(57)【要約】【課題】足踏み動作時に、ユーザに負担が掛かる可能性を抑制すること。【解決手段】歩行訓練装置は、トレッドミルと、ユーザの脚部に装着され、ユーザの歩行を補助する歩行補助装置と、歩行補助装置及びユーザの脚部のうち少なくとも一方を上方かつ前方に引張する第１引張手段と、歩行補助装置及びユーザの脚部のうち少なくとも一方を上方かつ後方に引張する第２引張手段と、ユーザの脚部の負荷を軽減するように、第１引張手段及び第２引張手段の引張力をそれぞれ制御する制御手段と、を備えている。制御手段は、トレッドミルが非作動の場合、トレッドミルが作動している場合よりも、第１引張手段及び第２引張手段の引張力の合力である引張合力の方向が後方向に変化するように、第１引張手段及び第２引張手段の引張力をそれぞれ制御する。【選択図】図３
2018126306.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トレッドミルと、
ユーザの脚部に装着され、前記ユーザの歩行を補助する歩行補助装置と、
前記歩行補助装置及び前記ユーザの前記歩行補助装置が装着された側の脚部のうち少なくとも一方を上方かつ前方に引張する第１引張手段と、
前記歩行補助装置及び前記ユーザの前記歩行補助装置が装着された側の脚部のうち少なくとも一方を上方かつ後方に引張する第２引張手段と、
前記ユーザの前記歩行補助装置が装着された側の脚部に対する負荷を軽減するように、前記第１引張手段及び前記第２引張手段の引張力をそれぞれ制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記トレッドミルが非作動の場合、前記トレッドミルが作動している場合よりも、前記第１引張手段及び前記第２引張手段の引張力の合力である引張合力の方向が後方向に変化するように、前記第１引張手段及び前記第２引張手段の引張力をそれぞれ制御する、
歩行訓練装置。
【請求項２】
前記制御手段は、
前記歩行補助装置が作動している状態において、前記トレッドミルが非作動の場合、前記トレッドミルが作動している場合よりも、前記引張合力の方向が後方向に変化するように、前記第１引張手段及び前記第２引張手段の引張力をそれぞれ制御する、
請求項１に記載の歩行訓練装置。
【請求項３】
前記制御手段は、
前記トレッドミルが非作動の場合、前記ユーザの前記歩行補助装置が装着された側の脚部が振出しを開始してから終了するまでの期間である振出し期間中の全期間において、前記トレッドミルが作動している場合よりも、前記引張合力の方向が後方向に変化するように、前記第１引張手段及び前記第２引張手段の引張力をそれぞれ制御する、
請求項１又は２に記載の歩行訓練装置。
【請求項４】
前記制御手段は、
前記トレッドミルが非作動の場合、前記ユーザの前記歩行補助装置が装着された側の脚部が振出しを開始してから終了するまでの期間である振出し期間中の所定の時間位置以降の期間において、前記トレッドミルが作動している場合よりも、前記引張合力の方向が後方向に変化するように、前記第１引張手段及び前記第２引張手段の引張力をそれぞれ制御する、
請求項１又は２に記載の歩行訓練装置。
【請求項５】
トレッドミルと、
ユーザの脚部に装着され、前記ユーザの歩行を補助する歩行補助装置と、
前記歩行補助装置及び前記ユーザの前記歩行補助装置が装着された側の脚部のうち少なくとも一方を上方かつ前方に引張する第１引張手段と、
前記歩行補助装置及び前記ユーザの前記歩行補助装置が装着された側の脚部のうち少なくとも一方を上方かつ後方に引張する第２引張手段と、
を備える歩行訓練装置の制御方法であって、
前記トレッドミルが非作動の場合、前記トレッドミルが作動している場合よりも、前記第１引張手段及び前記第２引張手段の引張力の合力である引張合力の方向が後方向に変化するように、前記第１引張手段及び前記第２引張手段の引張力をそれぞれ制御する、
歩行訓練装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ユーザが歩行訓練を行うために用いられる歩行訓練装置及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ユーザの脚部にユーザの歩行を補助する歩行補助装置を装着して、ユーザがトレッドミル上を歩行することで歩行訓練を行う歩行訓練装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に開示された歩行訓練装置は、上述したトレッドミル及び歩行補助装置を備える他、ユーザの脚部を上方かつ前方に引張するための第１引張手段及びユーザの脚部を上方かつ後方に引張するための第２引張手段を備えており、ユーザの脚部に対する負荷を軽減するために、引張合力の方向が上方になるように、第１引張手段及び第２引張手段の引張力をそれぞれ制御している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−２２３２９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、最近の歩行訓練では、最初に、ユーザが、トレッドミルが非作動状態でその場で足踏み動作を行って、歩行リズムを習得してから、トレッドミルを作動させて歩行動作を行うことがある。
【０００６】
しかし、特許文献１に開示された歩行訓練装置は、ユーザが、トレッドミルが作動状態で歩行動作を行うことのみを考慮しており、トレッドミルが非作動状態で足踏み動作を行うことは考慮していない。
【０００７】
