(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動モータと、前記駆動モータの回転駆動力により装着者の足首の関節に対して同軸的かつ同じ回動角で回動動作可能に装着される駆動機構を備えて、前記装着者自身による前記足首の関節の回動動作を補助する動作補助装置に対し、前記駆動モータの駆動を制御する制御装置であって、
操作者の入力操作を受け付ける操作部と、
前記操作者の入力内容に基づいて、歩行動作周期中における前記駆動機構の回動角の変化を経時的に規定する動作パターンを生成して設定する設定部と、
前記動作パターンに基づいて前記駆動モータの駆動制御を行うモータ制御部と、
を有し、
前記操作部は、
前記歩行動作周期中において前記駆動機構の回動角を単調増加させる第１の動作相と前記駆動機構の回動角を単調減少させる第２の動作相とを切り替える切替点のみにおいて前記駆動機構の回動角を受け付け、
前記設定部は、
前記操作部により受け付けた前記切替点の回動角に基づいて、前記第１の動作相において前記駆動機構の回動角が単調増加し、前記第２の動作相において前記駆動機構の回動角が単調減少する前記動作パターンを生成する
ことを特徴とする動作補助装置の制御装置。
【請求項２】
前記設定部は、
前記歩行動作周期の１周期中における前記第１の動作相として、立脚状態で前記駆動機構の回動角を背屈側へ単調変化させる立脚前期相と、前記第２の動作相として、立脚状態で前記駆動機構の回動角を底屈側へ単調変化させる立脚後期相と、前記第１の動作相として、遊脚状態で前記駆動機構の回動角を背屈側へ単調変化させる遊脚前期相と、前記第２の動作相として、遊脚状態で前記駆動機構の回動角を底屈側へ単調変化させる遊脚後期相と、を順に実行するよう前記動作パターンを生成することを特徴とする請求項１記載の動作補助装置の制御装置。
【請求項３】
前記設定部は、
前記遊脚後期相と前記立脚前期相の間の前記切替点であるヒールコンタクト点を、前記歩行動作周期の開始点に設定することを特徴とする請求項２記載の動作補助装置の制御装置。
【請求項４】
前記設定部は、
前記立脚後期相と前記遊脚前期相の間の前記切替点であるヒールオフ点を、前記ヒールコンタクト点から略０．６周期後の時点に設定することを特徴とする請求項３記載の動作補助装置の制御装置。
【請求項５】
前記設定部は、
前記立脚前期相と前記立脚後期相の間の前記切替点であるミッドスタンス点を、前記ヒールコンタクト点から次の前記ヒールオフ点までの期間の略中間時点に設定することを特徴とする請求項４記載の動作補助装置の制御装置。
【請求項６】
前記設定部は、
前記遊脚前期相と前記遊脚後期相の間の前記切替点であるスウィング点を、前記ヒールオフ点から次の前記ヒールコンタクト点までの期間の略中間時点に設定することを特徴とする請求項４又は５記載の動作補助装置の制御装置。
【請求項７】
前記動作補助装置は、
前記装着者の踵の接地圧力を検出する第１検出部を有し、
前記モータ制御部は、
前記第１検出部が検出した前記接地圧力が所定値を越えた際に前記ヒールコンタクト点として前記動作パターンに基づく前記駆動モータの駆動制御を実行することを特徴とする請求項３乃至６のいずれか１項に記載の動作補助装置の制御装置。
【請求項８】
前記動作補助装置は、
前記装着者の拇指球の接地圧力を検出する第２検出部を有し、
前記モータ制御部は、
前記第２検出部が検出した前記接地圧力が所定値を下回った際に前記ヒールオフ点として前記動作パターンに基づく前記駆動モータの駆動制御を実行することを特徴とする請求項４乃至６のいずれか１項に記載の動作補助装置の制御装置。
【請求項９】
前記モータ制御部は、
前記第１の動作相及び前記第２の動作相中に前記駆動モータを等速度制御で駆動することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の動作補助装置の制御装置。
【請求項１０】
前記設定部は、
前記遊脚前期相中における前記駆動モータの駆動速度を任意に選択可能であることを特徴とする請求項２乃至８のいずれか１項に記載の動作補助装置の制御装置。
【請求項１１】
前記動作補助装置は、
前記装着者の踵の接地圧力を検出する第１検出部を有し、
前記モータ制御部は、
前記第１検出部が検出した前記接地圧力が所定値を越えた際に前記立脚前期相の動作パターンと前記立脚後期相の動作パターンの順に基づいて前記駆動モータの駆動制御を実行し、
前記第１検出部が検出した前記接地圧力が所定値を下回った際に前記遊脚前期相の動作パターンと前記遊脚後期相の動作パターンの順に基づいて前記駆動モータの駆動制御を実行することを特徴とする請求項２記載の動作補助装置の制御装置。
【請求項１２】
前記動作補助装置は、
前記装着者の拇指球の接地圧力を検出する第２検出部を有し、
前記モータ制御部は、
前記第２検出部が検出した前記接地圧力が所定値を越えた際に前記立脚前期相の動作パターンと前記立脚後期相の動作パターンの順に基づいて前記駆動モータの駆動制御を実行し、
前記第２検出部が検出した前記接地圧力が所定値を下回った際に前記遊脚前期相の動作パターンと前記遊脚後期相の動作パターンの順に基づいて前記駆動モータの駆動制御を実行することを特徴とする請求項２記載の動作補助装置の制御装置。
【請求項１３】
前記動作補助装置は、
前記装着者の踵の接地圧力を検出する第１検出部と、
前記装着者の拇指球の接地圧力を検出する第２検出部とを有し、
前記モータ制御部は、
前記第１検出部が検出した前記接地圧力が所定値を越えた際に前記立脚前期相の動作パターンと前記立脚後期相の動作パターンの順に基づいて前記駆動モータの駆動制御を実行し、
前記第２検出部が検出した前記接地圧力が所定値を下回った際に前記遊脚前期相の動作パターンと前記遊脚後期相の動作パターンの順に基づいて前記駆動モータの駆動制御を実行することを特徴とする請求項２記載の動作補助装置の制御装置。
【請求項１４】
前記モータ制御部は、
前記第１の動作相又は前記第２の動作相における前記駆動モータの駆動トルクの増減修正が可能であることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の動作補助装置の制御装置。
【請求項１５】
当該制御装置は、
前記操作部と、
前記切替点における前記駆動機構の回動角の設定表示が可能な表示部と、
前記操作部及び前記表示部を備えた筐体と、を有し、
前記装着者の身体に装着されることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の動作補助装置の制御装置。
【請求項１６】
当該制御装置は、
前記装着者の腰部背面に装着されることを特徴とする請求項１５記載の動作補助装置の制御装置。
【請求項１７】
駆動モータと、
前記駆動モータの回転駆動力により装着者の足首の関節に対して同軸的かつ同じ回動角で回動動作可能に装着される駆動機構と、
操作者の入力操作を受け付ける操作部と、
前記操作者の入力内容に基づいて、歩行動作周期中において、前記装着者自身による前記足首の関節の回動動作を補助するよう前記駆動機構の回動角の変化を経時的に規定する動作パターンを生成して設定する設定部と、
前記動作パターンに基づいて前記駆動モータの駆動制御を行うモータ制御部と、
を有し、
前記操作部は、
前記歩行動作周期中において前記駆動機構の回動角を単調増加させる第１の動作相と前記駆動機構の回動角を単調減少させる第２の動作相とを切り替える切替点のみにおいて前記駆動機構の回動角を受け付け、
