特許 6887274 歩行支援ロボット及び歩行支援方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6887274

(24)【登録日】2021年5月20日

(45)【発行日】2021年6月16日

(54)【発明の名称】歩行支援ロボット及び歩行支援方法

(51)【国際特許分類】

   A61H 3/04 20060101AFI20210603BHJP

   A61H 1/02 20060101ALI20210603BHJP

【ＦＩ】

   A61H3/04

   A61H1/02 R

【請求項の数】17

【全頁数】40

(21)【出願番号】特願2017-54376(P2017-54376)

(22)【出願日】2017年3月21日

(65)【公開番号】特開2018-153542(P2018-153542A)

(43)【公開日】2018年10月4日

【審査請求日】2019年9月30日

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２８年度、国立研究開発法人科学技術振興機構研究成果展開事業 センター・オブ・イノベーションプログラム『多様化・個別化社会イノベーションデザイン拠点』委託研究開発、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願

(73)【特許権者】

【識別番号】000005821

【氏名又は名称】パナソニック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100081422

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 光雄

(74)【代理人】

【識別番号】100100158

【弁理士】

【氏名又は名称】鮫島 睦

(74)【代理人】

【識別番号】100132241

【弁理士】

【氏名又は名称】岡部 博史

(72)【発明者】

【氏名】横矢 真悠

(72)【発明者】

【氏名】山田 和範

(72)【発明者】

【氏名】山田 陽滋

【審査官】 今関 雅子

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−２３０６８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２０２９２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−１６８１９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−００５４９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１４／１８８７２６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／０１０００１３（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｈ ３／０４

Ａ６１Ｈ １／０２

Ｂ６２Ｂ ３／００

Ｂ２５Ｊ １１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ユーザの歩行を支援しつつ、ハンドル荷重に応じて移動する歩行支援ロボットであって、
本体部と、
前記本体部に設けられ、前記ユーザが把持可能なハンドル部と、
前記ハンドル部にかかるハンドル荷重を検知する検知部と、
回転体を有し、前記検知部で検知した荷重に応じて前記回転体の回転を制御して当該歩行支援ロボットを移動させる移動装置と、
前記検知部で検知された前記ハンドル荷重の変化に基づいて前記ユーザの足位置を推定する足位置推定部と、
前記足位置の情報に基づいて、前記ユーザに与える負荷を設定する負荷設定部と、
前記ユーザの身体情報を取得する身体情報取得部と、
前記身体情報と前記足位置の情報とに基づいて、負荷を与える対象となる筋肉を判定する負荷対象判定部と、
を備え、
前記負荷設定部は、判定された前記筋肉に応じた負荷を設定する、
歩行支援ロボット。

【請求項2】

ユーザの歩行を支援しつつ、ハンドル荷重に応じて移動する歩行支援ロボットであって、
本体部と、
前記本体部に設けられ、前記ユーザが把持可能なハンドル部と、
前記ハンドル部にかかるハンドル荷重を検知する検知部と、
回転体を有し、前記検知部で検知した荷重に応じて前記回転体の回転を制御して当該歩行支援ロボットを移動させる移動装置と、
前記検知部で検知された前記ハンドル荷重の変化に基づいて前記ユーザの足位置を推定する足位置推定部と、
前記ユーザの身体情報を取得する身体情報取得部と、
前記身体情報と前記足位置の情報に基づいて、前記ユーザに与える負荷を設定する負荷設定部と、
前記身体情報と前記足位置の情報とに基づいて、当該歩行支援ロボットの旋回半径を変
更する旋回負荷設定部と、
を備える、
歩行支援ロボット。

【請求項3】

更に、
前記身体情報と前記足位置の情報とに基づいて、当該歩行支援ロボットの旋回半径を変更する旋回負荷設定部を備える、請求項１に記載の歩行支援ロボット。

【請求項4】

更に、
前記身体情報と前記足位置の情報とに基づいて、負荷を与える対象となる筋肉を判定する負荷対象判定部を備え、
前記負荷設定部は、判定された前記筋肉に応じた負荷を設定する、
請求項２に記載の歩行支援ロボット。

【請求項5】

前記負荷設定部は、前記足位置の情報に基づいて、前記ハンドル荷重を補正する、
請求項１〜３のいずれか一項に記載の歩行支援ロボット。

【請求項6】

更に、
前記身体情報、足位置の情報、及び前記負荷の情報のうち少なくとも一方を前記ユーザに通知するユーザ通知部を備える、
請求項１〜５のいずれか一項に記載の歩行支援ロボット。

【請求項7】

前記身体情報取得部は、更に、
前記検知部で検知された前記ハンドル荷重に基づいて、前記身体情報を推定する身体情報推定部を備える、
請求項１〜６のいずれか一項に記載の歩行支援ロボット。

【請求項8】

前記身体情報は、歩幅を含み、
前記負荷設定部は、左右の足の歩幅の差異に基づいて負荷を設定する、
請求項１〜７のいずれか一項に記載の歩行支援ロボット。

【請求項9】

前記負荷設定部は、前記足位置毎に負荷を設定する、
請求項１〜８のいずれか一項に記載の歩行支援ロボット。

【請求項10】

前記負荷設定部は、前記ハンドル荷重の変化に基づいて、前記ユーザに与える負荷を設定する、
請求項１〜９のいずれか一項に記載の歩行支援ロボット。

【請求項11】

歩行支援ロボットを用いてユーザの歩行を支援する歩行支援方法であって、
前記歩行支援ロボットのハンドル部にかかるハンドル荷重を検知部によって検知するステップ、
前記検知部で検知したハンドル荷重に応じて、前記歩行支援ロボットが有する回転体の回転を駆動部によって制御して当該歩行支援ロボットを移動させるステップ、
前記検知部で検知したハンドル荷重の変化に基づいて前記ユーザの足位置を足位置推定部によって推定するステップ、
前記足位置の情報に基づいて、前記ユーザに与える負荷を負荷設定部によって設定するステップ、
え前記ユーザの身体情報が格納された身体情報データベースから前記ユーザの身体情報を
身体情報取得部によって取得するステップ、
前記身体情報と前記足位置の情報とに基づいて、負荷を与える対象となる筋肉を負荷対
象判定部によって判定するステップ、
を含み、
前記負荷を設定するステップは、判定された前記筋肉に応じた負荷を設定する、
歩行支援方法。

【請求項12】

歩行支援ロボットを用いてユーザの歩行を支援する歩行支援方法であって、
前記歩行支援ロボットのハンドル部にかかるハンドル荷重を検知部によって検知するステップ、
前記検知部で検知したハンドル荷重に応じて、前記歩行支援ロボットが有する回転体の 回転を駆動部によって制御して当該歩行支援ロボットを移動させるステップ、
前記検知部で検知したハンドル荷重の変化に基づいて前記ユーザの足位置を足位置推定部によって推定するステップ、
前記ユーザの身体情報が格納された身体情報データベースから前記ユーザの身体情報を身体情報取得部によって取得するステップ、
前記身体情報と前記足位置の情報に基づいて、前記ユーザに与える負荷を負荷設定部によって設定するステップ、
前記身体情報と前記足位置の情報とに基づいて、当該歩行支援ロボットの旋回半径を旋
回負荷設定部によって変更するステップ、
を含む、
歩行支援方法。

【請求項13】

更に、
前記身体情報と前記足位置の情報とに基づいて、当該歩行支援ロボットの旋回半径を旋回負荷設定部によって変更するステップを含む、
請求項１１に記載の歩行支援方法。

【請求項14】

更に、
前記身体情報と前記足位置の情報とに基づいて、負荷を与える対象となる筋肉を負荷対象判定部によって判定するステップを含み、
前記負荷を設定するステップは、判定された前記筋肉に応じた負荷を設定する、
請求項１２に記載の歩行支援方法。

【請求項15】

前記負荷を設定するステップは、前記足位置の情報に基づいて、前記ハンドル荷重を補正する、
請求項１１〜１４のいずれか一項に記載の歩行支援方法。

【請求項16】

更に、
前記身体情報、前記足位置の情報、及び前記負荷の情報のうち少なくとも一方をユーザ通知部によって前記ユーザに通知するステップを含む、
請求項１１〜１５のいずれか一項に記載の歩行支援方法。

【請求項17】

前記ユーザの身体情報を取得するステップは、更に、
前記ハンドル荷重に基づいて、前記身体情報を推定することを含む、
請求項１１〜１６のいずれか一項に記載の歩行支援方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ユーザの歩行を支援する歩行支援ロボット及び歩行支援方法に関する。

【背景技術】

【0002】

高齢者などのユーザの歩行を支援する装置として、ハンドル部に加わる力に応じて移動制御を行う歩行支援機が開発されている（例えば、特許文献１参照。）

【0003】

特許文献１の歩行支援機では、ハンドル部に加わる力を検出し、検出した力の値に応じて当該歩行支援機の前後方向への駆動力を制御している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００７−９００１９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

近年、ユーザの歩行を支援しながら身体能力を向上させる歩行支援ロボット及び歩行支援方法が求められている。

【0006】

本開示は、前記課題を解決するもので、ユーザの歩行を支援しながら身体能力を向上させることができる歩行支援ロボット及び歩行支援方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示の一態様に係る歩行支援ロボットは、
ユーザの歩行を支援しつつ、ハンドル荷重に応じて移動する歩行支援ロボットであって、
本体部と、
前記本体部に設けられ、前記ユーザが把持可能なハンドル部と、
前記ハンドル部にかかるハンドル荷重を検知する検知部と、
回転体を有し、前記検知部で検知した荷重に応じて前記回転体の回転を制御して当該歩行支援ロボットを移動させる移動装置と、
前記検知部で検知された前記ハンドル荷重の変化に基づいて前記ユーザの足位置を推定する足位置推定部と、
前記足位置の情報に基づいて、前記ユーザに与える負荷を設定する負荷設定部と、
を備える。

【0008】

本開示の一態様に係る歩行支援方法は、
歩行支援ロボットを用いてユーザの歩行を支援する歩行支援方法であって、
前記歩行支援ロボットのハンドル部にかかるハンドル荷重を検知部によって検知するステップ、
前記検知部で検知したハンドル荷重に応じて、当該歩行支援ロボットを移動装置によって移動するステップ、
前記ハンドル荷重の変化に基づいて前記ユーザの足位置を推定するステップ、
前記足位置の情報に基づいて、前記ユーザに与える負荷を設定するステップ、
を含む。

【発明の効果】

【0009】

以上のように、本開示の歩行支援ロボット及び歩行支援方法によれば、ユーザの歩行を支援しながら身体能力を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、本開示の実施の形態１に係る歩行支援ロボットの外観図である。

