CN1868434B - 行走辅助装置的控制装置 - Google Patents

Abstract

一种行走辅助装置的控制装置，其对从落座部(22)作用给利用者(A)的目标提起力进行设定，对应于依据力传感器(38、39)的输出而计测得的利用者(A)各腿的踏力的比率，将其目标提起力分配给行走辅助装置(1)的各腿连杆(3)，来决定各腿连杆的负担分量。控制各腿连杆(3)的致动器(27)，以产生所决定的负担分量的力，据此，可以减少安装在利用者的各腿上的安装部位，并且还可以减轻利用者用其腿支承在地上的力。此外，可以用与利用者的各腿相对应的腿连杆，来适当地分担其减轻用的辅助力。

Description

行走辅助装置的控制装置

技术领域

本发明涉及一种辅助利用者(人)的行走的行走辅助装置的控制装置及其控制程序。 

背景技术

众所周知，作为这种行走辅助装置，可从例如特开平5-329186号公报(以下称专利文件1)中获知。在该专利文件1记载的行走辅助装置(行走协助装置)中，支承构件是被安装在利用者的各腿的大腿部、小腿部、脚部。而且，在该行走辅助装置中，通过由致动器驱动连结这些支承构件的关节，而将目标的推进力从行走辅助装置施予利用者。 

根据所述专利文件1中记载的行走辅助装置，通过在利用者的移动方向上产生目标的推进力，而可以减轻必须由利用者自身产生的推进力。然而，参照专利文件1的图15可知，利用者的体重是由利用者自身来支撑的。由此，利用者的负担没有得到充分的减轻。另外，专利文件1还不具有行走辅助装置的各腿适当分配目标推进力的技术。这样，也就有可能产生与利用者的各腿的变动不匹配的力作用到利用者的各腿上的问题。此外，在专利文件1的技术中，由于行走辅助装置的支承构件又分别被安装在利用者的各腿的大腿部、小腿部、脚部上，故而，力是从支承构件作用于各腿的大腿部、小腿部、脚部上，这样，容易给使用者带来不舒服之感。 

本发明是鉴于上述的问题而完成的，目的在于，提供一种在减少安装到利用者的各腿上的安装部位的同时还可以减轻利用者自身以其腿支撑在地面上的力的行走辅助装置的控制装置及其控制程序。此外，又一目的在于，提供一种可以用与利用者的各腿相对应的腿连杆适当地分担用于减轻利用者自身以其腿支撑在地面上的力的辅助力的行走辅助装置的控制装置及其控制程序。 

发明内容

为达到上述目的，本发明的第1发明的行走辅助装置的控制装置，具有：落座部，其从上方承接落座下来的利用者重量的一部分；大腿支架，其为左右一对，分别经第1关节连结于该落座部；小腿支架，其为左右一对，分别经第2关节连结于各大腿支架；脚部安装部，其为左右一对，分别经第3关节连结于各小腿支架，并且该左右一对的脚部安装部还分别安装在所述利用者的左右各腿的脚部上，在所述利用者的各腿呈支撑腿时而接地；左侧用致动器，其对由左侧的所述第1关节、大腿支架、第2关节、小腿支架、第3关节以及所述脚部安装部构成的左侧腿连杆的关节中的第2关节进行驱动；以及右侧用致动器，其对由右侧的所述第1关节、大腿支架、第2关节、小腿支架、第3关节以及所述脚部安装部构成的右侧腿连杆的关节中的第2关节进行驱动。 

其特征在于，具有：踏力计测机构，其依据设置在所述各脚部安装部上的第1力传感器的输出所表示的力检测值，来计测所述利用者的各腿的踏力；目标提起力设定机构，其设定作为从所述落座部作用给所述利用者的向上提起力的目标值的目标提起力；分配机构，其对应于所述利用者的左腿踏力和右腿踏力的比率，而将该目标提起力分配给所述各腿连杆，由此来决定所述目标提起力之中的左侧腿连杆的目标负担分量和右侧腿连杆的目标负担分量；以及致动器控制机构，其控制所述左侧用致动器，以使得从所述左侧腿连杆实际施加给所述落座部的提起力达到所述左侧腿连杆的目标负担分量，并且还控制所述右侧用致动器，以使得从所述右侧腿连杆实际施加给所述落座部的提起力达到所述右侧腿连杆的目标负担分量。 

根据该第1发明，行走辅助装置只有其各脚部安装部被安装在利用者的各腿的脚部上。另外，利用者只以其体重的一部分载置在所述落座部上即可。 

而且，在第1发明中，对应于由所述踏力计测机构计测得的利用者的左腿踏力和右腿踏力的比率，来分配由所述目标提起力设定机构设定的目标提起力。据此，来决定所述目标提起力之中的左侧腿连杆的目标负担分量和右侧腿连杆的目标负担分量。这种场合，由所述踏力计测机构计测得 的利用者的左腿踏力和右腿踏力的比率反映出这样的意思，即，利用者是怎样想用各腿将自身的体重支撑在地面上的。例如，如果左腿踏力相对大于右腿踏力，则说明利用者主要是想用右腿来支撑自身的重量的。因此，在第1发明中，对应于利用者的左腿踏力和右腿踏力的比率，而将目标提起力分配给行走辅助装置的各腿连杆，由此来决定各腿连杆的目标负担分量。据此，可以将目标提起力分配给各腿连杆，以使得适合于利用者所希望的各腿的动作状态。即，可以对照左腿踏力和右腿踏力的比率，来决定左侧腿连杆的目标负担分量和右侧腿连杆的目标负担分量的比率。另外，再具体而言，例如，只要使得右侧腿连杆的目标负担分量所占所述目标提起力的比例、与右腿踏力所占利用者的右腿踏力和左腿踏力之总和的比例相同地，来决定右侧腿连杆的目标负担分量即可。另外，只要使得左侧腿连杆的目标负担分量所占所述目标提起力的比例、与左腿踏力所占利用者的右腿踏力和左腿踏力之总和的比例相同地，来决定左侧腿连杆的目标负担分量即可。 

而且，在第1发明中，控制所述左侧用致动器，以使得从左侧腿连杆实际施加给所述落座部的提起力达到如上述那样决定的左侧腿连杆的目标负担分量。同样地，控制所述右侧用致动器，以使得从所述右侧腿连杆实际施加给所述落座部的提起力达到如上述那样决定的右侧腿连杆的目标负担分量。据此，以使得适合于利用者所希望的各腿的动作状态地使左右的腿连杆分担目标提起力，从而可以使其目标提起力从落座部作用给利用者。其结果，可以有效地减轻利用者的各腿的负担。 

所以，根据第1发明，可以在减少安装到利用者的各腿上的安装部位的同时，还可以减轻利用者自身以其腿支撑在地面上的力。此外，可以通过与利用者的各腿相对应的腿连杆来适当地分担其减轻用的辅助力(提起力)。 

另外，本发明的第2发明的行走辅助装置的控制装置，具有：落座部，其从上方承接落座下来的利用者重量的一部分；大腿支架，其为左右一对，分别经第1关节连结于该落座部；小腿支架，其为左右一对，分别经第2关节连结于各大腿支架；脚部安装部，其为左右一对，分别经第3关节连结于各小腿支架，并且该左右一对的脚部安装部还分别安装在所述利用者 的左右各腿的脚部上，在所述利用者的各腿呈支撑腿时而接地；左侧用致动器，对由左侧的所述第1关节、大腿支架、第2关节、小腿支架、第3关节以及所述脚部安装部构成的左侧腿连杆的关节中的第2关节进行驱动以及右侧用致动器，对由右侧的所述第1关节、大腿支架、第2关节、小腿支架、第3关节以及所述脚部安装部构成的右侧腿连杆的关节中的第2关节进行驱动。 

其特征在于，设置有：踏力计测机构，其依据设置在所述各脚部安装部上的第1力传感器的输出所表示的力检测值，来计测所述利用者的各腿的踏力；目标提起力设定机构，其设定作为从所述落座部作用给所述利用者的向上提起力的目标值的目标提起力；第2力传感器，其设置在所述各腿连杆的小腿支架的下端部与第3关节之间、或者各腿连杆的第3关节与脚部安装部之间；控制对象力计测机构，其依据该第2力传感器的输出所表示的力检测值，而将从所述地面实际传递给各腿连杆的小腿支架上的力作为控制对象力来进行计测；总目标提起力决定机构，其将所述目标提起力和支承力之总和决定为总目标提起力，而该支承力是指将从所述行走辅助装置的总体重量中减去该行走辅助装置之中的各第2力传感器的下侧部分的总重量而得到的重量支承在地面上用的力，或者将所述目标提起力、和将该行走辅助装置的总体重量支承在地面上用的支承力之总和决定为总目标提起力；分配机构，其对应于所述利用者的左腿踏力和右腿踏力的比率而将该总目标提起力分配给所述各腿连杆，由此来决定所述总目标提起力之中的左侧腿连杆的目标负担分量和右侧腿连杆的目标负担分量；以及致动器控制机构，其依据所述左侧腿连杆的控制对象力和目标负担分量，来控制所述左侧用致动器，以使得该左侧腿连杆的控制对象力与目标负担分量的差接近于0，并且还依据所述右侧腿连杆的控制对象力和目标负担分量，来控制所述右侧用致动器，以使得该右侧腿连杆的控制对象力与目标负担分量的差接近于0。 

根据该第2发明，与第1发明同样，行走辅助装置只有其各脚部安装部被安装在利用者的各腿的脚部上。另外，利用者只以其体重的一部分载置在所述落座部上即可。 

而且，在第2发明中，将由所述目标提起力设定机构设定的目标提起力和支承力之总和决定为总目标提起力，而该支承力是指将从所述行走辅助装置的总体重量中减去该行走辅助装置之中的各第2力传感器的下侧部分的总重量而得到的重量(以下在本部分中称为重量X)支承在地面上用的力，或者将所述目标提起力、和将该行走辅助装置的总体重量支承在地面上用的支承力之总和决定为总目标提起力。该总目标提起力是表示以两腿连杆或一方的腿连杆而将从利用者施加给落座部上的负载(与提起力均衡的负载)和与行走辅助装置的重量X或总体重量相当的重力之总和支承在地面上用的支承力。另外，一般情况下，行走辅助装置的重量X和总体重量大致相等。 

在第2发明中，对应于由所述踏力计测机构计测得的利用者的左腿踏力和右腿踏力的比率，来分配该总目标提起力。据此，来决定总目标提起力之中的左侧腿连杆的目标负担分量和右侧腿连杆的目标负担分量。这种场合，对应于利用者的左腿踏力和右腿踏力的比率，而将总目标提起力分配给行走辅助装置的各腿连杆，由此来决定各腿连杆的目标负担分量。据此，与所述第1发明同样，可以对照反映利用者所希望的各腿的动作的左腿踏力和右腿踏力的比率，来决定左侧腿连杆的目标负担分量和右侧腿连杆的目标负担分量间的比率。另外，再具体而言，与所述第1发明的场合同样，例如只要使得右侧腿连杆的目标负担分量所占所述总目标提起力的比例、与右腿踏力所占利用者的右腿踏力和左腿踏力之总和的比例相同地，来决定右侧腿连杆的目标负担分量即可。另外，左侧腿连杆的目标负担分量也与之同样。 

而且，在第2发明中，依据由所述控制对象力计测机构计测得的左侧腿连杆的控制对象力和由所述分配机构所决定的左侧腿连杆的目标负担分量，来控制所述左侧用致动器，以使得该左侧腿连杆的控制对象力与目标负担分量的差接近于0。同样地，依据由所述控制对象力计测机构计测得的右侧腿连杆的控制对象力和由所述分配机构所决定的目标负担分量，来控制所述右侧用致动器，以使得该右侧腿连杆的控制对象力与目标负担分量的差接近于0。 

这种场合，由所述控制对象力计测机构计测得的各腿连杆的控制对象力相当于针对总支承力而言的各腿连杆的实际的负担分量，而该总支承力是指用于支承从利用者施加给落座部上的负载、和与行走辅助装置的重量 X或总体重量相当的重力的力。因此，如上所述，通过控制各致动器，可以将各腿连杆的实际的负担分量可靠地控制在目标负担分量。另外，此时还可以将从落座部作用给利用者的实际的提起力控制在所述目标提起力。 

据此，在第2发明中，在考虑行走辅助装置的重量的同时，一边以使得适合于利用者所希望的各腿的动作状态地使左右的腿连杆分担总目标提起力，一边还可以使所设定的目标提起力适当地从落座部作用给利用者。其结果，可以更有效地减轻利用者的各腿的负担。 

所以，根据第2发明，可以在减少安装到利用者的各腿上的安装部位的同时，还可以减轻利用者自身以其腿支撑在地面上的力。此外，可以通过与利用者的各腿相对应的腿连杆来适当地分担其减轻用的辅助力(提起力)。 

在该第1发明、第2发明中，优选为所述各脚部安装部，其具有：供安装该脚部安装部的所述利用者的脚部从其脚尖侧插入的环状构件，并且还经该环状构件连结于所述第3关节(第3发明)。 

根据该第3发明，不是使从利用者施加给落座部上的负载(与所述提起力均衡的负载)和行走辅助装置的总体重量的两者的大部分作用给利用者，而是经所述环状构件(更准确一点说是经安装在呈支撑腿状态的腿的脚部上的脚部安装部的环状构件)使之作用于地面上。因此，利用者可以几乎不会感到有行走辅助装置的重量地来进行各腿的运动。 

另外，在所述第1～第3发明中，优选为所述各第1力传感器是由以下述的方式设置在各脚部安装部上的一个以上的力传感器构成，即，例如在所述利用者的各腿呈支撑腿时，该力传感器是介于其呈支撑腿的脚部的底面之中的该脚部的跖趾关节位置和脚踵位置中至少任何一方与地面之间的方式。而且，这种场合，所述踏力计测机构为下述的机构，即，将构成各脚部安装部的第1力传感器的各力传感器的输出所表示的检测值的总和作为该第1力传感器的力检测值，依据该总和的力检测值来计测出安装有该脚部安装部的所述利用者的脚的踏力的机构(第4发明)。 

据此，可以适当地计测出各腿的踏力。特别是，在利用者的脚部的底面之中的该脚部的跖趾关节位置和脚踵的位置的两位置，设置有力传感器的场合下，不必根据利用者的各脚部相对于地面的姿势，就可以适当地计 测出各腿的踏力。此外，根据这两者的力传感器(力检测值)，可以更加详细地把握利用者的腿的接地情况或行走情况。例如，在利用者上台阶时，有时会有：即使有跖趾关节位置的力传感器的输出(不为0的力检测值)，脚踵位置的力传感器的输出(力检测值)也几乎被维持在0的情况。另外，在利用者下坡路时，会有：脚踵位置的力传感器的输出大于跖趾关节位置的力传感器的输出的倾向。这样，在跖趾关节位置和脚踵位置的两位置设置有力传感器的场合(再普遍一点是指：设置了包括两者的力传感器在内的多个力传感器的场合)，可以根据各力传感器的输出，推定出利用者的行走状态，也可以将其推定结果活用在本发明中。 

另外，第4发明也可以是这样的构成，即，只在跖趾关节位置和脚踵位置中的任何一方来设置力传感器。这种场合，第1力传感器只由1个力传感器构成，构成该第1力传感器的各力传感器的输出的总和则意味着其1个力传感器的输出所表示的力检测值。另外，在第4发明中，如所述第3发明那样在各脚部安装部具有环状构件时，构成第1力传感器的各力传感器只要是配置在环状构件的底部与脚部的底面之间、或者配置在环状构件的底部的前侧或后侧且在脚部的底面位置即可。 

