JP4378926B2

JP4378926B2 - Limb body training device

Info

Publication number: JP4378926B2
Application number: JP2002296938A
Authority: JP
Inventors: 亮吉平田; 泰輔榊
Original assignee: Yaskawa Electric Corp
Current assignee: Yaskawa Electric Corp
Priority date: 2002-10-10
Filing date: 2002-10-10
Publication date: 2009-12-09
Anticipated expiration: 2022-10-10
Also published as: JP2004129817A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、運動機能や脳機能などに傷害を持つ患者を対象とし、リハビリテーションを行っている患者の状態を計測し、リハビリ内容を、画像、音響、力触覚として提示するリハビリテーション支援装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の肢体機能回復訓練支援装置においては、患者が訓練継続意識を持って上肢の機能回復訓練を行うことができる装置であった（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−２７１１８０号公報
【０００４】
以下、簡単に図面を用いて説明する。図８において、110は上肢機能回復訓練支援装置、112はキー入力装置、120は記憶装置および中央演算処理装置（ＣＰＵ）を含むコンピュータを配置する基台部120、128は基部台120より立設され画像表示装置122を有する垂直部124および垂直部124の上端部より基台部120の上方に水平に張り出す支持部126とを備える装置本体、130は支持部126に吊下げられて３次元方向（Ｘ、Ｙ、Ｚ）に移動可能で異なる軸について回転可能な上肢吊下支持装置である。
上記の構成において、患者が上肢の訓練を行う場合、訓練目標に対して患者の訓練状態を図示されないセンサ手段により検出し、例えば目標軌道に対する実際の動作軌道の誤差、目標動作速度、目標回数あるいは目標時間に対する訓練の進捗度合いを、画像表示装置などを用いて患者の視聴覚にフィードバックして機能回復訓練を支援する。患者自身が、必要に応じて自分自身の訓練状態を視聴覚を通して認識できるので、やる気を持って機能回復訓練を実行できる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の肢体機能回復訓練支援装置においては、訓練者の訓練中の成績が良いときと悪いときで、評価関数を変更しないため、成績が悪いとき、訓練者が訓練意欲を失い、効果的な訓練を行うことが期待できなかった。
したがって、本発明の目的は、訓練者に訓練中の成績を提示する場合、肢体の訓練を行っている訓練者の成績が良いときと悪いときで、評価関数を変更し、目標値を変更することなく、かつ訓練者が訓練意欲を失うことなく、効果的な訓練を行うことができる下肢訓練装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したのである。
請求項１に記載の発明は、訓練者が発生する目標力の大きさを入力する入力部と、前記訓練者が発生する力の大きさを検出する力検出部と、前記目標力の大きさおよび前記力の大きさを記憶する訓練データ記憶部と、を備え、訓練軌道に沿って繰り返し訓練を行う肢体訓練装置において、１回前の繰り返し訓練について前記記憶された力の大きさの最大値を求め、前記記憶された目標力の大きさに対する前記最大値の割合が所定の大きさ以上か未満かを判断し、前記割合が前記所定の大きさ未満の場合は、前記力検出部が検出した力の大きさを上に凸で単調増加する関数で重み付けして出力し、前記割合が前記所定の大きさ以上の場合は、前記力検出部が検出した力の大きさを下に凸で単調増加する関数で重み付けして出力する訓練結果評価部と、前記訓練結果評価部の出力結果を前記訓練者に提示する訓練者用提示手段と、を備えたことを特徴とするものである。
また、請求項２に記載の発明は、訓練者が発生する目標力の大きさを入力する入力部と、前記訓練者が発生する力の大きさを検出する力検出部と、前記目標力の大きさおよび前記力の大きさを記憶する訓練データ記憶部と、を備え、訓練軌道に沿って繰り返し訓練を行う肢体訓練装置において、１回前の繰り返し訓練について前記記憶された力の大きさの最大値を求め、前記記憶された目標力の大きさに対する前記最大値の割合が所定の大きさ以上か未満かを判断し、前記割合が前記所定の大きさ未満の場合は、前記力検出部が検出した力の大きさを対数関数で重み付けして出力し、前記割合が前記所定の大きさ以上の場合は、前記力検出部が検出した力の大きさを指数関数で重み付けして出力する訓練結果評価部と、前記訓練結果評価部の出力結果を前記訓練者に提示する訓練者用提示手段と、を備えたことを特徴とするものである。
上記の発明によれば、訓練者に訓練中の成績を提示する場合、肢体の訓練を行っている訓練者の成績が良いときと悪いときで、評価関数を変更し、目標値を変更することなく、かつ訓練者が訓練意欲を失うことなく、効果的な訓練を行うことができる。
【００１０】
また、請求項３に記載の発明は、前記訓練者用提示手段は、視覚によって認識される表示によって前記訓練者に前記訓練結果評価部の出力結果を提示する視覚提示手段、音を出力して前記訓練者に前記訓練結果評価部の出力結果を提示する聴覚提示手段、および振動を発生させて前記訓練者に前記訓練結果評価部の出力結果を提示する振動提示手段のうちいずれかであることを特徴とするものである。
本発明によれば、前記訓練結果評価部３が、画像を提示する視覚提示手段１０、音を提示する聴覚提示手段１３及び振動を提示する振動提示手段１６のいずれかを選択的に用いて、訓練者９の随意的に発生する力の大きさを提示することで、訓練者が自分の訓練状態を認識しつつ訓練することができるため、効果的な訓練を行うことができる。
【００１１】
【発明の実施形態】
本発明の第１の実施の形態の下肢訓練装置について図１に基づいて説明する。
