障害者の上肢姿勢保持・運動支援を目的とするワイヤ駆動型パラレルメカニズムの研究

2007 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18560129
• Research Institution: Kanazawa University
• Principal Investigator: 立矢 宏 Kanazawa University, 自然科学研究科, 准教授 (10216989)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 西村 誠次 金沢大学, 医学系研究科, 助教 (70251965)
• Keywords: 機械要素 / 医療・福祉 / 機構学 / 福祉機器 / ワイヤ駆動機構 / パラレルメカニズム / 上体動作支援 / 上体姿勢保持

Research Abstract

本研究では疾病や事故等で腰部以下の機能を失った障害者に装着して上体の姿勢を保持または運動を補助し,健常者と同等な上肢作業を可能とする上体動作支援装置を,ワイヤ駆動型パラレルメカニズムを用いて開発した。
前年度までにワイヤ駆動型パラレルメカニズムを制御するために要する最小ワイヤ張力の解析方法を確立し,同方法を用いて上体 動作支援装置を設計・製作した。今年度は,まず,同装置の装着部などの検討を行い,よりスムーズに動作支援が行えるよう改良した。また,動作の支援効果を確認するために,張力の変化を検出するロードセルを製作して各ワイヤに装着した。つぎに,装着者の姿勢変化の画像記録とワイヤ張力変化の測定が同時に行える計測系を構築した。さらに,成人男子を被験者として上体動作支援実験を行い,装置の動作確認とともに,以上の計測系を用いて身体の姿勢変化およびワイヤ張力の変化を測定し解析した。その結果,装着者の上体の前後屈,側屈,旋回に関して想定通りの動作補助が行え,また,身体に対して過度な負荷が動作支援時に作用しないことをワイヤ張力の測定結果から確認した。
これらの結果を基に,上体動作支援装置としてのワイヤ駆動型パラレルメカニズムの設計方法および使用方法をまとめた。なお,以上の測定において被験者がバランスを失った時に,ワイヤ張力が急激に変化する現象を確認した。同現象を利用すれば,例えば人体の転倒挙動の測定も可能となる。そこで,同装置を人体能力測定装置として発展させる可能性についても検討した。