CN103874475A - 康复装置及其驱动方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种康复装置及其驱动方法，本发明的康复装置包括：支撑部，支撑患者身体；第一驱动部，提供使所述支撑部转动的动力；测定部，测定通过患者的运动而施加到所述支撑部的力的大小；以及控制部，根据由所述测定部测定出的力的大小，选择性控制所述第一驱动部及所述第二驱动部。
Description
技术领域
本发明涉及一种康复装置及其驱动方法，更详细而言，涉及一种能够反映患者的运动意志及运动能力来执行康复运动的康复装置及其驱动方法。
背景技术
为了使因交通事故、运动过程中的骨折事故等物理性创伤和脑卒中、中风等疾病而无法自由运动身体特定部位的患者，能够通过康复运动迅速恢复健康，目前使用着各种康复治疗装置。
这种康复治疗装置通常是由CPM（Continuous Passive Motion）类型构成。CPM类型的康复治疗装置通过提供使患者能够连续运动特定部位的动力来改善该部位的柔韧性，提高肌力，从而能够有助于患者恢复健康。
但是，现有的康复装置是通过利用其自身所具备的驱动部的动力使患者被动运动，因此难以进行考虑患者的运动能力及患者状态的康复治疗。另外，在针对特定病变进行康复治疗时，与患者被动接受康复治疗相比，患者有意识地使用肌肉主动进行康复治疗具有显著疗效，但现有的治疗装置存在无法执行这种康复治疗的缺点。
发明内容
（一）要解决的技术问题
本发明的目的在于提供一种能够考虑患者有无运动意志及患者的运动能力来进行康复治疗的康复装置及其驱动方法。
（二）技术方案
本发明提供一种康复装置，其包括：支撑部，支撑患者身体；第一驱动部，提供使所述支撑部转动的动力；测定部，测定通过患者的运动而施加到所述支撑部的力的大小；以及控制部，根据由所述测定部测定出的力的大小，选择性控制所述第一驱动部及所述第二驱动部。
而且，还可以包括基准值设定部，该基准值设定部根据患者的运动能力设定用于使所述控制部选择性控制所述驱动部的基准值。基准值设定部可以将从外部输入的值设定成所述基准值，或者根据由所述测定部测定出的力的大小设定所述基准值。
所述控制部可以进行如下控制：当由所述测定部测定出的力为所述基准值以上时，驱动所述驱动部；当由所述测定部测定出的力小于所述基准值时，停止所述驱动部。
在此，可以构成为，所述基准值设定部分别设定驱动基准值及小于所述驱动基准值的停止基准值；所述控制部进行如下控制：当由所述测定部测定出的力为所述驱动基准值以上时，驱动所述驱动部，当由所述测定部测定出的力小于所述停止基准值时，停止所述驱动部。
或者，所述基准值可以设定成随着时间的经过以线性或非线性降低。
另外，可以构成为，所述支撑部通过由所述驱动部提供的动力沿着预先设定的轨迹移动，所述基准值设定部按所述支撑部所移动的轨迹的区段另设定所述基准值。
而且，可以构成为，测定部包括转矩传感器或测力传感器，或者测定通过施加到所述支撑部的力而在所述驱动部中产生的电阻值或电流值的变化来测定所述力的大小。
另一方面，本发明还能够提供一种康复装置的驱动方法，其包括以下步骤：根据患者的运动能力设定基准值；测定部测定通过患者的运动而施加到支撑部的力的大小；以及控制部比较所述基准值和所述测定出的力的大小，来选择性控制提供用于使所述支撑部的移动的动力的驱动部。
（三）有益效果
根据本发明，通过掌握患者的运动意志及运动能力并进行与此相应的康复治疗，不仅能够显著改善患者的康复效果，而且还能够防止康复治疗过程中产生进一步受伤。
附图说明
图1是概略表示本发明的康复装置的结构的块图。
图2是表示由基准值设定部设定基准值的一例的图表。
图3是表示驱动部基于由测定部测定的力的大小的驱动状态的图表。
图4是表示驱动部基于由测定部测定的力的大小的驱动状态的另一应用例的图表。
图5是表示驱动部基于由测定部测定出的力的大小的驱动状态的又一应用例的图表。
图6是按沿支撑部所移动的轨迹的区段示出基准值的图表。
图7是驱动图1的康复装置的方法的顺序图。
图8是表示第一实施例的用于肩关节的康复装置的立体图。
图9是表示图8的第一驱动部沿第一方向提供动力的情形的主视图。
图10是表示图8的第二驱动部沿第二方向提供动力的情形的立体图。
图11是表示图8的康复装置的主要构成要素的块图。
图12是表示图8的康复装置的驱动方法的顺序图。
图13是表示本发明的第二实施例的用于膝关节的康复装置的立体图。
图14是表示本发明的第三实施例的用于肘关节的康复装置的立体图。
图15是表示基于本发明的第四实施例的康复装置的立体图。
具体实施方式
