JP2001321409A

JP2001321409A - 下肢駆動装置

Info

Publication number: JP2001321409A
Application number: JP2000146288A
Authority: JP
Inventors: Mitsuhiro Matsuzaki; 光洋松崎; Yasuyuki Sakaguchi; 安幸坂口; Yoshiyuki Nagamatsu; 良之永松
Original assignee: Yaskawa Electric Corp
Current assignee: Yaskawa Electric Corp
Priority date: 2000-05-18
Filing date: 2000-05-18
Publication date: 2001-11-20

Abstract

(57)【要約】【課題】アームの組み立てが容易で、繰り返し動作が
高精度で行なえ、かつ、アーム先端の下腿装着部のガタ
ツキの無い下肢駆動装置を得る。【解決手段】本発明の下肢駆動装置は、アーム内の駆動
用のタイミングベルト(65)を歯形形状とし、環状の一部
にベルト長を調整するベルト長調整機構(67)を設けた構
成である。このベルト長調整機構(67)は、タイミングベ
ルト(65)の両端にそれぞれ固定したクランプ(671)(672)
と、一方のクランプに固定した第一接合片(673) と、他
方のクランプに固定した第二接合片(674) と、第一接合
片(673) と第二接合片(674) を結合しベルト長を調整す
る調整部材(675) とを備えている。また、クランプはタ
イミングベルト(65)の歯と噛み合う歯形形状とし、接合
片および調整部材には係合するねじ部を有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、肢体の機能を回復
するために用いられるリハビリテーション装置やトレー
ニング装置等に関し、特に下肢を駆動するための下肢駆
動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】リハビリ装置の例として、図１に示すよ
うなものがある。図１はリハビリ装置の全体構成を示す
概略図である。これは患者(10)の肢体機能を回復する
ための下肢駆動装置、これらを制御する制御部（図示せ
ず）および患者を治療のために乗せるベッド(9) から構
成されている。このうち下肢駆動装置は、大腿部駆動機
構下腿駆動機構からなる。大腿部駆動機構は、大腿装着
部(1) と大腿第一アーム(2) と大腿第二アーム(3) と大
腿第一アーム(2) と大腿装着部(1) と大腿第二アーム
(3) とを連結するジョイント(4) とからなる。下腿駆動
機構は、下腿装着部(5) と、下腿第一アーム(6) と、下
腿第二アーム(7) と、下腿第一アーム(6) と下腿装着部
(5) と下腿第二アーム(7) とを連結するジョイント(8)
とからなる。下腿第一アーム(6) の詳細構造を図４に示
す。下腿第一アーム(6) は、下腿第一アーム(6) を駆動
する駆動軸(61)に結合した駆動プーリ(62)と下腿第二ア
ーム(7) を駆動する駆動軸(63)に結合した従動プーリ(6
4)と駆動プーリ(62)と従動プーリ(64)とを連結するタイ
ミングベルト(65)とタイミングベルト(65)の張力を調整
するテンションローラ(66)とからなる。つぎに、下腿ア
ームの動作について述べる。駆動軸(61)を下腿第一アー
ム(6)に固定、駆動軸(63)を下腿第一アーム(6) 内の駆
動プーリ(62)に連結し、タイミングベルト(65)で従動プ
ーリ(64)に繋ぎ、従動プーリ(64)を下腿第二アーム(7)
に固定しているので、駆動軸(61)および駆動軸(63)を駆
動することにより下腿第一アーム(6) および下腿第二ア
ーム(7) を各々独立して動かすことができる。以上によ
り大腿アーム、下腿アームは各々独立して動き、また、
その動きは各軸に設けた角度センサにて制御している。
本装置を用いた治療は、治療する脚に下肢駆動装置を装
着後、理学療法士が患者の症状に合わせ、股・膝の関節
を動かして、肢体機能の回復訓練に必要な動きを下肢駆
動装置に教示する。教示された動きを下肢駆動装置にて
必要回数だけ繰り返すことにより回復訓練治療を行う。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のアー
ムの構造では、第一アーム内に設けた駆動プーリ・従動
プーリ間の距離を可変にすることが難しく、軸間の距離
は固定であった。一方、使用するタイミングベルトの周
長や製作したアームフレームの軸間距離の加工精度には
必ずバラツキがある。このため、標準のエンドレスタイ
