(57)【要約】  右足首上ベルト（６ａ）と右足首下ベルト（７ａ）に連結される第１ワイヤー（１１ｅ）と第２ワイヤー（１１ｆ）、左足首上ベルト（６ｂ）と左足首下ベルト（７ｂ）に連結される第３ワイヤー（１１ｇ）と第４ワイヤー（１１ｈ）、ユーザが歩行する路面の情報を取得する取得器（２００）、路面の情報に基づいて決定する第１剛性目標値、第２剛性目標値、第３剛性目標値、第４剛性目標値を用い、第１ワイヤー（１１ｅ）の張力と第２ワイヤー（１１ｆ）の張力を同時に制御させ、第３ワイヤー（１１ｇ）の張力と第４ワイヤー（１１ｈ）の張力を同時に制御させる制御器（４０）を含み、第１剛性目標値、第２剛性目標値、第３剛性目標値、第４剛性目標値はそれぞれ、第１ワイヤー（１１ｅ）、第２ワイヤー（１１ｆ）、第３ワイヤー（１１ｇ）、第４ワイヤー（１１ｈ）に対応する歩行転倒防止装置。
2018135401.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザの左の足首上部に固定される左の足首上ベルトと、
前記ユーザの右の足首上部に固定される右の足首上ベルトと、
前記ユーザの左の足首下部に固定される左の足首下ベルトと、
前記ユーザの右の足首下部に固定される右の足首下ベルトと、
前記右の足首上ベルトと前記右の足首下ベルトとに連結される第１のワイヤーと、
前記右の足首上ベルトと前記右の足首下ベルトとに連結される第２のワイヤーと、
前記第１のワイヤーの少なくとも一部は前記右足首の右側面に沿って配置され、
前記第２のワイヤーの少なくとも一部は前記右足首の左側面に沿って配置され、
前記左の足首上ベルトと前記左の足首下ベルトとに連結される第３のワイヤーと、
前記左の足首上ベルトと前記左の足首下ベルトとに連結される第４のワイヤーと、
前記第３のワイヤーの少なくとも一部は前記左足首の右側面に沿って配置され、
前記第４のワイヤーの少なくとも一部は前記左足首の左側面に沿って配置され、
前記第１のワイヤーの張力を制御する第１張力制御器と、
前記第２のワイヤーの張力を制御する第２張力制御器と、
前記第３のワイヤーの張力を制御する第３張力制御器と、
前記第４のワイヤーの張力を制御する第４張力制御器と、
前記ユーザが歩行する路面の情報を取得する取得器と、
制御器を含み、
前記制御器は、前記路面の情報に基づいて、前記第１のワイヤーの第１剛性目標値、前記第２のワイヤーの第２剛性目標値、前記第３のワイヤーの第３剛性目標値、前記第４のワイヤーの第４剛性目標値を決定し、
前記制御器は、前記第１剛性目標値を用いて、前記第１張力制御器に、前記第１のワイヤーの張力を制御させ、
前記制御器は、前記第２剛性目標値を用いて、前記第２張力制御器に、前記第２のワイヤーの張力を制御させ、
前記制御器は、前記第３剛性目標値を用いて、前記第３張力制御器に、前記第３のワイヤーの張力を制御させ、
前記制御器は、前記第４剛性目標値を用いて、前記第４張力制御器に、前記第４のワイヤーの張力を制御させ、
前記第１のワイヤーの張力制御と前記第２のワイヤーの張力制御は同時に行われ、
前記第３のワイヤーの張力制御と前記第４のワイヤーの張力制御は同時に行われる
歩行転倒防止装置。
【請求項２】
前記第１張力制御器は、前記第１のワイヤーが連結される第１回転軸を有して、前記第１回転軸の回転制御により、前記第１のワイヤーの張力を制御する第１のモータを含み、
前記第２張力制御器は、前記第２のワイヤーが連結される第２回転軸を有して、前記第２回転軸の回転制御により、前記第２のワイヤーの張力を制御する第２のモータを含み、
前記第３張力制御器は、前記第３のワイヤーが連結される第３回転軸を有して、前記第３回転軸の回転制御により、前記第３のワイヤーの張力を制御する第３のモータを含み、
前記第４張力制御器は、前記第４のワイヤーが連結される第４回転軸を有して、前記第４回転軸の回転制御により、前記第４のワイヤーの張力を制御する第４のモータを含み、
前記制御器は、前記第１のモータに前記第１回転軸の回転制御のための指示を行い、前記第２のモータに前記第２回転軸の回転制御のための指示を行い、前記第３のモータに前記第３回転軸の回転制御のための指示を行い、前記第４のモータに前記第４回転軸の回転制御のための指示を行う
請求項１に記載の歩行転倒防止装置。
【請求項３】
前記歩行転倒防止装置は、
前記ユーザの腰部に固定される腰部ベルトと、
前記左の脚の膝上部に固定される左膝上ベルトと、
前記右の脚の膝上部に固定される右膝上ベルトと、
前記腰部ベルトと前記右膝上ベルトとに連結される第５のワイヤーと、
前記腰部ベルトと前記右膝上ベルトとに連結される第６のワイヤーと、
前記腰部ベルトと前記左膝上ベルトとに連結される第７のワイヤーと、
前記腰部ベルトと前記左膝上ベルトとに連結される第８のワイヤーと、
前記第５のワイヤーの少なくとも一部は前記ユーザの右太腿の右側面に配置され、
前記第６のワイヤーの少なくとも一部は前記右太腿の左側面に配置され、
前記第７のワイヤーの少なくとも一部は前記ユーザの左太腿の右側面に配置され、
前記第８のワイヤーの少なくとも一部は前記左太腿の左側面に配置され、
前記第５のワイヤーの張力を制御する第５の張力制御器と、
前記第６のワイヤーの張力を制御する第６の張力制御器と、
前記第７のワイヤーの張力を制御する第７の張力制御器と、
前記第８のワイヤーの張力を制御する第８の張力制御器とをさらに備え、
前記制御器は前記路面の情報に基づいて、前記第５のワイヤーの第５剛性目標値、前記第６のワイヤーの第６剛性目標値、前記第７のワイヤーの第７剛性目標値、前記第８のワイヤーの第８剛性目標値を決定し、
前記制御器は、前記第５剛性目標値を用いて、前記第５張力制御器に、前記第５のワイヤーの張力を制御させ、
前記制御器は、前記第６剛性目標値を用いて、前記第６張力制御器に、前記第６のワイヤーの張力を制御させ、
前記制御器は、前記第７剛性目標値を用いて、前記第７張力制御器に、前記第７のワイヤーの張力を制御させ、
前記制御器は、前記第８剛性目標値を用いて、前記第８張力制御器に、前記第８のワイヤーの張力を制御させ、
前記第５のワイヤーの張力制御と前記第６のワイヤーの張力制御は同時に行われ、
前記第７のワイヤーの張力制御と前記第８のワイヤーの張力制御は同時に行われる
請求項１に記載の歩行転倒防止装置。
【請求項４】
前記第５張力制御器は、前記第５のワイヤーが連結される第５回転軸を有して、前記第５回転軸の回転制御により、前記第５のワイヤーの張力を制御する第５のモータを含み、
前記第６張力制御器は、前記第６のワイヤーが連結される第６回転軸を有して、前記第６回転軸の回転制御により、前記第６のワイヤーの張力を制御する第６のモータを含み、
前記第７張力制御器は、前記第７のワイヤーが連結される第７回転軸を有して、前記第７回転軸の回転制御により、前記第７のワイヤーの張力を制御する第７のモータを含み、
前記第８張力制御器は、前記第８のワイヤーが連結される第８回転軸を有して、前記第８回転軸の回転制御により、前記第８のワイヤーの張力を制御する第８のモータを含み、
前記制御部は、前記第５張力制御器に前記第５回転軸の回転制御のための指示を行い、前記第６張力制御器に前記第６回転軸の回転制御のための指示を行い、前記第７張力制御器に前記第７回転軸の回転制御のための指示を行い、前記第８張力制御器に前記第８回転軸の回転制御のための指示を行う、
請求項３に記載の歩行転倒防止装置。
【請求項５】
ユーザの腰部に固定される腰部ベルトと、
前記ユーザの左の脚の膝上部に固定される左膝上ベルトと、
前記ユーザの右の脚の膝上部に固定される右膝上ベルトと、
前記腰部ベルトと前記右膝上ベルトとに連結される第５のワイヤーと、
前記腰部ベルトと前記右膝上ベルトとに連結される第６のワイヤーと、
前記腰部ベルトと前記左膝上ベルトとに連結される第７のワイヤーと、
前記腰部ベルトと前記左膝上ベルトとに連結される第８のワイヤーと、
前記第５のワイヤーの少なくも一部は前記ユーザの右太腿の右側面に沿って配置され、
前記第６のワイヤーの少なくも一部は前記右太腿の左側面に沿って配置され、
前記第７のワイヤーの少なくも一部は前記ユーザの左太腿の右側面に沿って配置され、
前記第８のワイヤーの少なくも一部は前記左太腿の左側面に沿って配置され、
前記第５のワイヤーの張力を制御する第５の張力制御器と、
前記第６のワイヤーの張力を制御する第６の張力制御器と、
前記第７のワイヤーの張力を制御する第７の張力制御器と、
前記第８のワイヤーの張力を制御する第８の張力制御器と、
前記ユーザが歩行する路面の情報を取得する取得器と、
制御器を含み、
前記剛性制御器は、前記路面の情報に基づいて、前記第５のワイヤーの第５剛性目標値、前記第６のワイヤーの第６剛性目標値、前記第７のワイヤーの第７剛性目標値、前記第８のワイヤーの第８剛性目標値を決定し、
前記制御器は、前記第５剛性目標値を用いて、前記第５張力制御器に、前記第５のワイヤーの張力を制御させ、
前記制御器は、前記第６剛性目標値を用いて、前記第６張力制御器に、前記第６のワイヤーの張力を制御させ、
前記制御器は、前記第７剛性目標値を用いて、前記第７張力制御器に、前記第７のワイヤーの張力を制御させ、
前記制御器は、前記第８剛性目標値を用いて、前記第８張力制御器に、前記第８のワイヤーの張力を制御させ、
前記第５のワイヤーの張力制御と前記第６のワイヤーの張力制御は同時に行われ、
前記第７のワイヤーの張力制御と前記第８のワイヤーの張力制御は同時に行われる
歩行転倒防止装置。
【請求項６】
前記第５張力制御器は、前記第５のワイヤーが連結される第５回転軸を有して、前記第５回転軸の回転制御により、前記第５のワイヤーの張力を制御する第５のモータを含み、
前記第６張力制御器は、前記第６のワイヤーが連結される第６回転軸を有して、前記第６回転軸の回転制御により、前記第６のワイヤーの張力を制御する第６のモータを含み、
前記第７張力制御器は、前記第７のワイヤーが連結される第７回転軸を有して、前記第７回転軸の回転制御により、前記第７のワイヤーの張力を制御する第７のモータを含み、
前記第８張力制御器は、前記第８のワイヤーが連結される第８回転軸を有して、前記第８回転軸の回転制御により、前記第８のワイヤーの張力を制御する第８のモータを含み、
前記制御部は、前記第５張力制御器に前記第５回転軸の回転制御のための指示を行い、前記第６張力制御器に前記第６回転軸の回転制御のための指示を行い、前記第７張力制御器に前記第７回転軸の回転制御のための指示を行い、前記第８張力制御器に前記第８回転軸の回転制御のための指示を行う、
請求項５に記載の歩行転倒防止装置。
【請求項７】
前記第１剛性目標値は前記第２剛性目標値と等しく、かつ、前記第３剛性目標値は前記第４剛性目標値と等しい、
請求項１〜４のいずれか１つに記載の歩行転倒防止装置。
【請求項８】
前記第５剛性目標値は前記第６剛性目標値と等しく、かつ、前記第７剛性目標値は前記第８剛性目標値と等しい、
請求項３〜６のいずれか１つに記載の歩行転倒防止装置。
【請求項９】
前記制御部は、
（ｉ）前記第１ワイヤーに発生している力に基づき、前記第１回転軸の回転制御のための指示を行い、前記第２ワイヤーに発生している力に基づき、前記第２回転軸の回転制御のための指示を行い、前記第３ワイヤーに発生している力に基づき、前記第３回転軸の回転制御のための指示を行い、前記第４ワイヤーに発生している力に基づき、前記第４回転軸の回転制御のための指示を行い、または、
（ｉｉ）前記第１ワイヤーの長さに基づき、前記第１回転軸の回転制御のための指示を行い、前記第２ワイヤーの長さに基づき、前記第２回転軸の回転制御のための指示を行い、前記第３ワイヤーの長さに基づき、前記第３回転軸の回転制御のための指示を行い、前記第４ワイヤーの長さに基づき、前記第４回転軸の回転制御のための指示を行う
請求項２に記載の歩行転倒防止装置。
【請求項１０】
前記制御部は、
（ｉ）前記第５ワイヤーに発生している力に基づき、前記第５回転軸の回転制御のための指示を行い、前記第６ワイヤーに発生している力に基づき、前記第６回転軸の回転制御のための指示を行い、前記第７ワイヤーに発生している力に基づき、前記第７回転軸の回転制御のための指示を行い、前記第８ワイヤーに発生している力に基づき、前記第８回転軸の回転制御のための指示を行い、または、
（ｉｉ）前記第５ワイヤーの長さに基づき、前記第５回転軸の回転制御のための指示を行い、前記第６ワイヤーの長さに基づき、前記第６回転軸の回転制御のための指示を行い、前記第７ワイヤーの長さに基づき、前記第７回転軸の回転制御のための指示を行い、前記第８ワイヤーの長さに基づき、前記第８回転軸の回転制御のための指示を行う
請求項４または６に記載の歩行転倒防止装置。
【請求項１１】
前記取得器は、
前記ユーザの右足裏面に配置される第１の複数のフットセンサ、前記ユーザの左足裏面に配置される第２の複数のフットセンサ、路面Ｒ推定器を含み、
前記第１の複数のフットセンサは前記ユーザが歩行するときの前記右足と前記路面との第１接地状態情報を取得し、
前記第２の複数のフットセンサは前記ユーザが歩行するときの前記左足と前記路面との第２接地状態情報を取得し、
前記路面Ｒ推定器は前記第１接地状態情報と前記第２接地状態情報を含む接地状態情報に基づき前記路面の曲率の情報を前記路面の情報として取得し、
前記制御器は、前記路面の情報が、閾値以下の路面の曲率を有する場合、前記第１剛性目標値を初期設定値よりも大きくし、前記第２剛性目標値を、初期設定値よりも大きくする、
請求項１〜４、９のいずれか１つに記載の歩行転倒防止装置。
【請求項１２】
前記取得器は、前記ユーザの右足裏面に配置される第１の複数のフットセンサ、前記ユーザの左足裏面に配置される第２の複数のフットセンサ、路面Ｒ推定器を含み、
前記第１の複数のフットセンサは前記ユーザが歩行するときの前記右足と前記路面との第１接地状態情報を取得し、
前記第２の複数のフットセンサは前記ユーザが歩行するときの前記左足と前記路面との第２接地状態情報を取得し、
前記路面Ｒ推定器は第１接地状態情報と前記第２接地状態情報を含む接地状態情報に基づき前記路面の曲率の情報を前記路面の情報として取得し、
前記制御器は、前記路面の情報が、閾値よりも大きい路面の曲率を有する場合、前記第１剛性目標値を初期設定値よりも小さくし、前記第２剛性目標値を初期設定値よりも小さくする、
請求項１〜４、９のいずれか１つに記載の歩行転倒防止装置。
【請求項１３】
前記取得器は、前記ユーザの右足裏面に配置される第１の複数のフットセンサ、前記ユーザの左足裏面に配置される第２の複数のフットセンサ、路面Ｒ推定器を含み、
前記第１の複数のフットセンサは前記ユーザが歩行するときの前記右足と前記路面との第１接地状態情報を取得し、
前記第２の複数のフットセンサは前記ユーザが歩行するときの前記左足と前記路面との第２接地状態情報を取得し、
前記路面Ｒ推定器は前記第１接地状態情報と前記第２接地状態情報に含まれる前記右足裏面が前記路面に接触しているタイミング及び／または前記左足裏面が前記路面に接触しているタイミングの接地状態情報に基づき、前記路面の曲率の情報を前記路面の情報として取得する、
請求項１〜１０のいずれか１つに記載の歩行転倒防止装置。
【請求項１４】
前記取得器は、前記ユーザの右足裏面に配置される第１の複数のフットセンサ、前記ユーザの左足裏面に配置される第２の複数のフットセンサ、路面Ｒ推定器を含み、
前記第１の複数のフットセンサは前記ユーザが歩行するときの前記右足と前記路面との第１接地状態情報を取得し、
前記第２の複数のフットセンサは前記ユーザが歩行するときの前記左足と前記路面との第２接地状態情報を取得し、
前記路面Ｒ推定器は前記第１接地状態情報と前記第２接地状態情報に基づき前記路面の段差の有無の情報を前記路面の情報として取得し、
前記制御器は、前記路面の情報が、前記路面に段差が有ることを示すとき、前記第１剛性目標値と前記第２剛性目標値をそれぞれ独立して設定し、前記第１剛性目標値を初期設定値よりも大きくし、前記第２剛性目標値を初期設定値よりも大きくする、
請求項１〜１０のいずれか１つに記載の歩行転倒防止装置。
【請求項１５】
前記取得器は、前記ユーザの右足裏面に配置される第１の複数のフットセンサ、前記ユーザの左足裏面に配置される第２の複数のフットセンサ、路面状況取得器を含み、
前記第１の複数のフットセンサは前記ユーザが歩行するときの前記右足と前記路面との第１接地状態情報を取得し、
前記第２の複数のフットセンサは前記ユーザが歩行するときの前記左足と前記路面との第２接地状態情報を取得し、
路面状況取得器は、前記第１接地状態情報と前記第２接地状態情報に基づき、前記路面の情報として、転倒しやすい路面状況の情報を取得し、
前記制御器は、前記路面の情報が転倒しやすい路面状況であることを示すとき、前記第１剛性目標値と前記第２剛性目標値をそれぞれ独立して設定し、前記第１剛性目標値を初期設定値よりも大きくし、前記第２剛性目標値を初期設定値よりも大きくする
請求項１〜１０のいずれか１つに記載の歩行転倒防止装置。
【請求項１６】
複数のベルトと複数のワイヤーを含む装置のための制御装置であって、
前記複数のベルトは、ユーザの左の足首上部に固定される左の足首上ベルトと、前記ユーザの右の足首上部に固定される右の足首上ベルトと、前記ユーザの左の足首下部に固定される左の足首下ベルトと、前記ユーザの右の足首下部に固定される右の足首下ベルトを含み、
前記複数のワイヤーは、前記右の足首上ベルトと前記右の足首下ベルトとに連結される第１のワイヤーと、前記右の足首上ベルトと前記右の足首下ベルトとに連結される第２のワイヤーと、前記左の足首上ベルトと前記左の足首下ベルトとに連結される第３のワイヤーと、前記左の足首上ベルトと前記左の足首下ベルトとに連結される第４のワイヤーを含み、
前記第１のワイヤーの少なくとも一部は前記右足首の右側面に沿って配置され、
前記第２のワイヤーの少なくとも一部は前記右足首の左側面に沿って配置され、
前記第３のワイヤーの少なくとも一部は前記左足首の右側面に沿って配置され、
前記第４のワイヤーの少なくとも一部は前記左足首の左側面に沿って配置され、
前記制御装置は、
前記第１のワイヤーの張力を制御する第１張力制御器と、
前記第２のワイヤーの張力を制御する第２張力制御器と、
前記第３のワイヤーの張力を制御する第３張力制御器と、
前記第４のワイヤーの張力を制御する第４張力制御器と、
前記ユーザが歩行する路面の情報を取得する取得器と、
制御器を含み、
前記制御器は、前記路面の情報に基づいて、前記第１のワイヤーの第１剛性目標値、前記第２のワイヤーの第２剛性目標値、前記第３のワイヤーの第３剛性目標値、前記第４のワイヤーの第４剛性目標値を決定し、
前記制御器は、前記第１剛性目標値を用いて、前記第１張力制御器に、前記第１のワイヤーの張力を制御させ、
前記制御器は、前記第２剛性目標値を用いて、前記第２張力制御器に、前記第２のワイヤーの張力を制御させ、
前記制御器は、前記第３剛性目標値を用いて、前記第３張力制御器に、前記第３のワイヤーの張力を制御させ、
前記制御器は、前記第４剛性目標値を用いて、前記第４張力制御器に、前記第４のワイヤーの張力を制御させ、
前記第１のワイヤーの張力制御と前記第２のワイヤーの張力制御は同時に行われ、
前記第３のワイヤーの張力制御と前記第４のワイヤーの張力制御は同時に行われる
制御装置。
【請求項１７】
複数のベルトと複数のワイヤーを含む装置のための制御装置であって、
前記複数のベルトは、ユーザの腰部に固定される腰部ベルトと、前記ユーザの左の脚の膝上部に固定される左膝上ベルトと、前記ユーザの右の脚の膝上部に固定される右膝上ベルトを含み、
前記複数のワイヤーは、前記腰部ベルトと前記右膝上ベルトとに連結される第５のワイヤーと、前記腰部ベルトと前記右膝上ベルトとに連結される第６のワイヤーと、前記腰部ベルトと前記左膝上ベルトとに連結される第７のワイヤーと、前記腰部ベルトと前記左膝上ベルトとに連結される第８のワイヤーを含み、
前記第５のワイヤーの少なくとも一部は前記ユーザの右太腿の右側面に配置され、
前記第６のワイヤーの少なくとも一部は前記右太腿の左側面に配置され、
前記第７のワイヤーの少なくとも一部は前記ユーザの左太腿の右側面に配置され、
前記第８のワイヤーの少なくとも一部は前記左太腿の左側面に配置され、
前記制御装置は、
前記第５のワイヤーの張力を制御する第５の張力制御器と、
