JP2012050728A - Exercise device for recovering function of semi-paralyzed finger - Google Patents

Exercise device for recovering function of semi-paralyzed finger Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exercise device capable of urging spontaneous extension.SOLUTION: The exercise device 100 for recovering the functions of a semi-paralyzed finger includes a hand rest 102 that reciprocates up and down while using a position near the wrist of a hand placed thereon as a fulcrum 26 of oscillation; a finger bending mechanism 105 for pushing down and bending one finger of the hand placed on the hand rest 102, without obstructing extension action by which the finger bent returns to its original position; and a finger tapping mechanism 108 for tapping the root of the finger pushed down by the finger bending mechanism 105 to urge the extension action. Since the extension of the finger 11 is spontaneous extension action, the patient is urged to extend his finger spontaneously and the effect of recovery exercise can be enhanced.

Description

本発明は、片方の手の指が麻痺した患者の前記指を回復訓練させる片麻痺指機能回復訓練装置に関する。   The present invention relates to a hemiplegic finger function recovery training device for recovery training of a finger of a patient who has been paralyzed with a finger of one hand.

脳卒中を発症すると片麻痺が残ることが少なくない。この片麻痺には、リハビリテーションにより、指の機能を回復させることが可能である。このリハビリテーションは、熟練した医師や療養士の手で実施されるが、訓練が長時間、長期間に亘るため、医師や療養士の身体的な負担が大きい。
この負担を解消することを目的に、従来、訓練装置が提案されている(例えば、特許文献1(図15)参照。)。
Hemiplegia often remains after a stroke. In this hemiplegia, finger function can be restored by rehabilitation. This rehabilitation is carried out by skilled doctors and therapists, but since the training takes a long time and a long period of time, the physical burden on the doctors and therapists is great.
For the purpose of eliminating this burden, conventionally, a training apparatus has been proposed (see, for example, Patent Document 1 (FIG. 15)).

特許文献1を次図に基づいて説明する。
図27は従来の技術の基本原理を説明する図であり、この訓練装置200では、想像線で示される手201を支える第2支持本体202からリンク203〜206が延びており、リンク204とリンク205との連結部に第5装着部207が設けられ、リンク206の先端に第4装着部208が設けられている。
Patent document 1 is demonstrated based on the following figure.
FIG. 27 is a diagram for explaining the basic principle of the prior art. In this training apparatus 200, links 203 to 206 extend from a second support body 202 that supports a hand 201 indicated by an imaginary line. A fifth mounting portion 207 is provided at a connection portion with 205, and a fourth mounting portion 208 is provided at the tip of the link 206.

特許文献1段落番号[0078]に記載されているように、上記の構成により、第2指から第5指用の指動作支援機構は、患側上肢手指を種々の態様に変位させることができる。   As described in paragraph [0078] of Patent Document 1, with the above configuration, the finger movement support mechanism for the second finger to the fifth finger can displace the affected upper limb finger in various modes.

第4装着部208や第5装着部207で、指209に外から力を加えて屈曲させることを、他動的屈曲と呼ぶことにする。また、指209に外力を加えて伸張させることを、他動的伸張と呼ぶ。一方、外力を加えないで、患者の力により指209を伸張させることを自力的伸張と呼ぶことにする。   The bending of the finger 209 by applying a force from the outside at the fourth mounting portion 208 or the fifth mounting portion 207 is referred to as other dynamic bending. In addition, extending the finger 209 by applying an external force is referred to as other dynamic extension. On the other hand, extending the finger 209 by the patient's force without applying external force is referred to as self-stretching.

指209に、他動的屈曲と他動的伸張とを交互に繰り返す従来の訓練装置では、患者自身の力が反映されているか否かが不明である。患者自身の力が反映されていなければ、訓練の効果が小さく、訓練が長期化する。
そのため、自力的伸張を促すことができる訓練装置が望まれる。
In the conventional training apparatus that alternately repeats other dynamic flexion and other dynamic extension on the finger 209, it is unclear whether or not the patient's own force is reflected. If the patient's own power is not reflected, the effect of the training is small and the training is prolonged.
Therefore, a training apparatus that can promote self-extension is desired.

特開2008−67852公報JP 2008-67852 A

本発明は、自力的伸張を促すことが可能な訓練装置を提供することを課題とする。   An object of the present invention is to provide a training device that can promote self-stretching.

請求項1に係る発明は、片方の手の指が麻痺した患者の前記指を回復訓練させる片麻痺指機能回復訓練装置であって、
この片麻痺指機能回復訓練装置は、手を載せる手載せ台と、この手載せ台に載せられた手の指の一本を押し下げて屈曲させ、屈曲された指が元に戻ろうとする伸張動作は妨げない指屈曲機構と、この指屈曲機構で押し下げられた前記指の付け根を叩いて前記伸張動作を促す指叩き機構とからなり、
前記指屈曲機構は、前記手載せ台の下方に設けられている第1軸から前記手載せ台にほぼ沿って延び、前記第1軸を中心に上下に旋回する第1アームと、この第1アームを上下に旋回させる第1サーボモータと、前記第1アームに加わるトルクを検出する第1トルク計測機構と、前記第1アーム上を移動可能に設けられる第1スライダと、前記手載せ台の上方に設けられている第2軸から前記第1アームに交差するように延ばされ、前記第2軸を中心に上下に旋回する第2アームと、この第2アームを上下に旋回させる第2サーボモータと、前記第2アームに加わるトルクを検出する第2トルク計測機構と、前記第2アーム上を移動可能に設けられる第2スライダと、前記第1スライダから上方に向かって延ばされる第1延長部と、前記第2スライダから前記手載せ台に向かって延ばされる第2延長部と、前記第1延長部の先端が前記第2延長部の先端に交差する交点で、前記第1延長部及び前記第2延長部を揺動自在に支持すると共に、前記指を押し下げる指押し部と、前記第1・第2トルク計測機構からトルク情報を取得し前記第1サーボモータ及び第2サーボモータを制御する制御部とからなることを特徴とする。
The invention according to claim 1 is a hemiplegic finger function recovery training device for recovery training of the finger of a patient whose finger of one hand is paralyzed,
This hemiplegic finger function recovery training device has a hand platform on which a hand is placed and an extension operation in which one of the fingers on the hand platform is pushed down to bend and the bent finger tries to return. Consists of a finger bending mechanism that does not hinder and a finger tapping mechanism that urges the base of the finger pushed down by this finger bending mechanism to promote the extension operation,
The finger bending mechanism includes a first arm that extends substantially along the hand platform from a first shaft provided below the hand platform and pivots up and down around the first axis. A first servo motor that pivots the arm up and down, a first torque measuring mechanism that detects torque applied to the first arm, a first slider that is movably provided on the first arm, and a A second arm that extends from a second axis provided above to intersect the first arm and pivots up and down around the second axis, and a second arm that pivots the second arm up and down. A servo motor; a second torque measuring mechanism for detecting a torque applied to the second arm; a second slider movably provided on the second arm; and a first extending upward from the first slider. An extension and the second A second extension extending from the rider toward the platform, and an intersection at which a tip of the first extension intersects a tip of the second extension, the first extension and the second extension It comprises a finger pressing unit that supports the swinging and depressing the finger, and a control unit that acquires torque information from the first and second torque measurement mechanisms and controls the first servo motor and the second servo motor. It is characterized by that.

請求項2に係る発明では、前記指叩き機構は、前記第2アームの側方に設けられるレール部材と、このレール部材で案内されて走行する移動体と、この移動体に揺動自在に支持される第3アームと、この第3アームの先端に回転可能に設けられ前記指の付け根を叩く指叩きローラと、この指叩きローラを前記指の付け根に向かって進退させる第3サーボモータとからなることを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, the finger tapping mechanism includes a rail member provided on the side of the second arm, a moving body that is guided by the rail member, and a swingable support on the moving body. A third arm to be rotated, a finger tapping roller that is rotatably provided at the tip of the third arm and strikes the base of the finger, and a third servo motor that advances and retracts the finger tapping roller toward the base of the finger. It is characterized by becoming.

請求項3に係る発明では、前記手載せ台は、前記手の手首の近傍を揺動支点として上下に往復動することを特徴とする。   The invention according to claim 3 is characterized in that the hand platform reciprocates up and down with the vicinity of the wrist of the hand as a swing fulcrum.

請求項4に係る発明は、前記手載せ台を揺動させる揺動軸に、前記手載せ台を上下に往復動させる第4サーボモータが接続され、前記手載せ台に加わるトルクを検出する手載せ台トルク計測機構が、前記手載せ台の裏面に設けられ、前記制御部で、前記手載せ台トルク計測機構からトルク情報を取得し、前記第4サーボモータを制御することを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, a fourth servo motor that reciprocates the hand table up and down is connected to a swing shaft that swings the hand table, and a hand that detects torque applied to the table is detected. A platform torque measurement mechanism is provided on the rear surface of the platform, and the control unit acquires torque information from the platform platform torque measurement mechanism and controls the fourth servo motor.

請求項5に係る発明では、前記手載せ台は、前記往復動の範囲を規定するストッパ機構を備えていることを特徴とする。   The invention according to claim 5 is characterized in that the hand platform is provided with a stopper mechanism for defining the range of the reciprocation.

請求項1に係る発明では、指叩き機構で、屈曲後の指の付け根を叩く。すると、患者の運動神経が刺激され、指が元に戻ろうとし自力的伸張が期待される。
すなわち、本発明によれば、自力的伸張を促すことが可能な訓練装置が提供される。
In the invention which concerns on Claim 1, the finger base after a bending | flexion is hit with a finger hitting mechanism. Then, the motor nerves of the patient are stimulated, and the finger tries to return to its original state, and self-stretching is expected.
That is, according to the present invention, a training apparatus capable of promoting self-stretching is provided.

さらに、請求項1に係る発明では、患者の指に他動的屈曲と自力的伸張とを行わせる訓練装置において、患者の指を移動させる機構を、第1アーム及び第2アームと、これらの第1アーム及び第2アームを作動させる第1サーボモータ及び第2サーボモータと、第1スライダ及び第2スライダから延長される延長部同士の交点に配置した指押し部で構成した。
第1アームを第1サーボモータで駆動し、第2アームを第2サーボモータで駆動する。
第1サーボモータの出力と第2サーボモータの出力とを制御することにより、指押し部を任意の位置に保持させることができ、任意の移動軌跡上を移動させることができる。
Furthermore, in the invention which concerns on Claim 1, in the training apparatus which makes a patient's finger perform passive bending and self-stretching, the mechanism which moves a patient's finger is the 1st arm and the 2nd arm, and these The first servo motor and the second servo motor that actuate the first arm and the second arm, and finger pressing portions arranged at the intersections between the first slider and the extended portions extending from the second slider are configured.
The first arm is driven by the first servo motor, and the second arm is driven by the second servo motor.
By controlling the output of the first servo motor and the output of the second servo motor, the finger pressing unit can be held at an arbitrary position and can be moved on an arbitrary movement locus.

カム機構でも上記移動軌跡を得ることができるが、移動軌跡を修正する必要が起こると、カムを交換しなければならず、修正が難しい。この点、本発明によれば、モータ出力を変更するだけで対応させることができ、極めて容易に移動軌跡が修正できる。
したがって、多様の患者の訓練を1台の訓練装置に担わせることでき、訓練装置の稼働率を高めることができる。
The above-mentioned movement trajectory can also be obtained by the cam mechanism, but if the movement trajectory needs to be corrected, the cam must be replaced, and correction is difficult. In this regard, according to the present invention, it is possible to cope with this by simply changing the motor output, and the movement locus can be corrected very easily.
Therefore, training of various patients can be carried out by one training apparatus, and the operating rate of the training apparatus can be increased.

