JP2013017718A - Rehabilitation apparatus for fingers - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は手指リハビリ装置に関し、特に、使用者の手指のMP関節とPIP関節とを独立して動かすための手指リハビリ装置に関するものである。 The present invention relates to a finger rehabilitation device, and more particularly to a finger rehabilitation device for independently moving an MP joint and a PIP joint of a user's finger.
図15は特許文献1で示されている手指リハビリ装置の装着状態を示す斜視図であり、図16は手指の各部位の名称を説明するための図である。
FIG. 15 is a perspective view showing a wearing state of the finger rehabilitation device disclosed in
まず、手指リハビリ装置のリハビリ対象となる、手指を含む手の各部位の名称等について説明する。 First, the name of each part of the hand including the fingers, which is a rehabilitation target of the hand rehabilitation apparatus, will be described.
図16を参照して、親指を除く手指の各々の各部位の名称は同一であるため、ここでは手指に関しては中指90のみについて説明する。中指90には、手掌(手の平)及び手背(手の甲)よりなる中手100の付け根側から、一点鎖線で示す中手骨104及び基節骨97の間に位置する中手指節間関節(MP関節)91、基節骨97及び中節骨98の間に位置する近位指節間関節(PIP関節)92、及び中節骨98及び末節骨99の間に位置する遠位指節間関節(DIP関節)93と呼ばれる関節がある。又、MP関節91とPIP関節92との間の手指部分は基節94、PIP関節92とDIP関節93との間の手指部分は中節95、DIP関節93から指先までの手指部分は末節96と呼ばれている。そして、中手100は手首101を介して下腕102に繋がっている。
Referring to FIG. 16, since the names of the respective parts of the fingers excluding the thumb are the same, only the
次に図15を参照して、手指リハビリ装置である手指用CPMポータブルハンド110は、その内部に図示しない電動モータやギヤ機構を有する本体111と、本体111を腕や手に固定するための固定用バンド112、113と、本体111内のギヤ機構に接続されたリンク機構114と、リンク機構114の略先端に直交するように取付けられた円弧状のアーム115とを備えている。又、アーム115には、円筒状の指用装着具116が四つ取付けられており、各々が人差指、中指、薬指及び小指の各々の指先に取付けられている。
Next, referring to FIG. 15, a hand CPM
そして、コード117を介して本体111に接続されたコントロールボックス118を操作して、リンク機構114を介してアーム115を図において下側に回転させることによって、指の屈伸運動をおこなう。
Then, by operating the
図17は図15で示した手指リハビリ装置の使用状態を示す図であって、(1)は手が開いた状態を示すものであり、(2)は手が閉じた状態を示すものである。
(1)を参照して、手が開いた状態から、本体111内の電動モータ等によってリンク機構114及びアーム115を介して指用装着具116を図において時計回りに回転させる。すると、(2)で示すように、指用装着具116(図示せず)の回転に伴って手が強制的に閉じた状態となる。このようにして、(1)の状態と(2)の状態とに繰り返し移行することで、親指以外の手指の関節の癒着や拘縮等の改善、又は関節可動域の確保をおこなう。
FIG. 17 is a diagram illustrating a usage state of the finger rehabilitation device illustrated in FIG. 15, wherein (1) illustrates a state in which the hand is opened, and (2) illustrates a state in which the hand is closed. .
Referring to (1), the
上記のような従来の手指リハビリ装置では、使用者の手指を動かすための部材が、指先に装着する指用装着具のみであるため、単純な手の開閉動作による手指の屈伸運動しかおこなうことができなかった。即ち、MP関節やPIP関節に対する運動が同時にしかおこなえないため、種々の手指のリハビリに対応できず、使用者に適した効果的なリハビリをおこなうことができなかった。 In the conventional hand rehabilitation apparatus as described above, the only member for moving the user's finger is a finger attachment device to be attached to the fingertip, so that the finger can only bend and stretch by a simple hand opening / closing operation. could not. In other words, since the MP joint and the PIP joint can only be exercised at the same time, they cannot cope with various finger rehabilitations and cannot perform effective rehabilitation suitable for the user.
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、使用者の手指のMP関節とPIP関節とを独立して動かすことのできる手指リハビリ装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a finger rehabilitation device that can independently move the MP joint and the PIP joint of a user's finger.
上記の目的を達成するために、請求項1記載の発明は、手指リハビリ装置であって、使用者の中手を開いた状態で固定する中手固定手段と、親指を除いた手指の基節を開いた状態で固定する基節固定手段と、手指の中節を開いた状態で固定する中節固定手段と、基節固定手段を中手固定手段に対して手掌側に移動させると共に元の位置へも移動させる基節移動手段と、中節固定手段を基節固定手段に対して手掌側に移動させると共に元の位置へも移動させる中節移動手段と、基節移動手段と中節移動手段とを独立に作動させるように制御する制御手段とを備えたものである。 In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention is a hand rehabilitation device, comprising a middle hand fixing means for fixing a user's middle hand in an open state, and a finger base clause excluding the thumb. The proximal joint fixing means for fixing the middle finger of the finger, the middle joint fixing means for fixing the middle finger of the finger in the opened state, the base joint fixing means to the palm side with respect to the middle hand fixing means, and the original Proximal movement means for moving to the position, intermediate movement means for moving the middle fixation means to the palm side relative to the fixation means, and movement to the original position, movement of the proximal movement and movement of the middle movement And control means for controlling the means to operate independently.
このように構成すると、手指のMP関節とPIP関節とが独立に動かされる。 With this configuration, the MP joint and the PIP joint of the fingers are moved independently.
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明の構成において、基節移動手段は、中手固定手段に取り付けられた第1駆動体と、第1駆動体に接続され、基節固定手段を回動させる第1回動機構とを含み、中節移動手段は、中手固定手段に取り付けられた第2駆動体と、第2駆動体にワイヤを介して接続され、中節固定手段を回動させる第2回動機構とを含むものである。 According to a second aspect of the present invention, in the configuration of the first aspect of the invention, the proximal movement means is connected to the first drive body attached to the middle hand fixing means, and the proximal movement fixing means. A middle turning means for turning the middle joint fixing means, a second driving body attached to the middle hand fixing means, and a second driving body connected to the second driving body via a wire. And a second turning mechanism for turning.
