CN103402480B - 上肢训练装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种上肢训练装置。在上肢训练装置（1）中，固定框架（11）能够配置在地面（FL）上。可动框架（12）在固定框架（11）上被支承为能够朝各个方向倾转。操作杆（15）以能够伸缩的方式安装于可动框架（12）。操作杆（15）具有操作杆主体（57）和附件安装部（59）。附件安装部（59）用于安装附件（AT），并被安装于操作杆主体（57）的前端部。附件安装部（59）具有弹性部件（94）。弹性部件（94）吸收针对操作杆主体（57）的轴向以外的力，所以轴位移检测部（17a）检测附件安装部（59）在轴向的移位，从而能够正确掌握仅施加于操作杆（15）的轴向力。

Description

上肢训练装置

技术领域

本发明涉及训练装置，特别是涉及能够训练人的上肢的上肢训练装置。

背景技术

以往公知有用于对由于脑血管疾病以及脊椎损伤等疾病而使上肢（特别是手臂）的运动功能受损的患者进行恢复训练的上肢训练装置（参照专利文献1）。现有的上肢训练装置具备框架、操作杆以及伸缩驱动部。框架具有能够配置于地面的固定框架、和相对于固定框架而倾转的可动框架。可动框架在固定框架上从倾转中心朝各个方向被支承。操作杆在可动框架上被连结为能够倾转。操作杆能够上下伸缩。可动框架能够通过电动驱动而倾转。操作杆由配置于中间部的伸缩驱动部驱动而伸缩。在操作杆的上端部以能够装卸的方式安装有与训练对应的配件。

在现有的上肢训练装置中，患者用不好使的手臂握住被安装于操作杆的顶部的配件或者将手臂固定于配件，用手臂移动操作杆或者试图移动操作杆，或利用操作杆使手臂被活动来进行恢复训练。

医生以及职业治疗师综合判断进行训练的目的、患者的身高、肩的高度、不好使的手臂的可动范围以及/或者配件的种类等，适当设定操作杆的长度。虽然操作杆的杆长根据患者而设定，但也有根据患者不同而使操作杆在伸缩方向动作来进行机能恢复训练的情况。

专利文献1：日本特开2007－50249号公报

专利文献2：美国专利申请公开第2006/0293617号说明书

在现有的上肢训练装置中，用于安装附件的附件安装部在操作杆主体的顶部以能够在轴向移动的方式被安装。附件安装部能够通过一个板状的螺旋弹簧而恢复为初始状态。另外，在附件安装部移动了的情况下的轴向的移动量由线形计测电位计计测。在这样的现有的上肢训练装置中，附件安装部仅由一个板状的螺旋弹簧支承，所以在患者用手把持附件来进行训练的情况下，施加于附件的轴向力以外的力的分量，例如与轴向力正交的分量等成为附件安装部与操作杆主体之间的摩擦力而作用，只通过附件的轴向位移的测定可能无法正确掌握仅施加于附件的轴向力。

发明内容

本发明的课题是在上肢训练装置中，通过操作杆的轴向位移的测定就能够正确掌握仅施加于附件的轴向力。

以下，作为用于解决课题的手段对多个方式进行说明。这些方式可以根据需要而任意组合。

本发明的一种方式的上肢训练装置是能够对接受训练的人的上肢进行训练的上肢训练装置。上肢训练装置具备固定框架、可动框架、操作杆以及轴负荷检测部。固定框架能够配置在地面上。可动框架在固定框架上被支承为能够朝各个方向倾转。操作杆在可动框架上以能够伸缩的方式安装，由接受训练的人的手操作。操作杆具有操作杆主体和附件安装部。附件安装部用于安装附件，被安装于操作杆主体的前端部。附件安装部具有吸收部件。吸收部件吸收施加于附件安装部的轴向以外的力。轴负荷检测部检测作用于附件安装部的轴向力。

在该上肢训练装置中，如果接受训练的人用手把持附件对操作杆进行操作，则施加到附件的力经由附件安装部而作用于操作杆主体。此时，经由附件安装部而间接作用于操作杆主体的轴向以外的力被附件安装部的吸收部件吸收。在该状态下，轴负荷检测部检测作用于附件安装部的轴向力。这样，在本上肢训练装置中，作用于操作杆主体的轴向以外的力被附件安装部的吸收部件吸收并且仅检测出附件安装部的轴向力，从而能够正确掌握仅施加于操作杆的轴向力。

轴负荷检测部可以还具有：安装于操作杆主体的安装部件、以能够在轴向移动的方式安装于安装部件的轴移动许可部件、以及轴位移检测部。在该装置中，轴位移检测部对轴移动许可部件相对于安装部件在轴向的位置进行检测。这样，轴移动许可部件相对于安装部件在轴向的位置被轴位移检测部检测出，从而能够正确掌握仅施加于操作杆的轴向力。

安装部件可以具有：安装于操作杆主体的主体安装部、和设置于主体安装部的轴部。在该情况下，轴移动许可部件具有：在轴部以能够滑动的方式安装的筒状部、和覆盖筒状部且被固定于主体安装部的外装部。另外，吸收部件由多个弹性部件构成，多个弹性部件在筒状部与外装部之间，以在轴向隔开规定的间隔的方式配置。

在该装置中，多个弹性部件（吸收部件）在轴移动许可部件的筒状部与轴移动许可部件的外装部之间，以在轴向隔开规定的间隔的方式配置，所以能够可靠地吸收可直接作用于操作杆主体的轴向以外的力和力矩产生时的轴向以外的力等。

弹性部件可以为螺旋弹簧。在该情况下，将螺旋弹簧的中心部安装于轴移动许可部件的筒状部，将螺旋弹簧的外周部安装于轴移动许可部件的外装部，从而能够减小螺旋弹簧的方向依赖性。

弹性部件也可以为平板状的螺旋弹簧。在该情况下，平板状的螺旋弹簧例如能够由金属薄板剪切而形成，所以外周部位以及中心部位的加工很容易，并且能够进行高精度加工。由此，能够减小螺旋弹簧的方向依赖性。

多个弹性部件可以由两张平板状的螺旋弹簧构成。在该情况下，两张平板状的螺旋弹簧表背反转地在轴移动许可部件中在筒状部与外装部之间，以在轴向隔开规定的间隔的方式配置。

在该装置中，本装置的两张平板状的螺旋弹簧表背反转地在轴向以隔开规定的间隔的方式配置，所以能够同时减小轴向以及与轴向正交的方向的方向依赖性。

轴位移检测部可以配置于操作杆的内部。在该情况下，轴位移检测部配置于操作杆的内部，所以能够使没用的外力（例如冲击力等）不直接作用于轴位移检测部。由此，能够更正确地仅测定轴位移检测部的测定对象的位移。

轴位移检测部可以包含线性电位计。在该情况下，例如，对线性电位计的传感器头施力使其总是与轴移动许可部件抵接，从而能够更正确检测轴移动许可部件相对于安装部件在轴向的位置。

可以在安装部件的轴部与轴移动许可部件的筒状部之间配置用于使筒状部相对于轴部滑动的滑动轴承。在该情况下，在安装部件的轴部与轴移动许可部件的筒状部之间配置有滑动轴承，所以能够使轴移动许可部件相对于安装部件顺畅轴向移动。由此，能够更正确测定轴移动许可部件相对于安装部件的位移。

滑动轴承也可以为树脂制的衬套。在该情况下，滑动轴承的材质为树脂，所以即使滑动轴承的形状为衬套形状，也能够将滑动轴承容易地以规定的大小成型。

发明效果

在本发明的上肢训练装置中，能够正确掌握仅施加于操作杆的轴向力。

附图说明

图1是作为本发明的一实施方式的上肢训练装置的立体图。

图2是上肢训练装置的立体图。

图3是训练装置主体的简要剖视图。

图4是训练装置主体的简要剖视图。

图5是训练装置主体的内部的立体图。

图6是训练装置主体的剖视图。

图7是训练装置主体的内部的立体图。

图8是训练装置主体的内部的立体图。

图9是倾转操作力检测机构的立体图。

图10是负载部件的分解立体图。

图11是操作杆的纵剖视图。

图12是操作杆的立体图。

图13是可动支柱的立体图。

图14是可动支柱的下部剖视图。

图15是带有杆罩的操作杆在伸长时的立体图。

图16是带有杆罩的操作杆在收缩时的立体图。

图17是杆罩在伸长时的立体图。

图18是上罩元件的俯视图。

图19是中间罩元件的俯视图。

图20是下罩元件的俯视图。

图21是外装框架的局部剖视图。

图22是外装框架的局部剖视图。

图23是附件安装部的立体图。

图24是附件安装部的剖面立体图。

图25是控制结构框图。

图26是倾转检测控制流程图。

图27是上肢训练装置的简要俯视图。

图28是上肢训练装置的简要侧视图。

图29是上肢训练装置的简要后视图。

图30是上肢训练装置的简要主视图。

图31是监视器臂的包含一部分剖面的立体图。

图32是用于对监视器、监视器臂以及监视器杆的位置关系进行说明的简要俯视图。

图33是用于对监视器、监视器臂以及监视器杆的位置关系进行说明的简要俯视图。

图34是用于对监视器、监视器臂以及监视器杆的位置关系进行说明的简要俯视图。

图35是监视器臂的侧视图。

图36是上肢训练装置的俯视图。

图37是连结工具的立体图。

图38是连结部的立体图。

图39是连结部的剖视图。

图40是遥控器的立体图。

图41是遥控器的侧视图。

具体实施方式

（1）整体结构

在图1以及图2中，本发明的一实施方式的上肢训练装置1具有对由于脑血管疾病以及脊椎损伤等疾病而上肢（特别是手臂）的运动功能受损的患者T进行上肢的恢复训练用的辅助进行上肢运动机能恢复的功能。

上肢训练装置1具备训练装置主体3、椅子4、连结训练装置主体3与椅子4的连结机构5、以及固定于训练装置主体3并用于固定监视器7的监视器支架6。此外，在以后的说明中，前后方向是指图1的X方向，左右方向是指图1的Y方向，上下方向是指图1的Z方向。在本说明书中，有时从坐在椅子4上的患者T的视点定义前后左右的方向，前方表示装置的里侧，后方表示装置的近前侧。但是，如后所述，由于操作杆15倾转，所以这里将操作杆15朝垂直于地面时的方向定义为Z方向，在垂直于Z方向的平面上定义X方向以及Y方向。

（2）训练装置主体

如图3以及图4所示，训练装置主体3具备：具有固定框架11和可动框架12的框架10、倾转阻力施加机构13、倾转操作力检测机构14、操作杆15、伸缩阻力施加机构16、伸缩操作力检测机构17、以及外装罩18。固定框架11能够配置在地面FL上。可动框架12以能够从第一倾转中心C1在包含前后X方向以及左右Y方向的各个方向倾转的方式被支承于固定框架11。

如图3～图8所示，倾转阻力施加机构13是在患者T对操作杆15进行倾转操作时施加适应患者T的适当的阻力，或使操作杆15在第一倾转中心C1朝前后左右枢轴动作来辅助患者T对操作杆15进行的倾转操作、或者对患者T的手臂的前后左右动作进行引导的机构。倾转操作力检测机构14是用于对表示由于患者T的倾转操作而施加于操作杆15的操作力以及操作力的方向的倾转操作矢量进行检测的机构。操作杆15是供患者T进行上肢的机能恢复训练而操作用的杆。操作杆15安装于可动框架12，并能够在上下Z方向伸缩。倾转操作力检测机构14是用于检测患者T操作的操作杆15相对于可动框架12位移的位移量的机构。伸缩阻力施加机构16是在患者T对操作杆15进行伸缩操作时施加适应患者T的适当的阻力、或使操作杆15伸缩来辅助患者T对操作杆15的伸缩操作或者对患者T的手臂的上下动作进行引导的机构。另外，伸缩阻力施加机构16还作为在根据患者T来调整操作杆15的上下位置时驱动操作杆15使其伸缩的伸缩驱动部而发挥功能。伸缩操作力检测机构17是用于检测通过患者T手臂的上下动作而施加于操作杆15的上下Z方向的操作力的机构。外装罩18是覆盖固定框架11以及可动框架12的周围的罩。

