信号送受信装置
【課題】安価かつ簡易な構成で、安定した動作を可能とする歩行補助装置用の信号送受信装置を提供する。
【解決手段】本発明は、歩行補助装置を制御するために、信号を送受信する信号送受信装置であって、人体に接触可能な送信電極と、前記送信電極が前記人体に接触された場合に信号を送信する信号送信手段と、を有する送信部と、前記人体に接触可能な受信電極と、前記信号送信手段から送信された前記信号が前記受信電極を介して受信される信号受信手段と、を有する受信部と、を備え、前記送信電極と前記信号送信手段とは、所定距離以上離れていることを特徴とする。
【解決手段】本発明は、歩行補助装置を制御するために、信号を送受信する信号送受信装置であって、人体に接触可能な送信電極と、前記送信電極が前記人体に接触された場合に信号を送信する信号送信手段と、を有する送信部と、前記人体に接触可能な受信電極と、前記信号送信手段から送信された前記信号が前記受信電極を介して受信される信号受信手段と、を有する受信部と、を備え、前記送信電極と前記信号送信手段とは、所定距離以上離れていることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ユーザの歩行を補助する歩行補助装置の技術分野に関し、特に人体に取り付けられる信号送受信装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、人体に微弱な電界を印加することで通信を行う人体通信が知られている。例えば特許文献１には、人体（腕）に取り付けられた送信器と受信器により人体通信を行う技術が開示されている。特許文献１の図１（本願の図７）に示すように、送信器１４には、信号発生器１６、及び１対の電極１８，２０が含まれている。信号発生器１６は、これらの電極１８，２０間において電圧を変動させる被変調信号を発生する。電極（送信電極）１８は、人体１０に密接に容量結合され、電極の電位から生じる電界によって、変位電界が人体１０に送られるようになっている。一方、受信器２２には、１対の電極２４，２６、及び検出器２８が含まれている。電極（受信電極）２４は、人体１０に密接に容量結合されており、人体１０から送られてくる変位電界が、該電極２４に送られるようになっている。該電界は、さらに、検出器２８を通って、アース（グランド）１１に容量結合されたもう一方の電極２６に流れ、アース１１を通じて送信器１４に戻され、電界の経路が完成するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許４０７４６６１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した人体通信は、様々な分野で適用可能であるが、例えば、膝疾患患者のリハビリ分野で用いられる歩行補助装置（例えば、本出願人が過去に出願した膝関節運動補助装置（特願２００８−２３１７７７））に適用すると効果的である。その理由は以下の通りである。歩行補助装置の操作を装着者自身で行う場合、歩行補助装置の動作の開始及び停止は、人体に装着された操作部で行う必要がある。しかし、リハビリ歩行状態においては、装着者の操作する手は、平行棒や杖を掴んでいる場合が多く、緊急時には操作部を操作して対応することが困難であるという問題がある。他方、歩行補助装置と操作部とを有線（例えば通信ケーブル）又は無線（例えば、近距離無線通信）により接続して、歩行補助装置を外部から操作することも可能である。しかし、この場合、装着者以外の監視者が、常時、装着者の歩行状態を監視する必要があるが、当該監視者は装着者の転倒の兆候を確認すると、歩行補助装置の動作の停止よりも、装着者の体の支えが優先され、当該動作の停止が遅れるという問題がある。また、歩行補助装置と操作部とを通信ケーブルにより接続する場合、当該ケーブルが歩行の妨げになるという問題があり、歩行補助装置と操作部を無線により接続する場合、医療現場であるリハビリ室での使用には制限があるという問題がある。
【０００５】
人体通信を歩行補助装置に適用すれば、上記問題を解消することが可能であると考えられる。たとえば、歩行補助のために使用される棒状ツールに操作用のスイッチを設け、歩行補助装置を装着した装着者が棒状ツールに触れると歩行補助装置の動作開始等の通信を行い、装着者が棒状ツールを離し、または他のスイッチを使用することで歩行補助装置の動作が中断する人体通信を利用した歩行補助装置が考えられる。
【０００６】
しかしながら、従来の人体通信用の送信器を棒状ツール等に装着すると、歩行補助装置を装着した患者は補助手段である棒状ツールを頼りに歩行するために、送信器の全体を手で握り締めることがあり、送信器の電極部を完全に覆い、通信が不可能となる場合が想定される。
【０００７】
そこで、本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、安価かつ簡易な構成で、安定した動作を可能とする歩行補助装置用の信号送受信装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、利用者の膝関節を屈曲及び伸展させるリンク機構部と、前記リンク機構部を動作させるための駆動モータと、予め記憶された歩行パターンに基づいて前記駆動モータを回転制御する回転制御手段と、を備えた歩行補助装置を制御するために、信号を送受信する信号送受信装置であって、人体に接触可能な送信電極と、前記送信電極が前記人体に接触された場合に信号を送信する信号送信手段と、を有する送信部と、前記人体に接触可能な受信電極と、前記信号送信手段から送信された前記信号が前記受信電極を介して受信される信号受信手段と、を有する受信部と、を備え、前記送信電極と前記信号送信手段とは、所定距離以上離れていることを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の信号送受信装置において、請求項１に記載の信号送受信装置において、前記送信部の信号送信手段は、前記信号を変調して送信する変調器を有し、前記受信部は、前記受信電極によって前記変調器から前記送信電極を通じて送信されてきた前記信号を復調する復調器とを有することを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の信号送受信装置において、前記信号送受信装置は、前記送信電極が人体に接触すると前記歩行補助装置の動作を開始させ、前記送信電極が人体から離れると前記歩行補助装置の動作を停止させることを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３の何れかに記載の信号送受信装置において、
