2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of wearable body weight load reduction attachment device driven by pneumatic artificial muscle
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16K01557
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| Research Institution | Akita Prefectural University |
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Principal Investigator |
齋藤 直樹 秋田県立大学, システム科学技術学部, 准教授 (60315645)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐藤 俊之 秋田県立大学, システム科学技術学部, 准教授 (40315635)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 空気圧 / 人工筋肉 / 体重免荷 / 歩行支援 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
体重免荷システムの小型化を考慮したハードウェアの整備と，体重免荷効果の評価方法について検討した．
小型化を考慮したハードウェアの整備については，歩行動作の特徴からシーソー型の機構を採用することで，市販の高齢者向け手押車に取り付ける程度の大きさにまとめられるように設計し直した．カウンターウェイトによる装置の自重補償を採用することで空気圧人工筋肉の出力を低く抑えてモバイル化を図ると同時に，空気圧の柔らかさが利用者にとって効果的に働くように，空気圧人工筋肉で歩行中のサドルを持ち上げる動作方式とした．
体重免荷効果の評価方法については，歩行中に体を持ち上げる座面に発生している反力と歩行周期の関係から，実際に歩行に連動した体重免荷ができているか確認した．その結果，制御性能は十分ではないものの空気圧のもつコンプライアンス特性により，座面反力の変動はあるものの体と体重免荷装置が離れることはなく，また体重免荷力の過度な低下もないことから，体重免荷動作が実現できていることを確認した．
またこの他に，歩行中の膝関節間力を推定し評価に用いるという新しい方法を提案した．体重免荷が必要な人の多くは膝が痛いために歩行動作が難しくなっていることから，体重免荷の効果を確認するためには膝関節間力を評価できれば良い．しかし膝関節間力は膝の関節構造が複雑であるために，直接計測が難しいといわれている．そこで本研究ではバイオメカニクスの観点で歩行解析を行い，実験中の足の軌跡と床反力に基づいて膝関節間力を推定することで，本システムの効果を評価した．その結果，本システムを用いて体重免荷を行った場合，歩行立脚期における膝関節間力の低減と，立脚初期における急激な膝関節間力の増加を緩和する効果があることもわかった．
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Research Products
(5 results)
