JP2005040274A - 他動式運動補助装置 - Google Patents

Abstract

【課題】動作範囲を変更設定を簡便かつ迅速に実施できるようにすること。
【解決手段】駆動装置１０，３０と、該駆動装置１０，３０により身体の少なくとも１つの関節が反復運動を行うように動作される可動部４Ｌ、４Ｒ、５Ｌ、５Ｒとを備え、可動部４Ｌ、４Ｒ、５Ｌ、５Ｒが動作する補助力により関節のストレッチ運動を行う他動式運動補助装置１において、前記可動部４Ｌ、４Ｒ、５Ｌ、５Ｒの動作に伴って運動する関節の運動方向が反転する可動部４Ｌ、４Ｒ、５Ｌ、５Ｒの位置を入力する入力手段１０８、１１０と、該入力手段１０８、１１０より入力された可動部４Ｌ、４Ｒ、５Ｌ、５Ｒの位置を特定可能な情報を記憶するための反転位置情報記憶手段１０３と、該記憶されている位置において関節の運動方向が反転するように前記可動部４Ｌ、４Ｒ、５Ｌ、５Ｒの動作を制御する制御手段１００と、を備える。
【選択図】図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、駆動部により動作する可動部の動作に伴って身体の一部を動かすことで、可動部の補助力により関節を反復運動させることで関節のストレッチ運動を行うことのできる他動式運動補助装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、高齢者人口の増加に伴って、高齢者の運動能力の保持が注目されてきており、特に、高齢になるにつれて関節の可動範囲の低下することに伴う運動能力の低下が重要視されてきており、これら関節の可動範囲の低下を回避、或いは低下した可動範囲を拡大するために、従来のように、摩擦や重力に抗して腕や足等を動作させて筋力を向上させる運動補助装置に代えて、駆動部により所定動作を行う可動部の動作に伴って腕や脚等を反復運動させる他動式運動補助装置が実用化されてきている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これら他動式運動補助装置を利用する各利用者毎に、運動させる関節の可動域が異なる場合が多く、各利用者が無理のない良好な運動を行えるようにするためには、利用者の可動域に合わせて腕や脚を運動させる可動部の動作範囲を変更して設定する必要があるが、前述した従来の他動式運動補助装置においては、腕や脚を運動させる可動部がギアやカム等により動作されており、これら可動部の動作範囲を変更を、ギアやカム等の組み合わせ等の機械的に実施する必要があり、これらの動作範囲を変更、設定が非常に難解であるとともに、煩雑で、時間を要するものであるという問題があった。
【０００４】
本発明は以上の事情を背景としてなされたもので、可動部の動作範囲を変更設定を簡便かつ迅速に実施することのできる他動式運動補助装置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】
上記目的を達成するために、本発明の他動式運動補助装置は、駆動装置と、該駆動装置により身体の少なくとも１つの関節が反復運動を行うように動作される可動部とを備え、可動部が動作する補助力により関節のストレッチ運動を行う他動式運動補助装置において、
前記可動部の動作に伴って運動する関節の運動方向が反転する可動部の位置を入力する入力手段と、
該入力手段より入力された可動部の位置を特定可能な情報を記憶するための反転位置情報記憶手段と、
前記反転位置情報記憶手段に記憶されている位置において関節の運動方向が反転するように前記可動部の動作を制御する制御手段と、
を備えることを特徴としている。
この特徴によれば、前記制御手段が反転位置情報記憶手段に記憶されている情報により特定される位置において関節の運動方向が反転するように前記可動部の動作を制御するため、前記入力手段から、可動部の動作範囲となる関節の運動方向が反転する可動部の位置を入力するのみで、可動部の動作範囲の変更設定を簡便かつ迅速に実施することができる。
【０００６】
本発明の他動式運動補助装置は、駆動装置と、該駆動装置により身体の少なくとも１つの関節が反復運動を行うように動作される可動部とを備え、可動部が動作する補助力により関節のストレッチ運動を行う他動式運動補助装置において、前記可動部の動作に伴って運動する関節の運動方向が反転する可動部の位置を特定可能な情報が記録された記録媒体を受付けて、該記録媒体に記録されている記録情報の少なくとも読み取りを行う記録媒体処理手段と、
該記録媒体処理手段にて前記記録媒体から読み出した情報により特定される位置において関節の運動方向が反転するように前記可動部の動作を制御する制御手段と、
を備え、
前記記録媒体が、前記記録媒体処理手段に着脱可能とされていることを特徴としている。
この特徴によれば、前記記録媒体を前記記録媒体処理手段に装着することで、該装着された記録媒体から関節の運動方向が反転する可動部の位置を特定可能な情報が読み出されて、前記制御手段が、該読み出された情報により特定される位置において関節の運動方向が反転するように前記可動部の動作を制御するため、可動部の動作範囲の変更設定を簡便かつ迅速に実施することができる。
【０００７】
本発明の他動式運動補助装置は、前記可動部の位置を検出するための位置検出手段を備え、
前記制御手段は、前記位置検出手段により検出される前記可動部の位置に基づいて、前記反転位置情報記憶手段に記憶されている情報から特定される位置において関節の運動方向が反転するように前記可動部の動作を制御することが好ましい。
このようにすれば、前記制御手段が前記位置検出手段により検出される前記可動部の位置に基づいて前記可動部の動作を制御するため、より高精細に関節の運動方向が反転する位置の設定を実施できるとともに、より正確な可動部の動作制御を実施できる。
【０００８】
本発明の他動式運動補助装置は、前記制御手段は、前記可動部を前記反転位置情報記憶手段または前記記憶媒体に記憶されている情報により特定される位置において反転動作させるための制御を、前記駆動装置の駆動を制御することで実施することが好ましい。
このようにすれば、前記可動部を反転動作させるための特別な機構を必要とぜずに、駆動装置の駆動を制御することで、前記反転位置情報記憶手段或いは前記記憶媒体に記憶されている情報により特定される位置において反転動作を実施させることが可能となるため、装置の構成を簡素化できる。
【０００９】
本発明の他動式運動補助装置は、反転位置決定操作部を備え、
前記制御部は、前記反転位置決定操作部が操作された時点において、前記位置検出手段にて検出された前記可動部の位置を特定可能な情報を前記反転位置情報記憶手段或いは記録媒体に記憶することが好ましい。
このようにすれば、関節の運動方向が反転する位置の入力を簡便に実施することができる。
【００１０】
本発明の他動式運動補助装置は、運動量或いは運動量の指標となるパラメータを計測するための運動量計測手段と、運動量或いは運動量の指標となるパラメータの値を設定するための運動量設定手段と、を備え、前記制御部は、運動量設定手段にて設定された運動量或いは運動量の指標となるパラメータの値に運動量計測手段にて計測された運動量或いは運動量の指標となるパラメータの値が達したことを契機として運動を終了する制御を行なうことが好ましい。
このようにすれば、設定された運動量或いは運動量の指標となるパラメータの値にて運動が自動停止するようになり、所望の運動量或いは運動量の指標となるパラメータの値の運動を的確に実施することができる。
【００１１】
本発明の他動式運動補助装置は、前記運動量計測手段にて計測された運動量或いは運動量の指標となるパラメータの値を表示する表示手段を備えることが好ましい。
このようにすれば、利用者は各時点における運動量或いは運動量の指標となるパラメータの値を把握することができる。
【００１２】
本発明の他動式運動補助装置は、前記運動量計測手段にて計測された運動量或いは運動量の指標となるパラメータの値を特定可能な運動履歴情報を前記記録媒体に記録することが好ましい。
このようにすれば、記録媒体から運動量或いは運動量の指標となるパラメータの値を特定可能な運動履歴情報を読み出すことで、運動の管理や診断に該運動履歴情報を資することができる。
【００１３】
本発明の他動式運動補助装置は、前記運動量計測手段にて計測された運動量或いは運動量の指標となるパラメータの値を特定可能な運動履歴情報を外部に出力するための出力手段を備えることが好ましい。
このようにすれば、外部装置、例えば利用者の携帯電話や管理センタのコンピュータ等において、運動履歴情報を記憶、管理することができる。