前記送信電極はシート状であり、前記信号送信手段には他の道具へ装着されるための接着部材が装着されていることを特徴とする信号送受信装置。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４の何れかに記載の信号送受信装置において、前記送信電極と前記信号送信手段は、前記歩行補助装置を利用する前記利用者が使用する、歩行補助用の棒状部材に備えられることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、リハビリのための歩行補助装置である装着型の歩行アシストロボットを使用する場合に、歩行補助用の棒状部材である棒状ツールに備えられた電極部を握るか、触れることで、使用者が人体通信を意識することなく人体通信が成立し、使用者自身が歩行アシストロボットの動作を開始させることが可能になる。また、使用者が棒状ツールの電極部から手を離すことで、使用者自身が歩行アシストロボットの動作を停止させることが可能になる。さらに、既存の歩行補助用の棒状ツールに電極部を巻き付けるようにし、送信電極を除くその他の送信部を棒状ツールのその他の部分に取り付け、受信部を使用者の体に固定するだけで、人体通信が可能になるので、装置全体の構成を安価にすることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態に係る信号送受信装置の概要構成例を示す図である。
【図２】（Ａ）は本実施形態に係る信号送受信のＯＮ状態のメカニズムを示す概念図の一例である。（Ｂ）は本実施形態に係る信号送受信のＯＦＦ状態のメカニズムを示す概念図の一例である。
【図３】（Ａ）は本実施形態に係る信号送受信のＯＮ状態のメカニズムを示す概念図のその他の一例である。（Ｂ）は本実施形態に係る信号送受信のＯＮ状態のメカニズムを示す概念図のその他の一例である。
【図４】（Ａ）は本実施形態に係る信号送受信装置の一例を示す図である。（Ｂ）は本実施形態に係る信号送受信装置を歩行補助用の棒状部材に装着した一例を示す図である。
【図５】本実施形態に係る信号送受信装置を歩行補助用の棒状部材に装着した一例を示す図である。
【図６】人体に装着される歩行補助装置および信号送受信装置の一例を示す図である。
【図７】特許文献１の図１に示される図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
近年、足に障害のあるユーザの歩行を正常歩行に近づけることが可能な歩行補助装置が提供されている。このような歩行補助装置は強制的にユーザの足を適正な歩行パターンで動かすため、ユーザに適正な歩行パターンを意識させつつ、障害のある足の歩行状態を正常な歩行状態へ近づけることができる。このような歩行補助装置の駆動を開始および停止させるスイッチとして使用される信号送受信装置について詳細に以下に説明する。
【００１６】
図１は、本実施形態に係る信号送受信装置の概要構成例を示す図である。
【００１７】
図１に示すように、本実施形態に係る信号送受信装置Ｓは、送信部１及び受信部２を備えて構成されている。送信部１の送信電極１１は例えば歩行補助用の棒状部材である棒状ツールに装着され、歩行者の手で握られる。また、送信部１の変調器１２および送信側データ処理部１３は、例えば送信電極１１と離れた位置で歩行補助用の棒状部材である棒状ツールに装着される。受信部２は例えば当該歩行者の体の腰などの所定位置に装着される。
【００１８】
送信電極１１と変調器１２および送信側データ処理部１３とは、歩行者の一方の手で全体が覆われない程度に離して棒状ツールに装着される。
【００１９】
送信部１は、送信電極１１、信号送信手段としての変調器１２および送信側データ処理部１３、及び電池（図示せず）を有する。
【００２０】
送信電極１１は、人体に接触可能となっている。例えば、人が送信電極１１を手で握ることで、送信電極１１が人体に接触される。なお、送信電極１１の人体への接触は、人が送信電極１１を手で持つことに限定されるものではなく、人体の一部が送信電極１１に接触するものであってもよい。また、送信電極１１と人体との間に、衣服、ハンカチ、タオル等の絶縁体などが存在してもよい。
【００２１】
送信側データ処理部１３は、ＣＰＵ及び不揮発性メモリ（データ及びプログラムを記憶）等からなり、受信部２に送信すべきデジタル信号を変調器１２に出力する。
【００２２】
変調器１２は、送信側データ処理部１３からのデジタル信号を所定の変調方式（ＡＳＫ（Amplitude shift keying）を用いた変調方式）で変調するものであり、送信電極１１が人体に接触された場合に、上記変調した変調信号を、送信電極１１から歩行補助装置を装着した利用者および受信電極２１１の電極表面を介して受信部２に送信するようになっている。
【００２３】
送信部１の仕様の一例として、搬送周波数は３ＭＨｚ、変調方式は１００％ＡＳＫであってもよい。また送信コードの一例として、送信ボーレート９６００ｂｐｓ、データ長８ビット、パリティ無し、ストップビット１ビットであってもよい。
【００２４】
なお、送信部の仕様および送信コードの仕様は任意に定めることが可能である。
【００２５】
送信電極１１が手などの人体の一部に接触すること、または、送信電極１１が手などの人体の一部に接触し、かつ、歩行補助装置を装着した利用者若しくは補助者が操作できる図示しないその他のスイッチがＯＮ状態になることにより連続送信をしてもよい。
【００２６】
また、送信部１は、送信電極１１が歩行補助装置を装着した利用者の手などの人体の一部から離れることによって連続送信を停止する。または、歩行補助装置を装着した利用者または補助者が操作できる図示しないその他のスイッチを操作してスイッチがＯＦＦ状態になることにより送信部１の連続送信を停止してもよい。
【００２７】
電池は、変調器１２及び送信側データ処理部１３に対して電力を供給するものである。
【００２８】
電池の仕様の一例として、電池から供給される電源電圧は３Ｖであってもよく、この場合には、送信電極１１端の出力電圧振幅は３Ｖｐｐパルスであってもよい。
【００２９】
受信部２は、受信電極２１１、コイルセンサ２１２、復調器２２、受信側データ処理部２３、及び電池（図示せず）を有する。
【００３０】
受信電極２１１は、人体側に受信電極面が向けられるにようになっている。例えば、受信部２が人体の所定位置（例えば、腕や腰等に）装着されることで、受信電極２１１が衣服を介して人体に接触される。コイルセンサ２１２は、受信電極２１１で受信された電界の変化を検出し、電磁誘導により誘導された電流変化を復調器２２に出力する。
【００３１】
復調器２２は、コイルセンサ２１２により受信された電流変化である変調信号を復調し、受信側データ処理部２３に出力する。
【００３２】
受信側データ処理部２３は、ＣＰＵ及び不揮発性メモリ（データ及びプログラムを記憶）等からなり、復調器２２により復調された信号を入力し当該信号に応じた情報処理を実行する。例えば、歩行補助装置の動作を開始させる開始信号を発生させ、歩行補助装置が駆動を開始する。
【００３３】
電池は、復調器２２及び受信側データ処理部２３に対して電力を供給するものである。
【００３４】
図２は、本実施形態に係る信号送受信のメカニズムを示す概念図である。図２（Ａ）は、送信部１の送信電極１１が手に握られて人体に接触されている場合の例であり、図２（Ｂ）は、送信部１の送信電極１１が人体から離れている場合の例である。
【００３５】
図２（Ａ）の場合、送信部１の送信電極１１が手に握られて人体Ｈに接触することで人体Ｈを介した信号経路が完成するようになっており、これにより、人体を介した電界変化を利用して信号の送受信（以下、「ボディエリア通信」と称する）が行われ、ボディエリア通信がＯＮ状態になる。このボディエリア通信がＯＮ状態において、リハビリのための歩行補助装置である装着型の歩行アシストロボットを装着した利用者が図示しないスイッチをＯＮ状態にすることで、送信部１から歩行アシストロボット用の制御信号が送出されて、歩行アシストロボットが動作し、利用者はリハビリを受けることができる。
【００３６】