另外，在所述第3发明中，也可以使得支承所述利用者的脚部的脚部支承构件是以与所述各脚部安装部的环状构件呈非接触状态而配置在该环状构件的内侧；该脚部支承构件经所述第1力传感器而被吊设在该环状构件上(第5发明)。另外，所谓“该脚部支承构件经所述第1力传感器而被吊设在该环状构件上”是，为了使得从下方支承脚部支承构件的力不作用到脚部支承构件上，而经第1力传感器将脚部支承构件垂吊在环状构件上。 

根据该第5发明，可以使得与利用者的各腿呈支撑腿时的踏力同等大小的力(牵引力)在所述环状构件与脚部支承构件之间作用于所述第1力传感器。由此，依据该第1力传感器的输出所表示的检测值，可以适当地计测出利用者支撑腿时的踏力。 

另外，脚部支承构件最好具有与几乎是利用者脚部的底面的全体接触的板状的部分(脚底部)。这种场合，只要是，例如将拱状构件的两端部连结在脚底部的两侧部，可以使得利用者的脚部从其脚尖侧插入，并且将该 拱状构件的外面部经所述第1力传感器而连结于所述环状构件的里面部即可。另外，在所述第5发明中，第1力传感器虽然可以由单一的力传感器构成，但是，也可以由多个力传感器构成。 

另外，在第1～第5发明中，优选为在所述第1力传感器的力检测值为规定的第1阈值以下时，所述踏力计测机构则将安装在具有该第1力传感器的所述脚部安装部上的脚部的踏力的计测值置于0(第6发明)。 

据此，在第1力传感器的力检测值为微小时，即，在利用者不希望提起力或重量负担在设置有该第1力传感器的脚部安装部的一侧腿上的状态下，则可以防止使提起力或重量负担在设置有脚部安装部的腿连杆上的问题。此外，还可以排除含在第1力传感器的力检测值中的微小噪音等的影响。 

此外，在第1～第6发明中，优选为在所述第1力传感器的力检测值为规定的第2阈值以上时，所述踏力计测机构则将预先设定的规定的上限值作为安装在具有该第1力传感器的所述脚部安装部上的脚部的踏力的计测值(第7发明)。 

即，从所述第1力传感器的力检测值把握得来的利用者的各腿的踏力不是如一般情况那样圆滑地变化。而且，由于两腿的踏力的比率若频繁地变动，与之相应地，各腿连杆的目标负担分量也频繁地变动，因此，容易有损于行走辅助装置的稳定性。所以，如第7发明，对脚部的踏力的计测值进行了限制。据此，特别是在利用者的两腿呈支撑腿的时期(所谓两腿支承期)，可以防止两腿的踏力的比率频繁地变动。进而可以提高行走辅助装置的稳定性。另外，第7发明中的第2阈值是比所述第6发明中的第1阈值大的值。另外，在并用第6发明与第7发明的场合，当第1力传感器的力检测值为第1阈值与第2阈值之间的值时，只要根据第1力传感器的检测值，使踏力的计测值从0到所述上限值呈线性变化即可。 

另外，在所述第1～第7发明中，优选为设置有：位移量传感器，其产生与所述第2关节的位移量对应的输出；关节位移量计测机构，其依据该位移量传感器的输出来计测各第2关节的位移量；以及目标负担分量修正机构，其依据所计测得的各腿连杆的第2关节的位移量，来求解出所述第3关节与所述落座部间的间隔、与规定的基准值之间的偏差，并以使得 其偏差接近于0地而对各腿连杆的所述目标负担分量进行修正(第8发明)。 

据此，通过该腿连杆所对应的致动器，可以产生这样的还原力(犹如弹簧那样的还原力)，即，该还原力可使该腿连杆的实际的姿势还原成：各腿连杆的第3关节与落座部间的间隔、与所述规定的基准值相一致的姿势。此时，由于利用者一旦进行其腿的膝盖弯曲，上述间隔则小于规定的基准值，从落座部作用给利用者的提起力变大，因此，利用者容易体会到其辅助之感。此外，通过上述还原力，还可以防止各腿连杆的姿势支离成不恰当的姿势。另外，各腿连杆的大腿支架与小腿支架之间的相对姿势关系是由第2关节的位移量来决定的。由此，通过计测该第2关节的位移量，以其位移量的计测值为基础，可以求得该腿连杆的第3关节与落座部间的间隔、与规定的基准值之间的偏差。 

在该第8发明中，优选为所述目标负担分量修正机构进一步详细而言由下述各机构构成，即，是由：根据所述左侧腿连杆所对应的偏差，通过反馈控制规则，来求解出用于使该偏差接近于0的要求力的机构；通过将相对于所述利用者的左腿踏力与右腿踏力之总和而言的左腿踏力的比例乘以所求得的要求力，来决定左腿连杆的所述目标负担分量的修正量，并通过该修正量来修正左腿连杆的所述目标负担分量的机构；根据所述右侧腿连杆所对应的偏差，通过反馈控制规则，来求解出用于使该偏差接近于0的要求力的机构；以及通过将相对于所述利用者的左腿踏力与右腿踏力之总和而言的右腿踏力的比例乘以所求得的要求力，来决定右腿连杆的所述目标负担分量的修正量，并通过该修正量来修正右腿连杆的所述目标负担分量的机构(第9发明)。 

据此，可以对照相对于所述利用者的左腿踏力与右腿踏力之总和而言的该腿连杆侧的利用者的腿踏力的比例，来使每个腿连杆产生所述还原力。所以，不增加利用者的腿的负担，就可以产生所述还原力，从而可以提高行走辅助装置的稳定性。 

另外，在所述第2发明中，优选为设置有指示是否进行所述提起力的控制的切换开关；所述总目标提起力决定机构，在所述切换开关的操作状态是指示进行所述提起力的控制的操作状态时，则将所述目标提起力和支 承力之总和决定为总目标提起力，而该支承力是指将从所述行走辅助装置的总体重量中减去该行走辅助装置之中的各第2力传感器的下侧部分的总重量而得到的重量支承在地面上用的力，或者将所述目标提起力、和将该行走辅助装置的总体重量支承在地面上用的支承力之总和决定为总目标提起力，而在所述切换开关的操作状态是指示不进行所述提起力的控制的操作状态时，则将由所述控制对象力计测机构计测得的两腿连杆的各自的控制对象力之总和决定为所述总目标提起力(第10发明)。 

此外，在所述第2发明中，优选为在如所述第8发明那样设置有第2关节的位移量传感器和目标负担分量修正机构的基础上，又设置有指示是否进行所述提起力的控制的切换开关的场合下，所述总目标提起力决定机构，在所述切换开关的操作状态是指示进行所述提起力的控制的操作状态时，则将所述目标提起力和支承力之总和决定为总目标提起力，而该支承力是指将从所述行走辅助装置的总体重量中减去该行走辅助装置之中的各第2力传感器的下侧部分的总重量而得到的重量支承在地面上用的力，或者将所述目标提起力、和将该行走辅助装置的总体重量支承在地面上用的支承力之总和决定为总目标提起力，而在所述切换开关的操作状态是指示不进行所述提起力的控制的操作状态时，则将下述的值决定为所述总目标提起力，即该值是指从由所述控制对象力计测机构计测得的两腿连杆的各自的控制对象力之总和中、减去由所述目标负担分量修正机构得到的两腿连杆的各自的目标负担分量的修正量之后的值(第11发明)。 

在该第10发明及第11发明中，在所述切换开关的操作状态是指示不进行所述提起力的控制的操作状态时，基本上是在利用者与落座部之间处于没有作用力的平衡状态。也即，可以使得落座部不对利用者作用有提起力，同时还可以保持在使落座部接触于利用者的状态。所以，利用者可以容易落座于落座部。而且，在该状态下，所述切换开关的操作状态一旦变为指示进行所述提起力的控制的操作状态，所述目标提起力则从落座部作用给利用者。由此，可以圆滑地进行提起力作用给利用者的模式与不作用给利用者的模式之间的转换。 

另外，在第10发明中，也可以对所述第3～第9发明的技术构成进行组合。另外，在第11发明中，也可以对所述第3～第7发明的技术构成进 行组合。此外，在第11发明中，目标负担分量修正机构进一步详细而言，优选是如所述第9发明那样来构成。 

接着，本发明的第12、第13发明为行走辅助装置的控制用程序，第12发明的行走辅助装置的控制用程序的特征在于，使控制具有下述构成的行走辅助装置用的电脑执行下述的处理，即，上述的行走辅助装置具有：落座部，其从上方承接落座下来的利用者重量的一部分；大腿支架，其为左右一对，分别经第1关节连结于该落座部；小腿支架，其为左右一对，分别经第2关节连结于各大腿支架；脚部安装部，其为左右一对，分别经第3关节连结于各小腿支架，并且还分别安装在所述利用者的左右各腿的脚部上，在所述利用者的各腿呈支撑腿时而接地；左侧用致动器，对由左侧的所述第1关节、大腿支架、第2关节、小腿支架、第3关节以及脚部安装部构成的左侧腿连杆的关节中的第2关节进行驱动；右侧用致动器，对由右侧的所述第1关节、大腿支架、第2关节、小腿支架、第3关节以及脚部安装部构成的右侧腿连杆的关节中的第2关节进行驱动；以及第1力传感器，其为了计测所述利用者的各腿的踏力而设置在所述各脚部安装部上；另外，上述的处理包括：提取所述第1力传感器的输出，并依据该输出所表示的力检测值，来计测所述利用者的各腿的踏力的处理；提取作为从所述落座部作用给所述利用者的向上提起力的目标值的目标提起力的设定值，并对应于所述利用者的左腿踏力和右腿踏力的比率来分配该目标提起力的设定值，由此来决定该目标提起力之中的左侧腿连杆的目标负担分量和右侧腿连杆的目标负担分量的处理；以及生成用于控制所述左侧用致动器的控制输出，以使得从所述左侧腿连杆实际施加给所述落座部的提起力达到前述所决定的左侧腿连杆的目标负担分量，并且还生成用于控制所述右侧用致动器的控制输出，以使得从所述右侧腿连杆实际施加给所述落座部的提起力达到前述所决定的右侧腿连杆的目标负担分量的处理。 

因此，根据第12发明，与第1发明同样，可以在减少安装到利用者的各腿上的安装部位的同时，还可以减轻利用者自身以其腿支撑在地面上的力。此外，可以通过与利用者的各腿相对应的腿连杆来适当地分担其减轻用的辅助力(提起力)。 

另外，第13发明的行走辅助装置的控制用程序的特征在于，使控制 具有下述构成的行走辅助装置用的电脑执行下述的处理，即，上述的行走辅助装置具有：落座部，其从上方承接落座下来的利用者重量的一部分；大腿支架，其为左右一对，分别经第1关节连结于该落座部；小腿支架，其为左右一对，分别经第2关节连结于各大腿支架；脚部安装部，其为左右一对，分别经第3关节连结于各小腿支架，并且还分别安装在所述利用者的左右各腿的脚部上，在所述利用者的各腿呈支撑腿时而接地；左侧用致动器，对由左侧的所述第1关节、大腿支架、第2关节、小腿支架、第3关节以及脚部安装部构成的左侧腿连杆的关节中的第2关节进行驱动；右侧用致动器，对由右侧的所述第1关节、大腿支架、第2关节、小腿支架、第3关节以及脚部安装部构成的右侧腿连杆的关节中的第2关节进行驱动；第1力传感器，其为了计测所述利用者的各腿的踏力而设置在所述各脚部安装部上；以及第2力传感器，其设置在所述各腿连杆的小腿支架的下端部与第3关节之间、或者各腿连杆的第3关节与脚部安装部之间；另外，上述的处理包括：提取所述第1力传感器的输出，并依据该输出所表示的力检测值，来计测所述利用者的各腿的踏力的处理；提取所述第2力传感器的输出，并依据该输出所表示的力检测值，而将从所述地面传递给各腿连杆的小腿支架上的力作为控制对象力来进行计测的处理；提取作为从所述落座部作用给所述利用者的向上提起力的目标值的目标提起力的设定值，并将该目标提起力的设定值和支承力之总和决定为总目标提起力，而该支承力是指将从所述行走辅助装置的总体重量中减去该行走辅助装置之中的各第2力传感器的下侧部分的总重量而得到的重量支承在地面上用的力，或者将所述目标提起力、和将该行走辅助装置的总体重量支承在地面上用的支承力之总和决定为总目标提起力的处理；对应于所述利用者的左腿踏力和右腿踏力的比率而将所决定的总目标提起力分配给所述各腿连杆，由此来决定所述总目标提起力之中的左侧腿连杆的目标负担分量和右侧腿连杆的目标负担分量的处理；以及依据所述左侧腿连杆的控制对象力和目标负担分量，来生成用于控制所述左侧用致动器的控制输出，以使得该左侧腿连杆的控制对象力与目标负担分量的差接近于0，并且还依据所述右侧腿连杆的控制对象力和目标负担分量，来生成用于控制所述右侧用致动器的控制输出，以使得该右侧腿连杆的控制对象力与目标负担分量 的差接近于0的处理。 

根据第13发明，与所述第2发明同样，在考虑行走辅助装置的重量的同时，一边以使得适合于利用者所希望的各腿的动作状态地使左右的腿连杆分担总目标提起力，一边还可以使所设定的目标提起力适当地从落座部作用给利用者。其结果，可以更有效地减轻利用者的各腿的负担。 

因此，根据第13发明，可以在减少安装到利用者的各腿上的安装部位的同时，还可以减轻利用者自身以其腿支撑在地面上的力。此外，可以通过与利用者的各腿相对应的腿连杆来适当地分担其减轻用的辅助力(提起力)。 

另外，在第12发明、第13发明中，最好是，所述行走辅助装置如所述第3发明那样具有环状构件。这种场合，也可以如所述第5发明那样，具有所述脚部支承构件，将该脚部支承构件经所述第1力传感器而吊设在该环状构件上。这种场合，第1力传感器虽然可以由单一的力传感器构成，但是，也可以由多个力传感器构成。 

在第12发明、第13发明中，所述各第1力传感器是由以下述的方式设置在各脚部安装部上的一个以上的力传感器构成，即，在所述利用者的各腿呈支撑腿时，该力传感器是介于其呈支撑腿的脚部的底面之中的该脚部的跖趾关节位置和脚踵位置中至少任何一方与地面之间的方式，此时，优选为计测所述踏力的处理为下述的处理，即，将构成各脚部安装部的第1力传感器的各力传感器的输出所表示的检测值的总和作为该第1力传感器的力检测值，依据该力检测值来计测出安装有该脚部安装部的所述利用者的脚的踏力的处理(第14发明)。 

根据该第14发明，与所述第4发明同样，可以适当地计测出各腿的踏力。特别是，在利用者的脚部的底面之中的该脚部的跖趾关节位置和脚踵的位置的两位置设置有力传感器的场合下，不必根据利用者的各脚部相对于地面的姿势，就可以适当地计测出各腿的踏力。另外，在设置了包括跖趾关节位置的力传感器和脚踵的位置的力传感器在内的多个力传感器的场合下，可以根据各力传感器的输出，推定出利用者的行走状态，也可以将其推定结果活用在本发明中。 

