JPH0245053A

JPH0245053A - 歩行訓練装置

Info

Publication number: JPH0245053A
Application number: JP63195358A
Authority: JP
Inventors: Kenji Iijima; 飯島　賢司
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-08-05
Filing date: 1988-08-05
Publication date: 1990-02-15
Also published as: JPH0525502B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は歩行訓練装置に関し、特に、歩行者が歩行路を
外れたとき歩行者に歩行路に戻る方向の力を与え、かつ
、垂直方向の懸垂力を一定値に保持する歩行訓練装置に
関する。

〔従来の技術〕

従来の歩行訓練装置として、１本の水平アームの先端で
歩行者を懸垂し、その他端を垂直および傾斜の姿勢を取
ることができる２本の平行アームの一端で支持し、この
平行アームの他端をピストン機構ドに連結し、ビストン
ロンドを水平移動ができるようにピストン機構全体をガ
イドした歩行訓練装置が提案°されている。

この歩行訓練装置によると、水平アームの水平方向の移
動に応じて２本の平行アームが平行を保ちながら垂直姿
勢から傾斜し、その傾斜に応じてピストン機構が水平方
向にガイドされるようになっている。このため、歩行者
の移動に追従しながら歩行者を支持することができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、従来の歩行訓練装置によると、歩行者を支持す
るアームは歩行者の移動に追従するため、歩行者が歩行
路を外れて歩行することもある。歩行路を外れると、方
向制御能力の低下した歩行者は歩行路に戻ることが困難
になる。

そこで、懸垂力を発生するピストン機構を水平移動させ
る代わりに枢軸点を中心にして傾斜させるようした歩行
訓練装置が提案された（昭和６３年７月２２日付で特許
出Ｍ）。この歩行訓練装置によると、歩行者が歩行路を
外れると、ピストン機構が傾斜し、それによってピスト
ン機構が発生する懸垂力のベクトル方向が傾斜する。こ
の傾斜によって懸垂力が水平方向と垂直方向の成分に分
解されるため、水平方向の成分が歩行者を歩行路へ戻す
力となって作用する。このため１１歩行能力の低下した
歩行者であっても歩行路へ戻ることができる。

しかし、この提案された歩行訓練装置によると、歩行者
が歩行路を外れたためにピストン機構が傾斜すると、懸
垂力のベクトル方向が傾斜して水平方向と垂直方向の成
分に分解されるため、垂直方向の懸垂力が設定値より低
下して歩行者の負担荷重が増加し、歩行をｍ続できなく
なる場合も生じる。

従って、本発明の目的は歩行者が歩行路を外れたとき歩
行者を歩行路に戻す力を発生する歩行訓練装置を提供す
ることである。

本発明の他の目的は歩行者を歩行路に戻す力を発生する
とともに垂直方向の懸垂力を設定値に保持することがで
きる歩行訓練装置を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

本１発明は上記に鑑みてなされたものであり、懸垂力発
生手段の傾斜角に応じて懸垂力の大きさを制御するよう
にした歩行訓練装置を提供することである。

本発明の歩行訓練装置は、ピストン機構、モータ等によ
って歩行者を懸垂する懸垂力を発生し、この懸垂力によ
って懸垂手段に懸垂された歩行者を懸垂する。歩行者は
懸垂手段によって懸垂されながら所定の歩行路を歩行す
るが、歩行者が歩行路を外れたとき、懸垂力の発生方向
を傾斜させる。この傾斜はピストン機構、モータ等を傾
斜させることによって実現される。この傾斜によって懸
垂力は垂直方向と水平方向の成分に分けられる。垂直方
向の成分は歩行者を懸垂する懸垂力として利用されるが
、水平方向の成分は歩行者を歩行路に戻す力として作用
する。この結果、歩行者が歩行路を外れたとしても歩行
路に戻ることができる。同時に、垂直方向の成分が傾斜
角度に応して減少するため、減少分に応じた分だけ懸垂
力を増加させる。これによって歩行者は常に設定値に等
しい懸垂力で懸垂される。

