JP6369419B2 - 歩行訓練装置、及びその作動方法 - Google Patents

歩行訓練装置、及びその作動方法 Download PDF

Info

Publication number
JP6369419B2
JP6369419B2 JP2015157349A JP2015157349A JP6369419B2 JP 6369419 B2 JP6369419 B2 JP 6369419B2 JP 2015157349 A JP2015157349 A JP 2015157349A JP 2015157349 A JP2015157349 A JP 2015157349A JP 6369419 B2 JP6369419 B2 JP 6369419B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
walking
leg
user
pulling
swinging
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2015157349A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2017035220A (ja
Inventor
光留 菅田
光留 菅田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2015157349A priority Critical patent/JP6369419B2/ja
Priority to EP16178850.0A priority patent/EP3127527B1/en
Priority to KR1020160097843A priority patent/KR101917421B1/ko
Priority to US15/228,902 priority patent/US11141343B2/en
Priority to CN201610638549.2A priority patent/CN106420255B/zh
Publication of JP2017035220A publication Critical patent/JP2017035220A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6369419B2 publication Critical patent/JP6369419B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B22/00Exercising apparatus specially adapted for conditioning the cardio-vascular system, for training agility or co-ordination of movements
    • A63B22/02Exercising apparatus specially adapted for conditioning the cardio-vascular system, for training agility or co-ordination of movements with movable endless bands, e.g. treadmills
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H3/00Appliances for aiding patients or disabled persons to walk about
    • A61H3/008Appliances for aiding patients or disabled persons to walk about using suspension devices for supporting the body in an upright walking or standing position, e.g. harnesses
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/0059Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence
    • A61B5/0077Devices for viewing the surface of the body, e.g. camera, magnifying lens
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/103Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
    • A61B5/11Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb
    • A61B5/1118Determining activity level
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/103Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
    • A61B5/11Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb
    • A61B5/112Gait analysis
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H1/00Apparatus for passive exercising; Vibrating apparatus; Chiropractic devices, e.g. body impacting devices, external devices for briefly extending or aligning unbroken bones
    • A61H1/02Stretching or bending or torsioning apparatus for exercising
    • A61H1/0237Stretching or bending or torsioning apparatus for exercising for the lower limbs
    • A61H1/0255Both knee and hip of a patient, e.g. in supine or sitting position, the feet being moved together in a plane substantially parallel to the body-symmetrical plane
    • A61H1/0262Walking movement; Appliances for aiding disabled persons to walk
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H3/00Appliances for aiding patients or disabled persons to walk about
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B21/00Exercising apparatus for developing or strengthening the muscles or joints of the body by working against a counterforce, with or without measuring devices
    • A63B21/00181Exercising apparatus for developing or strengthening the muscles or joints of the body by working against a counterforce, with or without measuring devices comprising additional means assisting the user to overcome part of the resisting force, i.e. assisted-active exercising
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B21/00Exercising apparatus for developing or strengthening the muscles or joints of the body by working against a counterforce, with or without measuring devices
    • A63B21/40Interfaces with the user related to strength training; Details thereof
    • A63B21/4001Arrangements for attaching the exercising apparatus to the user's body, e.g. belts, shoes or gloves specially adapted therefor
    • A63B21/4011Arrangements for attaching the exercising apparatus to the user's body, e.g. belts, shoes or gloves specially adapted therefor to the lower limbs
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B21/00Exercising apparatus for developing or strengthening the muscles or joints of the body by working against a counterforce, with or without measuring devices
    • A63B21/40Interfaces with the user related to strength training; Details thereof
    • A63B21/4027Specific exercise interfaces
    • A63B21/4033Handles, pedals, bars or platforms
    • A63B21/4035Handles, pedals, bars or platforms for operation by hand
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B22/00Exercising apparatus specially adapted for conditioning the cardio-vascular system, for training agility or co-ordination of movements
    • A63B22/0046Details of the support elements or their connection to the exercising apparatus, e.g. adjustment of size or orientation
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B22/00Exercising apparatus specially adapted for conditioning the cardio-vascular system, for training agility or co-ordination of movements
    • A63B22/0087Exercising apparatus specially adapted for conditioning the cardio-vascular system, for training agility or co-ordination of movements with a seat or torso support moving during the exercise, e.g. reformers
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B22/00Exercising apparatus specially adapted for conditioning the cardio-vascular system, for training agility or co-ordination of movements
    • A63B22/02Exercising apparatus specially adapted for conditioning the cardio-vascular system, for training agility or co-ordination of movements with movable endless bands, e.g. treadmills
    • A63B22/0235Exercising apparatus specially adapted for conditioning the cardio-vascular system, for training agility or co-ordination of movements with movable endless bands, e.g. treadmills driven by a motor
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B23/00Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body
    • A63B23/035Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body for limbs, i.e. upper or lower limbs, e.g. simultaneously
    • A63B23/03516For both arms together or both legs together; Aspects related to the co-ordination between right and left side limbs of a user
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B24/00Electric or electronic controls for exercising apparatus of preceding groups; Controlling or monitoring of exercises, sportive games, training or athletic performances
    • A63B24/0087Electric or electronic controls for exercising apparatus of groups A63B21/00 - A63B23/00, e.g. controlling load
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B69/00Training appliances or apparatus for special sports
    • A63B69/0057Means for physically limiting movements of body parts
    • A63B69/0062Leg restraining devices
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06VIMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/20Movements or behaviour, e.g. gesture recognition
    • G06V40/23Recognition of whole body movements, e.g. for sport training
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H3/00Appliances for aiding patients or disabled persons to walk about
    • A61H2003/005Appliances for aiding patients or disabled persons to walk about with knee, leg or stump rests
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H3/00Appliances for aiding patients or disabled persons to walk about
    • A61H2003/007Appliances for aiding patients or disabled persons to walk about secured to the patient, e.g. with belts
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/12Driving means
    • A61H2201/1207Driving means with electric or magnetic drive
    • A61H2201/1215Rotary drive
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/12Driving means
    • A61H2201/1253Driving means driven by a human being, e.g. hand driven
    • A61H2201/1261Driving means driven by a human being, e.g. hand driven combined with active exercising of the patient
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/14Special force transmission means, i.e. between the driving means and the interface with the user
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/14Special force transmission means, i.e. between the driving means and the interface with the user
    • A61H2201/1481Special movement conversion means
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/16Physical interface with patient
    • A61H2201/1602Physical interface with patient kind of interface, e.g. head rest, knee support or lumbar support
    • A61H2201/1619Thorax
    • A61H2201/1621Holding means therefor
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/16Physical interface with patient
    • A61H2201/1602Physical interface with patient kind of interface, e.g. head rest, knee support or lumbar support
    • A61H2201/164Feet or leg, e.g. pedal
    • A61H2201/1642Holding means therefor
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/16Physical interface with patient
    • A61H2201/1602Physical interface with patient kind of interface, e.g. head rest, knee support or lumbar support
    • A61H2201/165Wearable interfaces
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/16Physical interface with patient
    • A61H2201/1602Physical interface with patient kind of interface, e.g. head rest, knee support or lumbar support
    • A61H2201/165Wearable interfaces
    • A61H2201/1652Harness
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/16Physical interface with patient
    • A61H2201/1657Movement of interface, i.e. force application means
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/50Control means thereof
    • A61H2201/5007Control means thereof computer controlled
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/50Control means thereof
    • A61H2201/5058Sensors or detectors
    • A61H2201/5069Angle sensors
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2205/00Devices for specific parts of the body
    • A61H2205/10Leg
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B22/00Exercising apparatus specially adapted for conditioning the cardio-vascular system, for training agility or co-ordination of movements
    • A63B2022/0094Exercising apparatus specially adapted for conditioning the cardio-vascular system, for training agility or co-ordination of movements for active rehabilitation, e.g. slow motion devices
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B21/00Exercising apparatus for developing or strengthening the muscles or joints of the body by working against a counterforce, with or without measuring devices
    • A63B21/15Arrangements for force transmissions
    • A63B21/151Using flexible elements for reciprocating movements, e.g. ropes or chains
    • A63B21/153Using flexible elements for reciprocating movements, e.g. ropes or chains wound-up and unwound during exercise, e.g. from a reel
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B2209/00Characteristics of used materials
    • A63B2209/10Characteristics of used materials with adhesive type surfaces, i.e. hook and loop-type fastener
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B2220/00Measuring of physical parameters relating to sporting activity
    • A63B2220/05Image processing for measuring physical parameters
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B2220/00Measuring of physical parameters relating to sporting activity
    • A63B2220/10Positions
    • A63B2220/16Angular positions
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B2220/00Measuring of physical parameters relating to sporting activity
    • A63B2220/30Speed
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B2220/00Measuring of physical parameters relating to sporting activity
    • A63B2220/30Speed
    • A63B2220/34Angular speed
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B2220/00Measuring of physical parameters relating to sporting activity
    • A63B2220/80Special sensors, transducers or devices therefor
    • A63B2220/803Motion sensors
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B2220/00Measuring of physical parameters relating to sporting activity
    • A63B2220/80Special sensors, transducers or devices therefor
    • A63B2220/806Video cameras
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B2220/00Measuring of physical parameters relating to sporting activity
    • A63B2220/80Special sensors, transducers or devices therefor
    • A63B2220/83Special sensors, transducers or devices therefor characterised by the position of the sensor
    • A63B2220/833Sensors arranged on the exercise apparatus or sports implement
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S482/00Exercise devices
    • Y10S482/901Exercise devices having computer circuitry