另外，在第12～第14发明中，优选为计测所述踏力的处理为下述的 处理，即，在所述第1力传感器的力检测值为规定的第1阈值以下时，则将安装在具有该第1力传感器的所述脚部安装部上的脚部的踏力的计测值置于0的处理(第15发明)。 

根据该第15发明，与所述第6发明同样，在第1力传感器的力检测值为微小时，可以防止使提起力或重量负担在腿连杆上的问题。此外，还可以排除含在第1力传感器的力检测值中的微小噪音等的影响。 

此外，在第12～第15发明中，优选为计测所述踏力的处理为下述的处理，即，在所述第1力传感器的力检测值为规定的第2阈值以上时，则将预先设定的规定的上限值作为安装在具有该第1力传感器的所述脚部安装部上的脚部的踏力的计测值的处理(第16发明)。 

据此，与所述第7发明同样，特别是在利用者的两腿呈支撑腿的时期(所谓两腿支承期)，可以防止两腿的踏力的比率频繁地变动。进而可以提高行走辅助装置的稳定性。另外，第16发明中的第2阈值是比所述第15发明中的第1阈值大的值。另外，在并用第15发明与第16发明的场合，当第1力传感器的力检测值为第1阈值与第2阈值之间的值时，只要根据第1力传感器的检测值，使踏力的计测值从0到所述上限值呈线性变化即可。 

另外，在第12～第16发明中，优选为所述行走辅助装置设置有产生与所述第2关节的位移量对应的输出的位移量传感器；使所述电脑进一步执行下述的处理，即，提取所述位移量传感器的输出，依据该输出来计测各第2关节的位移量，并依据所计测得的各腿连杆的第2关节的位移量，来求解出所述第3关节与所述落座部间的间隔、与规定的基准值之间的偏差的处理；以及以使得所求得的偏差接近于0地而对各腿连杆的所述目标负担分量进行修正的处理(第17发明)。 

据此，与所述第8发明同样，通过该腿连杆所对应的致动器，可以产生这样的还原力(犹如弹簧那样的还原力)，即，该还原力可使该腿连杆的实际的姿势还原成：各腿连杆的第3关节与落座部间的间隔、与所述规定的基准值相一致的姿势。此时，由于利用者一旦进行其腿的膝盖弯曲，上述间隔则小于规定的基准值，从落座部作用给利用者的提起力变大，因此，利用者容易体会到其辅助之感。此外，通过上述还原力，还可以防止各腿 连杆的姿势支离成不恰当的姿势。 

而且，在该第17发明中，优选为修正所述目标负担分量的处理由下述各处理构成，即，是由：根据所述左侧腿连杆所对应的偏差，通过反馈控制规则，来求解出用于使该偏差接近于0的要求力的处理；通过将相对于所述利用者的左腿踏力与右腿踏力之总和而言的左腿踏力的比例乘以所求得的要求力，来决定左腿连杆的所述目标负担分量的修正量，并通过其修正量来修正左腿连杆的所述目标负担分量的处理；根据所述右侧腿连杆所对应的偏差，通过反馈控制规则，来求解出用于使该偏差接近于0的要求力的处理；以及通过将相对于所述利用者的左腿踏力与右腿踏力之总和而言的右腿踏力的比例乘以所求得的要求力，来决定右腿连杆的所述目标负担分量的修正量，并通过其修正量来修正右腿连杆的所述目标负担分量的处理(第18发明)。 

据此，与所述第9发明同样，可以对照相对于所述利用者的左腿踏力与右腿踏力之总和而言的该腿连杆侧的利用者的腿踏力的比例，来使每个腿连杆产生所述还原力。所以，不增加利用者的腿的负担，就可以产生所述还原力，从而可以提高行走辅助装置的稳定性。 

另外，在所述第13发明中，优选为指示是否进行所述提起力的控制的切换开关设置在所述行走辅助装置上；决定所述总目标提起力的处理为下述的处理，即，在所述切换开关的操作状态是指示进行所述提起力的控制的操作状态时，将所述目标提起力的设定值和支承力之总和决定为总目标提起力，而该支承力是指将从所述行走辅助装置的总体重量中减去该行走辅助装置之中的各第2力传感器的下侧部分的总重量而得到的重量支承在地面上用的力，或者将所述目标提起力、和将该行走辅助装置的总体重量支承在地面上用的支承力之总和决定为总目标提起力，而在所述切换开关的操作状态是指示不进行所述提起力的控制的操作状态时，则将所计测得的两腿连杆的各自的控制对象力之总和决定为所述总目标提起力(第19发明)。 

另外，在所述第13发明中，最好是，所述行走辅助装置设置有：位移量传感器，其产生与所述第2关节的位移量对应的输出；以及切换开关，其指示是否进行所述提起力的控制；如所述第17发明同样，使所述电脑进 一步执行下述的处理，即，提取所述位移量传感器的输出，依据该输出来计测各第2关节的位移量，并依据所计测得的各腿连杆的第2关节的位移量，来求解出所述第3关节与所述落座部间的间隔、与规定的基准值之间的偏差的处理；以及以使得所求得的偏差接近于0地而对各腿连杆的所述目标负担分量进行修正的处理，在这种场合下，决定所述总目标提起力的处理是由下述的处理构成，即，在所述切换开关的操作状态是指示进行所述提起力的控制的操作状态时，则将所述目标提起力的设定值和支承力之总和决定为总目标提起力，而该支承力是指将从所述行走辅助装置的总体重量中减去该行走辅助装置之中的各第2力传感器的下侧部分的总重量而得到的重量支承在地面上用的力，或者将所述目标提起力、和将该行走辅助装置的总体重量支承在地面上用的支承力之总和决定为总目标提起力，而在所述切换开关的操作状态是指示不进行所述提起力的控制的操作状态时，则将下述的值决定为所述总目标提起力，该值是指从所计测得的两腿连杆的各自的控制对象力之总和中、减去由修正所述目标负担分量的处理而得到的两腿连杆的各自的目标负担分量的修正量之后的值(第20发明)。 

根据该第19发明、第20发明，与所述第10发明、第11发明同样，在所述切换开关的操作状态是指示不进行所述提起力的控制的操作状态时，基本上是处于在利用者与落座部之间没有作用力的状态而达到平衡。也即，可以使得落座部不对利用者作用有提起力，同时还可以保持在使落座部接触于利用者的状态。所以，利用者可以容易落座于落座部。而且，在该状态下，所述切换开关的操作状态一旦变为指示进行所述提起力的控制的操作状态，所述目标提起力则从落座部作用给利用者。由此，可以圆滑地进行提起力作用给利用者的模式与不作用给利用者的模式之间的转换。 

另外，在第19发明中，也可以对所述第14～第18发明的技术构成进行组合。另外，在第20发明中，也可以对所述第14～第16发明的技术构成进行组合。此外，在第20发明中，修正目标负担分量的处理进一步详细而言，最好是如所述第18发明那样来构成。 

作为补充，在以上所说明的第1～第20发明中，所述落座部只要是， 例如利用者能横跨落座部落座下来(以使落座部处于利用者的两腿的根部之间的方式落座于该落座部上)的构件(座板)即可。这种场合，各腿连杆的第1关节最好设置在落座部的下侧。另外，各腿连杆的第1关节最好是能够进行例如各腿连杆的内转·外转运动和前后方向的摇摆运动的且具有至少围绕2轴转动的旋转自由度的关节。另外，各腿连杆的第2关节虽然可以是例如具有左右方向的围绕1轴转动的旋转自由度的关节，但是，也可以是直动型的关节。另外，各腿连杆的第3关节优选是具有围绕3轴转动的旋转自由度的关节。 

附图说明

图1是表示适用了本发明的第1实施方式的行走辅助装置的侧视图(箭头指向面上的视图)。 

图2是表示图1中II-II指向的视图。 

图3是表示图1中III-III线的剖面图。 

图4是表示图1的行走辅助装置的控制装置的大致构成(硬件构成)的方框图。 

图5是表示图4的控制装置所具有的运算处理部51的功能性构成的方框图。 

图6是表示运算处理部51的踏力计测处理机构60R、60L的处理流程的方框图。 

图7是表示在图6的S104处理中所使用的曲线图。 

图8是表示运算处理部51的膝盖角度计测处理机构61R、61L的处理以及支承力计测处理机构62R、62L的处理的流程的方框图。 

图9是用于说明图8中的S201及S203处理的示意图。 

图10是表示运算处理部51的左右目标提起力决定机构63的处理流程的方框图。 

图11是表示运算处理部51的反馈操作量决定机构64R、64L的处理流程的方框图。 

图12是表示运算处理部51的前馈操作量决定机构65R、65L的处理流程的方框图。 

图13是用于说明图12的S502处理的示意图。 

图14是表示在本发明的第2实施方式中所使用的曲线图。 

图15是表示本发明的第3实施方式中的脚部安装部的构成示意图。 

具体实施方式

下面，参照附图说明本发明的第1实施方式。 

首先，参照图1～图3，说明本实施方式的行走辅助装置的结构。另外，这些图1～图3中的行走辅助装置1，是以将其安装在利用者A(如假想线所示)上并使之动作的状态来图示的。这种场合，图示的利用者A以大致直立姿势站立。但在图2中，为了能容易理解行走辅助装置1的结构，则采用了利用者A的两腿成左右分开的姿势。 

参照图1及图2，行走辅助装置1为支承利用者A的体重一部分(与以其腿支承自身的体重的场合相比，可减轻利用者A以其自身的腿(支撑腿)支承的重量)的体重减负协助装置。该行走辅助装置1具有：供利用者A落座的落座部2；以及连结于该落座部2的左右一对腿连杆3L、3R。腿连杆3L、3R为相互相同的结构。另外，在图1中，腿连杆3L、3R以相同姿势并排在利用者A的左右方向(垂直于图1纸面的方向)，在该状态下，在图面上呈重叠状(左侧的腿连杆3L位于图面的表面)。 

在此，在本说明书的实施方式的说明中，使用符号“R”时则是表示与利用者A的右腿或行走辅助装置1的右侧的腿连杆3R有关的意思，而使用符号“L”时则是表示与利用者A的左腿或行走辅助装置1的左侧的腿连杆3L有关的意思。但是，在没有必要区别左右时，则会时不时地省略R、L。 

落座部2为座板状，以使得利用者A能以横跨落座部2的方式(使落座部2配置利用者A的两腿的根部之间)落座于该落座部2上。通过该落座，利用者A的体重一部分从落座部2上方施加给落座部2。 

另外，落座部2的前端部2f与后端部2r如图1所示，突出到上方一侧。据此，利用者A的相对于落座部2的落座位置(前后方向的位置)被限制在落座部2的前端部2f与后端部2r之间。另外，落座部2的前端部2f如图2所示，形成为分岔状。 

各腿连杆3分别设有：经第1关节10连结于落座部2的下面部的大腿支架11；经第2关节12连结于该大腿支架11的小腿支架13；以及经第3关节14连结于该小腿支架13的脚部安装部15。 

各腿连杆3的第1关节10是相当于利用者的胯关节的关节，并可以进行该腿连杆3的左右方向的围绕轴转动的摇摆运动(腿连杆3的前后方向的摆出运动)、以及前后方向的围绕轴转动的摇摆运动(内转·外转运动)。该第10关节配置在落座部2的下侧。而且，该第1关节10具有：在落座部2的下面部的靠近前侧位置和后端位置以同轴方式被配置于图1中用点画线来表示的前后方向的轴心C上的一对轴销20f、20r、分别转动自如地以轴支承在该轴销20f、20r上的托架21f、21r、固定在这些托架21f、21r的下端部的圆弧状的导轨22、以及沿着该导轨22移动自如地支承在该导轨22上的板23。从该板板23朝向斜前下方延设出有所述大腿支架11。该大腿支架11为大致杆状的构件，并与板板23构成为一体。 

轴销20f、20r的各自的两端部(前后端部)经由固定在落座部2的下面部上的轴承24f、24r，而被固定在该落座部2上。而且，托架21f的上端部嵌合于轴销20f的中间部的外周，并轴支承在该轴销20f上。据此，可使得该托架21f围绕轴销20f的轴心C而转动自如。同样地，托架21r的上端部嵌合于轴销20r的中间部的外周，并轴支承在该轴销20r上。据此，可使得该托架21r围绕轴销20r的轴心C而转动自如。因此，各第1关节10的导轨22可以与托架21f、21r一起，以轴销20f、20r的轴心C为转动轴心而进行摇动。另外，在本实施方式中，腿连杆3R、3L的各自的第1关节10R、10L以转动轴心C为通用轴心，腿连杆3R的第1关节10R与腿连杆3L的第1关节10L共用轴销20f、20r。即，右侧的第1关节10R的托架21fR与左侧的第1关节10L的托架21f L中的任何一个均轴支承在通用的轴销20f上。另外，右侧的第1关节10R的托架21rR与左侧的第1关节10L的托架21rL中的任何一个均轴支承在通用的轴销20r上。 

各腿连杆3的第1关节10的板23是以与包括导轨22的圆弧在内的面平行的姿势接近于该导轨22而配置。如图1所示，在该板23上固定有：具有多个(例如4个)转动自如的辊25的托架26。而且，该托架26的辊25以相同数量在导轨22的上表面(内周面)及下表面(外周面)相卡合。据 此，可使得板23沿着导轨22移动自如。这种场合，导轨22与落座部2的位置关系、以及导轨22的圆弧的半径是这样设定的，即如图1所示，在箭头指向面上观看行走辅助装置1时，使得导轨22的圆弧的中心点P处于落座部2的上侧。 

通过以上说明的第1关节10的构成，可使得与板23呈一体的大腿支架11围绕利用者A的前后方向上的转动轴心C而摇动自如。而且，通过该摇动运动，可使得各腿连杆3进行内转·外转运动。另外，可使得与板23呈一体的大腿支架11围绕通过所述中心点P的轴(更准确而言是围绕与包括导轨22的圆弧在内的面垂直且通过中心点P的轴)而摇动自如。而且，通过该摇动摆动，可使得各腿连杆3进行前后的摆出运动。另外，在本实施方式中，第1关节10是可进行围绕前后方向及左右方向的2轴转动的旋转运动的关节。不过，也可以在围绕前后方向及左右方向的2轴转动的旋转运动的基础上，还能进行围绕上下方向的轴转动的旋转运动(各腿连杆3的内旋转·外旋转运动)地(即，可以进行围绕3轴转动的旋转运动)来构成第1关节。或者，第1关节也可以是只能进行围绕左右方向的1轴转动的旋转运动的关节。 

另外，如图1所示，在箭头指向面上观看行走辅助装置1时，各腿连杆3的第1关节10的板23是从所述托架26的位置朝向落座部2的后方一侧而延设的。而且，在该板23的后端部，以同轴方式安装有：电动机27、以及作为检测该电动机27转子的旋转角(从规定的基准位置开始的旋转角)用的旋转角检测机构的旋转编码器28。在本实施方式中，对各腿连杆3的第1～第3关节10、12、14之中的第2关节12进行驱动。上述电动机27是对第2关节12进行驱动的致动器。另外，旋转编码器28所检测的旋转角用于计测第2关节12的旋转角(弯曲角度)。另外，左侧腿连杆3L的电动机27L与右侧腿连杆3R的电动机27R，分别相当于本发明中的左侧用执行机构与右侧用执行机构。另外，各旋转编码器28相当于本发明中的位移量传感器。各致动器可以使用油压或气压式的致动器。另外，各致动器也可以例如经适当的托座而固定在落座部2的后部。或者，也可以将各致动器安装在各腿连杆3的第2关节12上，以能直接对该第2关节12进行驱动。另外，位移量传感器也可以直接安装在各腿连杆3的第2关节12 上。此外，替换旋转编码器，也可以由电位器等来构成。 