（2－1）固定框架

如图3以及图5所示，固定框架11具有能够在地面FL移动或者能够在地面FL固定设置的基座框架21、以及在基座框架21上表面立起而固定的第一支承托架22和第二支承托架23。基座框架21是后部（图5的右下端部）为近似半圆形的板状的框架。在基座框架21的后部下表面配置有一个带脚轮的万向车轮21a，在前部下表面配置有一对以在左右方向隔开间隔的方式配置的固定车轮21b。另外，在基座框架21的前后方向的中央部的两侧配置有一对用于将训练装置主体3以无法移动的方式配置于地面FL上的固定用的调节器21c。在基座框架21的前部中央配置有供监视器支架6的下端固定的支架固定部21d。另外，在基座框架21的前部上方以与支架固定部21d平行且在左右方向延伸的方式配置有支架支承板25。支架支承板25的左右端通过一对被立起而固定于基座框架21的固定托架26进行固定。

如图3所示，支架支承板25在中央部具有将监视器支架6的基端部6a支承为不能旋转的支架支承孔25a。并且，监视器支架6的基端部6a的前端以不能旋转的方式固定于在基座框架21的支架固定部21d上形成的孔（未图示）。这样，监视器支架6的基端部6a被基座框架21和支架支承板25在上下两个位置支承为不能移动，所以监视器支架在半径方向和倾转方向都难以位移。因此，即使对监视器支架6作用外力而欲使其相对于基座框架21倾斜，也能稳固维持监视器支架6相对于基座框架21的姿势。即，监视器支架6的安装强度提高，难以产生监视器支架6相对于安装部分摇晃的不良情况。此外，如后所述，监视器支架6还作为提手的一部分发挥功能，所以如上述那样提高安装强度很重要。

如图7所示，第一支承托架22以及第二支承托架23以在前后X方向隔开间隔的方式配置。第一支承托架22以及第二支承托架23例如是将钢板弯曲加工而形成的，将可动框架12在两端倾转自如地支承。第一支承托架22固定于基座框架21的后方部分（装置的近前侧部分）。第一支承托架22具有左右一对第一固定部分22a和将一对第一固定部分22a在上部连结起来的第一支承部分22b。第一固定部分22a是将第一支承部分22b的两端弯曲而形成的，并被固定于基座框架21。第二支承托架23在与第一支承托架22的前方对置的位置固定于基座框架21。第二支承托架23是与第一支承托架22大致相同的结构，具有第二支承部分23b和一对第二固定部分23a。

第一支承托架22以及第二支承托架23由加强部件24加强。如图7以及图8所示，加强部件24是俯视为D字形状的板状部件。加强部件24构成在构造上对操作杆15的倾转范围进行限制的倾转范围限制机构20的一部分。此外，倾转范围限制机构20后述。

加强部件24具有一对连结第一固定部分22a和第二固定部分23a的两个外侧面的第一加强部24a、连结第二固定部分23a的内侧面的第二加强部24b、以及连结第一固定部分22a的内侧面的第三加强部24c。一对第一加强部24a以及第二加强部24b是一体形成的俯视为近似圆弧状的部件。一对第一加强部24a是线对称的部件。一对第一加强部24a以及第二加强部24b的内周侧的端面形成为圆弧状。第三加强部24c在比第一加强部24a以及第二加强部24b低的位置连结第一固定部分22a的内侧面之间。第三加强部24c的内周侧的端面的中央部分朝可动框架12平滑地稍微突出（参照图8）。

（2－2）可动框架

如图7、图8以及图9所示，可动框架12具有第一万向机构30。第一万向机构30具有在固定框架11上以能够转动的方式安装的第一可动部分31、和在第一可动部分31上以能够转动的方式安装的第二可动部分32。

第一可动部分31是将钢板在四个位置折弯而形成的呈近似矩形框状的板状部件。第一可动部分31在第一支承托架22以及第二支承托架23上在两端被支承为能够绕前后X方向的轴转动。第二可动部分32是配置于第一可动部分31的内侧且被折弯成比第一可动部分31小的矩形框状而形成的钢板制的部件。第二可动部分32在第一可动部分31上在两端被支承为能够绕左右Y方向的轴转动。

第一可动部分31被轴支承为能够转动的位置、和第二可动部分32被轴支承为能够转动的位置在上下Z方向的位置相同。因此，第一可动部分31的转动轴芯X1与第二可动部分32的转动轴芯Y1正交地配置。该转动轴芯X1与转动轴芯Y1的交点为第一倾转中心C1。

（2－3）倾转阻力施加机构

参照图5以及图8，倾转阻力施加机构13具有：用于驱动外侧的第一可动部分31使其转动的电动的X轴马达35、和将X轴马达35的输出轴的旋转减速并传递的X轴减速机构36。另外，倾转阻力施加机构13还具有：用于驱动内侧的第二可动部分32使其转动的电动的Y轴马达33、和将Y轴马达33的输出轴的旋转减速并传递的Y轴减速机构34。

X轴马达35以及X轴减速机构36例如固定于第二支承托架23。X轴减速机构36与第一可动部分31连结，将X轴马达35的输出轴的旋转按照1/60的减速比进行减速并向第一可动部分31传递。X轴马达35与X轴减速机构36配置于在上下Z方向接近地面FL的位置，X轴马达35通过省略图示的同步带与X轴减速机构36连结。

Y轴马达33以及Y轴减速机构34例如固定于外侧的第一可动部分31。Y轴减速机构34与第二可动部分32连结，将Y轴马达33的输出轴的旋转按照1/60的减速比进行减速并向第二可动部分32传递。Y轴马达33相比Y轴减速机构34配置于在上下Z方向接近地面FL的位置，Y轴马达33通过省略图示的同步带与Y轴减速机构34连结。

在X轴马达35以及Y轴马达33上连结有用于对操作杆15绕前后X轴以及绕左右Y轴的倾转量进行检测的X轴旋转式编码器38以及Y轴旋转式编码器37。操作杆15的倾转量包含通过X轴旋转式编码器38以及Y轴旋转式编码器37的输出计算的角度位置以及角度位移量的至少一个和旋转方向。

倾转阻力施加机构13根据倾转操作力检测机构14所检测出的患者T的操作力来对Y轴马达33以及X轴马达35的角度位置以及角度位移量的至少一个和旋转方向进行驱动控制从而对操作杆15施加阻力。该Y轴马达33以及X轴马达35配置于比第一倾转中心C1更靠下方。

（2－4）倾转操作力检测机构

如图5～图9所示，倾转操作力检测机构14配置于框架10的可动框架12与操作杆15之间。倾转操作力检测机构14是用于检测如上述那样通过患者T的倾转操作而施加于操作杆15的倾转操作矢量的机构，该倾转操作矢量包括含有前后X方向以及左右Y方向的从第一倾转中心C1向各个方向的倾转操作力以及倾转方向。即，倾转操作力检测机构14检测在操作杆15的倾转操作时的患者T的操作力的方向和该操作力的大小。倾转操作力检测机构14具有负载部件42和矢量检测部39。在操作杆15的倾转操作中，无论倾转方向如何，负载部件42都会以与倾转量对应的方式利用规定的弹性抵抗力位移。矢量检测部39根据负载部件42的位移来检测作用于操作杆15的倾转操作力以及操作杆15的倾转方向。矢量检测部39具有第二万向机构40、X轴电位计41b、以及Y轴电位计41a。

在该上肢训练装置1中，如果患者T对操作杆15进行倾转操作，则负载部件42根据操作力以及倾转方向而位移。在操作杆15的倾转操作中，无论倾转方向如何，负载部件42都会与倾转量对应地产生规定的弹性抵抗力并位移。矢量检测部39检测该位移从而检测包含患者T的倾转方向以及倾转操作力的倾转操作矢量。这里，无论倾转方向如何，负载部件42都会与倾转量对应地产生规定的弹性抵抗力并位移，所以抑制负载部件的方向依赖性从而矢量检测部39能够检测包含倾转操作力以及倾转方向的倾转操作矢量。因此，即使操作杆15朝任意方向被倾转操作也能够高精度检测患者T的倾转操作矢量。使用该检测结果能够对患者T例如施加适当的负载来训练患者T的上肢。

第二万向机构40以能够从第二倾转中心C2朝各个方向倾转的方式被支承于可动框架12。第二万向机构40具有以能够转动的方式被安装于第二可动部分32的第三可动部分43、和以能够转动的方式安装于第三可动部分43的第四可动部分44。第三可动部分43以能够绕前后X轴方向的转动的方式与第二可动部分32连结。第三可动部分43是配置于第二可动部分32的内侧且弯曲成比第二可动部分32小的矩形框状而形成的钢板制的部件。第四可动部分44以能够绕左右Y方向的轴转动的方式与第三可动部分43连结。第四可动部分44是配置于第三可动部分43的内侧且弯曲成比第三可动部分43小的矩形框状而形成的钢板制的部件。在第四可动部分44的上部以弯曲成对置的两片的方式形成有四个用于固定操作杆15的杆固定部44a。

第三可动部分43被支承为能够转动的位置、和第四可动部分44被支承为能够转动的位置在上下Z方向的相同位置。因此，第三可动部分43的转动轴芯X2与第四可动部分44的转动轴芯Y2正交地配置。另外，在本实施方式中，在操作杆15不倾转而朝向上方时，在第一万向机构30与第二万向机构40中，转动轴芯X1和转动轴芯X2配置于相同的线上，转动轴芯Y1与转动轴芯Y2配置于相同的线上。因此，第一万向机构30以及第二万向机构40的支承位置在上下Z轴向位于相同的高度。即，可动框架12相对于固定框架11被轴支承为能够枢轴旋转的位置、和操作杆15相对于可动框架12被轴支承为能够枢轴旋转的位置配置在相同的平面上。该转动轴芯X2与转动轴芯Y2的交点为第二倾转中心C2，与第一倾转中心C1位置相同。

X轴电位计41b固定于第二可动部分32，检测第三可动部分43绕转动轴心X2的转动量。Y轴电位计41a固定于第三可动部分43，检测第四可动部分44绕转动轴心Y2的转动量。

无论倾转方向如何，负载部件42都会以与操作杆15的倾转量对应的方式产生规定的弹性抵抗力并位移。即，负载部件42是方向依赖性小的部件。如图9所示，负载部件42具有多张（例如四张）配置在第一万向机构30的第二可动部分32与第二万向机构40的第四可动部分44之间的板簧45。在第二可动部分32以及第四可动部分44以分别朝下方延伸的方式形成有用于固定板簧45的一对固定托架32a以及一对固定托架44b。

如图9以及图10所示，四张板簧45分别由金属薄板剪切而形成，且为相同的形状。在四张板簧45之间以及最上层配置有金属薄板制的隔离件46a。由此，能够避免在负载部件42位移时板簧45彼此的干涉，板簧45的中心部位45a相对于外周部位45b容易位移。因此，能够高精度检测倾转操作矢量。各板簧45具有中心部位45a、外周侧的外周部位45b、以及一端与中心部位45a连接而另一端与外周部位45b连接的螺旋部位45c。操作杆15的下端部配置于板簧45的中心部位45a，螺旋部位45c根据操作杆15的倾转操作力而位移。具体而言，固定有操作杆15的第四可动部分44的固定托架44b的前端部被固定于中心部位45a。螺旋部位45c配置在外周部位45b与中心部位45a之间，所以被固定于中心部位45a的操作杆15相对于外周部位45b容易变形。螺旋部位45c的宽度实际上是一定的。由此，无论倾转方向如何，螺旋部位45c相对倾转量都容易产生规定的弹性抵抗力。

隔离件46a是与外周部位45b重叠配置的环形的部件。另外，在中心部位45a之间配置有厚度与隔离件46a相同的垫片46b。

对于螺旋形状的板簧45而言，外周部位45b以及中心部位45a容易加工，并且能进行高精度加工。因此，容易高精度制成抑制了方向依赖性的负载部件。

外周部位45b是正圆形状，外周面形状与隔离件46a相同。因此，如果将4张板簧45与4张隔离件重叠配置，则负载部件42的外周面对齐为圆形。由此，即使将板簧45的外周部位和隔离件46a重叠配置也能够得到光滑的外观，容易将负载部件42作为操作杆15的倾转方向的倾转限制部件（后述）使用。

