JP2013252258A - Training apparatus - Google Patents

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force
auxiliary support
seat
displacement
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Shohei Taniguchi
祥平 谷口
Sachiko Ikejima
紗知子 池島
Kenji Sennaka
健志 泉中
Norio Nakano
紀夫 中野
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a training apparatus that can be controlled according to a user.SOLUTION: A CPU 15 sets a target displacement (xd) according to a current displacement (x) of a seat, and then sets an auxiliary force (f) based on the current displacement (x) of the seat and the target displacement (xd). The CPU 15 controls a motor 13 based on the calculated auxiliary force (f). Specifically the motor 13 is driven so as to apply the force (f) to the seat.

Description

本発明は、使用者の運動を補佐する訓練機器に関する。   The present invention relates to a training device for assisting a user's movement.

従来、使用者の運動や訓練を補佐する訓練機器として、立ち上がりを補佐する立ち上がり補助椅子が提案されている(例えば特許文献1参照)。この補助椅子では、スイッチを操作することで、座面が上昇するように構成されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, as a training device that assists a user's exercise and training, a standing assistance chair that assists standing is proposed (for example, see Patent Document 1). This auxiliary chair is configured such that the seat surface is raised by operating the switch.

特開2007−82835号公報JP 2007-82835 A

しかしながら、この補助椅子では、利用者の動作や、運動能力や、体型に連動したものではない。つまり、一定の動作を行っている。このため、利用者の動きなどに合わせて補助椅子の動作が変更するわけではなかった。従って、利用者によっては使いにくい場合があった。   However, this auxiliary chair is not linked to the user's movement, exercise ability, or body shape. That is, a certain operation is performed. For this reason, the operation of the auxiliary chair was not changed according to the movement of the user. Therefore, it may be difficult for some users to use.

この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的は、使用者に合わせて制御することができる訓練機器を提供することにある。   The present invention has been made paying attention to such problems existing in the prior art. The purpose is to provide a training device that can be controlled for the user.

・本発明の訓練機器は、少なくとも身体の一部を載せることができる載置部を備え、載置部に身体の一部が載せられて使用者が動作する際、使用者の動作に応じて載置部が移動又は回転する訓練機器において、載置部を、少なくとも1軸以上の方向に沿って、移動又は回転させることができる駆動部と、使用者の動作又は力を検出する動作検出手段と、前記動作検出手段が検出した情報に基づいて、載置部の目標軌道を設定し、設定された目標軌道にて載置部を動作させるように駆動部の動作を制御する動作制御手段と、を備えたことを特徴とする。   -The training device of the present invention includes a placement unit on which at least a part of the body can be placed, and when the user moves with the part of the body being placed on the placement unit, according to the operation of the user In a training apparatus in which the placement unit moves or rotates, a drive unit that can move or rotate the placement unit along at least one axis direction, and an operation detection unit that detects a user's motion or force. And a control unit configured to set a target trajectory of the placement unit based on the information detected by the motion detection unit, and to control the operation of the drive unit so as to operate the placement unit according to the set target trajectory. , Provided.

・この訓練機器において、前記動作検出手段として、載置部に加えられる力及びトルクのうち少なくとも1つの力情報を検出する力情報検出手段を備え、前記動作制御手段は、力情報検出手段が検出した力情報に基づいて、載置部の目標軌道を設定し、設定された目標軌道にて載置部を動作させるように駆動部の動作を制御することが好ましい。   -In this training apparatus, the said motion control means is equipped with the force information detection means which detects at least 1 force information among the force and torque which are applied to a mounting part, and the said force control detection means detects the said motion control means. It is preferable to set a target trajectory of the placement unit based on the force information, and to control the operation of the drive unit so that the placement unit is operated according to the set target trajectory.

・この訓練機器において、前記動作検出手段として、載置部の位置、速度、及び加速度のうち少なくとも1つの運動情報を検出できる運動情報検出手段を備え、前記動作制御手段は、運動情報検出手段が検出した運動情報に基づいて、載置部の目標軌道を設定し、設定された目標軌道にて載置部を動作させるように駆動部の動作を制御することが好ましい。   In this training apparatus, the motion detection unit includes a motion information detection unit capable of detecting at least one motion information among the position, speed, and acceleration of the placement unit, and the motion control unit includes the motion information detection unit. It is preferable to set a target trajectory of the placement unit based on the detected motion information, and to control the operation of the drive unit so that the placement unit is operated according to the set target trajectory.

・この訓練機器において、前記動作検出手段として、載置部に加えられる力及びトルクのうち少なくとも1つの力情報を検出する力情報検出手段と、載置部の位置、速度、及び加速度のうち少なくとも1つの運動情報を検出できる運動情報検出手段を備え、前記動作制御手段は、運動情報検出手段が検出した運動情報と、力情報検出手段が検出した力情報の両方の情報に基づいて、載置部の目標軌道を設定し、設定された目標軌道にて載置部を動作させるように駆動部の動作を制御することが好ましい。   In this training apparatus, as the motion detection means, force information detection means for detecting at least one force information among force and torque applied to the placement section, and at least of the position, speed, and acceleration of the placement section A movement information detecting means capable of detecting one piece of movement information, wherein the movement control means is placed on the basis of both the movement information detected by the movement information detection means and the force information detected by the force information detection means; It is preferable to set the target trajectory of the unit and control the operation of the driving unit so as to operate the mounting unit in the set target trajectory.

・この訓練機器において、前記載置部以外に使用者の人体の一部が載置される補助支持部を備えると共に、前記動作検出手段として、前記補助支持部に加えられる力及びトルクのうち少なくとも1つの補助支持力情報を検出する補助支持部用力情報検出手段を備え、前記動作制御手段は、補助支持部用力情報検出手段が検出した補助支持力情報に基づいて、載置部の目標軌道を設定し、設定された目標軌道にて載置部を動作させるように駆動部の動作を制御することが好ましい。   -In this training equipment, in addition to the above-mentioned placement part, it has an auxiliary support part on which a part of the user's human body is placed, and as the motion detection means, at least of the force and torque applied to the auxiliary support part Auxiliary support portion force information detecting means for detecting one auxiliary support force information is provided, and the operation control means determines a target trajectory of the mounting portion based on the auxiliary support force information detected by the auxiliary support portion force information detecting means. It is preferable to set and control the operation of the drive unit so as to operate the placement unit in the set target trajectory.

・この訓練機器において、前記載置部以外に使用者の人体の一部が載置され、移動可能な補助支持部を備えると共に、前記動作検出手段として、前記補助支持部の位置、速度、及び加速度のうち少なくとも1つの補助支持運動情報を検出できる補助支持部用運動情報検出手段を備え、前記動作制御手段は、補助支持部用運動情報検出手段が検出した補助支持運動情報に基づいて、載置部の目標軌道を設定し、設定された目標軌道にて載置部を動作させるように駆動部の動作を制御することが好ましい。   In this training apparatus, in addition to the placement unit described above, a part of the user's human body is placed and provided with a movable auxiliary support unit, and as the motion detection means, the position, speed, and Auxiliary support motion information detecting means capable of detecting at least one auxiliary support motion information of acceleration is provided, and the motion control means is mounted based on the auxiliary support motion information detected by the auxiliary support motion information detecting means. It is preferable to set the target trajectory of the mounting unit and control the operation of the driving unit so as to operate the mounting unit in the set target trajectory.

・この訓練機器において、前記載置部以外に使用者の人体の一部が載置され、移動可能な補助支持部を備え、前記動作検出手段として、前記補助支持部に加えられる力及びトルクのうち少なくとも1つの補助支持力情報を検出する補助支持部用力情報検出手段と、前記補助支持部の位置、速度、及び加速度のうち少なくとも1つの補助支持運動情報を検出できる補助支持部用運動情報検出手段を備え、前記動作制御手段は、補助支持部用運動情報検出手段が検出した補助支持運動情報と、補助支持部用力情報検出手段が検出した補助支持力情報の両方の情報に基づいて、載置部の目標軌道を設定し、設定された目標軌道にて載置部を動作させるように駆動部の動作を制御することが好ましい。   -In this training equipment, a part of the user's human body is placed in addition to the placement part described above, and includes a movable auxiliary support part, and the force and torque applied to the auxiliary support part as the motion detection means. Auxiliary support part force information detecting means for detecting at least one auxiliary support force information, and auxiliary support part movement information detection capable of detecting at least one auxiliary support movement information among the position, speed, and acceleration of the auxiliary support part. The motion control means is mounted on the basis of information on both auxiliary support motion information detected by the auxiliary support portion motion information detecting means and auxiliary support force information detected by the auxiliary support portion force information detecting means. It is preferable to set the target trajectory of the mounting unit and control the operation of the driving unit so as to operate the mounting unit in the set target trajectory.

・この訓練機器において、前記載置部以外に使用者の人体の一部が載置され、移動可能な補助支持部を備え、前記動作検出手段として、載置部に加えられる力及びトルクのうち少なくとも1つの力情報を検出する力情報検出手段と、載置部の位置、速度、及び加速度のうち少なくとも1つの運動情報を検出できる運動情報検出手段のうち少なくともいずれかを備えると共に、前記補助支持部に加えられる力及びトルクのうち少なくとも1つの補助支持力情報を検出する補助支持部用力情報検出手段と、前記補助支持部の位置、速度、及び加速度のうち少なくとも1つの補助支持運動情報を検出できる補助支持部用運動情報検出手段のうちすくなくともいずれかを備え、前記動作制御手段は、検出された情報に基づいて、載置部の目標軌道を設定し、設定された目標軌道にて載置部を動作させるように駆動部の動作を制御することが好ましい。   -In this training equipment, in addition to the placement section described above, a part of the user's human body is placed and provided with a movable auxiliary support part. Among the force and torque applied to the placement part as the motion detection means The auxiliary support includes at least one of force information detection means for detecting at least one force information and movement information detection means capable of detecting at least one movement information among the position, speed, and acceleration of the mounting portion. Auxiliary support force information detecting means for detecting at least one auxiliary support force information of force and torque applied to the portion, and detecting at least one auxiliary support motion information among the position, speed, and acceleration of the auxiliary support portion At least one of the auxiliary support portion movement information detection means that can be configured, and the motion control means sets the target track of the placement portion based on the detected information. And, it is preferable to control the operation of the drive unit to operate the mounting portion at the set target trajectory.

・この訓練機器において、使用者により操作可能な操作手段を備え、前記動作制御手段は、前記操作手段の操作結果に基づいて、載置部の目標軌道を設定し、設定された目標軌道にて載置部を動作させるように駆動部の動作を制御することが好ましい。   -In this training equipment, it is provided with operation means that can be operated by a user, and the motion control means sets a target trajectory of the placement unit based on an operation result of the operation means, and at the set target trajectory It is preferable to control the operation of the driving unit so as to operate the mounting unit.

本発明によれば、使用者に合わせて制御することができる。   According to the present invention, it is possible to control according to the user.

(a)と(b)は、訓練機器を示す側面図。(A) And (b) is a side view which shows a training apparatus. 駆動部の制御構成を示すブロック図。The block diagram which shows the control structure of a drive part. (a)と(b)は、座部の現在変位xと座部の目標変位xdとの関係性を示すグラフ。(A) And (b) is a graph which shows the relationship between the current displacement x of a seat part, and the target displacement xd of a seat part. (a)〜(d)は、訓練機器の動作状態を示す模式図。(A)-(d) is a schematic diagram which shows the operation state of a training apparatus. 駆動部の制御構成を示すブロック図。The block diagram which shows the control structure of a drive part. (a)と(b)は、座部への負荷fzと目標変位xdとの関係性を示すグラフ。(A) And (b) is a graph which shows the relationship between the load fz to a seat part, and target displacement xd. (a)と(b)は、座部に加えられる負荷fzの変化を示すグラフ。(A) And (b) is a graph which shows the change of the load fz added to a seat part. (a)は、訓練機器を示す側面図、(b)は、訓練機器の正面図。(A) is a side view which shows training equipment, (b) is a front view of training equipment. 駆動部の制御構成を示すブロック図。The block diagram which shows the control structure of a drive part. (a)及び(c)は、手摺部への負荷と、座部の目標変位との関係性を示すグラフ、(b)は、手摺部への負荷の時間的変化を示すグラフ。(A) And (c) is a graph which shows the relationship between the load to a handrail part, and the target displacement of a seat part, (b) is a graph which shows the time change of the load to a handrail part. (a)は、訓練機器を示す正面図、(b)は、訓練機器の側面図。(A) is a front view which shows training equipment, (b) is a side view of training equipment. 駆動部の制御構成を示すブロック図。The block diagram which shows the control structure of a drive part. (a)は、手摺部の現在変位xtと目標変位xdとの関係性を示すグラフ、(b)は、手摺部の現在変位xtと時間tとの関係性を示すグラフ、(c)は、座部の目標変位xdと時間tとの関係性を示すグラフ。(A) is a graph showing the relationship between the current displacement xt of the handrail portion and the target displacement xd, (b) is a graph showing the relationship between the current displacement xt of the handrail portion and time t, and (c) is The graph which shows the relationship between the target displacement xd of a seat part, and time t. 駆動部の制御構成を示すブロック図。The block diagram which shows the control structure of a drive part. (a)は、座部への負荷fzと時間tとの関係性を示すグラフ、(b)は、手摺部21への負荷ftと時間tとの関係性を示すグラフ。(A) is a graph which shows the relationship between the load fz to a seat part, and time t, (b) is a graph which shows the relationship between the load ft to the handrail part 21, and time t. 訓練機器を示す側面図。The side view which shows training equipment. (a)及び(b)は、座部の目標変位xdの変化を示すグラフ。(A) And (b) is a graph which shows the change of the target displacement xd of a seat part. 座部の移動方向を示す側面図。The side view which shows the moving direction of a seat part. (a)は、座部の回転方向を示す平面図、(b)は、座部の回転方向を示す側面図。(A) is a top view which shows the rotation direction of a seat part, (b) is a side view which shows the rotation direction of a seat part. (a)は、座部の現在変位xの変化を示すグラフ、(b)は、座部の目標変位xdを示すグラフ。(A) is a graph which shows the change of the present displacement x of a seat part, (b) is a graph which shows the target displacement xd of a seat part. (a)は、手摺部への負荷ftの変化を示すグラフ、(b)は、座部の目標変位xdを示すグラフ。(A) is a graph which shows the change of the load ft to a handrail part, (b) is a graph which shows the target displacement xd of a seat part.

(第1実施形態)
図1を参照して、訓練機器10の全体構成について説明する。本実施形態では、椅子型の訓練機器10を採用している。図1に示すように、訓練機器10の脚部11は図示しない床面に載置されるとともに、その脚部11の上部には使用者が着座可能な載置部としての座部12が固定されている。
(First embodiment)
With reference to FIG. 1, the whole structure of the training apparatus 10 is demonstrated. In the present embodiment, a chair-type training device 10 is employed. As shown in FIG. 1, the leg portion 11 of the training device 10 is placed on a floor surface (not shown), and a seat portion 12 as a placement portion on which a user can be seated is fixed to the upper portion of the leg portion 11. Has been.

