JP2000217874A - 関節駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高周波領域の動作を従来の繰り返し動作に
重畳して訓練を実施することができる関節駆動装置を提
供する。 【解決手段】 肢体の一部を把持して関節を繰り返し屈
曲伸展する関節駆動装置において、繰り返し動作の周期
とは異なる周期の動作を重畳する手段を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、肢体関節の関節可
動域訓練や筋力増強訓練、持続力増強訓練などの訓練で
使われる機械装置に関しており、特に肢体の一部を把持
し、関節を繰り返し屈曲伸展して関節やその周辺の筋肉
の訓練を行う簡易形の関節駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】整形外科における手術の後やリハビリテ
ーンョンで様々な訓練が行われる。そのうち、人の上・
下肢の関節可動城訓練や筋力増強訓練、持続力増強訓練
などでは、関節とその周囲の筋肉の柔軟性を保つため、
理学療法士によって各種の運動療法が実施される。この
運動療法を実施する機械として、例えば整形外科の関節
運動装置や理学療法科の運動療法装置に以下のようなも
のがある。 １）たとえば、特開昭60-179062、特開昭60-232158、特
開昭61-170464、特公平4-14028の各公報に開示された技
術によると、肢体の稼働角度を数値で設定すると、その
角度にしたがって一定速度で患者の肢体を運動させる、
いわゆる連続他動運動を行う機械装置がある。 ２）また、特公昭57-44337、特公平3-54587の各公報に
開示された技術によると、他動運動の他に筋力増強など
を目的とした、等尺運動、等張運動、等速運動の自動運
動を行う機械装置がある。他動運動をする時は、先の角
度入力の他に肢体を直接動かすいわゆる直接教示手段を
用いて稼働角度を時系列データとして設定すると、その
時系列データにしたがって肢体を運動させることができ
る。なお、自動運動とは、機械装置によって肢体が動か
される他動運動とは異なり、肢体が能動的に力を発揮し
て運動するものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、高周波領域
の振動的な動作をさせて治療すれば、関節や筋肉の拘縮
した状態に作用してこれらの組織を柔軟にする作用があ
るとか、間欠的な衝撃波が骨の強度を上げて骨量を増や
す働きがあるといわれているにも拘わらず、前記の従来
技術では、治療を実施する時は、数秒〜数分の極めて緩
慢な繰り返し周期の動作だけが実施されて、高周波領域
の動作を重畳して治療を実施することはできないという
問題があった。そこで本発明は、かかる問題に鑑みてな
されたものであり、高周波領域の動作を従来の繰り返し
動作に重畳して訓練を実施することができる簡易形の関
節駆動装置を提供することを目的とするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記の問題を解決するた
め、本発明の関節駆動装置は、肢体の一部を把持して関
節を繰り返し屈曲伸展する関節駆動装置において、繰り
返し動作の周期とは異なる周期の動作を重畳する手段を
備えたことを特徴としている。また、本発明の関節駆動
装置は、前記繰り返し動作の周期の少なくとも１０倍以
上の高周波領域の短い振幅の振動的な動作が前記繰り返
し動作実行中に常に重畳されることを特徴とし、さらに
前記繰り返し動作の周期の少なくとも１０倍以上の高周
波領域の短い振幅の衝撃波が、前記繰り返し動作実行中
に間欠的に重畳されることを特徴としている。上記手段
により、従来以上の高周波領域の動作を繰り返し動作に
重畳して訓練を実施することができるのである。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて説明する。図１は本発明の実施例の構成を示す
ブロック図である。図において１は関節動作軌道発生
部、２は高周波動作発生部、３は関節動作軌道発生部１
と高周波動作発生部２の信号を加算する加算器、４は加
算器３の信号を受けて肢体を動かす関節駆動部、５は肢
体把持部である。関節動作軌道発生部１は、治療対象で
ある肢体関節が動く軌道を治療動作前にあらかじめ設定
されており、その軌道の時系列情報を出力する。これは
例えば足関節でいえば関節の曲げ角度の時系列データで
ある。高周波動作発生部２は、高周波の振動波あるいは
間欠的なパルスの情報を発生し時系列情報を出力する。
その情報と関節動作軌道発生部１の情報は加算器３で加
算されて新たな時系列情報として関節駆動部４に入力さ
れる。関節駆動部４は、その入力情報にそって肢体把持
部５が動作するように駆動力を発生する。