各腿连杆3的第2关节12相当于利用者A的膝关节，是可以进行该腿连杆3的伸展·弯曲运动的关节。该第2关节12是通过具有左右方向的轴心(更准确而言是指与包括所述导轨22的圆弧在内的面垂直的方向的轴心)的轴销29而将大腿支架11下端部与小腿支架13的上端部连结起来。而且，通过该第2关节12，可使小腿支架13相对于大腿支架11而围绕其轴销29自如地进行相对转动。另外，在该第2关节12上，设置有可对小腿支架13相对于大腿支架11而言的转动可能范围进行限制的未图示的制动器。 

各腿连杆3的小腿支架13是从该腿连杆3的第2关节12朝向斜下方延伸的大致杆状的构件。进一步详细而言，该小腿支架13是这样构成的，即，经介于该两者之间的力传感器30(它相当于本发明中的第2力传感器)而将下部小腿支架13b与上部小腿支架13a连结起来，其中该下部小腿支架13b是由靠近第3关节14的部分构成的，而该上部小腿支架13a为杆状，并是由相对于该下部小腿支架13b而言为上侧的部分构成的。使得下部小腿支架13b比上部小腿支架13a足够短小。据此，力传感器30被配置在第3关节14的附近。该力传感器30为奇石乐(kistler)传感器(注册商标)的力传感器。进一步详细而言，该力传感器30是用于检测3轴的并行力(与力传感器30的表面垂直的轴向的并行力和与该表面平行且相互正交的2个轴向的并行力)的3轴力传感器。不过，在本实施方式中，如后面所述，只利用了所检测得的3轴并行力之中的2轴并行力的检测值。因此，力传感器30也可以由检测2轴的并行力用的2轴力传感器来构成。 

另外，在小腿支架13的上部小腿支架13a的上端部，固定有：围绕所述第2关节12的轴销29转动且与该小腿支架13呈一体而转动自如的滑轮31。在该滑轮31的外周部，固定有：作为驱动力传递机构的一对钢丝绳32a、32b，其可将所述电动机27的转动驱动力传递给该滑轮31。这些钢丝绳32a、32b是从滑轮31的外周部的直径方向上相向的两位置且分别是在该滑轮31的切线方向被引出。而且，该钢丝绳32a、32b穿过沿着大腿支架11配设的未图示的管式橡胶管(钢丝绳的保护管)的内部而连结于电动机27的转动驱动轴(图示略)。这种场合，使来自电动机27的张力付与 钢丝绳32a、32b，以使得通过电动机27的转动驱动轴的正转，钢丝绳32a、32b中的一方被滑轮31所卷曲，并且另一方则从滑轮31被引出，另外，还使得通过电动机27的转动驱动轴的反转，钢丝绳32a、32b中的另一方被滑轮31所卷曲，并且一方则从滑轮31被引出。据此，电动机27的转动驱动力经钢丝绳32a、32b而被传递给滑轮31，从而该滑轮31则被驱动(固定该滑轮31的小腿支架13则相对于大腿支架11而围绕第2关节12的轴销29的轴心进行转动)。 

另外，小腿支架13的下部小腿支架13b的下端部如图3所示，是形成为分岔状的分岔部13bb。 

各腿连杆3的第3关节14是相当于利用者A的脚踝关节的关节。该第3关节14在本实施方式中如图3所示，由可以围绕3轴进行转动的自由接头(free joint)33(参照图3)构成。而且，该自由接头33被安装在小腿支架13的下部小腿支架13b的所述分岔部13bb之间，并连结该小腿支架13的下端部(分岔部13bb)与脚部安装部15的上部的连结部34。据此，脚部安装部15相对于小腿支架13可以进行3自由度的转动。另外，在围绕脚部安装部15的前后方向的轴的转动中，其可能转动的范围受到小腿支架13的分岔部13bb的限制。 

各腿连杆3的脚部安装部15具有：供利用者A的各脚部穿的鞋35；以及收装在该鞋35的内部的马镫形状的环状构件36。该环状构件36的上端部固定在所述连结部34。而且，环状构件36如图3所示，以使其平坦的底板部抵接于鞋35的内部底面，且使连接于其底板部两端的弯曲部抵接于鞋35的横截面的侧壁的方式，被收装在鞋35的内部。另外，以覆盖鞋35的内部底面和环状构件36的底板部的方式而在鞋35的内部插入有由刚体板构成的中铺构件37(图1中省略图示)。还有，连结部34经鞋35的鞋带安装部的开口而被插入鞋35的内部。 

在将各腿连杆3的脚部安装部15安装在利用者A的各脚部上时，使其脚部的脚尖侧的部分通过环状构件36的内部，且使所述中铺构件37铺在该脚部的底面地而将利用者A的脚部从鞋35的穿鞋口插入。而且，在该状态下，系紧鞋带，则使得脚部安装部15安装在该脚部上。 

另外，在脚部安装部15的中铺构件37的下面，且在鞋35的前部侧 位置(与环状构件36的底板部相比而处于前侧的位置)与后部侧位置(与环状构件36的底板部相比而处于后侧的位置)安装有力传感器38、39。前侧的力传感器38以几乎是处于安装有脚部安装部15的利用者A的脚部的MP关节(跖趾关节)的正下方位置的方式来配置的。另外，后侧的力传感器39以几乎是处于该脚部的脚踵的正下方位置的方式来配置的。这两力传感器38、39在本实施方式中，是用于检测垂直于脚部安装部15的底面(接地面)的方向(在利用者A的脚呈支撑腿的状态下几乎垂直于地面的方向)上的并行力的1轴力传感器。此后，分别称力传感器38、39为MP传感器38、脚踵传感器39。该MP传感器38、脚踵传感器39是构成本发明中的第1力传感器的传感器。在此，中铺构件37不是非采用刚体板不可，它也可以由柔软(可弯曲性的)的材质来构成。在由柔软的材质来构成中铺构件37时，通过在其下面侧设置多个第1力传感器，可以高精度地检测出施加到利用者A的脚部底面的各部分上的力。另一方面，在由刚体板来构成中铺构件37时，容易检测出利用者A的脚部全体所施加出的踏力。由此，可以减少设置在中铺构件37下面侧的第1力传感器的数量。 

以上为本实施方式的行走辅助装置1的结构构成。作为补充，在利用者A的各脚部上安装各脚部安装部15，另外，如后面所述，在使行走辅助装置1动作(通过电动机27来驱动第2关节12)，同时利用者A又落座于落座部2上的状态下，当在前面观看其利用者A及行走辅助装置1时(从利用者A的正前方观看时)，例如，左侧腿连杆3L的大腿支架11L是沿着利用者A的左腿的内侧面而延伸的(参照图2)，该大腿支架11L的下端部的第2关节12L也位于该左腿的内侧位置。而且，省略了图示，在前面观看连接于该第2关节12L的小腿支架13L时，小腿支架13L的上部(上部小腿支架13aL的上部)是从第2关节12L沿着利用者A的左腿的内侧面而延伸的。而且，以该小腿支架13L的下侧部分渐渐弯曲，同时在该左腿的小腿的前侧且伸到该左腿的脚部的脚面正上方的方式，来形成该小腿支架13L。对右侧腿连杆3R也同样。 

另外，在通常体型的利用者A以直立姿势站立时，各腿连杆3的第2关节12如图1所示，突出到利用者A的腿的前方。即，大腿支架12的长度与小腿支架13的长度是以这两者长度之和稍微比通常体型的利用者A 的腿的胯骨以下尺寸长一些的方式来设定的。通过大腿支架11及小腿支架13的长度的上述设定、以及设置在上述第2关节12上的制动器，则使得不会产生大腿支架11与小腿支架13呈现出一条直线的特殊时状态、以及大腿支架11与小腿支架13变成与图1所示状态呈相反的弯曲状态。其结果，可以防止因为各腿连杆3的特殊时状态或反向弯曲状态而导致无法控制行走辅助装置1的问题。 

另外，各腿连杆3的第2关节也可以是直动型的关节。 

在如上所述构成的行走辅助装置1中，其详细内容将在后面说明，在利用者A的各腿的脚部上安装了脚部安装部15的状态下，通过由各电动机27驱使各第2关节12产生转矩，而使向上的提起力从落座部2作用给利用者A。此时，例如，在利用者A以两腿呈支撑腿(用于支承利用者A的体重的腿)而站立的状态下(所谓两腿支承期的状态)，两脚部安装部15、15接地，地面反作用力则作用于其各自的接地面。作用于各脚部安装部15的接地面上的地面反作用力的两者的合力，是与作用于利用者A上的重力和作用于行走辅助装置1上的重力之和均衡的地面反作用力，也即将利用者A和行走辅助装置1加在一起后的总重量支承在地面上用的力(并行力，以下称该力为总支承力)。另外，当利用者A的腿与行走辅助装置1一起运动时，更准确地说，在总支承力上还应当加上用于支承由利用者A及行走辅助装置1的运动而产生的惯性力的力。不过，在本实施方式的行走辅助装置1中，重量较大的电动机27(致动器)及旋转编码器28不是被配置在各腿连杆3的膝盖附近而是被配置在腰附近。另外，由于各腿连杆3的捆绑(安装)到利用者A上的部分只有脚部安装部15，所以安装到利用者A上的安装构件比较少，使得各腿连杆3成为轻量的构件。由此，伴随行走辅助装置1的运动而产生的惯性力则变得足够小。 

这种场合，在本实施方式的行走辅助装置1中，只有其两脚部安装部15、15被安装捆绑于利用者A。另外，各脚部安装部15具有所述环状构件36。由此，作用于行走辅助装置1上的重力、和该行走辅助装置1经落座部2而从利用者A所受到的负载(向下的并行力)几乎不作用给利用者A，而是从两腿连杆3、3经由两脚部安装部15、15的环状构件36、36作用于地面上。 

因此，所述总支承力之中的用于支承重力和负载的支承力作用于行走辅助装置1的两腿连杆3、3上，其中该重力是指作用于行走辅助装置1上的重力，而该负载是指该行走辅助装置1经落座部2而从利用者A所受到的负载。而且，行走辅助装置1经两腿连杆3、3来担负该支承力。下面，将如此地由行走辅助装置1担负的支承力称作辅助装置负担支承力。辅助装置负担支承力如果换句话说，是用于将行走辅助装置1的全体的重量和与落座部2从利用者A受到的负载相当的重量(利用者A的体重的一部分)支承在地面上的支承力。还有，在利用者A的两腿呈支撑腿时(行走辅助装置1的两脚部安装部15接地时)，以两腿连杆3、3来分担所述辅助装置负担支承力(以一方的腿连杆3来负担辅助装置负担支承力之中的一部分支承力，而以另一方的腿连杆3来负担辅助装置负担支承力的剩余部分)。另外，当只有利用者A的一条腿呈支撑腿时(另一条腿为游离状态)，以支撑腿一侧的腿连杆3来分担所有的所述辅助装置负担支承力。此后，将辅助装置负担支承力之中的以各腿连杆3来负担的支承力(作用于各腿连杆3上的支承力)称为腿连杆支承力。而且，将以右侧腿连杆3来负担的支承力称为右侧腿连杆支承力，将以左侧腿连杆3来负担的支承力称为左侧腿连杆支承力。左侧腿连杆支承力和右侧腿连杆支承力的总和与辅助装置负担支承力相一致。各腿连杆支承力是从脚部安装部15经第3关节14而被传递给小腿支架13。 

另一方面，从总支承力中减去所述辅助装置负担支承力之后的部分的支承力则从地面侧作用于利用者A的两腿上，利用者A以其腿来负担该支承力。此后，将如此地由利用者A担负的支承力称作利用者负担支承力。该利用者负担支承力如果换句话说，是用于将从利用者A的体重之中减去与利用者A作用到行走辅助装置1的落座部2上的负载相当的重量之后的重量支承在地面上的支承力。还有，在利用者A的两腿呈支撑腿时，以利用者A的两腿来分担所述利用者负担支承力(以一方的腿来负担利用者负担支承力之中的一部分支承力，而以另一方的腿来负担利用者负担支承力的剩余部分)。另外，当只有利用者A的一条腿呈支撑腿时，以支撑腿一侧的腿来分担所有的所述利用者负担支承力。此后，将利用者负担支承力之中的以各腿来负担的支承力(从地面侧作用于各腿上的支承力)称为利 用者腿支承力。而且，将以右腿来负担的支承力称为利用者右腿支承力，将以左腿来负担的支承力称为利用者左腿支承力。利用者左腿支承力和利用者右腿支承力的总和与利用者负担支承力相一致。另外，将利用者A为支承其自身而使各腿的脚部踏在地面上的力称为该脚的踏力。各腿的踏力是与上述利用者腿支承力相均衡的力。 

作为补充，各腿连杆3所具有的力传感器30设置在第3关节14的上侧。由此，从施加到该腿连杆3上的腿连杆支承力中、减去用于支承该腿连杆3的力传感器30的下侧部分(脚部安装部15等)的支承力之后的支承力作用于该力传感器30。而且，通过该力传感器30来检测出所作用的支承力的3轴向的成分(或者2轴向的成分)。换句话说，作用于力传感器30上的力(它相当于本发明中的控制对象力)，是与总计的支承力之中的以具有该力传感器3的腿连杆3来负担的负担分量相当，其中该总计的支承力是指用于支承从走辅助装置1的总体重量中减去各力传感器30的下侧部分的总重量而得到的重量、以及与从利用者A施加到落座部2上的负载相当的重量的总计支承力。另外，以两力传感器30、30来分别检测出的支承力的总和，是与用于支承从走辅助装置1的总体重量中减去各力传感器30的下侧部分的总重量而得到的重量、以及与从利用者A施加到落座部2上的负载相当的重量的总计的支承力相一致(此后，将力传感器30称为支承力传感器30)。还有，行走辅助装置1的各支承力传感器30的下侧部分的总重量与行走辅助装置1的总体重量相比为足够的小。由此，作用于各支承力传感器30的支承力与所述腿连杆支承力大致相等。此外，各支承力传感器30被设置在：具有该支承力传感器30的腿连杆3的第3关节14的附近。由此，作用于该支承力传感器30的支承力几乎等于从该腿连杆3的第3关节14作用于小腿支架13上的并行力(腿连杆支承力之中的、从地面一侧经第3关节14而传递给小腿支架13的支承力)。此后，将作用于各支承力传感器30的支承力或者从各腿连杆3的第3关节14作用于小腿支架13上的并行力的关于两腿连杆3、3的总和称为总提起力。另外，该总提起力之中的各腿连杆3的负担分量称为总提起力负担分量。 

另外，作用于左侧脚部安装部15L的MP传感器38L及脚踵传感器39L上的力的总和相当于所述利用者左腿支承力(或者左腿踏力)。另外，作用 于右侧脚部安装部15R的MP传感器38R及脚踵传感器39R上的力的总和相当于所述利用者右腿支承力(或者右腿踏力)。另外，在本实施方式中，MP传感器38L及脚踵传感器39虽然为1轴力传感器，但是，也可以是例如还能检测出与鞋33的底面大致平行的方向的并行力的2轴传感器或3轴传感器。MP传感器38及脚踵传感器39优选是至少能检测出与鞋33的底面或地面几乎垂直的方向的并行力的传感器。 

