TW201620586A - 訓練裝置及力量之修正方法 - Google Patents

訓練裝置及力量之修正方法 Download PDF

Info

Publication number
TW201620586A
TW201620586A TW104135231A TW104135231A TW201620586A TW 201620586 A TW201620586 A TW 201620586A TW 104135231 A TW104135231 A TW 104135231A TW 104135231 A TW104135231 A TW 104135231A TW 201620586 A TW201620586 A TW 201620586A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
force
unit
command
axis direction
lever
Prior art date
Application number
TW104135231A
Other languages
English (en)
Inventor
Osamu Oshima
Hiroaki Ohmatsu
Fumi Fujita
Akihiro Maeda
Jun Takeda
Original Assignee
Murata Machinery Ltd
Teijin Pharma Ltd
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 Murata Machinery Ltd, Teijin Pharma Ltd filed Critical Murata Machinery Ltd
Publication of TW201620586A publication Critical patent/TW201620586A/zh

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL 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
    • A61H1/00—Apparatus for passive exercising; Vibrating apparatus ; Chiropractic devices, e.g. body impacting devices, external devices for briefly extending or aligning unbroken bones
    • A61H1/02—Stretching or bending or torsioning apparatus for exercising
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL 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
    • A61H1/00—Apparatus for passive exercising; Vibrating apparatus ; Chiropractic devices, e.g. body impacting devices, external devices for briefly extending or aligning unbroken bones
    • A61H1/02—Stretching or bending or torsioning apparatus for exercising
    • A61H1/0237—Stretching or bending or torsioning apparatus for exercising for the lower limbs
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL 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
    • A61H1/00—Apparatus for passive exercising; Vibrating apparatus ; Chiropractic devices, e.g. body impacting devices, external devices for briefly extending or aligning unbroken bones
    • A61H1/02—Stretching or bending or torsioning apparatus for exercising
    • A61H1/0274—Stretching or bending or torsioning apparatus for exercising for the upper limbs
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B21/00—Exercising apparatus for developing or strengthening the muscles or joints of the body by working against a counterforce, with or without measuring devices
    • A63B21/00178—Exercising apparatus for developing or strengthening the muscles or joints of the body by working against a counterforce, with or without measuring devices for active exercising, the apparatus being also usable for passive exercising
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B21/00—Exercising apparatus for developing or strengthening the muscles or joints of the body by working against a counterforce, with or without measuring devices
    • A63B21/00181—Exercising 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
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B21/00—Exercising apparatus for developing or strengthening the muscles or joints of the body by working against a counterforce, with or without measuring devices
    • A63B21/005—Exercising apparatus for developing or strengthening the muscles or joints of the body by working against a counterforce, with or without measuring devices using electromagnetic or electric force-resisters
    • A63B21/0058—Exercising apparatus for developing or strengthening the muscles or joints of the body by working against a counterforce, with or without measuring devices using electromagnetic or electric force-resisters using motors
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B21/00—Exercising apparatus for developing or strengthening the muscles or joints of the body by working against a counterforce, with or without measuring devices
    • A63B21/02—Exercising apparatus for developing or strengthening the muscles or joints of the body by working against a counterforce, with or without measuring devices using resilient force-resisters
    • A63B21/023—Wound springs
    • A63B21/025—Spiral springs with turns lying substantially in plane surfaces
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B21/00—Exercising apparatus for developing or strengthening the muscles or joints of the body by working against a counterforce, with or without measuring devices
    • A63B21/40—Interfaces with the user related to strength training; Details thereof
    • A63B21/4027—Specific exercise interfaces
    • A63B21/4033—Handles, pedals, bars or platforms
    • A63B21/4035—Handles, pedals, bars or platforms for operation by hand
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B21/00—Exercising apparatus for developing or strengthening the muscles or joints of the body by working against a counterforce, with or without measuring devices
    • A63B21/40—Interfaces with the user related to strength training; Details thereof
    • A63B21/4041—Interfaces with the user related to strength training; Details thereof characterised by the movements of the interface
    • A63B21/4047—Pivoting movement
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B23/00—Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body
    • A63B23/035—Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body for limbs, i.e. upper or lower limbs, e.g. simultaneously
    • A63B23/03508—For a single arm or leg
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B24/00—Electric or electronic controls for exercising apparatus of preceding groups; Controlling or monitoring of exercises, sportive games, training or athletic performances
    • A63B24/0087—Electric or electronic controls for exercising apparatus of groups A63B21/00 - A63B23/00, e.g. controlling load
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL 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
    • A61H2201/00—Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/12—Driving means
    • A61H2201/1207—Driving means with electric or magnetic drive
    • A61H2201/1215—Rotary drive
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL 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
    • A61H2201/00—Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/14—Special force transmission means, i.e. between the driving means and the interface with the user
    • A61H2201/1463—Special speed variation means, i.e. speed reducer
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL 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
    • A61H2201/00—Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/16—Physical interface with patient
    • A61H2201/1602—Physical interface with patient kind of interface, e.g. head rest, knee support or lumbar support
    • A61H2201/1628—Pelvis
    • A61H2201/1633—Seat
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL 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
    • A61H2201/00—Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/16—Physical interface with patient
    • A61H2201/1602—Physical interface with patient kind of interface, e.g. head rest, knee support or lumbar support
    • A61H2201/1635—Hand or arm, e.g. handle
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL 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
    • A61H2201/00—Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/16—Physical interface with patient
    • A61H2201/1602—Physical interface with patient kind of interface, e.g. head rest, knee support or lumbar support
    • A61H2201/1635—Hand or arm, e.g. handle
    • A61H2201/1638—Holding means therefor
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL 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
    • A61H2201/00—Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/16—Physical interface with patient
    • A61H2201/1602—Physical interface with patient kind of interface, e.g. head rest, knee support or lumbar support
    • A61H2201/164—Feet or leg, e.g. pedal
    • A61H2201/1642—Holding means therefor
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL 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
    • A61H2201/00—Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/16—Physical interface with patient
    • A61H2201/1657—Movement of interface, i.e. force application means
    • A61H2201/1671—Movement of interface, i.e. force application means rotational
    • A61H2201/1673—Multidimensional rotation
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL 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
    • A61H2201/00—Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/16—Physical interface with patient
    • A61H2201/1657—Movement of interface, i.e. force application means
    • A61H2201/1676—Pivoting
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL 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
    • A61H2201/00—Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/16—Physical interface with patient
    • A61H2201/1683—Surface of interface
    • A61H2201/1685—Surface of interface interchangeable
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL 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
    • A61H2201/00—Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/50—Control means thereof
    • A61H2201/5007—Control means thereof computer controlled
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL 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
    • A61H2201/00—Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/50—Control means thereof
    • A61H2201/5023—Interfaces to the user
    • A61H2201/5035—Several programs selectable
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL 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
    • A61H2201/00—Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/50—Control means thereof
    • A61H2201/5023—Interfaces to the user
    • A61H2201/5041—Interfaces to the user control is restricted to certain individuals
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL 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
    • A61H2201/00—Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/50—Control means thereof
    • A61H2201/5023—Interfaces to the user
    • A61H2201/5043—Displays
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL 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
    • A61H2201/00—Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/50—Control means thereof
    • A61H2201/5023—Interfaces to the user
    • A61H2201/5043—Displays
    • A61H2201/5046—Touch screens
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL 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
    • A61H2201/00—Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/50—Control means thereof
    • A61H2201/5058—Sensors or detectors
    • A61H2201/5061—Force sensors
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL 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
    • A61H2201/00—Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/50—Control means thereof
    • A61H2201/5058—Sensors or detectors
    • A61H2201/5064—Position sensors
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL 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
    • A61H2201/00—Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/50—Control means thereof
    • A61H2201/5058—Sensors or detectors
    • A61H2201/5069—Angle sensors
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL 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
    • A61H2201/00—Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/50—Control means thereof
    • A61H2201/5058—Sensors or detectors
    • A61H2201/5092—Optical sensor
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL 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
    • A61H2201/00—Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/50—Control means thereof
    • A61H2201/5097—Control means thereof wireless
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL 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
    • A61H2203/00—Additional characteristics concerning the patient
    • A61H2203/04—Position of the patient
    • A61H2203/0425—Sitting on the buttocks
    • A61H2203/0431—Sitting on the buttocks in 90°/90°-position, like on a chair
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL 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
    • A61H2205/00—Devices for specific parts of the body
    • A61H2205/06—Arms
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL 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
    • A61H2205/00—Devices for specific parts of the body
    • A61H2205/10—Leg
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B22/00—Exercising apparatus specially adapted for conditioning the cardio-vascular system, for training agility or co-ordination of movements
    • A63B2022/0094—Exercising 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
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B24/00—Electric or electronic controls for exercising apparatus of preceding groups; Controlling or monitoring of exercises, sportive games, training or athletic performances
    • A63B24/0087—Electric or electronic controls for exercising apparatus of groups A63B21/00 - A63B23/00, e.g. controlling load
    • A63B2024/0093—Electric or electronic controls for exercising apparatus of groups A63B21/00 - A63B23/00, e.g. controlling load the load of the exercise apparatus being controlled by performance parameters, e.g. distance or speed
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B71/00—Games or sports accessories not covered in groups A63B1/00 - A63B69/00
    • A63B71/06—Indicating or scoring devices for games or players, or for other sports activities
    • A63B71/0619—Displays, user interfaces and indicating devices, specially adapted for sport equipment, e.g. display mounted on treadmills
    • A63B2071/0658—Position or arrangement of display
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B71/00—Games or sports accessories not covered in groups A63B1/00 - A63B69/00
    • A63B71/06—Indicating or scoring devices for games or players, or for other sports activities
    • A63B2071/0675—Input for modifying training controls during workout
    • A63B2071/0683—Input by handheld remote control
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B2208/00—Characteristics or parameters related to the user or player
    • A63B2208/02—Characteristics or parameters related to the user or player posture
    • A63B2208/0228—Sitting on the buttocks
    • A63B2208/0233—Sitting on the buttocks in 90/90 position, like on a chair
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B2220/00—Measuring of physical parameters relating to sporting activity
    • A63B2220/10—Positions
    • A63B2220/13—Relative positions
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B2220/00—Measuring of physical parameters relating to sporting activity
    • A63B2220/20—Distances or displacements
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B2220/00—Measuring of physical parameters relating to sporting activity
    • A63B2220/50—Force related parameters
    • A63B2220/51—Force
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B2220/00—Measuring of physical parameters relating to sporting activity
    • A63B2220/80—Special sensors, transducers or devices therefor
    • A63B2220/805—Optical or opto-electronic sensors
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B2220/00—Measuring of physical parameters relating to sporting activity
    • A63B2220/80—Special sensors, transducers or devices therefor
    • A63B2220/83—Special sensors, transducers or devices therefor characterised by the position of the sensor
    • A63B2220/833—Sensors arranged on the exercise apparatus or sports implement
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B2225/00—Miscellaneous features of sport apparatus, devices or equipment
    • A63B2225/20—Miscellaneous features of sport apparatus, devices or equipment with means for remote communication, e.g. internet or the like
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B23/00—Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body
    • A63B23/035—Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body for limbs, i.e. upper or lower limbs, e.g. simultaneously
    • A63B23/12—Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body for limbs, i.e. upper or lower limbs, e.g. simultaneously for upper limbs or related muscles, e.g. chest, upper back or shoulder muscles
    • A63B23/1209—Involving a bending of elbow and shoulder joints simultaneously

Abstract

於訓練裝置執行根據被施加於裝置之操作桿之力(力量)而控制操作桿之動作之動作模式時，抑制操作桿進行非因主觀意志所進行之動作。訓練裝置具備有操作桿、馬達、力量檢測部、旋轉資訊輸出感測器、第1指令計算部、及力量修正部。操作桿係使所保持之肢動作。馬達係使操作桿朝自由度方向動作。力量檢測部係檢測力量成分，並將力量成分訊號輸出。旋轉資訊輸出感測器係檢測操作桿之對應之自由度方向之動作位置。力量修正部係根據操作桿之動作位置與力量成分訊號，來計算修正力量成分值。第1指令計算部係根據修正力量成分值來計算第1馬達控制指令。