下面，参考附图对本发明的康复装置及其驱动方法进行具体说明。以下说明中，各构成要素的位置关系原则上以附图为基准进行说明。为了方便说明，附图中可以简化结构或者根据需要夸张表示。本发明并不限于以下说明的结构及方法，当然可以附加、改变或省略各种构成要素来实施。
图1是概略表示发明的康复装置的结构的块图。如图1所示，康复装置1包括在患者进行康复治疗时支撑患者身体的支撑部10以及提供能够驱动所述支撑部10的动力的驱动部20。
支撑部10是在进行康复治疗时用于将患者的身体中的特定部位定位（positioning）的结构。患者能够在将自己身体的一部分定位在支撑部10的状态下对支撑部的一部分或整体施力来进行康复治疗。
支撑部10的形状可以以各种实施例构成。可以构成为以放置方式支撑患者身体的一部分，或者可以构成为固定患者身体的一部分位置，还可以以手把结构构成以便患者在进行康复治疗时紧握在手上执行运动。因此，支撑部10根据实施例可以以板结构、棒结构等各种形态的部件构成。另外，支撑部10可以如手把那样，由一个部件构成，也可以由能够转动地设置的多个部件构成，以能够分别支撑如上臂及前臂那样以关节为中心移动的相邻的身体部位。
这样的支撑部10设置成在进行康复治疗时能够沿规定轨迹移动。在此，支撑部10可以设计成根据欲接受康复治疗的身体部位能够以转动运动、直线往复运动或滑动运动等各种方式移动。
另一方面，驱动部20提供能够使前述的支撑部10运动的动力。因此，难以通过自身的力运动的患者能够利用由驱动部20提供的动力执行康复运动。
这样的驱动部20可以以各种实施例构成。在支撑部以转动运动的方式移动的实施例中，能够利用马达提供动力，在支撑部以直线运动或滑动方式移动的实施例的情况下，能够利用驱动器提供动力。除此之外，还可以利用能够提供动力的各种动力源构成驱动部。并且，考虑所提供的动力的方向等驱动部20可以利用一个驱动源，也可以利用多个驱动源。
但是，患者的康复运动完全依靠前述的驱动部的动力的情况下，与患者主动执行康复运动的情况相比，康复效果可能不佳。
例如，在使身体的特定部位运动的脑细胞损失的情况下，进行康复治疗，以通过反复运动由其他神经细胞使轴突增加来弥补受损脑细胞的功能时，通过实验证明：与患者被动进行康复运动相比，在患者保持想要通过自身的力运动的意志进行康复运动的情况下，疗效显著改善。
并且，在接受关节手术的患者或肌肉受损的外伤患者的情况下，也确认了以下内容：即与被动执行康复运动相比，在主动执行康复运动时，肌肉恢复速度提高，组织在准确位置再生。
因此，本发明的康复装置1中，驱动部20并不是始终提供康复运动中所需的动力，而是掌握患者的运动意志并且在检测到运动意志的情况下选择性提供动力。
具体而言，如图1所示，康复治疗装置1还包括：测定部30，测定通过患者的运动而施加到支撑部10的力；以及控制部40，根据由测定部30检测的值选择性控制驱动部。
在此，测定部30测定患者主动地使自己身体运动而实际施加到外部的力。若仅测定肌肉有没有产生力，则在因患者病情突然发作等而肌肉收缩的情况下，也误认为是患者执行运动，驱动部不顾患者的意志驱动而有可能引起重大伤害。因此，本发明的测定部30构成为测定由患者施加到支撑部的力，来确认患者实际上有没有执行运动。
测定部30可以以能够测定施加到支撑部10的力的各种实施例构成。作为一例，可以以如下方式构成，即利用设置在支撑部或与支撑部联动的部件上的测力传感器测定施加到支撑部的压力。作为另一例，可以以如下方式构成：即利用设置在特定部位上的转矩传感器测定通过施加到支撑部的力而产生的转矩。作为又一例，可以以如下方式构成：即测定通过施加到支撑部的力而在与支撑部连接的马达等中产生的电流的变化或电阻值的变化。除此之外，也能够应用各种方式。
如此，若由测定部30测定患者施加到支撑部10的力的大小，则控制部40根据由测定部30检测出的力的大小，选择性控制驱动部20。具体而言，当由测定部30检测出的力的大小为预先设定的基准值的大小以上时，对驱动部20进行驱动；当由测定部30检测出的力的大小小于预先设定的基准值时，不驱动驱动部20。
而且，在康复装置1运行期间，测定部30连续或周期性测定施加到支撑部10的力的大小。而且，控制部40进行如下控制：当施加到支撑部10的力的大小为基准值以上时，继续驱动驱动部20；当小于基准值时，停止驱动部20的驱动。
在此，如图1所示，本发明的康复装置还包括设定基准值的基准值设定部50。基准值设定部50能够不同地调节基准值，以便能够根据患者的运动能力设定适当的康复运动条件。
例如，在执行康复治疗之前，可以实施像实际运动一样患者预先对支撑部施力的步骤。此时，测定部30测定由患者施加到支撑部的力的大小，基准值设定部50能够根据该力的大小设定基准值。
