JP2000102576A - 歩行訓練装置 - Google Patents
歩行訓練装置Info
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- JP2000102576A JP2000102576A JP10274453A JP27445398A JP2000102576A JP 2000102576 A JP2000102576 A JP 2000102576A JP 10274453 A JP10274453 A JP 10274453A JP 27445398 A JP27445398 A JP 27445398A JP 2000102576 A JP2000102576 A JP 2000102576A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 実際の歩行運動に促した訓練を臥位にて実
施できる歩行訓練装置を提供する。 【解決手段】駆動装置１０と、それを制御する制御装置
２０とを備える。駆動装置１０はアームと基部１２から
成り臥位状態の患者の下肢に歩行運動をさせる。アーム
は駆動軸１３、１４、１５と、リンク１６、１７、力セ
ンサ１８、把持部１９を備え人の下腿を保持して運動さ
せることができ、基部１２は回転位置、回転速度、回転
加速度の何れかを検出する回転センサを内蔵したアーム
駆動用のモータを備える。制御装置２０では、仮想床面
生成部２１が患者の歩行運動に適した仮想床面に対応し
て位置指令を生成すると、軌道教示部２２がアーム駆動
用モータ内蔵の回転センサの情報を元に軌道指令Ｔ１を
生成する。この指令と仮想重量設定値、検出した負荷を
もとに、仮想床面ｆｌに対する仮想床反力と遊脚時の仮
想重量を生成する。
施できる歩行訓練装置を提供する。 【解決手段】駆動装置１０と、それを制御する制御装置
２０とを備える。駆動装置１０はアームと基部１２から
成り臥位状態の患者の下肢に歩行運動をさせる。アーム
は駆動軸１３、１４、１５と、リンク１６、１７、力セ
ンサ１８、把持部１９を備え人の下腿を保持して運動さ
せることができ、基部１２は回転位置、回転速度、回転
加速度の何れかを検出する回転センサを内蔵したアーム
駆動用のモータを備える。制御装置２０では、仮想床面
生成部２１が患者の歩行運動に適した仮想床面に対応し
て位置指令を生成すると、軌道教示部２２がアーム駆動
用モータ内蔵の回転センサの情報を元に軌道指令Ｔ１を
生成する。この指令と仮想重量設定値、検出した負荷を
もとに、仮想床面ｆｌに対する仮想床反力と遊脚時の仮
想重量を生成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、人の脚部を保持し
て歩行運動させ、脚部の機能を向上させる歩行訓練装置
に関する。
て歩行運動させ、脚部の機能を向上させる歩行訓練装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、整形外科で用いられる運動装置や
理学療法科で用いられる運動療法装置に次のようなもの
がある。 その１例が図4の指示器５３である。指示器５３
は、四角い枠の角にキャスターのついた脚が設けられて
おり、床面を移動できるようになっている。これが使わ
れるときは、枠の中に患者５１が入って枠を掴み、理学
療法士５２が患者５１に肢体の動かし方を指示して床面
を移動し、訓練される。このため、患者５１が指示器５
３ごと転倒することなく訓練できるようになっている。 もう１つの例として、本出願人が既に出願している
特願平９−６６８３５号の運動療法装置がある。それに
よると、患者に必要な運動軌道を予め設定しておけば、
患者の肢体にかかる負荷に応じて運動指令を得て動くよ
うになっているので、いわゆる他動運動や、自動介助運
動、抵抗運動などの訓練をすることができるようになっ
ている。
理学療法科で用いられる運動療法装置に次のようなもの
がある。 その１例が図4の指示器５３である。指示器５３
