JP2003047635A

JP2003047635A - 歩行訓練機

Info

Publication number: JP2003047635A
Application number: JP2001238294A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Kai; 義弘甲斐; Yoshio Inoue; 喜雄井上; Hiroshi Yamamoto; 博司山本; Kenji Ishida; 健司石田; Koichi Kawada; 耕一河田; Kazuhiko Kobayashi; 和彦小林; Satoshi Matsui; 敏松井; Akira Yokogawa; 明横川; Seki Tama O; 碩玉王; Kazuhiro Kusukawa; 量啓楠川
Original assignee: Kochi University of Technology
Current assignee: Kochi University of Technology
Priority date: 2001-08-06
Filing date: 2001-08-06
Publication date: 2003-02-18

Abstract

(57)【要約】【課題】被訓練者の前倒を防げ被訓練者が望む方向へ
訓練機本体部を走行でき、被訓練者の歩行速度に合う訓
練機本体部の走行速度を調整でき、被訓練者の崩れ落ち
を防げ、被訓練者の歩行に合う安全な走行ができる歩行
訓練機を提供する。【解決手段】歩行中に被訓練者Ｈの足の位置を検出し
て本体部１との距離を計測し一定距離で本体部１の走行
を停止し被訓練者Ｈの前倒を防ぐ水平方向位置検出セン
サー１０、被訓練者Ｈの肘掛け７への荷重力を測定して
被訓練者Ｈが望む方向に本体部１を走行する力センサー
１２、被訓練者Ｈの足の上げ下ろし位置を検出して足の
上げ下ろし速さに応じ本体部１の速度を調整する足位置
検出センサー１１、被訓練者Ｈの足への荷重を測定し一
定以上の荷重がかかる前に本体部１の走行を停止し被訓
練者Ｈの崩れ落ちを防ぐ荷重検出センサー１４、被訓練
者の足裏への圧力を測定する足底圧計測センサー３０の
少なくとも１つのセンサーを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、足に故障を負って
いる身体障害者や高齢者等の被訓練者の歩行訓練を行う
ための歩行訓練機に関し、特に、歩行中における被訓練
者の前倒や崩れ落ちを防ぎ、被訓練者の望む歩行方向に
自動的に走行でき、被訓練者の歩行速度に合わせて走行
速度を調整することが可能な歩行訓練機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の歩行訓練機では、図１６に示すよ
うに、被訓練者Ｈが歩行訓練機１００の肘掛け１０１に
肘を置いて前向きに歩行するときに、歩行訓練機１００
を被訓練者Ｈが押しながら歩行するが、歩行訓練機１０
０に対して被訓練者Ｈの足Ａが後側に離れてしまうと、
歩行訓練機１００が被訓練者Ｈより前側に押されて段々
離れて行くことになり、その結果、被訓練者Ｈの足Ａが
ついていけなくなって、被訓練者Ｈが前倒してしまうこ
とが多いという問題があった。また、図１７に示すよう
に、歩行中に被訓練者Ｈの体重が足Ａにかかると、被訓
練者Ｈがこの体重を支えきれないようになって、歩行訓
練機１００の内側で歩行訓練機１００より崩れ落ちてし
まうことがあるという問題があった。

