(57)【要約】【課題】二関節アーム装置の出力の単位時間当たりの増加率を所定の設定値を境に変化させることによって、被験者は二関節アーム装置の出力に拮（きっ）抗する筋力を容易に発揮することができ、被験者固定部の位置を不必要に変位させることがなく、被験者の筋力を容易に、短時間で、かつ、高い精度で測定することができるようにする。【解決手段】可動筋力測定部材を有し、該可動筋力測定部材の先端部に被験者の上肢又は下肢の先端部を固定し、前記可動筋力測定部材が力を発生した場合、被験者が前記可動筋力測定部材の力に抗して上肢又は下肢の先端部の位置を移動させないようにすることによって、被験者の上肢又は下肢の筋力を測定する他動式等尺性筋力測定装置であって、筋力の測定の途中で前記可動筋力測定部材が発生する力の増加率を変化させる。【選択図】図１
2010194121.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）可動筋力測定部材を有し、該可動筋力測定部材の先端部に被験者の上肢又は下肢の先端部を固定し、前記可動筋力測定部材が力を発生した場合、被験者が前記可動筋力測定部材の力に抗して上肢又は下肢の先端部の位置を移動させないようにすることによって、被験者の上肢又は下肢の筋力を測定する他動式等尺性筋力測定装置であって、
（ｂ）筋力の測定の途中で前記可動筋力測定部材が発生する力の増加率を変化させることを特徴とする他動式等尺性筋力測定装置。
【請求項２】
前記可動筋力測定部材が発生する力が設定値を超えると、前記可動筋力測定部材が発生する力の増加率を変化させる請求項１に記載の他動式等尺性筋力測定装置。
【請求項３】
前記可動筋力測定部材が発生する力が前記設定値以下である場合、前記可動筋力測定部材の先端部の位置がずれても筋力の測定を継続する請求項２に記載の他動式等尺性筋力測定装置。
【請求項４】
筋力の測定を開始してからの経過時間が設定値を超えると、前記可動筋力測定部材が発生する力の増加率を変化させる請求項１に記載の他動式等尺性筋力測定装置。
【請求項５】
前記経過時間が前記設定値以下である場合、前記可動筋力測定部材の先端部の位置がずれても筋力の測定を継続する請求項４に記載の他動式等尺性筋力測定装置。
【請求項６】
（ａ）可動筋力測定部材を有し、該可動筋力測定部材の先端部に被験者の上肢又は下肢の先端部を固定し、前記可動筋力測定部材が力を発生した場合、被験者が前記可動筋力測定部材の力に抗して上肢又は下肢の先端部の位置を移動させないようにすることによって、被験者の上肢又は下肢の筋力を測定する他動式等尺性筋力測定装置であって、
（ｂ）前記可動筋力測定部材の先端部の位置ずれが許容値以上になると筋力の測定を終了するとともに、
（ｃ）筋力の測定の途中で前記許容値を変化させることを特徴とする他動式等尺性筋力測定装置。
【請求項７】
前記可動筋力測定部材が発生する力が設定値を超えると、前記許容値を変化させる請求項６に記載の他動式等尺性筋力測定装置。
【請求項８】
筋力の測定を開始してからの経過時間が設定値を超えると、前記許容値を変化させる請求項６に記載の他動式等尺性筋力測定装置。
【請求項９】
（ａ）可動筋力測定部材を有し、該可動筋力測定部材の先端部に被験者の上肢又は下肢の先端部を固定し、前記可動筋力測定部材が力を発生した場合、被験者が前記可動筋力測定部材の力に抗して上肢又は下肢の先端部の位置を移動させないようにすることによって、被験者の上肢又は下肢の筋力を測定する他動式等尺性筋力測定装置であって、
（ｂ）被験者が操作可能なスイッチを更に有し、
（ｃ）該スイッチが操作されるまでは、前記可動筋力測定部材の先端部の位置がずれても筋力の測定を継続することを特徴とする他動式等尺性筋力測定装置。
【請求項１０】
（ａ）可動筋力測定部材を有し、該可動筋力測定部材の先端部に被験者の上肢又は下肢の先端部を固定し、前記可動筋力測定部材が力を発生した場合、被験者が前記可動筋力測定部材の力に抗して上肢又は下肢の先端部の位置を移動させないようにすることによって、被験者の上肢又は下肢の筋力を測定する他動式等尺性筋力測定装置であって、
（ｂ）被験者が操作可能なスイッチを更に有し、
（ｃ）該スイッチが操作されるまでは、前記可動筋力測定部材が発生する力の増加を停止することを特徴とする他動式等尺性筋力測定装置。
【請求項１１】
（ａ）可動筋力測定部材を有し、該可動筋力測定部材の先端部に被験者の上肢又は下肢の先端部を固定し、前記可動筋力測定部材が力を発生した場合、被験者が前記可動筋力測定部材の力に抗して上肢又は下肢の先端部の位置を移動させないようにすることによって、被験者の上肢又は下肢の筋力を測定する他動式等尺性筋力測定装置であって、
（ｂ）被験者が操作可能な可変式操作部を更に有し、
（ｃ）該可変式操作部の操作量に応じて、前記可動筋力測定部材が発生する力の増加率を変化させることを特徴とする他動式等尺性筋力測定装置。
【請求項１２】
（ａ）可動筋力測定部材を有し、該可動筋力測定部材の先端部に被験者の上肢又は下肢の先端部を固定し、前記可動筋力測定部材が力を発生した場合、被験者が前記可動筋力測定部材の力に抗して上肢又は下肢の先端部の位置を移動させないようにすることによって、被験者の上肢又は下肢の筋力を測定する他動式等尺性筋力測定装置であって、
（ｂ）前記可動筋力測定部材の先端部の位置ずれが第１の許容値以上になると、前記可動筋力測定部材が発生する力の増加を停止し、
（ｃ）前記可動筋力測定部材の先端部の位置ずれが前記第１の許容値より大きな第２の許容値以上になると、筋力の測定を終了することを特徴とする他動式等尺性筋力測定装置。
【請求項１３】
（ａ）可動筋力測定部材を有し、該可動筋力測定部材の先端部に被験者の上肢又は下肢の先端部を固定し、前記可動筋力測定部材が力を発生した場合、被験者が前記可動筋力測定部材の力に抗して上肢又は下肢の先端部の位置を移動させないようにすることによって、被験者の上肢又は下肢の筋力を測定する他動式等尺性筋力測定装置であって、
（ｂ）前記可動筋力測定部材の先端部の位置ずれが許容値以上になってからの経過時間が限界時間以上になると、筋力の測定を終了することを特徴とする他動式等尺性筋力測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、他動式等尺性筋力測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、筋肉の長さを変えないで筋力を発揮する等尺性運動を被験者に行わせて筋力を測定するアイソメトリックス（Ｉｓｏｍｅｔｒｉｃｓ）運動を利用した等尺性筋力測定装置は、自動式測定方法を採用する自動式等尺性筋力測定装置と他動式測定方法を採用する他動式等尺性筋力測定装置とに大別される。自動式測定方法は、被験者に力を発揮させ、その力を等尺性筋力測定装置で測定する方法である。一方、他動式測定方法は、被験者の筋力を測定したい部分と等尺性筋力測定装置の被験者固定部とを紐（ひも）等の拘束部材で固定し、被験者固定部が所定方向の力を徐々に増加させるように発生するのに対して、被験者は前記所定方向の力に拮（きっ）抗するような筋力を発揮して被験者固定部の位置が動かないようにし、どこまで被験者が被験者固定部を保持することができるかによって被験者の最大筋力を測定する方法である。
【０００３】
他動式測定方法を採用する等尺性筋力測定装置においては、被験者固定部が発生する力と被験者が発揮する筋力とが釣り合っている間は、被験者固定部の位置は初期位置から動くことがない。しかし、被験者固定部が発生する力が徐々に増加して、被験者が発揮する筋力の限界を超えると、被験者固定部がその発生する力の方向に移動することになる。そのため、被験者固定部が移動を開始した時点の直前に被験者固定部が発生した力が、被験者が発揮する筋力の最大値として測定される（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
図２は従来の他動式等尺性筋力測定装置によって被験者の筋力を測定する方法を説明する図である。
【０００５】
図において、１０は他動式等尺性筋力測定装置に含まれる可動筋力測定部材としての二関節アーム装置であって、人間の上肢、すなわち、腕の部分を模した構造を有する。なお、前記二関節アーム装置１０は、人間の下肢、すなわち、脚の部分を模した構造を有するものであってもよいが、ここでは上肢を模した構造を有するものである場合について説明する。
【０００６】
そして、１１ａは、上肢を模した構造の二関節アーム装置１０の下膊（はく）に該当する第１リンクであり、１１ｂは、上肢を模した構造の二関節アーム装置１０の上膊に該当する第２リンクである。また、１２は肩に該当するベースとしてのフレームであり、根本端部が図示されない土台等に固定された固定部材１３に固着されている。そして、前記フレーム１２の先端部（図における下端部）には、肩関節に該当する第２関節部１４ｂを介して、第２リンク１１ｂの根本端部が回転可能に接続されている。さらに、第２リンク１１ｂの先端部には、肘（ひじ）関節に該当する第１関節部１４ａを介して、第１リンク１１ａの根本端部が回転可能に接続されている。さらに、第１リンク１１ａの先端部には被験者固定部１５が取り付けられている。なお、第１リンク１１ａ及び第２リンク１１ｂ、並びに、第１関節部１４ａ及び第２関節部１４ｂを統合的に説明する場合には、各々、リンク１１及び関節部１４として説明する。
【０００７】
また、前記第１関節部１４ａには、該第１関節部１４ａを回転させる第１アクチュエータ１６ａ及び第１関節部１４ａの角度変位を測定する第１センサ１７ａが配設されている。さらに、前記第２関節部１４ｂには、該第２関節部１４ｂを回転させる第２アクチュエータ１６ｂ及び第２関節部１４ｂの角度変位を測定する第２センサ１７ｂが配設されている。なお、第１アクチュエータ１６ａ及び第２アクチュエータ１６ｂ、並びに、第１センサ１７ａ及び第２センサ１７ｂを統合的に説明する場合には、各々、アクチュエータ１６及びセンサ１７として説明する。
【０００８】
一方、２０は他動式等尺性筋力測定装置を使用して筋力を測定する被験者である。なお、該被検者２０は、自身の下肢、すなわち、脚の筋力を測定してもよいが、ここでは上肢、すなわち、腕の筋力を測定する場合について説明する。
【０００９】
そして、２１は被験者２０の上体であり、２２は被験者２０の下膊であり、２３は被験者２０の上膊である。また、２４は下膊２２と上膊２３とを連結する肘関節であり、２５は上体２１と上膊２３とを連結する肩関節であり、２６は下膊２２の先端部に連結された掌である。
【００１０】
前記他動式等尺性筋力測定装置では、被験者２０の上肢の先端部としての掌２６を二関節アーム装置１０の先端部としての被験者固定部１５に固定し、前記被験者２０の上肢の筋力を測定する。この場合、第１アクチュエータ１６ａ及び第２アクチュエータ１６ｂを作動させて被験者固定部１５に所定方向の力を発生させるとともに、第１センサ１７ａ及び第２センサ１７ｂによって第１関節部１４ａ及び第２関節部１４ｂの角度変位を測定する。そして、被験者２０の発揮する筋力が二関節アーム装置１０が発生する力に抗しきれず、被験者固定部１５の位置が変位すると、第１関節部１４ａ又は第２関節部１４ｂの角度が変位する。そのため、第１センサ１７ａ又は第２センサ１７ｂが第１関節部１４ａ又は第２関節部１４ｂの角度変位を検出すると、他動式等尺性筋力測定装置は、被験者固定部１５における所定方向の力を測定し、これにより、被験者２０の上肢の筋力を測定する。なお、被験者２０の下肢の筋力を測定する場合には、被験者２０の下肢の先端部を被験者固定部１５に固定し、同様の方法で測定する。
【００１１】
被験者固定部１５に被験者２０の掌２６を固定する前に、第１アクチュエータ１６ａ及び第２アクチュエータ１６ｂを作動させて被験者固定部１５を変位させることによって、掌２６がいかなる位置にあっても、被験者２０の上肢の筋力を測定することができる。また、前記他動式等尺性筋力測定装置では、２つのアクチュエータ１６によって２次元平面においてあらゆる方向の力を測定することができるが、アクチュエータ１６の数を増減することによって、１次元又は３次元以上においても測定することができる。
【００１２】
次に、前記他動式等尺性筋力測定装置の制御システムについて説明する。
【００１３】
図３は従来の他動式等尺性筋力測定装置の制御システムの構成を示すブロック図、図４は従来の他動式等尺性筋力測定装置の二関節アーム装置が発生する力の時間変化を示す図である。
【００１４】
図において、３１は他動式等尺性筋力測定装置の動作を制御する制御システムの制御部であり、ＣＰＵ、ＭＰＵ等の演算手段、磁気ディスク、半導体メモリ等の記憶手段、キーボード、マウス等の入力手段、ＣＲＴ、液晶ディスプレイ等の表示手段、通信手段等を備えるコンピュータであり、二関節アーム装置１０の動作を統括的に制御する。
【００１５】
そして、第１アクチュエータ１６ａ及び第２アクチュエータ１６ｂは、各々駆動回路としての第１ドライバ３２ａ及び第２ドライバ３２ｂを介して、制御部３１に接続されている。また、第１センサ１７ａ及び第２センサ１７ｂも制御部３１に接続されている。なお、第１ドライバ３２ａ及び第２ドライバ３２ｂを統合的に説明する場合には、ドライバ３２として説明する。
【００１６】
また、前記制御部３１は、第１ドライバ３２ａ及び第２ドライバ３２ｂを介して、第１アクチュエータ１６ａ及び第２アクチュエータ１６ｂを作動させ、被験者固定部１５が発生する所定方向の力Ｆｘを、図４に示されるように、時間ｔに比例するように変化させる。すなわち、時間ｔの増加とともに一定の割合で増加させる。前記力Ｆｘの時間ｔに対する増加率は、設定を変更することによって変更することができる。
【００１７】
次に、前記他動式等尺性筋力測定装置の動作について説明する。
