(57)【要約】【課題】  高齢者等の使用者が歩行運動に連動して当該使用者の移動を支援すること。【解決手段】  車体１１と、車体１１を走行させるための駆動装置１２とを備えて移動支援機器１０が構成されている。車体１１は、後方に向かって動作可能となる左右両側の歩行面Ｆと、駆動装置１２によって回転駆動される駆動輪２０Ｌ，２０Ｒとを備えている。駆動装置１２は、左右両側の歩行面Ｆをそれぞれ独立して動作させる左右両側の第１駆動手段２１Ｌ，２１Ｒと、各駆動輪２０Ｌ，２０Ｒを回転可能に駆動する左右駆動モータ２２Ｌ，２２Ｒと、それらの駆動を制御する制御手段３０とを備えている。制御手段３０は、各第１駆動手段２１Ｌ，２０Ｒに掛かる負荷に応じて、対応する側の駆動モータ２２Ｌ，２２Ｒの駆動を制御し、使用者Ｈの両足を前記各歩行面Ｆ上に乗せで歩行動作を行うと、当該歩行動作に応じて決定される速度で車体１１が走行する。【選択図】          図１
2008125925.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右両側の駆動輪の回転により走行可能な車体と、前記駆動輪を駆動させる駆動装置とを備えた移動支援機器において、
前記車体は、後方に向かって動作可能となる歩行面を左右両側に備え、
前記駆動装置は、前記左右両側の歩行面をそれぞれ独立して動作させる左右両側の第１駆動手段と、前記左右両側の駆動輪を回転可能に駆動する左右両側の第２駆動手段と、当該第２駆動手段の駆動を制御する制御手段と、
前記制御手段は、前記左側の第１駆動手段に掛かる負荷に応じて、前記左側の第２駆動手段の駆動を制御するとともに、前記右側の第１駆動手段に掛かる負荷に応じて、前記右側の第２駆動手段の駆動を制御し、使用者の両足を前記各歩行面上に乗せで歩行動作を行うと、当該歩行動作に応じて決定される速度で車体が走行することを特徴とする移動支援機器。
【請求項２】
前記制御手段は、直進走行モードによる制御と旋回走行モードによる制御とに切換可能に設けられ、
前記直進走行モードでは、前記左右両側の第１駆動手段に掛かる負荷を加算し、当該加算された負荷に応じて、前記左右両側の駆動輪がほぼ同一の回転状態となるように、前記各第２駆動手段の駆動を制御し、
前記旋回走行モードでは、前記左側の第１駆動手段に掛かる負荷に応じて、前記左側の第２駆動手段の駆動を制御するとともに、前記右側の第１駆動手段に掛かる負荷に応じて、前記右側の第２駆動手段の駆動を制御することを特徴とする請求項１記載の移動支援機器。
【請求項３】
前記制御手段は、前記左右両側の第１駆動手段を構成する左右両側のモータの負荷電流値を検出する負荷電流検出部と、当該負荷電流検出部で検出された負荷電流値から、使用者の歩行動作の状態を判断し、これら各状態に対応させて前記駆動輪の回転速度を決定する駆動速度決定部とを備えたことを特徴とする請求項１又は２記載の移動支援機器。
【請求項４】
前記駆動輪は、前記歩行面上に乗る前記使用者の体側部分の側方に配置されていることを特徴とする請求項１、２又は３記載の移動支援機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、使用者の歩行動作に応じて動作し、自己の歩行速度よりも速い速度で使用者を移動させることができる移動支援機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
高齢者が自立生活を持続的に行うためには、健康維持が大きな課題となる。しかしながら、加齢に伴う身体機能の低下は、行動範囲の狭小化を招き、それに伴う運動頻度の減少は、更なる身体能力の低下を引き起こすという悪循環を生み出す。ここで、車いす等の移動機器を使用することで、行動範囲の狭小化を解決することも考えられるが、多少なりとも歩行能力のある高齢者にとっては、前記移動機器を使用することは殆ど無いと思われ、仮に、当該移動機器を使用したとしても、歩行運動がなされる訳でないから、身体機能を向上させることは期待できない。