このように構成すると、第2駆動体は第1駆動体の駆動対象にならない。 If comprised in this way, a 2nd drive body will not become a drive object of a 1st drive body.
請求項3記載の発明は、請求項1又は請求項2記載の発明の構成において、中手固定手段と基節固定手段との間隔を調整することができる間隔調整手段を更に備えたものである。 According to a third aspect of the present invention, in the configuration of the first or second aspect of the present invention, a distance adjusting means capable of adjusting a distance between the middle hand fixing means and the proximal joint fixing means is further provided. .
このように構成すると、使用者の基節骨の長さに応じた調整が可能となる。 If comprised in this way, adjustment according to the length of a user's proximal phalanx will be attained.
請求項4記載の発明は、請求項1から請求項3のいずれかに記載の発明の構成において、基節固定手段及び中節固定手段の各々における手指の背側に接する部分は、弾性体で形成されるものである。 According to a fourth aspect of the present invention, in the structure of the first aspect of the present invention, the portion of the base joint fixing means and the middle joint fixing means that contacts the dorsal side of the fingers is an elastic body. Is formed.
このように構成すると、手指同士の関節位置の相違による影響を弾性体が低減する。 If comprised in this way, an elastic body will reduce the influence by the difference in the joint position of fingers.
請求項5記載の発明は、請求項1から請求項4のいずれかに記載の発明の構成において、中手固定手段に調整部を介して接続され、使用者の下腕を固定する下腕固定手段を更に備え、調整部は、中手固定手段と下腕固定手段との間隔及び接続角を調整することができるものである。 According to a fifth aspect of the present invention, in the configuration of the first aspect of the present invention, the lower arm fixing unit is connected to the middle hand fixing unit via the adjusting unit and fixes the lower arm of the user. Further, the adjusting unit is capable of adjusting a distance and a connection angle between the middle hand fixing unit and the lower arm fixing unit.
このように構成すると、使用者の手首の位置に応じた取付が可能となる。 If comprised in this way, attachment according to the position of a user's wrist will be attained.
請求項6記載の発明は、請求項1から請求項5のいずれかに記載の発明の構成において、教示モードと再生モードとを選択することができるスイッチ手段と、基節移動手段及び中節移動手段の動作を記憶することができる記憶手段を更に備え、制御手段は、教示モードが選択された時、基節移動手段及び中節移動手段の各々の位置を連続して記憶手段が記憶するように制御し、再生モードが選択された時、記憶手段に記憶された内容に基づいて基節移動手段及び中節移動手段の少なくとも一方を作動させるように制御するものである。 According to a sixth aspect of the present invention, in the configuration of the first aspect of the present invention, the switch means capable of selecting the teaching mode and the reproduction mode, the proximal movement means and the middle movement. Storage means capable of storing the operation of the means, and the control means stores the respective positions of the root movement means and the middle movement means in succession when the teaching mode is selected. When the reproduction mode is selected, control is performed so that at least one of the root movement means and the middle movement means is operated based on the contents stored in the storage means.
このように構成すると、所望の動作を記憶させ、これを再生できる。 With this configuration, a desired operation can be stored and reproduced.
以上説明したように、請求項1記載の発明は、手指のMP関節とPIP関節とが独立に動かされるため、効果的なリハビリが可能となる。
As described above, the invention according to
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明の効果に加えて、第2駆動体は第1駆動体の駆動対象にならないため、第1駆動体の負担が軽減される。 According to the second aspect of the invention, in addition to the effect of the first aspect of the invention, since the second driving body is not a subject to be driven by the first driving body, the burden on the first driving body is reduced.
請求項3記載の発明は、請求項1又は請求項2記載の発明の効果に加えて、使用者の基節骨の長さに応じた調整が可能となるため、使用勝手が向上する。
In addition to the effect of the invention of
請求項4記載の発明は、請求項1から請求項3のいずれかに記載の発明の効果に加えて、手指同士の関節位置の相違による影響を弾性体が低減するため、装置の構成がシンプルになる。
In addition to the effect of the invention according to any one of
請求項5記載の発明は、請求項1から請求項4のいずれかに記載の発明の効果に加えて、使用者の手首の位置に応じた取付が可能となるため、使用勝手がより向上する。
In addition to the effects of the invention according to any one of
請求項6記載の発明は、請求項1から請求項5のいずれかに記載の発明の効果に加えて、所望の動作を記憶させ、これを再生できるため、使用者に応じた特有のリハビリが可能となる。
In addition to the effects of the invention according to any one of
図1はこの発明の第1の実施の形態による手指リハビリ装置の装置本体を示す斜視図であり、図2は図1で示したII−IIラインから見た斜視図であり、図3は図1で示したIII−IIIラインから見た図であり、図4は図1で示したIV−IVラインから見た図であり、図5は図1で示したV−Vラインから見た図であり、図6は図1で示したVI−VIラインから見た図である。 FIG. 1 is a perspective view showing an apparatus main body of a finger rehabilitation apparatus according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view taken along line II-II shown in FIG. 1, and FIG. 4 is a view seen from the line III-III shown in FIG. 1, FIG. 4 is a view seen from the line IV-IV shown in FIG. 1, and FIG. 5 is a view seen from the V-V line shown in FIG. FIG. 6 is a view as seen from the VI-VI line shown in FIG.