【００１８】
図５は従来の他動式等尺性筋力測定装置の動作を示すフローチャートである。
【００１９】
まず、動作の説明に使用される各種変数の定義を説明する。
Ｆ１：第１アクチュエータ１６ａが出力するトルク
Ｆ２：第２アクチュエータ１６ｂが出力するトルク
Ｆ１ｓｔａｒｔ：測定開始時に第１アクチュエータ１６ａが出力するトルク
Ｆ２ｓｔａｒｔ：測定開始時に第２アクチュエータ１６ｂが出力するトルク
ｅ１：第１センサ１７ａが測定した第１関節部１４ａの角度
ｅ２：第２センサ１７ｂが測定した第２関節部１４ｂの角度
ｅ１ｓｔａｒｔ：測定開始時に第１センサ１７ａが測定した第１関節部１４ａの角度
ｅ２ｓｔａｒｔ：測定開始時に第２センサ１７ｂが測定した第２関節部１４ｂの角度
ｔ１：図示されないタイマによって計時される測定時間開始からの経過時間
ｔ０：アクチュエータ１６が出力するトルクを変更した場合の時間記録用変数
α１：第１関節部１４ａの位置ずれ許容値
α２：第２関節部１４ｂの位置ずれ許容値
ａ１：第１アクチュエータ１６ａが出力するトルクの単位時間当たり増加率
ａ２：第２アクチュエータ１６ｂが出力するトルクの単位時間当たり増加率
Ｆｘ：二関節アーム装置１０の被験者固定部１５が発生して被験者２０の掌２６に付与する力
そして、被験者２０の筋力の測定が開始されると、他動式等尺性筋力測定装置は、力Ｆｘ及び経過時間ｔ１に、各々、０を入力する。続いて、他動式等尺性筋力測定装置は、経過時間ｔ１の計時をスタートする。
【００２０】
また、他動式等尺性筋力測定装置は、測定開始時の第１関節部１４ａの角度ｅ１及び第２関節部１４ｂの角度ｅ２を、各々、ｅ１ｓｔａｒｔ及びｅ２ｓｔａｒｔに入力する。さらに、他動式等尺性筋力測定装置は、第１アクチュエータ１６ａが出力するトルクＦ１及び第２アクチュエータ１６ｂが出力するトルクＦ２に、各々、Ｆ１ｓｔａｒｔ及びＦ２ｓｔａｒｔを入力するとともに、時間記録用変数ｔ０にｔ１の値を入力する。
【００２１】
続いて、他動式等尺性筋力測定装置は、第１アクチュエータ１６ａをトルクＦ１を出力するように作動させ、第２アクチュエータ１６ｂをトルクＦ２を出力するように作動させする。
【００２２】
続いて、他動式等尺性筋力測定装置は、第１関節部１４ａの角度ｅ１が測定開始時の角度、すなわち、初期値ｅ１ｓｔａｒｔから±α１の範囲内に入っているか否かを判断する。そして、入っていない場合には、被験者固定部１５の位置が変位した、すなわち、被験者固定部１５の位置ずれが発生したと考えられるので、被験者固定部１５の位置ずれが発生する直前に被験者固定部１５が発生した力Ｆｘを制御部３１に送信し、筋力測定を終了する。
【００２３】
また、第１関節部１４ａの角度ｅ１が初期値ｅ１ｓｔａｒｔから±α１の範囲内に入っている場合、他動式等尺性筋力測定装置は、さらに、第２関節部１４ｂの角度ｅ２が測定開始時の角度、すなわち、初期値ｅ２ｓｔａｒｔから±α２の範囲内に入っているか否かを判断する。そして、入っていない場合には、被験者固定部１５の位置ずれが発生したと考えられるので、被験者固定部１５の位置ずれが発生する直前に被験者固定部１５が発生した力Ｆｘを制御部３１に送信し、筋力測定を終了する。
【００２４】
一方、第２関節部１４ｂの角度ｅ２が初期値ｅ２ｓｔａｒｔから±α２の範囲内に入っている場合、他動式等尺性筋力測定装置は、第１アクチュエータ１６ａが出力するトルクＦ１及び第２アクチュエータ１６ｂが出力するトルクＦ２から被験者２０の掌２６に付与する力を算出し、Ｆｘに入力する。
【００２５】
続いて、他動式等尺性筋力測定装置は、第１アクチュエータ１６ａが出力するトルクＦ１に、増加率ａ１に前回のトルク設定時間、すなわち、時間記録用変数ｔ０からの経過時間（ｔ１−ｔ０）を乗算した値を増加トルクとして加算し、加算した値でトルクＦ１の値を更新する。同様に、第２アクチュエータ１６ｂが出力するトルクＦ２に、増加率ａ２に前回のトルク設定時間、すなわち、時間記録用変数ｔ０からの経過時間（ｔ１−ｔ０）を乗算した値を増加トルクとして加算し、加算した値でトルクＦ２の値を更新する。
【００２６】
続いて、他動式等尺性筋力測定装置は、時間記録用変数ｔ０にｔ１の値を入力し、再度、第１アクチュエータ１６ａをトルクＦ１を出力するように作動させる動作以降の動作を繰り返す。
【００２７】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ１  Ｆｘに０、ｔ１に０を入力する。
ステップＳ２  ｔ１の計時をスタートする。
ステップＳ３  測定開始時のｅ１、ｅ２を、ｅ１ｓｔａｒｔ、ｅ２ｓｔａｒｔに入力する。
ステップＳ４  Ｆ１、Ｆ２に、Ｆ１ｓｔａｒｔ、Ｆ２ｓｔａｒｔを入力し、ｔ０にｔ１の値を入力する。
ステップＳ５  第１アクチュエータ１６ａをトルクＦ１で作動させる。
ステップＳ６  第２アクチュエータ１６ｂをトルクＦ２で作動させる。
ステップＳ７  角度ｅ１が、初期値ｅ１ｓｔａｒｔから±α１以内に入っているか否かを判断し、入っていない場合にはステップＳ８に進み、入っている場合にはステップＳ９に進む。
ステップＳ８  被験者固定部１５が発生した力Ｆｘを制御部３１に送信し、測定を終了する。
ステップＳ９  角度ｅ２が、初期値ｅ２ｓｔａｒｔから±α２以内に入っているか否かを判断し、入っていない場合にはステップＳ８に進み、入っている場合にはステップＳ１０に進む。
ステップＳ１０  Ｆ１及びＦ２から、被験者２０に付与する力を算出しＦｘに入力する。
ステップＳ１１  Ｆ１に、増加率ａ１に（ｔ１−ｔ０）を乗算した値を増加トルクとして加算し、加算した値でトルクＦ１の値を更新する。Ｆ２に、増加率ａ２に（ｔ１−ｔ０）を乗算した値を増加トルクとして加算し、加算した値でトルクＦ２の値を更新する。
ステップＳ１２  ｔ０に、ｔ１を入力し、ステップＳ５に戻る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２８】
【特許文献１】特開２００７−６１１３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２９】
しかしながら、前記従来の他動式等尺性筋力測定装置においては、二関節アーム装置１０の被験者固定部１５が発生する力Ｆｘに拮抗する筋力を被験者２０が発揮することによって筋力測定を行うようになっているので、被験者２０が力を入れすぎて被験者固定部１５の位置を変位させてしまう場合には、筋力を正確に測定することができなかった。また、被験者２０が筋力を増加させるタイミングが二関節アーム装置１０が力Ｆｘを増加させるタイミングと合致しない場合にも、被験者固定部１５の位置が変位するので筋力を正確に測定することができなかった。
【００３０】
特に測定開始直後には、被験者２０は、どのくらいの筋力を発揮してよいのか把握しにくいので、力を入れすぎて被験者固定部１５の位置を変位させてしまうことが多い。
【００３１】
また、筋力が最大値に近付くと、被験者２０は自分が発揮する筋力をコントロールしにくいので、被験者固定部１５の位置を変位させてしまうことが多い。
【００３２】
さらに、測定がやりやすいように、二関節アーム装置１０が力Ｆｘを増加させる単位時間当たりの増加率を低くすると、測定時間が長くなり、被験者２０が疲れてしまう。
【００３３】
本発明は、前記従来の他動式等尺性筋力測定装置の問題点を解決して、二関節アーム装置の出力の単位時間当たりの増加率を所定の設定値を境に変化させることによって、被験者は二関節アーム装置の出力に拮抗する筋力を容易に発揮することができ、被験者固定部の位置を不必要に変位させることがなく、被験者の筋力を容易に、短時間で、かつ、高い精度で測定することができる他動式等尺性筋力測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３４】
そのために、本発明の他動式等尺性筋力測定装置においては、可動筋力測定部材を有し、該可動筋力測定部材の先端部に被験者の上肢又は下肢の先端部を固定し、前記可動筋力測定部材が力を発生した場合、被験者が前記可動筋力測定部材の力に抗して上肢又は下肢の先端部の位置を移動させないようにすることによって、被験者の上肢又は下肢の筋力を測定する他動式等尺性筋力測定装置であって、筋力の測定の途中で前記可動筋力測定部材が発生する力の増加率を変化させる。
【００３５】
本発明の他の他動式等尺性筋力測定装置においては、さらに、前記可動筋力測定部材が発生する力が設定値を超えると、前記可動筋力測定部材が発生する力の増加率を変化させる。
【００３６】
本発明の更に他の他動式等尺性筋力測定装置においては、さらに、前記可動筋力測定部材が発生する力が前記設定値以下である場合、前記可動筋力測定部材の先端部の位置がずれても筋力の測定を継続する。
【００３７】
本発明の更に他の他動式等尺性筋力測定装置においては、さらに、筋力の測定を開始してからの経過時間が設定値を超えると、前記可動筋力測定部材が発生する力の増加率を変化させる。
【００３８】
本発明の更に他の他動式等尺性筋力測定装置においては、さらに、前記経過時間が前記設定値以下である場合、前記可動筋力測定部材の先端部の位置がずれても筋力の測定を継続する。
【００３９】
本発明の更に他の他動式等尺性筋力測定装置においては、可動筋力測定部材を有し、該可動筋力測定部材の先端部に被験者の上肢又は下肢の先端部を固定し、前記可動筋力測定部材が力を発生した場合、被験者が前記可動筋力測定部材の力に抗して上肢又は下肢の先端部の位置を移動させないようにすることによって、被験者の上肢又は下肢の筋力を測定する他動式等尺性筋力測定装置であって、前記可動筋力測定部材の先端部の位置ずれが許容値以上になると筋力の測定を終了するとともに、筋力の測定の途中で前記許容値を変化させる。
【００４０】
本発明の更に他の他動式等尺性筋力測定装置においては、さらに、前記可動筋力測定部材が発生する力が設定値を超えると、前記許容値を変化させる。
【００４１】
本発明の更に他の他動式等尺性筋力測定装置においては、さらに、筋力の測定を開始してからの経過時間が設定値を超えると、前記許容値を変化させる。
【００４２】
本発明の更に他の他動式等尺性筋力測定装置においては、可動筋力測定部材を有し、該可動筋力測定部材の先端部に被験者の上肢又は下肢の先端部を固定し、前記可動筋力測定部材が力を発生した場合、被験者が前記可動筋力測定部材の力に抗して上肢又は下肢の先端部の位置を移動させないようにすることによって、被験者の上肢又は下肢の筋力を測定する他動式等尺性筋力測定装置であって、被験者が操作可能なスイッチを更に有し、該スイッチが操作されるまでは、前記可動筋力測定部材の先端部の位置がずれても筋力の測定を継続する。
【００４３】
本発明の更に他の他動式等尺性筋力測定装置においては、可動筋力測定部材を有し、該可動筋力測定部材の先端部に被験者の上肢又は下肢の先端部を固定し、前記可動筋力測定部材が力を発生した場合、被験者が前記可動筋力測定部材の力に抗して上肢又は下肢の先端部の位置を移動させないようにすることによって、被験者の上肢又は下肢の筋力を測定する他動式等尺性筋力測定装置であって、被験者が操作可能なスイッチを更に有し、該スイッチが操作されるまでは、前記可動筋力測定部材が発生する力の増加を停止する。
【００４４】
本発明の更に他の他動式等尺性筋力測定装置においては、可動筋力測定部材を有し、該可動筋力測定部材の先端部に被験者の上肢又は下肢の先端部を固定し、前記可動筋力測定部材が力を発生した場合、被験者が前記可動筋力測定部材の力に抗して上肢又は下肢の先端部の位置を移動させないようにすることによって、被験者の上肢又は下肢の筋力を測定する他動式等尺性筋力測定装置であって、被験者が操作可能な可変式操作部を更に有し、該可変式操作部の操作量に応じて、前記可動筋力測定部材が発生する力の増加率を変化させる。
【００４５】
本発明の更に他の他動式等尺性筋力測定装置においては、可動筋力測定部材を有し、該可動筋力測定部材の先端部に被験者の上肢又は下肢の先端部を固定し、前記可動筋力測定部材が力を発生した場合、被験者が前記可動筋力測定部材の力に抗して上肢又は下肢の先端部の位置を移動させないようにすることによって、被験者の上肢又は下肢の筋力を測定する他動式等尺性筋力測定装置であって、前記可動筋力測定部材の先端部の位置ずれが第１の許容値以上になると、前記可動筋力測定部材が発生する力の増加を停止し、前記可動筋力測定部材の先端部の位置ずれが前記第１の許容値より大きな第２の許容値以上になると、筋力の測定を終了する。
【００４６】
本発明の更に他の他動式等尺性筋力測定装置においては、可動筋力測定部材を有し、該可動筋力測定部材の先端部に被験者の上肢又は下肢の先端部を固定し、前記可動筋力測定部材が力を発生した場合、被験者が前記可動筋力測定部材の力に抗して上肢又は下肢の先端部の位置を移動させないようにすることによって、被験者の上肢又は下肢の筋力を測定する他動式等尺性筋力測定装置であって、前記可動筋力測定部材の先端部の位置ずれが許容値以上になってからの経過時間が限界時間以上になると、筋力の測定を終了する。
【発明の効果】
【００４７】
本発明によれば、他動式等尺性筋力測定装置においては、二関節アーム装置の出力の単位時間当たりの増加率を所定の設定値を境に変化させるようになっている。これにより、被験者は二関節アーム装置の出力に拮抗する筋力を容易に発揮することができ、被験者固定部の位置を不必要に変位させることがなく、被験者の筋力を容易に、短時間で、かつ、高い精度で測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の第１の実施の形態における他動式等尺性筋力測定装置の二関節アーム装置が発生する力の時間変化を示す図である。
