(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザの脚部に装着され、当該ユーザの歩行を補助する歩行補助装置と、
前記ユーザが前記歩行補助装置を装着した状態で歩行訓練を行う歩行訓練ブースと、を備える歩行訓練システムであって、
前記歩行補助装置は受電装置を備え、
前記歩行訓練ブースは給電装置を備え、
前記歩行訓練システムは、前記ユーザが歩行訓練を行う際の歩行パターンを生成する歩行パターン生成部を備え、
前記給電装置は、前記受電装置に非接触で給電を行い、
前記歩行パターン生成部は、前記ユーザが前記歩行補助装置を装着した状態で歩行訓練を行っている際に前記受電装置と前記給電装置との距離が所定の範囲内となるように、前記ユーザの歩行パターンを生成する、
歩行訓練システム。
【請求項２】
前記歩行訓練ブースは、前記ユーザが歩行訓練を行う際に歩行するトレッドミルを備え、
前記歩行パターン生成部は、前記受電装置と前記給電装置との距離が所定の範囲内となるように前記ユーザの歩行パターンを変更する際、前記トレッドミルの速度を変更する、
請求項１に記載の歩行訓練システム。
【請求項３】
前記受電装置と前記給電装置との距離は、前記受電装置で受電した電力量に基づき推定される、請求項１または２に記載の歩行訓練システム。
【請求項４】
前記受電装置で受電した電力量が所定の閾値以上である場合、前記受電装置と前記給電装置との距離が所定の範囲内であると判断される、請求項３に記載の歩行訓練システム。
【請求項５】
前記歩行訓練システムは、前記受電装置と前記給電装置との距離を測定する距離測定手段を備え、
前記距離測定手段は、カメラ、超音波センサ、ミリ波センサの少なくとも一つを用いて構成されている、
請求項１または２に記載の歩行訓練システム。
【請求項６】
ユーザの脚部に装着され、当該ユーザの歩行を補助する歩行補助装置と、
前記ユーザが前記歩行補助装置を装着した状態で歩行訓練を行う歩行訓練ブースと、を備える歩行訓練システムであって、
前記歩行補助装置は受電装置を備え、
前記歩行訓練ブースは給電装置を備え、
前記歩行訓練システムは、前記給電装置を移動させる移動手段を備え、
前記給電装置は、前記受電装置に非接触で給電を行い、
前記移動手段は、前記ユーザが前記歩行補助装置を装着した状態で歩行訓練を行っている際に前記受電装置と前記給電装置との距離が所定の範囲内となるように、前記給電装置を移動する、
歩行訓練システム。
【請求項７】
前記歩行訓練システムは、前記ユーザが歩行訓練を行う際の歩行パターンを生成する歩行パターン生成部と、
前記歩行パターンに基づいて前記受電装置の位置を推定する受電位置推定部と、を備え、
前記移動手段は、前記受電位置推定部で推定された前記受電装置の推定位置に応じて前記給電装置を移動する、
請求項６に記載の歩行訓練システム。
【請求項８】
前記受電位置推定部は、前記ユーザの訓練度合いに応じて前記受電装置の推定位置を補正する、請求項７に記載の歩行訓練システム。
【請求項９】
前記歩行訓練ブースは、前記ユーザが歩行訓練を行う際に歩行するトレッドミルを備え、
前記受電装置は前記ユーザの足側に配置されており、
前記給電装置および前記移動手段は前記トレッドミルの底部に配置されており、
前記受電位置推定部は、前記ユーザの足の着地位置を推定し、
前記移動手段は、前記推定された前記ユーザの足の着地位置に前記給電装置を移動する、
請求項７または８に記載の歩行訓練システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は歩行訓練システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、アクチュエータを用いてユーザの脚の動きを補助する歩行訓練システムが開発されている。例えば、特許文献１には、ユーザから検出された生体信号（つまり、ユーザの意思）に基づいてリハビリテーションを行う訓練システムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１２４３９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