【０００３】
ところで、従来、使用者の歩行動作に伴って走行可能なトレッドミル形走行車が知られている（特許文献１参照）。このトレッドミル形走行車は、前後両側のロールと、これらロールに掛け回される幅広のベルトと、このベルトに機構的に繋がって、当該ベルトの回転を動力として回転する駆動輪とを備えている。このような構成により、使用者がベルト上で歩行動作を行うと、当該歩行動作でベルトが後方に蹴られて回転し、当該ベルトの回転に連動して駆動輪が回転し、走行車が走行することになる。
【０００４】
しかしながら、前記トレッドミル形走行車にあっては、自己の歩行動作を動力とするベルトの回転力で走行するようになっており、自己の運動により走行する点では、自転車と同様である。このように前記走行車にはパワーアシストがないことから、歩行機能が低下した高齢者等が使用すると、走行車に十分な動力を与えるための運動量には限界があり、特に上り坂等では、自分の脚を使った自立歩行の方がまだ楽に移動できる結果となるから、高齢者等にとっての使用価値は少ない。
【０００５】
そこで、本発明者らは、高齢者等の使用者が歩行運動をしながら、当該使用者の移動を支援することができる移動支援機器を既に提案している（特願２００６−２１３７６号、非特許文献１等）。図６に示されるように、この移動支援機器１００は、車体１１１と、この車体１１１を走行させるための駆動装置１１２とを備えて構成されている。
【０００６】
前記車体１１１は、前後両側で回転可能なシャフト１１４，１１４と、これらシャフト１１４，１１４に掛け回されるとともに、上側が使用者Ｈの乗る歩行面Ｆとなる平ベルト１１５と、駆動装置１１２によって回転駆動される駆動輪１１７，１１７と、左右方向に揺動可能に回転する後輪１１９，１１９とを備えている。
【０００７】
前記駆動装置１１２は、平ベルト１１５を回転させるモータ１２１と、駆動輪１１７，１１７に駆動力を付与する左右駆動モータ１２２Ｌ，１２２Ｒと、使用者Ｈが両手で把持し、車体１１１を左右方向に操舵するハンドル１３５と、ハンドル１３５の回転角度を検出するポテンショメータ１３７と、モータ１２１の負荷電流値及びポテンショメータ１３７の検出値に応じ、左右駆動モータ１２２Ｌ，１２２Ｒの駆動を制御する制御手段１３０とを備えて構成されている。
【０００８】
以上のように構成された移動支援機器１００は、次のように動作する。すなわち、平ベルト１１５上を使用者Ｈが歩行することにより、当該平ベルト１１５への使用者Ｈの蹴り力に応じて、平ベルト１１５を回転させるモータ１２１の負荷電流値が変わる。そこで、制御手段１３０では、当該負荷電流値に基づいて、駆動輪１１７，１１７の回転速度が求められ、歩行者Ｈの歩行動作に応じた速度で車体１１１が走行するように、左右駆動モータ１２２Ｌ，１２２Ｒの駆動が制御される。この際、ハンドル１３５の回転角度すなわちポテンショメータ１３７の検出値に応じて、左右の前輪１１７，１１７の駆動速度に差を付けることにより、ハンドル１３５の回転方向及びその角度に対応して車体１１１が旋回動作するように、左右駆動モータ１２２Ｌ，１２２Ｒの駆動が制御される。
【特許文献１】実用新案登録第３１００８３４号公報
【非特許文献１】二瓶美里、他３名「歩行速度を増幅する移動支援機器の開発」、第１９回バイオメカニズム・シンポジウム予稿集、バイオメカニズム学会、平成１７年８月２日、ｐ１７３−ｐ１８２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前記移動支援機器１００は、使用者Ｈの歩行動作に合わせて車体１１１を動作させることで、使用者Ｈが実際に歩行する感覚で使用者Ｈの移動を支援することを目標としている。しかしながら、前記移動支援機器１００にあっては、旋回動作を行う場合、ハンドル１３５を回転させることによって行うため、使用者Ｈが実際に旋回する際の歩行運動と異なるものになる。
