自立式の歩行支援装置
【課題】被介助者が杖を用いた歩行方法を習得及び習熟することを効率的に補助すると共に、訓練のモチベーションも高めることが可能な自立式の歩行支援装置を提供する。
【解決手段】歩行時の支えとなる支持部材１１が立設された自走台車１２と、支持部材１１に設けられた自走台車１２の操作部１３とを有し、操作部１３の操作によって床面１４上を自走台車１２が移動する自立式の歩行支援装置１０であって、自走台車１２には、操作部１３を操作する被介助者の踏み出し位置情報を、音声及び／又は光でそれぞれ伝える聴覚案内手段１５及び／又は視覚案内手段１６を備えた教示部１７が設けられている。
【解決手段】歩行時の支えとなる支持部材１１が立設された自走台車１２と、支持部材１１に設けられた自走台車１２の操作部１３とを有し、操作部１３の操作によって床面１４上を自走台車１２が移動する自立式の歩行支援装置１０であって、自走台車１２には、操作部１３を操作する被介助者の踏み出し位置情報を、音声及び／又は光でそれぞれ伝える聴覚案内手段１５及び／又は視覚案内手段１６を備えた教示部１７が設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被介助者が杖を用いた歩行方法を習得及び習熟することを補助する自立式の歩行支援装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、日本では高齢化社会が急速に進展（高齢化率２０％超）しており、高齢者の生活の質の向上と共に、高齢者の積極的な社会参加が望まれている。このとき、積極的な社会参加のためには、身体機能（特に、下肢運動機能）の低下した高齢者であっても、車椅子等を利用をせず、自身の脚で自立した歩行が可能であることが好ましい。そして、歩行介助具を用いれば、歩行可能となる高齢者や片麻痺の患者は相当数存在するので、歩行介助具の正しい使用方法の習得及び習熟が容易にできるようになると、高齢者や片麻痺の患者の社会参加がおおいに促進されることになる。
【０００３】
日常生活を補助する歩行介助具には、大別して杖タイプのものと歩行車タイプのものがある。ここで、歩行車タイプのものは、その使用方法の習得及び習熟に長時間の訓練を必要としないという利点があるが、大きくて重いため日常生活で気軽に使用するには不便であるという問題がある。一方、杖タイプのものは、小さくて軽く利便性が高いという利点があるが、その使用方法を習得及び習熟するためには訓練が必要になるという問題がある。例えば、パーキンソン病や小脳疾患等の患者は、最初の一歩を容易に踏み出すことができないこと（すくみ足）により歩行が困難となっているので、専門家の指導により専用の訓練場で訓練を行う必要がある。そこで、歩行前方に光を投射表示して、それを目標に容易に最初の一歩を踏み出すことができるようにした歩行介助具（多脚杖）が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３１２７３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の歩行介助具は、杖の使用方法を習得した者が、更に杖の使用方法に習熟する場合には有効となるものの、杖の使い方の習得を目標とする初心者にとっては、多脚式の杖（歩行面との支持点が４点）のため、安定性（バランスを保つ機能）は高いが、杖先を移動させるのに重くなり、手、腕、及び肩の負担が大きくなるという問題がある。なお、歩行介助具を単脚杖にすると重量が軽量化されるが、歩行面上の１点で支持を行うため安定性が低くなり、初心者に対しては安全性が低下するという問題がある。更に、初心者の場合、杖先を移動させてから、患脚を一歩踏み出し、次いで健脚を移動させるという一連の動作を、一定の歩行リズムで繰り返すことの習得が、重要となる。このため、特許文献１の歩行介助具を用いても、初心者の場合、歩行訓練の開始から一定の期間は、専門家（歩行訓練指導者）による１対１の指導が必要になるという問題が生じる。
【０００６】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、被介助者が杖を用いた歩行方法を習得及び習熟することを効率的に補助すると共に、訓練のモチベーションも高めることが可能な自立式の歩行支援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】
【０００７】
前記目的に沿う本発明に係る自立式の歩行支援装置は、歩行時の支えとなる支持部材が立設された自走台車と、該支持部材に設けられた前記自走台車の操作部とを有し、前記操作部の操作によって床面上を前記自走台車が移動する自立式の歩行支援装置であって、
前記自走台車には、前記操作部を操作する被介助者の踏み出し位置情報を、音声及び／又は光でそれぞれ伝える聴覚案内手段及び／又は視覚案内手段を備えた教示部が設けられている。
ここで、被介助者の踏み出し位置情報を音声で伝える場合は、聴覚案内手段（例えばスピーカ）が、被介助者の踏み出し位置情報を光（例えば、画像）で伝える場合は、視覚案内手段（例えばプロジェクタ）が、被介助者の踏み出し位置情報を音声及び光で伝える場合は、聴覚案内手段及び視覚案内手段がそれぞれ用いられる。
【０００８】
本発明に係る自立式の歩行支援装置において、前記自走台車には、全方向移動機構が組み込まれ、前記操作部の操作によって、前記床面上を全方向に移動可能であることが好ましい。
【０００９】
本発明に係る自立式の歩行支援装置において、前記操作部は、前記支持部材の前後及び左右の傾動方向と、前記支持部材の回転方向を検知する力覚センサを備えることが好ましい。
ここで、力覚センサは、例えば、支持部材の基端に取付けることができ、支持部材は、力覚センサを介して、自走台車の上部に立設されている。また、力覚センサにより、被介助者が操作部を操作した力の方向が分かるので、この力の方向のデータを教示部に入力して、被介助者の踏み出し位置情報と比較することで、被介助者による操作部の操作が適切であるか否かを判断できる。
【００１０】
本発明に係る自立式の歩行支援装置において、前記自走台車には、前記被介助者の前記床面上の脚位置及び足位置をそれぞれ検出する光センサ（測域センサともいう）が設けられていることが好ましい。
ここで、光センサの出力を教示部に入力して、被介助者の踏み出し位置情報と比較することで、被介助者の歩行動作を判定することができ、その結果を被介助者の踏み出し位置情報に反映させることができる。
【００１１】
本発明に係る自立式の歩行支援装置において、前記自走台車には、前記被介助者の前記床面上の前記脚位置及び前記足位置から求めた該被介助者と該自走台車との離間距離を、予め設定された範囲に保つ距離維持手段が設けられていることが好ましい。
【００１２】
本発明に係る自立式の歩行支援装置において、前記支持部材には、高さ調整可能な操作用グリップが設けられていることが好ましい。
また、前記操作用グリップには、把持センサが設けられて、該把持センサからの出力によって該自立式の歩行支援装置の運転状態の切替えを行うことが好ましい。
ここで、運転状態の切換えとは、自走台車を、駆動可能状態（操作待ち状態）から一次停止状態へ、あるいは一次停止状態から駆動可能状態へ切換えること、教示部を、被介助者の踏み出し位置情報が出力可能な状態から一次停止状態へ、あるいは一次停止状態から出力可能な状態へ切換えることをさす。
【００１３】
本発明に係る自立式の歩行支援装置において、前記支持部材には、前記操作用グリップとは別に、昇降可能な補助グリップを設けることができる。
ここで、補助グリップは、操作用グリップより被介助者側に設けられ、補助グリップの高さ位置は、操作用グリップの高さ位置より低い位置となっている。
【００１４】
本発明に係る自立式の歩行支援装置において、前記自走台車の前側には、該自走台車の前方の障害物を検知する障害物検知センサが設けられていることが好ましい。
【００１５】
本発明に係る自立式の歩行支援装置において、前記自走台車の周囲には、複数の転倒防止用ストッパーを設けることができる。
【００１６】
本発明に係る自立式の歩行支援装置において、前記操作部には、前記踏み出し位置情報の基になる操作データを入力する入力手段と、該操作データから作成した該踏み出し位置情報を出力する情報出力手段が設けられていることが好ましい。
【００１７】
本発明に係る自立式の歩行支援装置において、前記床面上での前記被介助者の足裏の圧力分布を測定する圧力分布検出手段を有していることが好ましい。
ここで、圧力分布検出手段は、例えば、被介助者が使用する靴底に取付けて足裏圧を検出する歪ゲージ、歪ゲージからの歪信号を増幅して送信する歪計測器（非介助者が歩行訓練中に携帯する）、歪信号を受信して足裏の圧力分布を求める圧力分布算出器（教示部に設置）で構成することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る自立式の歩行支援装置においては、歩行時の支えとなる支持部材が立設された自走台車が、操作部の操作によって床面上を移動するので、被介助者の身体バランスを容易に保ちながら、歩行訓練を行うことができる。そして、歩行訓練では、教示部の聴覚案内手段及び／又は視覚案内手段により、被介助者が足を踏み出す際に必要な踏み出し位置情報が、音声及び／又は光でそれぞれ伝えられるので、被介助者の歩行訓練（例えば、脚動作、歩行リズム等）を効果的に補助できると共に、歩行訓練のモチベーションを上げることができる。
【００１９】
本発明に係る自立式の歩行支援装置において、自走台車に、全方向移動機構が組み込まれ、操作部の操作によって、自走台車が床面上を全方向に移動可能である場合、被介助者が自立式の歩行支援装置を押したり、持上げたりする必要がなく、被介助者が自立式の歩行支援装置を操作する際の身体（例えば、手、腕、及び肩）の負担を軽減できると共に、歩行訓練時の疲れも軽減できる。
【００２０】
本発明に係る自立式の歩行支援装置において、操作部が、支持部材の前後及び左右の傾動方向と、支持部材の回転方向を検知する力覚センサを備える場合、被介助者が操作部を操作する力を検知して、被介助者が指定した方向に自走台車を移動させることができる。
【００２１】
本発明に係る自立式の歩行支援装置において、自走台車に、被介助者の床面上の脚位置及び足位置をそれぞれ検出する光センサが設けられている場合、被介助者の動きを制約せずに、被介助者の歩行動作を検出することができる。
【００２２】
本発明に係る自立式の歩行支援装置において、自走台車に、被介助者の床面上の脚位置及び足位置から求めた被介助者と自走台車との離間距離を、予め設定された範囲に保つ距離維持手段が設けられている場合、被介助者の操作部を介した操作とは独立して、自走台車は、距離維持手段を介して移動することができる。これにより、被介助者が不測の歩行動作を行った際に、自走台車は離間距離が維持されるように能動的に移動し、被介助者の転倒の危険性を解消することができる。
【００２３】
本発明に係る自立式の歩行支援装置において、支持部材に、高さ調整可能な操作用グリップが設けられている場合、操作用グリップの高さ位置を操作者である被介助者の身長にあわせて設定することができる。これにより、自立式の歩行支援装置の操作が容易になる。
【００２４】
本発明に係る自立式の歩行支援装置において、操作用グリップに、把持センサが設けられて、把持センサからの出力によって自立式の歩行支援装置のオンオフ（運転状態の切替え）を行う場合、自立式の歩行支援装置操作のオンオフが容易に行える。
【００２５】
本発明に係る自立式の歩行支援装置において、支持部材に、操作用グリップとは別に、昇降可能な補助グリップが設けられている場合、補助グリップを下降させることで、被介助者のしゃがみ動作を補助でき、補助グリップを上昇させることで、被介助者の立ち上がり動作を補助できる。
【００２６】
本発明に係る自立式の歩行支援装置において、自走台車の前側に、自走台車の前方の障害物を検知する障害物検知センサが設けられている場合、被介助者に障害物が存在することを知らせることができると共に、自立式の歩行支援装置が障害物に過度に接近した際には、自立式の歩行支援装置を停止させることができる。これによって、歩行訓練時の被介助者の安全が確保できる。
【００２７】
本発明に係る自立式の歩行支援装置において、自走台車の周囲に、複数の転倒防止用ストッパーが設けられている場合、自立式の歩行支援装置が物に接触しても、大きく傾動することを防止できる。更に、操作中の被介助者がよろけても、自立式の歩行支援装置が被介助者と共に大きく傾斜するのが防止され、被介助者の転倒を防ぐことができる。これによって、歩行訓練時の被介助者の安全が確保できる。
【００２８】
本発明に係る自立式の歩行支援装置において、操作部に、踏み出し位置情報の基になる操作データを入力する入力手段と、操作データから作成した踏み出し位置情報を出力する情報出力手段が設けられている場合、操作データの入力が容易になると共に、被介助者の操作状況に応じて踏み出し位置情報の修正を容易に行うことができる。
【００２９】
本発明に係る自立式の歩行支援装置において、床面上での被介助者の足裏の圧力分布を測定する圧力分布検出手段を有する場合、歩行訓練中の被介助者の歩行タイミング、足の踏み出し動作を正確に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施の形態に係る自立式の歩行支援装置の斜視図である。