【図２】従来の他動式等尺性筋力測定装置によって被験者の筋力を測定する方法を説明する図である。
【図３】従来の他動式等尺性筋力測定装置の制御システムの構成を示すブロック図である。
【図４】従来の他動式等尺性筋力測定装置の二関節アーム装置が発生する力の時間変化を示す図である。
【図５】従来の他動式等尺性筋力測定装置の動作を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第１の実施の形態における他動式等尺性筋力測定装置の配列変数の数値の例を示す図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態における他動式等尺性筋力測定装置の動作を示すフローチャートである。
【図８】本発明の第２の実施の形態における他動式等尺性筋力測定装置の二関節アーム装置が発生する力の時間変化を示す図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態における他動式等尺性筋力測定装置の動作を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の第３の実施の形態における他動式等尺性筋力測定装置の動作を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の第４の実施の形態における他動式等尺性筋力測定装置の動作を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の第５の実施の形態における他動式等尺性筋力測定装置の配列変数の数値の例を示す図である。
【図１３】本発明の第５の実施の形態における他動式等尺性筋力測定装置の動作を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の第６の実施の形態における他動式等尺性筋力測定装置の動作を示すフローチャートである。
【図１５】本発明の第７の実施の形態における他動式等尺性筋力測定装置の制御システムの構成を示すブロック図である。
【図１６】本発明の第７の実施の形態における他動式等尺性筋力測定装置の動作を示すフローチャートである。
【図１７】本発明の第８の実施の形態における他動式等尺性筋力測定装置の動作を示すフローチャートである。
【図１８】本発明の第９の実施の形態における他動式等尺性筋力測定装置の制御システムの構成を示すブロック図である。
【図１９】本発明の第９の実施の形態における他動式等尺性筋力測定装置の動作を示すフローチャートである。
【図２０】本発明の第１０の実施の形態における他動式等尺性筋力測定装置の動作を示すフローチャートである。
【図２１】本発明の第１１の実施の形態における他動式等尺性筋力測定装置の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００４９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００５０】
図１は本発明の第１の実施の形態における他動式等尺性筋力測定装置の二関節アーム装置が発生する力の時間変化を示す図、図６は本発明の第１の実施の形態における他動式等尺性筋力測定装置の配列変数の数値の例を示す図である。
【００５１】
本実施の形態における他動式等尺性筋力測定装置は、「背景技術」の項において説明した従来の他動式等尺性筋力測定装置と同様の構成を有する。また、本実施の形態における他動式等尺性筋力測定装置の制御システムも、「背景技術」の項において説明した従来の他動式等尺性筋力測定装置の制御システムと同様の構成を有する。
【００５２】
したがって、本実施の形態における他動式等尺性筋力測定装置及びその制御システムの説明には、「背景技術」の項における説明並びに図２及び３の記載を援用し、従来の他動式等尺性筋力測定装置及びその制御システムと相違する点について説明する。また、本実施の形態における他動式等尺性筋力測定装置及びその制御システムの各部に付与される符号についても、「背景技術」の項における説明並びに図２及び３において付与された符号を援用し、従来の他動式等尺性筋力測定装置及びその制御システムと相違する符号について説明する。さらに、本実施の形態における他動式等尺性筋力測定装置及びその制御システムの動作並びに該動作の説明に使用される各種変数の定義についても、「背景技術」の項における説明並びに図２、３及び５の記載を援用し、従来の他動式等尺性筋力測定装置及びその制御システムと相違する動作並びに該動作の説明に使用される各種変数の定義について説明する。
【００５３】
なお、本実施の形態における他動式等尺性筋力測定装置は、可動筋力測定部材としての二関節アーム装置１０の先端部である被験者固定部１５に被験者２０の下肢の先端部を固定することによって被験者２０の下肢の筋力を測定することができるものであるが、ここでは、説明の都合上、二関節アーム装置１０の被験者固定部１５に被験者２０の上肢の先端部としての掌２６を固定して被験者２０の上肢の筋力を測定する場合についてのみ説明する。
【００５４】
本実施の形態における他動式等尺性筋力測定装置は、制御部３１の記憶手段に図６に示されるような配列変数ｂ（ｃ）を格納する。該配列変数ｂ（ｃ）は、ｃの値に応じて値が変化する変数であって、第１アクチュエータ１６ａが出力するトルクＦ１及び第２アクチュエータ１６ｂが出力するトルクＦ２の単位時間当たりの増加率を変化させる変数である。なお、図６に示される配列変数ｂ（ｃ）の数値は、単なる例示に過ぎないものであって、適宜変更することができる。
【００５５】
そして、制御部３１は、被験者２０の筋力測定中、被験者２０の掌２６に付与する力Ｆｘを監視し、図１に示されるように、Ｆｘの値があらかじめ設定された所定の設定値Ｆａより大きくなると、Ｆ１及びＦ２の単位時間当たりの増加率を変化させ、それによってＦｘの単位時間当たりの増加率を変化させる。図１に示される例においては、設定値Ｆａを境にして、Ｆｘの単位時間当たりの増加率が高くなることが分かる。すなわち、Ｆｘの値が設定値Ｆａ以下ではＦｘの単位時間当たりの増加率が低く、Ｆｘの値が設定値Ｆａより大きくなるとＦｘの単位時間当たりの増加率が高くなることが分かる。
【００５６】
なお、配列変数ｂ（ｃ）を変更することによって、Ｆｘの値が設定値Ｆａ以下ではＦｘの単位時間当たりの増加率が高く、Ｆｘの値が設定値Ｆａより大きくなるとＦｘの単位時間当たりの増加率が低くなるようにすることもできる。また、配列変数ｂ（ｃ）を３段階以上に変化させるようにして、Ｆｘの単位時間当たりの増加率を２段階以上に変化させるようにすることもできる。
【００５７】
次に、本実施の形態における他動式等尺性筋力測定装置の動作について説明する。
【００５８】
図７は本発明の第１の実施の形態における他動式等尺性筋力測定装置の動作を示すフローチャートである。
【００５９】
まず、本実施の形態における動作の説明に使用される各種変数の定義について説明する。
ｆｌ：配列変数ｂ（ｃ）を切り替えるフラグ
Ｆａ：あらかじめ設定された力の設定値
そして、被験者２０の筋力の測定が開始されると、他動式等尺性筋力測定装置は、力Ｆｘ及び経過時間ｔ１に、各々、０を入力する。続いて、他動式等尺性筋力測定装置は、フラグｆｌに１を入力する。
【００６０】
なお、経過時間ｔ１の計時をスタートしてから、第１アクチュエータ１６ａが出力するトルクＦ１及び第２アクチュエータ１６ｂが出力するトルクＦ２から被験者２０の掌２６に付与する力を算出してＦｘに入力するまでの動作、すなわち、図７に示されるステップＳ２３〜Ｓ３１の動作については、「背景技術」の項において説明した図５に示されるステップＳ２〜Ｓ１０の動作と同様であるので、その説明を省略する。
【００６１】
そして、被験者２０の掌２６に付与する力を算出してＦｘに入力した後、他動式等尺性筋力測定装置は、ＦｘがＦａより大きいか否かを判断し、ＦｘがＦａより大きい場合にはフラグｆｌに２を入力する。また、ＦｘがＦａ以下である場合にはフラグｆｌを変更しない。
【００６２】
続いて、他動式等尺性筋力測定装置は、第１アクチュエータ１６ａが出力するトルクＦ１に、配列変数ｂ（ｆｌ）に増加率ａ１と前回のトルク設定時間、すなわち、時間記録用変数ｔ０からの経過時間（ｔ１−ｔ０）とを乗算した値を増加トルクとして加算し、加算した値でトルクＦ１の値を更新する。同様に、第２アクチュエータ１６ｂが出力するトルクＦ２に、配列変数ｂ（ｆｌ）に増加率ａ２と前回のトルク設定時間、すなわち、時間記録用変数ｔ０からの経過時間（ｔ１−ｔ０）とを乗算した値を増加トルクとして加算し、加算した値でトルクＦ２の値を更新する。
【００６３】
続いて、他動式等尺性筋力測定装置は、時間記録用変数ｔ０にｔ１の値を入力し、再度、第１アクチュエータ１６ａをトルクＦ１を出力するように作動させる動作以降の動作を繰り返す。
【００６４】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ２１  Ｆｘに０、ｔ１に０を入力する。
ステップＳ２２  フラグｆｌに１を入力する。
ステップＳ２３  ｔ１の計時をスタートする。
ステップＳ２４  測定開始時のｅ１、ｅ２を、ｅ１ｓｔａｒｔ、ｅ２ｓｔａｒｔに入力する。
ステップＳ２５  Ｆ１、Ｆ２に、Ｆ１ｓｔａｒｔ、Ｆ２ｓｔａｒｔを入力し、ｔ０にｔ１の値を入力する。
ステップＳ２６  第１アクチュエータ１６ａをトルクＦ１で作動させる。
ステップＳ２７  第２アクチュエータ１６ｂをトルクＦ２で作動させる。
ステップＳ２８  角度ｅ１が、初期値ｅ１ｓｔａｒｔから±α１以内に入っているか否かを判断し、入っていない場合にはステップＳ２９に進み、入っている場合にはステップＳ３０に進む。
ステップＳ２９  被験者固定部１５が発生した力Ｆｘを制御部３１に送信し、測定を終了する。
ステップＳ３０  角度ｅ２が、初期値ｅ２ｓｔａｒｔから±α２以内に入っているか否かを判断し、入っていない場合にはステップＳ２９に進み、入っている場合にはステップＳ３１に進む。
ステップＳ３１  Ｆ１及びＦ２から、被験者２０に付与する力を算出しＦｘに入力する。
ステップＳ３２  ＦｘがＦａより大きいか否かを判断し、ＦｘがＦａより大きい場合にはステップＳ３３に進み、ＦｘがＦａより大きくない場合にはステップＳ３４に進む。
ステップＳ３３  フラグｆｌに２を入力する。
ステップＳ３４  Ｆ１に、配列変数ｂ（ｆｌ）に増加率ａ１と（ｔ１−ｔ０）とを乗算した値を増加トルクとして加算し、加算した値でトルクＦ１の値を更新する。Ｆ２に、配列変数ｂ（ｆｌ）に増加率ａ２と（ｔ１−ｔ０）とを乗算した値を増加トルクとして加算し、加算した値でトルクＦ２の値を更新する。
ステップＳ３５  ｔ０に、ｔ１を入力し、ステップＳ２６に戻る。
【００６５】
このように、本実施の形態においては、二関節アーム装置１０が出力する力Ｆｘの単位時間当たりの増加率を所定の設定値Ｆａを境に変化させるようになっている。具体的には、Ｆｘの値が設定値Ｆａ以下ではＦｘの単位時間当たりの増加率が低く、Ｆｘの値が設定値Ｆａより大きくなるとＦｘの単位時間当たりの増加率が高くなる。
【００６６】
これにより、測定開始直後の段階ではＦｘの単位時間当たりの増加率が低いので、被験者２０は、どのくらいの筋力を発揮してよいのかを容易に把握することができ、力を入れすぎて被験者固定部１５の位置を変位させてしまうことがなく、二関節アーム装置１０の出力に拮抗する筋力を容易に発揮することができる。また、Ｆｘの値が設定値Ｆａより大きくなるとＦｘの単位時間当たりの増加率が高くなるので、測定時間が短くなり、被験者２０が疲れてしまうことがない。
【００６７】
なお、設定値Ｆａの値をあらかじめ想定した被験者２０の最大筋力よりも少し低い程度の値とし、Ｆｘの値が設定値Ｆａ以下ではＦｘの単位時間当たりの増加率が高く、Ｆｘの値が設定値Ｆａより大きくなるとＦｘの単位時間当たりの増加率が低くなるようにすることもできる。
【００６８】
この場合、筋力が最大値に近付いて被験者２０が自分の発揮する筋力をコントロールしにくくなると、Ｆｘの単位時間当たりの増加率が低くなるので、被験者２０は、自分の発揮する筋力を適切にコントロールし、被験者固定部１５の位置を変位させてしまうことがなく、二関節アーム装置１０の出力に拮抗する筋力を容易に発揮することができる。Ｆｘの値が設定値Ｆａ以下ではＦｘの単位時間当たりの増加率が高いので、測定時間が短くなり、被験者２０が疲れてしまうことがない。
【００６９】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略する。また、前記第１の実施の形態と同じ動作及び同じ効果についても、その説明を省略する。
【００７０】
図８は本発明の第２の実施の形態における他動式等尺性筋力測定装置の二関節アーム装置が発生する力の時間変化を示す図である。
【００７１】
本実施の形態においては、前記第１の実施の形態において説明した配列変数ｂ（ｃ）の変更を、前記第１の実施の形態のように被験者２０の掌２６に付与する力Ｆｘではなく、経過時間ｔ１に基づいて行うようになっている。
【００７２】
そのため、制御部３１は、被験者２０の筋力測定中、経過時間ｔ１を監視し、図８に示されるように、ｔ１の値があらかじめ設定された所定の設定値Ｔａより大きくなると、Ｆ１及びＦ２の単位時間当たりの増加率を変化させ、それによってＦｘの単位時間当たりの増加率を変化させる。図８に示される例においては、設定値Ｔａを境にして、Ｆｘの単位時間当たりの増加率が高くなることが分かる。すなわち、ｔ１の値が設定値Ｔａ以下ではＦｘの単位時間当たりの増加率が低く、ｔ１の値が設定値Ｔａより大きくなるとＦｘの単位時間当たりの増加率が高くなることが分かる。
【００７３】