これらの図を参照して、この実施の形態による手指リハビリ装置の装置本体5は、使用者の中手を開いた状態で且つ手掌を図1において上向きにして固定する中手固定部10(中手固定手段)と、中手固定部10に間隔調整部50(間隔調整手段)を介して回動自在に接続され、使用者の親指を除いた手指の基節を開いた状態で固定する基節固定部20(基節固定手段)と、基節固定部20に回動自在に接続され、該手指の中節を開いた状態で固定する中節固定部30(中節固定手段)と、中手固定部10に凹形状の鋼板よりなる調整部65を介して接続され、使用者の下腕を固定する下腕固定部40(下腕固定手段)とを備えている。
Referring to these drawings, the device
中手固定部10は、凹形状に折り曲げ加工された鋼板よりなる第1取付部材11と、第1取付部材11の底部に取付けられ、後方側(図2の左下から右上に向かう方向)に延びる鋼板よりなる第2取付部材12と、第1取付部材11に取付けられ、その上面の略全面に平板状のスポンジ14が設置された鋼板よりなる中手載置部材13と、中手載置部材13の上方部分を覆うように取付けられた固定バンド15とから構成されている。
The middle
又、第1取付部材11には、前後方向に延びる開口17を有する、後方側に延びる調整用取付部16が形成されている。そして、調整用取付部16は、開口17を介してネジ19によって調整部65に脱着自在に取付けられている。従って、図2の矢印で示すように、中手固定部10は、その前後方向の位置を調整部65に対して開口17の範囲で移動させることができる。即ち、調整部65によって、中手固定部10と下腕固定部40との間隔を調整することができる。
The
尚、第1取付部材11には、基節固定部20を中手固定部10に対して回動させるための基節移動部60(基節移動手段)を構成する第1駆動体である第1サーボモーター61が取付けられている。更に、第2取付部材12には、中節固定部30を基節固定部20に対して回動させるための中節移動部70(中節移動手段)を構成する、中節固定部30にワイヤ77a、77b及び回転体72を介して接続された、第2駆動体である第2サーボモーター71が取付けられている。基節移動部60及び中節移動部70の詳細については後述する。
The first mounting
間隔調整部50は、中手固定部10の第1取付部材11の側部の各々に、前後方向と略直交する方向を軸に回動自在に取付けられた円板状の本体51a、51bと、その一部が本体51a、51bの各々の内部に設置された、前方に延びる棒体52a、52bとを備えている。そして、間隔調整部50は、棒体52a、52bの各々の先端部分の位置を前後に移動することによって、中手固定部10と基節固定部20との間隔を調整するように構成されている。尚、第1サーボモーター61側の本体51aの第1取付部材11側の面には、板状の歯車体53が取付けられて第1サーボモーター61の歯車体62に係合している。間隔調整部50の詳細な構造については後述する。
The
基節固定部20は、その両端部の各々が間隔調整部50の棒体52a、52bの各々の先端に取付けられた合成樹脂よりなる基節載置部材21と、基節載置部材21の載置面上に設置されたスポンジ22と、スポンジ22の上方部分を覆うように取付けられた固定バンド23とから構成されている。尚、スポンジ22は、後述する装着状態において各手指の基節の背側に接する。
The base joint fixing
中節固定部30は、その両端部の各々が基節固定部20の基節載置部材21の両端部に対して、前後方向と略直交する方向を軸に回動自在に取付けられた、合成樹脂よりなる中節載置部材31と、中節載置部材31の載置面上に設置されたスポンジ32と、スポンジ32の上方部分を覆うように取付けられた固定バンド33とから構成されている。尚、スポンジ32は、後述する装着状態において各手指の中節の背側に接する。
The middle
下腕固定部40は、略半円形状の断面を有し、前後方向に延びる鋼板よりなる下腕載置部材41と、下腕載置部材41の内面の略全面に設置されたスポンジ42と、下腕載置部材41の前方側及び後方側の各々の上方部分を覆うように取付けられた固定バンド43a、43bとから構成されている。又、下腕載置部材41の底部には、前方側に延びる鋼板よりなる接続部材44が取付けられており、接続部材44の先端部は、調整部65の側部の各々にピンによって前後方向に略直交する方向に回動自在に接続されている。従って、調整部65によって、中手固定部10と下腕固定部40との接続角を調整することができる。
The lower
このように、中手固定部10と下腕固定部40とを、調整部65を介して接続することによって、中手固定部10と下腕固定部40との間隔及び接続角を調整することができる。従って、後述する装着状態において使用者の手首の位置に応じた取付けが可能となるため、使用勝手が向上する。
In this way, by adjusting the middle
尚、基節固定部20に回動自在に取付けられた中節固定部30と、中手固定部10に回動自在に取付けられた基節固定部20とは、図5及び図6において各関節可動域を超えては下方側へ回転しないように、図示しないストッパー等が設けられている。具体的には、前後方向から下方側へ15°を超えては回転しないように設定されている。従って、基節固定部20及び中節固定部30においては、各々に固定された手指の基節と中節との各々が各関節可動域の範囲内を移動するため、手指の各関節が必要以上に逆方向に曲がる虞が無い。
Note that the middle
基節移動部60は、中手固定部10の第1取付部材11の側部内面の一方に取付けられた第1サーボモーター61と、第1サーボモーター61の図示しないシャフトに接続され、第1取付部材11の外面側に配置された円板状の歯車体62とを備えている。そして、特に図4で示すように、第1サーボモーター61に接続された歯車体62は、上述した関節調整部50の本体51aに取付けられた歯車体53と噛合うように形成されている。従って、歯車体53及び歯車体62が第1回動機構となり、第1サーボモーター61によって間隔調整部50(基節固定部20)が中手固定部10に対して所定の位置まで回動する。
The
次に、間隔調整部50の詳細な構造について説明する。
Next, the detailed structure of the space |
図7は図4で示したVII−VIIラインの拡大断面図であって、(1)は基節固定部が前方側に位置する状態を示すものであり、(2)は基節固定部が後方側に位置する状態を示すものである。 FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view of the VII-VII line shown in FIG. 4, wherein (1) shows a state in which the base joint fixing portion is located on the front side, and (2) shows the base joint fixing portion. The state located in the back side is shown.