如后所述，负载部件42还具有在机械地限制操作杆15的倾转范围的倾转范围限制机构20（参照图7）中作为用于限制操作杆15的倾转范围的倾转限制部件的功能。即，负载部件42即倾转限制部件与加强部件24接触从而在构造上限制操作杆15的倾转范围。这里，隔离件46a和板簧45的外周部位45b是相同的正圆形状，所以即使将负载部件42作为倾转限制部件使用，也能够与倾转方向无关地使负载部件42通过点接触与加强部件24的内周侧的端面接触。因此，无论倾转方向如何，都能够以大致相同的倾转角度限制操作杆15。

外周部位45b例如通过4根螺栓部件19a被固定于第二可动部分32的固定托架32a。这样多个板簧45一并安装于可动框架12。由此，容易装卸负载部件42。另外，中心部位45a例如通过一根螺栓部件19b被固定于第四可动部分44的固定托架44b的底面。由此，将操作杆15的下端部配置于中心部位45a。

四张板簧45以表背反转以及错开180度相位的方式配置。例如，在图10中，相对于配置于最下层的板簧45而言，下数第二层的板簧45错开180度相位地配置。另外，其上方的上数第二层的板簧45相对于下数第二层的板簧45表背反转地配置。最上层的板簧45相对于上数第二层的板簧45错开180度相位地配置。由此，无论作用于操作杆15的倾转操作力方向如何，螺旋部位45c都能产生大小大致相同的弹性抵抗力。其结果是，负载部件42的方向依赖性变小。

为了进一步减小方向依赖性，螺旋部位45c具有与外周部位45b同心配置的第一圆弧部位45d、和直径比第一圆弧部位45d小且与第一圆弧部位45d同心配置的第二圆弧部位45e。由于第一圆弧部位45d以及第二圆弧部位45e方向依赖性小，所以能够减少螺旋部位45c的方向依赖性。另外，螺旋部位45c具有：连结外周部位45b与第一圆弧部位45d的第一连结部位45f、连结第一圆弧部位45d与第二圆弧部位45e的第二连结部位45g、以及连结第二圆弧部位45e与中心部位45a的第三连结部位45h。第一圆弧部位45d以及第二圆弧部位45e分别占有螺旋部位45c的3/4以上的角度范围。这样，方向依赖性小的第一圆弧部位45d以及第二圆弧部位45e占有螺旋部位45c的大部分区域，所以螺旋部位45c的方向依赖性减小。

第一连结部位45f、第二连结部位45g以及第三连结部位45h偏向规定的相同的角度范围而配置。在本实施方式中，第一连结部位45f、第二连结部位45g以及第三连结部位45h配置于第一圆弧部位45d以及第二圆弧部位45e的起点与终点之间的角度范围。这样，方向依赖性大的第一连结部位45f、第二连结部位45g以及第三连结部位45h偏向规定的角度范围而配置，所以改变相位以及/或者使表背反转来配置第一连结部位45f、第二连结部位45g以及第三连结部位45h，由此能够消除第一连结部位45f、第二连结部位45g以及第三连结部位45h的方向依赖性。

如上所述，负载部件42具有四张板簧45，两张板簧45和剩余两张板簧45表背反转且交替重叠配置，并且同向配置的两张板簧45相位错开180度而配置。由此，表背以及相位不同的四种板簧45重叠配置，所以抑制负载部件42的方向依赖性从而能够高精度检测倾转操作矢量。

此外，负载部件可以不是四张，只要具有偶数张板簧即可，可以将一半板簧和另一半板簧表背反转地交替重叠配置。此时，板簧的朝向是表背两种而且两种表背的板簧交替地重叠配置，所以能进一步抑制负载部件的方向依赖性从而能够高精度检测倾转操作矢量。并且，如果负载部件不是偶数张也可以，只要具有多张板簧，就能够将至少一张板簧的螺旋部位的旋转方向的相位错开来进行配置。由此，在相位错开地配置的板簧与不错开的板簧之间，弹性抵抗力在倾转方向上不同，所以能进一步抑制负载部件的方向依赖性从而能够高精度检测倾转操作矢量。

（2－5）操作杆

如图6所示，操作杆15以通过倾转操作力检测机构14能够在前后X方向以及左右Y方向倾转的方式被轴支承于可动框架12。参照图3，操作杆15具有操作杆主体57和配件安装部59。操作杆主体57具有伸缩机构47和覆盖伸缩机构47周围的杆罩48。

参照图11以及图12，伸缩机构47具有固定支柱49、相对于固定支柱49上下动作的可动支柱50、直线引导可动支柱50的直线引导器51、以及使可动支柱50升降的升降机构52。

固定支柱49安装于可动框架12，更具体而言，通过螺栓从上侧固定于图6以及图7所示的倾转操作力检测机构14的第四可动部分44的杆固定部44a。由此，能够在取下外装罩18的状态下从第二万向机构40取下固定支柱49。因此，操作杆15相对于可动框架12能够装卸，能够根据训练内容、训练环境或者在发生故障时更换操作杆15。

如图12所示，固定支柱49是以使剖面为槽钢形状的方式将钢板弯曲而形成的部件。在固定支柱49的下端侧的左右面固定有L字形状的固定托架49b，该固定托架49b被固定于第四可动部分44的杆固定部44a。在固定支柱49的下部形成有弯曲90度而形成的马达支承部49a。在马达支承部49a的下表面固定有Z轴马达61。在固定支柱49的内侧面固定有构成直线引导器51的上下方向长的导轨53（参照图11）。另外，在固定支柱49的下端以能够旋转的方式支承有遍及固定支柱49的上下端而延伸的构成升降机构52的滚珠丝杠轴55。

参照图13，可动支柱50是配置于固定支柱49的内部且上下方向长的部件。可动支柱50具有以使剖面为门形（双机架）形状的方式将钢板弯曲而形成的内框部件50a以及外框部件50b。外框部件50b在内框部件50a的外侧面以使可动支柱50的剖面为矩形的方式对置地配置。

在内框部件50a的下部，在座50d固定有被导轨53引导的滑动单元54。如图14所示，内框部件50a从两侧夹住座50d以及滑动单元54来保持滑动单元54。该滑动单元54和导轨53构成直线引导器51。在内框部件50a的作为滑动单元54固定部分的座50d固定有构成升降机构52的滚珠螺母56。滚珠螺母56与滚珠丝杠轴55旋合。由此，可动支柱50能够沿固定支柱49在伸缩方向（上下Z方向）直线移动。

如上所述，在固定于可动支柱50的座50d安装滚珠螺母56以及滑动单元54，座50d以及滑动单元54以从两侧被夹住的方式安装于可动支柱50。另外，在固定支柱49安装滚珠丝杠轴55以及导轨53。因此，滑动单元54以及滚珠螺母56相对于可动支柱50难以产生轴偏差，并且能够提高固定支柱49的强度。

如图13以及图14所示，内框部件50a的下端部50c成为具有朝下方下垂的被检测片58a的被检测部58。被检测部58是为了被下端位置检测部60检测从而检测可动支柱50的下端位置而设置的。下端位置检测部60例如是固定于固定支柱49的发射-接收型的光电传感器（photo-interrupter：光斩波器）60a。光电传感器60a通过被检测片58a遮挡开放的光路来检测可动支柱50的下端位置。这里，对从可动支柱50的下端部下垂的被检测片58a进行检测来检测下端位置，所以尽可能将可动支柱50的下端位置配置在下方。另外，需要传送信号的布线的下端位置检测部60被固定于固定支柱49，所以即使操作杆15伸缩也难以切断布线。

滚珠丝杠轴55仅有下端部通过轴承而在固定支柱49被支承为能够旋转。滚珠丝杠轴55的下端部经由联轴器62而以能够一体旋转的方式与电动的Z轴马达61的输出轴61a连结。输出轴61a和滚珠丝杠轴55同心配置。

操作杆15的倾转范围由基于移动范围限制程序的控制以及倾转范围限制机构20限制。首先，对根据移动范围限制程序在软件上限制操作杆15的倾转范围的情况进行说明。如图25所示，基于移动范围限制程序的控制通过训练装置主体3所包含的存储部100以及控制部110来执行。存储部100存储各种数据。例如，存储部100暂时以及/或者长期存储各种程序、各种参数、各种数据、以及处理中的数据等。例如，存储部100包含ROM（Read Only Memory：只读存储器）和RAM（Random Access Memory：随机存储器）。

控制部110向各种机构发出控制信号，并控制各种机构。另外，控制部110执行各种判断处理，根据判断结果控制各种机构。例如，控制部110从存储部100读出控制以及计算所涉及的程序，执行各种控制、各种判断处理以及各种计算，从而控制各种机构。控制部110例如包含CPU（Central Processing Unit：中央处理器）。此外，控制部110经由总线115与存储部100连接。

移动范围限制程序用于限制可动框架12的可动范围，并被存储于存储部100。这里，控制部110根据移动范围限制程序，控制可动框架12的动作。如图25所示，移动范围限制程序具有检测可动框架12的动作的检测部111、计算表示可动框架12的倾转状态的状态角度h的计算部112、监视可动框架12的状态角度h是否超过规定的角度的监视部113、以及在可动框架12的状态角度h超过规定的角度的情况下使可动框架12的动作停止的动作停止部114。

此外，上述的状态角度h将第一倾转中心C1作为基准，与垂直于地面的方向轴（Z轴）和操作杆15的轴芯所成的角度对应。即，状态角度h与将绕X轴的倾转角度αx以及绕Y轴的倾转角度αy合成而得的角度对应。

例如，如图26所示，如果可动框架12开始动作，则检测部111检测可动框架12的动作（S1）。更具体而言，检测部111检测X轴旋转式编码器38以及Y轴旋转式编码器37的输出。这样，计算部112根据X轴旋转式编码器38以及Y轴旋转式编码器37的输出，例如根据绕X轴的倾转角度αx以及绕Y轴的倾转角度αy，以规定的时间间隔计算可动框架12的状态角度h以及最大状态角度H（S2）。

最大状态角度H是在基于移动范围限制程序的控制中所允许的状态角度h的最大值。综合考虑训练的安全性和效果将最大状态角度H设定为适当的值。

接着，监视部113一直监视可动框架12的状态角度h是否超过最大状态角度H（S3），在可动框架12的状态角度h超过最大状态角度H的情况下（S3为“是”），动作停止部114向倾转阻力施加机构13发出驱动停止命令。这样，倾转阻力施加机构13停止动作，可动框架12即操作杆15不能朝超过最大状态角度H的范围移动（S4）。

此外，在可动框架12的状态角度h不足最大状态角度H的情况下（S3为“否”），执行步骤2（S2）的处理以及步骤3（S3）的处理。

这样，在基于移动范围限制程序的控制中，通过使可动框架12的状态角度h限制在最大状态角度H以下，来设定操作杆15的倾转范围（后述的第二倾转范围）。由此，即使患者T朝各个方向对操作杆15进行操作，操作杆15也无法超过规定的倾转范围移动，所以患者T难以从椅子4滑落，能够确保患者T的安全性。

接下来，对通过倾转范围限制机构20在构造上限制操作杆15的倾转范围的情况进行说明。在构造上操作杆15能够动作的倾转范围（以下称为第一倾转范围）比在根据移动范围限制程序控制可动框架12的状态下操作杆15能够动作的倾转范围（以下称为第二倾转范围）大。这里，将第一倾转范围设定为比第二倾转范围例如大3度左右的倾转范围。

换言之，第二倾转范围比第一倾转范围小。即，以使第二倾转范围比第一倾转范围小的方式设定上述的最大状态角度H。这里，以使第二倾转范围比第一倾转范围小例如10度左右的方式设定上述的最大状态角度H。

倾转范围限制机构20由用于限制操作杆15倾转的限位器部24d、和与限位器部24d接触的负载部件42（倾转限制部件）构成。详细地说，限位器部24d是加强部件24a～24c的内周侧的端面。在该情况下，使操作杆15倾转，使负载部件42作为倾转限制部件而与限位器部24d接触，从而在构造上限制操作杆15的倾转范围。另外，以使操作杆15不与监视器7干涉的方式形成加强部件24c的内周侧的端面的形状以及范围。