【０００６】図２は本発明の実施例の外観を示し、図３
はその構成を示す図である。図において１０は下肢先端
の足であり、甲の部分がベルト１５で把持部１１に固定
され、足首がベルト１６で基部１４に固定されている。
把持部１１は、基部１４とベルトカバー１３に内蔵され
た以下に述べる関節駆動部４によって駆動され、駆動軸
１２によって軸１７に沿って回転して足関節を駆動す
る。

【０００７】関節駆動部４の構成は図３に示すようにな
っている。図において２６はモータであり、モータアン
プ２７によってトルク又は電流が制御され、その回転が
減速ギア２５によって減速される。その回転は回転のみ
が許容されるようベアリング２１で支持されたプーリ２
３に伝えられており、軸２４を中心として回転する。そ
の回転はベルト２２を介してプーリ２０に伝えられる。
プーリ２０は回転のみが許容されるようベアリング２１
で支持されており、軸１７を中心として回転する。この
回転は把持部１１の軸穴１８にはめ込まれた連結軸１９
によって把持部１１に伝えられ、把持部１１を回転させ
る。

【０００８】次に、訓練する時の動作についてを図４を
用いて説明する。図４は、関節動作軌道発生部１により
生成した軌道情報と、高周波動作発生部２により発生し
た高周波動作情報とを加算した、新たな動作情報、すな
わち足首の曲げ角度を経時変化としてグラフにしたもの
である。（ａ）は高周波動作を常に重畳する場合を示し
ており、関節動作軌道発生部１の軌道情報による大まか
な動作と、高周波動作発生部２の高周波の動作情報が加
算されていることが示されている。（ｂ）は衝撃波を間
欠的に重畳する場合を示しており、関節動作軌道発生部
１の軌道情報による大まかな動作に、高周波動作発生部
２の衝撃波の動作情報が間欠的に加算されていることが
示されている。

【０００９】このように、加算器３で加算された新たな
動作をさせる時系列情報をもとに、関節駆動部４が肢体
把持部５を駆動すると、図２の実施例に（ａ）の時系列
情報を指令すると、足関節を曲げる動作に、高周波の振
動が加わった運動を実施できる。また（ｂ）の時系列情
報を指令すると、足関節を曲げる動作中に、衝撃波が間
欠的に加えられた運動を実施できる。

【００１０】

【本発明の効果】以上のように、本発明によると、高周
波領域の動作を従来の繰り返し動作に重畳して肢体を訓
練することができるので、関節や筋肉の拘縮した状態に
作用してこれらの組織を柔軟にするという効果があり、
また治療動作中に間欠的な衝撃波を与えることができる
ので骨の強度を上げて骨量を増やすことができるという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す図

【図２】本発明の実施例の外観を示す図

【図３】本発明の実施例の構成を示す図

【図４】本発明による動作を説明する図

【符号の説明】

１ 関節動作軌道発生部 ２ 高周波動作発生部 ３ 加算器 ４ 関節駆動部 ５、１１ 肢体把持部 １０ 足 １２ 回転駆動軸 １３ ベルトカバー １４ 基部 １５、１６ ベルト １７、２４ 回転軸 １８ 回転軸穴 １９ 連結軸 ２０ プーリー ２１、２３ ベアリング ２２ 駆動ベルト ２５ 減速ギア ２６ モータ ２７ モータアンプ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】肢体の一部を把持して関節を繰り返し屈曲
   伸展する関節駆動装置において、繰り返し動作の周期と
   は異なる周期の動作を重畳する手段を備えたことを特徴
   とする関節駆動装置。
2. 【請求項２】前記繰り返し動作の周期の少なくとも１０
   倍以上の高周波領域の短い振幅の振動的な動作が前記繰
   り返し動作実行中に常に重畳されることを特徴とする請
   求項１記載の関節駆動装置。
3. 【請求項３】前記繰り返し動作の周期の少なくとも１０
   倍以上の高周波領域の短い振幅の衝撃波が、前記繰り返
   し動作実行中に間欠的に重畳されることを特徴とする請
   求項１記載の関節駆動装置。