すなわち、図１において、１は下肢訓練装置、２はコントローラ、３は訓練結果評価部、４は訓練データ記憶部、５は力センサ、６は訓練者用提示手段、７は操作パネル、８は訓練軌道、９は訓練者である。図２（ａ）は下に凸で単調増加する関数、図２（ｂ）は上に凸で単調増加する関数である。医師や理学療法士が、訓練者が随意的に発生する力の大きさの目標値を操作パネルに入力すると、訓練データ記憶部が目標値を記憶する。そして、訓練者が訓練軌道に沿って自動介助運動訓練を繰り返し行い、訓練者が随意的に発生する力の大きさを力センサを用いて計測し、訓練データ記憶部が訓練者の随意的に発生した力の大きさを記憶する。訓練結果評価部が、１回前の繰り返し訓練における訓練者の随意的に発生した力の大きさの最大値を求め、訓練者が随意的に発生した力の大きさの最大値が目標値のα％以上か未満か判断する。１回前の繰り返し訓練において、訓練者が随意的に発生した力の大きさの最大値が目標値のα％未満の場合、訓練結果評価部が訓練者用提示手段を用いることで、上に凸で単調増加する関数で提示する。１回前の繰り返し訓練において、訓練者が随意的に発生した力の大きさの最大値が目標値のα％以上の場合、訓練結果評価部が訓練者用提示手段を用いることで、下に凸で単調増加する関数で提示する。訓練者への提示は訓練者用提示手段を用いて行う。例えば、訓練者が随意的に発生した力の大きさに応じて、Ｎ個のＬＥＤの点灯数を増減することにより訓練者へ提示する。
【００１２】
本実施の形態の下肢訓練装置は、訓練者９の肢体に装着した装置の動作によって訓練者９の肢体を訓練軌道８に沿って繰り返し訓練を行う目的で、装置に取り付けられた力センサ５または位置・角度センサのセンシング情報をもとに、力制御または位置制御によって装置の動作を制御する下肢訓練装置１において、コントローラ２内に訓練データを記憶する訓練データ記憶部４と、前記コントローラ２内に訓練者９が随意的に発生する力の大きさを評価し訓練者９の訓練状態に応じて評価関数を変更する訓練結果評価部３と、訓練者９が随意的に発生する力の大きさを訓練者９へ提示する訓練者用提示手段６とを備え、前記訓練結果評価部３が、１回前の繰り返し訓練における訓練者９の随意的に発生した力の大きさの最大値が目標値のα％未満の場合、訓練者９の随意的に発生する力の大きさを下に凸で単調増加する関数で提示し、１回前の繰り返し訓練における訓練者９の随意的に発生した力の大きさの最大値が目標値のα％以上の場合、訓練者９の随意的に発生する力の大きさを上に凸で単調増加する関数で提示することである。
【００１３】
本実施の形態の下肢訓練装置によれば、訓練者９の肢体に装着した装置の動作によって訓練者９の肢体を訓練軌道８に沿って繰り返し訓練を行う目的で、装置に取り付けられた力センサ５または位置・角度センサのセンシング情報をもとに、力制御または位置制御によって装置の動作を制御する下肢訓練装置１において、コントローラ２内に訓練データを記憶する訓練データ記憶部４と、前記コントローラ２内に訓練者９が随意的に発生する力の大きさを評価し訓練者９の訓練状態に応じて評価関数を変更する訓練結果評価部３と、訓練者９が随意的に発生する力の大きさを訓練者９へ提示する訓練者用提示手段６とを備え、前記訓練結果評価部３が、１回前の繰り返し訓練における訓練者９の随意的に発生した力の大きさの最大値が目標値のα％未満の場合、訓練者９の随意的に発生する力の大きさを下に凸で単調増加する関数で提示し、１回前の繰り返し訓練における訓練者９の随意的に発生した力の大きさの最大値が目標値のα％以上の場合、訓練者９の随意的に発生する力の大きさを上に凸で単調増加する関数で提示することで、訓練者に訓練中の成績を提示する場合、肢体の訓練を行っている訓練者の成績が良いときと悪いときで、評価関数を変更し、目標値を変更することなく、かつ訓練者が訓練意欲を失うことなく、効果的な訓練を行うことができる。
【００１４】
本発明の第２の実施の形態の下肢訓練装置について図３に基づいて説明する。すなわち、図３において、１は下肢訓練装置、２はコントローラ、３は訓練結果評価部、４は訓練データ記憶部、５は力センサ、７は操作パネル、８は訓練軌道、９は訓練者、１０は視覚提示手段、１１はＮ個のＬＥＤである。図４（ａ）は指数関数、図４（ｂ）は対数関数である。医師や理学療法士が、訓練者が随意的に発生する力の大きさの目標値を操作パネルに入力すると、訓練データ記憶部が目標値を記憶する。そして、訓練者が訓練軌道に沿って自動介助運動訓練を繰り返し行い、訓練者が随意的に発生する力の大きさを力センサを用いて計測し、訓練データ記憶部が訓練者の随意的に発生した力の大きさを記憶する。訓練結果評価部が、１回前の繰り返し訓練における訓練者の随意的に発生した力の大きさの最大値を求め、訓練者が随意的に発生した力の大きさの最大値が目標値のα％以上か未満か判断する。１回前の繰り返し訓練において、訓練者が随意的に発生した力の大きさの最大値が目標値のα％未満の場合、訓練結果評価部が訓練者用提示手段を用いることで、訓練者の随意的に発生する力の大きさを対数関数で提示する。１回前の繰り返し訓練において、訓練者が随意的に発生した力の大きさの最大値が目標値のα％以上の場合、訓練結果評価部が訓練者用提示手段を用いることで、訓練者の随意的に発生する力の大きさを指数関数で提示する。
【００１５】
以下では、訓練結果評価部が、１回前の繰り返し訓練における訓練者の随意的に発生した力の大きさの最大値が目標値の８０％以上か未満か判断し、８個のＬＥＤを用いて訓練者へ視覚提示する方法について説明する。訓練者の随意的に発生する力の大きさが目標値の０％以上となる場合を評価すると、対数関数提示の場合、訓練者が随意的に発生する力が微小なときでもＬＥＤが多数点灯する。そこで、ここでは訓練者が随意的に発生する力の大きさが随意的に発生する力の大きさが目標とする力の大きさの１０％以上を評価する例を説明する。そして、１回前の繰り返し訓練において、訓練者が随意的に発生した力の大きさの最大値が目標値の８０％未満の場合、訓練結果評価部が訓練者用提示手段を用いることで、訓練者の随意的に発生する力の大きさを対数関数で提示する。１回前の繰り返し訓練において、訓練者が随意的に発生した力の大きさの最大値が目標値の８０％以上の場合、訓練結果評価部が訓練者用提示手段を用いることで、訓練者の随意的に発生する力の大きさを指数関数で提示する。
【００１６】
図４（ａ）に示す指数関数提示について説明すると、
（１）Ｐ＜０．１Ｒのとき
Ｎ＝０
（２）０．１Ｒ＜Ｐ＜Ｒのとき
Ｎ＝Ｅｘｐ（２．０８×（Ｐ−０．１Ｒ）／０．９Ｒ）
（３）Ｐ＞Ｒのとき
Ｎ＝８
ただし、Ｎ：ＬＥＤの点灯数、Ｐ：訓練者が随意的に発生する力の大きさ、
Ｒ：目標とする力の大きさ（８個目のＬＥＤが点灯）
である。
【００１７】
図４（ｂ）に示す対数関数提示について説明すると、
（１）Ｐ＜０．１Ｒのとき
Ｎ＝０
（２）０．１Ｒ＜Ｐ＜Ｒのとき
Ｎ＝Ｌｏｇ₁₀（（Ｐ−０．１Ｒ）×１０⁸／０．９Ｒ）
（３）Ｐ＞Ｒのとき
Ｎ＝８
ただし、
Ｎ：ＬＥＤの点灯数、Ｐ：訓練者が随意的に発生する力の大きさ、
Ｒ：目標とする力の大きさ（８個目のＬＥＤが点灯）
である。指数関数提示の場合、訓練者が随意的に発生する力の大きさが目標値の８０％以上の場合、ＬＥＤが５個点灯する。
【００１８】