なお、配列変数ｂ（ｃ）を変更することによって、ｔ１の値が設定値Ｔａ以下ではＦｘの単位時間当たりの増加率が高く、ｔ１の値が設定値Ｔａより大きくなるとＦｘの単位時間当たりの増加率が低くなるようにすることもできる。また、配列変数ｂ（ｃ）を３段階以上に変化させるようにして、Ｆｘの単位時間当たりの増加率を２段階以上に変化させるようにすることもできる。
【００７４】
次に、本実施の形態における他動式等尺性筋力測定装置の動作について説明する。
【００７５】
図９は本発明の第２の実施の形態における他動式等尺性筋力測定装置の動作を示すフローチャートである。
【００７６】
まず、本実施の形態における動作の説明に使用される各種変数の定義について説明する。
Ｔａ：あらかじめ設定された経過時間の設定値
なお、被験者２０の筋力の測定が開始され、力Ｆｘ及び経過時間ｔ１に、各々、０を入力してから、第１アクチュエータ１６ａが出力するトルクＦ１及び第２アクチュエータ１６ｂが出力するトルクＦ２から被験者２０の掌２６に付与する力を算出してＦｘに入力するまでの動作、すなわち、図９に示されるステップＳ４１〜Ｓ５１の動作については、前記第１の実施の形態において説明した図７に示されるステップＳ２１〜Ｓ３１の動作と同様であるので、その説明を省略する。
【００７７】
そして、被験者２０の掌２６に付与する力を算出してＦｘに入力した後、他動式等尺性筋力測定装置は、ｔ１がＴａより大きいか否かを判断し、ｔ１がＴａより大きい場合にはフラグｆｌに２を入力する。また、ｔ１がＴａ以下である場合にはフラグｆｌを変更しない。
【００７８】
なお、以降の動作、すなわち、図９に示されるステップＳ５４及びＳ５５の動作についても、前記第１の実施の形態において説明した図７に示されるステップＳ３４及びＳ３５の動作と同様であるので、その説明を省略する。
【００７９】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ４１  Ｆｘに０、ｔ１に０を入力する。
ステップＳ４２  フラグｆｌに１を入力する。
ステップＳ４３  ｔ１の計時をスタートする。
ステップＳ４４  測定開始時のｅ１、ｅ２を、ｅ１ｓｔａｒｔ、ｅ２ｓｔａｒｔに入力する。
ステップＳ４５  Ｆ１、Ｆ２に、Ｆ１ｓｔａｒｔ、Ｆ２ｓｔａｒｔを入力し、ｔ０にｔ１の値を入力する。
ステップＳ４６  第１アクチュエータ１６ａをトルクＦ１で作動させる。
ステップＳ４７  第２アクチュエータ１６ｂをトルクＦ２で作動させる。
ステップＳ４８  角度ｅ１が、初期値ｅ１ｓｔａｒｔから±α１以内に入っているか否かを判断し、入っていない場合にはステップＳ４９に進み、入っている場合にはステップＳ５０に進む。
ステップＳ４９  被験者固定部１５が発生した力Ｆｘを制御部３１に送信し、処理を測定を終了する。
ステップＳ５０  角度ｅ２が、初期値ｅ２ｓｔａｒｔから±α２以内に入っているか否かを判断し、入っていない場合にはステップＳ４９に進み、入っている場合にはステップＳ５１に進む。
ステップＳ５１  Ｆ１及びＦ２から、被験者２０に付与する力を算出しＦｘに入力する。
ステップＳ５２  ｔ１がＴａより大きいか否かを判断し、ｔ１がＴａより大きい場合にはステップＳ５３に進み、ｔ１がＴａより大きくない場合にはステップＳ５４に進む。
ステップＳ５３  フラグｆｌに２を入力する。
ステップＳ５４  Ｆ１に、配列変数ｂ（ｆｌ）に増加率ａ１と（ｔ１−ｔ０）とを乗算した値を増加トルクとして加算し、加算した値でトルクＦ１の値を更新する。Ｆ２に、配列変数ｂ（ｆｌ）に増加率ａ２と（ｔ１−ｔ０）とを乗算した値を増加トルクとして加算し、加算した値でトルクＦ２の値を更新する。
ステップＳ５５  ｔ０に、ｔ１を入力し、ステップＳ４６に戻る。
【００８０】
このように、本実施の形態においては、二関節アーム装置１０が出力する力Ｆｘの単位時間当たりの増加率を経過時間の所定の設定値Ｔａを境に変化させるようになっている。具体的には、ｔ１の値が設定値Ｔａ以下ではＦｘの単位時間当たりの増加率が低く、ｔ１の値が設定値Ｔａより大きくなるとＦｘの単位時間当たりの増加率が高くなる。
【００８１】
これにより、測定開始直後の段階ではＦｘの単位時間当たりの増加率が低いので、被験者２０は、どのくらいの筋力を発揮してよいのかを容易に把握することができ、力を入れすぎて被験者固定部１５の位置を変位させてしまうことがなく、二関節アーム装置１０の出力に拮抗する筋力を容易に発揮することができる。また、ｔ１の値が設定値Ｔａより大きくなるとＦｘの単位時間当たりの増加率が高くなるので、測定時間が短くなり、被験者２０が疲れてしまうことがない。
【００８２】
なお、設定値Ｔａの値をあらかじめ想定した被験者２０の最大筋力を発揮するまでの経過時間よりも少し短い程度の値とし、ｔ１の値が設定値Ｔａ以下ではＦｘの単位時間当たりの増加率が高く、ｔ１の値が設定値Ｔａより大きくなるとＦｘの単位時間当たりの増加率が低くなるようにすることもできる。
【００８３】
この場合、筋力が最大値に近付いて被験者２０が自分の発揮する筋力をコントロールしにくくなると、Ｆｘの単位時間当たりの増加率が低くなるので、被験者２０は、自分の発揮する筋力を適切にコントロールし、被験者固定部１５の位置を変位させてしまうことがなく、二関節アーム装置１０の出力に拮抗する筋力を容易に発揮することができる。ｔ１の値が設定値Ｔａ以下ではＦｘの単位時間当たりの増加率が高いので、測定時間が短くなり、被験者２０が疲れてしまうことがない。
【００８４】
また、配列変数ｂ（ｃ）の変更を、被験者２０の掌２６に付与する力Ｆｘではなく、経過時間ｔ１に基づいて行うようになっているので、被験者２０が、例えば、リハビリ患者のように、大きな筋力を発揮することができない者であって、それに対応して第１アクチュエータ１６ａが出力するトルクの単位時間当たり増加率ａ１及び第２アクチュエータ１６ｂが出力するトルクの単位時間当たり増加率ａ２の値を変更した場合であっても、設定値Ｔａを変更することなく筋力測定を行うことができる。
【００８５】
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。なお、第１及び第２の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略する。また、前記第１及び第２の実施の形態と同じ動作及び同じ効果についても、その説明を省略する。
【００８６】
図１０は本発明の第３の実施の形態における他動式等尺性筋力測定装置の動作を示すフローチャートである。
【００８７】
本実施の形態において、制御部３１は、被験者２０の筋力測定中、被験者２０の掌２６に付与する力Ｆｘを監視し、Ｆｘの値があらかじめ設定された所定の設定値Ｆａより大きくなるまでは、二関節アーム装置１０の被験者固定部１５の位置が変位しても、すなわち、被験者固定部１５の位置がずれても、筋力測定を終了せずに継続する。また、被験者固定部１５の位置がずれている場合には、Ｆｘの値を更新しないようになっている。
【００８８】
次に、本実施の形態における他動式等尺性筋力測定装置の動作について説明する。
【００８９】
まず、被験者２０の筋力の測定が開始されると、他動式等尺性筋力測定装置は、力Ｆｘ及び経過時間ｔ１に、各々、０を入力する。そして、他動式等尺性筋力測定装置は、経過時間ｔ１の計時をスタートする。
【００９０】
なお、測定開始時の第１関節部１４ａの角度ｅ１及び第２関節部１４ｂの角度ｅ２を、各々、ｅ１ｓｔａｒｔ及びｅ２ｓｔａｒｔに入力してから、第２アクチュエータ１６ｂをトルクＦ２を出力するように作動させるまでの動作、すなわち、図１０に示されるステップＳ６３〜Ｓ６６の動作については、前記第１の実施の形態において説明した図７に示されるステップＳ２４〜Ｓ２７の動作と同様であるので、その説明を省略する。
【００９１】
そして、第２アクチュエータ１６ｂをトルクＦ２を出力するように作動させた後、他動式等尺性筋力測定装置は、第１アクチュエータ１６ａが出力するトルクＦ１及び第２アクチュエータ１６ｂが出力するトルクＦ２から被験者２０の掌２６に付与する力を算出し、Ｆｙに入力する。
【００９２】
続いて、他動式等尺性筋力測定装置は、ＦｙがＦａより大きいか否かを判断し、ＦｙがＦａより大きい場合には、第１関節部１４ａの角度ｅ１が測定開始時の角度、すなわち、初期値ｅ１ｓｔａｒｔから±α１の範囲内に入っているか否かを判断する。
【００９３】
なお、第１関節部１４ａの角度ｅ１が初期値ｅ１ｓｔａｒｔから±α１の範囲内に入っているか否かを判断してから、第２関節部１４ｂの角度ｅ２が初期値ｅ２ｓｔａｒｔから±α２の範囲内に入っているか否かを判断するまでの動作、すなわち、図１０に示されるステップＳ６９〜Ｓ７１の動作については、前記第１の実施の形態において説明した図７に示されるステップＳ２８〜Ｓ３０の動作と同様であるので、その説明を省略する。
【００９４】
そして、第２関節部１４ｂの角度ｅ２が初期値ｅ２ｓｔａｒｔから±α２の範囲内に入っている場合、他動式等尺性筋力測定装置は、ＦｘにＦｙの値を入力する。
【００９５】
続いて、他動式等尺性筋力測定装置は、第１アクチュエータ１６ａが出力するトルクＦ１に、増加率ａ１に前回のトルク設定時間、すなわち、時間記録用変数ｔ０からの経過時間（ｔ１−ｔ０）を乗算した値を増加トルクとして加算し、加算した値でトルクＦ１の値を更新する。同様に、第２アクチュエータ１６ｂが出力するトルクＦ２に、増加率ａ２に前回のトルク設定時間、すなわち、時間記録用変数ｔ０からの経過時間（ｔ１−ｔ０）を乗算した値を増加トルクとして加算し、加算した値でトルクＦ２の値を更新する。
【００９６】
なお、ＦｙがＦａより大きいか否かを判断してＦｙがＦａより大きくない場合、他動式等尺性筋力測定装置は、そのまま、第１アクチュエータ１６ａ及び第２アクチュエータ１６ｂが出力するトルクＦ１及びトルクＦ２の値を更新する。つまり、ＦｙがＦａ以下である場合には、第１関節部１４ａの角度ｅ１及び第２関節部１４ｂの角度ｅ２のずれの検出とＦｘへのＦｙの値の入力とを行わず、ＦｙがＦａを超えた場合に、第１関節部１４ａの角度ｅ１及び第２関節部１４ｂの角度ｅ２のずれの検出とＦｘへのＦｙの値の入力とを行うようになっている。
【００９７】
続いて、他動式等尺性筋力測定装置は、時間記録用変数ｔ０にｔ１の値を入力し、再度、第１アクチュエータ１６ａをトルクＦ１を出力するように作動させる動作以降の動作を繰り返す。
【００９８】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ６１  Ｆｘに０、ｔ１に０を入力する。
ステップＳ６２  ｔ１の計時をスタートする。
ステップＳ６３  測定開始時のｅ１、ｅ２を、ｅ１ｓｔａｒｔ、ｅ２ｓｔａｒｔに入力する。
ステップＳ６４  Ｆ１、Ｆ２に、Ｆ１ｓｔａｒｔ、Ｆ２ｓｔａｒｔを入力し、ｔ０にｔ１の値を入力する。
ステップＳ６５  第１アクチュエータ１６ａをトルクＦ１で作動させる。
ステップＳ６６  第２アクチュエータ１６ｂをトルクＦ２で作動させる。
ステップＳ６７  Ｆ１及びＦ２から、被験者２０に付与する力を算出しＦｙに入力する。
ステップＳ６８  ＦｙがＦａより大きいか否かを判断し、ＦｙがＦａより大きい場合にはステップＳ６９に進み、ＦｙがＦａより大きくない場合にはステップＳ７３に進む。
ステップＳ６９  角度ｅ１が、初期値ｅ１ｓｔａｒｔから±α１以内に入っているか否かを判断し、入っていない場合にはステップＳ７０に進み、入っている場合にはステップＳ７１に進む。
ステップＳ７０  被験者固定部１５が発生した力Ｆｘを制御部３１に送信し、測定を終了する。
ステップＳ７１  角度ｅ２が、初期値ｅ２ｓｔａｒｔから±α２以内に入っているか否かを判断し、入っていない場合にはステップＳ７０に進み、入っている場合にはステップＳ７２に進む。
ステップＳ７２  ＦｘにＦｙの値を入力する。
ステップＳ７３  Ｆ１に、増加率ａ１に（ｔ１−ｔ０）を乗算した値を増加トルクとして加算し、加算した値でトルクＦ１の値を更新する。Ｆ２に、増加率ａ２に（ｔ１−ｔ０）を乗算した値を増加トルクとして加算し、加算した値でトルクＦ２の値を更新する。
ステップＳ７４  ｔ０に、ｔ１を入力し、ステップＳ６５に戻る。
【００９９】
このように、本実施の形態においては、Ｆｘの値があらかじめ設定された所定の設定値Ｆａより大きくなるまでは、二関節アーム装置１０の被験者固定部１５の位置がずれても、筋力測定を終了しないようになっている。
【０１００】
これにより、測定開始直後の段階で、被験者２０がどのくらいの筋力を発揮してよいのかを把握することができず、力を入れすぎて被験者固定部１５の位置を変位させてしまっても、筋力測定が終了することがない。したがって、被験者固定部１５の位置を変位させてしまった場合でも、被験者固定部１５の位置を元に復帰させることにより、そのまま筋力測定を行うことができ、失敗することなく筋力測定を完了することができる。
【０１０１】
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。なお、第１〜第３の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略する。また、前記第１〜第３の実施の形態と同じ動作及び同じ効果についても、その説明を省略する。
【０１０２】
図１１は本発明の第４の実施の形態における他動式等尺性筋力測定装置の動作を示すフローチャートである。
【０１０３】
本実施の形態において、制御部３１は、被験者２０の筋力測定中、経過時間ｔ１を監視し、ｔ１の値があらかじめ設定された所定の設定値Ｔａより大きくなるまでは、二関節アーム装置１０の被験者固定部１５の位置が変位しても、すなわち、被験者固定部１５の位置がずれても、筋力測定を終了せずに継続する。また、被験者固定部１５の位置がずれている場合には、Ｆｘの値を更新しないようになっている。
