"膝関節まわりに装着して、膝の曲げ伸ばしの際に膝関節運動をアシストするための膝関節パワーアシスト装置であって、アシストパワーを発生させるための駆動部と、アシストパワーを伝達するためのパワー伝達機構と、膝関節の運動情報を取得するための力覚センサ機構とを具備し、前記力覚センサ機構によって取得した膝関節の運動情報に基づき、前記駆動部がアシストパワーを発生するようにしたことを特徴とする膝関節パワーアシスト装置。前記力覚センサ機構は、前記パワー伝達機構におけるセルフロック機能を介してその力覚センサが前記膝関節の運動情報を取得することを特徴とする請求項1に記載の膝関節パワーアシスト装置。前記力覚センサ機構によって取得した膝関節の運動情報に基づき、仮想コンプライアンス制御により膝関節運動の目標速度を生成し、この目標速度となるように前記駆動部がアシストパワーを発生することを特徴とする請求項1に記載の膝関節パワーアシスト装置。前記パワー伝達機構の出力部は、膝の曲げ伸ばしに伴う膝関節運動の回転中心の変化に実質的に対応する瞬間中心の移動軌跡を持つように作動することを特徴とする請求項1に記載の膝関節パワーアシスト装置。パワーアシストユニットが膝関節の側部に配置され、その出力リンクが大腿部及び脛部に沿って固定され、該リンクを介してアシストパワーを付与することを特徴とする請求項1に記載の膝関節パワーアシスト装置。人間に装着するタイプの従来のパワーアシストシステムとして、構造的には全身をアシストするものや、下半身をアシストするものなどの比較的大きなものは知られている。しかしながら、小型軽量で装着し易く、且つ所定の局部部位だけをアシストするものは未だ知られていない。また、最も重要な機能として人間の運動意識を同時に察知できるセンシングシステムに関して、筋電流センシングや肢体の重量、重心と慣性モーメント推測可能な手法は知られているが、個人差や服装の加減でセンシングし難く、装着等が不便であるのが実情である。本発明はかかる実情に鑑み、小型軽量で使用性や取り扱い性等に優れ、且つ効果的な機能を発揮する膝関節パワーアシスト装置を提供することを目的とする。本発明の膝関節パワーアシスト装置は、膝関節まわりに装着して、膝の曲げ伸ばしの際に膝関節運動をアシストするための膝関節パワーアシスト装置であって、アシストパワーを発生させるための駆動部と、アシストパワーを伝達するためのパワー伝達機構と、膝関節の運動情報を取得するための力覚センサ機構とを具備し、前記力覚センサ機構によって取得した膝関節の運動情報に基づき、前記駆動部がアシストパワーを発生するようにしたことを特徴とする。また、本発明の膝関節パワーアシスト装置において、前記力覚センサ機構は、前記パワー伝達機構におけるセルフロック機能を介してその力覚センサが前記膝関節の運動情報を取得することを特徴とする。また、本発明の膝関節パワーアシスト装置において、前記力覚センサ機構によって取得した膝関節の運動情報に基づき、仮想コンプライアンス制御により膝関節運動の目標速度を生成し、この目標速度となるように前記駆動部がアシストパワーを発生することを特徴とする。また、本発明の膝関節パワーアシスト装置において、前記パワー伝達機構の出力部は、膝の曲げ伸ばしに伴う膝関節運動の回転中心の変化に実質的に対応する瞬間中心の移動軌跡を持つように作動することを特徴とする。また、本発明の膝関節パワーアシスト装置において、パワーアシストユニットが膝関節の側部に配置され、その出力リンクが大腿部及び脛部に沿って固定され、該リンクを介してアシストパワーを付与することを特徴とする。本発明装置によれば、これを装着した使用者の動作に最適な力量でアシストし、特に膝関節の屈曲及び伸展運動を極めて有効且つ効果的にアシストすることができる。この場合、装置構成がコンパクトであり、小型軽量とすることによりこれを装着する使用者の負担とならず、使用性や取り扱い性等に優れ、更に高い安全性が確保される。以下、図面を参照して、本発明による膝関節運動パワーアシスト装置の好適な実施の形態を説明する。図1は、本発明の実施形態であるパワーアシスト装置10パワーアシストユニットとして本発明の実施形態である装置のハードウェア部分を示すの装着時の概略構成を示している。本発明の実施形態である装置は特に膝関節まわりに装着して、例えば図2A,図2Bに示すように階段の上り下りや椅子等から立ち上がる際の膝関節の屈曲及び伸展運動をアシストするものである。