【０００３】更に、パーキンソン症候群患者は、歩行時
に転倒の危険頻度が高く、その要因として、前屈姿勢、
歩行開始困難、加速現象、前方突進現象、およびすくみ
現象などがある。また、医療従事者がリハビリテーショ
ンを行わなければ、患者の機能障害の症状は悪化する。
パーキンソン症候群においては、立位・歩行時の転倒頻
度が高く、転倒を生じさせる要素としては、姿勢反射障
害、加齢による体力の低下、運動緩慢および無動による
歩行障害などがあげられる。なかでも歩行障害は重要
で、歩行開始困難、加速現象、前方突進現象、およびす
くみ足現象などが出現する。また、すり足で歩行し、歩
幅が小さく、つま先のクリアランスも減少しているた
め、不整地や障害物などによりつまずきやすい。このよ
うに、パーキンソン症候群患者にとっては、歩行障害が
大きな問題となっている。従って、被訓練者の歩行状態
とその問題点を把握し歩行訓練を行う必要がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来の
問題を解消し、被訓練者の前倒れと、崩れ落ちによる訓
練障害を防止し、被訓練者の歩行速度に合うように訓練
機本体部の走行速度を自動的に調整し前倒れを未然に防
止でき、崩れ落ちる前に訓練機本体部の走行を緩めたり
自動的に停止できて、被訓練者が訓練機本体部から崩れ
落ちることを防ぐことができて、更に、被訓練者の歩行
中の足裏にかかる圧力の位置を計測できることによっ
て、この患者のリハビリテーションを確実に行うことが
できる歩行訓練機を提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために提案されたものであって、請求項１記載の
発明は、足に故障を負っている身体障害者や高齢者等の
被訓練者の歩行訓練を行うための歩行訓練機において、
下記するセンサーおよび装置のうちの少なくとも１つの
センサーまたは装置を有することを特徴とする歩行訓練
機。１）被訓練者を左右のモータにそれぞれ始端部が固定さ
れ終端が被訓練者に装着された支持材に結合されたロー
プで支持し、このロープに生じる張力を計測するととも
に被訓練者の吊り下げ位置を計測することにより被訓練
者の歩行状態を検知し歩行状態に合わせてモータを駆動
することにより半身ごとを吊り上げまたは吊り下げると
ともにその作動が緩和に行われることからなる吊り上げ
装置２）本体部の上部に配置された肘掛け部に設けられ、被
訓練者が歩行中に肘掛け部にかける荷重力を測定して被
訓練者が望む歩行方向に本体部を走行させるための力セ
ンサー３）本体部の下部に設けられて、歩行中に被訓練者の足
の水平方向の位置を検出して、足の水平方向の位置から
本体部までの距離を計測しその広がりに応じて走行速度
を減じ一定距離離れた時点で本体部の走行を停止して、
被訓練者が本体部から前倒することを未然に防ぐための
水平方向位置検出センサー４）被訓練者の歩行中における足の上下、左右、前後方
向の三次元位置をカメラと距離センサーで検出し、その
足の位置ずれに応じて被訓練者の崩れ落ちおよび前倒れ
を防止するための足位置検出センサー５）被訓練者の歩行中における腰にかかる負荷を測定し
て一定以上の負荷が腰にかかり崩れ落ちる前に本体部の
走行を停止して被訓練者が本体部から下向きに崩れ落ち
ることを防ぐための負荷測定検出センサー６）被訓練者の歩行中の足裏にかかる圧力の位置を計測
するために、履物の表面に配置された足底圧計測センサ
ー

【０００６】さらに、請求項２記載の発明は、前記力セ
ンサーは、歩行中に被訓練者が肘掛け部にかける下方向
の荷重と前後左右方向の荷重とを検出して、歩行者が望
む歩行方向を検出する荷重測定センサーで構成されてい
ることを特徴とする請求項１に記載の歩行訓練機であ
る。

【０００７】請求項３記載の発明は、前記水平方向位置
検出センサーは、本体部の下部の左右の後側に向けて延
設された左右一対のバーに後側に向けて所定間隔毎に並
設された赤外線センサーで構成されていることを特徴と
する請求項１に記載の歩行訓練機である。

【０００８】請求項４記載の発明は、前記足位置検出セ
ンサーは、被訓練者の足に巻かれたマーカーの上下、左
右、前後方向の三次元位置を検出するカメラ及び距離セ
ンサーで構成されていることを特徴とする請求項１に記
載の歩行訓練機である。

【０００９】請求項５記載の発明は、前記負荷検出セン
サーは、被訓練者の腰にかかる負荷を測定し、患者が崩
れ落ちる時の負荷を検出するための負荷検出センサーで
構成されていることを特徴とする請求項１に記載の歩行
訓練機である。