まず(1)を参照して、円板状の本体51aの内部には、前後方向に延びる第1貫通孔55と、本体51aの上端から第1貫通孔55に繋がるように、その内面がねじ切り加工された第2貫通孔56とが形成されている。そして、棒体52aは、本体51aの第1貫通孔55内に摺動自在に設置されている。更に、第2貫通孔56には、その頭部に六角溝が形成されたボルト57が挿入されており、ボルト57の下端での押圧によって、棒体52aの前後方向への移動が阻止されている。
First, referring to (1), the disk-shaped main body 51a has a first through hole 55 extending in the front-rear direction and an inner surface threaded so as to be connected to the first through hole 55 from the upper end of the main body 51a. A processed second through hole 56 is formed. The rod body 52a is slidably installed in the first through hole 55 of the main body 51a. Further, a
尚、(1)で示す状態においては、棒体52aを前方側に引き出した状態、即ち、棒体52aの先端に位置する基節固定部20が相対的に前方側に位置した状態となっている。具体的には、基節固定部20に対する中節固定部30の回転軸25と、中手固定部10に対する間隔調整部50の回転軸58との距離がL1となっている。このような状態から、第2貫通孔56の上端から六角レンチ等を使用してボルト57の棒体52aに対する押圧力を緩め、図の矢印で示すように棒体52aを後方側へと移動させ、再度ボルト57を締め付けると、(2)で示す状態となる。
In the state shown in (1), the rod body 52a is pulled out to the front side, that is, the proximal joint fixing
次に(2)を参照して、棒体52aを後方側に移動させた状態においては、基節固定部20の回転軸25と、間隔調整部50の回転軸58との距離がL1より短いL2となる。即ち、基節固定部20の位置が(1)の状態より後方側となる。
Referring now to (2), in the state of moving the rod 52a to the rear side, the
このようにして、中手固定部10に対する基節固定部20の前後方向の位置、即ち中手固定部10と基節固定部20との間隔を調整する。従って、後述する装着状態において使用者の基節骨の長さに応じた調整が可能となるため、使用勝手が向上する。尚、図示しない対向する本体51b及び棒体52bにおいても、本体51a及び棒体52aと同一構造となっている。
In this manner, the position of the proximal joint fixing
次に、中節移動部70の詳細な構造について説明する。
Next, the detailed structure of the middle joint moving
図8は図6のX部分の拡大図である。 FIG. 8 is an enlarged view of a portion X in FIG.
図を参照して、中節移動部70は、中手固定部10の第2取付部材12に取付けられた第2サーボモーター71と、第2サーボモーター71の図示しないシャフトに接続された円柱形状の回転体72と、その一方端が回転体72に接続され、その他方端が中節固定部30の中節載置部材31に接続された一対のワイヤ77a、77bとから構成されている。尚、ワイヤ77a、77bにおける基節固定部20から中手固定部10までの範囲の部分の各々は、ステンレスコイルや合成樹脂等で形成された剛性を有する図示しない管状のアウターチューブの各々で覆われている。そして、ワイヤ77a、77bの各々は、アウターチューブ内の各々を移動自在となるように構成されている。
Referring to the drawing, the middle joint moving
回転体72は、その外面に押え板78a、78bの各々がボルト79a、79bの各々によって固定されている。そして、ワイヤ77a、77bの一方端部の各々を回転体72の外面と押え板78a、78bの各々との間に挟み込むことで、ワイヤ77a、77bの一方端部の各々は回転体72に取付けられている。又、ワイヤ77a、77bの他方端部の各々には、タイコ75a、75bの各々が接続されている。そして、タイコ75a、75bの各々は中節固定部30の中節載置部材31の内部と係合しており、ワイヤ77a、77b及びタイコ75a、75bは、回転軸25を囲むように配置されている。
On the outer surface of the
そして、例えば第2サーボモーター71によって回転体72が図の矢印で示すように反時計回りに回転すると、ワイヤ77aは回転体72側へと引張られる。すると、タイコ75aもワイヤ77aを介して回転体72側へと引張られ、中節載置部材31が回転軸25を中心に図の矢印で示すように反時計回りに回転する。これに伴ってタイコ75bもタイコ75aと同一方向に移動するため、ワイヤ77bが回転軸25側へと引張られる。この時、ワイヤ77a、77bの各々は、上述した図示しないアウターチューブ内の各々を移動するため、不用意に撓む虞が無く、ワイヤ77a、77bの動作が安定する。尚、中節載置部材31を回転軸25を中心に図において時計回りに回転させたい場合は、第2サーボモーター71によって回転体72を時計回りに回転させれば良い。
For example, when the
このように、回転体72、ワイヤ77a、77b及びタイコ75a、75bが第2回動機構となり、第2サーボモーター71によって中節固定部30が基節固定部20に対して回動するように構成されている。従って、第2サーボモーター71を基節固定部20から離れた中手固定部10に取付けることができる。そのため、第2サーボモーター71が第1サーボモーター61の駆動対象にならない。即ち、第1サーボモーター61の駆動対象が軽量化され、負担が軽減されると共に、第1サーボモーター61の出力を高くする必要が無くなり、省電力化される。更には、後述する教示時において第2サーボモーター71が教示操作の邪魔にならず、正確なリハビリ動作パターンを教示することができる。
As described above, the rotating
次に、図1で示した装置本体5の装着状態及び各部材の動作態様について説明する。
Next, the mounting state of the apparatus
図9は図1で示した装置本体を装着した状態を示す斜視図であって、仮想線で示した使用者の手が完全に開いた状態を示すものである。 FIG. 9 is a perspective view showing a state in which the apparatus main body shown in FIG. 1 is mounted, and shows a state in which the user's hand indicated by a virtual line is completely opened.