アクチュエータを用いてユーザの脚の動きを補助する歩行補助装置では、アクチュエータを駆動するための電源が必要になる。例えば、外部からケーブルを用いて歩行補助装置に電力を供給した場合は、歩行訓練を行う際にケーブルが動作の妨げになるという問題がある。特許文献１に開示されている技術（特に特許文献１の図５参照）では、歩行補助装置にバッテリを搭載しているのでこのような問題を解決することができる。
【０００５】
しかしながら、バッテリを用いて歩行補助装置に電源を供給した場合は、歩行補助装置の重量が増加し、歩行訓練を行うユーザの負担が増加するという問題がある。また、バッテリを用いて電源を供給した場合は、アクチュエータの駆動時間がバッテリの容量によって制限され、このため歩行訓練の時間が制約されるという問題がある。
【０００６】
上記課題に鑑み本発明の目的は、歩行補助装置を軽量化すると共に歩行訓練時間の制約を緩和することが可能な歩行訓練システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明にかかる歩行訓練システムは、ユーザの脚部に装着され、当該ユーザの歩行を補助する歩行補助装置と、前記ユーザが前記歩行補助装置を装着した状態で歩行訓練を行う歩行訓練ブースと、を備える。前記歩行補助装置は受電装置を備え、前記歩行訓練ブースは給電装置を備え、前記給電装置から前記受電装置に非接触で給電を行う。
【０００８】
本発明にかかる歩行訓練システムでは、歩行訓練ブースが備える給電装置から歩行補助装置が備える受電装置に非接触で給電を行うことができる。よって、歩行補助装置の電源にバッテリを用いた場合よりも、歩行補助装置の重量を軽量化することができる。また、給電装置から受電装置に継続的に電力を供給することができるので、歩行訓練時間の制約を緩和することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明により、歩行補助装置を軽量化すると共に歩行訓練時間の制約を緩和することが可能な歩行訓練システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態１にかかる歩行訓練システムの一例を示す斜視図である。
【図２】実施の形態１にかかる歩行訓練システムの一例を示すブロック図である。
【図３】実施の形態１にかかる歩行補助装置の一例を示す斜視図である。
【図４】ユーザが歩行補助装置を装着した状態を示す側面図である。
【図５】ユーザが歩行補助装置を装着した状態を示す背面図である。
【図６】実施の形態１にかかる歩行訓練システムの動作を説明するための側面図である。
【図７】給電量の時間変動を示すグラフである。
【図８】実施の形態１にかかる歩行訓練システムの動作を説明するための側面図である。
【図９】実施の形態１にかかる歩行訓練システムの動作を説明するためのフローチャートである。
【図１０】実施の形態２にかかる歩行訓練システムの一例を示すブロック図である。
【図１１】ユーザが歩行補助装置を装着した状態を示す側面図である。
【図１２】実施の形態２にかかる歩行訓練システムの動作を説明するための側面図である。
【図１３】給電量の時間変動を示すグラフである。
【図１４】実施の形態２にかかる歩行訓練システムの動作を説明するためのフローチャートである。
【図１５】リハビリレベルと到達位置を説明するためのグラフである。
【図１６】実施の形態２にかかる歩行訓練システムの動作を説明するための側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜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は、実施の形態１にかかる歩行訓練システムの一例を示す斜視図である。図２は、実施の形態１にかかる歩行訓練システムの一例を示すブロック図である。本実施の形態にかかる歩行訓練システム１は、例えば、脳卒中片麻痺患者などのユーザの歩行訓練を行うための装置である。歩行訓練システム１は、歩行訓練ブース１０と歩行補助装置２０とを備えている。歩行訓練ブース１０は、ユーザ５が歩行補助装置２０を装着した状態で歩行訓練を行うブースである。歩行補助装置２０は、ユーザ５の脚部に装着され、当該ユーザ５の歩行を補助する装置である。