【００１０】請求項６記載の発明は、前記足底圧検出セ
ンサーは、被訓練者の足底の特定位置にかかる圧力を測
定し、患者の足裏の特定位置に掛かる圧力の位置により
歩行状態を検出しその歩行状態により問題点を把握する
ための履物に取り付けられた足底圧検出センサーで構成
されていることを特徴とする請求項１に記載の歩行訓練
機である。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る歩行訓練機の
実施の形態について、図を参照しつつ説明する。図１は
本発明の実施形態の歩行訓練機（吊り上げ機構を省略）
の斜視図、図２は吊り上げ装置をもちいて訓練している
実施形態の歩行訓練機の制御系統図、図３は実施形態の
歩行訓練機を被訓練者が使用している状態を示す説明
図、図４は実施形態の歩行訓練機を使用しているときの
被訓練者の足の水平方向の位置を示す平面説明図、図５
は実施形態の歩行訓練機を使用して被訓練者が歩行訓練
を行っているときの被訓練者の足の位置を示す平面説明
図、図６は実施形態の歩行訓練機を使用して被訓練者が
歩行訓練を行っているときにおける被訓練者の足の位置
を段階的に示す平面説明図、図７は実施形態の歩行訓練
機における肘掛け部にかかる被訓練者の下方向の加重と
前後左右方向の加重を検出している状態を示す説明図、
図８は実施形態の歩行訓練機における被訓練者の足の水
平、上下位置を検出するカメラがセットされて且つ距離
センサーが設けられた足位置検出センサーが備えられて
いる本体部前側部分の後側から見た部分斜視図、図９は
実施形態の歩行訓練機における足位置を検出している状
態を示す説明図、図１０は実施形態の歩行訓練機におけ
る足位置検出センサーの拡大斜視図、図１１は実施形態
の歩行訓練機における負荷検出センサーで歩行中の被訓
練者の腰にかかる加重を測定している状態を示す説明
図、図１２はパーキンソン症候群患者の歩行中の足裏に
かかる加重の位置を計測する足底圧計測センサーを取り
付けた下敷シートを表面に敷いた履物を足に付けた状態
を示す斜視図、図１３は足底圧計測センサーを取り付け
た下敷シートを表面に敷いた履物の斜視図、図１４は足
底圧計測センサーを取り付けた下敷シートの裏面図、図
１５は足底圧計測センサーによる足裏にかかる圧力の位
置を計測するための各機器と足底圧計測センサーとの接
続状態を示す回路説明図である。

【００１２】本実施形態の歩行訓練機は、図１および図
２に示すように、本体部１が左右両側の下部の先端から
後側に水平向きに延びる板状底基部２と、この板状底基
部２の先端と若干後側の離れた箇所に上向きに立設され
た複数の支持柱３と、これらの支持柱３の上端に水平向
きに取り付けられた板状上基部４と、この板状上基部４
の上面に上向きに立設された４本の保持柱５と、これら
の保持柱５の上端に水平向きに取り付けられた肘掛け基
部６と、この上部に設置された平面視略コ字形の肘掛け
７と、板状底基部２の下面に取り付けられた複数の走行
キャスター８と、板状底基部２の後部から後向きに延設
された左右一対のバー９とを有している。そして、左右
一対のバー９には、内向きで後側に向けて所定間隔毎
に、被訓練者の足の水平方向の位置を検出する赤外線セ
ンサーからなる水平方向位置検出センサー１０が取り付
けられている。この図1には吊り上げ装置Lは図示されて
いない。更に図２にその概略図を示す如く、吊り上げ装
置Ｌは巻き上げモータＭ、支持材Ｓ、支持紐Ｗ、張力を
計測するロードセルと患者の吊り上げ位置を計測するポ
テンショメーターからなる。支持材Ｓは、被訓練者の脇
下と腰を同時に支持でき、支持紐ＷによりローラーＲを
介してモータＭの駆動で被訓練者を吊り上げ、吊り下げ
る。支持紐Ｗの張力をロードセルで計測し、被訓練者の
吊り下げ位置をモーターの回転軸に取り付けたポテンシ
ョメーターで計測する。計測した張力と吊り下げ位置の
情報に基づいてモータを制御することにより、崩れ落ち
の未然防止あるいは崩れ落ちる際の衝撃緩和、崩れ落ち
た後に元の位置に復帰することを可能とする。被訓練者
が自力でたちあがることを検知すると、モーターＭは停
止して吊り上げを回避する。被訓練者の回復力を支援す
る為である。吊り上げ装置Ｌの作用をまとめると以下の
３点である。（１）ロードセルとポテンショメーターで被訓練者の体
の位置を計測する。（２）被訓練者が崩れ落ちそうになったら、左右のロー
ドセルの計測により、いずれか一方又は左右の支持紐を
緩和に引き上げて崩れ落ちを防ぐ。（３）被訓練者が崩れ落ちたら、支持紐を緩和に引き上
げて元の位置に復帰させる。