加えて請求項1に係る発明では、第2スライダから延ばされる第2延長部は、先端が指押し部に支持される。即ち、第2延長部は、第2スライダから指押し部までを繋ぐ。特に大きな負荷のかからない第2延長部には、厚さの薄い素材を用いることができる。厚さが薄いことで、指押し部の軸方向の長さに第2延長部の厚さを加えた指押し部の幅寸法を小さくすることができる。   In addition, in the invention according to claim 1, the tip of the second extension portion extended from the second slider is supported by the finger pressing portion. That is, the second extension portion connects the second slider to the finger pressing portion. A material having a small thickness can be used for the second extension portion that is not particularly subjected to a large load. Since the thickness is small, the width dimension of the finger pressing part obtained by adding the thickness of the second extension part to the axial length of the finger pressing part can be reduced.

患者は1本の指を指押し部へ差し込む。他の指は指押し部、即ち第2延長部を挟むようにして広げられる。このときに第2延長部の幅寸法が小さければ指を過度に広げる必要はなくなり、患者の負担が軽くなり、訓練がより楽に実施できる。   The patient inserts one finger into the finger press. The other finger is spread so as to sandwich the finger pressing portion, that is, the second extension portion. At this time, if the width of the second extension is small, it is not necessary to spread the fingers excessively, the burden on the patient is reduced, and training can be performed more easily.

請求項2に係る発明では、指叩きローラが回転可能に設けられる。回転可能とすることで、指叩きローラが指に接触することで発生する摩擦を軽減することができる。   In the invention according to claim 2, the finger hitting roller is rotatably provided. By making it possible to rotate, the friction generated when the finger hitting roller comes into contact with the finger can be reduced.

請求項3に係る発明では、手載せ台により患者の手首を揺動させる。指の自力的伸張動作に手首の背屈動作を加えることができ、指だけの訓練に比較して、回復訓練の効果を高めることができる。   In the invention which concerns on Claim 3, a patient's wrist is rock | fluctuated by a hand stand. The wrist dorsiflexion motion can be added to the self-stretching motion of the finger, and the effect of the recovery training can be enhanced as compared with the finger-only training.

請求項4に係る発明では、手載せ台を上下に往復動させる第4サーボモータと、手載せ台に加わるトルクを検出する手載せ台トルク計測機構とを備えた。制御部で第4サーボモータを制御することで、手首についても所定の動きを行うことができる。1台の装置で様々な動きを実現することができ、望ましい。   The invention according to claim 4 includes the fourth servo motor that reciprocates the hand table up and down, and the hand table torque measuring mechanism that detects the torque applied to the table. By controlling the fourth servo motor by the control unit, it is possible to perform a predetermined movement also on the wrist. It is desirable that various movements can be realized with one apparatus.

請求項5に係る発明では、手載せ台は、往復動の範囲を規定するストッパ機構を備えている。所定の範囲を超えて手載せ台が往復動を行おうとした場合であっても、ストッパ機構で所定の範囲を超えての往復動を防止できる。別途ストッパ機構を設けることで、手載せ台の必要以上の移動を確実に防止することができる。   In the invention which concerns on Claim 5, the hand stand is equipped with the stopper mechanism which prescribes | regulates the range of reciprocation. Even when the table is going to reciprocate beyond a predetermined range, the stopper mechanism can prevent reciprocation beyond the predetermined range. By providing a separate stopper mechanism, it is possible to reliably prevent unnecessary movement of the platform.

本発明に係る片麻痺指機能を回復させる訓練の様子を説明する図である。It is a figure explaining the mode of training which recovers the hemiplegia finger function concerning the present invention. 実施例1に係る片麻痺指機能回復訓練装置の斜視図である。1 is a perspective view of a hemiplegic finger function recovery training device according to Embodiment 1. FIG. 片麻痺指機能回復訓練装置の断面図である。It is sectional drawing of a hemiplegia finger function recovery training apparatus. スライダの構造を説明する図である。It is a figure explaining the structure of a slider. 図3の5−5線断面図である。FIG. 5 is a sectional view taken along line 5-5 of FIG. 指屈曲機構の原理を説明するための三角形図である。It is a triangle figure for demonstrating the principle of a finger bending mechanism. 指屈曲機構の作動原理を説明する図である。It is a figure explaining the principle of operation of a finger bending mechanism. 指の他動的屈曲開始から屈曲途中までを説明する作用図である。It is an effect | action figure explaining from a finger's other dynamic bending start to the middle of bending. 指の他動的屈曲終了から自力的伸張を説明する作用図である。It is an action figure explaining self-extension from the end of other dynamic bending of a finger. 指叩き機構の変更実施例を説明する図である。It is a figure explaining the change Example of a finger hitting mechanism. 図10の指叩き機構が指を叩く動作を説明する図である。It is a figure explaining the operation | movement which the finger | toe hitting mechanism of FIG. 図10の指叩き機構が指を刷り上げる動作を説明する図である。It is a figure explaining the operation | movement which the finger tapping mechanism of FIG. 10 prints up a finger. トルク計測機構の斜視図である。It is a perspective view of a torque measurement mechanism. 実施例2に係る片麻痺指機能回復訓練装置の断面図である。It is sectional drawing of the hemiplegic finger function recovery training apparatus which concerns on Example 2. FIG. 実施例2に係る指屈曲機構を説明する斜視図である。It is a perspective view explaining the finger bending mechanism which concerns on Example 2. FIG. 第2スライダの要部断面図である。It is principal part sectional drawing of a 2nd slider. 実施例2に係る指屈曲機構の作動原理を説明する図である。It is a figure explaining the principle of operation of the finger bending mechanism concerning Example 2. 実施例2に係る指屈曲機構の作用説明図である。It is action | operation explanatory drawing of the finger bending mechanism which concerns on Example 2. FIG. 実施例2に係る指叩き機構を説明する斜視図である。It is a perspective view explaining the finger tapping mechanism which concerns on Example 2. FIG. 図19の20−20線断面図である。FIG. 20 is a sectional view taken along line 20-20 in FIG. 19. 実施例2に係る指叩き機構の作用説明図である。FIG. 10 is an operation explanatory diagram of a finger tapping mechanism according to a second embodiment. 実施例2に係る手載せ台を説明する斜視図である。FIG. 6 is a perspective view for explaining a hand rest according to a second embodiment. 実施例2に係る手載せ台の作用説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram of the operation of the hand platform according to the second embodiment. ストッパ機構の説明図である。It is explanatory drawing of a stopper mechanism. 図20の変更例を説明する図である。It is a figure explaining the example of a change of FIG. 図25の作用を説明する図である。It is a figure explaining the effect | action of FIG. 従来の片麻痺指機能回復訓練装置の基本構成を説明する図である。It is a figure explaining the basic composition of the conventional hemiplegia finger function recovery training device.

本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. The drawings are viewed in the direction of the reference numerals.

先ず、本発明が目指す訓練の内容を、図1に基づいて説明する。
図1(a)において、患者の手10の人指し指11に、介助者が力F1を加え、矢印(1)のように、指の屈曲動作を開始する。同時に、介助者は屈曲している手首12を背屈させる(矢印(2))。
First, the content of training aimed by the present invention will be described with reference to FIG.
In FIG. 1 (a), the assistant applies force F1 to the index finger 11 of the patient's hand 10, and starts the bending operation of the finger as indicated by the arrow (1). At the same time, the caregiver bends the bent wrist 12 (arrow (2)).

そして、(b)に示すように力F2により、指11が継続して屈曲される(矢印(3))。
さらに(c)に示すように力F3により、指11が継続して屈曲され(矢印(4))、手首12が屈曲される(矢印(5))。
(a)〜(c)にて、指11が介助者の力Fで屈曲されることを、他動的屈曲という。
Then, as shown in (b), the finger 11 is continuously bent by the force F2 (arrow (3)).
Further, as shown in (c), the finger 11 is continuously bent by the force F3 (arrow (4)), and the wrist 12 is bent (arrow (5)).
In (a) to (c), bending the finger 11 with the force F of the assistant is called other dynamic bending.

次に、(d)にて、指11の付け根13を、介助者が、矢印(6)のように軽く叩く(打つ)。軽く叩くことで、患者の運動神経が刺激され、指11が(e)に示すように伸張し(矢印(7))、(a)に戻る。このときに、介助者の指15、16が患者の指11の上面に添えられ、指11の伸張動作に追従して、介助者の指15、16が上げられる。
(d)〜(e)〜(a)にて、指11は、外力なしで自力で伸張する。このことを、自力的伸張という。
Next, at (d), the assistant taps the base 13 of the finger 11 as shown by the arrow (6). By tapping it, the patient's motor nerve is stimulated, and the finger 11 expands as shown in (e) (arrow (7)) and returns to (a). At this time, the assistant's fingers 15 and 16 are attached to the upper surface of the patient's finger 11, and the assistant's fingers 15 and 16 are raised following the extension operation of the finger 11.
In (d) to (e) to (a), the finger 11 expands by itself without external force. This is called self-stretching.

以上に説明した他動的屈曲及び自力的伸張を、行わせることができる訓練装置の好しい実施例を、図面に基づいて説明する。
図2に示すように、片麻痺指機構回復訓練装置20(以下、訓練装置20と略記する。)は、矩形のベース板21と、このベース板21に垂直に且つ平行に立てた縦壁部22、22と、これらの縦壁部22、22の斜辺に渡され患者の腕24を支える斜面部25と、縦壁部22、22に渡した揺動軸26に支えられ患者の手27を支える手載せ台28と、この手載せ台28の前部から上方へ延ばされた門型又は箱形ブラケット29と、このブラケット29に取付けられ例えば人指し指11を押し下げる指屈曲機構40とを、含む。
A preferred embodiment of a training apparatus capable of performing the other dynamic bending and self-extension described above will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 2, the hemiplegic finger mechanism recovery training device 20 (hereinafter abbreviated as “training device 20”) includes a rectangular base plate 21 and a vertical wall portion that stands vertically and parallel to the base plate 21. 22, 22, a slope portion 25 that supports the patient's arm 24 passed to the hypotenuses of these vertical wall portions 22, 22, and a patient's hand 27 supported by the swing shaft 26 passed to the vertical wall portions 22, 22. A supporting table 28, a gate-shaped or box-shaped bracket 29 extending upward from the front of the table 28, and a finger bending mechanism 40 that is attached to the bracket 29 and depresses the index finger 11, for example. .