【００１４】
本発明の他動式運動補助装置は、前記制御部は、前記可動部の動作状態を、該可動部の動作に伴って運動される関節の緊張状態が維持されるような状態に制御することが好ましい。
このようにすれば、制御部により前記可動部が、関節の緊張状態が維持されるような動作状態とされるため、反復運動において関節の緊張状態の維持が繰返し実施されるようになるために、可動範囲の低下を回避、或いは低下した可動範囲を拡大する効果を従来の装置に比較してより高いものとすることができ、より短時間にて十分な効果を得ることができる。
【００１５】
尚、本発明における関節とは、骨による関節と、その周囲の筋肉とを含む運動器を指し示すものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
（実施例）
まず図１には、本発明が適用された他動式運動補助装置１が示されており、該他動式運動補助装置１の本体は、人が着座可能な座面部２と、背凭れ部３と、からなる着座式の運動補助装置として構成されており、座面部２の下方内部には、後述する腕可動部４Ｌ、４Ｒ及び脚可動部５Ｌ、５Ｒを動作させるための駆動機構が内蔵されている。
【００１７】
また、背凭れ部３の側方位置には、非常停止を実施する際に操作される非常停止スイッチ２２と、コードにより後述する制御ユニット４０に接続されたリモコン２１を保持するリモコンホルダとが設けられており、該リモコン２１を用いて各種の設定を実施できるようになっている。なお、図中の１８は、他動式運動補助装置１の周囲への人の侵入を検知するためのマット状とされた侵入センサであり、人が踏むことで所定信号を制御ユニット４０に出力するようになっている。
【００１８】
腕可動部４Ｌ、４Ｒは、座面部２の下方両側部から上方に向けて延びるように形成された腕用ポール６Ｌ（左腕用）、６Ｒ（右腕用）と、この腕用ポール６Ｌ、６Ｒの上方所定高さ位置に設けられ、座面部２に着座した人が腕用ポール６Ｌ、６Ｒを掴むための把手７が設けられている。把手７は互いに離間するように前後方向に向けて並設された短寸の２本のポールからなり、両ポール間に手を挿入して前方のポールを掴むようになっているため、腕用ポール６Ｌ、６Ｒの前後方向の可動時において手が２本の把手７にてガイドされるようになっている。
【００１９】
脚可動部５Ｌ、５Ｒは、座面部２の下方両側部から略水平方向前方に向けて延びるように形成された脚用ポール８Ｌ（左脚用）、８Ｒ（右脚用）と、この脚用ポール８Ｌ、８Ｒの先端部に設けられ、座面部２に着座した人の脚における膝部下方のふくらはぎを載置可能に形成された脚保持体９が設けられている。脚保持体９は、ふくらはぎを保護するための環状の２つのクッション材９ａと、該クッション材９ａの両端に設けられ、脚用ポール８Ｌ、８Ｒの可動時において載置された脚（ふくらはぎ）の位置ずれを防止するための円盤９ｂと、から構成されている。
【００２０】
また、背凭れ部３の上端部から上方に向けて延設された上部アーム１９は、座面部２に着座して背凭れ部３に凭れた人の目線前方位置に向けて下方に屈曲形成されており、該上部アーム１９の先端には、後述する表示パネル２０が取付けられている。
【００２１】
この表示パネル２０には、図４に示すように、スタートスイッチ２０７とストップスイッチ２０６とともに、文字や数字等をスクロール表示可能な表示器２０５が設けられており、表示器２０５に各種の情報が表示されるとともに、スタートスイッチ２０７とストップスイッチ２０６を操作することで、スタート操作やストップ操作等の操作を実施できるようになっている。
【００２２】
また、表示パネル２０の側方部には、メモリカード２２１を装着するためのカードスロット２２０が設けられており、該カードスロット２２０にメモリカード２２１を装着することで、メモリカード２２１に記録されている角度設定やインターバル待機時間やストレッチ時間等の各種設定データが読み出されるとともに、運動日時や運動回数と時間から成る運動量に関する情報を含む運動履歴が書き込まれて記憶される。
【００２３】
次に、前述した腕可動部４Ｌ、４Ｒと、脚可動部５Ｌ、５Ｒを可動させるための駆動機構を図２に基づいて説明する。なお、図２（ａ）は着座部２の下方に設けられた駆動機構の平面図を示し、図２（ｂ）は（ａ）の右側面図を示しており、図中左側が装置の前側として以下説明する。
【００２４】
着座部２の下方には、駆動機構を構成するための枠フレームが図中２点鎖線で示されるように設けられている。該枠フレーム内には、腕可動部４Ｌ、４Ｒを駆動させるための腕用駆動機構が上方位置に、脚用駆動機構が前記腕用駆動機構の下方位置に配設されている。また、枠フレームの後部には、これら駆動機構の駆動制御を行うための制御基板等が内蔵された制御ユニット４０が配置されている。
【００２５】
腕用駆動機構は、枠フレーム上方前方位置に固設された腕用モータ１０と、該腕用モータ１０の駆動軸１０ａの先端に連係された減速機１１と、減速機１１の上方に突出する出力軸１１ａの回転を腕用ポール６Ｌ、６Ｒに伝達するための腕用リンク機構と、から主に構成される。
【００２６】
腕用リンク機構を説明していくと、前記出力軸１１ａには、他端が枠フレームにおける右腕用ポール６Ｒ側の所定箇所に回動自在に設けられた右腕用回動軸１２Ｒの上部に回動自在に連係されたリンク棒１３ａ〜１３ｃの一端が回動自在に連係されており、リンク棒１３ａ〜１３ｃを介して出力軸１１ａの回転が右腕用回動軸１２Ｒに伝達されるようになっている。なお、リンク棒１３ａ〜１３ｃは、互いの端部同士が回動自在に連結されて屈曲自在に構成された３本の棒部材にて構成されている。
【００２７】
右腕用回動軸１２Ｒの下部には取付片１４Ｒが固着されており、この取付片１４Ｒの先端には右腕用ポール６Ｒが取付けられている。詳しくは、この取付片１４Ｒの先端にはフランジ部Ｆが形成されており、該フランジ部Ｆに対して右腕用ポール６ＲがボルトＢを介して取付けられているため、ボルトＢを緩めて取外すことにより右腕用ポール６Ｒを容易に交換することが出来るようになっている。
【００２８】
取付片１４Ｒには、他端が枠フレームにおける左腕用ポール６Ｌ側の所定箇所に回動自在に設けられた左腕用回動軸１２Ｌの上部に回動自在に連係され、右腕用回動軸１２Ｒの回動を左腕用回動軸１２Ｌに伝達するための２本のリンク棒１５ａ、１５ｂの一端が連係されている。
【００２９】
また、左腕用回動軸１２Ｌの下部には取付片１４Ｌが固着されており、この取付片１４Ｌの先端には左腕用ポール６Ｌが取付けられている。詳しくは、この取付片１４Ｌの先端にはフランジ部Ｆが形成されており、該フランジ部Ｆに対して左腕用ポール６ＬがボルトＢを介して取付けられているため、ボルトＢを緩めて取外すことにより左腕用ポール６Ｌを容易に交換することが出来るようになっている。
【００３０】
このように構成される腕用リンク機構にあっては、例えば図２（ａ）に示される状態から腕用モータ１０が駆動し、出力軸１１ａが例えば反時計回りに回転すると、右腕用回動軸１２Ｒ並びに取付片１４Ｒが時計回りに回転するとともに、反対側の左腕用回動軸１２Ｌ並びに取付片１４Ｌが反時計回りに回転することになる。具体的には、取付片１４Ｒは、図３中２点鎖線で示される前方位置から、図中実線で示される後方位置まで移動することになるため、右腕用ポール６Ｒは図３中における前方位置から後方位置まで移動することになる。なお、左腕用ポール６Ｌの動きを示す図示は省略しているが、右腕用ポール６Ｒの移動に同期して両ポール６Ｌ、６Ｒが互いに左右対称に可動し開閉動作することになる。
【００３１】
また、腕用ポール６Ｌ、６Ｒの回動軸となる腕用回動軸１２Ｌ、１２Ｒは、図３に示されるように、枠フレームにおける着座部２に着座した人の肩の位置よりも少し前方に位置するように配設されているため、閉方向の運動を行う際に、腕が前方方向に誘導されることで、肘関節のストレッチ運動も同時に実施できるようになっている。
【００３２】
次に、脚用駆動機構は、枠フレーム下方後方位置に固設された脚用モータ３０と、該脚用モータ３０の駆動軸３０ａの先端に連係された減速機３１と、減速機３１の上方に突出する出力軸３１ａの回転を脚用ポール８Ｌ、８Ｒに伝達するための脚用リンク機構と、から主に構成される。
【００３３】
脚用リンク機構を説明していくと、前記出力軸３１ａには、他端が枠フレームにおける左脚用ポール８Ｌ側の所定箇所に回動自在に設けられた左腕用回動軸３２Ｌの上部に回動自在に連係されたリンク棒３３ａ〜３３ｃの一端が回動自在に連係されており、リンク棒３３ａ〜３３ｃを介して出力軸３１ａの回転が左脚用回動軸３２Ｌに伝達されるようになっている。なお、リンク棒３３ａ〜３３ｃは、互いの端部同士が回動自在に連結されて屈曲自在に構成された３本の棒部材にて構成されている。