図1において、膝1の外側部に配置された略薄箱型のケーシング11から延出する出力部材として一対のリンク12A,12Bを有し、リンク12Aが大腿部2の側部に沿って、リンク12Bが脛部3の側部に沿うように装着される。この場合、リンク12A,12Bはそれぞれファスナ13図3をも参照によって、大腿部2及び脛部3に固定される。また、リンク12A,12B相互間の角度αが大小変化するようにケーシング11のセンタに関して同期、連動して回動駆動されるようになっている。図4~図6に示すようにケーシング11の大腿部2側及び脛部3側の両端部に、アシストパワーを発生させるための駆動部を構成するモータ14が搭載される。本実施形態においてモータ14は、ホルダプレート15を介して支持される。この場合、モータ14の出力軸14aがホルダプレート15と直交するように配置される。モータ14の出力軸14aには、この例ではウォームギア16が取り付けられる。ウォームギア16は、アシストパワーを伝達するためのパワー伝達機構を構成する。各モータ14その出力軸14a及びウォームギア16は、大腿部2及び脛部3にそれぞれ平行になるように取り付けられる。また、ケーシング11内にパワー伝達機構を構成するウォームホイール17が、その支軸18のまわりに回転可能に支持される。ウォームギア16及びウォームホイール17は相互に噛合しており、モータ14の出力がウォームホイール17に伝達される。なお、図5に示されるように大腿部2側及び脛部3側のそれぞれウォームホイール17は、対応する駆動用のモータ14によって別個に駆動される。この場合、図5等ではウォームホイール17の全周にギア歯が形成されているが、必ずしもギア歯が全周に設けられる必要はない。膝関節の屈曲又は伸展運動の際の可動域の少なくとも上限に対応していればよく、即ち各ウォームホイール17において、ギア歯が1/4円周分の領域に形成されていればよい。これにより部材の軽量化等に有利である。また、図6に示されるように各ウォームホイール17のケーシング11内方側にて、ウォームホイール17と同心に連結ギア19が取り付けられる。この例では連結ギア19はウォームホイール17よりも適度に大径の平歯車とし、大腿部2側及び脛部3側のものが相互に噛合する。なお、連結ギア19についてもウォームホイール17の場合と同様に、ギア歯の形成領域として少なくとも1/4円周分程度でよい。また、各ウォームホイール17にはブラケット20を介してリンク12A,12Bがそれぞれ固定される。ここで、図7Aは膝1まわりの関節構造を示している。膝関節には、大腿骨4及び脛骨5からなる大腿脛骨関節6と、大腿骨4及び膝蓋骨7からなる大腿膝蓋関節8の2種類の関節がある。このうち膝関節のパワーアシストに直接関係するのは大腿脛骨関節6の動きである。大腿脛骨関節6では、大腿骨4及び脛骨5相互間のころがり運動と滑り運動が複合した運動をする。図7Bにおいて、膝1を真っ直ぐ伸ばした完全伸展位から膝1を屈曲する場合の膝関節運動の例を示している。屈曲初期Iでは主に、脛骨5が大腿骨4のまわりをころがり運動曲線矢印する。その後、屈曲角度が増すに従い屈曲中期IIでは脛骨5の大腿骨4に対する滑り運動直線矢印の要素が加わり、ころがり運動と滑り運動の複合運動となる。更に、屈曲終期IIIでは主に、滑り運動となる。なお、膝1の伸展運動の場合は、屈曲の場合と逆になる。このように膝1の関節運動は、大腿骨4及び脛骨5のころがり運動と滑り運動の複合運動となっているため、屈曲段階を通して見ると関節運動の回転中心は一定ではない。上記のように回転中心が複雑に変化する運動において、そのうちの短時間に限定すれば実質的に回転運動とみなすことができ、そのときの回転中心を瞬間中心という。例えば、図8Aに例示するように膝関節が屈曲又は伸展する際、大腿骨4における2点P1,P2がP1′,P2′に移動した場合を考えると、それぞれの点の移動前後で形成される線分の垂直2等分線L1,L2相互の交点が瞬間中心Oとなる。かかる瞬間中心の移動は、膝関節の運動をサポートする上で極めて重要な動きである。図8Bには瞬間中心Oの移動軌跡O1~Onの例を示し、この例のように略半円状を呈する。本発明の実施形態である装置では具体的には一対のリンク12A,12Bに連結ギア19がそれぞれ結合し、例えば図9Aのように一方のリンク12Aが矢印のように回動した場合、図9Bのように瞬間中心O′の移動軌跡O1′,O2′,...,On′のように片方の連結ギア19の形状と実質的に同じ円を描く軌跡となる。膝関節が屈曲又は伸展する際、その膝関節運動の高い再現性が得られる。