JP2610885B2 - 歩行訓練用自動懸垂装置 - Google Patents
歩行訓練用自動懸垂装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は歩行訓練用自動懸垂装置に関し、特に、患者
の転倒等を検出する検出手段および装置の異常を検出す
る検出手段を設け、これら検出手段の検出信号に基づい
て、吊り上げ力を発生するシリンダーに圧力空気を送る
ための回路をロックすることにより、高い安全性を得ら
れるようにした歩行訓練用自動懸垂装置に関する。
の転倒等を検出する検出手段および装置の異常を検出す
る検出手段を設け、これら検出手段の検出信号に基づい
て、吊り上げ力を発生するシリンダーに圧力空気を送る
ための回路をロックすることにより、高い安全性を得ら
れるようにした歩行訓練用自動懸垂装置に関する。
従来、歩行訓練を必要とする患者に対しては、PT（作
業療法士）あるいは看護婦等の手助けのもとに、傾斜台
の訓練に始まり、平行棒，歩行器，そして松葉杖による
段階的訓練が一般的であった。また、ハバード・タンク
や歩行訓練用プール等の浮力を利用しての体重負荷の軽
減による訓練も行われてきた。しかし、いずれの方法も
歩行が全く不能かそれに近い状態の患者の場合には、PT
をはじめ多数の人手と時間を必要とすると言う不都合が
あった。また、医療スタッフの数に限りがあるため、十
分な訓練を行えない等の問題もあった。
業療法士）あるいは看護婦等の手助けのもとに、傾斜台
の訓練に始まり、平行棒，歩行器，そして松葉杖による
段階的訓練が一般的であった。また、ハバード・タンク
や歩行訓練用プール等の浮力を利用しての体重負荷の軽
減による訓練も行われてきた。しかし、いずれの方法も
歩行が全く不能かそれに近い状態の患者の場合には、PT
をはじめ多数の人手と時間を必要とすると言う不都合が
あった。また、医療スタッフの数に限りがあるため、十
分な訓練を行えない等の問題もあった。
そこで、わずかな筋力で歩行訓練が可能で、かつ、多
くの人手を必要としない歩行訓練用自動懸垂装置が開発
されている。この歩行訓練用自動懸垂装置は、該装置の
基本的軸心となる本体と、水平方向に360°回転可能
で、かつ、垂直方向に上下30°可動できるように本体に
水平に取り付けられた吊り上げアーム部と、吊り上げア
ーム部の先端に取り付けられ患者の立体を保持する懸垂
部と、懸垂部にかかる負荷重量を検出するロードセル等
の加重センサーと、吊り上げアーム部の吊り上げ力を発
生するエアーシリンダーと、吊り上げ力が患者の荷重に
応じた値になるようにエアーシリンダーを制御し、ま
た、加重センサーにより患者の荷重の変化が検出された
際に吊り上げ力を調整する制御部から成る。
くの人手を必要としない歩行訓練用自動懸垂装置が開発
されている。この歩行訓練用自動懸垂装置は、該装置の
基本的軸心となる本体と、水平方向に360°回転可能
で、かつ、垂直方向に上下30°可動できるように本体に
水平に取り付けられた吊り上げアーム部と、吊り上げア
ーム部の先端に取り付けられ患者の立体を保持する懸垂
部と、懸垂部にかかる負荷重量を検出するロードセル等
の加重センサーと、吊り上げアーム部の吊り上げ力を発
生するエアーシリンダーと、吊り上げ力が患者の荷重に
応じた値になるようにエアーシリンダーを制御し、ま
た、加重センサーにより患者の荷重の変化が検出された
際に吊り上げ力を調整する制御部から成る。
以上の構成において、懸垂部を患者（体重50kg）に装
着し、その後入力部を介して、吊り上げ指令値、例え
ば、患者の荷重の80％を入力する。制御部は入力された
吊り上げ指令値に基づいてエアーシリンダーを制御し、
患者が全体重をかけたとき吊り上げ力が40kgになるよう
に、エアーシリンダー内の圧力を調整する。この時、例
えば、体重50kgの患者は懸垂部および吊り上げアーム部
を介して、40kgで懸垂されており、残り10kgを患者自身
で支えていることになる。吊り上げアーム部および懸垂
部によって、患者の立位が完全に保持されていることを
確認後、歩行訓練を開始する。吊り上げアーム部は患者
の歩行に追従して回転する。一方、歩行訓練中の吊り上
げアーム部にかかる重量負荷が加重センサーにより検出
され、重量負荷が増加したときそれに応じて吊り上げ力
が大になるように制御される。このように該装置は全く
立体の保持が不可能な場合でも接地面に対する体重負荷
を軽減しながら歩行訓練が行える。そして、この接地面
に対する体重負荷は、吊り上げ指令値を調整することに
より、体重の1/2,1/3あるいは1/10というよに自由に設