なお、図示しないスイッチを設けずに、ボディエリア通信がＯＮ状態になれば、歩行アシストロボットを動作させるための制御信号が送出されるように構成してもよい。
【００３７】
また、図２（Ａ）の場合には、送信部１のグランドとグランドＧ間の容量Ｃ１と、人体ＨとグランドＧ間の容量Ｃ２と、受信部２のグランドとグランドＧ間の容量Ｃ３とがバランスすることにより、ボディエリア通信が可能となるが、これは従来技術となるので本実施形態では詳細については省略する。
【００３８】
また、図２（Ｂ）の場合、送信部１の送信電極１１が人体から離れることで信号の経路が切断され、ボディエリア通信がＯＦＦ状態になる。すなわち、送信電極１１から受信電極２１２に至る信号経路が切断されるので、歩行アシストロボットは動作を停止する。
【００３９】
ボディエリア通信がＯＦＦ状態になると、受信側データ処理部２３は、送信側データ処理部１３から信号が伝送されなくなるので、信号が伝送されなくなったことを検知して、歩行アシストロボットの動作を停させる。
【００４０】
以上のように構成された信号送受信装置Ｓによれば、人体を介した電界の変化によって信号の送受信が行われるように構成したので、経路中の送信電極１１と人体との接触がなくなることにより、容易に歩行補助装置の動作を停止させることができる。
【００４１】
また、図３は、本実施形態に係る信号送受信のメカニズムを示す他の概念図である。図３（Ａ）は、送信部１の送信電極１１が手に握られる代わりに人体の一部に接触されている場合の例であり、ボディエリア通信がＯＮ状態になっている。このボディエリア通信がＯＮ状態において、リハビリのための歩行補助装置である装着型の歩行アシストロボットを動作させるための制御信号が送出される。
【００４２】
図３（Ｂ）は、送信電極１１を含む送信部１の全体が手に握られて、ボディエリア通信がＯＦＦ状態になってしまう例を示している。図３（Ｂ）のように、送信電極１１を含む送信部１の全体が手に握られてしまうと、図３（Ａ）等に示されている送信部１のグランドとグランドＧ間の容量Ｃ１が発生しないために、容量Ｃ１と、人体ＨとグランドＧ間の容量Ｃ２と、受信部２のグランドとグランドＧ間の容量Ｃ３とがバランスすることができずに、ボディエリア通信ができなくなってしまう（ボディエリア通信がＯＦＦ状態）。
【００４３】
したがって、本実施形態では図２に示すように、送信部１のグランドとグランドＧ間で容量Ｃ１が形性されるように、送信部１と送信電極１１とは分離して構成される。
【００４４】
（実施例）
次に、図４を参照して、本発明に係る信号送受信装置を歩行補助のために用いられる棒状ツール６に実装する場合について説明する。
【００４５】
図４（Ａ）では、送信部１と送信電極１１とは分離しており、送信部１と送信電極１１とは、電気信号を送受信ができるケーブル等の線材４で接続されている。
【００４６】
送信電極１１は、棒状ツール６に巻き付けることが可能なようにシート状になっている。また、シート状の送信電極１１は、樹脂等の包装部材で包装されていてもよく、シート状の送信電極１１の裏面にはマジックテープ（登録商標）等の接着部材が貼られ、送信電極１１が棒状ツール６に巻き付けられて固定できるようになっている。
【００４７】
ケーブル等の線材４に接続された送信部１には、シート状のマジックテープ等の接着部材５が接続され、シート状のマジックテープ等の接着部材５が棒状ツール６に巻き付けられることによって、送信電極１１と同様に送信部１が棒状ツール６に固定できるようになっている。
【００４８】
図４（Ｂ）は、分離し、線材４に接続された送信部１と送信電極１１とが棒状ツール６に取り付けられている状態が示されている。
【００４９】
なお、シート状の送信電極１１の裏面に貼られる接着部材５は、マジックテープに限られるわけではなく、棒状ツール６に巻き付けられることによって固定される任意の部材を使用することができる。
【００５０】
図５は、図４（Ｂ）で示された、棒状ツール６に巻き付けられることによって固定された送信電極１１をリハビリをするユーザが手で握る様子を示し、および、送信部１、人体（ユーザ）、受信部２によって構成されるボディエリア通信がＯＮ状態になっていることを示す。
【００５１】
リハビリをするユーザは、リハビリのための歩行補助装置である装着型の歩行アシストロボットを装着し、ボディエリア通信がＯＮ状態で歩行アシストロボットが駆動されてリハビリを開始し、ユーザが手から送信電極１１を離すことによって、ボディエリア通信がＯＦＦ状態となって歩行アシストロボットが停止する。
【００５２】
（実施例）
次に、図６を参照して、本発明に係る信号送受信装置を歩行補助装置に適用した場合の実施例について説明する。
【００５３】
図６は、人体に装着される歩行補助装置である歩行アシストロボットの一例を示す図である。
【００５４】
図６に示すように、歩行補助装置Ｊは、操作部ＯＰ、駆動機構Ｋ、制御部ＣＯ、及び各種センサー（図示せず）等を備えて構成されている。
【００５５】
操作部ＯＰには、上述した送信電極１１を除いた送信部１等が備えられている。なお、操作部ＯＰに情報を表示する表示部を備えてもよい。また、操作部ＯＰの各構成部分は、例えば同一ハウジング内に実装されてもよい。
【００５６】
トグルスイッチ等の操作スイッチＳＷは、棒状ツール６の先端、または、操作部ＯＰに設けられてもよい。
【００５７】
送信電極１１と送信電極１１を除く送信部１との距離を離すのは、送信電極１１を含む送信部１が人の手によって握られ、送信部１全体が人の手によって覆われてしまうと、送信電極１１から受信電極２１１へ信号が伝搬されなくなってしまうからである。
【００５８】
なお、送信電極１１と、変調器１２および送信側データ処理部１３とは、歩行者の一方の手で全体が覆われない程度に離して棒状ツール６に装着される。
【００５９】
送信電極１１が人により手で握られることで人体に接触されるようになっている。送信電極１１は、樹脂等で絶縁被膜したシート状のものでもよい。なお、操作部ＯＰは、例えば杖、棒、又は傘等のグリップ部分に仕込まれるものであってもよい。また、送信電極１１は、杖や平行棒における、人の手の触れ易い位置に巻き付けられるようにしてもよい。
【００６０】
操作スイッチＳＷは、送信部１の送信側データ処理部１３にケーブルで電気的に接続されており、人に押される度にオンとオフがトグルするようになっている。
【００６１】
そして、送信部１の送信側データ処理部１３は、操作スイッチＳＷのオン状態を検出している間、駆動開始信号（例えば、データ長が８ビットのデジタル信号）を変調器１２に出力（連続して出力）する。変調器１２は、上述したように、送信電極１１が人体に接触されている場合、送信側データ処理部１３からの駆動開始信号を変調し、その変調信号を送信電極１１の金属表面を介して受信部２に送信する。なお、送信部１の送信電極１１が人体から離れると、上述したように、変調信号は変調器１２から送信されなくなる。
【００６２】
駆動機構Ｋは、人の両足の膝関節を屈曲及び伸展させるものである。駆動機構Ｋは、患者の上腿部に配置される上添え部１０１と、患者の膝部に配置される膝部連結部１０２と、患者の下腿部に配置される下添え部１０３と、を備える。上添え部１０１の腰側端部は、腰部連結部（図示せず）に回動可能に連結されている。また、上添え部１０１の膝側端部と下添え部１０３の膝側端部は、膝部連結部１０２により回動可能に連結されている。
【００６３】