脚部11は、図1に示すように座部12の上下動を許容するようにその上下方向の長さが伸縮自在に構成されている。また、脚部11は、図2に示すように、モータ13などのアクチュエータにより構成される駆動部14を内蔵している。そして、脚部11は、上下方向に伸縮可能に構成されており、駆動部14により脚部11は伸縮されるようになっている。すなわち、駆動部14により、座部12の上下方向への移動を補助(アシスト)する、または規制する或いは抑制するようになっている。   As shown in FIG. 1, the leg portion 11 is configured such that its vertical length can be extended and contracted so as to allow the seat portion 12 to move up and down. Moreover, the leg part 11 incorporates the drive part 14 comprised by actuators, such as the motor 13, as shown in FIG. And the leg part 11 is comprised so that expansion-contraction in the up-down direction is possible, and the leg part 11 is extended-contracted by the drive part 14. FIG. That is, the drive unit 14 assists (suppresses), restricts, or suppresses the movement of the seat 12 in the vertical direction.

また、脚部11は、上方向に弾性力を付加する弾性部材としてのバネを内蔵している。なお、図1では、模式的に、バネを図示する。バネは、座部12が予め決められた上限位置(本実施形態では、立上がり位置xd2)に移動する方向に弾性力を付加している。   Moreover, the leg part 11 incorporates the spring as an elastic member which adds an elastic force upward. In FIG. 1, a spring is schematically illustrated. The spring applies an elastic force in a direction in which the seat 12 moves to a predetermined upper limit position (the rising position xd2 in the present embodiment).

図2に示すように、駆動部14は、上下動をアシストする駆動力(補助力)を付加するモータ13と、モータ13を制御する動作制御手段としてのCPU15と、モータ13の制御方法について記された制御プログラムなどを記憶しているROM16を備えている。   As shown in FIG. 2, the driving unit 14 describes a motor 13 that applies a driving force (assisting force) that assists in vertical movement, a CPU 15 as an operation control unit that controls the motor 13, and a method for controlling the motor 13. ROM 16 is stored which stores the control program and the like.

また、座部12は、座部12の変位を運動情報として検出する運動情報検出手段としての変位センサ18を備えている。変位センサ18は、駆動部14のCPU15に検出した変位を入力するようになっている。本実施形態では、変位センサ18が、動作検出手段となる。   Moreover, the seat part 12 is provided with the displacement sensor 18 as a movement information detection means which detects the displacement of the seat part 12 as movement information. The displacement sensor 18 inputs the detected displacement to the CPU 15 of the drive unit 14. In the present embodiment, the displacement sensor 18 serves as an operation detection unit.

駆動部14は、変位センサ18が検出した変位(座部12の現在変位x)に基づき、座部12に加える補助力fを算出して、モータ13を制御している。補助力fは、次の数式1に基づき算出される。   The drive unit 14 controls the motor 13 by calculating an auxiliary force f applied to the seat 12 based on the displacement detected by the displacement sensor 18 (current displacement x of the seat 12). The auxiliary force f is calculated based on the following formula 1.

f=K(xd−x)…(数式1)
なお、座部12の現在変位をx、座部12の目標変位をxdとしている。現在変位xと、目標変位xdは、予め決められた初期位置(例えば、床)を基準として座部12が上下方向にどれだけ距離が離れているかを示している。また、Kは、予め決められた係数である。そして、目標変位xdと、現在変位xは、予め決められた関係性を持っている。
f = K (xd−x) (Formula 1)
Note that the current displacement of the seat 12 is x, and the target displacement of the seat 12 is xd. The current displacement x and the target displacement xd indicate how far the seat 12 is separated in the vertical direction with reference to a predetermined initial position (for example, floor). K is a predetermined coefficient. The target displacement xd and the current displacement x have a predetermined relationship.

図3(a)において、本実施形態における座部12の現在変位xと目標変位xdとの関係性を示す。このように、現在変位xに所定の定数を乗算し、乗算した値に所定の初期値を加算した値が、本実施形態の目標変位xdとなっている。この関係性は、予めROM16に記憶されている。CPU15は、変位センサ18から入力した現在変位xに基づき、目標変位xdを算出する。   FIG. 3A shows the relationship between the current displacement x of the seat 12 and the target displacement xd in the present embodiment. Thus, the target displacement xd of the present embodiment is a value obtained by multiplying the current displacement x by a predetermined constant and adding the predetermined initial value to the multiplied value. This relationship is stored in the ROM 16 in advance. The CPU 15 calculates a target displacement xd based on the current displacement x input from the displacement sensor 18.

CPU15は、この数式1により、変位センサ18により検出した現在変位xに基づき、モータ13が出力する補助力fを算出する。そして、駆動部14のCPU15は、算出した補助力fに基づき、モータ13を制御する。具体的には、座部12に補助力fが加えられるように、モータ13を駆動させる。   The CPU 15 calculates the auxiliary force f output from the motor 13 based on the current displacement x detected by the displacement sensor 18 according to Equation 1. Then, the CPU 15 of the drive unit 14 controls the motor 13 based on the calculated auxiliary force f. Specifically, the motor 13 is driven so that the auxiliary force f is applied to the seat portion 12.

なお、目標変位xdは、変位センサ18から現在変位xに基づき算出される。このことから、フィードバックを行っていることとなる。つまり、現在変位xが目標変位xdとなるように、補助力が働くこととなる。   The target displacement xd is calculated from the displacement sensor 18 based on the current displacement x. From this, feedback is performed. That is, the assisting force works so that the current displacement x becomes the target displacement xd.

次に、訓練機器10の作用について説明する。
図4(a)に示すように、使用者が座部12に立った状態で、座部12が下方向に移動したとき(使用者が座るとき)について説明する。駆動部14は、所定周期毎に、変位センサ18から現在変位xを入力する。CPU15は、入力した現在変位xに基づき、現在変位xに応じた目標変位xdを算出する。
Next, the operation of the training device 10 will be described.
As shown in FIG. 4A, the case where the seat 12 moves downward while the user stands on the seat 12 (when the user sits) will be described. The drive unit 14 inputs the current displacement x from the displacement sensor 18 every predetermined period. The CPU 15 calculates a target displacement xd corresponding to the current displacement x based on the input current displacement x.

そして、駆動部14のCPU15は、入力した現在変位xと、算出した目標変位xdを設定した数式1から補助力fを算出する。そして、CPU15は、算出した補助力fに基づき、モータ13を制御する。これにより、図4(b)に示すように、使用者が座部12に座る際、座部12の現在変位xに応じて座部12に補助力(アシスト力)が加えられる。具体的には、現在変位xに対応して予め決定された目標変位xdに移動するように座部12には補助力fが加えられる。   Then, the CPU 15 of the drive unit 14 calculates the auxiliary force f from Formula 1 in which the input current displacement x and the calculated target displacement xd are set. Then, the CPU 15 controls the motor 13 based on the calculated auxiliary force f. Thereby, as shown in FIG. 4B, when the user sits on the seat 12, an assisting force (assist force) is applied to the seat 12 according to the current displacement x of the seat 12. Specifically, an assisting force f is applied to the seat 12 so as to move to a target displacement xd that is determined in advance corresponding to the current displacement x.

図4(c)に示すように、使用者が座部12に座った状態で、座部12が上方向に移動するとき(立ち上がるとき)について説明する。使用者が座部12から上方向に移動すると、座部12は、バネの弾性力により、上方向に移動する。そして、駆動部14は、このときにおいても、変位センサ18から現在変位xを入力する。CPU15は、入力した現在変位xに基づき、現在変位xに応じた目標変位xdを算出する。   As shown in FIG. 4C, the case where the seat 12 moves upward (when it stands up) while the user is sitting on the seat 12 will be described. When the user moves upward from the seat portion 12, the seat portion 12 moves upward due to the elastic force of the spring. And the drive part 14 inputs the present displacement x from the displacement sensor 18 also at this time. The CPU 15 calculates a target displacement xd corresponding to the current displacement x based on the input current displacement x.

そして、駆動部14のCPU15は、入力した現在変位xと、算出した目標変位xdを設定した数式1から補助力fを算出する。そして、CPU15は、算出した補助力fに基づき、モータ13を制御する。これにより、図4(d)に示すように、使用者が座部12に立ち上がる際、座部12の現在変位xに応じて座部12に補助力(アシスト力)が加えられる。具体的には、現在変位xに対応して予め決定された目標変位xdに移動するように座部12には補助力fが加えられる。   Then, the CPU 15 of the drive unit 14 calculates the auxiliary force f from Formula 1 in which the input current displacement x and the calculated target displacement xd are set. Then, the CPU 15 controls the motor 13 based on the calculated auxiliary force f. Thereby, as shown in FIG. 4D, when the user stands on the seat 12, an assisting force (assist force) is applied to the seat 12 according to the current displacement x of the seat 12. Specifically, an assisting force f is applied to the seat 12 so as to move to a target displacement xd that is determined in advance corresponding to the current displacement x.

以上のように、現在変位xに応じて目標変位xdが設定され、設定された目標変位xdに移動するように補助力fが座部12に加えられる。このため、座部12の位置に応じた補助力fを受けることができる。   As described above, the target displacement xd is set according to the current displacement x, and the auxiliary force f is applied to the seat 12 so as to move to the set target displacement xd. For this reason, the auxiliary force f according to the position of the seat part 12 can be received.

なお、図3(b)に示すように、現在変位xと目標変位xdとの関係性を変更しても良い。すなわち、現在変位xが予め決められた閾値に移動するまで、目標変位xdがある決められた値(本実施形態では座り位置xd1)に設定される。そして、現在変位xが予め決められた閾値以上となった場合には、目標変位xdがある決められた値(本実施形態では、立上がり位置xd2)に設定される。   As shown in FIG. 3B, the relationship between the current displacement x and the target displacement xd may be changed. That is, until the current displacement x moves to a predetermined threshold value, the target displacement xd is set to a certain value (sitting position xd1 in this embodiment). When the current displacement x is equal to or greater than a predetermined threshold value, the target displacement xd is set to a predetermined value (in this embodiment, the rising position xd2).

これにより、CPU15は、座部12の現在変位xが予め決められた閾値に達するまで、目標変位xdを座り位置xd1に設定する。このため、CPU15は、モータ13を制御することにより、座部12が座り位置xd1に止まる(又は移動する)ように座部12に補助力fを加える。   Thus, the CPU 15 sets the target displacement xd to the sitting position xd1 until the current displacement x of the seat 12 reaches a predetermined threshold value. Therefore, the CPU 15 controls the motor 13 to apply the auxiliary force f to the seat 12 so that the seat 12 stops (or moves) at the sitting position xd1.

その一方で、CPU15は、座部12の現在変位xが予め決められた閾値以上となった場合には、目標変位xdを立上がり位置xd2に設定する。このため、CPU15は、モータ13を制御することにより、座部12が立上がり位置xd2に止まる(又は移動する)ように座部12に補助力fを加える。   On the other hand, the CPU 15 sets the target displacement xd to the rising position xd2 when the current displacement x of the seat 12 is equal to or greater than a predetermined threshold value. Therefore, the CPU 15 controls the motor 13 to apply the auxiliary force f to the seat 12 so that the seat 12 stops (or moves) at the rising position xd2.

以上詳述したように、本実施形態は、以下の効果を有する。
(1)CPU15は、座部12の現在変位xに応じて目標変位xdを設定する。そして、現在変位x及び目標変位xdに基づき、補助力fを設定する。このため、使用者による座部12の動かし方に応じて多彩な補助を行うことができる。すなわち、使用者の動作に応じて補助力fを変更することができる。また、急激に現在変位xが変化した場合でも、補助力が変化して重心を支えるなど、対応することができる。
As described above in detail, the present embodiment has the following effects.
(1) The CPU 15 sets the target displacement xd according to the current displacement x of the seat 12. Then, the auxiliary force f is set based on the current displacement x and the target displacement xd. For this reason, various assistance can be performed according to how the seat part 12 is moved by the user. That is, the auxiliary force f can be changed according to the user's operation. Further, even when the current displacement x changes abruptly, it is possible to cope with such as supporting the center of gravity by changing the auxiliary force.

(2)現在変位xと目標変位xdとの関係性が保たれるように補助力fが座部12に加えられる。このため、図3(a)の関係に基づき、目標変位xdが設定される場合、現在変位xに応じて目標変位xdが移動するように補助力が加えられることとなる。従って、座部12は、使用者の動作に応じて、予め決められた動作を行うようになっている。   (2) The assisting force f is applied to the seat 12 so that the relationship between the current displacement x and the target displacement xd is maintained. For this reason, when the target displacement xd is set based on the relationship of FIG. 3A, an auxiliary force is applied so that the target displacement xd moves in accordance with the current displacement x. Therefore, the seat 12 performs a predetermined operation according to the user's operation.

(3)また、図3(b)の関係性に基づき、目標変位xdが設定される場合、現在変位xが閾値に達するまで目標変位xdを座り位置xd1に止まる(又は移動する)ように補助力fが加えられる。その一方で、現在変位xが閾値以上となった場合には、目標変位xdを立上がり位置xd2に止まる(又は移動する)ように補助力fが加えられる。このため、使用者の動作に応じて、予め決められた位置(座り位置xd1又は立上がり位置xd2)に容易、且つ、正確に移動させることができる。また、その位置を容易に維持することができる。   (3) Also, when the target displacement xd is set based on the relationship shown in FIG. 3B, the target displacement xd is assisted to stop (or move) at the sitting position xd1 until the current displacement x reaches the threshold value. A force f is applied. On the other hand, when the current displacement x is equal to or greater than the threshold value, the auxiliary force f is applied so that the target displacement xd stops (or moves) at the rising position xd2. Therefore, it can be easily and accurately moved to a predetermined position (sitting position xd1 or rising position xd2) according to the user's operation. Further, the position can be easily maintained.

(4)また、現在変位xに基づき、目標変位xdが設定される。このため、実際に動いた距離に応じて、補助力が変化することとなる。従って、より使用者の動きに応じた補助力を受けることができる。   (4) A target displacement xd is set based on the current displacement x. For this reason, auxiliary power will change according to the distance actually moved. Accordingly, it is possible to receive an auxiliary force corresponding to the movement of the user.

(第2実施形態)
以下、本発明を訓練機器に具体化した第2実施形態を説明する。尚、以下に説明する実施形態では、既に説明した第1実施形態と同一構成について同一符号を付すなどして、その重複する説明を省略又は簡略する。
(Second Embodiment)
Hereinafter, a second embodiment in which the present invention is embodied in a training apparatus will be described. In the embodiment described below, the same components as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and the redundant description thereof is omitted or simplified.