【００１３】また、板状底基部２の前板部２ａの上面に
は、被訓練者の足の三次元状の位置を検出するカメラと
距離センサーからなる足位置検出センサー１１が左右２
つ据置されている。更に、肘掛け基部６と肘掛け７の間
には、被訓練者が歩行中に肘掛け部にかける加重力を測
定するための加重測定センサーからなる力センサー１２
が前左右の計３つ配設されている。しかも、図１には図
示していないが、本体部１の適宜箇所にはバンド１３
（図１１参照）が取り付けられていて、このバンド１３
には、歩行中に被訓練者の腰にかかる負荷を測定し訓練
中の崩れ落ちを防止するための負荷測定センサー１４が
取り付けられている。尚、図１において、符号１５は、
本体部１の前端部に配置された制御器である。

【００１４】ここで、各センサーに対する制御系を図２
を参照しつつ説明すると、水平方向位置検出センサー１
０（図２におけるエリアセンサー）と非常停止用ボタン
１６と手動ブレーキ１７とはＤＩボード２１に配線され
て接続され、このＤＩボード２１はＰＣに配線されて接
続されている。また、力センサー１２と手動ブレーキ１
７とはＡＤ変換ボード２２に配線されて接続され、この
ＡＤ変換ボード２２はパーソナルコンピュータＰＣに配
線されて接続されている。更に、足位置検出センサー１
１と負荷検出センサー１４もＰＣに配線されて接続され
ている。そして、ＰＣからＤＡ変換ボード２３、ＤＯボ
ード２４、パルス制御ボード２５を介して制御器１５に
配線して接続されている。吊り上げ装置Lのポテンショ
メーター及びロードセルからの信号もＡＤ変換ボードを
介してＰＣへ入力し、制御器へ出力される。尚、この制
御系の制御システムについては、その詳細な説明を省略
する。

【００１５】被訓練者が歩行訓練をするには、図３に示
すように、被訓練者Ｈが本体部１の肘掛け７に肘ｈをか
けた状態で立ち、本体部１を若干の力で押しながら歩行
すると、本体部１が被訓練者Ｈの歩行速度に合わせなが
ら自動走行するようになっている。先ず、図４、図５、
図６（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）を参照しつつ、水
平方向位置検出センサー１０による歩行中の本体部１に
対する被訓練者Ｈの両足Ａ１、Ａ２の位置の検出と歩行
訓練機の走行及び走行停止状態について説明する。

【００１６】この足位置検出センサー１０は、上記した
ように、本体部１の下部に後側に向けて延設された左右
一対のバー９に後側に向けて所定間隔毎に取り付けられ
ていて、図４、図５に示すように、赤外線センサーから
なる左右一対の水平方向位置検出センサー１０から発せ
られた赤外線Ｓに被訓練者Ｈの左右の足Ａ１、Ａ２が当
たることによって、これらの足Ａ１、Ａ２の水平方向の
位置を検出するものであって、この水平方向の位置検出
箇所が本体部１からの距離により歩行訓練機の速度を緩
めさらに一定距離以上に離れた位置となったときに、歩
行訓練機の走行を停止して、被訓練者が前倒することを
防ぐものである。