〔実施例〕

以下、本発明の歩行訓練装置を詳細に説明する。

第１図は歩行訓練装置を示し、台車１１上に支柱１０が
設けられており、支柱１０を中心にして本体８が回転で
きるように構成されている。

本体８を取り囲むようにリング状の手すり９が台車１１
に固定されており、手すり９に沿って歩行訓練が行える
ようになっている。本体８からは２本の平行アーム２．
３が伸びており、平行アーム２は枢軸固定点Ｃにおいて
固定され、関節点Ｂ１において水平アームエと接続され
ている。もう１つの平行アーム３は連結アーム１ａと関
節点りにおいて接続され、連結アーム１ａは関節点Ｂ、
において水平アーム１と接続されている。水平アーム１
の先端には関節点Ａ、が設けられ、そこに懸垂手段６の
高さを調節する調整アーム４が設けられている。懸垂手
段６の端部には歩行者の脇へあてがわれる脇バッド７が
設けられており、また、調整アーム４との間には歩行者
の懸垂負倚を検出するロードセンサ５が設けられている
。

第２図（ａ）は本発明の第１の実施例を示し、平行アー
ム２は枢軸固定点Ｃによって回転的に画定されており、
また、枢軸固定点Ｃには無負荷時のバランスを取るカウ
ンターウェイト２３が回転的に接続されている。もう−
本の平行アーム３はシリンダ２０内に位置するピストン
２１に固定され、シリンダ２０は枢軸固定点Ｅによって
時計および反時計の両方向に傾斜できるようになってい
る。シリンダ２０のピストン２１上の圧力室Ｒはレギュ
レータ２６を介して圧縮空気を有した圧力源２８に接続
されており、また、圧力室Ｒの内圧は圧力センサ２５に
よって検出されるようになっている。圧力センサ２５の
検出値はロードセンサ５の検出値とともに制御部２４に
入力する。制御部２４はこの入力および予め設定された
吊り上げ力の設定値に基づいて圧力室Ｒの内圧を調整す
るレギュレータ２６に圧力設定値を与える。尚、圧力室
Ｒの反対側の室は大気に開放されている。

以下、本発明の詳細な説明する。

まず、歩行者は希望する吊り上げ力の設定値をテンキー
（図示せず）等を使用して制御部２４へ人力する。歩行
者は懸垂手段６によって懸垂されることによって人力し
た吊り上げ力によって懸垂される。このとき、制御部２
４は入力された吊り上げ力の設定値に基づいた圧力設定
値をレギュレータ２６に与え、シリンダ２０の圧力室Ｒ
の内圧値に応じた吊り上げ力を平行アーム３に与える。

歩行者は設定値によって定まる自重のある割合を懸垂手
段６によって懸垂され、残りを自ら負担することによっ
て歩行する。ここで、歩行者が第２図（ａ）、（ｂｌに
おいて歩行路より右側へずれると、平行アーム２．３は
第２図（ａ）に示した状態から第２図（ｂｌに示した点
線の状態へ変化する。即ち、枢軸固定点Ｃを中心にして
時計方向へ回転することになり、それによってシリンダ
２０も枢軸固定点Ｅを中心にして時計方向へ回転する。

その結果、距離ＤＥが増加する分だけピストン２１はシ
リンダ２０の内部で変位する。これによって圧力室Ｒの
内圧は上昇するが、レギュレータ２６はこの上昇を抑え
て設定圧力値に制御する。同時にロードセンサ５の位置
レベルが低下するため、ロードセンサ５の検出荷重が減
少する。この減少に応じて制御部２４は懸垂力を増加さ
せる新たな圧力設定値をレギュレータ２６に与える。こ
れによって圧力室Ｒの内圧が高められる。この上昇分は
以下の値となる。即ち、平行アーム３に発生する懸垂力
Ｆは傾斜角θだけ傾斜したベクトル方向を有するため、
その垂直成分Ｆ、はＦ、＝Ｆ・ｃｏｓ　θとなり、設定
値に等しく制御された垂直方向の懸垂力がＦよりＦ−ｃ
ｏｓ　θに減少し、Ｆ（１−ｃｏｓ　θ）だけ設定値よ
り減少することになる。その減少分がロードセンサ５に
よって検出されると、シリンダ２０の圧力室Ｒの圧力を
演算し、その演算結果に基づいてレギュレータ２６が圧
力室Ｒの圧力を増加させ、懸垂力Ｆｔ−Ｆ／ｃｏｓ　θ
に増加する。その結果、垂直方向の成分は、（Ｆ／ｃｏ
ｓ　θ）・ｃｏｓ　θとなって設定値Ｆに等しい懸垂力
が得られる。

その結果、水平アーム１の姿勢が実線の位置になり、関
節点Ａ、の位置レベルは第２図（ａ）の原位置と等しく
なる。このとき、水平方向の成分は（Ｆ／ｃｏｓ　θ）
　・ｓｉｎ　θとなり、これが歩行者を歩行路に戻す力
となって作用する。以上の説明は歩行者が第２図（ａｌ
、（ｂｌにおいて右側へ変位した場合に説明したが、左
側へ変位した場合は傾斜角θを反時計方向に取ることに
よって同様に処理することができる。