前記設定部は、
前記操作部により受け付けた前記切替点の回動角に基づいて、前記第１の動作相において前記駆動機構の回動角が単調増加し、前記第２の動作相において前記駆動機構の回動角が単調減少する前記動作パターンを生成する
ことを特徴とする動作補助装置。
【請求項１８】
駆動モータと、前記駆動モータの回転駆動力により装着者の足首の関節に対して同軸的かつ同じ回動角で回動動作可能に装着される駆動機構を備えて、前記装着者自身による前記足首の関節の回動動作を補助する動作補助装置に対し、前記駆動モータの駆動を制御する制御方法であって、
操作者の入力操作を受け付けることと、
前記操作者の入力内容に基づいて、歩行動作周期中における前記駆動機構の回動角の変化を経時的に規定する動作パターンを生成して設定することと、
前記動作パターンに基づいて前記駆動モータの駆動制御を行うことと、
を実行させ、
前記操作者の入力操作を受け付ける際には、
前記歩行動作周期中において前記駆動機構の回動角を単調増加させる第１の動作相と前記駆動機構の回動角を単調減少させる第２の動作相とを切り替える切替点のみにおいて前記駆動機構の回動角を受け付け、
前記動作パターンを設定する際には、
受け付けた前記切替点の回動角に基づいて、前記第１の動作相において前記駆動機構の回動角が単調増加し、前記第２の動作相において前記駆動機構の回動角が単調減少する前記動作パターンを生成する
よう実行させることを特徴とする動作補助装置の制御方法。
【請求項１９】
駆動モータと、前記駆動モータの回転駆動力により装着者の足首の関節に対して同軸的かつ同じ回動角で回動動作可能に装着される駆動機構を備えて、前記装着者自身による前記足首の関節の回動動作を補助する動作補助装置に対し、前記駆動モータの駆動を制御する制御装置に備えられた演算装置に実行させる制御プログラムであって、
操作者の入力操作を受け付けることと、
前記操作者の入力内容に基づいて、歩行動作周期中における前記駆動機構の回動角の変化を経時的に規定する動作パターンを生成して設定することと、
前記動作パターンに基づいて前記駆動モータの駆動制御を行うことと、
を実行させ、
前記操作者の入力操作を受け付ける際には、
前記歩行動作周期中において前記駆動機構の回動角を単調増加させる第１の動作相と前記駆動機構の回動角を単調減少させる第２の動作相とを切り替える切替点のみにおいて前記駆動機構の回動角を受け付け、
前記動作パターンを設定する際には、
受け付けた前記切替点の回動角に基づいて、前記第１の動作相において前記駆動機構の回動角が単調増加し、前記第２の動作相において前記駆動機構の回動角が単調減少する前記動作パターンを生成する
よう実行させることを特徴とする動作補助装置の制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
開示の実施形態は、動作補助装置の制御装置、動作補助装置、動作補助装置の制御方法、及び動作補助装置の制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、装着者の関節の周囲に装着した駆動機構の動作パターンを等しい時間間隔で区分し、各区分ごとに動作状態量を調整して動作パターンを設定する動作補助装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−５８０３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来技術では、調整対象となる区分数だけ動作パターンの設定操作の手間が増えてしまい、実際の介護現場で行う場合にはとても煩雑となっていた。
【０００５】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、装着者の状況に合わせた動作補助装置の動作パターンの設定を簡略化して操作性を向上できる動作補助装置の制御装置、動作補助装置、動作補助装置の制御方法、及び動作補助装置の制御プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明の一の観点によれば、駆動モータと、前記駆動モータの回転駆動力により装着者の足首の関節に対して同軸的かつ同じ回動角で回動動作可能に装着される駆動機構を備えて、前記装着者自身による前記足首の関節の回動動作を補助する動作補助装置に対し、前記駆動モータの駆動を制御する制御装置であって、操作者の入力操作を受け付ける操作部と、前記操作者の入力内容に基づいて、歩行動作周期中における前記駆動機構の回動角の変化を経時的に規定する動作パターンを生成して設定する設定部と、前記動作パターンに基づいて前記駆動モータの駆動制御を行うモータ制御部と、を有し、前記操作部は、前記歩行動作周期中において前記駆動機構の回動角を単調増加させる第１の動作相と前記駆動機構の回動角を単調減少させる第２の動作相とを切り替える切替点のみにおいて前記駆動機構の回動角を受け付け、前記設定部は、前記操作部により受け付けた前記切替点の回動角に基づいて、前記第１の動作相において前記駆動機構の回動角が単調増加し、前記第２の動作相において前記駆動機構の回動角が単調減少する前記動作パターンを生成する動作補助装置の制御装置が適用される。
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明の一の観点によれば、駆動モータと、前記駆動モータの回転駆動力により装着者の足首の関節に対して同軸的かつ同じ回動角で回動動作可能に装着される駆動機構と、操作者の入力操作を受け付ける操作部と、前記操作者の入力内容に基づいて、歩行動作周期中において、前記装着者自身による前記足首の関節の回動動作を補助するよう前記駆動機構の回動角の変化を経時的に規定する動作パターンを生成して設定する設定部と、前記動作パターンに基づいて前記駆動モータの駆動制御を行うモータ制御部と、を有し、前記操作部は、前記歩行動作周期中において前記駆動機構の回動角を単調増加させる第１の動作相と前記駆動機構の回動角を単調減少させる第２の動作相とを切り替える切替点のみにおいて前記駆動機構の回動角を受け付け、前記設定部は、前記操作部により受け付けた前記切替点の回動角に基づいて、前記第１の動作相において前記駆動機構の回動角が単調増加し、前記第２の動作相において前記駆動機構の回動角が単調減少する前記動作パターンを生成する動作補助装置が適用される。
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明の一の観点によれば、駆動モータと、前記駆動モータの回転駆動力により装着者の足首の関節に対して同軸的かつ同じ回動角で回動動作可能に装着される駆動機構を備えて、前記装着者自身による前記足首の関節の回動動作を補助する動作補助装置に対し、前記駆動モータの駆動を制御する制御方法であって、操作者の入力操作を受け付けることと、前記操作者の入力内容に基づいて、歩行動作周期中における前記駆動機構の回動角の変化を経時的に規定する動作パターンを生成して設定することと、前記動作パターンに基づいて前記駆動モータの駆動制御を行うことと、を実行させ、前記操作者の入力操作を受け付ける際には、前記歩行動作周期中において前記駆動機構の回動角を単調増加させる第１の動作相と前記駆動機構の回動角を単調減少させる第２の動作相とを切り替える切替点のみにおいて前記駆動機構の回動角を受け付け、前記動作パターンを設定する際には、受け付けた前記切替点の回動角に基づいて、前記第１の動作相において前記駆動機構の回動角が単調増加し、前記第２の動作相において前記駆動機構の回動角が単調減少する前記動作パターンを生成するよう実行させる動作補助装置の制御方法が適用される。