【００３４】
左脚用回動軸３２Ｌの下部には取付片３４Ｌが固着されており、この取付片１４Ｌの先端には左脚用ポール８Ｌが取付けられている。詳しくは、この取付片３４Ｌの先端にはフランジ部Ｆが形成されており、該フランジ部Ｆに対して左脚用ポール８ＬがボルトＢを介して取付けられているため、ボルトＢを緩めて取外すことにより左脚用ポール８Ｌを容易に交換することが出来るようになっている。
【００３５】
取付片３４Ｒには、他端が枠フレームにおける右脚用ポール６Ｒ側の所定箇所に回動自在に設けられた右脚用回動軸３２Ｒの上部に回動自在に連係され、左脚用回動軸３２Ｌの回動を右脚用回動軸３２Ｒに伝達するための２本のリンク棒３５ａ、３５ｂの一端が連係されている。
【００３６】
また、右脚用回動軸３２Ｒの下部には取付片３４Ｒが固着されており、この取付片３４Ｒの先端には右脚用ポール６Ｒが取付けられている。詳しくは、この取付片３４Ｒの先端にはフランジ部Ｆが形成されており、該フランジ部Ｆに対して右脚用ポール６ＲがボルトＢを介して取付けられているため、ボルトＢを緩めて取外すことにより右脚用ポール６Ｒを容易に交換することが出来るようになっている。
【００３７】
このように構成される脚用リンク機構にあっては、例えば図２（ａ）に示される状態から脚用モータ３０が駆動し、出力軸３１ａが例えば時計回りに回転すると、左脚用回動軸３２Ｌ並びに取付片３４Ｌが反時計回りに回転するとともに、反対側の右脚用回動軸３２Ｒ並びに取付片３４Ｒが時計回りに回転することになる。具体的には、取付片３４Ｒは、図３中２点鎖線で示される前方位置から、図中実線で示される後方位置まで移動することになるため、左脚用ポール８Ｌは図３中における前方位置から後方位置まで移動することになる。なお、右脚用ポール８Ｒの動きを示す図示は省略しているが、左脚用ポール８Ｌの移動に同期して両ポール８Ｌ、８Ｒは互いに左右対称に作動し開閉動作することになる。
【００３８】
また、脚用ポール８Ｌ、８Ｒの回動軸となる脚用回動軸３２Ｌ、３２Ｒは、図３に示されるように、枠フレームにおける着座部２に着座した人の脚の付け根位置となるように配設されているため、股関節を十分に回動させてストレッチできる。
【００３９】
このように、脚用駆動機構と腕用駆動機構とはそれぞれ別々の駆動モータにて駆動するように構成されているため、腕可動部４Ｌ、４Ｒと脚可動部５Ｌ、５Ｒとを別々に可動させることが出来るようになっている。
【００４０】
また、座面部２内部には、荷重により運動者が着座していることを検知するための着座センサ２７が内設されているとともに、脚可動部５Ｌ、５Ｒ内には、脚が脚可動部５Ｌ、５Ｒに載置されていることを、脚部の載置による荷重により検知するための脚センサ２５Ｒ，２５Ｌとが設けられており、これら着座センサ２７や脚センサ２５Ｒ，２５Ｌにより運動者を検出できない場合には、動作開始前には動作を開始しないように制御され、動作中においては、動作が停止されて所定の基準位置にて停止するように制御される。
【００４１】
このように、本実施例では、着座センサ２７や脚センサ２５Ｒ，２５Ｌとして、荷重により動作するスイッチ等を用いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、これら着座センサ２７や脚センサ２５Ｒ，２５Ｌとしては、人体から放出される赤外線を検知して着座や脚部の載置を検知するものであっても良く、これら着座センサ２７や脚センサ２５Ｒ，２５Ｌに用いるセンサは、着座や脚部の載置を検知し、運動中における誤動作の少ないものであれば好適に使用することができる。
【００４２】
また、脚可動部５Ｌには、赤外線により人が近接したことを検知することで、脚可動部５Ｌ、５Ｒ間に人が挟まれることを防止できるようにするための該狭持センサ２６が設けられており、該狭持センサ２６にて人が検知されてた場合には、異常と判定されて脚可動部５Ｌ、５Ｒが所定の基準位置にて停止するように制御される。
【００４３】
このように、本実施例では、狭持センサ２６として赤外線センサを用いており、このようにすることは、人体が狭持される以前において、人体の近接を検知して動作を停止することで、これら人体の挟み込みを回避できることから好ましいが、本発明はこれに限定されるものではなく、これら狭持センサ２６として、人体と当接することにより動作するスイッチ等を用いるようにしても良い。
【００４４】
次に、本実施例における他動式運動補助装置を構成する各電子部品の構成について図５に基づいて説明すると、本実施例においては、図５に示すように、前記制御ユニット４０内に設けられている主基板１００と、前記表示パネル２０に内設されている表示パネル基板２００の２つの基板を有し、これら２つの基板は、各基板に設けられた第１シリアル通信回路１０２、２０２を通じてデータ通信可能に接続されている。
【００４５】
本実施例の主基板１００には、ＥＥＰＲＯＭ１０５に記憶されている制御プログラムに基づいて運動補助装置１の制御を行う制御手段としてのＭＰＵ１０１が搭載されている。
【００４６】
このＭＰＵ１０１には、図５に示すように、当該ＭＰＵ１０１が行う処理に使用されるワークメモリとなるＲＡＭ１０３や、前記表示パネル基板２００とのデータ通信を実施するための第１シリアル通信回路１０２や、外部機器であるトレーナールーム等に設置された管理コンピュータにデータ出力するための外部通信回路１０４が接続されている。
【００４７】
また、ＭＰＵ１０１には、スイッチ入力回路１０６が接続されており、該スイッチ入力回路１０６に、前記リモコン２１に設けられている設定スイッチ２３や微動スイッチ２４、並びに非常停止スイッチ２２が接続されることで、各スイッチの操作による信号がスイッチ入力回路１０６からＭＰＵ１０１に出力され、ＭＰＵ１０１が、これら各種スイッチの操作の有無を検知できるようになっている。
【００４８】
また、ＭＰＵ１０１には、センサー入力回路１０７が接続されており、該センサー入力回路１０７に、運動補助装置１周囲への利用者以外の人の侵入を検知するための侵入センサ１８や、脚センサ２５Ｒ，２５Ｌや、狭持センサ２６や、着座センサ２７、腕可動部４Ｌ、４Ｒの原点位置を検出するための腕用原点センサ２８、脚可動部５Ｌ、５Ｒ４Ｌ、４Ｒの原点位置を検出するための脚用原点センサ２９が接続されることで、各センサによる検出信号が、センサー入力回路１０７を通じてＭＰＵ１０１に入力されることで、ＭＰＵ１０１が、これら各種センサによる検出状況を把握できるようになっている。
【００４９】
また、ＭＰＵ１０１には、腕用モータコントロール回路１０８並びに腕用モータ電流測定回路１０９を介して、前記腕可動部４Ｌ、４Ｒを揺動する腕用モータ１０に接続されており、該ＭＰＵ１０１からの動作指示に基づいて、腕用モータコントロール回路１０８が腕用モータ１０の回転、停止、方向反転の制御を実施するとともに、回転に伴って腕用モータ１０から出力される出力パルスに基づいて、腕可動部４Ｌ、４Ｒが位置している角度に関する角度情報をＭＰＵ１０１に出力するとともに（図６参照）、腕用モータ１０に通電される電流に関する情報が腕用モータ電流測定回路１０９にて測定されてＭＰＵ１０１にて出力されることで、ＭＰＵ１０１は、腕可動部４Ｌ、４Ｒが位置する角度と、腕用モータ１０に過電流が通電されていないかを把握できるようになっている。
【００５０】
また、ＭＰＵ１０１には、脚用モータコントロール回路１１０並びに脚用モータ電流測定回路１１１を介して、前記脚可動部５Ｌ、５Ｒを揺動する脚用モータ３０に接続されており、該ＭＰＵ１０１からの動作指示に基づいて、脚用モータコントロール回路１１０が脚用モータ３０の回転、停止、方向反転の制御を実施するとともに、回転に伴って脚用モータ３０から出力される出力パルスに基づいて、脚可動部５Ｌ、５Ｒが位置している角度に関する角度情報をＭＰＵ１０１に出力するとともに（図６参照）、脚用モータ３０に通電される電流に関する情報が脚用モータ電流測定回路１１１にて測定されてＭＰＵ１０１にて出力されることで、ＭＰＵ１０１は、脚可動部５Ｌ、５Ｒが位置する角度と、脚用モータ３０に過電流が通電されていないかを把握できるようになっている。
【００５１】
このように、本実施例では、腕用モータ１０と脚用モータ３０に対応して個別のモータコントロール回路１０８、１１０を有することで、腕用モータ１０と脚用モータ３０との動作を個別に制御できるようになっている。