次に、膝関節の運動情報を取得するための力覚センサ機構を具備する。ここで、本発明の実施形態である装置では上述のようにパワー伝達機構においてウォーム/ウォームホイールギア16,17を使用している。リンク12A,12Bが固定された脚を動かそうとするとセルフロックがかかってしまい、そのままでは本発明の実施形態である装置を装着する人の運動を拘束してしまう。このため脚の変位の運動情報ではなく、脚を動かそうとした際ウォームギア16の軸方向にかかる荷重を計測し、そのような運動情報に基づき膝関節運動をアシストするというものである。具体的構成において、上述したようにモータ14はホルダプレート15を介して、固定支持される。このホルダプレート15は図10に示されるようにその上端部及び下端部にて、ケーシング11側に固定された支持プレート21,22によって支持される。ホルダプレート15はモータ14を支持するには必要且つ十分な強度剛性を有しているが、この場合力覚センサ機構としてウォームギア16からの荷重により変形し易い構造となっている。ホルダプレート15の上端部及び下端部付近にはそれぞれ、モータ14の軸方向に沿って概略薄板棒状の歪ゲージ部材23,23が取り付けられる。各歪ゲージ部材23の後端部は、ベアリング24によって軸支される。歪ゲージ部材23には更に歪変形拡大機構が設けられる。図10に示されるように各歪ゲージ部材23の後端部付近に括れ部位23aを有し、この括れ部位23aに歪ゲージ詳細については図示せずが装着される。歪ゲージ部材23に対して軸方向の引張り又は圧縮荷重が付与されると、括れ部位23aにてその変形が拡大され、付与された荷重をより高い精度で検出することができる。例えば図10、図11A及び図11Bに示したようにウォームギア16からモータ14の出力軸14aに対して圧縮方向の荷重Pがかかった場合、その荷重Pにより先ず図11Bのようにホルダプレート15が曲げ変形し、このホルダプレート15の変形により更にゲージ部材23、特にその括れ部位23aが外側に拡がるように変形を拡大する。なお、出力軸14aに引張り方向の荷重がかかった場合には上記とは逆の変形となる。次に、図12は、ソフトウェアを含めたパワーアシスト装置10の全体構成を示している。前述したハードウェア部分である、人体に装着されるパワーアシストユニットの電装類とパーソナルコンピュータ100以下、パソコンと略すとが相互に接続され、本発明の実施形態である装置のシステムが構成される。このシステムにおいて、パワーアシストユニット側の歪ゲージ部材23の歪ゲージを含んでなる力センサ25の検出信号はアンプ26を介して、A/Dボード27に入力される。また、モータ14に付設されたエンコーダ28からの信号はカウンタ29に入力される。パソコン100において、少なくともこれらの信号に基づきモータ14に対する指令電圧を決定し、D/Aボード30更にはモータドライバ31を介してモータ14を駆動するようになっている。本発明の実施形態である装置ではシステム制御方法として、仮想コンプライアンス制御による目標速度の生成を用いてパワーアシストを行う。ここに、仮想コンプライアンス制御とは、外力が作用した方向に逃げるような動作をする制御法であり、計測された力に対して仮想的に設定した慣性、粘性、弾性を満たすように速度を制御するというものである。仮想コンプライアンス制御によれば、外力を測定することで仮想的なパラメータを満たすような目標速度が与えられる。本発明の実施形態であるシステムでは外力を人間からの入力とすると、人間からの入力によって目標速度が与えられる。この場合、仮想的に設定するインピーダンスを好適に設定することで、人の出力するトルクに応じた運動速度を出力することが可能となる。次の1式は、本発明の実施形態である装置のシステムに適用される仮想コンプライアンス制御式を表している。ωn1=Δt/Iτhn-Cωn-KΔθnωn1ここに、ωn1:目標角速度、ωn:現在角速度、θn:現在角度、Δt:サンプリング時間、τhn:人間からの入力、I:仮想慣性モーメント、C:仮想粘性係数、K:仮想弾性係数である。本発明の実施形態である装置は、人からの入力を力センサにより取得するので、人が脚を動かそうとする情報に基づき動作することができる。仮想コンプライアンス制御で扱う入力トルクの計測は、歪ゲージを用いて力センサで行われる。この場合、力センサではトルクを直接計測することができないため、実際に力センサが取得している値は、図13の荷重Pに比例した電圧である。