【００１０】
すなわち、ヒトの二足歩行による移動では、脚を前方へ振り出す遊脚相と、足底面を通じて地面から反力を受ける立脚相とが左右交互に繰り返される。ここで、方向転換等のための旋回動作は、左右それぞれの足部から地面に作用する力とモーメントのパターンが左右で異なるように調整することで実行される。ところが、前記移動支援機器１００にあっては、使用者Ｈが旋回動作をする際、ハンドル１３５を操作することで車体１１１を旋回動作させるため、実際の歩行時に無い手の動きが必要になり、旋回時における使用者Ｈの歩行運動と異なることになる。
【００１１】
本発明は、このような課題を解決すべく既提案の発明を改良したものであり、その目的は、直進走行時のみならず、旋回走行時においても、使用者が歩行運動を行いながら、当該使用者の歩行感覚に合わせて使用者の移動を支援することができる移動支援機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
（１）前記目的を達成するため、本発明は、左右両側の駆動輪の回転により走行可能な車体と、前記駆動輪を駆動させる駆動装置とを備えた移動支援機器において、
前記車体は、後方に向かって動作可能となる歩行面を左右両側に備え、
前記駆動装置は、前記左右両側の歩行面をそれぞれ独立して動作させる左右両側の第１駆動手段と、前記左右両側の駆動輪を回転可能に駆動する左右両側の第２駆動手段と、当該第２駆動手段の駆動を制御する制御手段と、
前記制御手段は、前記左側の第１駆動手段に掛かる負荷に応じて、前記左側の第２駆動手段の駆動を制御するとともに、前記右側の第１駆動手段に掛かる負荷に応じて、前記右側の第２駆動手段の駆動を制御し、使用者の両足を前記各歩行面上に乗せで歩行動作を行うと、当該歩行動作に応じて決定される速度で車体が走行する、という構成を採っている。
【００１３】
（２）また、前記制御手段は、直進走行モードによる制御と旋回走行モードによる制御とに切換可能に設けられ、
前記直進走行モードでは、前記左右両側の第１駆動手段に掛かる負荷を加算し、当該加算された負荷に応じて、前記左右両側の駆動輪がほぼ同一の回転状態となるように、前記各第２駆動手段の駆動を制御し、
前記旋回走行モードでは、前記左側の第１駆動手段に掛かる負荷に応じて、前記左側の第２駆動手段の駆動を制御するとともに、前記右側の第１駆動手段に掛かる負荷に応じて、前記右側の第２駆動手段の駆動を制御する、という構成を採ることが好ましい。
【００１４】
（３）更に、前記制御手段は、前記左右両側の第１駆動手段を構成する左右両側のモータの負荷電流値を検出する負荷電流検出部と、当該負荷電流検出部で検出された負荷電流値から、使用者の歩行動作の状態を判断し、これら各状態に対応させて前記駆動輪の回転速度を決定する駆動速度決定部とを備える、という構成を採用するとよい。
【００１５】
（４）また、前記駆動輪を前記歩行面上に乗る前記使用者の体側部分の側方に配置するとよい。
【発明の効果】
【００１６】
前記（１）の構成により、使用者が歩行動作を行うと、当該歩行動作に応じて決定される速度で車体が走行するため、自己の歩行動作が駆動輪の操作指令となり、特別なスイッチ操作を不要として、歩行速度よりも増速した状態で車体を自動走行させることができる。従って、使用者は、特別な操作をせずに楽に移動することができ、しかも、歩行動作に応じて車体が移動するから、能力が向上した歩行感覚で車体を走行させることができ、誤操作等の虞が大幅に低減されるばかりか、移動支援を行いながらも使用者に歩行運動をさせることができる。従って、高齢者等が使用する場合には、低下した歩行機能を補う移動支援機能を有しつつも、使用者に自発的な歩行運動をさせることができ、使用者の健康維持に大きく寄与することができる。特に、使用者が旋回を意識した歩行動作をした場合には、相互に異なる左右の脚の動きに応じて、左右の駆動輪が独立して回転制御され、当該各駆動輪の回転速度の相違によって車体が旋回走行することになり、直進走行のみならず、旋回走行時においても、使用者が歩行運動を行いながら、当該使用者の歩行感覚に合わせて使用者の移動を支援することができる。