通过患者的预备动作施加到支撑部的力的大小的测定结果如图2所示的情况下，基准值设定部能够根据最大力的大小Fmax设定基准值。图2中示出将最大力的大小Fmax的0.7倍相当的力的大小设定成基准值R的情况。但是，设定基准值的方式可以因康复部位的运动方式及实施例的具体结构而不同，能够设定在最大力的大小的0.5倍至0.9倍范围内。
除此之外，基准值设定部50可以通过另设的控制面板（未图示），将用户直接输入的值设定成基准值，还可以通过其他各种方式设定基准值。
图3是表示驱动部基于由测定部测定的力的大小的驱动状态的图表。
当设定基准值并且患者开始运动时，如前所述，测定部30测定由患者施加到支撑部10的力的大小。而且，当由测定部30测定出的力的大小为基准值以上的情况下，控制部40能够对驱动部进行选择性驱动来提供动力。
因此，当患者施加到支撑部10的力如图3所示的情况下，在力的大小成为基准值R以上的时刻t1起，对驱动部进行驱动。而且，在驱动过程中患者向支撑部提供的力减小至小于基准值的时刻（t2、t4、t6），驱动部停止而不提供动力。而且，当患者再次施力而测定出基准值以上的力时，驱动部再次驱动来提供动力（t3、t5）。
另一方面，图3中将用于判断驱动部20的驱动时刻（t1、t3、t5）的基准值和用于判断驱动部的停止时刻（t2、t4、t6）的基准值设定成相同。与此相比，如图4所示，基准值设定部50可以将驱动基准值R1和停止基准值R2设定成不同的值。考虑到一般在停止状态下开始运动的力大于运动过程中持续施加的力，停止基准值R2可以设定成小于驱动基准R1的值（例如，在图2中，停止基准值为0.7Fmax，驱动基准值为0.5Fmax）。因此，如图4所示，可以进行如下控制：在驱动部20停止的状态下，当施加到支撑部10的力为驱动基准值R1以上的情况下，驱动驱动部20（t1、t3）；在驱动部正在驱动的状态下，当施加到支撑部10的力小于停止基准值R2的情况下，停止驱动部（t2、t4）。
并且，考虑到患者体力随着康复运动的执行而消耗，基准值设定部50也可以设定成基准值Rt随着康复运动时间的流逝而逐渐降低（参考图5）。图5中示出将基准值设定成随着时间的经过而线性降低的情况，但也可以设定成基准值如阶梯状非线性减小。
另外，随着患者康复运动的进行，支撑部10通过由驱动部20提供的动力，沿着预先设定的轨迹移动。此时，根据移动轨迹的区段，运动难度不同，因此患者难以持续提供一定大小以上的力。因此，如图6所示，基准值设定部50可以按支撑部10所移动的轨迹区段，分别另行设定基准值。
例如，如图6a所示，当手臂沿着一定的轨迹执行往复运动的情况下，根据手臂的位置，施力的难度有可能不同。作为一例，在A区域施力可能比在B区域施力难，在F区域施力可能比在E区域施力难。如图6的B所示，能够在运动轨迹当中运动难度较大的区域设定相对较低的基准值，在难度较小的区域设定相对较高的基准值。这种情况下，详细反映康复运动时运动轨迹的各区域的难度及患者的运动能力，因此能够进一步改善疗效。
另一方面，在图3至图5中，在驱动过程中控制成当由测定部30测定的力的大小小于相应的基准值的情况下，停止驱动部20，但也能够控制成使提供到驱动部20的动力相应地线性减小测定部30测定的力的大小的减小量。
如此，本发明并不限于前面说明的结构，能够以各种方式具体应用。
图7是表示驱动图1的康复装置的方法的顺序图。前述的康复装置能够通过如下方法驱动。
首先，进行由基准值设定部设定基准值的步骤（S10）。如前所述，设定基准值的步骤（S10）中，进行患者对支撑部施力规定时间的预备动作，在预备动作期间，基准值设定部能够根据在预备动作期间施加到支撑部的力的大小设定基于患者的运动能力的基准值。这样的预备动作可以在患者进行康复治疗运动之前另外进行，也可以将患者开始进行康复运动的初期区段判断为预备动作区段来设定基准值。
另外，也能够利用另设的控制面板设定基准值，还能够利用除此之外的各种方式设定基准值。
设定基准值后，患者正式开始进行康复运动，向支撑部10施力。此时，测定部30测定由患者施加到支撑部的力（S20）。
而且，控制部40对由测定部30测定的力的大小和由基准值设定部50设定的基准值进行比较（S30）。当由测定部30测定出的力的大小为基准值以上时，控制部40对驱动部20进行驱动来提供患者的康复运动中所需的动力（S40）。相反，当测定出的力的大小小于基准值时，控制部控制成不驱动驱动部（S50）。
这样的动作在达到康复装置按照运行模式结束运行的时刻为止反复进行（S60）。
测定部30连续或周期性测定由患者施加的力的大小，控制部40比较基准值和由测定部30测定出的力的大小来控制驱动部20。因此，在驱动部正在驱动的状态下，由患者施加的力的大小减小至基准值以下的情况下，控制成停止驱动部（S50）。或者，在驱动部20停止的状态下，由患者施加的力的大小上升至基准值以上的情况下，能够对驱动部20进行驱动来提供动力（S40）。