【００１２】
図１、図２に示すように、歩行訓練ブース１０は、制御部１１、トレッドミル１３、引張装置１４_１〜１４_３（図２では総称して引張装置１４と記載している）、距離測定手段１５（図１では不図示）、表示部１６、及び給電装置１７を備える。歩行訓練ブース１０はフレーム５１を用いて骨格が形成されている。
【００１３】
トレッドミル１３は、モータなどを用いてリング状のベルトを回転させる。ユーザ５は、ベルト上に乗り当該ベルトの移動に応じて歩行を行い、その歩行訓練を行う。トレッドミル１３は、配線などを介して制御部１１に接続されている。トレッドミル１３は、制御部１１から出力される制御信号に応じて、ベルトの速度などを変化させる。
【００１４】
引張装置１４_１は、前方の左右フレーム５３に設けられ、ワイヤ５６を上方かつ前方に引張する。引張装置１４_２は、後方の左右フレーム５４に設けられ、ワイヤ５７を上方かつ後方に引張する。引張装置１４_１、１４_２は、脚免荷手段の一具体例であり、例えば、ワイヤ５６、５７を巻取り及び巻き戻す機構、当該機構を駆動するモータなどから構成されている。引張装置１４_１、１４_２による引張力の鉛直上方の成分が歩行補助装置２０の免荷を行う。そして、引張装置１４_１、１４_２による引張力の水平成分により、脚部の振出しを補助する。これにより、歩行訓練時におけるユーザ５の歩行負荷を軽減できる。
【００１５】
引張装置１４_３は、中間の左右フレーム５５に設けられ、ワイヤ５８を上方に引張する。ワイヤ５８の一端は、例えば、ユーザ５の腰部付近に装着されたベルトに接続されている。引張装置１４_３は、人免荷手段の一具体例であり、例えば、ワイヤ５８を巻取り及び巻き戻す機構、当該機構を駆動するモータなどから構成されている。引張装置１４_３は、ワイヤ５８を介してユーザ５の腰部を上方に引張する。これにより、ユーザ５の自重による負荷を軽減できる。引張装置１４_１〜１４_３は、配線などを介して制御部１１に接続されている。
【００１６】
距離測定手段１５は、カメラ、超音波センサ、ミリ波センサの少なくとも一つを用いて構成することができ、トレッドミル１３上のユーザ５の距離情報を検出する。距離測定手段１５は、検出したユーザ５の距離情報を制御部１１に出力する。
【００１７】
表示部１６は、ユーザ５に対する訓練指示、訓練メニュー、訓練情報（歩行速度、生体情報等）などの情報を表示する。例えば、表示部１６はタッチパネルを備えていてもよく、この場合、ユーザは表示部を介して各種の情報を入力できる。
【００１８】
給電装置１７は、歩行補助装置２０が備える受電装置２２に電力２７を伝送するための装置である。給電装置１７は、受電装置２２に電力を伝送することができる位置、つまり受電装置２２の近傍に配置されている。
【００１９】
制御部１１は、トレッドミル１３、引張装置１４_１〜１４_３、表示部１６、給電装置１７、及び歩行補助装置２０を制御する。制御部１１は、例えば、演算処理、制御処理等を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＣＰＵによって実行される演算プログラム、制御プログラム等が記憶されたＲＯＭ（Read Only Memory）、各種のデータなどを記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）、外部と信号の入出力を行うインターフェイス部（Ｉ／Ｆ）、などからなるマイクロコンピュータを中心にして、ハードウェア構成されている。
【００２０】