【０１０４】
次に、本実施の形態における他動式等尺性筋力測定装置の動作について説明する。
【０１０５】
まず、被験者２０の筋力の測定が開始されると、他動式等尺性筋力測定装置は、力Ｆｘ及び経過時間ｔ１に、各々、０を入力する。そして、他動式等尺性筋力測定装置は、経過時間ｔ１の計時をスタートする。
【０１０６】
なお、測定開始時の第１関節部１４ａの角度ｅ１及び第２関節部１４ｂの角度ｅ２を、各々、ｅ１ｓｔａｒｔ及びｅ２ｓｔａｒｔに入力してから、第２アクチュエータ１６ｂをトルクＦ２を出力するように作動させるまでの動作、すなわち、図１１に示されるステップＳ８３〜Ｓ８６の動作については、前記第１の実施の形態において説明した図７に示されるステップＳ２４〜Ｓ２７の動作と同様であるので、その説明を省略する。
【０１０７】
そして、第２アクチュエータ１６ｂをトルクＦ２を出力するように作動させた後、他動式等尺性筋力測定装置は、ｔ１がＴａより大きいか否かを判断し、ｔ１がＴａより大きい場合には、第１関節部１４ａの角度ｅ１が測定開始時の角度、すなわち、初期値ｅ１ｓｔａｒｔから±α１の範囲内に入っているか否かを判断する。
【０１０８】
なお、第１関節部１４ａの角度ｅ１が初期値ｅ１ｓｔａｒｔから±α１の範囲内に入っているか否かを判断してから、第１アクチュエータ１６ａが出力するトルクＦ１及び第２アクチュエータ１６ｂが出力するトルクＦ２から被験者２０の掌２６に付与する力を算出してＦｘに入力するまでの動作、すなわち、図１１に示されるステップＳ８８〜Ｓ９１の動作については、前記第１の実施の形態において説明した図７に示されるステップＳ２８〜Ｓ３１の動作と同様であるので、その説明を省略する。
【０１０９】
そして、他動式等尺性筋力測定装置は、第１アクチュエータ１６ａが出力するトルクＦ１に、増加率ａ１に前回のトルク設定時間、すなわち、時間記録用変数ｔ０からの経過時間（ｔ１−ｔ０）を乗算した値を増加トルクとして加算し、加算した値でトルクＦ１の値を更新する。同様に、第２アクチュエータ１６ｂが出力するトルクＦ２に、増加率ａ２に前回のトルク設定時間、すなわち、時間記録用変数ｔ０からの経過時間（ｔ１−ｔ０）を乗算した値を増加トルクとして加算し、加算した値でトルクＦ２の値を更新する。
【０１１０】
なお、ｔ１がＴａより大きいか否かを判断してｔ１がＴａより大きくない場合、他動式等尺性筋力測定装置は、そのまま、第１アクチュエータ１６ａ及び第２アクチュエータ１６ｂが出力するトルクＦ１及びトルクＦ２の値を更新する。つまり、測定開始からの経過時間ｔ１がＴａ以下である場合には、第１関節部１４ａの角度ｅ１及び第２関節部１４ｂの角度ｅ２のずれの検出とＦｘの値の更新とを行わず、ｔ１がＴａを超えた場合に、第１関節部１４ａの角度ｅ１及び第２関節部１４ｂの角度ｅ２のずれの検出とＦｘの値の更新とを行うようになっている。
【０１１１】
続いて、他動式等尺性筋力測定装置は、時間記録用変数ｔ０にｔ１の値を入力し、再度、第１アクチュエータ１６ａをトルクＦ１を出力するように作動させる動作以降の動作を繰り返す。
【０１１２】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ８１  Ｆｘに０、ｔ１に０を入力する。
ステップＳ８２  ｔ１の計時をスタートする。
ステップＳ８３  測定開始時のｅ１、ｅ２を、ｅ１ｓｔａｒｔ、ｅ２ｓｔａｒｔに入力する。
ステップＳ８４  Ｆ１、Ｆ２に、Ｆ１ｓｔａｒｔ、Ｆ２ｓｔａｒｔを入力し、ｔ０にｔ１の値を入力する。
ステップＳ８５  第１アクチュエータ１６ａをトルクＦ１で作動させる。
ステップＳ８６  第２アクチュエータ１６ｂをトルクＦ２で作動させる。
ステップＳ８７  ｔ１がＴａより大きいか否かを判断し、ｔ１がＴａより大きい場合にはステップＳ８８に進み、ｔ１がＴａより大きくない場合にはステップＳ９２に進む。
ステップＳ８８  角度ｅ１が、初期値ｅ１ｓｔａｒｔから±α１以内に入っているか否かを判断し、入っていない場合にはステップＳ８９に進み、入っている場合にはステップＳ９０に進む。
ステップＳ８９  被験者固定部１５が発生した力Ｆｘを制御部３１に送信し、測定を終了する。
ステップＳ９０  角度ｅ２が、初期値ｅ２ｓｔａｒｔから±α２以内に入っているか否かを判断し、入っていない場合にはステップＳ８９に進み、入っている場合にはステップＳ９１に進む。
ステップＳ９１  Ｆ１及びＦ２から、被験者２０に付与する力を算出しＦｘに入力する。
ステップＳ９２  Ｆ１に、増加率ａ１に（ｔ１−ｔ０）を乗算した値を増加トルクとして加算し、加算した値でトルクＦ１の値を更新する。Ｆ２に、増加率ａ２に（ｔ１−ｔ０）を乗算した値を増加トルクとして加算し、加算した値でトルクＦ２の値を更新する。
ステップＳ９３  ｔ０に、ｔ１を入力し、ステップＳ８５に戻る。
【０１１３】
このように、本実施の形態においては、経過時間ｔ１の値があらかじめ設定された所定の設定値Ｔａより大きくなるまでは、二関節アーム装置１０の被験者固定部１５の位置がずれても、筋力測定を終了しないようになっている。
【０１１４】
このように、被験者２０が自分の発揮する筋力を適切にコントロールして被験者固定部１５の位置を安定させることができるようになるまでの時間を設定値Ｔａとし、経過時間ｔ１が設定値Ｔａより大きくなるまでは筋力測定を終了しないようになっているので、測定開始直後の段階で、被験者２０がどのくらいの筋力を発揮してよいのかを把握することができず、力を入れすぎて被験者固定部１５の位置を変位させてしまっても、筋力測定が終了することがない。したがって、被験者固定部１５の位置を変位させてしまった場合でも、被験者固定部１５の位置を元に復帰させることにより、そのまま筋力測定を行うことができ、失敗することなく筋力測定を完了することができる。
【０１１５】
また、筋力測定の変更を、被験者２０の掌２６に付与する力Ｆｘではなく、経過時間ｔ１に基づいて行うようになっているので、被験者２０が、例えば、リハビリ患者のように、大きな筋力を発揮することができない者であって、それに対応して第１アクチュエータ１６ａが出力するトルクの単位時間当たり増加率ａ１及び第２アクチュエータ１６ｂが出力するトルクの単位時間当たり増加率ａ２の値を変更した場合であっても、設定値Ｔａを変更することなく筋力測定を行うことができる。
【０１１６】
次に、本発明の第５の実施の形態について説明する。なお、第１〜第４の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略する。また、前記第１〜第４の実施の形態と同じ動作及び同じ効果についても、その説明を省略する。
【０１１７】
図１２は本発明の第５の実施の形態における他動式等尺性筋力測定装置の配列変数の数値の例を示す図、図１３は本発明の第５の実施の形態における他動式等尺性筋力測定装置の動作を示すフローチャートである。
【０１１８】
本実施の形態における他動式等尺性筋力測定装置は、制御部３１の記憶手段に図１２に示されるような配列変数α１（ｃ）及びα２（ｃ）を格納する。該配列変数α１（ｃ）及びα２（ｃ）は、ｃの値に応じて値が変化する変数であって、第１関節部１４ａ及び第２関節部１４ｂの位置ずれ許容値である。なお、図１２に示される配列変数α１（ｃ）及びα２（ｃ）の数値は、単なる例示に過ぎないものであって、適宜変更することができる。
【０１１９】
そして、配列変数α１（ｃ）及びα２（ｃ）を変更することによって、所定の設定値Ｆａを境にして、第１関節部１４ａ及び第２関節部１４ｂの位置ずれ許容値が変化する。そのため、配列変数α１（ｃ）及びα２（ｃ）の値を、α１（１）＞α１（２）及びα２（１）＞α２（２）と設定することにより、被験者２０の掌２６に付与する力Ｆｘの値が設定値Ｆａ以下では、被験者固定部１５の位置ずれの許容値を大きくすることができる。
【０１２０】
次に、本実施の形態における他動式等尺性筋力測定装置の動作について説明する。なお、本実施の形態において、ｆｌは、配列変数α１（ｃ）及びα２（ｃ）を切り替えるフラグである。
【０１２１】
ここで、被験者２０の筋力の測定が開始され、力Ｆｘ及び経過時間ｔ１に、各々、０を入力してから、第２アクチュエータ１６ｂをトルクＦ２を出力するように作動させるまでの動作、すなわち、図１３に示されるステップＳ１０１〜Ｓ１０７の動作については、前記第１の実施の形態において説明した図７に示されるステップＳ２１〜Ｓ２７の動作と同様であるので、その説明を省略する。
【０１２２】
そして、第２アクチュエータ１６ｂをトルクＦ２を出力するように作動させた後、他動式等尺性筋力測定装置は、第１関節部１４ａの角度ｅ１が測定開始時の角度、すなわち、初期値ｅ１ｓｔａｒｔから±α１（ｆｌ）の範囲内に入っているか否かを判断する。ここで、入っていない場合には、被験者固定部１５の位置が変位した、すなわち、被験者固定部１５の位置ずれが発生したと考えられるので、被験者固定部１５の位置ずれが発生する直前に被験者固定部１５が発生した力Ｆｘを制御部３１に送信し、筋力測定を終了する。
【０１２３】
また、第１関節部１４ａの角度ｅ１が初期値ｅ１ｓｔａｒｔから±α１（ｆｌ）の範囲内に入っている場合、他動式等尺性筋力測定装置は、さらに、第２関節部１４ｂの角度ｅ２が測定開始時の角度、すなわち、初期値ｅ２ｓｔａｒｔから±α２（ｆｌ）の範囲内に入っているか否かを判断する。そして、入っていない場合には、被験者固定部１５の位置ずれが発生したと考えられるので、被験者固定部１５の位置ずれが発生する直前に被験者固定部１５が発生した力Ｆｘを制御部３１に送信し、筋力測定を終了する。
【０１２４】
一方、第２関節部１４ｂの角度ｅ２が初期値ｅ２ｓｔａｒｔから±α２（ｆｌ）の範囲内に入っている場合、他動式等尺性筋力測定装置は、第１アクチュエータ１６ａが出力するトルクＦ１及び第２アクチュエータ１６ｂが出力するトルクＦ２から被験者２０の掌２６に付与する力を算出し、Ｆｘに入力する。
【０１２５】
続いて、他動式等尺性筋力測定装置は、ＦｘがＦａより大きいか否かを判断し、ＦｘがＦａより大きい場合にはフラグｆｌに２を入力する。また、ＦｘがＦａ以下である場合にはフラグｆｌを変更しない。
【０１２６】
続いて、他動式等尺性筋力測定装置は、第１アクチュエータ１６ａが出力するトルクＦ１に、増加率ａ１に前回のトルク設定時間、すなわち、時間記録用変数ｔ０からの経過時間（ｔ１−ｔ０）を乗算した値を増加トルクとして加算し、加算した値でトルクＦ１の値を更新する。同様に、第２アクチュエータ１６ｂが出力するトルクＦ２に、増加率ａ２に前回のトルク設定時間、すなわち、時間記録用変数ｔ０からの経過時間（ｔ１−ｔ０）を乗算した値を増加トルクとして加算し、加算した値でトルクＦ２の値を更新する。
【０１２７】
続いて、他動式等尺性筋力測定装置は、時間記録用変数ｔ０にｔ１の値を入力し、再度、第１アクチュエータ１６ａをトルクＦ１を出力するように作動させる動作以降の動作を繰り返す。
【０１２８】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ１０１  Ｆｘに０、ｔ１に０を入力する。
ステップＳ１０２  フラグｆｌに１を入力する。
ステップＳ１０３  ｔ１の計時をスタートする。
ステップＳ１０４  測定開始時のｅ１、ｅ２を、ｅ１ｓｔａｒｔ、ｅ２ｓｔａｒｔに入力する。
ステップＳ１０５  Ｆ１、Ｆ２に、Ｆ１ｓｔａｒｔ、Ｆ２ｓｔａｒｔを入力し、ｔ０にｔ１の値を入力する。
ステップＳ１０６  第１アクチュエータ１６ａをトルクＦ１で作動させる。
ステップＳ１０７  第２アクチュエータ１６ｂをトルクＦ２で作動させる。
ステップＳ１０８  角度ｅ１が、初期値ｅ１ｓｔａｒｔから±α１（ｆｌ）以内に入っているか否かを判断し、入っていない場合にはステップＳ１０９に進み、入っている場合にはステップＳ１１０に進む。
ステップＳ１０９  被験者固定部１５が発生した力Ｆｘを制御部３１に送信し、測定を終了する。
ステップＳ１１０  角度ｅ２が、初期値ｅ２ｓｔａｒｔから±α２（ｆｌ）以内に入っているか否かを判断し、入っていない場合にはステップＳ１０９に進み、入っている場合にはステップＳ１１１に進む。
ステップＳ１１１  Ｆ１及びＦ２から、被験者２０に付与する力を算出しＦｘに入力する。
ステップＳ１１２  ＦｘがＦａより大きいか否かを判断し、ＦｘがＦａより大きい場合にはステップＳ１１３に進み、ＦｘがＦａより大きくない場合にはステップＳ１１４に進む。
ステップＳ１１３  フラグｆｌに２を入力する。
ステップＳ１１４  Ｆ１に、増加率ａ１に（ｔ１−ｔ０）を乗算した値を増加トルクとして加算し、加算した値でトルクＦ１の値を更新する。Ｆ２に、増加率ａ２に（ｔ１−ｔ０）を乗算した値を増加トルクとして加算し、加算した値でトルクＦ２の値を更新する。
ステップＳ１１５  ｔ０に、ｔ１を入力し、ステップＳ１０６に戻る。
【０１２９】
このように、本実施の形態においては、配列変数α１（ｃ）及びα２（ｃ）の値を、二関節アーム装置１０が出力する力の所定の設定値Ｆａを境に変化させるようになっている。具体的には、α１（１）＞α１（２）及びα２（１）＞α２（２）と設定し、Ｆｘの値が設定値Ｆａ以下では、被験者固定部１５の位置ずれの許容値を大きくする。つまり、Ｆｘの値があらかじめ設定された所定の設定値Ｆａより大きくなるまでは、二関節アーム装置１０の被験者固定部１５の位置ずれの許容値が大きくなっている。
【０１３０】
これにより、測定開始直後の段階で、被験者２０がどのくらいの筋力を発揮してよいのかを把握することができず、力を入れすぎて被験者固定部１５の位置を多少変位させてしまっても、筋力測定が終了することがない。したがって、被験者固定部１５の位置を多少変位させてしまった場合でも、被験者固定部１５の位置を元に復帰させることにより、そのまま筋力測定を行うことができ、失敗することなく筋力測定を完了することができる。