【図２】同自立式の歩行支援装置の一部切欠き側面図である。
【図３】同自立式の歩行支援装置のブロック図である。
【図４】同自立式の歩行支援装置の自走台車に組み込まれた全方向移動機構の底面図である。
【図５】同自立式の歩行支援装置の自走台車に組み込まれた全方向移動機構の一部切欠き正面図である。
【図６】被介助者の足裏の圧力分布を測定する圧力分布検出手段の説明図である。
【図７】本発明の一実施の形態に係る自立式の歩行支援装置の動作フローを示すフローチャートである。
【図８】（Ａ）は同自立式の歩行支援装置の教示フローを示すフローチャート、（Ｂ）〜（Ｅ）は杖と被介助者の足位置の移動を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
図１〜図３に示すように、本発明の一実施の形態に係る自立式の歩行支援装置（以下、歩行支援装置ともいう）１０は、歩行時の支えとなる支持部材１１が立設された自走台車１２と、支持部材１１に設けられた自走台車１２の操作部１３とを有し、操作部１３の操作によって床面１４上を自走台車１２が移動するものである。そして、自走台車１２には、操作部１３を操作する被介助者が歩行時に踏み出す足の踏み出し位置情報を、音声で伝える聴覚案内手段の一例であるスピーカ１５と、光（例えば画像）で伝える視覚案内手段の一例であるプロジェクタ１６とを備えた教示部１７が設けられている。以下、詳細に説明する。
【００３２】
図４、図５に示すように、自走台車１２には、全方向移動機構１８が組み込まれ、操作部１３の操作によって、自走台車１２は、床面１４上を全方向に移動可能となっている。ここで、全方向移動機構１８は、平面視して正三角形の頂点位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３にそれぞれは位置される３つの駆動用球体１９、２０、２１と、隣り合って配置される駆動用球体１９と駆動用球体２０、駆動用球体２０と駆動用球体２１、駆動用球体２１と駆動用球体１９を、それぞれ同時に同一方向に回転駆動させる３つの駆動手段２２、２３、２４とを有している。なお、各駆動手段２２、２３、２４は、制御部２５（図３参照）により、その動力（移動方向、移動距離、及び移動速度）が制御されている。
【００３３】
ここで、自走台車１２は、３つの駆動用球体１９、２０、２１及び３つの駆動手段２２、２３、２４を内側に収容する六角筒状のフレーム２６と、フレーム２６の上部に取付けられた円形載置台２７とを有している。そして、円形載置台２７の下方には、各駆動用球体１９、２０、２１が、円形載置台２７の下面２８に取付けられた全方向に（３６０度）回転可能な支持用ボール型キャスター２９、３０、３１を介して、回転可能に設けられている。なお、各支持用ボール型キャスター２９、３０、３１は、それぞれ駆動用球体１９、２０、２１の頂点位置に接触している。
【００３４】
各駆動用球体１９、２０、２１は、合成樹脂製（例えば、ウレタン樹脂製）の弾性材料で構成され、その直径は、例えば、５０〜１００ｍｍ（好ましくは、７０〜１００ｍｍ）程度で、同一形状（同一直径）となっている。このため、円形載置台２７の下面２８は床面１４と平行になり、各駆動用球体１９、２０、２１が回転する時の回転速度は同一となる。また、各駆動用球体１９、２０、２１の回転中心は、平面視して正三角形の重心Ｇを中心として１２０度の等角度に、しかも、重心Ｇから等距離にそれぞれ配置されている（すなわち、正三角形の頂点位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３に配置されている）。
【００３５】
駆動手段２２（駆動手段２３、２４も同様）は、隣り合って配置される駆動用球体１９と駆動用球体２０の周面に同時に接触するロータ３２と、ロータ３２を回転駆動する駆動用モータ３３とを有する。ここで、ロータ３２は、その回転軸３４の軸心が、床面１４と平行になるように、また軸心の高さ位置が、各駆動用球体１９、２０の回転中心と同一高さ位置となるように、平面視して駆動用球体１９と駆動用球体２０の回転中心を結ぶ線上に配置されている。なお、ロータ３２の直径は、駆動用球体１９と駆動用球体２０の直径よりも小さい。これにより、ロータ３２を床面１４に接触させることなく、２つの駆動用球体１９、２０を同時に同一方向に回転駆動できる。
【００３６】
駆動用球体１９（駆動用球体２０、２１も同様）は、その周面がフレーム２６の内側面３５に取付けられた車輪型キャスター３６に接触している。この車輪型キャスター３６は、一方向に回転可能な公知のものであり、駆動手段２２、２４のロータ３２とは、駆動用球体１９を挟み込むように取付けられている。その結果、図２において、駆動用球体１９の横方向の位置決めがなされる。そして、車輪型キャスター３６が一方向に回転可能なため、駆動用球体１９は、図２において、上下方向（縦方向）に回転可能にガイドされてフレーム２６の内側面３５に取付けられる。また、車輪型キャスター３６の設置個数は、１つの駆動用球体に対して２つ以上とすることもできる。
なお、全方向移動機構１８の駆動原理、駆動制御方法は、特開２０１０−３０３６０号公報（球体駆動式全方向移動装置）に開示されているため、その詳細内容については省略する。
【００３７】
図１〜図３に示すように、自走台車１２の円形載置台２７の上部には、全方向移動機構１８の制御部２５及びバッテリーを備えた電源部（図示せず）を収納する収納部３７が設けられ、収納部３７の外側にはカバー部材３８が設けられている。また、自走台車１２の後側には、フレーム２６に当接させて後方に突出する第１の箱部材３９が設けられ、第１の箱部材３９内には、操作部１３を操作する被介助者の床面１４上の左右の足位置、例えば踵位置を検出する光センサの一例である第１のレーザレンジセンサ４０が収納されている。なお、符号４１は、第１のレーザレンジセンサ４０で使用するレーザ光線の通過用に第１の箱部材３９の後部側に形成した第１のスリット４１である。
【００３８】
第１のレーザレンジセンサ４０では、床面１４上の被介助者の踵に相当する高さ位置に床面１４と平行に設定される平面内で、第１のレーザレンジセンサ４０内に設けられた基準位置を中心としてレーザ光線を一定の角度範囲で走査しながら発射し、被介助者の左右の踵でそれぞれ反射したレーザ光線が受光されるまでの時間を求めることで、被介助者の左右の踵までの距離をそれぞれ測定している。このため、第１のレーザレンジセンサ４０の基準位置に対する被介助者の左右の踵位置をそれぞれ求めることができ、自走台車１２と被介助者の左右の踵位置との間の各踵離間距離がそれぞれ分かる。また、各踵離間距離の変化から、被介助者の左右の踵位置の移動が求まり、被介助者の歩行動作が分かる。
【００３９】
ここで、自走台車１２と被介助者の左右の踵位置との間の踵離間距離のデータは、第１の箱部材３９内に設けられ、距離維持手段の一部を構成する第１の距離維持手段４２に入力される。第１の距離維持手段４２は、各踵離間距離のデータから、踵離間距離がそれぞれ予め設定された範囲内の距離であるか否かを判定する第１の距離判定機能と、踵離間距離が予め設定された範囲から外れる場合、踵離間距離が予め設定された範囲内となるように、自走台車１２の移動方向、移動距離、及び移動速度を求める第１の演算機能と、演算された移動方向に移動速度で移動距離だけ自走台車１２を移動させる制御信号が全方向移動機構１８の制御部２５から出力されるように、制御信号用のデータを制御部２５に向けて出力する第１の出力機能とを有している。なお、第１の距離維持手段４２は、第１の距離判定機能、第１の演算機能、及び第１の出力機能を発現する各プログラムを、例えばCPUに組み込むことで形成することができる。
【００４０】
収納部３７の上部には、第２の箱部材４３が設けられ、第２の箱部材４３内には、操作部１３を操作する被介助者の床面１４上の左右の脚位置（例えば膝位置）を検出する光センサの一例である第２のレーザレンジセンサ４４が収納されている。なお、符号４５は、第２のレーザレンジセンサ４４で使用するレーザ光線の通過用に第２の箱部材４３の後部側に形成した第２のスリットである。
【００４１】
第２のレーザレンジセンサ４４では、床面１４上の被介助者の膝に相当する高さ位置に床面１４と平行に設定される平面内で、第２のレーザレンジセンサ４４内に設けられた基準位置を中心としてレーザ光線を一定の角度範囲で走査しながら発射し、被介助者の左右の膝でそれぞれ反射したレーザ光線が受光されるまでの時間を求めることで、被介助者の左右の膝までの距離を測定している。このため、第２のレーザレンジセンサ４４の基準位置に対する被介助者の左右の膝位置をそれぞれ求めることができ、自走台車１２と被介助者の左右の膝位置との間の各膝離間距離がそれぞれ分かる。また、各膝離間距離の変化から、被介助者の左右の膝位置の移動が求まり、被介助者の歩行動作が分かる。
【００４２】
ここで、自走台車１２と被介助者の左右の膝位置との間の膝離間距離のデータは、収納部３７内に設けられ、距離維持手段の他の一部を構成する第２の距離維持手段４６に入力される。第２の距離維持手段４６は、各膝離間距離のデータから、膝離間距離がそれぞれ予め設定された範囲内の距離であるか否かを判定する第２の距離判定機能と、膝離間距離が予め設定された範囲から外れる場合、膝離間距離が予め設定された範囲内となるように、自走台車１２の移動方向、移動距離、及び移動速度を求める第２の演算機能と、演算された移動方向に移動速度で移動距離だけ自走台車１２を移動させる制御信号が全方向移動機構１８の制御部２５から出力されるように、制御信号用のデータを制御部２５に向けて出力する第２の出力機能とを有している。なお、第２の距離維持手段４６は、第２の距離判定機能、第２の演算機能、及び第２の出力機能を発現する各プログラムを、例えばCPUに組み込むことで形成することができる。
【００４３】
更に、第２の箱部材４３内には、自走台車１２の前方の障害物を検知するレーザ式の障害物検知センサ４７が収納されている。そして、第２の箱部材４３の前部には、障害物検知センサ４７で使用するレーザ光線の通過用に幅方向に沿って水平スリット４８が形成され、障害物検知センサ４７では、自走台車１２の前方の床面１４から一定高さ位置（例えば、１００〜５００ｍｍの範囲の高さ位置）に床面１４と平行に設定される平面内で、障害物検知センサ４７内に設けられた基準位置を中心としてレーザ光線を一定の角度範囲で走査しながら発射し、自走台車１２の前方の障害物で反射したレーザ光線が受光されるまでの時間を求めることで、障害物までの距離を測定している。なお、レーザ光線が発射されてから受光されるまでの時間範囲を設定することで、自走台車１２の前方の一定距離内に存在する障害物のみを検知できる。このため、自走台車１２と前方の障害物との距離が予め設定した第１の距離に到達した時点で、障害物検知センサ４７に設けた音発生手段（例えば、スピーカ、ベル、ブザー等）から警報信号として音を発生させることができる。また、自走台車１２と前方の障害物との距離が予め設定した第２の距離（第１の距離より小さい値）に到達した時点で、障害物検知センサ４７から自走台車１２を停止させる停止信号を、全方向移動機構１８の制御部２５に出力することができ、自走台車１２を強制的に停止させることができる。
【００４４】
図１、図２、図５に示すように、自走台車１２のフレーム２６の周囲には、複数（本実施の形態では、周方向に等間隔で３つ）の転倒防止用ストッパー４９が設けられている。ここで、転倒防止用ストッパー４９は、フレーム２６に基側が取付けられ、先側を外側にて向けて床面１４に対して平行配置された腕部材５０と、腕部材の先端部に設けられた取付け部材５１を介して、床面１４から、例えば５〜２０ｍｍの隙間を有して取付けられた補助輪５２とを有している。なお、補助輪４５は、床面１４と接した際に、床面１４上の接触部に立てた垂線を軸に３６０度回転可能な構成となっている。これによって、歩行支援装置１０（自走台車１２）が傾くと、傾いた方向に近接する補助輪５２が床面１４に接触し、歩行支援装置１０が更に傾くことを防止して、歩行支援装置１０が転倒することを防止する。また、補助輪５２を、通常は床面１４から浮き上がるようにして設けることで、自走台車１２が任意の方向へ移動することを妨げないようにしている。
【００４５】
図１、図２に示すように、被介助者が歩行する際に、被介助者の歩行時の支えとなる支持部材１１は、第２の箱部材４３の中央部を貫通し、自走台車１２の円形載置台２７上に設けられた収納部３７の天井板５３の中央部に立設された取付け部５４と、取付け部５４に昇降可能に連結された連結材５５と、連結材５５に締結部材の一例であるボルト５６を介して固定された操作棒５７と、操作棒５７の先部に基部が取付けられ、先側が左右両側に分岐して把持部５８を形成している操作用グリップ５９とを有している。
【００４６】
