(57)【要約】【課題】教示したデータの内容をわかり易く提示する。【解決手段】アーム部に肢体を固定し、肢体の関節を回転させ、力検出器１１３と角度検出器１１２を備えた機構部１１０と、機構部１１０を制御する制御部１２０とを有し、教示時は一定周期ごと前記アームの駆動軸の回転角度を保存する保存部１３０と、訓練時は保存部１３０に保存した駆動軸の回転角度を一定周期ごと払い出し、教示した運動と力を再現する手段を備えた肢体駆動装置１００において、肢体情報取得部１３３からの教示時の肢体情報を保存する保存部１３１と、保存部１３１に保存されている肢体情報を表示する表示部１３５とを有し、教示時に保存部１３０のデータと保存部１３１の肢体情報を同時に保存し、保存部１３０のデータで訓練を開始する前に保存部１３１のデータを表示部に表示する構成にする。【選択図】  図１
2004222777.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１自由度を有するアームにて、前記アーム部に装着部を介して肢体を固定し、前記肢体の関節を回転させ、力検出器と、角度検出器を備えた機構部と、前記機構部を制御する制御部とを有し、教示時には前記装着部に肢体を取付けた状態で、一定周期ごとに前記アームの駆動軸の回転角度を保存する保存部１と、訓練時には保存部１に保存した前記駆動軸の回転角度を一定周期ごとに払い出し、教示した運動および力を再現する手段とを備えた肢体駆動装置において、
前記肢体の情報を取得する肢体情報取得部と、教示時の前記肢体情報取得部からの肢体情報を保存する保存部２と、前記保存部２に保存されている肢体情報を表示する表示部とを有し、教示時に前記保存部１のデータと前記肢体情報を同時に保存し、前記保存部１のデータで訓練を開始する前に前記保存部２のデータを前記表示部に表示する構成にしたことを特徴とする肢体駆動装置。
【請求項２】
請求項１記載の前記肢体情報取得部は、前記角度検出器からの角度データをもとに前記肢体の関節角度を推定する関節角度推定部を有し、教示時に前記保存部１で保存する駆動軸の回転角度データと、前記関節角度推定部で得られた肢体関節の角度データとを、時系列的に保存することが可能な構成にしたことを特徴とする請求項１記載の肢体駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、肢体の機能を回復するために用いられるリハビリテーション支援装置やトレーニング装置等の肢体駆動装置のうち、特に訓練時の運動パターンの教示と再生が可能な肢体駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
筋力の低下した肢体の機能を回復するために用いられる従来のリハビリテーション支援装置やトレーニング装置には、関節を中心にして外部から機械的に肢体を駆動したり、関節の動きに負荷をかけたりする装置があり、さまざまな機構が提案されている。
そのような従来の肢体駆動装置のひとつとして、多自由度を有しそれぞれの自由度が電動機で駆動され、その位置変位が計測可能な多自由度機構部と、多自由度機構の先端に取り付けられ肢体からの作用力を計測する力センサと、多自由度機構の関節を駆動する複数の電動機の回転角度または回転速度を制御する手段と、運動状態教示時には多自由度機構に肢体を取付けた状態で、インピーダンス制御を行う手段と、インピーダンス制御を行っている間、一定周期ごとに回転角度をストアするメモリと、訓練時にはメモリに保存された回転角度を平衡点とするインピーダンス制御により教示した運動および力を再現する手段と、を備えたことを特徴とするものがある（例えば、特許文献１参照。）。
また、別の従来の肢体駆動装置として、大腿に力を加えて股関節を回転させる大腿用運動機構部と下腿に力を加えて膝関節を回転させる下腿用運動機構部とを備え、大腿用運動機構部は、モータで駆動される駆動軸、駆動軸とは逆回転する連動駆動軸、回転自在のフリージョイント、スライド機構、大腿装着部からなり、下腿用運動機構部は、モータで駆動される駆動軸、駆動軸とは独立して駆動される駆動軸、回転自在のフリージョイント、フリー回転部、下腿装着部からなるものがある（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平８−６８７号公報