図5に示すように、本実施形態において、座部12は、座部12に使用者から加えられた負荷(力)fzを力情報として検出する力情報検出手段としての圧力センサ17を備えている。圧力センサ17は、駆動部14のCPU15に検出した座部12に使用者から加えられた力(負荷)fzを入力するようになっている。本実施形態では、圧力センサ17が、動作検出手段となる。   As shown in FIG. 5, in the present embodiment, the seat portion 12 includes a pressure sensor 17 as a force information detection unit that detects a load (force) fz applied to the seat portion 12 by a user as force information. Yes. The pressure sensor 17 inputs the force (load) fz applied from the user to the seat 12 detected by the CPU 15 of the drive unit 14. In the present embodiment, the pressure sensor 17 serves as an operation detection unit.

本実施形態において、目標変位xdと、圧力センサ17が検出する負荷fzは、予め決められた関係性を持っている。つまり、第1実施形態の場合で使用した現在変位xの代わりに、座部12への負荷fzを使用して、目標変位xdを設定することができるようになっている。   In the present embodiment, the target displacement xd and the load fz detected by the pressure sensor 17 have a predetermined relationship. That is, the target displacement xd can be set by using the load fz applied to the seat 12 instead of the current displacement x used in the first embodiment.

図6(a)において、本実施形態における座部12への負荷fzと、目標変位xdとの関係性を示す。このように、負荷fzに所定の定数を乗算し、乗算した値に所定の初期値を加算した値が、本実施形態の目標変位xdとなっている。この関係性は、予めROM16に記憶されており、CPU15は、圧力センサ17から入力した負荷fzに基づき、目標変位xdを算出する。   FIG. 6A shows the relationship between the load fz to the seat 12 and the target displacement xd in the present embodiment. Thus, the target displacement xd of the present embodiment is a value obtained by multiplying the load fz by a predetermined constant and adding the predetermined initial value to the multiplied value. This relationship is stored in the ROM 16 in advance, and the CPU 15 calculates the target displacement xd based on the load fz input from the pressure sensor 17.

そして、CPU15は、算出した目標変位xdと、変位センサ18により検出した現在変位xを設定した数式1に基づき、モータ13が出力する補助力fを算出する。そして、駆動部14のCPU15は、算出した補助力fに基づき、モータ13を制御する。具体的には、座部12に補助力fが加えられるように、モータ13を駆動させる。   Then, the CPU 15 calculates the auxiliary force f output by the motor 13 based on the calculated target displacement xd and Formula 1 in which the current displacement x detected by the displacement sensor 18 is set. Then, the CPU 15 of the drive unit 14 controls the motor 13 based on the calculated auxiliary force f. Specifically, the motor 13 is driven so that the auxiliary force f is applied to the seat portion 12.

次に、訓練機器10の作用について説明する。
図4(a)に示すように、使用者が座部12から立った状態で、座部12が下方向に移動したとき(使用者が座るとき)について説明する。この場合、図7(a)に示すように、使用者から座部12に加えられる負荷fzが変化する。この際、駆動部14のCPU15は、圧力センサ17から負荷fzを入力する。また、駆動部14のCPU15は、変位センサ18から現在変位xを入力する。CPU15は、前述したように、入力した負荷fzに応じた目標変位xdを算出する。
Next, the operation of the training device 10 will be described.
As shown in FIG. 4A, the case where the seat 12 moves downward with the user standing from the seat 12 (when the user sits) will be described. In this case, as shown to Fig.7 (a), the load fz applied to the seat part 12 from a user changes. At this time, the CPU 15 of the drive unit 14 inputs the load fz from the pressure sensor 17. Further, the CPU 15 of the drive unit 14 inputs the current displacement x from the displacement sensor 18. As described above, the CPU 15 calculates the target displacement xd corresponding to the input load fz.

そして、駆動部14のCPU15は、入力した現在変位xと、算出した目標変位xdを設定した数式1から補助力fを算出する。そして、CPU15は、算出した補助力fに基づき、モータ13を制御する。これにより、図4(b)に示すように、使用者が座部12に座る際、座部12への負荷fzに応じて座部12に補助力(アシスト力)が加えられる。具体的には、負荷fzに対応して予め決定された目標変位xdに移動するように座部12には補助力fが加えられる。   Then, the CPU 15 of the drive unit 14 calculates the auxiliary force f from Formula 1 in which the input current displacement x and the calculated target displacement xd are set. Then, the CPU 15 controls the motor 13 based on the calculated auxiliary force f. Thereby, as shown in FIG.4 (b), when a user sits on the seat part 12, an auxiliary force (assist force) is applied to the seat part 12 according to the load fz to the seat part 12. FIG. Specifically, the assisting force f is applied to the seat portion 12 so as to move to the target displacement xd determined in advance corresponding to the load fz.

図4(c)に示すように、使用者が座部12に座った状態で、座部12が上方向に移動するとき(立ち上がるとき)について説明する。使用者が座部12から上方向に移動すると、座部12は、バネの弾性力により、上方向に移動する。そして、駆動部14は、このときにおいても、変位センサ18から現在変位xを入力する。また、使用者が座部12から上方向に移動すると、図7(b)に示すように、座部12に加えられる負荷fzが少なくなる。このとき、CPU15は、圧力センサ17から負荷fzを入力する。そして、CPU15は、前述したように、入力した負荷fzに応じた目標変位xdを算出する。   As shown in FIG. 4C, the case where the seat 12 moves upward (when it stands up) while the user is sitting on the seat 12 will be described. When the user moves upward from the seat portion 12, the seat portion 12 moves upward due to the elastic force of the spring. And the drive part 14 inputs the present displacement x from the displacement sensor 18 also at this time. Further, when the user moves upward from the seat 12, the load fz applied to the seat 12 is reduced as shown in FIG. 7B. At this time, the CPU 15 inputs the load fz from the pressure sensor 17. Then, as described above, the CPU 15 calculates the target displacement xd corresponding to the input load fz.

そして、駆動部14のCPU15は、入力した現在変位xと、算出した目標変位xdを設定した数式1から補助力fを算出する。そして、CPU15は、算出した補助力fに基づき、モータ13を制御する。これにより、図4(d)に示すように、使用者が座部12に立ち上がる際、座部12の現在変位xに応じて座部12に補助力(アシスト力)が加えられる。   Then, the CPU 15 of the drive unit 14 calculates the auxiliary force f from Formula 1 in which the input current displacement x and the calculated target displacement xd are set. Then, the CPU 15 controls the motor 13 based on the calculated auxiliary force f. Thereby, as shown in FIG. 4D, when the user stands on the seat 12, an assisting force (assist force) is applied to the seat 12 according to the current displacement x of the seat 12.

例えば、座部12に加えられた負荷fzが大きい場合、目標変位xdは小さい。つまり、座った位置に目標変位xdが設定されることとなる。一方、座部12に加えられた負荷fzが小さくなるにつれて、目標変位xdは大きくなる。つまり、座部12が上方に徐々に移動するように補助力が働くこととなる。   For example, when the load fz applied to the seat 12 is large, the target displacement xd is small. That is, the target displacement xd is set at the sitting position. On the other hand, the target displacement xd increases as the load fz applied to the seat 12 decreases. That is, the assisting force works so that the seat portion 12 gradually moves upward.

なお、図6(b)に示すように、負荷fzと目標変位xdとの関係性を変更しても良い。すなわち、負荷fzが予め決められた閾値に達するまで、目標変位xdがある決められた値(本実施形態では立上がり位置xd2)に設定される。そして、負荷fzが予め決められた閾値以上となった場合には、目標変位xdがある決められた値(本実施形態では座り位置xd1)に設定される。   Note that as shown in FIG. 6B, the relationship between the load fz and the target displacement xd may be changed. That is, until the load fz reaches a predetermined threshold value, the target displacement xd is set to a predetermined value (in this embodiment, the rising position xd2). When the load fz is equal to or greater than a predetermined threshold, the target displacement xd is set to a predetermined value (sitting position xd1 in the present embodiment).

これにより、座部12への負荷fzが予め決められた閾値以上である場合、CPU15は、目標変位xdを座り位置xd1に設定する。このため、CPU15は、モータ13を制御することにより、座部12が座り位置xd1に止まる(又は移動する)ように補助力を加える。その一方で、座部12への負荷fzが予め決められた閾値未満となった場合には、CPU15は、目標変位xdを立上がり位置xd2に設定する。このため、CPU15は、モータ13を制御することにより、座部12が立上がり位置xd2に止まる(又は移動する)ように補助力を加える。   Thereby, when the load fz to the seat portion 12 is equal to or greater than a predetermined threshold, the CPU 15 sets the target displacement xd to the sitting position xd1. For this reason, the CPU 15 controls the motor 13 to apply an assisting force so that the seat 12 stops (or moves) at the sitting position xd1. On the other hand, when the load fz to the seat 12 becomes less than a predetermined threshold value, the CPU 15 sets the target displacement xd to the rising position xd2. Therefore, the CPU 15 controls the motor 13 to apply an assisting force so that the seat 12 stops (or moves) at the rising position xd2.

以上詳述したように、本実施形態は、以下の効果を有する。
(5)CPU15は、座部12に加えられる力(負荷)fzに応じて目標変位xdを設定する。このため、使用者がどのような負荷fzを座部12に掛けているかにより多彩な補助を行うことができる。すなわち、使用者の運動量や重心を支える力に応じて座部12の目標変位xdを設定し、当該目標変位xdに座部12が位置するように補助力を設定して、移動させることができる。
As described above in detail, the present embodiment has the following effects.
(5) The CPU 15 sets the target displacement xd according to the force (load) fz applied to the seat 12. For this reason, various assistances can be performed depending on what load fz is applied to the seat 12 by the user. That is, the target displacement xd of the seat portion 12 can be set according to the user's momentum and the force that supports the center of gravity, and the auxiliary force can be set and moved so that the seat portion 12 is positioned at the target displacement xd. .

(6)負荷fzと目標変位xdとの関係性が保たれるように補助力fが座部12に加えられる。このため、図6(a)の関係に基づき、目標変位xdが設定される場合、負荷fzに応じて目標変位xdが移動するように補助力が加えられることとなる。従って、座部12は、使用者が座部12にかける負荷fzの大きさに応じて、予め決められた動作を行うことができる。つまり、座部12は、使用者の状態により、動きを変更することができる。   (6) The auxiliary force f is applied to the seat portion 12 so that the relationship between the load fz and the target displacement xd is maintained. For this reason, when the target displacement xd is set based on the relationship of FIG. 6A, an assisting force is applied so that the target displacement xd moves according to the load fz. Therefore, the seat portion 12 can perform a predetermined operation according to the magnitude of the load fz applied to the seat portion 12 by the user. That is, the seat part 12 can change a motion according to a user's state.

(7)また、図6(b)の関係性に基づき、目標変位xdが設定される場合、負荷fzが閾値に達するまで目標変位xdを座り位置xd1に止まる(又は移動する)ように補助力fが加えられる。その一方で、負荷fzが閾値以上となった場合には、目標変位xdを立上がり位置xd2に止まる(又は移動する)ように補助力fが加えられる。このため、使用者が座部12にかける負荷fzの大きさに応じて、予め決められた位置(座り位置xd1又は立上がり位置xd2)に容易、且つ、正確に移動させることができる。また、その位置を容易に維持することができる。   (7) Further, when the target displacement xd is set based on the relationship shown in FIG. 6B, the auxiliary force is applied so that the target displacement xd stops (or moves) at the sitting position xd1 until the load fz reaches the threshold value. f is added. On the other hand, when the load fz is equal to or greater than the threshold value, the auxiliary force f is applied so that the target displacement xd stops (or moves) at the rising position xd2. For this reason, according to the magnitude | size of the load fz which a user applies to the seat part 12, it can be moved to the predetermined position (sitting position xd1 or standing position xd2) easily and correctly. Further, the position can be easily maintained.

(第3実施形態)
以下、本発明を訓練機器に具体化した第3実施形態を説明する。尚、以下に説明する実施形態では、既に説明した第1実施形態と同一構成について同一符号を付すなどして、その重複する説明を省略又は簡略する。
(Third embodiment)
Hereinafter, a third embodiment in which the present invention is embodied in a training apparatus will be described. In the embodiment described below, the same components as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and the redundant description thereof is omitted or simplified.

図5に示すように、本実施形態において、座部12は、座部12に使用者から加えられた力(負荷)fzを検出する力情報検出手段としての圧力センサ17を備えている。圧力センサ17は、駆動部14のCPU15に検出した座部12に使用者から加えられた力(負荷)fzを入力するようになっている。本実施形態では、圧力センサ17と、変位センサ18が、動作検出手段となる。   As shown in FIG. 5, in the present embodiment, the seat portion 12 includes a pressure sensor 17 as force information detection means for detecting a force (load) fz applied to the seat portion 12 from the user. The pressure sensor 17 inputs the force (load) fz applied from the user to the seat 12 detected by the CPU 15 of the drive unit 14. In the present embodiment, the pressure sensor 17 and the displacement sensor 18 serve as motion detection means.

本実施形態において、目標変位xdは、座部12の現在変位xと、座部12への負荷fzを変数(独立変数)とする関数gで算出可能となっている。本実施形態では、関数gの式として、以下の数式2が採用されている。   In the present embodiment, the target displacement xd can be calculated by a function g having the current displacement x of the seat 12 and the load fz applied to the seat 12 as a variable (independent variable). In the present embodiment, the following formula 2 is adopted as the formula of the function g.

xd=g(x、fz)=2*x−10*fz…(数式2)
この関数gは、予めROM16に記憶されており、CPU15は、圧力センサ17から入力した負荷fzと、変位センサ18が検出した現在変位xに基づき、目標変位xdを算出する。
xd = g (x, fz) = 2 * x-10 * fz (Expression 2)
This function g is stored in the ROM 16 in advance, and the CPU 15 calculates a target displacement xd based on the load fz input from the pressure sensor 17 and the current displacement x detected by the displacement sensor 18.

そして、CPU15は、算出した目標変位xdと、変位センサ18により検出した現在変位xを設定した数式1に基づき、モータ13が出力する補助力fを算出する。そして、駆動部14のCPU15は、算出した補助力fに基づき、モータ13を制御する。具体的には、座部12に補助力fが加えられるように、モータ13を駆動させる。これにより、座部12の動きと、座部12に加えられる負荷fzの大きさに応じて、補助力fを座部12に加え、座部12を移動させることができる。   Then, the CPU 15 calculates the auxiliary force f output by the motor 13 based on the calculated target displacement xd and Formula 1 in which the current displacement x detected by the displacement sensor 18 is set. Then, the CPU 15 of the drive unit 14 controls the motor 13 based on the calculated auxiliary force f. Specifically, the motor 13 is driven so that the auxiliary force f is applied to the seat portion 12. Thereby, according to the motion of the seat part 12 and the magnitude of the load fz applied to the seat part 12, the assisting force f can be applied to the seat part 12 and the seat part 12 can be moved.

