2015 Fiscal Year Research-status Report
使用者自身が駆動する歩容の変化に対応した歩行補助システムの開発
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15K05752
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| Research Institution | Yamagata University |
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Principal Investigator |
南後 淳 山形大学, 理工学研究科, 准教授 (50250957)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 動歩行 / 設計パラメータ探索 / 装置試作 / ノルディックウォーキング / 運動計測 / 評価 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
使用者の歩容の変化に対応した歩行補助装置を設計・製作するため、著者らはこれまで静歩行を補助する装置について試作してきた。動歩行に対応するためには、足部の後方への蹴り上げや前方への振り出しなど足部の描く軌跡の拡大に対応する必要がある。今年度は動歩行時に足部の描く軌跡に、機構で足部を置く部品が追従するよう、設計パラメータの探索を行った。設計時に参照する軌跡は踵付近の描く軌跡と拇指関節付近の描く軌跡である。二つの軌跡を同時に追従する設計パラメータを見出すことは困難であることから、ある一つのリンクの長さを可変とし、その伸縮をばねで拘束した冗長自由度を与えることで対応している。また、腕部で駆動する装置の運動学モデルを構築し、試作している。脚部補助装置の入力クランクを、歯車機構を介して腕部で回転運動を与える形式のものも試作した。ただ、歩行動作中の腕部で回転運動を入力することがこんなんであったことから、ノルディックウォーキングのような杖を腕部で前後運動させる動作で駆動する形式のものも試作している。装置使用時の腕部および脚部動作を計測し、評価を試みている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
静歩行および動歩行のそれぞれで補助する装置としては、装置の概要をとらえるに至った。ただ、それら両方の歩容を滑らかに遷移するための工夫については課題として残っている。また、動歩行を補助する装置としての評価が十分ではない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成27年度までに試作した装置の評価を行う。項目としては、装置および使用者の動作の測定による運動特性および筋電位による補助特性である。筋電位は使用者の筋活動量を直接計測するものではあるが、装置の特性を評価するものとして入力トルクや床反力など装置固有の特性についてもあわせて評価する。これら測定結果が構築した運動学モデルによるシミュレーション結果と同等であるかで、運動特性の評価を行う。一方、この運動学モデルによる力学解析を行い、測定結果と比較を行うことで補助特性について、評価・検証を行う。力学特性の改善に対して影響の大きいパラメータを特定し、運動特性を低下させることなく補助特性の改善が行えるか、検討する。
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| Causes of Carryover |
運動特性や筋電位による評価を十分に行うためには，被験者数や回数を増やす必要があるが、実験方法を検討するのに時間を要し、十分に行えなかった。そのため、床反力等力学特性を直接計測するための器具の設計・製作が行えていない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
ひずみゲージやロードセル、あるいはトルク計を用いた力学特性の評価システムの設計を行い、実際に装置の評価を行う。その結果に応じて、装置の再設計をし、あらためて試作をする。
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