そのため、ユーザは、特許文献１に開示された歩行訓練装置において、トレッドミルが非作動状態で足踏み動作を行う場合には、足踏み動作に伴って前に進んでしまわないように、脚部を後ろに戻しながら足踏み動作を行う必要があり、ユーザに負担が掛かる可能性があった。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、足踏み動作時に、ユーザに負担が掛かる可能性を抑制することができる歩行訓練装置及びその制御方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様に係る歩行訓練装置は、
トレッドミルと、
ユーザの脚部に装着され、前記ユーザの歩行を補助する歩行補助装置と、
前記歩行補助装置及び前記ユーザの前記歩行補助装置が装着された側の脚部のうち少なくとも一方を上方かつ前方に引張する第１引張手段と、
前記歩行補助装置及び前記ユーザの前記歩行補助装置が装着された側の脚部のうち少なくとも一方を上方かつ後方に引張する第２引張手段と、
前記ユーザの前記歩行補助装置が装着された側の脚部に対する負荷を軽減するように、前記第１引張手段及び前記第２引張手段の引張力をそれぞれ制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記トレッドミルが非作動の場合、前記トレッドミルが作動している場合よりも、前記第１引張手段及び前記第２引張手段の引張力の合力である引張合力の方向が後方向に変化するように、前記第１引張手段及び前記第２引張手段の引張力をそれぞれ制御する。
【００１０】
本発明の一態様に係る歩行訓練装置の制御方法は、
トレッドミルと、
ユーザの脚部に装着され、前記ユーザの歩行を補助する歩行補助装置と、
前記歩行補助装置及び前記ユーザの前記歩行補助装置が装着された側の脚部のうち少なくとも一方を上方かつ前方に引張する第１引張手段と、
前記歩行補助装置及び前記ユーザの前記歩行補助装置が装着された側の脚部のうち少なくとも一方を上方かつ後方に引張する第２引張手段と、
を備える歩行訓練装置の制御方法であって、
前記トレッドミルが非作動の場合、前記トレッドミルが作動している場合よりも、前記第１引張手段及び前記第２引張手段の引張力の合力である引張合力の方向が後方向に変化するように、前記第１引張手段及び前記第２引張手段の引張力をそれぞれ制御する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の各態様によれば、足踏み動作時に、ユーザに負担が掛かる可能性を抑制することができる歩行訓練装置及びその制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態に係る歩行訓練装置の概略的な外観構成の一例を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る歩行補助装置の概略的な外観構成の一例を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る歩行訓練装置の概略的な制御ブロック構成の一例を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る歩行訓練装置の制御方法の概略的な流れの一例を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態に係る歩行訓練装置における振出し期間中の前モータ及び後モータの免荷トルクの時系列パターンの第１の例を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る歩行訓練装置における振出し期間中の前モータ及び後モータの免荷トルクの時系列パターンの第２の例を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る歩行訓練装置における振出し期間中の前モータ及び後モータの免荷トルクの時系列パターンの第３の例を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る歩行訓練装置における振出し期間中の前モータ及び後モータの免荷トルクの時系列パターンの第４の例を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態に係る歩行訓練装置における振出し期間中の前モータ及び後モータの免荷トルクの時系列パターンの第５の例を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態に係る歩行訓練装置における振出し期間中の前モータ及び後モータの免荷トルクの時系列パターンの第６の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、以下で説明する各図面において、同一又は対応する要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略される。
【００１４】
図１は、本発明の実施の形態に係る歩行訓練装置１の概略的な外観構成の一例を示す斜視図である。歩行訓練装置１は、例えば、片麻痺者等であるユーザの歩行訓練を行うために用いられる装置である。歩行訓練装置１は、ユーザの脚部のうちの患脚（図１では右脚）に装着される歩行補助装置２と、ユーザの歩行訓練を行う訓練装置３と、を備えている。
【００１５】
