(57)【要約】【課題】脚装具にモーターの力を正確に伝達すること。【解決手段】歩行訓練装置は、訓練者の脚部に装着される脚装具１１と、脚装具１１に連結され、脚装具１１を上方に吊るすワイヤー１５と、ワイヤー１５を巻き取るローター１３と、ローター１３を回転させるモーター１２と、を備え、ローター１３は、モーター１２との距離が変更可能な状態で取り付けられた状態か、または、ローター１３とモーター１２がユニバーサルジョイント２２を介して連結された状態の少なくとも一方を満たす。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
訓練者の脚部に装着される脚装具と、
前記脚装具に連結され、前記脚装具を上方に吊るすワイヤーと、
前記ワイヤーを巻き取るローターと、
前記ローターを回転させるモーターと、を備え、
前記ローターは、前記モーターとの距離が変更可能な状態で取り付けられた状態か、または、前記ローターと前記モーターがユニバーサルジョイントを介して連結された状態の少なくとも一方を満たす
歩行訓練装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歩行訓練装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、このような分野の技術として、特開２０１７−１０８９７５号公報がある。この公報に記載された歩行訓練装置は、訓練者の脚部に装着される脚装具と、脚装具を上方に吊り上げるワイヤーと、ワイヤーを巻き取るモーターと、を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１０８９７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前述した従来の歩行訓練装置は、ワイヤーを巻き取るモーターの向きが一定の方向で固定されているため、脚装具がモーターの巻き取り方向の直線状に無い場合には、モーターから脚装具への力の伝達を正確に行うことができない場合がある。より具体的には、図１０に示すように、訓練者の脚がローターに対して垂直の位置にある場合にかかる力Ｆとすると、訓練者の脚がローターの軸方向に対して垂直からずれた位置である場合のワイヤーにかかる実際の力Ｆ’は、Ｆ’＝Ｆｃｏｓθとなる。したがって、ワイヤーにかかる指令値と実測値が異なることとなる。
本発明は、脚装具にモーターの力を正確に伝達する歩行訓練装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明にかかる歩行訓練装置は、訓練者の脚部に装着される脚装具と、前記脚装具に連結され、前記脚装具を上方に吊るすワイヤーと、前記ワイヤーを巻き取るローターと、
前記ローターを回転させるモーターと、を備え、前記ローターは、前記モーターとの距離が変更可能な状態で取り付けられた状態か、または、前記ローターと前記モーターがユニバーサルジョイントを介して連結された状態の少なくとも一方を満たす。
これにより、ワイヤーを巻き取る際にローターにかかる力の方向を、脚装具の位置に応じて変動させることができる。
【発明の効果】
【０００６】
これにより、脚装具にモーターの力を正確に伝達することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施の形態１にかかる歩行訓練装置の上面図である。
【図２】実施の形態１にかかる歩行訓練装置の斜視図である。
【図３】実施の形態１にかかるローターがロー方向に変化した状態を示す歩行訓練装置の斜視図である。
【図４】実施の形態１にかかるローターがロー方向に変化した状態を示す歩行訓練装置の斜視図である。
【図５】実施の形態１にかかるローターのピッチ方向の変化の抑制を示す歩行訓練装置の正面図である。
【図６】実施の形態２にかかる軸伸縮機構が伸長した状態の歩行訓練装置の上面図である。
【図７】実施の形態２にかかる軸伸縮機構が収縮した状態の歩行訓練装置の上面図である。
【図８】ガイドの位置を変更した歩行訓練装置の斜視図である。
【図９】歩行訓練装置全体を移動させる場合の上面図である。
【図１０】関連する脚装具がローターの軸方向に対して垂直からずれた位置である場合を示す上面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
実施の形態１
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。図１に示すように、歩行訓練装置１は、脚装具１１と、モーター１２と、モーター１２に接続するローター１３と、モーター１２とローター１３とを接続する接続部１４と、脚装具１１に連結されローター１３により巻き取られるワイヤー１５と、を備える。なお図１は、モーター１２、ローター１３、接続部１４が、訓練者に装着された脚装具１１の上方に配置された状態を示しており、図中では足のマークにより脚装具１１の配置を示す。
【０００９】
脚装具１１は、訓練者の股関節から足先までの下肢各部位に装着される装具である。また、脚装具１１にはワイヤー１５が連結されており、ローター１３の動作によってワイヤー１５が巻き取られる。これにより脚装具１１には、上方に吊るすように力が加わり、立位や歩行に必要な足の機能を補助する。
【００１０】
モーター１２には、接続部１４を構成する軸部２１の第１の端部２１ａが接続されている。モーター１２は、電気エネルギーを供給する動力源（図示せず）に接続されており、電気エネルギーを運動エネルギーに変換する。これによりモーター１２は、後述する接続部１４の軸部２１を回転駆動させる。
【００１１】
ローター１３は、接続部１４を介してモーター１２に接続されている略円柱状のローラーである。ローター１３は、モーター１２の動力によって回転することにより、ワイヤー１５の巻き取りを行う。なお、ローター１３は、接続部１４の第２の端部２１ｂに対して、後述するユニバーサルジョイント２２を介して接続されている。したがって、ローター１３は、ユニバーサルジョイント２２の角度が変更されることにより、回転軸の向き（ヨー軸）が変更される。
【００１２】
接続部１４は、軸部２１と、軸部２１の第２の端部２１ｂとローター１３との間に配置されたユニバーサルジョイント２２と、ローター１３を挟むように配置された一対のガイド２３と、を有する。なお、ユニバーサルジョイント２２は、ローター１３の内側に配置されるため図示していない。
【００１３】