図を参照して、まず、装置本体5の装着方法について説明する。
With reference to the drawings, first, a method of mounting the apparatus
始めに、固定バンド15、23、33、43a、43bを緩める。次に、二点鎖線で示す手を装置本体5の後方側(図の右下側)から各固定バンドで挟まれるように、手掌を上にして挿入する。
First, the fixing
次に、調整部65に対する下腕固定部40の一点鎖線で示す回転軸線67と、使用者の手首101の破線で示す軸線とが平面視において一致するように手の位置を前後方向に調整し、固定バンド43a、43bを締めて下腕102を固定する。この時、必要に応じて中手固定部10と下腕固定部40との接続角を調整し、手首の角度を調整する。
Next, the position of the hand is adjusted in the front-rear direction so that the
次に、中手固定部10に対する間隔調整部50(基節固定部20)の一点鎖線で示す回転軸線68と、親指と小指とを除く使用者の手指のMP関節91a〜91cのうち、最も低い(最も手首101側の)MP関節91aとが平面視において一致するように、中手固定部10を前後方向に移動させる。その後、図示しないネジを締め付け、中手固定部10と下腕固定部40との間隔を調整し、固定バンド15を締めて中手100を固定する。
Next, the
次に、基節固定部20に対する中節固定部30の一点鎖線で示す回転軸線69と、親指と小指とを除く使用者の手指のPIP関節92a〜92cのうち、最も低い(最も手首101側の)PIP関節92aとが平面視において一致するように、間隔調整部50を介して基節固定部20を前後方向に移動させる。その後、固定バンド23、33の各々を締めて親指以外の手指の基節及び中節の各々を固定して、装置本体5の装着が完了する。
Next, the
図10は図1で示した装置本体を装着した状態を示す斜視図であって、図9の状態から基節固定部が回転した状態を示すものである。 10 is a perspective view showing a state in which the apparatus main body shown in FIG. 1 is mounted, and shows a state in which the proximal joint fixing portion is rotated from the state shown in FIG.
図を参照して、この状態においては、図9の状態から第1サーボモーター61を駆動させて、間隔調整部50を介して基節固定部20を中手固定部10に対して45°程度手掌側に回転させている。従って、親指と小指とを除く手指のうち最も低いMP関節位置に一致する回転軸線68を軸に、使用者の親指を除く手指が手掌側に曲げられる。
Referring to the figure, in this state, the
この時、MP関節の各々は手指同士で若干相違する位置となっているため、使用者の手指の各々は若干相違する位置で曲げられることになる。しかしながら、上述した通り、基節固定部20及び中節固定部30の各々には、指の背側にスポンジ22、33の各々が設けられている。従って、MP関節位置の相違による手指の曲げのずれが吸収され、MP関節での手指の曲げによる影響が低減する。そのため、例えば各手指のMP関節の各々に対応する回転軸線68を個別に設ける必要が無く、装置本体5の構成がシンプルになる。尚、スポンジ22、33による効果は、後述するPIP関節での手指の曲げについても同様である。
At this time, since each of the MP joints has a slightly different position between the fingers, each of the user's fingers is bent at a slightly different position. However, as described above, each of the proximal joint fixing
図11は図1で示した装置本体を装着した状態を示す斜視図であって、図10の状態から中節固定部が回転した状態を示すものである。 11 is a perspective view showing a state in which the apparatus main body shown in FIG. 1 is mounted, and shows a state in which the middle joint fixing portion is rotated from the state shown in FIG.
図を参照して、この状態においては、図10の状態から第2サーボモーター71(図示せず)を駆動させて、ワイヤ77を介して中節固定部30を基節固定部20に対して45°程度手掌側に回転させている。すると、親指と小指とを除く手指のうち最も低いPIP関節位置に一致する回転軸線69を軸に、使用者の親指を除くPIP関節から指先の部分のみが曲げられる。
Referring to the figure, in this state, the second servo motor 71 (not shown) is driven from the state of FIG. 10, and the middle
このように、第1サーボモーター61及び第2サーボモーター71を個別に駆動することによって、基節固定部20及び中節固定部30の各々が、独立して中手固定部10及び基節固定部20の各々に対して回動する。即ち、使用者の手指のMP関節とPIP関節とが独立に動かされる。そのため、後述するコントローラを使用して、これらの作動を制御することによって、効果的なリハビリが可能となる。尚、例えば図9の状態から中節固定部30のみを回転させた後、基節固定部20のみを回転させて図11の状態にする等、図10及び図11で示す動作以外に、種々の他の動作も可能である。
In this way, by independently driving the
次に、この実施の形態による手指リハビリ装置の全体構成について説明する。 Next, the overall configuration of the finger rehabilitation device according to this embodiment will be described.
図12はこの発明の第1の実施の形態による手指リハビリ装置の全体構成を示す概略図であり、図13は図12で示した手指リハビリ装置の制御関係を示すブロック図である。 FIG. 12 is a schematic view showing the overall configuration of the hand rehabilitation apparatus according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 13 is a block diagram showing the control relationship of the hand rehabilitation apparatus shown in FIG.
まず図12を参照して、手指リハビリ装置1は、コントローラ2と、コントローラ2にケーブル27を介して接続された、図1で示した装置本体5と、コントローラ2に接続された電源コード3及び非常スイッチ4とから構成されている。又、コントローラ2は、電源スイッチ35、再生スイッチ36、教示スイッチ37及び教示確認スイッチ38からなるスイッチ手段と、トルク設定ダイアル39とを備えている。
First, referring to FIG. 12, the
次に図13を中心に図12を併せて参照して、コントローラ2は、後述する各構成部を制御する制御部80(制御手段)を中心として構成されている。そして、制御部80には、操作部81、表示/サウンド部82、外部制御送/受信部83、指令送信部84、状態受信部85、記憶部86(記憶手段)及び電源部87が接続されている。
Next, referring also to FIG. 12 with reference to FIG. 13, the
操作部81は、具体的にはコントローラ2の電源スイッチ35、再生スイッチ36、教示スイッチ37、教示確認スイッチ38及びトルク設定ダイアル39で構成されており、これらを操作することで後述する教示モードや再生モードの開始等を制御部80に指令するものである。
Specifically, the operation unit 81 includes a
表示/サウンド部82は、後述する教示モードや再生モードの開始やモード状態等を、コントローラ2からランプやサウンドで使用者に知らせるものである。
The display / sound unit 82 notifies the user of a teaching mode and a playback mode, which will be described later, a mode state, and the like from the
外部制御送/受信部83は、例えば記憶部86で記憶された後述するリハビリ動作パターンをデータとして外部へ送信したり、外部からリハビリ動作パターンのデータを受信したりするものである。 The external control transmission / reception unit 83 transmits, for example, a rehabilitation operation pattern (to be described later) stored in the storage unit 86 to the outside as data, or receives rehabilitation operation pattern data from the outside.