【００１７】この水平方向の位置検出過程について、図
６を参照しつつ説明すると、図６（ａ）では、被訓練者
Ｈの両足Ａ１、Ａ２が本体部１に最も近い箇所の水平方
向位置検出センサー１０で検出されたときを００００１
とカウントし、（ｂ）に示すように、一方側の足が本体
部１から一歩程離れた位置にあって、２番目の箇所の水
平方向位置検出センサー１０で検出されたときに０００
１１とカウントし、（ｃ）、（ｄ）の状態を経て（ｅ）
に示す両足Ａ１、Ａ２の位置（本体部１から一定以上離
れた位置）で検出されたときに１１０００とカウントさ
れると、歩行訓練機の走行が自動的に遅くするか、停止
されるようになっている。このように、被訓練者Ｈの足
Ａ１、Ａ２が本体部１から離れ過ぎて被訓練者Ｈが前倒
する前に歩行訓練機の走行を緩くするか、停止する、場
合によっては早くして、歩行訓練機と被訓練者の位置を
正しく保ち、被訓練者Ｈが前倒等の倒れることを防ぐこ
とができる。

【００１８】力センサー１２は、図７に示すように、肘
掛け７の下側に配設され、被訓練者Ｈが望む方向に歩行
訓練機を走行したいときに、この肘掛け７に作用する被
訓練者Ｈの肘ｈからの下方向への荷重力（矢印Ｘ方向へ
の力）と前後左右方向への荷重力（矢印ＹＺ方向への
力）を測定して、歩行訓練機を自動的に被訓練者Ｈが望
む方向に走行させるためのものである。足位置検出セン
サー１１は、図８に示すように、本体部１の板状底基部
２の前部の上における左右に据置されていて、図９に示
すように、被訓練者Ｈの両足Ａ１、Ａ２に巻かれたマー
カーＢ１、Ｂ２の上げ下ろしの位置を検出して被訓練者
Ｈの両足Ａ１、Ａ２の上げ下ろしの速度を検出して、こ
の速度に応じて歩行訓練機の走行速度を調整するもので
ある。

【００１９】この足位置検出センサー１１は、図１０に
示すように、上部の距離検出部１１ａが左右方向と若干
の上下方向に動作可能とされ、マーカーバンドＢ１、Ｂ
２の位置の移動にカメラが追従できるように構成されて
いる。負荷検出センサー１４は、図１１に示すように、
被訓練者Ｈの腰部の下側部分と本体部１に掛け渡された
バンド１３に取り付けられていて、このバンド１３に作
用する被訓練者Ｈの負荷を測定して、デジタル指示計２
６とＡＤ変換ボード２２を介してＰＣに送信して、制御
器１５に送られた信号に基づいて歩行訓練機の走行を停
止するか緩やかな速度にして被訓練者Ｈが本体部１から
下方に崩れ落ちてしまうことを防ぐものである。尚、各
センサーによる検出や測定は、被訓練者の身長や体重及
び足幅等によって、その設定値を変えて歩行訓練機の走
行を制御するようにするとよい。

【００２０】パーキンソン症候群患者の歩行中の足裏に
かかる加重の位置を計測するための足底圧計測センサー
３０の配置位置は、図１４に示すように、履物３１（図
１２、図１３参照）の表面に敷かれる下敷シート３２の
裏面側における踵部Ｋ、ショパール関節部Ｐ、ＭＰ関節
部ＭＰ、外側部Ｑ、母指部ＭＬ、小指部Ｕの６部分とし
ている。そして、各部分の足底圧計測センサー３０から
は配線によって図１５に示す計測器３３に接続され、こ
の計測器３３からＰＣに接続され、更に受信機３４に接
続されている。このセンサーを用いることにより、被訓
練者の歩行状態の詳細なデータを得ることができ、それ
に基づいて歩行訓練を制御することが可能である。