【図2】図２は、本開示の実施の形態１に係る歩行支援ロボットによる歩行支援を受けてユーザが歩行している様子を示す図である。

【図3】図３は、本開示の実施の形態１における検知部で検知するハンドル荷重の検知方向を示す図である。

【図4】図４は、本開示の実施の形態１に係る歩行支援ロボットにおける主要な制御構成の一例を示す制御ブロック図である。

【図5】図５は、本開示の実施の形態１に係る歩行支援ロボットの歩行支援の制御構成の一例を示す制御ブロック図である。

【図6A】図６Ａは、身体情報データベースに格納された身体情報の一例を示す図である。

【図6B】図６Ｂは、身体情報データベースに格納された身体情報の別例を示す図である。

【図7】図７は、本開示の実施の形態１に係る歩行支援ロボットの足位置推定処理の例示的なフローチャートを示す図である。

【図8】図８は、ハンドル荷重の波形情報と歩行周期との関係の一例を示す図である。

【図9】図９は、ハンドル荷重の波形情報と足位置との関係の一例を示す図である。

【図10】図１０は、本開示の実施の形態１に係る歩行支援ロボットの負荷設定処理の例示的なフローチャートを示す図である。

【図11】図１１は、負荷設定の一例を示す図である。

【図12】図１２は、本開示の実施の形態１に係る歩行支援ロボットのユーザ移動意図推定処理の例示的なフローチャートを示す図である。

【図13】図１３は、本開示の実施の形態１に係る歩行支援ロボットの駆動力算出処理の例示的なフローチャートを示す図である。

【図14】図１４は、本開示の実施の形態１の変形例の歩行支援ロボットにおける制御構成の一例を示す制御ブロック図である。

【図15】図１５は、本開示の実施の形態２に係る歩行支援ロボットにおける主要な制御構成の一例を示す制御ブロック図である。

【図16】図１６は、本開示の実施の形態２に係る歩行支援ロボットの歩行支援の制御構成の一例を示す制御ブロック図である。

【図17】図１７は、本開示の実施の形態２に係る歩行支援ロボットの身体情報推定処理の例示的なフローチャートを示す図である。

【図18】図１８は、本開示の実施の形態２に係る歩行支援ロボットの歩行支援の制御構成の別例を示す制御ブロック図である。

【図19】図１９は、本開示の実施の形態３に係る歩行支援ロボットにおける主要な制御構成の一例を示す制御ブロック図である。

【図20】図２０は、本開示の実施の形態３に係る歩行支援ロボットの歩行支援の制御構成の一例を示す制御ブロック図である。

【図21】図２１は、本開示の実施の形態３に係る歩行支援ロボットの負荷対象判定処理の例示的なフローチャートを示す図である。

【図22A】図２２Ａは、足位置と歩行時に使用される筋肉の関係を示したテーブルの一例を示す図である。

【図22B】図２２Ｂは、足位置と歩行時に使用される筋肉の関係を示したテーブルの一例を示す図である。

【図23】図２３は、本開示の実施の形態４に係る歩行支援システムにおける主要な制御構成の一例を示す制御ブロック図である。

【図24】図２４は、本開示の実施の形態４に係る歩行支援ロボットの歩行支援の制御構成の一例を示す制御ブロック図である。

【図25】図２５は、本開示の実施の形態４に係る歩行支援ロボットの旋回負荷設定処理の例示的なフローチャートを示す図である。

【図26】図２６は、旋回負荷情報の一例を示す図である。

【図27】図２７は、本開示の実施の形態５に係る歩行支援ロボットの歩行支援の制御構成の一例を示す制御ブロック図である。

【図28】図２８は、本開示の実施の形態５に係る歩行支援ロボットの制御の例示的なフローチャートを示す図である。

【図29】図２９は、本開示の実施の形態５に係る歩行支援ロボットの誘導情報に基づく負荷設定処理の例示的なフローチャートを示す図である。

【図30】図３０は、誘導情報に基づく負荷情報の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

（本開示に至った経緯）
先進国における少子高齢化が進む近年、高齢者の見守りや生活支援の必要性が増している。特に、高齢者においては、加齢に伴う身体能力の低下から宅内生活のＱＯＬ（Ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ Ｌｉｆｅ）を維持することが難しくなる傾向にある。

【0012】

このような背景の下、高齢者などのユーザの歩行を支援しつつ、ユーザの身体能力を向上させることができる歩行支援ロボットが求められている。

【0013】

背景技術で述べたように、ユーザの歩行を支援する装置として、ハンドル部にかかる力の変動に応じて前後方向の移動を制御することによって、ユーザの歩行を支援する歩行支援機が開発されている（例えば、特許文献１等参照）。

【0014】

しかしながら、特許文献１の歩行支援機では、ユーザの身体能力を向上させるという点については開示されていない。

【0015】

また、ユーザの歩行機能を向上させる装置としては、例えば、予め入力された歩行パターンに従って、アーム等でユーザの足を動かす歩行訓練装置が開発されている（例えば、特開２００６−６３８４号公報参照）。この歩行訓練装置では、アームを用いて、ユーザの脚を遊脚から立脚へ移行するに従って、ユーザの体幹を立脚側へ移動させることによってユーザの歩行訓練を行っている。

【0016】

しかしながら、この歩行訓練装置は、装置を装着する手間がかかると共に、所定の歩行パターンに従った周期的なリズムでの制御しか対応していない。このため、ユーザの実際の歩行に応じて負荷を制御することができず、ユーザの身体能力を効率良く向上させることができない。

【0017】

本発明者らは、ハンドル荷重の情報に基づいて歩行中のユーザの足位置を推定し、推定した足位置に応じてユーザの足部に与える負荷を設定することによって、ユーザの身体能力を効率良く向上させることができることを見出した。

【0018】

そこで、本発明者らは、以下の発明に至った。

【0019】

本開示の一態様に係る歩行支援ロボットは、
ユーザの歩行を支援しつつ、ハンドル荷重に応じて移動する歩行支援ロボットであって、
本体部と、
前記本体部に設けられ、前記ユーザが把持可能なハンドル部と、
前記ハンドル部にかかるハンドル荷重を検知する検知部と、
回転体を有し、前記検知部で検知した荷重に応じて前記回転体の回転を制御して当該歩行支援ロボットを移動させる移動装置と、
前記検知部で検知された前記ハンドル荷重の変化に基づいて前記ユーザの足位置を推定する足位置推定部と、
前記足位置の情報に基づいて、前記ユーザに与える負荷を設定する負荷設定部と、
を備える。

【0020】

このような構成により、ユーザの歩行を支援しながら身体能力を向上させることができる。また、足位置の情報に基づいて、ユーザの実際の歩行に応じて負荷を設定し、ユーザの身体能力を効率良く向上させることができる。

【0021】

前記歩行支援ロボットにおいて、前記負荷設定部は、前記足位置の情報に基づいて、前記ハンドル荷重を補正してもよい。

【0022】

このような構成により、ハンドル荷重を補正し、歩行支援ロボットの移動を制御することによってユーザに与える負荷を設定することができる。これにより、ユーザの身体能力を効率良く向上させることができる。

【0023】

前記歩行支援ロボットにおいて、更に、
前記ユーザの身体情報を取得する身体情報取得部を備え、
前記負荷設定部は、前記身体情報と前記足位置の情報とに基づいて、前記ユーザに与える負荷を設定してもよい。

【0024】

このような構成により、身体情報と足位置の情報とに基づいて、ユーザに与える負荷を設定することができ、ユーザの身体能力を効率良く向上させることができる。

【0025】

前記歩行支援ロボットにおいて、更に、
前記身体情報、足位置の情報、及び前記負荷の情報のうち少なくとも一方を前記ユーザに通知するユーザ通知部を備えてもよい。

【0026】

このような構成により、ユーザ自身が日々の身体情報、足位置の情報、又は負荷の情報を把握することができ、身体能力の維持及び向上へのモチベーションアップ、又は歩行時の注意力喚起に繋がる。

【0027】

前記歩行支援ロボットにおいて、前記身体情報取得部は、更に、
前記検知部で検知された前記ハンドル荷重に基づいて、前記身体情報を推定する身体情報推定部を備えてもよい。

【0028】

このような構成により、ハンドル荷重から身体情報を推定することができるため、身体情報をより簡単に取得することができる。

【0029】

前記歩行支援ロボットにおいて、更に、
前記身体情報と前記足位置の情報とに基づいて、負荷を与える対象となる筋肉を判定する負荷対象判定部を備え、
前記負荷設定部は、判定された前記筋肉に応じた負荷を設定してもよい。

【0030】

このような構成により、負荷を与える対象となる筋肉を判定し、身体能力を効率良く向上させることができる。

【0031】

前記歩行支援ロボットにおいて、更に、
前記身体情報と前記足位置の情報とに基づいて、当該歩行支援ロボットの旋回半径を変更する旋回負荷設定部を備えてもよい。

【0032】

このような構成により、歩行支援ロボットの旋回時において、旋回半径を変更することによって、身体能力を効率良く向上させることができる。

【0033】

前記歩行支援ロボットにおいて、更に、
前記ユーザを誘導する誘導情報を生成する誘導情報生成部を備え、
前記移動装置は、前記誘導情報に基づいて当該歩行支援ロボットを移動させ、
前記負荷設定部は、前記身体情報と、前記足位置の情報と、前記誘導情報とに基づいて、前記負荷を設定してもよい。

【0034】

このような構成により、歩行支援ロボットが自律的に移動してユーザを誘導しながら、身体情報と足位置の情報と誘導情報とに基づいて、ユーザに与える負荷を設定することができる。

【0035】

前記歩行支援ロボットにおいて、前記負荷設定部は、前記足位置に応じて、当該歩行支援ロボットが前記ユーザを誘導する誘導距離を変更してもよい。

【0036】

このような構成により、足位置に応じて誘導距離を変更することで、身体能力を向上させることができる。

【0037】

前記歩行支援ロボットにおいて、前記身体情報は、歩幅を含み、
前記負荷設定部は、左右の足の歩幅の差異に基づいて負荷を設定してもよい。

【0038】

このような構成により、左右の足の歩幅の差異に基づいて、左右の足のうち筋力が劣っている方の足を効率良く鍛えることができる。

【0039】

前記歩行支援ロボットにおいて、前記負荷設定部は、前記足位置毎に負荷を設定してもよい。

【0040】

このような構成により、足位置毎に負荷を設定することによって、身体情報を効率良く向上させることができる。

【0041】

前記歩行支援ロボットにおいて、前記負荷設定部は、前記ハンドル荷重の変化に基づいて、前記ユーザに与える負荷を設定してもよい。

【0042】

本開示の一態様に係る歩行支援方法は、
歩行支援ロボットを用いてユーザの歩行を支援する歩行支援方法であって、
前記歩行支援ロボットのハンドル部にかかるハンドル荷重を検知部によって検知するステップ、
前記検知部で検知したハンドル荷重に応じて、当該歩行支援ロボットを移動装置によって移動するステップ、
前記ハンドル荷重の変化に基づいて前記ユーザの足位置を推定するステップ、
前記足位置の情報に基づいて、前記ユーザに与える負荷を設定するステップ、
を含む。

【0043】

このような構成により、ユーザの歩行を支援しながら身体能力を向上させることができる。また、足位置の情報に基づいて、ユーザの実際の歩行に応じて負荷を設定し、ユーザの身体能力を効率良く向上させることができる。

【0044】

前記歩行支援方法において、前記負荷を設定するステップは、前記足位置の情報に基づいて、前記ハンドル荷重を補正してもよい。

【0045】

このような構成により、ハンドル荷重を補正し、歩行支援ロボットの移動を制御することによってユーザに与える負荷を設定することができる。

【0046】

前記歩行支援方法において、更に、
前記ユーザの身体情報を取得するステップを含んでもよい。

【0047】

このような構成により、身体情報と足位置の情報とに基づいて、ユーザに与える負荷を設定することができ、ユーザの身体能力を効率良く向上させることができる。

【0048】

前記歩行支援方法において、更に、
前記身体情報、前記足位置の情報、及び前記負荷の情報のうち少なくとも一方を前記ユーザに通知するステップを含んでもよい。

【0049】

このような構成により、ユーザ自身が日々の身体情報、足位置の情報、又は負荷の情報を把握することができ、身体能力の維持及び向上へのモチベーションアップ、又は歩行時の注意力喚起に繋がる。

【0050】

前記歩行支援方法において、前記ユーザの身体情報を取得するステップは、更に、
前記ハンドル荷重に基づいて、前記身体情報を推定することを含んでもよい。

【0051】

このような構成により、ハンドル荷重から身体情報を推定することができるため、身体情報をより簡単に取得することができる。

【0052】

前記歩行支援方法において、更に、
前記身体情報と前記足位置の情報とに基づいて、負荷を与える対象となる筋肉を判定するステップを含み、
前記負荷を設定するステップは、判定された前記筋肉に応じた負荷を設定してもよい。

【0053】

このような構成により、負荷を与える対象となる筋肉を判定し、身体能力を効率良く向上させることができる。

【0054】

前記歩行支援方法において、更に、
前記身体情報と前記足位置の情報とに基づいて、当該歩行支援ロボットの旋回半径を変更するステップを含んでもよい。

【0055】

このような構成により、旋回半径を変更することによって、身体能力を効率良く向上させることができる。

【0056】

前記歩行支援方法において、更に、
前記ユーザを誘導する誘導情報を生成するステップ、
前記誘導情報に基づいて当該歩行支援ロボットを移動させるステップ、
を含み、
前記負荷を設定するステップは、前記身体情報と、前記足位置の情報と、前記誘導情報とに基づいて、前記負荷を設定することを含んでもよい。

【0057】

このような構成により、歩行支援ロボットが自律的に移動してユーザを誘導しながら、身体情報と足位置の情報と誘導情報とに基づいて、ユーザに与える負荷を設定することができる。

【0058】

以下、本開示の実施形態について、添付の図面を参照しながら説明する。また、各図においては、説明を容易なものとするため、各要素を誇張して示している。

【0059】

（実施の形態１）
［全体構成］
図１は、実施の形態１に係る歩行支援ロボット１（以下、「ロボット１」と称する）の外観図を示す。図２は、ロボット１による歩行支援を受けてユーザが歩行している様子を示す。

【0060】

図１及び図２に示すように、ロボット１は、本体部１１と、ハンドル部１２と、検知部１３と、移動装置１４と、身体情報取得部１５と、足位置推定部１６と、負荷設定部１７と、を備える。

