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階段昇降ならびに健常者に近い平地歩行が可能な無動力大腿義足

研究課題

研究課題/領域番号 18K04057
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分20020:ロボティクスおよび知能機械システム関連
研究機関東海大学

研究代表者

小金澤 鋼一  東海大学, スポーツ医科学研究所, 研究員 (10178246)

研究分担者 山田 洋  東海大学, 体育学部, 教授 (30372949)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード大腿義足 / 油圧 / 階段昇降 / 無動力 / 油圧システム / 油圧回路
研究成果の概要

本研究では独自の閉管路油圧システムを用い、外部動力なしで階段の昇降が可能な大腿義足の開発を目的とした。膝関節と足関節の動きを油圧システムで連動させることにより、平地歩行に加え段の昇降が可能になることを実証した。
2018-2019年度においては試作機1号を完成させ、健常者による歩行実験(平地歩行および階段歩行)を成功させた。この成果を踏まえ、より細部の改良を加えた試作2号機の設計を開始したが、COVID-19蔓延のため中断を余儀なくされた。しかしながら、2021年度に試作2号機が完成し、歩行実験を行い性能を確認した。
2022年度には提携する企業と共同し、製品化を視座に入れた設計に着手している。

研究成果の学術的意義や社会的意義

市販の大腿義足で階段昇降が可能なものは存在するが、その歩行様式は健常者の歩容とは異なり、両足での交互歩行は困難である。本研究で開発を進めている大腿義足は外部パワー源を必要とせずに階段昇降を可能とするものであり、市販化された暁には多くの大腿切断者に使用されると予想される。現在、油圧製品の専門企業および義肢装具の専門メーカーとタイアップして製品化を展望する義足を開発しており、2023年度中にフィールドテストを行う予定である。

報告書

(6件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2023 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Above-Knee Prosthesis for Stairs Ascending/Descending -New Design for Practical Usage-2020

    • 著者名/発表者名
      Reo Takahashi, T.Kikuchi, K. Igarashi, Y. Fukuzawa, Y. saitou and K. Koganezawa
    • 雑誌名

      Proceedings of the 2020 IEEE/SICE International Symposium on System Integration

      巻: 1 ページ: 777-783

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 膝関節と足関節の連動による階段昇降可能な無動力大腿義足の提案2018

    • 著者名/発表者名
      藤野良太、菊地 喬之 、小金澤 鋼一
    • 雑誌名

      バイメカニズム

      巻: 24 ページ: 115-123

    • NAID

      130007700357

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Non-energized Above Knee Prosthesis Enabling Stairs Ascending and Descending with Hydraulic Flow Controller2018

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Kikuchi, Ryota Fujino, Kenta Igarashi and Koichi Koganezawa
    • 雑誌名

      Journal of Robotics and Mechatronics

      巻: Vol.30, No.6 ページ: 892-899

    • NAID

      130007535732

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Non-energized Above Knee Prosthesis for Stairs Walking with Synergetic Interaction between Knee and Ankle Joints2018

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Kikuchi, Ryota Fujino, Kenta Igarashi and Koichi Koganezawa
    • 雑誌名

      Proceedings of the 2018 IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics

      巻: 1 ページ: 674-679

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Above knee prosthesis for ascending/descending stairs with no external energy source2018

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Kikuchi, Ryota Fujino, Kenta Igarashi and Koichi Koganezawa
    • 雑誌名

      Proceedings of the 9th Asian Conference on Multibody Dynamics

      巻: 1 ページ: 28-29

    • NAID

      130007700357

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Non-energized Above-Knee Prosthesis Enabling Stair’s Walking -New design aimed for practical usage2023

    • 著者名/発表者名
      K.Koganezawa, R.Takahashi, K.Igarashi, Y.Fukuzawa, T. Arakawa and Y. Saito
    • 学会等名
      International Symposium on System Integration
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 階段昇降可能な無動力油圧システムを有する大腿義足2020

    • 著者名/発表者名
      高橋 澪生, 齊藤 靖, 福沢 祐二, 荒川 拓也,五十嵐 健太,小金澤 鋼一
    • 学会等名
      第41回バイオメカニズム学術講演会 予稿集
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 階段昇降可能な無動力油圧システムを有する大腿義足2019

    • 著者名/発表者名
      高橋 澪生, 齊藤 靖, 福沢 祐二, 小金澤 鋼一
    • 学会等名
      第20回計測自動制御学会SI部門講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [産業財産権] 歩行補助装置2021

    • 発明者名
      齊藤 靖、福沢 祐二、荒川 拓也、小金澤 鋼一、高橋 澪生
    • 権利者名
      学校法人 東海大学、KYB-YS株式会社
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2021-014333
    • 出願年月日
      2021
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [産業財産権] 歩行補助装置2019

    • 発明者名
      小金澤鋼一,菊池喬之,斎藤靖,小林信行,福沢裕二,西沢真一
    • 権利者名
      小金澤鋼一,菊池喬之,斎藤靖,小林信行,福沢裕二,西沢真一
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2024-01-30  

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