上記のように、訓練結果評価部が、１回前の繰り返し訓練における訓練者の随意的に発生した力の大きさの最大値が目標値の８０％以上か未満か判断し、指数関数と対数関数を切り換え、訓練者用提示手段を用いることで訓練者へ訓練状態を提示する。本実施の形態の下肢訓練装置は、前記訓練結果評価部３が、１回前の繰り返し訓練における訓練者９の随意的に発生した力の大きさの最大値が目標値のα％未満の場合、訓練者９の随意的に発生する力の大きさを対数関数で提示し、１回前の繰り返し訓練における訓練者９の随意的に発生した力の大きさの最大値が目標値のα％以上の場合、訓練者９の随意的に発生する力の大きさを指数関数で提示することである。
【００１９】
本実施の形態の下肢訓練装置によれば、前記訓練結果評価部３が、１回前の繰り返し訓練における訓練者９の随意的に発生した力の大きさの最大値が目標値のα％未満の場合、訓練者９の随意的に発生する力の大きさを対数関数で提示し、１回前の繰り返し訓練における訓練者９の随意的に発生した力の大きさの最大値が目標値のα％以上の場合、訓練者９の随意的に発生する力の大きさを指数関数で提示することで、目標値を変更することなく、かつ訓練者が訓練意欲を失うことなく、効果的な訓練を行うことができる。
【００２０】
本発明の第３の実施の形態の下肢訓練装置について図３、図４、図５に基づいて説明する。
すなわち、図３において、１は下肢訓練装置、２はコントローラ、３は訓練結果評価部、４は訓練データ記憶部、５は力センサ、７は操作パネル、８は訓練軌道、９は訓練者、１０は視覚提示手段、１１はＮ個のＬＥＤである。図５は１回前の繰り返し訓練における訓練者の随意的に発生した力の大きさの履歴、図４（ａ）は指数関数、図４（ｂ）は対数関数である。医師や理学療法士が、訓練者が随意的に発生する力の大きさの目標値を操作パネルに入力すると、訓練データ記憶部が目標値を記憶する。そして、訓練者が訓練軌道に沿って自動介助運動訓練を繰り返し行い、訓練者が随意的に発生する力の大きさを力センサを用いて計測し、訓練データ記憶部が訓練者の随意的に発生した力の大きさを記憶する。訓練結果評価部が、１回前の繰り返し訓練において訓練者が随意的に発生した力の大きさの最大値Ｆ_MAXを求め、目標値Ｒ_Nを（１＋β／１００）Ｆ_MAXとする。訓練結果評価部が、１回前の繰り返し訓練における訓練者の随意的に発生した力の大きさの最大値Ｆ_MAXが目標値Ｒ_Nのα％以上か未満か判断する。１回前の繰り返し訓練において、訓練者が随意的に発生した力の大きさの最大値Ｆ_MAXが目標値Ｒ_Nのα％未満の場合、訓練結果評価部が訓練者用提示手段を用いることで、訓練者の随意的に発生する力の大きさを対数関数で提示する。１回前の繰り返し訓練において、訓練者が随意的に発生した力の大きさの最大値Ｆ_MAXが目標値Ｒ_Nのα％以上の場合、訓練結果評価部が訓練者用提示手段を用いることで、訓練者の随意的に発生する力の大きさを指数関数で提示する。
【００２１】
以下では、訓練結果評価部が、１回前の繰り返し訓練における訓練者の随意的に発生した力の大きさの最大値の１１０％を目標値とし、訓練者の随意的に発生した力の大きさの最大値が目標値の８０％以上か未満か判断するとともに、８個のＬＥＤを用いて訓練者へ視覚提示する方法について説明する。訓練者の随意的に発生する力の大きさが目標値の０％以上となる場合を評価すると、対数関数提示の場合、訓練者が随意的に発生する力が微小なときでもＬＥＤが多数点灯する。そこで、ここでは訓練者が随意的に発生する力の大きさが随意的に発生する力の大きさが目標とする力の大きさの１０％以上を評価する例を説明する。訓練結果評価部が、１回前の繰り返し訓練における訓練者の随意的に発生した力の大きさの最大値Ｆ_MAXを求め、目標値Ｒ_Nを１．１Ｆ_MAXとする。１回前の繰り返し訓練において、訓練者が随意的に発生した力の大きさの最大値Ｆ_MAXが目標値Ｒ_Nの８０％未満の場合、訓練結果評価部が訓練者用提示手段を用いることで、訓練者の随意的に発生する力の大きさを対数関数で提示する。１回前の繰り返し訓練において、訓練者が随意的に発生した力の大きさの最大値Ｆ_MAXが目標値Ｒ_Nの８０％以上の場合、訓練結果評価部が訓練者用提示手段を用いることで、訓練者の随意的に発生する力の大きさを指数関数で提示する。
【００２２】
図４（ａ）に示す指数関数提示について説明すると、
（１）Ｐ＜０．１Ｒ_Nのとき
Ｎ＝０
（２）０．１Ｒ_N＜Ｐ＜Ｒ_Nのとき
Ｎ＝Ｅｘｐ（２．０８×（Ｐ−０．１Ｒ_N）／０．９Ｒ_N）
（３）Ｐ＞Ｒ_Nのとき
Ｎ＝８
ただし、Ｎ：ＬＥＤの点灯数、Ｐ：訓練者が随意的に発生する力の大きさ、
Ｒ_N：目標とする力の大きさ（８個目のＬＥＤが点灯）
である。
図４（ｂ）に示す対数関数提示について説明すると、
（１）Ｐ＜０．１Ｒ_Nのとき
Ｎ＝０
（２）０．１Ｒ_N＜Ｐ＜Ｒ_Nのとき
Ｎ＝Ｌｏｇ₁₀（（Ｐ−０．１Ｒ_N）×１０⁸／０．９Ｒ_N）
（３）Ｐ＞Ｒ_Nのとき
Ｎ＝８
ただし、Ｎ：ＬＥＤの点灯数、Ｐ：訓練者が随意的に発生する力の大きさ、
Ｒ_N：目標とする力の大きさ（８個目のＬＥＤが点灯）
である。指数関数提示の場合、訓練者が随意的に発生する力の大きさが目標値の８０％以上の場合、ＬＥＤが５個点灯する。
【００２３】
上記のように、訓練結果評価部が、１回前の繰り返し訓練における訓練者の随意的に発生した力の大きさの最大値を求め、訓練者の随意的に発生した力の大きさの最大値が目標値の８０％以上か未満か判断するとともに、指数関数と対数関数を切り換え、訓練状態を訓練者用提示手段を用いることで訓練者へ提示する。本実施の形態の下肢訓練装置は、前記訓練結果評価部３が、１回前の繰り返し訓練における訓練者９の随意的に発生した力の大きさの最大値の（１００＋β）％を目標値とするものである。
本実施の形態の下肢訓練装置によれば、前記訓練結果評価部３が、１回前の繰り返し訓練における訓練者９の随意的に発生した力の大きさの最大値の（１００＋β）％を目標値とすることで、効果的な訓練を行うことができる。
【００２４】
本発明の第４の実施の形態の下肢訓練装置について図６に基づいて説明する。すなわち、図６において、１は下肢訓練装置、２はコントローラ、３は訓練結果評価部、４は訓練データ記憶部、５は力センサ、７は操作パネル、８は訓練軌道、９は訓練者、１０は視覚提示手段、１２はＮ個のレベルメータ、１３は聴覚提示手段、１４は音声発生装置、１５はスピーカー、１６は振動提示手段、１７はバイブレータである。図７（ａ）は指数関数、図７（ｂ）は対数関数である。医師や理学療法士が、訓練者が随意的に発生する力の大きさの目標値を操作パネルに入力すると、訓練データ記憶部が目標値を記憶する。そして、訓練者が訓練軌道に沿って自動介助運動訓練を繰り返し行い、訓練者が随意的に発生する力の大きさを力センサを用いて計測し、訓練データ記憶部が訓練者の随意的に発生した力の大きさを記憶する。訓練結果評価部が、１回前の繰り返し訓練における訓練者の随意的に発生した力の大きさの最大値を求め、訓練者の随意的に発生した力の大きさの最大値が目標値のα％以上か未満か判断する。１回前の繰り返し訓練において、訓練者が随意的に発生した力の大きさの最大値が目標値のα％未満の場合、訓練結果評価部が視覚提示手段、聴覚提示手段、振動提示手段のいずれかを選択的に用いることで、訓練者の随意的に発生する力の大きさを対数関数で提示する。１回前の繰り返し訓練において、訓練者が随意的に発生した力の大きさの最大値が目標値のα％以上の場合、訓練結果評価部が視覚提示手段、聴覚提示手段、振動提示手段のいずれかを選択的に用いることで、訓練者の随意的に発生する力の大きさを指数関数で提示する。