下面，说明如上所述构成的行走辅助装置1的控制装置。 

图4是表示该控制装置的大致构成(硬件构成)的方框图。如图所示，控制装置50具有：由微型电脑(CPU、RAM、ROM)及输入输出电路(A/D转换器等)构成的运算处理部51；所述电动机27R、27L的各自的激励电路52R、52L；用于设定由行走辅助装置1施加给利用者A的提起力(从落座部2作用给利用者A的向上的并行力)的大小的目标值的提起力设定用键开关53；对是否产生利用者A的提起力进行选择的提起控制接通·断开开关54；电源电池55；经电源开关56(ON·OFF开关)而连接于该电源电池55并且在电源开关56被进行接通操作(闭合)时将电力从电源电池55供给控制装置50的各电路51、52R、52L的电源电路57。另外，提起力设定用键开关53相当于本发明中的目标提起力设定机构，提起控制接通·断开开关54相当于本发明中的切换开关。 

该控制装置50经托座(未图示)而被固定在落座部2的后端部或所述板23R、23L等上。另外，提起力设定用键开关53、提起控制接通·断开开关54以及电源开关56可进行操作地被安装在控制装置50的框体(图示略)的外面部。还有，提起力设定用键开关53由数字键开关或多个选择开关等构成，以使得能够直接设定所希望的提起力的目标值、或者从预先准备的多种目标值中可选择性地进行设定。 

控制装置50经省略图示的接线而连接有：所述MP传感器38R、38L；脚踵传感器39R、39L；支承力传感器30R、30L；以及旋转编码器28R、28L。而且，这些传感器的输出信号被输入运算处理部51。另外，提起力设定用键开关53与提起控制接通·断开开关54的操作信号也被输入运算处理部51。另外，电动机27R、27L经由供电流从激励电路52R、52L分别流向电动机27R、27L的未图示的接线而连接于控制装置50。而且，运算处理部 51通过在后面说明的运算处理(控制处理)，而对各电动机27R、27L的电流接通的指令值(以下称为指示电流值)进行决定。而且，运算处理部51通过由该指示电流值来控制各激励电路52R、52L，而对各电动机27R、27L的转矩产生予以控制。 

另外，也可以使得所述MP传感器38R、38L、脚踵传感器39R、39L、支承力传感器30R、30L的输出信号(电压信号)在这些传感器的附近通过前置放大器被增幅后再输入控制装置50。另外，所述MP传感器38R、38L、脚踵传感器39R、39L、支承力传感器30R、30L的输出信号被增幅后，其电压值被进行A/D转换，而后被收入运算处理部51。 

所述运算处理部51，作为其主要功能的机构，具有如图5的方框图所示的功能性的机构。该功能性的机构通过收在ROM中的程序来实现其功能。 

参照图5，运算处理部51具有：输入右侧腿连杆3R的MP传感器38R及脚踵传感器39R的输出信号的右侧踏力计测处理机构60R；输入左侧腿连杆3L的MP传感器38L及脚踵传感器39L的输出信号的左侧踏力计测处理机构60L。右侧踏力计测处理机构60R是进行下述处理的机构，即，根据MP传感器38R及脚踵传感器39R的输出信号的电压值，来计测出利用者A的右腿踏力的大小(所述利用者右腿支承力的大小)的处理。同样地，左侧踏力计测处理机构60L是进行下述处理的机构，即，根据MP传感器38L及脚踵传感器39L的输出信号的电压值，来计测出利用者A的左腿踏力的大小(所述利用者左腿支承力的大小)的处理。还有，这些踏力计测处理机构60R、60L相当于本发明中的踏力计测机构。 

另外，运算处理部51具有：分别输入旋转编码器28R、28L的输出信号(脉冲信号)的右侧膝盖角度计测处理机构61R及左侧膝盖角度计测处理机构61L。这些膝盖角度计测处理机构61R、61L是，根据所输入的信号来计测出各自所对应的腿连杆3的第2关节12处的弯曲角度(第2关节12的位移量)的机构。还有，由于各腿连杆3的第2关节12相当于该腿连杆3的膝关节，故而，以下则称第2关节的弯曲角度为膝盖角度。此外，这些膝盖角度计测处理机构61R、61L相当于本发明中的关节位移量计测机构。 

另外，运算处理部51具有：输入右侧腿连杆3R的支承力传感器30R 的输出信号以及由所述右侧膝盖角度计测处理机构61R所计测得的右侧腿连杆3R的膝盖角度的右侧支承力计测处理机构62R；输入左侧腿连杆3L的支承力传感器30L的输出信号(输出电压)以及由所述左侧膝盖角度计测处理机构61L所计测得的左侧腿连杆3L的膝盖角度的左侧支承力计测处理机构62L。右侧支承力计测处理机构62R是进行下述处理的机构，即，以所输入的支承力传感器30R的输出信号及右侧腿连杆3R的膝盖角度的计测值为基础，来计测作用于所述右侧腿连杆支承力之中的支承力传感器30R的支承力也即右侧腿连杆3R的所述总提起力负担分量的处理。同样地，左侧支承力计测处理机构62L是进行下述处理的机构，即，以所输入的支承力传感器30L的输出信号及左侧腿连杆3L的膝盖角度的计测值为基础，来计测作用于所述左侧腿连杆支承力之中的支承力传感器30L的支承力也即左侧腿连杆3L的所述总提起力负担分量的处理。还有，这些支承力计测处理机构62R、62L相当于本发明中的控制对象力计测机构。 

另外，运算处理部51具有：输入上述各计测处理机构60R、60L、61R、61L、62R、62L的计测值、以及提起力设定用键开关53及提起控制接通·断开开关54的操作信号的左右目标提起力决定机构63。该左右目标提起力决定机构63是进行下述处理的机构，即，以输入值为基础，来决定作为所述总提起力的目标值的目标总提起力，并且决定相对于其目标总提起力而言的各腿连杆3的负担分量的目标值也即各腿连杆3的所述总提起力负担分量的目标值(以下仅称为控制目标值)的处理。还有，该控制目标值相当于本发明中的目标负担分量。 

此外，运算处理部51还具有：右侧反馈操作量决定机构64R，其输入有由所述右侧支承力计测处理机构62R所计测得的右侧腿连杆3R的总提起力负担分量、由所述左右目标提起力决定机构63所决定的右侧腿连杆3R的控制目标值、以及由所述右侧膝盖角度计测处理机构61R所计测得的右侧腿连杆3R的膝盖角度；左侧反馈操作量决定机构64L，其输入有由所述左侧支承力计测处理机构62L所计测得的左侧腿连杆3L的总提起力负担分量、由所述左右目标提起力决定机构63所决定的左侧腿连杆3L的控制目标值、以及由所述左侧膝盖角度计测处理机构61L所计测得的左侧腿连杆3L的膝盖角度；右侧前馈操作量决定机构65R，其输入有由所述右侧 支承力计测处理机构62R所计测得的右侧腿连杆3R的总提起力负担分量、由所述左右目标提起力决定机构63所决定的右侧腿连杆3R的控制目标值、以及由所述右侧膝盖角度计测处理机构61R所计测得的右侧腿连杆3R的膝盖角度；以及左侧前馈操作量决定机构65L，其输入有由所述左侧支承力计测处理机构62L所计测得的左侧腿连杆3L的总提起力负担分量、由所述左右目标提起力决定机构63所决定的左侧腿连杆3L的控制目标值、以及由所述左侧膝盖角度计测处理机构61L所计测得的左侧腿连杆3L的膝盖角度。各反馈操作量决定机构64是下述的机构，即，根据所输入的总提起力负担分量的计测值与控制目标值之间的偏差，通过规定的反馈控制规则，来计算出用于使该偏差接近于0的反馈操作量(相对于各电动机27的所述指示电流值的反馈成分)的机构。另外，各前馈操作量决定机构65是下述的机构，即，根据所输入的总提起力负担分量的计测值、控制目标值、以及膝盖角度的计测值，通过规定的前馈控制规则，来计算出用于使总提起力负担分量的计测值达到控制目标值的前馈操作量(相对于各电动机27的所述指示电流值的前馈成分)的机构。 

而且，运算处理部51具有：加法运算处理机构66R，其通过对由右侧反馈操作量决定机构64R所计算出的反馈操作量和由右侧前馈操作量决定机构65R所计算出的前馈操作量进行加法运算，来求解右侧腿连杆3R的电动机27R用的指示电流值；以及加法运算处理机构66L，其通过对由左侧反馈操作量决定机构64L所计算出的反馈操作量和由左侧前馈操作量决定机构65L所计算出的前馈操作量进行加法运算，来求解左侧腿连杆3L的电动机27L用的指示电流值。 

另外，所述反馈操作量决定机构64R、64L、前馈操作量决定机构65R、65L、以及加法运算处理机构66R、66L相当于本发明中的致动器控制机构。 

以上是运算处理部51的运算处理功能的概述。 

下面，包括运算处理部51的处理的详细说明在内，来说明本实施方式的控制装置50的控制处理。在本实施方式的行走辅助装置1中，在断开所述电源开关56的状态下，由于各腿连杆3的第2关节12没有被施加驱动力，因此，各关节10、12、14处于可自由转动的状态。在该状态下，各腿连杆3因其自重而折叠。在该状态下，将各脚部安装部15安装在利 用者A的各脚部上，之后，该利用者A或相伴的辅助者则将落座部1提起而配置在利用者A的跨下。 

接着，一旦进行电源开关56的接通操作，电力即被供给控制装置50的各电路，该控制装置50开始启动。而且，该控制装置50一旦开始启动，所述运算处理部51则在规定的控制处理周期执行以下说明的处理。 

在各控制处理周期，运算处理部51首先执行所述踏力计测处理机构60R、60L的处理。参照图6说明该处理。图6是表示踏力计测处理机构60R、60L的处理流程的方框图。另外，由于踏力计测处理机构60R、60L的各自的处理的算法相同，故而，在图6中，与左侧踏力计测处理机构60L有关的部分用括号括起来表示。 

以右侧踏力计测处理机构60R为代表来说明其处理，首先，分别在S101、S102，使腿连杆3R的MP传感器38R的检测值(MP传感器38R的输出电压值所表示的检测值)和脚踵传感器39R的检测值(脚踵传感器39R的输出电压值所表示的检测值)通过低通滤波器。该低通滤波器用于从传感器38R、39R的检测值中去除噪音等的高频成分。该低通滤波器的截止频率为例如100Hz。 

接着，在S103，对这些低通滤波器的输出进行加法运算。据此，可以得到利用者A的右腿踏力的暂定计测值FRF_p_R。在该暂定计测值FRF_p_R中包含有伴随右侧脚部安装部15R的鞋带系紧等而产生的微小误差份。 

因此，在本实施方式中，进而在S104，对该暂定计测值FRF_p_R施以变换处理。据此，最终得到利用者A的右腿踏力的计测值FRF_R。在S104的变换处理是按照图7的曲线图来进行的。即，在FRF_p_R为规定的第1阈值FRF1以下时，将计测值FRF_R置于0。据此，可以防止所得到的伴随右侧脚部安装部15的鞋带系紧等而产生的微小误差份被当作计测值FRF_R。而且，在暂定计测值FRF_p_R大于第1阈值FRF1但为第2阈值FRF2(＞FRF1)以下时，伴随FRF_p_R的值的增加，计测值FRF_R的值则呈线性增加。而且，FRF_p_R一旦超过第2阈值FRF2，FRF_R的值则被保持在规定的上限值(FRF_p_R等于第2阈值FRF2时的FRF_R的值)。还有，设定FRF_R的上限值的理由将在后面说明。 

以上是右侧踏力计测处理机构60R的处理说明。左侧踏力计测处理机 构60L的处理也与之同样。 

运算处理部51，接着依次进行所述膝盖角度计测处理机构61R、61L的处理和支承力计测处理机构62R、62L的处理。下面，参照图8及图9说明这些处理。图8是表示膝盖角度计测处理机构61R、61L的处理以及支承力计测处理机构62R、62L的处理的流程的方框图。另外，膝盖角度计测处理机构61R、61L的各自的处理的算法相同，而且，支承力计测处理机构62R、62L的各自的处理的算法相同。因此，在图8中，与左侧膝盖角度计测处理机构61L及左侧支承力计测处理机构62L有关的部分用括号括起来表示。 

下面，以右侧膝盖角度计测处理机构61R及支承力计测处理机构62R为代表来说明其处理。首先，通过右侧膝盖角度计测处理机构61R，来执行S201以及S202的处理，可以得到右腿连杆3R的膝盖角度(在第2关节12处的腿连杆3R的弯曲角度)的计测值θ1_R。在S201，根据旋转编码器28R的输出，计算出腿连杆3R的膝盖角度的暂定计测值θ1p_R。 

在此，参照图9，在本实施方式中，将线段S1与线段S2所成的角度θ1_R作为右侧腿连杆3R的膝盖角度来计测，其中线段S1是将与腿连杆3R的第1关节10R相关的所述中心点P(点P为大腿支架11R的前后方向的摇动运动的转动中心，以下称为前后摇动中心点P)、与第2关节12R的中心点连结起来的线，而S2是将该第2关节12R的中心点与第3关节14R的中心点连结起来的线。左侧腿连杆3L的膝盖角度也与之同样。还有，在图9中，对腿连杆3的要部构成予以了模式化表示。 

这种场合，在所述S201，以在腿连杆3R的大腿支架11R与小腿支架13R处于规定的姿势关系的状态下(例如图1的姿势状态)即在膝盖角度θ1_R处于某规定值的状态下的第2关节12R的转动位置为基准，根据旋转编码器28R的输出信号，计测出从该基准转动位置开始算起的旋转量(旋转角变化量，它与电动机27R的转子的旋转量成正比)。而且，将所计测得的第2关节12R的旋转量加上在上述基准转动位置的腿连杆3R的膝盖角度的值(它被预先记忆存储在未图示的存储器中)，从而由该加法所得到的值作为所述暂定计测值θ1p_R而被求得。 

有时在该暂定计测值θ1p_R中含有高频的噪音成分。因此，进而在 S202，使该θ1p_R通过低通滤波器，来最终得到腿连杆3R的膝盖角度的计测值θ1_R。 

以上是右侧膝盖角度计测处理机构61R的处理说明。左侧膝盖角度计测处理机构61L的处理也与之同样。 

作为补充，在本实施方式中，将上述线段S1与线段S2所成的角度θ1作为腿连杆3R的膝盖角度来计测的理由是因为在其详细将于后面说明的左右目标提起力决定机构63的处理等中要使用到其角度θ1的计测值。这种场合，在本实施方式的行走辅助装置1中，各腿连杆3的大腿支架11的轴心与上述线段S1所成的角度为一定。所以，根据各膝盖角度计测处理机构61，也可以例如将各腿连杆3的大腿支架11的轴心与同小腿支架13相关的所述线段S2所成的角度作为该腿连杆3的膝盖角度来求得。而且，也可以通过在后面说明的左右目标提起力决定机构63的处理等，根据其膝盖角度来求解出上述角度θ1。 

在如上述那样求出腿连杆3R的膝盖角度的计测值θ1_R之后，在S203，执行右侧支承力计测处理机构62R的处理。在该处理中，根据在S202所得到的膝盖角度的计测值θ1_R以及支承力传感器30R的检测值(支承力传感器30R的输出信号的电压值所表示的2轴的力检测值)，来计算出作用于该支承力传感器30R的支承力(即，腿连杆3R的所述总提起力负担分量)的计测值Fankle_R。参照所述图9，详细说明该处理。 