【００２１】以上のことにより、歩行リズムの変化によ
る前屈姿勢、加速歩行や前方突進現象、小刻み歩行、さ
らにすくみ足の状態が推定できることが解った。これら
のことを元にして、被訓練者に対するリハビリテーショ
ンを行っていくことが重要であり、これにより安全な歩
行を行うことができ、治療効果を向上させることができ
る。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明は、足に故障を負っている身体障害者や高齢者等の被
訓練者の歩行訓練を行うための歩行訓練機において、下
記するセンサーおよび装置のうちの少なくとも１つのセ
ンサーまたは装置を有することを特徴とする歩行訓練
機。１）被訓練者を左右のモータにそれぞれ始端部が固定
され終端が被訓練者に装着された支持材に結合されたロ
ープで支持し、このロープに生じる張力を計測するとと
もに被訓練者の吊り下げ位置を計測することにより被訓
練者の歩行状態を検知し歩行状態に合わせてモータを駆
動することにより半身ごとを吊り上げまたは吊り下げる
とともにその作動が緩和に行われることからなる吊り上
げ装置２）本体部の上部に配置された肘掛け部に設けられ、被
訓練者が歩行中に肘掛け部にかける荷重力を測定して被
訓練者が望む歩行方向に本体部を走行させるための力セ
ンサー３）本体部の下部に設けられて、歩行中に被訓練者の
足の水平方向の位置を検出して、足の水平方向の位置か
ら本体部までの距離を計測しその広がりに応じて走行速
度を減じ一定距離離れた時点で本体部の走行を停止し
て、被訓練者が本体部から前倒することを未然に防ぐた
めの水平方向位置検出センサー４）被訓練者の歩行中における足の上下、左右、前後方
向の三次元位置をカメラと距離センサーで検出し、その
足の位置ずれに応じて被訓練者の崩れ落ちおよび前倒れ
を防止するための足位置検出センサー５）被訓練者の歩行中における腰にかかる負荷を測定し
て一定以上の負荷が腰にかかり崩れ落ちる前に本体部の
走行を停止して被訓練者が本体部から下向きに崩れ落ち
ることを防ぐための負荷測定検出センサー６）被訓練者の歩行中の足裏にかかる圧力の位置を計測
するために、履物の表面に配置された足底圧計測センサ
ーであるから、以下に述べる効果を奏する。

【００２３】即ち、被訓練者の足が訓練機本体部から後
側に離れてしまうときに、この被訓練者の足の水平方向
の位置を水平方向位置検出センサーで検出することによ
って、一定距離以上離れてしまおうとするときに訓練機
本体部の走行を緩めたり、更には自動的に停止させ、被
訓練者が前倒することを防ぐことができる。また、歩行
中に肘掛け部にかかる被訓練者の下方向への荷重力と前
後方向への荷重力を力センサーで検出して、被訓練者が
望む方向へ自動的に訓練機本体部を走行させることがで
きる。

【００２４】更に、被訓練者の歩行中の足の上げ下ろし
の速度を、位置検出センサーで検出して、被訓練者の歩
行速度に合うように訓練機本体部の走行速度を自動的に
調整することができる。しかも、被訓練者の腰にかかる
負荷を負荷検出センサーで測定して、一定以上の負荷が
かかる前に訓練機本体部の走行を自動的に停止できて、
被訓練者が訓練機本体部から崩れ落ちることを防ぐこと
ができる。また、被訓練者の足裏にかかる加重の位置を
計測できて、患者の症状に合わせた歩行運動をすること
ができ、走行等の危険を回避できて、患者自身が自ら歩
行リハビリテーションを行うことができ、治療効果を向
上させることができる。このように、被訓練者の歩行時
の状態に合わせて安全な歩行を行うことができる歩行訓
練機を提供することができる。

【００２５】請求項２に記載の発明は、力センサーは、
歩行中に被訓練者が肘掛け部にかける下方向の荷重と前
後方向の荷重とを検出して、走行者が望む歩行方向を検
出する荷重測定センサーで構成されているので、被訓練
者の下方向の荷重と前後方向の荷重を正確に検出でき
て、被訓練者の望む方向に歩行訓練機を正確に走行させ
ることができる。請求項３に記載の発明は、水平方向位
置検出センサーは、本体部の下部の左右に後側に向けて
延設された左右一対のバーに後側に向けて所定間隔毎に
並設された赤外線センサーで構成されているので、被訓
練者の両足の位置をこの赤外線センサーで正確に検出す
ることができて、歩行訓練機の速度を緩めたり停止した
り更には早めたり、被訓練者が崩れ落ちや前倒する前に
確実に停止できて安全である。