【００２５】
以下では、訓練結果評価部が、１回前の繰り返し訓練における訓練者の随意的に発生した力の大きさの最大値が目標値の８０％以上か未満か判断し、８個のレベルメータを用いて訓練者へ視覚提示する方法について説明する。訓練者の随意的に発生する力の大きさが目標値の０％以上となる場合を評価すると、対数関数提示の場合、訓練者が随意的に発生する力が微小なときでもレベルメータが多数点灯する。そこで、ここでは訓練者が随意的に発生する力の大きさが随意的に発生する力の大きさが目標とする力の大きさの１０％以上を評価する例を説明する。そして、１回前の繰り返し訓練において、訓練者が随意的に発生した力の大きさの最大値が目標値の８０％未満の場合、訓練結果評価部が訓練者用提示手段を用いることで、訓練者の随意的に発生する力の大きさを対数関数で提示する。１回前の繰り返し訓練において、訓練者が随意的に発生した力の大きさの最大値が目標値の８０％以上の場合、訓練結果評価部が訓練者用提示手段を用いることで、訓練者の随意的に発生する力の大きさを指数関数で提示する。
【００２６】
図７（ａ）に示す指数関数提示について説明すると、
（１）Ｐ＜０．１Ｒのとき
Ｎ＝０
（２）０．１Ｒ＜Ｐ＜Ｒのとき
Ｎ＝Ｅｘｐ（２．０８×（Ｐ−０．１Ｒ）／０．９Ｒ）
（３）Ｐ＞Ｒのとき
Ｎ＝８
ただし、Ｎ：レベルメータの点灯数、Ｐ：訓練者が随意的に発生する力の大きさ、
Ｒ：目標とする力の大きさ（８個目のレベルメータが点灯）
である。
図７（ｂ）に示す対数関数提示について説明すると、
（１）Ｐ＜０．１Ｒのとき
Ｎ＝０
（２）０．１Ｒ＜Ｐ＜Ｒのとき
Ｎ＝Ｌｏｇ₁₀（（Ｐ−０．１Ｒ）×１０⁸／０．９Ｒ）
（３）Ｐ＞Ｒのとき
Ｎ＝８
ただし、Ｎ：レベルメータの点灯数、Ｐ：訓練者が随意的に発生する力の大きさ、
Ｒ：目標とする力の大きさ（８個目のレベルメータが点灯）
である。指数関数提示の場合、訓練者が随意的に発生する力の大きさが目標値の８０％以上の場合、レベルメータが５個点灯する。
【００２７】
また、聴覚提示方法について説明する。訓練者が随意的に発生する力の大きさが大きくなるほど高音を提示する。評価関数の切り替えについては視覚提示と同様の方法で行う。
さらに、振動提示方法について説明する。訓練者が随意的に発生する力の大きさが大きくなるほど振動数を増加し提示する。評価関数の切り替えについては視覚提示と同様の方法で行う。
【００２８】
上記のように、訓練結果評価部が、１回前の繰り返し訓練における訓練者の随意的に発生した力の大きさの最大値が目標値の８０％以上か未満か判断し、指数関数と対数関数を切り換え、訓練状態を視覚提示手段、聴覚提示手段、振動提示手段のいずれかを選択的に用いることで訓練者へ提示する。
本実施の形態の下肢訓練装置は、前記訓練結果評価部３が、画像を提示する視覚提示手段１０、音を提示する聴覚提示手段１３及び振動を提示する振動提示手段１６のいずれかを選択的に用いて、訓練者９の随意的に発生する力の大きさを提示することである。
本実施の形態の下肢訓練装置によれば、前記訓練結果評価部３が、画像を提示する視覚提示手段１０、音を提示する聴覚提示手段１３及び振動を提示する振動提示手段１６のいずれかを選択的に用いて、訓練者９の随意的に発生する力の大きさを提示することで、訓練者が自分の訓練状態を認識しつつ訓練することができるため、効果的な訓練を行うことができる。
【００２９】
【発明の効果】
本発明によれば、肢体の訓練を行っている訓練者の成績が良いときと悪いときで、評価関数を変更し、目標値を変更することなく、かつ訓練者が訓練意欲を失うことなく、効果的な訓練を行うことができる。
また、訓練者が自分の訓練状態を認識しつつ訓練することができるため、効果的な訓練を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の下肢訓練装置のシステム構成図である。
【図２】（ａ）評価関数が下に凸で単調増加する関数を示す図である。（ｂ）評価関数が上に凸で単調増加する関数を示す図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態の下肢訓練装置のシステム構成図である。
【図４】（ａ）評価関数が指数関数を示す図である。（ｂ）評価関数が対数関数を示す図である。
【図５】訓練者の発生させた力の履歴を示す図。
【図６】本発明の第４の実施の形態の下肢訓練装置のシステム構成図である。
【図７】（ａ）本発明の第４の実施の形態の指数関数を示す図である。（ｂ）本発明の第４の実施の形態の対数関数を示す図である。
【図８】従来の肢体機能回復訓練支援装置を示す図である。
【符号の説明】
1下肢訓練装置
2コントローラ
3訓練結果評価部
4訓練データ記憶部
5力センサ
6訓練者用提示手段
7操作パネル
8訓練軌道
9訓練者
10視覚提示手段
11Ｎ個のＬＥＤ
12Ｎ個のレベルメータ
13聴覚提示手段
14音声発生装置
15スピーカー
16振動提示手段
17バイブレータ
110 上肢機能回復訓練支援装置
112 キー入力装置
114 記憶装置
116 中央演算処理装置（ＣＰＵ）
118 コンピュータ
122 画像表示装置
128 装置本体
130 上肢吊下支持装置
154〜158 直線駆動装置
160〜164 回転駆動装置
166 センサ装置（変位センサおよび力センサを含む）
168 Ｉ／Ｏインタフェース（入出力インタフェース）
170 増幅器
172 Ａ／Ｄ変換器[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a rehabilitation support apparatus that measures the state of a patient undergoing rehabilitation and presents the rehabilitation content as an image, sound, or force / tactile sensation, targeting a patient having an injury in motor function or brain function. is there.