在康复装置运行期间，继续执行如上步骤，当达到运行结束时刻时，控制部停止驱动部，结束康复运动（S70）。
下面，对应用本发明的实施例进行具体说明。
第一实施例
图8是表示本发明的第一实施例的用于肩关节的康复装置100的立体图。图8中，作为一例示出用于右侧肩关节的康复运动的装置，但也能够构成用于左侧肩关节的康复运动的装置，当然还能够构成为同时进行两侧肩关节的康复运动。
如图8所示，肩关节用康复装置100具备以椅子形状构成的框架160。因此，患者能够以坐在框架160上的状态执行康复运动。在框架的一侧具有放置右侧前臂部的支撑部110，在另一侧形成用于放置左侧前臂部的扶手161。
支撑部110构成为能够以放置右侧前臂部的状态固定前臂部。具体而言，支撑部110可以包括：固定肘位置的肘固定座111；患者能够握住的手把112；以及能够环绕患者前臂部的绑带113。因此，即使患者将前臂部沿水平方向、上下方向或组合水平方向和上下方向的方向运动，也能够使前臂部和支撑部110一体运动。
另一方面，还包括提供用于支撑部110运动的动力，以使患者能够执行康复运动的驱动部120。在肩关节的康复运动中，能够沿前后方向、左后方向、上下方向或组合这些方向的各方向运动上臂和前臂。为此，用于肩关节康复的康复装置100可以具备多个驱动部，本实施例中，如图8所示，具备第一驱动部121及第二驱动部122这两个驱动部。
具体而言，第一驱动部121固定设置在框架160的一侧。第一驱动部121可以由能够控制转速及旋转方向的正反转马达构成。
在第一驱动部121的旋转轴上轴连接第一连杆171的一端。因此，在第一驱动部121旋转时，第一连杆171能够沿着第一驱动部121的旋转方向转动。
在第一连杆171的另一端连接第二连杆172。在此，第一连杆171及第二连杆172均可以由能够调节长度的杆状部件构成。而且，在第一连杆171与第二连杆172的连接部设置角度调节部件174，能够调节第一连杆171与第二连杆172之间的角度。因此，本实施例的康复装置通过调节第一连杆171及第二连杆172的长度以及设置角度，能够将康复装置组装成符合患者体型，还能够控制康复运动的方向。
在第二连杆172的端部固定设置第二驱动部122。与第一驱动部121同样地，第二驱动部122可以由能够调节转速及旋转方向的正反转马达构成。只是，为提供与第一驱动部121不同的方向的动力，如图8所示，第二驱动部122向与第一驱动部121不同的方向设置。
而且，在第二驱动部122上设置第三连杆173。第三连杆173的一端与第二驱动部122轴连接，另一端与支撑部110连接。因此，随着第二驱动部122的旋转，第三连杆173及支撑部110转动。
如前所述，第一驱动部121及第二驱动部122通过第一连杆至第三连杆而与支撑部110连接，提供使支撑部110转动所需的动力。下面，参考图9及图10，对第一驱动部121及第二驱动部122的驱动内容进行具体说明。
图9是表示图8的第一驱动部沿第一方向提供动力的情形的主视图。如图9所示，第一驱动部121上沿前后方向（以患者就坐的状态为基准）形成旋转轴。因此，第一驱动部121一边以旋转轴为中心旋转，一边向第一方向提供动力，随此，患者按以肩为轴沿外侧方向抬高、放下上臂部及前臂部的方式执行转动运动。
图10是表示图8的第二驱动部122沿第二方向提供动力的情形的立体图。如图10所示，第二驱动部122上沿垂直方向或从垂直方向倾斜一定程度的方向形成旋转轴。此时，如图10所示，第三连杆173沿折弯多次的方向形成，将第二驱动部122的旋转动力传递给支撑部110。由此，固定患者前臂的支撑部向身体的内侧和外侧转动。
在图9及图10中虽然示出了第一驱动部121及第二驱动部122单独驱动的情形，但本实施例的康复装置通过组合第一驱动部121及第二驱动部122来提供动力，因此能够以各种方式执行康复运动。
并且，图8至图10中示出的驱动部及支撑部的结构只是一例，根据康复治疗位置，能够改变为各种结构。
图11是表示图8的康复装置的主要构成要素的块图。图8的用于肩关节的康复装置100还包括测定由患者施加的力的大小的测定部130，设定基准值的基准值设定部150，以及比较由测定部130检测出的值和基准值来选择性驱动第一驱动部121及第二驱动部122的控制部140。
测定部130能够将与从第一驱动部121提供的动力的方向对应的第一方向的力和与从第二驱动部122提供的动力的方向对应的第二方向的力区分来进行测定。
