(57)【要約】【課題】柔軟に且つ安定した状態で対象者の歩行動作をアシストすることができる脚部補助具を提供する。【解決手段】脚部補助具１０は、対象者の腰部に装着される腰部ユニット１１と、少なくとも３自由度において回動可能に腰部ユニット１１に連結され、対象者の大腿部に装着される大腿部ユニット１２と、を備えている。腰部ユニット１１は、一方向に延びる複数の長孔３１ａが形成された第１部材３１と、第１部材３２に形成された長孔３１ａと交差する方向に延びる複数の長孔３２ａが形成された第２部材３２とを備え、第１部材３１の長孔３１ａと第２部材３２の長孔３２ａの交差部分に固定部材（ボルト３３）を貫通させることにより第１部材３１及び第２部材３２が固定される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象者の腰部に装着される腰部ユニットと、
少なくとも３自由度において回転するように前記腰部ユニットに連結され、前記対象者の大腿部に装着される大腿部ユニットと、を備えた
脚部補助具。
【請求項２】
前記腰部ユニットにヨー軸を中心として回転するように接続されたヨー軸ユニットと、
前記ヨー軸ユニットにロール軸を中心として回転するように接続されたロール軸ユニットと、
前記大腿部ユニットを前記ロール軸ユニットに対してピッチ軸を中心として回転するように接続するピッチ軸ユニットと、を更に備えた
請求項１記載の脚部補助具。
【請求項３】
前記３自由度のそれぞれの回転中心は、前記対象者の股関節の回転中心を通る
請求項１又は２記載の脚部補助具。
【請求項４】
前記対象者の股関節のヨー軸を中心とする回転中心に前記ヨー軸ユニットの回転中心を合わせるヨー軸調整機構と、
前記対象者の股関節のピッチ軸を中心とする回転中心に前記ピッチ軸ユニットの回転中心を合わせるピッチ軸調整機構と、
前記対象者の股関節のロール軸を中心とする回転中心に前記ロール軸ユニットの回転中心を合わせるロール軸調整機構と、を更に備えた
請求項３に記載の脚部補助具。
【請求項５】
前記腰部ユニット及び前記ヨー軸ユニットの少なくとも一方に、前記ヨー軸調整機構を備えた
請求項４に記載の脚部補助具。
【請求項６】
前記腰部ユニットは、前記ヨー軸整機構を構成し、
前記腰部ユニットは、
一方向に延びる複数の長孔が形成された第１部材と、
前記第１部材に形成された前記長孔と交差する方向に延びる複数の長孔が形成された第２部材と、
前記第１部材の長孔と前記第２部材の長孔の交差部分において前記第１部材と前記第２部材とを固定する固定部材と、を有する
請求項５に記載の脚部補助具。
【請求項７】
前記腰部ユニットは、ＬＭガイドである
請求項６に記載の脚部補助具。
【請求項８】
前記腰部ユニットは、前記対象者の腰の外周の形状に沿うよう円弧状に形成されている
請求項６又は７に記載の脚部補助具。
【請求項９】
前記ロール軸調整機構及び前記ピッチ軸調整機構は、前記腰部ユニット及び前記ヨー軸ユニットから構成され、
前記ヨー軸ユニットは、
ヨー軸方向に延びる長孔が形成された第３部材と、
前記第３部材の長孔の少なくとも一部に重複する孔が形成された第４部材と、
前記第３部材の長孔と前記第４部材の孔の重複部分において前記第３部材と前記第４部材とを固定する固定部材とを有する
請求項４乃至８のうちいずれか１項に記載の脚部補助具。
【請求項１０】
前記ロール軸ユニットに対し、ピッチ軸を中心とした回転方向に前記大腿部ユニットを駆動する第１アクチュエータを更に備えた
請求項２乃至９のうちいずれか１項に記載の脚部補助具。
【請求項１１】
前記大腿部ユニットに対し、少なくともピッチ軸を中心として回転するように連結され、前記対象者の下脚に装着される下脚ユニットを更に備えた
請求項２乃至１０のうちいずれか１項に記載の脚部補助具。
【請求項１２】
前記下脚ユニットを、前記大腿部ユニットに対してピッチ軸を中心として回転方向に駆動する第２アクチュエータを更に備えた