歩行補助装置２は、ユーザの患脚に装着され、ユーザの歩行を補助する装置である（図２）。歩行補助装置２は、上腿フレーム２１と、上腿フレーム２１に膝関節部２２を介して連結された下腿フレーム２３と、下腿フレーム２３に足首関節部２４を介して連結された足平フレーム２５と、膝関節部２２を回転駆動するモータユニット２６と、足首関節部２４の可動範囲を調整する調整機構２７と、を備えている。なお、歩行補助装置２の構成は一例であり、これに限られない。例えば、歩行補助装置２は、足首関節部２４を回転駆動するモータユニットを備えていてもよい。
【００１６】
足平フレーム２５には、ユーザの足裏が受ける荷重を検出する複数の荷重センサ２８ａからなる足裏荷重検出部２８が設けられている。図２においては、爪先側に一対の荷重センサ２８ａが配置されると共に、踵側に一対の荷重センサ２８ａが配置されている。なお、荷重センサ２８ａの数及び位置は、足裏の荷重中心を精度よく求めることができる配置であれば任意でよい。
【００１７】
上腿フレーム２１は、ユーザの患脚の上腿部に取り付けられ、下腿フレーム２３はユーザの患脚の下腿部に取り付けられる。上腿フレーム２１には、上腿部に固定するための上腿装具２１２が設けられている。これにより、歩行補助装置２がユーザの患脚から左右方向又は上下方向にずれるのを防止できる。
【００１８】
上腿フレーム２１には、第１引張部（第１引張手段）３５のワイヤー３４を接続するための、左右方向に延在する横長の第１フレーム２１１が設けられている。下腿フレーム２３には、第２引張部（第２引張手段）３７のワイヤー３６を接続するための、左右方向に延在する横長の第２フレーム２３１が設けられている。
【００１９】
なお、上述した歩行補助装置２の構成は一例であり、これに限られない。歩行補助装置２は、ユーザの患脚に装着され、ユーザの歩行を補助することができる任意の歩行補助装置が適用可能である。
【００２０】
訓練装置３は、トレッドミル（図中、適宜“ＴＭ”と記す）３１と、フレーム本体３２と、制御装置３３と、第１引張部３５と、第２引張部３７と、を備えている。トレッドミル３１は、回転可能なリング状のベルト３１１を備えている。ユーザは、歩行訓練時には、ベルト３１１上に乗り、トレッドミル３１が作動した状態（すなわち、ベルト３１１が回転した状態）で歩行動作を行ったり、トレッドミル３１が非作動状態（すなわち、ベルト３１１の回転が停止した状態）で足踏み動作を行ったりする。
【００２１】
フレーム本体３２は、トレッドミル３１上に立設された２対の柱フレーム３２１と、各柱フレーム３２１に接続され前後方向に延在する一対の前後フレーム３２２と、各前後フレーム３２２に接続され左右方向に延在する３つの左右フレーム３２３と、を備えている。なお、上述したフレーム本体３２の構成は、これに限られない。フレーム本体３２は、第１及び第２引張部３５，３７が適切に固定できれば、任意の構成であってもよい。
【００２２】
前方の左右フレーム３２３には、ワイヤー３４を上方かつ前方に引張する第１引張部３５が設けられている。後方の左右フレーム３２３には、ワイヤー３６を上方かつ後方に引張する第２引張部３７が設けられている。
【００２３】
第１引張部３５は、例えば、ワイヤー３４を巻取り及び巻き戻す機構、その機構を駆動するモータである前モータ３５１等を備えている。第２引張部３７は、例えば、ワイヤー３６を巻取り及び巻き戻す機構、その機構を駆動するモータである後モータ３７１等を備えている。第１引張部３５が引張するワイヤー３４の一端は、歩行補助装置２の第１フレーム２１１に接続され、第２引張部３７が引張するワイヤー３６の一端は、歩行補助装置２の第２フレーム２３１に接続されている。第１引張部３５は、ワイヤー３４を介して歩行補助装置２を上方かつ前方に引張する。第２引張部３７は、ワイヤー３６を介して歩行補助装置２を上方かつ後方に引張する。第１及び第２引張部３５，３７は、前モータ３５１及び後モータ３７１の免荷トルクを調整することで、ワイヤー３４，３６の引張力を調整している。
【００２４】
なお、上述した第１及び第２引張部３５，３７は、ワイヤー３４，３６を第１及び第２フレーム２１１，２３１に接続し、ユーザの患脚を歩行補助装置２を介して間接的に引張していたが、この接続態様は一例であり、これに限らない。例えば、第１及び第２引張部３５，３７のワイヤー３４，３６を上腿装具２１２に接続し、ユーザの患脚を直接引張する接続態様としてもよい。又は、第１及び第２引張部３５，３７のワイヤー３４，３６を第１及び第２フレーム２１１，２３１と上腿装具２１２との双方に接続し、ユーザの患脚を直接かつ歩行補助装置２を介して間接的に引張する接続態様としてもよい。
【００２５】
フレーム本体３２には、訓練指示、訓練メニュー、訓練情報（歩行速度、生体情報等）等の情報を表示する表示部３２４が設けられている。
【００２６】
制御装置３３は、第１及び第２引張部３５，３７の引張力、トレッドミル３１の作動、及び歩行補助装置２の作動をそれぞれ制御する。制御装置３３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサと、記憶部と、を備えており、記憶部に格納されたプログラムをプロセッサが実行することによって、制御装置３３としての処理を実行する。すなわち、制御装置３３の記憶部に格納されるプログラムは、制御装置３３における処理を、プロセッサに実行させるためのコードを含む。なお、記憶部は、例えば、上述したプログラムや、プロセッサにおける処理に利用される各種情報を格納することができる記憶装置を含んで構成される。記憶装置として、例えば、メモリ及びハードディスク等の記憶装置のうち、少なくとも１つの任意の記憶装置を利用してよい。
