(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
利用者の体幹部に上向きの持上げ力を作用させ得るように該体幹部に接触される持上げ力伝達部と、利用者の各脚の足平に装着される左右一対の足平装着部と、各足平装着部を前記持上げ力伝達部にそれぞれ連結する左右一対の脚リンクとを備え、各脚リンクが、前記持上げ力伝達部から第１関節を介して延設された大腿フレームと、各足平装着部から第２関節を介して延設された下腿フレームと、該大腿フレームと下腿フレームとを屈伸自在に連結する第３関節とから構成され、さらに、各脚リンクの第３関節を駆動するアクチュエータを備えた歩行補助装置の制御装置であって、
前記利用者の各脚の足平の底面に対向するようにして各足平装着部に設けられた踏力計測用力センサの出力に基づいて、利用者の各脚の踏力を計測する踏力計測手段を有し、前記持上げ力伝達部から利用者の体幹部に目標とする持上げ力を作用させつつ、両脚リンクのそれぞれに床側から作用する支持力の相互の割合いが、前記踏力計測手段による両脚のそれぞれの踏力の計測値に応じて決定した設定割合になるように前記アクチュエータの駆動力を制御する制御装置において、
前記踏力計測手段による両脚のそれぞれの踏力の計測値の総和が所定値よりも大きいか否かを判断する踏力総和判断手段と、
該踏力総和判断手段の判断結果が否定的になった場合に、前記利用者の両脚のそれぞれの踏力の計測値に応じて前記設定割合を決定する代わりに、床側から各脚リンクに作用する支持力と、各脚リンクの第３関節の駆動トルクと、該支持力もしくは駆動トルクと相関性を有する物理量とのうちのいずれかを、前記設定割合の決定用の参照パラメータとして用い、前記踏力総和判断手段の判断結果が否定的になった直前に、前記踏力計測用力センサ以外で各脚リンクに搭載されたセンサの出力に基づき観測された前記参照パラメータの観測値、または、前記アクチュエータの駆動力の制御処理に用いた前記参照パラメータの目標値に応じて前記設定割合を決定する設定割合決定手段とを備えることを特徴とする歩行補助装置の制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の歩行補助装置の制御装置において、
前記各脚リンクの下腿フレームと第２関節との間に介装された支持力計測用力センサの出力に基づき各脚リンクに床側から実際に作用する支持力を計測する支持力計測手段と、前記両脚リンクのそれぞれに床側から作用する支持力の目標値を、その相互の割合いが前記設定割合になるように決定する支持力目標値決定手段と、前記支持力計測手段による各脚リンクの支持力の計測値を前記支持力目標値決定手段により決定された目標値に追従させるように前記アクチュエータの駆動力をフィードバック制御するアクチュエータ制御手段とを備え、
前記設定割合決定手段は、前記支持力計測手段による各脚リンクの支持力の計測値または前記支持力目標値決定手段による各脚リンクの支持力の目標値を前記参照パラメータとして用いることを特徴とする歩行補助装置の制御装置。
【請求項３】
請求項２記載の歩行補助装置の制御装置において、
前記設定割合決定手段は、前記踏力総和判断手段の判断結果が否定的になった場合に、前記両脚リンクのうちの、前記参照パラメータの値がより小さい方の脚リンクを第１脚リンク、前記参照パラメータの値がより大きい方の脚リンクを第２脚リンクとしたとき、前記設定割合を、第１脚リンクの支持力の目標値よりも第２脚リンクの支持力の目標値が大きくなる割合に決定することを特徴とする歩行補助装置の制御装置。
【請求項４】
請求項２記載の歩行補助装置の制御装置において、
前記設定割合決定手段は、前記踏力総和判断手段の判断結果が否定的になった場合に、前記両脚リンクのうちの、前記参照パラメータの値がより小さい方の脚リンクを第１脚リンク、前記参照パラメータの値がより大きい方の脚リンクを第２脚リンクとしたとき、前記設定割合を、第１脚リンクの支持力の目標値が負の値となり、且つ、第２脚リンクの支持力の目標値が正の値となる割合に決定することを特徴とする歩行補助装置の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、利用者（人）の歩行を補助する歩行補助装置の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の歩行補助装置としては、例えば特許文献１，２に見られるものが本願出願人により提案されている。
【０００３】
これらの特許文献１，２には、利用者が跨ぐようにして着座する着座部と、利用者の左右の足平にそれぞれ装着する左右一対の足平装着部と、左右の足平装着部と着座部とをそれぞれ連結する左右一対の脚リンクとを備える歩行補助装置が記載されている。
【０００４】
この歩行補助装置では、各脚リンクは、着座部から第１関節（股関節）を介して延設された大腿フレームと、足平装着部から第２関節（足首関節）を介して延設された下腿フレームと、これらの大腿フレームおよび下腿フレームを第１関節および第２関節の間で屈伸自在に連結する第３関節（膝関節）とを有する。また、各脚リンクの大腿フレームの第１関節側の端部に第３関節を駆動する電動モータが搭載されている。そして、足平装着部の接地状態において、脚リンクの第３関節に電動モータから該脚リンクの伸展方向の駆動トルクを付与することによって、着座部から利用者に持上げ力を作用させ、ひいては、利用者の体重の一部を歩行補助装置で負担する。
【０００５】
この場合、該歩行補助装置の動作制御は次のように行われる。すなわち、利用者の体重の一部と、歩行補助装置自身とを床に支えるために必要となるトータルの支持力（並進力）としての目標総持上げ力を、各足平装着部に設けられた踏力計測用の力センサの出力から計測した利用者の両脚のそれぞれの踏力の割合いに応じた割合いで各脚リンクに分配することで、各脚リンクに床側から作用させる支持力の目標値（目標総持上げ力のうちの各脚リンクの目標負担分）が決定される。この場合、左右の脚リンクの支持力の目標値の相互の比率が、利用者の左右の脚の踏力の相互の比率と同じになるように各脚リンクの支持力の目標値が決定される。また、各脚リンクの下腿フレームと第２関節との間に介装した力センサの出力から、各脚リンクに床側から実際に作用する支持力が計測される。そして、各脚リンク毎に、その支持力の計測値を目標値に一致させるように、電動モータの出力トルクがフィードバック制御される。これにより、着座部から利用者に目標とする持上げ力（利用者の体重の一部を支える並進力）が作用するように、各電動モータの出力トルクが制御される。
【０００６】
かかる歩行補助装置では、利用者の各脚の踏力に整合するように、すなわち、利用者が意図する脚の動作に整合するように、各脚リンクでの力が発生するので、利用者の歩行時などの脚の負担を効果的に軽減することができる。
【特許文献１】特開２００７−５４６１６号公報
【特許文献２】特開２００７−３３０２９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、前記特許文献１，２に見られる技術では、各足平装着部に設けられた踏力計測用の力センサは、利用者の脚の足平の底面のうちの前後２箇所（中趾節関節および踵）に対向するようにして配置されている。そして、各足平装着部の２つの力センサが検出する力（上下方向の並進力）の総和が、該足平装着部に対応する利用者の脚の踏力として計測される。この場合、基本的には、利用者の脚が立脚となる状態では、その立脚側の足平装着部の２つの力センサの一方または両方に利用者の脚の踏力が作用し、該力センサの出力から踏力を計測することが可能である。
【０００８】
しかしながら、利用者の歩行時の各足平装着部の着床もしくは離床のさせ方、あるいは、床面の凹凸状態などによっては、利用者の脚が立脚となる状態で、該立脚側の足平装着部の着床時から離床時までの期間で一時的に力センサの配置箇所から逸脱した箇所で足平装着部が接地する場合があることが本願発明者の実験・検討により判明した。このような場合には、足平装着部が接地している状態であっても、該足平装着部の２つの力センサの出力に基く踏力の計測値が実際の踏力に比して微小なものとなってしまう。
【０００９】
そして、このような状況が発生すると、次のような不都合がある。例えば、利用者の片脚だけが立脚となる片脚支持期の状態から、両脚が立脚となる両脚支持期に移行する際において、両脚支持期の開始直前から開始直後の状態では、片脚支持期で遊脚となっていた脚（以下、ここでは、第１脚という）の踏力が“０”もしくは微小なものとなると共に、他方の脚（以下、ここでは、第２脚という）の踏力は、第１脚の踏力よりも十分に大きなものとなる。ところが、両脚支持期の開始直前から開始直後の状態では、通常、第２脚側の足平装着部のつま先側の箇所だけが接地する。そして、このときの第２脚側の足平装着部の接地のさせ方や、床面の凹凸状態によっては、第２脚側の足平装着部の接地箇所が、該第２脚側の踏力計測用センサのいずれの配置箇所からも逸脱した箇所になって、該踏力計測用センサに、第２脚の踏力がほとんど作用しない状態が発生する場合がある。
【００１０】
このような場合には、両脚の踏力の計測値が両者とも“０”となってしまったり、あるいは、両脚の実際の踏力の大小関係と逆に、第２脚の踏力の計測値が第１脚の踏力の計測値よりも小さなものとなってしまう場合がある。そして、このような場合には、第１脚側の脚リンクに作用させる支持力の目標値と、第２脚側の脚リンクに作用させる支持力の目標値との相互の割合いを、第１脚の実際の踏力と第２脚の実際の踏力との相互の割合いに整合した割合いに設定することが困難となり、両脚リンクのそれぞれに作用させる支持力の目標値の大小関係が、第１脚の実際の踏力と第２脚の実際の踏力との大小関係と逆になってしまう場合もある。