以上詳述したように、本実施形態は、以下の効果を有する。
(8)座部12の動きと、座部12に加えられる負荷fzの大きさに応じて、補助力fを座部12に加え、座部12を移動させることができる。このため、座部12の動きのみ、又は座部12への負荷fzのみに基づき、目標変位xdを設定する場合と比較して、使用者の動きや力に応じて最適な補助力を発生させることができる。このため、立上がる際、又は座る際に最適なアシスト効果を得ることができる。
As described above in detail, the present embodiment has the following effects.
(8) Depending on the movement of the seat 12 and the magnitude of the load fz applied to the seat 12, the assisting force f can be applied to the seat 12 and the seat 12 can be moved. For this reason, compared with the case where the target displacement xd is set based on only the movement of the seat part 12 or only the load fz on the seat part 12, an optimal auxiliary force is generated according to the movement and force of the user. be able to. For this reason, the optimal assist effect can be obtained when standing up or sitting.

また、様々用途に使うことができる。例えば、訓練機器10を利用した、スクワットを行うことができ、その際、使用者の動きや力に応じて補助力を変更して、最適なトレーニング効果を得ることができる。   It can also be used for various purposes. For example, squats using the training device 10 can be performed, and at that time, the assisting force can be changed according to the movement and force of the user to obtain an optimal training effect.

(第4実施形態)
以下、本発明を訓練機器に具体化した第4実施形態を説明する。尚、以下に説明する実施形態では、既に説明した第2実施形態と同一構成について同一符号を付すなどして、その重複する説明を省略又は簡略する。
(Fourth embodiment)
Hereinafter, a fourth embodiment in which the present invention is embodied in a training apparatus will be described. In the embodiment described below, the same components as those in the second embodiment already described are denoted by the same reference numerals, and redundant description thereof is omitted or simplified.

図8(a)及び図8(b)に示すように、椅子型の訓練機器10には、使用者の腕部(使用者の身体の一部)が載置可能に構成されている補助支持部としての手摺部21が設けられている。手摺部21には、上下方向に設けられた支柱22を介して訓練機器10の(より詳しくは脚部11の)底部11aに固定されている。なお、手摺部21は、一対設けられており、使用者が座ったときに使用者の側面に位置するように配置される。   As shown in FIGS. 8 (a) and 8 (b), the chair-type training device 10 has an auxiliary support in which a user's arm (part of the user's body) can be placed. A handrail portion 21 as a portion is provided. The handrail portion 21 is fixed to the bottom portion 11a of the training device 10 (more specifically, the leg portion 11) via a support column 22 provided in the vertical direction. In addition, the handrail part 21 is provided with a pair, and when a user sits down, it arrange | positions so that it may be located in a user's side surface.

図9に示すように、駆動部14には、手摺部21に加わる負荷(力)ftを補助支持力情報として検出する補助支持部用力情報検出手段としての手摺用圧力センサ23が設けられている。そして、手摺用圧力センサ23は、駆動部14のCPU15に検出した負荷ftを入力するようになっている。なお、手摺用圧力センサ23は、支柱22や手摺部21に設けられていてもよい。本実施形態では、手摺用圧力センサ23が、動作検出手段となる。   As shown in FIG. 9, the drive unit 14 is provided with a handrail pressure sensor 23 serving as auxiliary support portion force information detecting means for detecting a load (force) ft applied to the handrail portion 21 as auxiliary support force information. . The handrail pressure sensor 23 inputs the detected load ft to the CPU 15 of the drive unit 14. The handrail pressure sensor 23 may be provided on the support column 22 or the handrail portion 21. In the present embodiment, the handrail pressure sensor 23 serves as an operation detection unit.

本実施形態の目標変位xdは、手摺部21への負荷ftを変数とする関数により算出可能となっている。具体的に説明する。
図10(a)において、本実施形態における手摺部21への負荷ftと目標変位xdとの関係性を示す。このように、負荷ftに所定の定数を乗算し、乗算した値に所定の初期値を加算した値が、本実施形態の目標変位xdとなっている。この関係性は、予めROM16に記憶されている。CPU15は、手摺用圧力センサ23から入力した手摺部21への負荷ftに基づき、目標変位xdを算出する。
The target displacement xd of the present embodiment can be calculated by a function using the load ft on the handrail portion 21 as a variable. This will be specifically described.
FIG. 10A shows the relationship between the load ft on the handrail portion 21 and the target displacement xd in the present embodiment. Thus, the target displacement xd of the present embodiment is a value obtained by multiplying the load ft by a predetermined constant and adding the predetermined initial value to the multiplied value. This relationship is stored in the ROM 16 in advance. The CPU 15 calculates the target displacement xd based on the load ft applied to the handrail part 21 input from the handrail pressure sensor 23.

CPU15は、数式1により、手摺部21への負荷ftに基づき、モータ13が出力する補助力fを算出する。そして、駆動部14のCPU15は、算出した補助力fに基づき、モータ13を制御する。具体的には、座部12に補助力fが加えられるように、モータ13を駆動させる。   The CPU 15 calculates the auxiliary force f output from the motor 13 based on the load ft applied to the handrail portion 21 using Equation 1. Then, the CPU 15 of the drive unit 14 controls the motor 13 based on the calculated auxiliary force f. Specifically, the motor 13 is driven so that the auxiliary force f is applied to the seat portion 12.

次に、訓練機器10の作用について説明する。
使用者が座部12に座った状態で、座部12が上方向に移動するとき(立ち上がるとき)について説明する。使用者が座部12から上方向に移動する際、図10(b)に示すように、手摺部21への負荷が変化する傾向(時点t1以降を参照)がある。
Next, the operation of the training device 10 will be described.
A case where the seat 12 moves upward (when the user stands up) while the user is sitting on the seat 12 will be described. When the user moves upward from the seat 12, the load on the handrail 21 tends to change as shown in FIG. 10B (see after the time point t 1).

このため、CPU15は、使用者が座部12から上方向に移動する際、所定周期毎に、手摺用圧力センサ23から手摺部21への負荷ftを入力する。CPU15は、入力した手摺部21への負荷ftに応じた目標変位xdを算出する。   Therefore, the CPU 15 inputs the load ft from the handrail pressure sensor 23 to the handrail portion 21 at every predetermined period when the user moves upward from the seat portion 12. The CPU 15 calculates a target displacement xd according to the input load ft to the handrail portion 21.

そして、駆動部14のCPU15は、入力した現在変位xと、算出した目標変位xdを設定した数式1から補助力fを算出する。そして、CPU15は、算出した補助力fに基づき、モータ13を制御する。これにより、使用者が座部12に立ち上がる際、手摺部21への負荷ftに応じて座部12に補助力(アシスト力)が加えられる。具体的には、負荷ftに対応して予め決定された目標変位xdに移動するように座部12には補助力fが加えられる。   Then, the CPU 15 of the drive unit 14 calculates the auxiliary force f from Formula 1 in which the input current displacement x and the calculated target displacement xd are set. Then, the CPU 15 controls the motor 13 based on the calculated auxiliary force f. Thereby, when a user stands on the seat part 12, an assisting force (assist force) is applied to the seat part 12 according to the load ft on the handrail part 21. Specifically, the assisting force f is applied to the seat portion 12 so as to move to the target displacement xd determined in advance corresponding to the load ft.

なお、図10(c)に示すように、負荷ftと目標変位xdとの関係性を変更しても良い。すなわち、負荷ftが予め決められた閾値未満である場合、目標変位xdがある決められた値(本実施形態では座り位置xd1)に設定される。そして、負荷ftが予め決められた閾値以上となった場合には、目標変位xdがある決められた値(本実施形態では立上がり位置xd2)に設定される。   In addition, as shown in FIG.10 (c), you may change the relationship between the load ft and the target displacement xd. That is, when the load ft is less than a predetermined threshold value, the target displacement xd is set to a predetermined value (sitting position xd1 in the present embodiment). When the load ft becomes equal to or greater than a predetermined threshold, the target displacement xd is set to a predetermined value (in this embodiment, the rising position xd2).

これにより、手摺部21への負荷ftが予め決められた閾値未満である場合、CPU15は、目標変位xdを座り位置xd1に設定する。このため、CPU15は、モータ13を制御することにより、座部12が座り位置xd1に止まる(又は移動する)ように補助力を加える。その一方で、手摺部21への負荷ftが予め決められた閾値以上となった場合には、CPU15は、目標変位xdを立上がり位置xd2に設定する。このため、CPU15は、モータ13を制御することにより、座部12が立上がり位置xd2に止まる(又は移動する)ように補助力を加える。   Thereby, when the load ft to the handrail part 21 is less than the predetermined threshold value, the CPU 15 sets the target displacement xd to the sitting position xd1. For this reason, the CPU 15 controls the motor 13 to apply an assisting force so that the seat 12 stops (or moves) at the sitting position xd1. On the other hand, when the load ft on the handrail portion 21 is equal to or greater than a predetermined threshold, the CPU 15 sets the target displacement xd to the rising position xd2. Therefore, the CPU 15 controls the motor 13 to apply an assisting force so that the seat 12 stops (or moves) at the rising position xd2.

以上詳述したように、本実施形態は、以下の効果を有する。
(9)通常、足腰が弱っている使用者は、手摺部21などに手をついて椅子から立ち上がったり、座ったりする。そこで、本実施形態では、手摺部21を設け、手摺部21への負荷ftを検出する。そして、CPU15は、手摺部21に加えられる負荷ftに応じて、目標変位xdを設定する。このため、使用者がどのような負荷ftを手摺部21にかけているかにより多彩な補助を行うことができる。
As described above in detail, the present embodiment has the following effects.
(9) Normally, a user who has weak legs sits up or sits down from a chair with a hand on the handrail 21 or the like. Therefore, in this embodiment, the handrail portion 21 is provided, and the load ft on the handrail portion 21 is detected. Then, the CPU 15 sets the target displacement xd according to the load ft applied to the handrail part 21. For this reason, various assistance can be performed depending on what load ft the user applies to the handrail portion 21.

また、座部12に加えられる負荷fzを検出する場合と比較して、細かく目標変位xdを変化させることができる。なぜなら、座部12に加えられる力は、使用者の体重の殆どであり、脚の力を使用して細かなコントロールをしにくいからである。それに比べて手摺部21に加えられる力は、腕の力や手先にてコントロールすることができる。さらに、使用者の体重は座部12により支えられているので、腕に体重の殆どが加えられることなく、コントロールしやすくなっている。   In addition, the target displacement xd can be finely changed as compared with the case where the load fz applied to the seat 12 is detected. This is because the force applied to the seat 12 is most of the weight of the user and it is difficult to perform fine control using the force of the legs. In contrast, the force applied to the handrail portion 21 can be controlled by the arm force or the hand. Furthermore, since the weight of the user is supported by the seat portion 12, it is easy to control without adding most of the weight to the arm.

(10)負荷ftと目標変位xdとの関係性が保たれるように補助力fが座部12に加えられる。このため、図10(a)の関係に基づき、目標変位xdが設定される場合、負荷ftに応じて目標変位xdが移動するように補助力が加えられることとなる。従って、座部12は、使用者が手摺部21にかける負荷ftの大きさに応じて、予め決められた動作を行うことができる。つまり、座部12は、使用者が手摺部21にかける負荷ftの大きさにより、動きを変更することができる。   (10) The auxiliary force f is applied to the seat 12 so that the relationship between the load ft and the target displacement xd is maintained. For this reason, when the target displacement xd is set based on the relationship of FIG. 10A, an assisting force is applied so that the target displacement xd moves according to the load ft. Therefore, the seat portion 12 can perform a predetermined operation according to the magnitude of the load ft applied to the handrail portion 21 by the user. That is, the seat part 12 can change the movement according to the magnitude of the load ft applied to the handrail part 21 by the user.

(11)また、図10(c)の関係性に基づき、目標変位xdが設定される場合、負荷ftが閾値未満の場合には、目標変位xdを座り位置xd1に止まる(又は移動する)ように補助力fが加えられる。その一方で、負荷ftが閾値以上となった場合には、目標変位xdを立上がり位置xd2に止まる(又は移動する)ように補助力fが加えられる。このため、使用者が手摺部21にかける負荷ftの大きさに応じて、予め決められた位置(座り位置xd1又は立上がり位置xd2)に容易、且つ、正確に移動させることができる。また、その位置を容易に維持することができる。また、使用者の腕により、負荷ftをコントロールすることができるので、制御しやすい。   (11) When the target displacement xd is set based on the relationship shown in FIG. 10C, the target displacement xd is stopped (or moved) at the sitting position xd1 when the load ft is less than the threshold. An auxiliary force f is applied to the. On the other hand, when the load ft is equal to or greater than the threshold value, the auxiliary force f is applied so that the target displacement xd stops (or moves) at the rising position xd2. For this reason, according to the magnitude | size of the load ft which a user applies to the handrail part 21, it can move to the position (sitting position xd1 or standing position xd2) determined easily and correctly. Further, the position can be easily maintained. Further, since the load ft can be controlled by the user's arm, it is easy to control.

(12)また、スクワットを行う際、手摺部21へ体重をかけることができると共に、座部12で体重を支えることができるため、より安全にスクワットを行うことができる。
(第5実施形態)
以下、本発明を訓練機器に具体化した第5実施形態を説明する。尚、以下に説明する実施形態では、既に説明した第2実施形態と同一構成について同一符号を付すなどして、その重複する説明を省略又は簡略する。
(12) Further, when performing squats, the weight can be applied to the handrail portion 21 and the weight can be supported by the seat portion 12, so that squats can be performed more safely.
(Fifth embodiment)
Hereinafter, a fifth embodiment in which the present invention is embodied in a training apparatus will be described. In the embodiment described below, the same components as those in the second embodiment already described are denoted by the same reference numerals, and redundant description thereof is omitted or simplified.

図11に示すように、椅子型の訓練機器10には、使用者の腕部(使用者の身体の一部)が載置可能に構成されている補助支持部としての手摺部21が設けられている。手摺部21には、上下方向に設けられた支柱22を介して訓練機器10の(より詳しくは脚部11の)底部11aに固定されている。なお、手摺部21は、一対設けられており、使用者が座ったときに使用者の側面に位置するように配置される。   As shown in FIG. 11, the chair-type training device 10 is provided with a handrail portion 21 as an auxiliary support portion configured to be able to place a user's arm (a part of the user's body). ing. The handrail portion 21 is fixed to the bottom portion 11a of the training device 10 (more specifically, the leg portion 11) via a support column 22 provided in the vertical direction. In addition, the handrail part 21 is provided with a pair, and when a user sits down, it arrange | positions so that it may be located in a user's side surface.