膝部連結部１０２は、駆動モータ及び歯車群等を備えており、膝部連結部１０２における回転動作は、制御部ＣＯにより制御される。
【００６４】
制御部ＣＯには、上述した受信部２が備えられており、駆動機構Ｋ及び各種センサーと
ケーブルで電気的に接続されている。なお、制御部ＣＯに情報を表示する表示部を備えてもよい。制御部ＣＯの各構成部分は例えば同一ハウジング内に実装される。
【００６５】
制御部ＣＯは、人体の腰部や上肢部に装着固定（例えば、ベルト等による）される。また、制御部ＣＯが備える受信部２の受信電極２１１は、例えば基板パターンで受信電極２１１の表面が人体に向けられるにように配置される。なお、受信電極２１１が人体から離れる傾向がある場合は、例えばベルトの裏面に導電性のシートや繊維を付加しておくと感度が上がる。また、制御部ＣＯを人の腹側に配置し、送信電極１１との距離を短くすることで、感度を上げることができる。
【００６６】
そして、制御部ＣＯにおいて、受信部２の受信側データ処理部２３は、受信電極２１１により受信され、コイルセンサ２１２で検知された電界変化を復調器２３が復調した駆動開始信号を入力している間、駆動機構Ｋに対して駆動制御信号を出力することにより駆動機構Ｋを駆動制御する。例えば、制御部ＣＯにおける受信側データ処理部２３が備える不揮発性メモリ（例えばフラッシュメモリ）には、当該歩行補助装置Ｊが装着される人の歩行パターンデータが記憶されている。そして、受信側データ処理部２３は、当該歩行パターンデータを不揮発性メモリから取得し当該歩行パターンデータを用いて駆動機構Ｋを駆動制御する。より具体的には、受信側データ処理部２３は、復調器２３から駆動開始信号を受け付けると、上記歩行パターンデータに基づいて駆動モータの回転方向、回転速度など当該駆動モータを駆動制御するための駆動信号を生成（例えば、歩行パターンデータに示される歩行パターンにおける各時点の屈曲角度を微分して膝関節の角速度を算出し、当該角速度で駆動モータを回転させる駆動信号を生成）して、当該駆動信号を膝部連結部１０２における駆動モータに出力する。これにより駆動機構Ｋが駆動し、上記人は駆動機構Ｋにより補助されながら歩行することができる。ここで、歩行パターンデータとは、膝関節の屈曲角度の時系列的な変化に基づくデータである。また、通常、歩行パターンデータは一歩分であるため、一歩分の駆動信号が駆動モータに対して繰り返し出力されることになる。
【００６７】
各種センサーには、人の膝関節の屈曲角度を検出する膝関節角度センサー、人の股関節の屈曲角度を検出する股関節角度センサー、人の体の傾きを検出する人体傾きセンサー、人の腿部の圧力を検出する腿部圧力センサー、人の脛部の圧力を検出する脛部圧力センサー、及び人の足底の圧力を検出する足底圧力センサーが含まれる。これらのセンサーにより検出されたデータは、制御部ＣＯに出力され不揮発性メモリに書き込まれる。こうして書き込まれたデータに基づき、当該人のリハビリ効果が確認され、歩行パターンデータが修正され、制御部ＣＯにより使用されることになる。
【００６８】
なお、上記実施例によれば、棒状ツール６の外側に、送信電極１１、送信部１、受信部２を設けるようにしたが、棒状ツール６の内側に設けるように構成することもできる（図示せず）。なお、この場合には、送信電極１１、送信部１、受信部２を内蔵した棒状ツール６で、歩行補助装置としての認定が必要になる場合もある。
【００６９】
また、棒状ツール６には、平行棒、両杖、片杖、グリップ等を使用することもできる。
【００７０】
以上説明したように、上記実施例によれば、人体を介して電界変化の送受信が行われるように構成したので、歩行補助装置Ｊに対する干渉等が軽減され、より安定、且つ安全な動作を実現することができる。また、歩行補助装置Ｊの装着者自身がリハビリ歩行状態でも操作できる。また、歩行補助装置Ｊの装着者は、例えば転倒兆候が現れた場合、送信電極１１を離すだけで歩行補助装置Ｊの停止や停止動作に移行できる。また、操作部ＯＰと制御部ＣＯ間がケーブルで接続する必要がないので、歩行の妨げにならない。
【００７１】
なお、上記実施例では、ボディエリア通信により操作部ＯＰから制御部ＣＯに駆動開始信号を送信するように構成したが、その他の制御信号をボディエリア通信により操作部ＯＰから制御部ＣＯに送信するように構成することもできる。
【００７２】
また、上記実施例では、送信部１を操作部ＯＰに組み込み、且つ受信部２を制御部ＣＯに組み込んで、操作部ＯＰと制御部ＣＯ間で信号送受信を行う例について説明したが、その他の例として、例えば、送信部１に上述したセンサーを組み込み（或いは、センサー近
傍に送信部１を配置し）、且つ受信部２を制御部ＣＯに組み込んで、センサーにより検出された検出信号がボディエリア通信により送信部１から制御部ＣＯに送信されるように構成してもよい。
【００７３】
更に、上記実施例においては、本発明に係る信号送受信装置を歩行補助装置に適用した場合の例について説明したが、本発明に係る信号送受信装置は、人に取り付けられるその他の種々の装置（例えば、人が乗って操作する一輪者等の乗り物）に対して適用可能である。
【符号の説明】
【００７４】
１ 送信部
２ 受信部
１１ 送信電極
１２ 変調器
１３ 送信側データ処理部
２２ 復調器
２３ 受信側データ処理部
２１１ 受信電極
Ｓ 信号送受信装置
ＯＰ 操作部
Ｋ 駆動機構
ＣＯ 制御部
Ｊ 歩行補助装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ユーザの歩行を補助する歩行補助装置の技術分野に関し、特に人体に取り付けられる信号送受信装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、人体に微弱な電界を印加することで通信を行う人体通信が知られている。例えば特許文献１には、人体（腕）に取り付けられた送信器と受信器により人体通信を行う技術が開示されている。特許文献１の図１（本願の図７）に示すように、送信器１４には、信号発生器１６、及び１対の電極１８，２０が含まれている。信号発生器１６は、これらの電極１８，２０間において電圧を変動させる被変調信号を発生する。電極（送信電極）１８は、人体１０に密接に容量結合され、電極の電位から生じる電界によって、変位電界が人体１０に送られるようになっている。一方、受信器２２には、１対の電極２４，２６、及び検出器２８が含まれている。電極（受信電極）２４は、人体１０に密接に容量結合されており、人体１０から送られてくる変位電界が、該電極２４に送られるようになっている。該電界は、さらに、検出器２８を通って、アース（グランド）１１に容量結合されたもう一方の電極２６に流れ、アース１１を通じて送信器１４に戻され、電界の経路が完成するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許４０７４６６１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した人体通信は、様々な分野で適用可能であるが、例えば、膝疾患患者のリハビリ分野で用いられる歩行補助装置（例えば、本出願人が過去に出願した膝関節運動補助装置（特願２００８−２３１７７７））に適用すると効果的である。その理由は以下の通りである。歩行補助装置の操作を装着者自身で行う場合、歩行補助装置の動作の開始及び停止は、人体に装着された操作部で行う必要がある。しかし、リハビリ歩行状態においては、装着者の操作する手は、平行棒や杖を掴んでいる場合が多く、緊急時には操作部を操作して対応することが困難であるという問題がある。他方、歩行補助装置と操作部とを有線（例えば通信ケーブル）又は無線（例えば、近距離無線通信）により接続して、歩行補助装置を外部から操作することも可能である。しかし、この場合、装着者以外の監視者が、常時、装着者の歩行状態を監視する必要があるが、当該監視者は装着者の転倒の兆候を確認すると、歩行補助装置の動作の停止よりも、装着者の体の支えが優先され、当該動作の停止が遅れるという問題がある。また、歩行補助装置と操作部とを通信ケーブルにより接続する場合、当該ケーブルが歩行の妨げになるという問題があり、歩行補助装置と操作部を無線により接続する場合、医療現場であるリハビリ室での使用には制限があるという問題がある。
