JP6799378B2 - リハビリ装置 - Google Patents
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Description
特許文献1のリハビリ装置は、ロボットアームに平行リンクとアームを介してグリップを取付け、グリップに与える外力をモータで発生させ、かつモータとグリップとの間に設けた機能性流体クラッチでモータから与える外力を調整するように構成されている。
第2発明のリハビリ装置は、第1発明において、前記トルク制限機構は、前記回転駆動源の出力軸に取付けられておりボールを保持するボールホルダーと、前記運動変換機構に設けられており前記ボールを受け入れる凹所が形成された駆動プーリ―と、前記ボールホルダーのボールを前記凹所内に押し付ける圧縮バネとからなることを特徴とする。
a)曲げ力調整機構のレバーを人が動かして運動変換機構の支点ピンをレバーの長孔内で動かせば、レバーにより固定具を介して患者に加える力を大きくも小さくも調整できる。このようにして、リハビリに要する力を連続的に加減できる。
b)レバーの長孔内での支点ピンの位置は患者が自分で調節できるので、患者が自分の体力や体調に合った訓練を行うことができる。
第2発明によれば、圧縮バネの撓みによってボールが凹所から出るとトルク伝達をしなくなる。このため、過大な力が加わったときは、動作を止めるので、患者の力に危害を加えることはない。
(基本構成)
図1〜図3に基づき、リハビリ装置Aの基本構成を説明する。
本実施形態のリハビリ装置Aは家庭でも利用できることを想定しているため可搬型の構成をとっている。そのため、支柱と机の天板等に固定するための公知の固定具を備えるものが好ましい。なお、支柱と固定具は図示以外の任意の構造のものが用いられ、さらに、病院等で使用する場合には任意の固定装置を用いてよい。
モータ7の出力軸7aには駆動プーリー8が結合されている。この駆動プーリー8と前記従動プーリー5とは、ベルトが巻き掛けられるか、または直接接触させることにより、回転トルクの伝達が行われる。モータ7はサーボモータが好ましい。サーボモータであれば正転・逆転動動作の繰返しを任意に制御できる。また、回転速度とトルクも可変に制御できる。
図1および図5に示すように、駆動軸4の先端にはピニオン11が連結されており、このピニオン11は外歯形の伝達歯車12に噛み合っている。伝達歯車12には遊星歯車13が同軸に取付けられていて、遊星歯車13は太陽歯車14の内側を公転するようになっている。太陽歯車14は先端フレーム3に固定されている。駆動軸4を一定回転数(積算値)に達する度に回転方向を反転させるべく、モータ7を正逆回転させると、遊星歯車13は太陽歯車14内で、たとえば90°角位の範囲内で往復動する。この遊星歯車13の往復動は後述する曲げ力変換機構20によって、固定具30の折り曲げ力に変換される。
また、レバー22の基端部は一対のバネ24、24で太陽歯車14のほぼ中心位置に保持されている。
前記レバー22は、後述する固定具30の下固定部32に固定される。このため、レバー22が揺動すると下固定部32を折り曲げ運動させることができる。
図5に示すように、前記レバー22の基端部は、一対のバネ24、24の一端が取付けられ、そのバネ24、24の他端は太陽歯車13のリング部分に適宜の金具で固定されている。つまり、レバー22は左右一対のバネ24、24で吊られた状態で多少の動きが可能な状態で保持されている。したがって、レバー22の揺動が許容される。
図7に示すように、レバー22の基端部はバネ24、24で支持された状態で、レバー22の先端部に外力Fが加わる。この外力Fは、リハビリ装置Aのレバー22によって、固定具30内の患者の上肢に加える力、あるいは患者が力を入れ返す反力と考えればよい。
固定具30は上固定部31と下固定部32とからなり中心のジョイント部33を境にして折れ曲るようになっている。上固定部31と下固定部32には上肢の上腕と前腕を挿入しベルト等で固定できる公知の機構に構成されている。また、下肢の上脚部と下脚部を固定することもできる。
曲げ力調整機20のレバー22は下固定部32に取付けられ、レバー22の揺動動作がそのまま下固定部32の揺動動作に変換されるように構成されている。
トルク制限機構を図8に基づき説明する。
モータ7の出力軸7aの先端には円板41が固定され、円板41と出力軸7aの段差との間には圧縮バネ42が嵌められている。この圧縮バネ42は円板41を常時前方へ付勢している。
このトルク制限機構40の働きで、過大なトルクは回避されるので人体に危害を与えることはなくなる。