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physical Education & Sports Medicine (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
  • Rehabilitation Therapy (AREA)
  • Pain & Pain Management (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Social Psychology (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Psychiatry (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Rehabilitation Tools (AREA)

Description

本発明は、ユーザが歩行訓練を行うための歩行訓練装置、及びその歩行訓練方法に関するものである。
例えば、本出願人によって、ユーザの脚部に装着され、該ユーザの歩行を補助する歩行補助装置を備える歩行訓練装置が提案されている(特許文献1参照)。
特願2014−109470号
ところで、歩行補助装置及びユーザの脚部のうち少なくとも一方を上方かつ前方に引張する第1引張手段と、歩行補助装置及びユーザの脚部のうち少なくとも一方を上方かつ後方に引張する第2引張手段と、を更に追加し、第1及び第2引張手段による引張力の鉛直上方成分の合力が歩行補助装置の重量と略等しくし、脚部にかかる歩行補助装置の重力負荷を軽減するような構成をとったとする。この場合、下記の課題が発生することを発明者らは見出した。すなわち、歩行における脚部の振出し開始は、後方移動している脚部を前方移動に反転させるタイミングでもある。このため、歩行補助装置が装着された脚部は、この反転のタイミングで、歩行補助装置から後方への慣性力を受けることとなる。しかしながら、上記歩行訓練装置は、ユーザの歩行に対する歩行補助装置の重力の負荷を軽減するものであるが、上記慣性力の負荷までも軽減するものではない。このため、歩行補助装置が装着された脚部の振出し開始時においてその脚部に過剰な負担が掛かる。
一方で、このような負担を軽減するために、単に引張手段の引張力を増加させることが考えられるが、この場合、脚部が浮き易くなり、足部の接地が不安定となり安定した歩行訓練を妨げる。
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、歩行補助装置が装着された脚部の振出し開始時または振り出している期間に、その脚部にかかる負担を軽減できる歩行訓練装置、及びその歩行訓練方法を提供することを主たる目的とする。
上記目的を達成するための本発明の一態様は、ユーザの脚部に装着され、該ユーザの歩行を補助する歩行補助装置と、前記脚部を、直接的に、又は前記歩行補助装置を介して、上方かつ前方に引張する第1引張手段と、前記第1引張手段による引張力の鉛直上方成分が前記歩行補助装置の重量を低減するように前記第1引張手段を制御する制御手段と、を備える歩行訓練装置であって、前記歩行補助装置に設けられた関節角度検出手段、又は、ユーザの脚部を撮像する撮像手段と、を更に備え、前記制御手段は、前記関節角度検出手段および前記撮像手段の少なくとも何れかによって検出された情報を用いて、ユーザの歩行動作における前記脚部の前方への振り出しの開始時または振り出している期間において、前記第1引張手段に前記引張力に加えて追加の引張力を発生させる、ことを特徴とする歩行訓練装置である。この一態様によれば、歩行補助装置が装着された脚部の振出し開始時または振り出している期間に、その脚部にかかる負担を軽減できる。
この一態様において、前記脚部を、直接的に、又は歩行補助装置を介して、上方かつ後方に引張する第2引張手段を更に備え、前記制御手段は、前記第1及び第2引張手段による引張力の鉛直上方成分の合力が前記歩行補助装置の重量を低減するように前記第1及び第2引張手段を制御しており、前記関節角度検出手段および撮像手段の少なくとも何れかによって検出された情報を用いて、ユーザの歩行動作における前記脚部の前方への振り出しの開始時または振り出している期間において、前記合力に加えて追加の引張力を発生させるように前記第1及び第2引張手段を制御してもよい。この一態様によれば、第1及び第2引張手段による引張力の鉛直上方成分と水平前方成分を独立して精密に制御できる。このため、歩行補助装置の重力負荷を軽減しつつ、歩行補助装置が装着された脚部の振出し開始時または振り出している期間においてその脚部にかかる負担をより最適に軽減できる。
この一態様において、ユーザが搭乗して歩行訓練を実施するためのトレッドミルと、前記トレッドミルの速度を検出する速度検出手段と、を更に備え、前記制御手段は、前記関節角度検出手段、前記撮像手段、および前記速度検出手段の少なくとも何れかによって検出された情報を用いて、ユーザの歩行動作における前記脚部の前方への振り出しの開始時または振り出している期間において、前記第1引張手段に前記引張力に加えて追加の引張力を発生させてもよい。この一態様によれば、関節角度検出手段、撮像手段、および速度検出手段の少なくとも何れかによって検出された情報を用いて、振出し開始時または振り出している期間を検出でき、歩行補助装置が装着された脚部の振出し開始時または振り出している期間に、その脚部にかかる負担を軽減できる。
この一態様において、ユーザが搭乗して歩行訓練を実施するためのトレッドミルと、前記トレッドミルの速度を検出する速度検出手段と、を更に備え、前記制御手段は、前記関節角度検出手段、前記撮像手段、および前記速度検出手段の少なくとも何れかによって検出された情報を用いて、ユーザの歩行動作における前記脚部の前方への振り出しの開始時または振り出している期間において、前記合力に加えて追加の引張力を発生させるように前記第1及び第2引張手段を制御してもよい。この一態様によれば、関節角度検出手段、撮像手段、および速度検出手段の少なくとも何れかによって検出された情報を用いて、振出し開始時または振り出している期間を検出でき、さらに、歩行補助装置が装着された脚部の振出し開始時または振り出している期間に、第1及び第2引張手段による引張力の鉛直上方成分と水平前方成分を独立して精密に制御し、その脚部にかかる負担をより軽減できる。