また、図11(a),(b)に示すように、支柱22は、手摺部21の上下動を許容するようにその上下方向の長さが伸縮自在に構成されている。また、支柱22には、バネなどの弾性部材(図示略)により弾性力が上方向に加えられている。これにより、手摺部21に負荷が加わり、下方向に移動したとしても、手摺部21に加えられる負荷がなくなれば、元の位置に戻るように移動する。   Further, as shown in FIGS. 11A and 11B, the support column 22 is configured such that its vertical length can be expanded and contracted so as to allow the vertical movement of the handrail portion 21. Further, an elastic force is applied to the column 22 upward by an elastic member (not shown) such as a spring. As a result, even if a load is applied to the handrail portion 21 and moved downward, if the load applied to the handrail portion 21 is lost, the handrail portion 21 moves back to the original position.

図12に示すように、また、支柱22には、手摺部21の現在変位xtを補助支持運動情報として検出する補助支持部用運動情報検出手段としての手摺用変位センサ24が設けられている。手摺用変位センサ24は、駆動部14のCPU15に検出した変位を入力するようになっている。また、手摺部21の現在変位xtは、予め決められた初期位置を基準として手摺部21が上下方向にどれだけ距離が離れているかを示している。本実施形態では、手摺用変位センサ24が、動作検出手段となる。   As shown in FIG. 12, the support column 22 is provided with a handrail displacement sensor 24 serving as auxiliary support portion motion information detecting means for detecting the current displacement xt of the handrail portion 21 as auxiliary support motion information. The handrail displacement sensor 24 inputs the detected displacement to the CPU 15 of the drive unit 14. Further, the current displacement xt of the handrail portion 21 indicates how far the handrail portion 21 is spaced in the vertical direction with reference to a predetermined initial position. In the present embodiment, the handrail displacement sensor 24 serves as an operation detection unit.

本実施形態の座部12の目標変位xdは、手摺部21の現在変位xtを変数とする関数により算出可能となっている。具体的に説明する。
図13(a)において、本実施形態における手摺部21の現在変位xtと座部12の目標変位xdとの関係性を示す。このように、現在変位xtが予め決められた第1の値xt1に達するまでは、目標変位xdがほぼ一定値となっている。そして、現在変位xtが予め決められた第1の値xt1から予め決められた第2の値xt2となった場合、目標変位xdが急上昇する。そして、現在変位xtが予め決められた第2の値xt2以上となった場合には、目標変位xdが、ほぼ一定値となる。
The target displacement xd of the seat portion 12 of the present embodiment can be calculated by a function having the current displacement xt of the handrail portion 21 as a variable. This will be specifically described.
FIG. 13A shows the relationship between the current displacement xt of the handrail 21 and the target displacement xd of the seat 12 in the present embodiment. Thus, until the current displacement xt reaches the predetermined first value xt1, the target displacement xd is a substantially constant value. When the current displacement xt changes from the predetermined first value xt1 to the predetermined second value xt2, the target displacement xd increases rapidly. When the current displacement xt is equal to or greater than a predetermined second value xt2, the target displacement xd becomes a substantially constant value.

この関係性は、予めROM16に記憶されている。CPU15は、手摺用変位センサ24から入力した手摺部21の現在変位xtに基づき、座部12の目標変位xdを算出する。CPU15は、数式1により、手摺部21への現在変位xtに基づき、モータ13が出力する補助力fを算出する。そして、駆動部14のCPU15は、算出した補助力fに基づき、モータ13を制御する。具体的には、座部12に補助力fが加えられるように、モータ13を駆動させる。   This relationship is stored in the ROM 16 in advance. The CPU 15 calculates a target displacement xd of the seat portion 12 based on the current displacement xt of the handrail portion 21 input from the handrail displacement sensor 24. The CPU 15 calculates the auxiliary force f output from the motor 13 based on the current displacement xt to the handrail portion 21 using Equation 1. Then, the CPU 15 of the drive unit 14 controls the motor 13 based on the calculated auxiliary force f. Specifically, the motor 13 is driven so that the auxiliary force f is applied to the seat portion 12.

次に、訓練機器10の作用について説明する。
図13(b)には、使用者が座部12に座る際の手摺部21の現在変位xtの時間的変化を(時間tと現在変位xtの関係)示している。この図13(b)によれば、使用者が座部12に座る際、手摺部21に体重をかけ、手摺部21の現在変位xtが下がっていくことを理解できる。
Next, the operation of the training device 10 will be described.
FIG. 13B shows a temporal change in the current displacement xt of the handrail 21 when the user sits on the seat 12 (relationship between time t and current displacement xt). According to FIG. 13B, it can be understood that when the user sits on the seat portion 12, the weight is applied to the handrail portion 21 and the current displacement xt of the handrail portion 21 decreases.

この場合において、CPU15は、所定周期毎に、手摺用変位センサ24から現在変位xtを入力する。CPU15は、入力した手摺部21の現在変位xtに基づき、現在変位xtに応じた座部12の目標変位xdを算出する。   In this case, the CPU 15 inputs the current displacement xt from the handrail displacement sensor 24 at predetermined intervals. The CPU 15 calculates the target displacement xd of the seat 12 according to the current displacement xt based on the input current displacement xt of the handrail portion 21.

そして、駆動部14のCPU15は、入力した座部12の現在変位xと、算出した座部12の目標変位xdを設定した数式1から補助力fを算出する。そして、CPU15は、算出した補助力fに基づき、モータ13を制御する。これにより、使用者が座部12に座る際、手摺部21の現在変位xtに応じて座部12に補助力(アシスト力)が加えられる。具体的には、手摺部21の現在変位xtに対応して予め決定された座部12の目標変位xdに移動するように座部12には補助力fが加えられる。   Then, the CPU 15 of the drive unit 14 calculates the auxiliary force f from Formula 1 in which the input current displacement x of the seat 12 and the calculated target displacement xd of the seat 12 are set. Then, the CPU 15 controls the motor 13 based on the calculated auxiliary force f. Thereby, when the user sits on the seat portion 12, an assisting force (assist force) is applied to the seat portion 12 according to the current displacement xt of the handrail portion 21. Specifically, the assisting force f is applied to the seat 12 so as to move to the target displacement xd of the seat 12 determined in advance corresponding to the current displacement xt of the handrail 21.

これにより、座部12の目標変位xdは、図13(c)に示すように時間tに応じて、変更される。すなわち、最初はゆっくりと目標変位xdが下降する。その後、座部12は、途中で徐々に下降する。その後、座部12は、ゆっくりと下降し、その後、座り位置で停止する。   Thereby, the target displacement xd of the seat part 12 is changed according to time t as shown in FIG.13 (c). That is, at first, the target displacement xd is slowly lowered. Thereafter, the seat 12 gradually descends in the middle. Thereafter, the seat 12 slowly descends and then stops at the sitting position.

以上詳述したように、本実施形態は、以下の効果を有する。
(13)通常、足腰が弱っている使用者は、手摺部21などに手をついて椅子から立ち上がったり、座ったりする。そこで、本実施形態では、可動可能な手摺部21を設け、手摺部21の現在変位xtを検出する。そして、CPU15は、手摺部21の現在変位xtに応じて、座部12の目標変位xdを設定する。このため、使用者がどのように手摺部21を動かすかにより多彩な補助を行うことができる。
As described above in detail, the present embodiment has the following effects.
(13) Usually, a user who has weak legs sits up or sits down from a chair with a hand on the handrail 21 or the like. Therefore, in the present embodiment, a movable handrail portion 21 is provided, and the current displacement xt of the handrail portion 21 is detected. Then, the CPU 15 sets the target displacement xd of the seat portion 12 according to the current displacement xt of the handrail portion 21. For this reason, various assistance can be performed by how a user moves the handrail part 21. FIG.

また、座部12に加えられる負荷fzや現在変位xを検出する場合と比較して、細かく座部12の目標変位xdを変化させることができる。なぜなら、座部12に加えられる力は、使用者の体重の殆どであり、脚の力を使用して細かなコントロールをしにくいからである。それに比べて手摺部21を動かす際には、腕の力や手先にてコントロールすることができる。さらに、使用者の体重は座部12により支えられているので、腕に体重の殆どが加えられることなく、コントロールしやすくなっている。   Further, the target displacement xd of the seat 12 can be finely changed as compared with the case where the load fz applied to the seat 12 and the current displacement x are detected. This is because the force applied to the seat 12 is most of the weight of the user and it is difficult to perform fine control using the force of the legs. In contrast, when the handrail portion 21 is moved, it can be controlled with the force of the arm or the hand. Furthermore, since the weight of the user is supported by the seat portion 12, it is easy to control without adding most of the weight to the arm.

(14)また、手摺部21の現在変位xtと、座部12の目標変位xdに関係性を持たせている。このため、手摺部21の現在変位xtを見れば、座部12の目標変位xdを予測できる。すなわち、視覚的に目標変位xdがどれだけに設定されているかを理解しやすく、コントロールしやすい。   (14) The current displacement xt of the handrail 21 and the target displacement xd of the seat 12 are related. For this reason, the target displacement xd of the seat 12 can be predicted by looking at the current displacement xt of the handrail 21. That is, it is easy to understand and control how much the target displacement xd is visually set.

(第6実施形態)
以下、本発明を訓練機器に具体化した第6実施形態を説明する。尚、以下に説明する実施形態では、既に説明した第2実施形態と同一構成について同一符号を付すなどして、その重複する説明を省略又は簡略する。
(Sixth embodiment)
Hereinafter, a sixth embodiment in which the present invention is embodied in a training device will be described. In the embodiment described below, the same components as those in the second embodiment already described are denoted by the same reference numerals, and redundant description thereof is omitted or simplified.

図11に示すように、椅子型の訓練機器10には、使用者の腕部(使用者の身体の一部)が載置可能に構成されている補助支持部としての手摺部21が設けられている。手摺部21には、上下方向に設けられた支柱22を介して訓練機器10の(より詳しくは脚部11の)底部11aに固定されている。なお、手摺部21は、一対設けられており、使用者が座ったときに使用者の側面に位置するように配置される。   As shown in FIG. 11, the chair-type training device 10 is provided with a handrail portion 21 as an auxiliary support portion configured to be able to place a user's arm (a part of the user's body). ing. The handrail portion 21 is fixed to the bottom portion 11a of the training device 10 (more specifically, the leg portion 11) via a support column 22 provided in the vertical direction. In addition, the handrail part 21 is provided with a pair, and when a user sits down, it arrange | positions so that it may be located in a user's side surface.

また、図11(a),(b)に示すように、支柱22は、手摺部21の上下動を許容するようにその上下方向の長さが伸縮自在に構成されている。また、支柱22には、バネなどの弾性部材により弾性力が上下方向に加えられている。これにより、手摺部21に負荷が加わり、下方向に移動したとしても、手摺部21に加えられる負荷がなくなれば、元の位置に戻るように移動する。   Further, as shown in FIGS. 11A and 11B, the support column 22 is configured such that its vertical length can be expanded and contracted so as to allow the vertical movement of the handrail portion 21. Further, an elastic force is applied to the column 22 in the vertical direction by an elastic member such as a spring. As a result, even if a load is applied to the handrail portion 21 and moved downward, if the load applied to the handrail portion 21 is lost, the handrail portion 21 moves back to the original position.

図14に示すように、支柱22には、手摺部21に加わる負荷ftを検出する補助支持部用力情報検出手段としての手摺用圧力センサ23が設けられている。そして、手摺用圧力センサ23は、駆動部14のCPU15に検出した負荷ftを入力するようになっている。   As shown in FIG. 14, the support column 22 is provided with a handrail pressure sensor 23 serving as auxiliary support portion force information detecting means for detecting a load ft applied to the handrail portion 21. The handrail pressure sensor 23 inputs the detected load ft to the CPU 15 of the drive unit 14.

図14に示すように、支柱22には、手摺部21の現在変位xtを検出する補助支持部用運動情報検出手段としての手摺用変位センサ24が設けられている。手摺用変位センサ24は、駆動部14のCPU15に検出した手摺部21の現在変位xtを入力するようになっている。また、手摺部21の現在変位xtは、予め決められた初期位置を基準として手摺部21が上下方向にどれだけ距離が離れているかを示している。なお、手摺用圧力センサ23及び手摺用変位センサ24は、手摺部21などに設けてもよい。本実施形態では、手摺用圧力センサ23と、手摺用変位センサ24が、動作検出手段となる。   As shown in FIG. 14, the support column 22 is provided with a handrail displacement sensor 24 serving as auxiliary support portion motion information detecting means for detecting the current displacement xt of the handrail portion 21. The handrail displacement sensor 24 inputs the detected current displacement xt of the handrail portion 21 to the CPU 15 of the drive portion 14. Further, the current displacement xt of the handrail portion 21 indicates how far the handrail portion 21 is spaced in the vertical direction with reference to a predetermined initial position. The handrail pressure sensor 23 and the handrail displacement sensor 24 may be provided in the handrail portion 21 or the like. In the present embodiment, the handrail pressure sensor 23 and the handrail displacement sensor 24 serve as motion detection means.

本実施形態において、座部12の目標変位xdは、手摺部21の現在変位xtと、手摺部21への負荷ftを変数(独立変数)とする関数gで算出可能となっている。本実施形態では、関数gの式として、以下の数式3が採用されている。   In the present embodiment, the target displacement xd of the seat portion 12 can be calculated by a function g using the current displacement xt of the handrail portion 21 and the load ft on the handrail portion 21 as variables (independent variables). In the present embodiment, the following formula 3 is adopted as the formula of the function g.

xd=g(xt、ft)=2*xt−30*ft…(数式3)
この関数は、予めROM16に記憶されており、CPU15は、手摺用圧力センサ23から入力した手摺部21への負荷ftと、手摺用変位センサ24が検出した手摺部21の現在変位xtに基づき、座部12の目標変位xdを算出する。
xd = g (xt, ft) = 2 * xt-30 * ft (Equation 3)
This function is stored in the ROM 16 in advance, and the CPU 15 is based on the load ft applied to the handrail portion 21 input from the handrail pressure sensor 23 and the current displacement xt of the handrail portion 21 detected by the handrail displacement sensor 24. The target displacement xd of the seat 12 is calculated.

そして、CPU15は、算出した目標変位xdと、変位センサ18により検出した現在変位xを設定した数式1に基づき、モータ13が出力する補助力fを算出する。そして、駆動部14のCPU15は、算出した補助力fに基づき、モータ13を制御する。具体的には、座部12に補助力fが加えられるように、モータ13を駆動させる。   Then, the CPU 15 calculates the auxiliary force f output by the motor 13 based on the calculated target displacement xd and Formula 1 in which the current displacement x detected by the displacement sensor 18 is set. Then, the CPU 15 of the drive unit 14 controls the motor 13 based on the calculated auxiliary force f. Specifically, the motor 13 is driven so that the auxiliary force f is applied to the seat portion 12.