Description

訓練裝置及力量之修正方法
本發明係關於一種訓練裝置，其具備有藉由馬達所驅動之操作桿，並依照既定之訓練程式，支援患者之上肢及下肢等之復健。
由於以中風患者半身麻痺之上肢或下肢之運動功能恢復為目的之復健，通常是由職能治療師或物理治療師進行，因此就復健效率之提供面而言，有其極限存在。例如，在以上肢之運動功能恢復為目的之復健中，主要是要求使麻痺之上肢之正確之動作，於較現狀稍大之動作範圍內，盡可能被動及主動地且反復地進行。以與該等運動功能恢復相關之復健為基礎，職能治療師或物理治療師教授患者正確之動作，並藉由手技療法一邊對患者之上肢施加被動的負荷一邊引導患者進行主動之動作。
於該復健中，動作反復的次數，會因治療師之體力及能提供復健時間之極限而受到限制。此外，依照治療師經驗的不同，於復健之醫學品質上也有可能會產生差異。因此，為了輔助治療師所進行之訓練，消除復健提供上之限制，且盡可能使該醫學品質標準化，例如，已知有如專利文獻1之用以支援手臂等上肢不自由之患者之復健的上肢訓練裝置。該裝置具備有：固定架，其可配置於地板上；可動架，其可全方位傾動地支撐於固定架；及操作桿， 其可伸縮自如地安裝於可動架，並由要接受訓練的人之手操作。
[先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：國際公開第2012/117488號
於專利文獻1所揭示之訓練裝置中，存在有根據由操作桿所支撐之患者之肢施加於操作桿之力(力量)，來控制操作桿之動作模式。於專利文獻1之訓練裝置中，於上述動作模式之執行中，存在有即使操作桿未施加有藉由患者之肢所產生之力，操作桿仍會進行動作等，操作桿進行非因主觀意志所進行之動作之情形。
本發明之課題，在於在訓練裝置執行根據被施加於操作桿之力(力量)而控制操作桿之動作之動作模式時，抑制操作桿進行非因主觀意志所進行之動作。
以下，作為用以解決問題之手段，而對複數個態樣進行說明。該等態樣可根據需要任意地組合。本發明一見解之訓練裝置，係依照既定之動作模式，而對使用者之上肢及/或下肢之四肢進行訓練者。訓練裝置具備有操作桿、馬達、力量檢測部、旋轉資訊輸出感測器、第1指令計算部、及力量修正部。再者，該等馬達、力量檢測部、旋轉資訊輸出感測器、第1指令計算部、及力量修正部，也可於訓練裝置內具備複數個。操作桿可動作地由固定架所支撐。因此，訓練裝置可使操作桿所保持之肢動作。固定架係載置於 地板上或靠近地板面。馬達係根據馬達控制指令，使操作桿朝操作桿可動作之自由度方向動作。力量檢測部係檢測力量成分。並且，力量檢測部係輸出基於所檢測出之力量成分之大小的力量成分訊號。力量成分係施加於操作桿之力量之操作桿可動作之自由度方向上之力量的成分。
旋轉資訊輸出感測器係根據馬達之旋轉量，來檢測操作桿之動作位置。操作桿之動作位置係操作桿可動作之自由度方向上之位置。
力量修正部係根據操作桿之動作位置與力量成分訊號，來計算修正力量成分值。第1指令計算部係根據修正力量成分值，算出第1馬達控制指令來作為馬達控制指令。第1馬達控制指令係用以控制對應之馬達之馬達控制指令。
於上述訓練裝置中，於使操作桿根據被施加於操作桿之力量而動作之動作模式(第1動作模式)之執行時，力量修正部係根據操作桿之動作位置與力量成分訊號，來計算修正力量成分值。並且，第1指令計算部係根據修正力量成分值，來計算第1馬達控制指令。
藉此，於上述訓練裝置中，於使操作桿根據被施加於操作桿之力量而動作之第1動作模式之執行時，可抑制因操作桿之動作位置之不同而造成操作桿進行非因主觀意志所進行之動作。其原因在於力量修正部可根據操作桿之動作位置與力量成分訊號，來計算修正力量成分值，第1指令計算部係根據修正力量成分值，來計算第1馬達控制指令。
力量修正部也可根據操作桿之動作位置與力量修正 值之關係，來計算修正力量成分值。力量修正值係基於動作位置而被決定之修正值。藉此，能以更簡單之演算，來算出修正力量成分值。
上述關係也可以修正表來表現。修正表係將動作位置與對應於該動作位置之力量修正值建立聯結並加以儲存者。藉此，可使用所儲存之資料，更簡單地修正力量成分訊號。
操作桿現在之動作位置之力量修正值，也能以使用第1力量修正值與第2力量修正值之線形內插算出。第1力量修正值係與第1動作位置建立有聯結之力量修正值。第1動作位置係較操作桿現在之動作位置更小之值的修正表上之動作位置。第2力量修正值係與第2動作位置建立有聯結之力量修正值。第2動作位置係較操作桿現在之動作位置更大之值的修正表上之動作位置。藉此，可算出操作桿任意之動作位置上之力量修正值。
操作桿之動作位置，也可以與操作桿可動作之自由度方向上之動作位置以外之至少2個以上之動作位置建立有聯結之線形內插算出。藉此，能更簡單地算出操作桿之動作位置。
力量修正部也可根據操作桿之動作位置與操作桿之重量，來計算修正力量成分值。藉此，可不使用修正表等，來算出修正力量成分值。此外，力量修正部也可根據上述操作桿之力量修正值資料製作時之中間長度、及操作桿之動作時之長度，來計算上述修正力量成分值。藉此，還可進行反映操作桿之長度之修正。
本發明另一見解之修正方法，係訓練裝置中力量之修正方法，該訓練裝置具備有操作桿、力量檢測部、及旋轉資訊感測器。操作桿係使所保持之使用者之上肢及/或下肢之四肢動作。力量 檢測部係檢測力量成分，並輸出根據所檢測出之力量成分之大小的力量成分訊號，該力量成分係施加於操作桿之力量之操作桿可動作之自由度方向之成分。旋轉資訊輸出感測器係檢測操作桿可動作之對應的自由度方向之動作位置之操作桿之動作位置。力量之修正方法包含有以下之步驟。
◎自力量檢測部取得力量成分訊號之步驟。
◎自旋轉資訊輸出感測器取得操作桿之動作位置之步驟。
◎根據操作桿之動作位置來計算力量修正值之步驟。
◎將力量修正值反映至自力量成分訊號所算出之力量成分值，來計算被施加於操作桿之力量之修正值即修正力量成分值之步驟。
藉此，於上述訓練裝置中，可抑制因操作桿之動作位置所導致操作桿進行非因主觀意志所進行之動作。其原因在於可根據操作桿之動作位置與力量成分訊號，來計算被施加於操作桿之實際之力量之值即修正力量成分值。
在訓練裝置執行根據被施加於操作桿之力(力量)而控制操作桿之動作之動作模式時，可抑制操作桿進行非因主觀意志所進行之動作。
1‧‧‧固定架
3‧‧‧操作桿
5‧‧‧訓練指示部
7‧‧‧固定構件
9‧‧‧椅子
11‧‧‧控制部
13‧‧‧操作桿傾動機構
15a、15b‧‧‧操作桿傾動機構固定構件
17‧‧‧力量檢測機構
31‧‧‧肢支撐構件
33‧‧‧固定座
35‧‧‧伸縮機構
37‧‧‧導軌
39‧‧‧長度方向力量檢測部
91‧‧‧椅子連接構件
100、200、300‧‧‧訓練裝置
111‧‧‧指令製作部
113a、113b、113c‧‧‧馬達控制部
113a-1‧‧‧馬達控制部
131‧‧‧X軸方向傾動構件
131-1‧‧‧勢能附加構件固定部
131a、131b‧‧‧軸
133‧‧‧Y軸方向傾動構件
133a、133b‧‧‧軸
135a‧‧‧馬達(Y軸方向傾動馬達)
135a-1‧‧‧第1旋轉資訊輸出感測器
135b‧‧‧馬達(X軸方向傾動馬達)
135b-1‧‧‧第2旋轉資訊輸出感測器
171‧‧‧Y軸方向力量檢測構件
171a、171b‧‧‧軸
173‧‧‧X軸方向力量檢測構件
173-1‧‧‧勢能附加構件固定部
173a、173b‧‧‧軸
175‧‧‧力量檢測部(Y軸方向力量檢測部)
177‧‧‧力量檢測部(X軸方向力量檢測部)
179‧‧‧勢能附加構件
351‧‧‧可動座
353‧‧‧罩體
355‧‧‧螺帽
357‧‧‧螺桿
359‧‧‧馬達(伸縮馬達)
359-1‧‧‧第3旋轉資訊輸出感測器
391‧‧‧勢能附加構件
393‧‧‧伸長檢測部
1111‧‧‧動作指令部
1113‧‧‧傳送切換部
1115a、1115b、1115c‧‧‧馬達控制指令部
1115a-1、1115b-1、1115c-1‧‧‧第1指令計算部
1115a-3、1115b-3、1115c-3‧‧‧第2指令計算部
1115a-5、1115b-5、1115c-5‧‧‧控制指令切換部
2115a、2115b、2115c‧‧‧馬達控制指令部
2115a-1、2115b-1、2115c-1‧‧‧第1指令計算部
2115a-3、2115b-3、2115c-3‧‧‧第2指令計算部
2115a-5、2115b-5、2115c-5‧‧‧控制指令切換部
2115a-7、2115b-7、2115c-7‧‧‧力量成分訊號修正部
2115a-71、2115b-71、2115c-71‧‧‧飄移修正部
2115a-73、2115b-73、2115c-73‧‧‧校正資料儲存部
3115a、3115b、3115c‧‧‧馬達控制指令部
3115a-1、3115b-1、3115c-1‧‧‧第1指令計算部
3115a-3、3115b-3、3115c-3‧‧‧第2指令計算部
3115a-5、3115b-5、3115c-5‧‧‧控制指令切換部
3115a-7、3115b-7、3115c-7‧‧‧力量修正部
a‧‧‧輸入
b、c、d‧‧‧輸出
e、f‧‧‧輸入
g‧‧‧輸出
圖1為示意性地顯示訓練裝置之圖。
圖2為顯示固定架內之控制部與操作桿傾動機構之整體構成之圖。
圖3A為操作桿傾動機構及力量檢測機構之A-A’平面上之剖視圖。
圖3B為顯示Y軸方向之力被施加於操作桿時的操作桿傾動機構與力量檢測機構之關係之圖。
圖4為顯示操作桿之構成之圖。
圖5為顯示控制部之整體構成之圖。
圖6為顯示指令製作部之構成之圖。
圖7為顯示第1實施形態之訓練裝置之馬達控制指令部之構成之圖。
圖8A為顯示訓練裝置之基本動作之流程圖。
圖8B為顯示第1實施形態之訓練裝置之第1動作模式之執行時訓練裝置之動作之流程圖。
圖8C為顯示第2動作模式之執行時訓練裝置之動作之流程圖。
圖9為顯示第2實施形態之訓練裝置之馬達控制指令部之構成之圖。
圖10為顯示力量成分訊號修正部之構成之圖。
圖11為顯示校正資料之製作方法之流程圖。
圖12為顯示校正資料之資料構造之圖。
圖13為顯示飄移修正值之計算方法之流程圖。
圖14為顯示第2實施形態之訓練裝置之動作之流程圖。
圖15為顯示第2實施形態之訓練程式(第1動作模式)之執行方法之流程圖。
圖16為示意性地顯示操作桿傾動時作用於力量檢測機構之力之圖。
圖17為顯示第3實施形態之訓練裝置之馬達控制指令部之構成之圖。
圖18為顯示第3實施形態之訓練裝置之第1動作模式執行時的動作之流程圖。
圖19為顯示操作桿之動作位置與力量修正值之關係之圖。
圖20為顯示修正表之資料構造之圖。
1.第1實施形態 (1)訓練裝置之整體構成
使用圖1對第1實施形態之訓練裝置100之整體構成之一例進行說明。圖1為示意性地顯示訓練裝置100之圖。訓練裝置100係用以依照既定之訓練程式進行訓練之訓練裝置，該訓練係以使使用者(患者)之上肢及/或下肢之四肢中任一肢之運動功能恢復為目的。訓練裝置100主要具備有固定架1、操作桿3及訓練指示部5。固定架1係載置於設置訓練裝置100之地板上或靠近於地板。此外，固定架1係形成訓練裝置100之本體筐體。操作桿3係經由固定架1內部所具備之操作桿傾動機構13(圖2)，而被安裝於固定架1。其結果，操作桿3可藉由操作桿傾動機構13，朝與固定架1之長度方向平行之X軸、及與固定架1之寬度方向平行之Y軸(圖1及圖2)方向動作(傾動)。再者，操作桿3也可依據需要，而僅朝上述X軸方向或上述Y軸方向動作(傾動)。於該情形時，操作桿3能以1自由度進行傾動。此外，操作桿3也可於內部具備沿操作桿3之長度方向伸縮之機構(圖4)。此時，由於操作桿3可沿操作桿3之長度方向伸縮，因此搭配操作桿傾動機構可形成至少2自 由度或3自由度之動作。
此外，操作桿3係於其上端部具有肢支撐構件31。肢支撐構件31係藉由將患者之肢支撐於肢支撐構件31，而可藉由操作桿3使患者之肢移動。或者，可藉由被支撐於肢支撐構件31之患者之肢，而依照患者本身之意識來移動操作桿3。
訓練指示部5係經由固定構件7，被固定於固定架1。訓練指示部5係執行預先所設定之訓練程式，並根據該訓練程式來決定執行第1動作模式，或執行第2動作模式。第1動作模式係使操作桿3根據由患者等施加於操作桿3之力量而進行動作之動作模式。第2動作模式係於訓練程式中操作桿3之動作被指定時之動作模式。亦即，第2動作模式係根據訓練程式之訓練指示，使操作桿3動作之模式。
此外，訓練指示部5係藉由預先所設定之訓練程式，而依照視覺資訊或聽覺資訊來提供訓練路線與實際之患者之肢的訓練動作。藉此，患者可一邊反饋藉由訓練程式所設定之訓練動作與實際之動作，一邊進行肢之訓練。而且，訓練指示部5亦可於患者之肢能使操作桿3傾動至訓練程式所顯示之目標點(目標傾動角度)時，藉由視覺資訊或聽覺資訊通知使用者已到達目標傾動角度。藉此，可維持患者用以繼續接受訓練之動力。
作為訓練指示部5，也可使用一體型之電腦系統，該一體型電腦系統具備有：液晶顯示器等顯示裝置；CPU(Central Processing Unit；中央處理單元)；RAM(Random Access Memory；隨機存取記憶體)、ROM(Read Only Memory；唯讀記憶體)、硬碟、SSD(Solid StateDisk；固態式硬碟)等儲存裝置；及依據需要之觸控 面板等輸入裝置。此外，訓練指示部5也可構成為將顯示裝置與其他之電腦系統分離。於該情形時，經由固定架1而被固定於固定構件7者為顯示裝置。
於訓練指示部5所執行之訓練程式，例如具有以下5個訓練模式等：(i)導引模式(Guided Mode)、(ii)觸發模式(Initiated Mode)、(iii)步級觸發模式(Step Initiated Mode)、(iv)跟隨輔助模式(Follow Assist Mode)、(v)自由模式(Free Mode)。導引模式係操作桿3無關於患者之肢之動作，而使肢以一定速度朝預先所決定之方向移動之訓練模式。觸發模式係相對於訓練程式預先所設定之訓練路線，檢測患者欲利用肢使操作桿3於始動位置朝正確之方向移動之力(有時亦稱為力感測觸發)，而由操作桿3使患者之肢以一定速度朝預先所決定之訓練路線之方向移動之訓練模式。步級觸發模式係於操作桿3之訓練路線中在既定部位檢測到力感測觸發時，由操作桿3使患者之肢僅移動訓練路線中之一定距離之訓練模式。跟隨輔助模式係於每既定周期檢測力感測觸發，並根據所檢測到之力感測觸發之大小使操作桿3之速度變化之訓練模式。自由模式係使操作桿3以跟隨患者本身之肢之動作之方式移動之訓練模式。
在上述5個訓練模式中，自由模式包含於第1動作模式。另一方面，其他之訓練模式則包含於第2動作模式。亦即，第1動作模式係根據患者之肢之動作(亦即，患者之肢對操作桿3所施加之力量)來決定操作桿3之動作方向及/或動作速度之動作模式。另一方面，第2動作模式雖然操作桿3之主動作(動作方向/動作速度)係根據訓練程式所指定之訓練指示來指示，但屬於在動作初期有必須進行力量之檢測之情形的動作模式。
此外，訓練裝置100也可進一步具備有供患者於訓練中坐下之椅子9。而且，椅子9也可經由椅子連接構件91而連接於固定架1。藉由將椅子9經由椅子連接構件91而連接於固定架1，可確保訓練裝置100之穩定性，並可再現性良好地固定椅子9。其結果，患者可於相同之位置實施每次的訓練。
(2)控制部及操作桿傾動機構之構成 I.整體構成
其次，使用圖2對控制部11及操作桿傾動機構13之整體構成進行說明。圖2為顯示固定架內之控制部與操作桿傾動機構之整體構成之圖。控制部11及操作桿傾動機構13係配置於固定架1內。控制部11係可傳送與接收訊號地連接於訓練指示部5。控制部11係自訓練指示部5接收用以執行第1動作模式之第1動作模式執行指示、或用以執行第2動作模式之第2動作模式執行指示中之任一者。此外，尤其在第2動作模式之執行時，接收操作桿之訓練指示。
此外，控制部11係電性連接於X軸方向傾動馬達135b、Y軸方向傾動馬達135a及伸縮馬達359。因此，控制部11可根據上述所接收之第1動作模式執行指示、或第2動作模式執行指示，來決定以哪個動作模式控制上述馬達。
此外，於第1動作模式之執行時，控制部11係根據由患者等施加於操作桿3之力量，來計算並輸出第1動作馬達控制指令。另一方面，於第2動作模式之執行時，控制部11首先會根據操作桿3之訓練指示來計算動作指令。接著，控制部11係根據動作指令來計算並輸出第2馬達控制指令。藉此，控制部11可依 據上述複數個訓練程式(或第1動作模式/第2動作模式)，來製作及選擇適當之馬達控制指令。其結果，訓練裝置100可依據訓練程式(動作模式)，使操作桿3適當地動作。再者，關於控制部11之構成及動作，將於後詳述。
操作桿傾動機構13係經由被固定於固定架1之操作桿傾動機構固定構件15a、15b，可傾動地安裝於固定架1。因此，操作桿傾動機構13可使操作桿3朝X軸方向及Y軸方向(2自由度)傾動。此外，於操作桿傾動機構13，進一步具備有力量檢測機構17(圖2~圖3B)。藉此，可檢測出被施加於操作桿3之力(力量)。
再者，操作桿傾動機構13也可構成為使操作桿3僅朝X軸方向或Y軸方向(1自由度)傾動。或者，操作桿傾動機構13也可藉由設定，而選擇使操作桿3以1自由度傾動、或以2自由度傾動。以下，對操作桿傾動機構13之構成，詳細地進行說明。
II.操作桿傾動機構之構成
此處，使用圖2對本實施形態之操作桿傾動機構13之構成進行說明。操作桿傾動機構13係藉由使2軸可動之「平衡環架(gimbal)」機構，而成為使操作桿3可朝X軸方向及Y軸方向傾動之機構。此處，所謂X軸方向，係指圖2中與記載為上下方向之軸平行之水平方向。所謂Y軸方向，係指圖2中與記載為左右方向之軸平行之水平方向。
操作桿傾動機構13具有X軸方向傾動構件131、Y軸方向傾動構件133、分別與該等對應之X軸方向傾動馬達135b、Y軸方向傾動馬達135a、及力量檢測機構17。
再者，於操作桿傾動機構13使操作桿3以1自由度 傾動之情形時，操作桿傾動機構13只要僅具備有X軸方向傾動構件131及X軸方向傾動馬達135b、或僅具備有Y軸方向傾動構件133及Y軸方向傾動馬達135a即可。或者，即使於操作桿傾動機構13具備有上述2個構件及對應之2個馬達之情形時，仍可藉由使任一構件與馬達之組合失效，即可使操作桿傾動機構13成為可使操作桿3以1自由度傾動。
X軸方向傾動構件131係配置於Y軸方向傾動構件133之空間內側。此外，X軸方向傾動構件131具有2個軸131a、131b，該2個軸131a、131b係自具有平行於Y軸之法線之2個側面朝外側伸長。該2個軸131a、131b係以使X軸方向傾動構件131可繞Y軸轉動之方式，由Y軸方向傾動構件133具有與Y軸平行之法線之2個側面所支撐。藉此，X軸方向傾動構件131可對操作桿3進行使被固定於力量檢測機構17之操作桿3與X軸所夾之角度產生變化之動作。此處，有時會將使操作桿3與X軸所夾之角度產生變化之動稱為「朝X軸方向傾動」。
同樣地，Y軸方向傾動構件133具有2個軸133a、133b，該2個軸133a、133b係自具有平行於X軸之法線之2個側面朝外側伸長。該2個軸133a、133b係以使Y軸方向傾動構件133可繞X軸轉動之方式，由操作桿傾動機構固定構件15a、15b所支撐。藉此，Y軸方向傾動構件133可相對於節操作桿傾動機構固定構件15a、15b，繞X軸轉動。其結果，Y軸方向傾動構件133可對操作桿3進行使被固定於力量檢測機構17之操作桿3與Y軸所夾之角度產生變化之動作。此處，有時會將使操作桿3與Y軸所夾之角度產生變化之動稱為「朝Y軸方向傾動」。
如此，Y軸方向傾動構件133使操作桿3朝Y軸方向傾動，X軸方向傾動構件131係使操作桿3朝X軸方向傾動。因此，操作桿傾動機構13能使操作桿3以2維之自由度傾動。再者，於圖2中，X軸方向傾動構件131配置於Y軸方向傾動構件133之空間內側，但也可進行設計變更，將X軸方向傾動構件131雖然被配置於Y軸方向傾動構件133之空間外側，而使與其對應之構件傾動。
Y軸方向傾動馬達135a係固定於操作桿傾動機構固定構件15a。此外，Y軸方向傾動馬達135a之輸出旋轉軸，係經由未圖示之減速機構，而以可使軸133a轉動之方式，連接於自Y軸方向傾動構件133伸長之軸133a。因此，Y軸方向傾動馬達135a係使Y軸方向傾動構件133繞X軸轉動。而且，Y軸方向傾動馬達135a係電性連接於控制部11。因此，Y軸方向傾動馬達135a可藉由控制部11之控制，使操作桿3朝Y軸方向傾動。
X軸方向傾動馬達135b係固定於Y軸方向傾動構件133之4個側面中將自X軸方向傾動構件131伸長之軸131a進行軸支之側面。此外，X軸方向傾動馬達135b之輸出旋轉軸，係經由未圖示之減速機構，而以可使軸131a轉動之方式，連接於自X軸方向傾動構件131伸長之軸131a。因此，X軸方向傾動馬達135b可使X軸方向傾動構件131繞Y軸轉動。而且，X軸方向傾動馬達135b係與控制部11電性連接。因此，X軸方向傾動馬達135b可藉由控制部11之控制，使操作桿3朝X軸方向傾動。
如此，Y軸方向傾動馬達135a及X軸方向傾動馬達135b，係藉由控制部11之控制，分別使操作桿3以1自由度朝Y 軸方向及X軸方向傾動。亦即，藉由具備有X軸方向傾動馬達135b及Y軸方向傾動馬達135a，而可以2維控制操作桿3。
例如，可使用伺服馬達或無刷馬達等之電動馬達，來作為Y軸方向傾動馬達135a及X軸方向傾動馬達135b。
