(57)【要約】【課題】歩行をアシストする歩行補助装置において歩行補助装置による床反力を推定する。【解決手段】本発明に係る歩行補助装置は、床反力検出部で検出されたユーザ人体による左右の床反力と、ユーザ人体の静的状態での床反力と、歩行補助装置の重量に基づいて、歩行補助装置による左右の床反力を推定する床反力推定処理と、床反力推定処理で算出された歩行補助装置による左右の床反力に基づいて、脚パーツの関節に加えるアシスト力を算出し、脚パーツの関節に設けられたアクチュエータにアシスト力を加えるアシスト処理と、を実行する制御部と、を備えたことを特徴とする。【選択図】図１
2014195507.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザの脚部に装着されアシスト力を加えることでユーザの歩行を補助する歩行補助装置において、
可動可能な関節で互いに接続された複数のリンクを有する左右の脚パーツと、
ユーザ人体による左右の床反力を検出し、前記歩行補助装置による床反力を検出しない床反力検出部と、
前記床反力検出部で検出されたユーザ人体による左右の床反力と、ユーザ人体の静的状態での床反力と、前記歩行補助装置の重量に基づいて、前記歩行補助装置による左右の床反力を推定する床反力推定処理と、
前記床反力推定処理で算出された前記歩行補助装置による左右の床反力に基づいて、前記脚パーツの関節に加えるアシスト力を算出し、前記脚パーツの関節に設けられたアクチュエータにアシスト力を加えるアシスト処理と、を実行する制御部と、を備えたことを特徴とする
歩行補助装置。
【請求項２】
前記床反力検出部は、ユーザの足裏側に位置する第１足底部と、床面側に位置する第２足底部と、前記第１足底部と前記第２足底部間に配置された床反力センサを有することを特徴とする
請求項１に記載の歩行補助装置。
【請求項３】
ユーザ人体の静的状態での床反力は、前記床反力検出部で検出されたものであることを特徴とする
請求項１または請求項２に記載の歩行補助装置。
【請求項４】
前記接続リンクは、ユーザによる装着時、ユーザの股下に位置するサドルリンクであり、
左右の前記脚パーツは、ユーザによる装着時、ユーザの脚部内側に位置することを特徴とする
請求項１から請求項３の何れか１項に記載の歩行補助装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ユーザが歩行などを行う際、アシスト力を付与することでユーザの負荷軽減を図る歩行補助装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ユーザの体に装着して、ユーザの脚部の可動部に対してアシスト力を付与する歩行補助装置が開発されている。このような歩行補助装置では、高齢者や身障者の歩行を補助する装置として利用されることが期待されている。また高齢者などに限らず、宅配業者など重い荷物を運ぶユーザに対する補助装置としても利用することで、作業における身体的負担を軽減することが期待されている。
【０００３】
このような歩行補助装置として特許文献１には、生態信号検出手段が検出した筋電位信号に基づいて、モータなどのアクチュエーターを駆動することで、装着者の意志によってアシスト力を付与する動作補助装置が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、膝関節に加えるトルクの反転タイミングをユーザの歩行に歩行動作に適応させることで、歩行アシストに対する違和感を抑える歩行補助装置が開示されている。
【０００５】
特許文献１、特許文献２に開示される歩行補助装置は、ユーザの脚部外側に装着された部材に対してアシスト力を加えることで歩行を補助するものである。一方、特許文献３には、ユーザが跨ぐ形態で利用する歩行補助装置が開示されている。この歩行補助装置は、ユーザが跨いで着座する着座部材を押し上げることで、装着を容易にする装着アシスト制御が行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−２５０５３号公報
【特許文献２】特開２０１０−１４８６３８号公報