本实施例的测定部130可以构成为测定患者对支撑部110施力时第一驱动部121中产生的电阻值的变化来测定沿第一方向施加的力，并且测定在第二驱动部122中产生的电阻值的变化来测定沿第二方向施加的力。为此，测定部130分别内置设置在第一驱动部121及第二驱动部122中，与控制部140电连接设置，以便向控制部140传递测定出的值。
但是，测定部除前述的方式以外，还可以利用转矩传感器及测力传感器等来构成。例如，在第一驱动部及第二驱动部的旋转轴上分别设置由转矩传感器构成的第一测定部及第二测定部，能够测定通过施加到支撑部的力而产生的转矩的大小来测定沿第一方向及第二方向施加的力。或者，也能够在支撑部的各部位设置多个测力传感器，分析由各个测力传感器检测出的值来测定沿第一方向及第二方向施加的力。
通过患者的预备动作由测定部测定患者的运动能力，基准值设定部150能够根据该运动能力设定基准值。在此，为单独设定对于第一驱动部121及第二驱动部122的基准值，能够根据沿第一方向测定出的力设定第一基准值，根据沿第二方向测定出的力设定第二基准值。或者，也能够按照控制内容，设定一个基准值来进行控制。
在此，对应第一驱动部的第一基准值，可以设定成一个值，如前面图4及图6所说明，也可以按照驱动条件、时间、位置设定多个基准值。
图11中，将基准值设定部150区分为设定第一基准值的第一基准值设定部151及设定第二基准值的第二基准值设定部152来进行图示，但也可以构成为一个基准值设定部150。并且，当然还可以由测定部设定基准值来提供给控制部或者控制部根据由测定部测定出的值自身设定基准值，而不是以单独结构具备基准值设定部150。并且，除此之外，还能够构成为用户利用另设的控制面板（未图示）直接输入基准值。
另一方面，控制部140比较基准值设定部和由测定部检测出的值来选择性驱动第一驱动部121及第二驱动部122。例如，能够进行如下控制：当由测定部130测定出的第一方向的力为第一基准值以上时，驱动第一驱动部121；当第一方向的力小于第一基准值时，停止第一驱动部121。而且，能够进行如下控制：当由测定部130测定出的第二方向的力为第二基准值以上时，驱动第二驱动部122；当第二方向的力小于第二基准值时，停止第二驱动部122。因此，当沿第一方向施加的力大于第一基准值且沿第二方向施加的力小于第二基准值的情况下，控制部140能够控制成仅通过第一驱动部121提供动力。
但除此之外，控制部能够利用由测定部测定出的力的大小和设定的基准值，以各种方式控制第一驱动部及第二驱动部。
例如，能够进行如下控制：当沿第一方向施加的力和沿第二方向施加的力中任意一个满足基准值的情况下，第一驱动部及第二驱动部均停止，只有在两个值均为基准值以上的情况下，第一驱动部及第二驱动部进行工作。
或者，也能够进行如下控制：当沿第一方向施加的力与沿第二方向施加的力的合力超过一定的基准值的情况下，第一驱动部及第二驱动部工作来提供动力，并且使由第一驱动部及第二驱动部提供的动力的大小与沿第一方向施加的力及沿第二方向施加的力的大小成正比。
此外，控制部还可以通过患者的预备动作自动设定康复运动模式。第一驱动部及第二驱动部分别沿不同的方向提供动力，因此当不同地设定由各驱动部提供的动力的大小（例如转速）的情况下，支撑部能够沿着不同的轨迹移动。因此，控制部能够进行如下控制：分析在患者进行预备动作时患者施加到支撑部的力的大小及方向来设定运动模式，根据所设定的运动模式，不同地设定第一驱动部及第二驱动部驱动时提供的动力的大小，从而使康复运动在该运动模式下进行。
下面，对本实施例的用于肩关节的康复装置的驱动方法进行说明。图12是表示图8的用于肩关节的康复装置的驱动方法的顺序图。
首先，执行设定基准值的步骤（S110）。此时，基准值设定部150能够单独设定对第一方向的第一基准值及第二基准值。如前所述，这样的设定基准值的步骤可以利用患者进行预备动作时测定出的力的大小来设定，也能够利用从外部输入的基准值来设定。
设定基准值后，患者在将前臂固定在支撑部110的状态下执行康复运动。而且，测定部130执行测定患者施加到支撑部110的力的步骤（S120）。在此，测定部能够区分沿第一方向施加的力及沿第二方向施加的力来进行测定。
另一方面，控制部140执行比较由测定部130测定出的力的大小和预先设定的基准值的步骤。首先，比较沿第一方向施加的力的大小和第一基准值的大小（S130）。控制部进行如下控制：当沿第一方向施加的力的大小为第一基准值以上时，驱动第一驱动部121（S141）；当小于第一基准值时，停止第一驱动部121（S142）。而且，在比较沿第一方向施加的力和第一基准值的同时，比较沿第二方向施加的力的大小和第二基准值的大小（S150）。当沿第二方向施加的力的大小为第二基准值以上时，驱动第二驱动部（S161）；当小于第二基准值时，停止第二驱动部（S162）。