図3に示すように、指屈曲機構40は、手載せ台28の下方に設けられている第1軸41から手載せ台28にほぼ沿って延び、第1軸41を中心に上下に旋回する第1アーム42と、手載せ台28から下へ延ばされたL字形のサブブラケット43に支持され第1アーム42を上下に旋回させる第1サーボモータ44と、門型又は箱形ブラケット29上に設けられている第2軸45から第1アーム42に交差するように延ばされ、第2軸45を中心に上下に旋回する第2アーム46と、ブラケット29上に設けられ第2アーム46を上下に旋回させる第2サーボモータ47と、第1アーム42と第2アーム46との交点48に配置され、第1アーム42の軸方向に移動自在に第1アームに取付けられると共に第2アーム46の軸方向に移動自在に第2アーム46に取付けられるスライダ49と、このスライダ49に取付けられ指(図2、符号11)を押し下げる指押し部51と、第1サーボモータ44の回転角度を監視する第1エンコーダ52、及び第2サーボモータ47の回転角度を監視する第2エンコーダ53からの回転角度情報を取得し第1サーボモータ44及び第2サーボモータ47を制御する制御部54と、からなる。   As shown in FIG. 3, the finger bending mechanism 40 extends substantially from the first shaft 41 provided below the hand platform 28 along the hand platform 28, and pivots up and down around the first shaft 41. A first arm 42, a first servo motor 44 that is supported by an L-shaped sub-bracket 43 extending downward from the hand rest 28 and pivots the first arm 42 up and down, and a portal or box-shaped bracket 29 A second arm 46 extending from the second shaft 45 provided to the first arm 42 so as to intersect the first arm 42 and pivoting up and down about the second shaft 45, and a second arm 46 provided on the bracket 29. The second servomotor 47 that pivots up and down is disposed at the intersection 48 of the first arm 42 and the second arm 46, and is attached to the first arm movably in the axial direction of the first arm 42 and the second arm Free to move in 46 axial directions A slider 49 attached to the second arm 46, a finger pressing part 51 attached to the slider 49 for pressing down a finger (FIG. 2, reference numeral 11), a first encoder 52 for monitoring the rotation angle of the first servo motor 44, and It comprises a control unit 54 that acquires rotation angle information from a second encoder 53 that monitors the rotation angle of the second servo motor 47 and controls the first servo motor 44 and the second servo motor 47.

なお、第1アーム42の駆動トルク(Tarm1)を計測することができる特殊な第1トルク計測機構90を、第1アーム42の根元に備え、トルク情報を制御部54に送る。同様に、第2アーム46の駆動トルク(Tarm2)を計測することができる特殊な第2トルク計測機構95を、第2アーム46の根元に備え、トルク情報を制御部54に送る。   A special first torque measurement mechanism 90 that can measure the drive torque (Term1) of the first arm 42 is provided at the base of the first arm 42, and torque information is sent to the control unit 54. Similarly, a special second torque measuring mechanism 95 that can measure the driving torque (Term2) of the second arm 46 is provided at the base of the second arm 46, and torque information is sent to the control unit 54.

トルクは歪(ひずみ)ゲージで歪を計測し、この歪を換算することで求められる。そのための歪ゲージを第1アーム42に直接貼付けることが考えられる。ただし、第1アーム42に発生する歪が微少である場合には、誤差の影響が顕著となり、計測の信頼性が低下する。対策として、本実施例では、歪を拡大(増幅)させることができる特殊なトルク計測機構90、95を採用する。   Torque is obtained by measuring strain with a strain gauge and converting this strain. It can be considered that a strain gauge for this purpose is directly attached to the first arm 42. However, when the distortion generated in the first arm 42 is very small, the influence of the error becomes remarkable, and the reliability of measurement is lowered. As a countermeasure, the present embodiment employs special torque measuring mechanisms 90 and 95 that can expand (amplify) the distortion.

先ず、第1トルク計測機構90を、図13で説明する。
図13において、第1軸41に、回転自在に支持ブロック91が取付けられ、この支持ブロック91に第1アーム42が固定されている。このままでは、第1軸41からの駆動トルクが第1アーム42に伝わらない。
そこで、第1軸41に、駆動板92を固定し、この駆動板92の途中にくびれ部93を設け、このくびれ部93に歪ゲージ94を貼り付け(又は内蔵し)、駆動板92の先端を第1アーム42に連結するようにした。
First, the first torque measurement mechanism 90 will be described with reference to FIG.
In FIG. 13, a support block 91 is rotatably attached to the first shaft 41, and the first arm 42 is fixed to the support block 91. In this state, the driving torque from the first shaft 41 is not transmitted to the first arm 42.
Therefore, the driving plate 92 is fixed to the first shaft 41, a constricted portion 93 is provided in the middle of the driving plate 92, and a strain gauge 94 is attached (or built in) to the constricted portion 93, and the tip of the driving plate 92 is provided. Is connected to the first arm 42.

このような構造の第1トルク計測機構90によれば、第1軸41からの駆動トルクは駆動板92を介して第1アーム42に伝えられる。このときにくびれ部93は他の部位より大きく撓むため、歪が拡大される。
第2アーム46に付属する第2トルク計測機構95も同構造であるため、説明を省略する。
According to the first torque measurement mechanism 90 having such a structure, the drive torque from the first shaft 41 is transmitted to the first arm 42 via the drive plate 92. At this time, since the constricted portion 93 bends more than other portions, the distortion is increased.
Since the second torque measurement mechanism 95 attached to the second arm 46 has the same structure, the description thereof is omitted.

図3に戻って、手載せ台28上に設けられた第3サーボモータ55、この第3サーボモータ55の回転角度を監視する第3エンコーダ56及び第3サーボモータ55で上下に旋回されるパンチ57とからなり、患者の指の付け根を叩く指叩き機構58を、訓練装置20に含む。   Returning to FIG. 3, the third servo motor 55 provided on the hand platform 28, the third encoder 56 for monitoring the rotation angle of the third servo motor 55, and the punch turned up and down by the third servo motor 55 The training apparatus 20 includes a finger striking mechanism 58 for striking the base of the patient's finger.

好ましくは、縦壁部22に設けられ揺動軸26を揺動(回転)させる第4サーボモータ59、及びこの第4サーボモータ59の回転角度を監視する第4エンコーダ61からなり、手載せ台28を上下に往復動させる手首屈伸機構62を、訓練装置20に含む。   Preferably, it comprises a fourth servo motor 59 provided on the vertical wall portion 22 for swinging (rotating) the swing shaft 26 and a fourth encoder 61 for monitoring the rotation angle of the fourth servo motor 59. The training apparatus 20 includes a wrist bending / stretching mechanism 62 that reciprocates 28 up and down.

制御部54は、第1・第2エンコーダ52、53に加えて、第3・第4エンコーダ56、61からの回転角度情報を取得し、第1・第2サーボモータ47に加えて、第3・第4サーボモータ55、59をも総合的に制御する。   The control unit 54 acquires the rotation angle information from the third and fourth encoders 56 and 61 in addition to the first and second encoders 52 and 53, and in addition to the first and second servomotors 47, • The fourth servomotors 55 and 59 are also controlled comprehensively.

次に、第1アーム42と第2アーム46との交点48に配置されるスライダ49の構造を説明する。
図4に示すように、スライダ49は、上下に延びるスライダ本体64と、このスライダ本体64の上部に回転自在に取付けられ第1アーム42の上面に沿って自由に回転する第1コロ65と、スライダ本体64の下部に回転自在に取付けられ第1アーム42の下面に沿って自由に回転する第2コロ66と、スライダ本体64から第1アーム42に沿って延ばされる突起部67と、この突起部67上に回転自在に取付けられ第1アーム42の側面(外側の面)に沿って自由に回転する第3コロ68と、突起部67下に回転自在に取付けられ第1アーム42の側面(外側の面)に沿って自由に回転する第4コロ69とからなる。
Next, the structure of the slider 49 disposed at the intersection 48 between the first arm 42 and the second arm 46 will be described.
As shown in FIG. 4, the slider 49 includes a slider main body 64 that extends vertically, a first roller 65 that is rotatably attached to the upper portion of the slider main body 64 and that freely rotates along the upper surface of the first arm 42, A second roller 66 rotatably attached to the lower portion of the slider body 64 and freely rotating along the lower surface of the first arm 42, a protrusion 67 extending from the slider body 64 along the first arm 42, and the protrusion A third roller 68 that is rotatably mounted on the portion 67 and freely rotates along the side surface (outer surface) of the first arm 42; and a side surface of the first arm 42 that is rotatably mounted below the protrusion 67 (see FIG. And a fourth roller 69 that freely rotates along the outer surface.

図5は図3の5−5線断面図であり、2個のスライダ49、49が、1本の支軸71で繋がれている。この支軸71は、第1アーム42及び第2アーム46を貫通しており、中央に円筒状で表面に面ファスナー72が貼り付けられている指押し部51が回転自在に設けられ、第5コロ73、73を介して第2アーム46に沿って移動する。
すなわち、支軸71は、第1アーム42並びに第2アーム46に沿って移動する。
FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line 5-5 in FIG. 3, and two sliders 49 and 49 are connected by a single support shaft 71. The support shaft 71 passes through the first arm 42 and the second arm 46, and is provided with a finger pressing portion 51 having a cylindrical shape at the center and a surface fastener 72 affixed on the surface thereof. It moves along the second arm 46 via the rollers 73 and 73.
That is, the support shaft 71 moves along the first arm 42 and the second arm 46.

指11に面ファスナー74を巻き付け、この面ファスナー74を支軸71側の面ファスナー72に結合する。以降、指11が指押し部51と離れることなく一緒に移動する。   A hook-and-loop fastener 74 is wound around the finger 11, and the hook-and-loop fastener 74 is coupled to a hook-and-loop fastener 72 on the support shaft 71 side. Thereafter, the finger 11 moves together without leaving the finger pressing portion 51.

図3において、第1軸41の中心をA、第2軸45の中心をO、交点48をBとすると、図6に示す三角形OABを描くことができる。辺OAは一定長さであり、その他の辺AB及び辺OBは可変長さとなる。   In FIG. 3, when the center of the first axis 41 is A, the center of the second axis 45 is O, and the intersection 48 is B, the triangle OAB shown in FIG. 6 can be drawn. The side OA has a fixed length, and the other sides AB and OB have variable lengths.

図6に示す三角形OABにおいて、辺OAを通る軸をx軸、点O(原点)を通りx軸に直交する軸をy軸、辺0Aの長さをL(一定値)、辺OBの長さをL1(変動値)、角Oをθ1、角(外角)Aをθ2とする。
角O+角B=角Aから、角B=角A−角O=θ2−θ1と変形し、角Bは(θ2−θ1)となる。内角Aは(2π−θ2)となる。
In the triangle OAB shown in FIG. 6, the axis passing through the side OA is the x axis, the axis passing through the point O (origin) and perpendicular to the x axis is the y axis, the length of the side 0A is L (constant value), and the length of the side OB Let L1 (variation value), angle O be θ1, and angle (outer angle) A be θ2.
From angle O + angle B = angle A, angle B = angle A−angle O = θ 2 −θ 1, and angle B becomes (θ 2 −θ 1). The inner angle A is (2π−θ2).