定することができる。このように、歩行訓練時の患者の
立位保持、体重負荷の制御を該装置で行うことによっ
て、わずかな筋力で歩行訓練が可能で、かつ、多くの人
手を必要としない歩行訓練用装置を実現することができ
た。
着し、その後入力部を介して、吊り上げ指令値、例え
ば、患者の荷重の80％を入力する。制御部は入力された
吊り上げ指令値に基づいてエアーシリンダーを制御し、
患者が全体重をかけたとき吊り上げ力が40kgになるよう
に、エアーシリンダー内の圧力を調整する。この時、例
えば、体重50kgの患者は懸垂部および吊り上げアーム部
を介して、40kgで懸垂されており、残り10kgを患者自身
で支えていることになる。吊り上げアーム部および懸垂
部によって、患者の立位が完全に保持されていることを
確認後、歩行訓練を開始する。吊り上げアーム部は患者
の歩行に追従して回転する。一方、歩行訓練中の吊り上
げアーム部にかかる重量負荷が加重センサーにより検出
され、重量負荷が増加したときそれに応じて吊り上げ力
が大になるように制御される。このように該装置は全く
立体の保持が不可能な場合でも接地面に対する体重負荷
を軽減しながら歩行訓練が行える。そして、この接地面
に対する体重負荷は、吊り上げ指令値を調整することに
より、体重の1/2,1/3あるいは1/10というよに自由に設
定することができる。このように、歩行訓練時の患者の
立位保持、体重負荷の制御を該装置で行うことによっ
て、わずかな筋力で歩行訓練が可能で、かつ、多くの人
手を必要としない歩行訓練用装置を実現することができ
た。
しかし、従来の歩行訓練用自動懸垂装置によれば、歩
行訓練中に、例えば、患者の転倒等の異常が起こった場
合、加重センサーの検出値が大になって吊り上げ力が急
増するため、患者に大きな衝撃がかかるという不都合が
ある。また、装置自体に異常が起こった場合の安全対策
が何ら取られていないため、それが些細な異常であって
もすぐに患者の安全に影響するという不都合がある。即
ち、従来の歩行訓練用自動懸垂装置は、医療用装置とし
て、その使用目的および用途を考慮した充分な安全性が
確保されているとはいえないという問題があった。
行訓練中に、例えば、患者の転倒等の異常が起こった場
合、加重センサーの検出値が大になって吊り上げ力が急
増するため、患者に大きな衝撃がかかるという不都合が
ある。また、装置自体に異常が起こった場合の安全対策
が何ら取られていないため、それが些細な異常であって
もすぐに患者の安全に影響するという不都合がある。即
ち、従来の歩行訓練用自動懸垂装置は、医療用装置とし
て、その使用目的および用途を考慮した充分な安全性が
確保されているとはいえないという問題があった。
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、歩行訓練
を受ける歩行者を所定の吊り上げ力で懸垂して前記歩行
訓練を援助する歩行訓練用自動懸垂装置において、前記
歩行者を前記所定の吊り上げ力で懸垂する懸垂手段と、
前記懸垂手段に前記所定の吊り上げ力を付与するエアー
シリンダー手段と、前記エアーシリンダー手段に前記所
定の吊り上げ力を発生させるための空気を供給する空気
供給手段と、前記エアーシリンダー手段の発生する吊り
上げ力を前記所定の吊り上げ力に制御する制御手段と、
前記歩行者の歩行の異常によって生じる荷重変化あるい
は前記制御手段の制御動作の異常を検出する検出手段を
備え、前記制御手段は前記検出手段が前記荷重変化ある
いは前記制御動作の異常を検出したとき前記エアーシリ
ンダー手段への前記空気供給手段をロックすることを特
徴とする歩行訓練用自動懸垂装置を提供するものであ
る。
を受ける歩行者を所定の吊り上げ力で懸垂して前記歩行
訓練を援助する歩行訓練用自動懸垂装置において、前記
歩行者を前記所定の吊り上げ力で懸垂する懸垂手段と、
前記懸垂手段に前記所定の吊り上げ力を付与するエアー
シリンダー手段と、前記エアーシリンダー手段に前記所
定の吊り上げ力を発生させるための空気を供給する空気
供給手段と、前記エアーシリンダー手段の発生する吊り
上げ力を前記所定の吊り上げ力に制御する制御手段と、
前記歩行者の歩行の異常によって生じる荷重変化あるい
は前記制御手段の制御動作の異常を検出する検出手段を
備え、前記制御手段は前記検出手段が前記荷重変化ある
いは前記制御動作の異常を検出したとき前記エアーシリ
ンダー手段への前記空気供給手段をロックすることを特
徴とする歩行訓練用自動懸垂装置を提供するものであ
る。
以上の構成において、前記制御手段が前記歩行者の前
記懸垂手段に対する荷重に応じた吊り上げ力を前記所定