上記目的を達成するための本発明の一態様は、ユーザの脚部に装着され、該ユーザの歩行を補助する歩行補助装置と、前記脚部を、直接的に、又は前記歩行補助装置を介して、上方かつ前方に引張する第1引張手段と、前記第1引張手段による引張力の鉛直上方成分が前記歩行補助装置の重量を低減するように前記第1引張手段を制御する制御手段と、を備える歩行訓練装置の歩行訓練方法であって、前記歩行補助装置に設けられた関節角度検出手段、又は、ユーザの脚部を撮像する撮像手段の少なくとも何れかによって検出された情報を用いて、ユーザの歩行動作における前記脚部の前方への振り出しの開始時または振り出している期間において、前記第1引張手段に前記引張力に加えて追加の引張力を発生させる、ことを特徴とする歩行訓練方法であってもよい。この一態様によれば、歩行補助装置が装着された脚部の振出し開始時または振り出している期間に、その脚部にかかる負担を軽減できる。
本発明によれば、歩行補助装置が装着された脚部の振出し開始時または振り出している期間に、その脚部にかかる負担を軽減できる歩行訓練装置、及びその歩行訓練方法を提供することができる。
本発明の一実施形態に係る歩行訓練装置の概略的な構成を示す斜視図である。 歩行補助装置の概略的な構成を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る制御装置の概略的なシステム構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係るコンピュータの概略的なシステム構成を示すブロック図である。 脚部の振出し開始時における引張力指令値の変動を示す図である。 本発明の一実施形態に係る歩行訓練方法のフローを示すフローチャートである。 脚部の振出し開始時における引張力指令値の変動を示す図である。 脚部の振出し期間における引張力指令値の変動を示す図である。
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る歩行訓練装置の概略的な構成を示す斜視図である。本実施形態に係る歩行訓練装置1は、例えば、脳卒中片麻痺患者などのユーザの歩行訓練を行うための装置である。歩行訓練装置1は、ユーザの脚部に装着された歩行補助装置2と、ユーザの歩行訓練を行う訓練装置3と、を備えている。
歩行補助装置2は、例えば、歩行訓練を行うユーザの患脚に装着され、ユーザの歩行を補助する(図2)。歩行補助装置2は、上腿フレーム21と、上腿フレーム21に膝関節部22を介して連結された下腿フレーム23と、下腿フレーム23に足首関節部24を介して連結された足平フレーム25と、膝関節部22を回転駆動するモータユニット26と、足首関節部24の可動範囲を調整する調整機構27と、を有している。なお、上記歩行補助装置2の構成は一例であり、これに限られない。例えば、歩行補助装置2は、足首関節部24を回転駆動するモータユニットを備えていてもよい。
上腿フレーム21は、ユーザの脚部の上腿部に取り付けられ、下腿フレーム23はユーザの脚部の下腿部に取り付けられる。上腿フレーム21には、例えば、上腿部を固定するための上腿装具212が設けられている。上腿装具212は、例えば、マジックテープ(登録商標)などを用いて、上腿部に固定される。これにより、歩行補助装置2がユーザの脚部から左右方向あるいは上下方向にずれるのを防止できる。上腿フレーム21には、後述の第1引張部33のワイヤ36を接続するための、左右方向に延在する横長の第1フレーム211が設けられている。
なお、上記第1引張部33の接続部は一例であり、これに限らない。例えば、第1引張部33のワイヤ36を上腿装具212に接続してもよく、第1引張部33の引張点を歩行補助装置2の任意の位置に設けることができる。
モータユニット26は、ユーザの歩行動作に応じて膝関節部22を回転駆動することでユーザの歩行を補助する。なお、上記歩行補助装置2の構成は一例であり、これに限られない。ユーザの脚部に装着され、その歩行を補助できる任意の歩行補助装置が適用可能である。
訓練装置3は、トレッドミル31と、フレーム本体32と、第1及び第2引張部33、34と、制御装置35と、を有している。トレッドミル31は、リング状のベルト311を回転させる。ユーザは、ベルト311上に乗り該ベルト311の移動に応じて歩行を行い、その歩行訓練を行う。
フレーム本体32は、トレッドミル31上に立設された2対の柱フレーム321と、各柱フレーム321に接続され前後方向に延在する一対の前後フレーム322と、各前後フレーム322に接続され左右方向に延在する3つの左右フレーム323と、を有している。なお、上記フレーム本体32の構成は、これに限られない。後述の第1及び第2引張部33、34が適切に固定できれば、フレーム本体32は任意のフレーム構成であってもよい。
前方の左右フレーム323には、ワイヤ36を上方かつ前方に引張する第1引張部33が設けられている。第1引張部33は、第1引張手段の一具体例である。第1引張部33は、例えば、ワイヤ36を巻取り及び巻き戻す機構、該機構を駆動するモータ、などから構成されている。第1引張部33が引張するワイヤ36の一端は、歩行補助装置2に接続されている。第1引張部33は、ワイヤ36を介して歩行補助装置2を上方かつ前方に引張する。
第1引張部33による引張力の鉛直上方成分が歩行補助装置2の重さを支える。第1引張部33による引張力の水平前方成分により、脚部の振出しを補助する。これにより、歩行訓練時におけるユーザの歩行負荷を軽減できる。
第2引張部34は、後方の左右フレーム323に設けられ、ワイヤ37を上方に引張する。ワイヤ37の一端は、例えば、ユーザの腰部付近に装着されたベルトに接続されている。第2引張部34は、例えば、ワイヤ37を巻取り及び巻き戻す機構、該機構を駆動するモータ、などから構成されている。第2引張部34は、ワイヤ37を介してユーザの腰部を上方に引張する。これにより、ユーザの自重による負荷を軽減できる。第1及び第2引張部33、34は、配線などを介して制御装置35に夫々接続されている。