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明の一の観点によれば、駆動モータと、前記駆動モータの回転駆動力により装着者の足首の関節に対して同軸的かつ同じ回動角で回動動作可能に装着される駆動機構を備えて、前記装着者自身による前記足首の関節の回動動作を補助する動作補助装置に対し、前記駆動モータの駆動を制御する制御装置に備えられた演算装置に実行させる制御プログラムであって、操作者の入力操作を受け付けることと、前記操作者の入力内容に基づいて、歩行動作周期中における前記駆動機構の回動角の変化を経時的に規定する動作パターンを生成して設定することと、前記動作パターンに基づいて前記駆動モータの駆動制御を行うことと、を実行させ、前記操作者の入力操作を受け付ける際には、前記歩行動作周期中において前記駆動機構の回動角を単調増加させる第１の動作相と前記駆動機構の回動角を単調減少させる第２の動作相とを切り替える切替点のみにおいて前記駆動機構の回動角を受け付け、前記動作パターンを設定する際には、受け付けた前記切替点の回動角に基づいて、前記第１の動作相において前記駆動機構の回動角が単調増加し、前記第２の動作相において前記駆動機構の回動角が単調減少する前記動作パターンを生成するよう実行させる動作補助装置の制御プログラムが適用される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、装着者の状況に合わせた動作補助装置の動作パターンの設定を簡略化して操作性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態の動作補助装置を装着した装着者の腰部及び下肢を左方から見た側面図である。
【図２】動作補助装置の制御系の電気的構成を概念的に示すブロック構成図である。
【図３】図１中の矢視Ａから見た制御部の外観拡大図である。
【図４】図１中の駆動機構の周辺拡大図である。
【図５】動作パターンの設定内容を説明する図である。
【図６】歩行速度モードの選択設定について説明する図である。
【図７】実施形態の動作パターン設定処理を実現するために、マイコンのＣＰＵが実行する制御手順を表すフローチャートの一例である。
【図８】制御部のハードウェア構成例を表すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、一実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
【００１３】
＜動作補助装置の全体構成の概要＞
図１は、本実施形態の動作補助装置を装着した装着者Ｍの腰部及び下肢を左方から見た側面で表している。この動作補助装置は、一例として装着者Ｍの足首関節の回動動作を補助する形態のものである。この図１において、動作補助装置１は、胴部用装具２と、脛部用装具３と、脛部用アーム４と、靴部５と、爪先側感圧センサ６と、踵側感圧センサ７と、制御部８と、駆動モータ９と、ケーブル１０と、駆動機構１１と、回転センサ１２とを有している。
【００１４】
胴部用装具２は、装着者Ｍの胴部に対してその周囲に巻装するよう装着する装具であり、当該装着者Ｍの胴囲が最も細い腰部の位置に安定的に装着される。
【００１５】
脛部用装具３は、装着者Ｍの脛部に対してその周囲に巻装するよう装着する装具であり、図示する例では膝部のすぐ下の位置に安定的に装着される。
【００１６】
脛部用アーム４は、略梁状の構造物であり、その上端は上記脛部用装具３に固定され、下端は後述の駆動機構１１に固定されている。
【００１７】
靴部５は、装着者Ｍの足を内部に挿入するように装着する靴状の装具であり、足の姿勢を拘束するよう安定的に装着される。またこの靴部５のくるぶし付近も、後述の駆動機構１１に固定されている。なお、上記の脛部用装具３、脛部用アーム４、及びこの靴部５を含めた全体が、一般的に言う短下肢装具を構成する。なお、靴部５の代わりにその内部の靴底に挿入する例えば樹脂製のインソールを駆動機構１１に固定して上記短下肢装具を構成してもよい。この場合には、特に図示しないが、上記インソールは装着者Ｍの足の周囲に直接固定する鐙型のフレームとなり、この鐙フレームを装着した足ごと靴部５内部に挿入して履くようにする。
【００１８】
爪先側感圧センサ６（第２検出部に相当）は、上記靴部５内部の靴底で装着者Ｍの爪先側母指球付近に直接接触する部分に設けられた圧力センサであり、床面Ｆに対する装着者Ｍの拇指球の接地圧力を検出する。踵側感圧センサ７（第１検出部に相当）は、上記靴部５内部の靴底で装着者Ｍの踵（かかと）に直接接触する部分に設けられた圧力センサであり、床面Ｆに対する装着者Ｍの踵の接地圧力を検出する。なお、上記鐙型フレームを備える場合には、靴部５内部の靴底ではなく鐙型フレームの底面に爪先側感圧センサ６及び踵側感圧センサ７を設け、装着時には当該鐙型フレームの底面と靴底の間に配置する（図示省略）。
【００１９】
制御部８（制御装置に相当）は、アンプ２２と、それぞれ後述する操作部２３と、表示部２４と、当該動作補助装置１の各部に電力を給電するバッテリ（特に図示せず）とを備えている。また制御部８は、機能的に後述する動作パターンを設定する動作パターン設定部３１と、この動作パターンに基づいて駆動モータ９を駆動制御するモータ制御部３２とを有している（後述の図２参照）。この制御部８は、図示する例では上記胴部用装具２の背面に固定されており、すなわち胴部用装具２の装着時には装着者Ｍの背面腰部に配置される。制御部８は、可撓性を有するケーブル１０を介して装着者Ｍの足部周辺に配置された駆動モータ９や各種センサに対して駆動電力や電気信号を送受する。なお、この制御部８の詳細については、後に詳述する。
【００２０】
駆動機構１１は、特に図示しないが、減速器と駆動軸とを有しており、この例では減速器が上記脛部用アーム４の下端に固定され、駆動軸が上記靴部５（又は鐙型フレーム）の後方上部に固定されている。この構成により、駆動機構１１の全体が装着者Ｍの足首関節と同軸的に回動可能なヒンジとして機能する。
【００２１】
駆動モータ９は、出力軸を回転駆動する回転型電動機であり、当該駆動モータ９の出力軸が上記減速器の入力軸に連結されていることで、駆動モータ９の回転駆動力が減速器で減速されトルクを増加して上記駆動軸に出力される。これにより靴部５（又は鐙型フレーム）は、脛部用アーム４及び脛部用装具３に対して駆動軸を中心とした相対的な回動動作を行う。この駆動軸の位置が装着者Ｍの足首関節（くるぶし）の側方で略同軸的に配置されていることで、駆動機構１１は装着者Ｍの足首関節に対して同軸的に回動動作を補助できる。なお、減速器が上記靴部５（又は鐙型フレーム）に固定され、駆動軸が上記脛部用アーム４に固定されてもよい。この場合には相対回動動作の方向が逆になるが、駆動モータ９の正転と逆転を逆に切り替えて制御すればよい。
【００２２】
回転センサ１２は、駆動モータ９の回転角を検出するエンコーダであり、図示する例では駆動モータ９の側方幅寸法（軸方向長さ）を短縮化するために出力軸と直交する位置関係で設けられている。
【００２３】
＜動作補助装置の制御構成及び操作部、表示部の具体的構成＞