【００１７】
前記（２）の構成によれば、使用者が直進を意図して歩行しても、例えば、使用者が歩き始める際やゆっくり歩行する場合、また、使用者の左右両脚が歩行時に同じ動きが出来ない障害がある場合等においては、左右の脚の動きが異なるため、左右の駆動輪の回転状態が異なるように制御されて、車体の直進走行を確実に行えなくなる虞があるが、この場合に、直進走行モードを選択すると、車体の直進動作を確実に行うことができる。
【００１８】
前記（４）の構成によれば、車体を旋回動作させる駆動輪が使用者の体側部分の側方に位置しているため、車体の旋回中心が体重心線にほぼ一致させ若しくは近づけることができ、実際に旋回歩行する感覚を車体に乗った使用者に体感させることができ、実際の歩行感覚に一層近い状態で使用者の移動を支援することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００２０】
図１には、本実施形態に係る移動支援機器の概略斜視図が示されている。また、図２には、前記移動支援機器の概略平面図が示され、図３には、図２のＡ−Ａ線に沿う断面図が示されている。これらの図において、移動支援機器１０は、車体１１と、この車体１１を走行させるための駆動装置１２とを備えて構成されている。
【００２１】
前記車体１１は、前後方向（図２中左右方向）に延びる左右一対のサイドフレーム１３Ｌ，１３Ｒと、これらサイドフレーム１３Ｌ，１３Ｒの間で前後方向に延びるセンターフレーム１３Ｃと、左側のサイドフレーム１３Ｌとセンターフレーム１３Ｃの前後両側で回転可能に支持されるとともに、丸棒状をなす左側のシャフト１４Ｌ，１４Ｌと、右側のサイドフレーム１３Ｒとセンターフレーム１３Ｃの前後両側で回転可能に支持されるとともに、丸棒状をなす右側のシャフト１４Ｒ，１４Ｒと、左側のシャフト１４Ｌ，１４Ｌに掛け回される左側の平ベルト１５Ｌと、右側のシャフト１４Ｒ，１４Ｒに掛け回される右側の平ベルト１５Ｒと、各平ベルト１５Ｌ，１５Ｒの内側に配置されて当該平ベルト１５Ｌ，１５Ｒを支持するプレート１６（図３参照）と、各サイドフレーム１３Ｌ，１３Ｒの前後両側で回転可能に支持される前輪１７Ｌ，１７Ｒ及び後輪１９Ｌ，１９Ｒと、各フレーム１３Ｌ，１３Ｒの前後方向ほぼ中央に回転可能に配置され、駆動装置１２によって回転駆動される左右両側の駆動輪２０Ｌ，２０Ｒとを備えている。
【００２２】
前記左側の平ベルト１５Ｌは、その上面が使用者Ｈの左足が乗る歩行面Ｆとなっており、右側の平ベルト１５Ｒは、その上面が使用者Ｈの右足が乗る歩行面Ｆとなっている。また、各平ベルト１５Ｌ，１５Ｒは、特に限定されるものではないが、高齢者の一般的な歩幅よりも広い長さに設定され、当該高齢者の片足幅よりも広い幅に設定されている。また、前記プレート１６（図３参照）の上下両面には、接触する平ベルト１５Ｌ，１５Ｒとの摩擦力を軽減させるための摺動テープ（図示省略）が貼り付けられている。
【００２３】
前記前輪１７Ｌ，１７Ｒと後輪１９Ｌ，１９Ｒは、駆動輪２０Ｌ，２０Ｒの駆動に従動するようにフリー回転が可能となっている。これら前輪１７Ｌ，１７Ｒと後輪１９Ｌ，１９Ｒは、詳細な形状及び構造の図示を省略しているが、それら車輪の回転方向に対して直交する方向に回転可能な回転体が前記車輪の周方向に沿って複数並べられた構造となっている。この構造は、特開平１１−２２７４０４号公報、特開２００２−１３７６０２号公報等に開示されている公知の構造であり、本発明の要旨ではないため、ここでは詳細な説明を省略する。このような構造の前輪１７Ｌ，１７Ｒ及び後輪１９Ｌ，１９Ｒは、車体１１が旋回する際に、前記回転体の回転によって、各回転方向に対して直交する横方向にスムーズに移動することが可能になる。なお、前輪１７Ｌ，１７Ｒ及び後輪１９Ｌ，１９Ｒとしては、このような構造に限定されず、車体１１が旋回する際に当該旋回動作を阻害しないような構造であれば何でも良く、例えば、車輪を回転可能に支持する支持体が地面に沿って回転可能となるキャスター構造としても良い。