【００１１】
上記のように、支持脚側の足平装着部の接地箇所が、該第２脚側の踏力計測用センサのいずれの配置箇所からも逸脱した箇所になって、該踏力計測用センサに、支持脚の踏力がほとんど作用しない状態が発生すると、両脚の踏力の計測値が、両者とも微小になって、実際の踏力に整合しないものとなる。ひいては、上記の如く、両脚リンクに作用させる支持力の目標値の相互の割合いを、両脚の実際の踏力の相互の割合いに整合した割合いに設定することが困難となる場合がある。その結果、各脚リンクに作用する支持力の急変したりして、利用者の不快感を及ぼす恐れがあった。
【００１２】
このような不都合を解消するためには、各足平装着部に、より多数の力センサを備えるようにして、足平装着部のどの箇所が接地しても、いずれかの力センサに踏力が作用するようにすることが考えられる。しかるに、このようにした場合には、歩行補助装置の製造コストの大幅な上昇を招いてしまう。また、踏力計測用の多数の力センサに接続する多数の配線も必要となることから、その配線が、利用者の脚の運動の妨げとなったり、歩行補助装置の小型化、軽量化の妨げとなる恐れがある。
【００１３】
本発明はかかる背景に鑑みてなされたものであり、多数の踏力計測用の力センサを各足平装着部に備えることなく、該力センサの配置箇所を逸脱した箇所で足平装着部が接地した場合であっても、両脚リンクにそれぞれ床側から作用する支持力の相互の割合いが、利用者の両脚のそれぞれの実際の踏力の相互の割合いに対して不整合なものとなるのを抑制することができる歩行補助装置の制御装置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】
【００１４】
本発明の歩行補助装置の制御装置は、かかる目的を達成するために、利用者の体幹部に上向きの持上げ力を作用させ得るように該体幹部に接触される持上げ力伝達部と、利用者の各脚の足平に装着される左右一対の足平装着部と、各足平装着部を前記持上げ力伝達部にそれぞれ連結する左右一対の脚リンクとを備え、各脚リンクが、前記持上げ力伝達部から第１関節を介して延設された大腿フレームと、各足平装着部から第２関節を介して延設された下腿フレームと、該大腿フレームと下腿フレームとを屈伸自在に連結する第３関節とから構成され、さらに、各脚リンクの第３関節を駆動するアクチュエータを備えた歩行補助装置の制御装置であって、
前記利用者の各脚の足平の底面に対向するようにして各足平装着部に設けられた踏力計測用力センサの出力に基づいて、利用者の各脚の踏力を計測する踏力計測手段を有し、前記持上げ力伝達部から利用者の体幹部に目標とする持上げ力を作用させつつ、両脚リンクのそれぞれに床側から作用する支持力の相互の割合いが、前記踏力計測手段による両脚のそれぞれの踏力の計測値に応じて決定した設定割合になるように前記アクチュエータの駆動力を制御する制御装置において、
前記踏力計測手段による両脚のそれぞれの踏力の計測値の総和が所定値よりも大きいか否かを判断する踏力総和判断手段と、
該踏力総和判断手段の判断結果が否定的になった場合に、前記利用者の両脚のそれぞれの踏力の計測値に応じて前記設定割合を決定する代わりに、床側から各脚リンクに作用する支持力と、各脚リンクの第３関節の駆動トルクと、該支持力もしくは駆動トルクと相関性を有する物理量とのうちのいずれかを、前記設定割合の決定用の参照パラメータとして用い、前記踏力総和判断手段の判断結果が否定的になった直前に、前記踏力計測用力センサ以外で各脚リンクに搭載されたセンサの出力に基づき観測された前記参照パラメータの観測値、または、前記アクチュエータの駆動力の制御処理に用いた前記参照パラメータの目標値に応じて前記設定割合を決定する設定割合決定手段とを備えることを特徴とする（第１発明）。
【００１５】
なお、以降の説明では、前記した如く、利用者の片脚だけが立脚となる片脚支持期の状態から、両脚が立脚となる両脚支持期への移行する際に、両脚支持期の開始直前に遊脚となっていた脚を第１脚、他方の脚を第２脚とする。
【００１６】
上記第１発明によれば、例えば利用者の歩行時における片脚支持期から両脚支持期への移行の際に、第２脚側の足平装着部が、該足平装着部に備えた踏力計測用力センサの配置箇所から逸脱した箇所で接地した場合に、前記踏力総和判断手段の判断結果が否定的となる。そして、この場合には、前記設定割合決定手段は、両脚リンクのそれぞれに床側から作用する支持力の相互の割合いの目標としての前記設定割合を前記利用者の両脚のそれぞれの踏力の計測値に応じて決定する代わりに、前記踏力総和判断手段の判断結果が否定的になった直前における前記参照パラメータの観測値または目標値に応じて決定する。
【００１７】
ここで、前記踏力総和判断手段の判断結果が肯定的となる状態では、両脚リンクのそれぞれに床側から作用する支持力の相互の割合いが、前記踏力計測手段による両脚のそれぞれの踏力の計測値に応じて決定した設定割合になるように前記アクチュエータの駆動力が制御されているので、前記踏力総和判断手段の判断結果が否定的になった直前における、両脚リンクのそれぞれについての前記参照パラメータの観測値または目標値は、利用者の両脚のそれぞれの実際の踏力の割合いが反映されている。
【００１８】
従って、踏力総和判断手段の判断結果が否定的になった場合に、参照パラメータの観測値または目標値に応じて前記設定割合を決定することによって、両脚リンクのそれぞれに床側から作用する支持力の相互の割合いが、利用者の両脚のそれぞれの実際の踏力の割合いに整合した割合いになるように、前記アクチュエータの駆動力を制御することが可能となる。
【００１９】
よって、第１発明によれば、多数の踏力計測用力センサを各足平装着部に備えることなく、該力センサの配置箇所を逸脱した箇所で足平装着部が接地した場合であっても、両脚リンクにそれぞれ床側から作用する支持力の相互の割合いが、利用者の両脚のそれぞれの実際の踏力の相互の割合いに対して不整合なものとなるのを抑制することができる。
【００２０】
かかる第１発明では、より具体的な形態では、前記各脚リンクの下腿フレームと第２関節との間に介装された支持力計測用力センサの出力に基づき各脚リンクに床側から実際に作用する支持力を計測する支持力計測手段と、前記両脚リンクのそれぞれに床側から作用する支持力の目標値を、その相互の割合いが前記設定割合になるように決定する支持力目標値決定手段と、前記支持力計測手段による各脚リンクの支持力の計測値を前記支持力目標値決定手段により決定された目標値に追従させるように前記アクチュエータの駆動力をフィードバック制御するアクチュエータ制御手段とを備える。この場合には、前記設定割合決定手段は、前記支持力計測手段による各脚リンクの支持力の計測値または前記支持力目標値決定手段による各脚リンクの支持力の目標値を前記参照パラメータとして用いることが好ましい（第２発明）。
【００２１】
この第２発明によれば、各脚リンクに床側から実際に作用する支持力が計測されると共に、両脚リンクのそれぞれに床側から作用する支持力の目標値が、その相互の割合いが前記設定割合になるように決定される。そして、この支持力の計測値が目標値に追従するようにアクチュエータの駆動力がフィードバック制御されるので、両脚リンクのそれぞれの支持力の計測値の相互の割合い、あるいは、それぞれの支持力の目標値の相互の割合いは、前記踏力総和判断手段の判断結果が肯定的となる状態では、利用者の両脚のそれぞれの実際の踏力の相互の割合いに応じたものとなる。従って、前記支持力計測手段による各脚リンクの支持力の計測値または前記目標支持力決定手段による各脚リンクの支持力の目標値を前記参照パラメータとして用いることによって、前記踏力総和判断手段の判断結果が否定的となった場合に、前記設定割合いを、利用者の両脚のそれぞれの実際の踏力の相互の割合いに整合する割合いに適切に決定することができる。
【００２２】
この第２発明では、より具体的には、例えば前記設定割合決定手段は、前記踏力総和判断手段の判断結果が否定的になった場合に、前記両脚リンクのうちの、前記参照パラメータの値がより小さい方の脚リンクを第１脚リンク、前記参照パラメータの値がより大きい方の脚リンクを第２脚リンクとしたとき、前記設定割合を、第１脚リンクの支持力の目標値よりも第２脚リンクの支持力の目標値が大きくなる割合に決定することが好ましい（第３発明）。
【００２３】
すなわち、前記踏力総和判断手段の判断結果が否定的となった場合において、その直前における前記第１脚リンクについての参照パラメータの値としての支持力の計測値（または目標値）よりも前記第２脚リンクについての参照パラメータの値としての支持力の計測値（または目標値）が大きい場合には、通常、第１脚リンク側の実際の踏力よりも、第２脚リンク側の実際の踏力の方が大きいと考えられる。
【００２４】
従って、前記設定割合を、第１脚リンクの支持力の目標値よりも第２脚リンクの支持力の目標値が大きくなる割合に決定することによって、それらの支持力の目標値の相互の割合いを、利用者の実際の踏力の相互の割合いに整合させることができる。
【００２５】
また、前記第２発明において、例えば、前記設定割合決定手段は、前記踏力総和判断手段の判断結果が否定的になった場合に、前記両脚リンクのうちの、前記参照パラメータの値がより小さい方の脚リンクを第１脚リンク、前記参照パラメータの値がより大きい方の脚リンクを第２脚リンクとしたとき、前記設定割合を、第１脚リンクの支持力の目標値が負の値となり、且つ、第２脚リンクの支持力の目標値が正の値となる割合に決定するようにしてもよい（第４発明）。なお、第４発明において、各脚リンクの支持力の目標値の符号に関し、該支持力の目標値が正の値であるということは、足平装着部を床面に押し付けて、該足平装着部に上向きの床反力を作用させようとすることを意味する。また、該支持力の目標値が負の値であるということは、足平装着部を持上げて離床させようとすることを意味する。