取付け部５４は、取付け部５４の基端に固定されたベース６１を有している。そして、ベース６１を介して、力覚センサの一例である静電容量型６軸力覚センサ（以下、単に６軸力覚センサともいう）６０の検出部（図示せず）が、取付け部５４の基端に接続されている。ベース６１を介して、取付け部５４の基端に６軸力覚センサ６０を接続しているので、支持部材１１に被介助者の体重が負荷されても、６軸力覚センサ６０の破損が防止できる。なお、６軸力覚センサ６０を天井板５３の中央部に固定することで、取付け部５４が天井板５３の中央部に立設される。更に、取付け部５４は、連結材５５に設けられたスライド部６２を幅方向両側から挟持してスライド部６２が昇降するのを両側からガイドするガイド部６３と、連結材５５にシリンダ本体６４が取付けられ、シリンダロッド６５の先部がベース６１に固定された流体圧シリンダ６６とを有している。また、連結材５５の長手方向中央より先側の領域には、連結材５５の後側（自走台車１２の後側）に向けて、左右に分岐した把持部６７を備えた補助グリップ６８が取付けられている。このような構成とすることにより、補助グリップ６８を昇降可能に設けることができる。なお、シリンダロッド６５を駆動させた際に、第２の箱部材４３の上方から突出するシリンダ本体６４及びシリンダロッド６５を覆うために、カバー部材６９が設けられている。
【００４７】
操作棒５７の基側には、一定のピッチ（例えば、１０〜３０ｍｍのピッチ）で雌ねじ部７０が長さ方向に沿って形成されている。そして、連結材５５の先側に雌ねじ部７０と同一のピッチで形成された貫通孔（図示せず）を介して連結材５５に挿入されたボルト５６の先側を操作棒５７の雌ねじ部７０にねじ込むことにより、操作棒５７を連結材５５に固定している。ボルト５６をねじ込む雌ねじ部７０の位置を選択することにより、操作用グリップ５９の高さ調整を行うことができる。
【００４８】
また、操作用グリップ５９の把持部５８には、把持部５８が把持されたことを圧力変化で検知するシート状の把持センサ７１が設けられ、把持センサ７１からの出力信号は教示部１７及び全方向移動機構１８の制御部２５にそれぞれ入力される。これによって、把持センサ７１からの出力によって、歩行支援装置１０の運転状態の切替えを行うことができる。ここで、運転状態の切換えとは、自走台車１２を、駆動可能状態（操作待ち状態）から一次停止状態へ、あるいは一次停止状態から駆動可能状態へ切換えること、教示部１７を、被介助者の踏み出し位置情報が出力可能な状態から一次停止状態へ、あるいは一次停止状態から出力可能な状態への切換えることをさす。なお、把持センサ７１で把持部５８が把持されたことを検知する場合、被介助者毎に把持力が異なるため、被介助者毎に圧力変化の閾値を設定して、把持部５８が把持されているか否かを確実に判定できるようにする。
【００４９】
操作用グリップ５９の把持部５８が被介助者の手で把持されて、操作用グリップ５９が歩行支援装置１０（自走台車１２）を移動させたい方向（歩行方向）に押し出されると、操作用グリップ５９に加えられた力は、操作棒５７、連結材５５、及び取付け部５４を介してベース６１に伝わり、６軸力覚センサ６０により、取付け部５４（支持部材１１）の前後及び左右の傾動方向と、取付け部５４（支持部材１１）の回転方向が検知される。そして、６軸力覚センサ６０からの出力信号が、全方向移動機構１８の制御部２５に入力され、制御部２５では自走台車１２を移動させる制御信号が形成され、制御信号が駆動手段２２、２３、２４に入力される。これにより自走台車１２は、被介助者の指定した方向（歩行方向）に移動する。
【００５０】
図６に示すように、歩行支援装置１０は、床面１４上での被介助者の足裏の圧力分布を測定する圧力分布検出手段７３を有している。そして、圧力分布検出手段７３は、被介助者が歩行時に装着する靴の底面に貼着する圧力分布測定器７４と、被介助者が携帯し、圧力分布測定器７４で得られたデータを送信する送信手段の一例である発信器７５と、自走台車１２に取付けられ、発信器７５から送信されたデータを受信して足裏の圧力分布を求める圧力検出部７６（図３参照）とを有している。ここで、圧力分布測定器７４は、靴の底面に分散配置された複数の歪センサ７７と、歪センサ７７を覆う保護部材７８とを有している。なお、圧力検出部７６で得られた足裏の圧力分布は、教示部１７に入力される。これによって、足を踏み出して床面１４を加圧する際の状況、踏み出された足が床面１４に接地して体重移動が行われる際の状況が把握でき（歩行リズムが分かり）、被介助者の踏み出し位置情報の適切な出力が可能になる。
【００５１】
図１〜図３に示すように、教示部１７は、歩行支援装置１０の操作データを入力する機能を備えた入力手段７９（例えば、タッチパネル及び各種情報記憶メディア用のデータ読取り機器）と、入力された操作データを記憶する機能を備えた記憶手段８０とを有している。ここで、操作データは、例えば、杖を使用して歩行を行う場合の「杖先を移動させてから、患脚を一歩踏み出し、次いで健脚を移動させる」という一連の動作を、一定の歩行リズムで繰り返す基準動作データと、杖を使用した歩行訓練を行う被介助者の身体データ（例えば、下肢の各部位の寸法データ、歩行速度、把持部５８を把持した際の把持力等）を含む。そして、基準動作データは、歩行訓練指導者の指導により十分訓練した健常者による杖歩行をステレオカメラで撮影した映像から、杖歩行運動パターン（例えば、股関節、膝関節、足関節の動作）の分析から得られるものである。
【００５２】
また、教示部１７は、記憶手段８０から操作データを読み込んで、被介助者に適した杖を使用した歩行動作データである被介助者の踏み出し位置情報（リファレンスデータ）を作成する機能を備えたデータ作成手段８１と、データ作成手段８１で求めた被介助者の踏み出し位置情報に沿って、踏み出し位置情報をスピーカ１５とプロジェクタ１６にそれぞれ出力する機能を備えた情報出力手段８２と、被介助者の踏み出し位置情報と被介助者の実際の歩行動作を比較して、被介助者による操作部１３の操作が適切であるか否か、被介助者の歩行動作が被介助者の踏み出し位置情報に合っているか否かを判断して、褒め言葉や修正の指示等を、スピーカ１５とプロジェクタ１６を介して音声と光でそれぞれ伝える機能を備えた補正情報出力手段８３と、被介助者の踏み出し位置情報と被介助者の実際の歩行動作を記憶する機能を備えた第２の記憶手段８４と、第２の記憶手段８４に記憶されたデータから選択されたデータを表示器（例えば、入力手段７９に設けられ、タッチパネルを表示する表示画面、プロジェクタ１６）に出力する表示手段８５とを有している。ここで、被介助者による操作部１３の操作状況と被介助者の歩行動作は、第１、第２のレーザレンジセンサ４０、４４により求めた自走台車１２に対する被介助者の左右の踵及び膝の位置のデータから求める。また、歩行リズムは、圧力検出部７６から入力された足裏の圧力分布の時間変化から求める。
【００５３】
更に、教示部１７には、教示部１７をオンオフする第１の機能と、入力手段７９、記憶手段８０、データ作成手段８１、第２の記憶手段８４、及び表示手段８５をオンオフする第２の機能、スピーカ１５、プロジェクタ１６、入力手段７９、記憶手段８０、データ作成手段８１、情報出力手段８２、及び補正情報出力手段８３をオンオフする（すなわち、踏み出し位置情報を出力するか否かのモード選択する）第３の機能と、自走台車１２の制御部２５、第１のレーザレンジセンサ４０、第１の距離維持手段４２、第２のレーザレンジセンサ４４、第２の距離維持手段４６、障害物検知センサ４７、静電容量型６軸力覚センサ６０、及び把持センサ７１をオンオフする第４の機能と、把持センサ７１からの出力に基づいて、スピーカ１５、プロジェクタ１６、情報出力手段８２、補正情報出力手段８３、第２の記憶手段８４、及び表示手段８５を、把持部５８が把持状態の際には稼動させ、把持部５８が非把持状態の際には一次停止させる第５の機能とを備えた起動手段８６とを有している。ここで、起動手段８６は、教示部１７のオンオフに対応して、オンオフする。なお、教示部１７は、上記の各機能を発現するプログラムを、例えば携帯型の情報処理機器（例えば、パーソナルコンピュータ）に搭載することにより形成できる。なお、符号８７は、操作棒５７の先側に取付けられて、教示部１７の入力手段７９を載置する支持台である。
【００５４】
続いて、本発明の一実施の形態に係る自立式の歩行支援装置１０の作用について説明する。
図７に示すように、教示部１７をオンする（Ｓ−１）。次いで、入力手段７９の、例えば、タッチパネル及びデータ読取り機器を介して、歩行訓練を行う被介助者（利用者）の身体データ（利用者データ）を入力する（Ｓ−２）。なお、被介助者の身体データが入力されると、データ作成手段８１により、歩行動作データである被介助者の踏み出し位置情報（リファレンスデータ）が作成される（Ｔ−１）。そして、利用者データが入力された後、踏み出し位置情報を出力するか否かのモード選択を行う（Ｓ−３）。ここで、踏み出し位置情報を出力する（教示有）の場合は、歩行支援装置１０により歩行訓練の指導が自動で行われる。一方、踏み出し位置情報を出力しない（教示無）の場合は、歩行支援装置１０により歩行訓練の指導は行われず（手動訓練となって）、歩行訓練の指導者の指導の下で、歩行訓練が行われる。そして、操作用グリップ５９（把持部５８）が把持されることにより、歩行訓練が開始される（Ｓ−４）。
【００５５】
歩行訓練が開始されると、モード選択内容が確認され、モード選択内容が教示無の場合は（Ｓ−５）、被介助者（利用者）が操作用グリップ５９の把持部５８を把持して、操作用グリップ５９を歩行方向（前方向）に押し出すと、操作用グリップ５９に加えられた力は、連結材５５を介して取付け部５４に伝達され、６軸力覚センサ６０により取付け部５４の前後及び左右の傾動方向と、取付け部５４の回転方向が検知される。そして、６軸力覚センサ６０からの出力信号が、全方向移動機構１８の制御部２５に入力され、制御部２５では自走台車１２を移動させる制御信号が形成され、制御信号が駆動手段２２、２３、２４に入力される。これにより自走台車１２は、被介助者の指定した方向（歩行方向）に、予め設定された距離だけ移動して停止する。なお、自走台車１２が予め設定された距離だけ移動して停止した状態は、杖を用いた歩行訓練を行う場合の、杖を持上げて前方に移動させて、床面に設置させた状態に対応する。
【００５６】
従って、被介助者は、患脚を一歩踏み出し、次いで健脚を移動させることができ、１歩前進することができる。このとき、第１のレーザレンジセンサ４０により、自走台車１２に対する被介助者の左右の踵位置と、自走台車１２と被介助者の左右の踵位置との間の踵離間距離がそれぞれ求められ、被介助者の左右の踵位置の移動から被介助者の歩行動作が検出される。また、第２のレーザレンジセンサ４４により、自走台車１２に対する被介助者の左右の膝位置と、自走台車１２と被介助者の左右の膝位置との間の各膝離間距離がそれぞれ求められ、各膝離間距離の変化から、被介助者の左右の膝位置の移動が求まり、被介助者の歩行動作が検出される。また、圧力分布検出手段７３により、被介助者が足を踏み出して床面１４を加圧する際の状況、踏み出された足が床面１４に接地して体重移動が行われる際の状況が把握できる（歩行リズムが分かる）。
【００５７】
更に、踵離間距離のデータは、第１の距離維持手段４２に入力され、各踵離間距離が予め設定された範囲内の距離であるか否かが判定される。ここで、踵離間距離が予め設定された範囲から外れる場合、踵離間距離が予め設定された範囲内となるように、自走台車１２が移動する。また、膝離間距離のデータは、第２の距離維持手段４６に入力され、各膝離間距離が予め設定された範囲内の距離であるか否かが判定される。ここで、膝離間距離が予め設定された範囲から外れる場合、膝離間距離が範囲内となるように、自走台車１２が移動する。これによって、被介助者が歩行訓練中に転倒することが防止できる（以上、Ｓ−６）。
【００５８】
第１のレーザレンジセンサ４０による自走台車１２に対する被介助者の左右の踵位置と、第２のレーザレンジセンサ４４による自走台車１２に対する被介助者の左右の膝位置から、被介助者の１歩移動する歩行動作が完了したことが検知されると、操作用グリップ５９の把持部５８が非把持状態であるか（訓練が終了したか）が確認される（Ｓ−７）。操作用グリップ５９の把持部５８が非把持状態の場合、第２の記憶手段８４に保存された歩行訓練のデータを、表示手段８５を介して表示器（例えば、入力手段７９に設けられ、タッチパネルを表示する表示画面）に出力し（Ｓ−８）、歩行訓練が終了する。一方、操作用グリップ５９の把持部５８が把持状態である（訓練が終了していない）場合、操作用グリップ５９が非把持状態となるまで、教示無の確認（Ｓ−５）と歩行動作（Ｓ−６）が繰り返される。
【００５９】
ここで、自走台車１２の前方の障害物が存在する場合、自走台車１２と前方の障害物との距離が障害物検知センサ４７により測定され、自走台車１２と障害物との距離が予め設定した第１の距離を超えている場合、自走台車１２は前方向に移動することができる。そして、自走台車１２の前方向への移動が繰り返されて、自走台車１２と障害物との距離が予め設定した第１の距離に到達した時点で、障害物検知センサ４７に設けた音発生手段から警報音が発生する。これによって、自走台車１２の移動方向（歩行方向）を変更することができる。ここで、自走台車１２の移動方向が変更されず、自走台車１２が更に障害物に接近して、自走台車１２と前方の障害物との距離が予め設定した第２の距離に到達した時点で、障害物検知センサ４７から自走台車１２を停止させる停止信号が出力されて、自走台車１２は強制的に停止する。
【００６０】