【００２４】
前記駆動輪２０Ｌ，２０Ｒは、平ベルト１５Ｌ，１５Ｒに使用者Ｈが乗ったときの定位置の体側部分の側方に配置されている。
【００２５】
前記駆動装置１２は、左右の平ベルト１５Ｌ，１５Ｒをそれぞれ独立して回転させる左右両側の第１駆動手段２１Ｌ，２１Ｒと、駆動輪２０Ｌ，２０Ｒにそれぞれ独立して駆動力を付与する左右両側の第２駆動手段としての左駆動モータ２２Ｌ及び右駆動モータ２２Ｒと、使用者Ｈの両手で把持され、車体１１の動作モードを切換可能なモード切換手段２７と、第１駆動手段２１Ｌ，２１Ｒ及びモード切換手段２７の状態により、各駆動モータ２２Ｌ，２２Ｒの駆動を制御する制御手段３０とを備えて構成されている。
【００２６】
前記第１駆動手段２１Ｌ，２１Ｒは、モータＭと、当該モータＭの動力をシャフト１４Ｌ，１４Ｒに伝達して当該シャフト１４Ｌ，１４Ｒを回転させる歯車や継手等からなる伝達機構Ｔにより構成され、図示しない主電源を投入すると、各歩行面Ｆ，Ｆが後方に向かって僅かにスライドするように、平ベルト１５Ｌ，１５Ｒを回転させるようになっている。
【００２７】
前記モード切換手段２７は、図１及び図４に示されるように、使用者Ｈが両手で把持する左右一対のバー３５，３５と、左右両側のサイドフレーム１３Ｌ，１３Ｒに固定されるとともに、バー３５，３５の下端側を前後方向に回転可能に支持するベース３７，３７と、バー３５，３５の下側とベース３７，３７との間に配置されたガススプリング３８，３８とを備えて構成されている。
【００２８】
前記ベース３７，３７は、バー３５，３５の支持部分にモード切換スイッチ３９が設けられており、このモード切換スイッチ３９は、ベース３７，３７に対してバー３５，３５が所定角度以上前方に傾くと投入されるようになっている。
【００２９】
前記ガススプリング３８，３８は、バー３５，３５を後方に回転させる方向に付勢するように配置されている。
【００３０】
以上の構成のモード切換手段２７は、バー３５，３５がベース３７，３７に対してほぼ起立した状態では、モード切換スイッチ３９がＯＦＦのままで、後述するように、制御手段３０で直進走行モードとしての制御が行われる。一方、この状態から、使用者Ｈがバー３５，３５に対して前方に体重を掛け、ガススプリング３８，３８の付勢力に抗してバー３５，３５を前方に傾けると、モード切換スイッチ３９がＯＮとなって、後述するように、制御手段３０で旋回走行モードとしての制御が行われる。使用者Ｈがバー３５，３５に対する前方への体重の付加を止めると、ガススプリング３８，３８の付勢によって、バー３５，３５が後方に回転して元の起立状態に戻り、前記直進走行モードとなる。
【００３１】
前記制御手段３０は、ソフトウェア及び／又はハードウェアによって構成され、プロセッサ等、複数のプログラムモジュール及び／又は処理回路より成り立っており、第１駆動手段２１Ｌ，２１ＲのモータＭに掛かる負荷と前記各走行モードの切換とに応じて、左駆動モータ２２Ｌ及び右駆動モータ２２Ｒの駆動を制御することにより、使用者Ｈが歩行面Ｆ上で歩行動作を行うと、当該歩行動作に応じて増速した状態で車体１１が直進走行及び旋回走行するように設定されている。
【００３２】
この制御手段３０は、図５に示されるように、左側の第１駆動手段２１ＬのモータＭの負荷電流値を検出する左側負荷電流検出部４０Ｌと、右側の第１駆動手段２１ＲのモータＭの負荷電流値を検出する右側負荷電流検出部４０Ｒと、これら各負荷電流検出部４０Ｌ，４０Ｒからの検出結果に基づいて、所望の速度で車体１１が走行するように左右両側の駆動輪２０Ｌ，２０Ｒの回転速度を決定する駆動速度決定部４１と、当該駆動速度決定部４１により決定された回転速度で駆動輪２０Ｌ，２０Ｒが回転するように、左右駆動モータ２２Ｌ，２２Ｒを駆動させるドライバ４３とを備えて構成されている。