【００２６】
すなわち、前記踏力総和判断手段の判断結果が否定的となった場合において、その直前における前記第１脚リンクについての参照パラメータの値としての支持力の計測値（または目標値）よりも前記第２脚リンクについての参照パラメータの値としての支持力の計測値（または目標値）が大きい場合には、利用者が、第１脚リンク側の脚と第２脚リンク側の脚とをそれぞれ、遊脚、支持脚として運動しようとしている可能性も高い。
【００２７】
従って、前記設定割合を、第１脚リンクの支持力の目標値が負の値となり、且つ、第２脚リンクの支持力の目標値が正の値となる割合に決定することによって、それらの支持力の目標値の相互の割合いを、利用者の実際の踏力の相互の割合いに整合させると共に、利用者の意図する脚の運動に適合させることができる。
【００２８】
なお、第３発明あるいは第４発明では、前記第１脚リンクの支持力の目標値と前記第２脚リンクの支持力の目標値との前記設定割合をａ：ｂ（ａ＋ｂ＝１）としたとき、ａは、“０”に近い値（第３発明ではａ＝０でもよい）が好ましく、ｂは“１”に近い値（第３発明ではｂ＝１でもよい）が好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明の一実施形態を以下に説明する。まず、本実施形態の歩行補助装置の機構的な構成を図１〜図４を参照して説明する。図１〜図３はそれぞれ、本実施形態の歩行補助装置の斜視図、側面図、正面図であり、図４は該歩行補助装置の大腿フレームの切断側面図である。
【００３０】
図示の如く、本実施形態の歩行補助装置Ａは、持上げ力伝達部としての着座部１と、利用者Ｐの各脚の足平に装着される左右一対の足平装着部２，２と、各足平装着部２，２を着座部１にそれぞれ連結する左右一対の脚リンク３，３とを備えている。左右の足平装着部２，２は互いに左右対称の同一構造である。左右の脚リンク３，３も互いに左右対称の同一構造である。
【００３１】
各脚リンク３は、着座部１から第１関節４を介して下側に延設された大腿フレーム５と、各足平装着部２から第２関節６を介して上側に延設された下腿フレーム７と、大腿フレーム５と下腿フレーム７とを、第１関節４と第２関節６との中間で屈伸自在に連結する第３関節８とから構成されている。
【００３２】
さらに、歩行補助装置Ａは、各脚リンク３毎に、第３関節８を駆動するための駆動力を発生するアクチュエータ９と、このアクチュエータ９の駆動力を第３関節８に伝達して、該第３関節８にその関節軸まわりの駆動トルクを付与する動力伝達機構１０とを備えている。
【００３３】
着座部１は、利用者Ｐが跨ぐようにして（利用者Ｐの両脚の付け根の間に配置するようにして）着座するサドル状のシート部１ａと、シート部１ａの下面に装着された支持フレーム１ｂと、支持フレーム１ｂの後端部（シート部１ａの後側で上方に立ち上がる立ち上がり部分）に取り付けた腰当て部１ｃとから構成されている。また、腰当て部１ｃには、利用者Ｐが把持可能なアーチ状の把持部１ｄが取り付けられている。
【００３４】
なお、本実施形態では、持上げ力伝達部をサドル状のシート部１ａを有する着座部１により構成したが、例えば前記特許文献１の図１６に記載されたようなハーネス状の可撓性部材により持上げ力伝達部を構成してもよい。持上げ力伝達部は、利用者Ｐの体幹部に上向きの持上げ力を作用させるために、両脚の付け根の間で利用者Ｐに接する部分を備えることが好ましい。
【００３５】
各脚リンク３の第１関節４は、前後方向および左右方向の２つの関節軸まわりの回転自由度（２自由度）を有する関節である。さらに詳細には、各第１関節４は、着座部１に連結された円弧状のガイドレール１１を備えている。そして、このガイドレール１１に、各脚リンク３の大腿フレーム５の上端部に固定されたスライダ１２が、該スライダ１２に軸着した複数のローラ１３を介して移動自在に係合されている。このため、各脚リンク３は、ガイドレール１１の曲率中心４ａ（図２参照）を通る左右方向の軸（より詳しくはガイドレール１１の円弧を含む平面に垂直な方向の軸）を第１関節４の第１の関節軸として、該第１の関節軸のまわりに前後方向の揺動運動（前後の振り出し運動）を行うことが可能となっている。
【００３６】
また、ガイドレール１１は、着座部１の支持フレーム１ｂの後端部（立ち上がり部分）に、軸心を前後方向に向けた支軸４ｂを介して軸支され、該支軸４ｂの軸心まわりに揺動可能とされている。これにより、各脚リンク３は、支軸４ｂの軸心を第１関節４の第２の関節軸として、該第２の関節軸のまわりに左右方向の揺動運動、すなわち、内転・外転運動を行うことが可能となっている。なお、本実施形態では、第１関節４の第２の関節軸は、右側の第１関節４と左側の第１関節４とで共通の関節軸となっている。
【００３７】
上記のように第１関節４は、各脚リンク３が、前後方向および左右方向の２つの関節軸まわりの揺動運動を行うことが可能となるように構成されている。
【００３８】
なお、第１関節の回転自由度は２つに限られるものではない。例えば３つの関節軸まわりの回転自由度（３自由度）を有するように第１関節を構成してもよい。あるいは、例えば左右方向の１つの関節軸まわりの回転自由度（１自由度）だけを有するように第１関節を構成してもよい。
【００３９】
各足平装着部２は、利用者Ｐの各足平に履かせる靴２ａと、靴２ａ内から上方に突出する連結部材２ｂとを備え、利用者Ｐの各脚が立脚（支持脚）となる状態で、靴２ａを介して接地する。そして、連結部材２ｂに各脚リンク３の下腿フレーム７の下端部が第２関節６を介して連結されている。この場合、連結部材２ｂは、図２に示すように、靴２ａ内の中敷２ｃの下側（靴２ａの底部と中敷２ｃとの間）に配置される平板状部分２bxを一体に備えている。そして、連結部材２ｂは、足平装着部２を接地させた時に、該足平装着部２に床から作用する床反力の一部（少なくとも歩行補助装置Ａと利用者Ｐの体重の一部とを合わせた重量を支えるのに充分な程度の大きさの並進力）を連結部材２ｂおよび第２関節６を介して脚リンク３に作用させることができるように、平板状部分２bxを含めて比較的高剛性の部材により形成されている。
【００４０】
なお、足平装着部２は、靴２ａの代わりに、例えばスリッパ状のものを備えるようにしてもよい。
【００４１】
第２関節６は、本実施形態では、ボールジョイントなどのフリージョイントにより構成され、３軸まわりの回転自由度を有する関節となっている。ただし、第２関節は、例えば前後および左右方向の２軸まわり、あるいは、上下および左右方向の２軸まわりの回転自由度を有する関節であってもよい。
【００４２】
第３関節８は、左右方向の１軸まわりの回転自由度を有する関節であり、大腿フレーム５の下端部に下腿フレーム７の上端部を軸支する支軸８ａを有する。該支軸８ａの軸心は、第１関節４の第１の関節軸（ガイドレール１１の円弧を含む平面に垂直な方向の軸）とほぼ平行である。そして、この支軸８ａの軸心が第３関節８の関節軸となっており、その関節軸のまわりに、下腿フレーム７が大腿フレーム５に対して相対回転可能とされている。これにより、該第３関節８での脚リンク３の屈伸運動が可能となっている。
【００４３】
各脚リンク３毎のアクチュエータ９は、減速機１４付の電動モータ１５により構成された回転アクチュエータである。この回転アクチュエータ９は、その出力軸９ａの軸心が第３関節８の関節軸（支軸８ａの軸心）と平行になるように、大腿フレーム５の上端部（第１関節４寄りの部分）の外面に搭載され、該回転アクチュエータ９のハウジング（電動モータ１５のステータに固定されている部分）が大腿フレーム５に固設されている。
【００４４】
各動力伝達機構１０は、本実施形態では、回転アクチュエータ９の出力軸９ａに同心に固定された駆動クランクアーム１６と、第３関節８の関節軸と同心に下腿フレーム７に固定された従動クランクアーム１７と、一端と他端とをそれぞれ駆動クランクアーム１６、従動クランクアーム１７に枢着した連結ロッド１８とから構成されている。該連結ロッド１８は、駆動クランクアーム１６に対する枢着部１８ａと、従動クランクアーム１７に対する枢着部１８ｂとの間で直線状に延在している。このように構成された動力伝達機構１０では、電動モータ１５の運転によって回転アクチュエータ９の出力軸９ａから出力される駆動力（出力トルク）は、該出力軸９ａから駆動クランクアーム１６を介して連結ロッド１８の長手方向の並進力に変換され、その並進力（ロッド伝達力）が連結ロッド１８をその長手方向に伝達する。さらに、該並進力が連結ロッド１８から従動クランクアーム１７を介して駆動トルクに変換され、その駆動トルクが、第３関節８の関節軸まわりに脚リンク３を屈伸させる駆動力として該第３関節８に付与される。
【００４５】
ここで、本実施形態では、各脚リンク３の大腿フレーム５および下腿フレーム７のそれぞれの長さの総和は、利用者Ｐの脚を直線状に伸展させた状態での該脚の長さよりも長いものとなっている。このため、各脚リンク３は、第３関節８で常時、屈曲する。その屈曲角度θ１（図２参照）は、利用者Ｐの平地での通常歩行時には、例えば約４０°〜７０°の範囲の角度となる。なお、ここでの屈曲角度θ１は、図２に示す如く、各脚リンク３を第３関節８の関節軸方向で見たときに、第３関節８とガイドレール１１の曲率中心４ａとを結ぶ直線と、第３関節８と第２関節６とを結ぶ直線との成す角度（鋭角側の角度）を意味する。そして、本実施形態では、各脚リンク３の屈曲角度θ１が、利用者Ｐの平地での通常歩行時の角度範囲を含む、ある角度範囲（例えば約２０°〜７０°の範囲）に存する状態で、第３関節８に付与される駆動トルクが、回転アクチュエータ９の出力トルクよりも大きくなるように、連結ロッド１８の枢着部１８ａ，１８ｂと、第３関節８の関節軸と、回転アクチュエータ９の出力軸９ａとの相対的な位置関係が設定されている。この場合、本実施形態では、各脚リンク３を第３関節８の関節軸方向で見たときに、図４に示す如く、回転アクチュエータ９の出力軸９ａと第３関節８とを結ぶ直線と、連結ロッド１８の枢着部１８ａと枢着部１８ｂとを結ぶ直線とが斜交している。