また、制御部１１は、ユーザ５が歩行訓練を行う際の歩行パターンを生成する歩行パターン生成部１２を備える。例えば、制御部１１は、歩行パターン生成部１２で生成された歩行パターンに基づいて、トレッドミル１３の速度、引張装置１４_１〜１４_３の引張力、歩行補助装置２０の動作（アクチュエータ２１の動作）を制御する。このような制御により、ユーザ５は、歩行補助装置２０を装着した状態で歩行訓練を行うことができる。
【００２１】
次に、歩行補助装置２０の詳細な構成について説明する。図３に示すように、歩行補助装置２０は、上腿フレーム７１と、上腿フレーム７１に膝関節部７２を介して連結された下腿フレーム７３と、下腿フレーム７３に足首関節部７４を介して連結された足平フレーム７５と、膝関節部７２を回転駆動するアクチュエータ２１と、足首関節部７４の可動範囲を調整する調整機構７７と、を備える。また、歩行補助装置２０は、アクチュエータ２１に電力を供給するための受電装置２２を備える。
【００２２】
なお、上記歩行補助装置２０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２０は、足首関節部７４を回転駆動するアクチュエータを更に備えていてもよい。
【００２３】
上腿フレーム７１は、ユーザ５の脚部の上腿部に取り付けられ、下腿フレーム７３はユーザ５の脚部の下腿部に取り付けられる。上腿フレーム７１には、例えば、上腿部を固定するための上腿装具８１が設けられている。上腿装具８１は、例えば、マジックテープ（登録商標）などを用いて、上腿部に固定される。これにより、歩行補助装置２０がユーザ５の脚部から左右方向あるいは上下方向にずれるのを防止できる。
【００２４】
上腿フレーム７１には、引張装置１４_１のワイヤ５６を接続するための、左右方向に延在する横長のフレーム８２が設けられている。下腿フレーム７３には、引張装置１４_２のワイヤ５７を接続するための、左右方向に延在する横長のフレーム８３が設けられている。
【００２５】
アクチュエータ２１は、ユーザ５の歩行動作に応じて膝関節部７２を回転駆動することでユーザ５の歩行を補助する。アクチュエータ２１は、歩行訓練ブース１０が備える制御部１１から供給された制御信号（歩行パターン）２８に応じて回転駆動する。例えば、制御信号２８は制御部１１から歩行補助装置２０にワイヤレスで送信される。
【００２６】
受電装置２２は、歩行訓練ブース１０が備える給電装置１７から供給された電力２７を受電し、受電した電力を配線２３を介してアクチュエータ２１に供給する。
【００２７】
図４および図５はそれぞれ、ユーザ５が歩行補助装置２０を装着した状態を示す側面図および背面図である。図４および図５に示すように、ユーザ５は歩行訓練を行う脚部に歩行補助装置２０を装着した状態でトレッドミル１３の上を歩行する。受電装置２２はユーザ５の腰部に取り付けられており、受電装置２２で受電した電力は配線２３を介してアクチュエータ２１に供給される。給電装置１７は、受電装置２２と対向する位置に配置されている。なお、図４、図５に示した給電装置１７および受電装置２２の配置は一例であり、給電装置１７および受電装置２２の配置はこれ以外であってもよい。電力伝送の効率を考慮し、給電装置１７および受電装置２２は互いに近接するように配置する。
【００２８】
本実施の形態にかかる歩行訓練システム１において、給電装置１７および受電装置２２は、非接触電力伝送技術を用いて電力を伝送している。非接触電力伝送技術には、例えば電磁誘導方式や電磁界共鳴方式等を用いたものがある。電磁誘導方式を用いる場合は、給電装置１７および受電装置２２のそれぞれにコイルを設けて、給電装置１７および受電装置２２を互いに対向するように配置する。そして、給電装置１７のコイルに電流を流して磁束を発生させ、この磁束が受電装置２２のコイルに起電力を発生させることで、給電装置１７から受電装置２２に電力を伝送することができる。
【００２９】