力量檢測機構17可相對於X軸旋轉地由X軸方向傾動構件131所軸支。因此，力量檢測機構17可相對於X軸方向傾動構件131朝Y軸方向傾動。此外，力量檢測機構17係經由力量檢測機構17之勢能附加構件179，而與X軸方向傾動構件131連接。
III.力量檢測機構之構成
其次，使用圖2及圖3A對力量檢測機構17之構成之細節進行說明。圖3A為操作桿傾動機構13及力量檢測機構17之A-A’平面上之剖視圖。如圖2所示，力量檢測機構17係與操作桿傾動機構13同樣地，係藉由使2軸可動之「平衡環架」機構，而成為使操作桿3可朝X軸方向及Y軸方向傾動之機構。因此，力量檢測機構17具有Y軸方向力量檢測構件171、X軸方向力量檢測構件173、Y軸方向力量檢測部175、X軸方向力量檢測部177及勢能附加構件179。
Y軸方向力量檢測構件171具有2個軸171a、171b，該2個軸171a、171b係自具有平行於X軸之法線之2個側面朝外側伸長。該2個軸171a、171b分別可繞X軸轉動地由X軸方向傾動構件131所支撐。藉此，Y軸方向力量檢測構件171可相對於X軸方向傾動構件131繞X軸轉動。其結果，Y軸方向力量檢測構件171可改變相對於X軸方向傾動構件131之相對傾動角度。
X軸方向力量檢測構件173具有有2個軸173a、173b，該2個軸173a、173b係自具有平行於Y軸之法線之2個側面朝外側伸長。該2個軸173a、173b分別可繞Y軸轉動地由Y軸方向力量檢測構件171所支撐。藉此，X軸方向力量檢測構件173可相對於Y軸方向力量檢測構件171繞Y軸轉動。其結果，X軸方向力量檢測構件173可改變相對於Y軸方向力量檢測構件171之相對傾動角度。
此外，X軸方向力量檢測構件173具有空間S及操作桿固定部(未圖示)。操作桿3被插入該空間S內，並藉由操作桿固定部被固定於X軸方向力量檢測構件173。
Y軸方向力量檢測部175具備有可旋轉之軸(旋轉軸)，且輸出基於該旋轉軸之旋轉量之訊號(力量成分訊號)。Y軸方向力量檢測部175以使旋轉軸與Y軸方向力量檢測構件171之軸171a、或軸171b一致之方式被固定於X軸方向傾動構件131。藉此，Y軸方向力量檢測部175可檢測出相對於X軸方向傾動構件131之相對傾動角度。
如後述，自A-A’平面所觀察之Y軸方向力量檢測構件171之相對於X軸方向傾動構件131之相對傾動角度，係成為與被施加於操作桿3之力量之Y軸方向之力量成分對應之角度。因此，Y軸方向力量檢測部175可藉由檢測出Y軸方向力量檢測構件171之相對於X軸方向傾動構件131之相對傾動角度，而檢測出Y軸方向之力量成分，並輸出基於所檢測出之力量成分之訊號即力量成分訊號。
X軸方向力量檢測部177具備有可旋轉之軸(旋轉 軸)，且輸出基於該旋轉軸之旋轉量之訊號(力量成分訊號)。X軸方向力量檢測部177係以使旋轉軸與X軸方向力量檢測構件173之軸173a、或軸173b一致之方式，被固定於Y軸方向力量檢測構件171。藉此，X軸方向力量檢測部177可檢測X軸方向力量檢測構件173之相對於Y軸方向力量檢測構件171之相對傾動角度。
與上述Y軸方向力量檢測部175同樣地，自圖2之B-B’平面所觀察之X軸方向力量檢測構件173之相對於Y軸方向力量檢測構件171之相對傾動角度，係成為與被施加於操作桿3之力量之X軸方向之力量成分對應之角度。因此，X軸方向力量檢測部177可藉由檢測X軸方向力量檢測構件173之相對於Y軸方向力量檢測構件171之相對傾動角度，而檢測出X軸方向之力量成分，並輸出基於所檢測之力量成分之訊號即力量成分訊號。
上述作為可輸出基於旋轉軸之旋轉量之訊號之Y軸方向力量檢測部175及X軸方向力量檢測部177，例如具有電位計等。於藉由電位計構成Y軸方向力量檢測部175及X軸方向力量檢測部177之情形時，Y軸方向力量檢測部175及X軸方向力量檢測部177，可分別輸出表示Y軸方向力量檢測部175及X軸方向力量檢測部177之旋轉軸之旋轉量之訊號(力量成分訊號)。
勢能附加構件179例如由複數個旋渦形狀之板彈簧所構成。如圖3A所示，於構成勢能附加構件179之旋渦形狀之彈簧之旋渦之中心部所設置之連接端，係固定於被設置在X軸方向力量檢測構件173之中心之勢能附加構件固定部173-1。此外，於構成勢能附加構件179之旋渦形狀之彈簧之最外圓周部所設置之連接端，係固定於被設置在X軸方向傾動構件131之勢能附加構件固定 部131-1。
如上述於操作桿傾動機構13與力量檢測機構17相連接之情形時，如圖3B所示，例如，若操作桿3被施加Y軸方向之右方向之力，便藉由被施加於操作桿3之力，使勢能附加構件179變形。圖3B為顯示操作桿被施加Y軸方向之力時操作桿傾動機構與力量檢測機構之關係之圖。
若將操作桿3未被施加力時勢能附加構件179之半徑設為d1，則當操作桿3(圖3B所示之紙面)被施加Y軸方向之右方向之力時，勢能附加構件179較勢能附加構件固定部173-1靠左側之部分便會被壓縮，使長度變得較半徑d1小。相對地，較勢能附加構件固定部173-1靠右側之部分便會伸長，使長度變得較半徑d1大。該彈簧之壓縮長度及伸長長度，係取決於被施加於操作桿3之力(力量)。
此時，藉由上述勢能附加構件179之變形，力量檢測機構17(之Y軸方向力量檢出來構件171)，係相對於操作桿傾動機構13僅位移傾動角度θF。上述勢能附加構件179之變形程度(變形所導致之壓縮長度及伸長長度)，係取決於被施加於操作桿3之力(力量)。因此，藉由利用Y軸方向力量檢測部175檢測出上述第傾動角度θF，可檢測出被施加於操作桿3之力量之Y軸方向之力量成分。關於X軸方向之力量成分，上述的說明也相同。
再者，於患者等根據被施加於操作桿3之力(力量)而使操作桿3動作之第1動作模式之執行時，控制部11係監視上述傾動角度θF(力量成分訊號)之變動，並根據該傾動角度θF之變動，亦即，根據力量成分訊號之變動，來控制Y軸方向傾動馬達135a 及X軸方向傾動馬達135b。
(3)操作桿之構成 I.整體構成
其次，使用圖4對操作桿3之構成進行說明。首先，對操作桿3之整體構成進行說明。操作桿3具備有肢支撐構件31、固定座33及伸縮機構35。肢支撐構件31係固定於伸縮機構35之罩體353之上端部。肢支撐構件31係支撐患者之肢之構件。固定座33係形成操作桿3之本體。此外，固定座33具有收納伸縮機構35之可動座351之空間S’。而且，固定座33具有用以將操作桿3固定於X軸方向力量檢測構件173之固定構件(未圖示)。操作桿3係藉由利用固定座33之該固定構件將固定座33固定於X軸方向力量檢測構件173，而被固定於力量檢測機構17。
伸縮機構35係以可沿操作桿3之長度方向移動之方式，被設於固定座33。藉此，操作桿3可沿操作桿3之長度方向伸縮。以下，對伸縮機構35之構成詳細地進行說明。
II伸縮機構之構成
其次，使用圖4對伸縮機構35之構成進行說明。伸縮機構35具有可動座351、罩體353、螺帽355、螺桿357、伸縮馬達359及長度方向力量檢測部39。可動座351係插入被設於固定座33之空間S’。此外，可動座351具有未圖示之滑動單元。該滑動單元可滑動地卡合於被設置在固定座33內壁之導軌37。其結果，可動座351可沿著導軌37(亦即，操作桿3之長度方向)，而於被設置在固定座33之空間S’內移動。罩體353係經由勢能附加構件391而與可動 座351之上端部連接。藉此，罩體353可對應於可動座351之移動而移動。此外，罩體353係於上端部具備有肢支撐構件31。因此，罩體353可朝固定座33之伸長方向移動肢支撐構件31。
螺帽355係安裝於可動座351之底部。螺帽355將螺桿357予以螺合。螺桿357係朝與固定座33之伸長方向平行之方向伸長且設有凸螺紋之構件。此外，螺桿357係由螺帽355所螺合。藉此，螺桿357係藉由旋轉，而使螺帽355沿著螺桿357伸長之方向(亦即，固定座33之伸長方向(長度方向))移動。
如上述，由於螺帽355係固定於可動座351之底部，因此，藉由螺帽355沿螺桿357之伸長方向移動，可使可動座351沿固定座33之伸長方向(長度方向)移動。
伸縮馬達359係固定於固定座33之底部。此外，伸縮馬達359之輸出旋轉軸，係以使螺桿357可繞軸旋轉之方式，被連接於螺桿357長度方向之端部。而且，伸縮馬達359係與控制部11電性連接。因此，伸縮馬達359係藉由來自控制部11之控制，使螺桿357可繞螺桿357之軸旋轉。如上述，由於螺帽355係螺合於螺桿357，因此螺帽355可對應於螺桿357之旋轉，而沿螺桿357之伸長方向移動。因此，可動座351可對應於伸縮馬達359之旋轉，而沿固定座33之伸長方向(長度方向)移動。
長度方向力量檢測部39係檢測自患者之肢而對操作桿3之長度方向所施加之力量。具體而言，長度方向力量檢測部39係藉由伸長檢測部393(於本實施形態中為線性動作電位計)來檢測一端被固定於罩體353且另一端被固定於可動座351之勢能附加構件391(例如，彈簧)之伸長量△L，並根據預先所設定之長度方向之 力量與勢能附加構件391之伸長量之關係，來計算及檢測上述長度方向之力量。於由線性動作電位計構成伸長檢測部393之情形時，表示長度方向之力量成分之長度方向力量成分訊號，可作為對應於勢能附加構件391之伸長量△L而產生變化之線性動作電位計之輸出電壓而獲得。
(4)控制部之構成 I.整體構成
其次，使用圖5並以3自由度系統為例，對控制部11之整體構成進行說明。作為控制部11，例如可使用一個或複數個微電腦等，該微電腦具備有CPU；RAM、ROM、硬碟裝置、SSD等儲存裝置；及轉換電訊號之介面等。此外，以下所說明控制部11之功能之一部分或全部，也可作為可於微電腦系統中執行之程式來實現。此外，該程式也可儲存於微電腦系統之儲存裝置。而且，控制部11之功能之一部分或全部，也可藉由一個或複數個客製化IC等來實現。控制部11具有指令製作部111、及作為一例之馬達控制部113a、113b、113c。
指令製作部111係與訓練指示部5可傳送及接收訊號地連接。指令製作部111係根據自訓練指示部5所傳送之第1動作模式執行指示、或第2動作模式執行指示，決定以哪一個動作模式來控制Y軸方向傾動馬達135a、X軸方向傾動馬達135b及伸縮馬達359。此外，於第2動作模式之執行時，指令製作部111係自訓練指示部5接收操作桿3之訓練指示。藉此，於第2動作模式之執行時，指令製作部111可根據操作桿3之訓練指示(動作指令)，來計算用以控制上述馬達之馬達控制指令(第2馬達控制指令)。
此外，指令製作部111係與Y軸方向力量檢測部175、X軸方向力量檢測部177及伸長檢測部393電性連接。藉此，指令製作部111可輸入表示X軸方向之力量成分之X軸方向力量成分訊號、表示Y軸方向之力量成分之Y軸方向力量成分訊號、及表示操作桿3之長度方向之力量成分之長度方向力量成分訊號。其結果，於第1動作模式之執行時，指令製作部111可根據上述X軸方向力量成分訊號、Y軸方向力量成分訊號、及長度方向力量成分訊號，來計算用以控制上述馬達之馬達控制指令(第1馬達控制指令)。
此外，於第2動作模式之執行時，指令製作部111也可依據需要，而將X軸方向力量成分訊號、Y軸方向力量成分訊號及長度方向力量成分訊號，作為上述力感測觸發來使用。
而且，指令製作部111係可傳送及接收訊號地與馬達控制部113a、113b、113c連接。藉此，指令製作部111可分別對馬達控制部113a、113b、113c輸出用以控制所對應之Y軸方向傾動馬達135a、X軸方向傾動馬達135b及伸縮馬達359之指令(馬達控制指令)。
本實施形態之指令製作部111，係根據所執行之動作模式，來決定輸出之馬達控制指令。具體而言，在根據被施加於操作桿3之力量而使操作桿3動作之第1動作模式之執行時，指令製作部111係將根據X軸方向力量成分訊號、Y軸方向力量成分訊號、長度方向力量成分訊號所算出之第1馬達控制指令，作為馬達控制指令而輸出。另一方面，於根據訓練程式所指示之訓練指示而使操作桿3動作之第2動作模式之執行時，則將根據訓練指示(動 作指令)所算出之第2馬達控制指令，作為馬達控制指令而輸出。
藉此，指令製作部111可依據執行中之動作模式(訓練程式)，輸出適當之馬達控制指令。其結果，訓練裝置100可依據訓練程式(動作模式)，使操作桿3適當地動作。
此外，指令製作部111係可傳送及接收訊號地與第1旋轉資訊輸出感測器135a-1、第2旋轉資訊輸出感測器135b-1、及第3旋轉資訊輸出感測器359-1連接。藉此，指令製作部111可根據分別自第1旋轉資訊輸出感測器135a-1、第2旋轉資訊輸出感測器135b-1及第3旋轉資訊輸出感測器359-1所輸出之脈衝訊號，得知所對應之Y軸方向傾動馬達135a、X軸方向傾動馬達135b及伸縮馬達359之旋轉量。其結果，指令製作部111可根據上述3個馬達之旋轉量，一邊確認操作桿3之位置(傾動角度、操作桿長度)，一邊控制操作桿3。具體而言，指令製作部111可一邊確認操作桿3之位置，從而確認操作桿3是否位於被指定之動作範圍內，一邊控制操作桿3。再者，對指令製作部111之構成之細節，將於後說明。
馬達控制部113a、113b、113c係可傳送及接收訊號地與指令製作部111連接。因此，馬達控制部113a、113b、113c可自指令製作部111接收馬達控制指令。此外，馬達控制部113a、113b、113c分別電性連接於Y軸方向傾動馬達135a、X軸方向傾動馬達135b及伸縮馬達359。因此，馬達控制部113a、113b、113c可根據所接收之馬達控制指令來控制上述馬達。
而且，馬達控制部113a、113b、113c分別可傳送及接收訊號地連接於Y軸方向傾動馬達135a用之第1旋轉資訊輸出 感測器135a-1、X軸方向傾動馬達135b用之第2旋轉資訊輸出感測器135b-1、伸縮馬達359用之第3旋轉資訊輸出感測器359-1。
第1旋轉資訊輸出感測器135a-1、第2旋轉資訊輸出感測器135b-1、第3旋轉資訊輸出感測器359-1，分別被固定於Y軸方向傾動馬達135a之輸出旋轉軸、X軸方向傾動馬達135b之輸出旋轉軸、伸縮馬達359之輸出旋轉軸。藉此，第1旋轉資訊輸出感測器135a-1、第2旋轉資訊輸出感測器135b-1、第3旋轉資訊輸出感測器359-1，可分別輸出Y軸方向傾動馬達135a之旋轉量、X軸方向傾動馬達135b之旋轉量、伸縮馬達359之旋轉量。其結果，第1旋轉資訊輸出感測器135a-1、第2旋轉資訊輸出感測器135b-1、第3旋轉資訊輸出感測器359-1，可分別根據Y軸方向傾動馬達135a之旋轉量、X軸方向傾動馬達135b之旋轉量、伸縮馬達359之旋轉量，來檢測與操作桿3可動作之自由度方向對應之操作桿3之動作位置。
具體而言，第1旋轉資訊輸出感測器135a-1，可根據Y軸方向傾動馬達135a之旋轉量，來檢測操作桿3之Y軸方向之動作位置(傾動角度)。此外，第2旋轉資訊輸出感測器135b-1，可根據X軸方向傾動馬達135b之旋轉量，來檢測操作桿3之X軸方向之動作位置(傾動角度)。而且，第3旋轉資訊輸出感測器359-1，可根據伸縮馬達359之旋轉量，來檢測操作桿3之長度方向之動作位置。
作為第1旋轉資訊輸出感測器135a-1、第2旋轉資訊輸出感測器135b-1、第3旋轉資訊輸出感測器359-1，可使用可測量馬達之輸出旋轉軸之旋轉量之感測器。作為如此之感測器，例 如，可適當地使用增量型編碼器或絕對型編碼器等編碼器。於使用編碼器作為感測器之情形時，第1旋轉資訊輸出感測器135a-1、第2旋轉資訊輸出感測器135b-1、及第3旋轉資訊輸出感測器359-1，分別輸出與Y軸方向傾動馬達135a之旋轉量、X軸方向傾動馬達135b之旋轉量、伸縮馬達359之旋轉量對應之脈衝訊號。
如此，藉由馬達控制部113a、113b、113c與測量馬達之輸出旋轉軸之旋轉量之第1旋轉資訊輸出感測器135a-1、第2旋轉資訊輸出感測器135b-1、第3旋轉資訊輸出感測器359-1連接，馬達控制部113a、113b、113c可考慮實際之馬達之旋轉量等，來控制上述馬達。作為上述馬達控制部113a、113b、113c，例如，可採用利用反饋控制理論之馬達控制裝置(馬達控制電路)等。
II指令製作部之構成
其次，使用圖6對指令製作部111之構成細節進行說明。指令製作部111具有動作指令部1111、傳送切換部1113、及3個馬達控制指令部1115a、1115b、1115c。動作指令部1111係構成為可與訓練指示部5傳送及接收訊號。因此，動作指令部1111可自訓練指示部5接收第1動作模式執行指示、或第2動作模式執行指示。此外，動作指令部1111係自訓練指示部5接收訓練程式所指定之訓練指示。
動作指令部1111係於接收到第2動作模式執行指示(第2動作模式之執行時)之情形時，根據訓練程式所指定之訓練指示，來製作指示操作桿3之動作之動作指令。
此外，動作指令部1111係可傳送及接收訊號地與Y軸方向力量檢測部175、X軸方向力量檢測部177、及伸長檢測部 393連接。因此，動作指令部1111可依據需要，輸入操作桿3各自由度方向(X軸方向、Y軸方向、及長度方向)之力量成分訊號。其結果，於第2動作模式之執行時，動作指令部1111係於需要力量成分訊號之情形時(例如，作為力感測觸發等來使用之情形時)，可更迅速地輸入力量成分訊號。
而且，動作指令部1111係可傳送及接收訊號地與第1旋轉資訊輸出感測器135a-1、第2旋轉資訊輸出感測器135b-1、第3旋轉資訊輸出感測器359-1連接。藉此，各旋轉資訊輸出感測器之輸出值被通報至動作指令部1111，而可根據該輸出，輸入操作桿3之各自由度方向(X軸方向、Y軸方向及長度方向)之位置資訊，來作為各馬達控制指令。再者，作為變形例，也可不於動作指令部1111連接上述各旋轉資訊輸出感測器。於該情形時，自各馬達控制指令部所連接之對應之旋轉資訊輸出感測器，接收上述各自由度方向之位置資訊。
此外，動作指令部1111係將自上述各感測器直接取得、或經由馬達控制指令部取得之其他軸之自由度方向之位置資訊傳送至各馬達控制指令部。例如，對馬達控制指令部1115a，傳送未與該馬達控制指令部1115a連接之第2旋轉資訊輸出感測器135b-1及第3旋轉資訊輸出感測器359-1之位置資訊。
而且，動作指令部1111係可傳送及接收訊號地與傳送切換部1113之輸入a連接。藉此，於第2動作模式之執行時，動作指令部1111可將算出之動作指令傳送至傳送切換部1113。其結果，動作指令部1111所算出之動作指令，係經由傳送切換部1113而分別被傳送至3個馬達控制指令部1115a、1115b、1115c。
另一方面，動作指令部1111也可於第1動作模式之執行時，依據需要來輸出操作桿3之各自由度方向(於本實施形態中，X軸方向、Y軸方向、及操作桿3之長度方向之3自由度方向)之位置資訊。藉此，3個馬達控制指令部1115a、1115b、1115c，分別可參照上述3自由度方向之位置資訊。
於本實施形態中，傳送切換部1113具有一個輸入a、及3個輸出b、c、d。傳送切換部1113係以既定之周期選擇要與一個輸入a連接之輸出b、c、d，並將所選擇之輸出與輸入a相連接。藉此，傳送切換部1113即能以既定之周期將被輸入至輸入a之訊號，依序傳送至3個馬達控制指令部1115a、1115b、1115c中之任一者。
傳送切換部1113之輸入a係可傳送及接收訊號地與動作指令部1111連接。因此，於第2動作模式之執行時，傳送切換部1113即能以上述既定之周期，將由動作指令部1111所算出且包含操作桿3之目標位置及移動速度等之動作指令，依序傳送至3個馬達控制指令部1115a、1115b、1115c中之任一者。另一方面，於第1動作模式之執行時，於動作指令部1111輸出操作桿3之3個自由度方向之位置資訊之情形時，傳送切換部1113係以既定之周期，將上述3個自由度方向之位置資訊傳送至3個馬達控制指令部1115a、1115b、1115c中之任一者。
傳送切換部1113也可藉由具有一個輸入a及3個輸出b、c、d，並根據來自動作指令部1111等之訊號，來連接輸入a與所選擇之一個輸出之開關等，而以硬體的方式來實現。或者，也可構成為個別對3個馬達控制指令部1115a、1115b、1115c之各者 預先分配通信位址(例如，個別之ID、IP位址、埠編號等)，傳送切換部1113再將來自動作指令部1111之訊號傳送至藉由動作指令部1111等所指定之通信位址。於該情形時，傳送切換部1113也可包含於構成控制部11之微電腦系統中，而作為控制連接有上述3個馬達控制指令部之通信介面之程式來實現。此外，於該情形時，動作指令部1111也可以既定之周期，將包含欲傳送之訊號及作為該欲傳送之訊號之傳送目的地之通信位址之通信封包，傳送至傳送切換部1113。
3個馬達控制指令部1115a、1115b、1115c分別可傳送及接收訊號地被連接於傳送切換部1113之輸出b、c、d。因此，3個馬達控制指令部1115a、1115b、1115c可分別經由傳送切換部1113，以既定之周期而自動作指令部1111輸入上述動作指令(第2動作模式之執行時)及/或3自由度方向之位置資訊與力量成分訊號(依據需要)。
藉由自動作指令部1111輸入動作指令及/或3自由度方向之位置資訊及力量成分訊號，3個馬達控制指令部1115a、1115b、1115c可分別計算用以根據上述動作指令來控制對應之馬達135a、135b、359之第2馬達控制指令。具體而言，馬達控制指令部1115a係計算用於藉由馬達控制部113a所控制之Y軸方向傾動馬達135a之第2馬達控制指令。馬達控制指令部1115b係計算用於藉由馬達控制部113b控制之X軸方向傾動馬達135b之第2馬達控制指令。而馬達控制指令部1115c則計算用於藉由馬達控制部113c控制之伸縮馬達359之第2馬達控制指令。