の吊り上げ力として前記エアーシリンダー手段に発生さ
せ、前記検出手段が前記荷重を検出する加重センサーに
よって構成され、前記加重センサーが所定の変化率より
大なる変化率の荷重変化を検出したとき前記制御手段が
前記エアーシリンダー手段への前記空気供給手段をロッ
クするようにしても良い。
記懸垂手段に対する荷重に応じた吊り上げ力を前記所定
の吊り上げ力として前記エアーシリンダー手段に発生さ
せ、前記検出手段が前記荷重を検出する加重センサーに
よって構成され、前記加重センサーが所定の変化率より
大なる変化率の荷重変化を検出したとき前記制御手段が
前記エアーシリンダー手段への前記空気供給手段をロッ
クするようにしても良い。
また、前記制御手段が前記歩行者の前記懸垂手段に対
する荷重に応じた吊り上げ力を前記所定の吊り上げ力と
して前記エアーシリンダー手段に発生させ、前記検出手
段が前記荷重を検出する加重センサーと、前記エアーシ
リンダー手段の空圧を検出する空圧センサーによって構
成され、前記空圧センサーが前記荷重に対応しない空圧
を検出したとき前記制御手段が前記エアーシリンダー手
段への前記空気供給手段をロックするようにしても良
い。
する荷重に応じた吊り上げ力を前記所定の吊り上げ力と
して前記エアーシリンダー手段に発生させ、前記検出手
段が前記荷重を検出する加重センサーと、前記エアーシ
リンダー手段の空圧を検出する空圧センサーによって構
成され、前記空圧センサーが前記荷重に対応しない空圧
を検出したとき前記制御手段が前記エアーシリンダー手
段への前記空気供給手段をロックするようにしても良
い。
更に、前記制御手段が前記歩行者の前記懸垂手段に対
する荷重に応じた吊り上げ力を前記所定の吊り上げ力と
して前記エアーシリンダー手段に発生させ、前記検出手
段が前記エアーシリンダー手段の空圧を検出する空圧セ
ンサーによって構成され、前記空圧センサーが前記歩行
者が指令した吊り上げ力に対応しない空圧を検出したと
き前記制御手段が前記エアーシリンダー手段への前記空
気供給手段をロックするようにしても良い。
する荷重に応じた吊り上げ力を前記所定の吊り上げ力と
して前記エアーシリンダー手段に発生させ、前記検出手
段が前記エアーシリンダー手段の空圧を検出する空圧セ
ンサーによって構成され、前記空圧センサーが前記歩行
者が指令した吊り上げ力に対応しない空圧を検出したと
き前記制御手段が前記エアーシリンダー手段への前記空
気供給手段をロックするようにしても良い。
また、更に、前記制御手段が前記歩行者の指令した吊
り上げ力を前記所定の吊り上げ力として前記エアーシリ
ンダー手段に発生させ、前記検出手段が前記歩行者の荷
重を検出する加重センサーによって構成され、前記加重
センサーが前記歩行者が指令した吊り上げ力に対応しな
い前記荷重を検出したとき前記制御手段が前記エアーシ
リンダー手段への前記空気供給手段をロックするように
しても良い。
り上げ力を前記所定の吊り上げ力として前記エアーシリ
ンダー手段に発生させ、前記検出手段が前記歩行者の荷
重を検出する加重センサーによって構成され、前記加重
センサーが前記歩行者が指令した吊り上げ力に対応しな
い前記荷重を検出したとき前記制御手段が前記エアーシ
リンダー手段への前記空気供給手段をロックするように
しても良い。
以下本発明の歩行訓練用自動懸垂装置を詳細に説明す
る。
る。
第１図〜第３図は本発明の一実施例を示し、本装置の
基本的軸心となる本体１と、水平方向に360°回転可能
で、かつ、垂直方向に上下30°可動できるように本体１
に水平に取り付けられた吊り上げアーム部２と、吊り上
げアーム部２の先端に取り付けられ患者の立位を保持す
る懸垂部３と、懸垂部３にかかる負荷重量を検出する加
重センサー4aと、吊り上げ力を発生するエアーシリンダ
ー５の空圧を検出する空圧センサー4bと、懸垂部３の高
さを検出する高さ検出器4cと、吊り上げアーム部２の回
転を検出する回転検出器4dと、後述する制御部の駆動信
号に応じて開口する空圧回路の電空比例弁5aと、エアー
シリンダー５の空圧を調整するエアーオペレートレギュ
レータ5bと、吊り上げアーム部２の吊り上げ指令値を入
力する入力部６と、エアーシリンダー５等を制御する制
御部９と、エアーシリンダー５とエアーオペレートレギ
ュレータ56の間に配置されエアーシリンダー５に送る空
気を遮断するロック機構８と、空圧回路の異常検出およ
びロック機構８のロック制御を行う空圧インターロック
回路10と、制御部９の駆動信号をD/A変換するD/Aコンバ
ータ12aと、センサー4a〜4cの信号をA/D変換するA/Dコ