【００５２】
次に、本実施例の表示パネル基板２００には、ＥＥＰＲＯＭ２１０に記憶されている処理プログラムに基づいて表示パネル２０における各種動作の制御を行うＭＰＵ２０１が搭載されている。
【００５３】
このＭＰＵ２０１には、図５に示すように、当該ＭＰＵ２０１が行う開閉回数や運動時間の計測処理や、メモリカード２２１からの読み出しや書込処理や、表示器２０５に表示する表示内容を生成して表示器２０５に表示させる処理等の処理内容が記述された処理プログラムが記憶されたＥＥＰＲＯＭ２１０に加え、ＭＰＵ２０１における処理に使用されるワークメモリとなるＲＡＭ２１１や、時刻情報を出力可能なリアルタイムクロック（ＲＴＣ）２０９や、前記主基板１００とのデータ通信を実施するための第１シリアル通信回路２０２や、メモリカード２２１とのデータ送受を実施するための第２シリアル通信回路２０３が接続されていて、該第２シリアル通信回路２０３を通じてメモリカード２２１から読み出された設定情報等のデータが、前記主基板１００に対して送信されるようになっている。
【００５４】
また、ＭＰＵ２０１には、表示器２０５における表示の制御を実施する表示制御回路２０４が接続されており、該表示制御回路２０４に対してＭＰＵ２０１から表示内容のデータを出力することで、該表示内容のデータに対応する表示が表示器２０５に表示されるように表示制御回路２０４にて制御される。
【００５５】
また、ＭＰＵ２０１には、スイッチ入力回路２０８が接続されており、該スイッチ入力回路２０８に、前記表示パネル２０に設けられているストップスイッチ２０６やスタートスイッチ２０７が接続されることで、ストップスイッチ２０６やスタートスイッチ２０７の操作による信号がスイッチ入力回路２０８からＭＰＵ２０１に出力され、ＭＰＵ２０１が、これらストップスイッチ２０６やスタートスイッチ２０７の操作の有無を検知して、該ストップスイッチ２０６やスタートスイッチ２０７の操作の通知を前記主基板１００に対して送信するようになっている。
【００５６】
ここで、本実施例における腕用モータ１０と脚用モータ３０により動作される腕可動部４Ｌ、４Ｒと脚可動部５Ｌ、５Ｒの動作制御について説明すると、腕可動部４Ｌ、４Ｒと脚可動部５Ｌ、５Ｒは前述のように、腕可動部４Ｌ、４Ｒを動作させる腕用モータ１０と脚可動部５Ｌ、５Ｒを動作させる脚用モータ３０の個別のモータにより動作されるようになっている。
【００５７】
これら腕用モータ１０と脚用モータ３０は、減速機１１、３１の出力軸に連設されたリンク機構を介して腕可動部４Ｌ、４Ｒと脚可動部５Ｌ、５Ｒを駆動しており、該出力軸の回転角度と腕可動部４Ｌ、４Ｒと脚可動部５Ｌ、５Ｒとの揺動（開閉）角度とが等しくなるようになっている。
【００５８】
これら腕用モータ１０と脚用モータ３０には個別に腕用モータコントロール回路１０８や脚用モータコントロール回路１１０が設けられており、ＭＰＵ１０１から各モータコントロール回路１０８、１１０に対して動作指示コマンドが出力されることで、該動作指示コマンドに対応する駆動指示信号（出力電圧による駆動指示）が腕用モータ１０と脚用モータ３０に出力されて腕用モータ１０と脚用モータ３０が指示された速度にて回転或いは停止する。
【００５９】
本実施例の腕用モータコントロール回路１０８や脚用モータコントロール回路１１０には、図６に示すように、腕用モータ１０と脚用モータ３０が回転することにより腕用モータ１０と脚用モータ３０から回転に比例して出力されるパルス信号が入力されることで、該パルス信号の加算、減算に基づいて前記減速機１１、３１の出力軸の角度、つまりは腕可動部４Ｌ、４Ｒと脚可動部５Ｌ、５Ｒの角度を検出する角度検出回路を内在しており、該角度検出回路にて検出された角度情報が、ＭＰＵ１０１に出力されることで、ＭＰＵ１０１が腕可動部４Ｌ、４Ｒと脚可動部５Ｌ、５Ｒが位置する角度を把握できるようになっている。
【００６０】
また、本実施例では、減速機１１、３１の出力軸の上部位置に、図７（ａ）、図７（ｂ）に示す各センサ用プレートと、当該プレートの外周を挟むように配置された発光素子と受光素子とから成り、該センサ用プレートに設けられた切欠き部が発光素子と受光素子との間に位置したときに、受光素子による光検知による信号が出力される腕用原点センサ２８と脚用原点センサ２９とを設けており、これら腕用原点センサ２８と脚用原点センサ２９からの検出信号が前記センサー入力回路１０７を介してＭＰＵ１０１に入力されるとともに、これら切欠き部へと移行する位置を原点位置、つまり腕可動部４Ｌ、４Ｒと脚可動部５Ｌ、５Ｒが非動作時に位置する基準位置に対応するように各センサ用プレートを配置することで、腕用原点センサ２８と脚用原点センサ２９による検出状態が変化することにより、ＭＰＵ１０１が原点を検知して各モータコントロール回路１０８、１１０に対して原点情報を出力することで、前記角度検出回路において原点位置の補正が実施されるとともに、動作開始時や動作中等において、これら腕可動部４Ｌ、４Ｒと脚可動部５Ｌ、５Ｒが原点から閉方向或いは開方向のどちらに位置しているかをＭＰＵ１０１が把握できるようになっている。
【００６１】
また、本実施例では、図７に示すように、前記原点位置を腕可動部４Ｌ、４Ｒの場合には、腕可動部４Ｌ、４Ｒが完全に閉じた閉位置から２５度の角度位置とし、また、脚可動部５Ｌ、５Ｒの場合には、脚可動部５Ｌ、５Ｒが完全に閉じた閉位置から１５度の角度位置とすることで、腕可動部４Ｌ、４Ｒ或いは脚可動部５Ｌ、５Ｒが動作する際に、必ず原点位置を通過するようになっており、このようにすることは、１動作において必ず原点位置検出による角度補正がなされることで、検出角度のズレが蓄積されて腕可動部４Ｌ、４Ｒ並びに脚可動部５Ｌ、５Ｒの可動角度が大きくなってしまうことを回避できることから好ましいが、これら原点位置等は、適宜に選択すれば良い。
【００６２】
以下、本実施例の他動式運動補助装置における動作状況について説明すると、まず、電源投入されると、ＭＰＵ１０１とＭＰＵ２０１とは、前記ＥＥＰＲＯＭ１０５、２１０から制御プログラム並びに処理プログラムを読み出した後、ＭＰＵ２０１が主基板１００に対して、起動完了を示す所定データを送信することで、ＭＰＵ１０１は初期設定である処理ステータス０に移行して、待機状態となる。
【００６３】
この待機状態において、表示パネル２０に設けられたスタートスイッチ２０７が操作された場合には、該スタートスイッチ２０７の操作通知が表示パネル基板２００から主基板１００に送信されることで、処理ステータス１に示すカード読み込み処理に移行し、ストップスイッチ２０６が操作された場合には、該ストップスイッチ２０６の操作通知が表示パネル基板２００から主基板１００に送信されることで、処理ステータス６に示すパターン設定処理に移行する。
【００６４】
まず、処理ステータス６に示すパターン設定処理においては、スタートスイッチ２０７を操作することで、腕可動部４Ｌ、４Ｒや脚可動部５Ｌ、５Ｒの動作速度や（例えば普通や早め或いは遅め等）、腕可動部４Ｌ、４Ｒと脚可動部５Ｌ、５Ｒの開閉を連動するか或いは反対運動とするか等の各種内容が組み合わされたモードが順次表示パネル２０の表示器２０５に表示されることで、所望のモードをストップスイッチ２０６を操作して選択、設定することができるようになっており、該ストップスイッチ２０６の操作による設定の後に、処理ステータス１に示すカード読み込み処理に移行する。
【００６５】
次に、処理ステータス１に示すカード読み込み処理に移行した場合には、ＭＰＵ１０１からＭＰＵ２０１に対してメモりカード２２１に記憶されている設定データ（設定情報）の読み出し要求が出力されることに基づき、ＭＰＵ２０１は、第２シリアル通信回路を介してメモりカード２２１に記憶されている設定データ（設定情報）の読み出しを実施し、設定データの読み出しが完了した場合、つまりメモりカード２２１に設定データが記録されていた場合には、該読み出した設定データを主基板１００のＭＰＵ１０１へ送信し、設定データの読み出しが完了できなかった場合、つまりメモりカード２２１に設定データが記録されていなっかった場合には、読み出し不良の通知を主基板１００のＭＰＵ１０１へ送信する。
【００６６】
ＭＰＵ１０１は、前記読み出し要求に対する返信が、設定データを含む場合には、該設定データをＲＡＭ１０３に記憶するとともに、読み込み完了と判定してステータス５に示す終了回数設定処理に移行し、返信が読み出し不良の通知を含む場合には、読み出し不良と判定してステータス２〜ステータス５に示す各種設定処理に移行して設定内容の受付けを実施する。
【００６７】