【００４６】
さらに、本実施形態では、各脚リンク３の屈曲角度θ１が、利用者Ｐの平地での通常歩行時の角度範囲を含む、ある角度範囲（例えば約２０°〜７０°の範囲）に存する状態で、回転アクチュエータ９から連結ロッド１８に、その長手方向の引張り力を作用させた場合に、第３関節８に付与される駆動トルクが、脚リンク３を伸展方向に付勢するトルクとなるように連結ロッド１８の枢着部１８ｂの位置が設定されている。この場合、本実施形態では、各脚リンク３を第３関節８の関節軸方向で見たときに、連結ロッド１８の枢着部１８ｂが、回転アクチュエータ９の出力軸９ａと第３関節８とを結ぶ直線よりもガイドレール１１側に設けられている。
【００４７】
また、図４に示す如く、大腿フレーム５には、連結ロッド１８とガイドレール１１との間に配置されたバッテリ１９と、このバッテリ１９を覆うカバー２０とが取り付けられている。バッテリ１９は、各電動モータ１５などの電装品の電源である。
【００４８】
なお、本実施形態では、各動力伝達機構１０を上記の如く構成したが、例えば、第３関節８の関節軸のまわりに下腿フレーム７と一体に回転するプーリを第３関節８に搭載し、このプーリに回転アクチュエータ９からワイヤもしくはベルトを介して駆動力を伝達するようにしてもよい。また、回転アクチエータ９を、第３関節８の関節軸と同軸に備えるようにして、該回転アクチエータ９の出力トルクを直接的に第３関節８に付与するようにしてもよい。
【００４９】
以上が、本実施形態の歩行補助装置Ａの機構的な主要構成である。このように構成された歩行補助装置Ａでは、各足平装着部２を接地させた状態で、脚リンク３の第３関節８に回転アクチュエータ９から動力伝達機構１０を介して伸展方向の駆動力（駆動トルク）を付与することによって、着座部１が上向きに付勢される。これにより、着座部１から利用者Ｐに上向きの持上げ力が作用することとなる。本実施形態の歩行補助装置Ａは、この持上げ力によって、利用者Ｐの体重の一部（利用者Ｐに作用する重力の一部）を支持し、利用者Ｐの歩行時などにおける脚の負担を軽減する。
【００５０】
この場合、歩行補助装置Ａと利用者Ｐとの全体を床に支える支持力（歩行補助装置Ａの接地面に床から作用するトータルの並進力。以下、全支持力という）のうち、歩行補助装置Ａ自身と利用者Ｐの体重の一部とを床に支える支持力を歩行補助装置Ａが負担し、残りの支持力を利用者Ｐが負担することとなる。以降、上記全支持力のうち、歩行補助装置Ａが負担する支持力を補助装置負担支持力、利用者Ｐが負担する支持力を利用者負担支持力という。なお、補助装置負担支持力は、利用者Ｐの両脚が立脚となる状態では、脚リンク３，３の両方に分配的に作用し、片脚だけが立脚となる状態では、両脚リンク３，３のうちの該片脚側の脚リンク３だけに作用する。利用者負担支持力についても同様である。
【００５１】
次に、本実施形態の歩行補助装置Ａの動作制御のための構成を説明する。本実施形態の歩行補助装置Ａでは、各回転アクチュエータ９の電動モータ１５の動作制御を行うコントローラ２１（制御装置）が図２に示す如く着座部１の支持フレーム１ｂに収納されている。
【００５２】
さらに、歩行補助装置Ａには、次のようなセンサが備えられ、その各センサの出力がコントローラ２１に入力される。図２に示すように、各足平装着部２の靴２ａ内には、利用者Ｐの各脚の踏力（各脚の足平を床面側に押し付ける上下方向の並進力）を計測するための一対の踏力計測用力センサ２２ａ，２２ｂが設けられている。各脚の踏力は、別の言い方をすれば、前記利用者負担支持力のうちの各脚に作用する力（各脚の負担分）に釣り合う並進力であり、両脚のそれぞれの踏力の総和の大きさは、利用者負担支持力の大きさに等しい。本実施形態では、踏力計測用力センサ２２ａ，２２ｂは、利用者Ｐの足平の中趾節関節(ＭＰ関節)の直下箇所と踵の直下箇所との前後２箇所で利用者Ｐの足平の底面に対向するように靴２ａ内の中敷２ｃの下面に取付けられている。これらの踏力計測用力センサ２２ａ，２２ｂは、それぞれ１軸力センサにより構成され、靴２ａの底面に垂直な方向の並進力に応じた出力を発生する。
【００５３】
また、各脚リンク３の下腿フレーム７と第２関節６との間には、床側から各脚リンク３に作用する支持力、換言すれば、前記補助装置負担支持力のうちの各脚リンク３の負担分を計測するための支持力計測用力センサ２３が介装されている。この支持力計測用力センサ２３は、３軸の並進力を検出する３軸力センサである。但し、本実施形態では、後述するように、検出される３軸の並進力のうちの２軸の並進力の検出値だけを利用する。従って、支持力計測用力センサ２３を２軸の並進力を検出する２軸力センサで構成してもよい。
【００５４】
また、各脚リンク３の第３関節８の変位角度（下腿フレーム７の大腿フレーム５に対する基準位置からの相対回転角度）を表すものとしての各脚リンク３の屈曲角度を計測するために、各回転アクチュエータ９の出力軸９ａの回転角度（基準位置からの回転角度）に応じた出力を発生するロータリエンコーダなどの角度センサ２４（図３に示す）が、回転アクチュエータ９と一体に大腿フレーム５に搭載されている。本実施形態では、各脚リンク３の第３関節８での屈曲角度は、各回転アクチュエータ９の出力軸９ａの回転角度に応じて一義的に定まる。従って、角度センサ２４の出力は、各脚リンク３の屈曲角度に応じた出力を発生する。なお、各脚リンク３の第３関節８は、膝関節に相当するものであるので、以降の説明では、第３関節８での各脚リンク３の屈曲角度を膝角度という。
【００５５】
補足すると、各脚リンク３の第３関節８にロータリエンコーダなどの角度センサを搭載し、その角度センサにより直接的に各脚リンク３の膝角度を計測し得るようにしてもよい。
【００５６】
次に、前記コントローラ２１の機能をより詳細に図５および図６を参照して説明する。図５は、コントローラ２１のハード構成の概略を示すブロック図、図６は、コントローラ２１の演算処理部の処理機能を示すブロック図である。なお、以降の説明では、左右を区別するために、参照符号の末尾に符号“Ｒ”、“Ｌ”を付加することがある。例えば利用者Ｐの前方に向かって右側の脚リンク３を“脚リンク３Ｒ”、左側の脚リンク３を“脚リンク３Ｌ”というように表記する。各参照符号の末尾の符号“Ｒ”、“Ｌ”は、それぞれ、右側の脚リンク３Ｒ、左側の脚リンク３Ｌに関連するものという意味で使用する。
【００５７】
図５に示すように、コントローラ２１は、演算処理部５１と、回転アクチュエータ９Ｒ，９Ｌのそれぞれの電動モータ１５Ｒ，１５Ｌに通電するドライバ回路５２Ｒ，５２Ｌとを備える。演算処理部５１は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭを含むマイクロコンピュータにより構成され、前記踏力計測用力センサ２２ａＲ，２２ｂＲ，２２ａＬ，２２ｂＬの出力と、支持力計測用力センサ２３Ｒ，２３Ｌの出力と、角度センサ２４Ｒ，２４Ｌの出力とがＡ／Ｄ変換器などから構成されるインターフェース回路（図示しない）を介して入力される。そして、該演算処理部５１は、入力された検出データと、あらかじめ記憶保持した参照データおよびプログラムとを用いて所要の演算処理を実行し、各電動モータ１５Ｒ，１５Ｌの通電電流の指令値（目標値）である指示電流値Icmd_R，Icmd_Lを決定する。そして、演算処理部５１は、この指示電流値Icmd_R，Icmd_Lの電流を各電動モータ１５Ｒ，１５Ｌに通電させるように各ドライバ回路５２Ｒ，５２Ｌを制御する。これにより、各電動モータ１５Ｒ，１５Ｌの出力トルク、ひいては、各回転アクチュエータ９Ｒ，９Ｌの出力トルクが制御される。
【００５８】
演算処理部５１は、上記指示電流値Icmd_R，Icmd_Lを決定するために、図６のブロック図で示すような機能的手段を備えている。この機能的手段は、演算処理部５１に実装されたプログラムによって実現される機能である。
【００５９】
演算処理部５１は、図６に示すように、右側の踏力計測用力センサ２２ａＲ，２２ｂＲの出力に基づき利用者Ｐの右脚の踏力を計測する右側踏力計測処理手段６０Ｒと、左側の踏力計測用力センサ２２ａＬ，２２ｂＬの出力に基づき利用者Ｐの左脚の踏力を計測する左側踏力計測処理手段６０Ｌと、右側の角度センサ２４Ｒの出力に基づき脚リンク３Ｒの膝角度を計測する右側膝角度計測処理手段６１Ｒと、左側の角度センサ２４Ｌの出力に基づき脚リンク３Ｌの膝角度を計測する左側膝角度計測処理手段６１Ｌと、右側の支持力計測用力センサ２３Ｒの出力と右側膝角度計測処理手段６１Ｒで計測された脚リンク３Ｒの膝角度の値（計測値）θ1_Rとに基づき脚リンク３Ｒに床側から作用する支持力を計測する右側支持力計測処理手段６２Ｒと、左側支持力計測用力センサ２３Ｌの出力と左側膝角度計測処理手段６１Ｌで計測された脚リンク３Ｌの膝角度の値（計測値）θ1_Lとに基づき脚リンク３Ｌに床側から作用する支持力を計測する左側支持力計測処理手段６２Ｌとを備えている。
【００６０】
また、演算処理部５１は、前記補助装置負担支持力のうちの各脚リンク３Ｒ，３Ｌの負担分の目標値Fcmd_R，Fcmd_Lを決定する左右目標負担分決定手段６３を備える。この左右目標負担分決定手段６３には、目標値Fcmd_R，Fcmd_Lを決定するために、踏力計測処理手段６０Ｒ，６０Ｌで計測された左右の踏力の値（計測値）Fft_R，Fft_Lと、支持力計測処理手段６２Ｒ，６２Ｌで計測された左右の支持力の値（計測値）Fankle_R，Fankle_Lとが入力される。