例如，如图7以及图8所示，限位器部24d即加强部件24的内周侧的端面形成为俯视呈D字形状。由此，在负载部件42沿加强部件24的内周侧的端面移动时的负载部件42的最大可动范围320也是俯视呈D字形状（参照图27）。另外，如上所述，第一倾转范围比第二倾转范围大，所以被限位器部24d限制的操作杆15的端部的第一最大可动范围比根据移动范围限制程序控制的操作杆15的端部的第二最大可动范围大。此外，第二最大可动范围以与根据移动范围限制程序控制的可动框架12的可动范围对应的方式设定。

这里，限位器部24d的一部分、例如加强部件24中的第三加强部24c是决定操作杆15朝从患者T观察的前方（装置的里侧，图27的左方）的最大倾斜的部分。换言之，第三加强部24c限制操作杆15朝前方倾斜时的可动框架12的可动范围。第三加强部24c设置于比第一加强部24a以及第二加强部24b低的位置，并且内周部朝第一倾转中心C1侧突出。因此，负载部件42与第三加强部24c的突出的部分的内周面接触时的操作杆15的倾斜角度，比负载部件42与第一加强部24a的内周面以及第二加强部24b的内周面接触时的操作杆15的倾斜角度小。这里，将两者的倾斜角度之差的绝对值设定为例如10度左右。这样，操作杆15朝前方的倾转范围比朝其它的方向的倾转范围小，所以即使患者T朝前方（装置的里侧）对操作杆15进行了过度操作，患者T也不易从椅子4滑落，能够确保患者T的安全性。

在上述的上肢训练装置1中，如果患者T对操作杆15进行操作，则可动框架12相应于操作杆15的倾转而动作。这样，计算可动框架12的状态角度h。而且，在可动框架12的状态角度h超过最大状态角度H的情况下，倾转阻力施加机构13停止动作，操作杆15不能朝超过最大状态角度H的倾转范围移动。这里，在患者T突然对操作杆15进行操作而使移动范围限制程序的控制无法追随的情况下，操作杆15的移动最终被倾转范围限制机构20限制。具体而言，使操作杆15与限位器部24d抵接，从而使操作杆15不能动作。

如上述那样，在该上肢训练装置1中，在患者T用手对操作杆15进行操作期间，控制部110一边限制可动框架12的可动范围一边控制操作杆15的倾转范围。因此，即使患者T对操作杆15进行超过需要的大幅度操作，操作杆15也无法脱离患者T能够安全操作的范围而动作。这样，在本上肢训练装置1中，通过利用控制部110限制可动框架12的可动范围，能够使患者T安全地进行训练。

另外，在该上肢训练装置1中，利用限位器部24d在构造上限制操作杆15的倾转范围，所以即使患者T对操作杆15进行超过需要的大幅度操作，操作杆15也无法脱离患者T能够安全操作的范围而动作。这样，通过利用限位器部24d限制操作杆15的倾转范围，能够使患者T安全地进行训练。

特别地，在该上肢训练装置1中，限位器部24d决定操作杆15朝从患者T观察的前方的最大倾斜。因此，即使患者T对操作杆15进行超过需要的朝前方大幅度的操作，患者T也能够安全的进行训练而不会向前倾倒。

另外，在该上肢训练装置1中，将限位器部24d的直线状的部分设置成与限位器部24d的其它部分相比朝地面侧下降，从而将操作杆15朝前方的最大倾斜设定为较小。由此，即使患者T对操作杆15进行超过需要的朝前方（装置的里侧）大幅度操作，操作杆15也无法超过最大倾斜进一步朝前方（装置的里侧）大幅度移动，所以患者T能够安全地进行训练。

另外，在该上肢训练装置1中，操作杆15的端部的最大可动范围俯视呈D字形状。因此，例如在将D字的直线部设定为限制操作杆15朝前方（装置的里侧）移动的部分的情况下，操作杆15朝前方的移动一律在相同的位置被限制。并且，操作杆15的左右以及后方（装置的近前侧）的限制形成为沿着限位器部24d的曲线。这样，通过设定操作杆15的端部的最大可动范围，患者T能够安全并且顺畅地使操作杆15动作。

另外，在该上肢训练装置1中，在根据移动范围限制程序限制操作杆15的倾转范围的基础上，利用倾转范围限制机构20来进一步限制。即，在患者T对操作杆15进行了操作时，首先，根据移动范围限制程序在软件上限制操作杆15的倾转范围，接下来，利用倾转范围限制机构20在构造上限制操作杆15的倾转范围。由此，在患者T突然对操作杆15进行了操作的情况下等，即使移动范围限制程序的控制无法追随，利用倾转范围限制机构20也能够可靠地限制操作杆15的移动。

并且，在该上肢训练装置1中，将可动框架12朝前方（装置的里侧）的最大可动范围设定为使操作杆15不与监视器干涉，所以即使患者T对操作杆15进行超过需要的大幅度操作，也不用担心患者T的手碰到监视器。

上肢训练装置1中，使用各种类型的多个配件AT，如图23所示，各配件AT具有多个接点端子159。在图23中，用双点划线表示配件AT的底面侧的外形，用实线表示底面所具备的多个接点端子159。各接点端子159分别与后述的多个销端子84a对应。即，以使各接点端子159能够与各接点端子159所对应的销端子84a相互接触的方式在配件AT设置多个接点端子159。

另外，在多个配件AT的每一个中，多个接点端子159中的规定的两个接点端子159是短路的。另外，在多个配件AT的每一个中短路的两个接点端子159的组合不同。即，以在多个配件AT的每一个中使两个接点端子159短路的图案（短路图案）不同的方式，在各配件AT设置多个接点端子159。

在图23中，五个为一组排成两列的10个接点端子159设置于配件AT。另外，某一列的任意一个接点端子159与另一列的任意一个接点端子159是短路的。该短路图案在每个配件AT中都不同。图23示出了各列的与中央的接点端子159邻接的接点端子159相互短路的状态的图。

配件安装部59用于能够装卸地安装与患者T的训练程序对应的配件AT，并被安装于可动支柱50的上端部。在配件安装部59安装有伸缩操作力检测机构17。

如图23以及图24所示，配件安装部59具有：安装于可动支柱50的安装部件70、以能够在轴向移动的方式安装于安装部件70的轴移动许可部件80、配置在安装部件70与轴移动许可部件80之间的滑动轴承90、吸收针对可动支柱50的轴向以外的力（off-axis force：离轴力）的弹性部件94（吸收部件）、多个用于定位弹性部件94的定位部件95、以及在伸缩操作力检测机构17中作为检测被施加于操作杆15的上下Z方向的操作力时的基准的基准部件88。

安装部件70具有：被安装于可动支柱50的支柱安装部71、和被设置于支柱安装部71的轴部72。支柱安装部71具有形成为圆板状的圆板部71a、和一对在圆板部71a的面外向下突出而一体形成的矩形板部71b（图23以及图24仅显示一个）。圆板部71a在中央部形成有贯通孔71c。一对矩形板部71b相互对置地形成。在各矩形板部71b形成有多个螺纹孔例如四个螺纹孔，在可动支柱50也形成有与上述螺纹孔对应的螺纹孔。在安装部件70中，向各矩形板部71b的螺纹孔以及可动支柱50的螺纹孔插通螺栓部件，在该螺栓部件旋合螺母部件，从而将安装部件70安装于可动支柱50。

轴部72具有：形成为圆筒状的轴部主体72a、和在轴部主体72a的下端侧的外周一体形成的轴部用的凸缘部72b。将轴部主体72a的下端嵌合于支柱安装部71的贯通孔71c，使轴部用的凸缘部72b与支柱安装部71的圆板部71a抵接，由此将轴部72安装于安装部件70。

轴移动许可部件80具有可滑动地安装于轴部72的筒状部81、和覆盖筒状部81的外装部82。筒状部81具有：形成于下端侧的环形槽部81a、形成于上端侧的筒状部用的第一凸缘部81b、从筒状部用的第一凸缘部81b朝一端侧隔开规定间隔地形成的筒状部用的第二凸缘部81c、以及形成于内周面的台阶部81d。

外装部82具有外装部主体83、供用于识别配件AT的种类的端子安装的端子安装部件84、罩部件85、以及多个用于安装配件AT的销部件86。外装部主体83形成为俯视呈圆形。外装部主体83具有凹陷的圆形的第一台阶部83a、在第一台阶部83a的底部中央以比第一台阶部83a小的直径凹陷而形成的第二台阶部83b、以及形成于第二台阶部83b的底部中央的贯通孔83c。轴移动许可部件80的第一凸缘部81b嵌合于第二台阶部83b。更具体而言，轴移动许可部件80的第一凸缘部81b的外周面嵌合于第二台阶部83b的壁部，轴移动许可部件80的第一凸缘部81b的端部侧的面与第二台阶部83b的底部抵接。

端子安装部件84形成为俯视呈圆形。多个销端子84a例如10个销端子以使其接点部朝上方露出的方式安装于端子安装部件84。这里，从多个销端子84a的每一个延伸的线通过端子安装部件84的内部朝端子安装部件84的下方延伸。此外，在图24中仅示出了线的一部分。将这样的端子安装部件84安装于外装部主体83的贯通孔83c。更具体而言，以使在端子安装部件84中与销端子84a露出的面相反的面与在轴移动许可部件80中形成有第一凸缘部81b侧的端部对置的方式，将端子安装部件84嵌合于外装部主体83的贯通孔83c。

罩部件85形成为直径比外装部主体83大的筒状。在罩部件85的上方的开口侧一体形成有环形凸缘部85a。使该环形凸缘部85a的内周面与外装部主体83的外周面嵌合，由此将罩部件85安装于外装部主体83。另外，在罩部件85的内周面形成有用于安装定位部件95的环形槽部85b。多个销部件86与在配件AT从下表面凹陷而形成的安装孔嵌合。由此，将配件AT安装于外装部82即配件安装部59。将多个销部件86例如两根销部件安装于外装部主体83。

滑动轴承90用于使轴移动许可部件80相对于安装部件70滑动。滑动轴承90配置在安装部件70的轴部72与轴移动许可部件80的筒状部81之间。更具体而言，滑动轴承90形成为圆筒状，并与形成于轴移动许可部件80的筒状部81的内周面的台阶部81d嵌合。在该状态下，将滑动轴承90的内周面可滑动地安装于安装部件70的轴部72的外周面，从而使轴移动许可部件80能够相对于安装部件70在轴向（上下）移动。此外，滑动轴承90是树脂制的衬套。

多个定位部件95用于对弹性部件94进行定位。多个定位部件95由第一～第四定位部件96、97、98、99构成。第一定位部件96是环形的板部件，被安装于罩部件85的环形槽部85b。

一对第二定位部件97（97a、97b）被配置在后述的多个弹性部件94之间。例如，一个第二定位部件97a形成为筒状。该第二定位部件97a安装于罩部件85的内周面。更具体而言，使形成于第二定位部件97a的凹部与形成于罩部件85的内周面的凸部（未图示）嵌合，从而将第二定位部件97a安装于罩部件85的内周面。另一个第二定位部件97b形成为筒状。另一个第二定位部件97b的筒径比上述的第二定位部件97a的筒径小。该第二定位部件97b安装于轴移动许可部件80的筒状部81的外周面。

以下，将配置于罩部件85侧的第二定位部件97a称为外周侧的第二定位部件，将配置于轴移动许可部件80的筒状部81侧的第二定位部件97b称为内周侧的第二定位部件。

一对第三定位部件98（98a、98b）被配置在弹性部件94（94b）与安装部件70的支柱安装部71之间，上述弹性部件94（94b）配置于筒状部81的下端侧例如筒状部81的环形槽部81a侧。例如，一个第三定位部件98a形成为筒状。该一个第三定位部件98a安装于罩部件85的内周面。更具体而言，使形成于一个第三定位部件98a的凹部与形成于罩部件85的内周面的凸部（未图示）嵌合，从而将一个第三定位部件98a安装于罩部件85的内周面。

另一个第三定位部件98b形成为圆环形。另一个第三定位部件98b的环径比上述的一方的第三定位部件98a的筒径小。另一个第三定位部件98b安装于轴移动许可部件80的筒状部81的外周面。详细地说，另一个第三定位部件98b在配置于筒状部81的环形槽部81a侧（下端侧）的弹性部件94（94b）与基准部件88之间，被安装于轴移动许可部件80的筒状部81的外周面。