前記第６のワイヤーの張力を制御する第６の張力制御器と、
前記第７のワイヤーの張力を制御する第７の張力制御器と、
前記第８のワイヤーの張力を制御する第８の張力制御器と
前記ユーザが歩行する路面の情報を取得する取得器と、
制御器を含み、
前記制御部は、前記路面の情報に基づいて、前記第５のワイヤーの第５剛性目標値、前記第６のワイヤーの第６剛性目標値、前記第７のワイヤーの第７剛性目標値、前記第８のワイヤーの第８剛性目標値を決定し、
前記制御器は、前記第５剛性目標値を用いて、前記第５張力制御器に、前記第５のワイヤーの張力を制御させ、
前記制御器は、前記第６剛性目標値を用いて、前記第６張力制御器に、前記第６のワイヤーの張力を制御させ、
前記制御器は、前記第７剛性目標値を用いて、前記第７張力制御器に、前記第７のワイヤーの張力を制御させ、
前記制御器は、前記第８剛性目標値を用いて、前記第８張力制御器に、前記第８のワイヤーの張力を制御させ、
前記第５のワイヤーの張力制御と前記第６のワイヤーの張力制御は同時に行われ、
前記第７のワイヤーの張力制御と前記第８のワイヤーの張力制御は同時に行われる
制御装置。
【請求項１８】
複数のベルトと複数のワイヤーを含む装置のための制御方法であって、
前記複数のベルトは、ユーザの左の足首上部に固定される左の足首上ベルトと、前記ユーザの右の足首上部に固定される右の足首上ベルトと、前記ユーザの左の足首下部に固定される左の足首下ベルトと、前記ユーザの右の足首下部に固定される右の足首下ベルトを含み、
前記複数のワイヤーは、前記右の足首上ベルトと前記右の足首下ベルトとに連結される第１のワイヤーと、前記右の足首上ベルトと前記右の足首下ベルトとに連結される第２のワイヤーと、前記左の足首上ベルトと前記左の足首下ベルトとに連結される第３のワイヤーと、前記左の足首上ベルトと前記左の足首下ベルトとに連結される第４のワイヤーを含み、
前記第１のワイヤーの少なくとも一部は前記右足首の右側面に沿って配置され、
前記第２のワイヤーの少なくとも一部は前記右足首の左側面に沿って配置され、
前記第３のワイヤーの少なくとも一部は前記左足首の右側面に沿って配置され、
前記第４のワイヤーの少なくとも一部は前記左足首の左側面に沿って配置され、
前記制御方法は、
前記ユーザが歩行する路面の情報を取得し、
前記路面の情報に基づいて、前記第１のワイヤーの第１剛性目標値、前記第２のワイヤーの第２剛性目標値、前記第３のワイヤーの第３剛性目標値、前記第４のワイヤーの第４剛性目標値を決定し、
前記第１剛性目標値を用いて、前記第１のワイヤーの張力を制御し、
前記第２剛性目標値を用いて、前記第２のワイヤーの張力を制御し、
前記第３剛性目標値を用いて、前記第３のワイヤーの張力を制御し、
前記第４剛性目標値を用いて、前記第４のワイヤーの張力を制御し、
前記第１のワイヤーの張力制御と前記第２のワイヤーの張力制御は同時に行われ、
前記第３のワイヤーの張力制御と前記第４のワイヤーの張力制御は同時に行われる
制御方法。
【請求項１９】
複数のベルトと複数のワイヤーを含む装置のための制御方法であって、
前記複数のベルトは、ユーザの腰部に固定される腰部ベルトと、前記ユーザの左の脚の膝上部に固定される左膝上ベルトと、前記ユーザの右の脚の膝上部に固定される右膝上ベルトを含み、
前記複数のワイヤーは、前記腰部ベルトと前記右膝上ベルトとに連結される第５のワイヤーと、前記腰部ベルトと前記右膝上ベルトとに連結される第６のワイヤーと、前記腰部ベルトと前記左膝上ベルトとに連結される第７のワイヤーと、前記腰部ベルトと前記左膝上ベルトとに連結される第８のワイヤーを含み、
前記第５のワイヤーの少なくとも一部は前記ユーザの右太腿の右側面に配置され、
前記第６のワイヤーの少なくとも一部は前記右太腿の左側面に配置され、
前記第７のワイヤーの少なくとも一部は前記ユーザの左太腿の右側面に配置され、
前記第８のワイヤーの少なくとも一部は前記左太腿の左側面に配置され、
前記制御方法は、
前記ユーザが歩行する路面の情報を取得し、
前記路面の情報に基づいて、前記第５のワイヤーの第５剛性目標値、前記第６のワイヤーの第６剛性目標値、前記第７のワイヤーの第７剛性目標値、前記第８のワイヤーの第８剛性目標値を決定し、
前記第５剛性目標値を用いて、前記第５のワイヤーの張力を制御し、
前記第６剛性目標値を用いて、前記第６のワイヤーの張力を制御し、
前記第７剛性目標値を用いて、前記第７のワイヤーの張力を制御し、
前記第８剛性目標値を用いて、前記第８のワイヤーの張力を制御し、
前記第５のワイヤーの張力制御と前記第６のワイヤーの張力制御は同時に行われ、
前記第７のワイヤーの張力制御と前記第８のワイヤーの張力制御は同時に行われる
制御方法。
【請求項２０】
複数のベルトと複数のワイヤーを含む装置のための制御方法をコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記複数のベルトは、ユーザの左の足首上部に固定される左の足首上ベルトと、前記ユーザの右の足首上部に固定される右の足首上ベルトと、前記ユーザの左の足首下部に固定される左の足首下ベルトと、前記ユーザの右の足首下部に固定される右の足首下ベルトを含み、
前記複数のワイヤーは、前記右の足首上ベルトと前記右の足首下ベルトとに連結される第１のワイヤーと、前記右の足首上ベルトと前記右の足首下ベルトとに連結される第２のワイヤーと、前記左の足首上ベルトと前記左の足首下ベルトとに連結される第３のワイヤーと、前記左の足首上ベルトと前記左の足首下ベルトとに連結される第４のワイヤーを含み、
前記第１のワイヤーの少なくとも一部は前記右足首の右側面に沿って配置され、
前記第２のワイヤーの少なくとも一部は前記右足首の左側面に沿って配置され、
前記第３のワイヤーの少なくとも一部は前記左足首の右側面に沿って配置され、
前記第４のワイヤーの少なくとも一部は前記左足首の左側面に沿って配置され、
前記制御方法は、
前記ユーザが歩行する路面の情報を取得し、
前記路面の情報に基づいて、前記第１のワイヤーの第１剛性目標値、前記第２のワイヤーの第２剛性目標値、前記第３のワイヤーの第３剛性目標値、前記第４のワイヤーの第４剛性目標値を決定し、
前記第１剛性目標値を用いて、前記第１のワイヤーの張力を制御し、
前記第２剛性目標値を用いて、前記第２のワイヤーの張力を制御し、
前記第３剛性目標値を用いて、前記第３のワイヤーの張力を制御し、
前記第４剛性目標値を用いて、前記第４のワイヤーの張力を制御し、
前記第１のワイヤーの張力制御と前記第２のワイヤーの張力制御は同時に行われ、
前記第３のワイヤーの張力制御と前記第４のワイヤーの張力制御は同時に行われる
プログラム。
【請求項２１】
複数のベルトと複数のワイヤーを含む装置のための制御方法をコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記複数のベルトは、ユーザの腰部に固定される腰部ベルトと、前記ユーザの左の脚の膝上部に固定される左膝上ベルトと、前記ユーザの右の脚の膝上部に固定される右膝上ベルトを含み、
前記複数のワイヤーは、前記腰部ベルトと前記右膝上ベルトとに連結される第５のワイヤーと、前記腰部ベルトと前記右膝上ベルトとに連結される第６のワイヤーと、前記腰部ベルトと前記左膝上ベルトとに連結される第７のワイヤーと、前記腰部ベルトと前記左膝上ベルトとに連結される第８のワイヤーを含み、
前記第５のワイヤーの少なくとも一部は前記ユーザの右太腿の右側面に配置され、
前記第６のワイヤーの少なくとも一部は前記右太腿の左側面に配置され、
前記第７のワイヤーの少なくとも一部は前記ユーザの左太腿の右側面に配置され、
前記第８のワイヤーの少なくとも一部は前記左太腿の左側面に配置され、
前記制御方法は、
前記ユーザが歩行する路面の情報を取得し、
前記路面の情報に基づいて、前記第５のワイヤーの第５剛性目標値、前記第６のワイヤーの第６剛性目標値、前記第７のワイヤーの第７剛性目標値、前記第８のワイヤーの第８剛性目標値を決定し、
前記第５剛性目標値を用いて、前記第５のワイヤーの張力を制御し、
前記第６剛性目標値を用いて、前記第６のワイヤーの張力を制御し、
前記第７剛性目標値を用いて、前記第７のワイヤーの張力を制御し、
前記第８剛性目標値を用いて、前記第８のワイヤーの張力を制御し、
前記第５のワイヤーの張力制御と前記第６のワイヤーの張力制御は同時に行われ、
前記第７のワイヤーの張力制御と前記第８のワイヤーの張力制御は同時に行われる
プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ユーザが装着して歩行動作をアシストするときユーザの左右方向への転倒を防止する歩行転倒防止装置、制御装置、制御方法、並びに、プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、パワーアシスト、高齢者又は障害者の動作補助、又は、リハビリ支援などを目的として人が装着するアシスト装置と呼ばれる機器が盛んに開発されるようになってきた。これらの機器は人が装着して動作するため、人と親和性の高い動作方法が求められる。一般的に人が関節を動作させる時、動作に必要な関節のトルクを発生させると同時に、拮抗した筋肉によって剛性を変化させていることがわかっている。そのため、人と親和性の高い動作方法として、人体に伝達する剛性を適切に設定可能な部材を用いる方法が知られている（例えば、特許文献１及び２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2015-2970号公報
【特許文献２】特許5259553号公報
【発明の概要】
【０００４】
特に人に装着して歩行補助を行う場合、人が安全に歩行を続けるためには歩行の動作方向である前後方向だけではなく、人の横方向すなわち人の左側及び右側の転倒を防止できることが望ましい。
【０００５】
しかし、一般的なアシスト装置においては、アシストが必要な方向、すなわち歩行の場合は、前後方向のアシスト方法のみが考えられていることが多い。
【０００６】
本開示の非限定的で例示的な態様は、歩行中のユーザの左側への転倒及び右側への転倒が防止できる歩行転倒防止装置、制御装置、制御方法、並びに、プログラムを提供する。
【０００７】
本開示の一態様に係る歩行転倒防止装置は、ユーザの左の足首上部に固定される左の足首上ベルトと、前記ユーザの右の足首上部に固定される右の足首上ベルトと、前記ユーザの左の足首下部に固定される左の足首下ベルトと、前記ユーザの右の足首下部に固定される右の足首下ベルトと、前記右の足首上ベルトと前記右の足首下ベルトとに連結される第１のワイヤーと、前記右の足首上ベルトと前記右の足首下ベルトとに連結される第２のワイヤーと、前記第１のワイヤーの少なくとも一部は前記右足首の右側面に沿って配置され、前記第２のワイヤーの少なくとも一部は前記右足首の左側面に沿って配置され、前記左の足首上ベルトと前記左の足首下ベルトとに連結される第３のワイヤーと、前記左の足首上ベルトと前記左の足首下ベルトとに連結される第４のワイヤーと、前記第３のワイヤーの少なくとも一部は前記左足首の右側面に沿って配置され、前記第４のワイヤーの少なくとも一部は前記左足首の左側面に沿って配置され、前記第１のワイヤーの張力を制御する第１張力制御器と、前記第２のワイヤーの張力を制御する第２張力制御器と、前記第３のワイヤーの張力を制御する第３張力制御器と、前記第４のワイヤーの張力を制御する第４張力制御器と、前記ユーザが歩行する路面の情報を取得する取得器と、制御器を含み、前記制御器は、前記路面の情報に基づいて、前記第１のワイヤーの第１剛性目標値、前記第２のワイヤーの第２剛性目標値、前記第３のワイヤーの第３剛性目標値、前記第４のワイヤーの第４剛性目標値を決定し、前記制御器は、前記第１剛性目標値を用いて、前記第１張力制御器に、前記第１のワイヤーの張力を制御させ、前記制御器は、前記第２剛性目標値を用いて、前記第２張力制御器に、前記第２のワイヤーの張力を制御させ、前記制御器は、前記第３剛性目標値を用いて、前記第３張力制御器に、前記第３のワイヤーの張力を制御させ、前記制御器は、前記第４剛性目標値を用いて、前記第４張力制御器に、前記第４のワイヤーの張力を制御させ、前記第１のワイヤーの張力制御と前記第２のワイヤーの張力制御は同時に行われ、前記第３のワイヤーの張力制御と前記第４のワイヤーの張力制御は同時に行われる。
【０００８】
本開示の別の態様に係る歩行転倒防止装置は、ユーザの腰部に固定される腰部ベルトと、前記ユーザの左の脚の膝上部に固定される左膝上ベルトと、前記ユーザの右の脚の膝上部に固定される右膝上ベルトと、前記腰部ベルトと前記右膝上ベルトとに連結される第５のワイヤーと、前記腰部ベルトと前記右膝上ベルトとに連結される第６のワイヤーと、前記腰部ベルトと前記左膝上ベルトとに連結される第７のワイヤーと、前記腰部ベルトと前記左膝上ベルトとに連結される第８のワイヤーと、前記第５のワイヤーの少なくも一部は前記ユーザの右太腿の右側面に沿って配置され、前記第６のワイヤーの少なくも一部は前記右太腿の左側面に沿って配置され、前記第７のワイヤーの少なくも一部は前記ユーザの左太腿の右側面に沿って配置され、前記第８のワイヤーの少なくも一部は前記左太腿の左側面に沿って配置され、前記第５のワイヤーの張力を制御する第５の張力制御器と、前記第６のワイヤーの張力を制御する第６の張力制御器と、前記第７のワイヤーの張力を制御する第７の張力制御器と、前記第８のワイヤーの張力を制御する第８の張力制御器と、前記ユーザが歩行する路面の情報を取得する取得器と、制御器を含み、前記剛性制御器は、前記路面の情報に基づいて、前記第５のワイヤーの第５剛性目標値、前記第６のワイヤーの第６剛性目標値、前記第７のワイヤーの第７剛性目標値、前記第８のワイヤーの第８剛性目標値を決定し、前記制御器は、前記第５剛性目標値を用いて、前記第５張力制御器に、前記第５のワイヤーの張力を制御させ、前記制御器は、前記第６剛性目標値を用いて、前記第６張力制御器に、前記第６のワイヤーの張力を制御させ、前記制御器は、前記第７剛性目標値を用いて、前記第７張力制御器に、前記第７のワイヤーの張力を制御させ、前記制御器は、前記第８剛性目標値を用いて、前記第８張力制御器に、前記第８のワイヤーの張力を制御させ、前記第５のワイヤーの張力制御と前記第６のワイヤーの張力制御は同時に行われ、前記第７のワイヤーの張力制御と前記第８のワイヤーの張力制御は同時に行われる。
【０００９】
これらの包括的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能な記録媒体で実現されてもよく、装置、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムおよびコンピュータ読み取り可能な記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体は、例えばＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ−Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）などの不揮発性の記録媒体を含む。
【００１０】
本開示によれば、歩行中のユーザの左側への転倒または右側への転倒が防止できる。本開示の一態様の付加的な恩恵及び有利な点は本明細書及び図面から明らかとなる。この恩恵及び／又は有利な点は、本明細書及び図面に開示した様々な態様及び特徴により個別に提供され得るものであり、その１以上を得るために全てが必要ではない。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１Ａ】本開示の第１実施形態における歩行転倒防止装置のアシストウェアの第１の例として足首上ベルトと足首下ベルトと、ワイヤーとの配置を示す図
【図１Ｂ】アシストウェアの第２の例としてアシストパンツと、ワイヤーとの配置を示す図
【図１Ｃ】アシストウェアの第３の例として足首上ベルトと足首下ベルトとアシストパンツと、ワイヤーとの配置を示す図
【図２】本開示の第１実施形態における歩行転倒防止装置の構成を示す説明図
【図３Ａ】歩行転倒防止装置のプーリとアウターワイヤーと足首ワイヤーとの取り付け構成を説明する説明図
【図３Ｂ】歩行転倒防止装置の張力付与機構の例のプーリとワイヤーの構成を説明する正面図
【図３Ｃ】歩行転倒防止装置の張力付与機構の例のプーリとワイヤーとモータなどとの構成を説明する側面図
【図４Ａ】本開示の第１実施形態における歩行転倒防止装置の制御装置及び制御対象を示すブロック図
【図４Ｂ】本開示の第１実施形態における歩行転倒防止装置の制御装置及び制御対象を具体的に示すブロック図
【図５】本開示の第１実施形態におけるフットセンサの配置の一例を示す図
【図６】本開示の第１実施形態における右足の歩行周期を示す図
【図７】本開示の第１実施形態における路面の曲率状態を示す図
【図８】本開示の第１実施形態におけるフットセンサの出力の一例を示す図
【図９】本開示の第１実施形態におけるフットセンサの出力の一例を示す図
【図１０】路面曲率に対応したフットセンサ８ｂの信号モデルの図
【図１１Ａ】図８のフットセンサのそれぞれの状態と、図１０に示したフットセンサの信号モデルＡ〜Ｄとの一致度を示した図
【図１１Ｂ】図９のフットセンサのそれぞれの状態と、図１０に示したフットセンサの信号モデルＡ〜Ｄとの一致度を示した図
【図１２Ａ】本開示の第１実施形態におけるタイミング決定部の動作の一例を示す図
【図１２Ｂ】本開示の第１実施形態におけるタイミング決定部の動作の一例を示すグラフを示す図
【図１３】ユーザの身体における前額面と矢状面とを示す斜視図
【図１４Ａ】本開示の第１実施形態における剛性目標値出力部の動作の一例を示す図
【図１４Ｂ】本開示の第１実施形態における剛性目標値出力部の動作の一例を示すグラフを示す図
【図１５】本開示の第１実施形態における剛性目標値出力部の変形例の一例を示す図
【図１６】本開示の第１実施形態におけるワイヤーの配置を示す図
【図１７】本開示の第１実施形態における各ワイヤーの目標弾性係数のタイミングチャートの一例を示す図
【図１８Ａ】本開示の第１実施形態におけるモータ制御部の動作を示す図
【図１８Ｂ】本開示の第１実施形態におけるモータ制御部の動作を示す図
【図１９Ａ】本開示の第１実施形態におけるアシストシステムの動作を示す図
【図１９Ｂ】本開示の第１実施形態におけるアシストシステムの動作を示す図
【図１９Ｃ】本開示の第１実施形態におけるアシストシステムの動作を示す図
【図２０】本開示の第１実施形態における段差の路面形状とユーザの足との関係を説明する図
【図２１】本開示の第１実施形態におけるフットセンサの出力の一例を示す図
【図２２】段差を踏んでしまった場合の信号モデル図
【図２３】本開示の第２実施形態における歩行転倒防止装置の制御装置及び制御対象を示すブロック図
【図２４】本開示の第２実施形態における路面状況入力部の一例を示す図
【図２５Ａ】本開示の第２実施形態における第１の剛性目標値出力部の動作の一例を示す図
【図２５Ｂ】本開示の第２実施形態における第１の剛性目標値出力部の動作の一例を示す図
【図２５Ｃ】本開示の第２実施形態における第１の剛性目標値出力部の動作の一例を示すグラフを示す図
【図２６】本開示の第１及び第２実施形態の変形例におけるアシストシステムの概要を示す図
【図２７】本開示の第１及び第２実施形態の変形例におけるアシストパンツのワイヤーの配置を示す図
【図２８】本開示の第１及び第２実施形態の変形例における太腿及び足首関節のトルクの一例を示す図
【図２９】本開示の第１及び第２実施形態の変形例における歩行転倒防止装置の構成を示す説明図
【図３０】本開示の第１及び第２実施形態の変形例における歩行転倒防止装置の足首下ベルトの別の例を示す説明図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本開示にかかる実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１３】
図面を参照して本開示における実施形態を詳細に説明する前に、本開示の種々の態様について説明する。
【００１４】