【０００５】
人体通信を歩行補助装置に適用すれば、上記問題を解消することが可能であると考えられる。たとえば、歩行補助のために使用される棒状ツールに操作用のスイッチを設け、歩行補助装置を装着した装着者が棒状ツールに触れると歩行補助装置の動作開始等の通信を行い、装着者が棒状ツールを離し、または他のスイッチを使用することで歩行補助装置の動作が中断する人体通信を利用した歩行補助装置が考えられる。
【０００６】
しかしながら、従来の人体通信用の送信器を棒状ツール等に装着すると、歩行補助装置を装着した患者は補助手段である棒状ツールを頼りに歩行するために、送信器の全体を手で握り締めることがあり、送信器の電極部を完全に覆い、通信が不可能となる場合が想定される。
【０００７】
そこで、本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、安価かつ簡易な構成で、安定した動作を可能とする歩行補助装置用の信号送受信装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、利用者の膝関節を屈曲及び伸展させるリンク機構部と、前記リンク機構部を動作させるための駆動モータと、予め記憶された歩行パターンに基づいて前記駆動モータを回転制御する回転制御手段と、を備えた歩行補助装置を制御するために、信号を送受信する信号送受信装置であって、人体に接触可能な送信電極と、前記送信電極が前記人体に接触された場合に信号を送信する信号送信手段と、を有する送信部と、前記人体に接触可能な受信電極と、前記信号送信手段から送信された前記信号が前記受信電極を介して受信される信号受信手段と、を有する受信部と、を備え、前記送信電極と前記信号送信手段とは、所定距離以上離れていることを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の信号送受信装置において、請求項１に記載の信号送受信装置において、前記送信部の信号送信手段は、前記信号を変調して送信する変調器を有し、前記受信部は、前記受信電極によって前記変調器から前記送信電極を通じて送信されてきた前記信号を復調する復調器とを有することを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の信号送受信装置において、前記信号送受信装置は、前記送信電極が人体に接触すると前記歩行補助装置の動作を開始させ、前記送信電極が人体から離れると前記歩行補助装置の動作を停止させることを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３の何れかに記載の信号送受信装置において、
前記送信電極はシート状であり、前記信号送信手段には他の道具へ装着されるための接着部材が装着されていることを特徴とする信号送受信装置。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４の何れかに記載の信号送受信装置において、前記送信電極と前記信号送信手段は、前記歩行補助装置を利用する前記利用者が使用する、歩行補助用の棒状部材に備えられることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、リハビリのための歩行補助装置である装着型の歩行アシストロボットを使用する場合に、歩行補助用の棒状部材である棒状ツールに備えられた電極部を握るか、触れることで、使用者が人体通信を意識することなく人体通信が成立し、使用者自身が歩行アシストロボットの動作を開始させることが可能になる。また、使用者が棒状ツールの電極部から手を離すことで、使用者自身が歩行アシストロボットの動作を停止させることが可能になる。さらに、既存の歩行補助用の棒状ツールに電極部を巻き付けるようにし、送信電極を除くその他の送信部を棒状ツールのその他の部分に取り付け、受信部を使用者の体に固定するだけで、人体通信が可能になるので、装置全体の構成を安価にすることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態に係る信号送受信装置の概要構成例を示す図である。
【図２】（Ａ）は本実施形態に係る信号送受信のＯＮ状態のメカニズムを示す概念図の一例である。（Ｂ）は本実施形態に係る信号送受信のＯＦＦ状態のメカニズムを示す概念図の一例である。
【図３】（Ａ）は本実施形態に係る信号送受信のＯＮ状態のメカニズムを示す概念図のその他の一例である。（Ｂ）は本実施形態に係る信号送受信のＯＮ状態のメカニズムを示す概念図のその他の一例である。
【図４】（Ａ）は本実施形態に係る信号送受信装置の一例を示す図である。（Ｂ）は本実施形態に係る信号送受信装置を歩行補助用の棒状部材に装着した一例を示す図である。
【図５】本実施形態に係る信号送受信装置を歩行補助用の棒状部材に装着した一例を示す図である。
【図６】人体に装着される歩行補助装置および信号送受信装置の一例を示す図である。
【図７】特許文献１の図１に示される図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
近年、足に障害のあるユーザの歩行を正常歩行に近づけることが可能な歩行補助装置が提供されている。このような歩行補助装置は強制的にユーザの足を適正な歩行パターンで動かすため、ユーザに適正な歩行パターンを意識させつつ、障害のある足の歩行状態を正常な歩行状態へ近づけることができる。このような歩行補助装置の駆動を開始および停止させるスイッチとして使用される信号送受信装置について詳細に以下に説明する。
【００１６】
図１は、本実施形態に係る信号送受信装置の概要構成例を示す図である。
【００１７】
図１に示すように、本実施形態に係る信号送受信装置Ｓは、送信部１及び受信部２を備えて構成されている。送信部１の送信電極１１は例えば歩行補助用の棒状部材である棒状ツールに装着され、歩行者の手で握られる。また、送信部１の変調器１２および送信側データ処理部１３は、例えば送信電極１１と離れた位置で歩行補助用の棒状部材である棒状ツールに装着される。受信部２は例えば当該歩行者の体の腰などの所定位置に装着される。
【００１８】
送信電極１１と変調器１２および送信側データ処理部１３とは、歩行者の一方の手で全体が覆われない程度に離して棒状ツールに装着される。
【００１９】
送信部１は、送信電極１１、信号送信手段としての変調器１２および送信側データ処理部１３、及び電池（図示せず）を有する。
【００２０】