請求項１１に記載の脚部補助具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象者の脚部に装着され、対象者の歩行運動や歩行以外の動作をアシストする脚部補助具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、対象者の脚部に装着され、対象者の歩行運動やその他の動作をアシストする脚部補助具が知られている。特許文献１には、対象者の股関節に回転動力を与える股関節回転動力発生装置を備えた歩行補助装置が開示されている。また、特許文献１には、股関節回転動力発生装置を少なくとも２自由度以上を有する連結手段を介して対象者の身体に装着することが開示されている。
【０００３】
また、このような対象者の歩行運動を補助する装置については、特許文献２〜５にも開示されている。
【特許文献１】特開２００４−３４４３０６号公報
【特許文献２】実開平０６−００３３０９号公報
【特許文献３】特開平０９−２５３１４５号公報
【特許文献４】特開２００５−２９６１０３号公報
【特許文献５】特開２００６−０８７４７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示された装置では、股関節回転動力発生装置を２自由度を有するように対象者の身体に装着するためには、実施形態に示されているように、変形可能な可撓性材料を用いて対象者に装着される腰部装具と股関節回転動力発生装置を接続する必要がある。この場合、特許文献１に開示された装置では、連結部材である可撓性材料において撓みが生じ、対象者を安定して支えることができない。特に、対象者が装置が装着された側の片足で立脚する場合には、腰部装具と股関節回転動力発生装置との間の連結手段部分である可撓性材料が撓み、脚力の弱い対象者を安定して支えることができない。
【０００５】
また、特許文献１における連結手段は、対象者の大腿部を補助するためにある程度の剛性を有していなければならないが、この剛性を確保するためには、可動範囲が狭くなるという問題を有する。
【０００６】
また、特許文献２〜５に開示された装置では、対象者の股関節の曲げに応じて可動することができる自由度が少なく、また可動範囲が狭いため、高い剛性を保ったまま対象者の歩行動作を柔軟にアシストすることができない。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る脚部補助具の第１の態様は、対象者の腰部に装着される腰部ユニットと、少なくとも３自由度において回転するように前記腰部ユニットに連結され、前記対象者の大腿部に装着される大腿部ユニットと、を備えたものである。大腿部ユニットを腰部ユニットに対して３自由度において回転するように腰部ユニットに連結することによって、対象者の股関節の曲げに柔軟な動作で追従すると共に、対象者の体勢に関わらず歩行動作を安定した状態でアシストすることができる。
【０００８】
本発明に係る脚部補助具の第２の態様は、前記腰部ユニットにヨー軸を中心として回転するように接続されたヨー軸ユニットと、前記ヨー軸ユニットにロール軸を中心として回転するように接続されたロール軸ユニットと、前記大腿部ユニットを前記ロール軸ユニットに対してピッチ軸を中心として回転するように接続するピッチ軸ユニットと、を更に備えたものである。ヨー軸ユニット、ロール軸ユニット及びピッチ軸ユニットを設けることによって、３自由度を実現することができる。
【０００９】
本発明に係る脚部補助具の第３の態様は、前記３自由度のそれぞれの回転中心は、前記対象者の股関節の回転中心を通るものである。３軸のそれぞれの回転中心を対象者の股関節の曲げの回転中心に一致させることにより、脚部補助装置の動きと対象者の動作とのずれを低減することができる。これにより、脚部補助具から対象者に対して与える擦れによる痛みを低減すると共に、脚部補助具から対象者へ伝達される力を効率よく対象者に伝達することができる。
【００１０】
本発明に係る脚部補助具の第４の態様は、前記対象者の股関節のヨー軸を中心とする回転中心に前記ヨー軸ユニットの回転中心を合わせるヨー軸調整機構と、前記対象者の股関節のピッチ軸を中心とする回転中心に前記ピッチ軸ユニットの回転中心を合わせるピッチ軸調整機構と、前記対象者の股関節のロール軸を中心とする回転中心に前記ロール軸ユニットの回転中心を合わせるロール軸調整機構と、を更に備えたものである。このように、３軸の回転軸の位置を調整するそれぞれの調整機構を設けることによって、３軸方向における脚部補助具の回転中心を対象者の股関節の回転中心に一致させることができる。