再者，於控制部11由複數個微電腦系統構成之情形 時，可藉由個別之微電腦系統分別構成3個馬達控制指令部1115a、1115b、1115c。亦即，3個馬達控制指令部1115a、1115b、1115c可分別各自具備有CPU；RAM、ROM等儲存裝置；電氣訊號轉換介面(電氣訊號轉換電路)；及通信介面(通信電路)。於該情形時，可將3個馬達控制指令部1115a、1115b、1115c之功能分散於複數個微電腦系統。此外，如上述，於3個馬達控制指令部1115a、1115b、1115c分別由個別之微電腦系統構成之情形時，動作指令部1111也可為個別之微電腦系統，該微電腦系統具備有CPU；RAM、ROM等儲存裝置；及通信介面(通信電路)。
此外，3個馬達控制指令部1115a、1115b、1115c，分別可傳送及接收訊號地與對應之力量檢測部連接。具體而言，馬達控制指令部1115a係可傳送及接收訊號地與Y軸方向力量檢測部175連接。馬達控制指令部1115b係可傳送及接收訊號地與X軸方向力量檢測部177連接。馬達控制指令部1115c係可傳送及接收訊號地與伸長檢測部393連接。
藉此，於第1動作模式之執行時，3個馬達控制指令部1115a、1115b、1115c可分別根據自對應之力量檢測部所輸入之力量成分訊號，來計算用以控制對應之馬達135a、135b、359之第1馬達控制指令。
具體而言，馬達控制指令部1115a可根據自Y軸方向力量檢測部175所輸出之Y軸方向力量成分訊號，來計算用以控制藉由馬達控制部113a所控制之Y軸方向傾動馬達135a之第1馬達控制指令。馬達控制指令部1115b係根據自X軸方向力量檢測部177所輸出之X軸方向力量成分訊號，來計算用以控制藉由馬達控 制部113b控制之X軸方向傾動馬達135b之第1馬達控制指令。而馬達控制指令部1115c係根據自伸長檢測部393所輸出之長度方向力量成分訊號，來計算用以控制藉由馬達控制部113c控制之伸縮馬達359之第1馬達控制指令。
此外，如上述，藉由於3個馬達控制指令部1115a、1115b、1115c分別連接對應之Y軸方向力量檢測部175、X軸方向力量檢測部177及伸長檢測部393，3個馬達控制指令部1115a、1115b、1115c能以相較於經由傳送切換部1113所取得對應之力量成分訊號更高之頻率來取得對應之力量成分訊號。其結果，即使被施加於操作桿3之力量有變動，3個馬達控制指令部1115a、1115b、1115c也可算出對應於該力量之變動之第1馬達控制指令。而且，其結果，即使被施加於操作桿3之力量有變動，仍可追隨該變動適當地控制操作桿3。
而且，於3個馬達控制指令部1115a、1115b、1115c，分別可傳送及接收訊號地連接有對應之第1旋轉資訊輸出感測器135a-1、第2旋轉資訊輸出感測器135b-1、及第3旋轉資訊輸出感測器359-1。藉此，3個馬達控制指令部1115a、1115b、1115c，可分別根據對應之操作桿3Y軸方向之位置資訊(傾動角度)、X軸方向之位置資訊(傾動角度)、及操作桿3長度方向之位置資訊，來計算對應之第1馬達控制指令。
其結果，訓練裝置100可一邊確認操作桿3之位置(動作位置)，一邊適當地控制操作桿3。
此外，3個馬達控制指令部1115a、1115b、1115c，分別可傳送及接收訊號地與訓練指示部5連接。藉此，3個馬達控 制指令部1115a、1115b、1115c，可分別自訓練指示部5接收第1動作模式執行指示、或第2動作模式執行指示中之任一者。再者，上述3個馬達控制指令部，也可自動作指令部1111接收上述第1動作模式執行指示或第2動作模式執行指示。
3個馬達控制指令部1115a、1115b、1115c係進行切換，而分別於接收到第1動作模式執行指示時(第1動作模式之執行時)，將第1馬達控制指令，於接收到第2動作模式執行指示時(第2動作模式之執行時)，將第2馬達控制指令，作為馬達控制指令而輸出至對應之馬達控制部113a、113b、113c。
藉此，訓練裝置100可依據複數個動作模式，選擇適當之馬達控制指令。其結果，訓練裝置100可依據動作模式，適當地使操作桿3動作。
III.馬達控制指令部之構成
其次，使用圖7對第1實施形態之訓練裝置之馬達控制指令部1115a、1115b、1115c之構成進行說明。於以下之說明中，以馬達控制指令部1115a為例，對馬達控制指令部1115a、1115b、1115c之構成進行說明。其原因在於其他馬達控制指令部1115b及1115c之構成，係與馬達控制指令部1115a之構成相同。馬達控制指令部1115a具有第1指令計算部1115a-1、第2指令計算部1115a-3、及控制指令切換部1115a-5。再者，以下所說明之第1指令計算部1115a-1、第2指令計算部1115a-3及控制指令切換部1115a-5之各功能，也可作為各馬達控制指令部所執行之程式而實現。
於第1指令計算部1115a-1，可傳送及接收訊號地連 接有對應之力量檢測部(於馬達控制指令部1115a之情形時，為Y軸方向力量檢測部175)。因此，第1指令計算部1115a-1，可根據由對應之力量檢測部(Y軸方向力量檢測部175)所輸出之力量成分訊號(Y軸方向力量成分訊號)，來計算第1馬達控制指令。第1馬達控制指令係用以根據所檢測出之力量成分(Y軸方向力量成分訊號)來控制對應之馬達(馬達135a)之馬達控制指令。
藉由於第1指令計算部1115a-1連接有對應之力量檢測部(Y軸方向力量檢測部)，第1指令計算部1115a-1，能以較高頻率取得對應之力量成分訊號(Y軸方向力量成分訊號)。其結果，即使被施加於操作桿3之力量有變動，第1指令計算部1115a-1也可算出對應於該力量之變動之第1馬達控制指令。其結果，可追隨被施加於操作桿3之力量之變化，而適當地控制操作桿3。
此外，於第1指令計算部1115a-1，可傳送及接收訊號地連接有對應之旋轉資訊輸出感測器(第1旋轉資訊輸出感測器135a-1)。藉此，第1指令計算部1115a-1可根據由對應之旋轉資訊輸出感測器(第1旋轉資訊輸出感測器135a-1)所檢測出之動作位置(Y軸方向之動作位置(傾動角度))，來計算第1馬達控制指令。其結果，第1指令計算部1115a-1，可一邊確認操作桿3之位置(動作位置(傾動角度))，一邊算出可適當地控制馬達135a(操作桿3)之第1馬達控制指令。
而且，第1指令計算部1115a-1，係以既定之周期自動作指令部1111接收步進值之設定值。所謂步進值係用以決定使操作桿3之動作速度成為最大之被施加於操作桿3之力量之值。亦即，步進值係決定相對於被施加於操作桿3之力量之操作桿3之回 應靈敏度之值。
藉此，在根據被施加於操作桿3之力量而使操作桿3動作之第1動作模式之執行時，第1指令計算部1115a-1可算出基於患者等所期望之回應靈敏度之第1馬達控制指令。其結果，可調整第1動作模式之執行時操作桿3之操作性。此外，藉由自動作指令部1111輸出上述步進值，可於動作指令部1111一元化地管理步進值。
再者，上述步進值也可於第1動作模式之執行中進行變更。亦即，於第1動作模式之執行中，在訓練指示部5等之步進值之設定值被變更之情形時，動作指令部1111會將更新之步進值通知第1指令計算部1115a-1。藉此，於第1動作模式之執行中，可適當地調整操作桿3之操作性。
而且，第1指令計算部1115a-1，也能以既定之周期並依據需要而自動作指令部1111接收其他自由度方向(於第1指令計算部1115a-1之情形時，為X軸方向及操作桿3之長度方向)之力量成分訊號及/或動作位置。藉此，第1指令計算部1115a-1也可參照其他自由度方向之資訊。
此外，第1指令計算部1115a-1係可傳送及接收訊號地與控制指令切換部1115a-5之2個輸入中的一個(輸入e)連接。藉此，第1指令計算部1115a-1，可將所算出之第1馬達控制指令輸出至控制指令切換部1115a-5之輸入e。
第2指令計算部1115a-3，係構成為能以既定之周期自動作指令部1111接收由動作指令部1111所算出之動作指令。藉此，第2指令計算部1115a-3，可算出基於所接收之動作指令之第2 馬達控制指令。亦即，於第2動作模式之執行時，第2指令計算部1115a-3可根據訓練程式所指定之訓練指示，來計算用以控制對應之馬達(馬達135a)之第2馬達控制指令。
此外，第2指令計算部1115a-3係可傳送及接收訊號地與控制指令切換部1115a-5之2個輸入中，與連接有第1指令計算部1115a-1之輸入不同之輸入(輸入f)連接。藉此，第2指令計算部1115a-3可將所算出之第2馬達控制指令輸出至控制指令切換部1115a-5之輸入f。
控制指令切換部1115a-5具有2個輸入e、f及一個輸出g。此外，控制指令切換部1115a-5係自訓練指示部5接收第1動作模式執行指示或第2動作模式執行指示。藉此，控制指令切換部1115a-5於接收第1動作模式執行指示時(即，第1動作模式之執行時)，可將輸入e與輸出g連接。另一方面，於接收到第2動作模式執行指示時(即，第2動作模式之執行時)，可將輸入f與輸出g連接。
如上述，於控制指令切換部1115a-5之輸入e連接有第1指令計算部1115a-1，而於輸入f連接有第2指令計算部1115a-3。此外，輸出g係可傳送及接收訊號地與對應之馬達控制部(馬達控制部113a)連接。因此，於第1動作模式之執行時，控制指令切換部1115a-5可將自第1指令計算部1115a-1所輸出之第1馬達控制指令，作為馬達控制指令而輸出至對應之馬達控制部113a。另一方面，於第2動作模式之執行時，控制指令切換部1115a-5可將自第2指令計算部1115a-3所輸出之第2馬達控制指令，作為馬達控制指令而輸出至對應之馬達控制部113a。
藉此，控制指令切換部1115a-5可依據複數個動作模式，來選擇適當之馬達控制指令，並輸出至對應之馬達控制部113a。其結果，對應之馬達135a係根據適當之馬達控制指令而被適當地控制。藉此，訓練裝置100可依據動作模式，適當地使操作桿3動作。
(5)訓練裝置之動作 I.訓練裝置之基本動作
其次，使用圖8A對第1實施形態之訓練裝置100之基本動作進行說明。圖8A為顯示訓練裝置之基本動作之流程圖。於以下之動作之說明中，在說明與馬達控制指令部1115a、1115b、1115c相關之動作時，以複數個馬達控制指令部1115a、1115b、1115c中的馬達控制指令部1115a之動作為例進行說明。其理由在於在其他之馬達控制指令部1115b、1115c也進行相同之動作。
若訓練裝置100開始動作，首先，於訓練指示部5會選擇使操作桿3以第1動作模式進行動作，或者，使操作桿3以第2動作模式進行動作(步驟S1)。
具體而言，於訓練指示部5，在選擇上述自由模式作為訓練程式之情形時，會選擇根據被施加在操作桿3之力量使操作桿3動作之第1動作模式，來作為動作模式。另一方面，於訓練指示部5，在選擇上述自由模式以外之模式作為訓練程式之情形時，會選擇根據訓練程式所指定之訓練指示使操作桿3動作之第2動作模式，來作為動作模式。
於訓練指示部5選擇動作模式之後，訓練指示部5係通知控制部11，使操作桿3以第1動作模式或第2動作模式中之 任一動作模式來進行動作。具體而言，於選擇第1動作模式作為動作模式之情形時，訓練指示部5係將傳送第1動作模式執行指示傳送至控制部11。另一方面，於選擇第2動作模式作為動作模式之情形時，訓練指示部5係將第2動作模式執行指示傳送至控制部11。
若控制部11自訓練指示部5接收到第1動作模式執行指示(步驟S1中，「第1動作模式」之情況)，馬達控制指令部1115a之控制指令切換部1115a-5便將輸入e與輸出g連接。藉此，自馬達控制指令部1115a便輸出第1指令計算部1115a-1所算出之第1馬達控制指令，作為用於對應之馬達135a之馬達控制指令。
其結果，上述對應之馬達135a係藉由馬達控制部113a，並根據基於被施加在操作桿3之力量之第1馬達控制指令而被控制。亦即，操作桿3係根據被施加在操作桿3之力量而動作(即，執行第1動作模式)(步驟S2)。
另一方面，若控制部11自訓練指示部5接收到第2動作模式執行指示(步驟S1中「第2動作模式」之情形)，馬達控制指令部1115a之控制指令切換部1115a-5便將輸入f與輸出g連接。藉此，自馬達控制指令部1115a便輸出第2指令計算部1115a-3所算出之第2馬達控制指令，作為用於對應之馬達135a之馬達控制指令。
其結果，上述對應之馬達135a係藉由馬達控制部113a，並根據基於自動作指令部1111所輸出之動作指令之第2馬達控制指令而被控制。亦即，操作桿3係根據訓練程式指定之訓練指示而動作(即，執行第2動作模式)(步驟S3)。
如此，藉由依據訓練程式來選擇適當之動作模式，並 根據所選擇之動作模式(第1動作模式或第2動作模式)來選擇用以控制操作桿3(馬達135a、135b、359)之馬達控制指令(第1馬達控制指令或第2馬達控制指令)，訓練裝置100可依據訓練程式，適當地使操作桿3動作。
II.第1動作模式之執行時之訓練裝置之動作
其次，使用圖8B對上述步驟S2中第1動作模式之執行時訓練裝置100的動作之細節進行說明。圖8B為顯示第1實施形態之訓練裝置之第1動作模式之執行時之訓練裝置的動作之流程圖。若開始第1動作模式之執行，首先，第1指令計算部1115a-1便自被連接於第1指令計算部1115a-1之Y軸方向力量檢測部175，接收自Y軸方向力量檢測部175所輸出之Y軸方向力量成分訊號(步驟S21)。藉此，第1指令計算部1115a-1，可取得被施加於操作桿3之力量之Y軸方向之力量成分，來作為力量成分訊號。
此外，於上述步驟S21中，第1指令計算部1115a-1，係自對應之旋轉資訊輸出感測器(第1旋轉資訊輸出感測器135a-1)，取得操作桿3之(Y軸方向之)動作位置(傾動角度)。藉此，第1指令計算部1115a-1，可一邊確認操作桿3之動作位置(傾動角度)，一邊計算第1馬達控制指令。
而且，第1指令計算部1115a-1係依據需要，而自動作指令部1111接收其他自由度方向(X軸方向及/或操作桿3之長度方向)之動作位置及/或力量成分訊號。藉此，第1指令計算部1115a-1便可一邊參照其他自由度方向之資訊，一邊計算第1馬達控制指令。
具體而言，例如，第1指令計算部1115a-1，可確認操作桿3之動作位置是否在操作桿3之動作範圍內，再執行既定之 處理。
其次，第1指令計算部1115a-1係根據所取得之Y軸方向力量成分訊號，來計算用以控制對應之馬達135a之第1馬達控制指令(步驟S22)。具體而言，依據所取得之Y軸方向力量成分訊號之訊號值(即，Y軸方向之力量成分之大小)，來計算決定操作桿3之動作速度(即，馬達135a之轉速)之第1馬達控制指令。
例如，第1指令計算部1115a-1係計算相對於Y軸方向力量成分訊號(力量成分之大小)之增加，而增加操作桿3之動作速度(馬達135a之轉速)之第1馬達控制指令。
於步驟S22在算出第1馬達控制指令後，第1指令計算部1115a-1係將所算出之第1馬達控制指令輸出至控制指令切換部1115a-5。於第1動作模式之執行時，由於控制指令切換部1115a-5連接著輸入e與輸出g，因此，自第1指令計算部1115a-1所輸出之第1馬達控制指令，係作為馬達控制指令而被輸出至對應之馬達控制部113a。其結果，對應之馬達135a係基於第1馬達控制指令而被控制(步驟S23)。亦即，對應之馬達135a係基於被施加在操作桿3之力量之Y軸方向之力量成分而被控制。
其次，第1指令計算部1115a-1係確認第1動作模式是否已結束(步驟S24)。具體而言，例如，於自訓練指示部5指示有上述自由模式之執行之停止之情形時等，第1指令計算部1115a-1可確認第1動作模式是否已結束。
於判斷為第1動作模式已結束之情形時(步驟S24中「Yes」之情形)，第1指令計算部1115a-1係停止力量之檢測，並停止第1馬達控制指令之計算(第1動作模式之結束)。另一方面，於 判斷為第1動作模式執行中(持續中)之情形時(步驟S24中「No」之情形)，第1指令計算部1115a-1係返回步驟S21，持續進行力量之檢測與第1馬達控制指令之計算。
如上述，於第1動作模式之執行中，第1指令計算部1115a-1會隨時接收自對應之力量檢測部(Y軸方向力量檢測部175)所輸出之力量成分訊號，並根據所接收之力量成分訊號來計算第1馬達控制指令。此外，如上述，於第1指令計算部1115a-1，直接連接有對應之力量檢測部(Y軸方向力量檢測部175)。
藉此，第1指令計算部1115a-1，可以較後述之動作指令之接收頻率更高之頻率，來取得對應之力量成分訊號(Y軸方向力量成分訊號)。其結果，即使被施加於操作桿3之力量有變動，第1指令計算部1115a-1也可正確地掌握力量之變動。
藉由第1指令計算部1115a-1正確地掌握力量(力量成分訊號)之變動，則即使被施加於操作桿3之力量有變動，第1指令計算部1115a-1也可算出對應於該力量之變動之第1馬達控制指令。其結果，可追隨被施加於操作桿3之力量之變化，而適當地控制操作桿3。
III.第2動作模式之執行時之訓練裝置之動作
其次，使用圖8C對上述步驟S3中第2動作模式之執行時訓練裝置100的動作之細節進行說明。圖8C為顯示第1實施形態之訓練裝置之第2動作模式之執行時之訓練裝置的動作之流程圖。於訓練裝置100中，若開始第2動作模式之執行，首先，訓練指示部5便將對應於上述訓練程式之訓練指示，傳送至動作指令部1111。再者，訓練指示部5可一次就將訓練指示傳送至動作指令部1111，也 可分數次進行傳送。此外，也可依據訓練程式、動作模式來決定是一次就傳送訓練指示，還是分數次來傳送訓練指示。
若自訓練指示部5接收到訓練指示，動作指令部1111便根據所接收之訓練指示，來計算操作桿3之動作指令。具體而言，例如，動作指令部1111係根據訓練指示，來計算指示操作桿3之動作速度(馬達135a之轉速)之動作指令。
其次，動作指令部1111係經由傳送切換部1113，將所算出之動作指令分別傳送至3個馬達控制指令部1115a、1115b、1115c。於自動作指令部1111將動作指令分別傳送至馬達控制指令部1115a、1115b、1115c時，傳送切換部1113係一次一個地選擇應與輸入a連接之輸出b、c、d，並將所選出之一個輸出b、c、d與輸入a連接。因此，某特定之一個輸出b、c、d，便會以既定之周期與輸入a連接。
其結果，動作指令部1111表面上便會以既定之周期將動作指令輸出至馬達控制指令部1115a、1115b、1115c中之任一者。
於動作指令部1111輸出動作指令之期間，馬達控制指令部1115a會確認是否已接收到動作指令(步驟S31)。於馬達控制指令部1115a尚未接收到動作指令之情形時(步驟S31中「No」之情況)，馬達控制指令部1115a便為了接收動作指令而進行待機。
另一方面，於馬達控制指令部1115a已接收到動作指令之情形時(步驟S31中「Yes」之情形)，馬達控制指令部1115a之第2指令計算部1115a-3便接收動作指令，並根據所接收到之動作指令，來計算第2馬達控制指令(步驟S32)。藉此，第2指令計算 部1115a-3係依照每接收動作指令之既定周期，來計算第2馬達控制指令。
第2指令計算部1115a-3所算出之第2馬達控制指令，具體而言，例如為追蹤動作指令所指示之操作桿3之動作速度(馬達135a之轉速)之馬達控制指令。
於步驟S32中在算出第2馬達控制指令之後，第2指令計算部1115a-3便將所算出之第2馬達控制指令，輸出至控制指令切換部1115a-5。於第2動作模式之執行時，由於控制指令切換部1115a-5係將輸入f與輸出g連接，因此自第2指令計算部1115a-3所輸出之第2馬達控制指令，便作為馬達控制指令而被輸出至對應之馬達控制部113a。其結果，對應之馬達135a係基於第2馬達控制指令而被控制(步驟S33)。亦即，對應之馬達135a係基於訓練程式所指定之訓練指示而被控制。
其次，第2指令計算部1115a-3係確認第2動作模式是否已結束(步驟S34)。具體而言，例如，於自訓練指示部5指示有執行上述第2動作模式之訓練程式之執行之停止之情形時等，第2指令計算部1115a-3可確認第2動作模式是否已結束。
於第2指令計算部1115a-3判斷為第2動作模式已結束之情形時(步驟S34中「Yes」之情形)，第2指令計算部1115a-3便停止動作指令之接收，並停止第2馬達控制指令之計算(第2動作模式之結束)。另一方面，於第2指令計算部1115a-3判斷為第2動作模式執行中(持續中)之情形時(步驟S34中「No」之情形)，第2指令計算部1115a-3便返回於步驟S31，並持續動作指令之接收與第2馬達控制指令之計算。
如上述，於第2動作模式之執行中，第2指令計算部1115a-3係於每接收到動作指令(即、每既定之周期)時，根據所接收到之動作指令，來計算第2馬達控制指令。如上述，即使第2馬達控制指令之算出頻率為接收動作指令之頻率(每既定之周期)左右，操作桿3仍可充分按照動作指令所指示之內容動作。
其原因在於被施加於操作桿3之力量雖有無規律地變動之可能性，但動作指令(訓練指示)係具有以確定之速度而於確定之路徑上移動之特性之指令。因此，基於如此之動作指令之第2馬達控制指令，即使以既定之周期(例如，數十ms級左右)之頻率被算出，所算出之第2馬達控制指令仍可充分地重現動作指令(訓練指示)。
另一方面，複數個馬達控制指令部1115a、1115b、1115c之第1指令計算部，分別根據有可能無規律地變動之力量，而高頻率地算出第1馬達控制指令(分散控制處理)。藉此，可提高第1動作模式執行時操作桿3之反應速度。