送信電極１１は、人体に接触可能となっている。例えば、人が送信電極１１を手で握ることで、送信電極１１が人体に接触される。なお、送信電極１１の人体への接触は、人が送信電極１１を手で持つことに限定されるものではなく、人体の一部が送信電極１１に接触するものであってもよい。また、送信電極１１と人体との間に、衣服、ハンカチ、タオル等の絶縁体などが存在してもよい。
【００２１】
送信側データ処理部１３は、ＣＰＵ及び不揮発性メモリ（データ及びプログラムを記憶）等からなり、受信部２に送信すべきデジタル信号を変調器１２に出力する。
【００２２】
変調器１２は、送信側データ処理部１３からのデジタル信号を所定の変調方式（ＡＳＫ（Amplitude shift keying）を用いた変調方式）で変調するものであり、送信電極１１が人体に接触された場合に、上記変調した変調信号を、送信電極１１から歩行補助装置を装着した利用者および受信電極２１１の電極表面を介して受信部２に送信するようになっている。
【００２３】
送信部１の仕様の一例として、搬送周波数は３ＭＨｚ、変調方式は１００％ＡＳＫであってもよい。また送信コードの一例として、送信ボーレート９６００ｂｐｓ、データ長８ビット、パリティ無し、ストップビット１ビットであってもよい。
【００２４】
なお、送信部の仕様および送信コードの仕様は任意に定めることが可能である。
【００２５】
送信電極１１が手などの人体の一部に接触すること、または、送信電極１１が手などの人体の一部に接触し、かつ、歩行補助装置を装着した利用者若しくは補助者が操作できる図示しないその他のスイッチがＯＮ状態になることにより連続送信をしてもよい。
【００２６】
また、送信部１は、送信電極１１が歩行補助装置を装着した利用者の手などの人体の一部から離れることによって連続送信を停止する。または、歩行補助装置を装着した利用者または補助者が操作できる図示しないその他のスイッチを操作してスイッチがＯＦＦ状態になることにより送信部１の連続送信を停止してもよい。
【００２７】
電池は、変調器１２及び送信側データ処理部１３に対して電力を供給するものである。
【００２８】
電池の仕様の一例として、電池から供給される電源電圧は３Ｖであってもよく、この場合には、送信電極１１端の出力電圧振幅は３Ｖｐｐパルスであってもよい。
【００２９】
受信部２は、受信電極２１１、コイルセンサ２１２、復調器２２、受信側データ処理部２３、及び電池（図示せず）を有する。
【００３０】
受信電極２１１は、人体側に受信電極面が向けられるにようになっている。例えば、受信部２が人体の所定位置（例えば、腕や腰等に）装着されることで、受信電極２１１が衣服を介して人体に接触される。コイルセンサ２１２は、受信電極２１１で受信された電界の変化を検出し、電磁誘導により誘導された電流変化を復調器２２に出力する。
【００３１】
復調器２２は、コイルセンサ２１２により受信された電流変化である変調信号を復調し、受信側データ処理部２３に出力する。
【００３２】
受信側データ処理部２３は、ＣＰＵ及び不揮発性メモリ（データ及びプログラムを記憶）等からなり、復調器２２により復調された信号を入力し当該信号に応じた情報処理を実行する。例えば、歩行補助装置の動作を開始させる開始信号を発生させ、歩行補助装置が駆動を開始する。
【００３３】
電池は、復調器２２及び受信側データ処理部２３に対して電力を供給するものである。
【００３４】
図２は、本実施形態に係る信号送受信のメカニズムを示す概念図である。図２（Ａ）は、送信部１の送信電極１１が手に握られて人体に接触されている場合の例であり、図２（Ｂ）は、送信部１の送信電極１１が人体から離れている場合の例である。
【００３５】
図２（Ａ）の場合、送信部１の送信電極１１が手に握られて人体Ｈに接触することで人体Ｈを介した信号経路が完成するようになっており、これにより、人体を介した電界変化を利用して信号の送受信（以下、「ボディエリア通信」と称する）が行われ、ボディエリア通信がＯＮ状態になる。このボディエリア通信がＯＮ状態において、リハビリのための歩行補助装置である装着型の歩行アシストロボットを装着した利用者が図示しないスイッチをＯＮ状態にすることで、送信部１から歩行アシストロボット用の制御信号が送出されて、歩行アシストロボットが動作し、利用者はリハビリを受けることができる。
【００３６】
なお、図示しないスイッチを設けずに、ボディエリア通信がＯＮ状態になれば、歩行アシストロボットを動作させるための制御信号が送出されるように構成してもよい。
【００３７】
また、図２（Ａ）の場合には、送信部１のグランドとグランドＧ間の容量Ｃ１と、人体ＨとグランドＧ間の容量Ｃ２と、受信部２のグランドとグランドＧ間の容量Ｃ３とがバランスすることにより、ボディエリア通信が可能となるが、これは従来技術となるので本実施形態では詳細については省略する。
【００３８】
また、図２（Ｂ）の場合、送信部１の送信電極１１が人体から離れることで信号の経路が切断され、ボディエリア通信がＯＦＦ状態になる。すなわち、送信電極１１から受信電極２１２に至る信号経路が切断されるので、歩行アシストロボットは動作を停止する。
【００３９】
ボディエリア通信がＯＦＦ状態になると、受信側データ処理部２３は、送信側データ処理部１３から信号が伝送されなくなるので、信号が伝送されなくなったことを検知して、歩行アシストロボットの動作を停させる。
【００４０】
以上のように構成された信号送受信装置Ｓによれば、人体を介した電界の変化によって信号の送受信が行われるように構成したので、経路中の送信電極１１と人体との接触がなくなることにより、容易に歩行補助装置の動作を停止させることができる。
【００４１】
また、図３は、本実施形態に係る信号送受信のメカニズムを示す他の概念図である。図３（Ａ）は、送信部１の送信電極１１が手に握られる代わりに人体の一部に接触されている場合の例であり、ボディエリア通信がＯＮ状態になっている。このボディエリア通信がＯＮ状態において、リハビリのための歩行補助装置である装着型の歩行アシストロボットを動作させるための制御信号が送出される。
【００４２】
図３（Ｂ）は、送信電極１１を含む送信部１の全体が手に握られて、ボディエリア通信がＯＦＦ状態になってしまう例を示している。図３（Ｂ）のように、送信電極１１を含む送信部１の全体が手に握られてしまうと、図３（Ａ）等に示されている送信部１のグランドとグランドＧ間の容量Ｃ１が発生しないために、容量Ｃ１と、人体ＨとグランドＧ間の容量Ｃ２と、受信部２のグランドとグランドＧ間の容量Ｃ３とがバランスすることができずに、ボディエリア通信ができなくなってしまう（ボディエリア通信がＯＦＦ状態）。
【００４３】
したがって、本実施形態では図２に示すように、送信部１のグランドとグランドＧ間で容量Ｃ１が形性されるように、送信部１と送信電極１１とは分離して構成される。
【００４４】
（実施例）
次に、図４を参照して、本発明に係る信号送受信装置を歩行補助のために用いられる棒状ツール６に実装する場合について説明する。
【００４５】
図４（Ａ）では、送信部１と送信電極１１とは分離しており、送信部１と送信電極１１とは、電気信号を送受信ができるケーブル等の線材４で接続されている。
【００４６】
送信電極１１は、棒状ツール６に巻き付けることが可能なようにシート状になっている。また、シート状の送信電極１１は、樹脂等の包装部材で包装されていてもよく、シート状の送信電極１１の裏面にはマジックテープ（登録商標）等の接着部材が貼られ、送信電極１１が棒状ツール６に巻き付けられて固定できるようになっている。