図２は、動作補助装置１の制御系の電気的構成を概念的に示すブロック構成を表している。この図２において、胴部用装具２に固定される制御部８に対し、靴部５の周辺に配置される駆動モータ９、回転センサ１２、爪先側感圧センサ６、及び踵側感圧センサ７の要素群が駆動部１３を構成しており、制御部８と駆動部１３はケーブル１０を介して駆動電力や各種の電気信号を送受している。
【００２４】
制御部８においてはマイコン２１と、アンプ２２と、操作部２３と、表示部２４を備えており、制御部８のアンプ２２が出力した駆動電力がケーブル１０を介して駆動部１３の駆動モータ９に給電されるとともに、駆動部１３が備える各種センサ６，７，１２の検出値がケーブル１０を介して制御部８に入力される。制御部８が備えるマイコン２１は、後述するＣＰＵ（制御部８に備えられた演算装置）、ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリなどの不揮発性記憶装置を備えたいわゆるコンピュータであり、当該動作補助装置１全体を制御する機能を有する。またこのマイコン２１は、後述する動作パターンの設定を行う動作パターン設定部３１（設定部に相当）と、この動作パターンに基づいて駆動モータ９の駆動制御を行うモータ制御部３２とを有している。
【００２５】
なお、上述した動作パターン設定部３１、モータ制御部３２等における処理等は、これらの処理の分担の例に限定されるものではなく、例えば、更に少ない数の処理部（例えば１つの処理部）で処理されてもよく、また、更に細分化された処理部により処理されてもよい。また、制御部８は、後述するＣＰＵ９０１（図８参照）が実行するプログラムにより実装されてもよいし、その一部又は全部がＡＳＩＣやＦＰＧＡ、その他の電気回路等の実際の装置により実装されてもよい。
【００２６】
アンプ２２は、マイコン２１（モータ制御部３２）から入力されるモータ駆動指令に基づいて駆動モータ９に駆動電力を給電し、その駆動を制御する。駆動モータ９は上述したように、その回転駆動力を物理的に駆動機構１１に伝達する。当該駆動機構１１に設けられた回転センサ１２が駆動モータ９の回転角（回転位置）を物理的に検出してアンプ２２に送信する。アンプ２２は、この回転センサ１２の検出値を用いて、いわゆるセミクローズドループによる位置フィードバック制御を行う。またアンプ２２は、回転センサ１２から入力されたモータ回転角の検出値をマイコン２１に出力する。
【００２７】
操作部２３は、電源スイッチを含んで各種の入力操作を受け付け、それにより入力された操作情報をマイコン２１に出力する機能を有している。表示部２４は、設定パラメータ、内部状態、及び指令等のマイコン２１から入力された各種の表示情報を表示する機能を有している。これら操作部２３及び表示部２４の具体的な構成例を図３に示す。図３は、上記図１中の矢視Ａから見た制御部８の外観を示している。制御部８は、全体が略三日月形状の筐体４１に収納されており、その上面に操作部２３と表示部２４が配置されている。この図３において、操作部２３は、電源スイッチ４２と、４つの押しボタンキー４３，４４，４５，４６を有している。図示する例では、４つの押しボタンキーのうち、２つがカーソル操作キー４３，４４であり、１つがＯＫキー４５であり、１つがキャンセルキー４６である。表示部２４は、全体が矩形形状の液晶ディスプレイで構成されている。制御部８を操作する操作者（後述の介護者）は、２つのカーソル操作キー４３，４４を操作することで、表示部４２における表示内容の切り替えや、表示画面中の設定項目の選択、及び設定内容の設定等を行い、ＯＫキー４５及びキャンセルキー４６で操作内容の決定及び中断の操作を行う。なお、具体的な表示例、操作例については後に詳述する。
【００２８】
＜本実施形態の特徴＞
以上のように構成された動作補助装置１は、駆動モータ９を駆動源として、駆動機構１１により足首関節を中心とした靴部５と脛部用アーム４の間の相対的な回動運動を行わせる。
【００２９】
本実施形態では、麻痺患者等に対するリハビリテーションでの使用を目的として、当該麻痺患者等の装着者Ｍによる能動的な関節の動作に対し、より正常な動作に近づけるよう矯正する回動角で駆動機構１１を駆動する。しかし、麻痺患者の動作の時間変化パターンは症状の度合いや個人差によって大きく相違するものであり、当該麻痺患者に対して不適切な動作パターンで動作補助装置１を動作させた場合には、逆にリハビリテーションの効果を損なう原因となる。このため、駆動機構１１の動作パターンは装着者Ｍの状況に合わせて設定する必要があるが、このような動作パターンの設定操作は実際の介護現場で行うにはとても煩雑になりやすい。特に足首関節に適用する動作補助装置１の場合には、正常な歩行動作周期においても足首関節の回動角度の変化パターンが複雑であり、これを装着者Ｍの状況に合わせた動作補助装置１の動作パターンとして調整し設定することは困難であった。
【００３０】
これに対し本願の発明者は、歩行動作周期中における駆動機構１１の回動角の動作パターンについて単調増加又は単調減少させる動作相の単位で時間区分し、それら動作相の間の切替点における駆動機構１１の回動角を設定するだけでリハビリテーションの用途に有効な動作パターンを設定できることを新たに知見した。本実施形態の制御部８においては、動作パターン設定部３１がこの手法により少数に削減された切替点での回動角の設定だけで駆動機構１１の動作パターンを簡易的に設定、生成し、モータ制御部３２がその動作パターンに基づいて駆動モータ９の駆動を制御する。以上のような動作パターンの設定処理について、以下にその工程を順を追って説明する。
【００３１】
＜動作パターン設定処理＞
図４は、上記図１中の駆動機構１１の周辺を拡大して表している。なお、この図３中において、細部の図示を省略している。この図４中の実線で示しているように、装着者Ｍが通常に起立して靴部５の底面（足の裏面）が脛部の長手方向（図中の上下方向）と略直交している状態における靴部５と脛部用アーム４との間の相対的な回動角を初期角０°とする。これに対して、靴部５の前方先端部が脛部に近づく方向（図中の上方側、以下において背屈側という）に回動した回動角を正値のθとして回転センサ１２が検出する。また、靴部５の前方先端部が脛部から離れる方向（図中の下方側、以下において底屈側という）に回動した回動角を負値のθとして回転センサ１２が検出する。
【００３２】
次に、図５を参照して、動作パターンの設定について説明する。この図５において、横軸は時間経緯を示しており、この同一の時間経緯に対応して上から順にモータアシスト方向、足首回動角、周期区分、及び接地圧力の時間変化を図示している。
【００３３】
図中における横方向（左右方向）全体の時間長は歩行動作の１単位周期Ｔに相当し、この単位動作を周期的に繰り返すことで継続的な歩行動作を行える。なお、この１歩行動作周期Ｔは、靴部５を装着した側の足だけに着目した動作周期を単位としているため、左右どちらか一方の足を前方に踏み込むだけの動作を１歩とする通常の歩行動作で言うところの「２歩」分の時間長が、本実施形態の１歩行動作周期Ｔに相当する。
【００３４】
まず、健常者が行う正常な歩行動作の場合には、モータアシスト方向の図示中に示すように各時点の状態で足が動作し、足首回動角の図示中の点線曲線で示すように足首の回動角が変化する。すなわち、図中の最も左側に示すように装着者Ｍの上体よりも前方に足を踏み込んで最初に踵が接地した際を開始点とした場合、その時点では足首の回動角が０°となる。そして装着者Ｍの上体が前方に移動するにしたがって爪先を下ろし、つまり足首の回動角が底屈側に減少変化して足の裏面全体が接地する。