【００２７】
また、上述したプログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc-Read Only Memory）、ＣＤ−Ｒ（CD-Recordable）、ＣＤ−Ｒ／Ｗ（CD-ReWritable）、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（Random Access Memory））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されても良い。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。
【００２８】
本実施の形態は、第１及び第２引張部３５，３７の引張力を制御する構成に特徴があり、歩行補助装置２の作動及びトレッドミル３１の作動を制御する構成は周知の技術を使用可能である。そのため、以下では、第１及び第２引張部３５，３７の引張力の制御を行う構成を中心に説明する。
【００２９】
図３は、本実施の形態に係る歩行訓練装置１の概略的な制御ブロック構成の一例を示すブロック図である。第１引張部３５は、上述した前モータ３５１を備え、第２引張部３７は、上述した後モータ３７１を備えている。歩行補助装置２は、上述したモータユニット２６及び足裏荷重検出部２８を備えている。制御装置３３は、振出しタイミング判定部３３１、トレッドミル作動判定部３３２、及び制御部（制御手段）３３３を備えている。振出しタイミング判定部３３１、トレッドミル作動判定部３３２、及び制御部３３３は、記憶部に格納されるプログラムを実行するプロセッサによって実現される。
【００３０】
振出しタイミング判定部３３１は、足裏荷重検出部２８が検出した足裏荷重を用いて、歩行補助装置２が装着されたユーザの患脚の振出しが開始されたタイミングである振出し開始タイミングを判定する。なお、以下では、ユーザの患脚が振出しを開始してから終了するまでの期間（すなわち、ユーザの患脚が床から浮いた遊脚状態にある期間）を振出し期間と称す。振出しタイミング判定部３３１は、振出し開始タイミングと判定すると、振出し開始指示を制御部３３３に出力する。
【００３１】
振出し開始タイミングの判定方法としては、例えば、以下が考えられる。
足裏荷重の閾値として、荷重閾値及び抜重閾値（荷重閾値＞抜重閾値）を予め設定しておく。そして、足裏荷重検出部２８が検出した足裏荷重の波形が、荷重閾値を超えた後に最初に抜重閾値以下となったタイミングを、振出し開始タイミングと判定する。
【００３２】
トレッドミル作動判定部３３２は、トレッドミル３１が作動状態（すなわち、ベルト３１１が回転している状態）又は非作動状態（すなわち、ベルト３１１の回転が停止している状態）のどちらであるかを判定する。
【００３３】
トレッドミル３１の作動状態の判定方法としては、例えば、以下が考えられる。
（Ａ）トレッドミル３１の作動の開始を指示する作動開始指示ボタンと作動の終了を指示する作動終了指示ボタンとを設ける。そして、作動開始指示ボタンが押下されてから、作動終了指示ボタンが押下されるまで期間は、トレッドミル３１が作動状態であると判定する
（Ｂ）トレッドミル３１の回転軸の角度を検出する角度センサを設ける。そして、角度センサにより検出されたトレッドミル３１の回転軸の角度が所定閾値以上に変化すれば、トレッドミル３１が作動状態であると判定する
（Ｃ）トレッドミル３１のベルト３１１上に回転方向に沿って１以上のマーカーを配置すると共に、そのマーカーが写りこむようにベルト３１１を撮影する撮影装置を設ける。そして、撮影装置により撮影された撮影画像にマーカーが出現するタイミングを基にベルト３１１の回転速度を判定し、ベルト３１１の回転速度が所定閾値以上であれば、トレッドミル３１が作動状態であると判定する
（Ｄ）トレッドミル３１の電源ケーブルに流れる電流を計測する電流計を設ける。そして、電流計により計測された電流値がゼロでなければ、トレッドミル３１が作動状態であると判定する
【００３４】
制御部３３３は、ユーザの患脚に対する負荷を軽減するように、第１及び第２引張部３５，３７の引張力をそれぞれ制御する。また、制御部３３３は、歩行補助装置２の作動を制御することも行う。
【００３５】
制御部３３３は、振出しタイミング判定部３３１から振出し開始指示を受け付けると、歩行補助装置２を作動状態（すなわち、モータユニット２６により膝関節部２２を回転駆動している状態）にする。例えば、振出し期間中、ユーザは、膝を伸展状態から屈曲状態とし、その後、伸展状態に戻す動作を行う。そのため、制御部３３３は、このユーザの動作をアシストするように、歩行補助装置２を作動状態にして、モータユニット２６により膝関節部２２を回転駆動する。
【００３６】
更に、制御部３３３は、振出しタイミング判定部３３１から振出し開始指示を受け付けると、トレッドミル作動判定部３３２によりトレッドミル３１が作動状態又は非作動状態のどちらに判定されているかを判定する。
【００３７】
制御部３３３は、トレッドミル３１が作動状態にある場合、ユーザが歩行動作をしていると判定し、歩行補助装置２を上方に引き上げる力を強めるように、第１及び第２引張部３５，３７の引張力をそれぞれ制御する。すなわち、制御部３３３は、第１及び第２引張部３５，３７の引張力の合力である引張合力の方向が上方になるように、第１及び第２引張部３５，３７の引張力をそれぞれ制御する。これにより、ユーザは、トレッドミル３１が作動状態で歩行動作を行う場合には、歩行補助装置２の荷重が免荷される。