此外，於第2動作模式之執行時，由於依據動作模式之不同，會根據力感測觸發而開始操作桿3之操作，因此由動作指令部1111來算出第2馬達控制指令，並傳送至馬達控制指令部，更能提高操作桿3對力感測觸發之反應速度。
而且，藉由將由動作指令部1111所算出動作指令之傳送頻率設為上述每既定周期的程度，可使用更價廉之控制部11，且可一邊減少傳送切換部1113之通信雜訊，一邊將動作指令分別傳送至馬達控制指令部1115a、1115b、1115c。
(6)第2實施形態 I.力量成分訊號之修正
於上述第1實施形態之訓練裝置100中，來自對應之力量檢測部(Y軸方向力量檢測部175、X軸方向力量檢測部177及伸長檢測部393)之力量成分訊號分別被直接輸入至馬達控制指令部1115a、1115b、1115c(第1指令計算部)。然而，並不僅限於此。於第2實施形態之訓練裝置200中，進行自力量檢測部所輸出之力量成分訊號之訊號值之修正。以下，對如此之第2實施形態之訓練裝置200進行說明。
首先，對如第1實施形態之訓練裝置100之說明中所說明般使用電位計作為力量檢測部之情形之力量成分訊號之修正進行說明。使用電位計之力量成分測量，係藉由一邊將定電壓源等連接於電位計之1組參照電極間並施加電壓(或定電流)，一邊測量一個電阻測量電極與1組參照電極中與一個電極間的測量電壓值，而測量因上述力量所導致之傾動角度θF(即力量)。
惟，由於因上述力量所導致之傾動角度θF之大小相當微小，因此，因傾動角度θF之變化所得到之電壓變化也很微小。因此，於訓練裝置100中，會將該所得到之電壓變化放大而作為力量成分訊號。
於上述情形時，有時因力量所導致之傾動角度θF為0(即力量為0)時之訊號值、或相對於傾動角度θF之變化的測量電壓之變化等，會因電位計之特性變化(尤其是電阻值)而變動。亦即，於對操作桿3施加有相同大小之力量時，所能得到之力量成分訊號之訊號值有時就會不同。
此外，即使於使用特性完全相同之電位計之情形時， 力量成分訊號之相對於相同力量之訊號值，有時會因勢能附加構件179、391之個體差或電位計之個體差等特性之差異，而於各馬達控制指令部1115a、1115b、1115c中成為不同之訊號值。
因此，於第2實施形態之訓練裝置200中，以使力量成分訊號正確地對應於被施加在操作桿3之力量的方式對上述力量成分訊號之「偏差」進行修正。此外，如上所述，即使於使用特性完全相同之電位計之情形時，由於力量成分訊號之相對於相同力量之訊號值，有時會有於各馬達控制指令部1115a、1115b、1115c成為不同訊號值之情形，因此，上述力量成分訊號之修正，係於各馬達控制指令部1115a、1115b、1115c中個別地進行。
II.第2實施形態之訓練裝置之構成
其次，使用圖9對進行上述力量成分訊號之修正之第2實施形態之訓練裝置200的3個馬達控制指令部2115a、2115b、2115c之構成進行說明。
第2實施形態之訓練裝置200，除分別於3個馬達控制指令部進一步具備有力量成份訊號修正部外，還具備有與第1實施形態之訓練裝置100大致相同之構成。因此，於以下之說明中，省略馬達控制指令部之說明以外之說明。
此外，於以下之說明中，以馬達控制指令部2115a之構成為例進行說明。其原因在於其他馬達控制指令部2115b、2115c也具有與馬達控制指令部2115a相同之構成。再者，以下要說明之馬達控制指令部2115a、2115b、2115c各元件之功能，也可作為於構成控制部11之微電腦系統、或構成各馬達控制指令部2115a、2115b、2115c之微電腦系統中進行動作之程式所實現。
第2實施形態之訓練裝置200之馬達控制指令部2115a，具有第1指令計算部2115a-1、第2指令計算部2115a-3、控制指令切換部2115a-5、及力量成分訊號修正部2115a-7。再者，由於上述第2指令計算部2115a-3及上述控制指令切換部2115a-5，分別具有與第1實施形態之訓練裝置100之第2指令計算部1115a-3及控制指令切換部1115a-5相同之構成及功能，因此省略說明。
第1指令計算部2115a-1係與第1實施形態之第1指令計算部1115a-1同樣地，根據藉由對應之力量檢測部(Y軸方向力量檢測部175)所輸出之力量成分訊號(Y軸方向力量成分訊號)，來計算第1馬達控制指令。
惟，第2實施形態之第1指令計算部2115a-1，係經由力量成分訊號修正部2115a-7而與Y軸方向力量檢測部175連接。因此，第1指令計算部2115a-1可接收經飄移修正之力量成分訊號，來作為力量成分訊號。
此外，第1指令計算部2115a-1，於算出第1馬達控制指令時，係參照被儲存於力量成分訊號修正部2115a-7之校正資料，並根據該校正資料，來計算力量成分值。力量成分值係施加於操作桿3之力量之各自由度方向之成分值。並且，第1指令計算部2115a-1係根據上述力量成分值，來計算第1馬達控制指令。
藉此，即使複數個力量檢測部之特性不同、或因時間經過的變化與溫度變化等導致力量檢測部之特性產生變化，仍可藉由複數個力量檢測部，正確地檢測出被施加於操作桿3之力量(力量成分)。並且，可根據正確地檢測出之力量，使操作桿3更正確地動作。
力量成分訊號修正部2115a-7，係可傳送及接收訊號地與對應之力量檢測部(Y軸方向力量檢測部175)連接。因此，力量成分訊號修正部2115a-7，可接收來自對應之力量檢測部(Y軸方向力量檢測部175)之力量成分訊號。
此外，力量成分訊號修正部2115a-7係構成為可與動作指令部1111傳送及接收訊號。因此，當於動作指令部1111生成更新校正資料時，力量成分訊號修正部2115a-7可自動作指令部1111接收更新校正資料。藉此，力量成分訊號修正部2115a-7可更新所儲存之校正資料。
而且，力量成分訊號修正部2115a-7係構成為，例如可自動作指令部1111接收飄移修正指令。飄移修正指令也可自訓練指示部5輸出。藉此，力量成分訊號修正部2115a-7係於接收到飄移修正指令時，可算出要對所接收到之力量成分訊號進行飄移修正時使用之飄移修正值。
此外，力量成分訊號修正部2115a-7係可傳送及接收訊號地與第1指令計算部2115a-1連接。因此，力量成分訊號修正部2115a-7可將經飄移修正之力量成分訊號及校正資料，傳送至第1指令計算部2115a-1。
III.力量成分訊號修正部之構成
以下，使用圖10對力量成分訊號修正部2115a-7之構成之細節進行說明。力量成分訊號修正部2115a-7具有飄移修正部2115a-71、及校正資料儲存部2115a-73。飄移修正部2115a-71係可傳送及接收訊號地與力量檢測部(Y軸方向力量檢測部175)及第1指令計算部2115a-1連接。因此，飄移修正部2115a-71可接收力量 檢測訊號。此外，飄移修正部2115a-71可將飄移修正後之力量成分訊號，輸出至第1指令計算部2115a-1。
此外，飄移修正部2115a-71係構成為可接收飄移修正指令。藉此，飄移修正部2115a-71在接收到飄移修正指令時，可對所接收之力量檢測訊號進行飄移修正。
此處，對飄移修正部2115a-71所執行之飄移修正進行說明。如上所述，構成力量檢測部(Y軸方向力量檢測部175)之電位計之特性，會因溫度等之影響而變動。如此，若特性變動，流動於構成力量檢測部之電位計之電流值便會變動。於該情形時，在傾動角度θF成為0(即力量為0)時之力量成分訊號之訊號值，會因該特性變動而變動。將如此之力量為0時之力量成分訊號之訊號值之變動，稱為「飄移」。
飄移修正部2115a-71係對所接收之力量成分訊號進行去除上述飄移之處理(飄移修正)，並將飄移修正後之力量成分訊號傳送至第1指令計算部。具體而言，飄移修正部2115a-71係根據預先決定之力量為0(傾動角度θF為0)時之力量成分訊號之訊號值、與實際之力量成分訊號之訊號值(測量值)的訊號值差(飄移修正值)，來對所接收之力量成分訊號進行飄移修正，該實際之力量成分訊號之訊號值係操作桿3之動作位置(傾動角度)為0(有時亦稱為基準位置)且於操作桿3未施加有力時(即、各自由度方向之力量成分為0)的力量成分訊號之訊號值。
藉此，可修正起因於力量檢測部(Y軸方向力量檢測部175)因外部溫度之變動等所導致特性之變化之力量成分訊號之飄移。其結果，即使力量檢測部之特性產生變化，也可輸出對應於 被施加在操作桿3之力量(力量成分)之正確的力量成分訊號。
校正資料儲存部2115a-73係對應於構成控制部11或馬達控制指令部2115a之微電腦系統之儲存裝置(RAM、ROM、硬碟等)之記憶區域者。校正資料儲存部2115a-73係儲存校正資料。校正資料儲存部2115a-73係於第1指令計算部2115a-1參照校正資料時，將該校正資料傳送至第1指令計算部2115a-1。校正資料係表示自對應之力量檢測部(Y軸方向力量檢測部175)所輸出之力量成分訊號(Y軸方向力量成分訊號)之訊號值、與對應之力量檢測部(Y軸方向力量檢測部175)所檢測出之力量成分(Y軸方向之力量成分)之大小的關係之資料。
亦即，校正資料係表示被施加於操作桿3之力量之相對於力量成分訊號之訊號值之變化的變化量之資料。此外，如後所述，校正資料，係對於3個力量修正部(Y軸方向力量檢測部175、X軸方向力量檢測部177、伸長檢測部393)，分別個別地保有與被施加於操作桿3之力量之相對於力量成分訊號之訊號值之變化的變化量相關之資訊。
藉由第1指令計算部2115a-1使用上述校正資料而自力量成分訊號算出力量成分，則即使力量檢測部(Y軸方向力量檢測部175)之特性與其他力量檢測部不同，或因訓練裝置長時間之使用等導致力量檢測部(Y軸方向力量檢測部175)之特性產生變動，仍可正確地算出被施加於操作桿3之力量(力量成分)。
此外，校正資料儲存部2115a-73係構成為可自動作指令部1111接收更新校正資料。藉此，校正資料儲存部2115a-73，可取代現在所儲存之校正資料，而將所接收之更新校正資料儲存為 新的校正資料。其結果，即使力量檢測部(Y軸方向力量檢測部175)或勢能附加構件179之個體差因長時間使用而產生變化，校正資料儲存部2115a-73仍可藉由更新校正資料，來保持對應於上述變化之校正資料。
IV.第2實施形態之訓練裝置之動作 (i)校正資料之製作
其次，對第2實施形態之訓練裝置200之動作進行說明。首先，使用圖11對第2實施形之訓練裝置200所使用之校正資料之製作進行說明。圖11為顯示校正資料之製作方法之流程圖。再者，更新校正資料之製作也以同樣的方法進行。若開始校正資料之製作，首先，對操作桿3施加預先所決定之大小、及方向之力(步驟S2002-1)。於操作桿3被施加有預先所決定之力之狀態下，於動作指令部1111取得自Y軸方向力量檢測部175所輸出之Y軸方向力量成分訊號、自X軸方向力量檢測部177所輸出之X軸方向力量成分訊號、及自伸長檢測部393所輸出之長度方向力量成分訊號(步驟S2002-2)。
其次，動作指令部1111，將被施加於操作桿3之上述預先所決定之力之X軸方向之力量成分(X軸方向力量成分值)、Y軸方向之力量成分(Y軸方向力量成分值)、及長度方向之力量成分(長度方向力量成分值)，與分別對應於該等力量成分之X軸方向力量成分訊號、Y軸方向力量成分訊號、及長度方向力量成分訊號建立聯結，並儲存於校正資料(步驟S2002-3)。上述各力量成分可根據被施加在操作桿3之力及方向，作為被施加於操作桿3之該力各軸方向之分力而算出。
然後，一邊改變施加於操作桿3之力，一邊反復地進行上述(i)對操作桿3施加力、(ii)取得力量成分訊號、(iii)將力量成分訊號與力量成分建立聯結並加以儲存之步驟。具體而言，首先，決定是否對操作桿3施加其他大小及/或方向之力而製作校正資料(步驟S2002-4)。於決定對操作桿3施加其他大小及/或方向之力而製作校正資料之情形時(步驟S2002-4中「Yes」之情形)，返回步驟S2002-1，並於對操作桿3施加該其他大小及/或方向之力後，再次執行校正資料之製作程序。另一方面，於決定不進一步製作更多校正資料之情形時(步驟S2002-4中「No」之情形)，結束校正資料之製作程序。其結果，於動作指令部1111中，製作如圖12所示之校正資料。圖12為顯示校正資料之資料構造之圖。
圖12所示之校正資料，係n種類之力被施加於操作桿3時製作之校正資料。圖12所示校正資料之Vx1、Vx2、...Vxn、分別為被施加力量1、力量2、...力量n時之X軸方向力量成分訊號之訊號值。Vy1、Vy2、...Vyn分別為施加有力量1、力量2、...力量n時之Y軸方向力量成分訊號之訊號值。VL1、VL2、...VLn分別為被施加力量1、力量2、...力量n時之長度方向力量成分訊號之訊號值。
另一方面，圖12所示校正資料之Fx1、Fx2、...Fxn，分別為力量1、力量2、...力量n之X軸方向力量成分值。Fy1、Fy2、...Fyn分別為力量1、力量2、...力量n之Y軸方向力量成分值。FL1、FL2、...FLn分別為力量1、力量2、...力量n之長度方向力量成分值。
再者，為了執行使用校正資料之飄移修正，於校正資 料儲存有操作桿3位於基準位置(操作桿3之傾動角度為0)時之力量成分訊號之訊號值。
如上述所製作之校正資料，既可於製作後被傳送並儲存於校正資料儲存部2115a-73，亦可將所製作之校正資料預先儲存於動作指令部1111之儲存部等，而於訓練裝置100之起動時再傳送並儲存於校正資料儲存部2115a-73。
再者，於上述校正資料及更新校正資料之製作時，雖然於動作指令部1111製作校正資料，但並不僅限於此。也可與上述方法同樣地，於第1指令計算部2115a-1製作上述校正資料(及更新校正資料)。
(ii)使用校正資料之飄移修正值之計算方法
其次，使用圖13對使用校正資料之飄移修正值之計算方法進行說明。圖13為顯示飄移修正值之計算方法之流程圖。於以下之說明中，以飄移修正部2115a-71之飄移修正值之決定方法為例進行說明。其原因在於在其他飄移修正部2115b-71、2115c-71，也是以相同方法來決定飄移修正值。
首先，使操作桿3移動至基準位置(步驟S2004-1)。此時，不對操作桿3施加力。然後，飄移修正部2115a-71係於將操作桿3保持於基準位置之狀態下，複數次取得力量檢測部(Y軸方向力量檢測部175)之力量成分訊號之訊號值(步驟S2004-2)。
於複數次取得力量檢測部(Y軸方向力量檢測部175)之力量成分訊號之訊號值後，飄移修正部2115a-71便算出所取得之基準位置之力量成分訊號之平均值、與被儲存於校正資料儲存部2115a-73之校正資料在操作桿3位於基準位置時(力量成分之值為 0)之力量成分訊號之訊號值之差分，來作為飄移修正值(步驟S2004-3)。
如上所述，藉由使用校正資料來算出飄移修正值，可執行使用後述之校正資料之飄移修正。藉此，飄移修正部2115a-71可以使力量成分訊號與校正資料對應之方式，對力量成分訊號進行飄移修正。
在算出上述飄移修正值之後，飄移修正部2115a-71，為了於訓練程式之執行中對自力量檢測部(Y軸方向力量檢測部175)所輸出之力量成分訊號進行飄移修正，而儲存所算出之飄移修正值。
再者，上述飄移修正值之算出，並不限於在飄移修正部2115a-71中執行。也可由動作指令部1111來執行飄移修正值之算出。於該情形時，所算出之飄移修正值會自動作指令部1111被傳送並儲存於飄移修正部2115a-71之儲存部等。
(iii)第2實施形態之訓練裝置之整體動作
其次，使用圖14對第2實施形態之訓練裝置200之整體動作進行說明。圖14為顯示第2實施形態之訓練裝置之動作之流程圖。若第2實施形態之訓練裝置200開始動作，首先，動作指令部1111(或第1指令計算部2115a-1、2115b-1、2115c-1)會確認是否已自訓練指示部5等接收到執行校正之指令(校正指令)(步驟S2001)。於動作指令部1111已接收到校正指令之情形時(步驟S2001中「Yes」之情形)，進行校正資料之更新(步驟S2002)。另一方面，於動作指令部1111等未接收到校正指令之情形時(於步驟S2001中「No」之情形)，進入步驟S2003。
於接收到校正指令後，動作指令部1111便執行校正資料之更新(步驟S2002)。具體而言，例如，藉由上述校正資料之製作方法而於動作指令部1111或第1指令計算部2115a-1製作更新校正資料，並將本次所製作之更新校正資料複寫於現在儲存於校正資料儲存部2115a-73、2115b-73、2115c-73之校正資料上，藉此更新校正資料。
如上述由動作指令部1111更新校正資料，可藉此一元地更新校正資料。此外，藉由於校正指令被發出時進行校正資料之更新，可將對應於力量檢測部之特性變動之校正資料作為新的校正資料，儲存於校正資料儲存部2115a-73、2115b-73、2115c-73。
於步驟S2001未接收到校正指令之情形時(於步驟S2001中「No」之情形)、或於步驟S2002執行校正資料之更新後，飄移修正部2115a-71、2115b-71、2115c-71(或動作指令部1111)係判斷是否已接收到飄移修正指令(步驟S2003)。
於飄移修正部2115a-71、2115b-71、2115c-71(或動作指令部1111)未接收到飄移修正指令之情形時(於步驟S2003中「No」之情形)，前進至步驟S2005。另一方面，於飄移修正部2115a-71、2115b-71、2115c-71(或動作指令部1111)已接收到飄移修正指令之情形時(於步驟S2003中「Yes」之情形)，飄移修正部2115a-71、2115b-71、2115c-71(或動作指令部1111)係以上述所說明之方法算出用來進行飄移修正之飄移修正值(步驟S2004)。上述飄移修正指令，例如於開始訓練裝置200之起動(電源ON)時所執行之初期動作中僅輸出一次。
於在上述步驟S2003中未接收到飄移修正指令之情 形時(於步驟S2003中「No」之情形)、或於上述步驟S2004中飄移修正值之算出後，訓練裝置200會判斷是否已接受到有關訓練程式之執行之指令(步驟S2005)。於訓練裝置200未接收到與訓練程式之執行相關之指令之情形時(於步驟S2005中「No」之情形)，前進至步驟S2007。
另一方面，於訓練裝置200接收到有關訓練程式之執行之指令之情形時(於步驟S2005中「Yes」之情形)，訓練裝置200執行訓練程式(步驟S2006)。步驟S2006中訓練程式之執行，係依照上述圖8A所示之流程被執行。亦即，訓練裝置200之訓練程式之執行，係與第1實施形態之訓練裝置100之訓練程式之執行大致相同。
惟，於第2實施形態之訓練裝置200中，於訓練程式之執行中執行第1動作模式時(於圖8A之流程圖中，步驟S2之執行時)，在自對應之力量檢測部(Y軸方向力量檢測部175)取得力量成分訊號時(於圖8B顯示第1動作模式之執行之流程圖中，步驟S21之執行時)，對自力量檢測部所輸出之力量成分訊號進行飄移修正。然後，對經飄移修正之力量成分訊號使用校正資料，來計算被施加於操作桿3之力量之力量成分值。然後，於算出第1馬達控制指令之步驟S22中，根據上述力量成分值，來計算第1馬達控制指令。具體而言，依照圖15所示之流程圖之處理流程，執行第2實施形態之訓練程式(第1動作模式)。圖15為顯示第2實施形態之訓練程式(第1動作模式)之執行方法之流程圖。
首先，飄移修正部2115a-71係每當自力量檢測部(Y軸方向力量檢測部175)取得力量成分訊號時(步驟S2006-1)，將上 述飄移修正值反映至所取得之力量成分訊號，而對力量成分訊號進行飄移修正(步驟S2006-2)。具體而言，計算所取得之力量成分訊號與所儲存之飄移修正值之差分，來作為飄移修正後之力量成分訊號。上述所謂「反映飄移修正值」，並不僅限於計算所取得之力量成分訊號與飄移修正值之差分。可依據力量檢測部之特性變化(例如，特性依溫度變化如何地變化)，採用各種飄移修正後之力量成分訊號之計算方法(飄移修正)。例如，可藉由算出力量成分訊號與飄移修正值之比來執行飄移修正，或於力量成分訊號加上飄移修正值來執行飄移修正。
如上述藉由將飄移修正值反映至力量成分訊號，飄移修正部2115a-71可以使所取得之力量成分訊號對應於校正資料(以使所取得之力量成分訊號之力量成分為0時之訊號值，與被儲存於校正資料之力量成分為0時之訊號值一致)之方式，對所取得之力量成分訊號進行飄移修正。
於對所取得之力量成分訊號進行飄移修正後，飄移修正部2115a-71係將飄移修正後之力量成分訊號輸出至第1指令計算部2115a-1。
於自飄移修正部2115a-71取得飄移修正後之力量成分訊號後，第1指令計算部2115a-1係採用飄移修正後之力量成分訊號，來計算被施加於操作桿3之力之(Y軸方向)之力量成分值(步驟S2006-3)。
具體而言，首先，第1指令計算部2115a-1會找出飄移修正後之力量成分訊號是否位於被儲存於校正資料中對應之力量成分訊號(第1指令計算部2115a-1為Y軸方向力量成分訊號 Vy1、Vy2、...Vyn)之任一者之間。其結果，例如，設為已找到飄移修正後之力量成分訊號位於與校正資料之Y軸方向力量成分訊號Vyk與Vy(k+1)之間的範圍內。
其次，第1指令計算部2115a-1係使用上述所找到之2個校正資料之Y軸方向力量成分訊號Vyk與Vy(k+1)、及分別與該2個Y軸方向力量成分訊號Vyk與Vy(k+1)建立有聯結之力量成分值Fyk與Fy(k+1)，來計算對應於飄移修正後之力量成分訊號之力量成分。