本開示の第１の態様によれば、ユーザの左の足首上部に固定される左の足首上ベルトと、前記ユーザの右の足首上部に固定される右の足首上ベルトと、前記ユーザの左の足首下部に固定される左の足首下ベルトと、前記ユーザの右の足首下部に固定される右の足首下ベルトと、前記右の足首上ベルトと前記右の足首下ベルトとに連結される第１のワイヤーと、前記右の足首上ベルトと前記右の足首下ベルトとに連結される第２のワイヤーと、前記第１のワイヤーの少なくとも一部は前記右足首の右側面に沿って配置され、前記第２のワイヤーの少なくとも一部は前記右足首の左側面に沿って配置され、前記左の足首上ベルトと前記左の足首下ベルトとに連結される第３のワイヤーと、前記左の足首上ベルトと前記左の足首下ベルトとに連結される第４のワイヤーと、前記第３のワイヤーの少なくとも一部は前記左足首の右側面に沿って配置され、前記第４のワイヤーの少なくとも一部は前記左足首の左側面に沿って配置され、前記第１のワイヤーの張力を制御する第１張力制御器と、前記第２のワイヤーの張力を制御する第２張力制御器と、前記第３のワイヤーの張力を制御する第３張力制御器と、前記第４のワイヤーの張力を制御する第４張力制御器と、前記ユーザが歩行する路面の情報を取得する取得器と、制御器を含み、前記制御器は、前記路面の情報に基づいて、前記第１のワイヤーの第１剛性目標値、前記第２のワイヤーの第２剛性目標値、前記第３のワイヤーの第３剛性目標値、前記第４のワイヤーの第４剛性目標値を決定し、前記制御器は、前記第１剛性目標値を用いて、前記第１張力制御器に、前記第１のワイヤーの張力を制御させ、前記制御器は、前記第２剛性目標値を用いて、前記第２張力制御器に、前記第２のワイヤーの張力を制御させ、前記制御器は、前記第３剛性目標値を用いて、前記第３張力制御器に、前記第３のワイヤーの張力を制御させ、前記制御器は、前記第４剛性目標値を用いて、前記第４張力制御器に、前記第４のワイヤーの張力を制御させ、前記第１のワイヤーの張力制御と前記第２のワイヤーの張力制御は同時に行われ、前記第３のワイヤーの張力制御と前記第４のワイヤーの張力制御は同時に行われる歩行転倒防止装置を提供する。
【００１５】
前記第１の態様によれば、各ワイヤーの張力は、路面情報に基づいた剛性目標値を用いて制御される。これにより歩行中のユーザの左側への転倒及び右側への転倒が防止できる。
【００１６】
本開示の第２の態様によれば、前記第１張力制御器は、前記第１のワイヤーが連結される第１回転軸を有して、前記第１回転軸の回転制御により、前記第１のワイヤーの張力を制御する第１のモータを含み、前記第２張力制御器は、前記第２のワイヤーが連結される第２回転軸を有して、前記第２回転軸の回転制御により、前記第２のワイヤーの張力を制御する第２のモータを含み、前記第３張力制御器は、前記第３のワイヤーが連結される第３回転軸を有して、前記第３回転軸の回転制御により、前記第３のワイヤーの張力を制御する第３のモータを含み、前記第４張力制御器は、前記第４のワイヤーが連結される第４回転軸を有して、前記第４回転軸の回転制御により、前記第４のワイヤーの張力を制御する第４のモータを含み、前記制御器は、前記第１のモータに前記第１回転軸の回転制御のための指示を行い、前記第２のモータに前記第２回転軸の回転制御のための指示を行い、前記第３のモータに前記第３回転軸の回転制御のための指示を行い、前記第４のモータに前記第４回転軸の回転制御のための指示を行う、第１の態様に記載の歩行転倒防止装置を提供する。
【００１７】
前記第２の態様によれば、各張力制御器は対応するワイヤーの張力を制御するモータである。これにより、モータは対応するワイヤーにバネと同様に長さの変化量に比例した張力を発生させ、歩行中のユーザの左側への転倒及び右側への転倒が防止できる。
【００１８】
本開示の第３の態様によれば、前記歩行転倒防止装置は、前記ユーザの腰部に固定される腰部ベルトと、前記左の脚の膝上部に固定される左膝上ベルトと、前記右の脚の膝上部に固定される右膝上ベルトと、前記腰部ベルトと前記右膝上ベルトとに連結される第５のワイヤーと、前記腰部ベルトと前記右膝上ベルトとに連結される第６のワイヤーと、前記腰部ベルトと前記左膝上ベルトとに連結される第７のワイヤーと、前記腰部ベルトと前記左膝上ベルトとに連結される第８のワイヤーと、前記第５のワイヤーの少なくとも一部は前記ユーザの右太腿の右側面に配置され、前記第６のワイヤーの少なくとも一部は前記右太腿の左側面に配置され、前記第７のワイヤーの少なくとも一部は前記ユーザの左太腿の右側面に配置され、前記第８のワイヤーの少なくとも一部は前記左太腿の左側面に配置され、前記第５のワイヤーの張力を制御する第５の張力制御器と、前記第６のワイヤーの張力を制御する第６の張力制御器と、前記第７のワイヤーの張力を制御する第７の張力制御器と、前記第８のワイヤーの張力を制御する第８の張力制御器とをさらに備え、前記制御器は前記路面の情報に基づいて、前記第５のワイヤーの第５剛性目標値、前記第６のワイヤーの第６剛性目標値、前記第７のワイヤーの第７剛性目標値、前記第８のワイヤーの第８剛性目標値を決定し、前記制御器は、前記第５剛性目標値を用いて、前記第５張力制御器に、前記第５のワイヤーの張力を制御させ、前記制御器は、前記第６剛性目標値を用いて、前記第６張力制御器に、前記第６のワイヤーの張力を制御させ、前記制御器は、前記第７剛性目標値を用いて、前記第７張力制御器に、前記第７のワイヤーの張力を制御させ、前記制御器は、前記第８剛性目標値を用いて、前記第８張力制御器に、前記第８のワイヤーの張力を制御させ、前記第５のワイヤーの張力制御と前記第６のワイヤーの張力制御は同時に行われ、前記第７のワイヤーの張力制御と前記第８のワイヤーの張力制御は同時に行われる、第１の態様に記載の歩行転倒防止装置を提供する。
【００１９】
前記第３の態様によれば、各ワイヤーの張力は、路面情報に基づいた剛性目標値を用いて制御される。これにより歩行中のユーザの左側への転倒及び右側への転倒が防止できる。
【００２０】
本開示の第４の態様によれば、前記第５張力制御器は、前記第５のワイヤーが連結される第５回転軸を有して、前記第５回転軸の回転制御により、前記第５のワイヤーの張力を制御する第５のモータを含み、前記第６張力制御器は、前記第６のワイヤーが連結される第６回転軸を有して、前記第６回転軸の回転制御により、前記第６のワイヤーの張力を制御する第６のモータを含み、前記第７張力制御器は、前記第７のワイヤーが連結される第７回転軸を有して、前記第７回転軸の回転制御により、前記第７のワイヤーの張力を制御する第７のモータを含み、前記第８張力制御器は、前記第８のワイヤーが連結される第８回転軸を有して、前記第８回転軸の回転制御により、前記第８のワイヤーの張力を制御する第８のモータを含み、前記制御部は、前記第５張力制御器に前記第５回転軸の回転制御のための指示を行い、前記第６張力制御器に前記第６回転軸の回転制御のための指示を行い、前記第７張力制御器に前記第７回転軸の回転制御のための指示を行い、前記第８張力制御器に前記第８回転軸の回転制御のための指示を行う、第３の態様に記載の歩行転倒防止装置を提供する。
【００２１】
前記第４の態様によれば、各張力制御器は対応するワイヤーの張力を制御するモータである。これにより、モータは対応するワイヤーにバネと同様に長さの変化量に比例した張力を発生させ、歩行中のユーザの左側への転倒及び右側への転倒が防止できる。
【００２２】
本開示の第５の態様によれば、ユーザの腰部に固定される腰部ベルトと、前記ユーザの左の脚の膝上部に固定される左膝上ベルトと、前記ユーザの右の脚の膝上部に固定される右膝上ベルトと、前記腰部ベルトと前記右膝上ベルトとに連結される第５のワイヤーと、前記腰部ベルトと前記右膝上ベルトとに連結される第６のワイヤーと、前記腰部ベルトと前記左膝上ベルトとに連結される第７のワイヤーと、前記腰部ベルトと前記左膝上ベルトとに連結される第８のワイヤーと、前記第５のワイヤーの少なくも一部は前記ユーザの右太腿の右側面に沿って配置され、前記第６のワイヤーの少なくも一部は前記右太腿の左側面に沿って配置され、前記第７のワイヤーの少なくも一部は前記ユーザの左太腿の右側面に沿って配置され、前記第８のワイヤーの少なくも一部は前記左太腿の左側面に沿って配置され、前記第５のワイヤーの張力を制御する第５の張力制御器と、前記第６のワイヤーの張力を制御する第６の張力制御器と、前記第７のワイヤーの張力を制御する第７の張力制御器と、前記第８のワイヤーの張力を制御する第８の張力制御器と、前記ユーザが歩行する路面の情報を取得する取得器と、制御器を含み、前記剛性制御器は、前記路面の情報に基づいて、前記第５のワイヤーの第５剛性目標値、前記第６のワイヤーの第６剛性目標値、前記第７のワイヤーの第７剛性目標値、前記第８のワイヤーの第８剛性目標値を決定し、前記制御器は、前記第５剛性目標値を用いて、前記第５張力制御器に、前記第５のワイヤーの張力を制御させ、前記制御器は、前記第６剛性目標値を用いて、前記第６張力制御器に、前記第６のワイヤーの張力を制御させ、前記制御器は、前記第７剛性目標値を用いて、前記第７張力制御器に、前記第７のワイヤーの張力を制御させ、前記制御器は、前記第８剛性目標値を用いて、前記第８張力制御器に、前記第８のワイヤーの張力を制御させ、前記第５のワイヤーの張力制御と前記第６のワイヤーの張力制御は同時に行われ、前記第７のワイヤーの張力制御と前記第８のワイヤーの張力制御は同時に行われる、歩行転倒防止装置を提供する。
【００２３】
前記第５の態様によれば、各ワイヤーの張力は、路面情報に基づいた剛性目標値を用いて制御される。これにより歩行中のユーザの左側への転倒及び右側への転倒が防止できる。
【００２４】
本開示の第６の態様によれば、前記第５張力制御器は、前記第５のワイヤーが連結される第５回転軸を有して、前記第５回転軸の回転制御により、前記第５のワイヤーの張力を制御する第５のモータを含み、前記第６張力制御器は、前記第６のワイヤーが連結される第６回転軸を有して、前記第６回転軸の回転制御により、前記第６のワイヤーの張力を制御する第６のモータを含み、前記第７張力制御器は、前記第７のワイヤーが連結される第７回転軸を有して、前記第７回転軸の回転制御により、前記第７のワイヤーの張力を制御する第７のモータを含み、前記第８張力制御器は、前記第８のワイヤーが連結される第８回転軸を有して、前記第８回転軸の回転制御により、前記第８のワイヤーの張力を制御する第８のモータを含み、前記制御部は、前記第５張力制御器に前記第５回転軸の回転制御のための指示を行い、前記第６張力制御器に前記第６回転軸の回転制御のための指示を行い、前記第７張力制御器に前記第７回転軸の回転制御のための指示を行い、前記第８張力制御器に前記第８回転軸の回転制御のための指示を行う、第５の態様に記載の歩行転倒防止装置を提供する。
【００２５】
前記第６の態様によれば、各張力制御器は対応するワイヤーの張力を制御するモータである。これにより、モータは対応するワイヤーにバネと同様に長さの変化量に比例した張力を発生させ、歩行中のユーザの左側への転倒及び右側への転倒が防止できる。
【００２６】
本開示の第７の態様によれば、前記第１剛性目標値は前記第２剛性目標値と等しく、かつ、前記第３剛性目標値は前記第４剛性目標値と等しい、第１〜４の態様のいずれか１つに記載の歩行転倒防止装置を提供する。
【００２７】
本開示の第８の態様によれば、前記第５剛性目標値は前記第６剛性目標値と等しく、かつ、前記第７剛性目標値は前記第８剛性目標値と等しい、第３〜６の様態のいずれか１つに記載の歩行転倒防止装置を提供する。
【００２８】
本開示の第９の態様によれば、前記制御部は、（ｉ）前記第１ワイヤーに発生している力に基づき、前記第１回転軸の回転制御のための指示を行い、前記第２ワイヤーに発生している力に基づき、前記第２回転軸の回転制御のための指示を行い、前記第３ワイヤーに発生している力に基づき、前記第３回転軸の回転制御のための指示を行い、前記第４ワイヤーに発生している力に基づき、前記第４回転軸の回転制御のための指示を行い、または、（ｉｉ）前記第１ワイヤーの長さに基づき、前記第１回転軸の回転制御のための指示を行い、前記第２ワイヤーの長さに基づき、前記第２回転軸の回転制御のための指示を行い、前記第３ワイヤーの長さに基づき、前記第３回転軸の回転制御のための指示を行い、前記第４ワイヤーの長さに基づき、前記第４回転軸の回転制御のための指示を行う、第２の態様に記載の歩行転倒防止装置を提供する。
【００２９】
本開示の第１０の態様によれば、前記制御部は、（ｉ）前記第５ワイヤーに発生している力に基づき、前記第５回転軸の回転制御のための指示を行い、前記第６ワイヤーに発生している力に基づき、前記第６回転軸の回転制御のための指示を行い、前記第７ワイヤーに発生している力に基づき、前記第７回転軸の回転制御のための指示を行い、前記第８ワイヤーに発生している力に基づき、前記第８回転軸の回転制御のための指示を行い、または、（ｉｉ）前記第５ワイヤーの長さに基づき、前記第５回転軸の回転制御のための指示を行い、前記第６ワイヤーの長さに基づき、前記第６回転軸の回転制御のための指示を行い、前記第７ワイヤーの長さに基づき、前記第７回転軸の回転制御のための指示を行い、前記第８ワイヤーの長さに基づき、前記第８回転軸の回転制御のための指示を行う、第４または６の態様に記載の歩行転倒防止装置を提供する。
【００３０】
本開示の第１１の態様によれば、前記取得器は、前記ユーザの右足裏面に配置される第１の複数のフットセンサ、前記ユーザの左足裏面に配置される第２の複数のフットセンサ、路面Ｒ推定器を含み、前記第１の複数のフットセンサは前記ユーザが歩行するときの前記右足と前記路面との第１接地状態情報を取得し、前記第２の複数のフットセンサは前記ユーザが歩行するときの前記左足と前記路面との第２接地状態情報を取得し、前記路面Ｒ推定器は前記第１接地状態情報と前記第２接地状態情報を含む接地状態情報に基づき前記路面の曲率の情報を前記路面の情報として取得し、前記制御器は、前記路面の情報が、閾値以下の路面の曲率を有する場合、前記第１剛性目標値を初期設定値よりも大きくし、前記第２剛性目標値を、初期設定値よりも大きくする、第１〜４、９のいずれか１つに記載の歩行転倒防止装置を提供する。
【００３１】
前記第１１の態様によれば、閾値以下の路面の曲率を取得して路面が転倒しやすい場合には、第１剛性目標値及び第２剛性目標値を、それぞれ初期設定された剛性目標値よりも大きくして転倒の防止を行うことができる。また、フットセンサを備えることで、ユーザは自ら自発的に路面情報を入力する必要がなく、歩行転倒防止装置を装着して歩行するだけで、自動で路面情報を入手できる。
【００３２】
本開示の第１２の態様によれば、前記取得器は、前記ユーザの右足裏面に配置される第１の複数のフットセンサ、前記ユーザの左足裏面に配置される第２の複数のフットセンサ、路面Ｒ推定器を含み、前記第１の複数のフットセンサは前記ユーザが歩行するときの前記右足と前記路面との第１接地状態情報を取得し、前記第２の複数のフットセンサは前記ユーザが歩行するときの前記左足と前記路面との第２接地状態情報を取得し、前記路面Ｒ推定器は第１接地状態情報と前記第２接地状態情報を含む接地状態情報に基づき前記路面の曲率の情報を前記路面の情報として取得し、前記制御器は、前記路面の情報が、閾値よりも大きい路面の曲率を有する場合、前記第１剛性目標値を初期設定値よりも小さくし、前記第２剛性目標値を初期設定値よりも小さくする、第１〜４、９のいずれか１つの態様に記載の歩行転倒防止装置を提供する。
【００３３】
前記第１２の態様によれば、閾値よりも大きな路面の曲率を取得して路面が転倒しにくい場合には、第１剛性目標値及び第２剛性目標値を、それぞれ初期設定された剛性目標値よりも小さくして太腿又は足首の自由度を高めて動きやすくすることができる。
【００３４】
本開示の第１３の態様によれば、前記取得器は、前記ユーザの右足裏面に配置される第１の複数のフットセンサ、前記ユーザの左足裏面に配置される第２の複数のフットセンサ、路面Ｒ推定器を含み、前記第１の複数のフットセンサは前記ユーザが歩行するときの前記右足と前記路面との第１接地状態情報を取得し、前記第２の複数のフットセンサは前記ユーザが歩行するときの前記左足と前記路面との第２接地状態情報を取得し、前記路面Ｒ推定器は前記第１接地状態情報と前記第２接地状態情報に含まれる前記右足裏面が前記路面に接触しているタイミング及び／または前記左足裏面が前記路面に接触しているタイミングの接地状態情報に基づき、前記路面の曲率の情報を前記路面の情報として取得する、第１〜１０の態様のいずれか１つに記載の歩行転倒防止装置を提供する。
【００３５】
前記第１３の態様によれば、フットセンサで取得した接地状態情報のうち、足の裏が路面に接触しているタイミングの接地状態情報に基づき、前記路面の曲率の情報を前記路面の情報として路面Ｒ推定器で取得することができ、転倒防止の制御に使用することができる。例えば、ユーザが平らな路面を歩行しているときの足の裏全体が路面に接触しているタイミングの接地状態情報を用いることによって、路面情報をより正確に得ることができる。
【００３６】
本開示の第１４の態様によれば、前記取得器は、前記ユーザの右足裏面に配置される第１の複数のフットセンサ、前記ユーザの左足裏面に配置される第２の複数のフットセンサ、路面Ｒ推定器を含み、前記第１の複数のフットセンサは前記ユーザが歩行するときの前記右足と前記路面との第１接地状態情報を取得し、前記第２の複数のフットセンサは前記ユーザが歩行するときの前記左足と前記路面との第２接地状態情報を取得し、前記路面Ｒ推定器は前記第１接地状態情報と前記第２接地状態情報に基づき前記路面の段差の有無の情報を前記路面の情報として取得し、前記制御器は、前記路面の情報が、前記路面に段差が有ることを示すとき、前記第１剛性目標値と前記第２剛性目標値をそれぞれ独立して設定し、前記第１剛性目標値を初期設定値よりも大きくし、前記第２剛性目標値を初期設定値よりも大きくする、第１〜１０の態様のいずれか１つに記載の歩行転倒防止装置を提供する。
【００３７】
前記第１４の態様によれば、ユーザが歩行中に例えば足の裏の半分程度が溝又は開口に差し掛かったとき、路面の脚が接触している部分に段差が有るという情報を路面Ｒ推定器で推定することができ、その結果、太腿又は足首の左側面と右側面に伝達する剛性目標値を変更するように剛性制御器で制御して転倒防止を図ることができる。
【００３８】
本開示の第１５の態様によれば、前記取得器は、前記ユーザの右足裏面に配置される第１の複数のフットセンサ、前記ユーザの左足裏面に配置される第２の複数のフットセンサ、路面状況取得器を含み、前記第１の複数のフットセンサは前記ユーザが歩行するときの前記右足と前記路面との第１接地状態情報を取得し、前記第２の複数のフットセンサは前記ユーザが歩行するときの前記左足と前記路面との第２接地状態情報を取得し、路面状況取得器は、前記第１接地状態情報と前記第２接地状態情報に基づき、前記路面の情報として、転倒しやすい路面状況の情報を取得し、前記制御器は、前記路面の情報が転倒しやすい路面状況であることを示すとき、前記第１剛性目標値と前記第２剛性目標値をそれぞれ独立して設定し、前記第１剛性目標値を初期設定値よりも大きくし、前記第２剛性目標値を初期設定値よりも大きくする、第１〜１０の態様のいずれか１つに記載の歩行転倒防止装置を提供する。
【００３９】
第１５の態様によれば、転倒しやすい路面状況の情報を路面状況取得器で取得したとき、太腿又は足首の左側面と右側面に伝達する剛性目標値を変更するように剛性制御器で制御して転倒防止を図ることができる。
【００４０】
