(57)【要約】      （修正有）【課題】インソール設置型の荷重センサを用いて制御に適した床反力を得る歩行支援装置を提供する。【解決手段】歩行支援装置１は、着座部６１の上面に取り付けた座面荷重センサを用いて装着者１００が着座部６１から受ける座面反力を計測する。座面反力は、着座部６１が装着者１００を持ち上げる力である。歩行支援装置１は、計測した座面反力を、右脚の足荷重センサ２４１Ｒと左脚の足荷重センサ２４１Ｌで計測される左右の床反力の比率で按分して、それぞれ左右の床反力に加算することにより床反力を補正する。歩行支援装置１は、当該補正後の床反力を用いて左右の膝関節の関節モーメントを算出し、左右の膝に対するアシスト力を決定する。【選択図】図３
2014184086.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
歩行支援対象者が着座する着座部と、
前記歩行支援対象者が前記着座部の座面から受ける第１の反力を取得する第１の反力取得手段と、
左右一対の足装着部と、
前記足装着部において前記歩行支援対象者の足裏が受ける第２の反力を取得する左右一対の第２の反力取得手段と、
前記着座部と前記足装着部の間に配設され、前記足装着部に対して前記着座部を上方に付勢する左右一対の上付勢手段と、
前記着座部を上方に付勢することにより生じる前記第２の反力の減少を、前記第１の反力を用いて補正する補正手段と、
前記補正された第２の反力を用いて、前記上付勢手段の出力を制御する出力制御手段と、
を具備することを特徴とする歩行支援装置。
【請求項２】
前記第２の反力取得手段で取得した左右一対の第２の反力の比を取得する比取得出手段を具備し、
前記補正手段は、前記取得した比に従って、前記取得した第１の反力を前記左右一対の第２の反力に按分することにより補正を行うことを特徴とする請求項１に記載の歩行支援装置。
【請求項３】
歩行支援対象者が着座する着座部と、左右一対の足装着部と、前記着座部と前記足装着部の間に配設され、前記足装着部に対して前記着座部を上方に付勢する左右一対の上付勢手段と、を備えた歩行支援装置用の歩行支援プログラムであって、
前記歩行支援対象者が前記着座部の座面から受ける第１の反力を取得する第１の反力取得機能と、
前記足装着部において、前記歩行支援対象者の足裏が受ける左右一対の第２の反力を取得する第２の反力取得機能と、
前記着座部を上方に付勢することにより生じる前記第２の反力の減少を、前記第１の反力を用いて補正する補正機能と、
前記補正された第２の反力を用いて、前記上付勢手段の出力を制御する出力制御機能と、
をコンピュータで実現する歩行支援プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歩行支援装置、及び歩行支援プログラムに関し、例えば、体重の一部を支持することで歩行をアシストするものに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、歩行者に装着させ、歩行者の歩行動作をアクチュエータなどで支援（アシスト）する装着型の歩行支援装置（ウェアラブルモビリティ）が盛んに研究され、例えば、特許文献１の体重支持型（着座型）の歩行補助装置が提案されている。
この特許文献１記載の歩行補助装置では、アシスト用のアクチュエータで上腿フレームと下腿フレーム間の角度を変えることで着座部を上方に持ち上げ、体重の一部を支えるようになっている。
【０００３】
これら歩行支援装置は、エンコーダなどから取得される装着者の動き（関節角度）と、装着者に歩行面から作用する外力である床反力から、関節に発生する関節モーメントを算出し、当該関節モーメントに対して所定のアシスト率となるように、着座部を上方に付勢して歩行支援を行う。
この床反力は、装着者が足に装着する靴（靴状の足装着部）に設置された床反力検出器で検出される。
【０００４】
床反力検出器の形態は、アウトソール設置型とインソール設置型の２タイプに分類される。