モード選択（Ｓ−３）において、踏み出し位置情報の出力が選択された場合（Ｓ−５において教示有）、歩行訓練が開始すると、データ作成手段８１で作成されたリファレンスデータが、情報出力手段８２を介してスピーカ１５とプロジェクタ１６からそれぞれ出力される。そして、被介助者はファレンスデータに従った歩行動作（教示歩行動作）を行う（Ｔ−２）。以下、教示歩行動作（Ｔ−２）について、説明する。なお、被介助者の１歩移動する歩行動作が完了した後の処理は、モード選択（Ｓ−３）において、踏み出し位置情報の出力が選択されなかった場合と同様なので、説明は省略する。
【００６１】
図８（Ａ）に示すように、教示歩行動作が開始されると（ＴＴ−１）、定位置指示として、スピーカ１５から、例えば、「左右の足をそろえて杖を握ってください」という音声が出力される（ＴＴ−２）。そして、左右の足（踵）の位置が、第１のレーザレンジセンサ４０により確認され、左右の踵位置が予め設定された範囲内に存在している場合、スピーカ１５から、例えば、「ＯＫです」という音声、あるいは「ピンポン」という音が出力される。一方、左右の踵位置が予め設定された範囲の外に存在している場合、再度、定位置指示として、スピーカ１５から、「左右の足をそろえて杖を握ってください」という音声が出力され（ＴＴ−２）、左右の踵位置が予め設定された範囲内に配置されるまで、定位置指示が繰り返される（ＴＴ−３）。なお、図８（Ｂ）に、定位置指示に従った左右の足位置（初期足位置ＰＨ）と、自走台車１２の操作用グリップ５９の初期位置ＰＳをそれぞれ示す。
【００６２】
被介助者の足位置が定位置指示に従っていることが確認されると、杖移動の指示として、スピーカ１５から、例えば、「杖（操作用グリップ５９）を前に出して（押して）ください」という音声が出力される（ＴＴ−４）。図８（Ｃ）に、杖移動の指示に従って自走台車１２が移動して杖（操作用グリップ５９）が初期位置ＰＳから、ＬＳだけ前方に移動した状態を示す。ここで、杖（操作用グリップ５９）が移動したことは、例えば、第１のレーザレンジセンサ４０による自走台車１２に対する被介助者の左右の踵位置の変化から検知する。なお、杖（操作用グリップ５９）の移動量ＬＳは、例えば、第１のレーザレンジセンサ４０による踵離間距離が、予め設定された範囲内となるように設定されている。
【００６３】
杖（操作用グリップ５９）の移動が確認されると、スピーカ１５から、患脚が左脚の場合、例えば、「左足を前に出して下さい」という音声、あるいは「ピンポン」という音を出力すると共に、プロジェクタ１６から、被介助者の左足の前方の床面１４上に、左足の踏み出し位置として、左足の足画像を表示する患足移動教示を行う（ＴＴ−５）。そして、被介助者の左足が、左足の踏み出し位置として表示された左足の足画像に重なるように踏み出されたか否かが判定される（ＴＴ−６）。図８（Ｄ）に、被介助者の左足が、初期位置ＰＨから、ＷＨだけ前方に踏み出されて、左足の足画像に重なった状態を示す。
ここで、被介助者の左足の踏み出し状態は、第１のレーザレンジセンサ４０による自走台車１２に対する被介助者の左の踵位置と、第２のレーザレンジセンサ４４による自走台車１２に対する被介助者の左の膝位置から行う。
【００６４】
ここで、被介助者の左足が、左足の踏み出し位置として表示された左足の足画像に重なっていないと判定された場合（ＴＴ−６）、再度、患足移動教示（ＴＴ−５）が行われ、被介助者の左足が、左足の足画像に重なるまで、患足移動教示が繰り返される（ＴＴ−５）。なお、被介助者の左足は、初期足位置ＰＨに対して移動しているので、現在の被介助者の左足位置に対して、それぞれ踵離間距離と膝離間距離を求めて、踵離間距離及び膝離間距離が予め設定された範囲内の距離でない場合は、自走台車１２が移動して、すなわち、杖位置補正が行われる（ＴＴ−７）。
【００６５】
被介助者の左足が、左足の踏み出し位置として表示された左足の足画像に重なっていると判定された場合（ＴＴ−６）、スピーカ１５から、健脚である右脚に対して、例えば、「右足を前に出して下さい」という音声、あるいは「ピンポン」という音を出力すると共に、プロジェクタ１６から、被介助者の右足の前方の床面１４上に、右足の踏み出し位置として、右足の足画像を表示する健足移動教示を行う（ＴＴ−８）。次いで、被介助者の右足が、右足の踏み出し位置として表示された右足の足画像に重なるように踏み出されたか否かが判定される（ＴＴ−９）。そして、被介助者の右足が、右足の踏み出し位置として表示された右足の足画像に重なるように踏み出されたことが確認されると、被介助者の１歩行動作が完了したので、次の被介助者の１歩行動作が開始される（ＴＴ−１）。また、図８（Ｅ）に、被介助者の右足が、初期位置ＰＨから、ＷＨだけ前方に踏み出されて、右足の足画像に重なった状態（被介助者がＷＨだけ前方に移動した状態）を示す。
なお、被介助者の右足の踏み出し状態は、第１のレーザレンジセンサ４０による自走台車１２に対する被介助者の右の踵位置と、第２のレーザレンジセンサ４４による自走台車１２に対する被介助者の右の膝位置から行う。
【００６６】
ここで、被介助者の右足が、右足の踏み出し位置として表示された右足の足画像に重なっていないと判定された場合（ＴＴ−９）、再度、健足移動教示（ＴＴ−８）が行われ、被介助者の右足が、右足の足画像に重なるまで、健足移動教示が繰り返される（ＴＴ−８）。なお、被介助者の右足は、初期足位置ＰＨに対して移動しているので、現在の被介助者の右足位置に対して、それぞれ踵離間距離と膝離間距離を求めて、踵離間距離及び膝離間距離が予め設定された範囲内の距離でない場合は、自走台車１２が移動して、すなわち、杖位置補正が行われる（ＴＴ−１０）。
【００６７】
以上、説明したように、自立式の歩行支援装置１０においては、歩行時の支えとなる支持部材１１が立設された自走台車１２が、操作部１３の操作によって床面１４上を移動するので、被介助者の身体バランスを容易に保ちながら、歩行訓練を行うことができる。そして、歩行訓練では、教示部１７のスピーカ１５とプロジェクタ１６により、被介助者が足を踏み出す際に必要な踏み出し位置情報（リファレンスデータ）が音声と映像でそれぞれ伝えられるので、被介助者の歩行訓練（例えば、脚動作、歩行リズム等）を効果的に補助できると共に、歩行訓練のモチベーションを上げることができる。
【００６８】
また、自立式の歩行支援装置１０では、自走台車１２に、全方向移動機構１８が組み込まれ、被介助者が操作用グリップ５９の把持部５８を把持して前方に押す操作によって、自走台車１２を床面１４上で前方に移動させることができ、被介助者は自立式の歩行支援装置１０を押したり、持上げたりする必要がなく、被介助者が自立式の歩行支援装置１０を操作する際の身体（例えば、手、腕、及び肩）の負担を軽減できると共に、歩行訓練時の疲れも軽減できる。
【００６９】
以上、本発明を、実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載した構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。
例えば、被介助者が歩行時に踏み出す足の踏み出し位置情報を、床面上に足画像として表示したが、床面上に、被介助者が装着した靴に外接するサイズの円、四角形、三角形等の図形で表示するようにしてもよい。
また、起動手段に、情報出力手段から出力される被介助者の踏み出し位置情報を、（１）音声、（２）光（画像）、又は（３）音声及び光（画像）のいずれか１で行うことを選択する伝達（出力）方法の選択機能を設けることができる。これにより、起動手段において、音声による情報伝達の方法が選択されると聴覚案内手段の一例であるスピーカから、光による情報伝達の方法が選択されると視覚案内手段の一例であるプロジェクタから、音声及び光による情報伝達の方法が選択されると聴覚案内手段の一例であるスピーカ及び視覚案内手段の一例であるプロジェクタから、それぞれ被介助者の踏み出し位置情報が伝達される。
【符号の説明】
【００７０】
１０：自立式の歩行支援装置、１１：支持部材、１２：自走台車、１３：操作部、１４：床面、１５：スピーカ、１６：プロジェクタ、１７：教示部、１８：全方向移動機構、１９、２０、２１：駆動用球体、２２、２３、２４：駆動手段、２５：制御部、２６：フレーム、２７：円形載置台、２８：下面、２９、３０、３１：支持用ボール型キャスター、３２：ロータ、３３：駆動用モータ、３４：回転軸、３５：内側面、３６：車輪型キャスター、３７：収納部、３８：カバー、３９：第１の箱部材、４０：第１のレーザレンジセンサ、４１：第１のスリット、４２：第１の距離維持手段、４３：第２の箱部材、４４：第２のレーザレンジセンサ、４５：第２のスリット、４６：第２の距離維持手段、４７：障害物検知センサ、４８：水平スリット、４９：転倒防止用ストッパー、５０：腕部材、５１：取付け部材、５２：補助輪、５３：天井板、５４：取付け部、５５：連結材、５６：ボルト、５７：操作棒、５８：把持部、５９：操作用グリップ、６０：静電容量型６軸力覚センサ、６１：ベース、６２：スライド部、６３：ガイド部、６４：シリンダ本体、６５：シリンダロッド、６６：流体圧シリンダ、６７：把持部、６８：補助グリップ、６９：カバー部材、７０：雌ねじ部、７１：把持センサ、７３：圧力分布検出手段、７４：圧力分布測定器、７５：発信器、７６：圧力検出部、７７：歪センサ、７８：保護部材、７９：入力手段、８０：記憶手段、８１：データ作成手段、８２：情報出力手段、８３：補正情報出力手段、８４：第２の記憶手段、８５：表示手段、８６：起動手段、８７：支持台
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被介助者が杖を用いた歩行方法を習得及び習熟することを補助する自立式の歩行支援装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、日本では高齢化社会が急速に進展（高齢化率２０％超）しており、高齢者の生活の質の向上と共に、高齢者の積極的な社会参加が望まれている。このとき、積極的な社会参加のためには、身体機能（特に、下肢運動機能）の低下した高齢者であっても、車椅子等を利用をせず、自身の脚で自立した歩行が可能であることが好ましい。そして、歩行介助具を用いれば、歩行可能となる高齢者や片麻痺の患者は相当数存在するので、歩行介助具の正しい使用方法の習得及び習熟が容易にできるようになると、高齢者や片麻痺の患者の社会参加がおおいに促進されることになる。
【０００３】
日常生活を補助する歩行介助具には、大別して杖タイプのものと歩行車タイプのものがある。ここで、歩行車タイプのものは、その使用方法の習得及び習熟に長時間の訓練を必要としないという利点があるが、大きくて重いため日常生活で気軽に使用するには不便であるという問題がある。一方、杖タイプのものは、小さくて軽く利便性が高いという利点があるが、その使用方法を習得及び習熟するためには訓練が必要になるという問題がある。例えば、パーキンソン病や小脳疾患等の患者は、最初の一歩を容易に踏み出すことができないこと（すくみ足）により歩行が困難となっているので、専門家の指導により専用の訓練場で訓練を行う必要がある。そこで、歩行前方に光を投射表示して、それを目標に容易に最初の一歩を踏み出すことができるようにした歩行介助具（多脚杖）が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３１２７３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の歩行介助具は、杖の使用方法を習得した者が、更に杖の使用方法に習熟する場合には有効となるものの、杖の使い方の習得を目標とする初心者にとっては、多脚式の杖（歩行面との支持点が４点）のため、安定性（バランスを保つ機能）は高いが、杖先を移動させるのに重くなり、手、腕、及び肩の負担が大きくなるという問題がある。なお、歩行介助具を単脚杖にすると重量が軽量化されるが、歩行面上の１点で支持を行うため安定性が低くなり、初心者に対しては安全性が低下するという問題がある。更に、初心者の場合、杖先を移動させてから、患脚を一歩踏み出し、次いで健脚を移動させるという一連の動作を、一定の歩行リズムで繰り返すことの習得が、重要となる。このため、特許文献１の歩行介助具を用いても、初心者の場合、歩行訓練の開始から一定の期間は、専門家（歩行訓練指導者）による１対１の指導が必要になるという問題が生じる。
【０００６】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、被介助者が杖を用いた歩行方法を習得及び習熟することを効率的に補助すると共に、訓練のモチベーションも高めることが可能な自立式の歩行支援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】
【０００７】
前記目的に沿う本発明に係る自立式の歩行支援装置は、歩行時の支えとなる支持部材が立設された自走台車と、該支持部材に設けられた前記自走台車の操作部とを有し、前記操作部の操作によって床面上を前記自走台車が移動する自立式の歩行支援装置であって、
前記自走台車には、前記操作部を操作する被介助者の踏み出し位置情報を、音声及び／又は光でそれぞれ伝える聴覚案内手段及び／又は視覚案内手段を備えた教示部が設けられている。