【００１１】
本発明に係る脚部補助具の第５の態様は、前記腰部ユニット及び前記ヨー軸ユニットの少なくとも一方に、前記ヨー軸調整機構を備えたものである。
【００１２】
本発明に係る脚部補助具の第６の態様は、前記腰部ユニットは、前記ヨー軸調整機構を構成し、前記腰部ユニットは、一方向に延びる複数の長孔が形成された第１部材と、前記第１部材に形成された前記長孔と交差する方向に延びる複数の長孔が形成された第２部材と、前記第１部材の長孔と前記第２部材の長孔の交差部分において固定する固定部材と、を有するものである。このように、第１部材と第２部材に互いに交差する長孔を形成し、交差部分を固定部材で固定することにより、ヨー軸調整機構を構成することができる。
【００１３】
本発明に係る脚部補助具の第７の態様において、前記腰部ユニットは、ＬＭガイドである。腰部ユニットにＬＭガイドを適用することで、容易に対象者の股関節の曲げの回転中心に脚部補助具の回転の中心を一致させることができる。
【００１４】
本発明に係る脚部補助具の第８の態様は、前記腰部ユニットは、前記対象者の腰の外周の形状に沿うよう円弧状に形成されているものである。腰部ユニットを円弧状に形成することで、対象者の腰部に沿って安定した状態で対象者を支持することができる。
【００１５】
本発明に係る脚部補助具の第９の態様は、前記ロール軸調整機構及び前記ピッチ軸調整機構は、前記腰部ユニット及び前記ヨー軸ユニットから構成され、前記ヨー軸ユニットは、ヨー軸方向に延びる長孔が形成された第３部材と、前記第３部材の長孔の少なくとも一部に重複する孔が形成された第４部材と、前記第３部材の長孔と前記第４部材の孔の重複部分において前記第３部材と前記第４部材とを固定する固定部材とを有するものである。このように、第３部材に長孔を形成し、第４部材にこの長孔と少なくとも一部が重複する孔を形成し、重複部分において固定部材で第３部材及び第４部材を固定することにより、ロール軸の回転中心及びピッチ軸の回転中心のヨー軸方向の位置を調整することができる。
【００１６】
本発明に係る脚部補助具の第１０の態様は、前記ロール軸ユニットに対し、ピッチ軸を中心とした回転方向に前記大腿部ユニットを駆動する第１アクチュエータを更に備えたものである。第１アクチュエータによってピッチ軸を中心とした回転方向に大腿部ユニットを駆動することによって、対象者の大腿部を前後方向に振り出し、対象者の歩行動作をアシストすることができる。
【００１７】
本発明に係る脚部補助具の第１１の態様は、前記大腿部ユニットに対し、少なくともピッチ軸を中心として回転するように連結され、前記対象者の下脚に装着される下脚ユニットを更に備えたものである。このように下脚ユニットを備えることで、対象者の脚部全体を安定して支持することができる。
【００１８】
本発明に係る脚部補助具の第１２の態様は、前記下脚ユニットを、前記大腿部ユニットに対してピッチ軸を中心として回転方向に駆動する第２アクチュエータを更に備えたものである。第２アクチュエータを備えることで、対象者の膝関節を曲げる運動をアシストすることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る脚部補助具によれば、柔軟な動作で対象者の歩行動作やその他の動作をアシストすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、添付した図面を参照して本発明の実施形態に係る脚部補助具について説明する。なお、本実施形態に係る脚部補助具１０は、説明のために構成を対象者の左脚のみを補助するものとし、左脚を補助する部分を中心に説明を行う。ただし、本発明はこれに限定されるものではなく、両脚を補助する構成若しくは右脚を補助する構成に本発明を適用することも勿論可能である。
【００２１】
ここで、地面に対して垂直な軸をヨー軸とする。図面においてヨー軸はＺ軸として示される。対象者の進行方向に対して直交する軸をピッチ軸とする。図面においてピッチ軸はＹ軸として示される。対象者の進行方向に対して平行な軸をロール軸とする。図面においてロール軸はＸ軸として示される。Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は、互いに直交している。なお、全ての図面において、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸のそれぞれは、同じ方向を示しているものとする。