アウトソール設置型の床反力検出器は、靴の外底に設置され、靴底が歩行面から受ける荷重を計測する荷重センサで構成される。一方、インソール設置型は、靴の中底（靴内部の底で装着者の足裏が接する面）に設置され、中底が装着者の足裏から受ける荷重を計測する荷重センサで構成される。
【０００５】
アウトソール設置型の場合、装着者と歩行支援装置を合計した荷重が床反力として検出されるのに対し、インソール設置型の場合、装着者の足裏に作用する荷重が床反力として検出される。
アウトソール設置型の場合、靴底を固く作る必要があり、歩きにくい、重いという問題があるため、インソール設置型の荷重センサを使いたいとの要望がある。
【０００６】
しかし、インソール設置型の荷重センサを用いる場合、着座部を上方に持ち上げると、この持ち上げにより荷重センサの出力が減少し、制御に必要な関節モーメントを算出できないという問題があった。以下、この問題について、図６を用いて説明する。
【０００７】
図６（ａ）に示したように、足装着部２４の中底に足荷重センサ２４１Ｌが設置され、装着者の足裏から受ける荷重を検出する。
この荷重の反作用として、足裏は同じ大きさで向きが上方の力を受ける。これが床反力である。このように、中底が足裏から受ける荷重を計測することにより、足裏が受ける床反力を計測することができる。
【０００８】
装着者の身体が中底に与える荷重１０１は、歩行支援装置が装着者の身体を上方に持ち上げる力によって減少し、その減少した値が足荷重センサ２４１Ｌで検出される。
持ち上げた力は、矢線１０２で示したように歩行支援装置を伝わって、矢線１０３で示したように歩行面に逃げる。
【０００９】
図６（ｂ）は、歩行支援装置１を側面から見たところを示している。
歩行支援装置１が着座部６１によって装着者１００を上方に持ち上げ、装着者１００の股間に座面反力Ｌｚを生じさせる。すると、装着者１００の脚部を上方に引き上げる力が作用するため、足荷重センサ２４１Ｌの出力値から得られる床反力は、ΔＬだけ減少し、ＬＬとなる。
このように、インソール設置型の荷重センサを用いる場合、装着者１００に対するアシスト力が床反力の計測に影響を与えるため、関節モーメントの適切な計算が困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００７−６１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、インソール設置型の荷重センサを用いて制御に適した床反力を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、歩行支援対象者が着座する着座部と、前記歩行支援対象者が前記着座部の座面から受ける第１の反力を取得する第１の反力取得手段と、左右一対の足装着部と、前記足装着部において前記歩行支援対象者の足裏が受ける第２の反力を取得する左右一対の第２の反力取得手段と、前記着座部と前記足装着部の間に配設され、前記足装着部に対して前記着座部を上方に付勢する左右一対の上付勢手段と、前記着座部を上方に付勢することにより生じる前記第２の反力の減少を、前記第１の反力を用いて補正する補正手段と、前記補正された第２の反力を用いて、前記上付勢手段の出力を制御する出力制御手段と、を具備することを特徴とする歩行支援装置を提供する。
請求項２に記載の発明では、前記第２の反力取得手段で取得した左右一対の第２の反力の比を取得する比取得出手段を具備し、前記補正手段は、前記取得した比に従って、前記取得した第１の反力を前記左右一対の第２の反力に按分することにより補正を行うことを特徴とする請求項１に記載の歩行支援装置を提供する。