作用于该支承力传感器30R的支承力(总提起力负担分量)Fankle_R如前所述，大致等于从腿连杆3R的第3关节14R作用于小腿支架13R上的并行力。而且，该并行力的朝向进而Fankle_R的朝向，在本实施方式的行走辅助装置1中，是与连结腿连杆3R的第3关节14R的中心点和所述前后摇动中心点P的线段S3平行的方向。 

另一方面，支承力传感器30R如图所示，是对与该支承力传感器30R的表面(上表面或下表面)垂直的z轴向的力Fz以及垂直于该z轴且与该支承力传感器30R的表面平行的x轴向的力Fx进行检测。x轴、z轴是固定在支承力传感器30R上的坐标轴，且是与包含所述导轨22的圆弧在内的面平行的轴。此时，所检测出的Fz、Fx分别是Fankle_R的z轴向成分、x轴向成分。因此，如图所示，若将Fankle_R与z轴所成的角度设为θk， Fankle_R则可以根据Fz、Fx的检测值和θk，由下式(1)计算出。 

Fankle_R＝Fx·sinθk+Fz·cosθk        …(1) 

另外，角度θk如下所述来求得。即，若将线段S2与线段S3所成的角度(＝Fankle的方向与线段S2所成的角度)设为θ2，在以线段S1、S2、S3为3边构成的三角形中的线段S1、S2的各自长度L1、L2则为一定值(预先设定的已知值)。而且，线段S1与S2所成的角度θ1是，如前所述那样由右侧膝盖角度计测处理机构61R得到的计测值θ1_R。因此，根据线段S1、S2的各自长度L1、L2(这些值被预先记忆存储在存储器中)以及角度θ1的计测值θ1_R，并通过几何学运算，可以求得角度θ2。 

具体而言，在以线段S1、S2、S3为3边构成的三角形上，下述关系式(2)、(3)成立。另外，L3为线段S3的长度。 

L32＝L12+L22-2·L1·L2·cosθ1          …(2) 

L12＝L22+L32-2·L2·L3·cosθ2          …(3) 

因此，根据L1、L2的值和角度θ1的计测值，并通过式(2)，可以计算出L3。而且，根据计算出的L3的值和L1、L2的值，并通过式(3)，可以计算出角度θ2。 

此外，若将z轴与线段S2所成的角度设为θ3，该角度θ3则是由支承力传感器30相对于小腿支架13而言的安装角度来预先决定的一定值。而且，通过从该一定值的角度θ3(该值被预先记忆存储在未图示的存储器中)中减去如上所述计算出的角度θ2，可以求得进行式(1)的运算时所必需的角度θk。 

因此，在本实施方式中，在右侧支承力计测处理机构62R的S203的处理中，根据如上所述计算出的θk和腿连杆3R的支承力传感器30R的检测值Fz、Fx，通过所述式(1)，可以得到右腿连杆3R的总提起力负担分量的计测值Fankle_R。 

以上是右侧支承力计测处理机构62R的S203的处理的详细说明。左侧支承力计测处理机构62L的处理也与之同样。 

还有，在本实施方式中，支承力传感器30是由3轴力传感器或2轴力传感器来构成的，通过所述式(1)，可以得到各腿连杆的总提起力负担分量的计测值Fankle。不过，支承力传感器30即使是1轴力传感器，也 可以得到计测值Fankle。例如，在支承力传感器30是只检测图9中x轴向的力Fx的传感器时，通过下式(4)，可以求得计测值Fankle。另外，在支承力传感器30是只检测图9中z轴向的力Fz的传感器时，通过下式(5)，可以求得计测值Fankle。 

Fankle＝Fx/sinθk                   …(4) 

Fankle＝Fz/cosθk                   …(5) 

不过，在使用式子(4)或(5)的场合，角度θk若是接近0度或90度的值，Fankle值的精度则为不良。所以，优选通过所述式(1)，来求得Fankle的计测值。 

另外，计测值Fankle也可以通过求解Fx的平方值和Fz的平方值之和的开平方来求得。这种场合，则不需要膝盖角度的计测值θ1。 

作为补充，以上所说明的各计测处理机构60、61、62的处理也可以不按顺序来进行。例如，可以通过时间分配等来并列地进行各计测处理机构60、61、62的处理。不过，在支承力计测处理机构62R、62L的处理中使用θ1时，则必须在支承力计测处理机构62R、62L的处理之前先进行膝盖角度计测处理机构61R、61L的处理。 

还有，在本实施方式中，使得用于计测各腿连杆3的总提起力负担分量的支承力传感器30(第2力传感器)介于第3关节14R与小腿支架13(更准确地说是上部小腿支架13a)之间。不过，也可以使得该支承力传感器介于第3关节14R与脚部安装部15之间(例如第3关节14R与脚部安装部15的连结部34之间)。这种场合，通过计测第3关节14的旋转角，并对由第3关节14与脚部安装部15之间的支承力传感器所检测出的支承力进行坐标变换，可以计测出从第3关节14作用于小腿支架13上的作用力。 

接着，运算处理部51执行所述左右目标提起力决定机构63的处理。下面，参照图10详细说明该处理。图10是表示左右目标提起力决定机构63R、63L的处理流程的方框图。 

首先，在S301，对如前所述通过各支承力计测处理机构62所求得的右侧腿连杆3R的总提起力负担分量的计测值Fankle_R和左侧腿连杆3L的总提起力负担分量的计测值Fankle_L进行加法运算，计算出总提起力Fankle_t。该总提起力Fankle_t相当于如前所述的作用于各支承力传感 器30的支承力或者从各腿连杆3的第3关节14作用于小腿支架13上的并行力的、关于腿连杆3、3的总和的计测值。另外，总提起力Fankle_t大致等于所述辅助装置负担支承力。 

接着，在S302，对应于所述提起控制接通·断开开关54的操作信号(用于显示该开关54是处于0N还是处于OFF的信号)，选择性地输出下述两值中的一方，该两值是：从该总提起力Fankle_t中减去在后面说明的S307的输出值及S312的输出值而得到的差值、和与由所述提起力设定用键开关53所设定的目标提起力(该目标提起力是指从落座部2作用给利用者A的提起力)对应的总提起力设定值。这种场合，在本实施方式中，在利用者A想从落座部2接受提起力时，对所述提起控制接通·断开开关54进行接通操作。在除此以外的状态，则对所述提起控制接通·断开开关54进行断开操作。而且，在S302，当提起控制接通·断开开关54处于断开时，则选择从所述总提起力Fankle_t中减去在后面说明的S307的输出值及S312的输出值而得到的差值并进行输出。另外，当提起控制接通·断开开关54处于接通时，则选择所述总提起力设定值并进行输出。 

作为补充，总提起力设定值是：将用于支承从走辅助装置1的总体重量中减去各支承力传感器30的下侧部分的总重量而得到的重量的支承力(即，与进行减去后得到的重量所产生的重力均衡的支承力)的大小，加上由所述提起力设定用键开关53所设定的提起力设定值之后的值。该支承力的大小是被预先记忆存储在未图示的存储器中。另外，支承力传感器30的下侧部分的总重量与行走辅助装置1的总体重量相比为足够的小。因此，也可以将用于支承走辅助装置1的总体重量的支承力(与作用于走辅助装置1的全体上的重力均衡的支承力)大小加上上述提起力的设定值(目标提起力)而得到的值作为总提起力设定值。或者，也可以通过操作键开关53而直接输入总提起力设定值。 

之后，在S303，使S302的输出通过低通滤波器。据此，决定目标总提起力。在该S303的低通滤波器是用于防止在S302的输出发生急剧变化时(总提起力设定值被改变时，或者，S302的输出，在从总提起力中减去在后面说明的S307的输出值及S312的输出值而得到的差值与总提起力设定值之间转换时等)目标总提起力发生急剧变化的问题。进而，通过该低 通滤波器来避免从落座部2作用于利用者A的提起力发生的急剧变化。该低通滤波器的截止频率为例如0.5Hz。另外，S301～S302的处理相当于本发明中的总目标提起力决定机构。 

然后，在S304，以如前所述那样由各踏力计测处理机构60所求得的右腿踏力的计测值FRF_R的大小和左腿踏力的计测值FRF_L的大小为基础，来决定将目标总提起力分配给左右的各腿连杆3用的比即分配比。该分配比是由作为目标总提起力的分配给右腿连杆3R的分配比例的右分配比、和作为目标总提起力的分配给左腿连杆3L的分配比例的左分配比构成，两份配比之和为1。 

这种场合，右分配比被决定为相对于计测值FRF_R的大小和计测值FRF_L的大小之和而言的FRF_R的大小的比也即是FRF_R/(FRF_R+FRF_L)。同样地，左分配比被决定为相对于计测值FRF_R的大小和计测值FRF_L的大小之和而言的FRF_L的大小的比也即是FRF_L/(FRF_R+FRF_L)。这种场合，在利用者A的一条腿呈支撑腿，另一条腿呈游离状态(即单腿支承状态)下，游离状态的腿所对应的分配比为0，而呈支撑腿状态的腿所对应的分配比为1。另外，S304的处理也可以与S301～S303的处理并行地进行。 

在此，说明在所述各腿踏力计测处理机构60的S104的变换处理(参照图6)中对各腿踏力的计测值FRF_R予以设定上限值的理由。在利用者A的两腿呈支撑腿状态(即两腿支承期的状态)下，各腿踏力的所述暂定计测值FRF_p一般不是圆滑地变化，而是容易产生频繁的变动。在这种场合，若以暂定计测值FRF_p为基础来决定左右分配比，其分配比则频繁地变化，目标总提起力中的各腿连杆3的分担比例也就容易频繁地变化。其结果，从落座部2作用给利用者A的提起力则容易产生微小变动。进而其微小变动有可能给使用者带来不舒服之感。由此，在本实施方式中，设定各腿踏力的计测值FRF的上限值，在两腿支承期的状态，则防止了左右的分配比频繁地变化的情况。这种场合，在两腿支承期的状态，除了开始之后的期间和结束之前的期间之外，基本上左右的分配比均被维持在1/2，从而使得左右的分配比处于安定。 

另外，在所述图7，也可以只有阈值FRF1，在利用者A的各腿踏力的暂定计测值FRF_p_R(L)为阈值FRF1以上时，以使得踏力的计测值FRF_R(L) 线性增加地，而依据设定的图表来取得计测值FRF_R(L)。根据暂定计测值FRF_p来求得FRF_R(L)之用的图表的阈值FRF1、FRF2等值也可以根据利用者A本人所好的对提起力的感觉或者行走辅助装置1的重量、控制装置50的计算能力等，来进行适当地决定。 

返回图10的说明，接着执行S305及S310的处理。另外，这些S305、S310的处理也可以与S301～S303的处理或者S304的处理并行地来进行。 

S305的处理是求解操作力的处理，该操作力是用于使腿连杆3R产生犹如弹簧那样的姿势还原力。同样地，S310的处理也是求解操作力的处理，而该操作力是用于使腿连杆3L产生犹如弹簧那样的姿势还原力。此后，称这些操作力为弹簧还原力。该弹簧还原力相当于本发明中的要求力。 

由于S305的处理及S310的处理的算法相同，故而，参照所述图9，以与右侧腿连杆3R相关的S305的处理为代表来进行说明。 

在S305的处理中，首先，使用由如前所述的右侧膝盖角度计测处理机构61R的处理所求得的右侧腿连杆3R的膝盖角度的计测值θ1_R，通过所述式(2)，计算出图9中的线段S3的长度L3也即连结腿连杆3R的第3关节14的中心点P与所述前后摇动中心点P的线段S3的长度L3。而且，将规定的弹簧常数k乘以、从所计算出的L3中减去预先所设定的基准值L3S后得到的差值(L3-L3S)，并将求得的乘积作为右侧连杆3R的弹簧还原力。 

即，弹簧还原力可通过下式(6)求得。 

弹簧还原力＝k·(L3-L3S)                    …(6) 

与左侧腿连杆3L相关的所述S310的处理也与之同样。如上所述计算出的各腿连杆3的弹簧还原力相当于：为使得该腿连杆3的姿势还原成所述图9中的线段S3的长度L3与所述基准值L3S相一致的姿势而附加性地作用给行走辅助装置1的支承力。 

另外，在本实施方式中，虽然通过作为反馈控制规则的比例控制规则，来求解弹簧还原力，但是，也可以通过PD控制规则等其它手法来求得。另外，所述线段S3的长度L3等于：将几乎一定的偏置值加上各腿连杆3的第3关节14与落座部2间的间隔之后的长度。由此，使得上述(L3-L3S)接近于0地来计算出弹簧还原力，等同于使得各腿连杆3的第3关节14 与落座部2间的间隔、与规定的基准值(由L3减去上述偏置值后得到的差值)之间的偏差接近于0地来计算出弹簧还原力。 

之后，实行关于右侧腿连杆3R的S306～S309的处理、以及关于左侧腿连杆3L的S311～S314的处理。在关于右侧腿连杆3R的S306～S309的处理中，首先，在S306，将右分配比乘上在所述S303得到的目标总提起力。据此，来决定目标总提起力之中的作为分配给右腿连杆3R的负担分量的总提起力负担分量的基本目标值。该基本目标值是表示：作为从落座部2作用于利用者A的提起力的目标值的目标提起力之中的右腿连杆3R的负担分量、与用于支承从行走辅助装置1的总体重量中减去各支承力传感器30的下侧部分的总重量之后得到的重量(或者行走辅助装置1的总体重量)的支承力之中的右腿连杆3R的负担分量之总和。 

此外，在S307，将右分配比乘上在S305得到的弹簧还原力。而且，在S308，将其乘积的值(它相当于本发明中的目标负担分量的修正量)加上右腿连杆3R的总提起力负担分量的基本目标值。据此，可求得右腿连杆3R的总提起力负担分量的暂定目标值Tp_Fankle_R。而且，在S309，使该暂定目标值Tp_Fankle_R通过低通滤波器，最终求得作为右腿连杆3R的总提起力负担分量的目标值的控制目标值T_Fankle_R。S309的低通滤波器是用于去除伴随膝盖角度θ1的变动等的噪音成分。该低通滤波器的截止频率为例如15Hz。 

同样地，在关于左侧腿连杆3L的S311～S314的处理中，首先，在S311，将左分配比乘上在所述S303得到的目标总提起力。据此，来决定目标总提起力之中的作为分配给左腿连杆3L的负担分量的总提起力负担分量的基本目标值。该基本目标值是表示：作为从落座部2作用于利用者A的提起力的目标值的目标提起力之中的左腿连杆3L的负担分量与、用于支承从行走辅助装置1的总体重量中减去各支承力传感器30的下侧部分的总重量之后得到的重量的支承力(或者行走辅助装置1的总体重量)之中的左腿连杆3L的负担分量之总和。 

此外，在S312，将左分配比乘上在S310得到的弹簧还原力。而且，在S313将其乘积的值(它相当于本发明中的目标负担分量的修正量)加上左腿连杆3L的总提起力负担分量的基本目标值。据此，可求得左腿连杆 3L的总提起力负担分量的暂定目标值Tp_Fankle_L。而且，在S314，使该暂定目标值Tp_Fankle_R通过低通滤波器，最终求得作为左腿连杆3L的总提起力负担分量的目标值的控制目标值T_Fankle_L。例如，在作为S303的输出的目标总提起力为200N(牛顿)，与利用者A的左右踏力对应的左右分配比(S304的输出)为0.4∶0.6时，S306的输出为120N，S311的输出为80N。 