プのタイミングベルトでは精度のよい組立が困難であっ
た。また、ベルト張力調整は組立後に、ベルト背面から
テンションローラで押しつける方法である。このため、
第一アーム内の駆動プーリ・従動プーリ間距離が長い本
装置では、アーム動作範囲内において十分なべルト張力
を得ることが難しかった。十分なべルト張力が得られな
いと、アーム先端の下腿装着部にガタツキを生じたり、
微妙に位置がずれるという再現性の問題があった。さら
に、治療目的により下腿アームには繰り返し動作を伴う
ため、任意の位置での正転・逆転の再現性が要求され
る。そこで、本発明はベルト長調整機構を設けることに
より、アームの組み立てが容易で、繰り返し動作が高精
度で行なえ、かつ、アーム先端の下腿装着部のガタツキ
の無い下肢駆動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】上記課題を解決するた
め、本発明は大腿装着部(1) と大腿第一アーム(2) と大
腿第二アーム(3) と大腿第一アーム(2) と大腿装着部
(1) と大腿第二アーム(3)とを連結するジョイント(4)
とからなる大腿部駆動機構と、下腿装着部(5) と下腿第
一アーム(6) と下腿第二アーム(7) と下腿第一アーム
(6) と下腿装着部(5)と下腿第二アーム(7) とを連結す
るジョイント(8) とを具えた下腿部駆動機構と、両駆動
機構を制御する制御部とからなり、下腿第一アーム(6)
は、下腿第一アーム(6) を駆動する駆動軸(61)に結合し
た駆動プーリ(62)と下腿第二アーム(7)を駆動する駆動
軸(63)に結合した従動プーリ(64)と駆動プーリ(62)と従
動プーリ(64)とを連結するタイミングベルト(65)とタイ
ミングベルト(65)の張力を調整するテンションローラ(6
6)とを具えた下肢駆動装置において、タイミングベルト
(65)は、歯形形状からなり、環状の一部にベルト長を調
整するベルト長調整機構(67)を設けた構成にしている。
また、ベルト長調整機構(67)は、タイミングベルト(65)
の両端にそれぞれ固定したクランプ(671)(672)と、一方
のクランプに固定した第一接合片(673) と、他方のクラ
ンプに固定した第二接合片(674) と、第一接合片(673)
と第二接合片(674) を結合しベルト長を調整する調整部
材(675) とを備えた構成にしてもよい。また、クランプ
はタイミングベルト(65)の歯と噛み合う歯形形状とし、
第一接合片(673) は一方のクランプの反対側に右ねじ部
を有したものであり、第二接合片(674) は他方のクラン
プの反対側に左ねじ部を有したものである。調整部材(6
75) は、接合片の両ねじ部と結合する左右ねじを備えて
もよい。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図に基づ
いて説明する。図２は本発明の実施例を示す下腿第一ア
ームの側断面図である。図において、下腿第一アーム
(6) は、下腿第一アーム(6) を駆動する駆動軸(61)に結
合した駆動プーリ(62)と、下腿第二アーム(7) を駆動す
る駆動軸(63)に結合した従動プーリ(64)と、駆動プーリ
(62)と従動プーリ(64)とを連結するタイミングベルト(6
5)と、タイミングベルト(65)の張力を調整するテンショ
ンローラ(66)、からなっている。タイミングベルト(65)
は、歯形形状からなり、環状の一部を切断してこれに、
図３に示すベルト長調整機構(67)を設けている。図３は
ベルト長調整機構(67)の拡大側断面図である。ベルト長
調整機構(67)は、タイミングベルト(65)の両端に固定し
た２個のクランプ(671),(672) と、２個の接合片(673)
(674) と、ベルト長を調整する調整部材(675) とからな
る。クランプはタイミングベルト(65)の歯と噛み合い、
接合片に結合している。クランプ(671) は、第一接合片
(673) と結合し、クランプ (672)は、第二接合片(674)
と結合している。第一接合片(673) は、クランプとの結
合部と反対側に右ねじの雄ねじを設けている。一方、第
二接合片(674) は結合しておりクランプとの結合部と反
対側に左ねじの雄ねじを設けている。そして、調整部材
(675) は、左右の雌ねじを有しており、二つの接合片を
接続する。つぎに、動作について述べる。下腿第一アー
ムを組立た後、調整部材(675) を回転させて適切な張力
に調整する。正方向に回転させると、ベルト長は短くな
り張力が大きくなる。反対に調整部材(675) を逆に回転
させるとベルト長は長くなり張力が小さくなる。な
お、本実施例では、接合片に雄ねじを、調整部材に雌ね
じを用いたが、逆に接合片に雌ねじを、調整部材に雄ね
じを用いてもよい。