請求項３に記載の発明では、歩行支援対象者が着座する着座部と、左右一対の足装着部と、前記着座部と前記足装着部の間に配設され、前記足装着部に対して前記着座部を上方に付勢する左右一対の上付勢手段と、を備えた歩行支援装置用の歩行支援プログラムであって、前記歩行支援対象者が前記着座部の座面から受ける第１の反力を取得する第１の反力取得機能と、前記足装着部において、前記歩行支援対象者の足裏が受ける左右一対の第２の反力を取得する第２の反力取得機能と、前記着座部を上方に付勢することにより生じる前記第２の反力の減少を、前記第１の反力を用いて補正する補正機能と、前記補正された第２の反力を用いて、前記上付勢手段の出力を制御する出力制御機能と、をコンピュータで実現する歩行支援プログラムを提供する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、座面反力を用いてインソール設置型の荷重センサの出力値を補正することにより、制御に適した床反力を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】体重支持型の歩行支援装置の構成を表した図である。
【図２】膝関節モーメントの計算方法を説明するための図である。
【図３】床反力の補正方法を説明するための図である。
【図４】装着型ロボットのシステム構成を示した図である。
【図５】装着型ロボットの動作を説明するためのフローチャートである。
【図６】従来例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（１）実施形態の概要
歩行支援装置１は、着座部６１の上面に取り付けた座面荷重センサ６７を用いて装着者１００が着座部６１から受ける座面反力を計測する。座面反力は、着座部６１が装着者１００を持ち上げる力である。
歩行支援装置１は、計測した座面反力を、右脚の足荷重センサ２４１Ｒと左脚の足荷重センサ２４１Ｌで計測される左右の床反力の比率で按分して、それぞれ左右の床反力に加算することにより床反力を補正する。
歩行支援装置１は、当該補正後の床反力を用いて左右の膝関節の関節モーメントを算出し、左右の膝に対するアシスト力を決定する。
【００１６】
（２）実施形態の詳細
図１は、体重支持型の歩行支援装置１の構成を表したものである。
図１（ａ）は、本実施の形態に係る歩行支援装置１の構成を側面（進行方向に対して横方向）から見たところを示した図である。
図１（ｂ）は、図１（ａ）で示した状態の歩行支援装置１を正面（進行方向）から見た状態と、装着者１００の下半身部分を点線で表した図である。
図１に示したように、歩行支援装置１は、装着者１００が跨って乗ることにより、装着者１００の体重の一部を支持（負担）し、装着者１００の負荷を軽減するものである。体重の一部の負担は、後述するアクチュエータを駆動することで、着座部６１に上方の力を発生させることで行われている。
また、歩行支援装置１では、装着者１００は、腰部、上腿部、下腿部を固定する必要がないので、着脱も容易になる。
【００１７】
なお、図１（ａ）（ｂ）に示すように、点線で示した装着者１００が足を伸ばした状態（直立状態）において、歩行支援装置１が膝関節部分で屈曲している。これにより、直立状態においても、着座部６１に上方の力を発生させて、体重の一部を負担することができるようになっている。
【００１８】
図１（ａ）に戻り、歩行支援装置１は、着座部６１、連結部材６３、プレート６２、ガイドレール６４、６５、座面荷重センサ６７、股関節ピッチ軸機構１７、膝関節アクチュエータ１８、足首関節ピッチ軸機構１９、上腿連結部材２６、下腿連結部材２７、足連結部材２８、足装着部２４、足荷重センサ２４１などから構成されている。
【００１９】
また、図示しないが、膝関節アクチュエータ１８、足首関節ピッチ軸機構１９には、エンコーダが設置され、上腿連結部材２６と下腿連結部材２７の成す角度、及び下腿連結部材２７と足連結部材２８の成す角度が検出できるようになっている。
歩行支援装置１は、これらエンコーダの値と、股関節ピッチ軸機構１７の位置から、装着者１００の股関節、膝関節、及び足首関節の関節角度を得ることができる。
【００２０】
なお、股関節ピッチ軸機構１７、膝関節アクチュエータ１８、足首関節ピッチ軸機構１９、上腿連結部材２６、下腿連結部材２７、足連結部材２８、足装着部２４、足荷重センサ２４１については、図１（ｂ）に示すように、右脚用と左脚用の各部材が存在するが、一方の脚用を指定して説明する場合には、符号の後にＬＲを付けて区別して説明する。
