(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用者の脚に装着され、前記使用者の膝関節の屈伸動作を支援する歩行支援装置であって、
前記使用者の脚に前記歩行支援装置が装着された状態で、前記使用者の爪先部分に配置される回転ローラを備えており、
前記回転ローラは、前記使用者の進行方向に回転可能であり、前記使用者における前記歩行支援装置が装着された側の脚が遊脚状態で当該使用者の爪先部分が地面に接触した場合に、前記使用者が前記地面に躓かないように回転し、前記使用者の爪先部分と前記地面との摩擦力を低減する、歩行支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歩行支援装置に関し、例えば、使用者の脚に装着され、使用者の膝関節の屈伸動作を支援する歩行支援装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
非特許文献１に開示されているように、近年、リハビリ現場などで使用者の歩行を支援するための歩行支援装置が実用化されている。このような歩行支援装置は、使用者の脚に装着され、使用者の膝関節の伸展動作を支援する構成とされている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】http://www.toyota.co.jp/jpn/tech/partner_robot/family_2.html
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば、脳卒中患者は、歩行などの運動機能だけでなく、平衡機能に障害を有する場合が多い。そのため、図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、歩行支援装置１０１を装着した側の脚が遊脚状態となったとき、支持脚状態側の脚が屈曲し、その結果、遊脚状態側の脚の爪先と地面との間のクリアランスが無くなり、遊脚状態側の脚の爪先が地面に接触して使用者が躓く場合がある。そのため、歩行支援装置１０１が装着された側の脚を使用者の進行方向に良好に振り出せない場合がある。
【０００５】
このとき、歩行支援装置１０１は、理想的な歩行パターンを実現するように、膝関節に与える駆動力が制限されているため、躓くような例外的な歩行パターンに対して膝関節を自由に動かすことができず、使用者が躓きを回避する動作を行うことが難しい。
【０００６】
本発明は、上記を鑑みなされたものであって、歩行支援装置を装着した側の脚が遊脚状態となったとき、脚の爪先部分が地面に接触しても当該脚を使用者の進行方向に良好に振り出すことができる歩行支援装置を実現する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様に係る歩行支援装置は、使用者の脚に装着され、前記使用者の膝関節の屈伸動作を支援する歩行支援装置であって、
前記使用者の脚に前記歩行支援装置が装着された状態で、前記使用者の爪先部分に配置される回転ローラを備えており、前記回転ローラは、前記使用者の進行方向に回転可能である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、歩行支援装置を装着した側の脚が遊脚状態となったとき、脚の爪先部分が地面に接触しても当該脚を使用者の進行方向に良好に振り出すことができる歩行支援装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１の歩行支援装置を使用者の脚に装着した状態を模式的に示す図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は、実施の形態１の歩行支援装置を平衡機能に障害を有する者の脚に装着したときの歩行動作を説明するための図である。
【図３】実施の形態２の歩行支援装置を使用者の脚に装着した状態を模式的に示す図である。
【図４】実施の形態３の歩行支援装置を使用者の脚に装着した状態を模式的に示す図である。
【図５】実施の形態４の歩行支援装置を使用者の脚に装着した状態を模式的に示す図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は、一般的な歩行支援装置を平衡機能に障害を有する者の脚に装着したときの歩行動作を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。但し、本発明が以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。
【００１１】
＜実施の形態１＞
本実施の形態の歩行支援装置を説明する。図１は、本実施の形態の歩行支援装置を使用者の脚に装着した状態を模式的に示す図である。図１に示すように、本実施の形態の歩行支援装置１は、上腿フレーム２、下腿フレーム３、足平フレーム４及び回転ローラ５を備えている。
【００１２】
上腿フレーム２は、使用者の上腿に固定手段(図示を省略)を介して固定される。下腿フレーム３は、使用者の下腿に固定手段（図示を省略）を介して固定される。下腿フレーム３の上端部は、膝関節６を介して上腿フレーム２の下端部に接続されている。
【００１３】
膝関節６は、上腿フレーム２と下腿フレーム３とを相対的に回転させることが可能な構成とされており、モータ、減速機及びエンコーダなどを備えている。エンコーダは、検出信号を制御装置（図示を省略）に出力する。