【００４７】
ケーブル等の線材４に接続された送信部１には、シート状のマジックテープ等の接着部材５が接続され、シート状のマジックテープ等の接着部材５が棒状ツール６に巻き付けられることによって、送信電極１１と同様に送信部１が棒状ツール６に固定できるようになっている。
【００４８】
図４（Ｂ）は、分離し、線材４に接続された送信部１と送信電極１１とが棒状ツール６に取り付けられている状態が示されている。
【００４９】
なお、シート状の送信電極１１の裏面に貼られる接着部材５は、マジックテープに限られるわけではなく、棒状ツール６に巻き付けられることによって固定される任意の部材を使用することができる。
【００５０】
図５は、図４（Ｂ）で示された、棒状ツール６に巻き付けられることによって固定された送信電極１１をリハビリをするユーザが手で握る様子を示し、および、送信部１、人体（ユーザ）、受信部２によって構成されるボディエリア通信がＯＮ状態になっていることを示す。
【００５１】
リハビリをするユーザは、リハビリのための歩行補助装置である装着型の歩行アシストロボットを装着し、ボディエリア通信がＯＮ状態で歩行アシストロボットが駆動されてリハビリを開始し、ユーザが手から送信電極１１を離すことによって、ボディエリア通信がＯＦＦ状態となって歩行アシストロボットが停止する。
【００５２】
（実施例）
次に、図６を参照して、本発明に係る信号送受信装置を歩行補助装置に適用した場合の実施例について説明する。
【００５３】
図６は、人体に装着される歩行補助装置である歩行アシストロボットの一例を示す図である。
【００５４】
図６に示すように、歩行補助装置Ｊは、操作部ＯＰ、駆動機構Ｋ、制御部ＣＯ、及び各種センサー（図示せず）等を備えて構成されている。
【００５５】
操作部ＯＰには、上述した送信電極１１を除いた送信部１等が備えられている。なお、操作部ＯＰに情報を表示する表示部を備えてもよい。また、操作部ＯＰの各構成部分は、例えば同一ハウジング内に実装されてもよい。
【００５６】
トグルスイッチ等の操作スイッチＳＷは、棒状ツール６の先端、または、操作部ＯＰに設けられてもよい。
【００５７】
送信電極１１と送信電極１１を除く送信部１との距離を離すのは、送信電極１１を含む送信部１が人の手によって握られ、送信部１全体が人の手によって覆われてしまうと、送信電極１１から受信電極２１１へ信号が伝搬されなくなってしまうからである。
【００５８】
なお、送信電極１１と、変調器１２および送信側データ処理部１３とは、歩行者の一方の手で全体が覆われない程度に離して棒状ツール６に装着される。
【００５９】
送信電極１１が人により手で握られることで人体に接触されるようになっている。送信電極１１は、樹脂等で絶縁被膜したシート状のものでもよい。なお、操作部ＯＰは、例えば杖、棒、又は傘等のグリップ部分に仕込まれるものであってもよい。また、送信電極１１は、杖や平行棒における、人の手の触れ易い位置に巻き付けられるようにしてもよい。
【００６０】
操作スイッチＳＷは、送信部１の送信側データ処理部１３にケーブルで電気的に接続されており、人に押される度にオンとオフがトグルするようになっている。
【００６１】
そして、送信部１の送信側データ処理部１３は、操作スイッチＳＷのオン状態を検出している間、駆動開始信号（例えば、データ長が８ビットのデジタル信号）を変調器１２に出力（連続して出力）する。変調器１２は、上述したように、送信電極１１が人体に接触されている場合、送信側データ処理部１３からの駆動開始信号を変調し、その変調信号を送信電極１１の金属表面を介して受信部２に送信する。なお、送信部１の送信電極１１が人体から離れると、上述したように、変調信号は変調器１２から送信されなくなる。
【００６２】
駆動機構Ｋは、人の両足の膝関節を屈曲及び伸展させるものである。駆動機構Ｋは、患者の上腿部に配置される上添え部１０１と、患者の膝部に配置される膝部連結部１０２と、患者の下腿部に配置される下添え部１０３と、を備える。上添え部１０１の腰側端部は、腰部連結部（図示せず）に回動可能に連結されている。また、上添え部１０１の膝側端部と下添え部１０３の膝側端部は、膝部連結部１０２により回動可能に連結されている。
【００６３】
膝部連結部１０２は、駆動モータ及び歯車群等を備えており、膝部連結部１０２における回転動作は、制御部ＣＯにより制御される。
【００６４】
制御部ＣＯには、上述した受信部２が備えられており、駆動機構Ｋ及び各種センサーと
ケーブルで電気的に接続されている。なお、制御部ＣＯに情報を表示する表示部を備えてもよい。制御部ＣＯの各構成部分は例えば同一ハウジング内に実装される。
【００６５】
制御部ＣＯは、人体の腰部や上肢部に装着固定（例えば、ベルト等による）される。また、制御部ＣＯが備える受信部２の受信電極２１１は、例えば基板パターンで受信電極２１１の表面が人体に向けられるにように配置される。なお、受信電極２１１が人体から離れる傾向がある場合は、例えばベルトの裏面に導電性のシートや繊維を付加しておくと感度が上がる。また、制御部ＣＯを人の腹側に配置し、送信電極１１との距離を短くすることで、感度を上げることができる。
【００６６】
そして、制御部ＣＯにおいて、受信部２の受信側データ処理部２３は、受信電極２１１により受信され、コイルセンサ２１２で検知された電界変化を復調器２３が復調した駆動開始信号を入力している間、駆動機構Ｋに対して駆動制御信号を出力することにより駆動機構Ｋを駆動制御する。例えば、制御部ＣＯにおける受信側データ処理部２３が備える不揮発性メモリ（例えばフラッシュメモリ）には、当該歩行補助装置Ｊが装着される人の歩行パターンデータが記憶されている。そして、受信側データ処理部２３は、当該歩行パターンデータを不揮発性メモリから取得し当該歩行パターンデータを用いて駆動機構Ｋを駆動制御する。より具体的には、受信側データ処理部２３は、復調器２３から駆動開始信号を受け付けると、上記歩行パターンデータに基づいて駆動モータの回転方向、回転速度など当該駆動モータを駆動制御するための駆動信号を生成（例えば、歩行パターンデータに示される歩行パターンにおける各時点の屈曲角度を微分して膝関節の角速度を算出し、当該角速度で駆動モータを回転させる駆動信号を生成）して、当該駆動信号を膝部連結部１０２における駆動モータに出力する。これにより駆動機構Ｋが駆動し、上記人は駆動機構Ｋにより補助されながら歩行することができる。ここで、歩行パターンデータとは、膝関節の屈曲角度の時系列的な変化に基づくデータである。また、通常、歩行パターンデータは一歩分であるため、一歩分の駆動信号が駆動モータに対して繰り返し出力されることになる。
【００６７】
各種センサーには、人の膝関節の屈曲角度を検出する膝関節角度センサー、人の股関節の屈曲角度を検出する股関節角度センサー、人の体の傾きを検出する人体傾きセンサー、人の腿部の圧力を検出する腿部圧力センサー、人の脛部の圧力を検出する脛部圧力センサー、及び人の足底の圧力を検出する足底圧力センサーが含まれる。これらのセンサーにより検出されたデータは、制御部ＣＯに出力され不揮発性メモリに書き込まれる。こうして書き込まれたデータに基づき、当該人のリハビリ効果が確認され、歩行パターンデータが修正され、制御部ＣＯにより使用されることになる。
【００６８】