つぎに、リハビリ装置Aの使用方法を図1および図6に基づき説明する。
まず、固定具30に患者の上肢を挿入し、上腕を上固定部31に固定し、前腕を下固定部32に固定し、肘をジョイント部33に合わせる。
この状態で、モータ7を起動し、レバー22を揺動させる。レバー22が揺動すると下固定部32が揺動運動するので、患者がこれに抵抗するように上腕と前腕に力を入れると上肢の筋力トレーニングを行える。
図6(B)の状態では、レバー22に加わる外力Fの作用点から支点ピン21までの距離Lbが短いので、患者は大きな力を出して対抗することになる。
もちろん、支点ピン21の長孔内での位置は連続的に変更できるので、患者に加わる外力も連続的に増減できる。
また、トルク制限機構40を用いることで、過大な力が加わったときは、動作を止めるので、患者の力に危害を加えることはない。
2 基端フレーム
3 先端フレーム
4 駆動軸
5 従動プーリー
6 ブラケット
7 モータ
8 駆動プーリー
10 運動変換機構
11 ピニオン
12 伝達歯車
13 遊星歯車
14 太陽歯車
20 曲げ力調整機構
21 支点ピン
22 レバー
23 ストッパー
24 バネ
30 固定具
31 上固定部
32 下固定部
33 ジョイント部
40 トルク制限機構
41 円板
42 圧縮バネ
43 ボールホルダー
44 ボール
Claims (2)
- 上肢または下肢の運動機能回復に用いるリハビリ装置であって、
モータを用いた回転駆動源と、
上肢に固定される上固定部と、下肢に固定される下固定部と、前記上固定部および前記下固定部とをジョイント部で折れ曲がり可能に連結した固定具と、
前記回転駆動源の回転運動を前記固定部の折り曲げ運動に変換する運動変換機構と、
前記運動変換機構と前記固定具との間に設けた前記固定具に加わる外力の曲げ力を調整する曲げ力調整機構と、
前記回転駆動源と前記運動変換機構との間に設けられた、前記回転駆動源から伝達される回転トルクを制限するトルク制限機構とからなり、
前記運動変換機構は、固定された太陽歯車と、該太陽歯車の内部で噛み合い前記回転駆動源により回転されて、前記太陽歯車内で往復動する遊星歯車と、前記遊星歯車に取付けられた支点ピンとからなり、
前記曲げ力調整機構が、前記下固定部に一端が固定されたレバーと、該レバーに形成された長孔に挿入された前記支点ピンと、前記レバーの基端部を前記遊星歯車の前面において支持する一対のバネとからなり、前記支点ピンは前記下固定部を介して人が加える力により前記長孔内での位置変更ができるものである
ことを特徴とするリハビリ装置。 - 前記トルク制限機構は、
前記回転駆動源の出力軸に取付けられておりボールを保持するボールホルダーと、
前記運動変換機構に設けられており前記ボールを受け入れる凹所が形成された駆動プーリ―と、
前記ボールホルダーのボールを前記凹所内に押し付ける圧縮バネとからなる
ことを特徴とする請求項1記載のリハビリ装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016050730A JP6799378B2 (ja) | 2016-03-15 | 2016-03-15 | リハビリ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016050730A JP6799378B2 (ja) | 2016-03-15 | 2016-03-15 | リハビリ装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017164142A JP2017164142A (ja) | 2017-09-21 |
JP6799378B2 true JP6799378B2 (ja) | 2020-12-16 |
Family
ID=59910301
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2016050730A Active JP6799378B2 (ja) | 2016-03-15 | 2016-03-15 | リハビリ装置 |
Country Status (1)
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2016
- 2016-03-15 JP JP2016050730A patent/JP6799378B2/ja active Active
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