ステータス２の角度設定処理においては、リモコン２１に設けられている微動スイッチ２４を操作することで、角度設定処理が開始される。本実施例における角度設定処理においては、図９のステータス１００に示すように腕用モータ１０や脚用モータ３０が駆動される。具体的には、まず、微動スイッチ２４の操作に基づく角度設定処理の開始に伴い、腕可動部４Ｌ、４Ｒと脚可動部５Ｌ、５Ｒとが完全に閉じた閉位置に移動され、該閉位置への移動後において、最初に腕可動部４Ｌ、４Ｒの角度設定、次いで脚可動部５Ｌ、５Ｒの角度設定が実施される。具体的な腕可動部４Ｌ、４Ｒと脚可動部５Ｌ、５Ｒの角度設定の手順としては、閉位置への移動後に、リモコン２１の微動スイッチ２４をトレーナー等が操作することで、腕可動部４Ｌ、４Ｒ或いは脚可動部５Ｌ、５Ｒが所定角度つづ開方向に微動していき（ステータス１０１）、該微動後における腕可動部４Ｌ、４Ｒ或いは脚可動部５Ｌ、５Ｒの角度情報が表示パネル２０の表示器２０５に表示されていく（ステータス１０２）。そして、運動者が好適或いは限度と思う開状態となった時点において、トレーナー等がリモコン２１の設定スイッチ２３を操作することで、当該開状態における腕可動部４Ｌ、４Ｒ或いは脚可動部５Ｌ、５Ｒの角度情報が前記ＲＡＭ１０３に記憶され、当該記憶された角度において腕可動部４Ｌ、４Ｒ或いは脚可動部５Ｌ、５Ｒの運動方向が、開方向から閉方向に反転制御されるように制御される。尚、本実施例では、これら設定された腕可動部４Ｌ、４Ｒ並びに脚可動部５Ｌ、５Ｒの角度情報が表示パネル２０に送信され、前記表示器２０５に表示されることで、運動者やトレーナーが設定角度を確認できるようになっている。
【００６８】
これら設定スイッチ２３による角度設定の実施後において処理ステータス３に示すインターバル待機時間設定に移行する。このインターバル待機時間設定においては、腕可動部４Ｌ、４Ｒと脚可動部５Ｌ、５Ｒが閉状態となってから、再度開方向への動作を開始する間の時間であるインターバル待機時間を設定できるようになっており、リモコン２１の微動スイッチ２４を操作することでインターバル待機時間設定が開始され、微動スイッチ２４を操作することで表示パネル２０の表示器２０５に０〜２秒の間の各時間が、０．１秒刻みに順次表示されていき、所望の時間が表示された際にリモコン２１の設定スイッチ２３を操作することで、該表示されている時間、例えば０．２秒が表示されているときに設定スイッチ２３を操作することで、０．２秒がインターバル待機時間としてＲＡＭ１０３に記憶されて設定される。尚、本実施例では、これらインターバル待機時間として腕と脚とに同一のインターバル待機時間を設定するようにしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、これらインターバル待機時間を腕と脚とで個別に設定できるようにしても良い。また、本実施例では、これら設定されたインターバル待機時間が表示パネル２０に送信され、前記表示器２０５に表示されることで、運動者やトレーナーがインターバル待機時間を確認できるようになっている。
【００６９】
そして、設定スイッチ２３によるインターバル待機時間設定の実施後において処理ステータス４に示すストレッチ時間設定に移行する。このストレッチ時間設定においては、腕可動部４Ｌ、４Ｒと脚可動部５Ｌ、５Ｒが角度設定にて設定された角度に開状態となって停止された状態（モータが停止した時点）から、再度閉方向への動作を開始する間の時間であるストレッチ時間を設定できるようになっており、リモコン２１の微動スイッチ２４を操作することでストレッチ時間設定が開始され、微動スイッチ２４を操作することで表示パネル２０の表示器２０５に０〜５秒の間の各時間が、０．１秒刻みに順次表示されていき、所望の時間が表示された際にリモコン２１の設定スイッチ２３を操作することで、該表示されている時間、例えば１．０秒が表示されているときに設定スイッチ２３を操作することで、１．０秒がストレッチ時間としてＲＡＭ１０３に記憶されて設定される。尚、本実施例では、これらストレッチ時間として腕と脚とに同一のストレッチ時間を設定するようにしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、これらストレッチ時間を腕と脚とで個別に設定できるようにしても良い。また、本実施例では、これら設定されたストレッチ時間が表示パネル２０に送信され、前記表示器２０５に表示されることで、運動者やトレーナーがストレッチ時間を確認できるようになっている。
【００７０】
そして、設定スイッチ２３によるストレッチ時間設定の実施後、或いは処理ステータス１のカード読み込み処理における読み込み完了後において処理ステータス５に示す終了回数設定処理に移行する。この終了回数設定処理においては、開方向と閉方向への動作回数をそれぞれ１回の動作としてカウントした場合に、どの回数値になった場合に運動を終了するかを設定できるようになっており、リモコン２１の微動スイッチ２４を操作することで終了回数設定処理が開始され、該設定の開始後に更に微動スイッチ２４を操作することで表示パネル２０の表示器２０５に、１０回、２０回、３０回・・に示すように、１０回刻みの終了回数が順次表示されていき、所望の終了回数が表示された際にリモコン２１の設定スイッチ２３を操作することで、該表示されている終了回数、例えば１００回が表示されているときに設定スイッチ２３を操作することで、１００回が終了回数としてＲＡＭ１０３に記憶されて設定される。尚、本実施例では、これら終了回数が表示パネル２０への送信され、前記表示器２０５に運動回数の分母表示として表示されることで、運動者やトレーナーが終了回数を確認できるようになっている。
【００７１】
これら終了回数設定処理の後に、処理ステータス７に示す運転待機処理に移行することで、前記表示器２０５には「スタート待ち」の表示が表示されることで、スタート可能であることが運動者またはトレーナー等に報知される。この段階において、スタートスイッチ２０７を運動者またはトレーナーが操作すると、侵入センサ１８による検知異常（検出有り）や、脚センサ２５Ｒ、２５Ｌによる脚検知異常（検出なし）や、狭持センサ２６による検知異常（検出有り）や、着座センサ２７による着座検知異常（検出なし）等の異常検知がない場合において、運動動作が開始されるとともに、表示パネル基板２００に対して運転開始が通知されて経過時間の計測が開始され、ステータス８に示す運転中処理へ移行する。
【００７２】
一方、処理ステータス７においてストップスイッチ２０６を運動者またはトレーナーが操作すると、前述した処理ステータス０に示す待機状態に戻り、リモコン２１の設定スイッチ２３を操作すると、前記処理ステータス２〜処理ステータス５の設定処理が実施されて、設定内容の変更を実施できる。
【００７３】
これら運転開始によりモータの動作状態は、初期状態のステータス０のアイドル状態からステータス１０へ移行し閉じる方向への動作を開始し、ステータス１１へ進む。尚、この際、運動回数が前記終了回数設定処理にて設定された終了回数に達した場合には、腕可動部４Ｌ、４Ｒと脚可動部５Ｌ、５Ｒとを両モータ１０、３０を駆動して原点位置に移動させた後、ステータス０に戻りアイドル状態へ移行する。
【００７４】
ステータス１１においては、閉じる方向の動作終了待ち、つまり、腕可動部４Ｌ、４Ｒと脚可動部５Ｌ、５Ｒとの角度位置が閉状態の角度となったかの判定待ちを実施し、角度位置が閉状態の角度にて停止するように両モータ１０、３０の駆動を制御するとともに、該両モータ１０、３０の停止に基づく閉動作終了時に、１を加算した動作回数（初期値０）を表示パネル基板２００へ送信することで、動作回数を表示器２０５に表示した後、ステータス１２へ移行する。
【００７５】
ステータス１２においては、前記インターバル待機時間設定にて設定されたインターバル待機時間の経過を、ＭＰＵ１０１が内蔵するタイマによるカウントアップにより特定し、該インターバル待機時間の経過を待ってステータス２０へ移行することで、腕可動部４Ｌ、４Ｒと脚可動部５Ｌ、５Ｒとが閉状態にて、インターバル待機時間の間動作停止される。
【００７６】
ステータス２０においては、両モータ１０、３０の駆動が開始されることで、腕可動部４Ｌ、４Ｒと脚可動部５Ｌ、５Ｒの開く方向への動作が開始されステータス２１へ進む。
【００７７】