点Bの座標を(x,y)とすると、x=L1・cosθ1、y=L1・sinθ1となる。
また、正弦定理から、L/sin(θ2−θ1)=L1/sin(2π−θ2)。
ここで、sin(2π−θ2)=sinθ2。L/sin(θ2−θ1)=L1/sinθ2をL1について整理すると、L1=L・sinθ2/sin(θ2−θ1)となる。このL1を、x=L1・cosθ1とy=L1・sinθ1に代入する。
x=L・cosθ1・sinθ2/sin(θ2−θ1)
y=L・sinθ1・sinθ2/sin(θ2−θ1)
If the coordinates of the point B are (x, y), x = L1 · cos θ1 and y = L1 · sin θ1.
From the sine theorem, L / sin (θ2−θ1) = L1 / sin (2π−θ2).
Here, sin (2π−θ2) = sin θ2. When L / sin (θ2−θ1) = L1 / sinθ2 is arranged with respect to L1, L1 = L · sin θ2 / sin (θ2−θ1) is obtained. This L1 is substituted into x = L1 · cos θ1 and y = L1 · sin θ1.
x = L · cos θ1 · sin θ2 / sin (θ2−θ1)
y = L · sin θ1 · sin θ2 / sin (θ2−θ1)

θ1、θ2により点B、すなわち指押し部の位置が唯一決定され、指押し部は2次元平面上で制御可能となる。点Bに係る速度(手先速度)及び力(手先外力)の関係式は次のように表すことができる。   The point B, that is, the position of the finger pressing portion is uniquely determined by θ1 and θ2, and the finger pressing portion can be controlled on a two-dimensional plane. The relational expression of the speed (hand speed) and the force (hand external force) relating to the point B can be expressed as follows.

Figure 2012050728
Figure 2012050728

点Bの軌跡を別の簡便な方法で説明することができる。
図7(a)において、第1アーム42は非回転状態に保たれ、第2アーム46が駆動トルクTarm2で時計回りに回されると仮定する。すると、点Bは、矢印(11)のように、第1アーム42に沿って移動する。
The locus of point B can be described by another simple method.
In FIG. 7A, it is assumed that the first arm 42 is kept in a non-rotating state and the second arm 46 is rotated clockwise by the driving torque Term2. Then, the point B moves along the first arm 42 as indicated by an arrow (11).

また、(b)において、第2アーム46は非回転状態に保たれ、第1アーム42が駆動トルクTarm1で時計回りに回されると仮定する。すると、点Bは、矢印(12)のように、第2アーム46に沿って移動する。   Further, in (b), it is assumed that the second arm 46 is maintained in a non-rotating state and the first arm 42 is rotated clockwise by the drive torque Term1. Then, the point B moves along the second arm 46 as indicated by an arrow (12).

また、(c)において、第1アーム42が駆動トルクTarm1で時計回りに回され、第2アーム46が駆動トルクTarm2で時計回りに回されると、点Bは、矢印(13)のように移動する。この移動軌跡は、Tarm2とTarm1とを変更することにより、任意に描くことができる。
したがって、図3において、第1サーボモータ44と第2サーボモータ47の駆動トルク及び、回転方向、回転速度などを変更することにより、指押し部51の位置、移動方向、速度、力を任意に制御することができる。
In (c), when the first arm 42 is rotated clockwise by the driving torque Term1, and the second arm 46 is rotated clockwise by the driving torque Term2, the point B is as shown by the arrow (13). Moving. This movement trajectory can be arbitrarily drawn by changing Term2 and Term1.
Therefore, in FIG. 3, the position, moving direction, speed, and force of the finger pressing unit 51 can be arbitrarily set by changing the driving torque, the rotating direction, the rotating speed, and the like of the first servo motor 44 and the second servo motor 47. Can be controlled.

以上に述べた訓練装置10の作用を次に説明する。
図8(a)に示すように、手載せ台28に、手27を載せ、面ファスナー74が巻かれている指11を指押し部51の下に挿入する。そして、訓練装置(図2、符号20)を始動する。すると、指押し部51が矢印のように下降し始める。手載せ台28と斜面部25との角度はαである。
Next, the operation of the training apparatus 10 described above will be described.
As shown in FIG. 8A, the hand 27 is placed on the hand rest 28 and the finger 11 around which the surface fastener 74 is wound is inserted under the finger pressing portion 51. And a training apparatus (FIG. 2, code | symbol 20) is started. Then, the finger pressing part 51 starts to descend as shown by an arrow. The angle between the table 28 and the slope 25 is α.

続いて、(b)に示すように、手載せ台28を図反時計方向(矢印(11))に回転し、手載せ台28と斜面部25との角度をβに増大する(角度α<角度β)。これで手首12の背屈が行われる。
この背屈に並行して、指11の下降は継続される(矢印(12))。
Subsequently, as shown in (b), the table 28 is rotated counterclockwise in the figure (arrow (11)), and the angle between the table 28 and the slope 25 is increased to β (angle α < Angle β). Thus, the wrist 12 is bent back.
In parallel with this dorsiflexion, the finger 11 continues to descend (arrow (12)).

図9(a)において、指11の他動的屈曲が終了し、この状態でパンチ57で指11の付け根13が叩かれる(矢印(13))。そしてパンチ57は戻される。
同時に、指押し部51を、指11が戻る速度で、図反時計方向へ移動する(矢印(14))。指押し部51は、指11に外力を加えないで、添える程度となり、指11の自力的伸張を妨げない。同時に、手載せ台28を反時計方向に回す(矢印(15))。これで、手首12の屈曲が行われる。
(b)に示すように、指11が自力的に伸張し(矢印(16))、図8(a)に戻る。
In FIG. 9A, the other dynamic bending of the finger 11 is completed, and the base 13 of the finger 11 is hit with the punch 57 in this state (arrow (13)). The punch 57 is returned.
At the same time, the finger pressing portion 51 is moved counterclockwise in the figure at a speed at which the finger 11 returns (arrow (14)). The finger pressing unit 51 does not apply an external force to the finger 11 but attaches it, and does not hinder the self-extension of the finger 11. At the same time, the hand platform 28 is turned counterclockwise (arrow (15)). Thus, the wrist 12 is bent.
As shown in FIG. 8B, the finger 11 extends by itself (arrow (16)), and the process returns to FIG.

以上により、指11の他動的屈伸と自力的伸張とが繰り替えされる。加えて、手首12の屈曲と背屈とが繰り返される。図1で述べた訓練と同等の訓練が、本発明の訓練装置10により施されるため、従来、訓練に従事してきた医師や療法士の負担を大幅に軽減することができる。   As described above, the other dynamic bending / extension and self-extension of the finger 11 are repeated. In addition, the bending and dorsiflexion of the wrist 12 are repeated. Since the training equivalent to the training described in FIG. 1 is performed by the training device 10 of the present invention, the burden on doctors and therapists who have been engaged in training can be greatly reduced.

次に、指叩き機構の変更例を説明する。
図10に示すように、変更された指叩き機構80は、クランク形(又はZ形)ブラケット81と、このクランク形ブラケット81の下部に取付けられた第3サーボモータ55と、この第3サーボモータ55のモータ軸82に固定された矩形ピース83と、この矩形ピース83を移動可能に収納する溝84を有するパンチ57と、溝84に嵌っている矩形ピース83を、パンチ57の先端に向かって押す圧縮ばね85と、パンチ57の後端に設けたフリーローラ86と、このフリーローラ86を案内するためにクランク形ブラケット81の上部に固定されるカムプレート87と、からなる。
Next, an example of changing the finger tapping mechanism will be described.
As shown in FIG. 10, the changed finger tapping mechanism 80 includes a crank-shaped (or Z-shaped) bracket 81, a third servo motor 55 attached to the lower portion of the crank-shaped bracket 81, and the third servo motor. The rectangular piece 83 fixed to the motor shaft 82 of 55, the punch 57 having the groove 84 for movably storing the rectangular piece 83, and the rectangular piece 83 fitted in the groove 84 are moved toward the tip of the punch 57. It comprises a compression spring 85 for pushing, a free roller 86 provided at the rear end of the punch 57, and a cam plate 87 fixed to the upper part of the crank-shaped bracket 81 for guiding the free roller 86.

好ましくは、パンチ57の先端下面に、軟質材からなる突起89を付設する。この突起89は介助者の指先を模した柔らかさ及び形状とした。   Preferably, a protrusion 89 made of a soft material is attached to the lower surface of the tip of the punch 57. The protrusion 89 has a softness and a shape imitating the fingertip of the assistant.

カムプレート87の直線部は、パンチ57の長手軸88と、γの角度(γは0を含まない正の数)をなす。モータ軸82の位置とカムプレート87の位置は不変であるが、パンチ57が移動するため、γは変化する。この点に付いて以下説明する。   The straight portion of the cam plate 87 forms an angle γ (γ is a positive number not including 0) with the longitudinal axis 88 of the punch 57. The position of the motor shaft 82 and the position of the cam plate 87 are unchanged, but γ changes because the punch 57 moves. This point will be described below.

図11(a)において、パンチ57の先端の位置(ポジション)をPaとする。この状態から、モータ軸82を図時計回りに回転させる。すると、パンチ57が図時計回りに回転しようとする。   In FIG. 11A, the position (position) of the tip of the punch 57 is Pa. From this state, the motor shaft 82 is rotated clockwise in the figure. Then, the punch 57 tries to rotate clockwise in the figure.

結果、(b)に示すように、フリーローラ86がカムプレート87に沿って回転し始める(矢印(21))。そして、モータ軸82で支持される矩形ピース83が僅かに時計回りに回転しながら、パンチ57の移動を許容するため、パンチ57は図右下へ移動(前進)する。圧縮ばね85は縮む。図におけるパンチ57の先端の位置をPbとする。   As a result, as shown in (b), the free roller 86 starts to rotate along the cam plate 87 (arrow (21)). Then, the rectangular piece 83 supported by the motor shaft 82 rotates slightly clockwise, and the punch 57 moves (advances) to the lower right in the figure in order to allow the movement of the punch 57. The compression spring 85 contracts. The position of the tip of the punch 57 in the figure is Pb.

さらに、(c)に示すように、フリーローラ86がカムプレート87に沿って回転を続ける(矢印(22))。パンチ57はさらに図右下へ移動し、突起89が指11の第2関節を叩く。圧縮ばね85はさらに縮む。図におけるパンチ57の先端の位置をPcとする。
すなわち、モータ軸82を正転させたことで、パンチ57の先端は、Pa→Pb→Pcのように移動して、指11の第2関節を叩く。
Furthermore, as shown in (c), the free roller 86 continues to rotate along the cam plate 87 (arrow (22)). The punch 57 further moves to the lower right in the figure, and the projection 89 strikes the second joint of the finger 11. The compression spring 85 further shrinks. The position of the tip of the punch 57 in the figure is Pc.
That is, by rotating the motor shaft 82 in the forward direction, the tip of the punch 57 moves in the order of Pa → Pb → Pc and strikes the second joint of the finger 11.

叩いたら、素早く、モータ軸82を反転、すなわち図反時計方向へ回す。すると、パンチ57の先端は、Pc→Pb→Paのように戻る。この動作を詳しく説明する。
図12(a)に示すように、指11は自力的伸張により矢印(23)のように戻る。この動作に追従したように、パンチ57の先端がPbに戻る。この際に、パンチ57は単純に上昇するだけでなく、矢印(24)のように後退し、指11の上面を摺り上げる。すると、指11の自力的伸張がさらに促される。
続いて、(b)に示すように、指11は自力的伸張により矢印(25)のように戻る。この指11の動作に追従したように、パンチ57の先端がPaに戻る。
When struck, the motor shaft 82 is quickly reversed, that is, rotated counterclockwise in the figure. Then, the tip of the punch 57 returns as Pc → Pb → Pa. This operation will be described in detail.
As shown in FIG. 12A, the finger 11 returns as shown by the arrow (23) by self-extension. The tip of the punch 57 returns to Pb so as to follow this operation. At this time, the punch 57 not only rises, but also retreats as indicated by an arrow (24), and slides the upper surface of the finger 11. Then, the self-extension of the finger 11 is further promoted.
Subsequently, as shown in (b), the finger 11 returns as shown by the arrow (25) by self-extension. The tip of the punch 57 returns to Pa so as to follow the movement of the finger 11.