本開示の第１６の態様によれば、複数のベルトと複数のワイヤーを含む装置のための制御装置であって、前記複数のベルトは、ユーザの左の足首上部に固定される左の足首上ベルトと、前記ユーザの右の足首上部に固定される右の足首上ベルトと、前記ユーザの左の足首下部に固定される左の足首下ベルトと、前記ユーザの右の足首下部に固定される右の足首下ベルトを含み、前記複数のワイヤーは、前記右の足首上ベルトと前記右の足首下ベルトとに連結される第１のワイヤーと、前記右の足首上ベルトと前記右の足首下ベルトとに連結される第２のワイヤーと、前記左の足首上ベルトと前記左の足首下ベルトとに連結される第３のワイヤーと、前記左の足首上ベルトと前記左の足首下ベルトとに連結される第４のワイヤーを含み、前記第１のワイヤーの少なくとも一部は前記右足首の右側面に沿って配置され、前記第２のワイヤーの少なくとも一部は前記右足首の左側面に沿って配置され、前記第３のワイヤーの少なくとも一部は前記左足首の右側面に沿って配置され、前記第４のワイヤーの少なくとも一部は前記左足首の左側面に沿って配置され、前記制御装置は、前記第１のワイヤーの張力を制御する第１張力制御器と、前記第２のワイヤーの張力を制御する第２張力制御器と、前記第３のワイヤーの張力を制御する第３張力制御器と、前記第４のワイヤーの張力を制御する第４張力制御器と、前記ユーザが歩行する路面の情報を取得する取得器と、制御器を含み、前記制御器は、前記路面の情報に基づいて、前記第１のワイヤーの第１剛性目標値、前記第２のワイヤーの第２剛性目標値、前記第３のワイヤーの第３剛性目標値、前記第４のワイヤーの第４剛性目標値を決定し、前記制御器は、前記第１剛性目標値を用いて、前記第１張力制御器に、前記第１のワイヤーの張力を制御させ、前記制御器は、前記第２剛性目標値を用いて、前記第２張力制御器に、前記第２のワイヤーの張力を制御させ、前記制御器は、前記第３剛性目標値を用いて、前記第３張力制御器に、前記第３のワイヤーの張力を制御させ、前記制御器は、前記第４剛性目標値を用いて、前記第４張力制御器に、前記第４のワイヤーの張力を制御させ、前記第１のワイヤーの張力制御と前記第２のワイヤーの張力制御は同時に行われ、前記第３のワイヤーの張力制御と前記第４のワイヤーの張力制御は同時に行われる制御装置を提供する。
【００４１】
本開示の第１７の態様によれば、複数のベルトと複数のワイヤーを含む装置のための制御装置であって、前記複数のベルトは、ユーザの腰部に固定される腰部ベルトと、前記ユーザの左の脚の膝上部に固定される左膝上ベルトと、前記ユーザの右の脚の膝上部に固定される右膝上ベルトを含み、前記複数のワイヤーは、前記腰部ベルトと前記右膝上ベルトとに連結される第５のワイヤーと、前記腰部ベルトと前記右膝上ベルトとに連結される第６のワイヤーと、前記腰部ベルトと前記左膝上ベルトとに連結される第７のワイヤーと、前記腰部ベルトと前記左膝上ベルトとに連結される第８のワイヤーを含み、前記第５のワイヤーの少なくとも一部は前記ユーザの右太腿の右側面に配置され、前記第６のワイヤーの少なくとも一部は前記右太腿の左側面に配置され、前記第７のワイヤーの少なくとも一部は前記ユーザの左太腿の右側面に配置され、前記第８のワイヤーの少なくとも一部は前記左太腿の左側面に配置され、前記制御装置は、前記第５のワイヤーの張力を制御する第５の張力制御器と、前記第６のワイヤーの張力を制御する第６の張力制御器と、前記第７のワイヤーの張力を制御する第７の張力制御器と、前記第８のワイヤーの張力を制御する第８の張力制御器と、前記ユーザが歩行する路面の情報を取得する取得器と、制御器を含み、前記制御部は、前記路面の情報に基づいて、前記第５のワイヤーの第５剛性目標値、前記第６のワイヤーの第６剛性目標値、前記第７のワイヤーの第７剛性目標値、前記第８のワイヤーの第８剛性目標値を決定し、前記制御器は、前記第５剛性目標値を用いて、前記第５張力制御器に、前記第５のワイヤーの張力を制御させ、前記制御器は、前記第６剛性目標値を用いて、前記第６張力制御器に、前記第６のワイヤーの張力を制御させ、前記制御器は、前記第７剛性目標値を用いて、前記第７張力制御器に、前記第７のワイヤーの張力を制御させ、前記制御器は、前記第８剛性目標値を用いて、前記第８張力制御器に、前記第８のワイヤーの張力を制御させ、前記第５のワイヤーの張力制御と前記第６のワイヤーの張力制御は同時に行われ、前記第７のワイヤーの張力制御と前記第８のワイヤーの張力制御は同時に行われる制御装置を提供する。
【００４２】
前記第１６及び１７の態様によれば、各ワイヤーの張力は、路面情報に基づいた剛性目標値を用いて制御される。これにより歩行中のユーザの左側への転倒及び右側への転倒が防止できる。
【００４３】
本開示の第１８の態様によれば、複数のベルトと複数のワイヤーを含む装置のための制御方法であって、前記複数のベルトは、ユーザの左の足首上部に固定される左の足首上ベルトと、前記ユーザの右の足首上部に固定される右の足首上ベルトと、前記ユーザの左の足首下部に固定される左の足首下ベルトと、前記ユーザの右の足首下部に固定される右の足首下ベルトを含み、前記複数のワイヤーは、前記右の足首上ベルトと前記右の足首下ベルトとに連結される第１のワイヤーと、前記右の足首上ベルトと前記右の足首下ベルトとに連結される第２のワイヤーと、前記左の足首上ベルトと前記左の足首下ベルトとに連結される第３のワイヤーと、前記左の足首上ベルトと前記左の足首下ベルトとに連結される第４のワイヤーを含み、前記第１のワイヤーの少なくとも一部は前記右足首の右側面に沿って配置され、前記第２のワイヤーの少なくとも一部は前記右足首の左側面に沿って配置され、前記第３のワイヤーの少なくとも一部は前記左足首の右側面に沿って配置され、前記第４のワイヤーの少なくとも一部は前記左足首の左側面に沿って配置され、前記制御方法は、前記ユーザが歩行する路面の情報を取得し、前記路面の情報に基づいて、前記第１のワイヤーの第１剛性目標値、前記第２のワイヤーの第２剛性目標値、前記第３のワイヤーの第３剛性目標値、前記第４のワイヤーの第４剛性目標値を決定し、前記第１剛性目標値を用いて、前記第１のワイヤーの張力を制御し、前記第２剛性目標値を用いて、前記第２のワイヤーの張力を制御し、前記第３剛性目標値を用いて、前記第３のワイヤーの張力を制御し、前記第４剛性目標値を用いて、前記第４のワイヤーの張力を制御し、前記第１のワイヤーの張力制御と前記第２のワイヤーの張力制御は同時に行われ、前記第３のワイヤーの張力制御と前記第４のワイヤーの張力制御は同時に行われる制御方法を提供する。
【００４４】
本開示の第１９の態様によれば、複数のベルトと複数のワイヤーを含む装置のための制御方法であって、前記複数のベルトは、ユーザの腰部に固定される腰部ベルトと、前記ユーザの左の脚の膝上部に固定される左膝上ベルトと、前記ユーザの右の脚の膝上部に固定される右膝上ベルトを含み、前記複数のワイヤーは、前記腰部ベルトと前記右膝上ベルトとに連結される第５のワイヤーと、前記腰部ベルトと前記右膝上ベルトとに連結される第６のワイヤーと、前記腰部ベルトと前記左膝上ベルトとに連結される第７のワイヤーと、前記腰部ベルトと前記左膝上ベルトとに連結される第８のワイヤーを含み、前記第５のワイヤーの少なくとも一部は前記ユーザの右太腿の右側面に配置され、前記第６のワイヤーの少なくとも一部は前記右太腿の左側面に配置され、前記第７のワイヤーの少なくとも一部は前記ユーザの左太腿の右側面に配置され、前記第８のワイヤーの少なくとも一部は前記左太腿の左側面に配置され、前記制御方法は、前記ユーザが歩行する路面の情報を取得し、前記路面の情報に基づいて、前記第５のワイヤーの第５剛性目標値、前記第６のワイヤーの第６剛性目標値、前記第７のワイヤーの第７剛性目標値、前記第８のワイヤーの第８剛性目標値を決定し、前記第５剛性目標値を用いて、前記第５のワイヤーの張力を制御し、前記第６剛性目標値を用いて、前記第６のワイヤーの張力を制御し、前記第７剛性目標値を用いて、前記第７のワイヤーの張力を制御し、前記第８剛性目標値を用いて、前記第８のワイヤーの張力を制御し、前記第５のワイヤーの張力制御と前記第６のワイヤーの張力制御は同時に行われ、前記第７のワイヤーの張力制御と前記第８のワイヤーの張力制御は同時に行われる制御方法を提供する。
【００４５】
前記第１８及び１９の態様によれば、各ワイヤーの張力は、路面情報に基づいた剛性目標値を用いて制御される。これにより歩行中のユーザの左側への転倒及び右側への転倒が防止できる。
【００４６】
本開示の第２０の態様によれば、複数のベルトと複数のワイヤーを含む装置のための制御方法をコンピュータに実行させるプログラムであって、前記複数のベルトは、ユーザの左の足首上部に固定される左の足首上ベルトと、前記ユーザの右の足首上部に固定される右の足首上ベルトと、前記ユーザの左の足首下部に固定される左の足首下ベルトと、前記ユーザの右の足首下部に固定される右の足首下ベルトを含み、前記複数のワイヤーは、前記右の足首上ベルトと前記右の足首下ベルトとに連結される第１のワイヤーと、前記右の足首上ベルトと前記右の足首下ベルトとに連結される第２のワイヤーと、前記左の足首上ベルトと前記左の足首下ベルトとに連結される第３のワイヤーと、前記左の足首上ベルトと前記左の足首下ベルトとに連結される第４のワイヤーを含み、前記第１のワイヤーの少なくとも一部は前記右足首の右側面に沿って配置され、前記第２のワイヤーの少なくとも一部は前記右足首の左側面に沿って配置され、前記第３のワイヤーの少なくとも一部は前記左足首の右側面に沿って配置され、前記第４のワイヤーの少なくとも一部は前記左足首の左側面に沿って配置され、前記制御方法は、前記ユーザが歩行する路面の情報を取得し、前記路面の情報に基づいて、前記第１のワイヤーの第１剛性目標値、前記第２のワイヤーの第２剛性目標値、前記第３のワイヤーの第３剛性目標値、前記第４のワイヤーの第４剛性目標値を決定し、前記第１剛性目標値を用いて、前記第１のワイヤーの張力を制御し、前記第２剛性目標値を用いて、前記第２のワイヤーの張力を制御し、前記第３剛性目標値を用いて、前記第３のワイヤーの張力を制御し、前記第４剛性目標値を用いて、前記第４のワイヤーの張力を制御し、前記第１のワイヤーの張力制御と前記第２のワイヤーの張力制御は同時に行われ、前記第３のワイヤーの張力制御と前記第４のワイヤーの張力制御は同時に行われるプログラムを提供する。
【００４７】
本開示の第２１の態様によれば、複数のベルトと複数のワイヤーを含む装置のための制御方法をコンピュータに実行させるプログラムであって、前記複数のベルトは、ユーザの腰部に固定される腰部ベルトと、前記ユーザの左の脚の膝上部に固定される左膝上ベルトと、前記ユーザの右の脚の膝上部に固定される右膝上ベルトを含み、前記複数のワイヤーは、前記腰部ベルトと前記右膝上ベルトとに連結される第５のワイヤーと、前記腰部ベルトと前記右膝上ベルトとに連結される第６のワイヤーと、前記腰部ベルトと前記左膝上ベルトとに連結される第７のワイヤーと、前記腰部ベルトと前記左膝上ベルトとに連結される第８のワイヤーを含み、前記第５のワイヤーの少なくとも一部は前記ユーザの右太腿の右側面に配置され、前記第６のワイヤーの少なくとも一部は前記右太腿の左側面に配置され、前記第７のワイヤーの少なくとも一部は前記ユーザの左太腿の右側面に配置され、前記第８のワイヤーの少なくとも一部は前記左太腿の左側面に配置され、前記制御方法は、前記ユーザが歩行する路面の情報を取得し、前記路面の情報に基づいて、前記第５のワイヤーの第５剛性目標値、前記第６のワイヤーの第６剛性目標値、前記第７のワイヤーの第７剛性目標値、前記第８のワイヤーの第８剛性目標値を決定し、前記第５剛性目標値を用いて、前記第５のワイヤーの張力を制御し、前記第６剛性目標値を用いて、前記第６のワイヤーの張力を制御し、前記第７剛性目標値を用いて、前記第７のワイヤーの張力を制御し、前記第８剛性目標値を用いて、前記第８のワイヤーの張力を制御し、前記第５のワイヤーの張力制御と前記第６のワイヤーの張力制御は同時に行われ、前記第７のワイヤーの張力制御と前記第８のワイヤーの張力制御は同時に行われるプログラムを提供する。
【００４８】
前記第２０及び２１の態様によれば各ワイヤーの張力は、路面情報に基づいた剛性目標値を用いて制御される。これにより歩行中のユーザの左側への転倒及び右側への転倒が防止できる。
【００４９】
以下に、本開示にかかる実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００５０】
（第１実施形態）
図１Ａ〜図１Ｃは本開示の第１実施形態にかかる歩行転倒防止装置の一例としてのアシストシステム１のアシスト機構２をユーザが装着してアシストシステム１を使用する場合の３つの例を示す図である。図２は、本開示の第１実施形態にかかる歩行転倒防止装置の一例としての図１Ｃのアシストシステム１の概要を示す説明図である。図３は、図１Ｃのアシストシステム１の制御装置３及び制御対象を示すブロック図である。図３Ａは、アシストシステム１のアウターワイヤー１５と足首ワイヤー１１との取り付け構成を説明する説明図である。図３Ｂ及び図３Ｃは、アシストシステム１の張力付与機構７０の例のモータ１４などの構成を説明する正面図及び側面図である。
【００５１】
アシストシステム１は、ユーザ１００の歩行時における転倒を防止する装置であって、ユーザ１００が装着するアシスト機構２と、アシスト機構２の動作を制御する制御装置３とを備えている。
【００５２】
アシスト機構２は、ユーザ１００の下半身の少なくとも一部に装着されるアシストウェア７２と、複数本のワイヤーと、張力付与機構７０とで構成されている。アシストウェア７２には複数本のワイヤーが配置され、張力付与機構７０で複数本のワイヤーにそれぞれ張力を付与して、ユーザ１００のアシストウェア７２の装着部分に転倒防止用の剛性を付与することができる。
【００５３】
なお、例えば、後述する足首ワイヤーを総括的に指す場合には参照符号１１を使用し、個別の足首ワイヤーを指す場合には個別の参照符号１１ｅ，１１ｆ，１１ｇ，１１ｈを使用する。同様に、後述する足首アウターワイヤーを総括的に指す場合には参照符号１５を使用し、個別の足首アウターワイヤーを指す場合には個別の参照符号１５ｅ，１５ｆ，１５ｇ，１５ｈを使用する。これは、後述する、腿ワイヤー１０、モータ１３，１４、下端足首アウターワイヤー取付部１６、上端足首アウターワイヤー取付部１７、下端足首ワイヤー取付部１８、下端腿ワイヤー取付部１９についても同様である。
【００５４】
アシストウェア７２は、ユーザ１００に着脱可能に装着されており、ここでは３つの例について以下に示す。
【００５５】
アシストウェア７２の第１の例としては、図１Ａに示すように、アシストアンクルバンド２ｂ，２ｃで構成することができる。アシストウェア７２の第２の例としては、図１Ｂに示すように、アシストパンツ２ａで構成することもできる。アシストウェア７２の第３の例としては、図１Ｃに示すように、第１の例のアシストアンクルバンド２ｂ，２ｃと第２の例のアシストパンツ２ａとの両方で構成することもできる。以下の説明では、第１の例について説明し、次いで、第２の例について説明する。
【００５６】
図１Ａ及び図１Ｃに示すように、第１の例のアシストアンクルバンド２ｂ，２ｃは、ユーザ１００の左右の脚のそれぞれの足首上部に着脱可能に固定される左右の足首上ベルト６ｂ、６ａと、左右の足首下部、例えば踵に着脱可能に固定される左右の足首下ベルト、例えば踵ベルト７ｂ，７ａとで構成されている。
【００５７】
左右の足首上ベルト６ｂ、６ａは、例えば布ベルトで構成されている。左右の踵ベルト７ｂ、７ａは、例えば布ベルトで構成されている。左右の足首上ベルト６ｂ、６ａと左右の踵ベルト７ｂ、７ａとは、ユーザ１００の左右の足首に着脱可能に装着している。
【００５８】
張力付与機構７０は、例えば、ユーザ１００の腰に着脱可能に取り付けられる腰部ベルト４に備えられている。
【００５９】
第１の例のアシストウェア７２には、ワイヤーとして足首ワイヤー１１を配置している。足首ワイヤー１１は、可撓性を持つが長手方向に伸縮しない、例えば金属製の第１〜第４足首ワイヤー１１ｅ，１１ｆ，１１ｇ，１１ｈで構成されている。
【００６０】
第１〜第４足首ワイヤー１１ｅ，１１ｆ，１１ｇ，１１ｈの上端は、それぞれの張力付与機構７０に固定されており、張力付与機構７０により付与された張力により、第１〜第４足首ワイヤー１１ｅ，１１ｆ，１１ｇ，１１ｈがそれぞれ擬似的にばねとして動いて、太腿に対する剛性を変更するものである。第１〜第４足首ワイヤー１１ｅ，１１ｆ，１１ｇ，１１ｈの下端は、足首上ベルト６ｂ，６ａを通過したのち、左右の踵ベルト７ｂ，７ａに固定されている。具体的には、第１〜第４足首ワイヤー１１ｅ，１１ｆ，１１ｇ，１１ｈの下端は、左右の踵ベルト７ｂ，７ａの下端足首ワイヤー取付部１８ｅ，１８ｆ，１８ｇ，１８ｈに固定されている。張力付与機構は張力制御器と呼んでもよい。
【００６１】
すなわち、第１の足首ワイヤー１１ｅは、ユーザ１００の右足首の右側面に対応する部分にユーザ１００の右脚の長手方向沿いに配置され、右の足首上ベルト６ａの下端足首アウターワイヤー取付部１６ｅを通って、下端が、右の踵ベルト７ａの下端足首ワイヤー取付部１８ｅに連結されている。
【００６２】
第２の足首ワイヤー１１ｆは、ユーザ１００の右足首の左側面に対応する部分にユーザ１００の右脚の長手方向沿いに配置され、右の足首上ベルト６ａの下端足首アウターワイヤー取付部１６ｆを通って、下端が、右の踵ベルト７ａの下端足首ワイヤー取付部１８ｆに連結されている。
【００６３】
第３の足首ワイヤー１１ｇは、ユーザ１００の左足首の右側面に対応する部分にユーザ１００の左脚の長手方向沿いに配置され、左の足首上ベルト６ｂの下端足首アウターワイヤー取付部１６ｇを通って、下端が、左の踵ベルト７ｂの下端足首ワイヤー取付部１８ｇに連結されている。
【００６４】
第４の足首ワイヤー１１ｈは、ユーザ１００の左足首の左側面に対応する部分にユーザ１００の左脚の長手方向沿いに配置され、左の足首上ベルト６ｂの下端足首アウターワイヤー取付部１６ｈを通って、下端が、左の踵ベルト７ｂの下端足首ワイヤー取付部１８ｈに連結されている。
【００６５】
なお、各足首ワイヤー１１は、足首上ベルト６ａ，６ｂの下端足首アウターワイヤー取付部１６を通っているだけで固定されているわけではない。詳しくは図２と共に後述するように、足首アウターワイヤー１５の下端が下端足首アウターワイヤー取付部１６に固定されており、下端足首アウターワイヤー取付部１６と下端足首ワイヤー取付部１８との間で各足首ワイヤー１１からの引張力が作用するため、実質的には、各足首ワイヤー１１は、下端足首アウターワイヤー取付部１６に連結されていることになる。
【００６６】
それぞれの張力付与機構７０は、制御装置３の制御の基に駆動されて、第１〜第４足首ワイヤー１１ｅ，１１ｆ，１１ｇ，１１ｈをそれぞれ引張したり、緩めたりすることにより、第１〜第４足首ワイヤー１１ｅ，１１ｆ，１１ｇ，１１ｈに付与する引張力が個別に独立して調整され、アシストウェア７２からユーザ１００の足首に対して転倒防止用の剛性をそれぞれ付与する。
【００６７】
張力付与機構７０は、例えば、モータなどのアクチュエータで構成することができる。一例として、モータの例について説明する。
【００６８】
張力付与機構７０が、図３Ｂ及び図３Ｃに示すように、例えば、制御装置３で回転駆動が制御されるモータ１４で構成されている。図３Ｂ及び図３Ｃは、モータ１４及び足首ワイヤー１１の取付部を示した図である。モータ１４にはエンコーダ５１が取り付けられており、各モータ１４の回転軸１４ａの回転角度をエンコーダ５１で検出して制御装置３に送ることが出来る。また、各モータ１４の正逆回転する回転軸１４ａにはプーリ５０が固定されており、プーリ５０には、各足首アウターワイヤー１５の上端より上方に露出した各足首ワイヤー１１の上端が固定されたのち、足首ワイヤー１１が巻き付いている。プーリ５０の半径をｒpとすると、モータ１４の正逆回転によりプーリ５０が１周回転すると足首ワイヤー１１は２πｒpだけ引き出されるか、もしくは、巻き取られる。そのため、足首ワイヤー１１の先端部は、２πｒpだけ移動する。この例では、ギアは省略したが、モータ１４の回転軸１４ａには、ギアを介してプーリ５０が取り付けられてもよい。エンコーダ５１で検出された各モータ１４の角度を基に、モータ１４の駆動は制御装置３で制御されている。よって、制御装置３の制御の下に、モータ１４の回転軸１４ａの正逆回転により各足首ワイヤー１１の長さを調整して、各足首ワイヤー１１に対する引張力が付与されたり、付与が解除されたりする。
【００６９】
しかしながら、このような構成で、張力付与機構７０により引張力を第１〜第４足首ワイヤー１１ｅ，１１ｆ，１１ｇ，１１ｈに作用させると、引張力で、腰に向かって踵ベルト７ｂ，７ａが近接するように引っ張られてしまい、足首上ベルト６ｂ、６ａと左右の踵ベルト７ｂ，７ａとの間で引張力を確実に作用させにくくなる。
【００７０】