ステータス２１においては、開く方向の動作終了待ち、つまり、腕可動部４Ｌ、４Ｒと脚可動部５Ｌ、５Ｒとの角度位置が角度設定された角度となったかの判定待ちを実施し、角度位置が角度設定された角度にて停止するように両モータ１０、３０の駆動を制御するとともに、該両モータ１０、３０の停止に基づく開動作終了時に、１を加算した動作回数（初期値０）を表示パネル基板２００へ送信することで、動作回数を表示器２０５に表示した後、ステータス２２へ移行する。
【００７８】
ステータス２２においては、前記ストレッチ時間設定にて設定されたストレッチ時間の経過を、ＭＰＵ１０１が内蔵するタイマによるカウントアップにより特定し、該ストレッチ時間の経過を待ってステータス１０へ移行することで、腕可動部４Ｌ、４Ｒと脚可動部５Ｌ、５Ｒとが開状態にて、ストレッチ時間の間動作停止されることで、関節の緊張状態が維持されるような状態に保持される。
【００７９】
尚、本実施例では、関節の緊張状態が維持されるような状態として、ストレッチ時間の間、腕可動部４Ｌ、４Ｒと脚可動部５Ｌ、５Ｒの動作を停止しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、これら腕可動部４Ｌ、４Ｒと脚可動部５Ｌ、５Ｒの動作をストレッチ時間の間においてごく小さく微動させることで、開位置近傍において所定期間滞留されることで、関節の緊張状態が維持されるような状態を形成するようにしても良い。
【００８０】
このように、ステータス１０→ステータス１１→ステータス１２→ステータス２０→ステータス２１→ステータス２２→ステータス１０を繰返し実施することで、閉動作→インターバル待機時間停止→開動作→ストレッチ時間停止→閉動作が繰返し実施される。
【００８１】
これら運転中において実施される処理ステータス８に示す運転中処理においては、前記にて計測が開始された経過時間と、動作回数とが表示器２０５に表示される。そして、侵入センサ１８による検知異常（検出有り）や、脚センサ２５Ｒ、２５Ｌによる脚検知異常（検出なし）や、狭持センサ２６による検知異常（検出有り）や、着座センサ２７による着座検知異常（検出なし）等の異常検知があった場合、或いは非常停止スイッチ２２の操作があった場合には処理ステータス１１に示す緊急停止処理へ移行し、ストップスイッチ２０６が操作された場合には処理ステータス９に示す運転中断処理へ移行し、動作回数が終了回数に達した場合には、処理ステータス１０に示す運転終了処理に移行する。
【００８２】
異常検知があった場合或いは非常停止スイッチ２２が操作された場合に移行する処理ステータス１１に示す緊急停止処理においては、腕可動部４Ｌ、４Ｒと脚可動部５Ｌ、５Ｒの動作を両モータ１０、３０の駆動を停止することで停止させるとともに、スタートスイッチ２０７の操作により両モータ１０、３０を駆動して腕可動部４Ｌ、４Ｒと脚可動部５Ｌ、５Ｒとを基準位置に移動して停止させた後、スタートスイッチ２０７或いはストップスイッチ２０６のいずれかの操作により処理ステータス０に戻る。
【００８３】
ストップスイッチ２０６が操作された場合に移行する処理ステータス９に示す運転中断処理では、ストップスイッチ２０６が操作された時点で両モータ１０、３０の駆動を停止して、腕可動部４Ｌ、４Ｒと脚可動部５Ｌ、５Ｒの動作を停止するとともに、運転中断を表示パネル基板２００に通知することで、前記経過時間の計測が中断されるとともに、表示器２０５には「中断中」が表示される。そして、スタートスイッチ２０７の操作により再度処理ステータス８に示す運転中処理に戻ることで、腕可動部４Ｌ、４Ｒと脚可動部５Ｌ、５Ｒの動作が再開されるとともに、経過時間の計測が再開される。一方、「中断中」の表示中においてストップスイッチ２０６が操作された場合には、処理ステータス７に示す運転待機処理に戻ることで、運動が中止される。
【００８４】
また、動作回数が終了回数に達した場合に移行する処理ステータス１０に示す運転終了処理では、運転結果である運動回数と経過時間とが表示器２０５に再表示されるとともに、これら運動回数と経過時間と当該日時とを含む運動履歴情報と、前記ＲＡＭ１０３に記憶された設定データとをメモリカード２２１に記憶するとともに、出力手段としての前記外部通信回路１０４から管理コンピュータに運動履歴情報と設定データとを送信した後、スタートスイッチ２０７或いはストップスイッチ２０６のいずれかの操作により処理ステータス７に示す運転待機処理に戻る。
【００８５】
以上、本実施例の他動式運動補助装置１によれば、前記反転位置決定操作部であるリモコン２１の設定スイッチ２３を操作することで、その時点において、前記入力手段となるモータコントロール回路１０８、１１０より主基板１００のＭＰＵ１０１に入力されている腕可動部４Ｌ、４Ｒの位置と、脚可動部５Ｌ、５Ｒの位置とが前記ＲＡＭ１０３に記憶される設定データにより特定される位置において関節の運動方向が反転するように、制御部である主基板１００が腕可動部４Ｌ、４Ｒや脚可動部５Ｌ、５Ｒの動作を制御するため、可動部の動作範囲となる関節の運動方向が反転する可動部の位置を、前記設定スイッチ２３を操作して入力するのみで、可動部の動作範囲の変更設定を簡便かつ迅速に実施することができる。
【００８６】
また、本実施例の他動式運動補助装置１によれば、前記記録媒体であるメモリカード２２１を前記記録媒体処理手段となる第２シリアル通信回路２０３を備えるカードスロット２２０に装着することで、該装着されたメモリカード２２１から関節の運動方向が反転する可動部の位置を特定可能な情報である設定データが読み出されて、前記制御手段である主基板１００が、該読み出された情報である設定データにより特定される位置において関節の運動方向が反転するように腕可動部４Ｌ、４Ｒや脚可動部５Ｌ、５Ｒの動作を制御するため、可動部の動作範囲の変更設定を簡便かつ迅速に実施することができる。
【００８７】
また、本実施例の他動式運動補助装置１によれば、前記制御手段である主基板１００が、前記位置検出手段であるモータコントロール回路１０８、１１０に設けられた角度検出回路により検出される腕可動部４Ｌ、４Ｒや脚可動部５Ｌ、５Ｒの位置に基づいて腕可動部４Ｌ、４Ｒや脚可動部５Ｌ、５Ｒの動作を制御するため、より高精細に関節の運動方向が反転する位置の設定を実施できるとともに、より正確な腕可動部４Ｌ、４Ｒや脚可動部５Ｌ、５Ｒの動作制御を実施できる。
【００８８】
また、本実施例の他動式運動補助装置１によれば、駆動装置である駆動モータ１０、３０の駆動を制御することで、前記反転位置情報記憶手段であるＲＡＭ１０３に記憶されている設定データ（前記記憶媒体であるメモリカード２２１から読み出されて記憶されている設定データを含む）により特定される位置において反転動作を実施させることが可能となり、可動部を反転動作させるための特別な機構を必要としないことから、装置の構成を簡素化できる。
【００８９】
また、本実施例の他動式運動補助装置１によれば、腕可動部４Ｌ、４Ｒや脚可動部５Ｌ、５Ｒを関節の運動方向が反転する位置に移動させて、反転位置決定操作部となる設定スイッチ２３を操作することで、該操作時点において、前記位置検出手段であるモータコントロール回路１０８、１１０に設けられた角度検出回路により検出された腕可動部４Ｌ、４Ｒや脚可動部５Ｌ、５Ｒの位置を特定可能な情報である設定データが前記反転位置情報記憶手段であるＲＡＭ１０３或いは記録媒体であるメモリカード２２１に記憶されるようになるため、関節の運動方向が反転する位置の入力を簡便に実施することができる。
【００９０】
また、本実施例の他動式運動補助装置１によれば、運動量設定手段となる主基板１００にて実施される前記処理ステータス５における終了回数設定処理において設定された運動量の指標となるパラメータの値である動作回数の回数値（終了回数）に、運動量計測手段である主基板１００が計測した動作回数の回数値が達したことを契機として運動を終了する制御（運転終了処理）が前記制御部となる主基板１００にて実施されるようになるため、これら設定された回数値の運動を的確に実施することができる。
【００９１】
また、本実施例の他動式運動補助装置１によれば、前記運動量計測手段である主基板１００が計測した動作回数の回数値と経過時間とが表示手段である表示器２０５に表示されるようになるため、利用者やトレーナーが、これらパラメータの値である動作回数の回数値と経過時間とを把握することができる。
【００９２】
また、本実施例の他動式運動補助装置１によれば、前記運転終了処理において、運動量の指標となるパラメータの値を特定可能な情報となる運動（動作）回数と経過時間と当該日時とを含む運動履歴情報が、記録媒体であるメモリカード２２１に記録されることにより、該メモリカード２２１から運動履歴情報を読み出すことで、運動の管理や診断に該運動履歴情報を資することができる。