【0061】

本体部１１は、例えば、他の構成部材を支持するとともにユーザが歩行する際の荷重を支えることができるような剛性を有するフレームにより構成される。

【0062】

ハンドル部１２は、本体部１１の上部に設けられており、歩行中のユーザの両手により把持しやすい形状及び高さ位置に設けられている。

【0063】

検知部１３は、ハンドル部１２をユーザが把持することにより、ユーザがハンドル部１２にかけるハンドル荷重を検知する。具体的には、ユーザがハンドル部１２を把持して歩行するときに、ユーザはハンドル部１２にハンドル荷重をかける。検知部１３は、ユーザがハンドル部１２にかけるハンドル荷重の向き及び大きさを検知する。

【0064】

図３は、検知部１３で検知するハンドル荷重の検知方向を示す。図３に示すように、検知部１３は、互いに直交する三軸方向にかかる力、及び三軸の軸回りのモーメントをそれぞれ検出可能な六軸力センサである。互いに直交する三軸とは、ロボット１の左右方向に延在するｘ軸、ロボット１の前後方向に延在するｙ軸、及びロボット１の高さ方向に延在するｚ軸である。三軸方向にかかる力とは、ｘ軸方向にかかる力Ｆｘ、ｙ軸方向にかかる力Ｆｙ、及びｚ軸方向にかかる力Ｆｚである。実施の形態１では、Ｆｘのうち右方向にかかる力をＦｘ^＋とし、左方向にかかる力をＦｘ⁻としている。Ｆｙのうち前方向にかかる力をＦｙ^＋とし、後方向にかかる力をＦｙ⁻としている。Ｆｚ方向のうち歩行面に対して鉛直下方向にかかる力をＦｚ⁻とし、歩行面に対して鉛直上方向にかかる力をＦｚ^＋としている。三軸の軸回りのモーメントとは、ｘ軸の軸回りのモーメントＭｘ、ｙ軸の軸回りのモーメントＭｙ、及びｚ軸の軸回りのモーメントＭｚである。

【0065】

移動装置１４は、本体部１１を移動させる。移動装置１４は、検知部１３で検知されたハンドル荷重（力及びモーメント）の大きさ及び向きに基づいて、本体部１１を移動させる。実施の形態１では、移動装置１４は、以下のような制御を行っている。なお、本明細書においては、Ｆｘ、Ｆｙ、Ｆｚ、Ｍｘ、Ｍｙ、Ｍｚを荷重と称する場合がある。

【0066】

＜前進動作＞
移動装置１４は、検知部１３でＦｙ^＋の力が検知された場合、本体部１１を前方向に移動させる。即ち、検知部１３でＦｙ^＋の力が検知された場合、ロボット１は前進動作を行う。ロボット１が前進動作を行っている間、検知部１３で検知されるＦｙ^＋の力が大きくなると、移動装置１４は、ロボット１の前方向への移動の速度を上げる。一方、ロボット１が前進動作を行っている間、検知部１３で検知されるＦｙ^＋の力が小さくなると、移動装置１４は、ロボット１の前方向への移動速度を下げる。

【0067】

＜後退動作＞
移動装置１４は、検知部１３でＦｙ⁻の力が検知された場合、本体部１１を後方向に移動させる。即ち、検知部１３でＦｙ⁻の力が検知された場合、ロボット１は後退動作を行う。ロボット１が後退動作を行っている間、検知部１３で検知されるＦｙ⁻の力が大きくなると、移動装置１４は、ロボット１の後方向への移動の速度を上げる。一方、ロボット１が後退動作を行っている間、検知部１３で検知されるＦｙ⁻の力が小さくなると、移動装置１４は、ロボット１の後方向への移動速度を下げる。

【0068】

＜右旋回動作＞
移動装置１４は、検知部１３でＦｙ^＋の力とＭｚ^＋のモーメントとが検知された場合、本体部１１を右方向に旋回移動させる。即ち、検知部１３でＦｙ^＋の力とＭｚ^＋のモーメントが検知された場合、ロボット１は右旋回動作を行う。ロボット１が右旋回動作を行っている間、検知部１３で検知されるＭｚ^＋のモーメントが大きくなると、ロボット１の旋回半径が小さくなる。また、ロボット１が右旋回動作を行っている間、検知部１３で検知されるＦｙ^＋の力が大きくなると、旋回速度が大きくなる。

【0069】

＜左旋回動作＞
移動装置１４は、検知部１３でＦｙ^＋の力とＭｚ⁻のモーメントとが検知された場合、本体部１１を左方向に旋回移動させる。即ち、検知部１３でＦｙ^＋の力とＭｚ⁻のモーメントが検知された場合、ロボット１は左旋回動作を行う。ロボット１が左旋回動作を行っている間、検知部１３で検知されるＭｚ⁻のモーメントが大きくなると、ロボット１の旋回半径が小さくなる。また、ロボット１が左旋回動作を行っている間、検知部１３で検知されるＦｙ^＋の力が大きくなると、旋回速度が大きくなる。

【0070】

なお、移動装置１４の制御は、上述した例に限定されない。移動装置１４は、例えば、Ｆｙ及びＦｚの力に基づいて、ロボット１の前進動作及び後退動作を制御してもよい。また、移動装置１４は、例えば、Ｍｘ又はＭｙのモーメントに基づいて、ロボット１の旋回動作を制御してもよい。

【0071】

移動速度を算出するために用いるハンドル荷重は、前方向（Ｆｙ^＋）の荷重、又は下方向（Ｆｚ⁻）の荷重であってもよいし、前方向（Ｆｙ^＋）の荷重と下方向（Ｆｚ⁻）の荷重とを組み合わせた荷重であってもよい。

【0072】

移動装置１４は、本体部１１の下部に設けられた回転体１８と、回転体１８を駆動制御する駆動部１９と、を備える。

【0073】

回転体１８は、本体部１１を自立させた状態で支持し、駆動部１９により回転駆動される車輪である。実施の形態１では、駆動部１９により２つの回転体１８が回転し、ロボット１を移動させる。具体的には、回転体１８は、ロボット１を自立させた姿勢を保った状態で、本体部１１を図２に示す矢印の方向（前方向または後方向）に移動させる。なお、実施の形態１において、移動装置１４が回転体１８として２つの車輪を用いた移動機構を備える例を説明したが、これに限定されない。例えば、回転体１８は、走行ベルト、ローラなどであってもよい。

【0074】

駆動部１９は、検知部１３で検知したハンドル荷重に基づいて、回転体１８を駆動する。

【0075】

身体情報取得部１５は、ユーザの身体情報を取得する。実施の形態１では、身体情報取得部１５は、例えば、ユーザの身体情報が格納された身体情報データベースを含む。身体情報取得部１５は、身体情報データベースからユーザ毎の身体情報を取得する。

【0076】

本明細書では、身体情報とは、歩行に関する身体の情報であり、例えば、歩行速度、歩行率、身体の傾き、身体の揺れ、歩幅、筋力を含む。なお、身体情報は、これらに限定されない。例えば、身体情報は、ハンドル荷重において、移動方向の平均荷重、重心の偏り方向の平均荷重、移動方向の揺らぎ周波数、左右方向の揺らぎ周波数などを含んでもよい。

【0077】

本明細書では、歩行率とは、単位時間当たりの歩数を意味する。また、筋力は、ユーザの歩行動作毎に使う足部の筋肉（例えば、前脛骨筋、腓骨筋など）毎に６段階の評価（レベル０〜５）で表される。なお、レベルは、数字が大きくなる程、筋力が強いことを示す。なお、筋力は、足部の筋力に限定されず、例えば、股関節、ひざ関節に関わる筋力を含んでもよい。

【0078】

足位置推定部１６は、ユーザの足位置を推定する。実施の形態１では、検知部１３で検知されたハンドル荷重の変化に基づいて、ユーザの足位置を推定する。足位置の推定については、後述する。

【0079】

ユーザの足位置とは、歩行中のユーザの足位置を意味する。足位置は、例えば、初期接地、荷重応答期、立脚中期、立脚終期、前遊脚期、遊脚初期、遊脚中期、遊脚後期などを含む。なお、足位置は、これらに限定されず、例えば、足趾離地、踵接地、踵離地、加速期、減速期などを含んでもよい。

【0080】

本明細書において、初期接地とは、同側足部が床に触れて体重移動の開始直後までを意味する。なお、「同側」とは、左右の足のうち、足の動きを注目している側を意味する。荷重応答期とは、足が床に設置した後、反対側の足が離地するまでを意味する。なお、「反対側」とは、左右の足のうち、足の動きを注目していない側を意味する。立脚中期とは、反対側の下肢の遊脚期開始から同側踵離地までを意味する。立脚終期とは、同側踵離地から反対側下肢の初期接地までを意味する。初期接地、荷重応答期、立脚中期、立脚終期は、歩行中のユーザの足が地面に接してから離れるまでの期間を含んでいる。

【0081】

本明細書において、前遊脚期とは、反対側下肢の初期接地から同側足趾離地までを意味する。遊脚初期とは、同側足趾離地から同側足部が反対側足部と並ぶまでを意味する。遊脚中期とは、同側足部が反対測足部と並ぶときから同側脛骨が垂直になるまでを意味する。遊脚後期とは、同側脛骨が垂直のときから同側初期接地までを意味する。

【0082】

本明細書において、足趾離地とは、足のつま先が地面から離れる瞬間を意味する。踵接地とは、踵が地面に接地する瞬間を意味する。踵離地とは、踵が地面から離れる瞬間を意味する。加速期とは、足のつま先が地面から離れて、体幹の後方にある時期を意味する。減速期とは、足が体幹の前方へ振り出されている時期を意味する。

【0083】

実施の形態１では、ユーザは、歩行時において、初期接地、荷重応答期、立脚中期、立脚終期、前遊脚期、遊脚初期、遊脚中期、遊脚後期の足位置を周期的に繰り返している。本明細書では、初期接地から遊脚後期までを歩行周期と称している。

【0084】

負荷設定部１７は、ユーザに与える負荷を設定する。実施の形態１では、負荷設定部１７は、身体情報と足位置の情報とに基づいて負荷を設定する。例えば、負荷設定部１７は、右足の筋力が左足の筋力と比べて低い場合、右足の筋力を鍛えるために、右足が初期接地から立脚終期にある間、ロボット１の移動装置１４の駆動力を低下させてもよい。また、負荷設定部１７は、左足の筋力が右足の筋力と比べて高い場合、左足が初期接地から立脚終期にある間、ロボット１の移動装置１４の駆動力を増大させてもよい。具体的には、負荷設定部１７は、検知部１３で検知されたハンドル荷重を補正することによって、移動装置１４の駆動力を制御し、ユーザに与える負荷を制御している。移動装置１４は、検知部１３で検知されたハンドル荷重に応じた移動速度で移動する。このため、負荷設定部１７は、ハンドル荷重を補正することによって、移動装置１４の移動速度を変更することができる。

【0085】

［歩行支援ロボットの制御構成］
このような構成を有する歩行支援ロボット１において、ユーザの歩行支援をするための制御構成について説明する。図４は、ロボット１における主要な制御構成を示す制御ブロック図である。また、図４の制御ブロック図では、それぞれの制御構成と取り扱われる情報との関係についても示している。図５は、ロボット１の歩行支援の制御構成の一例を示す制御ブロック図である。

【0086】

駆動部１９について説明する。図４及び図５に示すように、駆動部１９は、ユーザ移動意図推定部２０と、駆動力算出部２１と、アクチュエータ制御部２２と、アクチュエータ２３と、を備える。

【0087】

ユーザ移動意図推定部２０は、検知部１３で検知されたハンドル荷重の情報に基づいてユーザの移動意図を推定する。ユーザの移動意図とは、ユーザの意図によって移動するロボット１の移動方向及び移動速度を含む。実施の形態１において、ユーザ移動意図推定部２０は、検知部１３で検知された各移動方向におけるハンドル荷重の値から、ユーザの移動意図を推定する。例えば、検知部１３で検知されるＦｙ^＋の力が所定の第１閾値以上の値であり、Ｍｙ^＋の力が所定の第２閾値未満の値である場合、ユーザ移動意図推定部２０は、ユーザの移動意図が直進動作であると推定してもよい。また、ユーザ移動意図推定部２０は、Ｆｚ方向におけるハンドル荷重の値に基づいて、移動速度を推定してもよい。一方、検知部１３で検知されるＦｙ^＋の力が所定の第３閾値以上の値であり、Ｍｙ^＋の力が所定の第２閾値以上の値である場合、ユーザ移動意図推定部２０は、ユーザの移動意図が右旋回動作であると推定してもよい。また、ユーザ移動意図推定部２０は、Ｆｚ方向におけるハンドル荷重の値に基づいて旋回速度を推定し、Ｍｙ方向におけるハンドル荷重の値に基づいて旋回半径を推定してもよい。