【特許文献２】特開平１１−３４７０８１号公報
【０００４】
第１の従来例について、図８に基づいて説明する。図８において、３１０は、駆動軸３１１、角度検出器３１２、力検出器３１３、装着部３１４で構成される機構部、３２０は、サーボアンプ部３２１、座標変換部３２２、インピーダンス制御部３２３で構成される制御部、３３０は保存部（メモリ）、３３１は教示データ（ファイル）である。
図８は、第１の従来例の教示時のブロック図である。第１の従来例の教示時は、インピーダンス制御部３２３のバネ定数を０または非常に小さい値に設定する。この時、装着部３１４に取り付けられた肢体は、肢体の動きに機構部３１０を追従させながら、インピーダンス制御部３２３の質量とダンピングの項による軽い力で動かすことができる。教示時には、訓練を行う運動パターンに従って肢体を動かし（教示動作）、その運動パターンの軌道を一定時間ごとにサンプリングし、必要に応じて座標変換部３２２で座標変換を行いながら保存部３３０でストアし、教示動作終了後に教示データ３３１として保存する。
図９は、第１の従来例の訓練時のブロック図である。教示時と訓練時とでは、機構部や制御構造自体は変化せず、インピーダンスの設定値、および目標軌道さらには力情報を用いるかどうかが異なっている。第１の従来例の訓練時は、インピーダンス制御部３２３のバネ定数を患者の痛みや訓練に応じた値に設定した後、教示時に保存した教示データをインピーダンス制御の平衡点とし、且つ訓練の目標軌道として運動制御する。このような制御方法を用いることによって、患者の肢体を適当なバネ定数、ダンピング、質量を介して目標軌道に引かれる感覚を受けながら動かすことができる。すなわち、本肢体駆動装置により、機械によって強引に肢体を動かすのではなく、痛みが伴うような運動は行わず、インピーダンスが有している柔らかさにより軌道を修正しながら肢体を動かすことができる。
上記のような肢体駆動装置は、肢体を直接動かして教示を行い教示した軌道を再生することで、訓練内容や個人差に応じた複雑な訓練を容易に繰り返し実行することができる。
第２の従来例について、図１０に基づいて説明する。図１０において、４１０は大腿用運動機構部、４２０は下腿用運動機構部であり、ともに同じ基台に据え付けられてそれぞれ大腿と下腿を駆動する。大腿用運動機構部４１０は、患者４１６の大腿部に装着する大腿装着部４１５と、基台に設けられ基台に内蔵したモータによって駆動される第１駆動軸４１１、連動駆動軸４１２、フリージョイント４１３、直動のフリージョイントすなわちスライド機構４１４から構成されている。大腿用運動機構部４１０を使用する時は、第１駆動軸４１１、連動駆動軸４１２、フリージョイント４１３が股関節４１７に対して概ね平行四辺形となるように配置される。連動駆動軸４１２は第１駆動軸４１１のモータによって駆動され、第１駆動軸と連動駆動軸４１２の間のリンク部材内の機構を経由してトルクが伝達されており、第１駆動軸に連動して同じ角度だけ逆向きに動くようになっている。また大腿装着部４１５とフリージョイント４１３の間に設けたスライド機構は、患者４１６と下肢駆動装置４００間の適正距離からのずれと、患者の下肢長の個人差により生じる位置ズレを吸収することができるようになっている。このような構成をしているため、股関節４１７または第１駆動軸４１１の回転角度に関わらず、また多少の位置ずれが残っているのも関わらず大腿部に目的とする負荷を印加することができる。
下腿用運動機構部４２０は、患者４１６の下腿部に装着する下腿装着部４２５と、基台に設けられ基台に内蔵したモータによって駆動される第２駆動軸４２１、第３駆動軸４２２、フリージョイント４２３、フリー回転部４２４から構成されている。第３駆動軸４２２は基台に内蔵されたモータによって駆動され、第２駆動軸４２１と第３駆動軸４２２の間に内蔵された機構によってトルクが伝えられ、第２駆動軸４２１の動きとは独立して回転駆動することができる。フリー回転部４２４はフリージョイント４２３と下腿装着部４２５の間に設けられた回転機構であり、下腿装着部４２５に載せて固定した下腿の長手方向の軸とフリージョイント４２３の回転軸の両方に垂直な軸回りに自在に回転できるようになっている。下腿用運動駆動部４２０は、第２駆動軸４２１と第３駆動軸４２２のふたつの独立な駆動軸を持っているため、紙面に平行な平面内で可動範囲内の任意の位置で下腿に負荷をかけることが可能である。