【００６１】
補足すると、脚リンク３Ｒ，３Ｌにそれぞれ第２関節６Ｒ，６Ｌを介して床側から作用する支持力の総和（以降、総持上げ力という）は、より正確に言えば、前記補助装置負担支持力から、両足平装着部２Ｒ，２Ｌを床に支える支持力を差し引いたものとなる。換言すれば、上記総持上げ力は、歩行補助装置Ａの両足平装着部２Ｒ，２Ｌを除いた部分と利用者Ｐの体重の一部とを支える上向きの並進力としての意味を持つ。ただし、両足平装着部２Ｒ，２Ｌの総重量は、歩行補助装置Ａの総重量に比して充分に小さいので、総持上げ力は、前記補助装置負担支持力にほぼ一致する。以降の説明では、前記補助装置負担支持力のうちの各脚リンク３Ｒ，３Ｌの負担分を総持上げ力負担分という。前記右側および左側支持力計測処理手段６２Ｒ，６２Ｌによる支持力の計測値Fankle_R，Fankle_Lは、この総持上げ力負担分の計測値である。そして、以降の説明では、各脚リンク３Ｒ，３Ｌの総持上げ力負担分の目標値Fcmd_R，Fcmd_Lを制御目標値Fcmd_R，Fcmd_Lという。
【００６２】
演算処理部５１は、さらに、前記右側支持力計測処理手段６２Ｒによる脚リンク３Ｒの総持上げ力負担分の計測値Fankle_Rと前記左右目標負担分決定手段６３で決定された右側脚リンク３Ｒの制御目標値Fcmd_Rと前記右側膝角度計測処理手段６１Ｒによる脚リンク３Ｒの膝角度の計測値θ1_Rとが入力される右側フィードバック操作量決定手段６４Ｒと、前記左側支持力計測処理手段６２Ｌによる左側脚リンク３Ｌの総持上げ力負担分の計測値Fankle_Lと前記左右目標負担分決定手段６３で決定された左側脚リンク３Ｌの制御目標値Fcmd_Lと前記左膝角度計測処理手段６１Ｌによる脚リンク３Ｌの膝角度の計測値θ1_Lとが入力される左側フィードバック操作量決定手段６４Ｌと、前記左右目標負担分決定手段６３で決定された右側脚リンク３Ｒの制御目標値Fcmd_Rと前記右側膝角度計測処理手段６１Ｒによる脚リンク３Ｒの膝角度の計測値θ1_Rとが入力される右側フィードフォワード操作量決定手段６５Ｒと、前記左右目標負担分決定手段６３で決定された左側脚リンク３Ｌの制御目標値Fcmd_Lと前記左側膝角度計測処理手段６１Ｌによる脚リンク３Ｒの膝角度の計測値θ1_Lとが入力される左側フィードフォワード操作量決定手段６５Ｌとを備えている。各フィードバック操作量決定手段６４は、入力された総持上げ力負担分の計測値Fankleと制御目標値Fcmdとの偏差を“０”に収束させるようにフィードバック操作量Ifb（各電動モータ１５の指示電流値のフィードバック成分）を算出する手段である。また、各フィードフォワード操作量決定手段６５は、入力された制御目標値Fcmdと膝角度の計測値θ1とからフィードフォワード制御則（モデル）によって、制御目標値Fcmdの支持力を各脚リンク３に床側から作用させるためのフィードフォワード操作量Iff（各電動モータ１５の指示電流値のフィードフォワード成分）を算出する手段である。
【００６３】
そして、演算処理部５１は、右側フィードバック操作量決定手段６４Ｒで算出されたフィードバック操作量Ifb_Rと右側フィードフォワード操作量決定手段６５Ｒで算出されたフィードフォワード操作量Iff_Rとを加算する（フィードフォワード操作量をフィードバック操作量により補正する）ことで右側の電動モータ１５Ｒ用の指示電流値Icmd_Rを求める加算処理手段６６Ｒと、左側フィードバック操作量決定手段６４Ｌで算出されたフィードバック操作量Ifb_Lと左側フィードフォワード操作量決定手段６５Ｌで算出されたフィードフォワード操作量Iff_Lとを加算する（フィードフォワード操作量をフィードバック操作量により補正する）ことで左側の電動モータ１５Ｌ用の指示電流値Icmd_Lを求める加算処理手段６６Ｌとを備えている。
【００６４】
次に、演算処理部５１の処理の詳細を説明する。利用者の各足平に各足平装着部２を装着し、さらに、着座部１を利用者の股下に配置した状態で、コントローラ２１の電源が投入される。このとき、演算処理部５１は、所定の制御処理周期で、以下に説明する処理を実行する。
【００６５】
各制御処理周期において、演算処理部５１は、まず、前記踏力計測処理手段６０Ｒ，６０Ｌの処理、膝角度計測処理手段６１Ｒ，６１Ｌの処理、並びに支持力計測処理手段６２Ｒ，６２Ｌの処理を実行する。
【００６６】
踏力計測処理手段６０Ｒ，６０Ｌの処理は、次のように行われる。その処理のアルゴリズムは、いずれの踏力計測処理手段６０Ｒ，６０Ｌでも同じであり、以下に右側踏力計測処理手段６０Ｒの処理を代表的に説明する。
【００６７】
右側踏力計測処理手段６０Ｒは、踏力計測用力センサ２２ａＲ，２２ｂＲのそれぞれの出力が示す力検出値（より詳しくは、ノイズ成分を除去するためのローパス特性のフィルタリングを施した後の力検出値）を互いに加え合わせてなる値を、利用者Ｐの右脚の踏力の計測値Fft_Rとして得る。左側計測処理手段６０Ｌの処理も同様である。
【００６８】
なお、各踏力計測処理手段６０の処理では、それぞれに対応する踏力計測用力センサ２２ａ，２２ｂによる力検出値の総和が、所定の下限値以下の微小値である場合に、踏力の計測値Fftを強制的に“０”に設定したり、あるいは、当該総和が所定の上限値を超えている場合に、踏力の計測値Fftを強制的に該上限値に設定するリミット処理を付加するようにしてもよい。本実施形態では、後述するように、基本的には、利用者Ｐの右脚の踏力の計測値Fft_Rと左脚の踏力の計測値Fft_Lとの相互の割合いに応じて、両脚リンク３Ｒ，３Ｌのそれぞれの制御目標値Fcmd_R，Fcmd_Lの相互の割合いが決定されるので、各踏力計測処理手段６０の処理に上記リミット処理を付加することは、該制御目標値Fcmd_R，Fcmd_Lの相互の割合いの頻繁な変動を抑制する上で有効である。
【００６９】
補足すると、本実施形態では、以上説明した踏力計測処理手段６０Ｒ，６０Ｌによって、本発明における踏力計測手段が実現される。
【００７０】
また、膝角度計測処理手段６１Ｒ，６１Ｌの処理は、次のように行われる。その処理のアルゴリズムは、いずれの膝角度計測処理手段６１Ｒ，６１Ｌでも同じであり、以下に右側膝角度計測処理手段６１Ｒの処理を代表的に説明する。右側膝角度計測処理手段６１Ｒは、角度センサ２４Ｒの出力が示す回転アクチュエータ９Ｒの出力軸９ａＲの回転角度から、あらかじめ設定された演算式またはデータテーブル（該回転角度と脚リンク３Ｒの膝角度との関係を表す演算式またはデータテーブル）に基づいて、脚リンク３Ｒの膝角度の暫定計測値を求める。そして、右側膝角度計測処理手段６１Ｒは、この暫定計測値に、ノイズ成分を除去するためのローパス特性のフィルタリングを施すことによって、脚リンク３Ｒの膝角度の計測値θ1_Rを得る。左側膝角度計測処理手段６１Ｌの処理も同様である。
【００７１】
補足すると、各膝角度計測処理手段６１で計測する膝角度は、前記図２に示した角度θ１でよいが、その角度θ1の補角（＝１８０°−θ１）であってもよい。あるいは、例えば、各脚リンク３の第３関節８の関節軸方向で見たときに、各脚リンク３の大腿フレーム５の長手方向と、該脚リンク３の第３関節８と第２関節６とを結ぶ直線との成す角度を膝角度として定義するようにしてもよい。以降の説明では、各膝角度計測処理手段６１で計測する膝角度は、図２に示した角度θ１であるとする。
【００７２】
支持力計測処理手段６２Ｒ，６２Ｌの処理は、それぞれに対応する膝角度計測処理手段６１Ｒ，６１Ｌの処理の実行後に次のように実行される。その処理のアルゴリズムは、いずれの支持力計測処理手段６２Ｒ，６２Ｌでも同じであり、以下に右側支持力計測処理手段６２Ｒの処理を代表的に図７を参照して説明する。図７は、脚リンク３の要部構成を模式化して示している。なお、この右側支持力計測処理手段６２Ｒの処理の説明では、各参照符号の末尾に符号“Ｒ”、“Ｌ”を付記するのを省略するが、特にことわらない限り、各参照符号は、右側の脚リンク３Ｒに関するもの（符号“Ｒ”の付記が省略されているもの）であるとする。
【００７３】
図７を参照して、床側から第２関節６を介して脚リンク３に作用する支持力（支持力計測用力センサ２３に作用する支持力）、すなわち、脚リンク３の総持上げ力負担分をＦankle、ガイドレール１１の曲率中心４ａと第２関節６とを結ぶ線分をＳ３とおくと、該総持上げ力負担分Fankleは、線分Ｓ３にほぼ平行な方向の並進力となる。
【００７４】
一方、支持力計測用力センサ２３は、図示の如く、該力センサ２３の表面（上面または下面）に垂直なｚ軸方向の力Ｆzと、このｚ軸に垂直で力センサ２３の表面に平行なｘ軸方向の力Ｆxとを検出する。ｘ軸、ｚ軸は、力センサ２３に対して固定された座標軸であり、前記ガイドレール１１の円弧を含む面に平行な軸である。このとき、検出されるＦz、Fxは、それぞれＦankleのｚ軸方向成分、ｘ軸方向成分である。従って、図示の如く、Ｆankleとｚ軸とのなす角度をθｋとおくと、Ｆankleは、Ｆz、Fxの検出値と、θｋとから次式（１）により算出することができる。
【００７５】
Ｆankle＝Ｆx・sinθk＋Fz・cosθk        ……（１）