また、図示しないが、本実施形態では、制御装置２やバッテリが着座部６１内、又は着座部６１の下側等に配設されるが、他の位置、例えば、上腿連結部材２６などに配設するようにしてもよい。
なお、図１（ａ）は、図面に向かって右側（足装着部２４のつま先側）が前方である。
【００２１】
着座部６１は、装着者１００が跨いで腰掛ける（着座する）部材である。
着座部６１は、装着者１００の体重の少なくとも一部を下方から支える。着座部６１は、下方から装着者１００の股間部に押圧されるため、これにより、歩行支援装置１の上部が装着者１００の腰部に対して固定される。
【００２２】
着座部６１の上面には、装着者１００から着座部６１が受ける荷重を検出する座面荷重センサ６７が配設されている。
この荷重の反作用として、装着者１００は、着座部６１から当該荷重と同じ大きさの上方向の力を受ける。この力が座面反力であり、着座部６１が装着者１００を上方に持ち上げる力である。
このように、歩行支援装置１は、座面荷重センサ６７の検出値（ロードセルの応力値）を補正することで座面反力を計測することができる。
ここで、座面反力は、歩行支援対象者が前記着座部の座面から受ける第１の反力として機能しており、座面荷重センサ６７は、第１の反力取得手段として機能している。
【００２３】
連結部材６３は、着座部６１の後方に延設されており、この延設部分には左右用２枚のプレート６２が固定されている。連結部材６３は、プレート６２に対する着座部６１の位置を固定している。
２枚のプレート６２は、連結部材６３の軸心を中心に回転自在に配設されることで、連結部材６３が２枚のプレート６２に対する開閉軸として機能している。これにより、装着者１００の脚の開閉に伴い、２枚のプレート６２も連結部材６３の軸心を中心に開閉する。
【００２４】
プレート６２は、着座部６１の後端側から着座部６１の前端側の下部まで形成され、下肢側に凸となった扇形の部材である。プレート６２は、下肢の運動に対して着座部６１を保持する部材であり、それに耐えうる剛性を有している。
プレート６２の表面にはガイドレール６４、６５（以下代表してガイドレール６５という）が、着座部６１の上方に位置する股関節ピッチ軸中心（股関節の位置）Ｋを中心とする同心円状に形成されている。
ガイドレール６５は、股関節ピッチ軸機構１７が装着者１００の歩行運動に伴って前後方向に移動する軌道を規定している。
【００２５】
股関節ピッチ軸機構１７は、ガイドレール６５による軌道上を自由移動するように構成されており、装着者１００の歩行運動に伴って股関節ピッチ軸機構１７がガイドレール６４、６５による軌道上を自由移動する。
例えば、装着者１００が右脚を前に出すことで重心が前方に移動した状態では、右股関節ピッチ軸機構１７Ｒは脚の動きに連動して軌道上を前方に自由移動し、立脚側の左脚は重心よりも後方への移動に連動して左股関節ピッチ軸機構１７Ｌは軌道上を後方に自由移動する。
このように、股関節ピッチ軸機構１７は、装着者１００が脚を前後方向に移動する力（動き）によって軌道上を前後方向に自由移動するものであり、特にアクチュエータによる前後方向の駆動はされていない。
【００２６】
股関節ピッチ軸機構１７には、剛性を有する部材（例えば、柱状部材）で構成された上腿連結部材２６の一端が固定され、上腿連結部材２６の他端には膝関節アクチュエータ１８が接続されている。
【００２７】
上腿連結部材２６の一端は股関節ピッチ軸機構１７に対して固定されているため、股関節ピッチ軸機構１７に対する角度は変わらないが、股関節ピッチ軸機構１７が円弧上のガイドレール６５上を移動することにより、上腿連結部材２６は、ガイドレール６５の接線との角度θを一定に保ちながら、水平面に対する角度が変化する。
即ち、装着者１００の膝を上げる動作に伴い股関節ピッチ軸機構１７がガイドレール６５上を前方に移動するため、上腿連結部材２６は水平面との角度が小さくなる（水平に近づく）。
【００２８】
そして、上腿連結部材２６の他端側に位置する膝関節アクチュエータ１８は、ガイドレール６５の中心軸である股関節ピッチ軸中心Ｋを中心とする円弧上を前後に移動する。即ち、膝関節アクチュエータ１８は、股関節ピッチ軸機構１７の自由移動に伴い、股関節ピッチ軸中心Ｋから一定距離を保ちながら円弧運動をする。