【0088】

また、ユーザ移動意図推定部２０は、負荷設定部１７で設定された負荷に応じて補正されたハンドル荷重の値に基づいて、移動速度を推定してもよい。例えば、負荷設定部１７が右足荷重応答期において、Ｆｙ方向に−１０Ｎの負荷を設定している場合、検知部１３で検知されたハンドル荷重に−１０Ｎを加えて、移動速度を推定してもよい。

【0089】

実施の形態１では、ユーザ移動意図推定部２０は、ハンドル荷重の情報に基づいて、移動距離を推定することもできる。具体的には、ユーザ移動意図推定部２０は、移動速度とハンドル荷重をかけている時間とに基づいて移動距離を推定することができる。

【0090】

駆動力算出部２１は、ユーザ移動意図推定部２０でハンドル荷重の情報から推定されたユーザの移動意図、即ちユーザの移動方向及び移動速度に基づいて、駆動力を算出する。例えば、駆動力算出部２１は、ユーザの移動意図が前進動作又は後退動作である場合、２つの車輪（回転体）１８の回転量が均等になるように駆動力を算出する。駆動力算出部２１は、ユーザの移動意図が右旋回動作である場合、２つの車輪１８のうち右側の車輪１８の回転量を左側の車輪１８の回転量よりも大きくなるように駆動力を算出する。また、駆動力算出部２１は、ユーザの移動速度に応じて、駆動力の大きさを算出する。

【0091】

アクチュエータ制御部２２は、駆動力算出部２１で算出された駆動力の情報に基づいて、アクチュエータ２３の駆動制御を行う。また、アクチュエータ制御部２２は、アクチュエータ２３から車輪１８の回転量の情報を取得し、駆動力算出部２１に車輪１８の回転量の情報を送信することができる。

【0092】

アクチュエータ２３は、例えば、車輪１８を回転駆動させるモータ等である。アクチュエータ２３は、歯車機構又はプーリー機構等を介して車輪１８と接続されている。アクチュエータ２３は、アクチュエータ制御部２２によって駆動制御されることによって、車輪１８を回転駆動している。

【0093】

実施の形態１では、ロボット１は、荷重波形データベース２４を備えてもよい。荷重波形データベース２４は、検知部１３で検知されたハンドル荷重の波形を格納している。荷重波形データベース２４は、例えば、ユーザの足位置毎のハンドル荷重の波形情報を、波形特徴量データとして格納している。波形特徴量データは、検知部１３で検知されたハンドル荷重の波形情報と、足位置推定部１６で推定された足位置の情報とに基づいて、生成及び更新されるデータである。荷重波形データベース２４に格納されたハンドル荷重の波形情報は、足位置推定部１６に送信される。

【0094】

実施の形態１では、波形特徴量データは、１０歩分のハンドル荷重波形の情報に基づいて足位置推定部１６によって算出される。例えば、足位置推定部１６は、足位置毎のハンドル荷重波形データを検出し、各足位置における１０歩分の平均荷重波形のデータを波形特徴量データとして算出してもよい。

【0095】

なお、波形特徴量データは、各足位置における１０歩分の平均荷重波形のデータに限定されず、例えば、（１０歩分のデータ）×（複数回のデータ）、又は１歩以上１０歩以下又は１０歩以上のハンドル荷重波形データに基づいて算出してもよい。また、波形特徴量データは、ハンドル荷重波形データの平均値に限定されず、例えば、中央値などを用いてもよい。

【0096】

［身体情報の例］
身体情報取得部１５の身体情報データベース１５ａに格納された身体情報の例について説明する。図６Ａは、身体情報の一例である。図６Ａに示すように、ユーザＡの身体情報として、歩行速度、歩行率、身体の傾き、身体の揺れ、歩幅、足部の筋力を用いてもよい。

【0097】

図６Ｂは、身体情報の別例である。図６Ｂに示すように、ユーザＡの直進動作の身体情報として、歩行速度、歩行率、移動方向の平均荷重、重心の偏り方向の平均荷重、移動方向の揺らぎ周波数、左右方向の揺らぎ周波数、歩幅、足部の筋力を用いている。また、図６Ｂに示す身体情報は、ハンドル荷重の入力波形が「Ｎｏ．１」と「Ｎｏ．３」の２つを合算していることが示されている。

【0098】

図６Ａ及び図６Ｂに示す足部の筋力は、ＭＭＴ（Ｍａｎｕａｌ Ｍｕｓｃｌｅ Ｔｅｓｔｉｎｇ）又は筋電データに基づいて算出してもよい。また、足部の筋力は、検知部１３で検知された荷重データから推定した足位置又は荷重の偏りに基づいて算出してもよい。例えば、加速期に左側に荷重が偏っていると判定した場合、加速期に使用される左足の筋力（前脛骨筋、ヒラメ筋等）が右足に比べて弱いため、左足の筋力のレベルを右足の筋力のレベルより低く算出する。

【0099】

［足位置推定処理］
足位置推定部１６のハンドル荷重の変化に基づく足位置推定処理の例について説明する。図７は、足位置推定部１６の足位置推定処理の例示的なフローチャートを示す。

【0100】

図７に示すように、ステップＳＴ１１において、検知部１３がハンドル荷重の変化を検知したか否かを判定する。検知部１３がハンドル荷重の変化を検知した場合、ステップＳＴ１２へ進む。検知部１３がハンドル荷重の変化を検知しない場合、ステップＳＴ１１を繰り返す。

【0101】

ステップＳＴ１２において、検知部１３がハンドル荷重の波形情報を取得する。具体的には、検知部１３がリアルタイムでハンドル荷重を検知することによって、ハンドル荷重の波形情報を取得する。検知部１３で取得したハンドル荷重の波形情報は、足位置推定部１６に送信される。

【0102】

ステップＳＴ１３において、足位置推定部１６が荷重波形データベース２４から足位置毎の波形特徴量データを取得する。

【0103】

ステップＳＴ１４において、足位置推定部１６が、波形特徴量データに、負荷設定部１７により設定した負荷が与えられたときのデータが含まれているか否かを判定する。負荷が与えられたときのデータが波形特徴量データに含まれている場合、ステップＳＴ１５へ進む。負荷が与えられたときのデータが波形特徴量データに含まれていない場合、ステップＳＴ１６へ進む。

【0104】

ステップＳＴ１５において、足位置推定部１６が、ステップＳＴ１２で取得したハンドル荷重の波形情報と、ステップＳＴ１３及びＳＴ１４で取得した波形特徴量データに基づいて、足位置を推定する。ステップＳＴ１５では、波形特徴量データは、負荷が与えられたときのデータである。

【0105】

ステップＳＴ１６において、足位置推定部１６が、ステップＳＴ１２で取得したハンドル荷重の波形情報と、ステップＳＴ１３及びＳＴ１４で取得した波形特徴量データに基づいて、足位置を推定する。ステップＳＴ１６では、波形特徴量データは、負荷が与えられていないときのデータである。

【0106】

ステップＳＴ１７において、足位置推定部１６は、ステップＳＴ１５又はＳＴ１６で推定した足位置の情報と、ハンドル荷重の波形情報とに基づいて、荷重波形データベース２４に格納された波形特徴量データを更新する。

【0107】

［足位置推定処理の具体例］
ハンドル荷重の波形情報に基づく足位置推定処理の具体的な例について説明する。
図８は、ハンドル荷重の波形情報と歩行周期との関係の一例を示す。図８は、ユーザの歩行時におけるハンドル荷重のＦｚ方向の荷重の変化と、Ｍｙ方向のモーメントの変化を示す。図８に示すように、Ｆｚ方向の荷重及びＭｙ方向のモーメントは、歩行周期に合わせて変動している。このため、ハンドル荷重の波形情報に基づいて、ユーザの足位置を推定することができる。

【0108】

例えば、荷重応答期において、ユーザは主に足で荷重を支えることができるため、ハンドル部１２にかかるＦｚ⁻方向のハンドル荷重が最も小さくなる。言い換えると、ユーザの足位置が荷重応答期にあるとき、Ｆｚ方向の荷重波形がＦｚ^＋方向に向かって突出した凸状のピーク位置を有する。なお、凸状のピーク位置の算出方法は、例えば、ハンドル荷重の変化量が増加から減少に変化する点に基づいて算出してもよいし、最小２乗法で２次曲線を推定し、推定した２次曲線の最大値に基づいて算出してもよい。

【0109】

また、荷重応答期において、左足で荷重を支える場合、左足に重心がかかるため、Ｍｙ^＋方向のモーメントがかかる。このため、Ｍｙ^＋方向にモーメントがかかっている場合、左足が地面に接して歩行していることが推定できる。一方、右足で荷重を支える場合、右足に重心がかかるため、Ｍｙ⁻方向のモーメントがかかる。このため、Ｍｙ⁻方向にモーメントがかかっている場合、右足が地面に接して歩行していることが推定できる。

【0110】

なお、実施の形態１において、図８に示すハンドル荷重の波形情報は、一例であって、これに限定されるものではない。ユーザの歩行周期とハンドル荷重の波形との関係は、ユーザの年齢、身体能力、身体のサイズなどが要因で異なっていてもよい。例えば、Ｆｚ方向の荷重波形のピーク位置に対応する足位置が足趾離地であってもよい。

【0111】

足位置推定部１６は、上述したハンドル荷重の波形の変化と歩行周期との関係に基づいて、足位置を推定することができる。

【0112】

図９は、ハンドル荷重の変化と足位置との関係の一例を示す。図９は、ハンドル荷重のＦｚ方向の荷重の変化と、Ｍｙ方向のモーメントの変化、及びハンドル荷重の変化に対する右足の足位置及び左足の足位置を示す。

【0113】

図９に示すように、足位置推定部１６は、Ｍｙのモーメントのかかる方向に基づいて、重心のかかっている足を推定する。即ち、足位置推定部１６は、Ｍｙのモーメントのかかる方向に基づいて、荷重を支えている足が左足であるか、右足であるかを推定することができる。

【0114】

図９において、右足の足位置に着目して、ハンドル荷重の波形と足位置の関係について説明する。

【0115】

足位置推定部１６は、上述したようにＦｚのハンドル荷重波形において、Ｆｚ^＋方向に突出した凸状のピーク位置Ｐ１に基づいて、初期接地と荷重応答期を推定する。例えば、足位置推定部１６は、位置Ｐ１の直前を初期接地と推定し、初期接地の後、位置Ｐ１を過ぎてＦｚ⁻方向にかかるハンドル荷重の増加が滑らかな時期を荷重応答期と推定してもよい。このとき、足位置推定部１６は、ＭｙのモーメントがＭｙ⁻方向にかかり始めることから、右足位置が初期接地又は荷重応答期であることを推定する。

【0116】

足位置推定部１６は、右足荷重応答期の後、Ｆｚ⁻方向のハンドル荷重が大きくなっていき、Ｆｚのハンドル荷重波形において、Ｆｚ⁻方向に突出した凸状のピーク位置Ｐ２までの期間を右足立脚中期と推定する。

【0117】

足位置推定部１６は、右足立脚中期の後、Ｍｙのモーメントが０になる直前までの期間を右足立脚終期と推定する。

【0118】

足位置推定部１６は、右足立脚終期の後、ＭｙのモーメントがＭｙ^＋方向にかかり始めると共に、Ｆｚのハンドル荷重波形において、Ｆｚ^＋方向に突出した凸状のピーク位置Ｐ３の付近を右足前遊脚期と推定する。

【0119】

足位置推定部１６は、右足前遊脚期の後、Ｍｙ^＋方向へのモーメントの増加、及びＦｚのハンドル荷重において、Ｆｚ⁻方向に向かう凸状のピーク位置Ｐ４付近までの時期を、右足遊脚初期、右足遊脚中期を推定する。

【0120】

足位置推定部１６は、右足遊脚中期の後、Ｆｚ^-方向へのハンドル荷重が小さくなり、右足初期接地までの期間を右足遊脚後期と推定する。

【0121】

上記した足位置推定部１６による右足位置の推定は、一例であって、これに限定されない。また、左足位置の推定は、右足位置の推定と同じように行われてもよいし、異なる処理で推定されてもよい。