【００９３】
また、本実施例の他動式運動補助装置１によれば、前記運転終了処理において、運動量の指標となるパラメータの値を特定可能な情報となる運動（動作）回数と経過時間と当該日時とを含む運動履歴情報が、外部装置である管理コンピュータに送信されることで、該管理コンピュータに運動履歴情報を記憶、管理することができる。
【００９４】
以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。
【００９５】
例えば、前記実施例では、腕可動部４Ｌ、４Ｒ並びに脚可動部５Ｌ、５Ｒの反転位置の設定を、リモコン２１に設けた微動スイッチ２４にて所望の反転位置に腕可動部４Ｌ、４Ｒ並びに脚可動部５Ｌ、５Ｒを移動させて、設定スイッチ２３を操作することで、その時点での位置が設定角度として入力、記憶されることで設定されるようになっているが、本発明はこれに限定されるものではなく、これらの設定を、例えば完全に閉じた位置からの角度や前記原点からの角度を、テンキー等から４５度や５８度…のように数値にて入力することで設定するようにしても良いし、或いは予め設定値１が２０度、設定値２が２５度…のように定められている場合には、該設定値の値を入力することで設定ができるようにしても良い。
【００９６】
また、前記実施例では、設定データに含まれる反転位置のデータ形式としては、原点からの角度情報のデータとしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、これら反転位置を特定可能な情報の形式としては、角度や角度を示す関数値以外に、前記角度検出回路においてカウントされているカウント値や、予め設定値１が２０度、設定値２が２５度…のように定められている場合における設定値の値等であっても良い。
【００９７】
また、前記実施例では、両モータ１０、３０としてサーボモータを使用し、原点位置を各開閉動作毎に検出して、原点位置の補正を実施するとともに、腕可動部４Ｌ、４Ｒ並びに脚可動部５Ｌ、５Ｒの位置を検出するための位置検出手段である角度検出回路を有することで、安価にて良好な精度を有し、且つ良好な開閉トルクを伴った運転を可能としているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、モータ１０、３０として入力パルスに応じて回転するステッピングモータ等を使用して、原点位置の補正等を実施することなく、モータの回転制御を実施できるようにして、これら角度検出回路等による腕可動部４Ｌ、４Ｒ並びに脚可動部５Ｌ、５Ｒの位置を検出を実施しない構成としても良い。
【００９８】
また、前記実施例では、両モータ１０、３０の駆動の制御、具体的には駆動方向の反転により腕可動部４Ｌ、４Ｒ並びに脚可動部５Ｌ、５Ｒの運動方向の反転を実施しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、これら両モータ１０、３０の駆動方向を一方向として、前記腕可動部４Ｌ、４Ｒ並びに脚可動部５Ｌ、５Ｒの運動方向を反転させる反転機構を設けても良い。
【００９９】
また、前記実施例においては、運動量の指標となるパラメータとして運動回数と経過時間とを計測するようにしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、これら運動量の指標となるパラメータとして、運動回数や経過時間以外のパラメータを計測するようにしても良いし、運動量である消費カロリー量を、運動負荷や運動回数と経過時間等の各種パラメータより算出して、表示或いは記録するようにしても良い。
【０１００】
また、前記実施例では、前記運動量の指標となるパラメータとして運動回数と経過時間とを表示器２０５に表示するようにしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、これらの表示を実施しない構成としても良い。
【０１０１】
また、前記実施例では、終了回数に達した段階において自動的に停止するように制御されるが、本発明はこれに限定されるものではなく、これらの終了回数に達したことを音声や音、或いは表示やランプの点灯等により報知するようにしても良い。
【０１０２】
また、前記実施例では、記録媒体としてメモリカード２２１を使用しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、これら記録媒体としては、設定データ等のデータを記憶できるものであれば使用することができ、例えば磁気カードや非接触のＩＣカード等であっても良い。
【０１０３】
また、前記実施例では、運動履歴情報を管理コンピュータに送信するようにしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、これら運動履歴情報を赤外線通信や近距離無線通信等により利用者の携帯電話に送信して、管理できるようにしたり、或いは、前記管理コンピュータがさらに運動履歴情報を管理センタに設置されている管理サーバ等に送信して運動履歴情報を管理するようにしても良い。
【０１０４】
また、前記実施例では、設定データと運動履歴情報を同一のメモリカード２２１に記録しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、これらを個別のメモリカード２２１や、その他の記録媒体に記録するようにしても良い。
【０１０５】
また、前記実施例では、メモリカード２２１をメモリストロット２２０に装着するようにしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば利用者が装着可能とされた腕輪に非接触のＩＣカードを内設して記録媒体とし、、該腕輪を読み取り装置に近接させることで、設定データを読み出すようにしても良い。
【０１０６】
また、前記実施例の他動式運動補助装置１では、緊張状態が維持されるような動作状態である停止を実施するようにしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、これらの停止等の緊張状態の維持を実施しない構成としても良いし、或いは、これらの停止或いは微動による滞留を、開位置に到る経路中において多段的に実施して徐々に高い緊張状態を形成するようにしても良いし、或いは、複数回の開閉に１回実施したり、運動の終盤においてこれらの停止を実施するようにしても良い。
【０１０７】
また、前記実施例の他動式運動補助装置１では、処理ステータス４に示すストレッチ時間設定処理においてストレッチ時間を変更設定できるようにしており、このようにすることは、各個人毎に適したストレッチ動作状態の所定期間であるストレッチ時間を設定することができることから好ましいが、本発明はこれに限定されるものではなく、これらストレッチ時間は変更不可で一義的とされていても良い。
【０１０８】
また、前記実施例の他動式運動補助装置１では、腕と脚とを同時に反復運動させており、このようにすることは、両肩関節と両股関節とを同時に反復運動させることができ、これら両肩関節と両股関節とを個別に反復運動される場合に比較して短時間にて運動を終えることができることから好ましいが、本発明はこれに限定されるものではなく、これら反復運動を腕のみ或いは脚のみについて実施するものであっても良いし、更には、腕と脚以外の関節や、脚と腕以外の関節の組み合わせによるものとしても良い。
【０１０９】
また、前記実施例の他動式運動補助装置１では、有線のリモコン２１を使用しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、これらリモコンを無線や赤外線等の非接触通信によるリモコンとしても良い。
【０１１０】
【発明の効果】
本発明によれば、次のような効果が得られる。
（ａ）請求項１に記載の発明によれば、前記制御手段が反転位置情報記憶手段に記憶されている情報により特定される位置において関節の運動方向が反転するように前記可動部の動作を制御するため、前記入力手段から、可動部の動作範囲となる関節の運動方向が反転する可動部の位置を入力するのみで、可動部の動作範囲の変更設定を簡便かつ迅速に実施することができる。
【０１１１】
（ｂ）請求項２に記載の発明によれば、前記記録媒体を前記記録媒体処理手段に装着することで、該装着された記録媒体から関節の運動方向が反転する可動部の位置を特定可能な情報が読み出されて、前記制御手段が、該読み出された情報により特定される位置において関節の運動方向が反転するように前記可動部の動作を制御するため、可動部の動作範囲の変更設定を簡便かつ迅速に実施することができる。