[0002]
[Prior art]
In the conventional limb body function recovery training support device, the patient can perform the function recovery training of the upper limbs with a training continuation consciousness (see, for example, Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
JP 2000-271180 A
[0004]
Hereinafter, it will be briefly described with reference to the drawings. In FIG. 8, 110 is an upper limb function recovery training support device, 112 is a key input device, 120 is a base unit 120 on which a computer including a storage device and a central processing unit (CPU) is arranged, and 128 is erected from the base table 120. The image display device 122 is provided with a vertical portion 124 and a support portion 126 that extends horizontally above the base portion 120 from the upper end portion of the vertical portion 124, and the device body 130 is suspended by the support portion 126 and is three-dimensional. The upper limb suspension support device is movable in the directions (X, Y, Z) and is rotatable about different axes.
In the above configuration, when the patient performs upper limb training, the patient's training state is detected with respect to the training target by a sensor means (not shown), for example, an error of the actual motion trajectory with respect to the target trajectory, a target motion speed, a target number of times or The progress of the training with respect to the target time is fed back to the patient's audiovisual using an image display device or the like to support the function recovery training. Since the patient himself / herself can recognize his / her training state through audiovisual as necessary, the function recovery training can be executed with motivation.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional limb function recovery training support device, since the evaluation function is not changed between when the trainer's training results are good and bad, the trainer loses the willingness to train and is effective when the results are bad. I couldn't expect to do any kind of training.
Therefore, the purpose of the present invention is to change the evaluation function and change the target value when the performance of the trainee who is training the limb is good or bad when presenting the results during training to the trainee. It is an object of the present invention to provide a lower limb training apparatus that can perform effective training without losing the willingness of training.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
 In order to solve the above problem, the present invention is configured as follows.
 The invention according to claim 1 is an input unit for inputting a magnitude of a target force generated by a trainee, a force detection unit for detecting a magnitude of the force generated by the trainee, and the magnitude of the target force. And a training data storage unit for storing the magnitude of the force, Repeatedly perform training along the training trajectoryIn the limb body training device,Find the maximum value of the stored force magnitude for the previous repetitive training,For the stored target force magnitudeMaximum valuePercentage ofJudge whether it is larger or smaller than the predetermined size,The proportion isAboveWhen the magnitude is less than a predetermined magnitude, the magnitude of the force detected by the force detection unit is weighted with a function that is convex upward and monotonously increases and is output.When the ratio is equal to or greater than the predetermined magnitude, the magnitude of the force detected by the force detector is weighted with a function that monotonously increases in a convex manner and is output.A training result evaluation unit, and a trainer presentation unit that presents an output result of the training result evaluation unit to the trainee.
 Further, the invention according to claim 2 is an input unit that inputs the magnitude of the target force generated by the trainee, a force detection unit that detects the magnitude of the force generated by the trainee, and the target force A training data storage unit for storing the magnitude and the magnitude of the force, Repeatedly perform training along the training trajectoryIn the limb body training device,Find the maximum value of the stored force magnitude for the previous repetitive training,For the stored target force magnitudeMaximum valuePercentage ofJudge whether it is larger or smaller than the predetermined size,The proportion isAboveIf the magnitude is less than a predetermined magnitude, the magnitude of the force detected by the force detector is weighted with a logarithmic function and output.If the ratio is greater than or equal to the predetermined magnitude, the magnitude of the force detected by the force detector is weighted with an exponential function and output.A training result evaluation unit, and a trainer presentation means for presenting the output result of the training result evaluation unit to the trainee..
 According to the above invention, when presenting the results during training to the trainee, the evaluation function is changed and the target value is changed depending on whether the performance of the trainee who is training the limb is good or bad. Effective training can be performed without losing the willingness to train.
[0010]
 Also,Claim 3The trainee presenting means is a visual presenting means for presenting an output result of the training result evaluating unit to the trainer by a display recognized by vision, and outputting a sound to the trainer. One of auditory presentation means for presenting an output result of a training result evaluation section, and vibration presentation means for generating a vibration and presenting the output result of the training result evaluation section to the trainee It is.
 According to the present invention, the training result evaluation unit 3 selectively uses one of the visual presentation unit 10 that presents an image, the auditory presentation unit 13 that presents sound, and the vibration presentation unit 16 that presents vibration. By presenting the magnitude of the force generated by the trainer 9 arbitrarily, the trainer can train while recognizing his / her training state, so that effective training can be performed.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A lower limb training apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
That is, in FIG. 1, 1 is a lower limb training apparatus, 2 is a controller, 3 is a training result evaluation unit, 4 is a training data storage unit, 5 is a force sensor, 6 is a trainer presentation means, 7 is an operation panel, and 8 is A training trajectory, 9 is a trainee. 2A is a function that is convex downward and monotonically increasing, and FIG. 2B is a function that is convex upward and monotonously increasing. When a doctor or a physical therapist inputs a target value of the magnitude of the force that the trainer arbitrarily generates to the operation panel, the training data storage unit stores the target value. Then, the trainee repeatedly performs the automatic assistance exercise training along the training trajectory, the trainer arbitrarily measures the magnitude of the force generated by using the force sensor, and the training data storage unit arbitrarily selects the trainer. Memorize the magnitude of the generated force. The training result evaluation unit obtains the maximum value of the force arbitrarily generated by the trainee in the previous repeated training, and the maximum value of the force arbitrarily generated by the trainee is the target value. Judge whether it is more than α% or less. When the maximum value of the force that the trainer has voluntarily generated is less than α% of the target value in the previous repetitive training, the training result evaluation unit uses the presenting means for the trainer to Presented as a convex and monotonically increasing function. When the maximum value of the force that the trainer has voluntarily generated in the previous training is not less than α% of the target value, the training result evaluation unit uses the presenting means for the trainer, Presented as a convex and monotonically increasing function. Presentation to the trainee is performed using a trainer presentation means. For example, it is presented to the trainee by increasing / decreasing the number of lighting of the N LEDs according to the magnitude of the force arbitrarily generated by the trainee.