は、四角い枠の角にキャスターのついた脚が設けられて
おり、床面を移動できるようになっている。これが使わ
れるときは、枠の中に患者５１が入って枠を掴み、理学
療法士５２が患者５１に肢体の動かし方を指示して床面
を移動し、訓練される。このため、患者５１が指示器５
３ごと転倒することなく訓練できるようになっている。 もう１つの例として、本出願人が既に出願している
特願平９−６６８３５号の運動療法装置がある。それに
よると、患者に必要な運動軌道を予め設定しておけば、
患者の肢体にかかる負荷に応じて運動指令を得て動くよ
うになっているので、いわゆる他動運動や、自動介助運
動、抵抗運動などの訓練をすることができるようになっ
ている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、これら従来
の装置には次のような問題があった。すなわち、の場
合、患者５１に所定の動作をさせて訓練するには、理学
療法士５２が患者５１に付きっきりで肢体の動かし方を
指示する必要があり、少ない理学療法士でより多くの患
者の訓練をさせることができないという問題があった。
またの場合、設定される運動軌道が歩行運動そのもの
ではなく、歩行時に生ずる肢体への負荷が考慮されるこ
ともなかった。またこの装置を縦に設置して立位で歩行
訓練させる場合であって、歩行時に床反力を与え、遊脚
時に脚自重を与えるように動作させる時は、転倒防止の
ために別に支持機構が必要となり、装置が大型化すると
いう問題があった。また、立位での訓練を前提とした場
合、患者が立位を保持できるまでに時間を要するために
その期間歩行訓練自体ができないという問題があった。
そこで本発明は、実際の歩行運動に促した訓練を臥位に
て実施できる歩行訓練装置を提供することを目的とす
る。
の装置には次のような問題があった。すなわち、の場
合、患者５１に所定の動作をさせて訓練するには、理学
療法士５２が患者５１に付きっきりで肢体の動かし方を
指示する必要があり、少ない理学療法士でより多くの患
者の訓練をさせることができないという問題があった。
またの場合、設定される運動軌道が歩行運動そのもの
ではなく、歩行時に生ずる肢体への負荷が考慮されるこ
ともなかった。またこの装置を縦に設置して立位で歩行
訓練させる場合であって、歩行時に床反力を与え、遊脚
時に脚自重を与えるように動作させる時は、転倒防止の
ために別に支持機構が必要となり、装置が大型化すると
いう問題があった。また、立位での訓練を前提とした場
合、患者が立位を保持できるまでに時間を要するために
その期間歩行訓練自体ができないという問題があった。
そこで本発明は、実際の歩行運動に促した訓練を臥位に
て実施できる歩行訓練装置を提供することを目的とす
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の歩行訓練装置
は、人の下腿を保持して歩行運動させる駆動装置と、そ
の駆動装置の動作を制御する制御装置とからなる歩行訓
練装置において、前記駆動装置は、駆動軸と、リンク、
力センサ、把持部を備えて、人の下腿を保持して運動さ
せることができるアームと、回転位置、回転速度、回転
加速度の何れかを検出する回転センサを内蔵して前記ア
ームを駆動するモータを備えた基部とから構成されて臥
位状態の患者の下肢に歩行運動をさせることができ、前
記制御装置は、前記患者の歩行運動に適した仮想床面を
生成する仮想床面生成部と、該仮想床面生成部の位置情
報と健常者の歩行情報を格納した軌道教示部と、前記患
者の下肢が前記駆動装置にかける力を計測する負荷計測
手段と、該力を方向と大きさを持つ運動指令に変換する
負荷情報変換手段とから構成されて前記仮想床面に対す
る立脚時に肢体に生じる仮想床反力および遊脚時に生じ
る仮想重力を生成することを特徴としている。また、前
記仮想床反力に対応して仮想重力を可変とすることを特
徴とし、前記仮想重力の大きさを前記アームとは別に設