そこで、図１Ａの第１の例では、腰部ベルト４と足首上ベルト６ａ，６ｂとの間に、可撓性を持つ長尺で中空の筒状の例えば金属製又は合成樹脂製などの足首アウターワイヤー１５を配置して固定し、各足首ワイヤー１１を足首アウターワイヤー１５内に相対移動自在に挿入配置している。このように構成することにより、腰部ベルト４から足首上ベルト６ｂ、６ａまでの間では各足首ワイヤー１１の引張力は作用させることがないようにすることができる。具体的には、長尺で筒状の足首アウターワイヤー１５ｅ，１５ｆ，１５ｇ，１５ｈの上端は、腰部ベルト４の上端足首アウターワイヤー取付部１７ｅ，１７ｆ，１７ｇ，１７ｈに固定されている。足首アウターワイヤー１５ｅ，１５ｆ，１５ｇ，１５ｈの下端は、足首上ベルト６ａ，６ｂの下端足首アウターワイヤー取付部１６ｅ，１６ｆ，１６ｇ，１６ｈに固定されている。
【００７１】
これにより、各足首アウターワイヤー１５により腰部ベルト４と足首上ベルト６ａ，６ｂとの間の距離は固定され、各足首アウターワイヤー１５内を挿通する各足首ワイヤー１１に引張力が作用しても、腰部ベルト４と足首上ベルト６ａ，６ｂとの間には作用せず、腰部ベルト４と足首上ベルト６ａ，６ｂとの間は無視して考えることができる。言い換えれば、モータ１４が足首ワイヤー１１を引っ張ったときの張力は、アウターワイヤー取付部１６と足首ワイヤー終端取付部１８との間が作用点となる。
【００７２】
よって、右脚の外側の足首ワイヤー１１ｅに対する引張力が付与されると、足首上ベルト６ａと踵ベルト７ａとの間で、右脚の外側の足首ワイヤー１１ｅからユーザ１００の右足首の右側面（外側）に伝達する引張力を確実に増加させることができる。逆に、右脚の外側の足首ワイヤー１１ｅに対する引張力の付与が解除されると、足首上ベルト６ａと踵ベルト７ａとの間で、右脚の外側の足首ワイヤー１１ｅからユーザ１００の右足首の右側面（外側）に伝達する引張力を低下させることができる。
【００７３】
また、右脚の内側の足首ワイヤー１１ｆに対する引張力が付与されると、足首上ベルト６ａと踵ベルト７ａとの間で、右脚の内側の足首ワイヤー１１ｆからユーザ１００の右足首の左側面（内側）に伝達する引張力を確実に増加させることができる。逆に、右脚の内側の足首ワイヤー１１ｆに対する引張力の付与が解除されると、足首上ベルト６ａと踵ベルト７ａとの間で、右脚の内側の足首ワイヤー１１ｆからユーザ１００の右足首の左側面（内側）に伝達する引張力を低下させることができる。
【００７４】
左脚の外側の足首ワイヤー１１ｈに対する引張力が付与されると、足首上ベルト６ｂと踵ベルト７ｂとの間で、左脚の外側の足首ワイヤー１１ｈからユーザ１００の左足首の左側面（外側）に伝達する引張力を確実に増加させることができる。逆に、左脚の外側の足首ワイヤー１１ｈに対する引張力の付与が解除されると、足首上ベルト６ｂと踵ベルト７ｂとの間で、左脚の外側の足首ワイヤー１１ｈからユーザ１００の左足首の左側面（外側）に伝達する引張力を低下させることができる。
【００７５】
また、左脚の内側の足首ワイヤー１１ｇに対する引張力が付与されると、足首上ベルト６ｂと踵ベルト７ｂとの間で、左脚の内側の足首ワイヤー１１ｇからユーザ１００の左足首の右側面（内側）に伝達する引張力を確実に増加させることができる。逆に、左脚の内側の足首ワイヤー１１ｇに対する引張力の付与が解除されると、足首上ベルト６ｂと踵ベルト７ｂとの間で、左脚の内側の足首ワイヤー１１ｇからユーザ１００の左足首の右側面（内側）に伝達する引張力を低下させることができる。
【００７６】
なお、足首上ベルト６ａの下端足首アウターワイヤー取付部１６ｅは右足首の右側面に対応する部分に位置している。足首上ベルト６ａの下端足首アウターワイヤー取付部１６ｆは右足首の左側面に対応する部分に位置している。足首上ベルト６ｂの下端足首アウターワイヤー取付部１６ｇは左足首の右側面に対応する部分に位置している。足首上ベルト６ｂの下端足首アウターワイヤー取付部１６ｈは左足首の左側面に対応する部分に位置している。また、踵ベルト７ａの下端足首ワイヤー取付部１８ｅは右足首の右側面に対応する部分に位置している。踵ベルト７ａの下端足首ワイヤー取付部１８ｆは右足首の左側面に対応する部分に位置している。踵ベルト７ｂの下端足首ワイヤー取付部１８ｇは左足首の右側面に対応する部分に位置している。踵ベルト７ｂの下端足首ワイヤー取付部１８ｈは左足首の左側面に対応する部分に位置している。
【００７７】
このように構成する結果、右脚の外側と内側との足首ワイヤー１１ｅと１１ｆとが拮抗の関係にあり、左脚の内側と外側との足首ワイヤー１１ｇと１１ｈとが拮抗の関係にある。よって、制御装置３の制御の下にモータ１４ｅ，１４ｆをそれぞれ独立して正逆回転させることにより、外側と内側との足首ワイヤー１１ｅの長さと足首ワイヤー１１ｆの長さとをそれぞれ独立して調整する。これにより、拮抗関係の１組の右脚の外側と内側との足首ワイヤー１１ｅと１１ｆとが、それぞれ引っ張り合うように駆動されると、右脚の足首に剛性を付与することができる。また、制御装置３の制御の下にモータ１４ｇ，１４ｈをそれぞれ独立して正逆回転させることにより、内側と外側との足首ワイヤー１１ｇの長さと足首ワイヤー１１ｈの長さとをそれぞれ独立して調整する。これにより、拮抗関係の１組の左脚の内側と外側との足首ワイヤー１１ｇと１１ｈとが、それぞれ引っ張り合うように駆動されると、左脚の足首に剛性を付与することができる。
【００７８】
従って、制御装置３の制御の下に、エンコーダ５１で検出された各モータ１４の回転角度を基に、モータ１４が回転して回転軸１４ａを介してプーリ５０に各足首ワイヤー１１を巻取ることにより、各足首ワイヤー１１の上端が上方に引張られて各足首ワイヤー１１に対して引張力が付与される。すると、各足首ワイヤー１１により足首上ベルト６ａ，６ｂに接近するように踵ベルト７ａ，７ｂが上方に引張される。その結果、足首の左側面と足首の右側面に同時に剛性が伝達され、足首の左右の側面が両方同時に弾性体（バネ）により引っ張られて保持されるかのような状態となり、転倒防止効果を発揮することができる。
【００７９】
逆に、制御装置３の制御の下に、モータ１４が逆回転して各足首ワイヤー１１の巻取りが緩められることにより、各足首ワイヤー１１が下方に移動して各足首ワイヤー１１に対する引張力の付与が解除される。すると、各足首ワイヤー１１により足首上ベルト６ａ，６ｂに接近するように踵ベルト７ａ，７ｂが上方に引張られていた力が無くなる。その結果、足首の左右の側面が支持されていた剛体が無くなり、自由に動くことができる状態となる。
【００８０】
次に、図１Ｂ及び図１Ｃに示すように、第２の例としてアシストウェア７２がアシストパンツ２ａで構成する場合について説明する。
【００８１】
この第２の例では、アシスト機構２は、アシストパンツ２ａであるアシストウェア７２と、複数の腿ワイヤー１０と、張力付与機構７０とで構成されている。
【００８２】
アシストパンツ２ａは、ユーザ１００が下半身に着脱可能に装着するアシストパンツ本体２ｄと、腰部ベルト４と、左右の膝上ベルト５ｂ、５ａとで構成されている。
【００８３】
腰部ベルト４は、アシストパンツ本体２ｄの上端縁に固定された、例えば布ベルトで構成されて、ユーザ１００の腰部を着脱可能に拘束している。左右の膝上ベルト５ｂ、５ａは、アシストパンツ本体２ｄの左右の下端縁（裾）に固定された、例えば布ベルトで構成されて、ユーザ１００の左右の膝部を着脱可能に拘束している。
【００８４】
各腿ワイヤー１０は、図１Ｂ及び図１Ｃに示すように、アシストパンツ本体２ｄの腰部ベルト４と左右の膝上ベルト５ｂ、５ａとの間にユーザ１００の左脚又は右脚の長手方向沿いに配置されている。腿ワイヤー１０は、可撓性を持つが長手方向に伸縮しない、例えば金属製の第１〜第４腿ワイヤー１０ｅ，１０ｆ，１０ｇ，１０ｈで構成されている。第１〜第４腿ワイヤー１０ｅ，１０ｆ，１０ｇ，１０ｈの上端は、それぞれの張力付与機構７０に固定されており、張力付与機構７０により付与された張力により、第１〜第４腿ワイヤー１０ｅ，１０ｆ，１０ｇ，１０ｈがそれぞれ擬似的にばねとして動いて、太腿に対する剛性を変更するものである。
【００８５】
具体的には、腿ワイヤー１０ｅは、アシストパンツ本体２ｄにおいて、ユーザ１００の右太腿外側（右太腿右側面）に対応する部分に配置されて、下端が、腰部ベルト４と右脚の膝上ベルト５ａの下端腿ワイヤー取付部１９ｅとに連結されている。腿ワイヤー１０ｆは、アシストパンツ本体２ｄにおいて、ユーザ１００の右太腿内側（右太腿左側面）に対応する部分に配置されて、下端が、腰部ベルト４と右脚の膝上ベルト５ａの下端腿ワイヤー取付部１９ｆとに連結されている。腿ワイヤー１０ｇは、アシストパンツ本体２ｄにおいて、ユーザ１００の左太腿内側（左太腿右側面）に対応する部分に配置されて、下端が、腰部ベルト４と左脚の膝上ベルト５ｂの下端腿ワイヤー取付部１９ｇとに連結されている。腿ワイヤー１０ｈは、アシストパンツ本体２ｄにおいて、ユーザ１００の左太腿外側（左太腿左側面）に対応する部分に配置されて、下端が、腰部ベルト４と左脚の膝上ベルト５ｂの下端腿ワイヤー取付部１９ｈとに連結されている。
【００８６】
このように構成する結果、右脚の外側と内側との腿ワイヤー１０ｅと１０ｆとが拮抗の関係にあり、左脚の内側と外側との腿ワイヤー１０ｇと１０ｈとが拮抗の関係にある。よって、制御装置３の制御の下にモータ１３ｅ，１３ｆをそれぞれ独立して正逆回転させることにより、外側と内側との腿ワイヤー１０ｅの長さと腿ワイヤー１０ｆの長さとをそれぞれ独立して調整する。これにより、拮抗関係の１組の右脚の外側と内側との腿ワイヤー１０ｅと１０ｆとが、それぞれ引っ張り合うように駆動されると、右脚の太腿に剛性を付与することができる。また、制御装置３の制御の下にモータ１３ｇ，１３ｈをそれぞれ独立して正逆回転させることにより、内側と外側との腿ワイヤー１０ｇの長さと腿ワイヤー１０ｈの長さとをそれぞれ独立して調整する。これにより、拮抗関係の１組の左脚の内側と外側との腿ワイヤー１０ｇと１０ｈとが、それぞれ引っ張り合うように駆動されると、左脚の太腿に剛性を付与することができる。
【００８７】
それぞれの張力付与機構７０は、制御装置３の制御の基に駆動されて、第１〜第４腿ワイヤー１０ｅ，１０ｆ，１０ｇ，１０ｈをそれぞれ引張したり、緩めたりすることにより、第１〜第４腿ワイヤー１０ｅ，１０ｆ，１０ｇ，１０ｈに付与する引張力が個別に独立して調整され、アシストウェア７２からユーザ１００の太腿に対して転倒防止用の剛性をそれぞれ付与する。
【００８８】
各張力付与機構７０は、例えば腰部ベルト４に備えられている。各張力付与機構７０は、図３Ｂ及び図３Ｃに示すモータ１４と同様に、例えば、制御装置３で回転駆動が制御される腿ワイヤー駆動用のモータ１３で構成されている。モータ１３及びワイヤー１０の取付部は、図３Ｂ及び図３Ｃに示したモータ１４及びワイヤー１１の取付部と同じであるため、図３Ｂ及び図３Ｃ中に括弧書きで対応する参照符号を表示して、説明を省略する。
【００８９】
腿ワイヤー１０ｅ，１０ｆ，１０ｇ，１０ｈの各上端はモータ１３ｅ，１３ｆ，１３ｇ，１３ｈの各回転軸に固定されたプーリ５０に連結されている。よって、制御装置３の制御の下に、エンコーダ５１で検出された各モータ１３の回転角度を基に、モータ１３ｅ，１３ｆ，１３ｇ，１３ｈの回転軸の正逆回転により、腰部ベルト４と左右の膝上ベルト５ｂ、５ａとの間の腿ワイヤー１０ｅ，１０ｆ，１０ｇ，１０ｈの長さをそれぞれ調整して、各腿ワイヤー１０に対する引張力が付与されたり、付与が解除されたりする。
【００９０】
よって、制御装置３の制御の下に、モータ１３が回転して回転軸を介してプーリ５０に各腿ワイヤー１０を巻取ることにより、各腿ワイヤー１０の上端が上方に引張られて各腿ワイヤー１０に対して引張力が付与される。すると、各腿ワイヤー１０により腰部ベルト４に接近するように膝上ベルト５ｂ、５ａが上方に引張される。その結果、腿の左側面と腿の右側面に同時に剛性が伝達され、腿の左右の側面が両方同時に弾性体（バネ）により引っ張られて保持されるかのような状態となり、転倒防止効果を発揮することができる。
【００９１】
逆に、制御装置３の制御の下に、モータ１３が逆回転して各腿ワイヤー１０の巻取りが緩められることにより、各腿ワイヤー１０が下方に移動して各腿ワイヤー１０に対する引張力の付与が解除される。すると、各腿ワイヤー１０により腰部ベルト４に接近するように膝上ベルト５ｂ、５ａが上方に引張られていた力が無くなる。その結果、腿の左右の側面が支持されていた剛体が無くなり、自由に動くことができる状態となる。
【００９２】
図４Ａは、本開示の第１実施形態における制御装置３及び制御対象であるアシスト機構２の張力付与機構７０及び制御装置３に対する入力側の入力インターフェース部２００を示すブロック図である。この図４Ａを基に、制御装置３の概略構成についてまず説明する。入力インターフェース部は取得器と呼んでもよい。
【００９３】
制御装置３は、アシスト機構２の動作を制御する。制御装置３は、入力インターフェース部２００と、剛性制御部１２４とを備えている。
【００９４】
入力インターフェース部２００は、ユーザ１００が歩行する路面９０の情報を取得している。
【００９５】
剛性制御部１２４は、入力インターフェース部２００で取得した路面９０の情報に基づいて、ユーザの部位に伝達する剛性を制御すべき１組の張力付与機構７０をそれぞれ制御して、その１組の張力付与機構７０に対応する１組のワイヤーに含まれるそれぞれのワイヤーの張力を同時に制御する。これにより、第１の１組のワイヤーに対応するユーザの部位である左足首の右側面と左側面のそれぞれに伝達する剛性を同時に変化させ、第２の１組のワイヤーに対応するユーザの部位である右足首の右側面と左側面のそれぞれに伝達する剛性を同時に変化させ、第３の１組のワイヤーに対応するユーザの部位である左太腿の右側面と左側面のそれぞれに伝達する剛性を同時に変化させ、第４の１組のワイヤーに対応するユーザの部位である右太腿の右側面と左側面のそれぞれに伝達する剛性を同時に変化させる。
【００９６】
なお、１組の右脚の外側（右側面）の足首ワイヤー１１ｅと右脚の内側（左側面）の足首ワイヤー１１ｆはユーザの右足首に対応し、１組の左脚の内側（右側面）の足首ワイヤー１１ｇと左脚の外側（左側面）の足首ワイヤー１１ｈはユーザの左足首に対応し、１組の右脚の外側（右側面）の腿ワイヤー１０ｅと右脚の内側（左側面）の腿ワイヤー１０ｆはユーザの右太腿に対応し、１組の左脚の内側（右側面）の腿ワイヤー１０ｇと左脚の外側（左側面）の腿ワイヤー１０ｈはユーザの左太腿に対応する。
【００９７】
以下、この制御について、より具体的に説明する。
【００９８】
図４Ｂは、張力付与機構７０がモータ１３又は１４であるときの具体的な構成を示すブロック図である。以下の説明では、第１〜第３の例に共通する構成の説明であり、取り扱う情報が、足首に関する情報か、太腿に関する情報か、足首及び太腿の両方に関する情報かの違いであり、ユーザの対応する部位への剛性付与又は付与解除の基本的な動作は同じであるため、主として、足首又は太腿に関する情報を基に説明する。
【００９９】
制御装置３は、この第１実施形態では、一例として、一般的なマイクロコンピュータにより構成されている。制御装置３は、剛性制御部の一例として機能する第１の剛性目標値出力部２４を有する制御器たる制御プログラム４０と、ユーザ１００が歩行する路面９０の情報を取得する入力インターフェース部２００とで構成されている。よって、制御装置３でモータ１３又は１４を動作させることにより、モータ１３又は１４に接続されたワイヤー１１又は１０の張力が変化する。ワイヤー１０又は１１の張力が、バネと同様に長さの変化量に比例した張力となるように張力を発生させることで、前記したように腿ワイヤー１０又は足首ワイヤー１１で接続された２点間で挟まれた太腿又は足首に剛性を発生させることができる。
【０１００】
第１の剛性目標値出力部２４は、１組のモータ１３又は１組のモータ１４を駆動制御して拮抗関係の１組の腿ワイヤー１０又は１組の足首ワイヤー１１の長さをそれぞれ同時に調整することにより、左の太腿又は右の太腿又は左の足首又は右の足首の左側面と右側面に伝達する剛性を同時に変更可能としている。
【０１０１】
具体的には、第１の剛性目標値出力部２４は、入力インターフェース部２００で取得した路面９０の情報に基づいて、１組のモータ１４ｅ，１４ｆをそれぞれ制御して１組の足首ワイヤー１１ｅ及び足首ワイヤー１１ｆをそれぞれ独立してそれぞれの張力を制御することにより、右足首の左側面と右側面に伝達する剛性を同時に変更する。また、第１の剛性目標値出力部２４は、同時的に、１組のモータ１４ｇ，１４ｈをそれぞれ制御して１組の足首ワイヤー１１ｇ及び足首ワイヤー１１ｈをそれぞれ独立してそれぞれの張力を制御することにより、左足首の左側面と右側面に伝達する剛性を同時に変更するように制御する。
【０１０２】
また、具体的には、第１の剛性目標値出力部２４は、入力インターフェース部２００で取得した路面９０の情報に基づいて、１組のモータ１３ｅ，１３ｆをそれぞれ制御して１組の腿ワイヤー１０ｅ及び腿ワイヤー１０ｆをそれぞれ独立してそれぞれの張力を制御することにより、右太腿の左側面と右側面に伝達する剛性を同時に変更する。また、第１の剛性目標値出力部２４は、同時的に、１組のモータ１３ｇ，１３ｈをそれぞれ制御して１組の腿ワイヤー１０ｇ及び腿ワイヤー１０ｈをそれぞれ独立してそれぞれの張力を制御することにより、左太腿の左側面と右側面に伝達する剛性を同時に変更するように制御する。
【０１０３】
入力インターフェース部２００は、路面情報取得部の一例及びユーザ１００の歩行動作の歩行情報を取得する歩行情報取得装置の一例として機能するフットセンサ８ａ，８ｂを少なくとも備えている情報取得部の一例として機能している。具体的な例として、入力インターフェース部２００は、入出力ＩＦ４１と、ユーザ１００が歩行するときの歩行状態などに関する歩行情報を取得するフットセンサ８ａ、８ｂとを備えている。
【０１０４】
入出力ＩＦ（インターフェース）４１は、マイクロコンピュータのＰＣＩバスなどの拡張スロットに接続された、例えば、Ｄ／Ａボードと、Ａ／Ｄボードと、カウンタボードとなどを備えるように構成されている。
【０１０５】
制御装置３は、出力部の一例としての入出力ＩＦ４１を介して、モータ１３又は１４に制御装置３から制御信号を送る。また入力部としてフットセンサ８ａ，８ｂからの入力を入出力ＩＦ４１を介してそれぞれ制御装置３が受け付ける。制御装置３は、具体的な例としては、歩行周期推定部２０と、路面情報推定部として機能する路面Ｒ推定部２１と、タイミング決定部２３と、第１の剛性目標値出力部２４と、モータ設定部２６と、モータ制御部２７とを少なくとも備えて構成されている。なお、図４では、トルク目標値設定部２５と、第２の剛性目標値出力部２８とが含まれて図示されているが、これらは、第１実施形態としては不要であり、変形例として必要な構成であるため、後述する。路面Ｒ推定部は路面Ｒ推定器と呼んでもよい。
【０１０６】
フットセンサ８ａ、８ｂは、アシストパンツ２ａに備えられている。具体的には、フットセンサ８ａ、８ｂは、踵ベルト７ａ，７ｂ又は踵ベルト７ａ，７ｂを含むソックスの足裏面などに備えられている。フットセンサ８ａ、８ｂは、ユーザ１００の両足の接地状態をそれぞれ検出して、入出力ＩＦ４１を介して歩行周期推定部２０と路面Ｒ推定部２１とに路面情報を出力する。両足の接地状態のうち、足の裏又は裏全体が接地したときの両足の接地状態は、接地している接地面、例えば路面９０の状態も表すことになり、路面９０の情報をそれぞれ検出していることにもなる。
【０１０７】
図５は、左足のソックスなどの足裏面に備えられる多数のフットセンサ８ｂの配置の一例を示す図である。右足のソックスなどの足裏面にも、図５の左足と同様に、多数のフットセンサ８ａが配置されている。
【０１０８】