【０１３１】
さらに、被験者固定部１５の位置ずれの許容値を大きくしても、被験者固定部１５の位置の変位は監視しているので、被験者固定部１５の位置を大きく変位させた場合には、筋力測定を終了させることができる。したがって、二関節アーム装置１０の関節部１４の可動限界に近い危険領域に入るまで被験者固定部１５の位置が変位してしまう前に、筋力測定を中断することができる。
【０１３２】
次に、本発明の第６の実施の形態について説明する。なお、第１〜第５の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略する。また、前記第１〜第５の実施の形態と同じ動作及び同じ効果についても、その説明を省略する。
【０１３３】
図１４は本発明の第６の実施の形態における他動式等尺性筋力測定装置の動作を示すフローチャートである。
【０１３４】
本実施の形態においては、前記第５の実施の形態において説明した配列変数α１（ｃ）及びα２（ｃ）の変更を、前記第５の実施の形態のように被験者２０の掌２６に付与する力Ｆｘではなく、経過時間ｔ１に基づいて行うようになっている。
【０１３５】
そして、制御部３１は、被験者２０の筋力測定中、経過時間ｔ１を監視し、所定の設定値Ｔａを境にして、配列変数α１（ｃ）及びα２（ｃ）を変更する。これにより、所定の設定値Ｔａを境にして、第１関節部１４ａ及び第２関節部１４ｂの位置ずれ許容値が変化する。そのため、配列変数α１（ｃ）及びα２（ｃ）の値を、α１（１）＞α１（２）及びα２（１）＞α２（２）と設定することにより、経過時間ｔ１が設定値Ｔａ以下では、被験者固定部１５の位置ずれの許容値を大きくすることができる。
【０１３６】
次に、本実施の形態における他動式等尺性筋力測定装置の動作について説明する。
【０１３７】
ここで、被験者２０の筋力の測定が開始され、力Ｆｘ及び経過時間ｔ１に、各々、０を入力してから、第１アクチュエータ１６ａが出力するトルクＦ１及び第２アクチュエータ１６ｂが出力するトルクＦ２から被験者２０の掌２６に付与する力を算出してＦｘに入力するまでの動作、すなわち、図１４に示されるステップＳ１２１〜Ｓ１３１の動作については、前記第５の実施の形態において説明した図１３に示されるステップＳ１０１〜Ｓ１１１の動作と同様であるので、その説明を省略する。
【０１３８】
そして、被験者２０の掌２６に付与する力を算出してＦｘに入力した後、他動式等尺性筋力測定装置は、ｔ１がＴａより大きいか否かを判断し、ｔ１がＴａより大きい場合にはフラグｆｌに２を入力する。また、ｔ１がＴａ以下である場合にはフラグｆｌを変更しない。
【０１３９】
なお、以降の動作、すなわち、図１４に示されるステップＳ１３４及びＳ１３５の動作についても、前記第５の実施の形態において説明した図１３に示されるステップＳ１１４及びＳ１１５の動作と同様であるので、その説明を省略する。
【０１４０】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ１２１  Ｆｘに０、ｔ１に０を入力する。
ステップＳ１２２  フラグｆｌに１を入力する。
ステップＳ１２３  ｔ１の計時をスタートする。
ステップＳ１２４  測定開始時のｅ１、ｅ２を、ｅ１ｓｔａｒｔ、ｅ２ｓｔａｒｔに入力する。
ステップＳ１２５  Ｆ１、Ｆ２に、Ｆ１ｓｔａｒｔ、Ｆ２ｓｔａｒｔを入力し、ｔ０にｔ１の値を入力する。
ステップＳ１２６  第１アクチュエータ１６ａをトルクＦ１で作動させる。
ステップＳ１２７  第２アクチュエータ１６ｂをトルクＦ２で作動させる。
ステップＳ１２８  角度ｅ１が、初期値ｅ１ｓｔａｒｔから±α１（ｆｌ）以内に入っているか否かを判断し、入っていない場合にはステップＳ１２９に進み、入っている場合にはステップＳ１３０に進む。
ステップＳ１２９  被験者固定部１５が発生した力Ｆｘを制御部３１に送信し、測定を終了する。
ステップＳ１３０  角度ｅ２が、初期値ｅ２ｓｔａｒｔから±α２（ｆｌ）以内に入っているか否かを判断し、入っていない場合にはステップＳ１２９に進み、入っている場合にはステップＳ１３１に進む。
ステップＳ１３１  Ｆ１及びＦ２から、被験者２０に付与する力を算出しＦｘに入力する。
ステップＳ１３２  ｔ１がＴａより大きいか否かを判断し、ｔ１がＴａより大きい場合にはステップＳ１３３に進み、ｔ１がＴａより大きくない場合にはステップＳ１３４に進む。
ステップＳ１３３  フラグｆｌに２を入力する。
ステップＳ１３４  Ｆ１に、増加率ａ１に（ｔ１−ｔ０）を乗算した値を増加トルクとして加算し、加算した値でトルクＦ１の値を更新する。Ｆ２に、増加率ａ２に（ｔ１−ｔ０）を乗算した値を増加トルクとして加算し、加算した値でトルクＦ２の値を更新する。
ステップＳ１３５  ｔ０に、ｔ１を入力し、ステップＳ１２６に戻る。
【０１４１】
このように、本実施の形態においては、配列変数α１（ｃ）及びα２（ｃ）の値を、筋力測定の経過時間の所定の設定値Ｔａを境に変化させるようになっている。具体的には、α１（１）＞α１（２）及びα２（１）＞α２（２）と設定し、ｔ１の値が設定値Ｔａ以下では、被験者固定部１５の位置ずれの許容値を大きくする。つまり、ｔ１の値があらかじめ設定された所定の設定値Ｔａより大きくなるまでは、二関節アーム装置１０の被験者固定部１５の位置ずれの許容値が大きくなっている。
【０１４２】
これにより、測定開始直後の段階で、被験者２０がどのくらいの筋力を発揮してよいのかを把握することができず、力を入れすぎて被験者固定部１５の位置を多少変位させてしまっても、筋力測定が終了することがない。したがって、被験者固定部１５の位置を多少変位させてしまった場合でも、被験者固定部１５の位置を元に復帰させることにより、そのまま筋力測定を行うことができ、失敗することなく筋力測定を完了することができる。
【０１４３】
さらに、被験者固定部１５の位置ずれの許容値を大きくしても、被験者固定部１５の位置の変位は監視しているので、被験者固定部１５の位置を大きく変位させた場合には、筋力測定を終了させることができる。したがって、二関節アーム装置１０の関節部１４の可動限界に近い危険領域に入るまで被験者固定部１５の位置が変位してしまう前に、筋力測定を中断することができる。
【０１４４】
また、配列変数α１（ｃ）及びα２（ｃ）の変更を、被験者２０の掌２６に付与する力Ｆｘではなく、経過時間ｔ１に基づいて行うようになっているので、被験者２０が、例えば、リハビリ患者のように、大きな筋力を発揮することができない者であって、それに対応して配列変数α１（ｃ）及びα２（ｃ）の値を変更した場合であっても、設定値Ｔａを変更することなく筋力測定を行うことができる。
【０１４５】
次に、本発明の第７の実施の形態について説明する。なお、第１〜第６の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略する。また、前記第１〜第６の実施の形態と同じ動作及び同じ効果についても、その説明を省略する。
【０１４６】
図１５は本発明の第７の実施の形態における他動式等尺性筋力測定装置の制御システムの構成を示すブロック図である。
【０１４７】
本実施の形態において、他動式等尺性筋力測定装置は、被験者２０又は第３者が押し下げ操作可能なスイッチ３３を有する。該スイッチ３３は、図１５に示されるように、制御部３１に接続されている。そして、他動式等尺性筋力測定装置は、筋力測定中に前記スイッチ３３を監視し、該スイッチ３３が押し下げられるまでは、被験者固定部１５の位置ずれの検出及び被験者固定部１５が発生する力Ｆｘの更新を行わないようになっている。そのため、スイッチ３３が押し下げられるまでは、被験者固定部１５の位置がずれても、筋力測定を終了しない。
【０１４８】
なお、スイッチ３３が一度押し下げられた後は、被験者固定部１５の位置ずれの検出及び被験者固定部１５が発生する力Ｆｘの更新を行う。
【０１４９】
次に、本実施の形態における他動式等尺性筋力測定装置の動作について説明する。
【０１５０】
図１６は本発明の第７の実施の形態における他動式等尺性筋力測定装置の動作を示すフローチャートである。
【０１５１】
まず、本実施の形態における動作の説明に使用される各種変数の定義について説明する。
ｆｓ：スイッチ３３が既に押し下げられたか否かを判別するフラグ
まず、被験者２０の筋力の測定が開始されると、他動式等尺性筋力測定装置は、力Ｆｘ及び経過時間ｔ１に、各々、０を入力する。続いて、他動式等尺性筋力測定装置は、フラグｆｓに１を入力して、経過時間ｔ１の計時をスタートする。
【０１５２】
なお、測定開始時の第１関節部１４ａの角度ｅ１及び第２関節部１４ｂの角度ｅ２を、各々、ｅ１ｓｔａｒｔ及びｅ２ｓｔａｒｔに入力してから、第２アクチュエータ１６ｂをトルクＦ２を出力するように作動させるまでの動作、すなわち、図１６に示されるステップＳ１４４〜Ｓ１４７の動作については、前記第１の実施の形態において説明した図７に示されるステップＳ２４〜Ｓ２７の動作と同様であるので、その説明を省略する。
【０１５３】
そして、第２アクチュエータ１６ｂをトルクＦ２を出力するように作動させた後、他動式等尺性筋力測定装置は、スイッチ３３が押し下げられたか否か、又は、フラグｆｓが２であるか否かを判断する。ここで、スイッチ３３が押し下げられた場合、又は、フラグｆｓが２である場合には、他動式等尺性筋力測定装置は、フラグｆｓに２を入力して、第１関節部１４ａの角度ｅ１が測定開始時の角度、すなわち、初期値ｅ１ｓｔａｒｔから±α１の範囲内に入っているか否かを判断する。
【０１５４】
なお、第１関節部１４ａの角度ｅ１が初期値ｅ１ｓｔａｒｔから±α１の範囲内に入っているか否かを判断してから、第１アクチュエータ１６ａが出力するトルクＦ１及び第２アクチュエータ１６ｂが出力するトルクＦ２から被験者２０の掌２６に付与する力を算出してＦｘに入力するまでの動作、すなわち、図１６に示されるステップＳ１５０〜Ｓ１５３の動作については、前記第１の実施の形態において説明した図７に示されるステップＳ２８〜Ｓ３１の動作と同様であるので、その説明を省略する。
【０１５５】
そして、他動式等尺性筋力測定装置は、第１アクチュエータ１６ａが出力するトルクＦ１に、増加率ａ１に前回のトルク設定時間、すなわち、時間記録用変数ｔ０からの経過時間（ｔ１−ｔ０）を乗算した値を増加トルクとして加算し、加算した値でトルクＦ１の値を更新する。同様に、第２アクチュエータ１６ｂが出力するトルクＦ２に、増加率ａ２に前回のトルク設定時間、すなわち、時間記録用変数ｔ０からの経過時間（ｔ１−ｔ０）を乗算した値を増加トルクとして加算し、加算した値でトルクＦ２の値を更新する。
【０１５６】
なお、スイッチ３３が押し下げられたか否か、又は、フラグｆｓが２であるか否かを判断して、スイッチ３３が押し下げられておらず、かつ、フラグｆｓが２でない場合、他動式等尺性筋力測定装置は、そのまま、第１アクチュエータ１６ａ及び第２アクチュエータ１６ｂが出力するトルクＦ１及びトルクＦ２の値を更新する。つまり、スイッチ３３が押し下げられるまでは、第１関節部１４ａの角度ｅ１及び第２関節部１４ｂの角度ｅ２のずれの検出とＦｘの値の更新とを行わず、スイッチ３３が一度押し下げられた後は、被験者固定部１５の位置ずれの検出及び被験者固定部１５が発生する力Ｆｘの更新を行うようになっている。
【０１５７】
続いて、他動式等尺性筋力測定装置は、時間記録用変数ｔ０にｔ１の値を入力し、再度、第１アクチュエータ１６ａをトルクＦ１を出力するように作動させる動作以降の動作を繰り返す。
【０１５８】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ１４１  Ｆｘに０、ｔ１に０を入力する。
ステップＳ１４２  フラグｆｓに１を入力する。
ステップＳ１４３  ｔ１の計時をスタートする。
ステップＳ１４４  測定開始時のｅ１、ｅ２を、ｅ１ｓｔａｒｔ、ｅ２ｓｔａｒｔに入力する。
ステップＳ１４５  Ｆ１、Ｆ２に、Ｆ１ｓｔａｒｔ、Ｆ２ｓｔａｒｔを入力し、ｔ０にｔ１の値を入力する。
ステップＳ１４６  第１アクチュエータ１６ａをトルクＦ１で作動させる。
ステップＳ１４７  第２アクチュエータ１６ｂをトルクＦ２で作動させる。
ステップＳ１４８  スイッチ３３が押し下げられたか否か、又は、フラグｆｓが２であるか否かを判断し、スイッチ３３が押し下げられた場合、又は、フラグｆｓが２である場合にはステップＳ１４９に進み、スイッチ３３が押し下げらておらず、かつ、フラグｆｓが２でない場合にはステップＳ１５４に進む。
ステップＳ１４９  フラグｆｓに２を入力する。
ステップＳ１５０  角度ｅ１が、初期値ｅ１ｓｔａｒｔから±α１以内に入っているか否かを判断し、入っていない場合にはステップＳ１５１に進み、入っている場合にはステップＳ１５２に進む。
ステップＳ１５１  被験者固定部１５が発生した力Ｆｘを制御部３１に送信し、測定を終了する。
ステップＳ１５２  角度ｅ２が、初期値ｅ２ｓｔａｒｔから±α２以内に入っているか否かを判断し、入っていない場合にはステップＳ１５１に進み、入っている場合にはステップＳ１５３に進む。
ステップＳ１５３  Ｆ１及びＦ２から、被験者２０に付与する力を算出しＦｘに入力する。
ステップＳ１５４  Ｆ１に、増加率ａ１に（ｔ１−ｔ０）を乗算した値を増加トルクとして加算し、加算した値でトルクＦ１の値を更新する。Ｆ２に、増加率ａ２に（ｔ１−ｔ０）を乗算した値を増加トルクとして加算し、加算した値でトルクＦ２の値を更新する。
ステップＳ１５５  ｔ０に、ｔ１を入力し、ステップＳ１４６に戻る。
【０１５９】