以上是关于左右目标提起力决定机构63的处理。如上所述，原则上是以使得左右各腿连杆3的比率达到与利用者A的左右踏力的比率相同的比率地来决定左右各腿连杆3的控制目标值T_Fankle_L、T_Fankle_R。此外，与左腿连杆3L、右腿连杆3R相关的弹簧还原力又分别被附加给控制目标值T_Fankle_L、T_Fankle_R。另外，附加给控制目标值T_Fankle_L的还原力、与附加给控制目标值T_Fankle_R的还原力之总和则成为：在S305、S310分别计算出的弹簧还原力的加权平均值，且该加权平均值是以左右的分配比作为加权系数。因此，控制目标值T_Fankle_L、T_Fankle_R的总和则成为：将弹簧还原力的上述加权平均值加上在S303所决定的目标总提起力后的值。 

另外，S304、S306、S311的处理相当于本发明中的分配机构，此外，S305、S307、S310、S312的处理相当于本发明中的目标负担分量修正机构。 

在如上述那样执行了左右目标提起力决定机构63的处理之后，运算处理部51则依次或并行地执行反馈操作量决定机构64R、64L、以及前馈操作量决定机构65R、65L的处理。 

参照图11，说明反馈操作量决定机构64R、64L的处理。图11是表示反馈操作量决定机构64R、64L的处理流程的方框图。还有，由于反馈操作量决定机构64R、64L的算法相同，故而，在图11中，与左侧反馈操作量决定机构64L有关的部分用括号括起来表示。 

以右侧反馈操作量决定机构64R为代表来说明其处理，首先，在S401，计算出：由所述左右目标提起力决定机构63所决定的右腿连杆3R的控制目标值T_Fankle_R、与由所述右侧支承力计测处理机构62R所计测得的右侧腿连杆3R的总提起力负担分量的计测值Fankle_R之间的偏差(T_Fankle_R-Fankle_R)。而且，在S402、403，分别将增益Kp、Kd乘上 该偏差。此外，S403的运算结果在S404被微分(图中的‘s’表示运算符)，在S405，对其微分值与S402的运算结果进行加法运算。据此，以使得偏差(T_Fankle_R-Fankle_R)收敛于0地而通过作为反馈控制规则的PD控制规则，来计算出右侧电动机27的电流的操作量Ifb_R。操作量Ifb_R表示右侧电动机27的指示电流值的反馈成分。 

这种场合，在本实施方式中，在S406，对应于腿连杆3R的膝盖角度的计测值θ1_R，可以变化地设定所述增益Kp、Kd。其理由是因为：根据腿连杆3R的膝盖角度，落座部2的提起力变化的灵敏度相对于电动机27R的电流变化(转矩变化)而变化。此时，膝盖角度θ1_R越大(腿连杆3R越延伸)，相对于电动机27R的电流变化(转矩变化)的落座部2的提起力变化的灵敏度越高。由此，在S406，依据省略图示的数据图表，原则上是腿连杆3R的膝盖角度的计测值θ1_R越大而使增益Kp、Kd的值分别减小地来设定该增益Kp、Kd。 

以上是关于右侧反馈操作量决定机构64R的处理。左侧反馈操作量决定机构64L的处理也与之同样。另外，在本实施方式中，通过使用作为反馈控制规则的PD控制规则，而可以高速且稳定地控制提起力。但是，作为反馈控制规则，也可以使用PD控制规则以外的反馈控制规则。 

下面，参照图12，说明前馈操作量决定机构65R、65L的处理。图12是表示前馈操作量决定机构65R、65L的处理流程的方框图。另外，由于前馈操作量决定机构65R、65L的算法相同，故而，在图12中，与左侧前馈操作量决定机构65L有关的部分用括号括起来表示。 

以右侧前馈操作量决定机构65R为代表来说明其处理。在S501，对由所述右侧膝盖角度计测处理机构61R所计测得的腿连杆3R的膝盖角度的计测值θ1_R进行微分，计算出腿连杆3R的第2关节12处的弯曲角度的角速度ω1_R。此外，在S502，使用腿连杆3R的膝盖角度的计测值θ1_R、以及由所述右侧支承力计测处理机构62R所计测得的右侧腿连杆3R的总提起力负担分量的计测值Fankle_R，来计算出作为腿连杆3R的钢丝绳32a、32b的实际的张力的实张力T1。参照图13说明该实张力T1的计算处理。另外，在图13中，对腿连杆3予以了模式化表示。另外，在图13中，与图9相同的要素使用相同的参照符号。 

首先，腿连杆3R的总提起力负担分量的计测值Fankle_R的与线段S2正交的成分Fankle_a通过下式(7)来计算。 

Fankle_a＝Fankle_R·sinθ2          …(7) 

另外，角度θ2是Fankle_R与线段S2所成的角度，该θ2正如参照所述图9所说明的那样，是使用计测值θ1_R，并通过几何学运算，来计算出的(参照所述式(2)、(3))。 

而且，按下式(8)所示，将线段S2的长度L2乘上如此求得的Fankle_a。据此，根据Fankle_R，可以计算出第2关节(膝关节)所产生的力矩M1。 

M1＝Fankle_a·L2                  …(8) 

通过钢丝绳32a、32b的实张力T1而在滑轮31上产生的力矩，在一般正常状态下与上述力矩M1均衡。因此，再按下式(9)，用滑轮31的有效半径r除以该力矩M1，来计算出钢丝绳32a、32b的实张力T1。 

T1＝M1/r                          …(9) 

以上是S502的处理的详细说明。 

返回图12的说明，接着在S503，计算出作为腿连杆3R的钢丝绳32a、32b的目标张力T2。该目标张力T2是，对应于由所述左右目标提起力决定机构63的处理所决定的腿连杆3R的控制目标值(总提起力负担分量的目标值)而在钢丝绳32a、32b上应产生的张力。该目标张力T2的计算与S502的计算处理相同。具体而言，通过将式(7)右边的Fankle_R换成：由所述左右目标提起力决定机构63的处理所决定的右腿连杆3R的控制目标值T_Fankle_R，来计算出控制目标值T_Fankle_R的与所述线段S2(参照图13)正交的成分。而且，通过使用所计算出的成分来替换所述式(8)右边的Fankle_a，来计算出腿连杆3R的第2关节12的目标力矩。此外，通过使用该目标力矩来替换所述式(9)右边的M1，来计算出钢丝绳32a、32b的目标张力T2。 

以上是S503的处理的详细说明。 

在如上述那样执行S501～S503的处理之后，在S504，使用如上所述计算出的第2关节12的角速度ω1_R、钢丝绳32a、32b的实张力T1及目标张力T2，通过规定的前馈处理，来决定电动机27R的电流的操作量Iff_R。操作量Iff_R表示右侧电动机27的指示电流值的前馈成分。 

在S504的处理中，通过下式(10)所表示的模型式，来计算出操作量Iff_R。 

Iff_R＝B1·T2+B2·ω1_R+B3·sgn(ω1_R)   …(10) 

其中，B2＝b0+b1·T1、B3＝d0+d1·T1 

在此，式(10)中的B1是常数系数，B2、B3分别如式(10)的‘其中’记述所示，是用实张力T1的一次函数来表示的系数。另外，b0、b1、d0、d1为常数。而且，sgn( )为符号函数。 

该式(10)是表示电动机27的电流、钢丝绳32a、32b的张力、以及第2关节12的角速度ω1_R之间的关系的模型式。进一步详细而言，式(10)右边的第1项表示张力的比例项，第2项表示钢丝绳32a、32b与滑轮31之间的粘滞摩擦力所对应的项，第3项表示钢丝绳32a、32b与滑轮31之间的动摩擦力所对应的项。另外，在式(10)的右边可以进一步追加与第2关节12的角加速度对应的项(即，与惯性力对应的项)。 

作为补充，通过将式(10)的左边值与右边值之差的平方值予以最小化的辨识算法，而对使用在式(10)的运算中的各常数B1、b0、b1、d0、d1预先进行实验性地识别。而且，所识别的各常数B1、b0、b1、d0、d1被记忆存储在未图示的存储器中，以备行走辅助装置1的动作时使用。 

以上是右侧前馈操作量决定机构65R的处理说明。左侧前馈操作量决定机构65L的处理也与之同样。 

参照图5，在如上述那样计算出电动机27R的电流的操作量Ifb_R、Iff_R、以及电动机27L的电流的操作量Ifb_L、Iff_L之后，运算机构51，通过利用加法运算处理机构66R对操作量Ifb_R、Iff_R进行加法运算，来决定电动机27R的指示电流值。另外，运算机构51，通过利用加法运算处理机构66L对操作量Ifb_L、Iff_L进行加法运算，来决定电动机27L的指示电流值。运算机构51将这些指示电流值分别输出给与各电动机27对应的激励电路52，此时，激励电路52则依照被输入的指示电流值而接通于电动机27。 

以上所说明的运算机构51的控制处理是在规定的控制周期来执行的。据此，以使得各腿连杆3R的实际的总提起力负担分量的计测值Fankle与该腿连杆3所对应的控制目标值T_Fankle相一致地使电动机27产生转矩， 进而对该腿连杆3R的第2关节12(膝关节)的驱动力进行操作。 

在以上所说明的实施方式中，对应于利用者A的右腿踏力与左腿踏力的比率地而将总目标提起力分配给左右的腿连杆3R、3L，来决定各腿连杆3的总提起力负担分量。而且，使得在各腿连杆3上产生该总提起力负担分量。由此，特别是在所述提起控制接通·断开开关54被操作成接通的状态下，可以使由所述键开关53所设定的提起力(目标提起力)圆滑且稳定地从落座部2作用给利用者A。进而，可以有效地减轻利用者A的各腿的负担。 

作为补充，总目标提起力如前所述，是将由所述键开关53所设定的提起力的设定值(目标提起力)、与用于支承从行走辅助装置1的总体重量中减去各支承力传感器30的下侧部分的总重量之后得到的重量(或者行走辅助装置1的总体重量)的支承力加起来之后的值(更准确地说是将其之和的值通过低通滤波器后的值)。由此，通过如前所述那样决定各腿连杆3的总提起力负担分量，其结果，作为从落座部2作用给利用者A的提起力的目标值的目标提起力，对应于利用者A的右腿踏力与左腿踏力的比率地而被分配给左右的腿连杆3R、3L。而且，以使得所分配的目标提起力的各腿连杆3的负担分量能从各腿连杆3R、3L作用于落座部2地对各腿连杆3R、3L的电动机27R、27L进行控制。 

此外，在本实施方式中，由于使各腿连杆3产生弹簧还原力，因此，利用者A越使膝盖较深地弯曲，从行走辅助装置1就越会得到较大的提起力，利用者A也就从行走辅助装置1容易体会到其辅助之感。另外，通过适当地设定与弹簧还原力相关的所述弹簧常数k(参照所述式(6))的值，还可以防止各腿连杆3的姿势发散成不恰当的姿势。 

另外，在提起控制接通·断开开关54被操作成断开的状态下，将所述总提起力Fankle_t决定为总目标提起力。由此，在该状态下，只要利用者A不是有意地将体重搭载在落座部2上，则可以在使落座部2接触于利用者A的同时，在两者之间还能达到不产生有作用力的平衡状态。而且，一旦从该状态开始操作接通提起控制接通·断开开关54，还可以避免急剧的提起力从落座部2作用给利用者A的事态，从而可以使提起力圆滑地作用给利用者A。 

此外，由于并用PD控制规则(反馈控制规则)与前馈控制规则来决定各电动机27的指示电流值，故而，可以高速且稳定地控制提起力。 

另外，在所述实施方式中，虽然将弹簧还原力附加给各腿连杆3的总提起力负担分量的目标值(控制目标值)，但是，也可以省略弹簧还原力的附加(具体而言是省略图10的S305、S307、S310、S312的处理)。这种场合，只要将在图10的S301处求得的Fankle_t直接输入到S302即可。 

另外，在所述第1实施方式，在各踏力计测处理机构60的处理中，使用了图7的曲线图。也可以替换图7的曲线图而使用例如图14所示的曲线图，将各腿踏力的暂定计测值FRF_p变换成计测值FRF。下面，以这种场合的实施方式作为第2实施方式进行说明。该第2实施方式中的图14的曲线图是以在暂定计测值FRF_p小于阈值FRF时FRF为负值的方式来设定的。进一步详细而言，在图14的曲线图中，当FRF_p是处于阈值FRF1与稍微小于阈值FRF1的阈值FRF3(FRF3＞0)之间的值时，伴随FRF_p的减少，FRF呈线性地变小。另外，在FRF_p与阈值FRF3相比又进一步变小时(包括FRF_p＜0的场合)，FRF被维持在负的一定值(当FRF_p＝FRF3时的FRF的值)。 

在此，当利用者A行走时，例如，若抬起右腿，根据此时的运动加速度，MP传感器38R及脚踵传感器39R的输出为非常小的值(0附近的值或负的值)，暂定计测值FRF_p_R则变得小于阈值FRF。此时，使用图14的曲线图而得到的右腿的踏力计测值FRF_R为负值。 

而且，在第2实施方式中，当使用图14的曲线图而得到负值的计测值FRF_R时，则对图10的处理(左右目标提起力决定机构63的处理)的一部分进行例如下述的变更。即，在图10的S304，在得到负值的计测值FRF_R时，则将两分配比的比率置于预先设定的规定的比率。例如，如上所述，当FRF_R＜0时，使得左分配比∶由分配比＝1.1∶-0.1。即，将左分配比及右分配比之中的与成为负值的FRF对应的分配比定为负的规定值(在本实施方式中为-0.1)，而将另一方的分配比定为由‘1，减去该负的规定值后的值(使得左右分配比的和为‘1’)。而且，使用该分配比，进行S306及311的处理。此时，例如，作为图10的S303的输出的目标提起力为200N时，S306及S311的输出则分别为-20N、200N。另外，当得到比阈值FR1小的 暂定计测值FRF_p的腿(上述例子中的右腿)被判断是游离腿时，则不进行与该游离腿对应的S305或S310处理中的弹簧还原力的计算处理(将对应于该游离腿的弹簧还原力置于0)。据此，在单腿支承期(只使一条腿呈支撑腿状态的时期)的开始时，游离侧腿连杆3的第2关节12被驱动到弯曲侧，从而可以协助利用者A进行游离侧腿的抬起动作。 

另外，在所述实施方式中，由MP传感器38及脚踵传感器39来构成第1力传感器，如前述图3所示，以介于利用者A的脚呈支撑腿状态的脚部的底面与地面之间的方式而将这些力传感器38、39设置在脚部安装部15上。不过，该第1力传感器的设置位置并不仅仅限于此。该第1力传感器，也可以例如如图15所示那样地安装在脚部安装部上。下面，以这种场合的实施方式作为第3实施方式进行说明。 

如图15所示，在第3实施方式中，在脚部安装部15的所述环状构件36的内侧设置脚部支承构件100。该脚部支承构件100为拖鞋(slipper)状的构件，它是由：接触于几乎是利用者A脚部的底面全体的板状脚底部101(鞋的中铺状的构件)、和连结于该脚底部101的拱状构件102(横截面为大致半圆弧状的构件)构成。拱状构件102的两端的下端部与脚底部101的两侧部结合成一体。该拱状构件102可以供利用者A的脚部的脚尖侧部分插入。而且，在该插入状态下，该脚部受到脚底部101支承。这些脚底部101及拱状构件102是由例如金属或树脂等具有规定刚性的材料来形成。 