けられたレバーやダイアルを調節することで設定するこ
とを特徴とし、前記仮想床面を提示する仮想床面提示装
置を備えて視覚情報を補うことを特徴としている。
は、人の下腿を保持して歩行運動させる駆動装置と、そ
の駆動装置の動作を制御する制御装置とからなる歩行訓
練装置において、前記駆動装置は、駆動軸と、リンク、
力センサ、把持部を備えて、人の下腿を保持して運動さ
せることができるアームと、回転位置、回転速度、回転
加速度の何れかを検出する回転センサを内蔵して前記ア
ームを駆動するモータを備えた基部とから構成されて臥
位状態の患者の下肢に歩行運動をさせることができ、前
記制御装置は、前記患者の歩行運動に適した仮想床面を
生成する仮想床面生成部と、該仮想床面生成部の位置情
報と健常者の歩行情報を格納した軌道教示部と、前記患
者の下肢が前記駆動装置にかける力を計測する負荷計測
手段と、該力を方向と大きさを持つ運動指令に変換する
負荷情報変換手段とから構成されて前記仮想床面に対す
る立脚時に肢体に生じる仮想床反力および遊脚時に生じ
る仮想重力を生成することを特徴としている。また、前
記仮想床反力に対応して仮想重力を可変とすることを特
徴とし、前記仮想重力の大きさを前記アームとは別に設
けられたレバーやダイアルを調節することで設定するこ
とを特徴とし、前記仮想床面を提示する仮想床面提示装
置を備えて視覚情報を補うことを特徴としている。
【０００５】このようにしているため、理学療法士が付
きっきりにならなくても患者自身で訓練することがで
き、駆動装置を大型化することなく歩行訓練中に下肢に
かける負荷多様にすることができ、さらに患者に立位を
保持させたまま歩行訓練歩行訓練をさせることができる
のである。
きっきりにならなくても患者自身で訓練することがで
き、駆動装置を大型化することなく歩行訓練中に下肢に
かける負荷多様にすることができ、さらに患者に立位を
保持させたまま歩行訓練歩行訓練をさせることができる
のである。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図を用いて説明する。図1は本発明の実施の形態であ
る歩行訓練装置の構成を示す図であり、図２は制御装置
の一部を説明するためのブロック図である。図１におい
て、１１はベースであり、１２はその上に固定された基
部である。１３、１４、１5は駆動軸であり、１６、１
７はリンク、１８は力センサ、１９は把持部である。駆
動軸１３は基部１２に内蔵されたモータによって駆動さ
れ、リンク１６を旋回することができる。駆動軸１４は
基部１２に内蔵されたモータによって駆動され、リンク
１６の中の動力伝達機構を介して動力が伝えられてリン
ク１７をリンク１６に対して旋回することができる。駆
動軸１５は基部１２に内蔵されたモータによって駆動さ
れ、リンク１６、１７の中の動力伝達機構を介して動力
が伝えられて把持部１９をリンク１７に対して旋回する
ことができる。駆動軸１５と把持部１９の間には力セン
サ１８が設けられており、把持部１９と駆動軸１５の間
に作用する力が検出されて力信号Fを出力する。また基
部１２に設けられている駆動軸１３、１４、１５用のモ
ータには回転センサが内蔵されており、駆動軸１３、１
４、１５の回転位置、回転速度、回転加速度のいずれか
が検出できるようになっている。把持部１９には横臥し
た人の下腿が載せて固定され、足裏に対面する部位が足
裏面の力を受けるようになっている。駆動軸１３、１
４、１５と、リンク１６、１７、力センサ１８、把持部
１９とでアームを成しており、同じ構成のアームが基部
１２に２個設けられて、人の２本の下腿を支え、訓練で
きるようになっている。そして、２個のアームと、基部
１２、ベースとで駆動装置１０を成している。
て図を用いて説明する。図1は本発明の実施の形態であ
る歩行訓練装置の構成を示す図であり、図２は制御装置
の一部を説明するためのブロック図である。図１におい
て、１１はベースであり、１２はその上に固定された基
部である。１３、１４、１5は駆動軸であり、１６、１