【００３８】
一方、制御部３３３は、トレッドミル３１が非作動状態にある場合、ユーザがその場で足踏み動作をしていると判定し、歩行補助装置２を上方に引き上げる力を強めると共に、後方にも引張力が発生するように、第１及び第２引張部３５，３７の引張力をそれぞれ制御する。すなわち、制御部３３３は、第１及び第２引張部３５，３７の引張力の合力である引張合力の方向が、トレッドミル３１が作動状態にある場合よりも、後方向に変化するように、第１及び第２引張部３５，３７の引張力をそれぞれ制御する。その結果、引張合力の方向は上後方になる。そのため、ユーザは、トレッドミル３１が非作動状態で足踏み動作を行う場合には、患脚を後ろに戻しやすくなる。これにより、足踏み動作に伴って前に進んでしまうことが抑制されるため、足踏み動作時にユーザに負担が掛かる可能性を抑制することができる。
【００３９】
ここで、制御部３３３は、トレッドミル３１が作動状態及び非作動状態のそれぞれの場合における、振出し期間中の前モータ３５１及び後モータ３７１の免荷トルクの時系列パターンを保持している。この時系列パターンは、トレッドミル３１が作動状態にある場合は、振出し期間中、引張合力の方向が上方になるように、前モータ３５１及び後モータ３７１の免荷トルクを制御するパターンとなり、また、トレッドミル３１が非作動状態にある場合は、振出し期間中、引張合力の方向が上後方になるように、前モータ３５１及び後モータ３７１の免荷トルクを制御するパターンとなっている。
【００４０】
そのため、制御部３３３は、振出し開始指示を受け付けると、トレッドミル３１の作動状態又は非作動状態に応じた時系列パターンを読み出す。そして、制御部３３３は、以降の振出し期間中は、読み出した時系列パターンに従って、前モータ３５１及び後モータ３７１の免荷トルクをそれぞれ制御することで、第１及び第２引張部３５，３７の引張力をそれぞれ制御する。
【００４１】
図４は、本実施の形態に係る歩行訓練装置１の制御部３３３において、第１及び第２引張部３５，３７の引張力を制御する制御方法の一例を示すフローチャートである。
まず、制御部３３３は、振出しタイミング判定部３３１から振出し開始指示を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ１１）。
【００４２】
振出し開始指示を受け付けた場合（ステップＳ１１のＹＥＳ）、続いて、制御部３３３は、歩行補助装置２を作動状態にすると共に、トレッドミル作動判定部３３２によりトレッドミル３１が作動状態又は非作動状態のどちらに判定されているかを判定する（ステップＳ１２）。
【００４３】
トレッドミル３１が作動状態にある場合（ステップＳ１２のＹＥＳ）、制御部３３３は、ユーザが歩行動作をしていると判定し、第１及び第２引張部３５，３７の引張力の合力である引張合力の方向が上方になるように、第１及び第２引張部３５，３７の引張力をそれぞれ制御する（ステップＳ１３）。具体的には、制御部３３３は、トレッドミル３１が作動状態にある場合における振出し期間中の前モータ３５１及び後モータ３７１の免荷トルクの時系列パターンを読み出し、以降の振出し期間中は、読み出した時系列パターンに従って、前モータ３５１及び後モータ３７１の免荷トルクをそれぞれ制御する。このようにして、振出し期間中は、引張合力の方向を上方にする。
【００４４】
一方、トレッドミル３１が非作動状態にある場合（ステップＳ１２のＮＯ）、制御部３３３は、ユーザがその場で足踏み動作をしていると判定し、第１及び第２引張部３５，３７の引張力の合力である引張合力の方向が上後方になるように、第１及び第２引張部３５，３７の引張力をそれぞれ制御する（ステップＳ１４）。具体的には、制御部３３３は、トレッドミル３１が非作動状態にある場合における振出し期間中の前モータ３５１及び後モータ３７１の免荷トルクの時系列パターンを読み出し、以降の振出し期間中は、読み出した時系列パターンに従って、前モータ３５１及び後モータ３７１の免荷トルクをそれぞれ制御する。このようにして、振出し期間中は、引張合力の方向を上後方にする。
【００４５】
このように、ステップＳ１３，Ｓ１４は、振出し期間中の前モータ３５１及び後モータ３７１の制御を規定したものであるため、ステップＳ１３，Ｓ１４の終了は、振出し期間が終了したことを意味する。制御部３３３は、ステップＳ１３，Ｓ１４の処理が終了すると、すなわち、振出し期間が終了すると、ステップＳ１１に戻り、次の振出し開始指示を受け付けると（ステップＳ１１のＹＥＳ）、ステップＳ１２〜Ｓ１４の処理を行う。従って、ステップＳ１１〜Ｓ１４は、振出し期間になる度に行われる処理になる。
【００４６】
なお、振出し期間以外の期間（すなわち、ユーザの患脚が床に接地した立脚状態にある期間。以下、接地期間と称す）では、振出し開始指示を受け付けることはない（ステップＳ１１のＮＯ）。そのため、制御部３３３は、第１及び第２引張部３５，３７の引張力の合力である引張合力の方向が上方になるように、第１及び第２引張部３５，３７の引張力をそれぞれ制御する（ステップＳ１５）。このステップＳ１５における前モータ３５１及び後モータ３７１の免荷トルクは、接地期間中と同様の免荷トルクとする。接地期間中は、前モータ３５１及び後モータ３７１の免荷トルクは、互いに略同一で、所定の固定値になっている。
【００４７】
以下、振出し期間中の前モータ３５１及び後モータ３７１の免荷トルクの時系列パターンの具体例について説明する。
（１）第１の例