但是，这只不过是控制部140利用由测定部130测定出的力和设定的基准值进行控制的一例，除此之外，如前面所述明，能够以各种方式选择性控制第一驱动部121和第二驱动部122。
在此，在康复装置的运行结束为止，可以连续或周期性进行由测定部130测定施加到支撑部110的力的步骤。而且，控制部140能够实时反映由测定部130测定出的值来继续进行前述的控制步骤。
而且，在达到康复装置的运行模式的运行结束时刻时（S170），结束康复装置的运行（S180）。
第二实施例
图13是表示本发明的第二实施例的用于膝关节的康复装置的立体图。如图13所示，本实施例的康复装置为用于膝关节康复的康复装置200。但为避免重复说明，对于与前述的实施例类似的技术特征，将省略具体说明。
本实施例的膝关节用康复装置包括基座260以及能够移动地设置在基座260上的支撑部210。
本实施例的支撑部210包括支撑位于患者膝关节上侧的大腿部的大腿支撑部211，位于膝关节下侧的小腿支撑部212，以及支撑脚的脚支撑部214。
具体而言，大腿支撑部211及小腿支撑部212分别包括一对棒部件。而且，各棒部件以可伸缩方式构成，以便能够根据患者大腿部或小腿部的长度进行调节。在构成大腿支撑部211的一对棒部件之间可以设置能够支撑大腿部的另外的板件211a。而且，在构成小腿支撑部的一对棒部件之间可以设置能够支撑小腿部的另设的板件（未图示）。而且，脚支撑部214在小腿部的一侧。
大腿支撑部211的一端铰接在基座260的一侧，并且能够转动地设置。而且，大腿支撑部的另一端通过铰链部213而与小腿支撑部的一端连接。因此，设置成大腿支撑部211与小腿支撑部212之间能够通过铰链部213实现相对转动。此时，在基座260上，沿大腿支撑部211和小腿支撑部212延长的方向具备滑动杆261。而且，小腿支撑部212的另一端连接在基座260的滑动杆261上而彼此进行转动，以改变大腿支撑部211与小腿支撑部212的夹角，随此小腿支撑部212的另一端沿着滑动杆执行直线往复运动。因此，随着大腿支撑部211及小腿支撑部212的移动，患者能够执行伸展、弯曲膝关节的康复运动。
另一方面，驱动部220与铰链部213邻接设置，提供使大腿支撑部211和小腿支撑部212以铰链部213为中心转动的动力。驱动部220可以利用能够控制转速及旋转方向的正反转马达构成。因此，随着驱动部220对所述大腿支撑部211或小腿支撑部212提供动力，大腿支撑部211与小腿支撑部212的斜度发生变化，能够有助于患者膝关节运动。
另一方面，测定部（参考图1的30）构成为能够测定在患者进行康复运动时施加到大腿支撑部211及小腿支撑部212的力。本实施例中，利用转矩传感器（未图示）构成。附图中虽未另行图示，但转矩传感器设置成具备与铰链部213的轴相同的轴。因此，当患者对大腿支撑部211或小腿支撑部212施力的情况下，能够通过在转矩传感器中产生的旋转转矩的大小来测定患者施加的力的大小。
而且，基准值设定部考虑患者的运动能力设定基准值（参考图1的50）。如前所述，基准值设定部可以利用患者进行预备动作时由测定部测定出的值设定基准值，或者利用通过另设的控制面板从外部输入的值进行设定。而且，各基准值可以设定一个基准值，如图4至图6中所说明，也可以按照驱动条件、时间及轨迹设定多个基准值。
另一方面，控制部进行如下控制：比较由测定部测定的值和基准值来选择性地驱动驱动部。前面已对此进行了说明，因此为避免重复说明，将省略具体说明。
如此，本实施例中，由测定部测定患者实际施加到大腿支撑部及小腿支撑部的力，并将其与基准值进行比较来选择性提供康复运动中所需的动力。因此，能够根据患者的运动能力进行控制，能够引导患者主动进行康复运动。
第3实施例
图14是表示本发明的第3实施例的用于肘关节的康复装置的立体图。如图14所示，本实施例的康复装置为用于肘关节康复的治疗装置300。但为避免重复说明，对于与前述的实施例类似的技术特征，将省略具体说明。
本实施例的用于肘关节的康复装置300包括上臂支撑部310，前臂支撑部320，以及提供康复运动中所需的动力的驱动部330。
上臂支撑部310为支撑位于患者肘上侧的上臂部的结构，前臂支撑部320为支撑位于肘下侧的前臂部的结构。上臂支撑部310及前臂支撑部320上可以分别设置绑带311、321，以能够分别固定患者上臂部和前臂部。
在此，前臂支撑部320能够转动地设置在上臂支撑部310的一端。具体而言，前臂支撑部320的端部铰接在上臂支撑部310的一端。因此，随着前臂支撑部320的转动，患者能够以弯曲、伸展肘的方式执行康复运动。
另一方面，驱动部330与前臂支撑部320在连接上臂支撑部310的位置上邻接设置，提供使前臂支撑部320转动的动力。驱动部330可以利用能够控制转速及旋转方向的正反转马达构成。
