2018 年度研究成果報告書

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

研究課題

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研究課題/領域番号	15K05752
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
応募区分	一般
研究分野	設計工学・機械機能要素・トライボロジー
研究機関	山形大学
研究代表者	南後淳山形大学, 大学院理工学研究科, 准教授 (50250957)
研究期間 (年度)	2015-04-01 – 2019-03-31
キーワード	平面リンク機構 / 歩行補助 / 主体的操作
研究成果の概要	人が杖を突く動作を装置に入力することで、人体脚部の歩行動作を案内する装置の開発を行った。この装置は、人体腕部による入力を行う腕部駆動機構と、人体脚部の歩行動作を補助する脚部補助機構の2つから構成される。腕部駆動機構は、スライダを含む機構として構成され、杖を突く動作を模擬的に行うことで回転の出力を得る．一方、脚部補助機構は回転対偶のみで構成され、腕部駆動機構で得られた回転運動を入力として、歩行時の軌跡を描くよう人体足部を案内する。これらの機構はキャスタ付きフレームに取り付けられ、安定した動作を実現し、被験者による近電位の測定により、一定の補助効果を確認している。
自由記述の分野	機構設計
研究成果の学術的意義や社会的意義	脚部の歩行動作を補助する場合、これまでの装置では、アクチュエータを複数個、人体脚部の関節の自由度の数だけ取り付けることによって行っていた。この装置では、平面リンク機構を用いることにより、使用者自身の腕部の操作のみで動作を得て、操作することができる。したがって、センサー等の調整を必要とせず、アクチュエータによる受動的になりがちな装置による補助を、使用者自身が自らの体調を判断しながら主体的に操作することができる。このような装置を設計するためには、人体脚部の運動軌跡を機構で追従するよう設計パラメータを決定する必要があり、そのための機構構造と設計手法を提案できたことに学術的な意義がある。