図５は、振出し期間中の前モータ３５１及び後モータ３７１の免荷トルクの時系列パターンの第１の例を示す図である。
【００４８】
図５の上図は、トレッドミル３１が作動状態である場合における、振出し期間中の前モータ３５１の免荷トルクＴｆｏｎの時系列パターン（すなわち、図４のステップＳ１３における前モータ３５１の免荷トルクの時系列パターン）と、トレッドミル３１が非作動状態である場合における、振出し期間中の前モータ３５１の免荷トルクＴｆｏｆｆの時系列パターン（すなわち、図４のステップＳ１４における前モータ３５１の免荷トルクの時系列パターン）と、を示している。一方、図５の下図は、トレッドミル３１が作動状態である場合における、振出し期間中の後モータ３７１の免荷トルクＴｂｏｎの時系列パターン（すなわち、図４のステップＳ１３における後モータ３７１の免荷トルクの時系列パターン）と、トレッドミル３１が非作動状態である場合における、振出し期間中の後モータ３７１の免荷トルクＴｂｏｆｆの時系列パターン（すなわち、図４のステップＳ１４における後モータ３７１の免荷トルクの時系列パターン）と、を示している（以下の図６〜図１０において同じ）。
【００４９】
振出し開始指示を受け付けたときに、トレッドミル３１が作動状態である場合には、上述したように、制御部３３３は、歩行補助装置２を上方に引き上げる力を強めるようにして、第１及び第２引張部３５，３７の引張合力の方向を上方にする。
【００５０】
そこで、第１の例では、制御部３３３は、振出し開始指示を受け付けたときに、トレッドミル３１が作動状態である場合には、前モータ３５１の免荷トルクＴｆｏｎ及び後モータ３７１の免荷トルクＴｂｏｎを、接地期間中の固定値から徐々に大きくし、その後、接地期間中の固定値に戻す。このとき、免荷トルクＴｆｏｎ，Ｔｂｏｎは、互いに略同一にしている。
【００５１】
一方、振出し開始指示を受け付けたときに、トレッドミル３１が非作動状態である場合には、上述したように、制御部３３３は、歩行補助装置２を上方に引き上げる力を強めると共に、後方にも引張力を発生させるようにして、第１及び第２引張部３５，３７の引張合力の方向を上後方にする。
【００５２】
そこで、第１の例では、制御部３３３は、振出し開始指示を受け付けたときに、トレッドミル３１が非作動状態である場合には、後モータ３７１の免荷トルクＴｂｏｆｆを、トレッドミル３１が作動状態である場合における後モータ３７１の免荷トルクＴｂｏｎと比較して、振出し期間中の全期間において、一律に大きくしている。このとき、前モータ３５１の免荷トルクＴｆｏｆｆは、トレッドミル３１が作動状態である場合における前モータ３５１の免荷トルクＴｆｏｎと略同一にしている。
【００５３】
これにより、第１の例では、トレッドミル３１が非作動状態である場合には、振出し期間中の全期間において、第１及び第２引張部３５，３７の引張合力の方向が上後方になる。そのため、ユーザがトレッドミル３１が非作動状態で足踏み動作を行う場合、振出し期間中の全期間において、ユーザの患脚を後ろに引っ張ることができるため、足踏み動作に伴って前に進んでしまうことを抑制することができる。
【００５４】
（２）第２の例
図６は、振出し期間中の前モータ３５１及び後モータ３７１の免荷トルクの時系列パターンの第２の例を示す図である。
【００５５】
第２の例では、振出し開始指示を受け付けたときに、トレッドミル３１が作動状態である場合における、振出し期間中の前モータ３５１の免荷トルクＴｆｏｎ及び後モータ３７１の免荷トルクＴｂｏｎは、第１の例と同様である。
【００５６】
一方、第２の例では、振出し開始指示を受け付けたときに、トレッドミル３１が非作動状態である場合には、制御部３３３は、前モータ３５１の免荷トルクＴｆｏｆｆを、トレッドミル３１が作動状態である場合における前モータ３５１の免荷トルクＴｆｏｎと比較して、振出し期間中の全期間において、一律に小さくしている。このとき、後モータ３７１の免荷トルクＴｂｏｆｆは、トレッドミル３１が作動状態である場合における後モータ３７１の免荷トルクＴｂｏｎと略同一にしている。
【００５７】
これにより、第２の例では、トレッドミル３１が非作動状態である場合には、振出し期間中の全期間において、第１及び第２引張部３５，３７の引張合力の方向が相対的に上後方になる。そのため、ユーザがトレッドミル３１が非作動状態で足踏み動作を行う場合、振出し期間中の全期間において、ユーザの患脚を後ろに引っ張ることができるため、足踏み動作に伴って前に進んでしまうことを抑制することができる。
【００５８】
（３）第３の例
図７は、振出し期間中の前モータ３５１及び後モータ３７１の免荷トルクの時系列パターンの第３の例を示す図である。
【００５９】
第３の例では、振出し開始指示を受け付けたときに、トレッドミル３１が作動状態である場合における、振出し期間中の前モータ３５１の免荷トルクＴｆｏｎ及び後モータ３７１の免荷トルクＴｂｏｎは、第１の例と同様である。
【００６０】
一方、第３の例では、振出し開始指示を受け付けたときに、トレッドミル３１が非作動状態である場合には、制御部３３３は、後モータ３７１の免荷トルクＴｂｏｆｆを、トレッドミル３１が作動状態である場合における後モータ３７１の免荷トルクＴｂｏｎと比較して、振出し期間中の振出し開始時及び振出し終了時以外の期間において、大きくしている。なお、免荷トルクＴｂｏｆｆは、振出し開始時及び振出し終了時には、免荷トルクＴｂｏｎと同様に、接地期間中の固定値としている。このとき、前モータ３５１の免荷トルクＴｆｏｆｆは、トレッドミル３１が作動状態である場合における前モータ３５１の免荷トルクＴｆｏｎと略同一にしている。