【0122】

以上のように、足位置推定部１６は、検知したハンドル荷重の波形情報に基づいて、ユーザの足位置を推定することができる。また、足位置推定部１６は、リアルタイムで検知したハンドル荷重の波形情報に基づいて、現在の足位置をリアルタイムで推定することができる。このため、足位置推定部１６は、推定した現在の足位置の情報に基づいて、次の足位置を推定することができる。

【0123】

実施の形態１では、歩行周期は、初期接地、荷重応答期、立脚中期、立脚終期、前遊脚期、遊脚初期、遊脚中期、遊脚後期を繰り返す。このため、足位置推定部１６は、現在の足位置が初期接地であると推定すると、次の足位置が荷重応答期であることを推定することができる。

【0124】

足位置推定部１６で推定された足位置の情報は、負荷設定部１７に送信される。このため、負荷設定部１７は、足位置推定部１６によって推定した足位置の情報に基づいて、リアルタイムで負荷を設定することができる。例えば、推定された現在の足位置の情報が荷重応答期である場合、負荷設定部１７は、次の足位置が立脚中期であることを判定し、ユーザに与える負荷を立脚中期の設定に変更することができる。

【0125】

［負荷設定処理］
負荷設定部１７の負荷設定処理の例について説明する。図１０は、負荷設定部１７の負荷設定処理の例示的なフローチャートを示す。

【0126】

図１０に示すように、ステップＳＴ２１において、負荷設定部１７が身体情報を取得する。具体的には、身体情報取得部１５が、身体情報データベース１５ａから身体情報を取得し、負荷設定部１７に身体情報を送信する。

【0127】

ステップＳＴ２２において、足位置推定部１６が足位置を推定したか否かを判定する。足位置推定部１６が足位置を推定している場合、ステップＳＴ２３へ進む。足位置推定部１６が足位置を推定していない場合、足位置推定部１６が足位置を推定するまでステップＳＴ２２を繰り返す。

【0128】

ステップＳＴ２３において、負荷設定部１７が足位置の情報を取得する。具体的には、足位置推定部１６が足位置の情報を負荷設定部１７に送信する。

【0129】

ステップＳＴ２４において、負荷設定部１７がステップＳＴ２１で取得した身体情報と、ステップＳＴ２４で取得した足位置の情報とに基づいて、ユーザに与える負荷を設定する。負荷設定部１７は、設定した負荷情報をユーザ移動意図推定部２０に送信する。

【0130】

具体的には、負荷設定部１７は、身体情報に基づいて、例えば、負荷の強度を設定する。例えば、負荷設定部１７は、左足の筋力が右足の筋力と比べて弱いと判定した場合、右足より左足の負荷を大きく設定する。実施の形態１では、負荷設定部１７は、足位置毎に負荷を設定することができる。

【0131】

次に、負荷設定部１７は、足位置推定部１６で推定されたリアルタイムの足位置の情報に基づいて、負荷を設定する。例えば、負荷設定部１７は、推定された現在の足位置の情報に基づいて、現在の足位置に対応する負荷を設定する。また、負荷設定部１７は、現在の足位置の情報に基づいて、次の足位置を予測する。これにより、負荷設定部１７は、現在の足位置が終了して次の足位置が開始するときに、次の足位置に対応する負荷を設定することができる。

【0132】

［負荷設定処理の具体例］
図１１は、負荷設定の一例を示す。図１１に示すように、左足の前脛骨筋の筋力が「５」であり、右足の前脛骨筋の筋力が「３」である場合、負荷設定部１７は、左足位置が初期接地から立脚中期までのＦｙ方向の荷重を＋１０Ｎに設定する。一方、負荷設定部１７は、右足位置が初期接地、荷重応答期、立脚中期のＦｙ方向の荷重を、それぞれ−１０Ｎ、−１０Ｎ、−１５Ｎに設定する。これにより、ユーザが左足で荷重を支えて歩行しているときは、ロボット１の前進方向への移動の負荷を右足で荷重を支えて歩行するときと比べて小さくすることができる。一方、ユーザが右足で荷重を支えて歩行しているときは、ロボット１の前進方向への移動の負荷を左足で荷重を支えて歩行するときと比べて大きくすることができる。

【0133】

［ユーザの移動意図の推定］
ユーザの移動意図の推定について、図１２を用いて説明する。図１２は、ユーザの移動意図の推定処理の例示的なフローチャートを示す。

【0134】

図１２に示すように、ステップＳＴ３１において、ユーザ移動意図推定部２０が、検知部１３で検知されたハンドル荷重の情報を取得する。

【0135】

ステップＳＴ３２において、ユーザ移動意図推定部２０が、負荷設定部１７から負荷情報を取得する。

【0136】

ステップＳＴ３３において、ユーザ移動意図推定部２０が、ステップＳＴ３１で取得したハンドル荷重の情報と、ステップＳＴ３２で取得した負荷情報とに基づいて、ユーザの移動意図（移動方向、移動速度）を推定する。具体的には、ユーザ移動意図推定部２０は、ハンドル荷重のＦｘ、Ｆｙ、Ｆｚ、Ｍｘ、Ｍｙ、Ｍｚ方向の力の大きさと、これらの方向に加えられる負荷に基づいて、ユーザの移動方向及び移動速度を推定する。

【0137】

［駆動力の算出］
駆動力の算出について、図１３を用いて説明する。図１３は、駆動力の算出処理の例示的なフローチャートを示す。

【0138】

図１３に示すように、ステップＳＴ４１において、駆動力算出部２１は、ユーザ移動意図推定部２０からユーザの移動意図の情報を取得する。

【0139】

ステップＳＴ４２において、駆動力算出部２１は、アクチュエータ制御部２２から車輪１８の回転量の情報を取得する。

【0140】

ステップＳＴ４３において、駆動力算出部２１は、ステップＳＴ２１で取得したユーザの移動意図と車輪１８の回転量の情報とに基づいて駆動力を算出する。具体的には、駆動力算出部２１は、車輪１８の回転量の情報から算出された現在の移動方向及び移動速度と、ユーザの移動意図の情報から推定された移動方向及び移動速度との差分に基づき、車輪１８の回転量を算出する。

【0141】

一例として、ロボット１が前進方向に７１ｃｍ／ｓの移動速度で移動している状態のとき、ユーザがＦｙ^＋の力を大きくして移動速度を７７ｃｍ／ｓまで加速させる場合の駆動力算出部２１の動作を説明する。駆動力算出部２１は、前進方向に速度７１ｃｍ／ｓで移動している状態において、左右両方の車輪１８の回転量が２０００ｒｐｍであることを示す情報を取得する。次に、駆動力算出部２１は、ロボット１の移動速度を７７ｃｍ／ｓにするために、左右両方の車輪１８の回転量が２５００ｒｐｍ必要であることを算出する。駆動力算出部２１は、左右の車輪１８の回転量を５００ｒｐｍ大きくするように駆動力を算出する。

【0142】

なお、実施の形態１では、駆動力算出部２１は、ユーザの移動意図の情報とアクチュエータ制御部２２から取得した車輪１８の回転量の情報とに基づいて、駆動力を算出する例について説明したが、これに限定されない。例えば、駆動力算出部２１は、ユーザの移動意図の情報のみから駆動力を算出してもよい。即ち、駆動力の算出処理において、ステップＳＴ２２を含まなくてもよい。

【0143】

また、駆動力算出部２１は、ハンドル荷重と車輪１８の回転量との対応関係を示す制御テーブルに基づいて、駆動力を算出してもよい。具体的には、駆動力算出部２１は、ハンドル荷重と車輪１８の回転量との対応関係を示す制御テーブルを格納する記憶部を備えてもよい。駆動力算出部２１は、この記憶部に格納された制御テーブルを用いて、検知部１３で検知されたハンドル荷重の値に対応する車輪１８の回転量を算出してもよい。

【0144】

［効果］
実施の形態１に係る歩行支援ロボット１によれば、以下の効果を奏することができる。

【0145】

歩行支援ロボット１によれば、ユーザの歩行を支援しながら身体能力を向上させることができる。また、ロボット１によれば、身体情報と足位置の情報とに基づいて、ユーザの実際の歩行に応じて負荷を設定し、ユーザの身体能力を効率良く向上させることができる。

【0146】

ロボット１によれば、装置を装着する手間を必要としないため、使い勝手が向上する。

【0147】

歩行において、足位置毎に使用する足部の筋力は異なるため、足位置に応じて負荷を設定することで、ユーザの身体能力を効率良く向上させることができる。

【0148】

ロボット１において、負荷設定部１７は、ユーザに与える負荷を設定するために、検知部１３で検知されたハンドル荷重を補正している。移動装置１４は、検知部１３で検知されたハンドル荷重の値に応じて、移動速度及び移動方向を決定している。このため、負荷設定部１７は、ハンドル荷重を補正し、ロボット１の移動を制御することによってユーザに与える負荷を設定することができる。

【0149】

なお、実施の形態１では、ロボット１を構成する要素は、例えば、これらの要素を機能させるプログラムを記憶したメモリ（図示せず）と、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などのプロセッサに対応する処理回路（図示せず）を備え、プロセッサがプログラムを実行することでこれらの要素として機能してもよい。あるいは、ロボット１を構成する要素は、これらの要素を機能させる集積回路を用いて構成してもよい。

【0150】

実施の形態１では、ロボット１の動作を主として説明したが、これらの動作は、歩行支援方法として実行することもできる。

【0151】

実施の形態１では、検知部１３は、六軸力センサである例を説明したが、これに限定されない。検知部１３は、例えば、三軸センサ、又は歪みセンサ等を用いてもよい。

【0152】

実施の形態１では、移動装置１４は、ユー-ザのハンドル荷重の値に基づいて移動速度を算出する例について、説明したがこれに限定されない。例えば、移動装置１４は、ユーザのハンドル荷重±αの値に基づいて移動速度を算出してもよい。±αの値は、例えば、固定値、ユーザ毎に設定された値、ユーザが入力した値であってもよい。

【0153】

実施の形態１では、ロボット１が身体情報取得部１５を備える例について説明したが、これに限定されない。図１４は、実施の形態１の変形例のロボット１Ａの制御構成の一例を示す制御ブロック図を示す。図１４に示すように、ロボット１Ａは、身体情報取得部１５を備えない点でロボット１と異なる。具体的には、ロボット１Ａは、本体部１１と、ハンドル部１２と、検知部１３と、移動装置１４と、足位置推定部１６と、負荷設定部１７と、を備える。ロボット１Ａにおいて、負荷設定部１７は、身体情報に基づかず、足位置の情報に基づいて、負荷を設定する。例えば、負荷の強度は、予め設定された値に設定されてもよい。あるいは、負荷の強度は、入力インタフェースから手動で入力されることによって設定されてもよいし、コンピュータにより自動で設定されてもよい。このような構成により、ユーザの歩行を支援しながら、足位置の情報に基づいて、ユーザの実際の歩行に応じて負荷を設定し、ユーザの身体能力を効率良く向上させることができる。

【0154】

実施の形態１では、身体情報として、筋力は、主に足部の筋力を説明したが、これに限定されない。筋力は、歩行により使用する筋力であればよく、例えば、股部、膝部などの筋力であってもよい。

【0155】

実施の形態１では、ロボット１が身体情報データベース１５ａと荷重波形データベース２４とを備える例について説明したが、これに限定されない。身体情報データベース１５ａ及び荷重波形データベース２４は、サーバなどに備えられていてもよい。この場合、ロボット１は、ネットワークを介してサーバと通信することによって、身体情報データベース１５ａ及び荷重波形データベース２４から身体情報及び荷重波形情報を取得してもよい。

【0156】

実施の形態１では、負荷設定部１７は、負荷を設定するために、ハンドル荷重を補正する例について説明したが、これに限定されない。例えば、負荷設定部１７は、負荷を設定するために、駆動力算出部２１で補正係数を用いて駆動力を補正してもよいし、又は回転体１８の回転量を制御してもよい。また、負荷設定部１７は、旋回半径を補正してもよい。あるいは、負荷設定部１７は、これらの組み合わせによって負荷を設定してもよい。

【0157】

実施の形態１では、２つの車輪（回転体）１８の回転量をそれぞれ設定することにより、ロボット１の前進動作、後退動作、右旋回動作、左旋回動作などを制御する例について説明したが、これに限定されない。例えば、ブレーキ機構などによって、車輪１８の回転量を制御し、ロボット１の動作を制御してもよい。