以下，将配置于罩部件85侧的第三定位部件98a称为外周侧的第三定位部件，将配置于轴移动许可部件80的筒状部81侧的第三定位部件98称为内周侧的第三定位部件。

第四定位部件99安装于筒状部81的下端侧。例如，第四定位部件99形成为环形，并被安装于筒状部81的外周面。更具体而言，第四定位部件99例如是C型开口环，与筒状部81的环形槽部81a嵌合。

基准部件88是在伸缩操作力检测机构17中检测被施加于操作杆15的上下Z方向的操作力时的作为基准的部件。后述的伸缩操作力检测机构17的轴位移检测部17a与基准部件88接触。基准部件88形成为环形。在内周侧的第三定位部件98b与第四定位部件99之间，通过将轴移动许可部件80的筒状部81插通到在基准部件88的中央部形成的贯通孔，从而将基准部件88安装于轴移动许可部件80的筒状部81的外周面。另外，在基准部件88与内周侧的第三定位部件98b之间安装有调节部件89。利用该调节部件89防止基准部件88晃动。

弹性部件94用于吸收针对可动支柱50的轴向以外的力（off-axisforce）。弹性部件94由多个弹性部件构成，多个弹性部件94在筒状部81与外装部82之间以在轴向隔开规定间隔的方式配置。弹性部件94是螺旋弹簧例如板状的螺旋弹簧。多个弹性部件94由两张板状的螺旋弹簧94a、94b构成。这里，两张板状的螺旋弹簧94a、94b以在轴向隔开规定间隔的方式配置，所以利用这些板状的螺旋弹簧94a、94b，能够可靠地吸收与轴向交叉的方向的力和力矩产生时的力等。

两张板状的螺旋弹簧94a、94b形状相同，使其表背反转，在筒状部81与外装部82之间以在轴向隔开规定间隔的方式配置。两张板状的螺旋弹簧94a、94b分别经由定位部件95配置在筒状部81与外装部82之间。

更具体而言，一个（上侧）板状的螺旋弹簧94a的外周缘被夹持在外周侧的第二定位部件97a与第一定位部件96之间。另外，一个板状的螺旋弹簧94a的内周缘被夹持在内周侧的第二定位部件97b与轴移动许可部件80的第二凸缘部81c之间。另一个（下侧）板状的螺旋弹簧94b的外周缘被夹持在外周侧的第二定位部件97a与外周侧的第三定位部件98a之间。另外，另一个板状的螺旋弹簧94b的内周缘被夹持在内周侧的第二定位部件97b与内周侧的第三定位部件98b之间。

这样，两张板状的螺旋弹簧94a、94b的外周部通过外周侧的第二定位部件97a、以及外周侧的第三定位部件98a进行定位。另外，两张板状的螺旋弹簧94a、94b的内周部通过内周侧的第二定位部件97b、以及内周侧的第三定位部件98b进行定位。并且，两张板状的螺旋弹簧94a、94b的内周部的轴向移动经由调节部件89以及基准部件88而被第四定位部件99限制。

在将配件AT安装到配件安装部59的状态下，识别配件AT固有的信号的信号接收部184包含于控制部110。信号接收部184例如识别后述的导通图案。

如上所述，配件安装部59还具有多个销端子84a，各销端子84a与上述多个接点端子159分别对应。即，以使各销端子84a能够与各销端子84a所对应的接点端子159相互接触的方式将多个销端子84a设置于配件安装部59。具体而言，将多个销端子84a例如10个销端子以从端子安装部件84的上表面朝外侧突出的方式安装于端子安装部件84。这里，如图23以及图24所示，五个为一组排成两列的10个销端子84a设置于端子安装部件84。在该情况下，在将配件AT安装到配件安装部59时，10个销端子84a与上述10个接点端子159接触。

这样，如果将配件AT安装于配件安装部59，则在配件AT中规定的两个接点端子159是短路的，所以与这两个接点端子159接触的两个销端子84a间导通。在图23中，用单点划线连结短路的两个接点端子159的每一个与同这两个接点端子159分别接触的销端子84a。这样，与该导通图案对应的配件AT固有的信号在信号接收部184被识别。这样，控制部110根据该信号判定配件AT的种类。而且，控制部110根据按照信号判定出的配件AT的种类，启动上肢训练程序，并根据上肢训练程序控制上肢训练装置。

如上述那样，本上肢训练装置1中，在将配件AT安装到配件安装部59时，配件AT固有的信号在配件安装部59的信号接收部184被识别，所以利用该信号能够识别被安装到配件安装部59的配件AT。这里，只要能够识别被安装于配件安装部59的配件AT，控制部110就能够自动地选择与配件AT对应的上肢训练程序。这样，在该上肢训练装置1中，能够可靠地或者自动地选择与配件AT对应的上肢训练程序。因此，医生以及职业治疗师只要将配件AT安装于配件安装部59，就能够自动地执行与配件AT对应的训练程序。由此，患者能够执行使用了由医生以及职业治疗师选择的配件AT的最佳上肢训练。

另外，在该上肢训练装置1中，控制部110调出与配件AT的种类对应的多种上肢训练程序供使用者选择，或者自动地启动一种上肢训练程序来控制上肢训练装置1，所以医生或者职业治疗师只要将配件AT安装于配件安装部59，就能够无误地执行与配件AT对应的训练程序。由此，患者能够执行使用了由医生以及职业治疗师选择的配件AT的最佳上肢训练。

如图15、图16以及图17所示，杆罩48具有由覆盖伸缩机构47并且与伸缩机构47一起伸缩的通过嵌套构造嵌合的多个（例如3个）罩元件构成的罩构造65。具体而言，在本实施方式中，罩元件是上罩元件65a、与上罩元件65a的内周侧嵌合的中间罩元件65b、以及与中间罩元件65b的内周面嵌合的下罩元件65c。

上罩元件65a是固定于可动支柱50的上端的最大径的罩元件。中间罩元件65b是与上罩元件65a一起伸缩的中间径的罩元件。下罩元件65c是与中间罩元件65b的内周侧嵌合的最小径的罩元件。在与下罩元件65c嵌合的中间罩元件65b的外周面形成有从下边缘朝上方厚度增加的锥面65d。由此，操作杆15配置于下端位置，如图16所示，即使上罩元件65a、中间罩元件65b以及下罩元件65c重叠地配置，患者T的手指也不会夹在中间罩元件65b的下端与外装罩18的第一移动罩201之间。下罩元件65c被固定于固定支柱49。

如图17、图18、图19以及图20所示，上罩元件65a、中间罩元件65b以及下罩元件65c分别是能够在纵向一分为二的构造。一分为二的上罩元件65a通过螺钉与可动支柱50连结。一分为二的中间罩元件65b以悬挂状态与上罩元件65a弹性连结。一分为二的下罩元件65c与固定支柱49弹性连结。中间罩元件65b的上端外周面与上罩元件65a的下端的内周面卡合。由此，在操作杆15伸长时，如果上罩元件65a的下端上升到中间罩元件65b的上端附近，则中间罩元件65b与上罩元件65a一起上升。另外，在操作杆15的收缩时，如果中间罩元件65b到达下降端，则仅上罩元件65a下降。

如图15以及图16所示，在下罩元件65c以及中间罩元件65b的外周面标记有用于表示操作杆15的伸长长度的第一刻度66a以及第二刻度66b。例如，在下罩元件65c上标记第一刻度66a“H1、H2、H3……”，在中间罩元件65b标记第二刻度66b“L0、L1、L2、L3……”。使用第一刻度66a和第二刻度66b就能够容易掌握操作杆15的伸缩量，容易设定适应患者T的体格以及训练内容等的上肢的训练高度。

如图18所示，上罩元件65a为圆形剖面。然而，图19所示的中间罩元件65b以及图20所示的下罩元件65c剖面为将圆的上方和左右直线地切去的形状的非圆形（椭圆形状）。特别是下罩元件65c为与中间罩元件65b相比左右切去更大的形状。由此，能够容易实现中间罩元件65b以及下罩元件65c间的止转以及防脱。

（2－6）伸缩阻力施加机构

参照图14，伸缩阻力施加机构16具有上述Z轴马达61。伸缩阻力施加机构16根据由伸缩操作力检测机构17检测出的伸缩操作力，驱动Z轴马达61来对操作杆15的伸缩操作施加阻力、辅助或者强制变为可动。另外，伸缩阻力施加机构16以调整训练高度为目的，作为使操作杆15伸缩的伸缩驱动部发挥功能。伸缩阻力施加机构16的Z轴马达61配置于可动框架12的轴支承位置，即，比第一万向机构30的包含转动轴芯X1以及转动轴芯Y1的平面更靠下方（接近地面FL的位置）。即，伸缩驱动部与第二万向机构40的转动轴芯X2以及转动轴芯Y2也是在上下Z方向相同的位置，所以Z轴马达61配置于比操作杆15的倾转支点位置更接近地面FL的位置。如图11所示，在Z轴马达61设置有用于检测Z轴方向的位置的Z轴旋转式编码器63。

在该上肢训练装置1中，患者T使用上肢并经由例如配件AT对操作杆15进行倾转操作。由此，在通过倾转阻力施加机构13施加阻力、辅助或者强制变为可动的状态操作杆15倾转。由此，能够训练患者T的上肢。用于使该操作杆15伸缩的质量比较大的Z轴马达61配置于比可动框架12倾转的第一倾转中心C1更接近地面FL的位置即下方，故上肢训练装置1的重心变低，所以即使训练装置主体3的设置面积小，上肢训练装置1也难以翻到。另外，能够使因操作杆15的倾转所产生的力矩的中心靠近第一倾转中心C1，所以能够减少机械性负载。

另外，操作杆15在可动框架12上被支承为能够从第二倾转中心C2向各个方向倾转，伸缩阻力施加机构16配置于比第二倾转中心C2更靠近地面FL的位置。由此，上肢训练装置1更难以翻到。

并且，第一倾转中心C1和第二倾转中心C2配置于相同的位置，所以能够降低上肢训练装置1的上下方向的高度。

并且，Z轴马达61的输出轴61a沿操作杆15的伸缩方向延伸，操作杆15的滚珠丝杠轴55与输出轴61a通过联轴器62同心地连结，并能够与输出轴61a一体旋转。由此，能够将包含Z轴马达61的重量物仅配置于操作杆15的正下方，能够减小上肢训练装置1的平面尺寸。

（2－7）伸缩操作力检测机构

如图11所示，伸缩操作力检测机构17具有轴位移检测部17a。轴位移检测部17a检测轴移动许可部件80相对于安装部件70的轴向的位置。轴位移检测部17a配置于操作杆15的内部，与安装部件70的基准部件88接触。

轴位移检测部17a包含线性电位计。这里，线性电位计的传感器头17b被弹簧施力，一直与被固定于轴移动许可部件80的基准部件88的下表面抵接。更具体而言，在使线性电位计17a的传感器头17b克服配置于传感器头17b的外周的线圈弹簧的弹簧力而收缩规定量的状态下，将传感器头17b设置于基准部件88的下表面。将该状态的传感器头17b的位置设定为传感器头17b的初始位置。

以该初始位置作为基准，如果轴移动许可部件80相对于安装部件70在轴向移动，则传感器头17b追随该向轴向的移动而在轴向伸缩移动。这样，线性电位计17a相对于输入的基准电压输出与传感器头17b的移动量对应的电压值。根据该电压值，未图示的处理部例如CPU计算传感器头17b相对于传感器头的初始位置的移动量。这样，轴位移检测部17a检测操作杆15的轴向的位移。此外，操作杆15的轴向的位移是以初始位置作为基准的正值或者负值。

接着，根据轴移动许可部件80在轴向的位移，计算施加于操作杆15的轴向的操作力。例如，未图示的处理部例如CPU根据轴移动许可部件80的轴向位移、和与该轴向位移对应的轴力的对应表格，检测施加于操作杆15的轴向的操作力。此外，根据多个弹性部件94的刚性例如两张板状的螺旋弹簧94a、94b的面外侧方向的刚性设定对应表格。