【００６１】
これにより、第３の例では、トレッドミル３１が非作動状態である場合には、振出し期間中の振出し開始時及び振出し終了時以外の期間において、すなわち、ユーザの患脚が実際に遊脚状態にある期間において、第１及び第２引張部３５，３７の引張合力の方向が上後方になる。そのため、ユーザがトレッドミル３１が非作動状態で足踏み動作を行う場合、ユーザの患脚が実際に遊脚状態にある期間において、ユーザの患脚を後ろに引っ張ることができるため、足踏み動作に伴って前に進んでしまうことを抑制することができる。
【００６２】
また、後モータ３７１の免荷トルクＴｂｏｆｆは、振出し開始時及び振出し終了時には、接地期間中の固定値としている。そのため、接地期間から振出し期間への移行時及び振出し期間から接地期間への移行時に、後モータ３７１の免荷トルクを滑らかに変化させることができる。
【００６３】
（４）第４の例
図８は、振出し期間中の前モータ３５１及び後モータ３７１の免荷トルクの時系列パターンの第４の例を示す図である。
【００６４】
第４の例では、振出し開始指示を受け付けたときに、トレッドミル３１が作動状態である場合における、振出し期間中の前モータ３５１の免荷トルクＴｆｏｎ及び後モータ３７１の免荷トルクＴｂｏｎは、第１の例と同様である。
【００６５】
一方、第４の例では、振出し開始指示を受け付けたときに、トレッドミル３１が非作動状態である場合には、制御部３３３は、前モータ３５１の免荷トルクＴｆｏｆｆを、トレッドミル３１が作動状態である場合における前モータ３５１の免荷トルクＴｆｏｎと比較して、振出し期間中の振出し開始時及び振出し終了時以外の期間において、小さくしている。なお、免荷トルクＴｆｏｆｆは、振出し開始時及び振出し終了時には、免荷トルクＴｆｏｎと同様に、接地期間中の固定値としている。このとき、後モータ３７１の免荷トルクＴｂｏｆｆは、トレッドミル３１が作動状態である場合における後モータ３７１の免荷トルクＴｂｏｎと略同一にしている。
【００６６】
これにより、第４の例では、トレッドミル３１が非作動状態である場合には、振出し期間中の振出し開始時及び振出し終了時以外の期間、すなわち、ユーザの患脚が実際に遊脚状態にある期間において、第１及び第２引張部３５，３７の引張合力の方向が相対的に上後方になる。そのため、ユーザがトレッドミル３１が非作動状態で足踏み動作を行う場合、ユーザの患脚が実際に遊脚状態にある期間において、ユーザの患脚を後ろに引っ張ることができるため、足踏み動作に伴って前に進んでしまうことを抑制することができる。
【００６７】
また、前モータ３５１の免荷トルクＴｆｏｆｆは、振出し開始時及び振出し終了時には、接地期間中の固定値としている。そのため、接地期間から振出し期間への移行時及び振出し期間から接地期間への移行時に、前モータ３５１の免荷トルクを滑らかに変化させることができる。
【００６８】
（５）第５の例
図９は、振出し期間中の前モータ３５１及び後モータ３７１の免荷トルクの時系列パターンの第５の例を示す図である。
【００６９】
第５の例では、振出し開始指示を受け付けたときに、トレッドミル３１が作動状態である場合における、振出し期間中の前モータ３５１の免荷トルクＴｆｏｎ及び後モータ３７１の免荷トルクＴｂｏｎは、第１の例と同様である。
【００７０】
一方、第５の例では、振出し開始指示を受け付けたときに、トレッドミル３１が非作動状態である場合には、制御部３３３は、後モータ３７１の免荷トルクＴｂｏｆｆを、トレッドミル３１が作動状態である場合における後モータ３７１の免荷トルクＴｂｏｎと比較して、振出し期間中の所定の時間位置ｔ１以降の期間において、大きくしている。なお、免荷トルクＴｂｏｆｆは、振出し開始時及び振出し終了時には、免荷トルクＴｂｏｎと同様に、接地期間中の固定値としている。このとき、前モータ３５１の免荷トルクＴｆｏｆｆは、トレッドミル３１が作動状態である場合における前モータ３５１の免荷トルクＴｆｏｎと略同一にしている。
【００７１】
これにより、第５の例では、トレッドミル３１が非作動状態である場合には、振出し期間中の所定の時間位置ｔ１以降の期間において、第１及び第２引張部３５，３７の引張合力の方向が上後方になる。そのため、ユーザがトレッドミル３１が非作動状態で足踏み動作を行う場合、少なくともユーザの患脚が床に接地する直前に、患脚を後ろに引っ張ることができるため、足踏み動作に伴って前に進んでしまうことを抑制することができる。
【００７２】
なお、図９では、所定の時間位置ｔ１を振出し期間の略中央位置とし、振出し期間の後半部分で、免荷トルクＴｂｏｆｆを免荷トルクＴｂｏｎよりも大きくしているが、これには限らない。第５の例では、振出し終了直前に、免荷トルクＴｂｏｆｆが免荷トルクＴｂｏｎよりも大きくなっていればよいため、所定の時間位置ｔ１は、振出し期間の略中央位置よりも前であっても後であってもよい。
【００７３】
また、図９では、免荷トルクＴｂｏｆｆは、振出し終了時には、免荷トルクＴｂｏｎと同様に、接地期間中の固定値としているが、これには限らない。第５の例では、免荷トルクＴｂｏｆｆは、振出し終了時にも、免荷トルクＴｂｏｎよりも大きくしてもよい。
【００７４】
（６）第６の例
図１０は、振出し期間中の前モータ３５１及び後モータ３７１の免荷トルクの時系列パターンの第６の例を示す図である。
【００７５】
第６の例では、振出し開始指示を受け付けたときに、トレッドミル３１が作動状態である場合における、振出し期間中の前モータ３５１の免荷トルクＴｆｏｎ及び後モータ３７１の免荷トルクＴｂｏｎは、第１の例と同様である。