【0158】

実施の形態１では、負荷設定部１７は、左右の足部の筋力に基づいて負荷を設定する例について説明したが、これに限定されない。負荷設定部１７は、左右の足の歩幅の差異に基づいて負荷を設定してもよい。このような構成により、左右の足のうち筋力が劣っている方の足を容易に判定することができ、左右の足を効率良く鍛えることができる。

【0159】

また、負荷設定部１７は、左右の足部の筋力の差異に基づいて、一方の足の負荷を大きくし、他方の足の負荷を小さく設定する例について説明したが、これに限定されない。例えば、負荷設定部１７は、両足の筋肉を鍛えたい場合、両方の足の負荷を大きくするように設定してもよい。

【0160】

負荷設定部１７は、ハンドル荷重の変化に基づいて、負荷を設定してもよい。負荷設定部１７は、ハンドル荷重の変化に基づき、ユーザが歩行していることを検知することができため、ユーザの歩行が検知されたときに負荷を設定することができる。

【0161】

実施の形態１では、ユーザ移動意図推定部２０は、検知部１３で検知されたハンドル荷重に基づいてユーザの移動意図を推定する例について説明したが、これに限定されない。ユーザ移動意図推定部２０は、検知部１３で検知されたハンドル荷重を補正した値（補正ハンドル荷重）に基づいて、ユーザの移動意図を推定してもよい。

【0162】

ハンドル荷重の補正の方法としては、例えば、ユーザの歩行時の過去のハンドル荷重データから揺らぎ周波数を算出し、検知部１３で検知されたハンドル荷重から揺らぎ周波数をフィルタリングすることによって、ハンドル荷重の補正を行ってもよい。検知部１３で検知されたハンドル荷重の平均荷重値を用いてハンドル荷重の補正を行ってもよい。あるいは、ユーザの荷重傾向データに基づいて、ハンドル荷重の補正を行ってもよい。更に、ロボット１の使用場所、使用時間、及びユーザの体調などに基づいて、ハンドル荷重の値を補正してもよい。

【0163】

実施の形態１では、ロボット１が直進動作時の負荷の設定の例について説明したが、これに限定されない。例えば、ロボット１が後退動作、旋回動作をしている場合であっても、直進動作と同様に負荷を設定してもよい。このような構成により、ロボット１の様々な動作において、負荷を設定することができる。

【0164】

（実施の形態２）
本開示の実施の形態２に係る歩行支援ロボットについて説明する。なお、実施の形態２では、主に実施の形態１と異なる点について説明する。実施の形態２においては、実施の形態１と同一又は同等の構成については同じ符号を付して説明する。また、実施の形態２では、実施の形態１と重複する記載は省略する。

【0165】

実施の形態２では、ユーザの身体情報を推定する身体情報推定部を備える点が実施の形態１と異なる。

【0166】

［歩行支援ロボットの制御構成］
図１５は、実施の形態２に係る歩行支援ロボット５１（以下、「ロボット５１」と称する）における主要な制御構成の一例を示す制御ブロック図を示す。図１６は、ロボット５１の歩行支援の制御構成の一例を示す制御ブロック図を示す。

【0167】

図１５及び図１６に示すように、実施の形態２では、身体情報取得部１５が身体情報推定部２５を備える。

【0168】

身体情報推定部２５は、ユーザの身体情報を推定する。具体的には、身体情報推定部２５は、検知部１３で検知されたハンドル荷重の情報に基づいて、身体情報を推定する。

【0169】

例えば、身体情報推定部２５は、ハンドル荷重の情報に基づいて、歩幅を算出することができる。例えば、ユーザが直進動作をしている場合、右足と左足とを交互に前方向に出して歩行している。直進動作をしているユーザのハンドル荷重の波形情報は、歩行周期と連動して変化する。上述したように、Ｆｚ方向のハンドル荷重の波形情報は、荷重応答期において、Ｆｚ^＋方向に突出した凸状のピーク位置Ｐ１、Ｐ３を有する。身体情報推定部２５は、ピーク位置Ｐ１からピーク位置Ｐ３の区間を１歩とカウントし、移動距離を算出することによって、歩幅を推定することができる。

【0170】

また、身体情報推定部２５は、ハンドル荷重の情報の他、駆動力の情報に基づいて、身体情報を推定する。例えば、身体情報推定部２５は、駆動力の情報に基づいて移動距離を算出し、移動時間で除算することにより歩行速度を算出する。

【0171】

身体情報推定部２５で推定された身体情報は、身体情報データベース１５ａに送信される。

【0172】

［身体情報の推定］
身体情報の推定について、図１７を用いて説明する。図１７は、ロボット５１の身体情報推定処理の例示的なフローチャートを示す。

【0173】

図１７に示すように、ステップＳＴ５１において、身体情報推定部２５は、ハンドル荷重の波形情報を取得する。具体的には、身体情報推定部２５は、荷重波形データベース２４からハンドル荷重の波形情報を取得する。

【0174】

ステップＳＴ５２において、身体情報推定部２５は、回転体１８の駆動力の情報を取得する。具体的には、身体情報推定部２５は、駆動力算出部２１から駆動力の情報を取得する。

【0175】

ステップＳＴ５３において、身体情報推定部２５は、ステップＳＴ５１で取得したハンドル荷重の波形情報と、ステップＳＴ５２で取得した駆動力の情報とに基づいて、身体情報を算出する。

【0176】

例えば、身体情報推定部２５は、駆動力の情報に基づいて、移動方向及び移動速度を算出する。身体情報推定部２５は、ハンドル荷重の波形情報の中からユーザの移動方向に対応するハンドル荷重の波形情報を取得する。例えば、身体情報推定部２５は、ユーザの移動方向がＦｙ^＋方向である場合、Ｆｚ方向のハンドル荷重の波形情報又はＭｙ方向のモーメントの波形情報を取得する。

【0177】

次に、身体情報推定部２５は、ユーザの移動方向に対応するハンドル荷重の波形情報と、駆動力の情報とに基づいて、身体情報を推定する。

【0178】

実施の形態２では、身体情報推定部２５は、身体情報として、歩行速度、歩行率、身体の傾き、身体の揺れ、歩幅、筋力を推定する。

【0179】

歩行速度は、上述したように、駆動力の情報に基づいて移動距離を算出し、移動時間で除算することにより算出する。

【0180】

歩行率は、歩数を移動時間で除算することにより算出する。歩数は、上述したように、Ｆｚ方向のハンドル荷重の波形情報において、Ｆｚ^＋方向に突出した凸状のピーク位置から次のピーク位置までの区間を１歩とカウントすることにより算出する。

【0181】

身体の傾きは、ハンドル荷重の情報に基づいて算出する。身体の傾きは、ユーザの重心の傾きによって生じる荷重の偏りに基づいて算出する。例えば、重心が右方向に偏った状態で歩行するユーザについては、Ｆｘ^＋方向の荷重を身体の傾きとして算出する。

【0182】

身体の揺れは、合算した波形情報に基づいて揺らぎ周波数を算出することによって算出する。具体的には、身体情報推定部２５は、推定したユーザの移動方向におけるハンドル荷重の周波数解析を行うことにより、揺らぎ周波数を算出する。

【0183】

歩幅は、上述したように、Ｆｚ方向の荷重の波形において、ピーク位置から次のピーク位置の区間を１歩とカウントし、移動距離を算出することによって算出する。

【0184】

筋力は、足位置毎の荷重値の偏り、左右の歩幅の差、移動量の差などから算出する。例えば、筋力は、ユーザの歩行動作毎に使う足部の筋肉（例えば、前脛骨筋、腓骨筋など）毎に６段階の評価（レベル０〜５）で表される。なお、レベルは、数字が大きくなる程、筋力が強いことを示す。

【0185】

実施の形態２では、上述した身体情報のデータは、１０歩分の情報に基づいて算出している。具体的には、１０歩分のデータの平均値を身体情報として算出している。なお、身体情報は、１０歩分のデータの平均値に限定されない。例えば、身体情報は、１０歩分のデータに限らず、１歩以上１０歩未満のデータ、１０歩より多い歩数のデータ、又は（１０歩分のデータ）×（複数回のデータ）等に基づいて算出されてもよい。また、身体情報は、１０歩分のデータの平均値以外に中央値などによって算出してもよい。

【0186】

ステップＳＴ５４において、ステップＳＴ５３で算出された身体情報のデータは、身体情報データベース１５ａに格納される。また、身体情報データベース１５ａに格納された身体情報のデータは、身体情報の推定が行われる度に、新しい情報に更新される。

【0187】

このように、身体情報推定部２５は、ハンドル荷重の情報に基づいて、身体情報を推定することができる。

【0188】

［効果］
実施の形態２に係る歩行支援ロボット５１によれば、以下の効果を奏することができる。

【0189】

ロボット５１によれば、身体情報推定部２５によって、ハンドル荷重の情報に基づいて、ユーザの身体情報を推定することができる。このように、ロボット５１がユーザの歩行を支援しながらユーザの身体情報を容易に取得できる。また、身体情報データベース１５ａに格納された身体情報を容易に更新することもできる。

【0190】

ロボット５１によれば、体に他の機器を装着する負担無く、ハンドル荷重の情報だけでユーザの身体情報を自動で取得することが可能となる。

【0191】

また、日々の身体情報を捉えることで、日々の細かな身体情報の変動に対しても負荷を適切に与えることが可能となる。

【0192】

なお、実施の形態２では、身体情報推定部２５は、荷重波形データベース２４からハンドル荷重の波形情報を取得する例について説明したが、これに限定されない。身体情報推定部２５は、検知部１３からハンドル荷重の波形情報を取得してもよい。

【0193】

実施の形態２では、身体情報推定部２５は、ハンドル荷重の情報と、駆動力の情報とに基づいて、身体情報を推定する例について説明したが、これに限定されない。例えば、身体情報推定部２５は、ハンドル荷重の情報と、アクチュエータ制御部２２で測定された回転体１８の回転量と、に基づいて、身体情報を推定してもよい。

【0194】

［ユーザ通知部］
図１８は、ロボット５１の歩行支援の制御構成を示す別の制御ブロック図を示す。図１８に示すように、ロボット５１は、ユーザ通知部２６を備えてもよい。

【0195】

ユーザ通知部２６は、身体情報と、負荷情報とのうち少なくとも一方をユーザに通知する。具体的には、ユーザ通知部２６は、身体情報推定部２５から推定した身体情報を取得する。また、ユーザ通知部２６は、負荷設定部１７から負荷情報を取得する。

【0196】

ユーザ通知部２６は、例えば、ＬＥＤ、ディスプレイ、又はスピーカーなどで構成される。なお、ユーザ通知部２６は、ＬＥＤ、ディスプレイ、スピーカー、又はこれらの組み合わせで構成されていてもよい。

【0197】

ユーザ通知部２６がＬＥＤを有する場合を説明する。ユーザ通知部２６は、例えば、身体情報を取得したとき、足位置を推定したとき、又は負荷を設定したときにＬＥＤを点灯してもよい。なお、ＬＥＤの点灯のパターンに応じて、提示したい情報を識別してもよい。例えば、ユーザ通知部２６は、右足に比べて左足の負荷が大きい場合、左足が初期接地から立脚終期にある間、ＬＥＤを点灯し、右足が初期接地から立脚終期にある間、ＬＥＤを消灯してもよい。あるいは、ユーザ通知部２６は、負荷の大きさに応じてＬＥＤの光の強さを段階的に変化させてもよい。

【0198】

ユーザ通知部２６がディスプレイを有する場合を説明する。ユーザ通知部２６は、身体情報を取得したとき、例えば、ディスプレイ上に「あなたの歩行速度は○○です」、「歩行率は○○です」、「右足の筋力が弱いです」などのメッセージを表示してもよい。ユーザ通知部２６は、足位置を推定したとき、例えば、ディスプレイ上に「右足初期接地」、「右足荷重応答期」、「左足遊脚初期」などのメッセージを表示してもよい。ユーザ通知部２６は、負荷を設定したとき、例えば、ディスプレイ上に「あなたに合わせて支えます」、「あなたに合わせて制御を変えます」、「負荷を強めます」、「負荷を弱めます」、「筋肉を鍛えます」などのメッセージを表示してもよい。なお、ディスプレイに表示するメッセージは、これらに限定されない。

