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身体装着具及び制御プログラム

国内特許コード	P180015205
整理番号	1715-15P065-2
掲載日	2018年7月27日
出願番号	特願2016-223612
公開番号	特開2018-079094
出願日	平成28年11月16日(2016.11.16)
公開日	平成30年5月24日(2018.5.24)
発明者	熊澤典良
出願人	国立大学法人鹿児島大学
発明の名称	身体装着具及び制御プログラム
発明の概要	【課題】身体に付与するモーメントの、身体の動きに応じた調整に遅れが生じにくい身体装着具及び制御プログラムを提供する。【解決手段】身体装着具は、股関節に固定された仮想回転軸ｋ－ＡＸの周りに往復回転運動が可能な右大腿部ＣＲに装着される。身体装着具を構成するモーメント生成器は、右大腿部ＣＲに対して固定された仮想揺動軸ｉ－ＡＸの周りに揺動可能なフライホイール１１０と、フライホイール１１０を仮想揺動軸ｉ－ＡＸの周りに回転させる揺動用モータと、フライホイール１１０を自転させる自転用モータとを有し、仮想揺動軸ｉ－ＡＸが仮想回転軸ｋ－ＡＸに対してねじれの位置にあり、自転中のフライホイール１１０が仮想揺動軸ｉ－ＡＸの周りに回転されたときに、仮想回転軸ｋ－ＡＸの周りにモーメントを生成する。右大腿部ＣＲの仮想回転軸ｋ－ＡＸの周りの角速度ω_ｋに基づき揺動用モータを制御する。【選択図】図５
従来技術、競合技術の概要	特許文献１に開示されるように、ユーザの大腿部に装着され、ユーザの膝関節に、膝の動きをアシストする向きのモーメントを付与する身体装着具が知られている。この身体装着具は、フライホイールの自転によって上記モーメントを生成する。また、この身体装着具は、ユーザの姿勢に応じて上記モーメントを調整するために、計測器と制御器とを備える。計測器は、地面に対する大腿部の傾斜角を計測する。制御器は、計測器で計測された傾斜角に応じて、フライホイールの自転の回転数を制御する。
産業上の利用分野	本発明は、身体装着具及び制御プログラムに関する。
特許請求の範囲	【請求項1】身体に対して固定された仮想回転軸の周りに往復回転運動が可能な、前記身体の往復回転運動部に装着される身体装着具であって、前記往復回転運動部に対して固定された仮想揺動軸の周りに揺動可能なフライホイールと、前記フライホイールを前記仮想揺動軸の周りに回転させる揺動用モータと、前記フライホイールを自転させる自転用モータとを有し、前記仮想揺動軸が前記仮想回転軸に対してねじれの位置にあり、自転中の前記フライホイールが前記仮想揺動軸の周りに回転されたときに、前記フライホイールの前記仮想揺動軸の周りの角速度に応じたモーメントを、前記仮想回転軸の周りに生成するモーメント生成器と、前記往復回転運動部の、前記仮想回転軸の周りの角速度若しくは回転角、又はそれら角速度及び回転角に依存する物理量を計測する計測器と、前記計測器の計測結果に基づいて、前記揺動用モータと前記自転用モータのうち、少なくとも前記揺動用モータを制御する制御器と、を備える身体装着具。【請求項2】前記制御器が、前記計測器の計測結果を用いて、前記往復回転運動部が前記仮想回転軸に対して時計回りに回転しているか、反時計回りに回転しているかを判別する回転方向判別動作と、前記往復回転運動部が前記仮想回転軸に対して時計回りに回転している期間に、前記フライホイールが前記仮想揺動軸の周りに、時計回りと反時計回りのうちいずれか一方を表す第１方向に回転するように、前記揺動用モータを制御する第１制御動作と、前記往復回転運動部が前記仮想回転軸に対して反時計回りに回転している期間に、前記フライホイールが前記仮想揺動軸の周りに、時計回りと反時計回りのうち前記第１方向とは逆方向の第２方向に回転するように、前記揺動用モータを制御する第２制御動作と、を行う、請求項１に記載の身体装着具。【請求項3】前記制御器が、前記回転方向判別動作では、前記計測器の計測結果を用いて、前記往復回転運動部の前記仮想回転軸の周りの回転方向が、時計回りから反時計回りに切り替わったこと、及び反時計回りから時計回りに切り替わったことを検出し、前記第１制御動作では、前記往復回転運動部の前記仮想回転軸の周りの回転方向が、反時計回りから時計回りに切り替わったときに、前記フライホイールが予め定められた第１回転角だけ前記第１方向に回転するように、前記揺動用モータを制御し、前記第２制御では、前記往復回転運動部の前記仮想回転軸の周りの回転方向が、時計回りから反時計回りに切り替わったときに、前記フライホイールが予め定められた第２回転角だけ前記第２方向に回転するように、前記揺動用モータを制御する、請求項２に記載の身体装着具。【請求項4】前記制御器が、前記計測器の計測結果を用いて、前記往復回転運動部の前記仮想回転軸周りの回転角を、予め定められた目標値に近づけるように、前記揺動用モータを制御する、請求項１に記載の身体装着具。【請求項5】身体に対して固定された仮想回転軸の周りに往復回転運動が可能な、前記身体の往復回転運動部に装着されるモーメント生成器であって、前記往復回転運動部に対して固定された仮想揺動軸の周りに揺動可能なフライホイールと、前記フライホイールを前記仮想揺動軸の周りに回転させる揺動用モータと、前記フライホイールを自転させる自転用モータとを有し、前記仮想揺動軸が前記仮想回転軸に対してねじれの位置にあり、自転中の前記フライホイールが前記仮想揺動軸の周りに回転されたときに、前記フライホイールの前記仮想揺動軸の周りの角速度に応じたモーメントを、前記仮想回転軸の周りに生成するモーメント生成器、を制御するコンピュータに、前記往復回転運動部の、前記仮想回転軸の周りの角速度若しくは回転角、又はそれら角速度及び回転角に依存する物理量の計測結果を外部から取得する取得機能と、取得した前記計測結果に基づいて、前記揺動用モータと前記自転用モータのうち、少なくとも前記揺動用モータを制御する制御機能と、を実現させる制御プログラム。
国際特許分類(IPC)	A63B 21/22 回転体を有する抵抗装置 A61H 3/00 病人または身体障害者歩行補助器具 A61B 5/11 身体全体またはその部分の動きを測定するもの，例．頭または手の震えまたは４肢の運動性 A63B 24/00 グループＡ６３Ｂ１／００～Ａ６３Ｂ２３／００の鍛練装置のための電気または電子制御
Fターム	4C038VA04 人体の特定部位の測定（動きの測定も含む） 4C038VB14 足 4C038VB31 体動 4C038VC20 その他 4C046AA44 4C046AA45 4C046BB08 4C046DD02 4C046DD39 4C046DD41 4C046DD47 4C046EE02 4C046EE03 4C046FF08 4C046FF22 4C046FF23
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出願権利状態	公開