フットセンサ８ａ、８ｂとしては、左足のみでＬ１〜Ｌ２６までの２６個が配置され、右足には、左足と対称に、同じくＲ１〜Ｒ２６までの２６個が配置されている（図示せず）。フットセンサ８ａ、８ｂの配置されている部分が路面９０と接地していると、フットセンサ８ａ、８ｂからＯＮの信号がそれぞれ出力される一方、フットセンサ８ａ、８ｂの配置されている部分が路面９０と接地していないと、フットセンサ８ａ、８ｂからＯＦＦの信号がそれぞれ出力される。５２個のフットセンサ８ａ、８ｂの識別情報（例えば、踵及びつま先などの位置情報など）と５２個のフットセンサ８ａ、８ｂのＯＮ／ＯＦＦとをすべてをまとめて、接地状態情報と呼ぶ。この接地状態情報には、フットセンサ８ａ、８ｂの識別情報とフットセンサ８ａ、８ｂのＯＮ／ＯＦＦの情報とを含むため、例えば、足の踵が路面９０に接地しているか否かの情報、及び、路面９０の凹凸状態の情報などが、路面情報又は路面凹凸状態情報として、抽出可能となっている。
【０１０９】
歩行周期推定部２０には、フットセンサ８ａ、８ｂからの左右の足の接地状態情報が、それぞれ入出力ＩＦ４１を介して入力される。歩行周期推定部２０は、フットセンサ８ａ、８ｂからの接地状態情報と、内部のタイマーから取得しかつフットセンサ８ａ，８ｂのいずれかがオン信号状態になったときからの時間情報（すなわち、歩行時間の情報）とに基づき、アシストパンツ２ａ又はアシストアンクルバンド２ｂ，２ｃを着用しているユーザ１００の歩行周期を算出する。一例として、図７に右足の歩行周期を示す。図７に示すように、歩行周期推定部２０は、右足の踵接地時の歩行周期を０％として定義する。そして、左足が路面９０から完全に離れた時の歩行周期は１０％であり、右足の踵が路面９０から離れた時の歩行周期は３０％であり、左足踵の接地時の歩行周期は５０％であり、右足が路面９０から完全に離れた時の歩行周期は６０％であり、右足踵が再び接地した時の歩行周期は１００％＝０％であると、それぞれ定義する。そして、歩行周期推定部２０は、ユーザ１００の歩行が現時点で何％の状態にあるかの情報とユーザ１００の歩行時間の情報とを、歩行周期情報として、タイミング決定部２３と、トルク目標値設定部２５と、路面Ｒ推定部２１と、第２の剛性目標値出力部２８とにそれぞれ出力する。なお、歩行周期としては、足が接地した瞬間が０％であると定義すれば、０個のフットセンサ８ａ及び８ｂがＯＮの状態から、１つのフットセンサ８ａ又は８ｂでもＯＮの状態になったときが、歩行周期が０％であると瞬時に決まる。その後、例えば、前周期（もしくは前数周期分）の情報から、１周期あたりの時間を算出して、０％から加算していくことで、歩行周期を定義することができる。
【０１１０】
路面Ｒ推定部２１は、右左のフットセンサ８ａ，８ｂからそれぞれ入力された足の接地状態情報と、歩行周期推定部２０から入力された歩行周期情報とを基に、ユーザ１００の足が接地している路面９０の曲率Ｒを曲率情報として推定し、推定した路面９０の曲率Ｒの情報（曲率情報）を第１の剛性目標値出力部２４に出力する。すなわち、路面Ｒ推定部２１は、足の裏又は裏全体が路面９０に接地したときのフットセンサ８ａ，８ｂのオンオフ信号に基づき、路面９０の曲率Ｒの情報を路面情報として取得する。
【０１１１】
図７の（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、路面９０の拡大断面状態を概略的に示す図である。図７の（ａ）の状態では、細かい凸凹９０ａが路面９０に存在している状態であるのに対し、図７の（ｂ）の状態では、細かい凸凹はなく、路面９０はほぼ平坦の状態である。これらの状態の路面９０の表面の凸の曲率を曲率半径Ｒで表現する。一般に、図７の（ｂ）のように、細かい凸凹はなく、路面９０はほぼ平坦の状態である場合には、ユーザ１００は転倒しにくいため、剛性がさほど高くしなくてもよいが、図７の（ａ）のように、細かい凸凹９０ａが路面９０に存在している状態である場合には、ユーザ１００は転倒しやすいため、先の場合よりも剛性を高くするように、制御装置３で動作制御する。
【０１１２】
図８は、図７の（ａ）の状態の路面９０上にユーザ１００の足がある時のフットセンサ８ｂの状態を示す図である。ハッチングされたフットセンサ８ｂは、路面９０との接触でＯＮ状態を示し、ハッチング無しのフットセンサ８ｂは、路面９０との接触でＯＦＦ状態を示す。図７の（ａ）の状態の路面９０は、細かい凸凹９０ａが路面９０にあり、足の裏と路面９０とが点接触する部分が多いため、ユーザ１００の足と路面９０との接触部分が踵及びつま先で、まばらになっている。
【０１１３】
図８は、図７の（ｂ）の状態の路面９０上にユーザ１００の足がある時のフットセンサ８ｂの状態を示す図である。図８と同じく、ハッチングされたセンサ８ｂは路面９０との接触でＯＮ状態を示し、ハッチング無しのフットセンサ８ｂは、路面９０との接触でＯＦＦ状態を示す。図７の（ｂ）の状態の路面９０はほぼ平坦であり、足の裏と路面９０とが面接触する部分が多いため、踵及びつま先で多くのフットセンサ８ｂが隣接するフットセンサ８ｂと共にＯＮ状態になっている。
【０１１４】
従って、図８のように隣接するフットセンサ８ｂでもオン信号状態とオフ信号状態とが入り混じっている状態であることは、図９のように隣接するフットセンサ８ｂ同士が同じオン信号状態となっている状態と比較して、図７の（ａ）の状態の曲率Ｒが、図７の（ｂ）の状態の曲率Ｒよりも小さくなっていることを意味している。このため、図７の（ａ）の状態、言い換えれば、図８のような隣接するフットセンサ８ｂでもオン信号状態とオフ信号状態とが入り混じっている状態では、脚の太腿又は足首の左側面と右側面に伝達する剛性を大きくするように制御装置３で制御しようとしている。
【０１１５】
路面Ｒ推定部２１は、具体的には次のようにして路面情報を取得する。路面Ｒ推定部２１は、図１０に示すような路面曲率に対応したフットセンサ８ｂの信号モデルを予め持っている。図１０の一例では、信号モデルＡが最も路面曲率が大きく、信号モデルＡから信号モデルＤに向かうに従い路面曲率が小さくなり、信号モデルＤが最も小さい。また、信号モデルＡ、信号モデルＢを、それぞれ、「路面Ｒ大のグループ」（路面曲率大のグループ）と、「路面Ｒ小のグループ」（路面曲率小のグループ）と、予め決めておく。入力されたフットセンサ８ｂの信号に対して、それぞれの信号モデルＡと、信号モデルＢとのそれぞれの一致度を計算する。図８及び図９のフットセンサ８ｂの状態図を例に説明する。図１１Ａ及び図１１Ｂは、図８及び図９のフットセンサ８ｂのそれぞれの状態と、図１０に示したフットセンサ８ｂの信号モデルＡ〜Ｄとの一致度を示した図である。これによると、図８のフットセンサ８ｂの状態は信号モデルＣと最も一致度が高い。そのため、図８の信号が入力された時、路面曲率の状態は信号モデルＣと路面Ｒ推定部２１で判定し、この場合は路面小グループに分けられると路面Ｒ推定部２１で判定する。次に、図９のフットセンサ８ｂの状態は信号モデルＢと最も一致度が高い。そのため、図９の信号が入力された時、路面曲率の状態はＢと路面Ｒ推定部２１で判定し、この場合は路面大グループに分けられると路面Ｒ推定部２１で判定する。このようにして、路面Ｒ推定部２１は曲率Ｒがどの程度であるかを判定して、判定した情報を出力する。
【０１１６】
なお、図１０の一例では、信号モデルＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの路面状態に対してそれぞれ信号モデルを１つ示したが、足が前後左右に少しずれた場合の信号モデルを用意し、それぞれの路面状態に対して複数の信号モデルを事前に用意しておくことを想定している。また、この例ではＯＮ／ＯＦＦの二値のモデルを例として挙げたが必ずしもそれに限るものではなく、フットセンサ８ｂが段階的に出力するものの場合、一般的な画像のマッチング技術等を用いることで一致度を出すことも出来る。
【０１１７】
足の裏又は裏全体が路面９０に接触しているタイミングの足の接地状態情報は路面情報であるため、例えば、歩行周期推定部２０から入力された歩行周期情報に基づいて歩行周期情報が１０％〜１５％の間の右足又は左足の接地状態情報から、路面９０の曲率Ｒの概算を路面Ｒ推定部２１で路面情報として推定して、推定した路面情報すなわち曲率情報を路面Ｒ推定部２１から第１の剛性目標値出力部２４に出力する。
【０１１８】
タイミング決定部２３は、歩行周期推定部２０から出力された歩行周期情報に基づき、第１の剛性目標値出力部２４に着目するユーザの部位の左側面と右側面に伝達する剛性を同時に変更する指令（すなわち、剛性変更タイミング信号又は剛性変更タイミング情報）を出力することにより、第１の剛性目標値出力部２４で左脚の左側面と右側面に伝達する剛性を同時に変更するタイミング、及び、右脚の左側面と右側面に伝達する剛性を同時に変更するタイミングを制御する。着目するユーザの部位は左太腿、右太腿、左足首、右足首の少なくとも１つを含む。一例として、図１２Ａ及び図１２Ｂにタイミング決定部２３の動作を示す。「Ｕｐ」はユーザの対応する部位に伝達する剛性を上げる信号を剛性変更タイミング信号として出力することを意味し、「Ｄｏｗｎ」はユーザの対応する部位に伝達する剛性を下げる信号を剛性変更タイミング信号として出力することを意味する。図１２Ａ及び図１２Ｂの例では、右脚の歩行周期が０％〜６０％未満では、タイミング決定部２３はユーザの対応する部位に伝達する剛性を上げる信号を出力する。右脚の歩行周期が６０％〜９８％未満では、タイミング決定部２３は伝達する剛性を下げる信号を出力する。右脚の歩行周期９８％〜１００％（＝０％）では、タイミング決定部２３はユーザの対応する部位に伝達する剛性を上げる信号を出力する。左脚は、０％〜１０％未満では、タイミング決定部２３はユーザの対応する部位に伝達する剛性を上げる信号を出力する。左脚の歩行周期１０％〜４８％未満では、タイミング決定部２３はユーザの対応する部位に伝達する剛性を下げる信号を出力する。左脚の歩行周期４８％〜１００％（＝０％）では、タイミング決定部２３はユーザの対応する部位に伝達する剛性を上げる信号を出力する。右脚の足首又は太腿に伝達する剛性の変更のタイミングは、右脚の足首の左側面と右側面又は太腿の左側面と右側面に伝達する剛性、すなわち足首ワイヤー１１ｆと１１ｅ又は腿ワイヤー１０ｆと１０ｅの両方の剛性の変更のタイミングを示す。左脚の足首又は太腿に伝達する剛性の変更のタイミングは、左脚の足首の左側面と右側面又は太腿の左側面と右側面に伝達する剛性、すなわち、足首ワイヤー１１ｈと１１ｇ又は腿ワイヤー１０ｈと１０ｇの両方の剛性の変更のタイミングを示す。これにより、各脚の足首又は太腿において、左右のワイヤーは、必ず同時のタイミングで剛性が同様に変更される。
【０１１９】
第１の剛性目標値出力部２４は、路面Ｒ推定部２１から出力された路面情報としての路面９０の曲率情報を基に、剛性を上げたときの前額方向の運動の剛性目標値を決定し、次に、タイミング決定部２３から出力された剛性変更タイミング信号により、決定した剛性目標値が、現在（すなわち、アシストする前）の剛性値よりも高い剛性目標値であるか又は低い剛性目標値であるかを選択する。前額方向とは前額面内の方向を意味し、前額面１５１とは、図１３に示すようにユーザ１００の身体を左右に貫く面で縦に切った面を意味する。すなわち、前額方向とは、おおむね、ユーザ１００の体を前後で切断する面における水平の方向である。なお、前額面１５１と直交する身体を前後に貫く面で縦に切った面は矢状面１５２である。ユーザの前額方向をユーザの体の左右方向、または、ユーザの左右方向と呼んでもよい。図１４Ａ及び図１４Ｂに、第１の剛性目標値出力部２４の動作の一例として右脚の剛性の出力を示す。図１４Ａ及び図１４Ｂにおける剛性目標値の単位はＮｍ／θである。図１４Ａ及び図１４Ｂの「Ｒ」とは、足の裏全体が接地したときの路面９０の表面のフットセンサ８ａ，８ｂでオン信号として検出した凸部の曲率であり、「路面Ｒ大のグループ」とは、第１の所定値の一例として予め決められた路面９０の曲率Ｒの閾値Ｒｏよりも、推定した路面９０の曲率Ｒが大きい方のグループを意味し、例えば信号モデルＡ，Ｂである。「路面Ｒ小のグループ」とは、路面９０の曲率Ｒの閾値Ｒｏよりも、推定した路面９０の曲率Ｒが小さい方のグループを意味し、例えば信号モデルＣ，Ｄである。信号モデルＣ，Ｄは、信号モデルＡ，Ｂよりも足の接地状態がより悪化しているため、信号モデルＣ，Ｄでは、信号モデルＡ，Ｂよりも、より高剛性とする。閾値ＲＯの一例としては１ｍとする。この閾値ＲＯの値は、一例として、成人の足裏の幅を１００ｍｍ弱とし、足裏の右端縁から左端縁までの間で路面９０が５ｍｍ程度下がる曲率である。
【０１２０】
具体的には、第１の剛性目標値出力部２４は、まず、路面Ｒ推定部２１から出力された路面の曲率Ｒの情報から、高剛性のタイミングでの剛性値を決定する。言い換えれば、図１４Ａ及び図１４Ｂにおいて、閾値ＲＯを基に、路面Ｒ大のグループの信号モデルＡ又はＢか、又は、路面Ｒ小のグループの信号モデルＣ又はＤであるかを決定する。
【０１２１】
次に、第１の剛性目標値出力部２４は、タイミング決定部２３から出力された剛性を変更する信号により、現在（すなわち、アシストする前）の剛性目標値を決定して制御信号として出力する。言い換えれば、第１の剛性目標値出力部２４は、図１２Ａより剛性変更タイミング信号が「Ｕｐ」か又は「Ｄｏｗｎ」かを決定して、図１４Ａの第１行の「上げた時」の行か、又は、第２行の「下げた時」の行かを決定する。そして、この決定した剛性目標値をモータ設定部２６に制御信号として出力する。例えば、第１の剛性目標値出力部２４は、図１４Ａ及び図１４Ｂにおいて、路面Ｒ推定部２１で推定された曲率Ｒが「路面Ｒ大のグループ」でかつ「上げた時」の場合には、剛性目標値として「３０」をモータ設定部２６に出力する。また、路面Ｒ推定部２１で推定された曲率Ｒが「路面Ｒ大のグループ」でかつ「下げた時」の場合には、剛性目標値として「１０」をモータ設定部２６に出力する。一方、路面Ｒ推定部２１で推定された曲率Ｒが「路面Ｒ小のグループ」でかつ「上げた時」の場合には、剛性目標値として「５０」をモータ設定部２６に出力する。また、路面Ｒ推定部２１で推定された曲率Ｒが「路面Ｒ小のグループ」でかつ「下げた時」の場合には、剛性目標値として「１０」をモータ設定部２６に出力する。
【０１２２】
これにより、第１の剛性目標値出力部２４でアシスト用の剛性目標値が決定し、この決定した剛性目標値を第１の剛性目標値出力部２４からモータ設定部２６に制御信号として出力する。
【０１２３】
なお、前額方向の運動とは、以下の４つの運動のうちの、１番目及び２番目の２つの運動、３番目及び４番目の２つの運動、又は４つ全ての運動を指す。
【０１２４】
１番目の運動は、右脚の外側と内側との腿ワイヤー１０ｅと１０ｆに対応する１組のモータ１３ｅと１３ｆの駆動制御によって発生する右太腿の左右方向の運動である。
【０１２５】
２番目の運動は、左脚の内側と外側との腿ワイヤー１０ｇと１０ｈに対応する１組のモータ１３ｇと１３ｈの駆動制御によって発生する左太腿の左右方向の運動である。
【０１２６】
３番目の運動は、右足首の外側と内側との足首ワイヤー１１ｅと１１ｆに対応する１組のモータ１４ｅと１４ｆの駆動制御によって発生する右足首関節の左右方向の運動である。
【０１２７】
４番目の運動は、左足首の内側と外側との足首ワイヤー１１ｇと１１ｈに対応する１組のモータ１４ｇと１４ｈの駆動制御によって発生する左足首関節の左右方向の運動である。
【０１２８】
なお、剛性値とは、モータ１３又は１４の回転駆動制御によってワイヤー１０又は１１に付与される引っ張り剛性を意味し、単位はＮｍ／θである。なお、図１５に歩行周期が９８％〜１００％で剛性値を上げるとき及び歩行周期が６０％付近で剛性値を下げるときに示すように、剛性の変化は滑らかに発生してもよい。
【０１２９】
モータ設定部２６は、第１の剛性目標値出力部２４から出力された剛性目標値に基づき、腿モータ１３ｅ，１３ｆ，１３ｇ，１３ｈ又は足首モータ１４ｅ，１４ｆ，１４ｇ，１４ｈの設定値を設定し、設定した腿モータ１３ｅ，１３ｆ，１３ｇ，１３ｈ又は足首モータ１４ｅ，１４ｆ，１４ｇ，１４ｈの設定値をモータ設定部２６からモータ制御部２７にモータ制御信号として出力する。
【０１３０】
図１６は、一例として右足首の左右のワイヤー１１ｅ，１１ｆの配置を示している。左の太腿、右の足首、及び左の足首でも同様である。以下に、この図１６を用いて、ワイヤー１１ｅとワイヤー１１ｆの両方によって発生する左右方向のトルクτと剛性目標値、すなわち回転中心Ｏに対する回転剛性の弾性係数Ｋ（以下剛性値Ｋと称す）との関係について説明する。なお、他の各モータ１３又は１４によるワイヤー１０又は１１の各脚の太腿又は足首の左右方向のトルクτと剛性値Ｋとも、同様に求めることができる。
【０１３１】
この図１６において、Ｏはユーザ１００の右足首の関節（太腿の場合は股関節）の正面から見て左右の回転中心、１８ｅは右足首外側の足首ワイヤー１１ｅの作用点となる下端足首ワイヤー取り付け部、１８ｆは右足首内側の足首ワイヤー１１ｆの作用点となる下端足首ワイヤー取り付け部、１６ｅは足首ワイヤー１１ｅの起点、１６ｆは足首ワイヤー１１ｆの起点、ｒは点Ｏと点１６ｅの距離（言い換えれば、点Ｏと点１６ｆの距離）、θａは線分Ｏ１６ｅがＸ軸となす角、θｄは線分Ｏ１６ｆがＸ軸となす角とする。ｘＡ０とｙＡ０とは点１６ｅのｘ座標とｙ座標である。距離ｒ、点１６ｅの位置、及び、点１６ｆの位置はアシストパンツ２ａの設計値から予め算出し、モータ設定部２６が記憶している。
【０１３２】
このとき、回転中心Ｏに対する足首ワイヤー１１ｅによるトルクτａは、
【０１３３】
【数１】
2018135401.tif 000003
【０１３４】
とおくと、
【０１３５】
【数２】
2018135401.tif 000004
【０１３６】
（ただし、Ｋａはワイヤー１１ｅの直動方向における弾性係数、ｌaはワイヤー１１ｅの自然長Ｌ０とする。）であり、ワイヤー１１ｅによる回転方向の弾性係数Ｋθａは、
【０１３７】
【数３】
2018135401.tif 000005
【０１３８】
である。
【０１３９】
また、ワイヤー１１ｅとワイヤー１１ｆの両方によって発生する回転中心Ｏに対する左右方向のトルクτは、
【０１４０】
【数４】
2018135401.tif 000006
【０１４１】
である。ただし、τｂは回転中心Ｏに対するワイヤー１１ｆによるトルクであり、τａと同様に算出できる。また、ワイヤー１１ｅとワイヤー１１ｆの両方によって発生する回転中心Ｏに対する剛性値Ｋは、
【０１４２】
【数５】
2018135401.tif 000007
【０１４３】
で表すことができる。ただし、Ｋθｄはワイヤー１１ｆの回転方向の弾性係数であり、Ｋθａと同様に算出できる。
【０１４４】
また、左右方向に差をつける必要がない時は
［数６］
Ｋθｄ＝Ｋθａ  …（式６）
とする。
【０１４５】
これら式１から式６の方程式を用いて、直動方向の弾性係数ＫａとＫｄを算出し、それらを各モータのモータ制御信号として出力する。具体的にはＫａはモータ１４ｆのモータ制御信号Ｋ１４ｆであり、Ｋｄはモータ１４ｅのモータ制御信号Ｋ１４ｅである。
【０１４６】
なお、式６は必ずしも上記の式に限るものではなく、例えば路面の状況や人の関節の特性などから例えばＫθｄ＝２Ｋθａなどとしてもよく、この場合も同様に求めることが可能である。
【０１４７】
図１７に右脚の歩行周期と腿ワイヤー１０又は足首ワイヤー１１の剛性目標値との関係の一例を示す。図１７は、横軸は右脚の歩行周期であり、縦軸は剛性目標値の大きさを示している。図１７の３番目のグラフは、腿ワイヤー１０ｅ，１０ｆの歩行周期と剛性目標値との関係の一例を示す。図１７の６番目のグラフは、足首ワイヤー１１ｅ，１１ｆの歩行周期と剛性目標値との関係の一例を示す。なお、図１７の１番目及び２番目のグラフは、後述する変形例にかかる右脚太腿前後のワイヤー１０ａ，１０ｄの歩行周期と剛性目標値との関係の一例を示す。図１７の４番目及び５番目のグラフは、後述する変形例にかかる右足首前後のワイヤー１１ａ，１１ｄの歩行周期と剛性目標値との関係の一例を示す。
【０１４８】
図１７の上から３番目のグラフに示すように、太腿の横方向では、アシストトルクを発生させず、剛性のみをアシストするため、１つの脚の左右の腿ワイヤー１０である右脚の外側と内側との腿ワイヤー１０ｅと１０ｆにおいて、剛性目標値をそれぞれ同時に大きくして、右脚の太腿の左側面と右側面に伝達する剛性が大きくなるように、第１の剛性目標値出力部２４で制御している。一例としては、１組の腿ワイヤー１０ｅと１０ｆの弾性係数を同じ値にして、右脚の外側と内側との腿ワイヤー１０ｅと１０ｆに同じ剛性が付与されるようにする。左脚でも同様である。