７はリンク、１８は力センサ、１９は把持部である。駆
動軸１３は基部１２に内蔵されたモータによって駆動さ
れ、リンク１６を旋回することができる。駆動軸１４は
基部１２に内蔵されたモータによって駆動され、リンク
１６の中の動力伝達機構を介して動力が伝えられてリン
ク１７をリンク１６に対して旋回することができる。駆
動軸１５は基部１２に内蔵されたモータによって駆動さ
れ、リンク１６、１７の中の動力伝達機構を介して動力
が伝えられて把持部１９をリンク１７に対して旋回する
ことができる。駆動軸１５と把持部１９の間には力セン
サ１８が設けられており、把持部１９と駆動軸１５の間
に作用する力が検出されて力信号Fを出力する。また基
部１２に設けられている駆動軸１３、１４、１５用のモ
ータには回転センサが内蔵されており、駆動軸１３、１
４、１５の回転位置、回転速度、回転加速度のいずれか
が検出できるようになっている。把持部１９には横臥し
た人の下腿が載せて固定され、足裏に対面する部位が足
裏面の力を受けるようになっている。駆動軸１３、１
４、１５と、リンク１６、１７、力センサ１８、把持部
１９とでアームを成しており、同じ構成のアームが基部
１２に２個設けられて、人の２本の下腿を支え、訓練で
きるようになっている。そして、２個のアームと、基部
１２、ベースとで駆動装置１０を成している。
【０００７】次に駆動装置１０の動作を制御する制御装
置２０について説明する。駆動装置２０は仮想床面生成
部２１と、軌道教示部２２、負荷情報変換部２３、肢体
駆動部２４、仮想重力設定部２５から構成されている。
仮想床面生成部２１は、患者の脚の長さと健常者の歩行
軌道パターンから仮想床面ｆ１を求め、その面に沿って
移動させるための位置指令Ｐsを出力する。軌道教示部
２２は、位置指令Ｐsを受けて肢体駆動部２４の運動軌
道を指令する軌道指令Ｔ１を出力する。負荷情報変換部
２３は、力センサ１８の力信号Ｆと、軌道教示部２２の
軌道指令Ｔ１、肢体駆動部２４から入力する駆動軸１
３、１４、１５の位置と速度、加速度のいずれかの運動
情報Ｖ２から、運動指令Ｓ１を生成して出力する。肢体
駆動部２４は駆動軸１３、１４、１５の位置と速度、加
速度のいずれかの運動情報Ｖ１と運動指令Ｓ１を受けて
駆動軸１３，１４，１５のトルク指令Ｔsを生成する。
駆動軸１３、１４、１５は、肢体駆動部２４から受ける
トルク指令Ｔsに応じた駆動トルクを発生して旋回し、
駆動軸１３、１４、１５に内蔵する回転センサにより運
動情報Ｖ１を出力する。なお、力信号Ｆには、患者の足
が仮想床面ｆｌに着地する際に生じる仮想床反力ｖＦや
遊脚時における仮想足自重ｖＦが含まれており、それに
よって仮想進行方向ＦＦに向かって歩行する際の負荷が
患者に与えられる。
置２０について説明する。駆動装置２０は仮想床面生成
部２１と、軌道教示部２２、負荷情報変換部２３、肢体
駆動部２４、仮想重力設定部２５から構成されている。
仮想床面生成部２１は、患者の脚の長さと健常者の歩行
軌道パターンから仮想床面ｆ１を求め、その面に沿って
移動させるための位置指令Ｐsを出力する。軌道教示部
２２は、位置指令Ｐsを受けて肢体駆動部２４の運動軌
道を指令する軌道指令Ｔ１を出力する。負荷情報変換部
２３は、力センサ１８の力信号Ｆと、軌道教示部２２の
軌道指令Ｔ１、肢体駆動部２４から入力する駆動軸１
３、１４、１５の位置と速度、加速度のいずれかの運動
情報Ｖ２から、運動指令Ｓ１を生成して出力する。肢体
駆動部２４は駆動軸１３、１４、１５の位置と速度、加
速度のいずれかの運動情報Ｖ１と運動指令Ｓ１を受けて
駆動軸１３，１４，１５のトルク指令Ｔsを生成する。
駆動軸１３、１４、１５は、肢体駆動部２４から受ける
トルク指令Ｔsに応じた駆動トルクを発生して旋回し、
駆動軸１３、１４、１５に内蔵する回転センサにより運
動情報Ｖ１を出力する。なお、力信号Ｆには、患者の足
が仮想床面ｆｌに着地する際に生じる仮想床反力ｖＦや
遊脚時における仮想足自重ｖＦが含まれており、それに