すなわち、図11(c)〜図12(b)において、Pa→Pb→Pcのように移動するパンチ57が指11の上面を摺り上げて、指11の自力的伸張を促すことが期待できる。   That is, in FIG. 11C to FIG. 12B, it can be expected that the punch 57 moving as Pa → Pb → Pc slides up the upper surface of the finger 11 and promotes the self-extension of the finger 11.

尚、請求項1及び請求項2では、指屈曲機構は、第1アーム、第2アーム及びスライダからなる実施例で説明した機構の他、カム機構により指押し部を、所望の軌跡上に往復移動させるものであってもよい。ただし、カム機構の場合は、患者の指の長さが変わるなど訓練対象物の形状が大きく変化した場合にはカム板を交換する必要がある。この点、第1アーム、第2アーム及びスライダからなる機構であれば、第1アームに加えるトルクと第2アームに加えるトルクを制御することで、指押し部の軌跡を任意に変更することができるため、汎用性が高い。   In the first and second aspects, the finger bending mechanism is not limited to the mechanism described in the embodiment including the first arm, the second arm, and the slider, but the finger pressing portion is reciprocated on a desired locus by a cam mechanism. It may be moved. However, in the case of a cam mechanism, it is necessary to replace the cam plate when the shape of the training object changes greatly, such as when the length of a patient's finger changes. In this regard, if the mechanism is composed of the first arm, the second arm, and the slider, the locus of the finger pressing unit can be arbitrarily changed by controlling the torque applied to the first arm and the torque applied to the second arm. Because it can, it is highly versatile.

また、請求項1では、手載せ台は、上下に往復動できるようにする他、往復動不能にしてもよい。そうすれば、訓練装置の構造が簡単になり、安価に製造することができる。   In addition, in the first aspect, the hand platform may be reciprocally movable up and down, or may not be reciprocally movable. If it does so, the structure of a training apparatus will become simple and it can manufacture at low cost.

本発明者らは、図3に示した訓練装置20についてさらに研究を行い、訓練装置の改良を行った。具体的には、指屈曲機構40と、指叩き機構58と、手載せ台28とを変更し、新たにストッパ機構を追加した。詳細を次図以降で説明する。   The inventors further studied the training apparatus 20 shown in FIG. 3 and improved the training apparatus. Specifically, the finger bending mechanism 40, the finger hitting mechanism 58, and the hand platform 28 are changed, and a stopper mechanism is newly added. Details will be described in the following figures.

次に、本発明の実施例2を図面に基づいて説明する。
図14に示すように、訓練装置100は、矩形のベース板21と、このベース板21に垂直に且つ平行に立てた縦壁部101、101(奥側の1枚のみ表示)と、これらの縦壁部101、101の斜辺に渡され患者の腕を支える斜面部25と、縦壁部101、101に渡した揺動軸26に支えられ患者の手を支える手載せ台102と、この手載せ台102の側方に取付けられ手載せ台102と共に揺動可能な側板103、103(奥側の1枚のみ表示)と、これらの側板103、103の間に架けられた支持板104の先端で支持され指を押し下げる指屈曲機構105と、支持板104の近傍に設けられ第3アーム107を進退させることで指を叩く指叩き機構108と、手載せ台102の下方に設けられ手載せ台の往復動の範囲を規定するストッパ機構109とを、含む。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 14, the training apparatus 100 includes a rectangular base plate 21, vertical wall portions 101 and 101 (only one on the back side is displayed) standing upright and parallel to the base plate 21, and these The slope part 25 that is passed to the oblique sides of the vertical wall parts 101 and 101 and supports the patient's arm, the hand platform 102 that is supported by the swing shaft 26 that is passed to the vertical wall parts 101 and 101 and supports the patient's hand, and this hand Side plates 103 and 103 (only one on the back side) mounted on the side of the platform 102 and swingable with the hand platform 102, and the tip of the support plate 104 spanned between these side plates 103 and 103 A finger bending mechanism 105 that supports and pushes down the finger, a finger striking mechanism 108 that is provided in the vicinity of the support plate 104 and moves the third arm 107 forward and backward, and a hand rest that is provided below the hand rest 102. Specifies the range of reciprocating motion And a stopper mechanism 109, including.

その他の基本的な構成は、図3に示した訓練装置20と同様である。
次図以降で指屈曲機構105について詳細を説明する。
The other basic configuration is the same as that of the training apparatus 20 shown in FIG.
Details of the finger bending mechanism 105 will be described in the following figures.

図15に示すように、指屈曲機構105は、第1軸41に第1トルク機構90を介して支持される第1アーム111と、この第1アーム111上を移動可能に設けられる第1スライダ112と、第2軸45に第2トルク機構95を介して支持される第2アーム113と、この第2アーム113上を移動可能に設けられる第2スライダ114と、第1スライダ112から上方に向かって延ばされる第1延長部116及び第2スライダから第1延長部116に向かって延ばされる第2延長部117との交点Cに設けられ指を押し下げる指押し部118とからなる。   As shown in FIG. 15, the finger bending mechanism 105 includes a first arm 111 supported by a first shaft 41 via a first torque mechanism 90, and a first slider provided so as to be movable on the first arm 111. 112, a second arm 113 supported by the second shaft 45 via a second torque mechanism 95, a second slider 114 provided movably on the second arm 113, and upward from the first slider 112. A first extension 116 extending toward the first extension 116 and a finger pressing portion 118 provided at an intersection C with the second extension 117 extending from the second slider toward the first extension 116.

第1アーム111は、第1軸41上に設けられる基部121と、この基部121から下げられる下げ部122と、この下げ部122から略水平方向に向かって延ばされる2本のアーム部123、123と、これらのアーム部123、123の先端を繋ぐ接続部124とからなる略L字状の部材である。   The first arm 111 includes a base 121 provided on the first shaft 41, a lowering part 122 lowered from the base 121, and two arm parts 123, 123 extending from the lowering part 122 in a substantially horizontal direction. And a connection portion 124 that connects the ends of these arm portions 123 and 123.

第1スライダ112は、一部が想像線で示される箱体126と、この箱体126の蓋部127から下げられ2本のアーム部123、123の間を移動するベース部128と、このベース部128からアーム部123、123に向かって延ばされアーム部123、123の上面又は下面を転がるコロ部材129とからなる。   The first slider 112 includes a box body 126 partially indicated by an imaginary line, a base section 128 that is lowered from the lid section 127 of the box body 126 and moves between the two arm sections 123, 123, and the base The roller member 129 extends from the portion 128 toward the arm portions 123 and 123 and rolls on the upper surface or the lower surface of the arm portions 123 and 123.

ベース部128をアーム部123、123の間に設け、このベース部128からアーム部123、123を挟むようにしてコロ部材129を設ける。第1アーム111の幅方向に向かって、第1スライダ112が移動しそうになると、ベース部128がアーム部123、123に接触する。接触することで、第1アーム111の幅方向へ向かって、第1スライダがずれることを防止する。   The base portion 128 is provided between the arm portions 123 and 123, and the roller member 129 is provided so as to sandwich the arm portions 123 and 123 from the base portion 128. When the first slider 112 is about to move in the width direction of the first arm 111, the base portion 128 contacts the arm portions 123 and 123. By contacting, the first slider is prevented from shifting in the width direction of the first arm 111.

加えて、コロ部材129でアーム部123、123の上下面を挟む。上下面にコロ部材129が接触するため、第1スライダ112が上下方向へずれることを防止することができる。   In addition, the upper and lower surfaces of the arm portions 123 and 123 are sandwiched between the roller members 129. Since the roller members 129 are in contact with the upper and lower surfaces, the first slider 112 can be prevented from shifting in the vertical direction.

第2アーム113は、第2軸45上に設けられる基部131と、この基部131から略水平に延ばされる水平部132と、この水平部132から略鉛直方向に下げられ第1アーム111のアーム部123、123の間に通される第2アーム部133とからなる略L字状の部材である。   The second arm 113 includes a base portion 131 provided on the second shaft 45, a horizontal portion 132 extending substantially horizontally from the base portion 131, and an arm portion of the first arm 111 lowered from the horizontal portion 132 in a substantially vertical direction. 123 is a substantially L-shaped member including a second arm portion 133 passed between the first and second arm portions 123.

第2スライダ114は、一部が想像線で示される箱体135と、この箱体135内部に設けられ第2アーム部133上を転がるコロ部材136と、これらのコロ部材136の側方に設けられる箱体135の蓋としての蓋部137とからなる。   The second slider 114 includes a box 135 partially indicated by an imaginary line, a roller member 136 that is provided inside the box 135 and rolls on the second arm 133, and is provided on the side of the roller member 136. And a lid portion 137 as a lid of the box body 135 to be manufactured.

指押し部118は、第1延長部116及び第2延長部117を共に揺動可能に支持する軸状の部材である。
第2スライダ114の更なる詳細について次図で説明する。
The finger pressing portion 118 is a shaft-like member that supports the first extension portion 116 and the second extension portion 117 so as to be swingable.
Further details of the second slider 114 will be described with reference to the next figure.

図16に示すように、第2スライダ114は、箱体126内の向かい合う面に架けられるように軸138が設けられ、これらの軸138にそれぞれコロ部材136が設けられる。   As shown in FIG. 16, the second slider 114 is provided with shafts 138 so as to be laid on opposing surfaces in the box body 126, and roller members 136 are provided on these shafts 138, respectively.

第2アーム部133の断面が矩形である場合に、任意の一面を第1面141とし、この第1面141に隣り合う面を第2面142とし、順に第3面143、第4面144とする。   When the cross section of the second arm part 133 is rectangular, an arbitrary one surface is a first surface 141, a surface adjacent to the first surface 141 is a second surface 142, and a third surface 143 and a fourth surface 144 are sequentially formed. And

第1面141に接するコロ部材136aと第3面143に接するコロ部材136cとは、箱体126の上下方向に向かって(図面表裏方向)同じ高さに配置される。同様に、第2面142に接するコロ部材136bと第4面144に接するコロ部材136dとは、同じ高さに配置される。   The roller member 136a in contact with the first surface 141 and the roller member 136c in contact with the third surface 143 are arranged at the same height in the vertical direction of the box body 126 (the front and back of the drawing). Similarly, the roller member 136b in contact with the second surface 142 and the roller member 136d in contact with the fourth surface 144 are disposed at the same height.

第1面141に接するコロ部材136a及び第3面143に接するコロ部材136cと、第2面142に接するコロ部材136b及び第4面144に接するコロ部材136dとは、高さ方向に交互に配置される。   Roller members 136a in contact with the first surface 141 and roller members 136c in contact with the third surface 143, and roller members 136b in contact with the second surface 142 and roller members 136d in contact with the fourth surface 144 are alternately arranged in the height direction. Is done.