この下肢駆動装置４００を使用する時は、まず、基台近傍に横臥した患者の大腿を、第１駆動軸４１１と、連動駆動軸４１２、フリージョイント４１３、患者の股関節４１７がおよそ平行四辺形となるよう大腿装着部４１５に固定する。次に、下腿の適当な位置、およそ下腿の中央付近を下腿装着部４２５に固定する。そして図示しない制御装置によって第１駆動軸４１１と第２駆動軸４２１、第３駆動軸４２２にトルクを与えて回転駆動し、大腿と下腿を動かして股関節４１７と膝関節４１８に回転運動を与える。その動作をする時、第１駆動軸４１１と患者の股関節４１７の間の距離が、連動駆動軸４１２とフリージョイント４１３の間の距離と同じになっていない場合は、第１駆動軸４１１または股関節４１７が回転するとスライド機構４１４がスライドし、フリージョイント４１３の位置が大腿に対して移動する。このため患者の大腿に無理な力がかかることはなく、第１駆動軸４１１の力が大腿装着部４１５から確実に大腿に伝えられるのである。また、患者の下肢がＯ脚をしている場合は、膝関節４１８の回転軸は紙面に垂直な軸からずれており、膝関節４１８から足までの下腿の長手方向の軸は紙面に平行にはなっていない。その場合、膝関節４１８の回転に伴い、下腿の長手方向の軸と紙面との並行度合いのずれが変化することになるが、フリー回転部４２４が回転してその動きを吸収してしまい、患者の下肢に負担がかかることなく膝関節４１８を回転させることができるのである。また、患者毎にＯ脚の程度が異なる様なことがあっても、その違いをフリー回転部４２４が吸収して下腿を下腿装着部４２５に固定することができるので、患者に負担をかけることなく上記の動作をさせることができるのである。
上記の説明では機構についてのみ説明したが、下肢駆動装置４００を駆動する制御装置に柔軟で高度な制御をさせる時は下肢の情報をフィードバックすることによって実現可能となる。そのため、図１０および図１１に示すように、大腿用運動機構部４１０と下腿用運動機構部４２０に力検出器と角度検出器が設けられる。大腿に加えられる力は、フリージョイント４１３とスライド機構４１４の間に設けられた力検出器５３０によって検出することができ、下腿に加えられる力はフリージョイント４２３とフリー回転部４２４の間に設けた力検出器５３２によって検出することができる。また大腿の動作位置は第１駆動軸４１１の回転位置情報とフリージョイント４１３の回転角度を検出する角度検出器５３１によって検出することができ、下腿の動作位置は第２、第３駆動軸４２１、４２２の回転位置情報とフリージョイント４２３の回転角度を検出する角度検出器５３３によって検出することができる。
図１１は、このようなセンサ類を備えた下肢駆動装置４００の制御装置の１例を示した図であり、力制御としてインピーダンス制御を利用した制御ブロック図である。図において５１０は大腿用運動機構部４１０の制御装置であり、５２０は下腿用運動機構部４２０の制御装置である。大腿用運動機構部４１０の制御装置５１０は、力検出器５３０と角度検出器５３１の生の信号を入力して増幅または信号処理し、力または角度に対応する信号に変換する検出器変換器５１１と、インピーダンス制御部５１２、サーボアンプ５１３から構成されている。制御装置５１０の制御は、大腿用運動機構部４１０が１自由度の機構をしているため、次式を用いたインピーダンス制御とすることができる。
Ｆｅ＝Ｍαｅ＋ＢＶｅ＋Ｋ（θ−θ０）        …    （１）
ここに、Ｆｅは大腿部と第１アーム間に作用する力、Ｍ、Ｂ、Ｋは目標インピーダンス、θは第１アーム駆動軸の角度、θ０は第１アームのバネ剛性の平衡点、Ｖｅは第１アーム駆動軸の角速度（角度θの微分値）、αｅは第１アーム駆動軸の角加速度（角度θの２回微分値）である。この式を用いた制御は公知の技術であるので詳細な説明を省略する。この制御系において、力検出器５３０と角度検出器５３１で検出された信号が検出器変換器５１１で増幅されてインピーダンス制御部５１２へ送られると、インピーダンス制御部５１２が（１）式を満足するようにモーションの指令を発生し、サーボアンプ５１３を介して第１駆動軸４１１のモータを駆動する。