【００３５】
その後に、上体移動とともに足首回動角が０°を越えて背屈側に増加するが、脚部全体が後方にある程度伸び後には踵だけが地面から離れて足首回動角が０°を下回るまで底屈側に減少する。そして爪先も地面から離れた後で足を前方に振り送りながら足首回動角が０°を越えて背屈側へ増加する。その後に足が上体よりも前方に振り出た際には足首回動角が減少し、踵が接地した時点で足首回動角が０°に戻る。
【００３６】
健常者であれば以上のような複雑な時間波形（図中の点線曲線）となる足首回動角の変化動作を無意識に行えるが、麻痺患者等の場合には足首回動角が例えば常時同じ角度で固定されるなどにより、最初に踵を先に接地すべきところを爪先から接地するなどといった不適切な動作となる。本来は正常な回動角の時間波形を基準とし、症状の度合いや個人差に合わせて各時点の回動角を細かく調整すべきであるが、１人の介護者（特に図示せず）が装着者Ｍの身体を支えながら行う実際の介護現場でそのような煩雑な手作業を多くの回数で行うことは困難である。
【００３７】
そのため本実施形態では、以下のように簡略化した手法により駆動機構１１の動作パターンの設定処理を行う。まず、１歩行動作周期Ｔのうち、足が地面に接地している立脚状態の立脚期と足が地面から離れている遊脚状態の遊脚期に区分する。そして、上記の立脚期のうち、その前半において上体より前方側に接地している足を後方に引き込む動作期間を立脚前期相とし、後半において足を上体より後方側に蹴り出す動作期間を立脚後期相とする。また、上記遊脚期のうち、その前半において上体より後方側に位置する足を前方に振り戻す動作期間を遊脚前期相とし、後半において足を上体より前方側に振り送る動作期間を遊脚後期相とする。
【００３８】
そして  以上４つの動作相の間の切替点をそれぞれヒールコンタクト点ＨＣ、ミッドスタンス点ＭＳ、ヒールオフ点ＨＯ、及びスウィング点ＳＷとする。ヒールコンタクト点ＨＣは、遊脚後期相から立脚前期相へ切り替える際の切替点であり、つまり踵が地面に接地した時点であるとともに当該動作パターンの開始点に相当する。ミッドスタンス点ＭＳは、立脚前期相から立脚後期相へ切り替える際の切替点である。ヒールオフ点ＨＯは、立脚後期相から遊脚前期相へ切り替える際の切替点であり、つまり爪先が地面から離れる時点に相当する。スウィング点ＳＷは、遊脚前期相から遊脚後期相へ切り替える際の切替点である。
【００３９】
そして、歩行動作周期Ｔ中における立脚期と遊脚期の時間比率については、装着者Ｍの麻痺症状や個人差にかかわらず６：４とすることが機能上適切であることが分かっている。このため本実施形態の例では、ヒールコンタクト点ＨＣから０．６Ｔ経過した時点をヒールオフ点ＨＯとし、その間の０．６Ｔの期間を立脚期、その他の０．４Ｔの期間を遊脚期とする。また、立脚期中における立脚前期相と立脚後期相の時間比率については、１：１とすることが機能上適切であることが分かっている。このため本実施形態の例では、ヒールコンタクト点ＨＣから０．３Ｔ経過した時点（立脚期の中間時点）をミッドスタンス点ＭＳとし、このミッドスタンス点ＭＳから０．３Ｔ経過した時点がヒールオフ点ＨＯとなる。また、遊脚期中における遊脚前期相と遊脚後期相の時間比率については、１：１とすることが機能上適切であることが分かっている。このため本実施形態の例では、ヒールオフ点ＨＯから０．２Ｔ経過した時点（遊脚期の中間時点）をスウィング点ＳＷとし、このスウィング点ＳＷから０．２Ｔ経過した時点がヒールコンタクト点ＨＣとなる。
【００４０】
以上のように４点の切替点ＨＣ，ＭＳ，ＨＯ，ＳＷで時間区分された各動作相においては、それぞれ駆動機構１１の回動角を単調増加又は単調減少させるよう動作パターンを設定する。すなわち、立脚前期相においては単調増加させ、立脚後期相においては単調減少させ、遊脚前期相においては単調増加させ、遊脚後期相においては単調減少させる。なお本実施形態の例では、各動作相において駆動機構１１の回動動作を線形的な等速度で動作させる。つまり制御部８（モータ制御部３２）は、各動作相において駆動モータ９を等速度制御で駆動する。以上により、足首回動角の図示において実線（制御角度）で示すように、駆動機構１１の回動角の変化を経時的に規定する動作パターンとしては、隣り合う切替点ＨＣ，ＭＳ，ＨＯ，ＳＷどうしが直線でつながれた時間波形となる。なお本実施形態の例では、動作パターンが駆動機構１１の回動角（足首回動角）に準拠して設定されているため、実際の駆動時にはモータ制御部３２が逐次対応する回動角をモータ回転角に適宜変換してアンプ２２に位置指令としてのモータ駆動指令を出力する。
【００４１】
また、実際にアンプ２２によって駆動モータ９を等速度で駆動する場合でも、その等速度駆動の両端で加速と減速を行う関係から、厳密には各切替点ＨＣ，ＭＳ，ＨＯ，ＳＷの近傍において回動角が正弦波に近い曲線状に変化する（特に図示せず）。この点を考慮して、動作パターンにおいても各切替点ＨＣ，ＭＳ，ＨＯ，ＳＷの間を略曲線でつなぐような時間波形で設定してもよい。このように実際的に略曲線状の時間波形で動作パターンを設定することで、駆動機構１１の回動角が滑らかに変化し、装着者Ｍにとっても違和感のない矯正駆動が可能となる。
【００４２】
そして制御部８の操作者である介護者は、上記４点の切替点ＨＣ，ＭＳ，ＨＯ，ＳＷそれぞれにおける回動角を装着者Ｍの麻痺症状や個人差に応じて適宜調整して設定する。このとき、それら切替点ＨＣ，ＭＳ，ＨＯ，ＳＷを直線的につないだ動作パターンの時間波形（実線波形）の形状は、正常な足首回動角の時間変化曲線（点線波形）に概略的に近い波形形状、つまり立脚期と遊脚期のそれぞれで山型の波形を有する形状にすべきである。このためには、ヒールコンタクト点ＨＣにおける回動角を０°〜１０°の範囲で、ミッドスタンス点ＭＳにおける回動角を０°〜１５°の範囲で、ヒールオフ点ＨＯにおける回動角を−１０°〜２０°の範囲で、スウィング点ＳＷにおける回動角を０°〜２５°の範囲でそれぞれ制限して設定させることが望ましい。
【００４３】
以上の手法によれば、上記４点の切替点ＨＣ，ＭＳ，ＨＯ，ＳＷに限定して任意の回動角を設定入力するだけでリハビリテーションの用途に十分機能的な動作パターンを設定することができ、回動角の調整設定の回数を削減して入力設定の操作を簡略化できる。
【００４４】
なお、モータアシスト方向の図示における各時点の矢印の方向は、足首回動角の図示中に実線で示す動作パターン上での制御角度の回動方向（背屈側か底屈側か）に準じている。つまり、歩行動作周期中の各時点においては、駆動モータ９及び駆動機構１１が装着者Ｍの足首関節に対してモータアシスト方向の図示で示す矢印の方向に強制的に回動動作する。また、立脚期の間、特に前半の立脚前期相の期間においては、立脚の安定性を考慮して駆動機構１１が装着者Ｍの足首関節に対して強制的に付与する回動トルク、つまり駆動モータ９の駆動トルクを比較的小さくするとよいことが分かっている。また、遊脚期の間、特に前半の遊脚前期相の期間においては、駆動機構１１の回動トルク（駆動モータ９の駆動トルク）を比較的大きくしても歩行動作の安定性に影響を与えないことが分かっている。このため、動作パターンの要素として、立脚前期相においては駆動トルクを比較的小さくし、遊脚前期相においては駆動トルクを比較的大きくするよう、駆動モータ９をトルク制御可能に設定することも有用である。このトルク制御について具体的には、特に図示しないが、対応する動作相の期間中でモータ制御部３２がアンプ２２のフィートバックループに対してトルク指令にトルク制限やトルク加算を行ったり、または位置制御ゲインや速度制御ゲインを増減修正すればよい。