第３図は以上述べた制御系をブロック図として示したも
のである。歩行者が希望する吊り上げ力の設定値を入力
すると、その設定値が加算器４１．４２を経てレギュレ
ータ２６に与えられる。レギュレータ２６はその設定値
に応じた圧力をエアーシリンダー２０に与え、それに基
づく吊り上げ力を吊り上げ機構４４、即ち、水平アーム
１の先端に発生させる。この状態で、圧力センサ２５が
圧力の変化を検出すると、吊り上げ設定値によって定ま
る圧力値になるように制御する。一方、ロードセンサ５
の検出値が変化するとレギュレータ２６は新たな圧力設
定値を与えられる。加算器４１．４２は設定値と両セン
サ５．２５の信号を加算してレギュレータ４３に出力す
るので、前述した傾斜角θの変化があっても所定の懸垂
力で歩行者を懸垂することができる。第３図において、
圧力センサ２５および加算器４２のループを省略してロ
ードセンサ５と加算器４１のループだけでも所定の制御
ループを構成することができる。

第４図（ａ）、（ｂ）はシリンダ２０の枢軸点Ｅの構造
例を示し、固定系３４に固定されたピボット部材３２に
軸受け３５が設けられており、この軸受け３５によって
シリンダ２０．のフランジ３１に固定されたピン３３を
支持している。従って、シリンダ２０は殆ど抵抗零に近
い状態で任意の方向に傾斜することができる。

第５図は本発明の第２の実施例を示す。第１の実施例と
共通する部分は共通の引用数字で示したので重複する説
明は省略する。ただし、シリンダ２０に収容されたピス
トン２１はピストンロッド４０を介して関節点Ａ２に接
続されている構成において第１の実施例と相違する。こ
の場合、平行アーム３とピストンロッド４０は関節点Ａ
ｔを中心にして点対称に時計方向あるいは反時計方向に
回転運動を行う。

この回転運動によってシリンダ２０が傾斜し、その傾斜
角に応じて圧力室Ｒの圧力が制御される。制御モードは
第１の実施例と全く等しい。

〔発明の効果〕

以上説明した通り、本発明の歩行訓練装置によると、懸
垂力発生手段を歩行者の変位に応じて傾斜するようにし
、その傾斜角に応じて懸垂力の大きさを制御するため、
垂直方向の懸垂力成分を設定値に保持することができ、
かつ、歩行者を歩行路に戻す力を発生することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は歩行訓練装置を示す説明図、第２図＋８）、（
ｂｌは本発明の第１の実施例を示す説明図、第３図は第
１の実施例における制御系を示すブロック図、第４図（
ａ）、（ｂｌは本発明のシリンダのピボット構造を示す
説明図、第５図は本発明の第２の実施例を示す説明図。符号の説明１−・−・−・−水平アーム２．３−・・−・−・平行アーム４・−・−・・・−レバル調整アーム５−・−−−−−一−−−ロードセルフ−・−・・−・脇バッド９・・−−−−−・−手すり１１−・・−一一一一一・・台車２１−・−・−・ピストン２５−・・・−−−−−・・圧カセ゛ンサ２８−・−・
−加圧空気源６−−−−−−・−・−懸垂手段８−・・−・−・本体１０−・−・−−−−−・支柱２０−−−−−〜−・−シリンダ２４−・・−・・・・・−制御系２６．２７・・・・−・・−・・〜弁

Claims

【特許請求の範囲】

（１）歩行訓練中に歩行者を所定の懸垂力で懸垂しなが
ら所定の歩行路へ案内する歩行訓練装置において、前記歩行者を懸垂する懸垂手段と、前記懸垂力を発生する懸垂力発生手段と、前記歩行者が前記所定の歩行路を外れたとき前記懸垂手
段へ付与される懸垂力のベクトル方向を傾斜させて前記
歩行者に前記歩行路へ戻る力を付与する傾斜手段と、前記懸垂力発生手段を制御して前記懸垂力を所定の値に
設定する制御手段を有し、前記懸垂力発生手段は、ピストン機構およびモータから
選択された１つの手段であり、前記傾斜手段は、前記１
つの手段を任意の一点で枢軸的に支持する支持構造によ
って構成され、前記制御手段は、前記ベクトル方向が傾斜したときその
垂直成分を一定値に保持するように前記懸垂力発生手段
を制御することを特徴とする歩行訓練装置。