[0012]
The lower limb training apparatus of the present embodiment is a force sensor 5 attached to the apparatus for the purpose of repeatedly training the limb of the trainer 9 along the training path 8 by the operation of the apparatus attached to the limb of the trainer 9 or In the lower limb training apparatus 1 that controls the operation of the apparatus by force control or position control based on the sensing information of the position / angle sensor, a training data storage unit 4 that stores training data in the controller 2, and the controller 2 The training result evaluation unit 3 that evaluates the magnitude of the force that the trainer 9 optionally generates and changes the evaluation function according to the training state of the trainer 9, and the magnitude of the force that the trainer 9 generates arbitrarily A trainer presenting means 6 for presenting the trainee 9 with the training result evaluation unit 3, wherein the training result evaluation unit 3 has a maximum value of the magnitude of the force generated arbitrarily by the trainer 9 in the previous repetitive training. Α% of target value When full, the magnitude of the arbitrarily generated force of the trainer 9 is presented as a convexly downward monotonically increasing function, and the magnitude of the arbitrarily generated force of the trainer 9 in the previous repeated training When the maximum value of α is equal to or greater than α% of the target value, the magnitude of the force generated by the trainee 9 arbitrarily is presented as a function that is convex upward and monotonously increasing.
[0013]
According to the lower limb training apparatus of the present embodiment, a force sensor attached to the apparatus for the purpose of repeatedly training the limb of the trainer 9 along the training path 8 by the operation of the apparatus attached to the limb of the trainer 9. In the lower limb training apparatus 1 that controls the operation of the apparatus by force control or position control based on the sensing information of 5 or the position / angle sensor, the training data storage unit 4 that stores training data in the controller 2, and the controller 2, the training result evaluation unit 3 that evaluates the magnitude of the force that the trainer 9 optionally generates and changes the evaluation function according to the training state of the trainer 9, and the force that the trainer 9 optionally generates A trainer presenting means 6 for presenting the magnitude of the trainee 9 to the trainer 9, and the training result evaluation unit 3 is a maximum of the magnitude of the force generated arbitrarily by the trainee 9 in the previous repeat training. Value is target value If less than α%, the magnitude of the arbitrarily generated force of the trainer 9 is presented as a downwardly convex and monotonically increasing function, and the arbitrarily generated force of the trainer 9 in the previous repeated training is shown. When the maximum magnitude is α% or more of the target value, the magnitude of the force generated by the trainer 9 is presented to the trainer as a function that increases monotonously in a convex manner. If the performance of the trainee who is training the limbs is good and bad, the evaluation function is changed, the target value is not changed, and the trainer loses the willingness to train. Training.
[0014]
A lower limb training apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. That is, in FIG. 3, 1 is a lower limb training apparatus, 2 is a controller, 3 is a training result evaluation unit, 4 is a training data storage unit, 5 is a force sensor, 7 is an operation panel, 8 is a training track, 9 is a trainer, Reference numeral 10 denotes visual presentation means, and 11 denotes N LEDs. 4A is an exponential function, and FIG. 4B is a logarithmic function. When a doctor or a physical therapist inputs a target value of the magnitude of the force that the trainer arbitrarily generates to the operation panel, the training data storage unit stores the target value. Then, the trainee repeatedly performs the automatic assistance exercise training along the training trajectory, the trainer arbitrarily measures the magnitude of the force generated by using the force sensor, and the training data storage unit arbitrarily selects the trainer. Memorize the magnitude of the generated force. The training result evaluation unit obtains the maximum value of the force arbitrarily generated by the trainee in the previous repeated training, and the maximum value of the force arbitrarily generated by the trainee is the target value. Judge whether it is more than α% or less. When the maximum value of the force arbitrarily generated by the trainee is less than α% of the target value in the previous repetitive training, the training result evaluation unit uses the presenting means for the trainer, so that the trainer The magnitude of the force generated arbitrarily is presented as a logarithmic function. When the maximum value of the force arbitrarily generated by the trainee in the previous repetitive training is α% or more of the target value, the training result evaluation unit uses the trainer presenting means, so that the trainer The magnitude of the arbitrarily generated force is presented as an exponential function.
[0015]
In the following, the training result evaluation unit determines whether the maximum value of the force generated arbitrarily by the trainee in the previous repetitive training is 80% or less of the target value, and uses eight LEDs. Explain how to visually present the trainee. Evaluating the case where the trainee's arbitrarily generated force is 0% or more of the target value, in the case of logarithmic function presentation, many LEDs are lit even when the trainee's arbitrarily generated force is very small To do. Therefore, here, an example will be described in which the trainee evaluates the magnitude of the force that is arbitrarily generated by evaluating the magnitude of the force that is arbitrarily generated by 10% or more of the target magnitude of the force. When the maximum value of the force arbitrarily generated by the trainee is less than 80% of the target value in the previous repetitive training, the training result evaluation unit uses the trainer presenting means, The magnitude of the force generated by the trainer is presented as a logarithmic function. When the maximum value of the force arbitrarily generated by the trainee in the previous repetitive training is 80% or more of the target value, the training result evaluation unit uses the trainer presenting means, so that the trainer The magnitude of the arbitrarily generated force is presented as an exponential function.
[0016]
The exponential function presentation shown in FIG.
(1) When P <0.1R
N = 0
(2) When 0.1R R
N = 8
Where N is the number of LEDs lit, P is the magnitude of the force generated by the trainee,
R: Target strength (eighth LED lights up)
It is.
[0017]
The logarithmic function presentation shown in FIG.
(1) When P <0.1R
N = 0
(2) When 0.1R R
N = 8
However,
N: number of LEDs lit, P: magnitude of force generated by the trainee,
R: Target strength (eighth LED lights up)
It is. In the case of the exponential function presentation, when the magnitude of the force that the trainer arbitrarily generates is 80% or more of the target value, five LEDs are lit.
[0018]
As described above, the training result evaluation unit determines whether the maximum value of the force arbitrarily generated by the trainee in the previous repetitive training is 80% or less of the target value, and the exponential function and logarithm The function is switched and the training state is presented to the trainer by using the trainer presenting means. In the lower limb training apparatus of the present embodiment, when the training result evaluation unit 3 has a maximum value of the magnitude of the force generated arbitrarily by the trainer 9 in the previous repeated training less than α% of the target value The magnitude of the force generated arbitrarily by the trainer 9 is presented as a logarithmic function, and the maximum value of the force generated arbitrarily by the trainer 9 in the previous repeated training is α% of the target value. In the above case, the magnitude of the force generated by the trainee 9 is presented by an exponential function.