荷重Pは、ウォームギア16及びウォームホイール17の接触点に作用する力であり、ウォームホイール17に結合するリンク12A,12Bに対して力Fを加えたときにセルフロックが生じる力である。このとき力Fと荷重Pの関係は下記2式である。FL=Pa2本発明の実施形態である装置では、図13における距離aは使用するウォームホイール17の基準円の半径であり、一定である。ある一定のFLによって生じるPの力が入力されたときの力センサの変化を検出することで、その後入力されるであろうFLの推定が可能になる。仮想コンプライアンス制御に用いる入力トルクに関して、リンク12A,12BにかかるモーメントであるFLが入力トルクとして適している。ここで、ある一定のFLに対するセンサの変化を検証するためにセンサに対する線形性試験を行ったところ、図14に示す試験結果が得られた。図14のグラフにおいて、縦軸を出力電圧、横軸を入力した力とする。このグラフの傾きを用いることで、センサの出力電圧から入力トルクを推定することが可能になる。そして、最終的にこの傾きから推定した入力トルクから仮想コンプライアンス制御による目標速度を生成し、その目標速度に対してPID制御を行うことにより操作量としての出力電圧を決定することができる。上記構成において、パワーアシスト装置10を装着した使用者が、膝1を曲げあるいは伸ばして脚を動かそうとすると、ウォームギア16及びウォームホイール17間のセルフロックにより力覚センサ機構が作動する。このときに得られた荷重に基づき、仮想コンプライアンス制御により膝関節運動の目標速度が生成され、この目標速度となるようにモータ14が駆動制御され、最適なアシストパワーが付与される。上述したように本発明の実施形態であるパワーアシスト装置10を装着して、使用者の動作に最適な力量でアシストし、膝関節の屈曲及び伸展運動を極めて有効且つ効果的にアシストすることができる。この場合、装置構成がコンパクトであり、小型軽量とすることによりこれを装着する使用者の負担とならず、使用性や取り扱い性等に優れ、更に高い安全性が確保される。次に、本発明による膝関節運動パワーアシスト装置の第2の実施の形態を説明する。なお、上記実施形態の場合と同一又は対応する部材には同一符号を用いるものとする。図15は、この実施形態におけるパワーアシスト装置10の装着時の概略構成を示している。図15において、膝1の上下付近の外側部に配置された略薄箱型のケーシング11から延出する出力部材として一対のリンク12A,12Bを有し、リンク12Aが大腿部2の側部に沿って、リンク12Bが脛部3の側部に沿うように装着される。これらのリンク12A,12Bはそれぞれファスナ13によって、大腿部2及び脛部3に固定される。図16にも示すように、リンク12A及び12Bはそれぞれのケーシング11を介して、カップリングプレート32によって相互に連結される。図17に示すようにケーシング11には、アシストパワーを発生させるための駆動部を構成するモータ14が搭載される。モータ14は、ホルダプレート15を介して支持される。モータ14の出力軸14aがホルダプレート15と直交するように配置される。モータ14の出力軸14aには、アシストパワーを伝達するためのパワー伝達機構を構成するウォームギア16が取り付けられる。各モータ14その出力軸14a及びウォームギア16は、大腿部2及び脛部3にそれぞれ平行になるように取り付けられる。ケーシング11は一対のケーシングプレートを含み、図18に示すようにその内の一方人体側のケーシングプレート11Aからリンク12A又は12Bが延出する。また、図17のように一対のケーシングプレート11A一方のみ図示するにはベアリングホルダ33を介してベアリング34が装着される。カップリングプレート32には図19に示されるように、パワー伝達機構を構成するウォームホイール17が支軸18により支持される。ウォームギア16及びウォームホイール17は相互に噛合する。この場合、本実施形態ではウォームホイール17はカップリングプレート32に固定されると共に、支軸18はベアリング34と回転可能に係合する。なお、その他の構成については、上記実施形態の場合と実質的に同一である。第2の実施形態において、パワーアシスト装置10を装着した使用者が、膝1を曲げあるいは伸ばして脚を動かすことで、上述の実施形態の場合と同様にウォームギア16及びウォームホイール17間のセルフロックにより力覚センサ機構が作動する。このときに得られた荷重に基づき、仮想コンプライアンス制御により膝関節運動の目標速度が生成され、この目標速度となるようにモータ14が駆動制御され、最適なアシストパワーが付与される。