制御装置35は、制御手段の一具体例である。制御装置35は、第1及び第2引張部33、34の引張力と、トレッドミル31の駆動と、歩行補助装置2と、を夫々制御する。制御装置35は、例えば、演算処理、制御処理等と行うCPU(Central Processing Unit)、CPUによって実行される演算プログラム、制御プログラム等が記憶されたROM(Read Only Memory)、各種のデータなどを記憶するRAM(Random Access Memory)、外部と信号の入出力を行うインターフェイス部(I/F)、などからなるマイクロコンピュータを中心にして、ハードウェア構成されている。CPU、ROM、RAM及びインターフェイス部は、データバスなどを介して相互に接続されている。
図3は、本実施形態に係る制御装置の概略的なシステム構成を示すブロック図である。
制御装置35は、例えば、第1引張部33を制御する脚部免荷制御ユニット351と、第2引張部34を制御する人免荷制御ユニット352と、歩行補助装置2を制御する脚部制御ユニット353と、トレッドミル31を制御するトレッドミル制御ユニット354と、これらユニットを制御するコンピュータ(PersonalComputer)355と、コンピュータ355を操作するための操作パネル356と、から構成されている。操作パネル356は、訓練指示、訓練メニュー、訓練情報(歩行速度、生体情報等)などの情報を表示する。操作パネル356は、例えば、タッチパネルとして構成されており、ユーザは操作パネル356を介して各種の情報(第1及び第2引張部33、34の引張力など)を入力できる。
ところで、歩行における脚部の振出し開始は、後方移動している脚部を前方移動に反転させるタイミングでもある。このため、歩行補助装置が装着された脚部は、この反転のタイミングで、歩行補助装置から後方への慣性力を受けることとなる。しかしながら、従来の歩行訓練装置は、ユーザの歩行に対する歩行補助装置の重力の負荷を軽減するものであるが、上記慣性力の負荷までも軽減するものではない。このため、歩行における脚部の振出し開始時においてユーザ(特に、脳卒中片麻痺患者など)の脚部に過剰な負担が掛かる。一方で、このような負担を軽減するために、単に引張部の引張力を増加させることが考えられるが、この場合、脚部が浮き易くなり、足部の接地が不安定となり安定した歩行訓練の妨げとなり得る。
これに対し、本実施形態に係る制御装置35は、第1引張部33による引張力fの鉛直上方成分f1が歩行補助装置の重力を低減するように第1引張部33を制御する。さらに、制御装置35は、歩行補助装置2が装着された脚部の振出し開始時または振り出している期間に、第1引張部33による引張力fを増加させ追加の引張力を発生させるように第1引張部33を制御する。
このように、本実施形態によれば、第1引張部33による引張力fの鉛直上方成分f1が歩行補助装置の重力を低減するように第1引張部33を制御することで、ユーザの歩行に対する歩行補助装置2の重力負荷を軽減することができる。さらに、本実施形態によれば、振出し開始時または振り出している期間に第1引張部33による引張力fを増加させ、その水平前方成分f1を増加させることで、振出し開始時または振り出している期間における歩行補助装置2からの慣性力の負荷を軽減することができる。すなわち、歩行補助装置2が装着された脚部の振出し開始時または振り出している期間においてその脚部にかかる負担を軽減できる。
図4は、本実施形態に係るコンピュータの概略的なシステム構成を示すブロック図である。本実施形態に係るコンピュータ355は、歩行補助装置2が装着された脚部の前方への振出し開始を検出する動作検出部357と、第1引張部33に対する引張力指令値を計算する引張力計算部358と、を有している。
例えば、動作検出部357は、カメラ(撮像手段の一具体例)を用いて、歩行補助装置2が装着された脚部もしくは足部の動作又は位置に関する情報を検出する。動作検出部357は、検出した情報に基づいて、歩行補助装置2が装着された脚部の前方への振出し開始を検出する。あるいは、動作検出部357は、カメラを用いて、歩行補助装置2の動作又は位置に関する情報を検出し、検出した情報に基づいて、歩行補助装置2が装着された脚部の前方への振出し開始を検出する。
動作検出部357は、歩行補助装置2の膝関節部22に設けられた角度センサ(関節角度検出手段の一具体例)で検出した膝関節部の角度の時間変化に基づいて、歩行補助装置2が装着された脚部の前方への振出し開始を検出する。より具体的には、動作検出部357は、角度センサで検出した膝関節部の角度の時間変化に基づいて、検出した角度が振出し開始動作に対応する変化領域に入ったと判断したとき、振出し開始を検出する。
動作検出部(速度検出手段の一具体例)357は、トレッドミル31のベルト311の移動速度を検出し、検出した移動速度に基づいてユーザの歩行周期を算出する。そして、動作検出部357は、算出したユーザの歩行周期に基づいて、歩行補助装置2が装着された脚部の前方への振出し開始を検出する。歩行周期とトレッドミル31のベルト311の移動速度との関係は予め実験的に求めることができる(例えば、歩行周期は、トレッドミル31のベルト311の移動速度を変数するとする単調現象関数となる)。なお、上記振出し開始の検出方法は一例であり、これに限定されず任意の検出方法が適用可能である。動作検出部357は、歩行補助装置2が装着された脚部の前方への振出し開始を検出すると、検出信号を引張力計算部358に出力する。
引張力計算部358は、第1引張部33に対する引張力指令値を計算し、計算した引張力指令値を第1引張部33に出力する。第1引張部33は、引張力計算部358からの出力される引張力指令値に従って、歩行補助装置2のワイヤ36を引張する。このときの第1引張部33による引張力fの鉛直上方成分f2が歩行補助装置2の重さを支える。第1引張部33による引張力fの水平前方成分f1により、脚部の振出しを補助する。すなわち、引張力指令値は、ユーザの通常の歩行動作に対して、その引張力fの鉛直上方成分f2が歩行補助装置2の重さを支え、その引張力fの水平前方成分f1により、脚部の振出しを最適に補助するように設定されている。