[0019]
According to the lower limb training apparatus of the present embodiment, the training result evaluation unit 3 has the maximum value of the magnitude of the force generated arbitrarily by the trainer 9 in the previous repeated training less than α% of the target value. In this case, the magnitude of the force generated arbitrarily by the trainer 9 is presented as a logarithmic function, and the maximum value of the force generated arbitrarily by the trainee 9 in the previous previous training is the target value. In the case of α% or more, it is effective without changing the target value and without the trainer losing the willingness to train by presenting the magnitude of the force generated by the trainer 9 as an exponential function. Training can be done.
[0020]
A lower limb training apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3, 4, and 5.
That is, in FIG. 3, 1 is a lower limb training apparatus, 2 is a controller, 3 is a training result evaluation unit, 4 is a training data storage unit, 5 is a force sensor, 7 is an operation panel, 8 is a training track, 9 is a trainer, Reference numeral 10 denotes visual presentation means, and 11 denotes N LEDs. FIG. 5 shows a history of the magnitude of the force generated arbitrarily by the trainee in the previous repetitive training, FIG. 4A shows an exponential function, and FIG. 4B shows a logarithmic function. When a doctor or a physical therapist inputs a target value of the magnitude of the force that the trainer arbitrarily generates to the operation panel, the training data storage unit stores the target value. Then, the trainee repeatedly performs the automatic assistance exercise training along the training trajectory, the trainer arbitrarily measures the magnitude of the force generated by using the force sensor, and the training data storage unit arbitrarily selects the trainer. Memorize the magnitude of the generated force. Maximum value F of the magnitude of force voluntarily generated by the trainee in the repeated training of one time before the training result evaluation unit_MAXTo obtain the target value R_N(1 + β / 100) F_MAXAnd Maximum value F of the magnitude of the force generated arbitrarily by the trainee in the previous training, the training result evaluation unit_MAXIs the target value R_NIt is judged whether it is more than α% or less. Maximum value F of the magnitude of force that the trainer voluntarily generated in the previous repetitive training_MAXIs the target value R_NWhen the value is less than α%, the training result evaluation unit uses the trainer presentation means to present the magnitude of the force generated by the trainer as a logarithmic function. Maximum value F of the magnitude of force that the trainer voluntarily generated in the previous repetitive training_MAXIs the target value R_NWhen α is equal to or greater than α%, the training result evaluation unit uses the trainer presenting means to present the magnitude of the force generated by the trainer as an exponential function.
[0021]
In the following, the training result evaluation unit sets 110% of the maximum value of the force arbitrarily generated by the trainee in the previous repetitive training as a target value, and the force generated by the trainer arbitrarily. A method for determining whether the maximum value of the height is 80% or less of the target value and visually presenting it to the trainee using eight LEDs will be described. Evaluating the case where the trainee's arbitrarily generated force is 0% or more of the target value, in the case of logarithmic function presentation, a large number of LEDs are lit even when the trainer's arbitrarily generated force is very small To do. Therefore, here, an example will be described in which the trainee evaluates the magnitude of the force generated arbitrarily by evaluating the magnitude of the force generated arbitrarily by 10% or more of the target magnitude of the force. The maximum value F of the magnitude of the force that the trainer voluntarily generated in the previous training is evaluated by the training result evaluation unit._MAXTo obtain the target value R_N1.1F_MAXAnd Maximum value F of the magnitude of force that the trainer voluntarily generated in the previous repetitive training_MAXIs the target value R_NLess than 80%, the training result evaluation unit uses the trainer presentation means to present the magnitude of the force generated by the trainer as a logarithmic function. Maximum value F of the magnitude of force that the trainer voluntarily generated in the previous repetitive training_MAXIs the target value R_NIn the case of 80% or more, the training result evaluation unit uses the trainer presenting means to present the magnitude of the force arbitrarily generated by the trainer as an exponential function.
[0022]
The exponential function presentation shown in FIG.
(1) P <0.1R_NWhen
N = 0
(2) 0.1R_N R_NWhen
N = 8
Where N is the number of LEDs lit, P is the magnitude of the force generated by the trainee,
R_N: Target strength (8th LED lights up)
It is.
The logarithmic function presentation shown in FIG.
(1) P <0.1R_NWhen
N = 0
(2) 0.1R_N R_NWhen
N = 8
Where N is the number of LEDs lit, P is the magnitude of the force generated by the trainee,
R_N: Target strength (8th LED lights up)
It is. In the case of the exponential function presentation, when the magnitude of the force that the trainer arbitrarily generates is 80% or more of the target value, five LEDs are lit.
[0023]
As described above, the training result evaluation unit obtains the maximum value of the force arbitrarily generated by the trainee in the previous repetitive training and determines the maximum value of the force arbitrarily generated by the trainee. It is determined whether the value is 80% or less of the target value, and the exponential function and logarithmic function are switched, and the training state is presented to the trainer by using the trainer presenting means. In the lower limb training apparatus of the present embodiment, the training result evaluation unit 3 uses (100 + β)% of the maximum value of the magnitude of the force arbitrarily generated by the trainer 9 in the previous repeated training as a target value. To do.
According to the lower limb training apparatus of the present embodiment, the training result evaluation unit 3 targets (100 + β)% of the maximum value of the magnitude of the arbitrarily generated force of the trainer 9 in the previous training once. By setting the value, effective training can be performed.
[0024]
A lower limb training apparatus according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. That is, in FIG. 6, 1 is a lower limb training apparatus, 2 is a controller, 3 is a training result evaluation unit, 4 is a training data storage unit, 5 is a force sensor, 7 is an operation panel, 8 is a training track, 9 is a trainer, 10 is a visual presentation means, 12 is an N level meter, 13 is an auditory presentation means, 14 is a sound generator, 15 is a speaker, 16 is a vibration presentation means, and 17 is a vibrator. FIG. 7A shows an exponential function, and FIG. 7B shows a logarithmic function. When a doctor or a physical therapist inputs a target value of the magnitude of the force that the trainer arbitrarily generates to the operation panel, the training data storage unit stores the target value. Then, the trainee repeatedly performs the automatic assistance exercise training along the training trajectory, the trainer arbitrarily measures the magnitude of the force generated by using the force sensor, and the training data storage unit arbitrarily selects the trainer. Memorize the magnitude of the generated force. The training result evaluation unit obtains the maximum value of the force arbitrarily generated by the trainee in the previous repetitive training, and the maximum value of the force generated by the trainee is the target value. Judge whether it is more than α% or less. In the previous repetitive training, when the maximum value of the force arbitrarily generated by the trainee is less than α% of the target value, the training result evaluation unit determines whether the visual presentation means, the auditory presentation means, and the vibration presentation means By selectively using one of them, the magnitude of the force generated arbitrarily by the trainer is presented as a logarithmic function. When the maximum value of the force arbitrarily generated by the trainee in the previous repetitive training is α% or more of the target value, the training result evaluation unit determines whether the visual presentation means, the auditory presentation means, and the vibration presentation means By selectively using one of them, the magnitude of the force generated by the trainee is presented as an exponential function.