在上述的上肢训练装置1中，如果患者T将自己的手或者手臂放到配件AT上或者把持配件AT，并在轴向对操作杆15进行操作，则安装有配件AT的配件安装部59在操作方向（上下）移动。详细地说，患者T在轴向对操作杆15进行操作时，在操作杆15产生轴向以外的力的分量的情况下，该力的分量被弹性部件94吸收。而且，借助操作杆15所产生的轴向力，轴移动许可部件80经由滑动轴承90而相对于安装部件70在轴向移动。此时，固定于轴移动许可部件80的基准部件88也同时在轴向移动，与基准部件88抵接的传感器头伸缩。这样，在伸缩操作力检测机构17中，检测出与传感器头的伸缩量对应的轴力、即施加于操作杆15的轴向的操作力。

如上述那样，在该上肢训练装置1中，通过设置两张板状的螺旋弹簧94a、94b，作用于操作杆15的轴向以外的力被这两张板状的螺旋弹簧94a、94b吸收。在该状态下，轴位移检测部17a检测与作用于操作杆15的轴向力对应的轴向的位移。这样，在该上肢训练装置1中，作用于操作杆15的轴向以外的力被两张板状的螺旋弹簧94a、94b吸收并且轴位移检测部17a能够检测轴向的位移，所以能够正确求出仅在操作杆15的轴向作用的力。

另外，轴位移检测部17a配置于操作杆15的内部，所以没用的外力例如冲击力等不直接作用于轴位移检测部17a。由此，能够仅对轴位移检测部17a的测定对象的位移（轴向的位移）更正确地进行测定。

另外，轴位移检测部17a例如是线性电位计，所以使线性电位计17a的传感器头17b与轴移动许可部件80抵接，就能够更正确地检测轴移动许可部件80相对于安装部件70的轴向的位置。

另外，在该上肢训练装置1中，两张板状的螺旋弹簧94a、94b在轴移动许可部件80的筒状部81与轴移动许可部件80的外装部82之间，以在轴向隔开规定间隔的方式配置，所以能够可靠地吸收可直接作用于操作杆15的轴向以外的力和力矩产生时的轴向以外的力等。

另外，在该上肢训练装置1中，对作用于操作杆15的轴向以外的力进行吸收的弹性部件94是螺旋弹簧94a、94b，所以能够减小吸收力时的方向依赖性。特别地，这里例如使用板状的螺旋弹簧作为螺旋弹簧94a、94b。板状的螺旋弹簧94a、94b能够由金属薄板剪切而形成，所以外周部位以及中心部位的加工很容易，并且能够高精度加工。由此，能够进一步减小螺旋弹簧94a、94b它们的方向依赖性。

另外，在该上肢训练装置1中，使两张板状的螺旋弹簧94a、94b表背反转并以在轴向隔开规定间隔的方式配置，所以同时也能够减小轴向的方向依赖性。

并且，在该上肢训练装置1中，在安装部件70的轴部72与轴移动许可部件80的筒状部81之间配置有滑动轴承90，所以轴移动许可部件80相对于安装部件70顺畅地进行轴向移动。由此，能够更正确地测定轴移动许可部件80相对于安装部件70的位移。另外，滑动轴承90的材质为树脂，所以即使滑动轴承90的形状为衬套形状，也能够将滑动轴承90容易地以规定的大小成型。

（2－8）外装罩

外装罩18是为了使第一万向机构30和第二万向机构40等内部机构不向外部露出而从上方将它们覆盖的罩构造。如图1～图4所示，外装罩18安装于覆盖训练装置主体3的下部的周围的主体罩200的上部，与主体罩200一起覆盖训练装置主体3的内部。这样外装罩18覆盖第一万向机构30和第二万向机构40，所以能防止灰尘、垃圾附着于第一万向机构30和第二万向机构40的情况。另外，防止人错误地碰触到第一万向机构30和第二万向机构40。

外装罩18具有第一移动罩201、第二移动罩202、第一从动罩203、第二从动罩204以及固定罩205。这些罩是合成树脂制的圆顶形状部件，按照上述顺序从上到下重叠地配置。圆顶形状是形成球面的一部分的形状，小径开口缘位于上方，大径开口缘位于下方，从小径开口缘朝向大径开口缘圆滑地弯曲而成的形状。各罩能够朝沿着各自的圆顶形状的方向相互相对移动。在上下排列的罩中，上侧的罩的外径比下侧的罩的内径大，因此，上侧的罩的大径开口缘部重叠于下侧的罩的小径开口缘部的上方。

第一移动罩201主要由圆顶形状部分201a构成。第一移动罩201被固定于操作杆15以便与操作杆15一体移动。具体而言，如图21所示，第一移动罩201的小径开口缘201b固定于操作杆15的外周面。此外，第一移动罩201由对开的两个部件构成。

第二移动罩202主要由圆顶形状部分202a构成。第二移动罩202在可动框架12上以一体移动的方式被固定，并在第一移动罩201与固定罩205之间相对于两者能够相对移动。

第二移动罩202固定于可动框架12的第二可动部分32。更具体而言，如图5～图9所示，在第二可动部分32设置有朝上方延伸的连结框架207，在连结框架207的上端固定有第二移动罩202。具体而言，如图21所示，圆筒状部分202c从第二移动罩202的小径开口缘202b朝向下方延伸，筒状部分202c与连结框架207连结。在患者T使操作杆15倾转，操作杆15相对于可动框架12进行了相对移动的情况下，第二移动罩202与第一移动罩201能够相对移动，从第二移动罩202作用于第一移动罩201的阻力减小或者几乎消除。因此，即使在对操作杆15进行操作的操作力小的情况下也能够大致正确地检测操作力。特别是如图22所示，优选在第一移动罩201的圆顶形状部分201a的下表面与第二移动罩202的圆顶形状部分202a上表面之间确保间隙S1。由此，第一移动罩201和第二移动罩202不接触，所以在第一移动罩201与第二移动罩202进行了相对移动时，两者之间不会产生摩擦阻力。因此，即使是小的操作力的情况下，倾转操作力检测机构14也能够正确检测表示由于患者T的倾转操作而施加于操作杆15的操作力以及操作力的方向的倾转操作矢量。

此外，第二移动罩202固定于可动框架12，所以罩构造的强度提高。

第一从动罩203以及第二从动罩204分别包含圆顶形状部分203a以及204a。第一从动罩203以及第二从动罩204配置在第二移动罩202与固定罩205之间。第一从动罩203以及第二从动罩204相对于固定框架11、可动框架12以及操作杆15都不是固定的。第二移动罩202与第一从动罩203相互接触，第一从动罩203与第二从动罩204相互接触。因此，如果第二移动罩202相对于固定罩205移动，则第一从动罩203和第二从动罩204随之移动。

第一从动罩203在其上端形成小径开口缘203b，在其下端形成大径开口缘，通过小径开口缘203b以及大径开口缘来插通操作杆15。从小径开口缘203b朝下方延伸地形成有环形的向下突起部203c。并且，第一从动罩203具有从大径开口部向下方延伸的环形的突起203d。突起203d与第二从动罩204的上表面抵接。通过这样的构造，在第一从动罩203的圆顶形状部分203a的下表面与第二从动罩204的圆顶形状部分204a的上表面之间确保间隙S2。

第二从动罩204在其上端形成小径开口缘204b，在其下端形成大径开口缘，通过小径开口缘204b以及大径开口缘204e来插通操作杆15。第二从动罩204具有从小径开口缘204b朝下方延伸的环形的向下突起部204c、和从小径开口缘204b朝上方延伸的环形的向上突起部204d。在第二从动罩204的下端的大径开口缘204e的上表面形成有朝向下厚度变小的锥面204f。

固定罩205主要由圆顶形状部分205a构成，在其上端具有开口缘205b。并且，固定罩205具有从圆顶形状部分205a的大径开口缘朝径向外侧延伸的外周凸缘205c。

如图22所示，如果第一从动罩203相对于第二从动罩204倾斜很大，则向下突起部203c与第二从动罩204的向上突起部204d卡合从而移动被限制。此外，在倾斜方向的相反侧，第一从动罩203的突起203d与第二从动罩204的向上突起部204d卡合（参照图4）。另外，如果第二从动罩204相对于固定罩205倾斜很大，则向下突起部204c与固定罩205的小径开口缘205b卡合从而移动被限制。如上所述，第一从动罩203和第二从动罩204相对于固定罩205的倾转被限制，所以从外部观察时能够使罩彼此不产生间隙。（参照图4）。这样，无论操作杆15的倾转程度如何，外装罩18都能从上方将第一万向机构30和第二万向机构40等内部机构覆盖住，使它们不向外部露出。

如上所述，第一从动罩203以及第二从动罩204从动于第二移动罩202的移动。这里，即使第一从动罩203与第二从动罩204摩擦或者相互碰撞，这样的现象也不会对倾转操作力检测机构14产生影响。这是由于第二移动罩202固定于可动框架12的缘故。

接着对沿各罩的圆顶形状的径向长度（从小径开口缘到大径开口缘的长度）进行说明。第二移动罩202的圆顶形状部分202a的圆周方向长度与第一从动罩203的圆顶形状部分203a的圆周方向长度大致相等。并且，第二从动罩204的圆顶形状部分204a的圆周方向长度比第二移动罩202的圆顶形状部分202a以及第一从动罩203的圆顶形状部分203a的圆周方向长度长，比固定罩205的圆顶形状部分205a的圆周方向长度短。

如图22所示，根据以上的各罩的长度关系，对各罩单向地移动而相互卡合的状态进行说明。在图22中，第二从动罩204卡止于固定罩205，第一从动罩203卡止于第二从动罩204，而且第二移动罩202卡止于第一从动罩203。在该状态下，第二从动罩204的下端的大径开口缘204e比第二移动罩202以及第一从动罩203的下端的大径开口缘更朝下方延伸。另外，在第二从动罩204的下端的大径开口缘204e与固定罩205的外周凸缘205c之间确保间隙S3。即，第二从动罩204的大径开口缘204e不会落到最下方，因此人的手指不容易夹在第二从动罩204与固定罩205的外周凸缘205c之间。

在该情况下，在第二从动罩204的下端的大径开口缘204e形成有朝向下方厚度变小的锥面204f，所以即使在第二从动罩204倾斜而使下端的大径开口缘204e的一部分移动到来最下方的情况下，人的手指也不容易夹在第二从动罩204的下端的大径开口缘204e与固定罩205的平坦外周凸缘205c之间的间隙S3。

此外，将操作杆15相对于可动框架12可倾转的量设定为，比可动框架12相对于固定框架11可倾转的量小。因此，从属罩配置在第二移动罩202与固定罩205之间而不是配置在第一移动罩201与第二移动罩202之间。与此相对，如果从属罩配置在第一移动罩201与第二移动罩202之间，则在对操作杆进行操作时需要操作杆移动从属罩，所以对患者的操作力产生些许阻力而非优选。

（3）椅子

参照图27以及图28，椅子4具有椅子主体511和支脚部512。椅子主体511具有座席511a、靠背511b以及肩托511c。支脚部512具有从椅子主体511向下方延伸的柱部件512a、多个从柱部件512a的下端呈放射状延伸的支脚512b、以及安装于支脚512b的前端的脚轮512c。柱部件512a例如为六棱柱，在上下两端以不能旋转的方式与其它部件连结。在脚轮512c分别设置有止转机构（未图示）。

在椅子4上还设置有用于将患者T束缚于椅子主体511的束缚工具515。束缚工具515是安全带那样的带部件。患者T在坐到椅子主体511上的状态而且在利用束缚工具515被束缚到椅子主体511的状态下对操作杆15进行操作。通过患者T被束缚到椅子主体511上，从而患者T的位置以及朝向不变动，所以能够正确地训练上肢。

（4）连结机构

（4－1）连结机构的基本功能

连结机构5将椅子4与训练装置主体3连结为一体。连结机构5维持使椅子4通过连结机构5而与训练装置主体3连结的状态并且能够使椅子4在右手臂训练位置与左手臂训练位置之间移动，在右手臂训练位置321和左手臂训练位置322进行位置调整以及固定（参照图27）。这里的“固定”是指，椅子4相对于训练装置主体3位置不变、朝向也不变的状态。因此，容易将椅子4固定到与上肢的训练条件对应的适当的位置。另外，椅子4被维持为通过连结机构5而被固定于训练装置主体3的状态，所以在患者T对训练装置主体3的操作杆15进行操作的过程中不会产生椅子4移动的不良情况。因此，能够正确地训练患者T的上肢。