しかし、上述の如く、歩行における脚部の振出し開始時に、歩行補助装置2から後方への慣性力を受けることとなり、この振出し開始時には通常の歩行動作以上の負荷が脚部にかかる。これに対し、本実施形態に係る引張力計算部358は、動作検出部357から検出信号を受けると、所定時間、引張力指令値を通常の引張力指令値から増加させる(図5)。このように、脚部の振出し開始時の慣性力を受けるときだけ、第1引張部33の引張力fを増加させる。これにより、脚部の振出し開始時における慣性力の負荷を軽減できる。
引張力計算部358は、動作検出部357から検出信号を受けると、引張力指令値を例えば、パルス状に短時間かつ急激に増加させる。なお、引張力指令値の増加量は、例えば、トレッドミル31のベルト311の移動速度から算出される歩行補助装置2の慣性力に基づいて設定されてもよい。引張力計算部358は、脚部の振出し開始後、所定時間経過すると、通常の引張力指令値を第1引張部33に対して出力する。
図6は、本実施形態に係る歩行訓練方法のフローを示すフローチャートである。
動作検出部357は、例えば、足裏の荷重分布の時間変化に基づいて、歩行補助装置2が装着された脚部の前方への振出し開始を検出する(ステップS101)。
動作検出部357は、歩行補助装置2が装着された脚部の前方への振出し開始を検出すると(ステップS101のYES)、引張力計算部358は、引張力指令値を増加させ、増加させた引張力指令値を第1引張部33に出力する(ステップS102)。一方、動作検出部357は、歩行補助装置2が装着された脚部の前方への振出し開始を検出しないとき(ステップS101のNO)、引張力計算部358は、通常の引張力指令値を第1引張部33に出力し(ステップS103)。上記(ステップS101)の処理に戻る。
引張力計算部358は、振出し開始検出後、所定時間経過すると、通常の引張力指令値を第1引張部33に出力する(ステップS104)。
以上、本実施形態に係る歩行訓練装置において、第1引張部33による引張力fの鉛直上方成分f1が歩行補助装置の重力を低減するように第1引張部33を制御する。例えば、第1引張部33による引張力fの鉛直上方成分f1を歩行補助装置2の重力と等しくする、あるいは、歩行補助装置2の重力の1/2と等しくする。
さらに、振出し開始時に第1引張部33による引張力fを増加させる。これにより、振出し開始時における歩行補助装置2からの慣性力の負荷を軽減し、その振出し開始時における脚部の負担を軽減できる。
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
上記実施形態において、コンピュータ355の動作検出部357が、歩行補助装置2が装着された脚部の前方への振出し開始を検出すると、引張力計算部358は、引張力指令値を増加させ、その後、徐々に減少させてもよい(図7)。例えば、引張力計算部358は、振出し開始が検出されると、パルス状に引張力指令値を増加させる。引張力計算部358は、その後、引張力指令値を徐々に減少させ、振出し期間が終了すると(足平フレーム25が着地すると)、通常の引張力指令値に戻す。この場合、引張力計算部358は、この振出し期間中において、歩行補助装置2のワイヤ36に掛かる引張力が増加するに従がって引張力指令値を増加させるようにしてもよい。
これにより、振出し期間(振り出している期間)において、その振出し方向に継続して通常よりも大きな引張力を付加することができる。したがって、慣性力に負荷だけなく、振出し動作全体の負担を軽減できる。
上記実施形態において、フレーム本体32の左右フレーム323には、ワイヤ39を介して歩行補助装置を上方かつ後方に引張する第3引張部38が設けられる構成であってもよい。第3引張部38は、第2引張手段の一具体例である。第1及び第3引張部33、38による引張力の鉛直上方成分の合力が歩行補助装置2の重さを支える。そして、第1及び第3引張部33、38による引張力の水平成分の合力により、脚部の振出しを補助する。
引張力計算部358は、第1及び第3引張部33、38による引張力の鉛直上方成分の合力が歩行補助装置2の重力と等しくなる引張力指令値を第1及び第3引張部33、38に出力する。さらに、引張力計算部358は、動作検出部357から検出信号を受けると、所定時間、引張力指令値を増加させ、増加させた引張力指令値を第1引張部33に出力する。このとき、引張力計算部358は、通常の引張力指令値(引張力指令値=一定)を第3引張部38に出力しているが、これに限定されず、第1引張部33に対する引張力指令値と同様に変動させるようにしてもよい。すなわち、引張力計算部358は、振出し開始時に、第1及び第3引張部33、38に対する引張力指令値を変動させて、第1及び第3引張部33、38による引張力の水平前方成分を増加させる。これにより、第1及び第3引張部33、38による引張力の鉛直上方成分と水平前方成分を独立して精密に制御できる。このため、歩行補助装置2の重力負荷を軽減しつつ、歩行補助装置2が装着された脚部の振出し開始時においてその脚部にかかる負担をより最適に軽減できる。
さらに、制御装置35は、歩行補助装置2が装着された脚部の後方への振戻し開始が検出されたときに、第1及び第3引張部33、38による引張力の水平成分を増加させるように第1及び第3引張部33、38を制御してもよい。これにより、振戻し開始時における歩行補助装置2からの慣性力の負荷をも軽減することができる。
上記実施形態において、訓練装置3はフレーム本体32を有しない構成であってもよい。この場合、第1及び第2引張部は、例えば、壁面あるいは天井に設けられていても良い。
上記実施形態において、第1引張部33のワイヤ36は歩行補助装置2に接続されているが、これに限られない。例えば、第1引張部33のワイヤ36は、ユーザの脚部にベルト、リングなどの装着具を介して接続される構成であってもよい。さらに、第1引張部33のワイヤ36は、歩行補助装置2及びユーザの脚部に接続される構成であってもよい。
上記実施形態において、歩行補助装置2を装着したユーザはトレッドミル31上を歩行する構成であるが、これに限られない。歩行補助装置2を装着したユーザが静止する路面上を歩行し、ユーザの移動に応じて第1引張部33を移動させる構成であってもよい。
1 歩行訓練装置、2 歩行補助装置、3 訓練装置、21 上腿フレーム、22 膝関節部、23 下腿フレーム、24 足首関節部、25 足平フレーム、26 モータユニット、27 調整機構、31 トレッドミル、32 フレーム本体、33 制御装置、34 ワイヤ、35 第1引張部、36 ワイヤ、37 第2引張部