また、角度θkは次のように求められる。すなわち、前記ガイドレール１１Ｒの曲率中心４ａと第３関節８とを結ぶ線分をＳ１、第３関節８と第２関節６とを結ぶ線分をＳ２とし、線分Ｓ２と線分Ｓ３とのなす角度をθ2（鋭角側の角度）とすると、線分Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を３辺とする三角形における線分Ｓ１，Ｓ２のそれぞれの長さＬ１，Ｌ２は、一定値（あらかじめ定められた既知の値）である。そして、線分Ｓ１，Ｓ２とのなす角度θ1（鋭角側の角度）が、膝角度計測処理手段６１により計測する膝角度である。従って、線分Ｓ１，Ｓ２のそれぞれの長さＬ１，Ｌ２（これらの値はあらかじめメモリに記憶保持される）と膝角度の計測値θ1とから幾何学的な演算によって、角度θ2が求められる。
【００７６】
具体的には、線分Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を３辺とする三角形において、次式（２），（３）の関係式が成り立つ。なお、Ｌ３は、線分Ｓ３の長さである。
【００７７】
Ｌ３2＝Ｌ１2＋Ｌ２2−２・Ｌ１・Ｌ２・cos（180°−θ1）    ……（２）
Ｌ１2＝Ｌ２2＋Ｌ３2−２・Ｌ２・Ｌ３・cosθ2    ……（３）
従って、Ｌ１，Ｌ２の値と、膝角度の計測値θ1とから式（２）により、Ｌ３を算出できる。そして、その算出したＬ３の値と、Ｌ１，Ｌ２の値とから式（３）により、角度θ2を算出できる。
【００７８】
さらに、ｚ軸と線分Ｓ２とのなす角度をθ3とおくと、この角度θ3は、支持力計測用力センサ２３の下腿フレーム７に対する取り付け角度によってあらかじめ定まる一定値（固定値）である。そして、この一定値の角度θ3（この値はあらかじめ図示しないメモリに記憶保持されている）から、上記の如く算出された角度θ2を減算することで式（１）の演算に必要な角度θｋの値が求められる。
【００７９】
従って、本実施形態では、右側支持力計測処理手段６２の処理では、上記の如く算出した角度θｋと支持力計測用力センサ２３の検出値Ｆx，Ｆzとから前記式（１）により、右側脚リンク３の総持上げ力負担分の計測値Ｆankleが算出される。
【００８０】
以上が、右側支持力計測処理手段６２Ｒの処理の詳細である。左側支持力計測処理手段６２Ｌの処理も同様である。
【００８１】
なお、本実施形態では、前記式（１）により各脚リンク３の総持上げ力負担分の計測値Ｆankleを得るようにしたが、例えば、支持力計測用力センサ２３によるｘ軸方向の力の検出値Fxの２乗値とｚ軸方向の力の検出値Ｆzの２乗値との和の平方根の算出値を計測値Ｆankleとして得るようにしてもよい。この場合には、計測値Ｆankleを得る上では、膝角度の計測値θ1は不要である。また、例えばＦxをsinθkにより除算してなる値もしくは、Ｆzをcosθkにより除算してなる値を総持上げ力負担分の計測値Ｆankleとして得るようにしてもよい。この場合には、支持力計測用力センサ２３は、１軸力センサであってもよい。
【００８２】
補足すると、本実施形態では、以上説明した支持力計測処理手段６２Ｒ，６２Ｌによって、本発明における支持力計測手段が実現される。
【００８３】
次いで、演算処理部５１は、前記左右目標負担分決定手段６３の処理を実行する。この処理を図８を参照して以下に詳説する。図８は左右目標負担分決定手段６３の処理を示すフローチャートである。
【００８４】
まず、Ｓ１０１〜Ｓ１０８の処理が実行され、前記総持上げ力（≒前記補助装置負担支持力）の目標値に対する右側脚リンク３Ｒの制御目標値の比率である右分配比と、総持上げ力の目標値に対する左側脚リンク３Ｌの制御目標値の比率である左分配比とが決定される。これらの右分配比と左分配比との総和は、“１”である。なお、該右分配比および左分配比は、本発明における設定割合に相当するものである。
【００８５】
Ｓ１０１では、踏力計測処理手段６０Ｒ，６０Ｌによってそれぞれ求められた右脚の踏力の計測値Fft_Rと、左脚の踏力の計測値Fft_Lとの総和Fft_all（＝Fft_R＋Fft_L）が算出される。次いで、Ｓ１０２で、Ｆft_allが“０”に近い微小な所定値（例えば３［Ｎ］）所定値よりも大きいか否かが判断される。
【００８６】
このとき、Fft_all＞所定値である場合（Ｓ１０２の判断結果が肯定的である場合）には、Ｓ１０３において、右脚の踏力の計測値Fft_RをFft_allで除算してなる値Fft_R／Fft_allが、右分配比の暫定値として設定される。
【００８７】
一方、Fft_all≦所定値となった場合（Ｓ１０２の判断結果が否定的となった場合）には、支持力計測処理手段６２Ｒ，６２Ｌによりそれぞれ算出された総持上げ力負担分の計測値Fankle_R，Fankle_Lの今回値（現在の制御処理周期で得られた最新値）の相互の大小関係がＳ１０４で判断される。具体的には、Fankle_R＞Fankle_Lであるか否かがＳ１０４で判断される。なお、Fankle_R，Fankle_Lの今回値の代わりに、前回値（前回の制御処理周期で得られた値）を使用してもよい。Ｓ１０４で比較する総持上げ力負担分の計測値Fankle_R，Fankle_Lは、Ｓ１０２の判断結果が否定的となる直前の値であることが好ましい。
【００８８】
Ｓ１０４の判断で、Fankle_R＞Fankle_Lである場合（Ｓ１０４の判断結果が肯定的である場合）には、Ｓ１０５において、右分配比の暫定値として“１”が設定される。また、Fankle_R≦Fankle_Lである場合（Ｓ１０４の判断結果が否定的である場合）には、Ｓ１０６において、右分配比の暫定値として“０”が設定される。
【００８９】
上記のようにＳ１０３またはＳ１０５またはＳ１０６で右分配比の暫定値を設定した後、Ｓ１０７において、この暫定値にローパス特性のフィルタリングを施すことによって、最終的に右分配比（今回の制御処理周期での右分配比）が決定される。そして、Ｓ１０８において、上記の如く決定した右分配比を“１”から減算することによって、左分配比が決定される。なお、Ｓ１０７のフィルタリング処理は、右分配比の急激な変化（ひいては、左分配比の急激な変化）を抑制するための処理である。
【００９０】
補足すると、Ｓ１０３またはＳ１０５またはＳ１０６で右分配比の暫定値を決定する代わりに、左分配比の暫定値を決定し、その暫定値にローパス特性のフィルタリング処理を施したものを左分配比として決定してもよい。そして、このように決定した左分配比を、“１”から減算することによって、右分配比を決定するようにしてもよい。この場合は、Ｓ１０３では、左脚の踏力の計測値Fft_LをFft_allで除算してなる値Fft_L／Fft_allを左分配比の暫定値として決定する。そして、Ｓ１０５、Ｓ１０６では、それぞれ左分配比の暫定値を“０”、“１”に設定すればよい。
【００９１】
上記のように右分配比および左分配比を決定した後、左右目標負担分決定手段６３は、次に、Ｓ１０９において、前記総持上げ力の目標値に、右分配比、左分配比をそれぞれ乗じることによって、右側脚リンク３Ｒの総持上げ力負担分の目標値である制御目標値Fcmd_Rと、左側脚リンク３Ｌの総持上げ力の目標値である制御目標値Fcmd_Lとを決定する。
【００９２】
ここで、総持上げ力の目標値は、本実施形態では、あらかじめ次のように設定され、図示しないメモリに記憶保持されている。例えば、歩行補助装置Ａの全体の重量（または該全体の重量から両足平装着部２，２の総重量を差し引いた重量）と、着座部１から利用者Ｐに作用させる持上げ力によって支えようとする利用者Ｐの体重の一部の重量（例えば利用者Ｐの全体重にあらかじめ設定した割合を乗じた重量）とを加え合わせた重量に作用する重力（該重量×重力加速度）の大きさが総持上げ力の目標値として設定される。この場合、結果的には、利用者Ｐの体重の一部の重量に作用する重力と同等の大きさの上向きの並進力が、着座部１から利用者Ｐへの目標とする持上げ力として設定されることとなる。なお、着座部１から利用者Ｐへの目標とする持上げ力の大きさを直接的に設定し得るようにして、その目標とする持上げ力と、歩行補助装置Ａの全体の重量（または該全体の重量から両足平装着部２，２の総重量を差し引いた重量）に作用する重力の大きさとの総和を総持上げ力の目標値として設定するようにしてもよい。また、歩行補助装置Ａの運動によって発生する上下方向の慣性力が上記重力に比して比較的大きくなる場合には、該慣性力と上記重力との総和の力の大きさを総持上げ力の目標値として設定してもよい。この場合、該慣性力を逐次推定する必要があるが、その推定は、例えば前記特許文献２に記載された手法によって、行うことができる。
【００９３】
以上が左右目標負担分決定手段６３の処理である。ここで、利用者Ｐの通常歩行時においては、足平装着部２Ｒ，２Ｌのいずれかが接地しているので、前記Ｓ１０１で算出される左右の踏力の計測値の総和Fft_allは、通常的には、利用者Ｐの体重から歩行補助装置Ａ側で支える部分を差し引いた重量に相当する重力と概ね同程度の大きさとなる。そして、Fft_allと前記Ｓ１０２で比較する所定値は、Fft_allの通常的な大きさよりも充分に小さくなるように設定されている。このため、通常は、Ｓ１０２の判断結果は肯定的となる。そして、この場合には、左右目標負担分決定手段６３は、右側の制御目標値Fcmd_Rと左側の制御目標値Fcmd_Lとを、それらの相互の割合い（比率）が利用者Ｐの右脚の踏力の計測値Fft_Rと左脚の踏力の計測値Fft_Lとに応じて決定された右分配比と左分配比との比率（Fft_RとFft_Lとの比率）に一致するように決定することとなる。
【００９４】
一方、前記したように、利用者Ｐの歩行時の両脚支持期の開始直前から開始直後の状態などにおいては、実際の踏力が十分に小さいかもしくは“０”となっている脚（以降、第１脚ということがある）だけでなく、実際の踏力が大きい脚（以降、第２脚ということがある）側の踏力計測用力センサ２２ａ，２２ｂに、第２脚の踏力がほとんど作用しない状態が発生する場合がある。このような場合には、第２脚の実際の踏力が第１脚の実際の踏力よりも十分に大きくなっているにもかかわらず、右脚の踏力の計測値Fft_Rと左脚の踏力の計測値Fft_Lとが両者とも、“０”もしくは微小なものとなり、Ｓ１０２の判断結果が否定的となる。