【００７６】
一方、第６の例では、振出し開始指示を受け付けたときに、トレッドミル３１が非作動状態である場合には、制御部３３３は、前モータ３５１の免荷トルクＴｆｏｆｆを、トレッドミル３１が作動状態である場合における前モータ３５１の免荷トルクＴｆｏｎと比較して、振出し期間中の所定の時間位置ｔ１以降の期間において、小さくしている。なお、免荷トルクＴｆｏｆｆは、振出し開始時及び振出し終了時には、免荷トルクＴｆｏｎと同様に、接地期間中の固定値としている。このとき、後モータ３７１の免荷トルクＴｂｏｆｆは、トレッドミル３１が作動状態である場合における後モータ３７１の免荷トルクＴｂｏｎと略同一にしている。
【００７７】
これにより、第６の例では、トレッドミル３１が非作動状態である場合には、振出し期間中の所定の時間位置ｔ１以降の期間において、第１及び第２引張部３５，３７の引張合力の方向が相対的に上後方になる。そのため、ユーザがトレッドミル３１が非作動状態で足踏み動作を行う場合、少なくともユーザの患脚が床に接地する直前に、患脚を後ろに引っ張ることができるため、足踏み動作に伴って前に進んでしまうことを抑制することができる。
【００７８】
なお、図１０では、所定の時間位置ｔ１を振出し期間の略中央位置とし、振出し期間の後半部分で、免荷トルクＴｆｏｆｆを免荷トルクＴｆｏｎよりも小さくしているが、これには限らない。第６の例では、振出し終了直前に、免荷トルクＴｆｏｆｆが免荷トルクＴｆｏｎよりも小さくなっていればよいため、所定の時間位置ｔ１は、振出し期間の略中央位置よりも前であっても後であってもよい。
【００７９】
また、図１０では、免荷トルクＴｆｏｆｆは、振出し終了時には、免荷トルクＴｆｏｎと同様に、接地期間中の固定値としているが、これには限らない。第６の例では、免荷トルクＴｆｏｆｆは、振出し終了時にも、免荷トルクＴｆｏｎよりも小さくしてもよい。
【００８０】
上述したように本実施の形態によれば、制御部３３３は、トレッドミル３１が非作動状態にある場合、トレッドミル３１が作動状態にある場合よりも、第１及び第２引張部３５，３７の引張力の合力である引張合力の方向が後ろ方向に変化するように、第１及び第２引張部３５，３７の引張力をそれぞれ制御する。そのため、ユーザは、トレッドミル３１が非作動状態で足踏み動作を行う場合には、患脚を後ろに戻しやすくなる。これにより、足踏み動作に伴って前に進んでしまうことが抑制されるため、足踏み動作時にユーザに負担が掛かる可能性を抑制することができる。
【００８１】
また、本実施の形態によれば、制御部３３３は、歩行補助装置２が作動状態において、トレッドミル３１が非作動状態にある場合、トレッドミル３１が作動状態にある場合よりも、第１及び第２引張部３５，３７の引張力の合力である引張合力の方向が後方向に変化するように、第１及び第２引張部３５，３７の引張力をそれぞれ制御する。これにより、歩行補助装置２を作動させる歩行動作により近づいた状態での足踏み動作時に、ユーザに負担が掛かる可能性を抑制することができる。
【００８２】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
例えば、上記実施の形態では、振出し開始指示を受け付けたときに、歩行補助装置を作動状態としていた。そのため、足踏み動作は、歩行補助装置が作動状態で行っていたが、これに限らない。足踏み動作は、歩行補助装置が非作動状態で行ってもよい。この場合、歩行動作時のみ、歩行補助装置を作動状態とすることになるため、歩行補助装置を作動状態とするタイミングは、振出し開始指示を受け付けた後、トレッドミルが作動状態であると判定したタイミングとすればよい。
【００８３】
また、上記実施の形態では、振出し期間の長さを１通りのみ示しているが、振出し期間の長さは、個人差があると考えられる。そのため、ユーザ毎に、振出し期間の長さを設定すると共に、その振出し期間の長さに応じた時系列パターンを設定しても良い。
【００８４】
また、上記実施の形態では、第１及び第２引張部の引張力は、モータの免荷トルクを調整することで制御しているが、これに限らない。例えば、第１及び第２引張部は、各ワイヤーに接続されるバネ部材を備えており、バネ部材の弾性力を調整することで、第１及び第２引張部の引張力を制御してもよい。
【符号の説明】
【００８５】
１  歩行訓練装置、２  歩行補助装置、２１  上腿フレーム、２２  膝関節部、２３  下腿フレーム、２４  足首関節部、２５  足平フレーム、２６  モータユニット、２７  調整機構、２８  足裏荷重検出部、２８ａ  荷重センサ、３  訓練装置、３１  トレッドミル、３１１  ベルト、３２  フレーム本体、３３  制御装置、３３１  振出しタイミング判定部、３３２  トレッドミル作動判定部、３３３  制御部、３４  ワイヤー、３５  第１引張部、３６  ワイヤー、３７  第２引張部３７
【図１】
2018126306.tif 000003
【図２】
2018126306.tif 000004
【図３】
2018126306.tif 000005
【図４】
2018126306.tif 000006
【図５】
2018126306.tif 000007
【図６】
2018126306.tif 000008
【図７】
2018126306.tif 000009
【図８】
2018126306.tif 000010
【図９】
2018126306.tif 000011
【図１０】
2018126306.tif 000012