【００２２】
以下、図１〜図３を用いて本発明の実施形態に係る脚部補助具について説明を行う。図１は、本発明の実施形態に係る脚部補助具の全体構成の一例を示す図である。図１において、紙面左側は、脚部補助具１０を斜め前方から見た斜視図であり、紙面右側は、脚部補助具１０を斜め後方から見た斜視図である。図２は、本発明の実施形態に係る脚部補助具の要部の構成例を示す斜視図である。図２において、紙面右側は、脚部補助具１０の一部を斜め前方から見た斜視図であり、紙面左側は、脚部補助具１０の一部を斜め後方から見た斜視図である。図３は、本発明の実施形態に係る脚部補助具の他の要部の構成例を示す斜視図である。図３は、図２の紙面右側の脚部補助具１０の一部拡大図である。
【００２３】
脚部補助具１０は、歩行動作やその他の動作をアシストする対象者の腰部及び脚部に装着される。図１に示すように、脚部補助具１０は、腰部ユニット１１及び大腿部ユニット１２を備えている。腰部ユニット１１は、対象者の腰部に装着される。大腿部ユニット１２は、少なくとも３自由度において回転するように腰部ユニット１１に連結され、対象者の左側の大腿部に装着される。大腿部ユニット１２には、更に、下脚部ユニット８が連結されている。また、下脚部ユニット８の先端には対象者の足部が装着される足部ユニット９が連結されている。
【００２４】
図２及び図３に示すように、大腿部ユニット１２は、以下に示す複数の関節部材を介して腰部ユニット１１に連結されている。大腿部ユニット１２は、腰部ユニット１１にヨー軸を中心として回転するように接続されたヨー軸ユニット１３と、ヨー軸ユニット１３にロール軸を中心として回転するように接続されたロール軸ユニット１４と、大腿部ユニット１２をロール軸ユニット１４に対してピッチ軸を中心として回転するように接続するピッチ軸ユニット１５を介して腰部ユニット１１に連結されている。ヨー軸ユニット１３、ロール軸ユニット１４及びピッチ軸ユニット１５は、全て剛性材料で構成され、それぞれの部材同士も高い剛性を有して接続されている。
【００２５】
図３に示すように、腰部ユニット１１は、第１部材３１と第２部材３２を有している。第２部材３２は、ＬＭ（Ｌｉｎｅ  Ｍｏｔｉｏｎ）ガイドに連結されている。第１部材３１及び第２部材３２は、板状の部材であり、上下に重なるよう配される。第1部材３１及び第２部材３２は、対象者の腰部の外形に沿うように湾曲形状を有している。第１部材３１は、この湾曲部において対象者の腰部と接する。第１部材３１には、Ｙ軸方向に延びる複数の長孔３１ａが形成されている。第２部材３２には、Ｘ軸方向に延びる複数の長孔３２ａが形成されている。第１部材３１の長孔３１ａと第２部材３２の長孔３２ａは、交差するよう構成されている。好ましくは、第１部材３１の長孔３１ａと第２部材３２の長孔３２ａは直交するよう構成されている。
【００２６】
なお、第１部材３１の長孔３１ａは必ずしもＹ軸方向に平行に形成されている必要はなく、第２部材３２の長孔３２ａは必ずしもＸ軸に平行に形成されている必要はない。第１部材３１の長孔３１ａと第２部材３２の長孔３２ａは、交差するように構成されていればよく、第１部材３１と第２部材３２のＸＹ平面での相対位置を調整できる構成であればよい。また、図１〜３に図示されたものとは逆に、第２部材３２にＹ軸方向に延びる長孔を形成し、第１部材にＸ軸方向に延びる長孔３１ａを形成してもよい。また、第１部材３１と第２部材３２の係合部は、長孔に限られるものではなく、その他の位置調整機構を適用することも可能である。例えば、第１部材３１の表面及び裏面に、それぞれの面に接続される部材をガイドするレールを形成し、このレールを互いに交差するよう配置してもよい。
【００２７】