このように、本実施の形態にかかる歩行訓練システム１では、歩行訓練ブース１０が備える給電装置１７から歩行補助装置２０が備える受電装置２２に非接触で給電を行うことができる。よって、歩行補助装置２０の電源にバッテリを用いた場合よりも、歩行補助装置２０の重量を軽量化することができる。また、歩行補助装置２０の電源にバッテリを用いた場合は、アクチュエータの駆動時間がバッテリの容量によって制限され、このため歩行訓練の時間が制約されるという問題があった。しかし、本実施の形態にかかる歩行訓練システム１では、給電装置１７から受電装置２２に継続的に電力を供給することができるので、歩行訓練時間の制約を緩和することができる。
【００３０】
以上で説明した本実施の形態にかかる歩行訓練システム１により、歩行補助装置２０を軽量化すると共に歩行訓練時間の制約を緩和することが可能な歩行訓練システムを提供することができる。
【００３１】
非接触電力伝送技術を用いて電力を伝送する場合は、電力伝送の効率を考慮し、給電装置１７と受電装置２２とを互いに近接するように配置することが好ましい。この点を考慮して、本実施の形態にかかる歩行訓練システム１では、ユーザ５が歩行補助装置２０を装着した状態で歩行訓練を行っている際に給電装置１７と受電装置２２との距離が所定の範囲内となるように、ユーザ５の歩行パターンを生成するようにしてもよい。
【００３２】
例えば、図６に示すように、ユーザ５_１（右図）の歩行パターンが、受電装置２２の変位量（受電装置２２の変位を軌跡２５_１で示す）が大きくなるような歩行パターンの場合、給電装置１７（歩行訓練ブース１０に固定されている。図５参照。）に対する受電装置２２の相対的な変位量が大きくなる。この場合は、給電装置１７と受電装置２２との距離が所定の範囲外となる場合があり、図７のグラフの破線（比較例）に示すように、受電装置２２で受電する電力量（給電量）の変動が大きくなる。
【００３３】
このような問題を解決するために、本実施の形態にかかる歩行訓練システム１では、図６に示すユーザ５_２（左図）の歩行パターンのように、給電装置１７に対する受電装置２２の相対的な変位量が小さくなるように（軌跡２５_２参照）、ユーザ５の歩行パターンを変更してもよい。このように歩行パターンを変更することで、給電装置１７と受電装置２２との距離が所定の範囲内となり、図７のグラフの実線（本発明）に示すように、受電装置２２で受電する電力量（給電量）の変動を小さくすることができる。ここで、所定の範囲とは、給電装置１７から受電装置２２に電力を安定して伝送できる距離であり、任意に決定することができる。
【００３４】
例えば、図６の右図に示すように、ユーザ５_１の歩行パターンが上下動が大きい歩行パターンである場合は、引張装置１４_１、１４_２による引張力を調整してユーザの脚部の振出し量を調整する。また、引張装置１４_３による引張力を調整してユーザの自重による負荷を軽減するようにしてもよい。
【００３５】
また、図８の右図に示すように、トレッドミル１３の速度が速すぎる場合は、ユーザ５_３の歩行速度がトレッドミルの速度よりも遅くなり、給電装置１７と受電装置２２との距離ｄ１が所定の範囲外となる。この場合は、受電装置２２で受電する電力量（給電量）の変動が大きくなる。
【００３６】
このような場合は、トレッドミルの速度が遅くなるように、ユーザの歩行パターンを変更する。このように歩行パターンを変更することで、図８のユーザ５_４（左図）に示すように、給電装置１７と受電装置２２との距離が所定の範囲内となり、受電装置２２で受電する電力量（給電量）の変動を小さくすることができる。なお、図８ではトレッドミル１３の速度が速すぎる場合について説明したが、トレッドミル１３の速度が遅すぎる場合は、トレッドミルの速度が速くなるように、ユーザの歩行パターンを変更する。つまり、トレッドミル１３の速度を適切な速度にすることで、給電装置１７と受電装置２２との距離を所定の範囲内とすることができ、給電装置１７から受電装置２２に電力を安定して伝送することができる。
【００３７】
次に、図６、図８で説明した歩行訓練システムの動作について、図９に示すフローチャートを用いて具体的に説明する。まず、歩行訓練システム１を起動する（ステップＳ１）。次に、制御部１１が備える歩行パターン生成部１２は、ユーザ５が歩行訓練を行う際の歩行パターンを生成する（ステップＳ２）。例えば、歩行パターン生成部１２は、トレッドミル１３の速度、引張装置１４_１〜１４_３の引張力、歩行補助装置２０の動作（アクチュエータ２１の動作）等を決定する。その後、ユーザ５は、歩行パターン生成部１２で生成された歩行パターンに従って歩行訓練を開始する（ステップＳ３）。