具體而言，例如，於校正資料之Y軸方向力量成分訊號值、與對應之力量成分值之座標上，定義表示通過座標(Vyk、Fyk)與座標(Vy(k+1)、Fy(k+1))之直線之函數(F=aV+b)，並以該函數算出Y軸方向力量成分值V成為對應於上述飄移修正後之力量成分訊號值之值時之力量成分值F，來作為飄移修正後之力量成分值(線形內插)。
再者，上述函數並不僅限於表示直線之函數，也可定義為通過上述2個座標之任意之函數。要定義何種函數，可依據力量檢測部之特性來決定。
此外，於與飄移修正後之力量成分訊號之訊號值一致之Y軸方向力量成分訊號存在於校正資料中之情形時，可將與該Y軸方向力量成分訊號建立有聯結之力量成分值，作為實際被施加於操作桿3之力之力量成分值。
如上所述，藉由飄移修正部2115a-71，對對應之力量檢測部(Y軸方向力量檢測部175)之力量成分訊號進行飄移修正，可修正起因於對應之力量檢測部(Y軸方向力量檢測部175)特性之 變化之力量成分訊號之飄移。其結果，第1指令計算部2115a-1，可取得對應於被施加於操作桿3之力量(力量成分)之正確之力量成分值。
此外，藉由第1指令計算部2115a-1根據校正資料來算出力量成分值，則即使對應之力量檢測部(Y軸方向力量檢測部175)之特性與其他力量檢測部之特性不同，或因長時間之使用等而使對應之力量檢測部之特性產生變化，仍可正確地算出被施加於操作桿3之力量(力量成分)。
而且，藉由飄移修正部2115a-71使用校正資料來算出飄移修正值，並使用該飄移修正值執行力量成分訊號之飄移修正，可以使力量成分訊號對應於校正資料之方式，對力量成分訊號進行飄移修正。
在算出力量成分值之後，第1指令計算部2115a-1係根據所算出之力量成分值，來計算第1馬達控制指令(步驟S2006-4)。藉此，第1指令計算部2115a-1可根據實際被施加於操作桿3之力，來計算第1馬達控制指令。然後，馬達便依照所算出之第1馬達控制指令被控制(步驟S2006-5)。藉此，馬達可根據被施加於操作桿3之實際力量被適當地控制。
其次，第1指令計算部2115a-1確認第1動作模式是否結束(步驟S2006-6)。具體而言，例如，於自訓練指示部5指示有上述自由模式之執行停止之情形時等，第1指令計算部2115a-1可確認第1動作模式是否已結束。
於判斷為第1動作模式已結束之情形時(於步驟S2006-6中「Yes」之情形)，第1指令計算部2115a-1係停止力量之 檢測，並停止第1馬達控制指令之計算(第1動作模式之結束)。另一方面，於判斷為第1動作模式執行中(持續中)之情形時(於步驟S2006-6中「No」之情形)，訓練程式之執行程序係返回步驟S2006-1，並持續力量之檢測及第1馬達控制指令之計算。
於步驟S2005判斷為不執行訓練程式之情形時、或在訓練程式之執行後，訓練裝置200例如藉由訓練裝置200之操作者(例如，進行肢之訓練之患者、或肢之訓練之補助者)等，來確認是否有被指示結束訓練裝置200之動作(步驟S2007)。於有被指示結束訓練裝置200之動作之情形時(步驟S2007中「Yes」之情形)，訓練裝置200係結束動作。另一方面，於未收到結束訓練裝置200之動作之指令之情形時(於步驟S2007中「No」之情形)，返回步驟S2001，訓練裝置200係持續動作。
(7)第3實施形態 I.重力修正
於上述第1實施形態及第2實施形態之訓練裝置100、200中，不考慮操作桿3之動作位置(傾動角度、伸縮長度)而進行力量檢測。惟，並不限定於此，於第3實施形態之訓練裝置300中，係考慮操作桿3之動作位置(傾動角度、伸縮長度)而對所檢測出之力量進行修正。以下對考慮操作桿3之動作位置來對所檢測出之力量進行修正之第3實施形態之訓練裝置300進行說明。
首先，對使操作桿3自基準位置(操作桿3不傾動時)移動(傾動)、或於移動(傾動)後之位置變更操作桿3之長度時所檢測出之力量所造成之影響進行說明。於操作桿3位於基準位置之情形時，對操作桿3及伸縮機構35之罩體353分別作用有鉛垂方向(長 度方向)之重力。於該情形時，理論上力不會作用於力量檢測機構17(因為力量檢測機構17被軸支於操作桿傾動機構13)。另一方面，伸長檢測部393係輸出不為0之力量成分訊號。
另一方面，於操作桿3朝X軸方向及/或Y軸方向傾動時，如圖16所示，長度方向及與長度方向垂直之方向之重力成分係作用於操作桿3。因此，力量檢測機構17係以產生與垂直於長度方向之方向的重力成分取得平衡之力的方式使形狀產生變化(於圖16所示之例子中，勢能附加構件179之圖16之紙面左側被壓縮，而紙面右側則伸長)。再者，由於力量檢測機構17被軸支於操作桿傾動機構13，因此長度方向之重力成分不會作用於力量檢測機構17。藉由上述勢能附加構件179之形狀變化，即使於力量檢測部175、177也輸出有不為0之力量成分訊號。
於該情形時，於根據被施加於操作桿3之力而使操作桿3動作之第1動作模式之執行時，藉由上述不為0之力量成分訊號，雖未藉由患者之肢等而使力被施加於操作桿3，但操作桿3仍會動作。或者，於第1動作模式之執行時，藉由力量檢測機構17檢測出與藉由患者之肢等而被施加於操作桿3之實際力量不同之力量，其結果，患者等無法進行隨自己意志之根據實際被施加之力量所進行之操作桿3之控制。
此外，由於在操作桿3傾動之狀態下操作桿3之長度產生變化之情形時，操作桿3之重心位置會變化，因此，藉由操作桿3之長度改變，上述重力成分之大小也會變化。因此，於第3實施形態之訓練裝置300中，對操作桿3傾動時所檢測出之力量，進行去除上述重力成分之影響之修正(有時亦稱為重力修正)。
II.第3實施形態之訓練裝置之構成
其次，對去除重力成分之影響之第3實施形態之訓練裝置300之構成進行說明。第3實施形態之訓練裝置300之構成，除3個馬達控制指令部3115a、3115b、3115c分別具有力量修正部3115a-7、3115b-7、3115c-7以外，與上述第1實施形態之訓練裝置100或第2實施形態之訓練裝置200之構成大致相同。因此，僅對3個馬達控制指令部3115a、3115b、3115c之構成進行說明，並省略其他構成之說明。
此外，於以下之說明中，使用圖17，並以馬達控制指令部3115a之構成為例進行說明。其原因在於其他馬達控制指令部3115b、3115c，也具有與馬達控制指令部3115a相同之構成及功能。圖17為顯示第3實施形態之訓練裝置之馬達控制指令部之構成之圖。再者，以下要說明之馬達控制指令部3115a、3115b、3115c各元件之功能，也可作為於構成控制部11之微電腦系統、或於構成各馬達控制指令部3115a、3115b、3115c之微電腦系統中動作之程式所實現。
馬達控制指令部3115a具有第1指令計算部3115a-1、第2指令計算部3115a-3、控制指令切換部3115a-5、及力量修正部3115a-7。第2指令計算部3115a-3及控制指令切換部3115a-5之各構成及功能，係與第1實施形態及第2實施形態之第2指令計算部1115a-3、2115a-3、以及控制指令切換部1115a-5、2115a-3相同。因此，省略說明。
第1指令計算部3115a-1之構成及功能，基本上也與第1實施形態及第2實施形態之第1指令計算部1115a-1、2115a-1 相同。惟，第3實施形態之第1指令計算部3115a-1係可傳送及接收訊號地與力量修正部3115a-7連接。亦即，第1指令計算部3115a-1係經由力量修正部3115a-7，而與對應之力量檢測部(Y軸方向力量檢測部175)連接。
因此，第1指令計算部3115a-1係輸入力量修正部3115a-7所算出之修正力量成分值，並根據所輸入之修正力量成分值，來計算第1馬達控制指令。藉此，於第1動作模式之執行時，可抑制操作桿3非因主觀意志所進行之動作。
力量修正部3115a-7係可傳送及接收訊號地與對應之力量檢測部(Y軸方向力量檢測部175)連接。因此，力量修正部3115a-7可取得對應之力量檢測部(Y軸方向力量檢測部175)所輸出之力量成分訊號。此外，力量修正部3115a-7係可傳送及接收訊號地與對應之旋轉資訊輸出感測器(第1旋轉資訊輸出感測器135a-1)連接。因此，力量修正部3115a-7可取得對應之自由度方向(Y軸方向)之動作位置(傾動角度)。
而且，力量修正部3115a-7係構成為可自動作指令部1111輸入至少包含操作桿3長度方向之動作位置(即、操作桿3之長度)之其他自由度方向之動作位置(其他軸資訊)。藉此，力量修正部3115a-7可根據操作桿3之動作位置與上述力量成分訊號，來計算修正力量成分值。
III.第3實施形態之訓練裝置之動作
其次，使用圖18對進行力量成分訊號之修正之第3實施形態之訓練裝置300之動作進行說明。再者，使用圖18僅對第3實施形態之訓練裝置300之動作中第1動作模式之執行時之動作進行說 明，並省略其他動作之說明。其原因在於其他動作，係與第1實施形態之訓練裝置100或第2實施形態之訓練裝置200相同。圖18為顯示第3實施形態之訓練裝置之第1動作模式執行時之動作之流程圖。
若訓練裝置300開始第1動作模式之執行，力量修正部3115a-7便自對應之力量檢測部(Y軸方向力量檢測部175)取得力量成分訊號(步驟S3001)。其次，力量修正部3115a-7係自所連接之對應之旋轉資訊輸出感測器(第1旋轉資訊輸出感測器135a-1)，取得操作桿3對應之自由度方向(Y軸方向)之動作位置(傾動角度)。此外，力量修正部3115a-7係自動作指令部1111，取得至少包含操作桿3之長度方向之動作位置之其他軸資訊(步驟S3002)。
在取得對應之力量成分訊號與操作桿3之動作位置後，力量修正部3115a-7便根據自取得之操作桿3之動作位置與力量成分訊號所算出之力量成分值，來計算修正力量成分值(步驟S3003)。
於本實施形態中，力量修正部3115a-7係根據圖19所示之預先所決定之操作桿3之動作位置與力量修正值之關係，來對自力量成分訊號所算出之力量成分值進行修正。圖19為顯示操作桿之動作位置與力量修正值之關係之圖。於圖19中，將操作桿3之動作位置與力量修正值之關係表示於以操作桿3之對應之自由度方向(Y軸方向)之動作位置為橫軸，並以力量修正值為縱軸之座標上，而表現為曲線。此外，圖19所示之複數條曲線，係分別對應於一個操作桿3之長度方向之動作位置之曲線。
再者，所謂力量修正值，係表示在操作桿3之既定之 動作位置上，操作桿3之重力對力量所造成影響之值。藉此，力量修正部3115a-7可藉由更簡單之演算，來算出修正力量成分值。
此外，於本實施形態中，圖19所示之操作桿3之動作位置與力量修正值之關係，係作為圖20所示之修正表而被加以儲存。圖20為顯示修正表之資料構造之圖。如圖20所示，修正表係將既定之操作桿3之動作位置上之力量修正值W11、W12、...，與該操作桿3之動作位置(於圖20所示之例中，長度方向之動作位置L1、L2、...Lm、及Y軸方向之動作位置y1、y2、...yj)建立聯結並予以儲存之表格。圖20所示之修正表，例如，被儲存於控制部11所具備之儲存裝置等。
力量修正部3115a-7係使用圖20所示之修正表，例如，依以下方式，來計算修正力量成分值。首先，力量修正部3115a-7係取得操作桿3長度方向之動作位置L。然後，決定所取得之長度方向之動作位置要對應於被儲存於修正表之哪個長度方向之動作位置。例如，現在，假設所取得之長度方向之動作位置L對應於修正表之長度方向之Li。
其次，力量修正部3115a-7係決定所取得之操作桿3之位置資訊之對應之自由度方向(Y軸方向)之動作位置y，是否為被儲存於修正表之Y軸方向之動作位置(y1、y2、...yj)中任一者之間之值。例如，現在，動作位置y已被決定為存在於修正表之Y軸方向之動作位置yk與yk+1之間者。此處，於動作位置yk為較現在之動作位置y更小之值之情形時，將動作位置yk設為第1動作位置。另一方面，將較現在之動作位置y更大之值之動作位置yk+1設為第2動作位置。
然後，力量修正部3115a-7係於修正表中，將長度方向之動作位置為Li，且Y軸方向之動作位置為第1動作位置yk時之力量修正值Wik，設為第1力量修正值。另一方面，將Y軸方向之動作位置為第2動作位置yk+1時之力量修正值Wi(k+1)，設為第2力量修正值。然後，力量修正部3115a-7係藉由使用上述第1力量修正值Wik與第2力量修正值Wi(k+1)之線形內插，來計算Y軸方向之動作位置y、長度方向之動作位置L之力量修正值。
再者，於現在之長度方向之動作位置及Y軸方向之動作位置之值與被儲存於修正表之長度方向之動作位置之值及Y軸方向之動作位置之值一致時，可不使用上述線形內插，而將與現在之長度方向之動作位置之值及Y軸方向之動作位置之值建立有聯結之力量修正值，設為現在之力量修正值。
算出力量修正值後，力量修正部3115a-7，例如，自所取得之力量成分訊號之訊號值算出力量成分值，並自所算出之力量成分值減去(或加上)上述力量修正值，藉此算出(Y軸方向之)修正力量成分值。
再者，於上述中，在對應於長度方向之動作位置L之長度方向之動作位置未被儲存於修正表之情形時，力量修正部3115a-7也可決定長度方向之動作位置L所包含之範圍，而進行上述線形內插。例如，於決定為長度方向之動作位置L在修正表中位於長度方向之動作位置Li與Li+1之間之情形時，將上述第1動作位置設為座標(Li、yk)，將第2動作位置設為座標(Li+1、yk+1)，將第1力量修正值設為Wik，將第2力量修正值設為座標W(i+1)(k+1)，並藉由進行上述線形內插，可算出長度方向之動作位置L、Y軸方 向之動作位置y之力量修正值。
於力量修正部3115a-7算出修正力量成分值後，力量修正部3115a-7係將修正力量成分值輸出至對應之第1指令計算部3115a-1(步驟S3004)。
於輸出修正力量成分值後，第1指令計算部3115a-1係根據收接收之修正力量成分值，來計算第1馬達控制指令(步驟S3005)。具體而言，例如，可使用表示第1馬達控制指令相對於修正力量成分值呈線形增加之關係之式等，來計算第1馬達控制指令。再者，算出第1馬達控制指令後之步驟S3006~S3007之訓練裝置300之動作，係於第1實施形態之訓練裝置100之說明中，分別對應於使用圖8B所說明之第1動作模式之執行之步驟S23~S24之訓練裝置100之動作。因此，省略步驟S3006~S3007之動作之說明。
如此，力量修正部3115a-7係根據如圖19及圖20所示預先所決定之操作桿之動作位置與力量修正值之關係，來計算修正力量成分值，藉此，可以更簡單之演算，來算出修正力量成分值。
此外，藉由以圖20所示之修正表來表示圖19所示之操作桿之動作位置與力量修正值之關係，即可使用所儲存之資料，更簡單地算出修正力量成分值。
而且，如上所述，藉由力量修正部3115a-7以使用第1力量修正值與第2力量修正值之線形內插來算出操作桿3之動作位置位於被儲存於修正表之複數個動作位置之間的情形時之力量修正量，則即使於現在之操作桿3之動作位置為未被儲存於修正表之動作位置之情形時，也可算出現在之操作桿3之動作位置之力量 修正值。此外，藉由第1馬達控制指令根據修正力量成分值被算出，而於第1動作模式之執行時，可藉由操作桿3之動作位置，來抑制操作桿3非因主觀意志所進行之動作。
(8)實施形態之作用效果
上述第3實施形態之效果，可記載如下。第3實施形態之訓練裝置(例如，訓練裝置300)，係依照既定之動作模式，而訓練使用者之上肢及/或下肢之四肢之訓練裝置。第3實施形態之訓練裝置(例如，訓練裝置300)具備有操作桿(例如，操作桿3)、馬達(例如，Y軸方向傾動馬達135a、X軸方向傾動馬達135b、伸縮馬達359)、力量檢測部(例如，Y軸方向力量檢測部175、X軸方向力量檢測部177、伸長檢測部393)、旋轉資訊輸出感測器(例如，第1旋轉資訊輸出感測器135a-1、第2旋轉資訊輸出感測器135b-1、第3旋轉資訊輸出感測器359-1)、第1指令計算部(例如，第1指令計算部3115a-1、3115b-1、3115c-1)、及力量修正部(例如，3115a-7、3115b-7、3115c-7)。操作桿可動作地由固定架(例如，固定架1)所支撐。因此，訓練裝置可使操作桿所保持之肢動作。固定架係載置於地板上或靠近地板面。馬達係根據馬達控制指令，使操作桿朝操作桿可動作之自由度方向動作。力量檢測部係檢測力量成分。並且，力量檢測部係輸出基於所檢測出之力量成分之大小的力量成分訊號。力量成分係施加於操作桿之力量之操作桿可動作之自由度方向上之力量的成分。
旋轉資訊輸出感測器係根據馬達之旋轉量，來檢測操作桿之動作位置。操作桿之動作位置係操作桿可動作之自由度方向上之位置。
力量修正部係根據操作桿之動作位置與力量成分訊號，來計算修正力量成分值。第1指令計算部係根據修正力量成分值，來計算第1馬達控制指令。第1馬達控制指令係用以控制對應之馬達之馬達控制指令。
於第3實施形態之訓練裝置中，於使操作桿根據被施加於操作桿之力量而動作之動作模式(第1動作模式)之執行時，力量修正部係根據操作桿之動作位置與力量成分訊號，來計算修正力量成分值，第1指令計算部係根據修正力量成分值，來計算第1馬達控制指令。
藉此，於第3實施形態之訓練裝置中，於使操作桿根據被施加於操作桿之力量而動作之第1動作模式之執行時，可抑制因操作桿之動作位置之不同而造成操作桿進行非因主觀意志所進行之動作。其原因在於力量修正部可根據操作桿之動作位置與力量成分訊號，來計算修正力量成分值，第1指令計算部係根據修正力量成分值，來計算第1馬達控制指令。修正力量成分值也可利用於第2動作模式中之力感測觸發。
於第3實施形態之訓練裝置中，力量修正部係根據操作桿之動作位置與力量修正值之關係，來計算修正力量成分值。力量修正值係基於動作位置而被決定之修正值。藉此，能以更簡單之演算，來算出修正力量成分值。
於第3實施形態之訓練裝置中，上述關係也可以修正表來表現。修正表係將動作位置與對應於該動作位置之力量修正值建立聯結並加以儲存者。藉此，可使用所儲存之資料，更簡單地修正力量成分訊號。
於第3實施形態之訓練裝置中，操作桿現在之動作位置之力量修正值，也能以使用第1力量修正值與第2力量修正值之線形內插算出。第1力量修正值係與第1動作位置建立有聯結之力量修正值。第1動作位置係較操作桿現在之動作位置更小之值的修正表上之動作位置。第2力量修正值係與第2動作位置建立有聯結之力量修正值。第2動作位置係較操作桿現在之動作位置更大之值的修正表上之動作位置。藉此，可算出操作桿任意之動作位置上之力量修正值。
於第3實施形態之訓練裝置中，操作桿之動作位置係以與操作桿可動作之自由度方向上之動作位置以外之至少2個以上之動作位置建立有聯結之線形內插算出。藉此，能更簡單地算出操作桿之動作位置。
(9)其他之實施形態
以上，雖已對本發明之一實施形態進行說明，但本發明並不限定於上述實施形態，只要在未超出本發明要旨之範圍內，即可進行各種之變更。尤其，本說明書所記載之複數個實施形態及變形例，可根據需要任意地加以組合。
(A)訓練裝置之其他實施形態
雖然將上述第1實施形態之訓練裝置100、第2實施形態之訓練裝置200、及第3實施形態之訓練裝置300個別地記載，但並不僅限於此。也可將上述第1實施形態~第3實施形態全部組合而作為訓練裝置。亦即，訓練裝置也可具備上述第1實施形態至第3實施形態所記載之所有特徵。或者，也可將上述第1實施形態之訓練裝置100之特徵、第2實施形態之訓練裝置200之特徵、及第3實 施形態之訓練裝置300之特徵中之任一者進行組合，而作為訓練裝置。
(B)力量修正值之計算方法之其他實施形態
於上述第3實施形態中，力量修正部3115a-7係使用修正表來算出力量修正值。但並不僅限於此，如下述，力量修正部3115a-7也可不使用修正表來算出力量修正值。亦即，力量修正部3115a-7也可不使用修正表，而根據操作桿3之動作位置(傾動角度、伸縮長度)及操作桿3之重量，來對力量成分訊號進行修正。於力量成分值之計算中，亦可進行反映操作桿3之長度之修正。例如，於將操作桿3伸長之情形、及縮短之情形時，在對肢支撐構件31施加相同之力之情形下，伸長之狀態會比縮短之狀態，由力量檢測部所檢測出之力量成分訊號較大。由於前述校正資料製作係於中間長度(Lc)之狀態下進行，因此，若將操作桿之長度設為L，將基於力量成分訊號之力量成分值設為F，則反映了操作桿之長度之修正之力量成分訊號值F’，係由F×Lc/L所表示。其目的在於，於修正重力成分之影響之情形時，排除因操作桿3本身之重量所產生之影響。首先，算出包含罩體353、肢支撐構件31之操作桿3整體之重量與自其重心位置至軸支位置之距離Lg之積GF。其次，於將操作桿3之相對於鉛垂方向之傾動角度設為φ之情形時，操作桿3之X軸方向及Y軸方向之力量修正值，可自(GF＊sinφ)/Lg之式中算出。此外，若將罩體353之重量與肢支撐構件31之重量之合計設為G，則長度方向之力量修正值可算出為-G＊cosφ。而且，力量修正部3115a-7，例如，藉由自力量成分訊號所算出之力量成分值減去(或加上)藉由上述所算出之力量修正值，即可不使用修正表，便 算出修正力量成分值。
(產業上之可利用性)
本發明可廣泛地應用於具備有藉由馬達所驅動之操作桿，並依照既定之訓練程式來支援患者之上肢及下肢等之復健之訓練裝置。
113a-1‧‧‧馬達控制部
135a-1‧‧‧第1旋轉資訊輸出感測器
175‧‧‧力量檢測部(Y軸方向力量檢測部)
3115a‧‧‧馬達控制指令部
3115a-1‧‧‧第1指令計算部
3115a-3‧‧‧第2指令計算部
3115a-5‧‧‧控制指令切換部
3115a-7‧‧‧力量修正部