【特許文献３】特許第４８７２８２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このようにユーザの脚部に装着して歩行を補助する歩行補助装置では、適切なアシスト力を加えることが求められる。そのため、歩行補助装置に設けられた各種センサでは、歩行補助装置の状態を正確に検出することが必要となる。特に、足裏面にかかる床反力を正確に算出することは、ユーザ並びに歩行補助装置の関節にかかる関節モーメントの推定精度の向上を図る上で重要な一要素である。
【０００８】
本発明は、このような歩行補助装置の床反力を正確に算出することを目的とするものである。また、床反力の算出精度向上を図ることで、床反力に基づく関節モーメントの推定精度、並びに、推定された関節モーメントに基づいて算出されるアシスト力を適切な値とすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そのため本発明に係る歩行補助装置は、
ユーザの脚部に装着されアシスト力を加えることでユーザの歩行を補助する歩行補助装
置において、
可動可能な関節で互いに接続された複数のリンクを有する左右の脚パーツと、
ユーザ人体による左右の床反力を検出し、前記歩行補助装置による床反力を検出しない床反力検出部と、
前記床反力検出部で検出されたユーザ人体による左右の床反力と、ユーザ人体の静的状態での床反力と、前記歩行補助装置の重量に基づいて、前記歩行補助装置による左右の床反力を推定する床反力推定処理と、
前記床反力推定処理で算出された前記歩行補助装置による左右の床反力に基づいて、前記脚パーツの関節に加えるアシスト力を算出し、前記脚パーツの関節に設けられたアクチュエータにアシスト力を加えるアシスト処理と、を実行する制御部と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
さらに本発明に係る歩行補助装置において、
前記床反力検出部は、ユーザの足裏側に位置する第１足底部と、床面側に位置する第２足底部と、前記第１足底部と前記第２足底部間に配置された床反力センサを有することを特徴とする。
【００１１】
さらに本発明に係る歩行補助装置において、
ユーザ人体の静的状態での床反力は、前記床反力検出部で検出されたものであることを特徴とする。
【００１２】
さらに本発明に係る歩行補助装置において、
前記接続リンクは、ユーザによる装着時、ユーザの股下に位置するサドルリンクであり、
左右の前記脚パーツは、ユーザによる装着時、ユーザの脚部内側に位置することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る歩行補助装置によれば、歩行補助装置自体の荷重による床反力を、測定した床反力に基づいて推定し、アシスト力算出のために使用することが可能となる。したがって、ユーザの足を固定する足リンク部分に自由度の高い構造を採用することが可能であり、ユーザの履き心地を良好化するとともに、軽量化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係る歩行補助装置の側面図、正面図
【図２】本発明の実施形態に係る歩行補助装置の制御構成を示すブロック図
【図３】本発明の実施形態に係る歩行補助装置を装着する様子を示した図
【図４】本発明の実施形態に係る歩行補助装置の装着時の様子を示した図
【図５】関節モーメントの演算方法を説明するための図
【図６】床反力検出部の各種構成を説明するための図
【図７】本発明の実施形態に係る床反力算出処理を示すフロー図
【図８】動的状態での人体の左右床反力を示す図
【図９】静的状態での人体の左右床反力を示す図
【図１０】歩行補助装置全体における床反力を示す図
【図１１】歩行補助装置の左右脚パーツに分配した床反力を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１は、本発明の実施形態に係る歩行補助装置１の構成を示す図である。図１（Ａ）は歩行補助装置１の左側面図であり、図１（Ｂ）は歩行補助装置１の正面図であり、両図ともユーザが装着していない状態が示されている。
【００１６】