【００３８】
ユーザ５が歩行訓練を行っている間、歩行訓練システム１は給電装置１７と受電装置２２との距離を測定する（ステップＳ４）。例えば、給電装置１７と受電装置２２との距離は、受電装置２２における受電状況（例えば、受電した電力量、変動幅など）に基づき推定してもよい。例えば、受電装置２２で受電した電力量が大きい場合は、給電装置１７と受電装置２２との距離が近いと推定することができる。逆に、受電装置２２で受電した電力量が小さい場合は、給電装置１７と受電装置２２との距離が遠いと推定することができる。受電装置２２は、受電装置２２で受電した電力量に関する情報２９（図２参照）を制御部１１に供給する。制御部１１は、受電装置２２から供給された電力量に関する情報２９を用いて、給電装置１７と受電装置２２との距離を推定することができる。例えば、電力量に関する情報２９は受電装置２２から制御部１１にワイヤレスで送信される。
【００３９】
また、給電装置１７と受電装置２２との距離は、上述した距離測定手段１５を用いて測定してもよい。つまり、歩行訓練ブース１０には距離測定手段１５としてカメラ、超音波センサ、ミリ波センサの少なくとも一つが取り付けられており、カメラ、超音波センサ、ミリ波センサの少なくとも一つを用いることで、給電装置１７と受電装置２２との距離を測定することができる。例えば、距離測定手段１５で測定された給電装置１７と受電装置２２との距離に関する情報は、制御部１１に供給される。
【００４０】
次に、制御部１１は、ステップＳ４で測定（推定）した給電装置１７と受電装置２２との距離が所定の範囲内であるか否かを判断する（ステップＳ５）。例えば、受電装置２２で受電した電力量を用いて給電装置１７と受電装置２２との距離を推定した場合は、受電した電力量が所定の閾値以上であるか否か判断する。給電装置１７と受電装置２２との距離が所定の範囲内である場合（電力量を用いた場合は、受電した電力量が所定の閾値以上である場合）（ステップＳ５：Ｙｅｓ）、ステップＳ４以降の処理を繰り返す。一方、給電装置１７と受電装置２２との距離が所定の範囲内でない場合（電力量を用いた場合は、受電した電力量が所定の閾値よりも小さい場合）（ステップＳ５：Ｎｏ）、制御部１１（歩行パターン生成部１２）は、給電装置１７と受電装置２２との距離が所定の範囲内となるように、ユーザ５の歩行パターンを変更する（ステップＳ６）。具体的には、歩行パターン生成部１２は、トレッドミル１３の速度、引張装置１４_１〜１４_３の引張力、歩行補助装置２０の動作（アクチュエータ２１の動作）等を変更する。
【００４１】
例えば、図６に示したように、ユーザ５_１の歩行パターンが上下動が大きい歩行パターンである場合は、引張装置１４_１、１４_２による引張力を調整して脚部の振出し量を調整する。また、引張装置１４_３による引張力を調整してユーザの自重による負荷を軽減するようにしてもよい。また、図８に示したように、トレッドミル１３の速度が適切でない場合は、トレッドミル１３の速度を適切な速度に調整する。
【００４２】
以降、ステップＳ４〜Ｓ６の動作を繰り返すことで、ユーザ５が歩行訓練を行っている間、給電装置１７と受電装置２２との距離が所定の範囲内となるようにすることができる。このように、給電装置１７と受電装置２２との距離が所定の範囲内となるように歩行パターンを変更することで、給電装置１７から受電装置２２に電力を安定して伝送することができる。
【００４３】
＜実施の形態２＞
次に、実施の形態２について説明する。
図１０は、実施の形態２にかかる歩行訓練システム２を示すブロック図である。実施の形態２にかかる歩行訓練システム２は、実施の形態１で説明した歩行訓練システム１（図２参照）と比べて、制御部３１の構成および給電ユニット３５を備える点が異なる。これ以外は実施の形態１で説明した歩行訓練システム１と同様であるので、同一の構成要素には同一の符号を付し、重複した説明は省略する。
