| 研究概要 |
近年の高齢化社会や交通事故増加にともない,歩行補助と歩行訓練のための用具の需要が増している.高齢者の歩行を補助する用具にシルバーカーがあり,歩行訓練を行う用具に歩行車がある.シルバーカーとは,荷物を持って歩くのがつらい人や普段は杖等を使っている人が転倒防止のために屋外で使用する用具であり,歩行車は体のバランスを維持するために体重の一部を支える必要のある人が使用し,一般に病院や施設等の屋内で使用する用具である.しかしながら,これらのシルバーカーや歩行車(以下,カート)は,(1)駆動をアシストする機能がないため,上り坂や若干の段差での歩行が困難となる.(2)下り坂ではカートだけが先行してしまい,転倒する危険がある.(3)歩行中に体のバランスを崩した場合,その力によってカートが押されて転倒する.等の問題が指摘されている.
これらの問題に対して,カートが常に一定速度を保つことができれば,上り坂や段差ではパワーアシストにより歩行を補助し,下り坂での速度の増加を抑えることが可能となる.また体のバランスを崩した場合も同様に転倒を防止できる.そこで,本研究では,既存のカートに取り付けることができる速度制御を行う補助装置の開発を行う.この装置は,使用者が任意に決めた歩行速度を目標値として制御するもので,提案した制御方法はサーボ特性を持つオブザーバベース型の内部モデル制御とLQ制御を併用するものである,この方法は,優れた外乱除去特性を持ち良好な目標追従特性が得られ,実際のメカニカルシステムの制御においても有効である.本研究は,新しい制御方式の提案と提案した制御方式をカートの速度制御に応用し試作機を開発して,その有効性を検証したものである.
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