この実施形態の歩行補助装置１は、左右の脚パーツ１９Ｒ、１９Ｌ、左右脚パーツ１９Ｒ、１９Ｌを接続するサドルリンク１１（本発明の「接続リンク」に相当）、制御部３０を備えて構成される。サドルリンク１１には、左右の脚パーツ１９Ｒ、Ｌを摺動可能に接続する摺動レール１１１Ｒ、１１１Ｌ、ユーザが着座するためのサドルシート１１２が設けられている。ユーザは、この歩行補助装置１を跨ぐようにサドルシート１１２に着座して歩行補助装置１を装着する。以下、脚パーツ１９Ｒ、Ｌなど各種構成について説明を行うが、左右の構成は略同じであるため、添え字のＲ、Ｌを省略して説明を行う。
【００１７】
なお、本発明に係る歩行補助装置１の形態は、このようにユーザが跨いだ状態で装着する形態の他、ユーザの両脚部外側に脚パーツ１９が位置する形態とすることとしてもよい。その場合、両脚パーツ１９は、ユーザの腰部に固定される腰リンク（本発明の「接続リンク」に相当）を介して接続されることとなる。
【００１８】
脚パーツ１９は、図の上から順に、摺動部１２、上腿リンク１３、膝関節１４、下腿リンク１５、足関節１６、足リンク１７を備えて構成されている。なお、本明細書中、「足」は足首よりも先の部分を意味する用語として、また「脚」は上腿部、下腿部、足部などを含む用語として使い分けている。
【００１９】
サドルリンク１１は、歩行補助装置１の装着時、ユーザの股下に位置する。アシスト時には、アクチュエータを利用し、少なくとも膝関節１４を回動させることで、このサドルリンク１１に対して、ユーザを持ち上げる方向にアシスト力を加え、ユーザの体重を軽減し、ユーザの歩行時あるいは立っている時の負担を軽減する。
【００２０】
摺動部１２は、サドルリンク１１と上腿リンク１３を摺動可能に接続する。本実施形態の摺動部１２は、サドルリンク１１側に設けられている摺動レール１１１上を摺動することで、上腿リンク１３をユーザの動きに追従させることが可能となっている。この摺動レール１１１は、下方に円弧を描くように形成されている。このような形状により、摺動中心位置をユーザの腰部付近、すなわち、歩行補助装置１を装着したユーザの上腿の回動中心に略一致させることとしている。これは、歩行補助装置１がユーザの股下で装着されるため、上腿リンク１３の回動中心をユーザの腰部付近に位置させることが出来ないことを１つの理由としている。
【００２１】
また、本実施形態では、摺動部１２を摺動レール１１１上で移動させるためのアクチュエータ（第２アクチュエータ）が設けられている。ユーザの歩行などをアシストするアシスト処理時、摺動部１２は、摺動レール１１１上を自由に摺動可能となるが、この第２アクチュエータを使用して、上腿リンク１３に対してアシスト力を付与することでユーザの歩行補助を行う。なお、摺動部１２は、歩行を行う時の摺動（図１（Ａ）の紙面上での回動）に加え、左右の回動（図２の紙面上での回動）を加えることとしてもよい。ユーザが股を開く動作に対応することが可能となる。
【００２２】
膝関節１４は、上腿リンク１３と下腿リンク１５を回動可能に接続する。膝関節１４は、歩行を行う時の前後方向に回動可能としている。本実施形態では、膝関節１４にアクチュエータ（第１アクチュエータ）が設けられ、歩行時に第１アクチュエータにアシスト力を加えることで歩行補助が行われる。また、ユーザの装着時、第１アクチュエータを回動させることで、サドルシート１１２を昇降させることでユーザの負担を軽減させることも可能である。足関節１６は、下腿リンク１５と足リンク１７を回動可能に接続する。この足関節１６も、歩行を行う時の前後方向に回動可能としている。足リンク１７は、ユーザの足部を固定可能な部材であって、例えば、靴のような構造を有し、ユーザが履くことでユーザの足部と固定される。
【００２３】
図２には、本発明の実施形態に係る歩行補助装置の制御構成が示されている。本実施形態の歩行補助装置１は、ユーザが跨ぐとともに、ユーザの足部と足リンク１７を固定することで装着される形態となっている。このような装着形態において、左右の膝関節１４に設けられた第１アクチュエータ５１に対し、上腿リンク１３と下腿リンク１５を伸張する方向にアシスト力を加えることで、ユーザの歩行時、あるいは、及びユーザが直立しているときの体重の一部を補助する。
【００２４】
また、本実施形態では、摺動部１２に第２アクチュエータ５２が設けられており、アシスト処理時には、この第２アクチュエータ５２を使用してアシスト力を加えるユーザの負担軽減を行っている。また、本実施形態では、足関節１６にはアクチュエータを設けることなく自由に回動可能としているが、足関節１６に第３アクチュエータを設けることも可能である。足関節１６に第３アクチュエータを設けることでアシスト処理時、足関節１６に対してアシスト力を加えることが可能となる。