Claims (5)

  1. ユーザの脚部に装着され、該ユーザの歩行を補助する歩行補助装置と、
    前記脚部を、直接的に、又は前記歩行補助装置を介して、上方かつ前方に引張する第1引張手段と、
    前記第1引張手段による引張力の鉛直上方成分が前記歩行補助装置の重量を低減するように前記第1引張手段を制御する制御手段と、
    を備える歩行訓練装置であって、
    前記歩行補助装置に設けられた関節角度検出手段、又は、ユーザの脚部を撮像する撮像手段と、を更に備え、
    前記制御手段は、
    前記関節角度検出手段および前記撮像手段の少なくとも何れかによって検出された情報を用いて、ユーザの歩行動作における前記脚部の前方への振り出しの開始時または振り出している期間において、前記歩行補助装置からの後方への慣性力を軽減するように、前記第1引張手段に前記引張力に加えて追加の引張力を発生させる、
    ことを特徴とする歩行訓練装置。
  2. 請求項1記載の歩行訓練装置であって、
    前記脚部を、直接的に、又は歩行補助装置を介して、上方かつ後方に引張する第2引張手段を更に備え、
    前記制御手段は、
    前記第1及び第2引張手段による引張力の鉛直上方成分の合力が前記歩行補助装置の重量を低減するように前記第1及び第2引張手段を制御しており、
    前記第1及び第2引張手段による引張力の水平前方成分の合力が前記脚部の前方への振り出しを補助するように前記第1及び第2引張手段を制御しており、
    前記第1及び第2引張手段による引張力の鉛直上方成分と水平前方成分を独立して制御し、
    前記関節角度検出手段および撮像手段の少なくとも何れかによって検出された情報を用いて、ユーザの歩行動作における前記脚部の前方への振り出しの開始時または振り出している期間において、前記鉛直上方成分の合力に加えて、前記歩行補助装置からの後方への慣性力を軽減するように、前記追加の引張力を発生させ前記水平前方成分の合力が増加するように前記第1及び第2引張手段を制御する、
    ことを特徴とする歩行訓練装置。
  3. 請求項1記載の歩行訓練装置であって、
    ユーザが搭乗して歩行訓練を実施するためのトレッドミルと、
    前記トレッドミルの速度を検出する速度検出手段と、を更に備え、
    前記制御手段は、
    前記関節角度検出手段、前記撮像手段、および前記速度検出手段の少なくとも何れかによって検出された情報を用いて、ユーザの歩行動作における前記脚部の前方への振り出しの開始時または振り出している期間において、前記第1引張手段に前記引張力に加えて追加の引張力を発生させる
    ことを特徴とする歩行訓練装置。
  4. 請求項2記載の歩行訓練装置であって、
    ユーザが搭乗して歩行訓練を実施するためのトレッドミルと、
    前記トレッドミルの速度を検出する速度検出手段と、を更に備え、
    前記制御手段は、
    前記関節角度検出手段、前記撮像手段、および前記速度検出手段の少なくとも何れかによって検出された情報を用いて、ユーザの歩行動作における前記脚部の前方への振り出しの開始時または振り出している期間において、前記合力に加えて追加の引張力を発生させるように前記第1及び第2引張手段を制御する、
    ことを特徴とする歩行訓練装置。
  5. ユーザの脚部に装着され、該ユーザの歩行を補助する歩行補助装置と、
    前記脚部を、直接的に、又は前記歩行補助装置を介して、上方かつ前方に引張する第1引張手段と、
    前記第1引張手段による引張力の鉛直上方成分が前記歩行補助装置の重量を低減するように前記第1引張手段を制御する制御手段と、
    を備える歩行訓練装置の作動方法であって、
    前記制御手段が、前記歩行補助装置に設けられた関節角度検出手段、又は、ユーザの脚部を撮像する撮像手段の少なくとも何れかによって検出された情報を用いて、ユーザの歩行動作における前記脚部の前方への振り出しの開始時または振り出している期間において、前記歩行補助装置からの後方への慣性力を軽減するように、前記第1引張手段に前記引張力に加えて追加の引張力を発生させる、
    ことを特徴とする作動方法。
JP2015157349A 2015-08-07 2015-08-07 歩行訓練装置、及びその作動方法 Active JP6369419B2 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015157349A JP6369419B2 (ja) 2015-08-07 2015-08-07 歩行訓練装置、及びその作動方法
EP16178850.0A EP3127527B1 (en) 2015-08-07 2016-07-11 Walking training apparatus
KR1020160097843A KR101917421B1 (ko) 2015-08-07 2016-08-01 보행 훈련 장치 및 그 보행 훈련 방법
US15/228,902 US11141343B2 (en) 2015-08-07 2016-08-04 Walking training apparatus and walking training method therefor
CN201610638549.2A CN106420255B (zh) 2015-08-07 2016-08-05 步行训练设备和用于该设备的步行训练方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015157349A JP6369419B2 (ja) 2015-08-07 2015-08-07 歩行訓練装置、及びその作動方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017035220A JP2017035220A (ja) 2017-02-16
JP6369419B2 true JP6369419B2 (ja) 2018-08-08