向かい合う面(例えば第1面141と第3面143)に接するコロ部材136を同じ高さに設けることで、より多くのコロ部材136を配置することができる。
また、矩形断面の第2アーム部133の全ての面に対してコロ部材136を接するようにすることで、第2アーム部133からの第2スライダ114の脱落を防ぐことができる。
このような指屈曲機構105の作動のさせ方について次図で説明する。
By providing the roller members 136 in contact with the facing surfaces (for example, the first surface 141 and the third surface 143) at the same height, more roller members 136 can be arranged.
Further, the roller member 136 is in contact with all the surfaces of the second arm portion 133 having a rectangular cross section, so that the second slider 114 can be prevented from falling off from the second arm portion 133.
The operation of the finger bending mechanism 105 will be described with reference to the next figure.

図17(a)に示すように、指押し部118aは、指押し部が作動前の位置にあることを示す。この状態から、(b)に示すように第2軸45を時計回りに回転させると、第2アーム113も回転する。第2アーム113が回転することで、主に第1スライダ112が移動する。即ち、指押し部118bは、ほぼ水平方向に移動する。
(b)に示す状態から、第2軸45を反時計回りに回すことで、指押し部118bは、(a)に示す位置に戻る。
As shown in FIG. 17A, the finger pressing portion 118a indicates that the finger pressing portion is in a position before operation. From this state, when the second shaft 45 is rotated clockwise as shown in (b), the second arm 113 is also rotated. As the second arm 113 rotates, the first slider 112 mainly moves. That is, the finger pressing unit 118b moves in a substantially horizontal direction.
From the state shown in (b), the finger pressing portion 118b returns to the position shown in (a) by turning the second shaft 45 counterclockwise.

一方、(a)の状態から、第1軸41を反時計回りに回転させることで、(c)に示すように、第1アーム111も回転する。第1アーム111が回転することで、主に第2スライダ114が移動する。即ち、指押し部118cは、ほぼ鉛直方向に移動する。
(c)に示す状態から、第1軸41を時計回りに回すことで、指押し部118cは、(a)に示す位置に戻る。
On the other hand, by rotating the first shaft 41 counterclockwise from the state of (a), the first arm 111 also rotates as shown in (c). As the first arm 111 rotates, the second slider 114 mainly moves. That is, the finger pressing part 118c moves in a substantially vertical direction.
From the state shown in (c), the finger pressing part 118c returns to the position shown in (a) by rotating the first shaft 41 clockwise.

指押し部118に指を固定させることで訓練を行う。訓練を行う場合は、第1アーム111及び第2アーム113の動きを組み合わせることで、患者の指を任意の軌道に動かすことができる。即ち、他動的屈曲を行う。   Training is performed by fixing a finger to the finger pressing unit 118. When performing training, the finger of the patient can be moved to an arbitrary trajectory by combining the movements of the first arm 111 and the second arm 113. That is, other dynamic bending is performed.

訓練装置100は、図14に戻って以下のようにいうことができる。
患者の指に他動的屈曲と自力的伸張とを行わせる訓練装置100において、患者の指を移動させる機構(指屈曲機構105)を、第1アーム111及び第2アーム113と、これらの第1アーム111及び第2アーム113を作動させる第1サーボモータ44及び第2サーボモータ47と、第1スライダ112及び第2スライダ114から延長される第1、第2延長部116、117同士の交点Cに配置した指押し部118で構成した。
The training apparatus 100 returns to FIG. 14 and can be said as follows.
In the training apparatus 100 that causes the patient's finger to perform passive bending and self-extension, a mechanism for moving the patient's finger (finger bending mechanism 105) includes a first arm 111, a second arm 113, and the first of them. Intersection of the first servo motor 44 and the second servo motor 47 that operate the first arm 111 and the second arm 113 and the first and second extension portions 116 and 117 extended from the first slider 112 and the second slider 114 The finger pressing unit 118 arranged in C is configured.

第1アーム111を第1サーボモータ44で駆動し、第2アーム113を第2サーボモータ47で駆動する。
第1サーボモータ44の出力と第2サーボモータ47の出力とを、制御部(図3、符号54)で制御することにより、指押し部118を任意の位置に保持させることができ、任意の移動軌跡上を移動させることができる。
The first arm 111 is driven by the first servo motor 44, and the second arm 113 is driven by the second servo motor 47.
By controlling the output of the first servo motor 44 and the output of the second servo motor 47 with the control unit (FIG. 3, reference numeral 54), the finger pressing unit 118 can be held at an arbitrary position. It can be moved on the movement trajectory.

カム機構でも上記移動軌跡を得ることができるが、移動軌跡を修正する必要が起こると、カムを交換しなければならず、修正が難しい。この点、本発明によれば、モータ出力を変更するだけで対応させることができ、極めて容易に移動軌跡が修正できる。
したがって、多様の患者の訓練を1台の訓練装置に担わせることでき、訓練装置の稼働率を高めることができる。
訓練装置100に用いた指屈曲機構105の効果について図18で説明する。
The above-mentioned movement trajectory can also be obtained by the cam mechanism, but if the movement trajectory needs to be corrected, the cam must be replaced, and correction is difficult. In this regard, according to the present invention, it is possible to cope with this by simply changing the motor output, and the movement locus can be corrected very easily.
Therefore, training of various patients can be carried out by one training apparatus, and the operating rate of the training apparatus can be increased.
The effect of the finger bending mechanism 105 used in the training apparatus 100 will be described with reference to FIG.

図18(b)に示すように、訓練を行う場合は、指押し部118に面ファスナー72を装着し、訓練する指(この場合は中指145)にも面ファスナー74を装着し、手載せ台(図14、符号102)に手を載せ、面ファスナー72、74を結合させた上で訓練を行う。
ここで、147、148は、それぞれ人差し指、薬指である。
As shown in FIG. 18B, when training is performed, a hook-and-loop fastener 72 is attached to the finger pressing portion 118, and a hook-and-loop fastener 74 is also attached to the finger to be trained (in this case, the middle finger 145). (FIG. 14, code | symbol 102) puts a hand, and performs training, after connecting the hook_and_loop | surface fasteners 72 and 74. FIG.
Here, 147 and 148 are an index finger and a ring finger, respectively.

(a)に示すように、実施例1では第2アーム46、46で、直接指押し部51を支持した。第2アーム46、46は、高い強度を求められるため、所定の大きさが必要になる。所定の大きさが必要のため、指押し部51の軸方向の長さに、指押し部51を支持する第2アーム46、46の厚さを加えた、幅寸法L0はいきおい長くなる。   As shown to (a), in Example 1, the 2nd arms 46 and 46 supported the finger | toe press part 51 directly. Since the second arms 46 and 46 are required to have high strength, a predetermined size is required. Since the predetermined size is necessary, the width dimension L0, which is obtained by adding the thicknesses of the second arms 46 and 46 that support the finger pressing portion 51 to the axial length of the finger pressing portion 51, becomes extremely long.

訓練をする場合は、指押し部51の近傍に設けられる第2アーム46、46に接触しないよう、人差し指147や薬指148を広げた状態に保つ。即ち、最低でもL0以上に保つ必要がある。   When training, the index finger 147 and the ring finger 148 are kept in an expanded state so as not to contact the second arms 46 and 46 provided in the vicinity of the finger pressing portion 51. That is, it is necessary to keep at least L0 or more.

一方、(b)に示すように、実施例2では、第2延長部117を介して指押し部118を支持する。特に大きな負荷のかからない第2延長部117には、厚さの薄い素材を用いることができる。厚さが薄いことで、指押し部118の軸方向の長さに第2延長部117の厚さを加えた指押し部の幅寸法L1を小さくすることができる。   On the other hand, as shown in (b), in the second embodiment, the finger pressing part 118 is supported via the second extension part 117. A material having a small thickness can be used for the second extension portion 117 which is not particularly loaded. Since the thickness is small, the width dimension L1 of the finger pressing portion obtained by adding the thickness of the second extension portion 117 to the axial length of the finger pressing portion 118 can be reduced.

患者は1本の指(例えば、中指145)を指押し部118へ差し込む。他の指(例えば、人差し指147や薬指148)は指押し部118、即ち第2延長部117を挟むようにして広げられる。このときに第2延長部117の幅寸法L1が小さければ指147、148を過度に広げる必要はなくなり、患者の負担が軽くなり、訓練がより楽に実施できる。
指叩き機構(図14、符号108)の詳細について次図以降で説明する。
The patient inserts one finger (for example, the middle finger 145) into the finger pressing unit 118. The other fingers (for example, the index finger 147 and the ring finger 148) are spread so as to sandwich the finger pressing part 118, that is, the second extension part 117. At this time, if the width dimension L1 of the second extension 117 is small, it is not necessary to spread the fingers 147 and 148 excessively, the burden on the patient is reduced, and training can be performed more easily.
Details of the finger tapping mechanism (FIG. 14, reference numeral 108) will be described in the following figures.

図19に示すように、指叩き機構108は、下部レール152及び想像線で示される上部レール153からなるレール部材154と、上下のレール152、153の間に配置されレール部材154を走行する移動体155と、この移動体155の軸部材156を介して揺動自在に支持される第3アーム107と、この第3アーム107の先端に軸部材157を介して回転可能に設けられ指の付け根を叩く指叩きローラ158とを含む。   As shown in FIG. 19, the finger tapping mechanism 108 is disposed between the rail member 154 including the lower rail 152 and the upper rail 153 indicated by an imaginary line, and the upper and lower rails 152 and 153 and moves on the rail member 154. A body 155, a third arm 107 swingably supported via a shaft member 156 of the moving body 155, and a tip of the third arm 107 rotatably provided via a shaft member 157. And a finger tapping roller 158 for tapping.

上下のレール152、153は、矩形板状の部材である。第3アーム107が揺動できるよう、移動体155の移動方向に沿って切欠き部159、159を有する。
レール部材154、移動体155及び第3アーム107は、汎用品を用いて製造することができる。汎用品で製造することができれば、訓練装置の製造コストを安価にすることができる。
The upper and lower rails 152 and 153 are rectangular plate members. Notches 159 and 159 are provided along the moving direction of the moving body 155 so that the third arm 107 can swing.
The rail member 154, the movable body 155, and the third arm 107 can be manufactured using general-purpose products. If it can manufacture with a general purpose product, the manufacturing cost of a training apparatus can be made cheap.

移動体155は、軸部材156と、この軸部材156の両端に設けられる板体161、161と、これらの板体161、161にそれぞれ回転可能に支持される複数(この場合、合計で8個)のコロ部材162とからなる。   The moving body 155 includes a shaft member 156, plate bodies 161 and 161 provided at both ends of the shaft member 156, and a plurality of movable bodies 155 that are rotatably supported by the plate bodies 161 and 161 (in this case, a total of eight movable bodies 155). ) Of the roller member 162.

第3アーム107は、基部が移動体155の軸部材156に揺動可能に支持される2本の第3アーム部163、163と、これらの第3アーム部163、163の先端を繋ぐように設けられ指叩きローラ158を支持する軸部材157とからなる。   The third arm 107 has a base portion that connects the two third arm portions 163 and 163 that are swingably supported by the shaft member 156 of the moving body 155 and the tips of the third arm portions 163 and 163. The shaft member 157 is provided and supports the finger tapping roller 158.

なお、指叩きローラ158は、ウレタン樹脂やウレタンゴムを素材に用いることが望ましい。これらの素材は、指叩きローラに用いるのに、硬さの点から優れている。
第3アーム107の進退について次図以降で詳細に説明する。
The finger hitting roller 158 is preferably made of urethane resin or urethane rubber. These materials are excellent in terms of hardness when used for finger tapping rollers.
The advance and retreat of the third arm 107 will be described in detail in the following figures.