【0199】

ユーザ通知部２６がスピーカーを有する場合を説明する。ユーザ通知部２６は、身体情報を取得したとき、例えば、スピーカーによって「あなたの歩行速度は○○です」、「歩行率は○○です」、「右足の筋力が弱いです」などの音声を出力してもよい。ユーザ通知部２６は、足位置を推定したとき、例えば、スピーカーによって「右足初期接地」、「右足荷重応答期」、「左足遊脚初期」などの音声を出力してもよい。また、ユーザ通知部２６は、負荷を設定したとき、例えば、スピーカーによって、「あなたに合わせて支えます」、「あなたに合わせて制御を変えます」、「ブレーキを強めます」、「揺れを抑えます」、「安定させます」などの音声を出力してもよい。なお、スピーカーによって出力する音声は、これらに限定されない。

【0200】

このように、ユーザ通知部２６を備えることによって、ユーザは身体情報、足位置の情報、又は負荷の情報を、視覚及び／又は聴覚で取得することができる。

【0201】

ユーザ通知部２６がこれらの情報を通知することにより、ユーザ自身が日々の身体情報を把握し、身体能力の維持及び向上へのモチベーションアップ、又は歩行時の注意力喚起に繋がる。

【0202】

また、ユーザ通知部２６がこれらの情報を通知することにより、ロボット５１の制御状態をユーザが把握することができ、負荷が強まるような操作感の大きな変化に対し適応することが可能となる。

【0203】

（実施の形態３）
本開示の実施の形態３に係る歩行支援ロボットについて説明する。なお、実施の形態３では、主に実施の形態１と異なる点について説明する。実施の形態３においては、実施の形態１と同一又は同等の構成については同じ符号を付して説明する。また、実施の形態３では、実施の形態１と重複する記載は省略する。

【0204】

実施の形態３では、負荷対象を判定する負荷対象判定部を備える点が実施の形態１と異なる。

【0205】

［歩行支援ロボットの制御構成］
図１９は、実施の形態３に係る歩行支援ロボット６１（以下、「ロボット６１」と称する）における主要な制御構成の一例を示す制御ブロック図を示す。図２０は、ロボット６１の歩行支援の制御構成の一例を示す制御ブロック図を示す。

【0206】

図１９及び図２０に示すように、実施の形態３では、ロボット６１が負荷対象判定部２７を備える。

【0207】

負荷対象判定部２７は、負荷を与える対象を判定する。具体的には、負荷対象判定部２７は、身体情報に基づいて負荷を与えるべき筋肉を判定する。例えば、負荷対象判定部２７は、身体情報に基づいて右足のヒラメ筋が弱いと判定すると、負荷を与えるべき筋肉として右足のヒラメ筋を判定する。

【0208】

［負荷対象の判定］
負荷対象の判定について、図２１を用いて説明する。図２１は、ロボット６１の身体情報推定処理の例示的なフローチャートを示す。

【0209】

図２１に示すように、ステップＳＴ６１において、負荷対象判定部２７は、足位置推定部１６から足位置の情報を取得する。

【0210】

ステップＳＴ６２において、負荷対象判定部２７は、ステップＳＴ６１で取得した足位置の情報に基づいて、歩行時に使用される筋肉を判定する。具体的には、負荷対象判定部２７は、足位置と歩行時に使用される筋肉の関係を示したテーブルを用いて、推定された足位置に応じた筋肉を判定する。

【0211】

図２２Ａ及び図２２Ｂは、それぞれ、足位置と歩行時に使用される筋肉の関係を示したテーブルの一例を示す。図２２Ａ及び図２２Ｂにおいて、白丸で示す箇所が各足位置において使用する筋肉を示す。図２２Ａ及び図２２Ｂに示すように、歩行時に使用する筋肉は、足位置に応じて異なっている。

【0212】

例えば、図２２Ａに示すように、足位置が初期接地及び荷重応答期にある場合、股部の大殿筋、大内転筋、大腿二頭筋が使用され、膝部の中間広筋、内側広筋、外側広筋が使用され、足部のヒラメ筋、長趾伸筋、長母趾伸筋が使用される。足位置が立脚中期及び立脚終期にある場合、股部及び膝部の筋肉は使用されずに、足部のヒラメ筋が使用される。図２２Ｂに示すように、足位置が踵接地にある場合、股部の大殿筋、大内転筋、大腿二頭筋が使用され、膝部の中間広筋、内側広筋、外側広筋が使用され、足部のヒラメ筋、長趾伸筋、長母趾伸筋が使用される。足位置が踵離地にある場合、股部及び膝部の筋肉は使用されずに、足部のヒラメ筋が使用される。

【0213】

このように、負荷対象判定部２７は、図２２Ａ及び図２２Ｂに示すようなテーブルを用いて、足位置の情報から、歩行時に使用する股部、膝部、又は足部で使用する筋肉を判定する。

【0214】

ステップＳＴ６３において、負荷対象判定部２７は、身体情報取得部１５から身体情報を取得する。

【0215】

ステップＳＴ６４において、負荷対象判定部２７は、ステップＳＴ６３で取得した身体情報に基づいて、負荷を与えるべき筋肉を判定する。例えば、負荷対象判定部２７は、身体情報に基づき、右足のヒラメ筋は左足のヒラメ筋よりも弱いと判定した場合、右足のヒラメ筋を、負荷を与えるべき筋肉として判定する。

【0216】

ステップＳＴ６５において、負荷対象判定部２７は、ステップＳＴ６２で判定された歩行時に使用する筋肉に、ステップＳＴ６４で判定した負荷を与えるべき筋肉が含まれているか否かを判定する。歩行時に使用する筋肉に負荷を与えるべき筋肉が含まれていると判定した場合、ステップＳＴ６６へ進む。歩行時に使用する筋肉に負荷を与えるべき筋肉が含まれていないと判定した場合、ステップＳＴ６７へ進む。

【0217】

例えば、足位置が荷重応答期であって、歩行時に使用する筋肉が、足部のヒラメ筋、長趾伸筋、長母趾伸筋であると判定され、負荷を与えるべき筋肉が右足のヒラメ筋であると判定された場合を考える。この場合、負荷対象判定部２７は、歩行時に使用される筋肉にヒラメ筋が含まれていると判定し、ステップＳＴ６６へ進む。

【0218】

足位置が前遊脚期であって、歩行時に使用する筋肉が、足部の長趾伸筋、長母趾伸筋であると判定され、負荷を与えるべき筋肉が右足のヒラメ筋であると判定された場合を考える。この場合、負荷対象判定部２７は、歩行時に使用される筋肉にヒラメ筋が含まれていないと判定し、ステップＳＴ６７へ進む。

【0219】

ステップＳＴ６６において、負荷設定部１７は、推定された足位置において歩行時に使用される筋肉にかける負荷を増加する。具体的には、負荷設定部１７は、ユーザの進行方向にかかるハンドル荷重を減算する。

【0220】

例えば、ユーザが直進している場合、負荷設定部１７は、Ｆｙ^＋方向にかかっているハンドル荷重を減算する。ハンドル荷重を減算することによって、ロボット６１の移動を抑えることができ、ユーザの直進方向への負荷を増加させることができる。即ち、負荷を増加させた場合、ユーザは、ロボット６１を移動させるために、ハンドル荷重を減算していないときよりも大きいハンドル荷重をかけることになる。

【0221】

ステップＳＴ６７において、負荷設定部１７は、推定された足位置において歩行時に使用される筋肉にかける負荷を減少する。具体的には、負荷設定部１７は、ユーザの進行方向にかかるハンドル荷重を増加する。

【0222】

例えば、ユーザが直進している場合、負荷設定部１７は、Ｆｙ^＋方向にかかっているハンドル荷重を増加する。ハンドル荷重を増加することによって、ロボット６１を移動しやすくし、ユーザの直進方向への負荷を減少させることができる。即ち、負荷を減少させた場合、ユーザは、ハンドル荷重を増加していないときよりも小さいハンドル荷重でロボット６１を移動させることができる。

【0223】

このように、負荷対象判定部２７は、足位置の情報と身体情報とに基づいて、負荷を与えるべき対象を判定することできる。また、負荷設定部１７は、判定された対象に応じて足位置毎に負荷を設定している。

【0224】

［効果］
実施の形態３に係る歩行支援ロボット６１によれば、以下の効果を奏することができる。

【0225】

ロボット６１によれば、足位置の情報と身体情報とに基づいて、負荷を与えるべき対象を判定し、判定した対象に応じて足位置毎に負荷を設定することができる。これにより、身体能力を効率良く向上させることができる。

【0226】

なお、実施の形態３では、負荷を与えるべき対象として、歩行時に使用される股部、膝部、及び足部の筋肉の例を説明したが、これに限定されない。負荷を与えるべき対象は、身体能力を向上させるべき対象であればよい。

【0227】

実施の形態３では、負荷対象判定部２７によって、歩行時に使用する筋肉に負荷を与えるべき筋肉が含まれていると判定された場合、負荷設定部１７がユーザの進行方向にかかるハンドル荷重を減算する例について説明したが、これに限定されない。例えば、ステップＳＴ６６において、負荷設定部１７がユーザの進行方向にかかるハンドル荷重を増加してもよい。これにより、ロボット６１が移動しやすくなり、ユーザの歩幅を長くなるため、負荷を増加させることができる。

【0228】

実施の形態３では、負荷対象判定部２７によって、歩行時に使用する筋肉に負荷を与えるべき筋肉が含まれていないと判定された場合、負荷設定部１７がユーザの進行方向にかかるハンドル荷重を増加する例について説明したが、これに限定されない。例えば、ステップＳＴ６７において、負荷設定部１７が負荷を設定しなくてもよい。

【0229】

（実施の形態４）
本開示の実施の形態４に係る歩行支援ロボットについて説明する。なお、実施の形態４では、主に実施の形態１と異なる点について説明する。実施の形態４においては、実施の形態１と同一又は同等の構成については同じ符号を付して説明する。また、実施の形態４では、実施の形態１と重複する記載は省略する。

【0230】

実施の形態４では、旋回負荷を設定する旋回負荷設定部を備える点が実施の形態１と異なる。

【0231】

［歩行支援ロボットの制御構成］
図２３は、実施の形態４に係る歩行支援ロボット７１（以下、「ロボット７１」と称する）における主要な制御構成の一例を示す制御ブロック図を示す。図２４は、ロボット７１の歩行支援の制御構成の一例を示す制御ブロック図を示す。

【0232】

図２３及び図２４に示すように、実施の形態４では、ロボット７１が旋回負荷設定部２８を備える。

【0233】

旋回負荷設定部２８は、旋回負荷を設定する。具体的には、旋回負荷設定部２８は、身体情報と足位置の情報とに基づいて、ロボット７１の旋回半径を設定する。例えば、旋回負荷設定部２８は、身体情報より右足の筋力が左足の筋力より弱いと判定すると、歩行時において右足に重心があるときの旋回半径を、左足に重心があるときの旋回半径よりも小さく設定する。ロボット７１の旋回半径が小さくなることによって、ロボット７１が急旋回することになり、旋回時のユーザの負荷が増加する。実施の形態４では、負荷の設定はユーザに応じて異なる設定にしている。

【0234】

［旋回負荷の設定］
旋回負荷の設定について、図２５を用いて説明する。図２５は、ロボット７１の旋回負荷設定処理の例示的なフローチャートを示す。

【0235】

図２５に示すように、ステップＳＴ７１において、旋回負荷設定部２８が、身体情報取得部１５から身体情報を取得する。

【0236】

ステップＳＴ７２において、旋回負荷設定部２８が、足位置推定部１６によって足位置が推定されたか否かを判定する。足位置推定部１６によって足位置が推定されている場合、ステップＳＴ７３へ進む。足位置推定部１６によって足位置が推定されていない場合、ステップＳＴ７２を繰り返す。

【0237】

ステップＳＴ７３において、旋回負荷設定部２８が、ロボット７１が旋回しているか否かを判定する。具体的には、旋回負荷設定部２８は、アクチュエータ制御部２２から回転体１８の回転量の情報を取得し、回転量の情報に基づいてロボット７１が旋回動作中であるか否かを判定する。例えば、旋回負荷設定部２８は、左側の回転体１８の回転量が右側の回転体１８の回転量よりも少ない場合、ロボット７１が右方向に旋回していると判定する。また、旋回負荷設定部２８は、左側の回転体１８の回転量と右側の回転体１８の回転量とが等しい場合、ロボット７１が旋回していないと判定する。

【0238】

ステップＳＴ７３において、ロボット７１が旋回していると判定された場合、ステップＳＴ７４へ進む。ロボット７１が旋回していないと判定された場合、ステップＳＴ７３を繰り返す。

【0239】

ステップＳＴ７４において、旋回負荷設定部２８は、ステップＳＴ７１で取得した身体情報と、ステップＳＴ７２で推定された足位置の情報とに基づいて、旋回負荷量を設定する。