ここで、被介助者の踏み出し位置情報を音声で伝える場合は、聴覚案内手段（例えばスピーカ）が、被介助者の踏み出し位置情報を光（例えば、画像）で伝える場合は、視覚案内手段（例えばプロジェクタ）が、被介助者の踏み出し位置情報を音声及び光で伝える場合は、聴覚案内手段及び視覚案内手段がそれぞれ用いられる。
【０００８】
本発明に係る自立式の歩行支援装置において、前記自走台車には、全方向移動機構が組み込まれ、前記操作部の操作によって、前記床面上を全方向に移動可能であることが好ましい。
【０００９】
本発明に係る自立式の歩行支援装置において、前記操作部は、前記支持部材の前後及び左右の傾動方向と、前記支持部材の回転方向を検知する力覚センサを備えることが好ましい。
ここで、力覚センサは、例えば、支持部材の基端に取付けることができ、支持部材は、力覚センサを介して、自走台車の上部に立設されている。また、力覚センサにより、被介助者が操作部を操作した力の方向が分かるので、この力の方向のデータを教示部に入力して、被介助者の踏み出し位置情報と比較することで、被介助者による操作部の操作が適切であるか否かを判断できる。
【００１０】
本発明に係る自立式の歩行支援装置において、前記自走台車には、前記被介助者の前記床面上の脚位置及び足位置をそれぞれ検出する光センサ（測域センサともいう）が設けられていることが好ましい。
ここで、光センサの出力を教示部に入力して、被介助者の踏み出し位置情報と比較することで、被介助者の歩行動作を判定することができ、その結果を被介助者の踏み出し位置情報に反映させることができる。
【００１１】
本発明に係る自立式の歩行支援装置において、前記自走台車には、前記被介助者の前記床面上の前記脚位置及び前記足位置から求めた該被介助者と該自走台車との離間距離を、予め設定された範囲に保つ距離維持手段が設けられていることが好ましい。
【００１２】
本発明に係る自立式の歩行支援装置において、前記支持部材には、高さ調整可能な操作用グリップが設けられていることが好ましい。
また、前記操作用グリップには、把持センサが設けられて、該把持センサからの出力によって該自立式の歩行支援装置の運転状態の切替えを行うことが好ましい。
ここで、運転状態の切換えとは、自走台車を、駆動可能状態（操作待ち状態）から一次停止状態へ、あるいは一次停止状態から駆動可能状態へ切換えること、教示部を、被介助者の踏み出し位置情報が出力可能な状態から一次停止状態へ、あるいは一次停止状態から出力可能な状態へ切換えることをさす。
【００１３】
本発明に係る自立式の歩行支援装置において、前記支持部材には、前記操作用グリップとは別に、昇降可能な補助グリップを設けることができる。
ここで、補助グリップは、操作用グリップより被介助者側に設けられ、補助グリップの高さ位置は、操作用グリップの高さ位置より低い位置となっている。
【００１４】
本発明に係る自立式の歩行支援装置において、前記自走台車の前側には、該自走台車の前方の障害物を検知する障害物検知センサが設けられていることが好ましい。
【００１５】
本発明に係る自立式の歩行支援装置において、前記自走台車の周囲には、複数の転倒防止用ストッパーを設けることができる。
【００１６】
本発明に係る自立式の歩行支援装置において、前記操作部には、前記踏み出し位置情報の基になる操作データを入力する入力手段と、該操作データから作成した該踏み出し位置情報を出力する情報出力手段が設けられていることが好ましい。
【００１７】
本発明に係る自立式の歩行支援装置において、前記床面上での前記被介助者の足裏の圧力分布を測定する圧力分布検出手段を有していることが好ましい。
ここで、圧力分布検出手段は、例えば、被介助者が使用する靴底に取付けて足裏圧を検出する歪ゲージ、歪ゲージからの歪信号を増幅して送信する歪計測器（非介助者が歩行訓練中に携帯する）、歪信号を受信して足裏の圧力分布を求める圧力分布算出器（教示部に設置）で構成することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る自立式の歩行支援装置においては、歩行時の支えとなる支持部材が立設された自走台車が、操作部の操作によって床面上を移動するので、被介助者の身体バランスを容易に保ちながら、歩行訓練を行うことができる。そして、歩行訓練では、教示部の聴覚案内手段及び／又は視覚案内手段により、被介助者が足を踏み出す際に必要な踏み出し位置情報が、音声及び／又は光でそれぞれ伝えられるので、被介助者の歩行訓練（例えば、脚動作、歩行リズム等）を効果的に補助できると共に、歩行訓練のモチベーションを上げることができる。
【００１９】
本発明に係る自立式の歩行支援装置において、自走台車に、全方向移動機構が組み込まれ、操作部の操作によって、自走台車が床面上を全方向に移動可能である場合、被介助者が自立式の歩行支援装置を押したり、持上げたりする必要がなく、被介助者が自立式の歩行支援装置を操作する際の身体（例えば、手、腕、及び肩）の負担を軽減できると共に、歩行訓練時の疲れも軽減できる。
【００２０】
本発明に係る自立式の歩行支援装置において、操作部が、支持部材の前後及び左右の傾動方向と、支持部材の回転方向を検知する力覚センサを備える場合、被介助者が操作部を操作する力を検知して、被介助者が指定した方向に自走台車を移動させることができる。
【００２１】
本発明に係る自立式の歩行支援装置において、自走台車に、被介助者の床面上の脚位置及び足位置をそれぞれ検出する光センサが設けられている場合、被介助者の動きを制約せずに、被介助者の歩行動作を検出することができる。
【００２２】
本発明に係る自立式の歩行支援装置において、自走台車に、被介助者の床面上の脚位置及び足位置から求めた被介助者と自走台車との離間距離を、予め設定された範囲に保つ距離維持手段が設けられている場合、被介助者の操作部を介した操作とは独立して、自走台車は、距離維持手段を介して移動することができる。これにより、被介助者が不測の歩行動作を行った際に、自走台車は離間距離が維持されるように能動的に移動し、被介助者の転倒の危険性を解消することができる。
【００２３】
本発明に係る自立式の歩行支援装置において、支持部材に、高さ調整可能な操作用グリップが設けられている場合、操作用グリップの高さ位置を操作者である被介助者の身長にあわせて設定することができる。これにより、自立式の歩行支援装置の操作が容易になる。
【００２４】
本発明に係る自立式の歩行支援装置において、操作用グリップに、把持センサが設けられて、把持センサからの出力によって自立式の歩行支援装置のオンオフ（運転状態の切替え）を行う場合、自立式の歩行支援装置操作のオンオフが容易に行える。
【００２５】
本発明に係る自立式の歩行支援装置において、支持部材に、操作用グリップとは別に、昇降可能な補助グリップが設けられている場合、補助グリップを下降させることで、被介助者のしゃがみ動作を補助でき、補助グリップを上昇させることで、被介助者の立ち上がり動作を補助できる。
【００２６】
本発明に係る自立式の歩行支援装置において、自走台車の前側に、自走台車の前方の障害物を検知する障害物検知センサが設けられている場合、被介助者に障害物が存在することを知らせることができると共に、自立式の歩行支援装置が障害物に過度に接近した際には、自立式の歩行支援装置を停止させることができる。これによって、歩行訓練時の被介助者の安全が確保できる。
【００２７】
本発明に係る自立式の歩行支援装置において、自走台車の周囲に、複数の転倒防止用ストッパーが設けられている場合、自立式の歩行支援装置が物に接触しても、大きく傾動することを防止できる。更に、操作中の被介助者がよろけても、自立式の歩行支援装置が被介助者と共に大きく傾斜するのが防止され、被介助者の転倒を防ぐことができる。これによって、歩行訓練時の被介助者の安全が確保できる。
【００２８】
本発明に係る自立式の歩行支援装置において、操作部に、踏み出し位置情報の基になる操作データを入力する入力手段と、操作データから作成した踏み出し位置情報を出力する情報出力手段が設けられている場合、操作データの入力が容易になると共に、被介助者の操作状況に応じて踏み出し位置情報の修正を容易に行うことができる。
【００２９】
本発明に係る自立式の歩行支援装置において、床面上での被介助者の足裏の圧力分布を測定する圧力分布検出手段を有する場合、歩行訓練中の被介助者の歩行タイミング、足の踏み出し動作を正確に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施の形態に係る自立式の歩行支援装置の斜視図である。
【図２】同自立式の歩行支援装置の一部切欠き側面図である。
【図３】同自立式の歩行支援装置のブロック図である。
【図４】同自立式の歩行支援装置の自走台車に組み込まれた全方向移動機構の底面図である。
【図５】同自立式の歩行支援装置の自走台車に組み込まれた全方向移動機構の一部切欠き正面図である。
【図６】被介助者の足裏の圧力分布を測定する圧力分布検出手段の説明図である。
【図７】本発明の一実施の形態に係る自立式の歩行支援装置の動作フローを示すフローチャートである。
【図８】（Ａ）は同自立式の歩行支援装置の教示フローを示すフローチャート、（Ｂ）〜（Ｅ）は杖と被介助者の足位置の移動を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
図１〜図３に示すように、本発明の一実施の形態に係る自立式の歩行支援装置（以下、歩行支援装置ともいう）１０は、歩行時の支えとなる支持部材１１が立設された自走台車１２と、支持部材１１に設けられた自走台車１２の操作部１３とを有し、操作部１３の操作によって床面１４上を自走台車１２が移動するものである。そして、自走台車１２には、操作部１３を操作する被介助者が歩行時に踏み出す足の踏み出し位置情報を、音声で伝える聴覚案内手段の一例であるスピーカ１５と、光（例えば画像）で伝える視覚案内手段の一例であるプロジェクタ１６とを備えた教示部１７が設けられている。以下、詳細に説明する。
【００３２】
図４、図５に示すように、自走台車１２には、全方向移動機構１８が組み込まれ、操作部１３の操作によって、自走台車１２は、床面１４上を全方向に移動可能となっている。ここで、全方向移動機構１８は、平面視して正三角形の頂点位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３にそれぞれは位置される３つの駆動用球体１９、２０、２１と、隣り合って配置される駆動用球体１９と駆動用球体２０、駆動用球体２０と駆動用球体２１、駆動用球体２１と駆動用球体１９を、それぞれ同時に同一方向に回転駆動させる３つの駆動手段２２、２３、２４とを有している。なお、各駆動手段２２、２３、２４は、制御部２５（図３参照）により、その動力（移動方向、移動距離、及び移動速度）が制御されている。
【００３３】
ここで、自走台車１２は、３つの駆動用球体１９、２０、２１及び３つの駆動手段２２、２３、２４を内側に収容する六角筒状のフレーム２６と、フレーム２６の上部に取付けられた円形載置台２７とを有している。そして、円形載置台２７の下方には、各駆動用球体１９、２０、２１が、円形載置台２７の下面２８に取付けられた全方向に（３６０度）回転可能な支持用ボール型キャスター２９、３０、３１を介して、回転可能に設けられている。なお、各支持用ボール型キャスター２９、３０、３１は、それぞれ駆動用球体１９、２０、２１の頂点位置に接触している。
【００３４】
各駆動用球体１９、２０、２１は、合成樹脂製（例えば、ウレタン樹脂製）の弾性材料で構成され、その直径は、例えば、５０〜１００ｍｍ（好ましくは、７０〜１００ｍｍ）程度で、同一形状（同一直径）となっている。このため、円形載置台２７の下面２８は床面１４と平行になり、各駆動用球体１９、２０、２１が回転する時の回転速度は同一となる。また、各駆動用球体１９、２０、２１の回転中心は、平面視して正三角形の重心Ｇを中心として１２０度の等角度に、しかも、重心Ｇから等距離にそれぞれ配置されている（すなわち、正三角形の頂点位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３に配置されている）。
【００３５】
駆動手段２２（駆動手段２３、２４も同様）は、隣り合って配置される駆動用球体１９と駆動用球体２０の周面に同時に接触するロータ３２と、ロータ３２を回転駆動する駆動用モータ３３とを有する。ここで、ロータ３２は、その回転軸３４の軸心が、床面１４と平行になるように、また軸心の高さ位置が、各駆動用球体１９、２０の回転中心と同一高さ位置となるように、平面視して駆動用球体１９と駆動用球体２０の回転中心を結ぶ線上に配置されている。なお、ロータ３２の直径は、駆動用球体１９と駆動用球体２０の直径よりも小さい。これにより、ロータ３２を床面１４に接触させることなく、２つの駆動用球体１９、２０を同時に同一方向に回転駆動できる。
【００３６】
駆動用球体１９（駆動用球体２０、２１も同様）は、その周面がフレーム２６の内側面３５に取付けられた車輪型キャスター３６に接触している。この車輪型キャスター３６は、一方向に回転可能な公知のものであり、駆動手段２２、２４のロータ３２とは、駆動用球体１９を挟み込むように取付けられている。その結果、図２において、駆動用球体１９の横方向の位置決めがなされる。そして、車輪型キャスター３６が一方向に回転可能なため、駆動用球体１９は、図２において、上下方向（縦方向）に回転可能にガイドされてフレーム２６の内側面３５に取付けられる。また、車輪型キャスター３６の設置個数は、１つの駆動用球体に対して２つ以上とすることもできる。