Claims (8)

  1. 一種訓練裝置，係依照既定之動作模式，而對使用者之上肢及/或下肢之四肢進行訓練者；其具備有：操作桿，其可動作地被支撐於載置在地板上或靠近地板面之固定架，而使所保持之肢動作；馬達，其根據馬達控制指令，使上述操作桿朝上述操作桿可動作之自由度方向動作；力量檢測部，其檢測力量成分，並輸出基於所檢測出之上述力量成分之大小的力量成分訊號，該力量成分係施加於上述操作桿之力量之上述操作桿可動作之自由度方向上之成分；旋轉資訊輸出感測器，其根據上述馬達之旋轉量，來檢測上述操作桿可動作之對應之自由度方向之上述操作桿的動作位置；力量修正部，其根據上述操作桿之動作位置與上述力量成分訊號，來計算修正力量成分值；及第1指令計算部，其根據上述修正力量成分值，算出用以控制對應之馬達之第1馬達控制指令來作為上述馬達控制指令。
  2. 如請求項1之訓練裝置，其中，上述力量修正部係根據上述操作桿之動作位置與力量修正值之關係，來計算上述修正力量成分值，該力量修正值係根據上述動作位置所決定。
  3. 如請求項2之訓練裝置，其中，上述關係以修正表來表現，該修正表係將上述動作位置與對應於上述動作位置之上述力量修正值建立聯結並加以儲存者。
  4. 如請求項3之訓練裝置，其中，上述操作桿現在之動作位置上之力量修正值，係以使用與第1動作位置建立有聯結之第1力量修 正值及與第2動作位置建立有聯結之第2力量修正值之線形內插算出，該第1動作位置係較上述現在之動作位置更小之值的上述修正表上之動作位置，該第2動作位置係較上述現在之動作位置更大之值的上述修正表上之動作位置。
  5. 如請求項2之訓練裝置，其中，上述操作桿之動作位置，係以與上述操作桿可動作之自由度方向上之上述動作位置以外之至少2個以上之動作位置建立有聯結之線形內插算出。
  6. 如請求項1之訓練裝置，其中，上述力量修正部係根據上述操作桿之動作位置與上述操作桿之重量，來計算上述修正力量成分值。
  7. 如請求項1至6中任一項之訓練裝置，其中，上述力量修正部係根據上述操作桿之校正資料製作時之中間長度與上述操作桿之動作時之長度，來計算上述修正力量成分值。
  8. 一種力量之修正方法，係於訓練裝置中上述力量之修正方法，該訓練裝置具備有：操作桿，其使所保持之使用者之上肢及/或下肢之四肢動作；力量檢測部，其檢測力量成分，並輸出根據所檢測出之上述力量成分之大小的力量成分訊號，該力量成分係施加於上述操作桿之力量之上述操作桿可動作之自由度方向之成分；及旋轉資訊輸出感測器，其檢測上述操作桿可動作之對應的自由度方向之上述操作桿之動作位置；該修正方法包含有：自上述力量檢測部取得上述力量成分訊號之步驟；自上述旋轉資訊輸出感測器取得上述操作桿之動作位置之步驟；根據上述操作桿之上述動作位置來計算力量修正值之步驟；及將上述力量修正值反映至自上述力量成分訊號所算出之力量成 分值，來計算被施加於上述操作桿之力量之修正值即修正力量成分值之步驟。
TW104135231A 2014-10-29 2015-10-27 訓練裝置及力量之修正方法 TW201620586A (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014220071 2014-10-29