（4－2）连结机构的具体构造

如图36以及图37所示，连结机构5具有第一手臂501和第二手臂502。第一手臂501的第一端部501a与第二手臂502的第一端部502a通过第一连结部503被连结为能够转动。

第一手臂501的第二端部501b与训练装置主体3通过第二连结部504被连结为能够转动。第二连结部504固定于固定部506，该固定部506设置于训练装置主体3的前后X方向后侧（装置的近前侧）。

第二手臂502的第二端部502b与椅子4通过第三连结部505被连结为能够转动。在第三连结部505固定有环形的固定部件507。固定部件507以不能转动的方式被固定于椅子4的柱部件512a。

在该装置中，第一手臂501的第一端部501a与第二手臂502的第一端部502a、第一手臂501的第二端部501b与训练装置主体3，第二手臂502的第二端部502b与椅子4，分别通过第一连结部503～第三连结部505以能够转动以及固定的方式被连结起来。因此，在上述的三个位置转动来调整角度位置从而决定椅子4相对于训练装置主体3的位置以及朝向。即，如果预先掌握上述的三个位置的转动量或者相对角度位置、与椅子4相对于训练装置主体3的位置以及朝向的关系，医生或者职业治疗师就能够对三个位置的转动量或者相对角度位置作出指示，从而能够对椅子4的具体位置以及朝向作出指示。而且，操作者能够根据指示来正确定位椅子4。

连结机构5以使椅子4通过训练装置主体3的后方（装置的近前）而在右手臂训练位置与左手臂训练位置之间移动的方式连结椅子4与训练装置主体3。在该情况下，操纵椅子4时的作业容易，而且用于移动椅子4的空间变小。

此外，第一手臂501、第二手臂502以及第一连结部503配置于比椅子4的支脚512b更高的位置，所以两者不相互干涉。

使用图36～图39，对连结机构5的构造以及功能进一步详细进行说明。

图36示出来将椅子4配置在右手臂训练位置321的情况下的椅子4与训练装置主体3的位置关系。在该图中，图示了以训练装置主体3的操作杆15的位置作为基准，椅子4在右手臂训练位置321中应该被固定的坐标。

第一连结部503、第二连结部504以及第三连结部505是将两种部件连结为能够转动的部件，基本构造是共通的。以下，使用图38以及图39，对第一连结部503的构造进行说明。

第一连结部503主要具有上侧的第一部件521、下侧的第二部件522以及锁定机构523。

在第一部件521固定有第二手臂502的第一端部502a。第一部件521是杯形状的部件，以使凸侧面朝向上侧的方式配置。第一部件521具有弯曲部521a和在中心向上下方向延伸的筒状的第一轴521b。在第一轴521b形成有沿轴向延伸的中心孔521c。第二手臂502的第一端部502a贯通弯曲部521a，并被固定于第一轴521b。

在第二部件522固定有第一手臂501的第一端部501a。第二部件522为杯形状的部件，以使凸侧面朝向下侧的方式配置。第二部件522具有弯曲部522a和在中心向上下方向延伸的筒状的第二轴522b。在第二部件522的第二轴522b形成有沿轴向延伸的中心孔522c。第一手臂501的第一端部501a贯通弯曲部522a，并被固定于第二轴522b。第二部件522在上侧端还具有朝径向外侧延伸的圆环形的凸缘522d。

第一部件521以载置于第二部件522之上的状态配置，并相对于第二部件522能够转动。如图38所示，在第一部件521的弯曲部521a向下设置有细三角形状的标记531，在第二部件522的凸缘522d的上表面在每隔规定的角度设置有刻度532。即，根据标记531指向刻度532的哪个数字，可知第一部件521和第二部件522的位移角度，即第一手臂501与第二手臂502所成的角度。

锁定机构523是用于将第一部件521与第二部件522连结为不能转动以及将连结解除的机构。锁定机构523配置于由第一部件521和第二部件522所划分的空间内。锁定机构523具有旋转轴524、第一锁定部件525、第二锁定部件526、止转部件527、以及把手528。

旋转轴524在第一轴521b的中心孔521c以及第二轴522b的中心孔522c内延伸。旋转轴524被支承为能够相对于第一部件521以及第二部件522旋转，而且被支承为在轴向不能脱落。在旋转轴524的第一部件521侧的端部插通有把手528的螺纹部。

第一锁定部件525是固定于第二部件522的上端部的环形或者圈形的板状部件。第一锁定部件525在内周缘具有多个第一齿525a。

第二锁定部件526是配置在第一锁定部件525的下方的环形的板状部件。第二锁定部件526在外周缘具有多个第二齿526a。第二齿526a朝斜上侧延伸，并能够与第一锁定部件525的第一齿525a卡合。第二锁定部件526的内周缘经由螺纹卡合部529与旋转轴524的外周面卡合。

止转部件527是用于将第二锁定部件526以能够在轴向移动并且不能旋转的方式连结到第一部件521的部件。止转部件527是配置于第二锁定部件526的上表面的环形的板状部件。止转部件527的外径比第一锁定部件525的内径小，因此止转部件527与第一锁定部件525不会相互干涉。止转部件527固定于第二锁定部件526。止转部件527的内周缘经由止转部530与旋转轴524的外周面卡合。

通过以上的构造，如果操作把手528使在旋转轴524内旋转，则第二锁定部件526以及止转部件527在上下方向移动。因此，第二锁定部件526能够在与第一锁定部件525卡合的锁定位置、和解除与第一锁定部件525卡合的锁定解除位置之间移动。在图39中，第二锁定部件526位于从第一锁定部件525朝下方离开的锁定解除位置。如果第二锁定部件526从该位置朝上方移动，则第二锁定部件526的第二齿526a与第一锁定部件525的第一齿525a卡合而成为锁定状态。

此外，第一齿525a与第二齿526a按照一定的间距形成。即，通过第一连结部503，能够使第一部件521与第二部件522在以该一定的间距为单位转动的位置固定。

此外，在第二连结部504中，第一部件被固定于第一手臂501，第二部件被固定于训练装置主体3的固定部506。在第三连结部505中，第一部件被固定于第二手臂502，第二部件被固定于固定部件507。

（4－3）效果

如上所述，连结机构5具有第一连结部503、第二连结部504以及第三连结部505，所以能够在规定的训练位置的范围内自由地定位椅子4。另外，使标记531与目标的刻度532一致，从而能够简单地再现一次设定的固定位置。例如，医生只要预先告诉患者T在各连结部中标记531应指向的数值的设定，患者T就可以调整各连结部使该数字再现。另外，上述的说明中针对将椅子4连结到训练装置主体3的状态的位置调整而言的，但也适用于将椅子4与训练装置主体3的连结解除然后将两部件运到其它的场所进行组装的情况。

并且，如果使全部的连结部503～505成为松弛状态，则能够维持使椅子4通过连结机构5而与训练装置主体3连结的状态并且能够使椅子4在右手臂训练位置321与左手臂训练位置322之间移动。此时，椅子4能够通过训练装置主体3的前后X方向后方（装置的近前）而在左右Y方向移动。

并且，如果使全部的连结部503～505成为紧固状态，则椅子4以足够的强度与训练装置主体3连接。其结果是，椅子4在训练中不会相对于训练装置主体3移动。另外，利用连结机构5，椅子4或者训练装置主体3难以翻到。

（4－4）遥控器

如图28所示，上肢训练装置1具备遥控器541和遥控器用安装座542。遥控器541是用于供患者T用例如健康的手臂操作训练装置主体3的装置。遥控器541与训练装置主体3通过有线或者无线连接。遥控器用安装座542能够被安装在椅子4的左右两侧。虽然可以将遥控器用安装座542安装在椅子4的左右两侧，但实际上也可以将遥控器用安装座542安装在患者T的与训练侧的手臂相反的一侧。其结果是，患者T能够通过不进行训练的健康的手臂操作遥控器541。

此外，在遥控器用安装座542的上表面和遥控器541的下表面贴有面粘扣（未图示），两者通过该面粘扣来固定。因此，遥控器541难以从遥控器用安装座542脱落。

如图40以及图41所示，遥控器541具有筐体543、紧急停止按钮544、以及分别配置于筐体543的凹部543a、543b以及543c的操作按钮545、546和547。紧急停止按钮544是设置于筐体543且用于对训练装置主体3作出紧急停止指示的部件。例如在训练装置主体3产生异常的情况下，患者T在训练中能够坐在椅子4上操作遥控器541使训练装置主体3紧急停止。因此，上肢训练装置1的安全性提高。操作按钮545～547通过训练用软件被分配决定、取消等动作。

操作按钮545、546以及547的按压面在不被按压的状态下，比筐体543的上表面543d更靠内侧。因此，如图41所示，在从侧方观察遥控器541的情况下，看不到操作按钮545、546以及547。因此，即使患者T误将遥控器541掉落到地面FL，也不易产生误按操作按钮545、546或者547的情况。即，训练装置主体3不易产生误动作。因此，上肢训练装置1的安全性提高。

筐体543的凹部543a～543c具有从筐体543的上表面543d朝向中心倾斜的环形的锥面543e。在患者T对操作按钮545～547进行操作时，能够使手指沿锥面543e滑动来按压操作按钮545～547。因此，患者T对操作按钮545～547进行操作时的操作性很好。

此外，在操作按钮545～547与紧急停止按钮544之间设置有光标键548。如图41所示，光标键548的操作面从筐体543的上表面543d突出，但光标键548仅是在进行操作设定时使用，不会使训练装置主体3执行重要动作，所以不会特别产生安全性的问题。

（5）监视器支架以及监视器臂

与将椅子4相对于训练装置主体3配置在右手臂训练位置321或者左手臂训练位置322的情况对应（参照图27），对使监视器7移动到患者T容易看到的位置的结构进行说明。该构成主要由安装于监视器支架6并支承监视器7的监视器臂301构成。此外，监视器7是液晶显示器这样的薄型显示器。

此外，监视器支架6、监视器7以及监视器臂301以相对于训练装置主体3一体而不可分的方式设置（即，不是分体的装置），所以容易进行搬运等操作，而且容易并且正确进行各装置彼此的定位。

如图28所示，监视器支架6是从基座框架21朝上方延伸的棒状的部件。监视器支架6例如由铝框架构成。监视器支架6由曲柄折弯而成，具有在比操作杆15更靠前后X方向前侧被固定于基座框架21的基端部6a、从基端部6a朝前后X方向前侧弯曲的弯曲部6b、以及位于比基端部6a更靠前后X方向前侧且设置有监视器7的上端部6c。上端部6c在上下Z方向呈直线状延伸。这样，监视器支架6从基端部6a朝上方延伸，上端部6c以从操作杆15朝前后X方向前侧离开的方式配置，所以能够充分减小训练装置主体3的设置面积，并且将监视器7充裕地配置在前后X方向前侧。其结果是，能够充分增大使操作杆15倒向前方时的倾斜角度的允许值。这是由于即使使操作杆15倒向前后X方向前侧，操作杆15或者配件AT也难以碰到监视器7的缘故。在该例中，如图27～图30所示，操作杆15倾斜而使配件AT移动的最大可动范围320是前后X方向的前侧极限320a形成为俯视时沿左右Y方向延伸的直线状的D字形状。而且，虽然前侧极限320a与训练装置主体3的前后X方向前端大致一致，但监视器7位于比前侧极限320a更靠前后X方向前侧的位置。

参照图31～图35，监视器臂301设置于监视器支架6，并被支承为使监视器7能够在左右Y方向两侧调整位置，更详细地说是能水平滑动。具体而言，监视器臂301具有支承部件302、滑动导轨303、第一支承托架304以及第二支承托架305。支承部件302以整体收纳滑动导轨303的状态对其进行支承，并能够如后所述那样与滑动导轨303一体移动。具体而言，支承部件302具有框部件302a、和一对设置于框部件302a的左右Y方向两端的旋转辊302b（后述）。框部件302a具有上侧框302c、和从上侧框302c向下方离开地配置的下侧框302d。上侧框302c与下侧框302d在左右Y方向两端在支承旋转辊302b的部分相互连结。