【００２５】
主な制御構成としては、歩行補助装置全体を統括制御する制御ＥＣＵ１０１、左右の膝関節１４に設けられた第１アクチュエータ５１、第１角度検出センサ６１、左右の摺動部１２に設けられた第２アクチュエータ５２、摺動位置検出センサ６２、左右の足関節１６に設けられた第３角度検出センサ６３、歩行の際の外界の情報などを取得するための各種センサ、動作状態など指示可能とする入力手段を備えて構成されている。
【００２６】
脚パーツ１９には、ユーザの脚部の状態を検出するための各種センサが設けられている。本実施形態では、膝関節１４に設けられ、上腿リンク１３と下腿リンク１５が形成する角度を検出する第１角度検出センサ６１と、摺動部１２に設けられ、サドルリンク１１に対する摺動部１２の位置（股関節の角度に対応）を検出可能な摺動位置検出センサ６２、そして、足関節１６に設けられ、下腿リンク１５と足リンク１７が形成する角度を検出する第３角度検出センサ６３が設けられている。
【００２７】
さらに、足リンク１７には、装着時、ユーザの足裏に位置する床反力検出部６４が設けられている。床反力検出部６４は、ユーザの足裏と床面の間に位置する荷重センサなどが使用される。この床反力検出部６４の出力に基づいて、床面から受ける床反力が検出される。また、この床反力検出部６４の出力に基づいて、ユーザの足裏が地面についた立脚状態であるか地面から浮いた遊脚状態であるか、さらには、足リンク１７の装着状態を検知することも可能である。床反力検出部６４は、荷重分布を判別可能なように複数の荷重センサで構成することとしてもよい。例えば、２つの荷重センサを使用する場合、各荷重センサの荷重割合に基づいて、足裏における床反力ベクトルの発生位置（ＣＯＰ：Center Of Pressure）を算出することも可能となる。
【００２８】
これら各種センサ６１〜６４によって検出された情報は、制御ＥＣＵ１０１に送信される。制御ＥＣＵ１０１は、受信した検出情報に基づいて体躯の動きを予測し、少なくとも第１アクチュエータ５１に対してアシスト力を加える。アシスト力の制御には、このような各種センサ６１〜６４以外に、ユーザの筋電位を計測するセンサを使用することとしてもよい。
【００２９】
また、サドルリンク１１上に設置された制御部３０には、歩行補助装置１自体、あるいは、周囲を検出する各種センサが設けられている。各種センサとしては、ユーザの前方、後方の様子をそれぞれ撮影する前方カメラ６５、後方カメラ６６、衛星からのＧＰＳ信号を受信し、歩行位置を検出するとともに、地図情報を参照することでユーザを目的地に導くナビモジュール６７、インターネットなどの通信網に接続し、各種情報を取得する無線通信モジュール６８等である。この他、ユーザから障害物までの距離を計測する測距セン
サを設けることとしてもよい。このような測距センサは、２つのカメラを使用して外界を立体的に撮像することで実現することも可能であり、前方カメラ６５、後方カメラ６６と兼用することも可能である。
【００３０】
また、本実施形態では、サドルリンク１１が重力に対して向く方向を検出する加速度センサ６９とジャイロセンサ７０が設けられている。本実施形態の歩行補助装置１は、この２つのセンサを利用して重力方向を判定し、歩行補助装置１に対して適切なアシスト力を付与することとしている。
【００３１】
また、本実施形態の制御部３０には、歩行補助装置に対して各種指示や設定を行うための入力部８１が設けられている。
【００３２】
以上、本実施形態では、歩行補助装置に対して、このような各種センサーを設けたことで、安全な歩行補助を行うことのみならず、目的地までのルート案内や、各種情報をユーザに提供することが可能となる。なお、各種情報の確認は、制御ＥＣＵ１０１に接続されるスピーカ、ディスプレイなどの告知手段を用いて音声、画像出力することとしてもよい。
【００３３】
では、本実施形態の歩行補助装置の装着について図を用いて説明する。図３は、歩行補助装置の装着の一形態を示した図である。歩行補助装置１は、装着前、図に示されるように折り畳まれた状態となっている。本実施形態では、ユーザはサドルシート１１２の前方を掴み、入力部８１に対して装着指示を出すことで、第１アクチュエータ５１に駆動力を付加し、脚パーツ１９を伸張させ、サドルシート１１２を適切な位置に調整することとしている。