ンバータ12b,12c,12dと、回転検出器4dのパルスを計数
するカウンター12eと、空圧インターロック回路10との
間で信号の入出力を行う入出力回路12fから成る。７は
制御部９に接続された主制御部を示し、11は訓練用手す
りを示す。
基本的軸心となる本体１と、水平方向に360°回転可能
で、かつ、垂直方向に上下30°可動できるように本体１
に水平に取り付けられた吊り上げアーム部２と、吊り上
げアーム部２の先端に取り付けられ患者の立位を保持す
る懸垂部３と、懸垂部３にかかる負荷重量を検出する加
重センサー4aと、吊り上げ力を発生するエアーシリンダ
ー５の空圧を検出する空圧センサー4bと、懸垂部３の高
さを検出する高さ検出器4cと、吊り上げアーム部２の回
転を検出する回転検出器4dと、後述する制御部の駆動信
号に応じて開口する空圧回路の電空比例弁5aと、エアー
シリンダー５の空圧を調整するエアーオペレートレギュ
レータ5bと、吊り上げアーム部２の吊り上げ指令値を入
力する入力部６と、エアーシリンダー５等を制御する制
御部９と、エアーシリンダー５とエアーオペレートレギ
ュレータ56の間に配置されエアーシリンダー５に送る空
気を遮断するロック機構８と、空圧回路の異常検出およ
びロック機構８のロック制御を行う空圧インターロック
回路10と、制御部９の駆動信号をD/A変換するD/Aコンバ
ータ12aと、センサー4a〜4cの信号をA/D変換するA/Dコ
ンバータ12b,12c,12dと、回転検出器4dのパルスを計数
するカウンター12eと、空圧インターロック回路10との
間で信号の入出力を行う入出力回路12fから成る。７は
制御部９に接続された主制御部を示し、11は訓練用手す
りを示す。
第２図（ａ）は高さ検出器4cおよび空圧センサー4bを
示しており、高さ検出器4cは吊り上げアーム部２のスリ
ット2a,2b内の変位を検出する構成であり、空圧センサ
ー4bは、エアーシリンダー５の空圧を検出する。患者の
上下の変位は吊り上げアーム部２を介してエアーシリン
ダー５内のピストン5eの動きに変換される。また、エア
ーシリンダー５内に供給されるエアーに基づく空圧に応
じて吊り上げアーム部２に懸垂力が発生する。吊り上げ
アーム部２が点2cを支点として運動しても２本の平行ア
ームの平行関係は保持される。従って、高さ検出はスリ
ット2aあるいは2b内の何れかの変位を検出すれば良い。
示しており、高さ検出器4cは吊り上げアーム部２のスリ
ット2a,2b内の変位を検出する構成であり、空圧センサ
ー4bは、エアーシリンダー５の空圧を検出する。患者の
上下の変位は吊り上げアーム部２を介してエアーシリン
ダー５内のピストン5eの動きに変換される。また、エア
ーシリンダー５内に供給されるエアーに基づく空圧に応
じて吊り上げアーム部２に懸垂力が発生する。吊り上げ
アーム部２が点2cを支点として運動しても２本の平行ア
ームの平行関係は保持される。従って、高さ検出はスリ
ット2aあるいは2b内の何れかの変位を検出すれば良い。
第２図（ｂ）は回転検出器4dを示し、回転検出器4d
は、例えば、本体１の上部に固定されおり、吊り上げア
ーム部２の回転と共に回転する歯車の変位を測定するこ
とにより、吊り上げアーム部２の回転を検出している。
即ち、歯車の回転によって内蔵されたホトセンサーがパ
ルスを出力するエンコーダを構成し、ホトセンサーを２
対設けることによって２相のパルスを出力すると、回転
速度に加えて回転方向を検出することができる。
は、例えば、本体１の上部に固定されおり、吊り上げア
ーム部２の回転と共に回転する歯車の変位を測定するこ
とにより、吊り上げアーム部２の回転を検出している。
即ち、歯車の回転によって内蔵されたホトセンサーがパ
ルスを出力するエンコーダを構成し、ホトセンサーを２
対設けることによって２相のパルスを出力すると、回転
速度に加えて回転方向を検出することができる。
以上の構成において、転倒検出，装置の異常検出
を例に動作を説明する。
を例に動作を説明する。
転倒検出 入力部６より吊り上げアーム部２における患者の吊り
上げ指令値を入力する。吊り上げ指令値は制御部９に入
力される。電空比例弁5aはエアーコンプレッサー（図示
せず）からエアーオペレートレギュレータ5bを介してエ
アーシリンダー５へ空気を供給する空気供給路上に配置
されており、加重センサー4aの検出値と吊り上げ指令値
の値に応じて弁の開閉量を制御し、空気供給量を調整す
る。エアーシリンダー５が所定の空圧になると、第２図
（ａ）に示すように、ピストン5eを介して吊り上げアー
ム部２に所定の懸垂力が発生する。この時、懸垂部３を
装着した患者は吊り上げアーム部２によって所定の懸垂