よって仮想進行方向ＦＦに向かって歩行する際の負荷が
患者に与えられる。
【０００８】次に、仮想床面生成部２１と、軌道教示部
２２、負荷情報変換部２３について、図２、３を用いて
説明する。図２は仮想床面生成部２１と軌道教示部２２
のブロック図であり、軌道教示部２２が、肢体を駆動す
る軌道を計算する肢体の運動軌道計算部２２１と、駆動
装置の軌道計算部と記憶部２２２から構成されているこ
とを示している。仮想床面生成部２１は、患者の伸長時
脚長Ｌと健常者の歩行軌道パターンＴＰ入力すると、健
常者の歩行パターンＴＰに合わせて、患者の腰位置から
脚長Ｌだけ離れた位置に基準となる離散点群に対応する
位置指令Pｓを生成して出力する。すなわち、健常者の
脚長をＬ０、患者の脚長をＬとすれば、健常者の股関節
と健常者の歩行軌道パターンＴＰが作る図形と、患者の
股関節と患者の歩行軌道パターンが作る図形との寸法比
がＬ０対Ｌとなるように患者の歩行軌道パターンが生成
される。健常者の歩行パターンＴＰは、たとえば健常者
の歩行運動を予め計測しておき、その運動解析をするこ
とにより得られる。肢体の運動軌道計算部２２１は、角
度センサの信号θを入力するとロボット工学におけるロ
ボットマニピュレータの順運動学法を用いて、駆動装置
１０のアーム先端運動軌道ａが計算される。駆動装置の
軌道計算部と記憶部２２２は、アーム先端運動軌道ａか
ら位置指令Ｐｓを差し引いた足裏と床面の距離ｂから、
ロボット工学におけるロボットマニピュレータの逆運動
学手法を用いて、肢体駆動部２４の運動軌道が計算さ
れ、軌道指令T１を出力する。
２２、負荷情報変換部２３について、図２、３を用いて
説明する。図２は仮想床面生成部２１と軌道教示部２２
のブロック図であり、軌道教示部２２が、肢体を駆動す
る軌道を計算する肢体の運動軌道計算部２２１と、駆動
装置の軌道計算部と記憶部２２２から構成されているこ
とを示している。仮想床面生成部２１は、患者の伸長時
脚長Ｌと健常者の歩行軌道パターンＴＰ入力すると、健
常者の歩行パターンＴＰに合わせて、患者の腰位置から
脚長Ｌだけ離れた位置に基準となる離散点群に対応する
位置指令Pｓを生成して出力する。すなわち、健常者の
脚長をＬ０、患者の脚長をＬとすれば、健常者の股関節
と健常者の歩行軌道パターンＴＰが作る図形と、患者の
股関節と患者の歩行軌道パターンが作る図形との寸法比
がＬ０対Ｌとなるように患者の歩行軌道パターンが生成
される。健常者の歩行パターンＴＰは、たとえば健常者
の歩行運動を予め計測しておき、その運動解析をするこ
とにより得られる。肢体の運動軌道計算部２２１は、角
度センサの信号θを入力するとロボット工学におけるロ
ボットマニピュレータの順運動学法を用いて、駆動装置
１０のアーム先端運動軌道ａが計算される。駆動装置の
軌道計算部と記憶部２２２は、アーム先端運動軌道ａか
ら位置指令Ｐｓを差し引いた足裏と床面の距離ｂから、
ロボット工学におけるロボットマニピュレータの逆運動
学手法を用いて、肢体駆動部２４の運動軌道が計算さ
れ、軌道指令T１を出力する。
【０００９】図３は負荷情報変換部２３と仮想重力設定
部２５のブロック図であり、負荷情報変換部２３がサー
ボ系３１とインピーダンス制御部３２から構成されてい
ることを示している。仮想床面ｆｌ上の仮想床反力と仮
想足自重ｖＦは、仮想重力設定部２５で1より小さい倍
率を掛け合わされて調節される。健常者の床反力は、た
とえば既存の測定システムにより実測することができ
る。また足自重は、たとえば加速度計と足重さの参考値
を用いて求めることができる。インピーダンス制御部３
２は、調節された仮想床反力もしくは仮想足自重から、
患者の肢体が駆動装置１０に与える力を差し引いた信号
と軌道教示部２２の軌道指令Ｔ１を受けると、ロボット
工学におけるロボットマニピュレータのインピーダンス
制御手法を用いて、力信号Ｆと予め設定された仮想慣
性、仮想粘性、仮想弾性の定数により、仮想重力設定部
２５で予め設定された仮想重力ｖＦが下腿に生じるよう