【００３４】
図４には、本発明の実施形態に係る歩行補助装置１を装着した際の様子について、左側面図（図４（Ａ））、正面図（図４（Ｂ））が示されている。ユーザが歩行する、あるいは、立ち上がっているときに、図４（Ａ）に示されるように膝関節１４の第１アクチュエータ５１にて、脚パーツ１９を伸張する方向にアシスト力を加えることで、サドルシート１１２にてユーザを持ち上げ、ユーザの脚部にかかる負担を軽減することが可能となっている。また、歩行の際は、この第１アクチュエータ５１と、股関節部分の動きを補助する第２アクチュエータ５２にアシスト力を加えることで歩行補助が行われる。
【００３５】
では、図５を用いて、本実施形態の歩行補助装置１のアシスト力を算出するための基礎となる関節モーメントの演算方法について説明しておく。各関節にかかる関節モーメントは（Ａ）床反力項と（Ｂ）重力項の２つの項の差分、すなわち、（１）式にて求められる。
関節モーメント＝床反力項  −  重力項    ・・・（１）
【００３６】
図５（Ａ）は、床何力項を説明するための図である。ユーザの足が床面に接地している場合、足の裏面には床面から受ける床反力Ｆが作用する。脚部の各関節（股関節、膝関節、足関節）には、この床反力Ｆによるモーメントが作用することとなり、例えば、同じ関節状態を維持するためには、この床反力Ｆによるモーメントと拮抗するモーメントを付与する必要がある。図５では、膝関節１４に作用する関節モーメントを例にとって説明する。股関節、足関節も同様の手法によって算出することが可能である。
【００３７】
図５（Ａ）に示されるように床反力Ｆは、足リンク１７の裏面に設定された床反力ベクトルの発生位置（以下、「ＣＯＰ」という）からユーザ全体（ユーザと歩行補助装置１を含む）の重心方向に向かう方向を有する。この床反力Ｆは、足リンク１６に設けられた床反力検出部６４によってその大きさが測定される。このような床反力ベクトルが特定でき
た場合、膝関節１４に作用する床反力項は、床反力Ｆの大きさと、膝関節１４の回動中心から、床反力Ｆの方向を示す線分に下ろした距離Ｌ１（第１モーメントアーム）の積、すなわち（２）式にて表される。
床反力項＝床反力Ｆ＊第１モーメントアームＬ１    ・・・（２）
【００３８】
この床反力項は、立脚時、すなわち、足リンク１７が接地している状態では、関節を伸展させるのに必要なモーメントとなる。また、遊脚時、すなわち、足リンク１７が床面から離れている場合には、床反力Ｆが０であるため、床反力項も０となる。
【００３９】
一方、重力項は、ユーザ、歩行補助装置１の重量にて作用するモーメントである。図５（Ｂ）に示されるように、膝関節１４に作用する重力項は、膝関節１４より下に位置する部分に関係した項である。重力項は、膝関節１４より下に位置する部分について、その重心位置Ｈにおける重力Ｇに基づいて発生する。膝関節１４に作用する重力項は、この膝関節１４より下に位置する部分についての重力Ｇの大きさと、膝関節１４の回動中心から、重力方向を示す線分に下ろした距離Ｌ２の距離Ｌ２（第２モーメントアーム）の積、すなわち（３）式にて表される。
重力項＝重力Ｇ＊第２モーメントアームＬ２    ・・・（３）
【００４０】
以上、（２）式で求めた床反力項と、（３）式で求めた重力項を（１）式に代入することで膝関節１４に作用する関節モーメントが求められる。歩行補助装置１では、各種センサにて求めた関節モーメントを求め、関節モーメントにて適切なアシスト力が決定される。
【００４１】
このように関節モーメントを算出するには、床反力項、重力項の算出が必要となるが、特に、図５（Ａ）で説明したように床反力項の算出においては、床反力を正確に把握することが重要となる。ところで、床反力を検出する床反力検出部６４の形態には、図６に示す形態を採用することが考えられる。
【００４２】
図６（Ａ）、図６（Ｂ）に示す形態は、どちらも足リンク１７の下面に設けた第１足底部１７１と第２足底部１７２を備え、両脚底部１７１、１７２の間に床反力前センサ６４１と床反力前センサ６４２を備えた構成の点においては同一である。図６（Ａ）と図６（Ｂ）の形態は、足関節１６と足リンク１７を接続する接続リンク１７３の取付位置において異なった形態となっている。