具体而言，驱动部330的旋转轴可以被设置成与铰接上臂支撑部310和前臂支撑部320的铰链轴322形成轴结合。因此，随着驱动部330的旋转，将这种旋转动力提供给前臂支撑部，由此前臂支撑部320以上臂支撑部310为基准执行转动运动，能够有助于患者肘关节运动。
另一方面，本实施例的测定部（参考图1的30）构成为能够测定患者进行康复运动时弯曲、伸展前臂部并施加到前臂支撑部的力。本实施例的测定部可以利用转矩传感器构成。附图中未另行图示，但转矩传感器可以设置成能够与铰接上臂支撑部310和前臂支撑部320的铰链轴实现轴结合，或者还可以设置成与驱动部330的旋转轴实现轴结合。因此，能够利用患者对前臂部施力时在转矩传感器中产生的旋转转矩的大小来测定患者施加的力的大小。
而且，本实施例的基准值设定部考虑患者的运动能力设定基准值（参考图1的50）。如前所述，基准值设定部可以利用患者进行预备动作时由测定部测定出的值设定基准值，或者利用通过另设的控制面板（未图示）从外部输入的值进行设定。而且，各基准值能够设定一个基准值，如图4至图6中所说明，也能够按照驱动条件、时间及轨迹设定多个基准值。
另一方面，控制部进行如下控制：比较由测定部测定的值和基准值来选择性地驱动驱动部330。前面已对此进行了说明，因此为避免重复说明，将省略具体说明。
如此，本实施例中，在进行肘康复运动时，由测定部测定患者实际施加到前臂支撑部320的力，并将其与基准值进行比较来选择性提供康复运动中所需的动力。因此，可以根据患者的运动能力进行控制，能够引导患者主动进行康复运动。
第4实施例
图15是表示本发明的第4实施例的康复装置的立体图。如图15所示，本实施例的康复装置为用于使无法自由运动手臂的患者康复的治疗装置400。但为避免重复说明，对于与前述的实施例类似的技术特征，将省略具体说明。
本实施例的用于肘关节的康复装置400包括患者利用身体进行康复运动的支撑部410，提供康复运动中所需的动力的驱动部420，以及将由驱动部420提供的动力传递给支撑部的传递部440。
本实施例的支撑部410由包括臂411和球形把手412的手把构成。手把的臂与设置在底板450上的运动轴413结合。因此，患者能够在用手握住手把的状态下以转动手把的方式执行康复运动。
另一方面，在底板450上设置提供康复运动中所需的动力的驱动部420。驱动部420可以包括产生旋转动力的正反转马达421及控制动力传递的离合制动器422。
由驱动部420产生的动力通过传递部440传递到支撑部410。在此，传递部包括多个绑带441、442以及使各绑带实现联动连接的绑带连接轴443。本实施例中，利用两个绑带构成，具体而言，可以包括连接驱动部420和绑带连接轴443的第一绑带441以及连接绑带连接轴443和支撑部410的第二绑带442。
此外，在绑带的一侧还可以设置用于调节绑带张力的轴承轴444。如图15所示，轴承轴444支撑在第一绑带441的外侧面上，可以通过移动轴承轴444的位置来调节第一绑带441的张力。
如此，由驱动部420产生的动力通过传递部440的第一绑带441及第二绑带442传递到支撑部410的运动轴413。因此，患者能够利用传递到运动轴413的旋转动力进行使支撑部410的手把以圆形旋转的康复运动。
另一方面，本实施例的测定部（参考图1的30）构成为能够测定患者进行康复运动时施加到手把的力。本实施例的测定部可以利用转矩传感器430构成。转矩传感器430可以被设置成与运动轴实现轴结合。因此，当患者对手把施力时，能够利用在转矩传感器430中产生的旋转转矩的大小来测定患者施加的力的大小。
而且，本实施例的基准值设定部考虑患者的运动能力设定基准值（参考图1的50）。如前所述，基准值设定部可以利用在患者进行预备动作时由测定部测定出的值设定基准值，或者利用通过另设的控制面板从外部输入的值进行设定。而且，各基准值能够设定一个基准值，如图4至图6中所说明，也能够按照驱动条件、时间及轨迹设定多个基准值。
另一方面，控制部进行如下控制：比较由测定部测定的值和基准值来对驱动部420进行选择性驱动。前面已对其进行了说明，因此为避免重复，将省略具体说明。
如此，实施例中，进行肘康复运动时，由测定部测定患者施加到手把的力，并将其与基准值进行比较来选择性提供康复运动中所需的动力。因此，能够根据患者的运动能力进行控制，能够诱导患者主动进行康复运动。
以上，作为本发明的具体实施例，对用于肩关节的康复装置、用于膝关节的康复装置、用于肘关节的康复装置及手臂运动康复装置进行了说明。但是，前述的实施例仅仅是能够实施本发明的例子，除此之外，当然也能够针对各种部位改变为各种结构来实施。