に、駆動装置１０の軌道指令Ｔ１を補正して目標軌道Ｔ
２を生成する。このとき足裏と床面との距離Δが正であ
れば遊脚の状態にあるとして仮想弾性を0とし、足裏と
床面との距離Δが零以下であれば立脚の状態にあるとし
て脚を持ち上げる方向の仮想弾性を0、脚を降ろす方向
の仮想弾性を十分に大きくとる。目標軌道Ｔ２を受ける
と、サーボ系３１は、目標軌道Ｔ２と駆動軸１３、１
４、１５内蔵の回転センサが出力する運動情報Ｖ２との
偏差が小さくなるよう働いて運動指令Ｓ１を生成し、駆
動軸１３、１４、１５を所定の動作となるよう制御す
る。
部２５のブロック図であり、負荷情報変換部２３がサー
ボ系３１とインピーダンス制御部３２から構成されてい
ることを示している。仮想床面ｆｌ上の仮想床反力と仮
想足自重ｖＦは、仮想重力設定部２５で1より小さい倍
率を掛け合わされて調節される。健常者の床反力は、た
とえば既存の測定システムにより実測することができ
る。また足自重は、たとえば加速度計と足重さの参考値
を用いて求めることができる。インピーダンス制御部３
２は、調節された仮想床反力もしくは仮想足自重から、
患者の肢体が駆動装置１０に与える力を差し引いた信号
と軌道教示部２２の軌道指令Ｔ１を受けると、ロボット
工学におけるロボットマニピュレータのインピーダンス
制御手法を用いて、力信号Ｆと予め設定された仮想慣
性、仮想粘性、仮想弾性の定数により、仮想重力設定部
２５で予め設定された仮想重力ｖＦが下腿に生じるよう
に、駆動装置１０の軌道指令Ｔ１を補正して目標軌道Ｔ
２を生成する。このとき足裏と床面との距離Δが正であ
れば遊脚の状態にあるとして仮想弾性を0とし、足裏と
床面との距離Δが零以下であれば立脚の状態にあるとし
て脚を持ち上げる方向の仮想弾性を0、脚を降ろす方向
の仮想弾性を十分に大きくとる。目標軌道Ｔ２を受ける
と、サーボ系３１は、目標軌道Ｔ２と駆動軸１３、１
４、１５内蔵の回転センサが出力する運動情報Ｖ２との
偏差が小さくなるよう働いて運動指令Ｓ１を生成し、駆
動軸１３、１４、１５を所定の動作となるよう制御す
る。
【００１０】以上のべた動作のほか、仮想床反力ｖＦに
対応して仮想重力を可変としてもよく、そうすることに
よって、患者に適した負荷を与え、駆動装置１０のアー
ム先端運動軌道Ｔが健常者の歩行運動から著しく外れる
ことを防ぐこともできる。また、駆動装置１０のアーム
とは別にレバーやダイアルを設け、それを患者自身が調
節して仮想重力を設定できるようにしてもよく、そうす
ることによって、いわゆるバイオフィードバック制御を
行うことも可能である。さらに、仮想床面ｆｌを提示す
る仮想床面提示装置を別途設けて視覚情報を補うように
してもよく、そうすることによって、患者に現実感を持
たせることもできる。提示する視覚情報としては、仮想
床面以外に患者自身の脚や道路などの環境の情報をとる
ことができる。
対応して仮想重力を可変としてもよく、そうすることに
よって、患者に適した負荷を与え、駆動装置１０のアー
ム先端運動軌道Ｔが健常者の歩行運動から著しく外れる
ことを防ぐこともできる。また、駆動装置１０のアーム
とは別にレバーやダイアルを設け、それを患者自身が調
節して仮想重力を設定できるようにしてもよく、そうす
ることによって、いわゆるバイオフィードバック制御を
行うことも可能である。さらに、仮想床面ｆｌを提示す
る仮想床面提示装置を別途設けて視覚情報を補うように
してもよく、そうすることによって、患者に現実感を持
たせることもできる。提示する視覚情報としては、仮想
床面以外に患者自身の脚や道路などの環境の情報をとる
ことができる。
【００１１】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、次
のような効果を奏することができる。すなわち、請求項
1記載の発明によれば、歩行訓練装置に、臥位状態で患
者に歩行運動をさせる駆動装置と、歩行運動に適した仮
想床面を生成する仮想床面生成部と、その位置情報と健