【０００６】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば下肢
駆動装置の下腿第一アームに用いるタイミングベルトを
歯形形状とし、その環状の一部に、タイミングベルトの
歯と噛み合う歯形形状のクランプと、調整部材と、この
クランプと調整部材とを結合する接合片とからなるベル
ト長調整機構を設けたので、つぎの効果が得られる。 (1) 駆動プーリ・従動側プーリを含む下腿第一アームの
組立が容易となる。 (2) ベルトの長さによるバラツキ、使用時におけるベル
トの伸びを調整できる。 (3) アーム先端の下腿装着部をガタツキ無く、高精度の
繰り返し動作を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例である下肢駆動装置の構成を示
す説明図である。

【図２】本発明の下腿第一アームを示す側断面図であ
る。

【図３】本発明のベルト長調整機構を示す拡大側断面図
である。

【図４】従来の下腿第一アームを示す側断面図である。

【符号の説明】

１大腿装着部２大腿第一アーム３大腿第二アーム４ジョイント５下腿装着部と６下腿第一アームと７下腿第二アーム８ジョイント９ベッド１０人６１駆動軸６２駆動プーリ６３駆動軸６４従動プーリ６５タイミングベルト６６テンションローラ６７ベルト長調整機構６７１，６７２クランプ６７３第一接合片６７４第二接合片６７５調整部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】大腿装着部(1) と大腿第一アーム(2) と大
腿第二アーム(3) と前記大腿第一アーム(2) と前記大腿
装着部(1) と前記大腿第二アーム(3) とを連結するジョ
イント(4) とからなる大腿部駆動装置と、下腿装着部
(5) と下腿第一アーム(6) と下腿第二アーム(7) と前記
下腿第一アーム(6) と前記下腿装着部(5) と前記下腿第
二アーム(7) とを連結するジョイント(8) とを具えた下
腿部駆動機構と、前記両駆動機構を制御する制御部とか
らなり、前記下腿第一アーム(6)は、前記下腿第一アー
ム(6) を駆動する駆動軸(61)に結合した駆動プーリ(62)
と前記下腿第二アーム(7) を駆動する駆動軸(63)に結合
した従動プーリ(64)と前記駆動プーリ(62)と前記従動プ
ーリ(64)とを連結するタイミングベルト(65)と前記タイ
ミングベルト(65)の張力を調整するテンションローラ(6
6)とを具えた下肢駆動装置において、前記タイミングベルト(65)は、歯形形状からなり、環状
の一部にベルト長を調整するベルト長調整機構(67)を設
けたことを特徴とする下肢駆動装置。
【請求項２】前記ベルト長調整機構(67)は、前記タイミ
ングベルト(65)の両端にそれぞれ固定したクランプ(67
1)(672)と、前記一方のクランプに固定した第一接合片
(673) と、前記他方のクランプに固定した第二接合片(6
74) と、前記第一接合片(673) と前記第二接合片(674)
を結合しベルト長を調整する調整部材(675) とを備えた
請求項１記載の下肢駆動装置。
【請求項３】前記クランプは前記タイミングベルト(65)
の歯と噛み合う歯形形状とし、前記第一接合片(673) は
前記一方のクランプの反固定側に右ねじ部を有したもの
であり、前記第二接合片(674) は前記他方のクランプの
反固定側に左ねじ部を有し、前記調整部材(675) は、前
記接合片の両ねじ部と結合する左右ねじを備えた請求項
２記載の下肢駆動装置。