下腿用運動機構部の制御装置５２０は、力検出器５３２と角度検出器５３３の生の信号を入力して増幅または信号処理し、力または角度に対応する信号に変換する検出器変換器５２１と、インピーダンス制御部５２２、サーボアンプ５２３、５２４から構成されている。制御装置５２０の制御は、下腿用運動機構部４２０が２自由度であるため、次式を用いたインピーダンス制御とすることができる。
Ｆｘ＝Ｍαｘ＋ＢＶｘ＋Ｋ（ｘ−ｘ０）      …    （２）
ここに、Ｆｘは下腿部と第２アーム間に作用する力、Ｍ、Ｂ、Ｋは目標インピーダンス、ｘは第２アームフリー関節の位置（ｘ、ｙ）、ｘ０はｘのバネ剛性の平衡点、Ｖｅはｘの微分値、αｅはｘの２回微分値である。この式を用いた制御は公知の技術であるので詳細な説明を省略する。この制御系において、力検出器５３２と角度検出器５３３で検出された力信号と角度信号が検出器変換器５２１で増幅されてインピーダンス制御部５２２へ送られると、インピーダンス制御部５２２が（２）式を満足するようにモーションの指令を発生し、サーボアンプ５２３、５２４を介して第２駆動軸４２１、第３駆動軸４２２のモータを駆動する。
上記のような下肢駆動装置は、２つのアームで構成された多自由度の機構部を有し、インピーダンス制御を行うことで、下肢に無理な負荷をかけずに、より複雑なパターンの訓練ができるようになっている。
以上のように、第１及び第２の従来例の肢体駆動装置では、訓練内容に応じた複雑な運動パターンの教示が可能で、教示したデータを保存しておけばいつでも同じ運動パターンを再現することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、保存した教示データの数が増えると、教示データの内容がどのような運動パターンであったかがわからなくなる。教示データの内容を参照することが考えられるが、教示データは、駆動軸の角度やアーム先端の座標でできているため、教示データの内容から訓練の内容を直接知ることができない。また、教示データの管理をファイル名で行ったり、訓練内容をコメントで残すことが考えられるが、臨床の現場で運動パターンの教示を行うごとに、複雑な訓練の内容をキーボード等で入力することは容易なことではない。教示データの内容を確認する手段がないため、間違った教示データで訓練を行ったり、教示を再度やり直す必要が生じるという問題があった。
この発明は、こうした従来の技術が持つ問題点を解消するためになされたものであり、教示したデータの内容をわかり易く提示することが可能な肢体駆動装置の提供を目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するため請求項１記載の肢体駆動装置は、少なくとも１自由度を有するアームにて、前記アーム部に装着部を介して肢体を固定し、前記肢体の関節を回転させ、力検出器と、角度検出器を備えた機構部と、前記機構部を制御する制御部とを有し、教示時には前記装着部に肢体を取付けた状態で、一定周期ごとに前記アームの駆動軸の回転角度を保存する保存部１と、訓練時には保存部１に保存した前記駆動軸の回転角度を一定周期ごとに払い出し、教示した運動および力を再現する手段とを備えた肢体駆動装置において、
前記肢体の情報を取得する肢体情報取得部と、教示時の前記肢体情報取得部からの肢体情報を保存する保存部２と、前記保存部２に保存されている肢体情報を表示する表示部とを有し、教示時に前記保存部１のデータと前記肢体情報を同時に保存し、前記保存部１のデータで訓練を開始する前に前記保存部２のデータを前記表示部に表示する構成にしたことを特徴とする肢体駆動装置とするものである。
請求項１記載の肢体駆動装置によれば、機構部の位置情報（教示データ）と同時に肢体情報を保存し、保存した肢体情報を表示することで、教示データの内容を容易に知ることができる。