常者の歩行運動情報を格納した軌道教示部と、患者の下
肢から駆動装置にかかる力を計測する負荷計測手段と、
その力を方向と大きさを持つ運動指令に変換する負荷情
報変換手段を設けて、立脚時に足裏に生じる仮想床反力
と遊脚時に生じる仮想重力を生成するので、実際の歩行
運動に促した訓練を実施できて歩行訓練の効果を高める
ことができる。請求項２記載の発明によれば、仮想床反
力に対応して仮想重力を可変とするので、患者に対して
無理なく負荷を与えることができて安全性を高める効果
がある。請求項3記載の発明によれば、仮想重力を駆動
装置のアームとは別に設けたレバーやダイアルを患者自
身が調節して設定できるので、患者の意志に応じた負荷
がかけられて訓練の効果を高めることができる。請求項
4記載の発明によれば、仮想床面提示装置によって患者
が仮想空間での視覚情報を得られるので、臥位でありな
がら床の上に立っている状態を想定して歩行訓練をする
ことができるので訓練の効果を高めることができる。
のような効果を奏することができる。すなわち、請求項
1記載の発明によれば、歩行訓練装置に、臥位状態で患
者に歩行運動をさせる駆動装置と、歩行運動に適した仮
想床面を生成する仮想床面生成部と、その位置情報と健
常者の歩行運動情報を格納した軌道教示部と、患者の下
肢から駆動装置にかかる力を計測する負荷計測手段と、
その力を方向と大きさを持つ運動指令に変換する負荷情
報変換手段を設けて、立脚時に足裏に生じる仮想床反力
と遊脚時に生じる仮想重力を生成するので、実際の歩行
運動に促した訓練を実施できて歩行訓練の効果を高める
ことができる。請求項２記載の発明によれば、仮想床反
力に対応して仮想重力を可変とするので、患者に対して
無理なく負荷を与えることができて安全性を高める効果
がある。請求項3記載の発明によれば、仮想重力を駆動
装置のアームとは別に設けたレバーやダイアルを患者自
身が調節して設定できるので、患者の意志に応じた負荷
がかけられて訓練の効果を高めることができる。請求項
4記載の発明によれば、仮想床面提示装置によって患者
が仮想空間での視覚情報を得られるので、臥位でありな
がら床の上に立っている状態を想定して歩行訓練をする
ことができるので訓練の効果を高めることができる。
【図１】本発明の歩行訓練装置の構成を示す図
【図２】制御装置の一部を示すブロック図
【図３】制御装置の一部を示すブロック図
【図４】従来の医療装置を示す斜視図
１０ 駆動装置 １１ ベース １２ 基部 １３、１４、１５ 駆動軸 １６、１７ リンク １８ 力センサ １９ 把持部 ２０ 制御装置 ２１ 仮想床面生成部 ２２ 軌道教示部 ２３ 負荷情報変換部 ２４ 肢体駆動部 ２５ 仮想重力設定部 ３１ サーボ系 ３２ インピーダンス制御部 ３３ 、３４ 関数器 ５１ 患者 ５２ 理学療法士 ５３ 指示器 ２２１ 肢体の運動軌道計算部 ２２２ 駆動装置の軌道計算部と記憶部 整理番号 １２６３１
Claims (4)
- 【請求項1】 人の下腿を保持して歩行運動させる駆動
装置と、その駆動装置の動作を制御する制御装置とから
なる歩行訓練装置において、 前記駆動装置は、 駆動軸と、リンク、力センサ、把持部を備えて、人の下
腿を保持し運動させることができるアームと、 回転位置、回転速度、回転加速度の何れかを検出する回
転センサを内蔵して前記アームを駆動するモータを備え
た基部とから構成されて臥位状態の患者の下肢に歩行運
動をさせることができ、 前記制御装置は、 前記患者の歩行運動に適した仮想床面を生成する仮想床
面生成部と、 該仮想床面生成部の位置情報と健常者の歩行情報を格納
した軌道教示部と、 前記患者の下肢が前記駆動装置にかける力を計測する負
荷計測手段と、 該力を方向と大きさを持つ運動指令に変換する負荷情報
変換手段とから構成されて前記仮想床面に対する立脚時
に肢体に生じる仮想床反力および遊脚時に生じる仮想重
力を生成することを特徴とする歩行訓練装置。 - 【請求項2】 前記仮想床反力に対応して、仮想重力を