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW201620586A true TW201620586A (zh) 2016-06-16

Family

ID=55857251

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW104135231A TW201620586A (zh) 2014-10-29 2015-10-27 訓練裝置及力量之修正方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US11052010B2 (zh)
EP (1) EP3213731B1 (zh)
JP (1) JP6368792B2 (zh)
CN (1) CN107106396B (zh)
ES (1) ES2824202T3 (zh)
TW (1) TW201620586A (zh)
WO (1) WO2016067910A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI746042B (zh) * 2020-07-03 2021-11-11 臺北醫學大學 具有握力感測裝置之扶手結構

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7167473B2 (ja) * 2018-04-11 2022-11-09 株式会社ジェイテクト 動作支援システム
CN113318408A (zh) * 2021-05-08 2021-08-31 武汉城市职业学院 一种短跑摆臂训练装置

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2687341A (en) * 1952-08-30 1954-08-24 Pennsylvania Salt Mfg Co Production of cryolite
JP2000279463A (ja) * 1999-03-31 2000-10-10 Sanyo Electric Co Ltd 上肢機能回復訓練装置
JP4611580B2 (ja) * 2001-06-27 2011-01-12 本田技研工業株式会社 トルク付与システム
US20060293617A1 (en) * 2004-02-05 2006-12-28 Reability Inc. Methods and apparatuses for rehabilitation and training
EP1732495A4 (en) 2004-02-05 2012-08-08 Motorika Ltd METHOD AND DEVICE FOR REHABILITATION AND TRAINING
WO2006039403A1 (en) * 2004-09-29 2006-04-13 Northwestern University System and methods to overcome gravity-induced dysfunction in extremity paresis
JP4608656B2 (ja) * 2005-08-01 2011-01-12 国立大学法人佐賀大学 肢体機能回復支援装置
US8585620B2 (en) * 2006-09-19 2013-11-19 Myomo, Inc. Powered orthotic device and method of using same
JP5283401B2 (ja) * 2007-03-22 2013-09-04 国立大学法人 筑波大学 リハビリテーション支援装置
CN101406728A (zh) * 2007-10-12 2009-04-15 叶东龙 可同时兼具肌肉力量训练及增进神经灵敏度的爆发力训练装置
JP5108922B2 (ja) * 2010-08-16 2012-12-26 国立大学法人 筑波大学 装着式動作補助装置及びその制御方法
GB201017687D0 (en) * 2010-10-20 2010-12-01 Gatherer Partnership The Ltd Muscle conditioning / muscle assessment apparatus, systems, methods and/or computer software
JP5598854B2 (ja) 2010-12-07 2014-10-01 株式会社日立製作所 トレーニングシステム
JP5642534B2 (ja) * 2010-12-27 2014-12-17 Cyberdyne株式会社 装着式動作補助装置、そのインタフェース装置及びプログラム
JP5772947B2 (ja) * 2011-02-28 2015-09-02 村田機械株式会社 上肢訓練装置
JP6305673B2 (ja) * 2011-11-07 2018-04-04 セイコーエプソン株式会社 ロボット制御システム、ロボットシステム及びロボット
CA2867484C (en) * 2012-03-29 2018-10-09 Aliasgar MORBI Control system and device for patient assist
US9968406B2 (en) * 2012-05-30 2018-05-15 École Polytechnique Fédérale de Lausanne Apparatus and method for restoring voluntary control of locomotion in neuromotor impairments
JP6007636B2 (ja) * 2012-07-20 2016-10-12 セイコーエプソン株式会社 ロボット制御システム及びロボット制御装置
WO2014109799A1 (en) * 2012-09-17 2014-07-17 President And Fellows Of Harvard College Soft exosuit for assistance with human motion
CN103040586A (zh) * 2012-12-20 2013-04-17 上海大学 用于下肢运动训练的外骨骼机器人及其运动控制方法
CN105473194B (zh) * 2013-01-22 2018-06-15 高博公司 具有水平和竖直力感测及运动控制的医疗康复升降系统和方法
CN104827469B (zh) * 2013-10-10 2016-10-19 精工爱普生株式会社 机器人控制装置、机器人系统、机器人以及机器人控制方法
KR102150297B1 (ko) * 2014-01-15 2020-09-01 삼성전자주식회사 보행 보조 로봇 및 보행 보조 로봇의 제어 방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI746042B (zh) * 2020-07-03 2021-11-11 臺北醫學大學 具有握力感測裝置之扶手結構

Also Published As

Publication number Publication date
JP6368792B2 (ja) 2018-08-01
CN107106396A (zh) 2017-08-29
WO2016067910A1 (ja) 2016-05-06
CN107106396B (zh) 2020-10-27
ES2824202T3 (es) 2021-05-11
US11052010B2 (en) 2021-07-06
EP3213731B1 (en) 2020-09-16
EP3213731A1 (en) 2017-09-06
JPWO2016067910A1 (ja) 2017-09-21
US20170333277A1 (en) 2017-11-23
EP3213731A4 (en) 2018-07-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106163479B (zh) 护理机器人
KR101603162B1 (ko) 모터에 의하여 하중을 보상하는 상지 보조 장치
JP6579621B2 (ja) 治療台
TW201620586A (zh) 訓練裝置及力量之修正方法
KR101705439B1 (ko) 휴대형 손가락/손목 재활장치
CN101808581B (zh) 肌肉力量测试系统
JP2006230691A (ja) 医療機器支持アーム
US20160121166A1 (en) Training Apparatus
TW201620585A (zh) 訓練裝置及力量成分訊號之修正方法
US9861852B2 (en) Game system having full-body exercise apparatus controller with independently operable appendicular members
JP5273432B2 (ja) コントローラ
US10386010B2 (en) Stand and method for torque compensation
JP2018069006A (ja) 上肢訓練支援装置
KR101565864B1 (ko) 감응식 힘 피드백 기구
TW201526947A (zh) 訓練裝置
KR101442767B1 (ko) 다자유도 재활 치료장치
JP2017113311A (ja) 歩行補助装置の評価方法
JP2010187718A (ja) 筋力トレーニング及び測定装置
KR20180129504A (ko) 앉은 자세 교정 패드
JP2000246679A (ja) ３次元入力用マニピュレータ
JP6154108B2 (ja) 操作感覚シミュレータ
JP2020028720A (ja) 介助ロボット
JPH1133020A (ja) Ｘ線寝台装置および寝台操作装置