第１部材３１の長孔３１ａと第２部材３２の長孔３２ａは１対１に対応している。ボルト３３は、対応する第１部材３１の長孔３１ａと第２部材３２の長孔３２ａの交差部を貫通するよう配され、図示しないナットによって固定される。ボルト３３を用い、第２部材３２を、ＸＹ平面において任意の位置において第１部材３１に固定することができる。腰部ユニット１１は、脚部補助具１０のヨー軸回りの回転中心を、対象者の股関節のヨー軸（Ｚ軸）回りの回転中心に一致させるためのヨー軸調整機構を構成している。腰部ユニット１１は、第２部材３２を任意のＸＹ平面の位置で第１部材３１に固定することによって、脚部補助具１０のヨー軸回りの回転中心を、対象者の股関節のひねり（Ｚ軸回りの回転）方向の回転軸に一致させることができる。
【００２８】
腰部ユニット１１は、後述するように、ヨー軸ユニット１３と共に、脚部補助具１０のロール軸（Ｘ軸）回りの回転中心を対象者の股関節のロール軸回りの回転中心に一致させるためのロール軸調整機構を構成している。また、腰部ユニット１１は、後述するように、ヨー軸ユニット１３と共に、脚部補助具１０のピッチ軸回りの回転中心を対象者の股関節のピッチ軸（Ｙ軸）回りの回転中心に一致させるためのピッチ軸調整機構を構成している。
【００２９】
ヨー軸ユニット１３は、第２部材３２に対してＺ軸（ヨー軸）回りに回転するよう接続されている。ヨー軸ユニット１３は、第３部材３４及び第４部材３５を備えて構成されている。第４部材３５には、Ｚ方向に延びる長孔３５ａが形成されている。第３部材３４には、この第４部材３５の長孔３５ａに少なくとも一部が重複する孔（図示せず）が形成されている。ボルト３３は、第３部材３４に形成された孔と第４部材３５に形成された長孔３５ａを任意のＺ方向の位置で重複させた状態で、重複部分に貫通される。これにより、第３部材３４と第４部材３５が固定接続される。なお、第３部材３４にＺ方向に延びる長孔を形成し、第４部材３５にこの長孔の少なくとも一部に重複する孔を形成するように構成してもよい。これにより、第４部材３５は、任意の高さで第３部材３４に接続される。第４部材３５の位置を任意の高さに調整することで、対象者の股関節の曲げの回転中心のＺ方向の位置を調整することができる。なお、ヨー軸ユニット１３には、Ｚ軸回りに回転駆動するためのアクチュエータを設けていないが、対象者のＺ軸回りの股関節の曲げ（ひねり）の動作をアシストするためにヨー軸ユニット１３にアクチュエータを設けてもよい。
【００３０】
ヨー軸ユニット１３は、第３部材３４及び第４部材３５のＺ方向の相対位置を調整することにより、腰部ユニット１１のＸ方向の調整機構と共に、ピッチ軸調整機構を構成している。また、ヨー軸ユニット１３は、腰部ユニット１１のＹ方向の調整機構と共に、ロール軸調整機構を構成している。
【００３１】
ロール軸ユニット１４は、ロール軸回転ベアリング３６を介して第４部材３５に連結されている。ロール軸ユニット１４は、ロール軸回転ベアリング３６により、Ｘ軸回りに回転するよう接続されている。すなわち。ロール軸回転ベアリング３６の回転は、対象者の股関節の左右の回転に対応する動作を行う。なお、本実施の形態では、ロール軸回転ベアリング３６を回転駆動するためのアクチュエータは設けていないが、対象者のＸ軸回りの股関節の曲げの動作をアシストするためにロール軸回転ベアリング３６を回転駆動するためにアクチュエータを設けても良い。
【００３２】
図３に示すように、ピッチ軸ユニット１５は、減速機２０によって構成されている。減速機２０は、股関節モータ１６によって回転駆動される。減速機２０は、入力軸７、外輪ギヤ（図示せず）、内輪ギヤ（図示せず）、ピッチ軸回転ベアリング１９を備えて構成されている。外輪ギヤは、大腿部ユニット１２に結合され、内輪ギヤはロール軸ユニット１４に結合されている。ピッチ軸回転ベアリング１９は、外輪ギヤと内輪ギヤが回転可能となるように配置されている。股関節モータ１６の出力部には、バンド１８を介して入力軸７が連結されている。入力軸７に伝達された回転は、ギヤ部に伝達され、これにより外輪ギヤと内輪ギヤは相対回転する。
【００３３】
ここで、減速機２０が固定接続されているロール軸ユニット１４は、対象者の腰部に当接している。そのため、減速機２０が回転すると、その反力によって大腿部ユニット１２が前後方向に振り出される。股関節モータ１６は、腰部ユニット１１に対して大腿部ユニット１２を前後方向に駆動する。すなわち、股関節モータ１６は、Ｙ軸（ピッチ軸）を回転中心として大腿部ユニット１２を回転させる。このように股関節モータ１６が駆動することにより、大腿部ユニット１２は前後方向に振り出され、大腿部ユニット１２が装着された対象者の大腿部の前後方向に振り出す動作をアシストすることができる。