請求項２記載の肢体駆動装置は、請求項１記載の前記肢体情報取得部は、前記角度検出器からの角度データをもとに前記肢体の関節角度を推定する関節角度推定部を有し、教示時に前記保存部１で保存する駆動軸の回転角度データと、前記関節角度推定部で得られた肢体関節の角度データとを、時系列的に保存することが可能な構成にしたことを特徴とする請求項１記載の肢体駆動装置とするものである。
請求項２記載の肢体駆動装置によれば、駆動軸の回転角度のデータ（教示データ）と同時に肢体関節の角度データを保存し、保存した肢体関節の角度データを表示することで、教示データの内容を運動パターンとして確認することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１は本発明の教示時の実施の形態を示す肢体駆動装置１００の全体のブロック図である。図１の肢体駆動装置１００は、機構部１１０、駆動軸１１１、角度検出器１１２、力検出器１１３、装着部１１４、制御部１２０、サーボアンプ部１２１、座標変換部１２２、インピーダンス制御部１２３、保存部１（メモリ）１３０、保存部２（メモリ）１３１、教示データ（ファイル）１３２、肢体情報取得部１３３、関節角度推定部１３４、表示部１３５で構成される。
教示時は、インピーダンス制御部１２３のバネ定数を０または非常に小さい値に設定する。この時、装着部１１４に取り付けられた肢体は、機構部１１０を肢体の動きに追従させながら、インピーダンス制御部１２３の質量とダンピングの項に従った軽い力で動かすことができる。教示時には、肢体を教示したい軌道に添って動かし（教示動作）、駆動軸１１１からの位置情報を一定周期ごとにサンプリングし、必要に応じて座標変換を行いながら保存部１（メモリ）１３０でストアする。教示と同時に肢体情報取得部１３３で教示時の運動と同時に変化する肢体の角度、肢体からの力や筋電などの肢体情報を取得する。取得した肢体情報は、肢体の角度であれば関節角度への変換し、肢体からの力であれば関節負荷への変換し、筋電であれば積分処理を行うなど人が見て分かり易いように適宜変換した後、表示部１３５に表示すると同時に、保存部２（メモリ）１３１でストアする。保存部１（メモリ）１３０にストアされた機構部１１０の位置情報と保存部２（メモリ）１３１にストアされた肢体情報は、教示動作終了後に教示データ１３２として保存する。
図２は、本発明の訓練時の実施形態を示すものである。教示時と訓練時では、機構部や制御部などの構成要素は変化せず、インピーダンスの設定値、目標軌道さらには力情報を用いるかどうかが異なっている。教示データ１３２の機構部の目標軌道となる位置情報は、保存部１（メモリ）１３０にストアする。教示データ１３２の肢体情報は、保存部２（メモリ）１３１にストアする。訓練を行う場合、まず、保存部２（メモリ）１３１の肢体情報を表示部１３５に表示する。表示部１３５に表示した肢体情報が、訓練の内容に合ったものであるか確認を行い、訓練の内容に合ったものである場合は、保存部１（メモリ）１３０にストアした位置情報を目標軌道として、従来例と同様に運動制御を行い訓練を行えば良い。
図３は本発明の機構部１１０の実施の形態を示すものである。図３において、１４５は患者１４６の大腿部に装置を装着する大腿装着部、１４１は第１駆動軸、１４２は連動駆動軸、１４３はフリージョイント１、１４４はスライド機構であり、これらによって大腿用運動機構部１４０をなしている。大腿用運動機構部１４０は、第１駆動軸１４１、連動駆動軸１４２、フリージョイント１４３が股関節１４７に対して四辺形となるように配置されており、連動駆動軸１４２が、第１駆動軸１４１に連動して絶えず同じ角度だけ動くため、股関節１４７の角度によらず大腿部に負荷を印加することができる。また、大腿装着部１４５とフリージョイント１４３の間に設けたスライド機構１４４（直動のフリージョイント）により、下腿用運動機構部１５０との位置関係、患者１４６の装置に乗る位置、患者１４６の下肢の長さ（個人差）により生じる位置ズレを吸収する構成となっている。１５５は患者１４６の下腿部に装置を装着する下腿装着部、１５１は第２駆動軸、１５２は第３駆動軸、１５３はフリージョイント２、１５４はフリー回転部であり、これらによって下腿用運動機構部１５０をなしている。下腿用運動機構部１５０は、第２駆動軸１５１と第３駆動軸１５２のふたつの駆動軸を持っているため、下腿に対し平面内の任意の位置で負荷をかけることが可能である。また、下腿装着部１５５とフリージョイント１５３の間にフリー回転部１５４をフリージョイント１５３と回転軸が直交するように配置し、下肢形状の個人差（凹脚など）や股関節の内外転および内外旋の関節可動域に制限がある患者が装置を使用する場合、下肢に無理な負荷がかからないようにフリー回転部１５４により逃げを設けてある。