【００３３】
以上のように構成された移動支援機器１０は、第１駆動手段２１Ｌ，２１ＲのモータＭの駆動によって僅かに回転する左右の平ベルト１５Ｌ，１５Ｒ上で、使用者Ｈが歩行動作を行うことにより、制御手段３０で次のように左右の駆動モータ２２Ｌ，２２Ｒの駆動が制御される。
【００３４】
図示しない主電源を投入すると、第１駆動手段２１Ｌ，２１Ｒが作動し、左右の平ベルト１５Ｌ，１５Ｒが相互に同一となる微小速度で回転し、歩行面Ｆが後方に向かってスライドすることになる。この際、使用者Ｈの左右両足が平ベルト１５Ｌ，１５Ｒの上に乗って静止すると、第１駆動手段２１Ｌ，２１Ｒの各モータＭに掛かる使用者Ｈの体重や摩擦力等の負荷により、平ベルト１５Ｌ，１５Ｒが後方にスライドしない程度の駆動力で前記モータＭが駆動するように設定されている。そして、使用者Ｈは、平ベルト１５Ｌ，１５Ｒ上の定位置で歩行動作を行い、その過程で当該平ベルト１５Ｌ，１５Ｒを後方に蹴ると、以下に詳述するように、当該歩行動作に応じて車体１１が走行することになる。この歩行動作時において、使用者Ｈの踵が歩行面Ｆに接地する際には、平ベルト１５Ｌ，１５Ｒの回転に対する制動力が働き、第１駆動手段２１Ｌ，２１Ｒの各モータＭに対する負荷（以下、「モータ負荷」と称する。）が増大することになる。一方、使用者Ｈのつま先が歩行面Ｆから離れる際には、使用者Ｈが平ベルト１５Ｌ，１５Ｒを後方に蹴る動作がなされ、平ベルト１５Ｌ，１５Ｒの回転に対する推進力が働き、第１駆動手段２１Ｌ，２１Ｒのモータ負荷が低減されることになる。その結果、前記モータ負荷の指標となるモータＭの負荷電流値と時間との関係を示すグラフには、前記制動力が作用したときの山部分と、前記推進力が作用したときの谷部分とが歩行周期単位で繰り返し表れる。この際、歩行者Ｈが加速すると、前記推進力が大きくなるため、前記モータ負荷が減少する一方、歩行者Ｈが減速すると、前記制動力が大きくなるため、前記モータ負荷が増大する。
【００３５】
従って、制御手段３０では、第１駆動手段２１Ｌ，２１ＲのモータＭの負荷電流値に基づいて、使用者Ｈの歩行状態が加速状態、減速状態或いは等速状態の何れであるか判断され、当該判断に基づいて駆動輪２０Ｌ，２０Ｒの回転速度の変化値が求められ、当該変化値に基づく回転速度が得られるように左右の駆動モータ２２Ｌ，２２Ｒの駆動が制御され、歩行者Ｈの歩行動作に応じた速度で車体１１が走行することになる。
【００３６】
つまり、モード切換手段２７のバー３５，３５が起立状態となる直進走行モードが選択されると、第１駆動手段２１Ｌ，２１ＲのモータＭの負荷電流値の合算値に基づいて、左右の駆動輪２０Ｌ，２０Ｒの回転速度がほぼ同一となるように決定され、当該回転速度が得られるように左右の駆動モータ２２Ｌ，２２Ｒの駆動が制御される。
【００３７】
一方、バー３５，３５が前記起立状態からある程度前方に倒されて旋回走行モードが選択されると、第１駆動手段２１Ｌ，２１ＲのモータＭの負荷電流値に基づいて、対応する左右の駆動輪２０Ｌ，２０Ｒの回転速度がそれぞれ決定され、当該回転速度が得られるように左右の駆動モータ２２Ｌ，２２Ｒの駆動が制御される。この場合は、実際に使用者Ｈが歩行しながら旋回するときのように、左右の脚の動きを異ならせる動作を行うと、当該動作に応じて、左右の駆動輪２０Ｌ，２０Ｒの回転速度が異なる速度で回転し、当該速度差によって、あたかも自分の足の動きで旋回動作したかのような動きで車体１１が旋回する。この際、駆動輪２０Ｌ，２０Ｒが使用者Ｈの体側部分の側方に配置されているため、車体１１の旋回中心を使用者Ｈの体重心線にほぼ一致させることができ、使用者Ｈの旋回歩行感覚に近い感覚で当該使用者Ｈの移動支援が可能になる。なお、駆動輪２０Ｌ，２０Ｒは、車体１１の前後方向の任意の位置に設けても良いが、使用者Ｈの旋回歩行感覚に一層近づけるには、本実施形態のようにすることが好ましい。