【００９５】
この場合、上記第１脚および第２脚がそれぞれ、右脚、左脚である場合には、前記補助装置負担支持力のうちの大部分が左側の脚リンク３Ｌに作用するので、左側の総持上げ力負担分の計測値Fankle_Lが、右側総持上げ力負担分の計測値Fankle_Rよりも大きくなる。このため、前記Ｓ１０４の判断結果が否定的となり、右分配比および左分配比は、それぞれ“０”、“１”に設定されることとなる。すなわち、右分配比＜左分配比となるように、それらの分配比が設定される。
【００９６】
また、上記第１脚および第２脚がそれぞれ、左脚、右脚である場合には、前記補助装置負担支持力のうちの大部分が右側の脚リンク３Ｒに作用するので、右側の総持上げ力負担分の計測値Fankle_Rが、左側総持上げ力負担分の計測値Fankle_Lよりも大きくなる。このため、前記Ｓ１０４の判断結果が肯定的となり、右分配比および左分配比は、それぞれ“１”、“０”に設定されることとなる。すなわち、右分配比＞分配比となるように、それらの分配比が設定される。
【００９７】
従って、利用者Ｐの歩行時の両脚支持期の開始直前から開始直後の状態で、右脚の踏力の計測値Fft_Rと左脚の踏力の計測値Fft_Lとが両者とも、“０”もしくは微小なものとなった場合（Ｓ１０２の判断結果が否定的となる場合）であっても、右側の制御目標値Fcmd_Rと左側の制御目標値Fcmd_Lとを、それらの相互の割合い（比率）が利用者Ｐの右脚の踏力の実際の踏力と左脚の実際の踏力との比率からさほど乖離することのないように決定することができることとなる。
【００９８】
補足すると、本実施形態では、以上説明した左右目標負担分決定手段６３は、本発明における踏力総和判断手段、設定割合決定手段、および支持力目標値決定手段としての機能を含んでいる。すなわち、前記Ｓ１０２の判断処理によって、踏力総和判断手段が実現される。また、Ｓ１０３〜Ｓ１０８の処理によって、設定割合決定手段が実現される。この場合、本実施形態では、各脚リンク３に床側から作用する支持力である総持上げ力負担分を、本発明における参照パラメータとして使用している。そして、Ｓ１０２に判断結果が否定的になった場合には、その直前での参照パラメータの計測値Fankle_R，Fankle_Lに応じて右分配比および左分配比が決定される。また、Ｓ１０９の処理によって、支持力目標値決定手段が実現される。
【００９９】
以上のようにして左右目標持上げ力決定手段６３の処理を実行した後、演算処理部５１は、フィードバック操作量決定手段６４Ｒ，６４Ｌおよびフィードフォワード操作量決定手段６５Ｒ，６５Ｌの処理を順次、もしくは並行して実行する。フィードバック操作量決定手段６４Ｒ，６４Ｌの処理のアルゴリズムは、いずれも同じであり、フィードフォワード操作量決定手段６５Ｒ，６５Ｌの処理のアルゴリズムも、いずれも同じである。以下に右側フィードバック操作量決定手段６４Ｒの処理と右側フィードフォワード操作量決定手段６５Ｒの処理とを代表的に説明する。なお、右側フィードバック操作量決定手段６４Ｒの処理および右側フィードフォワード操作量決定手段６５Ｒの処理の説明では、前記支持力計測処理手段６２の処理の説明の場合と同様に、特にことわらない限り、各参照符号は、右側の脚リンク３Ｒに関するもの（符号“Ｒ”の付記が省略されているもの）であるとする。
【０１００】
右側フィードバック操作量決定手段６４の処理では、左右目標持上げ力決定手段６３で決定された右側脚リンク３の制御目標値Fcmdと、右側支持力計測処理手段６２で計測された右側脚リンク３の総持上げ力負担分の計測値Fankleとの偏差ΔＦ（＝Fcmd−Fankle）から、所定のフィードバック制御則、例えばＰＤ則（比例・微分則）により、電動モータ１５の指示電流値Icmdのフィードバック成分としてのフィードバック操作量Ｉfbが算出される。すなわち、上記偏差ΔＦに所定のゲインＫpを乗じたもの（比例項）と、偏差ΔＦの所定のゲインＫdを乗じたものの微分値（微分項）とを加え合わせることによりフィードバック操作量Ｉfbが算出される。なお、本実施形態では、電動モータの電流変化（出力トルクの変化）に対する着座部１の持上げ力の変化の感度が、脚リンク３の膝角度に応じて変化する。そこで、本実施形態では、右側フィードバック操作量決定手段６４は、上記比例項および微分項の各ゲインＫp，Ｋｄの値を、脚リンク３の膝角度の計測値θ1に応じて、あらかじめ定められた図示しないデータテーブル（膝角度と各ゲインＫp，Ｋｄとの関係を示すデータテーブル）により可変的に設定する。
【０１０１】
以上が、右側フィードバック操作量決定手段６４Ｒの処理である。左側フィードバック操作量決定手段６４Ｌの処理も同様に行われる。なお、各フィードバック操作量決定手段６４で使用するフィードバック制御則は、ＰＤ則以外の制御則（ＰＩＤ則など）を使用してもよい。
【０１０２】
右側フィードフォワード操作量決定手段６５は、次式（４）で表されるモデル式により、電動モータ１５の指示電流値のフィードフォワード成分としてのフィードフォワード操作量Ｉffを算出する。
【０１０３】
Ｉff＝B1・Ｔcmd＋B2・ω1＋B3・sgn（ω1）＋B4・β1    ……（４）
ここで、式（４）の右辺におけるＴcmdは、回転アクチュエータ９の駆動力によって、右側脚リンク３の第３関節８に付与する駆動トルクの目標値（以下、目標関節トルクＴcmd）、ω1は右側脚リンク３の膝角度の時間的変化率（微分値）としての膝角速度、β1は該膝角速度ω1の時間的変化率（微分値）としての膝角加速度、sgn（  ）は符号関数である。また、B1，B2，B3，B4は、あらかじめ定められた値の係数である。
【０１０４】
そして、式（４）の右辺の第１項は、目標関節トルクＴcmdの駆動トルクを右側脚リンク３の第３関節８に付与するために要求される電動モータ１５の通電電流の基本要求値を意味する。また、右辺の第２項は、右側脚リンク３の第３関節８における大腿フレーム５と下腿フレーム７との間の粘性抵抗、すなわち、膝角速度ω1に応じて発生する大腿フレーム５と下腿フレーム７との間の粘性的な抵抗力に抗して第３関節８を駆動するために要求される電動モータ１５の通電電流の成分を意味する。また、右辺の第３項は、右側脚リンク３の第３関節８における大腿フレーム５と下腿フレーム７との間の動摩擦力に抗して第３関節８を駆動するために要求される電動モータ１５の通電電流の成分を意味する。また、右辺の第４項は、膝角加速度β1に応じて発生する慣性力モーメントに抗して第３関節８を駆動するために要求される電動モータ１５の通電電流の成分を意味する。
【０１０５】
この場合、右側フィードフォワード操作量決定手段６５は、式（４）の右辺の演算に必要なω1およびβ1を、右側膝角度計測処理手段６１による右側脚リンク３の膝角度の計測値θ1の時系列から算出する。また、右側フィードフォワード操作量決定手段６５は、式（４）の右辺の演算に必要な目標関節トルクＴcmdを次のように算出する。
【０１０６】
すなわち、右側フィードフォワード操作量決定手段６５は、右側膝角度計測処理手段６１による右側脚リンク３の膝角度の計測値θ1から、前記式（２）、（３）に基づき算出される前記角度θ2（図７の線分Ｓ２と線分Ｓ３とのなす角度）と、前記左右目標負担分決定手段６３により決定された右側脚リンク３の制御目標値Fcmdとから、次式（５）により、目標関節トルクＴcmdを算出する。
【０１０７】
Ｔcmd＝（Fcmd・sinθ2）・Ｌ２      ……（５）
ここで、式（５）の右辺のは、床側から第２関節６を介して右側脚リンク３に制御目標値Fcmdの大きさの支持力を作用させた場合に、その支持力によって、右側脚リンク３の第３関節８に作用するモーメントを意味する。そして、このモーメントに釣り合う駆動トルクが前記目標関節トルクＴcmdとして求められる。
【０１０８】
右側フィードフォワード操作量決定手段６５の処理では、上記の如く算出される膝角速度ω1、膝角加速度β1、および目標関節トルクＴcmdの値を用いて、前記式（４）の右辺の演算が実行され、これにより、フィードフォワード操作量Ｉffが算出される。
【０１０９】
補足すると、式（４）の演算に使用する各係数B1，B2，B3，B4の値は、あらかじめ、式（４）の左辺の値（実測値）と右辺の値（演算値）との差の２乗値を最小化するような同定アルゴリズムによって実験的に同定され、図示しないメモリに記憶保持される。また、式（４）の右辺のいずれかの項（例えば、第４項）を省略したモデル式によって、フィードフォワード操作量Iffを決定するようにしてもよい。
【０１１０】
以上が、右側フィードフォワード操作量決定手段６５Ｒの処理の詳細である。左側フィードフォワード操作量決定手段６５Ｌの処理も同様である。
【０１１１】
図６を参照して、以上のように、電動モータ１５Ｒの電流の操作量Ｉfb_R，Ｉff_Rと、電動モータ１５Ｌの電流の操作量Ｉfb_L，Ｉff_Lとを算出した後、演算処理部５１は、加算処理手段６６Ｒにより、操作量Ｉfb_R，Ｉff_Rを加算することにより、電動モータ１５Ｒの指示電流値Icmd_Rを決定する。また、演算処理部５１は、加算処理手段６６Ｌにより、操作量Ｉfb_L，Ｉff_Lを加算することにより、電動モータ１５Ｌの指示電流値Icmd_Lを決定する。そして、演算処理部５１は、これらの指示電流値Icmd_R，Icmd_Lをそれぞれ各電動モータ１５Ｒ，１５Ｌに対応するドライバ回路５２Ｒ，５２Ｌに出力する。このとき、各ドライバ回路５２は、与えられた指示電流値Icmdに従って各電動モータ１５に通電する。
【０１１２】