【００４３】
図６（Ａ）に示す床反力検出部６４の形態では、接続リンク１７３は、足リンク１７直下の第１足底部１７１に固定部１７４にて固定されている。このような床反力検出部６４の形態では、ユーザと歩行補助装置１、両方による床反力を計測することが可能である。すなわち、図６（Ａ）に示すように第１足底部１７１にかかる人体（ユーザ自身）の荷重Ｌは、床反力前センサ６４１にかかる荷重Ｌ１と床反力後センサ６４２にかかる荷重Ｌ２に分圧される。接続リンク１７３は、第１足底部１７１に固定されているため、歩行補助装置１による荷重Ｍは、人体の荷重Ｌと同様、床反力前センサ６４１にかかる荷重Ｍ１と床反力後センサ６４２にかかる荷重Ｍ２に分圧される。
【００４４】
このように図６（Ａ）に示す床反力検出部６４の形態では、圧力前センサ６４１と圧力後センサ６４２を合算することで、人体の荷重Ｌと歩行補助装置Ｍの荷重Ｍによる床反力を計測することが可能である。歩行補助装置１では、この図６（Ａ）の形態のように人体の荷重Ｌと歩行補助装置Ｍの荷重Ｍによる床反力を使用することが適切なアシスト力を算出する上で必要である。一方、この図６（Ａ）の形態では、第１足底部１７１に接続リンク１７３を固定する必要があるため、第１足底部１７１には剛性を有する板状部材を使用する必要がある。そのため、第１足底部１７に柔軟性を持たせることは困難であるととも
に重量が重くなる。第１足底部１７１に柔軟性を持たせることができない場合、歩行時に歩きにくくなると共に疲労の原因となる。また、軽量化が望まれる歩行補助装置１では、足リンク１７が重くなることは望ましい形態とはいえない。
【００４５】
このような事情を鑑みて提案されたのが図６（Ｂ）に示す床反力検出部６４の形態である。この床反力検出部６４の形態では、接続リンク１７３は、第２足底部１７２に固定部１７４にて固定されている。このような形態では、図６（Ａ）の形態と異なり、第１足底部１７１に自由度を持たせることが可能となる。すなわち、第１足底部１７１に柔軟性を持たせることが可能であるとともに、市販される軽量の靴をそのまま使用することも可能である。したがって、ユーザの履き心地、歩行時における歩き易さも快適となり、疲労の蓄積も軽減されたものとなる。
【００４６】
しかしながら、図６（Ｂ）に示す床反力検出部６４の形態では、歩行補助装置１の荷重Ｍによる床反力を計測できないという問題が生じる。すなわち、接続リンク１７３は、第２足底部１７２に固定されているため、床反力前センサ６４１、床反力後センサ６４２では、それぞれ人体の荷重Ｌ１、Ｌ２による床反力を計測するものの、歩行補助装置１の荷重Ｍによる床反力は計測できないこととなる。
【００４７】
本発明は、この図（Ｂ）のように、人体の床反力を計測し、歩行補助装置１の床反力を計測できない床反力検出部６４の形態において、歩行補助装置１の床反力を推定することを特徴としている。この推定は、床反力検出部６４で検出した動的状態での床反力と、静的状態での床反力、並びに、歩行補助装置１（デバイス）の重量に基づいて行うこととしている。
【００４８】
図７は、本発明の実施形態に係る床反力算出処理を示したフロー図である。歩行補助装置１が歩行補助を行っている期間、この床反力算出処理を繰り返し実行することで、歩行補助装置１（デバイス）の動的状態での左右の床反力が算出される。
【００４９】
まず、歩行補助期間（動的状態）における左右の床反力が床反力検出部６４にて取得（計測）される（Ｓ１０１）。図６（Ｂ）のように２つのセンサを使用した形態では、両センサの合算値（Ｌ１＋Ｌ２）が、１つの脚の床反力として計測される。図６（Ｂ）で説明したように、ここで計測される床反力は、歩行補助装置１の床反力を含まない、ユーザのみの荷重による床反力である。左右両方の脚について計測した床反力ＬｌとＬｒを合算し、人体による床反力Ｌａを取得（算出）する（Ｓ１０２）。Ｓ１０３では、左右の床反力の比を取得（算出）する。
【００５０】
図８には、この動的状態での左右の床反力の例が示されている。床反力検出部６４で計測された、Ｒｌｒの大きさが４００［Ｎ：ニュートン］、Ｒｌｌの大きさが２００［Ｎ］の場合、左右の床反力の比は、Ｒｌｌ＝２００／６００、Ｒｌｒ＝４００／３００で算出されることが分かる。