この例ではウォームホイール17が固定式であるため、ケーシング11側がウォームホイール17の外周に沿って回動する。また、第2の実施形態では装置構成が簡素化され、よりコンパクトな装置を実現することができる。次に、本発明の実施形態実施例であるパワーアシスト装置の効果の検証実験とその結果について説明する。膝関節の筋電位は、人間が自分の意志によって膝関節を動かした場合には大きくなり、自分の意志ではなく外力によって動かされた場合には小さくなるまたは、ほぼ生じない。このため、パワーアシスト装置が膝関節の動作をアシストする場合には筋電位が発生するが、完全に自分の意志で動かす場合に比較して小さくなる。これに対して、パワーアシスト装置が膝関節の動作をアシストするが、その効果を低減するように制御される場合には、筋電位は、人間が自分の意志で膝関節を動かした場合とほぼ同じとなる。そこで、この検証実験では、パワーアシスト装置を装着した被験者の膝の筋電位を測定し、その結果に基づいて本発明の実施形態であるパワーアシスト装置の効果について検証した。筋電位の測定条件は、次のとおりである。1パワーアシスト装置を作動させた状態。2パワーアシスト装置を、アシスト効果が得られる状に作動させた状態。3パワーアシスト装置を、アシスト効果が低くなるように作動させた状態。また、筋電位の測定の際における被験者の足の運動は、次のとおりである。aまず、被験者は台に座り、足に力を入れないで足を宙にぶら下げた状態にする。bそして、被験者は1秒で足を伸ばし、その後1秒で足を元の状態に戻す。cさらにその後、被験者は2秒間にわたって足の力を抜く。そして、前記a~cの動作を1セットとして、各条件下で10セットの動作を行い、前記1~3の状態の筋電位を測定した。また、比較のため、前記a~cの動作を外力によって実行し、その際における前記1~3の状態の筋電位を測定した。なお、実験条件の統一のため、パワーアシスト装置を作動させない場合であっても、被験者はパワーアシスト装置を装着している。ただし、この場合には、モータの動力などが被験者に伝わらないように、一部の部品を取り外した。また、前記1~3のすべての測定条件において、被験者の足に重さ2kgの錘を装着し、筋電位を測定しやすくしたすなわち、筋電位が大きくなるようにした。図20は、本発明の実施形態であるパワーアシスト装置の検証実験の結果を示したグラフであり、被験者が自分の意志で膝関節を動かした場合=被験者は足の力を抜いた場合における筋電位の測定結果を示す。図21は、本発明の実施形態であるパワーアシスト装置の検証実験の結果を示したグラフであり、外力によって膝関節が動かされた場合における筋電位の測定結果を示す。図20に示すように、パワーアシスト装置が運動をアシストした場合の筋電位は、作動しない場合の筋電位よりも小さい。したがって、パワーアシスト装置が、実際に被験者の運動をアシストしていると考えられる。また、パワーアシスト装置が作動しない場合の筋電位と、アシストするが効果が低減するように作動した場合の筋電位とは、ほぼ同じ結果が得られた。したがって、この場合には、被験者による足の運動は、パワーアシスト装置が作動しない場合とほぼ同じであると考えられる。そして、パワーアシスト装置が運動をアシストした場合の筋電位は、アシスト効果が低減するように動作した場合の筋電位よりも小さい。このことから、パワーアシスト装置は、被験者の運動をアシストしていると考えられる。なお、図21に示すように、外力によって被験者の足を運動させた場合には、1~3の状態における筋電位の測定結果は、ほぼ等しくなる。したがって、図20に示す筋電位の大きさの差は、本発明の実施形態であるパワーアシスト装置の効果を有効に示していると考えられる。このように、本発明の実施形態であるパワーアシスト装置は、装着する人間の意に沿うように動作することが確認された。以上、本発明の実施形態実施例について詳細に説明したが、前記実施形態実施例は、本発明を実施するにあたっての具体例を示したに過ぎない。本発明の技術的範囲は、前記実施形態実施例に限定されるものではない。本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であり、それらも本発明の技術的範囲に含まれる。上記実施形態では膝関節に本発明を適用する例を説明したが、適用部位もしくは箇所してこれに限らず、例えば肘関節等に対しても適用可能である。"