JP2020137802A - 上肢訓練システム及び制御方法 - Google Patents
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Abstract
Description
1100:本体
1110:ベース
1120:訓練ユニット
1122:第一コネクティングロッド
1124:第二コネクティングロッド
1140:モータ
1200:制御ユニット
1220:教学モジュール
1240:再現モジュール
1260:計算モジュール
1300:駆動ユニット
1320:サーボ駆動器
1340:符号器
1400、1400’:仮想壁面
2000:使用者
A1:第一軸
A2:第二軸
A3:第三軸
BT:胸厚
C:値
D:距離
d、d1、d2、d3、d4、d5:長さ
E:端点
G:利得比
G*:調整前の利得比
Kp:距離重み
Kv:速度重み
r1、r2:半径
S100、S200、S210、S220、S230、S240、S250、S260、S270、S280、S290:ステップ
SA:安全マージン
SW:肩寛
T:トルク
T1:第一トルク
T2:第二トルク
TIupper:上限
TIlower:下限
Vd:速度
X:交差点
x0、y0、z0:方向
θ1、θ2、θ3:角度
Claims (5)
- 使用者の上肢に適用される上肢訓練システムであって、
前記上肢に接続される訓練ユニットと、前記訓練ユニットに接続される複数のモータとを含む本体;及び
前記訓練ユニット及び前記複数のモータに電気的に接続される制御ユニットであって、前記訓練ユニットの端点の位置を計算し、且つ各前記モータのトルクに基づいて、各前記モータに対応するトルク区間を計算するための制御ユニットを含み、
前記複数のモータのうちの少なくともの1つのトルクがその対応する前記トルク区間を超えており、且つ前記訓練ユニットの前記端点が所定位置に移動していないときに、前記制御ユニットは、各前記モータが第一トルクを前記訓練ユニットに出力するように制御し、
前記複数のモータのうちの少なくとも1つのトルクがその対応する前記トルク区間を超えており、且つ前記訓練ユニットの前記端点が前記所定位置に移動しているときに、前記制御ユニットは、各前記モータが第二トルクを前記訓練ユニットに出力するように制御し、これにより、前記訓練ユニットの前記端点は、前記所定位置を離れる、上肢訓練システム。 - 請求項1に記載の上肢訓練システムであって、
仮想壁面がさらに定義され、
前記仮想壁面は、前記使用者の頭部と前記訓練ユニットの前記端点との間に位置し、前記所定位置は、前記仮想壁面上に位置し又は前記仮想壁面の前記使用者に対しての内側に位置し、前記訓練ユニットの前記端点は、前記所定位置を離れて前記仮想壁面の外側に移動する、上肢訓練システム。 - 請求項2に記載の上肢訓練システムであって、
前記第二トルクは、利得比及びオリジナルトルクにより定義され、
前記訓練ユニットの前記端点が前記仮想壁面の前記使用者に対しての内側に位置し、且つ前記訓練ユニットの前記端点と前記仮想壁面との距離が前記訓練ユニットの前記端点と前記仮想壁面との前回の計算距離よりも大きいときに、前記利得比は、調整前の利得比、前記距離、距離重み、前記訓練ユニットの前記端点の前記仮想壁面に対して速度、及び速度重みにより定義され、
前記訓練ユニットの前記端点が前記仮想壁面の前記使用者に対しての内側に位置し、且つ前記訓練ユニットの前記端点と前記仮想壁面との前記距離が前記訓練ユニットの前記端点と前記仮想壁面との前記前回の計算距離以下であるときに、前記利得比は、前記調整前の利得比から所定の値を引いたものである、上肢訓練システム。 - 上肢訓練システムに適用される制御方法であって、
前記上肢訓練システムは、使用者の上肢に適用され、
前記上肢訓練システムは、本体及び制御ユニットを含み、前記本体は、訓練ユニット及び複数のモータを含み、前記訓練ユニット、前記複数のモータ、及び前記制御ユニットは、互いに電気的に接続され、
前記制御方法は、
前記上肢を前記訓練ユニットに接続し、前記訓練ユニットの移動をガイドし、移動軌跡を記録することを含む教学ステップ;及び
前記訓練ユニットにより前記上肢を動かし、各前記モータに対応するトルク区間を取得し、保護メカニズムを行うことを含む再現ステップを実行し、
前記保護メカニズムは、
前記制御ユニットにより、各前記モータのトルクが該モータに対応するトルク区間を超えているかを判断し;
前記制御ユニットにより、前記訓練ユニットの端点の位置を計算し、前記訓練ユニットの前記端点が所定位置に移動しているかを判断し;及び
前記制御ユニットにより、複数のモータのうちの少なくとも1つのトルクが該モータに対応するトルク区間を超えており、且つ前記訓練ユニットの前記端点が前記所定位置に移動していないと判断されたときに、前記制御ユニットは、各前記モータが第一トルクを前記訓練ユニットに出力するように制御し;及び
前記制御ユニットにより、複数のモータのうちの少なくとも1つのトルクが該モータに対応するトルク区間を超えており、且つ前記訓練ユニットの前記端点が前記所定位置に移動していると判断されたときに、前記制御ユニットは、各前記モータが第二トルクを前記訓練ユニットに出力するように制御し、これにより、前記訓練ユニットの前記端点は、前記所定位置を離れることを含む、制御方法。 - 請求項4に記載の制御方法であって、
前記保護メカニズムは、
前記使用者の頭部と前記訓練ユニットの前記端点との間に位置する仮想壁面を定義することをさらに含み、
前記所定位置は、前記仮想壁面上に位置し又は前記仮想壁面の前記使用者に対しての内側に位置し、前記制御ユニットにより、各前記モータが前記第二トルクを前記訓練ユニットに出力するように制御されるときに、前記訓練ユニットの前記端点は、前記仮想壁面の外側に移動する、制御方法。
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JP2019035491A JP6761499B2 (ja) | 2019-02-28 | 2019-02-28 | 上肢訓練システム及び制御方法 |
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JP2019035491A JP6761499B2 (ja) | 2019-02-28 | 2019-02-28 | 上肢訓練システム及び制御方法 |
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JP6761499B2 JP6761499B2 (ja) | 2020-09-23 |
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Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11164859A (ja) * | 1997-12-05 | 1999-06-22 | Yaskawa Electric Corp | 訓練装置 |
JP2005348779A (ja) * | 2004-06-08 | 2005-12-22 | Asahi Kasei Engineering Kk | 運動機能回復訓練システム |
WO2013018205A1 (ja) * | 2011-08-03 | 2013-02-07 | 株式会社安川電機 | 運動装置、モータ制御装置およびモータ制御方法 |
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WO2013018205A1 (ja) * | 2011-08-03 | 2013-02-07 | 株式会社安川電機 | 運動装置、モータ制御装置およびモータ制御方法 |
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