指令送信部84は、制御部80からの制御信号を装置本体5の第1サーボモーター61及び第2サーボモーター71の各々に送信するものである。
The
状態受信部85は、第1サーボモーター61及び第2サーボモーター71の各々の作動状態(シャフトの回転位置)を受信するものである。
The state receiving unit 85 receives each operating state (rotational position of the shaft) of the
記憶部86は、後述する教示モード時に教示されたリハビリ動作パターンや外部から受信したリハビリ動作パターンを記憶するものである。 The storage unit 86 stores a rehabilitation operation pattern taught in a teaching mode described later and a rehabilitation operation pattern received from the outside.
電源部87は、電源コード3からの電力を制御部80や装置本体5の第1サーボモーター61及び第2サーボモーター71に送るものである。尚、図13で示した非常スイッチ4を押下すると、電源部87からの電力供給が直ちに停止するように構成されている。
The power supply unit 87 sends power from the
次に、手指リハビリ装置1の使用時の制御方法について説明する。
Next, the control method at the time of use of the
図14は図12で示した手指リハビリ装置の使用時の制御方法を示すフローチャート図である。 FIG. 14 is a flowchart showing a control method when the hand rehabilitation apparatus shown in FIG. 12 is used.
図13及び図14を併せて参照して、まず、手指のリハビリが必要な患者が装置本体5を装着する。そして、電源を投入し(図12の電源スイッチ35押下)、手指のリハビリ動作パターンを教示するかを選択する(S11)。
Referring to FIG. 13 and FIG. 14 together, first, a patient who needs rehabilitation of fingers wears the apparatus
そして、教示する場合(S11でYES)には、教示モードを開始する(図12の教示スイッチ37押下)。すると、表示/サウンド部82からカウントダウン音が発生する。カウントダウン音が終了後、リハビリ教示者は教示したいリハビリ動作パターンの通りに、装置本体5を装着した患者の手指を動かす。すると、基節固定部及び中節固定部の回動に伴って、第1サーボモーター61及び第2サーボモーター71の各々のシャフトも回動する。そして、教示したいリハビリ動作パターンにおける第1サーボモーター61及び第2サーボモーター71の各々のシャフトの回転位置を連続して状態受信部85で取得する(S12)。この時、例えば基節固定部を回転させない(第1サーボモーター61を回転させない)ようなリハビリ動作パターンの場合であっても、第1サーボモーター61のシャフトの回転位置は連続して状態取得部85に取得される。そして、取得したリハビリ動作パターン(各シャフトの回転位置情報)を記憶部86で記憶する(S13)。尚、この実施の形態においては、記憶部86において約1分間のリハビリ動作パターンを記憶することができる。
When teaching is performed (YES in S11), the teaching mode is started (the
そして、教示したいリハビリ動作パターンが終了すると(S14でYES/図12の教示スイッチ再押下)、教示処理が終了する。尚、この時記憶されたリハビリ動作パターンは、他のリハビリ動作パターンで上書きされない限りは、電源を切断しても記憶部86に記憶される。そして、後述する再生モードの開始前に、この時記憶されたリハビリ動作パターンを確認する(図12の教示確認スイッチ38押下)と共に、第1サーボモーター61及び第2サーボモーター71のトルクを調整(図12のトルク設定ダイアル39による調整)する。
When the rehabilitation operation pattern to be taught is completed (YES in S14 / Teach switch re-pressed in FIG. 12), the teaching process is completed. The rehabilitation operation pattern stored at this time is stored in the storage unit 86 even if the power is turned off unless overwritten with another rehabilitation operation pattern. Then, before starting the reproduction mode described later, the rehabilitation operation pattern stored at this time is confirmed (the teaching confirmation switch 38 in FIG. 12 is pressed), and the torques of the
尚、教示したいリハビリ動作パターンが終了していない場合(S14でNO)には、上述した約1分間までであれば、リハビリ動作パターンを続けて教示することができる。 If the rehabilitation motion pattern to be taught is not completed (NO in S14), the rehabilitation motion pattern can be continuously taught for up to about 1 minute as described above.
一方、ステップS11で教示しない場合(S11でNO)、記憶されたリハビリ動作パターンを装置本体5で再生するかを選択する(S21)。そして、再生する場合(S21でYES)には、第1サーボモーター61及び第2サーボモーター71を調整されたトルクで作動させるべく、再生モードを開始する(図12の再生スイッチ36押下)。
On the other hand, when not teaching in step S11 (NO in S11), it is selected whether the stored rehabilitation motion pattern is reproduced by the apparatus main body 5 (S21). In the case of reproduction (YES in S21), the reproduction mode is started to operate the
すると、記憶部86に記憶されているリハビリ動作パターンが読み出され(S22)、読み出されたリハビリ動作パターンで作動するように、指令送信部84から第1サーボモーター61及び第2サーボモーター71の各々に指令される(S23)。尚、記憶部86において何らかのリハビリ動作パターンが記憶されていない場合、ステップS22において記憶部86からリハビリ動作パターンが読み出されないため、ステップS23に移行されず、再生が行われない。
Then, the rehabilitation operation pattern stored in the storage unit 86 is read (S22), and the
そして、第1サーボモーター61及び第2サーボモーター71の各々が、調整されたトルクで読み出されたリハビリ動作パターンの通りに作動する(S24)ことによって、使用者の親指を除く手指がMP関節位置及びPIP関節位置の少なくとも一方で曲げられる。そして、読み出されたリハビリ動作パターン終了後又は所定時間経過後において再生モードを終了させると(S25でYES/図12の再生スイッチ36再押下)、再生処理が終了する。
Then, each of the
尚、更にリハビリを続ける(再生モードを継続する)場合(S25でNO)には、記憶されたリハビリ動作パターンが再度読み出され、再生される。 If rehabilitation is further continued (reproduction mode is continued) (NO in S25), the stored rehabilitation operation pattern is read again and reproduced.