【００３８】
具体的に、先ず、負荷電流検出部４０Ｌ，４０Ｒで、第１駆動手段２１Ｌ，２１Ｒの各モータＭの前記負荷電流値が所定のタイミングで検出される。そして、駆動速度決定部４１で、負荷電流検出部４０Ｌ，４０Ｒにより検出された所定時間単位の負荷電流値から、使用者Ｈの歩行状態が加速状態、減速状態若しくは等速状態の何れかを判断し、加速状態と判断した場合、駆動輪２０Ｌ，２０Ｒの回転速度を現在の速度に対して加速した値に決定し、減速状態と判断した場合、駆動輪２０Ｌ，２０Ｒの回転速度を現在の速度に対して減速した値に決定し、等速状態と判断した場合、駆動輪２０Ｌ，２０Ｒの回転速度を現在の速度と同一の値に決定する。
【００３９】
つまり、駆動速度決定部４１では、負荷電流検出部４０Ｌ，４０Ｒで検出された負荷電流値に基づき、所定時間単位で次の手順で駆動輪２０Ｌ，２０Ｒの駆動速度が決定される。
【００４０】
先ず、左側の負荷電流値関数ａｌ（ｔ）及び右側の負荷電流値関数ａｒ（ｔ）を次のように定義する。
ａｌ，ｒ（ｔ）＝Ｉ（ｔ）−Ｃｅｎｔｅｒ（ｖ）        （１）
ここで、ｔは時間、ｖは速度、Ｉ（ｔ）は、負荷電流検出部４０Ｌ，４０Ｒで検出された負荷電流値である。また、Ｃｅｎｔｅｒ（ｖ）は、使用者Ｈが平ベルト１５Ｌ，１５Ｒに乗っていない無負荷のときの前記負荷電流値であり、
Ｃｅｎｔｅｒ（ｖ）＝ｆｍ＋Ｃｖ・ｖ                  （２）
で表される。ここで、ｆｍは、機械的な摩擦による負荷である。また、Ｃｖは、使用者Ｈの体重による補正係数であり、使用者Ｈの体重は、予め図示しない入力部に入力される。
【００４１】
そして、直進走行モードが選択されると、左右の平ベルト１５Ｌ，１５Ｒによる前記モータ負荷に差が出たとしても、一枚のベルト上の歩行とみなし、駆動輪２０Ｌ，２０Ｒがほぼ同一状態で回転するように、左右の駆動モータ２２Ｌ，２２Ｒの駆動速度が決定される。このときの負荷電流値関数ａｔｏｔａｌ（ｔ）は、左側の負荷電流値関数ａｌ（ｔ）及び右側の負荷電流値関数ａｒ（ｔ）が合算され、
ａｔｏｔａｌ（ｔ）＝ａｌ（ｔ）＋ａｒ（ｔ）              （３）
となる。
【００４２】
一方、旋回走行モードが選択されると、左右の平ベルト１５Ｌ，１５Ｒによる前記モータ負荷に応じて駆動輪２０Ｌ，２０Ｒが回転するように、左側の負荷電流値関数ａｌ（ｔ）及び右側の負荷電流値関数ａｒ（ｔ）から、対応する駆動モータ２２Ｌ，２２Ｒの駆動速度が決定される。
【００４３】
そして、直進走行モードの際の負荷電流値関数ａｔｏｔａｌ（ｔ）、及び旋回走行モードの際の負荷電流値関数ａｌ（ｔ），ａｒ（ｔ）（以下、これらを総称した負荷電流値関数を「ａ＊（ｔ）」と表す。）でそれぞれ求められた負荷電流値が、速度ｖに応じて変わる閾値Ｔａ（ｖ），Ｔｂ（ｖ）よりも大きいか否かが判定される。
ここで、加速に関する閾値関数であるＴａ（ｖ）及び減速に関する閾値関数であるＴｂ（ｖ）は、それぞれ、
Ｔａ（ｖ）＝Ａ１ｖ＋Ａ２                        （４）
Ｔｂ（ｖ）＝Ｂ１ｖ＋Ｂ２                        （５）
で表される。ここで、Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２は補正係数である。
つまり、負荷電流値関数ａ＊（ｔ）により求めた負荷電流値が加速閾値関数Ｔａ（ｖ）で求められた値よりも低い場合は、使用者Ｈの歩行状態が加速状態と判断される。また、負荷電流値関数ａ＊（ｔ）により求めた負荷電流値が、減速閾値関数Ｔｂ（ｖ）で求められた値よりも高い場合は、使用者Ｈの歩行状態が減速状態と判断される。また、加速状態でも減速状態でもないと判断された場合は、使用者Ｈの歩行状態が等速状態と判断される。