Family

ID=56409013

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015157349A Active JP6369419B2 (ja) 2015-08-07 2015-08-07 歩行訓練装置、及びその作動方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11141343B2 (ja)
EP (1) EP3127527B1 (ja)
JP (1) JP6369419B2 (ja)
KR (1) KR101917421B1 (ja)
CN (1) CN106420255B (ja)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6458795B2 (ja) 2016-12-08 2019-01-30 トヨタ自動車株式会社 歩行訓練装置
JP6662321B2 (ja) 2017-02-08 2020-03-11 トヨタ自動車株式会社 歩行訓練装置及びその作動方法
JP6776985B2 (ja) * 2017-04-04 2020-10-28 トヨタ自動車株式会社 歩行訓練装置および歩行訓練補助具
JP6926914B2 (ja) * 2017-10-05 2021-08-25 トヨタ自動車株式会社 歩行訓練システム及びその制御方法
JP6933101B2 (ja) * 2017-11-17 2021-09-08 トヨタ自動車株式会社 歩行評価装置、歩行訓練システムおよび歩行評価方法
JP6958374B2 (ja) * 2018-01-18 2021-11-02 トヨタ自動車株式会社 歩行訓練装置、及びその制御方法
DE102018102179A1 (de) * 2018-01-31 2019-08-01 ReActive Robotics GmbH Entlastungssystem zur wenigstens teilweisen Entlastung des Körpergewichts einer Person
JP7243486B2 (ja) * 2019-06-27 2023-03-22 トヨタ自動車株式会社 学習装置、歩行訓練システム、方法、及びプログラム
CN111407604B (zh) * 2020-03-31 2022-04-22 常州市金坛区人民医院 一种悬吊式减重助行系统
JP7501436B2 (ja) * 2021-04-14 2024-06-18 トヨタ自動車株式会社 歩行訓練システム、その制御方法、及び、制御プログラム
JP7512958B2 (ja) * 2021-06-15 2024-07-09 トヨタ自動車株式会社 歩行訓練システム
JP7537374B2 (ja) 2021-06-15 2024-08-21 トヨタ自動車株式会社 歩行状態測定システム
JP7487722B2 (ja) 2021-11-12 2024-05-21 トヨタ自動車株式会社 部品締結構造、及び装着具
WO2023154407A1 (en) * 2022-02-10 2023-08-17 Tonal Systems, Inc. Dual motor exercise machine