【００２９】
上腿連結部材２６の他端側は、膝関節ピッチ軸を介して下腿連結部材２７が接続されている。
膝関節アクチュエータ１８は、その出力により、膝関節ピッチ軸を軸心として、上腿連結部材２６と下腿連結部材２７との膝関節角度を変えるように構成されている。即ち、膝関節アクチュエータ１８は、膝関節角度を大きくする（直線に近づける）ことで、上腿連結部材２６にプレート６２などを介して接続されている着座部６１に対する上方の付勢力を発生させるようになっており、この上付勢力により装着者１００の体重の一部が支持される。
膝関節アクチュエータ１８は、着座部と足装着部の間に配設され、足装着部に対して着座部を上方に付勢する左右一対の上付勢手段として機能している。
【００３０】
なお、本実施形態の膝関節アクチュエータ１８は、膝関節ピッチ軸（上腿連結部材２６と下腿連結部材２７の接続点）の位置に配設される場合について説明するが、例えば、連結部材６３や着座部６１内、着座部６１下、股関節ピッチ軸機構１７の後方等の他の位置に配置するようにしてもよい。
この場合、膝関節アクチュエータ１８の出力は、プーリを必要箇所に配置しワイヤーやベルトによる伝達機構、その他の力伝達機構により、上腿連結部材２６と下腿連結部材２７に作用させるようにしてもよい。
【００３１】
下腿連結部材２７は、剛性を有する部材（例えば、柱状部材）で構成され、膝関節アクチュエータ１８と反対の他端側には、足首関節ピッチ軸機構１９が取り付けられている。
足首関節ピッチ軸機構１９には、剛性を有する部材（例えば、柱状部材）で構成された足連結部材２８が取り付けられている。
足連結部材２８には、足首関節ピッチ軸機構１９の位置が装着者１００の足首関節と略同じ高さとなるように、装着者１００の足が挿入される足装着部２４が固定されている。
足首関節ピッチ軸機構１９は、下腿連結部材２７に対して、足連結部材２８と足装着部２４が自由にピッチ運動するようになっている。
【００３２】
足装着部２４は、左右一対あり、対向する一対の足連結部材２８の外側に配置されることで、図１（ｂ）に示されるように、足装着部２４以外の各部材は両脚の間に収まる。
足装着部２４の中底（インソール）には、足装着部２４の中底が装着者１００の足裏から受ける荷重を検出する足荷重センサ２４１Ｒ、２４１Ｌが配置されている。
【００３３】
図１（ｃ）は、足荷重センサ２４１の配置の詳細を説明するための図である。この図に示したように、足装着部２４の空洞内の中底４１には、複数の足荷重センサ２４１が配設されており、装着者１００の足裏からの荷重を検出する。
この荷重の反作用として、装着者１００の足裏は、足装着部２４から当該荷重と同じ大きさの上方向の力を受ける。この力が床反力である。
【００３４】
このように、歩行支援装置１は、足荷重センサ２４１の検出値により床反力を計測することができる。
歩行支援装置１は、これら複数の足荷重センサ２４１の検出値を合計して、装着者１００の受けている床反力としている。
ここで、床反力は、足装着部において歩行支援対象者の足裏が受ける第２の反力として機能しており、足荷重センサ２４１Ｒと足荷重センサ２４１Ｌは、左右一対の第２の反力取得手段として機能している。
【００３５】
なお、足荷重センサ２４１Ｒ、２４１Ｌが検出する床反力は、後述の補正前の値であり、所定の補正を経た後、膝関節アクチュエータ１８の制御に使用される。
また、足装着部２４は、獣皮、布、合成皮革、ゴム、樹脂など、通常の靴と同様に柔軟性を有する部材により形成され、装着者１００の足の形状や足指の屈曲に対応して変形する程度の柔軟性を有している。
【００３６】
歩行支援装置１の装着手順は、次の通りである。
まず、歩行支援装置１の電源を切っておくと共に上腿連結部材２６と下腿連結部材２７を畳んでおく。
そして、装着者１００は、座った姿勢で左右の足に足装着部２４を装着する。
次に、装着者１００は立ち上がり、上腿連結部材２６、下腿連結部材２７を伸ばして着座部６１を股間に当てる。