力で懸垂される。加重センサー4aは患者の懸垂に伴い、
吊り上げアーム部２にかかる重量負荷を検出しており、
その重量信号はA/Dコンバータ12bを介し制御部９へ送ら
れる。制御部９は、前述したように、加重センサー4aの
重量信号と吊り上げ指令値に基づいて、電空比例弁5aを
介してエアーシリンダー５の空圧を制御し、吊り上げア
ーム部２の懸垂力を制御する。同時に、空圧センサー4
b,高さ検出器4c等の各検出器から制御部９へ検出信号が
入力される。この時、患者は加重センサー4aの検出値と
吊り上げ指令値に応じた懸垂力で懸垂されていることに
なり、例えば、患者の体重が50kg、吊り上げ指令値80％
の場合、患者が全体重をかけると吊り上げ力は40にkgな
る。この状態から、歩行訓練を開始する。歩行に伴う体
重の移動によって、吊り上げアーム部２にかかる重量は
ある幅をもって増減する。正常な歩行に伴う負荷重量の
増減、換言すれば、吊り上げアーム部２の懸垂力の増減
はエアーオペレートレギュレータ5bによって調整され、
常に吊り上げアーム部２は吊り上げ指令値に応じた懸垂
力を保っている。また、歩行を開始することで、回転検
出器4dにより回転信号（方向および速度）が検出され、
高さ検出器4cにより高さの変動が検出される。制御部９
はこれら検出信号を入力として、所定のプログラム（詳
細は省略）に基づき患者の状態を判断する。ここで、例
えば、患者が後方に転倒した場合、加重センサー4aに急
激な重量負荷の増加が検出され、高さ検出器4cにより高
さの低下（または、訓練中の高さの変動に比較して異常
な低下）が検出され、回転検出器4dにより逆回転が検出
される。制御部９はこれら検出信号の入力を受けると、
入出力回路12fを介して空圧インターロック回路10に異
常信号を送る。空圧インターロック回路10は異常信号の
入力に基づきロック機構８をロックする。ロック機構８
のロックにより吊り上げアーム部２の回転が停止（固
定）され、かつ、エアーシリンダー５の空圧回路もロッ
クされる。この時、空圧変化をロックされたエアーシリ
ンダー５はエアーダンパーの機能を果たし患者への衝撃
を軽減する。
上げ指令値を入力する。吊り上げ指令値は制御部９に入
力される。電空比例弁5aはエアーコンプレッサー（図示
せず）からエアーオペレートレギュレータ5bを介してエ
アーシリンダー５へ空気を供給する空気供給路上に配置
されており、加重センサー4aの検出値と吊り上げ指令値
の値に応じて弁の開閉量を制御し、空気供給量を調整す
る。エアーシリンダー５が所定の空圧になると、第２図
（ａ）に示すように、ピストン5eを介して吊り上げアー
ム部２に所定の懸垂力が発生する。この時、懸垂部３を
装着した患者は吊り上げアーム部２によって所定の懸垂
力で懸垂される。加重センサー4aは患者の懸垂に伴い、
吊り上げアーム部２にかかる重量負荷を検出しており、
その重量信号はA/Dコンバータ12bを介し制御部９へ送ら
れる。制御部９は、前述したように、加重センサー4aの
重量信号と吊り上げ指令値に基づいて、電空比例弁5aを
介してエアーシリンダー５の空圧を制御し、吊り上げア
ーム部２の懸垂力を制御する。同時に、空圧センサー4
b,高さ検出器4c等の各検出器から制御部９へ検出信号が
入力される。この時、患者は加重センサー4aの検出値と
吊り上げ指令値に応じた懸垂力で懸垂されていることに
なり、例えば、患者の体重が50kg、吊り上げ指令値80％
の場合、患者が全体重をかけると吊り上げ力は40にkgな
る。この状態から、歩行訓練を開始する。歩行に伴う体
重の移動によって、吊り上げアーム部２にかかる重量は
ある幅をもって増減する。正常な歩行に伴う負荷重量の
増減、換言すれば、吊り上げアーム部２の懸垂力の増減
はエアーオペレートレギュレータ5bによって調整され、
常に吊り上げアーム部２は吊り上げ指令値に応じた懸垂
力を保っている。また、歩行を開始することで、回転検
出器4dにより回転信号（方向および速度）が検出され、
高さ検出器4cにより高さの変動が検出される。制御部９
はこれら検出信号を入力として、所定のプログラム（詳
細は省略）に基づき患者の状態を判断する。ここで、例
えば、患者が後方に転倒した場合、加重センサー4aに急
激な重量負荷の増加が検出され、高さ検出器4cにより高
さの低下（または、訓練中の高さの変動に比較して異常
な低下）が検出され、回転検出器4dにより逆回転が検出
される。制御部９はこれら検出信号の入力を受けると、
入出力回路12fを介して空圧インターロック回路10に異
常信号を送る。空圧インターロック回路10は異常信号の