このように、本実施の形態においては、スイッチ３３が押し下げられるまでは、被験者固定部１５の位置ずれの検出及び被験者固定部１５が発生する力Ｆｘの更新を行わないようになっているので、被験者２０がどのくらいの筋力を発揮してよいのかを把握することができず、力を入れすぎて被験者固定部１５の位置を変位させてしまっても、スイッチ３３が押し下げられるまでは、筋力測定を終了することがない。したがって、被験者固定部１５の位置を変位させてしまった場合でも、被験者固定部１５の位置を元に復帰させることにより、そのまま筋力測定を行うことができ、失敗することなく筋力測定を完了することができる。
【０１６０】
次に、本発明の第８の実施の形態について説明する。なお、第１〜第７の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略する。また、前記第１〜第７の実施の形態と同じ動作及び同じ効果についても、その説明を省略する。
【０１６１】
図１７は本発明の第８の実施の形態における他動式等尺性筋力測定装置の動作を示すフローチャートである。
【０１６２】
本実施の形態において、他動式等尺性筋力測定装置は、前記第７の実施の形態と同様に、被験者２０又は第３者が押し下げ操作可能なスイッチ３３を有する。該スイッチ３３は、制御部３１に接続されている。
【０１６３】
そして、本実施の形態における他動式等尺性筋力測定装置は、筋力測定中に前記スイッチ３３を監視し、該スイッチ３３が押し下げられるまでは、被験者固定部１５が発生する力Ｆｘを増加させない。なお、スイッチ３３が一度押し下げられた後は、被験者固定部１５が発生する力Ｆｘを所定の増加率で増加させる。
【０１６４】
次に、本実施の形態における他動式等尺性筋力測定装置の動作について説明する。
【０１６５】
まず、被験者２０の筋力の測定が開始されると、他動式等尺性筋力測定装置は、力Ｆｘ及び経過時間ｔ１に、各々、０を入力して、経過時間ｔ１の計時をスタートする。
【０１６６】
なお、測定開始時の第１関節部１４ａの角度ｅ１及び第２関節部１４ｂの角度ｅ２を、各々、ｅ１ｓｔａｒｔ及びｅ２ｓｔａｒｔに入力してから、第１アクチュエータ１６ａが出力するトルクＦ１及び第２アクチュエータ１６ｂが出力するトルクＦ２から被験者２０の掌２６に付与する力を算出してＦｘに入力するまでの動作、すなわち、図１７に示されるステップＳ１６３〜Ｓ１７０の動作については、前記第１の実施の形態において説明した図７に示されるステップＳ２４〜Ｓ３１の動作と同様であるので、その説明を省略する。
【０１６７】
そして、被験者２０の掌２６に付与する力を算出してＦｘに入力した後、他動式等尺性筋力測定装置は、スイッチ３３が押し下げられてＯＮになっているか否かを判断する。
【０１６８】
ここで、スイッチ３３がＯＮになっている場合、他動式等尺性筋力測定装置は、第１アクチュエータ１６ａが出力するトルクＦ１に、増加率ａ１に前回のトルク設定時間、すなわち、時間記録用変数ｔ０からの経過時間（ｔ１−ｔ０）を乗算した値を増加トルクとして加算し、加算した値でトルクＦ１の値を更新する。同様に、第２アクチュエータ１６ｂが出力するトルクＦ２に、増加率ａ２に前回のトルク設定時間、すなわち、時間記録用変数ｔ０からの経過時間（ｔ１−ｔ０）を乗算した値を増加トルクとして加算し、加算した値でトルクＦ２の値を更新する。
【０１６９】
続いて、他動式等尺性筋力測定装置は、時間記録用変数ｔ０にｔ１の値を入力し、再度、第１アクチュエータ１６ａをトルクＦ１を出力するように作動させる動作以降の動作を繰り返す。
【０１７０】
なお、スイッチ３３が押し下げられてＯＮになっているか否かを判断してＯＮになっていない場合、すなわち、スイッチ３３がＯＦＦである場合、他動式等尺性筋力測定装置は、そのまま、時間記録用変数ｔ０にｔ１の値を入力する。つまり、スイッチ３３が押し下げられるまでは、第１アクチュエータ１６ａが出力するトルクＦ１及び第２アクチュエータ１６ｂが出力するトルクＦ２を増加させないので、被験者固定部１５が発生する力Ｆｘが増加しない。
【０１７１】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ１６１  Ｆｘに０、ｔ１に０を入力する。
ステップＳ１６２  ｔ１の計時をスタートする。
ステップＳ１６３  測定開始時のｅ１、ｅ２を、ｅ１ｓｔａｒｔ、ｅ２ｓｔａｒｔに入力する。
ステップＳ１６４  Ｆ１、Ｆ２に、Ｆ１ｓｔａｒｔ、Ｆ２ｓｔａｒｔを入力し、ｔ０にｔ１の値を入力する。
ステップＳ１６５  第１アクチュエータ１６ａをトルクＦ１で作動させる。
ステップＳ１６６  第２アクチュエータ１６ｂをトルクＦ２で作動させる。
ステップＳ１６７  角度ｅ１が、初期値ｅ１ｓｔａｒｔから±α１以内に入っているか否かを判断し、入っていない場合にはステップＳ１６８に進み、入っている場合にはステップＳ１６９に進む。
ステップＳ１６８  被験者固定部１５が発生した力Ｆｘを制御部３１に送信し、測定を終了する。
ステップＳ１６９  角度ｅ２が、初期値ｅ２ｓｔａｒｔから±α２以内に入っているか否かを判断し、入っていない場合にはステップＳ１６８に進み、入っている場合にはステップＳ１７０に進む。
ステップＳ１７０  Ｆ１及びＦ２から、被験者２０に付与する力を算出しＦｘに入力する。
ステップＳ１７１  スイッチ３３がＯＮになっているか否かを判断し、スイッチ３３がＯＮになっている場合にはステップＳ１７２に進み、スイッチ３３がＯＮになっていない場合にはステップＳ１７３に進む。
ステップＳ１７２  Ｆ１に、増加率ａ１に（ｔ１−ｔ０）を乗算した値を増加トルクとして加算し、加算した値でトルクＦ１の値を更新する。Ｆ２に、増加率ａ２に（ｔ１−ｔ０）を乗算した値を増加トルクとして加算し、加算した値でトルクＦ２の値を更新する。
ステップＳ１７３  ｔ０に、ｔ１を入力し、ステップＳ１６５に戻る。
【０１７２】
このように、本実施の形態においては、スイッチ３３が押し下げられるまでは、被験者固定部１５が発生する力Ｆｘを増加させないようになっているので、被験者２０は、どのくらいの筋力を発揮してよいのかを把握しにくいときは、被験者固定部１５が発生する力Ｆｘの増加を停止させて、自分の発揮する筋力を適切にコントロールすることができる。したがって、失敗することなく筋力測定を確実に完了することができる。
【０１７３】
次に、本発明の第９の実施の形態について説明する。なお、第１〜第８の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略する。また、前記第１〜第８の実施の形態と同じ動作及び同じ効果についても、その説明を省略する。
【０１７４】
図１８は本発明の第９の実施の形態における他動式等尺性筋力測定装置の制御システムの構成を示すブロック図である。
【０１７５】
本実施の形態において、他動式等尺性筋力測定装置は、被験者２０又は第３者が操作可能な可変式操作部としてのボリューム抵抗３４を有する。該ボリューム抵抗３４は、操作によって抵抗値が１〜∞に変化するものであって、図１８に示されるように、制御部３１に接続されている。そして、他動式等尺性筋力測定装置は、筋力測定中に前記ボリューム抵抗３４を監視し、その抵抗値、すなわち、ボリューム抵抗３４の操作量に応じて、被験者固定部１５が発生する力Ｆｘの増加率を変化させる。具体的には、第１アクチュエータ１６ａ及び第２アクチュエータ１６ｂが出力するトルクＦ１及びトルクＦ２の値を増加させるための増加率ａ１及び増加率ａ２に抵抗値の逆数を乗算することにより、力Ｆｘの増加率を抵抗値に応じて変化させる。
【０１７６】
そのため、被験者２０又は第３者は、ボリューム抵抗３４を操作することによって、被験者固定部１５が発生する力Ｆｘの増加率を変化させることができる。
【０１７７】
次に、本実施の形態における他動式等尺性筋力測定装置の動作について説明する。
【０１７８】
図１９は本発明の第９の実施の形態における他動式等尺性筋力測定装置の動作を示すフローチャートである。
【０１７９】
まず、本実施の形態における動作の説明に使用される各種変数の定義について説明する。
ＳＷ１：ボリューム抵抗３４の抵抗値を入力する変数
なお、被験者２０の筋力の測定が開始され、力Ｆｘ及び経過時間ｔ１に、各々、０を入力してから、第１アクチュエータ１６ａが出力するトルクＦ１及び第２アクチュエータ１６ｂが出力するトルクＦ２から被験者２０の掌２６に付与する力を算出してＦｘに入力するまでの動作、すなわち、図１９に示されるステップＳ１８１〜Ｓ１９０の動作については、前記第８の実施の形態において説明した図１７に示されるステップＳ１６１〜Ｓ１７０の動作と同様であるので、その説明を省略する。
【０１８０】
そして、被験者２０の掌２６に付与する力を算出してＦｘに入力した後、他動式等尺性筋力測定装置は、ボリューム抵抗３４の値、すなわち、抵抗値をＳＷ１に入力する。
【０１８１】
続いて、他動式等尺性筋力測定装置は、第１アクチュエータ１６ａが出力するトルクＦ１に、増加率ａ１にボリューム抵抗３４の抵抗値の逆数と前回のトルク設定時間、すなわち、時間記録用変数ｔ０からの経過時間（ｔ１−ｔ０）とを乗算した値を増加トルクとして加算し、加算した値でトルクＦ１の値を更新する。同様に、第２アクチュエータ１６ｂが出力するトルクＦ２に、増加率ａ２にボリューム抵抗３４の抵抗値の逆数と前回のトルク設定時間、すなわち、時間記録用変数ｔ０からの経過時間（ｔ１−ｔ０）とを乗算した値を増加トルクとして加算し、加算した値でトルクＦ２の値を更新する。
【０１８２】
続いて、他動式等尺性筋力測定装置は、時間記録用変数ｔ０にｔ１の値を入力し、再度、第１アクチュエータ１６ａをトルクＦ１を出力するように作動させる動作以降の動作を繰り返す。
【０１８３】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ１８１  Ｆｘに０、ｔ１に０を入力する。
ステップＳ１８２  ｔ１の計時をスタートする。
ステップＳ１８３  測定開始時のｅ１、ｅ２を、ｅ１ｓｔａｒｔ、ｅ２ｓｔａｒｔに入力する。
ステップＳ１８４  Ｆ１、Ｆ２に、Ｆ１ｓｔａｒｔ、Ｆ２ｓｔａｒｔを入力し、ｔ０にｔ１の値を入力する。
ステップＳ１８５  第１アクチュエータ１６ａをトルクＦ１で作動させる。
ステップＳ１８６  第２アクチュエータ１６ｂをトルクＦ２で作動させる。
ステップＳ１８７  角度ｅ１が、初期値ｅ１ｓｔａｒｔから±α１以内に入っているか否かを判断し、入っていない場合にはステップＳ１８８に進み、入っている場合にはステップＳ１８９に進む。
ステップＳ１８８  被験者固定部１５が発生した力Ｆｘを制御部３１に送信し、測定を終了する。
ステップＳ１８９  角度ｅ２が、初期値ｅ２ｓｔａｒｔから±α２以内に入っているか否かを判断し、入っていない場合にはステップＳ１８８に進み、入っている場合にはステップＳ１９０に進む。
ステップＳ１９０  Ｆ１及びＦ２から、被験者２０に付与する力を算出しＦｘに入力する。
ステップＳ１９１  ボリューム抵抗３４の値をＳＷ１に入力する。
ステップＳ１９２  Ｆ１に、増加率ａ１にＳＷ１の逆数と（ｔ１−ｔ０）とを乗算した値を増加トルクとして加算し、加算した値でトルクＦ１の値を更新する。Ｆ２に、増加率ａ２にＳＷ１の逆数と（ｔ１−ｔ０）とを乗算した値を増加トルクとして加算し、加算した値でトルクＦ２の値を更新する。
ステップＳ１９３  ｔ０に、ｔ１を入力し、ステップＳ１８５に戻る。
【０１８４】
このように、本実施の形態においては、ボリューム抵抗３４を操作することによって、被験者固定部１５が発生する力Ｆｘの増加率を変化させることができるので、被験者２０は、どのくらいの筋力を発揮してよいのかを把握しにくいときは、被験者固定部１５が発生する力Ｆｘの増加率を低下させて、自分の発揮する筋力を適切にコントロールすることができる。したがって、失敗することなく筋力測定を確実に完了することができる。また、被験者２０は、どのくらいの筋力を発揮してよいのかを把握しやすいときは、被験者固定部１５が発生する力Ｆｘの増加率を高くして測定時間を短くすることができる。
【０１８５】
次に、本発明の第１０の実施の形態について説明する。なお、第１〜第９の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略する。また、前記第１〜第９の実施の形態と同じ動作及び同じ効果についても、その説明を省略する。
【０１８６】
図２０は本発明の第１０の実施の形態における他動式等尺性筋力測定装置の動作を示すフローチャートである。
【０１８７】
本実施の形態においては、第１関節部１４ａのずれ許容値としてα１に加えてより小さな値のα３が設定され、第２関節部１４ｂのずれ許容値としてα２に加えてより小さな値のα４が設定されている。つまり、α１＞α３、α２＞α４の関係を有するずれ許容値α３とα４とが更に設定されている。
【０１８８】
そして、第１関節部１４ａの角度ｅ１が初期値ｅ１ｓｔａｒｔから±α１の範囲内に入っている場合であっても、より小さな範囲、すなわち、初期値ｅ１ｓｔａｒｔから±α３の範囲内に入っていない場合には、第１アクチュエータ１６ａが出力するトルクＦ１及び第２アクチュエータ１６ｂが出力するトルクＦ２を増加させず、被験者固定部１５が発生する力Ｆｘを増加させないようになっている。同様に、第２関節部１４ｂの角度ｅ２が初期値ｅ２ｓｔａｒｔから±α２の範囲内に入っている場合であっても、より小さな範囲、すなわち、初期値ｅ２ｓｔａｒｔから±α４の範囲内に入っていない場合には、第１アクチュエータ１６ａが出力するトルクＦ１及び第２アクチュエータ１６ｂが出力するトルクＦ２を増加させず、被験者固定部１５が発生する力Ｆｘを増加させないようになっている。
【０１８９】
次に、本実施の形態における他動式等尺性筋力測定装置の動作について説明する。
【０１９０】