尚、特に装置本体5が自動で作動する再生モード中においては、使用者又は第三者が図13で示す非常スイッチ4を手に持ち、不用意な動作が発生した場合には即座に非常スイッチ4を押下することで、事故を防止することができる。
It should be noted that, particularly during the playback mode in which the apparatus
一方、ステップS21で再生しない場合(S21でNO)には、再度電源投入時に戻り、教示か再生かを選択する(S11)ことになる。 On the other hand, when the reproduction is not performed in step S21 (NO in S21), the process returns again when the power is turned on, and the teaching or reproduction is selected (S11).
このように、コントローラ2の制御部80によって、教示モードで記憶部86に所望のリハビリ動作パターンを記憶させ、再生モードでこれを再生することができるため、使用者に応じた特有のリハビリが可能となる。
In this way, the control unit 80 of the
尚、上記の実施の形態では、中手固定部、基節固定部、中節固定部及び下腕固定部は特定の構成によって各部位を固定しているが、中手固定部は使用者の中手を開いた状態で固定できるものであれば良く、基節固定部は親指を除いた手指の基節を開いた状態で固定できるものであれば良く、中節固定部は該手指の中節を開いた状態で固定できるものであれば良く、下腕固定部は下腕を固定できるものであれば良い。 In the above embodiment, the middle hand fixing part, the proximal joint fixing part, the middle joint fixing part, and the lower arm fixing part fix each part by a specific configuration. Any device can be used as long as it can be fixed with the middle hand open, and the proximal joint fixing portion may be any device that can be fixed with the base joint of the finger excluding the thumb open. Any device can be used as long as it can be fixed with the knot open, and the lower arm fixing portion may be any device that can fix the lower arm.
又、上記の実施の形態では、特定の基節移動部を備えているが、基節移動部は基節固定部を中手固定部に対して手掌側に移動させると共に、元の位置へも移動させるものであれば、他の構成であっても良い。 Further, in the above embodiment, a specific proximal movement part is provided, but the proximal movement part moves the proximal fixation part to the palm side relative to the middle hand fixation part and also returns to the original position. Other configurations may be used as long as they are moved.
更に、上記の実施の形態では、特定の中節移動部を備えているが、中節移動部は中節固定部を基節固定部に対して手掌側に移動させると共に、元の位置へも移動させるものであれば、他の構成であっても良く、第2サーボモーターは中手固定部に取付けられていなくても良い。 Further, in the above embodiment, the specific middle joint moving part is provided, but the middle joint moving part moves the middle joint fixing part to the palm side with respect to the base joint fixing part and also returns to the original position. As long as it moves, another structure may be sufficient and the 2nd servomotor does not need to be attached to the middle hand fixing | fixed part.
更に、上記の実施の形態では、第1サーボモーター及び第2サーボモーターは各々が特定の第1及び第2回動機構の各々を介して基節固定部及び中節固定部の各々を回動させているが、第1サーボモーター及び第2サーボモーターが共に中手固定部に取付けられ、基節固定部及び中節固定部の各々を回動させることができれば、第1及び第2回動機構は他の構造によって構成されていても良い。 Furthermore, in the above embodiment, the first servo motor and the second servo motor each rotate the base joint fixing portion and the middle joint fixing portion via the specific first and second rotating mechanisms, respectively. However, if both the first servo motor and the second servo motor are attached to the middle hand fixing portion and each of the base joint fixing portion and the middle joint fixing portion can be rotated, the first and second rotations are possible. The mechanism may be constituted by other structures.
更に、上記の実施の形態では、特定の間隔調整部を備えているが、中手固定部と基節固定部との間隔を調整することができるものであれば、他の構造であっても良い。又は、間隔調整部は無くても良い。 Further, in the above-described embodiment, a specific interval adjusting unit is provided. However, other structures may be used as long as the interval between the middle hand fixing unit and the proximal joint fixing unit can be adjusted. good. Alternatively, the interval adjusting unit may not be provided.
更に、上記の実施の形態では、基節固定部及び中節固定部にはスポンジが設けられているが、例えばゴム等、手指の曲げのずれを吸収できる弾性体であれば、他の素材であっても良い。又は、スポンジは無くても良い。 Furthermore, in the above embodiment, the base joint fixing portion and the middle joint fixing portion are provided with sponges. However, for example, rubber or other elastic material that can absorb the bending deviation of the finger is used. There may be. Alternatively, the sponge may be omitted.
更に、上記の実施の形態では、中手固定部には調整部を介して下腕固定部が接続されているが、調整部は無くても良く、その場合中手固定部と下腕固定部とを直接接続すれば良い。又は、調整部及び下腕固定部は共に無くても良い。 Further, in the above embodiment, the lower arm fixing part is connected to the middle hand fixing part via the adjusting part, but the adjusting part may not be provided, in which case the middle hand fixing part and the lower arm fixing part Can be connected directly. Alternatively, both the adjustment unit and the lower arm fixing unit may be omitted.
更に、上記の実施の形態では、教示モード及び再生モードにおいてコントローラの制御部は各構成部を特定の方法で制御しているが、コントローラには制御部と記憶部とが少なくとも設けられていれば良い。その場合、制御部は、教示モードが選択された時、基節移動部及び中節移動部の各々の位置を連続して記憶部が記憶するように制御すると共に、再生モードが選択された時、記憶部に記憶された内容に基づいて基節移動部及び中節移動部の少なくとも一方を作動させるように制御するように構成されていれば良い。又は、コントローラは制御部のみで構成され、基節移動部と中節移動部とを独立に作動させるようにのみ制御するものであっても良い。 Further, in the above embodiment, in the teaching mode and the reproduction mode, the controller of the controller controls each component by a specific method. However, if the controller is provided with at least a controller and a storage unit. good. In that case, when the teaching mode is selected, the control unit controls the storage unit to continuously store the positions of the root movement unit and the middle movement unit, and when the reproduction mode is selected. The control unit may be configured to control to operate at least one of the proximal movement unit and the middle movement unit based on the contents stored in the storage unit. Or a controller may be comprised only by a control part and it may control only to operate a base joint movement part and a middle joint movement part independently.