入力に基づきロック機構８をロックする。ロック機構８
のロックにより吊り上げアーム部２の回転が停止（固
定）され、かつ、エアーシリンダー５の空圧回路もロッ
クされる。この時、空圧変化をロックされたエアーシリ
ンダー５はエアーダンパーの機能を果たし患者への衝撃
を軽減する。
装置の異常検出 制御部９には吊り上げ指令値，空圧センサー4bの検出
信号（エアーシリンダー５の内圧），加重センサー4aの
重量信号，および電気回路上に配置された複数の検出手
段（例えば、電圧監視回路，ウォッチドック回路等詳細
は省略）からの信号が常に入力されている。制御部９
は、第４図（ａ）〜（ｃ）に示すように、吊り上げ力が
指令によって固定値をとる場合、その固定値6aと空圧セ
ンサー4bの検出信号を比較して、電空比例弁5aおよびエ
アーオペレートレギュレータ5b等が正常に動作している
か判断し、空圧センサー4bと加重センサー4aの検出信号
を比較してエアーシリンダー５の制御系が正常動作して
いるか、患者が転倒していないか等を判断し、さらに、
吊り上げ固定値6aと加重センサー4aを比較して全体の制
御の状態等を判断し、これらが正常に動作していない場
合、入出力回路12fより異常信号を空圧インターロック
回路10に出力する。また、電気回路に異常が検出されて
も、同様に異常信号を出力する。空圧インターロック回
路10は異常信号を入力すると、ロック機構８をロックす
る。一方、空圧インターロック回路10は、空圧回路上に
配置された検出手段（詳細は省略）による異常検出の入
力を受けるとロック機構８をロックする。装置の異常と
しては、例えば、ノイズによるソフトウェアの暴走（制
御不能による異常動作），空圧ホース等の破損による空
圧低下（患者の落下），および運転中の停電（装置の動
作不能）等が考えられる。何れの異常が起こった場合で
も、患者に影響して、安全が脅かされる恐れがある。
信号（エアーシリンダー５の内圧），加重センサー4aの
重量信号，および電気回路上に配置された複数の検出手
段（例えば、電圧監視回路，ウォッチドック回路等詳細
は省略）からの信号が常に入力されている。制御部９
は、第４図（ａ）〜（ｃ）に示すように、吊り上げ力が
指令によって固定値をとる場合、その固定値6aと空圧セ
ンサー4bの検出信号を比較して、電空比例弁5aおよびエ
アーオペレートレギュレータ5b等が正常に動作している
か判断し、空圧センサー4bと加重センサー4aの検出信号
を比較してエアーシリンダー５の制御系が正常動作して
いるか、患者が転倒していないか等を判断し、さらに、
吊り上げ固定値6aと加重センサー4aを比較して全体の制
御の状態等を判断し、これらが正常に動作していない場
合、入出力回路12fより異常信号を空圧インターロック
回路10に出力する。また、電気回路に異常が検出されて
も、同様に異常信号を出力する。空圧インターロック回
路10は異常信号を入力すると、ロック機構８をロックす
る。一方、空圧インターロック回路10は、空圧回路上に
配置された検出手段（詳細は省略）による異常検出の入
力を受けるとロック機構８をロックする。装置の異常と
しては、例えば、ノイズによるソフトウェアの暴走（制
御不能による異常動作），空圧ホース等の破損による空
圧低下（患者の落下），および運転中の停電（装置の動
作不能）等が考えられる。何れの異常が起こった場合で
も、患者に影響して、安全が脅かされる恐れがある。
第５図は本発明の制御における信号フローを示してい
る。即ち、制御部９の内部に含まれる電気インターロッ
ク回路9Aが各種センサー4a〜4dからセンサー信号を入力
すると、異常の有無を判断し、異常が生じた場合は異常
信号9aを空圧インターロック回路10へ出力する。ここ
で、異常の有無の判断は第４図（ａ），（ｂ），（ｃ）
等の比較演算によって行われる。空圧インターロック回
路10は電気インターロック回路9Aよりの異常信号9aおよ
び空圧回路系の異常信号7aに基づいてロック機構８をロ
ックし、かつ、ロック状態になったことを知らせる状態
確認信号10aを電気インターロック回路9Aへ出力する。
異常の原因を取り除き、第４図（ａ），（ｂ），（ｃ）
等の比較演算によって正常な状態になったことが確認さ
れると、リセット信号が空圧インターロック回路10へ出
力され、ロック機構８のロックを解除する。ロック機構
８の解除は空圧インターロック回路10から電気インター
ロック回路9Aへ状態確認信号10aによって通知される。
当然、異常の原因を取り除いたときは、手動によってリ
セットしても良い。
る。即ち、制御部９の内部に含まれる電気インターロッ
ク回路9Aが各種センサー4a〜4dからセンサー信号を入力