なお、全方向移動機構１８の駆動原理、駆動制御方法は、特開２０１０−３０３６０号公報（球体駆動式全方向移動装置）に開示されているため、その詳細内容については省略する。
【００３７】
図１〜図３に示すように、自走台車１２の円形載置台２７の上部には、全方向移動機構１８の制御部２５及びバッテリーを備えた電源部（図示せず）を収納する収納部３７が設けられ、収納部３７の外側にはカバー部材３８が設けられている。また、自走台車１２の後側には、フレーム２６に当接させて後方に突出する第１の箱部材３９が設けられ、第１の箱部材３９内には、操作部１３を操作する被介助者の床面１４上の左右の足位置、例えば踵位置を検出する光センサの一例である第１のレーザレンジセンサ４０が収納されている。なお、符号４１は、第１のレーザレンジセンサ４０で使用するレーザ光線の通過用に第１の箱部材３９の後部側に形成した第１のスリット４１である。
【００３８】
第１のレーザレンジセンサ４０では、床面１４上の被介助者の踵に相当する高さ位置に床面１４と平行に設定される平面内で、第１のレーザレンジセンサ４０内に設けられた基準位置を中心としてレーザ光線を一定の角度範囲で走査しながら発射し、被介助者の左右の踵でそれぞれ反射したレーザ光線が受光されるまでの時間を求めることで、被介助者の左右の踵までの距離をそれぞれ測定している。このため、第１のレーザレンジセンサ４０の基準位置に対する被介助者の左右の踵位置をそれぞれ求めることができ、自走台車１２と被介助者の左右の踵位置との間の各踵離間距離がそれぞれ分かる。また、各踵離間距離の変化から、被介助者の左右の踵位置の移動が求まり、被介助者の歩行動作が分かる。
【００３９】
ここで、自走台車１２と被介助者の左右の踵位置との間の踵離間距離のデータは、第１の箱部材３９内に設けられ、距離維持手段の一部を構成する第１の距離維持手段４２に入力される。第１の距離維持手段４２は、各踵離間距離のデータから、踵離間距離がそれぞれ予め設定された範囲内の距離であるか否かを判定する第１の距離判定機能と、踵離間距離が予め設定された範囲から外れる場合、踵離間距離が予め設定された範囲内となるように、自走台車１２の移動方向、移動距離、及び移動速度を求める第１の演算機能と、演算された移動方向に移動速度で移動距離だけ自走台車１２を移動させる制御信号が全方向移動機構１８の制御部２５から出力されるように、制御信号用のデータを制御部２５に向けて出力する第１の出力機能とを有している。なお、第１の距離維持手段４２は、第１の距離判定機能、第１の演算機能、及び第１の出力機能を発現する各プログラムを、例えばCPUに組み込むことで形成することができる。
【００４０】
収納部３７の上部には、第２の箱部材４３が設けられ、第２の箱部材４３内には、操作部１３を操作する被介助者の床面１４上の左右の脚位置（例えば膝位置）を検出する光センサの一例である第２のレーザレンジセンサ４４が収納されている。なお、符号４５は、第２のレーザレンジセンサ４４で使用するレーザ光線の通過用に第２の箱部材４３の後部側に形成した第２のスリットである。
【００４１】
第２のレーザレンジセンサ４４では、床面１４上の被介助者の膝に相当する高さ位置に床面１４と平行に設定される平面内で、第２のレーザレンジセンサ４４内に設けられた基準位置を中心としてレーザ光線を一定の角度範囲で走査しながら発射し、被介助者の左右の膝でそれぞれ反射したレーザ光線が受光されるまでの時間を求めることで、被介助者の左右の膝までの距離を測定している。このため、第２のレーザレンジセンサ４４の基準位置に対する被介助者の左右の膝位置をそれぞれ求めることができ、自走台車１２と被介助者の左右の膝位置との間の各膝離間距離がそれぞれ分かる。また、各膝離間距離の変化から、被介助者の左右の膝位置の移動が求まり、被介助者の歩行動作が分かる。
【００４２】
ここで、自走台車１２と被介助者の左右の膝位置との間の膝離間距離のデータは、収納部３７内に設けられ、距離維持手段の他の一部を構成する第２の距離維持手段４６に入力される。第２の距離維持手段４６は、各膝離間距離のデータから、膝離間距離がそれぞれ予め設定された範囲内の距離であるか否かを判定する第２の距離判定機能と、膝離間距離が予め設定された範囲から外れる場合、膝離間距離が予め設定された範囲内となるように、自走台車１２の移動方向、移動距離、及び移動速度を求める第２の演算機能と、演算された移動方向に移動速度で移動距離だけ自走台車１２を移動させる制御信号が全方向移動機構１８の制御部２５から出力されるように、制御信号用のデータを制御部２５に向けて出力する第２の出力機能とを有している。なお、第２の距離維持手段４６は、第２の距離判定機能、第２の演算機能、及び第２の出力機能を発現する各プログラムを、例えばCPUに組み込むことで形成することができる。
【００４３】
更に、第２の箱部材４３内には、自走台車１２の前方の障害物を検知するレーザ式の障害物検知センサ４７が収納されている。そして、第２の箱部材４３の前部には、障害物検知センサ４７で使用するレーザ光線の通過用に幅方向に沿って水平スリット４８が形成され、障害物検知センサ４７では、自走台車１２の前方の床面１４から一定高さ位置（例えば、１００〜５００ｍｍの範囲の高さ位置）に床面１４と平行に設定される平面内で、障害物検知センサ４７内に設けられた基準位置を中心としてレーザ光線を一定の角度範囲で走査しながら発射し、自走台車１２の前方の障害物で反射したレーザ光線が受光されるまでの時間を求めることで、障害物までの距離を測定している。なお、レーザ光線が発射されてから受光されるまでの時間範囲を設定することで、自走台車１２の前方の一定距離内に存在する障害物のみを検知できる。このため、自走台車１２と前方の障害物との距離が予め設定した第１の距離に到達した時点で、障害物検知センサ４７に設けた音発生手段（例えば、スピーカ、ベル、ブザー等）から警報信号として音を発生させることができる。また、自走台車１２と前方の障害物との距離が予め設定した第２の距離（第１の距離より小さい値）に到達した時点で、障害物検知センサ４７から自走台車１２を停止させる停止信号を、全方向移動機構１８の制御部２５に出力することができ、自走台車１２を強制的に停止させることができる。
【００４４】
図１、図２、図５に示すように、自走台車１２のフレーム２６の周囲には、複数（本実施の形態では、周方向に等間隔で３つ）の転倒防止用ストッパー４９が設けられている。ここで、転倒防止用ストッパー４９は、フレーム２６に基側が取付けられ、先側を外側にて向けて床面１４に対して平行配置された腕部材５０と、腕部材の先端部に設けられた取付け部材５１を介して、床面１４から、例えば５〜２０ｍｍの隙間を有して取付けられた補助輪５２とを有している。なお、補助輪４５は、床面１４と接した際に、床面１４上の接触部に立てた垂線を軸に３６０度回転可能な構成となっている。これによって、歩行支援装置１０（自走台車１２）が傾くと、傾いた方向に近接する補助輪５２が床面１４に接触し、歩行支援装置１０が更に傾くことを防止して、歩行支援装置１０が転倒することを防止する。また、補助輪５２を、通常は床面１４から浮き上がるようにして設けることで、自走台車１２が任意の方向へ移動することを妨げないようにしている。
【００４５】
図１、図２に示すように、被介助者が歩行する際に、被介助者の歩行時の支えとなる支持部材１１は、第２の箱部材４３の中央部を貫通し、自走台車１２の円形載置台２７上に設けられた収納部３７の天井板５３の中央部に立設された取付け部５４と、取付け部５４に昇降可能に連結された連結材５５と、連結材５５に締結部材の一例であるボルト５６を介して固定された操作棒５７と、操作棒５７の先部に基部が取付けられ、先側が左右両側に分岐して把持部５８を形成している操作用グリップ５９とを有している。
【００４６】
取付け部５４は、取付け部５４の基端に固定されたベース６１を有している。そして、ベース６１を介して、力覚センサの一例である静電容量型６軸力覚センサ（以下、単に６軸力覚センサともいう）６０の検出部（図示せず）が、取付け部５４の基端に接続されている。ベース６１を介して、取付け部５４の基端に６軸力覚センサ６０を接続しているので、支持部材１１に被介助者の体重が負荷されても、６軸力覚センサ６０の破損が防止できる。なお、６軸力覚センサ６０を天井板５３の中央部に固定することで、取付け部５４が天井板５３の中央部に立設される。更に、取付け部５４は、連結材５５に設けられたスライド部６２を幅方向両側から挟持してスライド部６２が昇降するのを両側からガイドするガイド部６３と、連結材５５にシリンダ本体６４が取付けられ、シリンダロッド６５の先部がベース６１に固定された流体圧シリンダ６６とを有している。また、連結材５５の長手方向中央より先側の領域には、連結材５５の後側（自走台車１２の後側）に向けて、左右に分岐した把持部６７を備えた補助グリップ６８が取付けられている。このような構成とすることにより、補助グリップ６８を昇降可能に設けることができる。なお、シリンダロッド６５を駆動させた際に、第２の箱部材４３の上方から突出するシリンダ本体６４及びシリンダロッド６５を覆うために、カバー部材６９が設けられている。
【００４７】
操作棒５７の基側には、一定のピッチ（例えば、１０〜３０ｍｍのピッチ）で雌ねじ部７０が長さ方向に沿って形成されている。そして、連結材５５の先側に雌ねじ部７０と同一のピッチで形成された貫通孔（図示せず）を介して連結材５５に挿入されたボルト５６の先側を操作棒５７の雌ねじ部７０にねじ込むことにより、操作棒５７を連結材５５に固定している。ボルト５６をねじ込む雌ねじ部７０の位置を選択することにより、操作用グリップ５９の高さ調整を行うことができる。
【００４８】
また、操作用グリップ５９の把持部５８には、把持部５８が把持されたことを圧力変化で検知するシート状の把持センサ７１が設けられ、把持センサ７１からの出力信号は教示部１７及び全方向移動機構１８の制御部２５にそれぞれ入力される。これによって、把持センサ７１からの出力によって、歩行支援装置１０の運転状態の切替えを行うことができる。ここで、運転状態の切換えとは、自走台車１２を、駆動可能状態（操作待ち状態）から一次停止状態へ、あるいは一次停止状態から駆動可能状態へ切換えること、教示部１７を、被介助者の踏み出し位置情報が出力可能な状態から一次停止状態へ、あるいは一次停止状態から出力可能な状態への切換えることをさす。なお、把持センサ７１で把持部５８が把持されたことを検知する場合、被介助者毎に把持力が異なるため、被介助者毎に圧力変化の閾値を設定して、把持部５８が把持されているか否かを確実に判定できるようにする。
【００４９】
操作用グリップ５９の把持部５８が被介助者の手で把持されて、操作用グリップ５９が歩行支援装置１０（自走台車１２）を移動させたい方向（歩行方向）に押し出されると、操作用グリップ５９に加えられた力は、操作棒５７、連結材５５、及び取付け部５４を介してベース６１に伝わり、６軸力覚センサ６０により、取付け部５４（支持部材１１）の前後及び左右の傾動方向と、取付け部５４（支持部材１１）の回転方向が検知される。そして、６軸力覚センサ６０からの出力信号が、全方向移動機構１８の制御部２５に入力され、制御部２５では自走台車１２を移動させる制御信号が形成され、制御信号が駆動手段２２、２３、２４に入力される。これにより自走台車１２は、被介助者の指定した方向（歩行方向）に移動する。
【００５０】
図６に示すように、歩行支援装置１０は、床面１４上での被介助者の足裏の圧力分布を測定する圧力分布検出手段７３を有している。そして、圧力分布検出手段７３は、被介助者が歩行時に装着する靴の底面に貼着する圧力分布測定器７４と、被介助者が携帯し、圧力分布測定器７４で得られたデータを送信する送信手段の一例である発信器７５と、自走台車１２に取付けられ、発信器７５から送信されたデータを受信して足裏の圧力分布を求める圧力検出部７６（図３参照）とを有している。ここで、圧力分布測定器７４は、靴の底面に分散配置された複数の歪センサ７７と、歪センサ７７を覆う保護部材７８とを有している。なお、圧力検出部７６で得られた足裏の圧力分布は、教示部１７に入力される。これによって、足を踏み出して床面１４を加圧する際の状況、踏み出された足が床面１４に接地して体重移動が行われる際の状況が把握でき（歩行リズムが分かり）、被介助者の踏み出し位置情報の適切な出力が可能になる。
【００５１】
図１〜図３に示すように、教示部１７は、歩行支援装置１０の操作データを入力する機能を備えた入力手段７９（例えば、タッチパネル及び各種情報記憶メディア用のデータ読取り機器）と、入力された操作データを記憶する機能を備えた記憶手段８０とを有している。ここで、操作データは、例えば、杖を使用して歩行を行う場合の「杖先を移動させてから、患脚を一歩踏み出し、次いで健脚を移動させる」という一連の動作を、一定の歩行リズムで繰り返す基準動作データと、杖を使用した歩行訓練を行う被介助者の身体データ（例えば、下肢の各部位の寸法データ、歩行速度、把持部５８を把持した際の把持力等）を含む。そして、基準動作データは、歩行訓練指導者の指導により十分訓練した健常者による杖歩行をステレオカメラで撮影した映像から、杖歩行運動パターン（例えば、股関節、膝関節、足関節の動作）の分析から得られるものである。