【００４４】
図１０に示すように、歩行訓練ブース３０は、給電装置３６と移動手段３７とを備える給電ユニット３５を有する。給電装置３６は、歩行補助装置２０が備える受電装置２２に電力２７を伝送するための装置である。移動手段３７は、給電装置３６の位置を移動させるための手段である。
【００４５】
図１１に示すように、本実施の形態にかかる歩行訓練システム２では、ユーザ５が歩行補助装置２０を装着した状態で歩行訓練を行っている際に受電装置２２と給電装置３６との距離が所定の範囲内となるように、給電ユニット３５を移動している。すなわち、実施の形態１にかかる歩行訓練システム１では、ユーザ５の歩行パターンを変更することで受電装置２２と給電装置１７との距離が所定の範囲内となるようにしていたが、実施の形態２にかかる歩行訓練システム２では、移動手段３７を用いて給電ユニット３５を移動させることで、受電装置２２と給電装置３６との距離が所定の範囲内となるようにしている。
【００４６】
このように、受電装置２２と給電装置３６との距離が所定の範囲内となるように給電ユニット３５（給電装置３６）を移動させることで、給電装置３６から受電装置２２に電力を安定して伝送することができる。このとき、受電装置２２をユーザ５の足側に配置し、給電ユニット３５をトレッドミル１３の底部に配置することで、電力をより安定して伝送することができる。図１１に示すように、給電ユニット３５をトレッドミル１３の底部に配置した場合、移動手段３７は、車輪とモータとを用いて構成することができる。このとき、車輪がレール上を移動するように構成してもよい。
【００４７】
なお、図１１では、受電装置２２をユーザ５の足側に配置し、給電ユニット３５をトレッドミル１３の底部に配置した場合を示したが、受電装置２２および給電ユニット３５の配置はこれに限定されることはない。例えば、図４において、受電装置２２の変位に応じて給電装置１７が移動するように構成してもよい。つまり、ユーザ５が歩行訓練を行っている際の受電装置２２の軌跡（図６参照）と対応するように、給電装置１７を移動させるようにしてもよい。
【００４８】
また、本実施の形態にかかる歩行訓練システム２では、ユーザ５の歩行パターン（訓練内容）に応じて受電装置２２の位置を推定し、この推定された受電装置２２の位置に応じて給電ユニット３５を移動させてもよい。
【００４９】
例えば、図１０に示すように、制御部３１は、歩行パターン生成部３２と受電位置推定部３３とを備える。歩行パターン生成部３２は、ユーザ５が歩行訓練を行う際の歩行パターンを生成する。受電位置推定部３３は、歩行パターン生成部３２で生成された歩行パターンに基づいて受電装置２２の位置を推定する。そして、給電ユニット３５の移動手段３７は、受電位置推定部３３で推定された受電装置２２の位置に応じて給電ユニット３５を移動させる。
【００５０】
図１２を用いて具体的に説明すると、受電位置推定部３３は、歩行パターン生成部３２で生成された歩行パターン（訓練内容）に基づいて、現在の歩行補助装置２０_１（受電装置２２_１）の位置から所定時間経過後の歩行補助装置２０_２（受電装置２２_２）の位置を推定する。この場合は、現在、遊脚状態である歩行補助装置２０_１が立脚状態（歩行補助装置２０_２）となる際の位置（つまり、ユーザの足の着地位置）を推定する。そして、給電ユニット３５の移動手段３７は、推定した歩行補助装置２０_２の位置（つまり、ユーザの足の着地位置）に、予め給電ユニット３５_２（給電装置３６_２）を移動させる。その後、給電ユニット３５_２は、歩行補助装置２０_２の移動（トレッドミル１３の移動）に応じて、つまり、歩行補助装置２０_２と給電ユニット３５_２とが対向している状態を維持しながら移動する。これにより、歩行補助装置２０_２が立脚状態の間（トレッドミル１３に接触している間）、給電装置３６と受電装置２２との距離を近づけることができ、給電装置３６から受電装置２２に電力を継続的に伝送することができる。
【００５１】