【００３７】
次に、電源をオンすると、歩行支援装置１は、座面荷重センサ６７の検出値が目標値となるように、膝関節アクチュエータ１８を駆動し、着座部６１により装着者１００の体重を支持する。歩行支援装置１を脱ぐ場合は、逆の手順を行う。
このように、歩行支援装置１は、着脱が容易である。
【００３８】
なお、電源をオンした際には、着座部６１の座面荷重センサ６７が荷重を検出するまでの間、膝関節アクチュエータ１８からは支援荷重に対応する出力トルクよりも小さい装着時荷重（例えば、歩行支援装置１の荷重＋α分の荷重）に対応するトルクを出力することで、着座部６１はゆっくりと装着者１００の腰下まで上昇する。
電源オフの際には、膝関節アクチュエータ１８からは、装着時荷重よりも小さい脱着時荷重（歩行支援装置１の荷重−β分の荷重）に対応する出力トルクとすることで、着座部６１はゆっくりと下方にさがる。
【００３９】
図２は、膝関節モーメントの計算方法を説明するための図である。
膝関節アクチュエータ１８から足装着部２４に作用する床反力Ｆに降ろした垂線の長さをＬ１とする。
また、膝関節アクチュエータ１８から膝下の重心Ｇを通る鉛直線に降ろした垂線の長さをＬ２とする。
膝下に作用する重力項をＭとすると、膝に作用する関節モーメントＴは、次の式（１）で求まる。
Ｔ＝Ｆ×Ｌ１−Ｍ×Ｌ２  …（１）
例えば、膝を伸ばす場合は、Ｆ≫Ｍとなり、足装着部２４を歩行面から離して持ち上げた場合は、Ｆ＝０となる。
【００４０】
歩行支援装置１が行うアシストのアシスト率をαとすると、歩行支援装置１が膝関節アクチュエータ１８に出力するアシスト力Ａは、Ａ＝α×Ｔとなる。
このように、歩行支援装置１は、床反力を用いてアシスト力を出力している。インソール設置型の足荷重センサ２４１の場合、着座部６１が装着者１００を上方に押し上げることにより床反力が減少するため、正しいアシスト力を発揮するには、次に説明するように座面反力を用いて床反力を補正する必要がある。
【００４１】
図３は、床反力の補正方法を説明するための図である。
歩行支援装置１は、装着者１００が着座部６１から受ける座面反力Ｌｚを、足荷重センサ２４１Ｌ、２４１Ｒの検出値ＬＬ、ＬＲの比率で分割し、これら検出値ＬＬ、ＬＲに按分（分配）する。
ＬｚＲ、ＬｚＬは、それぞれ、座面反力Ｌｚを検出値ＬＬ、ＬＲの比率で分割したものである。
歩行支援装置１は、左脚の床反力に関しては、ＬＬにＬｚＬを加算し、右脚の床反力に関しては、ＬＲにＬｚＲを加算することにより、これら左脚、右脚の床反力を補正する。
【００４２】
このように、歩行支援装置１は、着座部を上方に付勢することにより生じる第２の反力（床反力）の減少を、第１の反力（座面反力）を用いて補正する補正手段を備えている。
また、歩行支援装置１は、足荷重センサ２４１Ｒ、足荷重センサ２４１Ｌで計測した床反力の比を取得するため、第２の反力取得手段で取得した左右一対の第２の反力（床反力）の比を取得する比取得出手段を備えている。
そして、歩行支援装置１は、当該比に従って座面反力を床反力に按分して当該床反力を補正するため、補正手段は、左右の床反力の比に従って、第１の反力（座面反力）を左右一対の第２の反力（床反力）に按分することにより補正を行っている。
【００４３】
図４は、歩行支援装置１のシステム構成を示した図である。
制御装置２は、図示しないＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、記憶部、各種インターフェースなどを備えた電子制御ユニットであり、歩行支援装置１の各部を電子制御する。
【００４４】
制御装置２は、記憶部に記憶された歩行支援プログラムなどの各種プログラムをＣＰＵで実行することにより構成される、センサ情報取得部３、関節モーメント演算部４、床反力再演算部７、アクチュエータ出力決定部８、デバイスパラメータ記憶部５、人体パラメータ記憶部６を備えている。
デバイスパラメータ記憶部５は、歩行支援装置１の各関節間の長さ、各部の重量や重心位置などを記憶している。