【００２６】請求項４に記載の発明は、足位置検出セン
サーは、被訓練者の足に巻かれたマーカーの上下、左
右、前後方向の位置を検出するとともに距離センサーで
構成されているので、被訓練者の両足の上げ下ろしの速
度を正確に検出できて、歩行訓練機の走行速度を被訓練
者の歩行速度に合うように正確に制御することができ
る。

【００２７】請求項５に記載の発明は、負荷センサーに
掛かり被訓練者の腰に掛かる負荷を検知して被訓練者が
腰から崩れ落ちるのを防止する。請求項６に記載の発明
は、前記足底圧計測センサーは、足裏にかかる加重を測
定する圧力センサーで構成されているので、被訓練者の
足裏にかかる圧力を圧力センサーで正確に測定でき、そ
の足裏の位置を圧力位置検出エリアセンサーで正確に検
出でき、これに基づいて患者の安全な歩行のリハビリテ
ーションを行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の歩行訓練機（吊り上げ装置
をのぞく）の斜視図である。

【図２】実施形態の歩行訓練機の制御系統図である。

【図３】実施形態の歩行訓練機を被訓練者が使用してい
る状態を示す説明図である。

【図４】実施形態の歩行訓練機を使用しているときの被
訓練者の足の水平方向の位置を示す平面説明図である。

【図５】実施形態の歩行訓練機を使用して被訓練者が歩
行訓練を行っているときの被訓練者の足の位置を示す平
面説明図である。

【図６】実施形態の歩行訓練機を使用して被訓練者が歩
行訓練を行っているときにおける被訓練者の足の位置を
段階的に示す平面説明図である。

【図７】実施形態の歩行訓練機における肘掛け部にかか
る被訓練者の下方向の荷重と前後方向の荷重を検出して
いる状態を示す説明図である。

【図８】実施形態の歩行訓練機における被訓練者の足の
上げ下ろしの位置を検出する足位置検出センサーがセッ
トされている本体部前側部分の後側から見た部分斜視図
である。

【図９】実施形態の歩行訓練機における足の上げ下ろし
位置を検出している状態を示す説明図である。

【図１０】実施形態の歩行訓練機における足位置検出セ
ンサーの拡大斜視図である。

【図１１】実施形態の歩行訓練機における負荷検出セン
サーで歩行中の被訓練者の腰にかかる負荷を測定してい
る状態を示す説明図である。

【図１２】パーキンソン症候群患者の歩行中の足裏にか
かる圧力の位置を計測する足底圧計測センサーを取り付
けた下敷シートを表面に敷いた履物を足に付けた状態を
示す斜視図である。

【図１３】足底圧計測センサーを取り付けた下敷シート
を表面に敷いた履物の斜視図である。

【図１４】足底圧計測センサーを取り付けた下敷シート
の裏面図である。

【図１５】足底圧計測センサーによる足裏にかかる圧力
の位置を計測するための各電気機器と足底圧計測センサ
ーとの接続状態を示す回路説明図である。

【図１６】従来の歩行訓練機で被訓練者が歩行訓練して
いるときにおける被訓練者が前倒するまでの歩行状態を
示す説明図である。

【図１７】従来の歩行訓練機で被訓練者が歩行訓練して
いるときにおける被訓練者が訓練機本体部から崩れ落ち
るまでの歩行状態を示す説明図である。

【符号の説明】

１本体部７肘掛け９バー１０水平方向位置検出センサー１１足位置検出センサー１２力センサー１３バンド１４負荷検出センサー３０足底圧計測センサー３１履物Ａ１、Ａ２両足Ｂ１、Ｂ２金属製バンドｈ肘Ｈ被訓練者Ｈ１被験者ＭモータＲローターＳ支持体Ｗ支持紐