なお、上記実施例によれば、棒状ツール６の外側に、送信電極１１、送信部１、受信部２を設けるようにしたが、棒状ツール６の内側に設けるように構成することもできる（図示せず）。なお、この場合には、送信電極１１、送信部１、受信部２を内蔵した棒状ツール６で、歩行補助装置としての認定が必要になる場合もある。
【００６９】
また、棒状ツール６には、平行棒、両杖、片杖、グリップ等を使用することもできる。
【００７０】
以上説明したように、上記実施例によれば、人体を介して電界変化の送受信が行われるように構成したので、歩行補助装置Ｊに対する干渉等が軽減され、より安定、且つ安全な動作を実現することができる。また、歩行補助装置Ｊの装着者自身がリハビリ歩行状態でも操作できる。また、歩行補助装置Ｊの装着者は、例えば転倒兆候が現れた場合、送信電極１１を離すだけで歩行補助装置Ｊの停止や停止動作に移行できる。また、操作部ＯＰと制御部ＣＯ間がケーブルで接続する必要がないので、歩行の妨げにならない。
【００７１】
なお、上記実施例では、ボディエリア通信により操作部ＯＰから制御部ＣＯに駆動開始信号を送信するように構成したが、その他の制御信号をボディエリア通信により操作部ＯＰから制御部ＣＯに送信するように構成することもできる。
【００７２】
また、上記実施例では、送信部１を操作部ＯＰに組み込み、且つ受信部２を制御部ＣＯに組み込んで、操作部ＯＰと制御部ＣＯ間で信号送受信を行う例について説明したが、その他の例として、例えば、送信部１に上述したセンサーを組み込み（或いは、センサー近
傍に送信部１を配置し）、且つ受信部２を制御部ＣＯに組み込んで、センサーにより検出された検出信号がボディエリア通信により送信部１から制御部ＣＯに送信されるように構成してもよい。
【００７３】
更に、上記実施例においては、本発明に係る信号送受信装置を歩行補助装置に適用した場合の例について説明したが、本発明に係る信号送受信装置は、人に取り付けられるその他の種々の装置（例えば、人が乗って操作する一輪者等の乗り物）に対して適用可能である。
【符号の説明】
【００７４】
１ 送信部
２ 受信部
１１ 送信電極
１２ 変調器
１３ 送信側データ処理部
２２ 復調器
２３ 受信側データ処理部
２１１ 受信電極
Ｓ 信号送受信装置
ＯＰ 操作部
Ｋ 駆動機構
ＣＯ 制御部
Ｊ 歩行補助装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
利用者の膝関節を屈曲及び伸展させるリンク機構部と、前記リンク機構部を動作させる
ための駆動モータと、予め記憶された歩行パターンに基づいて前記駆動モータを回転制御
する回転制御手段と、を備えた歩行補助装置を制御するために、信号を送受信する信号送受信装置であって、
人体に接触可能な送信電極と、前記送信電極が前記人体に接触された場合に信号を送信する信号送信手段と、を有する送信部と、
前記人体に接触可能な受信電極と、前記信号送信手段から送信された前記信号が前記受信電極を介して受信される信号受信手段と、を有する受信部と、
を備え、
前記送信電極と前記信号送信手段とは、所定距離以上離れていることを特徴とする信号送受信装置。
【請求項２】
請求項１に記載の信号送受信装置において、
前記送信部の信号送信手段は、前記信号を変調して送信する変調器を有し、
前記受信部は、前記受信電極によって前記変調器から前記送信電極を通じて送信されてきた前記信号を復調する復調器とを有することを特徴とする信号送受信装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の信号送受信装置において、
前記信号送受信装置は、前記送信電極が人体に接触すると前記歩行補助装置の動作を開始させ、前記送信電極が人体から離れると前記歩行補助装置の動作を停止させることを特徴とする信号送受信装置。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れかに記載の信号送受信装置において、
前記送信電極はシート状であり、前記信号送信手段には他の道具へ装着されるための接着部材が装着されていることを特徴とする信号送受信装置。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れかに記載の信号送受信装置において、
前記送信電極と前記信号送信手段は、前記歩行補助装置を利用する前記利用者が使用する、歩行補助用の棒状部材に備えられることを特徴とする信号送受信装置。
【請求項１】
利用者の膝関節を屈曲及び伸展させるリンク機構部と、前記リンク機構部を動作させる
ための駆動モータと、予め記憶された歩行パターンに基づいて前記駆動モータを回転制御
する回転制御手段と、を備えた歩行補助装置を制御するために、信号を送受信する信号送受信装置であって、
人体に接触可能な送信電極と、前記送信電極が前記人体に接触された場合に信号を送信する信号送信手段と、を有する送信部と、
前記人体に接触可能な受信電極と、前記信号送信手段から送信された前記信号が前記受信電極を介して受信される信号受信手段と、を有する受信部と、
を備え、
前記送信電極と前記信号送信手段とは、所定距離以上離れていることを特徴とする信号送受信装置。
【請求項２】
請求項１に記載の信号送受信装置において、
前記送信部の信号送信手段は、前記信号を変調して送信する変調器を有し、
前記受信部は、前記受信電極によって前記変調器から前記送信電極を通じて送信されてきた前記信号を復調する復調器とを有することを特徴とする信号送受信装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の信号送受信装置において、
前記信号送受信装置は、前記送信電極が人体に接触すると前記歩行補助装置の動作を開始させ、前記送信電極が人体から離れると前記歩行補助装置の動作を停止させることを特徴とする信号送受信装置。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れかに記載の信号送受信装置において、
前記送信電極はシート状であり、前記信号送信手段には他の道具へ装着されるための接着部材が装着されていることを特徴とする信号送受信装置。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れかに記載の信号送受信装置において、
前記送信電極と前記信号送信手段は、前記歩行補助装置を利用する前記利用者が使用する、歩行補助用の棒状部材に備えられることを特徴とする信号送受信装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−２４２０１（Ｐ２０１２−２４２０１Ａ）
【公開日】平成２４年２月９日（２０１２．２．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１６３９９２（Ｐ２０１０−１６３９９２）
【出願日】平成２２年７月２１日（２０１０．７．２１）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月９日（２０１２．２．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月２１日（２０１０．７．２１）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
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