以上のように構成された肢体駆動装置１００は、機構部の位置情報（教示データ）と同時に肢体情報を保存し、保存した肢体情報を表示することで、教示データの内容を容易に確認することが可能となる。
請求項２記載の肢体駆動装置を具体的に実施する例について説明する。
図４は、請求項２記載の肢体駆動装置における関節角度推定部１３４を具体的に説明するためのものである。図４に示すように、請求項２記載の肢体駆動装置は、関節角度推定部１３４内の股関節角度推定部１８１と膝関節角度推定部１８２、保存部１３１内の関節角度保存部１８３を有することを特徴としている。
図５を用いて、股関節角度推定部１８１の具体的な処理について説明する。股関節の角度θｈは、大腿用運動機構部１４０の先端に取り付けられた大腿角度検出器１６１で測定する。大腿角度検出器１６１は、大腿装着部１４５とリンク１８４間の角度を出力する。リンク１８４の傾きは、連動駆動軸１４２が駆動軸１４１に連動して同じ角度で逆向きに動くため、基台（基部面）からの傾きは常に一定角度となる。よって、大腿装着部１４５の基部面からの角度θｐｄは、更正時のオフセットをθｐｄ＿ｏｆｆとすると、大腿角度検出器１６１の検出角度θｐｄ＿ｒｅａｌから、
θｐｄ  ＝  θｐｄ＿ｒｅａｌ＋θｐｄ＿ｏｆｆ
で算出することができる。この大腿装着部１４５の基部面からの角度θｐｄを大腿角度と定義し、大腿角度θｐｄと大腿部の骨軸（股関節１４７と膝関節１４８を結ぶ直線）の傾きが同じと仮定すると、股関節の角度θｈは、次の式で求めることができる。
股関節の角度：θｈ＝θｐｄ
膝関節角度推定部１８２の具体的な処理について説明する。膝関節の角度θｋを測定するためには、まず下腿装着部１５５の基部面からの角度θｐｋを求める必要がある。下腿角度検出器１６３は、下腿装着部１５５とリンク１８５間の角度を出力する。リンク１８５の傾きは、駆動軸１５１の回転角度θＪ２と駆動軸１５２の回転角度θＪ３とにより決まる。よって、下腿装着部１５５の基部面からの角度θｐｋは、更正時のオフセットをθｐｋ＿ｏｆｆとすると、下腿角度検出器１６３の検出角度θｐｋ＿ｒｅａｌから、
θｐｋ＝θｐｋ＿ｒｅａｌ＋θｐｋ＿ｏｆｆ＋θＪ２＋θＪ３
で算出することができる。この下腿装着部１５５の基部面からの角度θｐｋを下腿角度と定義し、下腿角度θｐｋと下腿部の骨軸（膝関節１４８と足関節１４９を結ぶ直線）の傾きが同じと仮定すると、膝関節の角度θｋは、大腿角度θｐｄと、下腿角度θｐｋとから、次の式で求めることができる。
膝関節の角度：θｋ＝θｐｄ−θｐｋ
関節角度推定部１３４で推定した股関節の角度θｈと膝関節の角度θｋは、保存部１（メモリ）１３０でストアする機構部１１０の位置情報と、同じ周期で保存部２（メモリ）にストアし、位置情報と膝関節と股関節の角度を時系列的に教示データ（ファイル）１３２として保存する。
図６及び図７を用いて、表示部１３５の具体的な表示方法について説明する。図６は、保存部２（メモリ）１３１で保存した肢体関節の角度データを、関節角度グラフ２００として表示する実施例である。関節角度推定部１３４で推定した股関節の角度θｈと膝関節の角度θｋは、保存部２（メモリ）１３１で保存部１（メモリ）１３０のデータと共に時系列的に保存されているため、股関節と膝関節のデータのみ取り出し、横軸に時間を縦軸に角度をとりそのままプロットすれば良い。
以上の様にグラフ表示することで、図６に示す用に股関節と膝関節を同時に曲げる屈曲運動や膝関節を伸展したままで股関節のみ曲げるＳＬＲ運動のような運動パターンを容易にグラフから読み取ることが可能となる。