【００１４】
足平フレーム４は、使用者の足平が載置された状態で固定手段（図示を省略）を介して足に固定される。足平フレーム４は、足首関節７を介して下腿フレーム３の下端部に接続されている。そして、足平フレーム４の上面（即ち、使用者の足裏と接触する面）には、荷重センサ（図示を省略）が設けられている。荷重センサは、検出信号を制御装置に出力する。
【００１５】
足首関節７は、下腿フレーム３と足平フレーム４とを相対的に回転させることが可能な構成とされており、モータ、減速機及びエンコーダなどを備えている。エンコーダは、検出信号を制御装置に出力する。
【００１６】
回転ローラ５は、歩行支援装置１が使用者の脚に装着された状態で、使用者の爪先部分に配置される。そして、回転ローラ５は、歩行支援装置１が使用者の脚に装着された状態で、使用者の進行方向に回転可能である。例えば、回転ローラ５は、膝関節６や足首関節７の回転軸と略平行な回転軸５ａを中心に回転する。このような回転ローラ５は、支持手段（図示を省略）を介して足平フレーム４に支持されている。但し、回転ローラ５は、ボールローラのように回転方向を問わないローラでもよい。
【００１７】
制御装置は、膝関節６のエンコーダ、足首関節７のエンコーダ、及び荷重センサの検出結果などに基づいて、使用者の歩行に適した制御信号を生成し、生成した制御信号に基づいて膝関節６のモータ及び足首関節７のモータを制御する。
【００１８】
次に、本実施の形態の歩行支援装置１を平衡機能に障害を有する者（使用者）の脚に装着したときの歩行動作を説明する。図２（ａ）は、歩行支援装置を装着した側の脚が遊脚状態となった直後の状態を模式的に示す図である。図２（ｂ）は、歩行支援装置を装着した側の脚の爪先部分が地面に接触した状態を模式的に示す図である。図２（ｃ）は、歩行支援装置を装着した側の脚が着床した直後の状態を模式的に示す図である。
【００１９】
先ず、図２（ａ）に示すように、使用者が歩行支援装置１を装着した側の脚を離床させる。これにより、歩行支援装置１を装着した側の脚が遊脚状態となる。そして、使用者が歩行支援装置１を装着した側の脚を前方に振り出す動作中に、上述したように使用者の支持脚状態側の脚が屈曲すると、歩行支援装置１を装着した側の脚の爪先部分が地面に接触する。
【００２０】
このとき、歩行支援装置１は使用者の爪先部分に回転ローラ５を備えているので、図２（ｂ）に示すように、歩行支援装置１を装着した側の脚の爪先部分が地面に接触した際に回転ローラ５が回転し、使用者の爪先部分と地面との摩擦力が低減される。
【００２１】
これにより、使用者は地面に躓くことなく、図２（ｃ）に示すように、歩行支援装置１を装着した側の脚を前方に良好に振り出すことができる。
【００２２】
＜実施の形態２＞
図３は、本実施の形態の歩行支援装置を使用者の脚に装着した状態を模式的に示す図である。本実施の形態の歩行支援装置２１は、図３に示すように、実施の形態１の回転ローラ５に代えて、複数のローラ２２ａを有するローラ群２２を備えている。これにより、実施の形態１の回転ローラ５に比べて広い範囲にローラ群２２を配置することができる。
【００２３】
＜実施の形態３＞
図４は、本実施の形態の歩行支援装置を使用者の脚に装着した状態を模式的に示す図である。本実施の形態の歩行支援装置３１は、図４に示すように、実施の形態１の回転ローラ５に代えて、使用者の爪先部分を覆うフッ素樹脂カバー３２を備えている。これにより、実施の形態１のように爪先部分に回転ローラ５を設ける場合に比べて意匠的に優れた構成とすることができる。
【００２４】
＜実施の形態４＞
図５は、本実施の形態の歩行支援装置を使用者の脚に装着した状態を模式的に示す図である。本実施の形態の歩行支援装置４１は、脚を動作させるための筋電又は神経の電気信号を使用者から取得し、取得した筋電又は神経の電気信号に基づいて脚に所望の動作をさせるように脚に電気刺激を与える、所謂随意運動介助型電気刺激装置である。
【００２５】
このような歩行支援装置４１は、歩行支援装置４１が装着される側の脚の足に装着される装着部４２を備えており、装着部４２の爪先部分に回転ローラ４３が設けられている。これにより、実施の形態１などと同様に、歩行支援装置４１を装着した側の脚を前方に良好に振り出すことができる。
【００２６】
本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、上記実施の形態では、ローラやフッ素樹脂カバーを用いているが、爪先部分と地面との摩擦力を低減することができる部材が爪先部分に配置されていればよい。
【符号の説明】
【００２７】
１  歩行支援装置
２  上腿フレーム
３  下腿フレーム
４  足平フレーム
５  回転ローラ、５ａ  回転軸
６  膝関節
７  足首関節
２１  歩行支援装置
２２  ローラ群、２２ａ  ローラ
３１  歩行支援装置
３２  フッ素樹脂カバー
４１  歩行支援装置
４２  装着部
４３  回転ローラ
【図１】
0006398903.tif 000002
【図２】
0006398903.tif 000003
【図３】
0006398903.tif 000004
【図４】
0006398903.tif 000005
【図５】
0006398903.tif 000006
【図６】
0006398903.tif 000007