滑动导轨303在左右Y方向延伸，在监视器支架6上被支承为能够在水平方向滑动。具体而言，滑动导轨303是双面式的滑动导轨，在前后X方向后侧的面以能够在水平方向滑动的方式安装有第一支承托架304，在前后X方向前侧的面以能够在水平方向滑动的方式安装有第二支承托架305。在第一支承托架304固定监视器7的背面。第二支承托架305固定于监视器支架6的上端部6c。

更具体而言，如图31所示，滑动导轨303具有框架303a和导轨303b～303e。框架303a是在上下Z方向具有规定的宽度且在左右Y方向延伸的板状部件。在框架303a的主体的上下两端设置有在前后X方向前侧延伸的第二板状部分303f。在框架303a的前后X方向后侧以在上下Z方向排列的方式固定有第一导轨303b和第二导轨303c。并且，在框架303a的前后X方向前侧以在上下Z方向排列的方式固定有第三导轨303d和第四导轨303e。导轨303b～303e遍及框架303a的左右Y方向整体而延伸。

在框架303a的上下Z方向两侧分别配置有框部件302a的上侧框302c和下侧框302d。上侧框302c（以及下侧框302d）具有：在前后X方向具有规定的宽度且在左右Y方向延伸的第一板302e、和一对从第一板302e的前后X方向两侧沿上下Z方向延伸的第二板302f。在第一板302e设置有在上下Z方向具有规定的宽度且在左右方向Y方向延伸的突起302g。突起302g从上下Z方向与框架303a的第二板状部分303f抵接。这样，滑动导轨303在上下方向被支承部件302支承。

第一支承托架304具有第一托架主体304a、和固定于第一托架主体304a的第一轴承机构304b以及第二轴承机构304c。如图31所示，第一轴承机构304b以及第二轴承机构304c分别以能够滑动的方式配置于第一导轨303b以及第二导轨303c。第二支承托架305具有第二托架主体305a、和固定于第二托架主体305a的第三轴承机构305b以及第四轴承机构305c。如图31所示，第三轴承机构305b以及第四轴承机构305c分别以能够滑动的方式配置于第三导轨303d以及第四导轨303e。

在以上所述的结构中，滑动导轨303相对于监视器支架6在水平方向滑动，而且监视器7相对于滑动导轨303在水平方向移动，所以能够将滑动导轨的滑动行程抑制为较小并且能够增大监视器7的移动量，在使监视器7朝左右Y方向一侧移动的情况下滑动导轨303从监视器支架6朝左右Y方向相反侧突出而剩余的量很少。在图32中，监视器7移动到左右Y方向最左侧，在这种情况下滑动导轨303以及支承部件302从监视器支架6进一步朝左右Y方向右侧突出而剩余的量很少。在图34中，监视器7移动到左右Y方向最右侧，在该情况下也能够得到同样效果。此外，图32的监视器7的位置用于椅子4位于右手臂训练位置321（参照图27）时的训练，图34的监视器7的位置用于椅子4位于左手臂训练位置322时的训练。

在以上所述的结构中，监视器7通过监视器臂301，能够相对于监视器支架6在左右Y方向两侧调整位置。因此，如图27所示，在椅子4位于右手臂训练位置321的情况下和位于左手臂训练位置322的情况下，使用监视器臂301在左右Y方向定位监视器7，从而能够将监视器7配置在患者T容易看到的位置（例如患者T的正面）。特别是，监视器臂301将监视器7支承为水平滑动，所以在左右Y方向移动监视器7的操作很容易。

如上所述，使监视器7在左右Y方向移动的作业仅是在左右Y方向滑动监视器7，即，不需要监视器7的取下、安装作业。因此，在上肢训练装置1中，能够通过简单的作业将监视器7配置在患者T容易看到的位置。

对监视器臂301进一步详细进行说明。监视器臂301还具有带309。带309是环状，并卷绕于支承部件302的旋转辊302b。带309具有挠性。带309覆盖滑动导轨303的全长。因此，防止操作者与滑动导轨303直接接触。在带309上固定有第一支承托架304和第二支承托架305，因此经由带309，第一支承托架304和滑动导轨303在左右Y方向联动。如图33所示，第一支承托架304和第二支承托架305在支承部件302以及滑动导轨303的左右Y方向中心以使两者一致的方式分别固定于带309。

更具体而言，如图31所示，带309沿框部件302a的第二板302f的内侧配置，以与框部件302a一起覆盖滑动导轨303的方式配置。如图可知，带309的宽度（上下Z方向长度）比上下的第二板302f的边缘间的长度长。由此，带309从外部遮挡框部件302a的内部。

在以上的结构中，如果操作者使监视器7朝左右Y方向一侧移动，则伴随着第一支承托架304的移动，带309被驱动，由此滑动导轨303也朝相同一侧移动。这样，第一支承托架304与滑动导轨303联动，所以能够通过一次动作进行监视器7的移动。因此，使监视器7移动的操作性提高，例如手臂有疾病的患者T也能够简单地移动监视器7。

特别地，第一支承托架304相对于监视器支架6滑动移动的量是滑动导轨303相对于监视器支架6滑动移动的量的2倍，所以第一支承托架304以及监视器7的移动速度是滑动导轨303的移动速度的2倍。因此，在左右移动监视器7时，能够使监视器7迅速移动到规定的位置。

如图35所示，监视器臂301还具有监视器移动用手柄306、橡胶辊307以及扭簧308。监视器移动用手柄306以能够转动的方式安装于第一支承托架304或者监视器7。具体而言，被从第一支承托架304延伸的一对框架304d支承。监视器移动用手柄306具有在左右Y方向延伸的延长部306a、和一对从延长部306a的两端弯成直角而延伸的手柄部306b。延长部306a插入到在第一支承托架304的一对框架304d形成的孔304e内。

橡胶辊307固定于监视器移动用手柄306。具体而言，橡胶辊307固定于在监视器移动用手柄306的延长部306a上安装的凸轮托架313。橡胶辊307是由高摩擦系数的材料（例如具有硅橡胶的表层）构成的圆柱状的部件，并在左右Y方向延伸。

扭簧308对监视器移动用手柄306施力以使橡胶辊307与支承部件302的下侧的框部件302a的下表面接触。扭簧308安装于框架304d。如图35所示，扭簧308施加弹力以便将监视器移动用手柄306在延长部306a的左右Y方向延伸的轴中心Q作为中心，使橡胶辊307朝与下侧的框部件302a的下表面抵接的方向（图35的顺时针方向）转动。其结果是，如图35所示，橡胶辊307被按压在支承部件302的框部件302a的下侧框302d的下表面。这样橡胶辊307与支承部件302摩擦连结，所以第一支承托架304不能相对于支承部件302以及滑动导轨303移动。另外，第一支承托架304与滑动导轨303联动，所以滑动导轨303相对于监视器支架6也不能移动。

此外，在以上的防止监视器7在左右Y方向移动的状态下，如图35所示，监视器移动用手柄306的手柄部306b朝正下方延伸。

如果操作者使监视器移动用手柄306朝前后X方向后侧（图35的右侧）转动，则橡胶辊307从支承部件302脱离，第一支承托架304能够相对于滑动导轨303移动。即，操作者在把持监视器移动用手柄306并能够移动第一支承托架304的状态下，能够保持原样地使第一支承托架304以及监视器7朝左右Y方向移动。这样，连续进行锁定解除动作以及监视器移动动作，所以使监视器7移动时的操作性很好。

此外，在该实施例中，监视器移动用手柄306在左右方向两侧具有手柄部306b，所以无论监视器7位于左右Y方向哪一侧，操作者都能容易地操作监视器移动用手柄306。

如图27所示，在监视器支架6固定有用于搬运上肢训练装置1的搬运用手柄310。搬运用手柄310安装于监视器支架6的上端部6c。搬运用手柄310具有固定部310a、和一对从固定部310a向左右Y方向两侧延伸的手柄部310b。

这样，搬运用手柄310显眼并且是容易使用的位置和形状，所以操作者在搬运上肢训练装置1时，能自然地抓住搬运用手柄310。即，不易出现操作者为了搬运而抓住监视器7或者监视器臂301的情况。由此，上肢训练装置1不易因外力而破损。

如图28所示，滑动导轨303在监视器支架6被支承为能够在上下Z方向移动。具体而言，第二支承托架305通过锁定机构311被固定于监视器支架6，如果将锁定机构311解除则第二支承托架305能够相对于监视器支架6在上端部6c的范围沿上下Z方向移动。锁定机构311具有未图示的弹簧，通常通过弹簧的作用力而被锁定，如果人将作用力解除则监视器臂301能够相对于监视器支架6而上下移动。由此，能够使监视器7与患者T面部的高度位置一致。

（6）其它实施方式

以上对本发明的一实施方式进行了说明，但本发明不限定于上述实施方式，能够在不脱离发明的宗旨的范围进行各种变更。特别地，本说明书所述的多个实施方式以及变形例可以根据需要而任意组合。

（a）在上述实施方式中，是以上肢的机能恢复训练为目的而使用上肢训练装置的，但本发明的上肢训练装置的用途不限于此。例如，也可以用于提高上肢的机能、即增强上肢的肌肉的训练。

（b）在上述实施方式中，列举了弹性部件94例如板状的螺旋弹簧94a、94b为两张的情况的例子，但板状的螺旋弹簧94的张数可以是三张以上。

本发明能够作为用于上肢的机能恢复以及上肢的肌肉增强等训练的上肢训练装置而广泛使用。

附图标记的说明

1…上肢训练装置；3…训练装置主体；4…椅子；5…连结工具；6…监视器支架；7…监视器；10…框架；11…固定框架；12…可动框架；13…倾转阻力施加机构；14…倾转操作力检测机构；15…操作杆；16…伸缩阻力施加机构；17…伸缩操作力检测机构；17a…电位计；17b…传感器头；59…配件安装部（附件安装部）；70…安装部件；71…支柱安装部（主体安装部）；72…轴部；80…轴移动许可部件；81…筒状部；82…外装部；94…弹性部件（吸收部件）；94a、94b…板状的螺旋弹簧；90…滑动轴承；AT…配件（附件）。

Claims (8)

1.一种上肢训练装置，其能够对接受训练的人的上肢进行训练，该上肢训练装置的特征在于，具备：

固定框架，其能够配置在地面上；

可动框架，其在所述固定框架被支承为能够朝各个方向倾转；

操作杆，其以能够伸缩的方式安装于所述可动框架上，由所述接受训练的人的手操作，并具有操作杆主体、和为了安装附件而被安装于所述操作杆主体的前端部的附件安装部；以及

轴负荷检测部，其用于检测作用于所述附件安装部的轴向力，具有：安装于所述操作杆主体的安装部件、以能够在轴向移动的方式安装于所述安装部件的轴移动许可部件、以及检测所述轴移动许可部件相对于所述安装部件在轴向的位置的轴位移检测部，

所述附件安装部具有吸收施加于所述附件安装部的轴向以外的力的吸收部件，

所述安装部件具有：安装于所述操作杆主体的主体安装部、和设置于所述主体安装部的轴部，

所述轴移动许可部件具有：在所述轴部以能够滑动的方式安装的筒状部、和覆盖所述筒状部且被固定于所述主体安装部的外装部，

所述吸收部件由多个弹性部件构成，多个所述弹性部件在所述筒状部与所述外装部之间，以在轴向隔开规定的间隔的方式配置。

2.根据权利要求1所述的上肢训练装置，其特征在于，

所述弹性部件为螺旋弹簧。

3.根据权利要求2所述的上肢训练装置，其特征在于，

所述弹性部件为平板状的螺旋弹簧。

4.根据权利要求3所述的上肢训练装置，其特征在于，

多个所述弹性部件由两张平板状的所述螺旋弹簧构成，两张平板状的所述螺旋弹簧表背反转地在所述筒状部与所述外装部之间以在轴向隔开规定的间隔的方式配置。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的上肢训练装置，其特征在于，

所述轴位移检测部配置于所述操作杆的内部。

6.根据权利要求1～4中任一项所述的上肢训练装置，其特征在于，

所述轴位移检测部包含线性电位计。

7.根据权利要求1所述的上肢训练装置，其特征在于，

在所述轴部与所述筒状部之间配置有用于使所述筒状部相对于所述轴部滑动的滑动轴承。

8.根据权利要求7所述的上肢训练装置，其特征在于，

所述滑动轴承为树脂制的衬套。