【００５２】
また、教示部１７は、記憶手段８０から操作データを読み込んで、被介助者に適した杖を使用した歩行動作データである被介助者の踏み出し位置情報（リファレンスデータ）を作成する機能を備えたデータ作成手段８１と、データ作成手段８１で求めた被介助者の踏み出し位置情報に沿って、踏み出し位置情報をスピーカ１５とプロジェクタ１６にそれぞれ出力する機能を備えた情報出力手段８２と、被介助者の踏み出し位置情報と被介助者の実際の歩行動作を比較して、被介助者による操作部１３の操作が適切であるか否か、被介助者の歩行動作が被介助者の踏み出し位置情報に合っているか否かを判断して、褒め言葉や修正の指示等を、スピーカ１５とプロジェクタ１６を介して音声と光でそれぞれ伝える機能を備えた補正情報出力手段８３と、被介助者の踏み出し位置情報と被介助者の実際の歩行動作を記憶する機能を備えた第２の記憶手段８４と、第２の記憶手段８４に記憶されたデータから選択されたデータを表示器（例えば、入力手段７９に設けられ、タッチパネルを表示する表示画面、プロジェクタ１６）に出力する表示手段８５とを有している。ここで、被介助者による操作部１３の操作状況と被介助者の歩行動作は、第１、第２のレーザレンジセンサ４０、４４により求めた自走台車１２に対する被介助者の左右の踵及び膝の位置のデータから求める。また、歩行リズムは、圧力検出部７６から入力された足裏の圧力分布の時間変化から求める。
【００５３】
更に、教示部１７には、教示部１７をオンオフする第１の機能と、入力手段７９、記憶手段８０、データ作成手段８１、第２の記憶手段８４、及び表示手段８５をオンオフする第２の機能、スピーカ１５、プロジェクタ１６、入力手段７９、記憶手段８０、データ作成手段８１、情報出力手段８２、及び補正情報出力手段８３をオンオフする（すなわち、踏み出し位置情報を出力するか否かのモード選択する）第３の機能と、自走台車１２の制御部２５、第１のレーザレンジセンサ４０、第１の距離維持手段４２、第２のレーザレンジセンサ４４、第２の距離維持手段４６、障害物検知センサ４７、静電容量型６軸力覚センサ６０、及び把持センサ７１をオンオフする第４の機能と、把持センサ７１からの出力に基づいて、スピーカ１５、プロジェクタ１６、情報出力手段８２、補正情報出力手段８３、第２の記憶手段８４、及び表示手段８５を、把持部５８が把持状態の際には稼動させ、把持部５８が非把持状態の際には一次停止させる第５の機能とを備えた起動手段８６とを有している。ここで、起動手段８６は、教示部１７のオンオフに対応して、オンオフする。なお、教示部１７は、上記の各機能を発現するプログラムを、例えば携帯型の情報処理機器（例えば、パーソナルコンピュータ）に搭載することにより形成できる。なお、符号８７は、操作棒５７の先側に取付けられて、教示部１７の入力手段７９を載置する支持台である。
【００５４】
続いて、本発明の一実施の形態に係る自立式の歩行支援装置１０の作用について説明する。
図７に示すように、教示部１７をオンする（Ｓ−１）。次いで、入力手段７９の、例えば、タッチパネル及びデータ読取り機器を介して、歩行訓練を行う被介助者（利用者）の身体データ（利用者データ）を入力する（Ｓ−２）。なお、被介助者の身体データが入力されると、データ作成手段８１により、歩行動作データである被介助者の踏み出し位置情報（リファレンスデータ）が作成される（Ｔ−１）。そして、利用者データが入力された後、踏み出し位置情報を出力するか否かのモード選択を行う（Ｓ−３）。ここで、踏み出し位置情報を出力する（教示有）の場合は、歩行支援装置１０により歩行訓練の指導が自動で行われる。一方、踏み出し位置情報を出力しない（教示無）の場合は、歩行支援装置１０により歩行訓練の指導は行われず（手動訓練となって）、歩行訓練の指導者の指導の下で、歩行訓練が行われる。そして、操作用グリップ５９（把持部５８）が把持されることにより、歩行訓練が開始される（Ｓ−４）。
【００５５】
歩行訓練が開始されると、モード選択内容が確認され、モード選択内容が教示無の場合は（Ｓ−５）、被介助者（利用者）が操作用グリップ５９の把持部５８を把持して、操作用グリップ５９を歩行方向（前方向）に押し出すと、操作用グリップ５９に加えられた力は、連結材５５を介して取付け部５４に伝達され、６軸力覚センサ６０により取付け部５４の前後及び左右の傾動方向と、取付け部５４の回転方向が検知される。そして、６軸力覚センサ６０からの出力信号が、全方向移動機構１８の制御部２５に入力され、制御部２５では自走台車１２を移動させる制御信号が形成され、制御信号が駆動手段２２、２３、２４に入力される。これにより自走台車１２は、被介助者の指定した方向（歩行方向）に、予め設定された距離だけ移動して停止する。なお、自走台車１２が予め設定された距離だけ移動して停止した状態は、杖を用いた歩行訓練を行う場合の、杖を持上げて前方に移動させて、床面に設置させた状態に対応する。
【００５６】
従って、被介助者は、患脚を一歩踏み出し、次いで健脚を移動させることができ、１歩前進することができる。このとき、第１のレーザレンジセンサ４０により、自走台車１２に対する被介助者の左右の踵位置と、自走台車１２と被介助者の左右の踵位置との間の踵離間距離がそれぞれ求められ、被介助者の左右の踵位置の移動から被介助者の歩行動作が検出される。また、第２のレーザレンジセンサ４４により、自走台車１２に対する被介助者の左右の膝位置と、自走台車１２と被介助者の左右の膝位置との間の各膝離間距離がそれぞれ求められ、各膝離間距離の変化から、被介助者の左右の膝位置の移動が求まり、被介助者の歩行動作が検出される。また、圧力分布検出手段７３により、被介助者が足を踏み出して床面１４を加圧する際の状況、踏み出された足が床面１４に接地して体重移動が行われる際の状況が把握できる（歩行リズムが分かる）。
【００５７】
更に、踵離間距離のデータは、第１の距離維持手段４２に入力され、各踵離間距離が予め設定された範囲内の距離であるか否かが判定される。ここで、踵離間距離が予め設定された範囲から外れる場合、踵離間距離が予め設定された範囲内となるように、自走台車１２が移動する。また、膝離間距離のデータは、第２の距離維持手段４６に入力され、各膝離間距離が予め設定された範囲内の距離であるか否かが判定される。ここで、膝離間距離が予め設定された範囲から外れる場合、膝離間距離が範囲内となるように、自走台車１２が移動する。これによって、被介助者が歩行訓練中に転倒することが防止できる（以上、Ｓ−６）。
【００５８】
第１のレーザレンジセンサ４０による自走台車１２に対する被介助者の左右の踵位置と、第２のレーザレンジセンサ４４による自走台車１２に対する被介助者の左右の膝位置から、被介助者の１歩移動する歩行動作が完了したことが検知されると、操作用グリップ５９の把持部５８が非把持状態であるか（訓練が終了したか）が確認される（Ｓ−７）。操作用グリップ５９の把持部５８が非把持状態の場合、第２の記憶手段８４に保存された歩行訓練のデータを、表示手段８５を介して表示器（例えば、入力手段７９に設けられ、タッチパネルを表示する表示画面）に出力し（Ｓ−８）、歩行訓練が終了する。一方、操作用グリップ５９の把持部５８が把持状態である（訓練が終了していない）場合、操作用グリップ５９が非把持状態となるまで、教示無の確認（Ｓ−５）と歩行動作（Ｓ−６）が繰り返される。
【００５９】
ここで、自走台車１２の前方の障害物が存在する場合、自走台車１２と前方の障害物との距離が障害物検知センサ４７により測定され、自走台車１２と障害物との距離が予め設定した第１の距離を超えている場合、自走台車１２は前方向に移動することができる。そして、自走台車１２の前方向への移動が繰り返されて、自走台車１２と障害物との距離が予め設定した第１の距離に到達した時点で、障害物検知センサ４７に設けた音発生手段から警報音が発生する。これによって、自走台車１２の移動方向（歩行方向）を変更することができる。ここで、自走台車１２の移動方向が変更されず、自走台車１２が更に障害物に接近して、自走台車１２と前方の障害物との距離が予め設定した第２の距離に到達した時点で、障害物検知センサ４７から自走台車１２を停止させる停止信号が出力されて、自走台車１２は強制的に停止する。
【００６０】
モード選択（Ｓ−３）において、踏み出し位置情報の出力が選択された場合（Ｓ−５において教示有）、歩行訓練が開始すると、データ作成手段８１で作成されたリファレンスデータが、情報出力手段８２を介してスピーカ１５とプロジェクタ１６からそれぞれ出力される。そして、被介助者はファレンスデータに従った歩行動作（教示歩行動作）を行う（Ｔ−２）。以下、教示歩行動作（Ｔ−２）について、説明する。なお、被介助者の１歩移動する歩行動作が完了した後の処理は、モード選択（Ｓ−３）において、踏み出し位置情報の出力が選択されなかった場合と同様なので、説明は省略する。
【００６１】
図８（Ａ）に示すように、教示歩行動作が開始されると（ＴＴ−１）、定位置指示として、スピーカ１５から、例えば、「左右の足をそろえて杖を握ってください」という音声が出力される（ＴＴ−２）。そして、左右の足（踵）の位置が、第１のレーザレンジセンサ４０により確認され、左右の踵位置が予め設定された範囲内に存在している場合、スピーカ１５から、例えば、「ＯＫです」という音声、あるいは「ピンポン」という音が出力される。一方、左右の踵位置が予め設定された範囲の外に存在している場合、再度、定位置指示として、スピーカ１５から、「左右の足をそろえて杖を握ってください」という音声が出力され（ＴＴ−２）、左右の踵位置が予め設定された範囲内に配置されるまで、定位置指示が繰り返される（ＴＴ−３）。なお、図８（Ｂ）に、定位置指示に従った左右の足位置（初期足位置ＰＨ）と、自走台車１２の操作用グリップ５９の初期位置ＰＳをそれぞれ示す。
【００６２】
被介助者の足位置が定位置指示に従っていることが確認されると、杖移動の指示として、スピーカ１５から、例えば、「杖（操作用グリップ５９）を前に出して（押して）ください」という音声が出力される（ＴＴ−４）。図８（Ｃ）に、杖移動の指示に従って自走台車１２が移動して杖（操作用グリップ５９）が初期位置ＰＳから、ＬＳだけ前方に移動した状態を示す。ここで、杖（操作用グリップ５９）が移動したことは、例えば、第１のレーザレンジセンサ４０による自走台車１２に対する被介助者の左右の踵位置の変化から検知する。なお、杖（操作用グリップ５９）の移動量ＬＳは、例えば、第１のレーザレンジセンサ４０による踵離間距離が、予め設定された範囲内となるように設定されている。
【００６３】
杖（操作用グリップ５９）の移動が確認されると、スピーカ１５から、患脚が左脚の場合、例えば、「左足を前に出して下さい」という音声、あるいは「ピンポン」という音を出力すると共に、プロジェクタ１６から、被介助者の左足の前方の床面１４上に、左足の踏み出し位置として、左足の足画像を表示する患足移動教示を行う（ＴＴ−５）。そして、被介助者の左足が、左足の踏み出し位置として表示された左足の足画像に重なるように踏み出されたか否かが判定される（ＴＴ−６）。図８（Ｄ）に、被介助者の左足が、初期位置ＰＨから、ＷＨだけ前方に踏み出されて、左足の足画像に重なった状態を示す。
ここで、被介助者の左足の踏み出し状態は、第１のレーザレンジセンサ４０による自走台車１２に対する被介助者の左の踵位置と、第２のレーザレンジセンサ４４による自走台車１２に対する被介助者の左の膝位置から行う。
【００６４】
ここで、被介助者の左足が、左足の踏み出し位置として表示された左足の足画像に重なっていないと判定された場合（ＴＴ−６）、再度、患足移動教示（ＴＴ−５）が行われ、被介助者の左足が、左足の足画像に重なるまで、患足移動教示が繰り返される（ＴＴ−５）。なお、被介助者の左足は、初期足位置ＰＨに対して移動しているので、現在の被介助者の左足位置に対して、それぞれ踵離間距離と膝離間距離を求めて、踵離間距離及び膝離間距離が予め設定された範囲内の距離でない場合は、自走台車１２が移動して、すなわち、杖位置補正が行われる（ＴＴ−７）。
【００６５】
被介助者の左足が、左足の踏み出し位置として表示された左足の足画像に重なっていると判定された場合（ＴＴ−６）、スピーカ１５から、健脚である右脚に対して、例えば、「右足を前に出して下さい」という音声、あるいは「ピンポン」という音を出力すると共に、プロジェクタ１６から、被介助者の右足の前方の床面１４上に、右足の踏み出し位置として、右足の足画像を表示する健足移動教示を行う（ＴＴ−８）。次いで、被介助者の右足が、右足の踏み出し位置として表示された右足の足画像に重なるように踏み出されたか否かが判定される（ＴＴ−９）。そして、被介助者の右足が、右足の踏み出し位置として表示された右足の足画像に重なるように踏み出されたことが確認されると、被介助者の１歩行動作が完了したので、次の被介助者の１歩行動作が開始される（ＴＴ−１）。また、図８（Ｅ）に、被介助者の右足が、初期位置ＰＨから、ＷＨだけ前方に踏み出されて、右足の足画像に重なった状態（被介助者がＷＨだけ前方に移動した状態）を示す。
なお、被介助者の右足の踏み出し状態は、第１のレーザレンジセンサ４０による自走台車１２に対する被介助者の右の踵位置と、第２のレーザレンジセンサ４４による自走台車１２に対する被介助者の右の膝位置から行う。
【００６６】