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山本博司高知県南国市岡豊町小蓮高知医科大学内 (72)発明者石田健司高知県南国市岡豊町小蓮高知医科大学内 (72)発明者河田耕一高知県香美郡土佐山田町宮ノ口185 学校法人高知工科大学内 (72)発明者小林和彦高知県香美郡土佐山田町宮ノ口185 学校法人高知工科大学内 (72)発明者松井敏高知県香美郡土佐山田町宮ノ口185 学校法人高知工科大学内 (72)発明者横川明高知県香美郡土佐山田町宮ノ口185 学校法人高知工科大学内 (72)発明者王碩玉高知県香美郡土佐山田町宮ノ口185 学校法人高知工科大学内 (72)発明者楠川量啓高知県香美郡土佐山田町宮ノ口185 学校法人高知工科大学内 (72)発明者竹内彰敏高知県香美郡土佐山田町宮ノ口185 学校法人高知工科大学内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】足に故障を負っている身体障害者や高齢
者等の被訓練者の歩行訓練を行うための歩行訓練機にお
いて、下記するセンサーおよび装置のうちの少なくとも
１つのセンサーまたは装置を有することを特徴とする歩
行訓練機。１）被訓練者を左右のモータにそれぞれ始端部が固定さ
れ終端が被訓練者に装着された支持材に結合されたロー
プで支持し、このロープに生じる張力を計測するととも
に被訓練者の吊り下げ位置を計測することにより被訓練
者の歩行状態を検知し歩行状態に合わせてモータを駆動
することにより半身ごとを吊り上げまたは吊り下げると
ともにその作動が緩和に行われることからなる吊り上げ
装置２）本体部の上部に配置された肘掛け部に設けられ、被
訓練者が歩行中に肘掛け部にかける荷重力を測定して被
訓練者が望む歩行方向に本体部を走行させるための力セ
ンサー３）本体部の下部に設けられて、歩行中に被訓練者の足
の水平方向の位置を検出して、足の水平方向の位置から
本体部までの距離を計測しその広がりに応じて走行速度
を減じ一定距離離れた時点で本体部の走行を停止して、
被訓練者が本体部から前倒することを未然に防ぐための
水平方向位置検出センサー４）被訓練者の歩行中における足の上下、左右、前後方
向の三次元位置をカメラと距離センサーで検出し、その
足の位置ずれに応じて被訓練者の崩れ落ちおよび前倒れ
を防止するための足位置検出センサー５）被訓練者の歩行中における腰にかかる負荷を測定し
て一定以上の負荷が腰にかかり崩れ落ちる前に本体部の
走行を停止して被訓練者が本体部から下向きに崩れ落ち
ることを防ぐための負荷測定検出センサー６）被訓練者の歩行中の足裏にかかる圧力の位置を計測
するために、履物の表面に配置された足底圧計測センサ
ー
【請求項２】前記力センサーは、歩行中に被訓練者が
肘掛け部にかける下方向の荷重と前後左右方向の荷重と
を検出して、歩行者が望む歩行方向を検出する荷重測定
センサーで構成されていることを特徴とする請求項１に
記載の歩行訓練機。
【請求項３】前記水平方向位置検出センサーは、本体
部の下部の左右の後側に向けて延設された左右一対のバ
ーに後側に向けて所定間隔毎に並設された赤外線センサ
ーで構成されていることを特徴とする請求項１に記載の
歩行訓練機。
【請求項４】前記足位置検出センサーは、被訓練者の
足に巻かれたマーカーの上下、左右、前後方向の位置を
検出するカメラ及び距離センサーで構成されていること
を特徴とする請求項１に記載の歩行訓練機。
【請求項５】前記負荷検出センサーは、被訓練者の腰
にかかる負荷を測定し、患者が崩れ落ちる時の負荷を検
出するための負荷検出センサーで構成されていることを
特徴とする請求項１に記載の歩行訓練機。
【請求項６】前記足底圧検出センサーは、被訓練者の
足底の特定位置にかかる圧力を測定し、患者の足裏の特
定位置に掛かる圧力の位置により歩行状態を検出しその
状態により問題点を把握するための履物に取り付けられ
た圧検出センサーで構成されていることを特徴とする請
求項１に記載の歩行訓練機。