【００３４】
膝関節モータ２１の出力側には、同様に、バンド１８を介して減速機が連結されている。膝関節モータ２１は、Ｙ軸を回転中心として下脚部ユニット８を前後方向に駆動する。なお、膝関節のＹ軸周りの回転動作は、股関節のＹ軸回りの回転動作と同様であるためその説明を省略する。股関節を回転させるアクチュエータである膝関節モータ２１が駆動することにより、下脚部ユニット８は、前後方向に振り出される。これにより、対象者の下脚部の前後方向に振り出す動作をアシストすることができる。なお、股関節モータ１６及び膝関節モータ２１は、図示しない個別又は共通の制御部によって制御されている。股関節モータ１６及び膝関節モータ２１を連動して制御することにより、対象者にとって安定感のある姿勢で対象者を支持することができる。
【００３５】
大腿部ユニット１２は、ピッチ軸回転ベアリング１９を介してロール軸ユニット１４に支持されている。ピッチ軸回転ベアリング１９は、減速機２０が回転することにより、Ｙ軸回りに回転する。これにより、大腿部ユニット１２は、進行方向に対して前後に振り出される。
【００３６】
図４は、このように構成された脚部補助具１０の動作を示す図である。前述のように、脚部補助具１０は、ヨー軸、ロール軸、ピッチ軸回りの回転を行うためのヨー軸ユニット１３、ロール軸ユニット１４及びピッチ軸ユニット１５と、それぞれの回転中心を対象者の股関節の曲げの回転中心と一致させるためのヨー軸調整機構、ロール軸調整機構及びピッチ軸調整機構を備えている。
【００３７】
ヨー軸（Ｚ軸）回りの回転は、腰部ユニット１１の第２部材３２に対してＺ軸回りに回転可能に連結されたヨー軸ユニット１３がＺ軸回りに回転することにより行われる。対象者の股関節のＺ軸回りの回転中心にヨー軸ユニット１３の回転中心を合わせるためのヨー軸調整機構は、腰部ユニット１１によって構成される。腰部ユニット１１の第１部材３１と第２部材３２とのＸＹ平面の相対位置を調整することにより、対象者の股関節のＺ軸回りの回転中心に、ヨー軸ユニット１３の回転中心を合わせることができる。
【００３８】
ロール軸（Ｘ軸）回りの回転は、ヨー軸ユニット１３に対してＸ軸回りに回転可能に連結されたロール軸ユニット１４が回転することにより行われる。対象者の股関節のロール軸回りの回転中心とロール軸ユニット１４の回転中心とを合わせるためロール軸調整機構は、腰部ユニット１１とヨー軸ユニット１３によって構成される。腰部ユニット１１の第１部材３１と第２部材３２のＹ軸方向の相対位置と、ヨー軸ユニット１３の第３部材３４と第４部材３５のＺ軸方向の相対位置を調整することにより、対象者の股関節のＸ軸回りの回転中心に、ロール軸ユニット１４の回転中心を合わせることができる。
【００３９】
ピッチ軸（Ｙ軸）回りの回転は、ロール軸ユニット１４に対して回転可能に連結されたピッチ軸ユニット１５が回転することにより行われる。対象者の股関節のピッチ軸（Ｙ軸）回りの回転中心とピッチ軸ユニット１５の回転中心とを合わせるためのピッチ軸調整機構は、腰部ユニット１１とヨー軸ユニット１３によって構成される。腰部ユニット１１の第１部材３１と第２部材３２のＸ軸方向の相対位置と、ヨー軸ユニット１３の第３部材３４と第４部材３５のＺ軸方向の相対位置を調整することにより、対象者の股関節のＹ軸回りの回転中心に、ピッチ軸ユニット１５の回転中心を合わせることができる。
【００４０】
以上の構成により、脚部補助具１０は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を回転中心とする３自由度を有することができる。また、腰部ユニット１１及びヨー軸ユニット１３からなるヨー軸調整機構、ロール軸調整機構及びピッチ軸調整機構を用いることで、対象者の股関節の回転中心に脚部補助具１０のヨー軸、ロール軸及びピッチ軸回りの回転中心を一致させることができる。図４に示すように、脚部補助具１０において、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の回転中心は、１点で交わり、この回転中心は、対象者の股関節の曲げの各軸方向の回転中心と一致している。なお、脚部補助具１０におけるＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸回りの回転中心は、厳密に一点で交わっている必要はなく、対象者の股関節の回転中心に合わせて任意の位置に各軸の位置が設定されればよい。