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発明の名称	BODY WEARING DEVICE AND CONTROL PROGRAM
発明の概要	PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a body wearing device and a control program in which a moment applying to a body is hard to cause delay in adjustment according to physical movement. SOLUTION: A body wearing device is worn in a right thigh CR capable of reciprocating rotary motion around a virtual rotating shaft k-AX fixed in a hip joint. A moment generator constituting the body wearing device has a flywheel 110 capable of swinging around a virtual swinging shaft i-AX fixed to the right thigh CR, a swinging motor for rotating the flywheel 110 around the virtual swinging shaft i-AX, and a self-rotating motor for making the flywheel 110 self-rotate. When the virtual swinging shaft i-AX is in a twist position to the virtual rotating shaft k-AX and the self-rotating flywheel 110 is rotated around the virtual swinging shaft i-AX, a moment is generated around the virtual rotating shaft k-AX. The swinging motor is controlled based on an angular velocity ω_k around the virtual rotating shaft k-AX of the right thigh CR.

発明の名称

BODY WEARING DEVICE AND CONTROL PROGRAM

発明の概要

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a body wearing device and a control program in which a moment applying to a body is hard to cause delay in adjustment according to physical movement.
SOLUTION: A body wearing device is worn in a right thigh CR capable of reciprocating rotary motion around a virtual rotating shaft k-AX fixed in a hip joint. A moment generator constituting the body wearing device has a flywheel 110 capable of swinging around a virtual swinging shaft i-AX fixed to the right thigh CR, a swinging motor for rotating the flywheel 110 around the virtual swinging shaft i-AX, and a self-rotating motor for making the flywheel 110 self-rotate. When the virtual swinging shaft i-AX is in a twist position to the virtual rotating shaft k-AX and the self-rotating flywheel 110 is rotated around the virtual swinging shaft i-AX, a moment is generated around the virtual rotating shaft k-AX. The swinging motor is controlled based on an angular velocity ω_k around the virtual rotating shaft k-AX of the right thigh CR.

※ 公開特許は弊社ホームページ内で開示資料とともに、特許公報も掲載しております。
アドレスは　http://www.ktlo.co.jp/002_seeds_.html