【０１４９】
また、図１７の上から６番目のグラフに示すように、足首の横方向では、アシストトルクを発生させず、剛性のみをアシストするため、１つの脚の左右の足首ワイヤー１１である右足首の外側と内側との足首ワイヤー１１ｅと１１ｆにおいて、仮想的にバネ剛性を模擬する弾性係数を同時に大きくして、右脚の足首の左側面と右側面に伝達する剛性が大きくなるように制御するとともに横方向に回転トルクが発生しないよう、第１の剛性目標値出力部２４で制御している。一例としては、１組の足首ワイヤー１１ｅと１１ｆの弾性係数を回転中心Ｏに対する剛性値に変換した時同じ値になるように設定し、かつ、左右のアシストトルクを発生させないように引っ張り力を設定する。左脚でも同様である。
【０１５０】
モータ制御部２７は、モータ設定部２６から入力された剛性目標値に基づき、１組のモータ１３又は１組のモータ１４の制御を行う。この結果、例えば、左右それぞれの足において、足の踵接地時から足が完全に路面９０から完全に離れた時までの区間の太腿又は足首の左側面と右側面に伝達する剛性が、他の区間の剛性よりも大きくなるように、第１の剛性目標値出力部２４で１組のワイヤー１０又は１組のワイヤー１１の剛性を仮想的にバネを模擬した張力制御することができる（例えば、図１７の３番目の１組のワイヤー１０ｅ，１０ｆ又は６番目の１組のワイヤー１１ｅ，１１ｆのグラフを参照。）。すなわち、第１の剛性目標値出力部２４は、路面情報及びユーザ１００の歩行周期情報に基づいて、第１の剛性目標値よりも第２の剛性目標値を小さくするとともに、足が路面９０に接地する直前に第２の剛性目標値から第１の剛性目標値に変更して各太腿又は各足首の左側面と右側面に伝達する剛性を大きくすることができる。ここで、第１の剛性目標値は、ユーザ１００の足が路面９０に接触しているときの各太腿又は各足首の左側面と右側面に伝達する剛性の大きさであり、第２の剛性目標値は、ユーザ１００の足が路面９０に接触していないときの各太腿又は各足首の左側面と右側面に伝達する剛性の大きさである。このように、足が路面９０に接地する直前から路面９０から離れるときまでの区間の各太腿又は各足首の剛性が大きくなるように剛性目標値を変更することにより、各太腿又は各足首の左右方向への移動が規制されて、歩行中のユーザ１００の左右方向への転倒を防止することができる。
【０１５１】
ここで、モータ制御部２７の動作を、より具体的に説明すると、次のとおりである。
【０１５２】
モータ設定部２６からモータ制御部２７に入力された直動方向の剛性目標値（言い換えれば、直動の弾性係数）Ｋｎ（ｎは対応するモータ記号）と、左右それぞれの太腿又は足首の左側面と右側面に伝達する剛性を制御する１組のモータ１３又は１組のモータ１４それぞれから取得されたモータトルクτとを用いて、１組のモータ１３又は１組のモータ１４に対応する１組のワイヤー１０又は１組のワイヤー１１それぞれが仮想的なバネを模擬して動作するように力制御の計算をモータ制御部２７で行い、モータ制御部２７から、力制御の計算で求めたモータ１３又は１４の目標位置（言い換えれば、ワイヤー１０又は１１の下端の目標位置）ｘを１組のモータ１３又は１組のモータ１４それぞれに出力する。なお、一般にモータトルクτはモータ電流iを用いて、τ＝Ｋｔ×ｉとして求めることが可能である。Ｋｔはモータ固有の定数である。
【０１５３】
力制御の計算の一例は次の通りである。
【０１５４】
モータトルクをτとし、そのときの１組のワイヤー１０又は１１それぞれの張力をＦとすると、１組のワイヤー１０又は１組のワイヤー１１それぞれの張力Ｆは、以下の式で求めることが出来る。
【０１５５】
【数７】
2018135401.tif 000008
【０１５６】
ただし、Ｇはギア比及びプーリ径ｒｐから決まる変換係数である。
【０１５７】
このときのモータ１３又は１４の目標位置ｘは、直動方向の剛性目標値Ｋｎを用いて以下のように決定される。
【０１５８】
[数８]
ｘ＝（１／Ｇ）×（Ｆ／Ｋｎ）
以上の結果から、モータ１３又は１４の目標位置ｘが求められ、入出力インターフェース４１を介して、モータ１３又は１４に出力される。
【０１５９】
１組のモータ１３又は１組のモータ１４それぞれは、入力されたモータ１３又は１４の目標位置ｘに移動する。それにより、１組のモータ１３又は１４それぞれに接続された１組のワイヤー１０又は１組のワイヤー１１それぞれは仮想的なバネを模擬して動作し、直動の剛性目標値Ｋｎのバネが発生させる張力と同等の張力を発生させることができる。
【０１６０】
以上、１組のモータ１３又は１組のモータ１４それぞれが位置制御で動作している場合の例であるが、トルク制御で動作している場合も同様に実現することが可能である。
【０１６１】
図１８Ａ及び図１８Ｂは、モータ制御部２７の動作を模式的に示した図である。ここで、各ワイヤー１０又は１１の張力は、歪ゲージ又はトルクセンサなどの力センサ４２でそれぞれ検出することができる。力センサ４２の一例としての歪ゲージを、例えば、ワイヤー１０又は１１の中間に配置させたり、ワイヤー１０又は１１の端部と下端腿ワイヤー取付部１９又は下端足首ワイヤー取付部１８との間に配置して（図１８Ａ及び図１８Ｂ参照）、ワイヤー１０又は１１に発生する張力を検出することができる。また、ワイヤー１０又は１１の長さＬの変動量ΔＬについては、モータ１３又は１４のエンコーダ５１でプーリ５０の回転数を検出し、プーリ５０の半径ｒｐは既知であるので、半径ｒｐと回転数との演算で、プーリ５０に巻き取ったワイヤー１０又は１１の長さＬの変動量ΔＬを求めることができる。
【０１６２】
図１８Ａに示すように、モータ制御部２７では、事前に仮想的なバネの自然長Ｌ０が決められている。すなわち、ワイヤー１０又は１１の長さＬがＬ０のとき、ワイヤー１０又は１１に発生する張力Ｆが０である。アシストウェア７２としてアシストアンクルバンド２ｂ，２ｃ又はアシストパンツ２ａをユーザ１００が装着して、ワイヤの長さＬ０よりも長い位置で装着しようとした際、ワイヤー１０又は１１に引っ張り力が発生しその張力はＴ１となる。このとき、直動の剛性目標値Ｋｎ、モータ１３又は１４に発生している張力ＦがＴ１の場合、ワイヤー１０又は１１の長さがＬ０＋ΔＬ１となるようにモータ１３又は１４の目標位置ｘを決定する。
ただし、
[数９]
ΔＬ１＝Ｔ１／Ｋｎ
である。ギア比が１であり、プーリ５０の半径がｒpの場合、変換係数Ｇは２πｒpとなるので、モータ１３又は１４の目標位置ｘは、
[数１０]
ｘ＝｛１／（２πｒｐ）｝×（Ｌ０＋ΔＬ１）
となる。
【０１６３】
次に、アシストウェア７２を装着しているユーザ１００が歩行又は走行などにより動いているとき、路面の状況に応じて転倒防止のため、左右の脚の太腿又は足首の左側面と右側面に伝達する剛性を大きくする場合を想定する。このとき、図１８Ｂに示すように、ワイヤー１０又は１１に発生している張力ＦがＴ１からＴ２に変化する場合を考える。
【０１６４】
このときのワイヤー１０又は１１の長さＬはＬ０＋ΔＬ２であり、ΔＬ２は次式で算出できる。
【０１６５】
[数１１]
ΔＬ２＝Ｔ２／Ｋｎ
このとき、モータ１３又は１４の目標位置ｘは、
[数１２]
ｘ＝｛１／（２πｒｐ）｝×（Ｌ０＋ΔＬ２）
となる。
【０１６６】
モータ１３又は１４がトルク制御で動作している場合、モータ制御部２７は、モータ設定部２６から入力された直動の剛性目標値Ｋｎと、モータ１３又は１４から取得したモータ１３又は１４の位置情報である目標位置ｘとを用いて、ワイヤー１０又は１１が仮想的なバネを模擬して動作するように、力制御を行う。このため、モータ制御部２７は、モータトルクτを計算し、モータ１３又は１４に出力する。
【０１６７】
計算で求められたモータトルクτを実現するように、モータ制御部２７によりモータ１３又は１４を正逆回転動作制御することで、モータ１３又は１４に接続されたワイヤー１０又は１１は仮想的なバネを模擬して引張又は緩められて、直動の剛性目標値Ｋｎのバネが発生させる張力と同等の張力をワイヤー１０又は１１に発生させることができる。
【０１６８】
図１９Ａ〜図１９Ｃは、右太腿及び右腿の部分におけるアシストシステムの動作の様子を示した図である。図１９Ａにおいて、腿ワイヤー１０ｆに発生している張力はＴ1ｒであり、腿ワイヤー１０ｅに発生している張力はＴ1ｌであり、それぞれの張力によって股関節の回転中心１０１に対して発生しているトルクはτ０と−τ０であり、釣り合っている。このとき、太腿に対して左右に回転させるトルクは働いていない。
【０１６９】
次に、ユーザ１００が例えば段差部分に足を置いたことにより、太腿の回転中心１０１に対して−τ２のトルクが働いたとする（図１９Ｂの状態。）。その結果、腿ワイヤー１０ｆに働く張力はＴ２ｒになり、腿ワイヤー１０ｅに働く張力はＴ２ｌになる。このときの張力の関係は、次のようになる。
【０１７０】
[数１３]
Ｔ１ｒ＜Ｔ２ｒ  ，Ｔ１ｌ＞Ｔ２ｌ
腿ワイヤー１０ｆに設定された直動の剛性目標値をＫ１とし、腿ワイヤー１０ｅに設定された剛性目標値をＫ２とすると、腿ワイヤー１０ｆと腿ワイヤー１０ｅとは、ワイヤー１０ｆ，１０ｅの目標長さの変化量ΔＬｒ，ΔＬｌが次の式で計算できる。
【０１７１】
[数１４]
ΔＬｒ＝（Ｔ２ｒ−Ｔ１ｒ）／Ｋ１    ，ΔＬｌ＝（Ｔ２ｌ−Ｔ１ｌ）／Ｋ２
ワイヤー１０ｆ，１０ｅの目標長さに応じてモータ１３ｆ，１３ｅがそれぞれ動作し、ワイヤー１０ｆ，１０ｅの長さを変化させる。腿ワイヤー１０ｆは引き出され、腿ワイヤー１０ｅは巻き取られる。その結果、図１９Ｃに示すように、股関節は内転する。また、腿ワイヤー１０ｆの張力によって股関節の回転中心１０１に働くトルクはτ３ｒとなり、同じく、腿ワイヤー１０ｅの張力によって働くトルクはτ３ｌ（＜０）となる。左右の腿ワイヤー１０ｆ及び１０ｅによって発生するトルクが異なるため、釣り合いは崩れ股関節にはτ３＝τ３ｒ＋τ３ｌのトルクが発生する。このトルクτ３が、段差に足をおいたことによって股関節に発生したトルク−τ２に対して逆向きとなるため、打ち消しあうことによって、アシストシステムがない時と比べて股関節の内転角度は小さくなる。また、外界から働くトルクがなくなった時には、釣り合いの状態、すなわち、図１９Ａの状態に戻ることができる。
【０１７２】
以上のように、第１実施形態は、第１の例又は第３の例では、ユーザ１００の右足首の右側面及び左側面にそれぞれ対応する部分にユーザ１００の右脚の長手方向沿いに配置され、右の足首上ベルト６ａの下端足首アウターワイヤー取付部１６ｅ，１６ｆを通って、下端が、右の踵ベルト７ａの下端足首ワイヤー取付部１８ｅ，１８ｆに連結されている１組の足首ワイヤー１１ｅ，１１ｆと、ユーザ１００の左足首の右側面及び左側面にそれぞれ対応する部分にユーザ１００の左脚の長手方向沿いに配置され、左の足首上ベルト６ｂの下端足首アウターワイヤー取付部１６ｇ，１６ｈを通って、下端が、左の踵ベルト７ｂの下端足首ワイヤー取付部１８ｇ，１８ｈに連結されている１組の足首ワイヤー１１ｇ，１１ｈｓを備えている。又、第２の例又は第３の例では、アシストパンツ本体２ｄにおいて、ユーザ１００の右太腿外側（右太腿右側面）及び右太腿内側（右太腿左側面）にそれぞれ対応する部分に配置されて、下端が、腰部ベルト４と右脚の膝上ベルト５ａの下端腿ワイヤー取付部１９ｅ，１９ｆとに連結されている腿ワイヤー１０ｅ，１０ｆと、アシストパンツ本体２ｄにおいて、ユーザ１００の左太腿内側（左太腿右側面）及び左太腿外側（左太腿左側面）にそれぞれ対応する部分に配置されて、下端が、腰部ベルト４と左脚の膝上ベルト５ｂの下端腿ワイヤー取付部１９ｇ，１９ｈとに連結されている腿ワイヤー１０ｇ，１０ｈとを備えている。また、制御装置３は、モータ１４又は１３をそれぞれ独立して正逆回転動作制御することにより、各ワイヤー１１，１０の長さをそれぞれ調整して、各ワイヤー１１，１０に付与する各足首又は各太腿での左側面と右側面に伝達する剛性を調整している。すなわち、少なくともフットセンサ８ａ，８ｂからの接地状態情報に基づいて、例えば、左右それぞれの足において、歩行周期が０％の足の踵接地時から歩行周期が６０％の足が完全に路面９０から完全に離れた時までの足首又は太腿の左側面と右側面に伝達する剛性を、他の区間の剛性よりも大きくなるように第１の剛性目標値出力部２４で変更して、歩行中のユーザ１００の左右方向への転倒を防止することができる。
【０１７３】
また、制御装置３は、一例として、歩行周期推定部２０と、路面Ｒ推定部２１と、タイミング決定部２３と、第１の剛性目標値出力部２４と、モータ設定部２６と、モータ制御部２７と、を備えて構成している。第１の剛性目標値出力部２４は、路面Ｒ推定部２１からの路面情報とタイミング決定部２３からの剛性変更タイミング情報とに基づき、太腿又は足首の左右方向に対する剛性の目標値を決定する。次いで、第１の剛性目標値出力部２４は、モータ設定部２６とモータ制御部２７との働きにより、左右の太腿ワイヤー１０ｈ，１０ｆ，１０ｅ，１０ｇ又は左右の足首ワイヤー１１ｈ，１１ｆ，１１ｅ，１１ｇに接続されたモータ１３又は１４を制御する。このように構成することで、太腿又は足首の左側面と右側面に伝達する剛性を、仮想的なバネを模擬した張力として目標値通りに制御装置３で制御することが可能となる。これにより、アシストシステム１は、アシスト対象者であるユーザ１００が歩行中に転倒することを可能な限り防止することができる。
【０１７４】
また、路面Ｒ推定部２１により路面の曲率Ｒを推定し、推定した曲率Ｒが路面Ｒ小のグループであると路面Ｒ推定部２１で判定したときは、初期設定の剛性目標値よりも大きい剛性目標値をモータ設定部２６で設定して、転倒防止を行うことが可能となる。逆に、推定した曲率Ｒが路面Ｒ大のグループであると路面Ｒ推定部２１で判定したときは、初期設定の剛性目標値以下に剛性目標値をモータ設定部２６で設定して、脚の太腿又は足首が比較的自由に動かしやすくすることが可能となる。
【０１７５】
ここで、一例として、モータ設定部２６において、最大剛性目標値を１００％とするとき、例えば、初期設定の剛性目標値を５０％と設定し、路面９０が平坦でなく転倒しやすい凹凸がある場合には、モータ設定部２６で設定する剛性目標値を最大剛性目標値である１００％近くに高く設定する一方、路面９０が平坦で転倒しにくい場合には、モータ設定部２６で設定する剛性目標値を３０％近くに低く設定することができる。なお、初期設定の剛性目標値として、５０％ではなく、３０％と低めに設定するようにしてもよい。
【０１７６】
また、図２０に示すように、ユーザ１００が右足１００ａで路面９０の段差９１がある場所（例えば、溝など）を踏んでしまった場合、図２１のフットセンサ８ｂの出力状態となる。図２１では、例えば、一点鎖線で示す段差９１の左側が溝の空間部分９１ａであり、段差９１の右側が溝の縁部分の路面９０であると推定される。ここでは、溝の空間部分９１ａに対応する右足の裏の左側のハッチング無しのフットセンサ８ｂは、オフ状態の信号を出力しており、溝の縁部分の路面９０に対応する右足の裏の右側のハッチングされたフットセンサ８ｂは、オン状態の信号を出力している。このように、片側（すなわち、図２１では左側）にＯＮ状態のフットセンサ８ｂが偏り、反対の片側がＯＦＦ状態のフットセンサ８ｂが偏った場合、路面Ｒ推定部２１では「段差」と判定し、Ｒ＝０とする。
【０１７７】
このようなフットセンサ８ｂの偏りは、路面Ｒ推定部２１に偏りのある信号モデルを予め持たせておき、偏りのある信号モデルとの一致度から、偏りの有無を判定する。図２２は、それぞれ、段差９１を踏んでしまった場合の信号モデル図の一例である。このような信号モデル図を、複数個、路面Ｒ推定部２１に予め持たせておき、複数個の信号モデル図との一致度が、予め決めておいた閾値（一例として９５％等）を超えた場合に、段差である、と路面Ｒ推定部２１で判定し、路面Ｒ推定部２１でＲ＝０とする。例えば図２１のフットセンサ８ｂの信号の状態は、図２２の左から２番目の信号モデル図と１００％一致するため、段差である、と路面Ｒ推定部２１で判定できる。
【０１７８】
タイミング決定部２３は、歩行周期推定部２０から出力されるユーザの歩行情報の一例である歩行周期情報に基づき、ユーザ１００が足を接地する直前から路面９０から離れるまでの間だけ剛性を上げることにより、転倒防止すると同時に、足が宙に浮いている時には足の関節の動きを阻害しないように剛性を小さくすることができる。これにより、例えば、路面９０に障害物があるようなときに、ユーザ１００が足を置く場所を調整しながら歩行するケースにおいて、ユーザ１００の足の動きを阻害することなく、転倒防止することができる。
【０１７９】
以上のように、前記第１実施形態では、路面情報に基づいて、路面９０の表面に凹凸が多く転倒しやすい状態では、剛性を上げることにより、歩行中のユーザの左右方向への転倒が防止できる。例えば、ユーザ１００が路面９０の歩行又は走行時に、転倒しそうな感じがするときに着地しているいずれかの脚の足首又は太腿の左右方向両側の剛性を同時に上げて、転倒を防止させることができる。一方、路面９０の表面に凹凸が少なく平坦で転倒しにくい状態では、剛性を下げることにより、歩行しやすくすることができる。また、ユーザ１００が歩行中に例えば足の裏の半分程度が溝又は開口に差し掛かったとき、路面９０の曲率Ｒがゼロとなって脚が接触している部分が段差９１であるという情報を路面Ｒ推定部２１で推定することができ、その結果、太腿又は足首の左側面と右側面に伝達する剛性を大きくするように第１の剛性目標値出力部２４で制御して転倒防止を図ることができる。
【０１８０】
（第２実施形態）
図２３は、本開示の第２実施形態における歩行転倒防止装置の一例としてのアシストシステム１における制御装置３及び制御対象を示すブロック図である。
【０１８１】
制御装置３は、歩行周期推定部２０と、タイミング決定部２３と、第１の剛性目標値出力部２４と、モータ設定部２６と、モータ制御部２７とを少なくとも備えて構成している。
【０１８２】
アシストパンツ２ａには、入力インターフェース部２００の構成要素の一部として、路面状況（例えば転倒しやすい路面状況）の情報を路面情報として取得する路面状況取得部の一例としての路面状況入力部２９を備えている。路面状況入力部２９は、情報取得部の一例として機能する。具体的には、例えば、路面状況入力部２９は、アシストパンツ２ａに装着されて制御装置３と接続されたタッチパネル、又は、アシストパンツ２ａとは別体に設けられて制御装置３と接続可能なスマートフォンなどの携帯機器で構成することができる。路面状況取得部は路面状況取得器と呼んでもよい。
【０１８３】
路面状況入力部２９は、現在（すなわち、歩行開始時又は歩行時）の路面状況をユーザ１００が入力する入力部を備えており、ユーザ１００が入力した現在（すなわち、歩行開始時又は歩行時）の路面状況の情報を第１の剛性目標値出力部２４に出力する。例えば、路面状況入力部２９には、転倒しやすい路面状況として、例えば、天候が雪又は雨などの場合、路面９０が濡れている場合、路面９０が滑りやすい素材で出来ている場合、その他の転倒しやすい路面状況である場合に、ユーザ１００がそのような路面状況の情報を入力する装置である。
【０１８４】
図２４は、路面状況入力部２９の一例としてタッチパネル１２の表示画面１２ａを示した図である。転倒しやすい状況の場合の例として、天候が雪の場合、雨の場合、路面９０が濡れている場合、路面９０が滑りやすい素材で出来ている場合に、ユーザ１００がそのときの路面９０の状況を選択可能としている。この図２４の例では、ユーザ１００が「雪」のボタンを選択して、「決定」ボタンを押すことにより、「雪」であるとの路面状況の情報を第１の剛性目標値出力部２４に出力できる状態を示している。路面状況入力部２９は、ユーザ１００により選択された情報を路面情報として、第１の剛性目標値出力部２４に出力する。
【０１８５】
第１の剛性目標値出力部２４は、路面状況入力部２９から入力された路面情報を基に、剛性を上げたときの前額方向の運動の剛性目標値を決定する。次に、第１の剛性目標値出力部２４は、タイミング決定部２３から出力された剛性変更タイミング信号により、決定した剛性目標値が、現在（歩行時又は歩行開始時）の剛性値よりも高い剛性目標値であるか又は低い剛性目標値であるかを選択する。
【０１８６】