これにより、手摺部21の動きと、手摺部21に加えられる負荷ftの大きさに応じて、補助力fを座部12に加え、座部12を移動させることができる。
以上詳述したように、本実施形態は、以下の効果を有する。
Thereby, according to the movement of the handrail part 21 and the magnitude of the load ft applied to the handrail part 21, the assisting force f can be applied to the seat part 12 and the seat part 12 can be moved.
As described above in detail, the present embodiment has the following effects.

(15)手摺部21の動きと、手摺部21に加えられる負荷ftの大きさに応じて、補助力fを座部12に加え、座部12を移動させることができる。このため、手摺部21の動きのみ、又は手摺部21への負荷ftのみに基づき、目標変位xdを設定する場合と比較して、使用者の動きや力に応じて最適な補助力を発生させることができる。このため、立上がる際、又は座る際に最適なアシスト効果を得ることができる。   (15) Depending on the movement of the handrail portion 21 and the magnitude of the load ft applied to the handrail portion 21, the auxiliary force f can be applied to the seat portion 12 to move the seat portion 12. For this reason, compared with the case where the target displacement xd is set based on only the movement of the handrail part 21 or only the load ft on the handrail part 21, an optimal auxiliary force is generated according to the movement and force of the user. be able to. For this reason, the optimal assist effect can be obtained when standing up or sitting.

(16)また、座部12に力を加える場合や、座部12を動かす場合と比較して、手摺部21は、腕の力で容易に動かしたり、力を加えたりすることができる。このため、使用者にとって、座部12の目標変位xdをコントロールしやすい。   (16) Moreover, compared with the case where force is applied to the seat part 12 or the case where the seat part 12 is moved, the handrail part 21 can be easily moved or applied with the force of the arm. For this reason, it is easy for the user to control the target displacement xd of the seat 12.

(第7実施形態)
以下、本発明を訓練機器に具体化した第7実施形態を説明する。尚、以下に説明する実施形態では、既に説明した第6実施形態と同一構成について同一符号を付すなどして、その重複する説明を省略又は簡略する。
(Seventh embodiment)
Hereinafter, a seventh embodiment in which the present invention is embodied in a training device will be described. In the embodiment described below, the same components as those in the sixth embodiment already described are denoted by the same reference numerals, and redundant description thereof is omitted or simplified.

本実施形態において、座部12への負荷fzと、手摺部21への負荷ftに基づき、数式4に基づき、使用者の足裏に加わる力fa1を算出する。具体的には、次の数式4に基づき、算出する。   In this embodiment, based on the load fz to the seat part 12 and the load ft to the handrail part 21, the force fa1 applied to the user's sole is calculated based on the mathematical formula 4. Specifically, it is calculated based on the following equation 4.

fa1=mg−ft−fz…(数式4)
なお、mgは、使用者の体重である。
そして、本実施形態では、座部12の目標変位xdは、使用者の足裏に加わる力fa1を変数(独立変数)とする関数hで算出可能となっている。つまり、以下の数式5に示すような関数hで目標変位xdを算出することができる。
fa1 = mg−ft−fz (Formula 4)
In addition, mg is a user's body weight.
In the present embodiment, the target displacement xd of the seat portion 12 can be calculated by a function h using a force fa1 applied to the sole of the user as a variable (independent variable). That is, the target displacement xd can be calculated by a function h as shown in the following formula 5.

xd=h(fa1)…(数式5)
この関数は、予めROM16に記憶されている。すなわち、CPU15は、座部12への負荷fzと、手摺部21への負荷ftに基づき、足裏への力fa1を算出し、当該力fa1に基づき、座部12の目標変位xdを算出することとなる。
xd = h (fa1) (Formula 5)
This function is stored in the ROM 16 in advance. That is, the CPU 15 calculates the force fa1 to the sole based on the load fz to the seat 12 and the load ft to the handrail 21, and calculates the target displacement xd of the seat 12 based on the force fa1. It will be.

そして、CPU15は、算出した目標変位xdと、変位センサ18により検出した現在変位xを設定した数式1に基づき、モータ13が出力する補助力fを算出する。そして、駆動部14のCPU15は、算出した補助力fに基づき、モータ13を制御する。具体的には、座部12に補助力fが加えられるように、モータ13を駆動させる。   Then, the CPU 15 calculates the auxiliary force f output by the motor 13 based on the calculated target displacement xd and Formula 1 in which the current displacement x detected by the displacement sensor 18 is set. Then, the CPU 15 of the drive unit 14 controls the motor 13 based on the calculated auxiliary force f. Specifically, the motor 13 is driven so that the auxiliary force f is applied to the seat portion 12.

これにより、座部12への負荷fzと、手摺部21に加えられる負荷ftの大きさに応じて、補助力fを座部12に加え、座部12を移動させることができる。
次に、訓練機器10の作用について説明する。
Thereby, according to the magnitude | size of the load fz to the seat part 12, and the load ft added to the handrail part 21, the auxiliary force f can be applied to the seat part 12 and the seat part 12 can be moved.
Next, the operation of the training device 10 will be described.

図15(a)には、使用者が座部12から立ち上がる際の座部12への負荷fzの時間的変化を示す。図15(b)には、使用者が座部12から立ち上がる際の手摺部21への負荷ftの時間的変化を示す。このように、この図によれば、立ち上がる際には、座部12への負荷fzが小さくなり、手摺部21への負荷ftが大きくなることを理解できる。このため、これらの値に応じて、足裏への力fa1を算出し、足裏への力fa1に応じて、目標変位xdを算出することができる。   FIG. 15A shows a temporal change in the load fz applied to the seat 12 when the user stands up from the seat 12. FIG. 15B shows a temporal change in the load ft applied to the handrail portion 21 when the user stands up from the seat portion 12. Thus, according to this figure, it can be understood that, when standing up, the load fz to the seat portion 12 decreases and the load ft to the handrail portion 21 increases. Therefore, the force fa1 to the sole can be calculated according to these values, and the target displacement xd can be calculated according to the force fa1 to the sole.

そして、駆動部14のCPU15は、入力した座部12の現在変位xと、算出した座部12の目標変位xdを設定した数式1から補助力fを算出する。そして、CPU15は、算出した補助力fに基づき、モータ13を制御する。これにより、使用者が座部12から立ち上がる際、手摺部21への負荷ftと、座部12への負荷fzに応じて座部12に補助力(アシスト力)が加えられる。   Then, the CPU 15 of the drive unit 14 calculates the auxiliary force f from Formula 1 in which the input current displacement x of the seat 12 and the calculated target displacement xd of the seat 12 are set. Then, the CPU 15 controls the motor 13 based on the calculated auxiliary force f. Thereby, when the user stands up from the seat portion 12, an assisting force (assist force) is applied to the seat portion 12 according to the load ft on the handrail portion 21 and the load fz on the seat portion 12.

以上詳述したように、本実施形態は、以下の効果を有する。
(17)このように、多くの情報から目標軌道を設定することにより、座部12は、使用者の意思に適応した動作をすることができる。
As described above in detail, the present embodiment has the following effects.
(17) As described above, by setting the target trajectory from a large amount of information, the seat 12 can operate in accordance with the user's intention.

(第8実施形態)
以下、本発明を訓練機器に具体化した第8実施形態を説明する。尚、以下に説明する実施形態では、既に説明した第1実施形態と同一構成について同一符号を付すなどして、その重複する説明を省略又は簡略する。
(Eighth embodiment)
Hereinafter, an eighth embodiment in which the present invention is embodied in a training apparatus will be described. In the embodiment described below, the same components as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and the redundant description thereof is omitted or simplified.

図16に示すように、椅子型の訓練機器10には、使用者の腕部(使用者の身体の一部)が載置可能に構成されている補助支持部としての手摺部21が設けられている。手摺部21には、上下方向に設けられた支柱22を介して訓練機器10の(より詳しくは脚部11の)底部11aに固定されている。なお、手摺部21は、一対設けられており、使用者が座ったときに使用者の側面に位置するように配置される。   As shown in FIG. 16, the chair-type training device 10 is provided with a handrail portion 21 as an auxiliary support portion configured so that a user's arm portion (a part of the user's body) can be placed thereon. ing. The handrail portion 21 is fixed to the bottom portion 11a of the training device 10 (more specifically, the leg portion 11) via a support column 22 provided in the vertical direction. In addition, the handrail part 21 is provided with a pair, and when a user sits down, it arrange | positions so that it may be located in a user's side surface.

この手摺部21には、使用者が操作可能な操作手段としての操作ボタン31が設けられている。この操作ボタン31は、CPU15と接続されている。そして、操作ボタン31は、使用者の操作に応じて、操作信号をCPU15に出力するようになっている。つまり、CPU15は、操作ボタン31の操作を検知することができる。そして、CPU15は、操作ボタン31が操作されたと検知した場合、座部12の目標変位xdとして予め決められた値を設定するようになっている。本実施形態では、操作ボタン31が、動作検出手段となる。   The handrail portion 21 is provided with operation buttons 31 as operation means that can be operated by the user. The operation button 31 is connected to the CPU 15. The operation button 31 is configured to output an operation signal to the CPU 15 in accordance with a user operation. That is, the CPU 15 can detect the operation of the operation button 31. When the CPU 15 detects that the operation button 31 has been operated, the CPU 15 sets a predetermined value as the target displacement xd of the seat portion 12. In the present embodiment, the operation button 31 serves as an operation detection unit.

図17(a)に、本実施形態における座部12の目標変位xdと、操作ボタン31の操作との関係性を示す。このように、操作ボタン31が操作された場合(時点t1)において、座部12の目標変位xdが、座り位置xd1から、立上がり位置xd2に設定されるようになっている。   FIG. 17A shows the relationship between the target displacement xd of the seat 12 and the operation of the operation button 31 in the present embodiment. As described above, when the operation button 31 is operated (time point t1), the target displacement xd of the seat 12 is set from the sitting position xd1 to the rising position xd2.

このため、使用者が操作ボタン31を操作した場合、CPU15は、目標変位xdを立上がり位置xd2に設定する。このため、CPU15は、モータ13を制御することにより、座部12が立上がり位置xd2に止まる(又は移動する)ように座部12に補助力fを加える。   For this reason, when the user operates the operation button 31, the CPU 15 sets the target displacement xd to the rising position xd2. Therefore, the CPU 15 controls the motor 13 to apply the auxiliary force f to the seat 12 so that the seat 12 stops (or moves) at the rising position xd2.

なお、操作ボタン31が操作されたときにおける目標変位xdの時間的変化は、任意に設定しても良い。例えば、図17(b)に示すように、目標変位xdを変化させても良い。   The temporal change of the target displacement xd when the operation button 31 is operated may be arbitrarily set. For example, as shown in FIG. 17B, the target displacement xd may be changed.

以上詳述したように、本実施形態は、以下の効果を有する。
(18)これにより、特別なセンサ(圧力センサ17や変位センサ18等)が必要なくなり、訓練機器10を簡単に製造することができる。また、訓練機器10を安価に製造できる。
As described above in detail, the present embodiment has the following effects.
(18) Thereby, special sensors (such as the pressure sensor 17 and the displacement sensor 18) are not necessary, and the training device 10 can be easily manufactured. Moreover, the training apparatus 10 can be manufactured at low cost.

本発明は、第1実施形態〜第8実施形態以外の実施形態を含む。以下、本発明のその他の実施形態としての各実施形態の変形例を示す。なお、以下の各変形例は、互いに組み合わせることもできる。また、各実施形態をそれぞれ組み合わせてもよい。また、以下の変形例と各実施形態を互いに組み合わせても良い。   The present invention includes embodiments other than the first to eighth embodiments. Hereinafter, the modification of each embodiment as other embodiment of the present invention is shown. The following modifications can be combined with each other. Moreover, you may combine each embodiment, respectively. Moreover, you may combine the following modifications and each embodiment mutually.

・上記実施形態おいて、各種パラメータが変更された際、どのように変更されたかについて報知する報知手段を備えても良い。例えば、液晶画面で各種パラメータの変更の様子が表示されたり、音声やランプで報知されたりするようにしてもよい。また、座部12が振動することにより、各種パラメータの変更を報知しても良い。   -In above-mentioned embodiment, when various parameters are changed, you may provide the alerting | reporting means which alert | reports how it was changed. For example, the state of changing various parameters may be displayed on the liquid crystal screen, or may be notified by voice or lamp. Moreover, you may alert | report the change of various parameters by the seat part 12 vibrating.

・上記実施形態において、座部12は、上下方向のみ移動可能に構成されていたが、上下方向以外の方向、例えば、図18に示すように、上下方向に直交する方向(左右方向、前後方向)に移動可能に構成されていても良い。そして、移動可能な方向毎に、モータなど、座部12に対して補助力を加える駆動源を備えてもよい。その際、方向毎に、各種パラメータが設定され、方向毎に補助力が数式1により算出されることとなる。そして、算出された補助力が方向毎に加えられることとなる。   In the above embodiment, the seat 12 is configured to be movable only in the vertical direction. However, the direction other than the vertical direction, for example, a direction orthogonal to the vertical direction (left-right direction, front-back direction) as shown in FIG. ) May be configured to be movable. And you may provide the drive source which applies auxiliary force with respect to the seat part 12, such as a motor, for every movable direction. At that time, various parameters are set for each direction, and the auxiliary force is calculated by Equation 1 for each direction. Then, the calculated auxiliary force is applied for each direction.

・上記実施形態において、座部12を回転可能に構成しても良い。例えば、図19(a)に示すように脚部11を中心として回転可能に構成しても良いし、図19(b)に示すように座部12の設置点を中心として、前後方向又は左右方向に回転可能に構成されていても良い。そして、回転方向毎に、モータなど、座部12の回転に対して補助力を加える駆動源を備えても良い。その際、方向毎に、各種パラメータが設定され、方向毎に補助力が数式1により算出されることとなる。そして、算出された補助力が方向毎に加えられることとなる。   -In the said embodiment, you may comprise the seat part 12 so that rotation is possible. For example, as shown in FIG. 19 (a), it may be configured to be rotatable about the leg portion 11, or as shown in FIG. It may be configured to be rotatable in the direction. And you may provide the drive source which applies auxiliary force with respect to rotation of the seat part 12, such as a motor, for every rotation direction. At that time, various parameters are set for each direction, and the auxiliary force is calculated by Equation 1 for each direction. Then, the calculated auxiliary force is applied for each direction.