図７は、保存部２（メモリ）１３１で保存した肢体関節の角度データを、アニメーションとして表示する実施例である。機構部のアニメーションは、リンク２１１、２１２、２２１、２２２の長さＬ１１、Ｌ１２、Ｌ２１、Ｌ２２（既知情報）、駆動軸１４１、１５１、１５２の関節角度θＪ１、θＪ２、θＪ３、（保存部１（メモリ）１３０の位置情報）から駆動軸１４１、１５１、１５２と角度検出器１６１、１６３の位置を求めることで容易に描くことができる。また、肢体のアニメーションは、大腿部２３１と下腿部２３２の長さＬｄ、Ｌｋ（入力情報）と股関節１４７と膝関節１４８の関節角度θｈ、θｋ（保存部２（メモリ）１３１の肢体情報）から股関節１４７と膝関節１４８の位置を求めることで容易に描くことができる。
以上の様にアニメーション表示することで、肢体と機構部の動きを動画として見ることできるため、教示ファイルの内容を容易に確認することが可能となる。
【０００８】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、教示時に機構部の位置情報と同時に肢体情報を保存し、訓練を行う前に肢体情報を提示することで、教示データの内容を容易に確認することができるため、教示データの取り違いなどのミスを未然に防ぐことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１記載の肢体駆動装置における教示時の実施形態を示すもの。
【図２】請求項１記載の肢体駆動装置における訓練時の実施形態を示すもの。
【図３】請求項１記載の肢体駆動装置における機構部１１０の実施形態を示すもの。
【図４】請求項２記載の肢体駆動装置における関節角度推定部を説明するもの。
【図５】請求項２記載の肢体駆動装置における股関節角度推定部の処理を説明するもの。
【図６】請求項２記載の肢体駆動装置における肢体関節の角度データを表示する実施例。
【図７】請求項２記載の肢体駆動装置における肢体関節の角度データのアニメーション表示の実施例。
【図８】第１の従来例の教示時のブロック図。
【図９】第１の従来例の訓練時のブロック図。
【図１０】第２の従来例の下肢駆動装置を示す側面図。
【図１１】第２の従来例の下肢駆動装置と制御装置を含むブロック図。
【符号の説明】
１００  肢体駆動装置
１１０、３１０  機構部
１１１、３１１、４１１、４２１、４２２  駆動軸
１１２、３１２、５３１、５３３  角度検出器
１１３、３１３、５３０、５３２  力検出器
１１４、３１４  装着部
１２０、３２０  制御部
１２１、３２１、５１３、５２３、５２４  サーボアンプ部
１２２、３２２  座標変換部
１２３、３２３、５１２、５２２  インピーダンス制御部
１３０  保存部１（メモリ）
１３１  保存部２（メモリ）
１３２、３３１  教示データ（ファイル）
１３３  肢体情報取得部
１３４  関節角度推定部
１３５  表示部
１３７  アーム１
１３８  アーム２
１４０、４１０  大腿用運動機構部
１４１、４１１  第１駆動軸
１４２、４１２  連動駆動軸
１４３  フリージョイント１
１４４、４１４  スライド機構
１４５、４１５  大腿装着部
１４６、４１６  患者
１４７、４１７  股関節
１４８、４１８  膝関節
１４９  足関節
１５０、４２０  下腿用運動機構部
１５１、４２１  第２駆動軸
１５２、４２２  第３駆動軸
１５３  フリージョイント２
１５４、４２４  フリー回転部
１５５、４２５  下腿装着部
１６０  大腿力検出器
１６１  大腿角度検出器
１６２  下腿力検出器
１６３  下腿角度検出器
１７０、２３１  大腿部
１７１、２３２  下腿部
１８１  股関節角度推定部
１８２  膝関節角度推定部
１８３  関節角度保存部
２００  関節角度グラフ
２０１  股関節角度データ
２０２  膝関節角度データ
２１０  アニメーション表示
２１１、２１２、２２１、２２２、１８４，１８５  リンク
３００  肢体駆動装置
３３０  保存部（メモリ）
４００  下肢駆動装置
４１３、４２３  フリージョイント
５１０、５２０  制御装置
５１１、５２１  検出器変換器
【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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