一例として、図２５Ａ〜図２５Ｃに、第１の剛性目標値出力部２４の動作の一例として右足の剛性の出力を示す。
【０１８７】
図２５Ａ〜図２５Ｃの例では、まず、図２５Ａに路面状況と剛性値の上昇率との関係情報を示す。この図２５Ａに示すように、通常時の剛性値に比較して、高い剛性目標値を何倍に決定するかを第１の剛性目標値出力部２４自体で予め記憶している。例えば、通常時が１．０倍のとき、雪が選択された例では、通常時に比べ、剛性目標値を１．５倍に第１の剛性目標値出力部２４で決定する。
【０１８８】
次に、図２５Ｂに示すように、右足において通常時の剛性を上げた時の剛性目標値を記憶している。この例では、今回の歩行周期の９８％〜次の歩行周期の６０％までが高い剛性目標値である。この例では、路面状況として「雪」が選択されていて、上昇率が１．５倍なので、通常時の高い剛性目標値は３０であるのに対して、「雪」のときの剛性目標値は、その１．５倍の４５であると第１の剛性目標値出力部２４で計算される。なお、「雪」が選択されていても、今回の歩行周期の６０％〜９８％では、着地しておらず、剛性目標値を大きくする必要がないため、剛性目標値は変更していない。
【０１８９】
右足の歩行周期に対して出力する剛性目標値を、通常時の場合と雪の場合とで比較したものが図２５Ｃである。
【０１９０】
その他の構成及び動作については、前記第１実施形態と同様である。
【０１９１】
このように第２実施形態によれば、路面状況入力部２９で取得された、滑りやすいといった路面状況の路面情報を基に、モータ１３又は１４をそれぞれ独立して正逆回転動作制御することにより、各ワイヤー１０又は１１の長さをそれぞれ調整して、各ワイヤー１０又は１１に付与する各太腿又は各足首の左側面と右側面に伝達する剛性を大きくなるように第１の剛性目標値出力部２４で変更することができて、歩行中のユーザ１００の左右方向への転倒を防止することができる。
【０１９２】
前記第１及び第２実施形態では、一例として太腿と足首関節との左側面と右側面に伝達する剛性をアシストするアシストパンツ２ａを例に説明を行ったが、これに限られるわけではない。
【０１９３】
（変形例）
前記第１及び第２実施形態の１つの変形例として、ユーザ１００の前後方向の歩行動作についてアシスト機能を付加する場合には、図２６及び図２７及び図２９に示すように、腿ワイヤー１０に右脚太腿前後のワイヤー１０ａ，１０ｄと左脚太腿前後のワイヤー１０ｂ，１０ｃとをさらに追加することができる。さらに、モータ１３として、ワイヤー１０ａ，１０ｄ，１０ｂ，１０ｃにそれぞれ対応したモータ１３ａ，１３ｄ，１３ｂ，１３ｃを追加して備えることができる。また、同様な目的で、足首ワイヤー１１に右足首前後のワイヤー１１ａ，１１ｄと左足首前後のワイヤー１１ｂ，１１ｃとをさらに追加することができる。さらに、モータ１４として、ワイヤー１１ａ，１１ｄ，１１ｂ，１１ｃにそれぞれ対応したモータ１４ａ，１４ｄ，１４ｂ，１４ｃを追加して備えることができる。制御装置３は、ユーザ情報と歩行情報とに基づいて、追加したモータ１３ａ，１３ｄ，１３ｂ，１３ｃと追加したモータ１４ａ，１４ｄ，１４ｂ，１４ｃとをそれぞれ独立して制御することにより、前記太腿又は前記足首の前後方向のアシスト力を変更するように制御している。
【０１９４】
具体的には、図２６及び図２７及び図２９に示すように、アシストパンツ２ａには、追加の腿ワイヤー１０として、アシストパンツ本体２ｄの右脚と左脚の前面に対応する部分に配置された前面側の腿ワイヤー１０ａ、１０ｂと、右脚と左脚の後面に対応する部分に配置された背中側の腿ワイヤー１０ｄ、１０ｃとを備えている。また、アシストアンクルバンド２ｂ，２ｃには、追加の足首ワイヤー１１として、足首上ベルト６ａ，６ｂと踵ベルト７ａ，７ｂとの間の足首の前面に対応する部分に配置された前面側の足首ワイヤー１１ａ、１１ｂと、足首上ベルト６ａ，６ｂと踵ベルト７ａ，７ｂとの間の足首の後面に対応する部分に配置された背中側の足首ワイヤー１１ｄ、１１ｃとを備えている。なお、足首アウターワイヤー１５、下端足首アウターワイヤー取付部１６、上端足首アウターワイヤー取付部１７、下端足首ワイヤー取付部１８、下端腿ワイヤー取付部１９などのように図２と同様な構成については、同様な図番号を付すだけで、説明を省略する。
【０１９５】
腿ワイヤー１０ａと１０ｄが拮抗の関係にあり、腿ワイヤー１０ｂと１０ｃが拮抗の関係にある。よって、制御装置３の動作制御により、拮抗関係の１組の右脚の前側と後側との腿ワイヤー１０ａと１０ｄとが、それぞれ引っ張り合うように駆動されることで、右脚の太腿に右脚太腿の前後のトルクを発生することができる。また、制御装置３の動作制御により、拮抗関係の１組の左脚の前側と後側との腿ワイヤー１０ｂと１０ｃとが、それぞれ引っ張り合うように駆動されることで、左脚の太腿に左脚太腿の前後のトルクを発生することができる。
【０１９６】
足首ワイヤー１１も同様に、足首ワイヤー１１ａと１１ｄが拮抗の関係にあり、足首ワイヤー１１ｂと１１ｃが拮抗の関係にある。よって、制御装置３の動作制御により、拮抗関係の１組の右足首ワイヤー１１ａと１１ｄとが、それぞれ引っ張り合うように駆動されることで、右足首の前後のトルクを発生することができる。また、制御装置３の動作制御により、拮抗関係の１組の左足首ワイヤー１１ｂと１１ｃとが、それぞれ引っ張り合うように駆動されることで、左足首の前後のトルクを発生することができる。
【０１９７】
この変形例の場合には、制御装置３の一例としては、アシスト歩行のために、トルク目標値設定部２５と第２の剛性目標値出力部２８とをさらに備えることができる。
【０１９８】
トルク目標値設定部２５は、歩行周期推定部２０から出力された歩行周期情報に基づき、歩行をアシストするトルク目標値を出力する。トルク目標値設定部２５は、歩行周期情報に対しての目標トルク値を予め記憶しており、それに基づいて歩行をアシストするトルク値、すなわち、左右の脚を前後方向に動かす矢状方向のトルクの目標値を決定し、決定した矢状方向のトルクの目標値をモータ設定部２６に出力する。左右の脚を前後方向に動かす矢状方向のトルクとは、腿ワイヤー１０ａと１０ｄの１組によって発生する右太腿の前後のトルクと、腿ワイヤー１０ｂと１０ｃの１組によって発生する左太腿の前後のトルクと、足首ワイヤー１１ａと１１ｄの１組によって発生する右足首関節の前後のトルクと、足首ワイヤー１１ｂと１１ｃの１組によって発生する左足首関節の前後のトルクとを指す。トルク目標値設定部２５は、前額方向の運動に対しては、トルク目標値０を出力する。
【０１９９】
図２８の上下のグラフは、それぞれ足の股関節すなわち太腿と足首関節とのそれぞれの前後の動きに対するトルク目標値（言い換えれば、太腿の前後のアシストトルクと足首関節の前後のアシストトルク）の一例を示す図である。太腿の前後のアシストトルクとは、ワイヤー１０ａとワイヤー１０ｄの１組及びワイヤー１０ｂとワイヤー１０ｃの１組によってそれぞれ発生する太腿前後運動のアシストトルクのことを示す。また、足首関節の前後のアシストトルクとは、ワイヤー１１ａとワイヤー１１ｄの１組及びワイヤー１１ｂとワイヤー１１ｃの１組によってそれぞれ発生する足首関節前後運動のアシストトルクのことを示す。図２８の例では、ワイヤー１０ａとワイヤー１０ｄの１組及びワイヤー１０ｂとワイヤー１０ｃの１組によって、歩行周期において左足が路面９０に接地したときから路面９０から離れるときまでの区間で、左足を屈曲させたのち伸展させて、アシスト力を発生させている。同様に、ワイヤー１１ａとワイヤー１１ｄの１組及びワイヤー１１ｂとワイヤー１１ｃの１組によって、歩行周期において左足が路面９０に接地したときから路面９０から離れるときまでの区間で、左足首を屈曲させて、アシスト力を発生させている。
【０２００】
第２の剛性目標値出力部２８は、歩行周期推定部２０から出力された歩行周期情報を基に矢状方向の運動の剛性目標値を決定し、決定した矢状方向の運動の剛性目標値を第２の剛性目標値出力部２８からモータ設定部２６に出力する。矢状方向の運動の剛性目標値は、歩行周期情報の関数として予め決定し、第２の剛性目標値出力部２８が記憶している。
【０２０１】
モータ設定部２６は、第１及び第２実施形態と同様に第１の剛性目標値出力部２４から出力された剛性の目標値と共に、第２の剛性目標値出力部２８から出力された剛性の目標値と、トルク目標値設定部２５から出力されたトルク目標値とに基づき、腿と足首とのワイヤー１０，１１に対応したモータ１３，１４の設定値を設定し、設定した腿と足首とのワイヤー１０，１１に対応したモータ１３，１４の設定値をモータ設定部２６からモータ制御部２７に出力する。
【０２０２】
図１７のうちの１番目と２番目のグラフと４番目と５番目のグラフに、それぞれ、右足の腿ワイヤー１０ａ，１０ｄ，１１ａ，１１ｄの歩行周期と模擬する目標弾性係数との関係の一例を示す。
【０２０３】
図１７の１番目と２番目のグラフに示すように、ワイヤー１０ａと１０ｄは、太腿前後のトルク及び剛性をバネ剛性と模擬してアシストするワイヤーであり、前後には、剛性をバネ剛性と模擬してアシストせず、トルクのみをアシストした例である。この場合、歩行周期の情報に基づいて脚を後ろに振る伸展方向へのアシストトルクが必要な時は、太腿後側のワイヤーであるワイヤー１０ｄの張力が大きくなるとともに、歩行周期の情報に基づいて逆向きの時は、太腿前側のワイヤーであるワイヤー１０ａの張力が大きくなるように、第１の剛性目標値出力部２４で制御している。
【０２０４】
図１７の４番目と５番目のグラフに示すように、足首も同様に、足首を屈曲させるアシストトルクを発生させる時に、歩行周期の情報に基づいて足首を後ろに曲げて伸展方向へのアシストトルクが必要な時は、足首の後側のワイヤーであるワイヤー１１ｄの張力が大きくなり、歩行周期の情報に基づいて逆向きの時は、足首の前側のワイヤーであるワイヤー１１ａの張力が大きくなるように、第１の剛性目標値出力部２４で制御している。
【０２０５】
この変形例によれば、ユーザ１００の前後方向の歩行アシストと、ユーザの対象部位の左側面と右側面での剛性アシストとを同時に達成することができる。
【０２０６】
また、図３０は、歩行転倒防止装置の足首下ベルトの別の例を示す説明図である。足首下ベルトとしては、踵に引っ掛ける踵ベルト７ａに限られるものではなく、甲から、踵よりも足先側の付近に引っ掛ける足首下ベルト７ｘとしてもよい。
【０２０７】
また、張力を付与する張力付与機構７０の例として、前記実施形態ではモータ１４などの構成で説明したが、これに限られるものではなく、リニアアクチュエータで同様な作用効果を奏することもできる。
【０２０８】
なお、本開示を第１及び第２実施形態及び変形例に基づいて説明してきたが、本開示は、前記の第１及び第２実施形態及び変形例に限定されないのはもちろんである。以下のような場合も本開示に含まれる。
【０２０９】
前記制御装置３の一部又は全部は、具体的には、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスクユニットなどから構成されるコンピュータシステムである。前記ＲＡＭ又はハードディスクユニットには、コンピュータプログラムが記憶されている。前記マイクロプロセッサが、前記コンピュータプログラムにしたがって動作することにより、各部は、その機能を達成する。ここでコンピュータプログラムは、所定の機能を達成するために、コンピュータに対する指令を示す命令コードが複数個組み合わされて構成されたものである。
【０２１０】
例えば、ハードディスク又は半導体メモリ等の記録媒体に記録されたソフトウェア・プログラムをＣＰＵ等のプログラム実行部が読み出して実行することによって、各構成要素が実現され得る。
【０２１１】
なお、前記第１及び第２実施形態又は変形例における制御装置を構成する要素の一部又は全部を実現するソフトウェアは以下のようなプログラムである。
【０２１２】
つまり、このプログラムは、複数のベルトと複数のワイヤーを含む装置のための制御方法をコンピュータに実行させるプログラムであって、前記複数のベルトは、ユーザの左の足首上部に固定される左の足首上ベルトと、前記ユーザの右の足首上部に固定される右の足首上ベルトと、前記ユーザの左の足首下部に固定される左の足首下ベルトと、前記ユーザの右の足首下部に固定される右の足首下ベルトを含み、前記複数のワイヤーは、前記右の足首上ベルトと前記右の足首下ベルトとに連結される第１のワイヤーと、前記右の足首上ベルトと前記右の足首下ベルトとに連結される第２のワイヤーと、前記左の足首上ベルトと前記左の足首下ベルトとに連結される第３のワイヤーと、前記左の足首上ベルトと前記左の足首下ベルトとに連結される第４のワイヤーを含み、前記第１のワイヤーの少なくとも一部は前記右足首の右側面に沿って配置され、前記第２のワイヤーの少なくとも一部は前記右足首の左側面に沿って配置され、前記第３のワイヤーの少なくとも一部は前記左足首の右側面に沿って配置され、前記第４のワイヤーの少なくとも一部は前記左足首の左側面に沿って配置され、前記制御方法は、前記ユーザが歩行する路面の情報を取得し、前記路面の情報に基づいて、前記第１のワイヤーの第１剛性目標値、前記第２のワイヤーの第２剛性目標値、前記第３のワイヤーの第３剛性目標値、前記第４のワイヤーの第４剛性目標値を決定し、前記第１剛性目標値を用いて、前記第１のワイヤーの張力を制御し、前記第２剛性目標値を用いて、前記第２のワイヤーの張力を制御し、前記第３剛性目標値を用いて、前記第３のワイヤーの張力を制御し、前記第４剛性目標値を用いて、前記第４のワイヤーの張力を制御し、前記第１のワイヤーの張力制御と前記第２のワイヤーの張力制御は同時に行われ、前記第３のワイヤーの張力制御と前記第４のワイヤーの張力制御は同時に行われるプログラムである。
【０２１３】
また、別のプログラムは、複数のベルトと複数のワイヤーを含む装置のための制御方法をコンピュータに実行させるプログラムであって、前記複数のベルトは、ユーザの腰部に固定される腰部ベルトと、前記ユーザの左の脚の膝上部に固定される左膝上ベルトと、前記ユーザの右の脚の膝上部に固定される右膝上ベルトを含み、前記複数のワイヤーは、前記腰部ベルトと前記右膝上ベルトとに連結される第５のワイヤーと、前記腰部ベルトと前記右膝上ベルトとに連結される第６のワイヤーと、前記腰部ベルトと前記左膝上ベルトとに連結される第７のワイヤーと、前記腰部ベルトと前記左膝上ベルトとに連結される第８のワイヤーを含み、前記第５のワイヤーの少なくとも一部は前記ユーザの右太腿の右側面に配置され、前記第６のワイヤーの少なくとも一部は前記右太腿の左側面に配置され、前記第７のワイヤーの少なくとも一部は前記ユーザの左太腿の右側面に配置され、前記第８のワイヤーの少なくとも一部は前記左太腿の左側面に配置され、前記制御方法は、前記ユーザが歩行する路面の情報を取得し、前記路面の情報に基づいて、前記第５のワイヤーの第５剛性目標値、前記第６のワイヤーの第６剛性目標値、前記第７のワイヤーの第７剛性目標値、前記第８のワイヤーの第８剛性目標値を決定し、前記第５剛性目標値を用いて、前記第５のワイヤーの張力を制御し、前記第６剛性目標値を用いて、前記第６のワイヤーの張力を制御し、前記第７剛性目標値を用いて、前記第７のワイヤーの張力を制御し、前記第８剛性目標値を用いて、前記第８のワイヤーの張力を制御し、前記第５のワイヤーの張力制御と前記第６のワイヤーの張力制御は同時に行われ、前記第７のワイヤーの張力制御と前記第８のワイヤーの張力制御は同時に行われるプログラムである。
【０２１４】
また、このプログラムは、サーバなどからダウンロードされることによって実行されてもよく、所定の記録媒体（例えば、ＣＤ−ＲＯＭなどの光ディスク、磁気ディスク、又は、半導体メモリなど）に記録されたプログラムが読み出されることによって実行されてもよい。
【０２１５】
また、このプログラムを実行するコンピュータは、単数であってもよく、複数であってもよい。すなわち、集中処理を行ってもよく、あるいは分散処理を行ってもよい。
【０２１６】
なお、上記様々な実施形態又は変形例のうちの任意の実施形態又は変形例を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。また、実施形態同士の組み合わせ又は実施例同士の組み合わせ又は実施形態と実施例との組み合わせが可能であると共に、異なる実施形態又は実施例の中の特徴同士の組み合わせも可能である。
【産業上の利用可能性】
【０２１７】
本開示の前記態様にかかる歩行転倒防止装置、制御装置、制御方法、並びに、プログラムは、ユーザが装着してユーザの動作をアシストする歩行転倒防止装置、歩行転倒防止装置の制御装置及び制御方法、並びに、歩行転倒防止装置用の制御プログラムとして有用である。
【符号の説明】
【０２１８】
１  アシストシステム
２  アシスト機構
２ａ  アシストパンツ
２ｂ，２ｃ  アシストアンクルバンド
２ｄ  アシストパンツ本体
３  制御装置
４  腰部ベルト
５ａ，５ｂ  膝上ベルト
６ａ，６ｂ  足首上ベルト
７ａ，７ｂ，７ｘ  踵足首下ベルト
８ａ，８ｂ  フットセンサ
１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ，１０ｆ，１０ｇ，１０ｈ，１０ｉ  腿ワイヤー
１１，１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，１１ｅ，１１ｆ，１１ｇ，１１ｈ，１１ｉ  足首ワイヤー
１２  タッチパネル
１２ａ  表示画面
１３  腿ワイヤーモータ
１３ｅ，１３ｆ，１３ｇ，１３ｈ  腿モータ
１４  足首ワイヤーモータ
１４ｅ，１４ｆ，１４ｇ，１４ｈ  足首モータ
１５，１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ，１５ｅ，１５ｆ，１５ｇ，１５ｈ，１５ｉ  足首アウターワイヤー
１６，１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ，１６ｅ，１６ｆ，１６ｇ，１６ｈ，１６ｉ  下端足首アウターワイヤー取付部
１７，１７ｅ，１７ｆ，１７ｇ，１７ｈ  上端足首アウターワイヤー取付部
１８，１８ｅ，１８ｆ，１８ｇ，１８ｈ  下端足首ワイヤー取付部
１９，１９ｅ，１９ｆ，１９ｇ，１９ｈ  下端腿ワイヤー取付部
２０  歩行周期推定部
２１  路面Ｒ推定部
２３  タイミング決定部
２４  第１の剛性目標値出力部
２５  トルク目標値設定部
２６  モータ設定部
２７  モータ制御部
２８  第２の剛性目標値出力部
２９  路面状況入力部
４０  制御プログラム（制御器）
４１  入出力ＩＦ
４２  力センサ
５０  プーリ
５１  エンコーダ
７０  張力付与機構
７２  アシストウェア
９０  路面
９１  段差
１００  ユーザ
１００ａ  右足
１０１  右腿部回転中心
１２４  剛性制御部
１５１  前額面
１５２  矢状面
２００  入力インターフェース部
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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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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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図１９Ｃ】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５Ａ】
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【図２５Ｂ】
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【図２５Ｃ】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【国際調査報告】
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