人体パラメータ記憶部６は、装着者の身長、体重などの身体的特徴を表すデータが記憶されている。
このように、デバイスパラメータ記憶部５と人体パラメータ記憶部６には、関節モーメントなどを計算するのに必要な各種パラメータを記憶している。
【００４５】
センサ情報取得部３は、関節角度センサ９（関節に取り付けた各エンコーダ）、足荷重センサ２４１、座面荷重センサ６７から検出値を取得する。
床反力再演算部７は、足荷重センサ２４１Ｌ、２４１Ｒの検出値に座面反力Ｌｚの按分値を加算することにより、これらの検出値を補正する。
関節モーメント演算部４は、補正後の床反力、及びデバイスパラメータ記憶部５、人体パラメータ記憶部６の各パラメータを用いて左右の膝関節の関節モーメントを算出する。
アクチュエータ出力決定部８は、算出した関節モーメントにアシスト率を乗じてアシスト力を算出することによりアクチュエータ出力を決定し、これに従って膝関節アクチュエータ１８を駆動する。
【００４６】
図５は、歩行支援装置１の動作を説明するためのフローチャートである。
以下の処理は、制御装置２のＣＰＵが歩行支援プログラムに従って行うものである。
まず、センサ情報取得部３が、足荷重センサ２４１Ｌ、２４１Ｒを用いて、動的状態（即ち、歩行状態）での左右の床反力値（ＬＬ、ＬＲ）を取得する（ステップ５）。
次に、床反力再演算部７が、動的状態での左右の床反力の合算値（Ｌａ＝ＬＬ＋ＬＲ）を算出する（ステップ１０）。
【００４７】
次に、床反力再演算部７が、動的状態での左右の床反力値の比（ＲＬＬ＝ＬＬ／Ｌａ、ＲＬＲ＝ＬＲ／Ｌａ）を算出する（ステップ１５）。
次に、センサ情報取得部３が座面荷重センサ６７を用いて座面反力Ｌｚを取得する（ステップ２０）。より詳細には、床反力再演算部７は、座面荷重センサ６７から応力値を取得し、これを補正して座面反力Ｌｚを取得する。
【００４８】
次に、床反力再演算部７が、座面反力Ｌｚを左右の床反力値の比に分割（ＬｚＬ＝ＲＬＬ×Ｌｚ、ＬｚＲ＝ＲＬＲ×Ｌｚ）する（ステップ２５）。
次に、床反力再演算部７が、分割した座面反力ＬｚＬ、ＬｚＲを左右の床反力値に加算（ＬＬａ＝ＬＬ＋ＬｚＬ、ＬＲａ＝ＬＲ＋ＬｚＲ）し、床反力の補正値を算出する（ステップ３０）。
【００４９】
次に、アクチュエータ出力決定部８が、床反力の補正値、及び各種パラメータを用いて左右の膝関節アクチュエータ１８の出力を決定し、これらを駆動する（ステップ３５）。
次に、制御装置２は、歩行支援動作を継続するか否か判断し（ステップ４０）、継続する場合は（ステップ４０；Ｙ）、ステップ５に戻り、継続しない場合は（ステップ４０；Ｎ）、処理を終了する。
例えば、歩行支援装置１は、歩行支援の動作開始、及び終了を装着者がスイッチを押すなどして選択できるようになっており、制御装置２は、当該スイッチがオンの場合に歩行支援動作を継続すると判断し、当該スイッチがオフの場合に歩行支援動作を終了すると判断する。
【００５０】
このように、歩行支援装置１では、インソール設置型の足荷重センサ２４１による床反力を座面反力を用いて補正することにより、精度のよい床反力を得ると共に、歩行支援のための関節モーメントの計算に利用することができる。
【符号の説明】
【００５１】
１  歩行支援装置
２  制御装置
３  センサ情報取得部
４  関節モーメント演算部
５  デバイスパラメータ記憶部
６  人体パラメータ記憶部
７  床反力再演算部
９  関節角度センサ
１８  膝関節アクチュエータ
１９  足首関節ピッチ軸機構
２４  足装着部
２４１  足荷重センサ
２６  上腿連結部材
２７  下腿連結部材
２８  足連結部材
４１  中底
６１  着座部
６２  プレート
６３  連結部材
６４  ガイドレール
６５  ガイドレール
６７  座面荷重センサ
１００  装着者
１０１  荷重
１０２、１０２  矢線
Ｋ  股関節ピッチ軸中心
【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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