另外，介于拱状构件102上部的外面部与环状构件36上部的内面部之间设置有构成第1力传感器的牵引力传感器103。该牵引力传感器103接合于拱状构件102和环状构件36。该牵引力传感器103为：例如该牵引型的负载传感器。这种场合，脚部支承构件100以与环状构件36或鞋35呈非接触的状态而被配置在环状构件36的内侧。据此，脚部支承构件100是经牵引力传感器103而被吊设在环状构件36上，以使得不会从环状构件36或鞋35作用有从下方支承脚部支承构件100的力。 

另外，可以在脚底部101的上表面及拱状构件102的内表面设置有用于保护利用者A的脚部的缓冲材。 

以上是本实施方式中的脚部安装部15的结构说明。另外，在本实施 方式中的脚部安装部15上没有设置所述MP传感器38、脚踵传感器39、中铺构件37。而且，在将本实施方式中的脚部安装部15安装在利用者A的各脚部上时，只要使其脚部的脚尖侧的部分通过脚部支承构件100的拱状构件102的内部，且使该脚部载放在脚底部101上地，来使该脚部从鞋35的穿鞋口插入鞋35的内部即可。 

在具有如此构成的脚部安装部15的本实施方式的行走辅助装置中，呈支撑腿状态的利用者A的脚的踏力，是作为作用于牵引力传感器103上的牵引力而通过牵引力传感器103被检测出。 

而且，在本实施方式中，左右的各脚部安装部15的牵引力传感器103的输出是替换MP传感器38及脚踵传感器39的输出，而被输入给运算处理部51的各踏力计测处理机构60。而且，通过各踏力计测处理机构60，使与之对应的牵引力传感器103的输出所表示的检测值(使牵引力为正的值)通过低通滤波器的值，并将通过低通滤波器后的值作为其暂定计测值FRF_p。此外，各踏力计测处理机构60还根据该暂定计测值FRF_p，并依照所述图7的曲线图(或者图14的曲线图)来求解出踏力的计测值FRF。 

除了以上说明之外的构成及处理则与所述第1实施方式(或者第2实施方式)相同。 

在本实施方式中，可以得到与所述第1实施方式(或者第2实施方式)相同的效果。另外，在本实施方式中，牵引力传感器103是被安装在环状构件36的内周面的最上部和拱状构件102的外周面的最上部之间。不过，牵引力传感器103的配置位置并不仅仅限于此，也可以是设置在拱状构件102的斜上部或侧面部的位置且是与环状构件36之间。另外，也可以在拱状构件102和环状构件36之间设置2个以上的牵引力传感器，经由这些多个牵引力传感器而将脚部支承构件100吊设在环状构件36上。这种场合，与所述第1实施方式中以MP传感器38R及脚踵传感器39R的力检测值的总和为基础来计测出踏力的情形同样，只要是以各牵引力传感器的输出所表示的检测值的总和为基础来计测踏力即可。 

Claims (18)

1.一种行走辅助装置的控制装置，具有：落座部，其从上方承接落座的利用者的重量的一部分；大腿支架，其为左右一对，分别经第1关节连结于该落座部；小腿支架，其为左右一对，分别经第2关节连结于各大腿支架；脚部安装部，其为左右一对，分别经第3关节连结于各小腿支架，并且该左右一对的脚部安装部还分别安装在所述利用者的左右各腿的脚部上，在所述利用者的各腿成为支撑腿时而接地；左侧用致动器，其对由左侧的所述第1关节、大腿支架、第2关节、小腿支架、第3关节以及所述脚部安装部构成的左侧腿连杆的关节中的第2关节进行驱动；以及右侧用致动器，其对由右侧的所述第1关节、大腿支架、第2关节、小腿支架、第3关节以及所述脚部安装部构成的右侧腿连杆的关节中的第2关节进行驱动，该行走辅助装置的控制装置的特征在于，具有：

踏力计测机构，其依据设于所述各脚部安装部的第1力传感器的输出所表示的力检测值，来计测所述利用者的各腿的踏力；

目标提起力设定机构，其设定作为从所述落座部作用于所述利用者的向上提起力的目标值的目标提起力；

分配机构，其对应于所述利用者的左腿踏力和右腿踏力的比率，而将该目标提起力分配给所述各腿连杆，由此来决定所述目标提起力中的左侧腿连杆的目标负担分量和右侧腿连杆的目标负担分量；

致动器控制机构，其控制所述左侧用致动器，以使得从所述左侧腿连杆实际施加给所述落座部的提起力成为所述左侧腿连杆的目标负担分量，并且还控制所述右侧用致动器，以使得从所述右侧腿连杆实际施加给所述落座部的提起力成为所述右侧腿连杆的目标负担分量。

2.一种行走辅助装置的控制装置，具有：落座部，其从上方承接落座的利用者的重量的一部分；大腿支架，其为左右一对，分别经第1关节连结于该落座部；小腿支架，其为左右一对，分别经第2关节连结于各大腿支架；脚部安装部，其为左右一对，分别经第3关节连结于各小腿支架，并且该左右一对的脚部安装部还分别安装在所述利用者的左右各腿的脚 部上，在所述利用者的各腿成为支撑腿时而接地；左侧用致动器，其对由左侧的所述第1关节、大腿支架、第2关节、小腿支架、第3关节以及所述脚部安装部构成的左侧腿连杆的关节中的第2关节进行驱动；以及右侧用致动器，其对由右侧的所述第1关节、大腿支架、第2关节、小腿支架、第3关节以及所述脚部安装部构成的右侧腿连杆的关节中的第2关节进行驱动，该行走辅助装置的控制装置的特征在于，具有：

踏力计测机构，其依据设于所述各脚部安装部的第1力传感器的输出所表示的力检测值，来计测所述利用者的各腿的踏力；

目标提起力设定机构，其设定作为从所述落座部作用于所述利用者的向上提起力的目标值的目标提起力；

第2力传感器，其装于所述各腿连杆的小腿支架的下端部与第3关节之间、或者各腿连杆的第3关节与脚部安装部之间；

控制对象力计测机构，其根据该第2力传感器的输出所表示的力检测值，将从所述地面实际传递给各腿连杆的小腿支架的力作为控制对象力来进行计测；

总目标提起力决定机构，其将所述目标提起力，和用于将从该行走辅助装置的总体重量中减去所述行走辅助装置中的各第2力传感器的下侧部分的总重量而得到的重量支承于地面的支承力的总和作为总目标提起力而决定，或者，将所述目标提起力，和用于将该行走辅助装置的总体重量支承于地面的支承力的总和，作为总目标提起力而决定；

分配机构，其对应于所述利用者的左腿踏力和右腿踏力的比率而将该总目标提起力分配给所述各腿连杆，由此来决定所述总目标提起力中的左侧腿连杆的目标负担分量和右侧腿连杆的目标负担分量；

致动器控制机构，其根据所述左侧腿连杆的控制对象力和目标负担分量，来控制所述左侧用致动器，以使得该左侧腿连杆的控制对象力与目标负担分量的差接近于0，并且还依据所述右侧腿连杆的控制对象力和目标负担分量，来控制所述右侧用致动器，以使得该右侧腿连杆的控制对象力与目标负担分量的差接近于0。

3.根据权利要求1所述的行走辅助装置的控制装置，其特征在于，

所述各脚部安装部具有环状构件，并且经该环状构件连结于所述第3 关节，该环状构件使安装该脚部安装部的所述利用者的脚部从其脚尖侧插入。

4.根据权利要求2所述的行走辅助装置的控制装置，其特征在于，

所述各脚部安装部具有环状构件，并且经该环状构件连结于所述第3关节，该环状构件使安装该脚部安装部的所述利用者的脚部从其脚尖侧插入。

5.根据权利要求1所述的行走辅助装置的控制装置，其特征在于，

所述各第1力传感器由以下述的方式设置在各脚部安装部上的一个以上的力传感器构成，即：在所述利用者的各腿呈支撑腿时，该力传感器介于其支撑腿的脚部的底面中的该脚部的跖趾关节位置和脚踵位置中至少任一方与地面之间，

所述踏力计测机构为下述的机构，即：将构成各脚部安装部的第1力传感器的各力传感器的输出所表示的检测值的总和作为该第1力传感器的力检测值，根据该总和的力检测值来计测出安装有该脚部安装部的所述利用者的脚的踏力的机构。

6.根据权利要求2所述的行走辅助装置的控制装置，其特征在于，

所述各第1力传感器由以下述的方式设置在各脚部安装部上的一个以上的力传感器构成，即，在所述利用者的各腿呈支撑腿时，该力传感器介于其支撑腿的脚部的底面中的该脚部的跖趾关节位置和脚踵位置中至少任一方与地面之间，

所述踏力计测机构为下述的机构，即，将构成各脚部安装部的第1力传感器的各力传感器的输出所表示的检测值的总和作为该第1力传感器的力检测值，根据该总和的力检测值来计测出安装有该脚部安装部的所述利用者的脚的踏力的机构。

7.根据权利要求3所述的行走辅助装置的控制装置，其特征在于，

在所述各脚部安装部的环状构件的内侧，以与该环状构件非接触的状态配置有支承所述利用者的脚部的脚部支承构件，该脚部支承构件经所述第1力传感器而被吊设于该环状构件。

8.根据权利要求4所述的行走辅助装置的控制装置，其特征在于，

在所述各脚部安装部的环状构件的内侧，以与该环状构件非接触的状 态配置有支承所述利用者的脚部的脚部支承构件，该脚部支承构件经所述第1力传感器而被吊设于该环状构件。

9.根据权利要求1所述的行走辅助装置的控制装置，其特征在于，

在所述第1力传感器的力检测值为规定的第1阈值以下时，所述踏力计测机构，将安装在具有该第1力传感器的所述脚部安装部上的脚部的踏力的计测值设为0。

10.根据权利要求2所述的行走辅助装置的控制装置，其特征在于，

在所述第1力传感器的力检测值为规定的第1阈值以下时，所述踏力计测机构，将安装在具有该第1力传感器的所述脚部安装部上的脚部的踏力的计测值设为0。

11.根据权利要求1所述的行走辅助装置的控制装置，其特征在于，

在所述第1力传感器的力检测值为规定的第2阈值以上时，所述踏力计测机构，将预先设定的规定的上限值作为安装在具有该第1力传感器的所述脚部安装部上的脚部的踏力的计测值而得到。

12.根据权利要求2所述的行走辅助装置的控制装置，其特征在于，

在所述第1力传感器的力检测值为规定的第2阈值以上时，所述踏力计测机构，将预先设定的规定的上限值作为安装在具有该第1力传感器的所述脚部安装部上的脚部的踏力的计测值而得到。

13.根据权利要求1所述的行走辅助装置的控制装置，其特征在于，

具有：位移量传感器，其产生与所述第2关节的位移量对应的输出；关节位移量计测机构，其依据该位移量传感器的输出来计测各第2关节的位移量；以及目标负担分量修正机构，其根据所计测得的各腿连杆的第2关节的位移量，来求出所述第3关节与所述落座部间的间隔相对规定的基准值的偏差，并对各腿连杆的所述目标负担分量进行修正，以使该偏差接近于0。

14.根据权利要求2所述的行走辅助装置的控制装置，其特征在于，

具有：位移量传感器，其产生与所述第2关节的位移量对应的输出；关节位移量计测机构，其依据该位移量传感器的输出来计测各第2关节的位移量；以及目标负担分量修正机构，其根据所计测得的各腿连杆的第2关节的位移量，来求出所述第3关节与所述落座部间的间隔对于规定的基准 值的偏差，并对各腿连杆的所述目标负担分量进行修正，以使该偏差接近于0。

15.根据权利要求13所述的行走辅助装置的控制装置，其特征在于，

所述目标负担分量修正机构，由下述各机构构成：根据对应于所述左侧腿连杆的所述偏差，通过反馈控制规则，来求出用于使该偏差接近于0的要求力的机构；通过将相对于所述利用者的左腿踏力与右腿踏力的总和的左腿踏力的比率乘以所求得的要求力，来决定左腿连杆的所述目标负担分量的修正量，并通过该修正量来修正左腿连杆的所述目标负担分量的机构；根据对应于所述右侧腿连杆的偏差，通过反馈控制规则，来求出用于使该偏差接近于0的要求力的机构；通过将相对于所述利用者的左腿踏力与右腿踏力的总和的右腿踏力的比率乘以所求得的要求力，来决定右腿连杆的所述目标负担分量的修正量，并通过该修正量来修正右腿连杆的所述目标负担分量的机构。

16.根据权利要求14所述的行走辅助装置的控制装置，其特征在于，

所述目标负担分量修正机构，由下述各机构构成：根据对应于所述左侧腿连杆的所述偏差，通过反馈控制规则，来求出用于使该偏差接近于0的要求力的机构；通过将相对于所述利用者的左腿踏力与右腿踏力的总和的左腿踏力的比率乘以所求得的要求力，来决定左腿连杆的所述目标负担分量的修正量，并通过该修正量来修正左腿连杆的所述目标负担分量的机构；根据对应于所述右侧腿连杆的偏差，通过反馈控制规则，来求出用于使该偏差接近于0的要求力的机构；通过将相对于所述利用者的左腿踏力与右腿踏力的总和的右腿踏力的比率乘以所求得的要求力，来决定右腿连杆的所述目标负担分量的修正量，并通过该修正量来修正右腿连杆的所述目标负担分量的机构。

17.根据权利要求2所述的行走辅助装置的控制装置，其特征在于，

具有切换开关，其指示是否进行所述提起力的控制，

所述总目标提起力决定机构，在所述切换开关的操作状态是指示进行所述提起力的控制的操作状态时，将所述目标提起力和支承力的总和作为总目标提起力而决定，该支承力用于将从该行走辅助装置的总体重量中减去所述行走辅助装置中的各第2力传感器的下侧部分的总重量而得到的重 量支承于地面，或者，将所述目标提起力、和用于将该行走辅助装置的总体重量支承于地面的支承力的总和作为总目标提起力而决定，而在所述切换开关的操作状态是指示不进行所述提起力的控制的操作状态时，则将由所述控制对象力计测机构计测得到的两腿连杆的各自的控制对象力的总和作为所述总目标提起力而决定。

18.根据权利要求2所述的行走辅助装置的控制装置，其特征在于，

具有：位移量传感器，其产生与所述第2关节的位移量对应的输出；关节位移量计测机构，其依据该位移量传感器的输出来计测各第2关节的位移量；目标负担分量修正机构，其根据所计测得的各腿连杆的第2关节的位移量，来求出所述第3关节与所述落座部间的间隔对于规定的基准值的偏差，并对各腿连杆的所述目标负担分量进行修正，以使其偏差接近于0；以及切换开关，其指示是否进行所述提起力的控制，

所述总目标提起力决定机构，在所述切换开关的操作状态是指示进行所述提起力的控制的操作状态时，将所述目标提起力，和用于将从该行走辅助装置的总体重量中减去所述行走辅助装置中的各第2力传感器的下侧部分的总重量而得到的重量支承于地面的支承力的总和作为总目标提起力而决定，或者，将所述目标提起力、和用于将该行走辅助装置的总体重量支承于地面的支承力的总和作为总目标提起力而决定，而在所述切换开关的操作状态是指示不进行所述提起力的控制的操作状态时，则将下述的值作为所述总目标提起力而决定，即该值是指从由所述控制对象力计测机构计测得到的两腿连杆的各自的控制对象力的总和中，减去由所述目标负担分量修正机构得到的两腿连杆的各自的目标负担分量的修正量之后的值。 

Images