【０１１２】
（ｃ）請求項３に記載の発明によれば、前記制御手段が前記位置検出手段により検出される前記可動部の位置に基づいて前記可動部の動作を制御するため、より高精細に関節の運動方向が反転する位置の設定を実施できるとともに、より正確な可動部の動作制御を実施できる。
【０１１３】
（ｄ）請求項４に記載の発明によれば、前記可動部を反転動作させるための特別な機構を必要とぜずに、駆動装置の駆動を制御することで、前記反転位置情報記憶手段或いは前記記憶媒体に記憶されている情報により特定される位置において反転動作を実施させることが可能となるため、装置の構成を簡素化できる。
【０１１４】
（ｅ）請求項５に記載の発明によれば、関節の運動方向が反転する位置の入力を簡便に実施することができる。
【０１１５】
（ｆ）請求項６に記載の発明によれば、設定された運動量或いは運動量の指標となるパラメータの値にて運動が自動停止するようになり、所望の運動量或いは運動量の指標となるパラメータの値の運動を的確に実施することができる。
【０１１６】
（ｇ）請求項７に記載の発明によれば、利用者は各時点における運動量或いは運動量の指標となるパラメータの値を把握することができる。
【０１１７】
（ｈ）請求項８に記載の発明によれば、記録媒体から運動量或いは運動量の指標となるパラメータの値を特定可能な運動履歴情報を読み出すことで、運動の管理や診断に該運動履歴情報を資することができる。
【０１１８】
（ｉ）請求項９に記載の発明によれば、外部装置、例えば利用者の携帯電話や管理センタのコンピュータ等において、運動履歴情報を記憶、管理することができる。
【０１１９】
（ｊ）請求項１０に記載の発明によれば、制御部により前記可動部が、関節の緊張状態が維持されるような動作状態とされるため、反復運動において関節の緊張状態の維持が繰返し実施されるようになるために、可動範囲の低下を回避、或いは低下した可動範囲を拡大する効果を従来の装置に比較してより高いものとすることができ、より短時間にて十分な効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例における他動式運動補助装置を示す外観斜視図である。
【図２】本発明の実施例における駆動機構を示す図である。
【図３】本発明の実施例の他動式運動補助装置における動作状況を示す図である。
【図４】本発明の実施例の他動式運動補助装置における表示パネルを示す図である。
【図５】本発明の実施例の他動式運動補助装置の各電子部品の構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の実施例の他動式運動補助装置おけるモータ制御の状況を示す説明図である。
【図７】（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施例の他動式運動補助装置に用いたセンサ用プレートを示す図である。
【図８】本発明の実施例の他動式運動補助装置おける処理内容の流れを示す図である。
【図９】本発明の実施例の他動式運動補助装置おけるモータ駆動の流れ（ステータス）を示す図である。
【符号の説明】
１ 運動補助装置
２ 座面部
３ 背凭れ部
４Ｒ、４Ｌ 腕可動部
５Ｒ、５Ｌ 脚可動部
６Ｒ、６Ｌ 脚用ポール
７ 把手
７Ｒ、７Ｌ 腕用ポール
９ａ クッション材
９ｂ 円盤
９ 脚保持体
１０ 腕用モータ
１０ａ 駆動軸
１１ 減速機
１１ａ 出力軸
１２Ｒ 、１２Ｌ 腕用回動軸
１３ａ リンク棒
１４Ｌ、１４Ｒ 取付片
１５ａ リンク棒
１８ 侵入センサ
１９ 上部アーム
２０ 表示パネル
２１ リモコン
２２ 非常停止スイッチ
２３ 設定スイッチ
２４ 微動スイッチ
２５Ｒ、２５Ｌ 脚センサ
２６ 狭持センサ
２７ 着座センサ
２８ 腕用原点センサ
２９ 脚用原点センサ
３０ 脚用モータ
３０ａ 駆動軸
３１ 減速機
３１ａ 出力軸
３２Ｒ、３２Ｌ 脚用回動軸
３３ａ リンク棒
３４Ｒ、３４Ｌ 取付片
３５ａ リンク棒
４０ 制御ユニット
１００ 主基板
１０１ ＭＰＵ
１０３ ＲＡＭ
１０４ 外部通信回路
１０６ スイッチ入力回路
１０７ センサー入力回路
１０８ モータコントロール回路
１０９ 腕用モータ電流測定回路
１１０ 脚用モータコントロール回路
１１１ 脚用モータ電流測定回路
２００ 表示パネル基板
２０１ ＭＰＵ
２０２ 第１シリアル通信回路
２０３ 第２シリアル通信回路
２０４ 表示制御回路
２０５ 前記表示器
２０６ ストップスイッチ
２０７ スタートスイッチ
２０８ スイッチ入力回路
２２０ カードスロット
２２１ メモリカード

Claims (10)

1. 駆動装置と、該駆動装置により身体の少なくとも１つの関節が反復運動を行うように動作される可動部とを備え、可動部が動作する補助力により関節のストレッチ運動を行う他動式運動補助装置において、
   前記可動部の動作に伴って運動する関節の運動方向が反転する可動部の位置を入力する入力手段と、
   該入力手段より入力された可動部の位置を特定可能な情報を記憶するための反転位置情報記憶手段と、
   前記反転位置情報記憶手段に記憶されている位置において関節の運動方向が反転するように前記可動部の動作を制御する制御手段と、
   を備えることを特徴とする他動式運動補助装置。
2. 駆動装置と、該駆動装置により身体の少なくとも１つの関節が反復運動を行うように動作される可動部とを備え、可動部が動作する補助力により関節のストレッチ運動を行う他動式運動補助装置において、
   前記可動部の動作に伴って運動する関節の運動方向が反転する可動部の位置を特定可能な情報が記録された記録媒体を受付けて、該記録媒体に記録されている記録情報の少なくとも読み取りを行う記録媒体処理手段と、
   該記録媒体処理手段にて前記記録媒体から読み出した情報により特定される位置において関節の運動方向が反転するように前記可動部の動作を制御する制御手段と、
   を備え、
   前記記録媒体が、前記記録媒体処理手段に着脱可能とされていることを特徴とする他動式運動補助装置。
3. 前記可動部の位置を検出するための位置検出手段を備え、
   前記制御手段は、前記位置検出手段により検出される前記可動部の位置に基づいて、前記反転位置情報記憶手段に記憶されている情報から特定される位置において関節の運動方向が反転するように前記可動部の動作を制御する請求項１または２に記載の他動式運動補助装置。
4. 前記制御手段は、前記可動部を前記反転位置情報記憶手段または前記記憶媒体に記憶されている情報により特定される位置において反転動作させるための制御を、前記駆動装置の駆動を制御することで実施する請求項１〜３のいずれかに記載の他動式運動補助装置。
5. 反転位置決定操作部を備え、
   前記制御部は、前記反転位置決定操作部が操作された時点において、前記位置検出手段にて検出された前記可動部の位置を特定可能な情報を前記反転位置情報記憶手段或いは記録媒体に記憶する請求項１〜４のいずれかに記載の他動式運動補助装置。
6. 運動量或いは運動量の指標となるパラメータを計測するための運動量計測手段と、運動量或いは運動量の指標となるパラメータの値を設定するための運動量設定手段と、を備え、前記制御部は、運動量設定手段にて設定された運動量或いは運動量の指標となるパラメータの値に運動量計測手段にて計測された運動量或いは運動量の指標となるパラメータの値が達したことを契機として運動を終了する制御を行なう請求項１〜５のいずれかに記載の他動式運動補助装置。
7. 前記運動量計測手段にて計測された運動量或いは運動量の指標となるパラメータの値を表示する表示手段を備える請求項６に記載の他動式運動補助装置。
8. 前記運動量計測手段にて計測された運動量或いは運動量の指標となるパラメータの値を特定可能な運動履歴情報を前記記録媒体に記録する請求項６または７に記載の他動式運動補助装置。
9. 前記反転位置情報記憶手段或いは前記記録媒体に記憶されている情報および／または前記運動量計測手段にて計測された運動量或いは運動量の指標となるパラメータの値を特定可能な運動履歴情報を外部に出力するための出力手段を備える請求項６〜８のいずれかに記載の他動式運動補助装置。
10. 前記制御部は、前記可動部の動作状態を、該可動部の動作に伴って運動される関節の緊張状態が維持されるような状態に制御する請求項１〜９のいずれかに記載の他動式運動補助装置。

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