軸部２１の第１の端部２１ａは、モーター１２に接続されている。また、軸部２１の第２の端部２１ｂには、ユニバーサルジョイント２２を介してローター１３が接続されている。したがって、モーター１２が動作することにより軸部２１がロール方向に回転動作し、この回転動作によってローター１３が回転する。
【００１４】
ユニバーサルジョイント２２は、脚装具１１の位置の変化を受けて動作し、角度が変化する。これにより、ユニバーサルジョイント２２を介して接続部１４に対して接続されているローター１３の向きが変化する。
【００１５】
一対のガイド２３は、ローター１３を、軸部２１の軸方向から挟みこむように配置されている。一対のガイド２３は、ユニバーサルジョイント２２によって可動であるローター１３の回転軸の向きの変動が、所定の角度の範囲内となるようにガイドを行う。例えば図２に示すように、一対のガイド２３は、軸部２１の軸方向に対して略垂直に設けられた一対の棒状であり、ローター１３の軸方向が軸部２１の軸方向に対して、ピッチ方向に動作しないようにガイドする。これにより、図３及び図４に示すようにローター１３はロー方向にのみ向きが変化し、図５に示すようにピッチ方向の変化を抑制した状態になる。
【００１６】
ワイヤー１５は、一端部がローター１３に接続され、他端部が脚装具１１に連結されている。ワイヤー１５は、ローター１３により巻き取られることで、脚装具１１を吊り上げる。
【００１７】
次に、歩行訓練装置１の動作について説明する。
【００１８】
図３及び図４に示すように、ローター１３は、脚装具１１の位置により、受動的にユニバーサルジョイント２２が動作する。
【００１９】
これにより、ローター１３の軸方向は、脚装具１１に対して垂直方向となり、足の位置が変化してもワイヤー１５の巻き取り方向と、ローター１３と脚装具１１の間で、ワイヤー１５が伸びている方向が一直線になる。
【００２０】
モーター１２が駆動することにより、ローター１３が回転し、ワイヤー１５の巻取りを行う。このとき、ワイヤー１５の巻き取り方向とワイヤー１５自体の方向が一直線となるので、摩擦損失などを低減することができる。なお、ユニバーサルジョイント２２が動作することによるトルクの損失は微小である。
【００２１】
したがって、訓練者の足の位置が変化した場合に、ワイヤー１５にかかる力の指令値と、実測値の差を抑制することができる。したがって、足の位置が変化した場合の引き上げ力の精度を向上させることができる。
【００２２】
実施の形態２
図６に示すように、歩行訓練装置２は、脚装具１１と、モーター１２と、モーター１２に接続するローター１３と、モーター１２とローター１３とを接続する接続部１６と、脚装具１１に連結されローター１３により巻き取られるワイヤー１５と、を備える。なお、歩行訓練装置２を構成する要素のうち、歩行訓練装置１と同様の効果を奏するものについては、同一の符号を付し、説明を省略する。
【００２３】
接続部１６は、軸部２１と、軸部２１の両端部２１ａ，２１ｂの中間に配置されている軸伸縮機構２４と、を備える。
【００２４】
軸伸縮機構２４は、脚装具１１の位置の変化を受けて動作し、その伸縮状態が変化することで、軸部２１の軸方向の長さを調整する。すなわち、図６に示したように軸伸縮機構２４が伸長した状態では、モーター１２とローター１３との距離が長くなり、図７に示したように軸伸縮機構２４が収縮した状態では、モーター１２とローター１３との距離が短くなる。
【００２５】
これにより、訓練者の足の位置に応じてローター１３の位置が自動的に調整される。このとき、ワイヤー１５の巻き取り方向とワイヤー１５が一直線となるので、摩擦損失などを低減することが出来る。
【００２６】
したがって、訓練者の足の位置が変化した場合に、ワイヤー１５にかかる力の指令値と、実測値の差を抑制することができる。したがって、足の位置が変化した場合の引き上げ力の精度を向上させることができる。
【００２７】
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。例えば図８に示すように、実施の形態１においてガイド２３は、ローター１３のピッチ方向の回転を抑える位置にある中心線上に存在していれば良く、ガイド２３の形状は問わない。また、この中心線を９０°回転させた位置を境として上下方向にガイドが存在するように配置する場合には、一対のガイドによりローター１３を挟むように配置することなく、片側だけにガイドを配置して、ローター１３のピッチ方向の回転を抑えても良い。
【００２８】
また、モーター１２とローター１３と、を接続する接続部は、実施の形態１に示したユニバーサルジョイント２２と、実施の形態２に示した軸伸縮機構２４の両方を備えるように構成していても良い。例えば、訓練者の足の位置に応じて、ユニバーサルジョイント２２の動作によりローター１３の向きを変更しながら、軸伸縮機構２４によりローター１３の位置を調整してもよい。または、ユニバーサルジョイント２２と軸伸縮機構２４のいずれか一方の機能のみを有効として、ローター１３の向きと位置のいずれか一方を訓練者の足の位置に応じて受動的に変更するようにしても良い。
【００２９】
なお図９に示すように、軸伸縮機構２４によって軸の位置を変更することでローター１３の位置を変更することに代えて、モーター１２、ローター１３を含む機構全体が、訓練者の足の位置に応じて受動的に移動することで、ローター１３の位置を調整することも可能である。
【符号の説明】
【００３０】
１            歩行訓練装置
２            歩行訓練装置
１１            脚装具
１２            モーター
１３            ローター
１４            接続部
１５            ワイヤー
１６            接続部
２１            軸部
２１ａ            端部
２１ｂ            端部
２２            ユニバーサルジョイント
２３            ガイド
２４            軸伸縮機構
【図１】
2019076493.tif 000003
【図２】
2019076493.tif 000004
【図３】
2019076493.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2019076493.tif 000009
【図８】
2019076493.tif 000010
【図９】
2019076493.tif 000011
【図１０】
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