【００４１】
このように構成された脚部補助具１０では、ヨー軸調整機構、ロール軸調整機構及びピッチ軸調整機構を調整することにより、対象者の股関節の曲げの３自由度（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を回転中心とする前後方向及び左右方向の曲げ、ひねり）における回転中心と、脚部補助具１０の３自由度におけるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向の回転中心を一致させた状態で固定する。そして、脚部補助具１０と対象者を固定した状態で、対象者の大腿部を前後方向に振り出すなどのわずかな動きを図示しない圧力センサなどの検知手段により検知し、その動きを股関節モータ１６及び膝関節モータ２１によって増幅させることで、対象者の歩行動作やその他の動作をアシストする。
【００４２】
このように、本実施形態に係る脚部補助具１０によれば、大腿部ユニット１２を腰部ユニット１１に対して３自由度において回転するように腰部ユニット１１に連結することによって、対象者の股関節の曲げに柔軟な動きで対象者の動作をアシストすると共に、対象者の体勢に関わらず歩行動作を安定した状態でアシストすることができる。ここで、脚部補助具１０を構成する各部材は、剛性材料により構成され、それぞれの部材が剛性の高い状態で連結されているため、全体として高い剛性を保持した状態で対象者を支持することができる。これにより、対象者が補助される側の足で立った場合であっても安定した状態で対象者を支えることができる。
【００４３】
また、第１部材３１及び第２部材３２からなるＸＹ平面の調整機構と、第３部材３４と第４部材３５からなるＹ軸方向の調整機構によってヨー軸調整機構、ロール軸調整機構及びピッチ軸調整機構を構成し、３軸のそれぞれの回転中心を対象者の股関節の曲げの回転中心に一致させることにより、脚部補助装置の動きと対象者の動作とのずれを低減することができる。これにより、脚部補助具から対象者に対して与える擦れによる痛みを低減すると共に、脚部補助具から対象者へ伝達される力を効率よく対象者に伝達することができる。
【００４４】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて主々設計変更を行うことができることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の実施形態に係る脚部補助具の全体構成の一例を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係る脚部補助具の要部の構成例を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施形態に係る脚部補助具の他の要部の構成例を示す斜視図である。
【図４】本発明の実施形態に係る脚部補助具１０の動作を示す図である。
【符号の説明】
【００４６】
７    入力軸
８    下脚部ユニット
９    足部ユニット
１０    脚部補助具
１１    腰部ユニット
１２    大腿部ユニット
１３    ヨー軸ユニット
１４    ロール軸ユニット
１５    ピッチ軸ユニット
１６    股関節モータ
１８    バンド
１９    ピッチ軸回転ベアリング
２０    減速機
２１    膝関節モータ
３１    第１部材
３１ａ    長孔
３２    第２部材
３２ａ    長孔
３３    ボルト
３４    第３部材
３５    第４部材
３５ａ    長孔
３６    ロール軸回転ベアリング
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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