・上記実施形態において、脚部11には、駆動部14が内蔵されていたが、座部12に駆動部14が内蔵されていても良い。
・上記実施形態では、座部12に使用者が座るようにしていたが、脚、腕、手、脚、頭などの使用者の身体の一部を載せて訓練機器10を使用しても良い。
In the above-described embodiment, the drive unit 14 is built in the leg 11, but the drive unit 14 may be built in the seat 12.
In the above embodiment, the user sits on the seat 12, but the training device 10 may be used with a part of the user's body such as a leg, arm, hand, leg, or head. .

・上記第4実施形態〜上記第8実施形態では、座部12以外に使用者の身体の一部を載せる補助支持部として手摺部21を設けたが、手摺部21の代わりに、脚を載せる脚載せ部、頭を支える頭支持部など任意の部分を載せる補助支持部を設けても良い。そして、補助支持部に加わる補助支持力情報又は補助支持部の補助支持運動情報のうち少なくとも1方を検出し、検出した情報に基づき、目標軌道を設定しても良い。   In the fourth embodiment to the eighth embodiment, the handrail portion 21 is provided as an auxiliary support portion for placing a part of the user's body in addition to the seat portion 12, but a leg is placed instead of the handrail portion 21. You may provide the auxiliary | assistant support part which mounts arbitrary parts, such as a leg mounting part and the head support part which supports a head. Then, at least one of auxiliary support force information applied to the auxiliary support part or auxiliary support movement information of the auxiliary support part may be detected, and the target trajectory may be set based on the detected information.

・上記実施形態では、座部12の現在変位xを設定した数式1に基づき、補助力を決定した。この別例として、現在変位xの代わりに、座部12の現在変位x、座部12の現在速度dx、座部12の現在加速度ddxのうち少なくとも1つを含む運動情報を使用しても良い。なお、現在速度dxは、現在変位xを数値微分することにより算出される。また、現在加速度ddxは、現在速度dxを数値微分することにより算出される。   In the above embodiment, the auxiliary force is determined based on Formula 1 in which the current displacement x of the seat 12 is set. As another example, instead of the current displacement x, motion information including at least one of the current displacement x of the seat 12, the current speed dx of the seat 12, and the current acceleration ddx of the seat 12 may be used. . The current speed dx is calculated by numerically differentiating the current displacement x. The current acceleration ddx is calculated by numerically differentiating the current speed dx.

・上記実施形態では、座部12の目標変位xdを設定した数式1に基づき、補助力を決定した。この別例として、目標変位xdの代わりに、座部12の目標変位xd、座部12の目標速度dxd、座部12の目標加速度ddxdのうち少なくとも1つを含む目標軌道を使用しても良い。なお、目標速度dxdは、目標変位xdを数値微分することにより算出される。また、目標加速度ddxdは、目標速度dxdを数値微分することにより算出される。   In the above embodiment, the auxiliary force is determined based on Formula 1 in which the target displacement xd of the seat 12 is set. As another example, instead of the target displacement xd, a target trajectory including at least one of the target displacement xd of the seat portion 12, the target speed dxd of the seat portion 12, and the target acceleration ddxd of the seat portion 12 may be used. . The target speed dxd is calculated by differentiating the target displacement xd numerically. The target acceleration ddxd is calculated by differentiating the target speed dxd numerically.

・上記実施形態において、座部12への負荷fz、手摺部21への負荷ft、手摺部21の現在変位xt、現在変位x、現在速度dx、現在加速度ddx、目標変位xd、目標速度dxd、目標加速度ddxdは、それぞれ時間の関数で表現されていても良い。   In the above embodiment, the load fz on the seat 12, the load ft on the handrail 21, the current displacement xt of the handrail 21, the current displacement x, the current speed dx, the current acceleration ddx, the target displacement xd, the target speed dxd, Each target acceleration ddxd may be expressed as a function of time.

・上記実施形態では、目標変位xdは、現在変位x、又は座部12への負荷fz、又は手摺部21への負荷ft、又は手摺部21の現在変位xtに応じて設定されていたが、目標変位xdの設定方法は、任意に変更しても良い。例えば、現在変位x等に関係なく、目標変位xdが、予め決められていてもよい。つまり、現在変位x等が変化したとき、予め決められた動きを行うように、目標変位xdが定められていても良い。   In the above embodiment, the target displacement xd is set according to the current displacement x, the load fz to the seat 12, the load ft to the handrail 21, or the current displacement xt of the handrail 21. The method for setting the target displacement xd may be arbitrarily changed. For example, the target displacement xd may be determined in advance regardless of the current displacement x or the like. That is, the target displacement xd may be determined so that a predetermined movement is performed when the current displacement x or the like changes.

・上記実施形態では、目標変位xdが設定されたが、目標速度dxdを設定可能としても良い。例えば、負荷fzや負荷ftなどの大きさが所定の大きさ以上となった場合には、目標速度dxdを低速dxd1から高速dxd2に変化するようにしてもよい。さらに、モータ13への印加電圧を設定可能として、速度を変更しても良い。つまり、モータ13への印加電圧とモータ速度が比例する原理を利用して、印加電圧を設定することにより、速度を設定しても良い。この場合、変位センサ18が付与となり、位置のフィードバックなしで、モータ13を制御することができる。   In the above embodiment, the target displacement xd is set, but the target speed dxd may be settable. For example, the target speed dxd may be changed from the low speed dxd1 to the high speed dxd2 when the magnitude of the load fz, the load ft, or the like becomes a predetermined magnitude or more. Furthermore, the speed may be changed so that the voltage applied to the motor 13 can be set. That is, the speed may be set by setting the applied voltage using the principle that the applied voltage to the motor 13 is proportional to the motor speed. In this case, the displacement sensor 18 is provided, and the motor 13 can be controlled without position feedback.

・上記実施形態において、目標変位xdを設定していたが、座部12の目標変位xd、座部12の目標速度dxd、座部12の目標加速度ddxdのうち少なくとも1つを含む目標軌道を設定するようにしてもよい。   In the above embodiment, the target displacement xd is set, but a target trajectory including at least one of the target displacement xd of the seat portion 12, the target speed dxd of the seat portion 12, and the target acceleration ddxd of the seat portion 12 is set. You may make it do.

・上記実施形態おいて、現在変位xなどのパラメータが変化する速さに応じて、算出する目標軌道の変化の速さを変更するようにしてもよい。
・上記実施形態において、座る際における、目標軌道の設定方法と、立上がる際における、目標軌道の設定方法を変更しても良い。なお、立ち上がるか否かは、変位センサ18又は圧力センサ17により判定することができる。
In the above embodiment, the speed of change of the target trajectory to be calculated may be changed according to the speed at which the parameter such as the current displacement x changes.
In the above embodiment, the setting method of the target trajectory when sitting and the setting method of the target trajectory when standing up may be changed. Whether or not to rise can be determined by the displacement sensor 18 or the pressure sensor 17.

・上記第1実施形態において、目標変位xdと現在変位xの関係性を任意に変更してもよい。例えば、図20(a)に示すように、現在変位xが所定の閾値xaに達するまでは、図20(b)に示すように、座り位置xd1に設定する。そして、現在変位xが閾値xa以上となった場合(時点ta)において、予め決められた数式6に基づき目標変位xdを設定しても良い。数式6は、例えば、以下に示すように時間に応じた関数としても良い。   In the first embodiment, the relationship between the target displacement xd and the current displacement x may be arbitrarily changed. For example, as shown in FIG. 20A, the sitting position xd1 is set as shown in FIG. 20B until the current displacement x reaches a predetermined threshold value xa. Then, when the current displacement x is equal to or greater than the threshold value xa (time point ta), the target displacement xd may be set based on a predetermined formula 6. Formula 6 may be a function according to time as shown below, for example.

なお、目標時間をTで示し、現在時間をtで示す。また、xiは、座り位置(初期位置)である。また、rは、移動量である。このようにすれば、椅子が目標変位xdの軌道が示すように、なめらかに移動することとなる。つまり、最初にゆっくりと移動し、途中で早くなり、最後に再びゆっくりと移動することとなる。 The target time is indicated by T, and the current time is indicated by t. Xi is a sitting position (initial position). R is the amount of movement. In this way, the chair moves smoothly as indicated by the trajectory of the target displacement xd. That is, it moves slowly at the beginning, becomes faster on the way, and moves slowly again at the end.

・上記第1実施形態では、目標変位xdは、現在変位xに応じて設定されていたが、現在変位xの代わりに、座部12の現在変位x、座部12の現在速度dx、座部12の現在加速度ddxのうち少なくとも1つを含む運動情報に基づき、設定されてもよい。また、目標変位xdが、設定されていたが、目標変位xdの代わりに、座部12の目標変位xd、座部12の目標速度dxd、座部12の目標加速度ddxdのうち少なくとも1つを含む目標軌道が、設定されても良い。   In the first embodiment, the target displacement xd is set according to the current displacement x, but instead of the current displacement x, the current displacement x of the seat 12, the current speed dx of the seat 12, and the seat It may be set based on motion information including at least one of the 12 current accelerations ddx. Further, the target displacement xd has been set, but instead of the target displacement xd, at least one of the target displacement xd of the seat 12, the target speed dxd of the seat 12, and the target acceleration ddxd of the seat 12 is included. A target trajectory may be set.

・上記第2実施形態では、目標変位xdと座部12への負荷fzの関係性を任意に変更してもよい。また、ある条件が成立した場合に、座部12の目標変位xdを予め決められた軌道で変化させても良い。例えば、座部12への負荷fzが所定の閾値faに達するまでは、座り位置xd1に設定する。そして、負荷fzが閾値xa以上となった場合において、前述した数式6に基づき目標変位xdを設定しても良い。   In the second embodiment, the relationship between the target displacement xd and the load fz on the seat 12 may be arbitrarily changed. Further, when a certain condition is satisfied, the target displacement xd of the seat portion 12 may be changed along a predetermined trajectory. For example, the sitting position xd1 is set until the load fz on the seat 12 reaches a predetermined threshold fa. Then, when the load fz is equal to or greater than the threshold value xa, the target displacement xd may be set based on Equation 6 described above.

・上記第3実施形態において、目標変位xdを算出するための関数gは、任意に変更可能となっている。
・上記第3実施形態において、現在変位xを使用していたが、座部12の現在変位x、座部12の現在速度dx、座部12の現在加速度ddxのうち少なくとも1つを含む運動情報を使用しても良い。例えば、負荷fz、現在変位x、現在速度dx、現在加速度ddxを変数とする関数にて目標変位xdを設定しても良い。
In the third embodiment, the function g for calculating the target displacement xd can be arbitrarily changed.
In the third embodiment, the current displacement x is used, but the motion information includes at least one of the current displacement x of the seat 12, the current speed dx of the seat 12, and the current acceleration ddx of the seat 12. May be used. For example, the target displacement xd may be set by a function having the load fz, the current displacement x, the current speed dx, and the current acceleration ddx as variables.

・上記第4実施形態では、目標変位xdと手摺部21への負荷ftの関係性を任意に変更してもよい。また、ある条件が成立した場合に、座部12の目標変位xdを予め決められた軌道で変化させても良い。   In the fourth embodiment, the relationship between the target displacement xd and the load ft on the handrail portion 21 may be arbitrarily changed. Further, when a certain condition is satisfied, the target displacement xd of the seat portion 12 may be changed along a predetermined trajectory.

図21(a)に示すように、手摺部21への負荷ftが所定の閾値faに達するまでは、図21(b)に示すように、座り位置xd1に設定する。そして、負荷ftが閾値fa以上となった場合(時点t2)において、前述した数式6に基づき目標変位xdを設定しても良い。   As shown in FIG. 21 (a), until the load ft on the handrail portion 21 reaches a predetermined threshold value fa, the sitting position xd1 is set as shown in FIG. 21 (b). Then, when the load ft is equal to or greater than the threshold value fa (time point t2), the target displacement xd may be set based on the above-described Expression 6.

・上記第5実施形態では、目標変位xdと手摺部21の現在変位xtの関係性を任意に変更してもよい。
・上記第6実施形態において、目標変位xdを算出するための関数gは、任意に変更可能となっている。
In the fifth embodiment, the relationship between the target displacement xd and the current displacement xt of the handrail portion 21 may be arbitrarily changed.
In the sixth embodiment, the function g for calculating the target displacement xd can be arbitrarily changed.

・上記第6実施形態において、手摺部21の現在変位xtを使用していたが、手摺部21の現在変位xt、手摺部21の現在速度dxt、手摺部21の現在加速度ddxtのうち少なくとも1つを含む補助支持運動情報を使用しても良い。例えば、負荷fz、現在変位xt、現在速度dxt、現在加速度ddxtを変数とする関数にて目標変位xdを設定しても良い。なお、現在速度dxtは、現在変位xtを数値微分することにより算出される。また、現在加速度ddxtは、現在速度dxtを数値微分することにより算出される。   In the sixth embodiment, the current displacement xt of the handrail portion 21 is used. However, at least one of the current displacement xt of the handrail portion 21, the current speed dxt of the handrail portion 21, and the current acceleration ddxt of the handrail portion 21 is used. Auxiliary support movement information including may be used. For example, the target displacement xd may be set by a function having the load fz, the current displacement xt, the current speed dxt, and the current acceleration ddxt as variables. The current speed dxt is calculated by numerically differentiating the current displacement xt. The current acceleration ddxt is calculated by differentiating the current speed dxt numerically.

・上記第7実施形態において、座部12の目標変位xdは、手摺部21の現在変位xt、現在速度dxt、現在加速度ddxt、負荷ftのうち少なくとも1つを変数とすると共に、座部12の現在変位x、現在速度dx、現在加速度ddx、負荷fzのうち少なくとも1つを変数とした関数hで算出可能としてもよい。   In the seventh embodiment, the target displacement xd of the seat portion 12 has at least one of the current displacement xt, the current speed dxt, the current acceleration ddxt, and the load ft of the handrail portion 21 as a variable. The function h may be calculated using at least one of the current displacement x, the current speed dx, the current acceleration ddx, and the load fz as a variable.

例えば、以下の数式5〜7に基づき、算出可能としても良い。
xd=h(xt、dxt、ddxt、ft、x、dx、ddx、fz)…(数式7)
xd=h(xt、ft、x、fz)…(数式8)
xd=h(xt、x)…(数式9)
このように、変数を多くすることにより、より正確に使用者の動きを把握することができ、それに応じた補助力を設定することが可能となる。
For example, calculation may be made based on the following mathematical formulas 5 to 7.
xd = h (xt, dxt, ddxt, ft, x, dx, ddx, fz) (Expression 7)
xd = h (xt, ft, x, fz) (Formula 8)
xd = h (xt, x) (Formula 9)
As described above, by increasing the number of variables, it is possible to grasp the user's movement more accurately and to set the assisting force corresponding to the movement.