図20に示すように、上部レール153の上面に第3サーボモータ55が設けられる。この第3サーボモータ55に、プーリ164、165及びベルト166を介して、第3軸167は回転可能に設けられる。第3サーボモータ55の力を伝え第3アーム107を進退させる伝達部材168は、第3軸167上に設けられる。   As shown in FIG. 20, a third servo motor 55 is provided on the upper surface of the upper rail 153. A third shaft 167 is rotatably provided on the third servo motor 55 via pulleys 164 and 165 and a belt 166. A transmission member 168 that transmits the force of the third servo motor 55 and advances and retracts the third arm 107 is provided on the third shaft 167.

伝達部材168は、第3軸167上に取付けられ第3軸167と共に回動可能な第3トルク計測機構171と、この第3トルク計測機構171と共に第3軸167上に設けられ第3軸167が内部を空回りする基部172と、この基部172に接続される箱体173と、この箱体173内に複数設けられ第3アーム部163の上下面にそれぞれ接するコロ部材174とからなる。   The transmission member 168 is mounted on the third shaft 167 and can be rotated together with the third shaft 167, and the third torque measuring mechanism 171 and the third shaft 167 are provided on the third shaft 167. Consists of a base 172 that circulates in the interior, a box 173 connected to the base 172, and a roller member 174 that is provided in the box 173 and is in contact with the upper and lower surfaces of the third arm 163.

なお、第3トルク機構171の基本的構成は、図13に示した第1トルク機構90、第2トルク機構95と同様であり、説明は割愛する。
第3サーボモータ55を作動させた場合の第3アーム107の作用について、詳細を図21で説明する。
The basic configuration of the third torque mechanism 171 is the same as that of the first torque mechanism 90 and the second torque mechanism 95 shown in FIG.
The details of the operation of the third arm 107 when the third servomotor 55 is operated will be described with reference to FIG.

図21(a)において、軸部材157の位置(ポジション)をPdとする。この状態から、第3軸167を図時計回りに回転させる。すると、箱体173が図時計回りに回転しようとする。
結果、(b)に示すように、コロ部材162が上部レール153に沿って回転し、第3アーム107が前進し始める。図における軸部材157をPeとする。
In FIG. 21A, the position (position) of the shaft member 157 is Pd. From this state, the third shaft 167 is rotated clockwise in the figure. Then, the box 173 tries to rotate clockwise in the figure.
As a result, as shown in (b), the roller member 162 rotates along the upper rail 153, and the third arm 107 starts to advance. The shaft member 157 in the figure is Pe.

さらに、(c)に示すように、コロ部材162が上部レール153に沿って回転を続ける。第3アーム107はさらに図右下へ移動し、指叩きローラ158が指11の第2関節を叩く。図における軸部材157の先端の位置をPfとする。
すなわち、第3軸167を正転させたことで、軸部材157は、Pd→Pe→Pfのように移動して、指11の第2関節を叩く。
Furthermore, as shown in (c), the roller member 162 continues to rotate along the upper rail 153. The third arm 107 further moves to the lower right in the figure, and the finger hitting roller 158 hits the second joint of the finger 11. The position of the tip of the shaft member 157 in the figure is Pf.
That is, when the third shaft 167 is rotated forward, the shaft member 157 moves as Pd → Pe → Pf and strikes the second joint of the finger 11.

指叩きローラ158が回転可能に設けられる。回転可能とすることで、指叩きローラ158が指11に接触することで発生する摩擦を軽減することができる。   A finger hitting roller 158 is rotatably provided. By enabling rotation, the friction generated when the finger hitting roller 158 contacts the finger 11 can be reduced.

叩いたら、素早く、第3軸167を反転、すなわち図反時計方向へ回す。すると、コロ部材162が下部レール152に摺接して、軸部材157は、Pf→Pe→Pdのように戻る。   After hitting, the third shaft 167 is quickly reversed, that is, rotated counterclockwise in the figure. Then, the roller member 162 is brought into sliding contact with the lower rail 152, and the shaft member 157 returns as Pf → Pe → Pd.

第3軸167を反転させることで、コロ部材162は下部レール152に摺接しながら後退する。即ち、指叩きローラ158を後退させる際に、下部レール152が移動体155をガイドする。ガイドされることで、移動体155の移動の軌跡が一定の軌跡になる。一定の軌跡となることで、指叩きローラ158の後退時も移動体155の制御が容易になる。
手載せ台(図14、符号102)の詳細について次図で説明する。
By rotating the third shaft 167, the roller member 162 moves backward while sliding on the lower rail 152. That is, when the finger hitting roller 158 is moved backward, the lower rail 152 guides the moving body 155. By being guided, the movement locus of the moving body 155 becomes a constant locus. Due to the constant trajectory, the moving body 155 can be easily controlled even when the finger hitting roller 158 is retracted.
Details of the table (FIG. 14, reference numeral 102) will be described with reference to the next figure.

図22(a)に示すように、手載せ台102は、ベース板176に対して訓練する指を上下させることができるよう、訓練する指が置かれる部位に略U字状の切欠き部177を設け、この切欠き部177からベース板176の幅方向に向かって溝部178、178が設けられ、これらの溝部178、178の端部からベース板176の長手方向に沿って切込み部179、179が設けられる。   As shown in FIG. 22 (a), the hand platform 102 has a substantially U-shaped notch 177 at the site where the finger to be trained is placed so that the finger to be trained can be moved up and down with respect to the base plate 176. Grooves 178 and 178 are provided from the notches 177 in the width direction of the base plate 176, and notches 179 and 179 are formed along the longitudinal direction of the base plate 176 from the ends of the grooves 178 and 178. Is provided.

(b)に示すように、切込み部179及び溝部178が設けられることで、手載せ台102は撓みやすくなる。この撓みやすい部位は、訓練される指以外の指が置かれる(例えば、図18の人差し指147や薬指148)。
撓みやすくすることで生ずるメリットを次図で説明する。
As shown in (b), the table 102 is easy to bend by providing the notch 179 and the groove 178. A finger other than the finger to be trained is placed in the flexible portion (for example, the index finger 147 and the ring finger 148 in FIG. 18).
The merit which arises by making it bend easily is demonstrated with the following figure.

図23(a)に示すように、手載せ台102の溝部178の裏面に歪ゲージ181が貼り付けられる(又は、溝部178の下部に内蔵される。)。歪ゲージ181は、制御部(図3、符号54)に繋げられる。   As shown in FIG. 23A, the strain gauge 181 is attached to the back surface of the groove portion 178 of the hand platform 102 (or incorporated in the lower portion of the groove portion 178). The strain gauge 181 is connected to a control unit (FIG. 3, reference numeral 54).

手載せ台102を歪みやすい構成とすることで、(b)に示すように、歪みを拡大することができる。歪みを拡大することで、微細な変化をも歪ゲージ181で検出することができ、計測の正確性が増す。   By configuring the table 102 to be easily distorted, the distortion can be increased as shown in FIG. By enlarging the strain, even a minute change can be detected by the strain gauge 181 and the accuracy of measurement is increased.

以上から、手載せ台102にかかるトルクを計測する、手載せ台トルク計測機構183は、歪ゲージ181だけで構成することもできるが、手載せ台102に設けられた切込み部179及び溝部178をも含むことが望ましいということができる。   From the above, the hand table torque measuring mechanism 183 that measures the torque applied to the table 102 can be constituted only by the strain gauge 181, but the notch 179 and the groove 178 provided on the table 102 are provided. It can also be said that it is desirable to include.

また、図14に戻り、以下のようにいえる。
手載せ台102を上下に往復動させる第4サーボモータ59と、手載せ台102に加わるトルクを検出する手載せ台トルク計測機構183とを備えた。制御部(図3、符号54)で第4サーボモータ59を制御することで、手首についても所定の動きを行うことができる。1台の装置で様々な動きを実現することができ、望ましい。
手首屈伸機構(図24、符号184)のストッパ機構について、次図で説明する。
Returning to FIG. 14, the following can be said.
A fourth servo motor 59 that reciprocates the table 102 and a table torque measuring mechanism 183 that detects torque applied to the table 102 are provided. By controlling the fourth servo motor 59 by the control unit (FIG. 3, reference numeral 54), it is possible to perform a predetermined movement also on the wrist. It is desirable that various movements can be realized with one apparatus.
The stopper mechanism of the wrist bending / extension mechanism (FIG. 24, reference numeral 184) will be described with reference to the next figure.

図24(a)に示すように、手首を屈伸させる手首屈伸機構184は、縦壁部101に取付けられる第4サーボモータ59と、この第4サーボモータ59で回転される揺動軸26と、この揺動軸26に支持され揺動可能な手載せ台102と、この手載せ台102の側部に取付けられる側板103と、手載せ板102の往復動の範囲を規定するストッパ機構109とからなる。   As shown in FIG. 24A, the wrist bending / extending mechanism 184 that bends and extends the wrist includes a fourth servo motor 59 attached to the vertical wall portion 101, a swing shaft 26 rotated by the fourth servo motor 59, From a swingable stand 102 supported by the swing shaft 26, a side plate 103 attached to a side portion of the lifttable 102, and a stopper mechanism 109 that defines a range of reciprocation of the handrest plate 102. Become.

ストッパ機構109は、縦壁部101から側板103に向かって(図面奥から手前に向かって)取付けられる突起部187と、この突起部187が通されるよう側板103に設けられた穴188とからなる。
第4サーボモータ59を作動させることで、揺動軸26が回転する。揺動軸26が回転することで、手載せ板102及び側板103も回転する。
The stopper mechanism 109 includes a projection 187 attached from the vertical wall 101 to the side plate 103 (from the back to the front of the drawing) and a hole 188 provided in the side plate 103 through which the projection 187 passes. Become.
By operating the fourth servo motor 59, the swing shaft 26 rotates. As the swing shaft 26 rotates, the hand plate 102 and the side plate 103 also rotate.

第4サーボモータ59を回転させ続けることで、(b)に示すように、突起部187が穴188の下端部189に接触する。接触することで、強制的に手載せ板102の揺動が制限される。   By continuing to rotate the fourth servo motor 59, the protrusion 187 contacts the lower end 189 of the hole 188 as shown in FIG. By contact, the swinging of the hand-clad plate 102 is forcibly limited.

次に、第4サーボモータ59を逆に回転させる。逆に回転させることで、手載せ板102は時計回り方向に揺動し、(a)に示すように、突起部187が穴188の上端部191に接触する。接触することで、強制的に手載せ板102の揺動が制限される。   Next, the fourth servo motor 59 is rotated in the reverse direction. By rotating in the reverse direction, the hand-carrying plate 102 swings in the clockwise direction, and the projection 187 contacts the upper end 191 of the hole 188 as shown in FIG. By contact, the swinging of the hand-clad plate 102 is forcibly limited.

手首屈伸機構184は、往復動の範囲を規定するストッパ機構109を備えている。所定の範囲を超えて手載せ台102が往復動を行おうとした場合であっても、ストッパ機構109で所定の範囲を超えての往復動を防止できる。別途ストッパ機構を設けることで、手載せ台102の必要以上の移動を確実に防止することができる。   The wrist bending / extension mechanism 184 includes a stopper mechanism 109 that defines a range of reciprocation. Even when the table 102 attempts to reciprocate beyond a predetermined range, the stopper mechanism 109 can prevent reciprocation beyond the predetermined range. By providing a separate stopper mechanism, it is possible to reliably prevent the hand platform 102 from moving more than necessary.