【００４５】
また接地圧力の図示中に示す実線曲線は踵側感圧センサ７が検出する踵の接地圧力の時間変化を示しており、一点鎖線曲線は爪先側感圧センサ６が検出する拇指球の接地圧力の時間変化を示している。図示するように、踵の接地圧力はヒールコンタクト点ＨＣで急激に増加し、立脚期の間だけほぼ一定の接地圧力を検出してヒールオフ点ＨＯより前に急激に消失する。本実施形態では、上記モータ制御部３２がこの踵の接地圧力の時間変化を利用して動作パターンの同期を図る。つまり、立脚期中における上記一定の接地圧力より低く設定した所定の閾値Ｂに対して踵側感圧センサ７の検出値が超えた時点を立脚期トリガ、つまりヒールコンタクト点ＨＣとして動作パターンを開始し、それ以降で動作パターンに従った駆動機構１１の回動動作の制御を行う。この歩行動作の実行中においては、一度同期した後に動作パターンを周期的に繰り返すよう実行してもよいし、もしくは上記立脚期トリガが検出される度に動作パターンを開始するよう実行してもよい。
【００４６】
＜歩行速度モードの選択設定＞
本実施形態では、上記のように設定された動作パターンを利用してさらに歩行速度を調整することも可能である。例えば、装着者Ｍ自身の移動速度を変更するためには、歩行動作周期Ｔ全体の時間長を変更する以外にも、歩行動作周期Ｔを維持したまま速度の出し方を変更する方法がある。このように歩幅の変更により歩行速度モードを変更する場合には、主にヒールオフ点ＨＯからスウィング点ＳＷまでの間、つまり遊脚前期相における足の振り戻し動作の速度が特に大きく変化することが分かっている。これに対応して、上記図５中の足首回動角の図示を拡大した図６に示すように、遊脚前期相における足首回動角の変化速度、つまり動作パターン上における直線の傾きも大きく変化することになる。
【００４７】
本実施形態では、動作パターンの設定処理時に、遊脚前期相における足首回動角の変化速度モードについて通常モード（図中のＮｏｒｍａｌ）、速めモード（図中のＱｕｉｃｋ；歩幅大）、及び遅めモード（図中のＳｌｏｗ；歩幅小）の３つのモードで選択的に設定可能としている。ただし、遊脚前期相の期間長が０．２Ｔであるという時間経緯関係は固定されている。このため、速めモードに設定した場合には、当該遊脚前期相の終点であるスウィング点ＳＷに対して別途設定された回動角を越えることがないよう、足首回動角の変化は当該設定回動角を上限として制限される。また、遅めモードに設定した場合には、当該遊脚前期相における足首回動角の変化速度に合わせてスウィング点ＳＷの設定回動角度も減少変更される（図中のＳＷ→ＳＷ′）。
【００４８】
＜具体的な操作部の操作例と表示部の表示例＞
次に、上述した動作パターンの設定処理において行われる具体的な操作部２３の操作例と表示部２４の表示例について説明する。例えば動作パターンの設定処理時には、上記図３中における表示部２４の拡大図に示すように、上段左側に歩行動作周期Ｔ（図示する例では「２．０ｓ」）、上段中央に歩行速度モード（図示する例では「Ｎｏｒｍａｌ」）、上段右側にバッテリ充電状態（図示する例では満充電状態）、中段左側から順にヒールコンタクト点（「ＨＣ」）、ミッドスタンス点（「ＭＳ」）、ヒールオフ点（「ＨＯ」）、スウィング点（「ＳＷ」）の各切替点の名称、下段左側から各切替点に対応する設定回動角、下段右側に設定完了を確認する「ＯＫ？」の項目がそれぞれ表示される。
【００４９】
上記のうちいずれか１つの表示項目が操作対象として点滅し、２つのカーソル操作キー４３，４４を操作することで点滅表示を画面上で移動させて表示項目を切り替え、ＯＫキー４５を押下することで操作対象を選択できる。そしてさらにカーソル操作キー４３，４４を操作することで、操作対象の内容（歩行動作周期Ｔ、歩行速度モード、回動角）を設定し、ＯＫキー４５又はキャンセルキー４６で設定内容の決定及び中段の操作を行う。
【００５０】
ここで、上述したように、当該動作補助装置１は麻痺患者等である装着者Ｍの歩行動作のリハビリテーションに用いられるものであり、このリハビリテーション作業中においては１人の介護者（特に図示せず）が装着者Ｍの身体を側方から支えながら歩行動作を支援する。このとき、上記の操作部２３及び表示部２４を備える制御部８は上述したように装着者Ｍの腰部背面に配置されているため、装着者Ｍ本人からは操作、視認することが出来ず、介護者のみが表示部２４の表示内容を視認しつつ操作部２３に対して片手で容易に操作を行うことができる。特に電源スイッチ４２は、歩行動作中における緊急停止に利用できることから、装着者Ｍ本人から容易に操作できず、介護者のみが容易に操作できる位置に配置される。
【００５１】
＜動作パターン設定処理の制御フロー＞
以上のような機能を実現するために、制御部８のマイコン２１が備えるＣＰＵ（演算装置）が上記動作パターン設定部３１で実行する動作パターン設定処理の制御手順を、図７により順を追って説明する。まず図７において、このフローに示す処理は、操作部２３における入力操作により動作パターンを設定する動作モードに切り替えられた際に、実行を開始する。
【００５２】
まずステップＳ１０５で、マイコン２１のＣＰＵは、歩行動作周期Ｔの時間長の設定を行う。なお、この歩行動作周期Ｔの具体的な設定手法としては、介護者による操作入力により任意の時間長で設定されてもよいし、または別途の計測モードで実際に装着者Ｍが当該動作補助装置１を装着した状態で歩行動作した際に計測してもよい。
【００５３】
次にステップＳ１１０へ移り、マイコン２１のＣＰＵは、上記図６で説明した遊脚前期相における歩行速度モードを選択的に設定する。
【００５４】
次にステップＳ１１５へ移り、マイコン２１のＣＰＵは、４点の切替点ＨＣ、ＭＳ、ＨＯ、ＳＷそれぞれにおける回動角を設定する。なお、上記ステップＳ１１０及びこのステップＳ１１５の設定操作は、上記図３で説明した操作で行えばよい。
【００５５】
次にステップＳ１２０へ移り、マイコン２１のＣＰＵは、上記ステップＳ１１０及びステップＳ１１５での設定に基づいて各動作相における回動角の変化速度（パターン波形における直線の傾き）を算出する。通常の場合は切替点間における期間長と回動角の差から単純に回動角の変化速度を算出すればよいが、歩行速度モードが速めモード又は遅めモードのいずれかを選択されている場合には、上限や回動角の変更も考慮して遊脚前期相や遊脚後期相における回動角の変化速度を算出する。
【００５６】
次にステップＳ１２５へ移り、マイコン２１のＣＰＵは、上記ステップＳ１０５〜ステップＳ１２０の設定及び算出結果に基づいて、動作パターンの全体を設定する。そして、このフローを終了する。
【００５７】
＜本実施形態の効果＞
以上説明したように、本実施形態の動作補助装置１の制御部８によれば、マイコン２１の動作パターン設定部３１が、歩行動作周期中における駆動機構１１の回動角の動作パターンについて単調増加又は単調減少させる動作相の単位で時間区分し、それら動作相の間の切替点ＨＣ，ＭＳ，ＨＯ，ＳＷにおける駆動機構１１の回動角を設定することで動作パターンを設定する。これにより、リハビリテーションの用途に十分機能的な動作パターンを設定できる。そして、モータ制御部３２がその動作パターンに基づいて駆動モータ９の駆動を制御する。これにより設定対象となる項目数を低減させることができ、その結果、装着者Ｍの状況に合わせた動作補助装置１の動作パターンの設定を簡略化して操作性を向上できる。