すると、異常の有無を判断し、異常が生じた場合は異常
信号9aを空圧インターロック回路10へ出力する。ここ
で、異常の有無の判断は第４図（ａ），（ｂ），（ｃ）
等の比較演算によって行われる。空圧インターロック回
路10は電気インターロック回路9Aよりの異常信号9aおよ
び空圧回路系の異常信号7aに基づいてロック機構８をロ
ックし、かつ、ロック状態になったことを知らせる状態
確認信号10aを電気インターロック回路9Aへ出力する。
異常の原因を取り除き、第４図（ａ），（ｂ），（ｃ）
等の比較演算によって正常な状態になったことが確認さ
れると、リセット信号が空圧インターロック回路10へ出
力され、ロック機構８のロックを解除する。ロック機構
８の解除は空圧インターロック回路10から電気インター
ロック回路9Aへ状態確認信号10aによって通知される。
当然、異常の原因を取り除いたときは、手動によってリ
セットしても良い。
以上説明した通り、本発明の歩行訓練用自動懸垂装置
によれば、患者の歩行状態および装置の状態を検出する
検出手段からの検出信号を入力して、異常検出を行い、
異常時にエアーシリンダーに空気を送る回路上に設けた
ロック機構をロックするようにしたため、転倒等の際
に、患者にかかる衝撃を軽減することができ、装置自体
の安全性および信頼性を向上させることができた。ま
た、電気インターロック回路と空圧インターロック回路
のハイブリッド構成としたため、停電，瞬電，および空
圧断時の安全が確保できる。
によれば、患者の歩行状態および装置の状態を検出する
検出手段からの検出信号を入力して、異常検出を行い、
異常時にエアーシリンダーに空気を送る回路上に設けた
ロック機構をロックするようにしたため、転倒等の際
に、患者にかかる衝撃を軽減することができ、装置自体
の安全性および信頼性を向上させることができた。ま
た、電気インターロック回路と空圧インターロック回路
のハイブリッド構成としたため、停電，瞬電，および空
圧断時の安全が確保できる。
第１図は本発明の一実施例の外観図。第２図（ａ），
（ｂ）は高さ検出器，空圧センサーの説明図。第３図は
本発明の実施例の説明図。第４図（ａ）〜（ｃ）は制御
部における異常判断の説明図。第５図は電気インターロ
ック回路と空圧インターロック回路の関係図。 符号の説明 １……本体 ２……吊り上げアーム部 ３……懸垂部 4a……加重センサー 4b……空圧センサー 4c……高さ検出器 4d……回転検出器 ５……エアーシリンダー 5a……電空比例弁 5b……エアーオペレートレギュレータ ６……入力部 ７……主制御部 ８……ロック機構 ９……制御部 9A……電気インターロック回路 10……空圧インターロック回路 11……訓練用手すり
（ｂ）は高さ検出器，空圧センサーの説明図。第３図は
本発明の実施例の説明図。第４図（ａ）〜（ｃ）は制御
部における異常判断の説明図。第５図は電気インターロ
ック回路と空圧インターロック回路の関係図。 符号の説明 １……本体 ２……吊り上げアーム部 ３……懸垂部 4a……加重センサー 4b……空圧センサー 4c……高さ検出器 4d……回転検出器 ５……エアーシリンダー 5a……電空比例弁 5b……エアーオペレートレギュレータ ６……入力部 ７……主制御部 ８……ロック機構 ９……制御部 9A……電気インターロック回路 10……空圧インターロック回路 11……訓練用手すり
Claims (5)
- 【請求項１】歩行訓練を受ける歩行者を所定の吊り上げ
力で懸垂して前記歩行訓練を援助する歩行訓練用自動懸
垂装置において、 前記歩行者を前記所定の吊り上げ力で懸垂する懸垂手段
と、 前記懸垂手段に前記所定の吊り上げ力を付与するエアー
シリンダー手段と、 前記エアーシリンダー手段に前記所定の吊り上げ力を発
生させるための空気を供給する空気供給手段と、 前記エアーシリンダー手段の発生する吊り上げ力を前記
所定の吊り上げ力に制御する制御手段と、 前記歩行者の歩行の異常によって生じる荷重変化あるい
は前記制御手段の制御動作の異常を検出する検出手段を
備え、 前記制御手段は前記検出手段が前記荷重変化あるいは前
記制御動作の異常を検出したとき前記エアーシリンダー
手段への前記空気供給手段をロックすることを特徴とす
る歩行訓練用自動懸垂装置。 - 【請求項２】前記制御手段が前記歩行者の前記懸垂手段
に対する荷重に応じた吊り上げ力を前記所定の吊り上げ
力として前記エアーシリンダー手段に発生させ、 前記検出手段が前記荷重を検出する加重センサーによっ
て構成され、 前記加重センサーが所定の変化率より大なる変化率の荷