補足すると、本実施形態では、前記左右目標負担分決定手段６３と、前記フィードバック操作量決定手段６４Ｒ，６４Ｌと、フィードフォワード操作量決定手段６５Ｒ，６５Ｌと、加算処理手段６６Ｒ，６６Ｌとによって、本発明におけるアクチュエータ制御手段が実現される。
【０１１３】
以上説明した演算処理部５１の制御処理が、所定の制御処理周期で実行される。これにより、各脚リンク３の総持上げ力負担分の計測値Fankleが、該脚リンク３に対応する制御目標値Fcmdに一致するように（収束するように）、各電動モータ１５の出力トルク、ひいては、各脚リンク３の第３関節８に付与する駆動トルクがフィードバック制御されることとなる。その結果、着座部１から利用者Ｐに（利用者Ｐの体重の一部を支え得る大きさの並進力）が作用し、利用者Ｐの脚の負担が軽減されることとなる。
【０１１４】
この場合、前記図８のＳ１０２の判断結果が否定的になった場合に、参照パラメータとしての総持上げ力負担分の計測値Fankle_R，Fankle_Lに応じて前記した如く右分配比および左分配比を決定される。このため、片脚支持期から両脚支持期に移行する際に、前記第２脚の踏力の計測値が適切に得られない状況（該計測値が“０”もしくは微小なものとなってしまう状況）が発生しても、右分配比および左分配比が、利用者Ｐの両脚のそれぞれの踏力の相互の割合い（比率）から大きく乖離したり、急激に変化するのを抑制するこができる。
【０１１５】
次に、本実施形態の変形態様をいくつか説明する。
【０１１６】
前記実施形態では、本発明における参照パラメータの値として、前記総持上げ力負担分の計測値Fankleを用いたが、参照パラメータの値として使用し得るものは、総持上げ力負担分の計測値Fankleに限られるものではない。例えば、総持上げ力負担分の計測値Fankleが、それに対応する制御目標値Fcmdに追従するように各電動モータ１５の制御が行われるので、総持上げ力負担分の計測値Fankleの代わりに、制御目標値Fcmdを、前記右分配比および左分配比を決定するための参照パラメータの値として使用するようにしてもよい。この場合には、図８のＳ１０４において、Ｓ１０２の判断結果が否定的となる直前における（例えば演算処理部５１の前回の制御処理周期における）、両脚リンク３Ｒ，３Ｌのそれぞれの制御目標値Fcmd_R，Fcmd_Lを比較するようにすればよい。
【０１１７】
また、片脚支持期から両脚支持期への移行の際には（両脚支持期の開始直前から開始直後の状態）、片脚支持期で立脚となっていた脚（第２脚）側の脚リンク３の第３関節８に回転アクチュエータ９から付与する駆動トルク（脚リンク３の伸展方向の駆動トルク）は、基本的には、他方の脚（第１脚）側の脚リンク３の第３関節８に回転アクチュエータ９から付与する駆動トルク（脚リンク３の伸展方向の駆動トルク）よりも大きなものとなる。従って、例えば、前記式（５）により算出される目標関節トルクＴcmd（第３関節８の駆動トルクの目標値）を参照パラメータの値として使用してもよい。この場合には、図８のＳ１０４において、Ｓ１０２の判断結果が否定的となる直前における（例えば演算処理部５１の前回の制御処理周期における）、両脚リンク３Ｒ，３Ｌのそれぞれの目標関節トルクＴcmd_R，Tcmd_Lを比較するようにすればよい。なお、各脚リンク３の第３関節８の駆動トルクを、適宜のセンサにより計測し、もしくは適宜のオブザーバにより推定するようにして、該駆動トルクの観測値（計測値もしくは推定値）を、該駆動トルクの目標値の代わりに、参照パラメータの値として用いるようにしてもよい。
【０１１８】
さらに、各脚リンク３に床側から作用する支持力（総持上げ力負担分）、あるいは、、各脚リンク３の第３関節８の駆動トルクと一定の相関性を有する物理量の値を参照パラメータの値として用いるようにしてもよい。例えば、各電動モータ１５の出力トルクもしくは通電電流、あるいは、各回転アクチュエータ９の出力トルクは、各脚リンク３の第３関節８の駆動トルクと一定の相関性を有するので、各電動モータ１５の出力トルクもしくは通電電流と、各回転アクチュエータ９の出力トルクとのいずれかの観測値または目標値を参照パラメータの値として用いるようにしてもよい。また、本実施形態における動力伝達機構１０では、第３関節８の駆動時に前記連結ロッド１８にその長手方向で発生する力（並進力）は、各脚リンク３の第３関節８の駆動トルクと一定の相関性を有する。従って、該連結ロッド１８にその長手方向で発生する力の観測値または目標値を参照パラメータの値として用いるようにしてもよい。
【０１１９】
また、前記実施形態では、図８のＳ１０２の判断結果が否定的になった場合に、参照パラメータとしての総持上げ力負担分の計測値Fankle_R，Fankle_Lが大きい側の分配比と小さい側の分配比との割合いを暫定的に１：０に設定したが、その設定割合は、１：０でなくてもよい。例えば、総持上げ力負担分の計測値Fankle_R，Fankle_L（あるいは、上記した他の参照パラメータ）が大きい側の分配比を“１”に近い値に設定し、計測値Fankle_R，Fankle_Lが小さい側の分配比を“０”に近い値に設定してもよい。
【０１２０】
また、右分配比と左分配比との和を“１”に保ちつつ、計測値Fankle_R，Fankle_Lが小さい側の分配比を負の値（例えば、−０．１）に設定すると共に、計測値Fankle_R，Fankle_Lが大きい側の分配比を正の値（例えば、＋１．１）に設定してもよい。このようにすることで、前記第４発明の実施形態が構成されることとなる。この場合、分配比を負の値に設定した場合には、該分配比側の回転アクチュエータ９は、脚リンク３の足平装着部２を持上げる方向の駆動力を発生することとなる。
【０１２１】
ここで、図８のＳ１０２の判断結果が否定的になった場合において、利用者Ｐの両脚のうち、参照パラメータとしての総持上げ力負担分の計測値Fankle_R，Fankle_Lが大きい側の支持脚とすると共に、計測値Fankle_R，Fankle_Lが小さい側の脚を利用者Ｐが遊脚として動かそうとしている可能性が高い。従って、計測値Fankle_R，Fankle_L（あるいは、上記した他の参照パラメータ）が小さい側の分配比を負の値に設定することで、利用者Ｐは、該分配比が小さい側の脚をスムーズに動かすことができる。
【０１２２】
また、各回転アクチュエータ９の負荷を軽減する（必要な最大出力トルクを低減する）ために、歩行補助装置Ａの各脚リンク３の第３関節８を、該脚リンク３の伸展方向に付勢するバネを備えるようにしてもよい。なお、このようなバネを備えた場合には、脚リンク３の伸展方向に付勢する時に、バネによって発生する第３関節８のトルクの分だけ、電動モータ１５から第３関節８に付与すべき駆動トルク、ひいては、電動モータ１５の要求トルクが少なくなる。そして、バネによって発生する第３関節８のトルクは、脚リンク３の膝角度に応じて変化する。このため、フィードフォワード操作量決定手段６５の処理では、前記式（４）の右辺に、各脚リンク３の膝角度θ1に比例する項、すなわち、脚リンク３の伸展方向の駆動トルクを発生する電動モータ１５の電流を、バネによって発生する第３関節８のトルクの大きさに相当する電流分だけ減少させる項を追加した式によって、フィードフォワード操作量Iffを決定するようにしてもよい。
【０１２３】
また、各脚リンク３の第３関節８を駆動するアクチュエータは回転アクチュエータに限らず、直動型のアクチュエータ（例えば、大腿フレーム５および下腿フレーム７の一方に、ピストンロッドを枢着し、他方にシリンダチューブを枢着した流体圧シリンダなど）によって構成してもよい。
【０１２４】
また、例えば、歩行補助装置Ａの利用形態が、利用者Ｐの脚を比較的ゆっくり動かす場合に限られるような場合には、各フィードフォワード操作量決定手段６５を省略し、各電動モータ１５の指示電流値Icmdを、制御目標値Fcmdと総持ち上げ力負担分の計測値Fankleとの偏差ΔＦに応じてＰＩＤ則などのフィードバック制御則により決定するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１２５】
【図１】本発明の一実施形態の歩行補助装置の斜視図。
【図２】実施形態の歩行補助装置の側面図。
【図３】実施形態の歩行補助装置の正面図。
【図４】実施形態の歩行補助装置の大腿フレームの切断側面図。
【図５】実施形態の歩行補助装置に備えたコントローラのハード構成の概略を示すブロック図。
【図６】図５のコントローラの演算処理部の処理機能を示すブロック図。
【図７】図６に示す支持力計測処理手段の処理を説明するための図。
【図８】図６に示す左右目標負担分決定手段の処理を示すフローチャート。
【符号の説明】
【０１２６】
Ａ…歩行補助装置、Ｐ…利用者、１…着座部（持上げ力伝達部）、２…足平装着部、３…脚リンク、４…第１関節、５…大腿フレーム、６…第２関節、７…下腿フレーム、８…第３関節、９…アクチュエータ、２１…コントローラ（制御装置）、２２ａ，２２ｂ…踏力計測用力センサ、２３…支持力計測用力センサ、６０…踏力計測処理手段（踏力計測手段）、６２…支持力計測処理手段（支持力計測手段）、６３…左右目標負担分決定手段（踏力総和判断手段、設定割合決定手段、アクチュエータ制御手段）、６４…フィードバック操作量決定手段（アクチュエータ制御手段）、６５…フィードフォワード操作量決定手段（アクチュエータ制御手段）、６６…加算処理手段（アクチュエータ制御手段）、Ｓ１０２…踏力総和判断手段、Ｓ１０２〜Ｓ１０８…設定割合決定手段。
【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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