【００５８】
また、本実施形態では特に、動作パターン設定部３１は、歩行動作周期の１周期中における動作相として、立脚状態で駆動機構１１の回動角を背屈側へ単調変化させる立脚前期相と、立脚状態で駆動機構１１の回動角を底屈側へ単調変化させる立脚後期相と、遊脚状態で駆動機構１１の回動角を背屈側へ単調変化させる遊脚前期相と、遊脚状態で駆動機構１１の回動角を底屈側へ単調変化させる遊脚後期相と、を順に実行するよう前記動作パターンを設定する。これにより、歩行動作周期の１周期中において最も少ない区分数（４つ）で簡潔かつ機能的に動作相を区分でき、動作パターンの設定操作を簡略化できる。なお、健常者の足首関節における実際の回動角変化パターンに基づいて、より多くの動作相に区分してもよい。また、各動作相の周期的な実行順さえ守れば、どの動作相から歩行動作周期を開始しても歩行動作を実行できる。
【００５９】
また、本実施形態では特に、動作パターン設定部３１は、遊脚後期相と立脚前期相の間の切替点であるヒールコンタクト点ＨＣを、歩行動作周期の開始点に設定する。これにより、装着側の足首関節における前方接地動作を基準として機能的に歩行動作周期を開始できる。
【００６０】
また、本実施形態では特に、動作パターン設定部３１は、立脚後期相と遊脚前期相の間の切替点であるヒールオフ点ＨＯを、ヒールコンタクト点ＨＣから略０．６Ｔ後の時点に設定する。これにより、健常者に近い時間比率で立脚期と遊脚期を区分でき、正常に近い機能的な動作パターンで歩行動作を矯正できる。
【００６１】
また、本実施形態では特に、動作パターン設定部３１は、立脚前期相と立脚後期相の間の切替点であるミッドスタンス点ＭＳを、ヒールコンタクト点ＨＣから次のヒールオフ点ＨＯまでの期間の略中間時点に設定する。これにより、健常者に近い時間比率で立脚前期相と立脚後期相を区分でき、正常に近い機能的な動作パターンで歩行動作を矯正できる。
【００６２】
また、本実施形態では特に、動作パターン設定部３１は、遊脚前期相と遊脚後期相の間の切替点であるスウィング点ＳＷを、ヒールオフ点ＨＯから次のヒールコンタクト点ＨＣまでの期間の略中間時点に設定する。これにより、健常者に近い時間比率で遊脚前期相と遊脚後期相を区分でき、正常に近い機能的な動作パターンで歩行動作を矯正できる。
【００６３】
また、本実施形態では特に、モータ制御部３２は、踵側感圧センサ７が検出した接地圧力が所定の閾値Ｂを越えた際にヒールコンタクト点ＨＣとして動作パターンに基づく駆動モータ９の駆動制御を実行する。これにより、装着者Ｍの実際のヒールコンタクト動作と動作パターン上のヒールコンタクト点ＨＣのタイミングを合わせて、装着者Ｍの実際の歩行動作と駆動機構１１の動作パターンの同期を確実に行える。
【００６４】
なお、これに限られず、モータ制御部３２が、爪先側感圧センサ６が検出した接地圧力が同様の閾値Ｂを下回った際にヒールオフ点ＨＯとして動作パターンに基づく駆動モータ９の駆動制御を実行してもよい。この場合には、装着者Ｍの実際のヒールオフ動作と動作パターン上のヒールオフ点ＨＯのタイミングを合わせて、装着者Ｍの実際の歩行動作と駆動機構１１の動作パターンの同期を確実に行える。これにより、装着者Ｍの麻痺患者が踵を接地しないで歩行したり、拇指球から踵の順番で接地するような症状である場合に対しても対処できる。
【００６５】
また、本実施形態では特に、モータ制御部３２は、各動作相中に駆動モータ９を等速度制御で駆動する。これにより、複雑な曲線波形に追従するといった位置制御を行うことなく、簡易な処理構成で駆動モータ９の駆動制御が可能になる。
【００６６】
また、本実施形態では特に、動作パターン設定部３１は、スウィング点ＳＷにおいて設定された駆動機構１１の回動角にかかわらず遊脚前期相中における駆動モータ９の駆動速度を任意に選択可能である。これにより、遊脚期における歩幅を調整することができ、つまり同じ歩行動作周期Ｔであっても移動速度を変更（歩行速度モードを選択）することができる。なお、立脚前期相中における駆動モータ９の駆動速度を変更することでも歩幅を調整できるが、歩行動作時の安定性を考慮すると遊脚前期相だけで変更することが望ましい。
【００６７】
また、本実施形態では特に、モータ制御部３２は、所定の動作相における駆動モータ９の駆動トルクの増減修正が可能である。これにより、歩行動作時の安定性や足首回動角の矯正機能が向上する。
【００６８】
また、本実施形態では特に、制御部８は、切替点ＨＣ，ＭＳ，ＨＯ，ＳＷにおける駆動機構１１の回動角の設定操作が可能な操作部２３と、切替点ＨＣ，ＭＳ，ＨＯ，ＳＷにおける駆動機構１１の回動角の設定表示が可能な表示部２４を含めて同一の筐体４１に収容されて装着者Ｍの身体に装着される。これにより、介護者が装着者Ｍの身体を支えながら動作パターンを設定する場合でも、別途の操作端末を手に取って操作する必要がなく、操作性が向上する。
【００６９】
また、本実施形態では特に、制御部８は、装着者Ｍの腰部背面に装着される。これにより、介護者が装着者Ｍの身体を支えながら動作パターンを設定する場合でも、配置上、操作部２３に対する入力操作や表示部２４への目視確認が容易となり、操作性が向上する。
【００７０】
＜変形例１：回動角とモータ回転角の関係について＞
なお、上記実施形態では、回転センサ１２が駆動モータ９の回転角を検出していたがこれに限られない。例えば、回転センサ１２は、靴部５と脛部用アーム４の間の相対的な回転角（足首回動角）を検出してもよく、この場合には駆動機構１１の減速器と駆動軸の間に設けられる（図示省略）。この場合には、回転センサ１２が検出した駆動機構１１の回動角がケーブル１０を介してマイコン２１に入力され、モータ制御部３２とアンプ２２によるいわゆるフルクローズドループによる位置フィードバック制御が行われる。
【００７１】
なお、動作パターン自体もモータ回転角を基準として設定してもよく、この場合は操作部２３で各切替点ＨＣ、ＭＳ、ＨＯ、ＳＷごとに対応して入力された足首回動角をそれぞれ適宜モータ回転角に変換して動作パターンの変化波形を設定する（特に図示せず）。この場合でも、回転センサ１２は駆動機構１１の回動角と駆動モータ９の回転角のいずれを検出してもよく、必要に応じて回動角と回転角を適宜変換して駆動モータ９の駆動制御を行えばよい。
【００７２】
＜変形例２：立脚期と遊脚期の個別同期について＞
また、上記実施形態では歩行動作周期Ｔ全体に渡る１つの動作パターンを作成し、そのうちの立脚期と遊脚期の時間比率を６：４に固定していたが、これに限られない。他にも動作パターンを立脚期と遊脚期でそれぞれ個別に設定、生成し、ヒールコンタクト点ＨＣとヒールオフ点ＨＯで各動作パターンを同期させて実行してもよい（図示省略）。この場合には、例えば踵側感圧センサ７の検出値が所定値Ｂを越えた時点を立脚期トリガ、つまりヒールコンタクト点ＨＣとして立脚期単独の動作パターンに従った駆動機構１１の回動動作の制御を開始する。また、爪先側感圧センサ６の検出値が所定値Ｂを下回った時点を遊脚期トリガ、つまりヒールオフ点ＨＯ（実際には爪先が地面から離間するトゥーオフ点）として遊脚期単独の動作パターンに従った駆動機構１１の回動動作の制御を開始する。
【００７３】