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2923493B1 (ja) 1998-03-09 1999-07-26 株式会社エイ・ティ・アール知能映像通信研究所 歩行感覚生成装置
ATE247936T1 (de) * 1998-11-13 2003-09-15 Hocoma Ag Vorrichtung und verfahren zur automatisierung der laufbandtherapie
US6666831B1 (en) * 1999-08-20 2003-12-23 The Regents Of The University Of California Method, apparatus and system for automation of body weight support training (bwst) of biped locomotion over a treadmill using a programmable stepper device (psd) operating like an exoskeleton drive system from a fixed base
US7331906B2 (en) * 2003-10-22 2008-02-19 Arizona Board Of Regents Apparatus and method for repetitive motion therapy
WO2006017926A1 (en) * 2004-08-20 2006-02-23 UNIVERSITé LAVAL Locomotion simulation system and method
JP4541426B2 (ja) * 2008-02-04 2010-09-08 英二 鈴木 歩行訓練装具
CA2731612C (en) * 2008-07-23 2018-03-20 Berkeley Bionics An exoskeleton and method for controlling a swing leg of the exoskeleton
US9713439B1 (en) * 2008-08-06 2017-07-25 Rehabilitation Institute Of Chicago Treadmill training device adapted to provide targeted resistance to leg movement
JP5493121B2 (ja) * 2009-08-31 2014-05-14 学校法人早稲田大学 歩行リハビリ装置
JP5858266B2 (ja) 2010-03-26 2016-02-10 アイシン精機株式会社 カーボンナノチューブ複合体の製造方法
US8608479B2 (en) * 2010-05-07 2013-12-17 The University Of Kansas Systems and methods for facilitating gait training
CN101862255B (zh) * 2010-06-21 2011-09-14 哈尔滨工程大学 绳索牵引下肢步态康复机器人
DE202010015329U1 (de) * 2010-11-12 2011-02-24 Harrer, Franz Laufbandergometer mit adaptierten Zug- und Messeinheiten für therapeutische Anwendungen und zur Gangschule sowie Lauftraining
CN102068363B (zh) * 2011-01-25 2013-10-30 南京航空航天大学 绳驱动腰部康复机器人
US20120197168A1 (en) * 2011-01-28 2012-08-02 University Of Delaware Pelvic orthosis systems and methods
US20140058299A1 (en) * 2011-03-02 2014-02-27 Yoshiyuki Sankai Gait training device and gait training system
WO2013035814A1 (ja) * 2011-09-06 2013-03-14 国立大学法人 和歌山大学 パワーアシストロボット装置およびその制御方法
JP5986445B2 (ja) * 2012-07-20 2016-09-06 国立大学法人九州大学 歩行用遊脚振子運動補助具およびアシスト力の制御方法
KR101428780B1 (ko) 2012-07-31 2014-08-08 한국생산기술연구원 트레드밀을 이용한 심폐 능력 측정 장치 및 방법
EP3133998B1 (en) * 2014-04-21 2019-07-03 The Trustees of Columbia University in the City of New York Human movement research, therapeutic, and diagnostic devices, methods, and systems
JP6052234B2 (ja) * 2014-05-27 2016-12-27 トヨタ自動車株式会社 歩行訓練装置
JP6272735B2 (ja) * 2014-06-19 2018-01-31 本田技研工業株式会社 歩行補助装置および歩行制御プログラム
JP5876550B1 (ja) * 2014-08-28 2016-03-02 国立大学法人九州大学 関節運動補助装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2017035220A (ja) 2017-02-16
EP3127527B1 (en) 2020-04-22
CN106420255B (zh) 2019-11-08
KR101917421B1 (ko) 2018-11-09
US20170035642A1 (en) 2017-02-09
KR20170017741A (ko) 2017-02-15
US11141343B2 (en) 2021-10-12
CN106420255A (zh) 2017-02-22
EP3127527A1 (en) 2017-02-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6369419B2 (ja) 歩行訓練装置、及びその作動方法
JP6554996B2 (ja) 歩行訓練装置、及びその歩行訓練方法
JP6052234B2 (ja) 歩行訓練装置
JP6052235B2 (ja) 歩行訓練装置
JP6323419B2 (ja) 歩行訓練装置
JP6323420B2 (ja) 歩行訓練装置、及びその作動方法
JP6421777B2 (ja) 歩行補助装置、及びその作動方法
JP6248818B2 (ja) 歩行訓練装置
JP2016043115A (ja) 歩行訓練装置及びその制御方法
CN107865752B (zh) 步行训练器械及其控制方法
JP6428581B2 (ja) 歩行訓練装置
JP6645253B2 (ja) 歩行訓練装置及びその制御方法
JP6443301B2 (ja) 歩行訓練装置
JP6398928B2 (ja) 歩行訓練装置
JP6787425B2 (ja) 歩行訓練装置及びその制御方法
JP6323361B2 (ja) 歩行訓練装置、及びその制御方法
JP6740850B2 (ja) 歩行訓練装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170215

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20171117

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20171128

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180122

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180306

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180425

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20180612

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180625

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6369419

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151