重変化を検出したとき前記制御手段が前記エアーシリン
ダー手段への前記空気供給手段をロックする特許請求の
範囲第１項記載の歩行訓練用自動懸垂装置。 - 【請求項３】前記制御手段が前記歩行者の前記懸垂手段
に対する荷重に応じた吊り上げ力を前記所定の吊り上げ
力として前記エアーシリンダー手段に発生させ、 前記検出手段が前記荷重を検出する加重センサーと、前
記エアーシリンダー手段の空圧を検出する空圧センサー
によって構成され、 前記空圧センサーが前記荷重に対応しない空圧を検出し
たとき前記制御手段が前記エアーシリンダー手段への前
記空気供給手段をロックする特許請求の範囲第１項記載
の歩行訓練用自動懸垂装置。 - 【請求項４】前記制御手段が前記歩行者の前記懸垂手段
に対する荷重に応じた吊り上げ力を前記所定の吊り上げ
力として前記エアーシリンダー手段に発生させ、 前記検出手段が前記エアーシリンダー手段の空圧を検出
する空圧センサーによって構成され、 前記空圧センサーが前記歩行者が指令した吊り上げ力に
対応しない空圧を検出したとき前記制御手段が前記エア
ーシリンダー手段への前記空気供給手段をロックする特
許請求の範囲第１項記載の歩行訓練用自動懸垂装置。 - 【請求項５】前記制御手段が前記歩行者の指令した吊り
上げ力を前記所定の吊り上げ力として前記エアーシリン
ダー手段に発生させ、 前記検出手段が前記歩行者の荷重を検出する加重センサ
ーによって構成され、 前記加重センサーが前記歩行者が指令した吊り上げ力に
対応しない前記荷重を検出したとき前記制御手段が前記
エアーシリンダー手段への前記空気供給手段をロックす
る特許請求の範囲第１項記載の歩行訓練用自動懸垂装
置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62209026A JP2610885B2 (ja) | 1987-08-21 | 1987-08-21 | 歩行訓練用自動懸垂装置 |
| US07/161,451 US4907571A (en) | 1987-08-21 | 1988-02-26 | Apparatus for the practice of ambulation |
| EP88103010A EP0304538A3 (en) | 1987-08-21 | 1988-02-29 | Apparatus for the practice of ambulation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62209026A JP2610885B2 (ja) | 1987-08-21 | 1987-08-21 | 歩行訓練用自動懸垂装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6452464A JPS6452464A (en) | 1989-02-28 |
| JP2610885B2 true JP2610885B2 (ja) | 1997-05-14 |
Family
ID=16566038
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62209026A Expired - Lifetime JP2610885B2 (ja) | 1987-08-21 | 1987-08-21 | 歩行訓練用自動懸垂装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2610885B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004329278A (ja) * | 2003-04-30 | 2004-11-25 | Kochi Univ Of Technology | 身体の吊り上げ装置及びこの装置を備えた歩行訓練機 |
| JP4608661B2 (ja) * | 2006-08-25 | 2011-01-12 | 公立大学法人高知工科大学 | 立ち上がり訓練機 |
| CN109966113B (zh) * | 2019-03-22 | 2022-03-01 | 上海电气集团股份有限公司 | 机器人及其控制方法 |
-
1987
- 1987-08-21 JP JP62209026A patent/JP2610885B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6452464A (en) | 1989-02-28 |
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