【００４４】
そして、加速状態若しくは減速状態と判断された場合、次式で表される車体１１の速度変化ΔＶｌ、ｒが得られるように、幾何学的に駆動輪２０Ｌ，２０Ｒの回転速度が決定される。
ΔＶｌ、ｒ＝Ｋａ・ｎ（ｖ）（＞０；ａ＊（ｔ）＜Ｔａ（ｖ））    （６）
ΔＶｌ、ｒ＝Ｋｂ・ｍ（ｖ）（＞０；ａ＊（ｔ）＜Ｔｂ（ｖ））    （７）
ΔＶｌ、ｒ＝０    （Ｔａ（ｖ）＜ａ＊（ｔ）＜Ｔｂ（ｖ））    （８）
ここで、Ｋａは、加速用ゲインであり、Ｋｂは、減速用ゲインである。また、ｎ（ｖ），ｍ（ｖ）は、速度が高くなる程、大きくなる速度ｖの離散的な関数である。
【００４５】
そして、ドライバ４３では、以上のように決定された回転速度で左右の駆動輪２０Ｌ，２０Ｒがそれぞれ駆動するように、左駆動モータ２２Ｌ及び右駆動モータ２２Ｒに駆動指令を与える。
【００４６】
以上により、直進走行を行いたい場合に、モード切換手段２７により直進走行モードを選択すると、使用者Ｈの歩行動作に対応して増大した速度で車体１１が直進走行する。また、直進走行モードを選択させることにより、歩き始めや低速時等において左右の歩行パターンの差が大きくなる場合や、左右の足の運動能力に差のある障害者が使用する場合であっても、左右の負荷電流値が合算されて駆動輪２０Ｌ，２０Ｒがほぼ同一状態で回転するため、左右の第１駆動手段２１Ｌ，２１Ｒの各モータ負荷が異なっていても、確実に直進走行をさせることができる。一方、旋回走行を行いたい場合に、モード切換手段２７により旋回走行モードを選択すると、実際の歩行時に旋回する場合と同様に、左右で動きが異なるように脚を動かすことで、その動きに応じて増大された速度で車体１１が旋回走行する。
【００４７】
従って、本実施形態によれば、使用者Ｈに直進及び旋回の歩行感覚を持たせながら、使用者Ｈの移動を支援することができ、歩行動作が低下した高齢者にとっては、歩行動作を行いながら、低下した歩行機能を補填するように自己の歩行感覚に従って車体１１を走行させることができ、高齢者の健康維持を図り且つ移動支援を行う機器として有用である。
【００４８】
なお、前記実施形態にあっては、直進走行モード及び旋回走行モードの選択をバー３５，３５の姿勢の相違によって行っているが、本発明はこれに限らず、別に設けたスイッチ類を使って制御手段３０に指示することも可能である。
【００４９】
また、本発明における装置各部の構成は図示構成例に限定されるものではなく、実質的に同様の作用を奏する限りにおいて、種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本実施形態に係る移動支援機器の概略斜視図。
【図２】前記移動支援機器の概略平面図。
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿う断面図。
【図４】モード切換手段の概略斜視図。
【図５】制御手段の概略構成図。
【図６】本発明者らが既提案した移動支援機器の概略斜視図。
【符号の説明】
【００５１】
１０  移動支援機器
１１  車体
１２  駆動装置
２０Ｌ  左側の駆動輪
２０Ｒ  右側の駆動輪
２１Ｌ  左側の第１駆動手段
２１Ｒ  右側の第１駆動手段
２２Ｌ  左駆動モータ（第２駆動手段）
２２Ｒ  右駆動モータ（第２駆動手段）
３０  制御手段
４０Ｌ  左側負荷電流検出部
４０Ｒ  右側負荷電流検出部
４１  駆動速度決定部
Ｆ  歩行面
Ｈ  使用者
Ｍ  モータ
【図１】
2008125925.tif 000003
【図２】
2008125925.tif 000004
【図３】
2008125925.tif 000005
【図４】
2008125925.tif 000006
【図５】
2008125925.tif 000007
【図６】
2008125925.tif 000008