更に、上記の実施の形態では、コントローラは種々のスイッチ及びトルク設定ダイアルを備えているが、教示モードを選択できる教示スイッチと、再生モードを選択できる再生スイッチとを少なくとも備えていれば、他のスイッチ及びトルク設定ダイアルは無くても良い。 Furthermore, in the above embodiment, the controller includes various switches and a torque setting dial. However, if the controller includes at least a teaching switch that can select a teaching mode and a playback switch that can select a playback mode, There may be no switch and torque setting dial.
更に、上記の実施の形態では、手を開いた状態で装置本体を装着しているが、手を閉じた状態(手指を曲げた状態)で装置本体を装着しても良い。その場合、曲げた手指に沿わすように、基節固定部や中節固定部を予め回転させた状態で装着すれば良い。更には、基節固定部及び中節固定部のスポンジや固定バンドをコの字状部材に一体化して取付け、この部材を基節載置部材及び中節載置部材から脱着自在となるように構成することで使い勝手がより向上する。即ち、スポンジや固定バンドをこの部材と共に一旦取外して手指に取付け、この状態で基節載置部材等に固定することで、手を閉じた状態でも容易に装置本体を装着することができる。 Furthermore, in the above embodiment, the apparatus main body is mounted with the hand open, but the apparatus main body may be mounted with the hand closed (bending fingers). In that case, what is necessary is just to mount | wear with the base joint fixing | fixed part and the middle joint fixing | fixed part rotated previously so that it may follow along the bent finger. Furthermore, the sponge and the fixing band of the base joint fixing portion and the middle joint fixing portion are integrally attached to the U-shaped member, and this member can be detached from the base joint mounting member and the middle joint mounting member. Consistency improves more by configuring. That is, by removing the sponge and the fixing band together with this member and attaching them to the fingers, and fixing the sponge or fixing band to the base placement member or the like in this state, the apparatus main body can be easily mounted even when the hand is closed.
1…手指リハビリ装置
2…コントローラ
5…装置本体
10…中手固定部
20…基節固定部
22、32…スポンジ
30…中節固定部
36…再生スイッチ
37…教示スイッチ
40…下腕固定部
50…間隔調整部
53、62…歯車体
60…基節移動部
61…第1サーボモーター
65…調整部
70…中節移動部
71…第2サーボモーター
72…回転体
77…ワイヤ
80…制御部
86…記憶部
94…基節
95…中節
100…中手
102…下腕
尚、各図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
使用者の中手を開いた状態で固定する中手固定手段と、
親指を除いた手指の基節を開いた状態で固定する基節固定手段と、
前記手指の中節を開いた状態で固定する中節固定手段と、
前記基節固定手段を前記中手固定手段に対して手掌側に移動させると共に元の位置へも移動させる基節移動手段と、
前記中節固定手段を前記基節固定手段に対して手掌側に移動させると共に元の位置へも移動させる中節移動手段と、
前記基節移動手段と前記中節移動手段とを独立に作動させるように制御する制御手段とを備えた、手指リハビリ装置。 A hand rehabilitation device,
Middle hand fixing means for fixing the user's middle hand in an open state;
A proximal fixing means for fixing the finger joints with the fingers excluding the thumb open;
Middle clause fixing means for fixing the middle clause of the fingers in an open state;
A proximal movement means for moving the proximal fixation means to the palm side with respect to the middle hand fixation means and also to the original position;
A middle joint moving means for moving the middle joint fixing means to the palm side with respect to the base joint fixing means and also to move to the original position;
A finger rehabilitation device comprising a control means for controlling the proximal movement means and the middle movement means to operate independently.
前記中手固定手段に取り付けられた第1駆動体と、
前記第1駆動体に接続され、前記基節固定手段を回動させる第1回動機構とを含み、
前記中節移動手段は、
前記中手固定手段に取り付けられた第2駆動体と、
前記第2駆動体にワイヤを介して接続され、前記中節固定手段を回動させる第2回動機構とを含む、請求項1記載の手指リハビリ装置。 The proximal movement means is
A first driver attached to the middle hand fixing means;
A first rotation mechanism connected to the first driving body and rotating the base joint fixing means;
The middle clause moving means includes:
A second driving body attached to the middle hand fixing means;
The finger rehabilitation device according to claim 1, further comprising: a second rotation mechanism that is connected to the second drive body via a wire and rotates the middle joint fixing means.
前記調整部は、前記中手固定手段と前記下腕固定手段との間隔及び接続角を調整することができる、請求項1から請求項4のいずれかに記載の手指リハビリ装置。 A lower arm fixing means that is connected to the middle hand fixing means via an adjustment unit and fixes the lower arm of the user;
The finger rehabilitation device according to any one of claims 1 to 4, wherein the adjustment unit is capable of adjusting an interval and a connection angle between the middle hand fixing unit and the lower arm fixing unit.
前記基節移動手段及び前記中節移動手段の動作を記憶することができる記憶手段を更に備え、
前記制御手段は、前記教示モードが選択された時、前記基節移動手段及び前記中節移動手段の各々の位置を連続して前記記憶手段が記憶するように制御し、前記再生モードが選択された時、前記記憶手段に記憶された内容に基づいて前記基節移動手段及び前記中節移動手段の少なくとも一方を作動させるように制御する、請求項1から請求項5のいずれかに記載の手指リハビリ装置。 Switch means capable of selecting a teaching mode and a reproduction mode;
The apparatus further comprises storage means capable of storing the operations of the base movement means and the middle movement means.
When the teaching mode is selected, the control means controls the storage means to continuously store the positions of the root movement means and the middle movement means so that the reproduction mode is selected. 6. The finger according to claim 1, wherein at least one of the base node moving unit and the middle node moving unit is controlled based on content stored in the storage unit. Rehabilitation device.
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