ここで、被介助者の右足が、右足の踏み出し位置として表示された右足の足画像に重なっていないと判定された場合（ＴＴ−９）、再度、健足移動教示（ＴＴ−８）が行われ、被介助者の右足が、右足の足画像に重なるまで、健足移動教示が繰り返される（ＴＴ−８）。なお、被介助者の右足は、初期足位置ＰＨに対して移動しているので、現在の被介助者の右足位置に対して、それぞれ踵離間距離と膝離間距離を求めて、踵離間距離及び膝離間距離が予め設定された範囲内の距離でない場合は、自走台車１２が移動して、すなわち、杖位置補正が行われる（ＴＴ−１０）。
【００６７】
以上、説明したように、自立式の歩行支援装置１０においては、歩行時の支えとなる支持部材１１が立設された自走台車１２が、操作部１３の操作によって床面１４上を移動するので、被介助者の身体バランスを容易に保ちながら、歩行訓練を行うことができる。そして、歩行訓練では、教示部１７のスピーカ１５とプロジェクタ１６により、被介助者が足を踏み出す際に必要な踏み出し位置情報（リファレンスデータ）が音声と映像でそれぞれ伝えられるので、被介助者の歩行訓練（例えば、脚動作、歩行リズム等）を効果的に補助できると共に、歩行訓練のモチベーションを上げることができる。
【００６８】
また、自立式の歩行支援装置１０では、自走台車１２に、全方向移動機構１８が組み込まれ、被介助者が操作用グリップ５９の把持部５８を把持して前方に押す操作によって、自走台車１２を床面１４上で前方に移動させることができ、被介助者は自立式の歩行支援装置１０を押したり、持上げたりする必要がなく、被介助者が自立式の歩行支援装置１０を操作する際の身体（例えば、手、腕、及び肩）の負担を軽減できると共に、歩行訓練時の疲れも軽減できる。
【００６９】
以上、本発明を、実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載した構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。
例えば、被介助者が歩行時に踏み出す足の踏み出し位置情報を、床面上に足画像として表示したが、床面上に、被介助者が装着した靴に外接するサイズの円、四角形、三角形等の図形で表示するようにしてもよい。
また、起動手段に、情報出力手段から出力される被介助者の踏み出し位置情報を、（１）音声、（２）光（画像）、又は（３）音声及び光（画像）のいずれか１で行うことを選択する伝達（出力）方法の選択機能を設けることができる。これにより、起動手段において、音声による情報伝達の方法が選択されると聴覚案内手段の一例であるスピーカから、光による情報伝達の方法が選択されると視覚案内手段の一例であるプロジェクタから、音声及び光による情報伝達の方法が選択されると聴覚案内手段の一例であるスピーカ及び視覚案内手段の一例であるプロジェクタから、それぞれ被介助者の踏み出し位置情報が伝達される。
【符号の説明】
【００７０】
１０：自立式の歩行支援装置、１１：支持部材、１２：自走台車、１３：操作部、１４：床面、１５：スピーカ、１６：プロジェクタ、１７：教示部、１８：全方向移動機構、１９、２０、２１：駆動用球体、２２、２３、２４：駆動手段、２５：制御部、２６：フレーム、２７：円形載置台、２８：下面、２９、３０、３１：支持用ボール型キャスター、３２：ロータ、３３：駆動用モータ、３４：回転軸、３５：内側面、３６：車輪型キャスター、３７：収納部、３８：カバー、３９：第１の箱部材、４０：第１のレーザレンジセンサ、４１：第１のスリット、４２：第１の距離維持手段、４３：第２の箱部材、４４：第２のレーザレンジセンサ、４５：第２のスリット、４６：第２の距離維持手段、４７：障害物検知センサ、４８：水平スリット、４９：転倒防止用ストッパー、５０：腕部材、５１：取付け部材、５２：補助輪、５３：天井板、５４：取付け部、５５：連結材、５６：ボルト、５７：操作棒、５８：把持部、５９：操作用グリップ、６０：静電容量型６軸力覚センサ、６１：ベース、６２：スライド部、６３：ガイド部、６４：シリンダ本体、６５：シリンダロッド、６６：流体圧シリンダ、６７：把持部、６８：補助グリップ、６９：カバー部材、７０：雌ねじ部、７１：把持センサ、７３：圧力分布検出手段、７４：圧力分布測定器、７５：発信器、７６：圧力検出部、７７：歪センサ、７８：保護部材、７９：入力手段、８０：記憶手段、８１：データ作成手段、８２：情報出力手段、８３：補正情報出力手段、８４：第２の記憶手段、８５：表示手段、８６：起動手段、８７：支持台
【特許請求の範囲】
【請求項１】
歩行時の支えとなる支持部材が立設された自走台車と、該支持部材に設けられた前記自走台車の操作部とを有し、前記操作部の操作によって床面上を前記自走台車が移動する自立式の歩行支援装置であって、
前記自走台車には、前記操作部を操作する被介助者の踏み出し位置情報を、音声及び／又は光でそれぞれ伝える聴覚案内手段及び／又は視覚案内手段を備えた教示部が設けられていることを特徴とする自立式の歩行支援装置。
【請求項２】
請求項１記載の自立式の歩行支援装置において、前記自走台車には、全方向移動機構が組み込まれ、前記操作部の操作によって、前記床面上を全方向に移動可能であることを特徴とする自立式の歩行支援装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の自立式の歩行支援装置において、前記操作部は、前記支持部材の前後及び左右の傾動方向と、前記支持部材の回転方向を検知する力覚センサを備えることを特徴とする自立式の歩行支援装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１記載の自立式の歩行支援装置において、前記自走台車には、前記被介助者の前記床面上の脚位置及び足位置をそれぞれ検出する光センサが設けられていることを特徴とする自立式の歩行支援装置。
【請求項５】
請求項４記載の自立式の歩行支援装置において、前記自走台車には、前記被介助者の前記床面上の前記脚位置及び前記足位置から求めた該被介助者と該自走台車との離間距離を、予め設定された範囲に保つ距離維持手段が設けられていることを特徴とする自立式の歩行支援装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１記載の自立式の歩行支援装置において、前記支持部材には、高さ調整可能な操作用グリップが設けられていることを特徴とする自立式の歩行支援装置。
【請求項７】
請求項６記載の自立式の歩行支援装置において、前記操作用グリップには、把持センサが設けられて、該把持センサからの出力によって該自立式の歩行支援装置の運転状態の切替えを行うことを特徴とする自立式の歩行支援装置。
【請求項８】
請求項６又は７記載の自立式の歩行支援装置において、前記支持部材には、前記操作用グリップとは別に、昇降可能な補助グリップが設けられていることを特徴とする自立式の歩行支援装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１記載の自立式の歩行支援装置において、前記自走台車の前側には、該自走台車の前方の障害物を検知する障害物検知センサが設けられていることを特徴とする自立式の歩行支援装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１記載の自立式の歩行支援装置において、前記自走台車の周囲には、複数の転倒防止用ストッパーが設けられていることを特徴とする自立式の歩行支援装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１記載の自立式の歩行支援装置において、前記操作部には、前記踏み出し位置情報の基になる操作データを入力する入力手段と、該操作データから作成した該踏み出し位置情報を出力する情報出力手段が設けられていることを特徴とする自立式の歩行支援装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１記載の自立式の歩行支援装置において、前記床面上での前記被介助者の足裏の圧力分布を測定する圧力分布検出手段を有していることを特徴とする自立式の歩行支援装置。
【請求項１】
歩行時の支えとなる支持部材が立設された自走台車と、該支持部材に設けられた前記自走台車の操作部とを有し、前記操作部の操作によって床面上を前記自走台車が移動する自立式の歩行支援装置であって、
前記自走台車には、前記操作部を操作する被介助者の踏み出し位置情報を、音声及び／又は光でそれぞれ伝える聴覚案内手段及び／又は視覚案内手段を備えた教示部が設けられていることを特徴とする自立式の歩行支援装置。
【請求項２】
請求項１記載の自立式の歩行支援装置において、前記自走台車には、全方向移動機構が組み込まれ、前記操作部の操作によって、前記床面上を全方向に移動可能であることを特徴とする自立式の歩行支援装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の自立式の歩行支援装置において、前記操作部は、前記支持部材の前後及び左右の傾動方向と、前記支持部材の回転方向を検知する力覚センサを備えることを特徴とする自立式の歩行支援装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１記載の自立式の歩行支援装置において、前記自走台車には、前記被介助者の前記床面上の脚位置及び足位置をそれぞれ検出する光センサが設けられていることを特徴とする自立式の歩行支援装置。
【請求項５】
請求項４記載の自立式の歩行支援装置において、前記自走台車には、前記被介助者の前記床面上の前記脚位置及び前記足位置から求めた該被介助者と該自走台車との離間距離を、予め設定された範囲に保つ距離維持手段が設けられていることを特徴とする自立式の歩行支援装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１記載の自立式の歩行支援装置において、前記支持部材には、高さ調整可能な操作用グリップが設けられていることを特徴とする自立式の歩行支援装置。
【請求項７】
請求項６記載の自立式の歩行支援装置において、前記操作用グリップには、把持センサが設けられて、該把持センサからの出力によって該自立式の歩行支援装置の運転状態の切替えを行うことを特徴とする自立式の歩行支援装置。
【請求項８】
請求項６又は７記載の自立式の歩行支援装置において、前記支持部材には、前記操作用グリップとは別に、昇降可能な補助グリップが設けられていることを特徴とする自立式の歩行支援装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１記載の自立式の歩行支援装置において、前記自走台車の前側には、該自走台車の前方の障害物を検知する障害物検知センサが設けられていることを特徴とする自立式の歩行支援装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１記載の自立式の歩行支援装置において、前記自走台車の周囲には、複数の転倒防止用ストッパーが設けられていることを特徴とする自立式の歩行支援装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１記載の自立式の歩行支援装置において、前記操作部には、前記踏み出し位置情報の基になる操作データを入力する入力手段と、該操作データから作成した該踏み出し位置情報を出力する情報出力手段が設けられていることを特徴とする自立式の歩行支援装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１記載の自立式の歩行支援装置において、前記床面上での前記被介助者の足裏の圧力分布を測定する圧力分布検出手段を有していることを特徴とする自立式の歩行支援装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−２２９８３８（Ｐ２０１１−２２９８３８Ａ）
【公開日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１０５４２８（Ｐ２０１０−１０５４２８）
【出願日】平成２２年４月３０日（２０１０．４．３０）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第３項適用申請有り 平成２１年１１月２５日〜２８日 社団法人日本ロボット工業会、株式会社日刊工業新聞社共催の「２００９国際ロボット展」に出品
【出願人】（５０４１７４１３５）国立大学法人九州工業大学 (489)
【出願人】（５０８０９０３７６）リーフ株式会社 (3)
【公開日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月３０日（２０１０．４．３０）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第３項適用申請有り 平成２１年１１月２５日〜２８日 社団法人日本ロボット工業会、株式会社日刊工業新聞社共催の「２００９国際ロボット展」に出品
【出願人】（５０４１７４１３５）国立大学法人九州工業大学 (489)
【出願人】（５０８０９０３７６）リーフ株式会社 (3)
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