【0240】

図２６は、旋回負荷設定の一例を示す。図２６に示すように、負荷情報は、身体情報として、足部の前脛骨筋に注目し、足位置毎に旋回半径を設定している。図２６に示す例では、旋回負荷設定部２８は、右足の前脛骨筋が左足よりも弱いと判定する。この場合、旋回負荷設定部２８は、歩行時において左足に重心があるときよりも、右足に重心があるときの旋回半径を小さくするように、旋回負荷を設定している。

【0241】

［効果］
実施の形態４に係る歩行支援ロボット７１によれば、以下の効果を奏することができる。

【0242】

ロボット７１によれば、ロボット７１の旋回時において、旋回半径を変更することによって、身体能力を効率良く向上させることができる。

【0243】

なお、実施の形態４では、旋回負荷として、旋回半径を説明したが、これに限定されない。例えば、旋回負荷は、旋回速度、ハンドル荷重などであってもよい。

【0244】

実施の形態４では、旋回負荷量の設定は、ユーザ毎に設定されている例について説明したが、これに限定されない。例えば、旋回負荷量の設定は、いずれのユーザにも共通する一律の値であってよい。

【0245】

実施の形態４では、身体情報として、足部の筋肉を例として用いたが、これに限定されない。身体情報は、例えば、歩行速度、歩行率、身体の傾き、身体の揺れ、歩幅、筋力などであってもよい。

【0246】

実施の形態４では、旋回負荷設定部２８は、身体情報に基づいて、旋回負荷を設定する例について説明したが、これに限定されない。例えば、旋回負荷設定部２８は、ユーザの移動意図、負荷対象の筋肉、現在の移動速度、加速度の加速、定速、減速に応じて旋回負荷を設定してもよい。

【0247】

実施の形態４では、ステップＳＴ７３において、旋回負荷設定部２８は、アクチュエータ制御部２２から回転体１８の回転量の情報を取得し、回転量の情報に基づいてロボット７１が旋回動作中であるか否かを判定する例について説明したが、これに限定されない。例えば、旋回負荷設定部２８は、ユーザ移動意図推定部２０からユーザの移動方向の情報を取得し、ユーザの移動方向の情報に基づいて旋回しているか否かを判定してもよい。あるいは、旋回負荷設定部２８は、駆動力算出部２１から駆動力の情報を取得し、駆動力の情報に基づいて旋回しているか否かを判定してもよい。

【0248】

（実施の形態５）
本開示の実施の形態５に係る歩行支援ロボットについて説明する。なお、実施の形態５では、主に実施の形態１と異なる点について説明する。実施の形態５においては、実施の形態１と同一又は同等の構成については同じ符号を付して説明する。また、実施の形態５では、実施の形態１と重複する記載は省略する。

【0249】

実施の形態５では、ユーザを誘導する誘導情報を生成する誘導情報生成部を備え、誘導情報に基づいて負荷を設定する点が実施の形態１と異なる。

【0250】

［歩行支援ロボットの制御構成］
図２７は、実施の形態５に係る歩行支援ロボット８１（以下、「ロボット８１」と称する）における主要な制御構成の一例を示す制御ブロック図を示す。図２８は、ロボット８１の歩行支援の制御構成の一例を示す制御ブロック図を示す。

【0251】

図２７及び図２８に示すように、実施の形態５では、ロボット８１が誘導情報生成部２９を備える。また、ロボット８１は、誘導情報生成部２９によって生成された誘導情報に基づいて自律的に移動することによって、ユーザを目的地まで誘導する。

【0252】

本明細書において、誘導情報とは、ロボット８１がユーザを目的地まで誘導するための情報であり、例えば、誘導速度、誘導方向、誘導距離などの情報を含む。

【0253】

誘導情報生成部２９は、ユーザを目的地まで誘導する誘導情報を生成する。誘導情報生成部２９は、誘導情報算出部３０、インタラクション部３１、自己位置推定部３２、及び環境センサ３３を備える。なお、実施の形態５において、インタラクション部３１及び環境センサ３３は、必須の構成ではない。

【0254】

誘導情報算出部３０は、ユーザを目的地まで誘導する誘導意図を算出する。誘導情報算出部３０は、行き先情報と、ロボット８１の自己位置情報と、地図情報と、に基づいて、誘導意図を算出する。誘導情報算出部３０によって算出された誘導情報は、駆動力算出部２１に送信される。

【0255】

なお、行き先情報は、例えば、目的地、到着時間、歩行ルート、及び目的（例えば、食事、就寝など）などを含む。行き先情報は、例えば、インタラクション部３１でユーザから入力することによって取得される。また、ロボット８１の自己位置は、自己位置推定部３２によって推定される。また、地図情報は、例えば、ロボット８１の記憶部（図示なし）に記憶されている。地図情報は、例えば、記憶部に予め格納されていてもよいし、環境センサ３３を用いて作成されてもよい。なお、地図情報の作成は、ＳＬＡＭ技術を用いて行うことができる。

【0256】

インタラクション部３１は、ユーザが目的地などの行き先情報を入力する装置であり、例えば、音声入力機器、タッチパネルなどで構成される。インタラクション部３１で入力された行き先情報は、誘導情報算出部３０に送信される。

【0257】

自己位置推定部３２は、ロボット８１の自己位置を推定する。自己位置推定部３２は、例えば、環境センサ３３で取得した情報に基づいてロボット８１の自己位置を推定する。自己位置推定部３２によって推定された自己位置の情報は、誘導情報算出部３０に送信される。

【0258】

環境センサ３３は、ロボット８１の周辺環境についての情報を検出するセンサである。環境センサ３３は、例えば、距離センサ、ＬＲＦ（Ｌａｓｅｒ Ｒａｎｇｅ Ｆｉｎｄｅｒ）、ＬＩＤＡＲ（Ｌａｓｅｒ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ）、カメラ、深度カメラ、ステレオカメラ、ソナー、ＲＡＤＡＲなどのセンサ、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）もしくはこれらの組合せによって構成され得る。環境センサ３３によって取得された情報は、自己位置推定部３２に送信される。

【0259】

実施の形態５において、駆動力算出部２１は、誘導情報算出部３０から取得した誘導情報に基づいて、ロボット８１を自律的に駆動するための駆動力を算出する。次に、駆動力算出部２１で算出された駆動力の情報に基づいて、アクチュエータ制御部２２がアクチュエータ２３の駆動制御を行う。アクチュエータ２３により回転体１８の駆動が行われ、ロボット８１が自律的に移動する。ロボット８１が自律的に移動することによって、ユーザを目的地まで誘導する。

【0260】

負荷設定部１７は、身体情報と、足位置の情報と、誘導情報とに基づいて、ユーザに与える負荷を設定する。例えば、負荷設定部１７は、右足のヒラメ筋が左足よりも弱いと判定すると、右足の位置が初期接地及び荷重応答期にあるとき、誘導距離を長くするように負荷を設定する。

【0261】

また、負荷設定部１７は、ロボット８１が誘導しているか否かを判定し、誘導している場合に負荷を設定する。具体的には、負荷設定部１７は、ユーザがロボット８１の誘導に従って歩行しているか否かを判定し、ユーザがロボット８１の誘導に従って移動している場合に、負荷を設定する。

【0262】

［負荷の設定］
負荷の設定について、図２９を用いて説明する。図２９は、ロボット８１の負荷設定処理の例示的なフローチャートを示す。

【0263】

図２９に示すように、ステップＳＴ８１において、負荷設定部１７が、身体情報取得部１５から身体情報を取得する。

【0264】

ステップＳＴ８２において、負荷設定部１７が、足位置推定部１６によって足位置が推定されたか否かを判定する。足位置推定部１６によって足位置が推定されている場合、ステップＳＴ８３へ進む。足位置推定部１６によって足位置が推定されていない場合、ステップＳＴ８２を繰り返す。

【0265】

ステップＳＴ８３において、負荷設定部１７は、ユーザ移動意図推定部２０からユーザの移動意図の情報を取得する。

【0266】

ステップＳＴ８４において、負荷設定部１７は、誘導情報算出部３０から誘導情報を取得する。

【0267】

ステップＳＴ８５において、負荷設定部１７は、ロボット８１が誘導しているか否かを判定する。具体的には、負荷設定部１７は、ステップＳＴ８３で取得したユーザの移動意図（移動方向、移動速度）と、ステップＳＴ８４で取得した誘導情報（誘導方向、誘導速度）とに基づいて、ユーザがロボット８１の誘導に従って歩行しているか否かを判定する。

【0268】

ロボット８１が誘導していると判定された場合、ステップＳＴ８６へ進む。ロボット８１が誘導していないと判定された場合、ステップＳＴ８５を繰り返す。

【0269】

ステップＳＴ８６において、負荷設定部１７は、ステップＳＴ８１で取得した身体情報と、ステップＳＴ８２で取得した足位置の情報と、ステップＳＴ８４で取得した誘導情報とに基づいて、負荷を設定する。

【0270】

図３０は、旋回負荷設定の一例を示す。図３０に示すように、負荷情報は、身体情報として、足部の前脛骨筋に注目し、足位置毎に誘導距離を設定している。図３０に示す例では、負荷設定部１７は、右足の前脛骨筋が左足よりも弱いと判定する。この場合、負荷設定部１７は、歩行時において左足に重心があるときよりも、右足に重心があるときの誘導距離を長くするように、負荷を設定している。

【0271】

［効果］
実施の形態５に係る歩行支援ロボット８１によれば、以下の効果を奏することができる。

【0272】

ロボット８１によれば、ユーザを誘導しつつ、誘導距離を変更することによってユーザに負荷を与えることができる。このため、ユーザを誘導しながら、身体能力を効率良く向上させることができる。

【0273】

なお、実施の形態５では、負荷として、誘導距離を説明したが、これに限定されない。例えば、負荷は、誘導速度、ハンドル荷重などであってもよい。

【0274】

実施の形態５では、負荷量の設定は、ユーザ毎に設定されている例について説明したが、これに限定されない。例えば、負荷量の設定は、いずれのユーザにも共通する一律の値であってよい。

【0275】

実施の形態５では、身体情報として、足部の筋肉を例として用いたが、これに限定されない。身体情報は、例えば、歩行速度、歩行率、身体の傾き、身体の揺れ、歩幅、筋力などであってもよい。

【0276】

実施の形態５では、負荷設定部１７は、身体情報に基づいて、負荷を設定する例について説明したが、これに限定されない。例えば、負荷設定部１７は、ユーザの移動意図、負荷対象の筋肉、現在の移動速度、加速度の加速、定速、減速に応じて負荷を設定してもよい。

【0277】

負荷設定部１７は、身体情報に基づかず、足位置の情報と、誘導情報とに基づいて、誘導時の負荷を設定してもよい。

【0278】

実施の形態５では、ロボット８１が自律的に移動を行い、ユーザを目的地まで誘導する例について説明したが、これに限定されない。例えば、ロボット８１は、環状ループ、８の字ループなどのループ状の経路、即ち、目的地を有さないルートにユーザを誘導してもよい。目的地を有さないルートは、所定のエリア内で壁又は障害物などに近づくと任意の角度で旋回するように設定されたルートであってもよい。あるいは、目的地を有さないルートは、カーブの数及び種類、直進の数などだけが設定されており、歩行方向はユーザによって決定されるルートであってもよい。

【0279】

本開示をある程度の詳細さをもって各実施形態において説明したが、これらの実施形態の開示内容は構成の細部において変化してしかるべきものである。また、各実施形態における要素の組合せや順序の変化は、本開示の範囲及び思想を逸脱することなく実現し得るものである。

【産業上の利用可能性】

【0280】

本開示は、ユーザの歩行支援を行いながら、身体能力を向上させる歩行支援ロボット及び歩行支援システムに適用可能である。

【符号の説明】

【0281】

１、１Ａ、５１、６１、７１、８１ 歩行支援ロボット
１１ 本体部
１２ ハンドル部
１３ 検知部
１４ 移動装置
１５ 身体情報取得部
１５ａ 身体情報データベース
１６ 足位置推定部
１７ 負荷設定部
１８ 回転体
１９ 駆動部
２０ ユーザ移動意図推定部
２１ 駆動力算出部
２２ アクチュエータ制御部
２３ アクチュエータ
２４ 荷重波形データベース
２５ 身体情報推定部
２６ ユーザ通知部
２７ 負荷対象判定部
２８ 旋回負荷設定部
２９ 誘導情報生成部
３０ 誘導情報算出部
３１ インタラクション部
３２ 自己位置推定部
３３ 環境センサ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22A】

【図22B】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】