【００５１】
次に、人体の静的状態と動的状態の床反力の比を求める。ここでは、まず、静的状態での左右の床反力が取得される。この静的状態での床反力（Ｌｌｓ，Ｌｒｓ）は、ユーザが歩行補助装置１を装着した直後など適宜静止しているタイミングで、床反力検出部６４で検出される値を制御ＥＣＵ１０１内の記憶手段に予め記憶させておき、記憶手段から読み出すことで取得する（Ｓ１０４）。次に、静的状態での左右の床反力の合算値Ｌａｓを取得（算出）し（Ｓ１０５）、Ｓ１０２で取得した動的状態における左右の床反力の合算値Ｌａとの比Ｒｌａ（Ｌａ／Ｌａｓ）を算出する（Ｓ１０６）。
【００５２】
図９には、静的状態での左右の床反力の例が示されている。静的状態での左右の床反力
は共に２５０［Ｎ］であるため、左右の合計は５００［Ｎ］であり、静的状態の床反力に対する動的状態の床反力の比ＲＬａ＝Ｌａ／Ｌａｓ＝６００／５００として算出される。
【００５３】
次に、動的状態における歩行補助装置１（デバイス）の床反力が推定される。ここでは、まず、歩行補助装置１の重量Ｍｄｓが取得される（Ｓ１０７）。この重量Ｍｄｓは、予め制御ＥＣＵ１０１内の記憶手段に予め記憶されている既知の情報である。動的状態における歩行補助装置１の床反力は、歩行補助装置１の静的状態における重量Ｍｄｓに、Ｓ１０６で取得した人体の静的状態、動的状態の床反力の比Ｒｌａを乗算することで算出（推定）される（Ｓ１０８）。
【００５４】
図１０には、歩行補助装置１全体における床反力の例が示されている。歩行補助装置１の重量（静的状態）Ｍｄｓが１００［Ｎ］である場合、この重量Ｍｄｓに、先に取得した人体の静的状態、動的状態の床反力の比Ｒｌａ（６００／５００）を乗算することで歩行補助装置１全体の動的状態における床反力が取得される。
【００５５】
最後に、Ｓ１０８で取得した歩行補助装置１全体の動的状態における床反力を、Ｓ１０３で取得した人体の左右の床反力の比Ｒｌｌ、Ｒｌｒで分配することで、歩行補助装置１の左右の動的状態での床反力Ｍｄｌ、Ｍｄｒを取得（算出）する。
【００５６】
図１１には、歩行補助装置１の左右脚パーツ１９に分配した床反力を示す例が示されている。図１０で取得したＭｄに、図８で取得したＲｌｌ、Ｒｌｒをそれぞれ乗算することで、歩行補助装置１の左右の動的状態での床反力Ｍｄｌ、Ｍｄｒが算出される。このように本実施形態の歩行補助装置１では、図６（Ｂ）に示すような人体の床反力を計測し、歩行補助装置１の床反力を計測できない床反力検出部６４の形態において、歩行補助装置１による左右の床反力を推定することを可能としている。
【００５７】
このような形態では、図６（Ｂ）に示す第１足底部１７１に柔軟性を持たせるなど自由度の高い構造を採用することが可能であり、ユーザの履き心地の良好化、並びに、軽量化の図られた歩行補助装置１を構成することが可能となる。また、歩行補助装置１の床反力を推定することで、歩行補助装置１にて作用する関節モーメントを精度よく算出し、適切なアシスト力を付与することも可能である。さらには、人体による床反力と歩行補助装置１による床反力を個別に取得できるため、各床反力の特性に基づいたアシスト力の付与制御も可能となる。
【００５８】
なお、本発明はこれらの実施形態のみに限られるものではなく、それぞれの実施形態の構成を適宜組み合わせて構成した実施形態も本発明の範疇となるものである。
【符号の説明】
【００５９】
１…歩行補助装置
１１…サドルリンク
１１１Ｒ、Ｌ…摺動レール
１１２…サドルシート
１２Ｒ、Ｌ…摺動部
１３Ｒ、Ｌ…上腿リンク
１４Ｒ、Ｌ…膝関節
１５Ｒ、Ｌ…下腿リンク
１６Ｒ、Ｌ…足関節
１７Ｒ、Ｌ…足リンク
１９Ｒ、Ｌ…脚パーツ
５１Ｒ、Ｌ…第１アクチュエータ
５２Ｒ、Ｌ…第２アクチュエータ
６１Ｒ、Ｌ…第１角度検出センサ
６２Ｒ、Ｌ…摺動位置検出センサ
６３Ｒ、Ｌ…第３角度検出センサ
６４Ｒ、Ｌ…床反力検出部
６５…前方カメラ
６６…後方カメラ
６７…ナビモジュール
６８…無線通信モジュール
６９…加速度センサ
７０…ジャイロセンサ
８１…入力部
１０１…制御ＥＣＵ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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