さらに、装着者Ｍの麻痺症状によっては、踵もしくは爪先のいずれか一方しか地面に接地させることができない場合もある。例えば踵しか接地できない場合には、上記実施形態のように踵側感圧センサ７の検出値が所定値Ｂを越えた時点をヒールコンタクト点ＨＣとして、この１点だけで歩行動作周期Ｔ全体に渡る１つの動作パターンと同期を図ってもよい。または、踵側感圧センサ７の検出値が所定値Ｂより下回った時点をヒールオフ点ＨＯとして、この１点だけで歩行動作周期Ｔ全体に渡る１つの動作パターンと同期を図ってもよい。もしくは、踵側感圧センサ７の検出値と所定値Ｂとの比較だけでヒールコンタクト点ＨＣとヒールオフ点ＨＯの２点を検出し、この２点でそれぞれ対応する立脚期単独の動作パターンと遊脚期単独の動作パターンを個別に同期してもよい。
【００７４】
また爪先しか接地できない場合には、上記実施形態のように爪先側感圧センサ６の検出値が所定値Ｂを越えた時点をヒールコンタクト点ＨＣ（実際には爪先が地面に接地するトゥーコンタクト点）として、この１点だけで歩行動作周期Ｔ全体に渡る１つの動作パターンと同期を図ってもよい。または、爪先側感圧センサ６の検出値が所定値Ｂより下回った時点をヒールオフ点ＨＯ（実際には爪先が地面から離間するトゥーオフ点）として、この１点だけで歩行動作周期Ｔ全体に渡る１つの動作パターンと同期を図ってもよい。もしくは、踵側感圧センサ７の検出値と所定値Ｂとの比較だけでヒールコンタクト点ＨＣとヒールオフ点ＨＯの２点を検出し、この２点でそれぞれ対応する立脚期単独の動作パターンと遊脚期単独の動作パターンを個別に同期してもよい。
【００７５】
以上説明した変形例１と変形例２のそれぞれの場合分けを、操作部２３での操作入力により使用者が任意に切り替え設定できるようにしてもよい。
【００７６】
＜制御部のハードウェア構成例＞
次に、図８を参照しつつ、上記で説明したＣＰＵ９０１が実行するプログラムにより実装された動作パターン設定部３１、モータ制御部３２等による処理を実現する制御部８のハードウェア構成例について説明する。
【００７７】
図８に示すように、制御部８は、例えば、ＣＰＵ９０１と、ＲＯＭ９０３と、ＲＡＭ９０５と、ＡＳＩＣ又はＦＰＧＡ等の特定の用途向けに構築された専用集積回路９０７と、入力装置９１３と、出力装置９１５と、記録装置９１７と、ドライブ９１９と、接続ポート９２１と、通信装置９２３とを有する。これらの構成は、バス９０９や入出力インターフェース９１１を介し相互に信号を伝達可能に接続されている。
【００７８】
プログラムは、例えば、ＲＯＭ９０３やＲＡＭ９０５、記録装置９１７等に記録しておくことができる。
【００７９】
また、プログラムは、例えば、フレキシブルディスクなどの磁気ディスク、各種のＣＤ・ＭＯディスク・ＤＶＤ等の光ディスク、半導体メモリ等のリムーバブルな記録媒体９２５に、一時的又は永続的に記録しておくこともできる。このような記録媒体９２５は、いわゆるパッケージソフトウエアとして提供することもできる。この場合、これらの記録媒体９２５に記録されたプログラムは、ドライブ９１９により読み出されて、入出力インターフェース９１１やバス９０９等を介し上記記録装置９１７に記録されてもよい。
【００８０】
また、プログラムは、例えば、ダウンロードサイト・他のコンピュータ・他の記録装置等（図示せず）に記録しておくこともできる。この場合、プログラムは、ＬＡＮやインターネット等のネットワークＮＷを介し転送され、通信装置９２３がこのプログラムを受信する。そして、通信装置９２３が受信したプログラムは、入出力インターフェース９１１やバス９０９等を介し上記記録装置９１７に記録されてもよい。
【００８１】
また、プログラムは、例えば、適宜の外部接続機器９２７に記録しておくこともできる。この場合、プログラムは、適宜の接続ポート９２１を介し転送され、入出力インターフェース９１１やバス９０９等を介し上記記録装置９１７に記録されてもよい。
【００８２】
そして、ＣＰＵ９０１が、上記記録装置９１７に記録されたプログラムに従い各種の処理を実行することにより、上記の動作パターン設定部３１、モータ制御部３２等による処理が実現される。この際、ＣＰＵ９０１は、例えば、上記記録装置９１７からプログラムを直接読み出して実行してもよいし、ＲＡＭ９０５に一旦ロードした上で実行してもよい。更にＣＰＵ９０１は、例えば、プログラムを通信装置９２３やドライブ９１９、接続ポート９２１を介し受信する場合、受信したプログラムを記録装置９１７に記録せずに直接実行してもよい。
【００８３】
また、ＣＰＵ９０１は、必要に応じて、例えばマウス・キーボード・マイク（図示せず）等の入力装置９１３から入力する信号や情報に基づいて各種の処理を行ってもよい。
【００８４】
そして、ＣＰＵ９０１は、上記の処理を実行した結果を、例えば表示装置や音声出力装置等の出力装置９１５から出力してもよく、さらにＣＰＵ９０１は、必要に応じてこの処理結果を通信装置９２３や接続ポート９２１を介し送信してもよく、上記記録装置９１７や記録媒体９２５に記録させてもよい。
【００８５】
なお、以上の説明において、「垂直」「平行」「平面」等の記載がある場合には、当該記載は厳密な意味ではない。すなわち、それら「垂直」「平行」「平面」とは、設計上、製造上の公差、誤差が許容され、「実質的に垂直」「実質的に平行」「実質的に平面」という意味である。
【００８６】
また、以上の説明において、外観上の寸法や大きさ、形状、位置等が「同一」「同じ」「等しい」「異なる」等の記載がある場合は、当該記載は厳密な意味ではない。すなわち、それら「同一」「等しい」「異なる」とは、設計上、製造上の公差、誤差が許容され、「実質的に同一」「実質的に同じ」「実質的に等しい」「実質的に異なる」という意味である。
【００８７】
但し、例えばしきい値や基準値等、所定の判定基準となる値あるいは区切りとなる値の記載がある場合は、それらに対しての「同一」「等しい」「異なる」等は、上記とは異なり、厳密な意味である。
【００８８】
また、以上既に述べた以外にも、上記実施形態や各変形例による手法を適宜組み合わせて利用しても良い。その他、一々例示はしないが、上記実施形態や各変形例は、その趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更が加えられて実施されるものである。
【符号の説明】
【００８９】
１            動作補助装置
２            胴部用装具
３            脛部用装具
４            脛部用アーム
５            靴部
６            爪先用感圧センサ（第２検出部に相当）
７            踵用感圧センサ（第１検出部に相当）
８            制御部
９            駆動モータ
１０          ケーブル
１１          駆動機構
１２          回転センサ
１３          駆動部
２１          マイコン
２２          アンプ
２３          操作部
２４          表示部
３１          動作パターン設定部（設定部に相当）
３２          モータ制御部
４１          筐体
Ｆ            床面
Ｍ            装着者
ＨＣ          ヒールコンタクト点
ＭＳ          ミッドスタンス点
ＨＯ          ヒールオフ点
ＳＷ          スウィング点
【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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