なお、この場合において、手摺部21への負荷ftを検出(使用)しない場合には、手摺用圧力センサ23を設けなくても良い。同様に、手摺部21の運動情報(現在変位xt、現在速度dxt、現在加速度ddxt)を検出(使用)しない場合、手摺用変位センサ24を設けなくても良く、支柱22も伸縮可能に構成しなくても良い。同様に、座部12への負荷fzを検出(使用)しない場合には、圧力センサ17を設けなくても良い。同様に、座部12の運動情報(現在変位xt、現在速度dxt、現在加速度ddxt)を検出(使用)しない場合、変位センサ18を設けなくても良い。   In this case, if the load ft on the handrail portion 21 is not detected (used), the handrail pressure sensor 23 may not be provided. Similarly, when the motion information (current displacement xt, current speed dxt, current acceleration ddxt) of the handrail portion 21 is not detected (used), the handrail displacement sensor 24 may not be provided, and the support column 22 is also configured to be extendable. It is not necessary. Similarly, when the load fz to the seat 12 is not detected (used), the pressure sensor 17 may not be provided. Similarly, when the motion information (current displacement xt, current speed dxt, current acceleration ddxt) of the seat 12 is not detected (used), the displacement sensor 18 may not be provided.

・上記第7実施形態では、足裏への力fa1を算出して、力fa1に基づき、座部12の目標変位xdを算出したが、座部12への負荷fzと、手摺部21への負荷ftに基づき、直接座部12の目標変位xdを算出してもよい。   In the seventh embodiment, the force fa1 to the sole is calculated and the target displacement xd of the seat 12 is calculated based on the force fa1, but the load fz to the seat 12 and the handrail 21 Based on the load ft, the target displacement xd of the direct seat 12 may be calculated.

・上記第8実施形態と、第1〜第7実施形態を組み合わせてもよい。例えば、操作ボタン31が操作されたときに、目標軌道の設定方法を変更しても良い。具体的には、トレーニング目的の目標軌道の設定方法から、立上がり補助のための目標軌道の設定方法に変更しても良い。また、操作ボタン31が操作されたときに、各種パラメータ(運動情報や負荷)を検出し、目標軌道を設定しても良い。逆に、操作ボタン31が操作されたときに、各種パラメータ(運動情報や負荷)の検出を終了し、目標軌道の設定を終了しても良い。   -You may combine the said 8th Embodiment and 1st-7th Embodiment. For example, the method for setting the target trajectory may be changed when the operation button 31 is operated. Specifically, the target trajectory setting method for training purposes may be changed to a target trajectory setting method for assisting rising. Further, when the operation button 31 is operated, various parameters (movement information and load) may be detected to set a target trajectory. On the contrary, when the operation button 31 is operated, detection of various parameters (motion information and load) may be terminated and the setting of the target trajectory may be terminated.

・上記実施形態において、圧力センサ17は、座部12の負荷fzを力情報として検出していたが、座部12が図19に示すように回転可能又は回動可能に構成されていた場合、座部12に加わるトルクを力情報として検出してもよい。   In the above embodiment, the pressure sensor 17 detects the load fz of the seat 12 as force information, but when the seat 12 is configured to be rotatable or rotatable as shown in FIG. Torque applied to the seat 12 may be detected as force information.

・上記実施形態において、手摺用圧力センサ23は、手摺部21への負荷ftを補助支持力情報として検出していたが、手摺部21が回転可能又は回動可能に構成されていた場合、手摺部21に加わるトルクを補助支持力情報として検出してもよい。   In the above embodiment, the handrail pressure sensor 23 detects the load ft on the handrail portion 21 as auxiliary support force information. However, when the handrail portion 21 is configured to be rotatable or rotatable, the handrail The torque applied to the portion 21 may be detected as auxiliary support force information.

・上記第4実施形態、第5実施形態、第6実施形態において、座部12への負荷fzを検出する圧力センサ17を設けたが、負荷fzを使用しないのであれば、設けなくてもよい。   -In the said 4th Embodiment, 5th Embodiment, and 6th Embodiment, although the pressure sensor 17 which detects the load fz to the seat part 12 was provided, if the load fz is not used, it may not be provided. .

10…訓練機器、11…脚部、12…座部、13…モータ、14…駆動部、15…CPU、16…ROM、17…圧力センサ、18…変位センサ、21…手摺部、22…支柱、23…手摺用圧力センサ、24…手摺用変位センサ、x…座部の現在変位、dx…座部の現在速度、ddx…座部の現在加速度、xt…手摺部の現在変位、dxt…手摺部の現在速度、ddxt…手摺部の現在加速度、xd…座部の目標変位、dxd…座部の目標速度、ddxd…座部の目標加速度、ft…手摺部への負荷(力)、fz…座部への負荷(力)、xd1…座り位置、xd2…立上がり位置。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Training apparatus, 11 ... Leg part, 12 ... Seat part, 13 ... Motor, 14 ... Drive part, 15 ... CPU, 16 ... ROM, 17 ... Pressure sensor, 18 ... Displacement sensor, 21 ... Handrail part, 22 ... Post , 23 ... Handrail pressure sensor, 24 ... Handrail displacement sensor, x ... Current displacement of the seat, dx ... Current velocity of the seat, ddx ... Current acceleration of the seat, xt ... Current displacement of the handrail, dxt ... Handrail Current speed of the seat, ddxt ... current acceleration of the handrail, xd ... target displacement of the seat, dxd ... target speed of the seat, ddxd ... target acceleration of the seat, ft ... load (force) on the handrail, fz ... Load (force) on the seat, xd1 ... sitting position, xd2 ... rising position.

Claims (9)

少なくとも身体の一部を載せることができる載置部を備え、載置部に身体の一部が載せられて使用者が動作する際、使用者の動作に応じて載置部が移動又は回転する訓練機器において、
載置部を、少なくとも1軸以上の方向に沿って、移動又は回転させることができる駆動部と、
使用者の動作又は力を検出する動作検出手段と、
前記動作検出手段が検出した情報に基づいて、載置部の目標軌道を設定し、設定された目標軌道にて載置部を動作させるように駆動部の動作を制御する動作制御手段と、を備えたことを特徴とする訓練機器。
A placement unit that can place at least a part of the body is provided, and when the user moves with the part of the body placed on the placement unit, the placement unit moves or rotates in accordance with the operation of the user. In training equipment,
A drive unit capable of moving or rotating the mounting unit along at least one axis direction; and
Motion detection means for detecting the motion or force of the user;
An operation control unit configured to set a target trajectory of the mounting unit based on the information detected by the motion detection unit and to control the operation of the driving unit so as to operate the mounting unit according to the set target trajectory; Training equipment characterized by having.
請求項1に記載の訓練機器において、
前記動作検出手段として、載置部に加えられる力及びトルクのうち少なくとも1つの力情報を検出する力情報検出手段を備え、
前記動作制御手段は、力情報検出手段が検出した力情報に基づいて、載置部の目標軌道を設定し、設定された目標軌道にて載置部を動作させるように駆動部の動作を制御することを特徴とする訓練機器。
The training device according to claim 1,
As the motion detection means, provided with force information detection means for detecting at least one force information among the force and torque applied to the mounting portion,
The operation control unit sets a target trajectory of the mounting unit based on the force information detected by the force information detection unit, and controls the operation of the driving unit to operate the mounting unit according to the set target trajectory. Training equipment characterized by doing.
請求項1に記載の訓練機器において、
前記動作検出手段として、載置部の位置、速度、及び加速度のうち少なくとも1つの運動情報を検出できる運動情報検出手段を備え、
前記動作制御手段は、運動情報検出手段が検出した運動情報に基づいて、載置部の目標軌道を設定し、設定された目標軌道にて載置部を動作させるように駆動部の動作を制御することを特徴とする訓練機器。
The training device according to claim 1,
As the motion detection means, provided with motion information detection means capable of detecting at least one motion information among the position, speed, and acceleration of the mounting portion,
The motion control means sets the target trajectory of the placement section based on the motion information detected by the motion information detection means, and controls the operation of the drive section so as to operate the placement section according to the set target trajectory. Training equipment characterized by doing.
請求項1に記載の訓練機器において、
前記動作検出手段として、載置部に加えられる力及びトルクのうち少なくとも1つの力情報を検出する力情報検出手段と、載置部の位置、速度、及び加速度のうち少なくとも1つの運動情報を検出できる運動情報検出手段を備え、
前記動作制御手段は、運動情報検出手段が検出した運動情報と、力情報検出手段が検出した力情報の両方の情報に基づいて、載置部の目標軌道を設定し、設定された目標軌道にて載置部を動作させるように駆動部の動作を制御することを特徴とする訓練機器。
The training device according to claim 1,
As the motion detection means, force information detection means for detecting at least one force information of force and torque applied to the placement portion, and at least one motion information among the position, speed, and acceleration of the placement portion is detected. Equipped with possible exercise information detection means,
The motion control means sets the target trajectory of the placement unit based on both the motion information detected by the motion information detection means and the force information detected by the force information detection means, and sets the target trajectory to the set target trajectory. A training device that controls the operation of the drive unit to operate the mounting unit.
請求項1に記載の訓練機器において、
前記載置部以外に使用者の人体の一部が載置される補助支持部を備えると共に、
前記動作検出手段として、前記補助支持部に加えられる力及びトルクのうち少なくとも1つの補助支持力情報を検出する補助支持部用力情報検出手段を備え、
前記動作制御手段は、補助支持部用力情報検出手段が検出した補助支持力情報に基づいて、載置部の目標軌道を設定し、設定された目標軌道にて載置部を動作させるように駆動部の動作を制御することを特徴とする訓練機器。
The training device according to claim 1,
In addition to the above-mentioned placement part, with an auxiliary support part on which a part of the user's human body is placed,
As the operation detection means, it comprises auxiliary support portion force information detection means for detecting at least one auxiliary support force information of force and torque applied to the auxiliary support portion,
The operation control unit is configured to set a target trajectory of the mounting unit based on the auxiliary support force information detected by the auxiliary support unit force information detecting unit, and to drive the mounting unit according to the set target trajectory. Training equipment characterized by controlling the operation of the department.
請求項1に記載の訓練機器において、
前記載置部以外に使用者の人体の一部が載置され、移動可能な補助支持部を備えると共に、
前記動作検出手段として、前記補助支持部の位置、速度、及び加速度のうち少なくとも1つの補助支持運動情報を検出できる補助支持部用運動情報検出手段を備え、
前記動作制御手段は、補助支持部用運動情報検出手段が検出した補助支持運動情報に基づいて、載置部の目標軌道を設定し、設定された目標軌道にて載置部を動作させるように駆動部の動作を制御することを特徴とする訓練機器。
The training device according to claim 1,
In addition to the placement part described above, a part of the user's human body is placed and provided with a movable auxiliary support part,
As the motion detection means, provided with movement information detection means for auxiliary support part capable of detecting at least one auxiliary support movement information among the position, speed, and acceleration of the auxiliary support part,
The operation control means sets a target trajectory of the mounting portion based on the auxiliary support motion information detected by the auxiliary support portion motion information detecting means, and operates the mounting portion on the set target trajectory. A training device characterized by controlling the operation of a drive unit.
請求項1に記載の訓練機器において、
前記載置部以外に使用者の人体の一部が載置され、移動可能な補助支持部を備え、
前記動作検出手段として、前記補助支持部に加えられる力及びトルクのうち少なくとも1つの補助支持力情報を検出する補助支持部用力情報検出手段と、前記補助支持部の位置、速度、及び加速度のうち少なくとも1つの補助支持運動情報を検出できる補助支持部用運動情報検出手段を備え、
前記動作制御手段は、補助支持部用運動情報検出手段が検出した補助支持運動情報と、補助支持部用力情報検出手段が検出した補助支持力情報の両方の情報に基づいて、載置部の目標軌道を設定し、設定された目標軌道にて載置部を動作させるように駆動部の動作を制御することを特徴とする訓練機器。
The training device according to claim 1,
A part of the user's human body is placed in addition to the placement part described above, and includes a movable auxiliary support part.
As the motion detection means, an auxiliary support portion force information detection means for detecting at least one auxiliary support force information of force and torque applied to the auxiliary support portion, and among the position, speed, and acceleration of the auxiliary support portion Comprising at least one auxiliary support movement information detecting means capable of detecting auxiliary support movement information;
The movement control means is configured to determine the target of the placement unit based on both the auxiliary support movement information detected by the auxiliary support part movement information detection means and the auxiliary support force information detected by the auxiliary support part force information detection means. A training apparatus characterized by setting a trajectory and controlling the operation of the driving unit so as to operate the placement unit in the set target trajectory.
請求項1に記載の訓練機器において、
前記載置部以外に使用者の人体の一部が載置され、移動可能な補助支持部を備え、
前記動作検出手段として、載置部に加えられる力及びトルクのうち少なくとも1つの力情報を検出する力情報検出手段と、載置部の位置、速度、及び加速度のうち少なくとも1つの運動情報を検出できる運動情報検出手段のうち少なくともいずれかを備えると共に、
前記補助支持部に加えられる力及びトルクのうち少なくとも1つの補助支持力情報を検出する補助支持部用力情報検出手段と、前記補助支持部の位置、速度、及び加速度のうち少なくとも1つの補助支持運動情報を検出できる補助支持部用運動情報検出手段のうちすくなくともいずれかを備え、
前記動作制御手段は、検出された情報に基づいて、載置部の目標軌道を設定し、設定された目標軌道にて載置部を動作させるように駆動部の動作を制御することを特徴とする訓練機器。
The training device according to claim 1,
A part of the user's human body is placed in addition to the placement part described above, and includes a movable auxiliary support part.
As the motion detection means, force information detection means for detecting at least one force information of force and torque applied to the placement portion, and at least one motion information among the position, speed, and acceleration of the placement portion is detected. Including at least one of possible exercise information detection means,
Auxiliary support portion force information detecting means for detecting at least one auxiliary support force information of force and torque applied to the auxiliary support portion, and at least one auxiliary support motion among the position, speed, and acceleration of the auxiliary support portion. Comprising at least one of the movement information detecting means for the auxiliary support part capable of detecting information,
The operation control means sets a target trajectory of the placement unit based on the detected information, and controls the operation of the drive unit so as to operate the placement unit according to the set target trajectory. Training equipment to do.
請求項1に記載の訓練機器において、
使用者により操作可能な操作手段を備え、
前記動作制御手段は、前記操作手段の操作結果に基づいて、載置部の目標軌道を設定し、設定された目標軌道にて載置部を動作させるように駆動部の動作を制御することを特徴とする訓練機器。
The training device according to claim 1,
It has operating means that can be operated by the user,
The operation control unit sets a target trajectory of the mounting unit based on an operation result of the operation unit, and controls the operation of the driving unit to operate the mounting unit according to the set target trajectory. Features training equipment.
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