[0025]
In the following, the training result evaluation unit determines whether the maximum value of the force arbitrarily generated by the trainee in the previous repetitive training is 80% or less of the target value, and sets the eight level meters. The method of visual presentation to the trainee using the method will be described. Evaluating the case where the trainee's voluntary force is 0% or more of the target value, the logarithmic function presents a large number of level meters even when the trainer's voluntary force is minimal. Light. Therefore, here, an example will be described in which the trainee evaluates the magnitude of the force that is arbitrarily generated by evaluating the magnitude of the force that is arbitrarily generated by 10% or more of the target magnitude of the force. When the maximum value of the force arbitrarily generated by the trainee is less than 80% of the target value in the previous repetitive training, the training result evaluation unit uses the trainer presenting means, The magnitude of the force generated by the trainer is presented as a logarithmic function. When the maximum value of the force arbitrarily generated by the trainee in the previous repetitive training is 80% or more of the target value, the training result evaluation unit uses the trainer presenting means, so that the trainer The magnitude of the arbitrarily generated force is presented as an exponential function.
[0026]
Explaining the exponential function presentation shown in FIG.
(1) When P <0.1R
N = 0
(2) When 0.1R R
N = 8
Where N is the number of lighting of the level meter, P is the magnitude of the force that the trainer voluntarily generates,
R: Target force level (8th level meter lights up)
It is.
The logarithmic function presentation shown in FIG.
(1) When P <0.1R
N = 0
(2) When 0.1R R
N = 8
Where N is the number of lighting of the level meter, P is the magnitude of the force that the trainer voluntarily generates,
R: Target force level (8th level meter lights up)
It is. In the case of exponential function presentation, when the magnitude of the force that the trainer voluntarily generates is 80% or more of the target value, five level meters are lit.
[0027]
Also, an auditory presentation method will be described. The higher the magnitude of the force that the trainer voluntarily generates, the higher the treble. The evaluation function is switched by the same method as visual presentation.
Furthermore, a vibration presentation method will be described. As the magnitude of the force generated by the trainee increases, the frequency is increased and presented. The evaluation function is switched by the same method as visual presentation.
[0028]
As described above, the training result evaluation unit determines whether the maximum value of the force arbitrarily generated by the trainee in the previous repetitive training is 80% or less of the target value, and the exponential function and logarithm The function is switched, and the training state is presented to the trainee by selectively using any of visual presentation means, auditory presentation means, and vibration presentation means.
In the lower limb training apparatus of the present embodiment, the training result evaluation unit 3 selectively selects one of the visual presentation means 10 that presents an image, the auditory presentation means 13 that presents sound, and the vibration presentation means 16 that presents vibration. It is used to present the magnitude of the force that the trainer 9 generates arbitrarily.
According to the lower limb training apparatus of the present embodiment, the training result evaluation unit 3 uses any one of the visual presentation unit 10 that presents an image, the auditory presentation unit 13 that presents sound, and the vibration presentation unit 16 that presents vibration. By selectively using and presenting the magnitude of the force generated by the trainer 9 arbitrarily, the trainer can train while recognizing his / her training state, so that effective training is performed. Can do.
[0029]
【The invention's effect】
According to the present invention, when the performance of the trainee performing limb training is good and bad, the evaluation function is changed, without changing the target value, and without the trainee losing the willingness to train, Effective training can be performed.
In addition, since the trainee can train while recognizing his / her training state, effective training can be performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a system configuration diagram of a lower limb training apparatus according to a first embodiment of this invention.
FIG. 2A is a diagram showing a function in which an evaluation function is convex downward and monotonously increases. (B) It is a figure which shows the function in which an evaluation function is convex upward and monotonously increases.
FIG. 3 is a system configuration diagram of a lower limb training apparatus according to a second embodiment of this invention.
FIG. 4A is a diagram illustrating an evaluation function as an evaluation function. (B) The evaluation function is a diagram showing a logarithmic function.
FIG. 5 is a diagram showing a history of force generated by a trainee.
FIG. 6 is a system configuration diagram of a lower limb training apparatus according to a fourth embodiment of this invention.
FIG. 7A is a diagram showing an exponential function according to a fourth embodiment of the present invention. (B) It is a figure which shows the logarithmic function of the 4th Embodiment of this invention.
FIG. 8 is a diagram showing a conventional limb function recovery training support device.
[Explanation of symbols]
1 Lower limb training device
2 controller
(3) Training result evaluation department
4 Training data storage
5 force sensor
6 Training means for trainees
7 Control panel
8 training trajectories
9 trainee
10 Visual presentation means
11N LEDs
12N level meters
13 Auditory presentation means
14 sound generator
15 speakers
16 Vibration presentation means
17 vibrator
110 Upper limb function recovery training support device
112 Key input device
114 storage
116 Central processing unit (CPU)
118 computers
122 Image display device
128 Main unit
130 Upper limb suspension support device
154 to 158 Linear drive
160-164 Rotation drive
166 Sensor device (including displacement sensor and force sensor)
168 I / O interface (input / output interface)
170 Amplifier
172 A / D converter

Claims

An input unit for inputting the magnitude of the target force generated by the trainee, a force detection unit for detecting the magnitude of the force generated by the trainee, and the magnitude of the target force and the magnitude of the force are stored. A training data storage unit, and in a limb training apparatus that repeatedly trains along a training trajectory ,
For repeated training before once the maximum value of the magnitude of the stored force, the ratio of the maximum value for the magnitude of the stored target force is determined whether less or more than a predetermined magnitude, the If the ratio is less than the predetermined magnitude, the force detection unit and outputs the weighting function that increases monotonically with convex upward the magnitude of the force detected, the case where the ratio is equal to or greater than the predetermined size Is a training result evaluation unit that weights and outputs the magnitude of the force detected by the force detection unit with a downwardly convex and monotonically increasing function ;
A limb training apparatus, comprising: a trainer presenting unit that presents an output result of the training result evaluation unit to the trainee.

An input unit for inputting the magnitude of the target force generated by the trainee, a force detection unit for detecting the magnitude of the force generated by the trainee, and the magnitude of the target force and the magnitude of the force are stored. A training data storage unit, and in a limb training apparatus that repeatedly trains along a training trajectory ,
For repeated training before once the maximum value of the magnitude of the stored force, the ratio of the maximum value for the magnitude of the stored target force is determined whether less or more than a predetermined magnitude, the When the ratio is less than the predetermined magnitude, the magnitude of the force detected by the force detection section is weighted with a logarithmic function and output. When the ratio is equal to or greater than the predetermined magnitude, the force detection section A training result evaluation unit that outputs the weight of the force detected by
A limb training apparatus, comprising: a trainer presenting unit that presents an output result of the training result evaluation unit to the trainee.

The trainer presentation means is a visual presentation means for presenting an output result of the training result evaluation unit to the trainer by a display recognized by vision, and outputs a sound to the trainer to output the training result evaluation unit. The auditory presenting means for presenting a result and the vibration presenting means for generating a vibration and presenting an output result of the training result evaluating unit to the trainee, according to claim 1 or 2. limb training device.