这种康复装置及其驱动方法通过判断患者实际上的运动意志来选择性提供康复运动中所需的动力，因此能够引导主动的康复治疗。并且，根据患者的运动能力不同地设定基准值，由此能够根据患者状态提供最佳的康复环境。
Claims (17)
1.一种康复装置，其特征在于，包括：
支撑部，支撑患者身体；
驱动部，提供使所述支撑部转动的动力；
测定部，测定通过患者的运动而施加到所述支撑部的力的大小；以及
控制部，根据由所述测定部测定出的力的大小，选择性控制所述驱动部。
2.根据权利要求1所述的康复装置，其特征在于，所述康复装置还包括基准值设定部，所述基准值设定部根据患者的运动能力设定用于使所述控制部选择性控制所述驱动部的基准值。
3.根据权利要求2所述的康复装置，其特征在于，所述基准值设定部将从外部输入的值设定成所述基准值，或者根据由所述测定部测定出的力的大小设定所述基准值。
4.根据权利要求3所述的康复装置，其特征在于，所述控制部进行如下控制：当由所述测定部测定出的力为所述基准值以上时，驱动所述驱动部；当由所述测定部测定出的力小于所述基准值时，停止所述驱动部。
5.根据权利要求2所述的康复装置，其特征在于，所述基准值设定部分别设定驱动基准值及小于所述驱动基准值的停止基准值，
所述控制部进行如下控制：当由所述测定部测定出的力为所述驱动基准值以上时，驱动所述驱动部；当由所述测定部测定出的力小于所述停止基准值时，停止所述驱动部。
6.根据权利要求2所述的康复装置，其特征在于，所述基准值随着时间的经过以线性或非线性降低。
7.根据权利要求2所述的康复装置，其特征在于，所述支撑部通过由所述驱动部提供的动力沿着预先设定的轨迹移动，所述基准值设定部按所述支撑部所移动的轨迹的区段另设定所述基准值。
8.根据权利要求2所述的康复装置，其特征在于，所述测定部包括转矩传感器或测力传感器而构成，或者测定通过施加到所述支撑部的力而在所述驱动部中产生的电阻值或电流值的变化来测定所述力的大小。
9.根据权利要求2所述的康复装置，其特征在于，所述驱动部包括正反转马达而构成。
10.根据权利要求2所述的康复装置，其特征在于，所述支撑部构成为支撑患者的前臂，
所述驱动部包括：第一驱动部，提供使所述支撑部沿第一方向转动的动力；以及第二驱动部，提供使所述支撑部沿第二方向转动的动力，
所述控制部根据由所述测定部测定出的力的方向，选择性控制所述第一驱动部及所述第二驱动部。
11.根据权利要求10所述的康复装置，其特征在于，
所述测定部分别测定施加到所述支撑部的所述第一方向的力及所述第二方向的力，
所述基准值设定部分别设定对所述第一方向的第一基准值及对所述第二方向的第二基准值，
所述控制部进行如下控制：当由所述测定部测定出的所述第一方向的力为所述第一基准值以上时，驱动所述第一驱动部；当由所述测定部测定出的所述第二方向的力为所述第二基准值以上时，驱动所述第二驱动部。
12.根据权利要求2所述的康复装置，其特征在于，
所述支撑部包括：上臂支撑部，支撑患者的上臂；以及前臂支撑部，铰接在所述上臂支撑部的一端，支撑患者的前臂，
所述驱动部对所述前臂支撑部提供动力来选择性转动所述前臂支撑部。
13.根据权利要求2所述的康复装置，其特征在于，所述支撑部由能够转动地设置的手把构成，所述支撑部的旋转轴与所述驱动部的旋转轴直接或间接连接，以便能够使所述支撑部接收所述驱动部进行旋转的动力而转动。
14.根据权利要求2所述的康复装置，其特征在于，所述支撑部包括：大腿支撑部，支撑患者的大腿部；以及小腿支撑部，铰接在所述大腿支撑部的一端，支撑患者的小腿部，
所述驱动部对所述小腿支撑部提供动力来选择性转动所述小腿支撑部。
15.一种康复装置的驱动方法，其特征在于，包括以下步骤：
根据患者的运动能力设定基准值；
测定部测定通过患者的运动而施加到支撑部的力的大小；以及
控制部比较所述基准值和所述测定出的力的大小来选择性控制提供用于使所述支撑部的移动的动力驱动部。
16.根据权利要求15所述的康复装置的驱动方法，其特征在于，在设定所述基准值的步骤中，将从外部输入的值设定成所述基准值，或者测定患者预施加到所述支撑部的力来设定所述基准值。
17.根据权利要求15所述的康复装置的驱动方法，其特征在于，所述控制部进行如下控制：当所述测定出的力为所述基准值以上时，驱动所述驱动部来提供动力；当所述测定出的力小于所述基准值时，停止所述驱动部。
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| PB01 | Publication | ||
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| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20140618 |