可変とすることを特徴とする請求項1記載の歩行訓練装
置。 - 【請求項3】 前記仮想重力の大きさを、前記アームと
は別に設けられたレバーやダイアルを調節することで設
定することを特徴とする請求項１記載の歩行訓練装置。 - 【請求項4】 前記仮想床面を提示する仮想床面提示装
置を備えて、視覚情報を補うことを特徴とする請求項1
記載の歩行訓練装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10274453A JP2000102576A (ja) | 1998-09-29 | 1998-09-29 | 歩行訓練装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10274453A JP2000102576A (ja) | 1998-09-29 | 1998-09-29 | 歩行訓練装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000102576A true JP2000102576A (ja) | 2000-04-11 |
Family
ID=17541912
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10274453A Pending JP2000102576A (ja) | 1998-09-29 | 1998-09-29 | 歩行訓練装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000102576A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003062020A (ja) * | 2001-08-27 | 2003-03-04 | Yaskawa Electric Corp | 歩行機能回復用肢体駆動装置 |
| JP2005074063A (ja) * | 2003-09-02 | 2005-03-24 | Yaskawa Electric Corp | 歩行訓練装置 |
| JP2007520309A (ja) * | 2004-02-05 | 2007-07-26 | モトリカ インク | 音楽によるリハビリテーション |
| KR20150137300A (ko) * | 2014-05-29 | 2015-12-09 | 주식회사 다림비젼 | 가상 중력 체험 시뮬레이션 시스템 |
| US10993871B2 (en) | 2017-03-21 | 2021-05-04 | Panasonic Corporation | Walking support robot and walking support method |
-
1998
- 1998-09-29 JP JP10274453A patent/JP2000102576A/ja active Pending
Cited By (6)
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|---|---|---|---|---|
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| KR20150137300A (ko) * | 2014-05-29 | 2015-12-09 | 주식회사 다림비젼 | 가상 중력 체험 시뮬레이션 시스템 |
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| US10993871B2 (en) | 2017-03-21 | 2021-05-04 | Panasonic Corporation | Walking support robot and walking support method |
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