図25に示すように、伝達部材192は、動力源としての第3サーボモータ55と、この第3サーボモータ55にプーリ164、165及びベルト166を介して回転可能に接続される第3軸167と、この第3軸167に支持され第3軸167上を空回りする扇形状のピニオン部193と、このピニオン部193に設けられたピン194に一端が固定され他端が第3軸167に支持される第3トルク計測機構171と、この第3トルク計測機構171と共に第3軸167上に設けられ第3軸167が内部を空回りする基部172と、この基部172に接続される箱体173と、この箱体173に内を往復動する第3アーム部163の上部に形成されピニオン部193に噛み合うラック部195とからなる。   As shown in FIG. 25, the transmission member 192 includes a third servo motor 55 as a power source, and a third shaft 167 rotatably connected to the third servo motor 55 via pulleys 164 and 165 and a belt 166. The fan-shaped pinion portion 193 that is supported by the third shaft 167 and idles on the third shaft 167, and one end is fixed to the pin 194 provided on the pinion portion 193 and the other end is supported by the third shaft 167. A third torque measuring mechanism 171 that is provided on the third shaft 167 together with the third torque measuring mechanism 171, and a box 173 that is connected to the base 172. The box body 173 includes a rack portion 195 that is formed on an upper portion of the third arm portion 163 that reciprocates within the box body 173 and meshes with the pinion portion 193.

第3サーボモータ55を作動させると、プーリ164、ベルト166、プーリ165を介して第3軸167が回転する。第3軸167が回転することで第3トルク計測機構171が回転し、この第3トルク計測機構171にピン194を介して接続されるピニオン部193が回転する。ピニオン部193に噛み合うラック部195は、直線的に移動する。即ち、ラック部195が上部に形成される第3アーム部163が、コロ部材174上を直線的に移動する。   When the third servo motor 55 is operated, the third shaft 167 rotates via the pulley 164, the belt 166, and the pulley 165. As the third shaft 167 rotates, the third torque measurement mechanism 171 rotates, and the pinion portion 193 connected to the third torque measurement mechanism 171 via the pin 194 rotates. The rack portion 195 that meshes with the pinion portion 193 moves linearly. That is, the third arm portion 163 having the rack portion 195 formed thereon moves linearly on the roller member 174.

箱体173は、第3アーム部163の移動する方向に合わせて回転する。
なお、第3トルク計測機構171の基本的構成は、図13に示した第1トルク機構90、第2トルク機構95と同様であり、説明は割愛する。
第3サーボモータ55を作動させた場合の第3アームの作用について、詳細を図21で説明する。
The box body 173 rotates in accordance with the moving direction of the third arm portion 163.
The basic configuration of the third torque measuring mechanism 171 is the same as that of the first torque mechanism 90 and the second torque mechanism 95 shown in FIG.
The details of the action of the third arm when the third servo motor 55 is operated will be described with reference to FIG.

図26(a)に示すように、第3サーボモータ(図25、符号55)を作動させることで、ピニオン部193が矢印(30)で示すように、反時計回りに回転する。ピニオン部193が反時計回りに回転することで、第3アーム196及び指叩きローラ158が人差し指11に向かって前進する。前進することで、(b)に示すように、指叩きローラ158が人差し指11を叩く。   As shown in FIG. 26A, by operating the third servo motor (FIG. 25, reference numeral 55), the pinion portion 193 rotates counterclockwise as indicated by an arrow (30). As the pinion portion 193 rotates counterclockwise, the third arm 196 and the finger hitting roller 158 move forward toward the index finger 11. By moving forward, the finger hitting roller 158 hits the index finger 11 as shown in FIG.

このような伝達部材192を用いた場合も、本発明による効果を得ることができる。
特に、ピニオン部193とラック部195とで伝達部材192を構成した場合は、構成が簡素であり、伝達部材192の製造コストを低下させることができる。
Even when such a transmission member 192 is used, the effect of the present invention can be obtained.
In particular, when the transmission member 192 is configured by the pinion portion 193 and the rack portion 195, the configuration is simple, and the manufacturing cost of the transmission member 192 can be reduced.

本発明は、片麻痺指の機能回復訓練に供する訓練装置に好適である。   The present invention is suitable for a training apparatus used for function recovery training for hemiplegic fingers.

10、27…患者の手、11…指(人差し指)、12…手首、13…指の付け根、15、16…介助者の指、41…第1軸、44…第1サーボモータ、45…第2軸、47…第2サーボモータ、54…制御部、90…第1トルク計測機構、95…第2トルク計測機構、100…片麻痺指機構回復訓練装置、102…手載せ台、105…指屈曲機能、107…第3アーム、108…指叩き機構、109…ストッパ機構、111…第1アーム、112…第1スライダ、113…第2アーム、114…第2スライダ、116…第1延長部、117…第2延長部、118…指押し部、121…(第1アームの)基部、123…アーム部、124…接続部、154…レール部材、155…移動体、158…指叩きローラ、183…手載せ台トルク計測機構、184…手首屈伸機構、C…交点。   10, 27 ... Patient's hand, 11 ... Finger (index finger), 12 ... Wrist, 13 ... Base of finger, 15, 16 ... Helper's finger, 41 ... First axis, 44 ... First servo motor, 45 ... First 2-axis, 47 ... second servo motor, 54 ... control unit, 90 ... first torque measurement mechanism, 95 ... second torque measurement mechanism, 100 ... hemiplegia finger mechanism recovery training device, 102 ... hand rest, 105 ... finger Bending function, 107 ... third arm, 108 ... finger tapping mechanism, 109 ... stopper mechanism, 111 ... first arm, 112 ... first slider, 113 ... second arm, 114 ... second slider, 116 ... first extension 117: Second extension portion, 118: Finger pressing portion, 121: Base portion (of the first arm), 123 ... Arm portion, 124 ... Connection portion, 154 ... Rail member, 155 ... Moving body, 158 ... Finger tapping roller, 183 ... Hand stand torque measuring machine , 184 ... wrist bending and stretching mechanism, C ... intersection.

Claims (5)

片方の手の指が麻痺した患者の前記指を回復訓練させる片麻痺指機能回復訓練装置であって、
この片麻痺指機能回復訓練装置は、
手を載せる手載せ台と、
この手載せ台に載せられた手の指の一本を押し下げて屈曲させ、屈曲された指が元に戻ろうとする伸張動作は妨げない指屈曲機構と、
この指屈曲機構で押し下げられた前記指の付け根を叩いて前記伸張動作を促す指叩き機構とからなり、
前記指屈曲機構は、
前記手載せ台の下方に設けられている第1軸から前記手載せ台にほぼ沿って延び、前記第1軸を中心に上下に旋回する第1アームと、
この第1アームを上下に旋回させる第1サーボモータと、
前記第1アームに加わるトルクを検出する第1トルク計測機構と、
前記第1アーム上を移動可能に設けられる第1スライダと、
前記手載せ台の上方に設けられている第2軸から前記第1アームに交差するように延ばされ、前記第2軸を中心に上下に旋回する第2アームと、
この第2アームを上下に旋回させる第2サーボモータと、
前記第2アームに加わるトルクを検出する第2トルク計測機構と、
前記第2アーム上を移動可能に設けられる第2スライダと、
前記第1スライダから上方に向かって延ばされる第1延長部と、
前記第2スライダから前記手載せ台に向かって延ばされる第2延長部と、
前記第1延長部の先端が前記第2延長部の先端に交差する交点で、前記第1延長部及び前記第2延長部を揺動自在に支持すると共に、前記指を押し下げる指押し部と、
前記第1・第2トルク計測機構からトルク情報を取得し前記第1サーボモータ及び第2サーボモータを制御する制御部とからなることを特徴とする片麻痺指機能回復訓練装置。
A hemiplegic finger function recovery training device for recovery training of the finger of a patient whose one hand is paralyzed,
This hemiplegic finger function recovery training device
A platform for placing hands,
A finger bending mechanism that pushes down and bends one of the fingers of the hand placed on the table and does not hinder the stretching operation in which the bent finger tries to return;
It consists of a finger tapping mechanism that strikes the base of the finger pushed down by this finger bending mechanism and promotes the extension operation,
The finger bending mechanism is
A first arm extending substantially along the table from a first axis provided below the table, and pivoting up and down about the first axis;
A first servo motor that swings the first arm up and down;
A first torque measuring mechanism for detecting torque applied to the first arm;
A first slider movably provided on the first arm;
A second arm that extends from a second shaft provided above the hand platform so as to intersect the first arm and pivots up and down about the second shaft;
A second servo motor that swings the second arm up and down;
A second torque measuring mechanism for detecting torque applied to the second arm;
A second slider movably provided on the second arm;
A first extension extending upward from the first slider;
A second extension that extends from the second slider toward the platform;
A finger pressing part that swingably supports the first extension part and the second extension part at an intersection where the tip of the first extension part intersects the tip of the second extension part;
A hemiplegic finger function recovery training apparatus comprising: a control unit that acquires torque information from the first and second torque measurement mechanisms and controls the first servo motor and the second servo motor.
前記指叩き機構は、前記第2アームの側方に設けられるレール部材と、このレール部材で案内されて走行する移動体と、この移動体に揺動自在に支持される第3アームと、この第3アームの先端に回転可能に設けられ前記指の付け根を叩く指叩きローラと、この指叩きローラを前記指の付け根に向かって進退させる第3サーボモータとからなることを特徴とする請求項1記載の方麻痺指機能回復訓練装置。   The finger tapping mechanism includes a rail member provided on a side of the second arm, a moving body that is guided by the rail member, a third arm that is swingably supported by the moving body, 4. A finger hitting roller that is rotatably provided at the tip of a third arm and taps the base of the finger, and a third servo motor that advances and retracts the finger hitting roller toward the base of the finger. The paralysis finger function recovery training device according to 1. 前記手載せ台は、前記手の手首の近傍を揺動支点として上下に往復動することを特徴とする請求項1又は請求項2記載の片麻痺指機能回復訓練装置。   The hemiplegic finger function recovery training device according to claim 1 or 2, wherein the hand platform reciprocates up and down with a vicinity of the wrist of the hand as a swing fulcrum. 前記手載せ台を揺動させる揺動軸に、前記手載せ台を上下に往復動させる第4サーボモータが接続され、
前記手載せ台に加わるトルクを検出する手載せ台トルク計測機構が、前記手載せ台の裏面に設けられ、
前記制御部で、前記手載せ台トルク計測機構からトルク情報を取得し、前記第4サーボモータを制御することを特徴とする請求項3記載の方麻痺指機能回復訓練装置。
A fourth servo motor for reciprocating the hand table up and down is connected to a swing shaft for swinging the table.
A hand table torque measuring mechanism for detecting torque applied to the table is provided on the back surface of the table;
The paralysis finger function recovery training device according to claim 3, wherein the control unit acquires torque information from the hand platform torque measurement mechanism and controls the fourth servo motor.
前記手載せ台は、前記往復動の範囲を規定するストッパ機構を備えていることを特徴とする請求項3又は請求項4記載の方麻痺指機能回復訓練装置。   The paralysis finger function recovery training device according to claim 3, wherein the hand-carrying table includes a stopper mechanism that defines a range of the reciprocation.
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