なお、被験者２０の筋力の測定が開始され、力Ｆｘ及び経過時間ｔ１に、各々、０を入力してから、第１アクチュエータ１６ａが出力するトルクＦ１及び第２アクチュエータ１６ｂが出力するトルクＦ２から被験者２０の掌２６に付与する力を算出してＦｘに入力するまでの動作、すなわち、図２０に示されるステップＳ２０１〜Ｓ２１０の動作については、前記第９の実施の形態において説明した図１９に示されるステップＳ１８１〜Ｓ１９０の動作と同様であるので、その説明を省略する。
【０１９１】
そして、被験者２０の掌２６に付与する力を算出してＦｘに入力した後、他動式等尺性筋力測定装置は、第１関節部１４ａの角度ｅ１が測定開始時の角度、すなわち、初期値ｅ１ｓｔａｒｔから±α３の範囲内に入っているか否かを判断する。
【０１９２】
ここで、第１関節部１４ａの角度ｅ１が初期値ｅ１ｓｔａｒｔから±α３の範囲内に入っている場合、他動式等尺性筋力測定装置は、さらに、第２関節部１４ｂの角度ｅ２が測定開始時の角度、すなわち、初期値ｅ２ｓｔａｒｔから±α４の範囲内に入っているか否かを判断する。
【０１９３】
そして、第２関節部１４ｂの角度ｅ２が初期値ｅ１ｓｔａｒｔから±α４の範囲内に入っている場合、他動式等尺性筋力測定装置は、第１アクチュエータ１６ａが出力するトルクＦ１に、増加率ａ１に前回のトルク設定時間、すなわち、時間記録用変数ｔ０からの経過時間（ｔ１−ｔ０）を乗算した値を増加トルクとして加算し、加算した値でトルクＦ１の値を更新する。同様に、第２アクチュエータ１６ｂが出力するトルクＦ２に、増加率ａ２に前回のトルク設定時間、すなわち、時間記録用変数ｔ０からの経過時間（ｔ１−ｔ０）を乗算した値を増加トルクとして加算し、加算した値でトルクＦ２の値を更新する。
【０１９４】
続いて、他動式等尺性筋力測定装置は、時間記録用変数ｔ０にｔ１の値を入力し、再度、第１アクチュエータ１６ａをトルクＦ１を出力するように作動させる動作以降の動作を繰り返す。
【０１９５】
なお、第１関節部１４ａの角度ｅ１が初期値ｅ１ｓｔａｒｔから±α３の範囲内に入っているか否かを判断して入っていない場合、他動式等尺性筋力測定装置は、そのまま、時間記録用変数ｔ０にｔ１の値を入力する。また、第２関節部１４ｂの角度ｅ２が初期値ｅ２ｓｔａｒｔから±α４の範囲内に入っているか否かを判断して入っていない場合も、他動式等尺性筋力測定装置は、そのまま、時間記録用変数ｔ０にｔ１の値を入力する。
【０１９６】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ２０１  Ｆｘに０、ｔ１に０を入力する。
ステップＳ２０２  ｔ１の計時をスタートする。
ステップＳ２０３  測定開始時のｅ１、ｅ２を、ｅ１ｓｔａｒｔ、ｅ２ｓｔａｒｔに入力する。
ステップＳ２０４  Ｆ１、Ｆ２に、Ｆ１ｓｔａｒｔ、Ｆ２ｓｔａｒｔを入力し、ｔ０にｔ１の値を入力する。
ステップＳ２０５  第１アクチュエータ１６ａをトルクＦ１で作動させる。
ステップＳ２０６  第２アクチュエータ１６ｂをトルクＦ２で作動させる。
ステップＳ２０７  角度ｅ１が、初期値ｅ１ｓｔａｒｔから±α１以内に入っているか否かを判断し、入っていない場合にはステップＳ２０８に進み、入っている場合にはステップＳ２０９に進む。
ステップＳ２０８  被験者固定部１５が発生した力Ｆｘを制御部３１に送信し、測定を終了する。
ステップＳ２０９  角度ｅ２が、初期値ｅ２ｓｔａｒｔから±α２以内に入っているか否かを判断し、入っていない場合にはステップＳ２０８に進み、入っている場合にはステップＳ２１０に進む。
ステップＳ２１０  Ｆ１及びＦ２から、被験者２０に付与する力を算出しＦｘに入力する。
ステップＳ２１１  角度ｅ１が、初期値ｅ１ｓｔａｒｔから±α３以内に入っているか否かを判断し、入っていない場合にはステップＳ２１４に進み、入っている場合にはステップＳ２１２に進む。
ステップＳ２１２  角度ｅ２が、初期値ｅ２ｓｔａｒｔから±α４以内に入っているか否かを判断し、入っていない場合にはステップＳ２１４に進み、入っている場合にはステップＳ２１３に進む。
ステップＳ２１３  Ｆ１に、増加率ａ１に（ｔ１−ｔ０）を乗算した値を増加トルクとして加算し、加算した値でトルクＦ１の値を更新する。Ｆ２に、増加率ａ２に（ｔ１−ｔ０）を乗算した値を増加トルクとして加算し、加算した値でトルクＦ２の値を更新する。
ステップＳ２１４  ｔ０に、ｔ１を入力し、ステップＳ２０５に戻る。
【０１９７】
このように、本実施の形態においては、第１関節部１４ａの角度ｅ１が初期値ｅ１ｓｔａｒｔから±α１の範囲内に入っている場合であっても、より小さな範囲、すなわち、初期値ｅ１ｓｔａｒｔから±α３の範囲内に入っていない場合には、被験者固定部１５が発生する力Ｆｘを増加させないようになっている。同様に、第２関節部１４ｂの角度ｅ２が初期値ｅ２ｓｔａｒｔから±α２の範囲内に入っている場合であっても、より小さな範囲、すなわち、初期値ｅ２ｓｔａｒｔから±α４の範囲内に入っていない場合には、被験者固定部１５が発生する力Ｆｘを増加させないようになっている。
【０１９８】
つまり、α３及びα４を第１の許容値とし、α１及びα２を第１の許容値より大きな第２の許容値とすると、被験者固定部１５の位置ずれが第１の許容値以上になると、二関節アーム装置１０の被験者固定部１５が発生する力Ｆｘの増加を停止し、被験者固定部１５の位置ずれが第２の許容値以上になると、筋力の測定を終了するようになっている。
【０１９９】
これにより、被験者２０が力を入れすぎて被験者固定部１５の位置を多少変位させてしまったときには、被験者固定部１５が発生する力Ｆｘの増加が一時的に停止するので、被験者２０は、自分の発揮する筋力を適切にコントロールすることができる。
【０２００】
次に、本発明の第１１の実施の形態について説明する。なお、第１〜第１０の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略する。また、前記第１〜第１０の実施の形態と同じ動作及び同じ効果についても、その説明を省略する。
【０２０１】
図２１は本発明の第１１の実施の形態における他動式等尺性筋力測定装置の動作を示すフローチャートである。
【０２０２】
本実施の形態において、他動式等尺性筋力測定装置は、第１関節部１４ａの角度ｅ１及び第２関節部１４ｂの角度ｅ２がずれ許容値を外れる時間を計測する許容値外れ時間計測用タイマを有する。そして、第１関節部１４ａの角度ｅ１又は第２関節部１４ｂの角度ｅ２がずれ許容値としてα１又はα２の範囲外となった場合であっても、許容値外れ時間計測用タイマの計測した経過時間が所定の限界時間内であれば、筋力測定を終了せずに継続するようになっている。
【０２０３】
次に、本実施の形態における他動式等尺性筋力測定装置の動作について説明する。
【０２０４】
まず、本実施の形態における動作の説明に使用される各種変数の定義について説明する。
ｔ２：許容値外れ時間計測用タイマの計測した経過時間
ｔ３：あらかじめ設定された限界時間の設定値
なお、被験者２０の筋力の測定が開始され、力Ｆｘ及び経過時間ｔ１に、各々、０を入力してから、第２アクチュエータ１６ｂをトルクＦ２を出力するように作動させるまでの動作、すなわち、図２１に示されるステップＳ２２１〜Ｓ２２６の動作については、前記第１０の実施の形態において説明した図２０に示されるステップＳ２０１〜Ｓ２０６の動作と同様であるので、その説明を省略する。
【０２０５】
そして、第２アクチュエータ１６ｂをトルクＦ２を出力するように作動させた後、他動式等尺性筋力測定装置は、経過時間ｔ２に０を入力し、許容値外れ時間計測用タイマによるｔ２の計測をスタートする。
【０２０６】
続いて、他動式等尺性筋力測定装置は、第１関節部１４ａの角度ｅ１が測定開始時の角度、すなわち、初期値ｅ１ｓｔａｒｔから±α１の範囲内に入っているか否かを判断する。そして、入っていない場合には、経過時間ｔ２が限界時間の設定値ｔ３未満であるか否かを判断する。
【０２０７】
また、第１関節部１４ａの角度ｅ１が初期値ｅ１ｓｔａｒｔから±α１の範囲内に入っている場合、他動式等尺性筋力測定装置は、さらに、第２関節部１４ｂの角度ｅ２が測定開始時の角度、すなわち、初期値ｅ２ｓｔａｒｔから±α２の範囲内に入っているか否かを判断する。そして、入っていない場合には、経過時間ｔ２が限界時間の設定値ｔ３未満であるか否かを判断する。
【０２０８】
経過時間ｔ２が限界時間の設定値ｔ３未満であるか否かを判断して経過時間ｔ２が限界時間の設定値ｔ３未満であれば、再度、第１関節部１４ａの角度ｅ１が初期値ｅ１ｓｔａｒｔから±α１の範囲内に入っているか否かを判断する。また、経過時間ｔ２が限界時間の設定値ｔ３未満でなければ、被験者固定部１５の位置ずれが発生する直前に被験者固定部１５が発生した力Ｆｘを制御部３１に送信し、筋力測定を終了する。
【０２０９】
一方、第２関節部１４ｂの角度ｅ２が初期値ｅ２ｓｔａｒｔから±α２の範囲内に入っている場合、他動式等尺性筋力測定装置は、許容値外れ時間計測用タイマにより経過時間ｔ２の計測をストップする。
【０２１０】
続いて、他動式等尺性筋力測定装置は、第１アクチュエータ１６ａが出力するトルクＦ１及び第２アクチュエータ１６ｂが出力するトルクＦ２から被験者２０の掌２６に付与する力を算出してＦｘに入力する。
【０２１１】
なお、以降の動作、すなわち、図２１に示されるステップＳ２３４及びＳ２３５の動作についても、前記第１０の実施の形態において説明した図２０に示されるステップＳ２１３及びＳ２１４の動作と同様であるので、その説明を省略する。
【０２１２】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ２２１  Ｆｘに０、ｔ１に０を入力する。
ステップＳ２２２  ｔ１の計時をスタートする。
ステップＳ２２３  測定開始時のｅ１、ｅ２を、ｅ１ｓｔａｒｔ、ｅ２ｓｔａｒｔに入力する。
ステップＳ２２４  Ｆ１、Ｆ２に、Ｆ１ｓｔａｒｔ、Ｆ２ｓｔａｒｔを入力し、ｔ０にｔ１の値を入力する。
ステップＳ２２５  第１アクチュエータ１６ａをトルクＦ１で作動させる。
ステップＳ２２６  第２アクチュエータ１６ｂをトルクＦ２で作動させる。
ステップＳ２２７  経過時間ｔ２に０を入力し、許容値外れ時間計測用タイマによるｔ２の計測をスタートする。
ステップＳ２２８  角度ｅ１が、初期値ｅ１ｓｔａｒｔから±α１以内に入っているか否かを判断し、入っていない場合にはステップＳ２２９に進み、入っている場合にはステップＳ２３１に進む。
ステップＳ２２９  経過時間ｔ２が限界時間の設定値ｔ３未満であるか否かを判断し、ｔ３未満である場合にはステップＳ２２８に戻り、ｔ３未満でない場合にはステップＳ２３０に進む。
ステップＳ２３０  被験者固定部１５が発生した力Ｆｘを制御部３１に送信し、測定を終了する。
ステップＳ２３１  角度ｅ２が、初期値ｅ２ｓｔａｒｔから±α２以内に入っているか否かを判断し、入っていない場合にはステップＳ２２９に進み、入っている場合にはステップＳ２３２に進む。
ステップＳ２３２  許容値外れ時間計測用タイマによる経過時間ｔ２の計測をストップする。
ステップＳ２３３  Ｆ１及びＦ２から、被験者２０に付与する力を算出しＦｘに入力する。
ステップＳ２３４  Ｆ１に、増加率ａ１に（ｔ１−ｔ０）を乗算した値を増加トルクとして加算し、加算した値でトルクＦ１の値を更新する。Ｆ２に、増加率ａ２に（ｔ１−ｔ０）を乗算した値を増加トルクとして加算し、加算した値でトルクＦ２の値を更新する。
ステップＳ２３５  ｔ０に、ｔ１を入力し、ステップＳ２２５に戻る。
【０２１３】
このように、本実施の形態においては、第１関節部１４ａの角度ｅ１又は第２関節部１４ｂの角度ｅ２がずれ許容値としてα１又はα２の範囲外となった場合であっても、許容値外れ時間計測用タイマの計測した経過時間ｔ２が限界時間ｔ３未満であれば、筋力測定を終了せずに継続するようになっている。
【０２１４】
つまり、被験者固定部１５の位置ずれが許容値以上になってからの経過時間が限界時間以上になると、筋力の測定を終了するようになっている。
【０２１５】
これにより、被験者２０が力を入れすぎて被験者固定部１５の位置を多少変位させてしまったときでも、限界時間ｔ３内に被験者固定部１５の位置を元に復帰させることにより、そのまま筋力測定を行うことができ、失敗することなく筋力測定を完了することができる。
【０２１６】
また、被験者２０の筋力が被験者固定部１５が発生する力Ｆｘに負けた場合には、限界時間ｔ３内に被験者固定部１５の位置が元に復帰しないので、筋力測定を終了する。これにより、筋力測定をスムーズ、かつ、確実に行うことができる。
【０２１７】
なお、前記第１〜第１１の実施の形態においては、二関節アーム装置１０の先端部としての被験者固定部１５に被験者２０の上肢の先端部としての掌２６を固定して被験者２０の上肢の筋力を測定する場合についてのみ説明したが、本発明の他動式等尺性筋力測定装置は、二関節アーム装置１０の被験者固定部１５に被験者２０の下肢の先端部を固定することによって被験者２０の下肢の筋力を測定することができるものでもある。
【０２１８】
また、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【産業上の利用可能性】
【０２１９】
本発明は、他動式筋力測定装置に適用することができる。
【符号の説明】
【０２２０】
１０    二関節アーム装置
１５    被験者固定部
２０    被験者
２６    掌
３３    スイッチ
３４    ボリューム抵抗
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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