つまり、図１３のグラフに示すように、ユーザの足がトレッドミル１３に着地した後に給電装置３６を移動させた場合（比較例）は、給電装置３６を移動するタイミングが遅くなるために、給電量が増加するタイミングが遅くなる。よって、給電装置３６から受電装置２２への給電量は全体的に少なくなる。
【００５２】
一方、本実施の形態にかかる歩行訓練システム２では、歩行パターンに基づいて受電装置２２の位置を推定し、この推定された受電装置２２の位置に応じて給電ユニット３５を移動させている。よって、図１３のグラフ（実線）に示すように、給電量が増加するタイミングが遅れることなく、歩行補助装置２０が立脚状態（トレッドミル１３を移動している状態）の間、継続的に給電装置３６から受電装置２２に電力を伝送することができる。よって、比較例と比べて、給電装置３６から受電装置２２への給電量を多くすることができる。
【００５３】
次に、図１２で説明した歩行訓練システムの動作について、図１４に示すフローチャートを用いて具体的に説明する。まず、歩行訓練システム２を起動する（ステップＳ１１）。次に、制御部３１が備える歩行パターン生成部３２は、ユーザ５が歩行訓練を行う際の歩行パターンを生成する（ステップＳ１２）。例えば、歩行パターン生成部３２は、トレッドミル１３の速度、引張装置１４_１〜１４_３の引張力、歩行補助装置２０の動作（アクチュエータ２１の動作）等を決定する。その後、ユーザ５は、歩行パターン生成部３２で生成された歩行パターンに従って歩行訓練を開始する（ステップＳ１３）。
【００５４】
ユーザ５が歩行訓練を行っている間、受電位置推定部３３は、歩行パターン生成部３２で生成された歩行パターン（訓練内容）に基づいて受電装置２２の位置を推定する（ステップＳ１４）。その後、受電位置推定部３３は、受電装置２２の推定位置に基づいて給電ユニット３５（給電装置３６）を移動する際の目標位置を決定する（ステップＳ１５）。その後、給電ユニット３５の移動手段３７は、給電ユニット３５（給電装置３６）を上記の目標位置に移動する（ステップＳ１６）。
【００５５】
ユーザ５が歩行訓練を行っている間、ステップＳ１４〜Ｓ１６の処理を繰り返すことで、受電装置２２と給電装置３６との距離を近づけることができ、給電装置３６から受電装置２２への電力供給量を多くすることができる。
【００５６】
また、本実施の形態にかかる歩行訓練システム２では、受電位置推定部３３において受電装置２２の位置を推定する際に、ユーザ５の訓練度合いに応じて受電装置２２の推定位置を補正するようにしてもよい。
【００５７】
図１５は、リハビリレベルと到達位置を説明するためのグラフである。例えば、タイミングｔ１において、到達位置（この場合は、脚部の着地位置）が目標位置に到達すると、ユーザのリハビリレベルが上がる。しかし、ユーザのリハビリレベルが上がった直後は、ユーザの訓練時間が短いため、目標位置と到達位置（着地位置）との間に乖離がある（符号ｄ２で示す）。
【００５８】
図１６を用いて説明すると、受電位置推定部３３は、ユーザ５の歩行パターンに基づいて、現在の歩行補助装置２０_１の位置から所定時間経過後の歩行補助装置２０_２の位置を推定する。しかし、ユーザ５のリハビリレベルが上がった直後は、ユーザ５の訓練時間が短いため、実際の着地位置は、目標位置（歩行補助装置２０_２の位置）よりも手前である歩行補助装置２０_３の位置となる。
【００５９】
よって、この場合は、受電位置推定部３３において受電装置２２の位置を推定する際に、本来の推定位置（歩行補助装置２０_２の位置）からユーザ５の訓練度合いを考慮した推定位置（歩行補助装置２０_３の位置）に受電装置２２の推定位置を補正する。そして、給電ユニット３５の移動手段３７は、補正後の推定位置（歩行補助装置２０_３の位置）に、予め給電ユニット３５_３を移動させる。このように推定位置を補正することで、受電位置推定部３３における推定精度を向上させることができる。
【００６０】
以上、本発明を上記実施形態に即して説明したが、本発明は上記実施の形態の構成にのみ限定されるものではなく、本願特許請求の範囲の請求項の発明の範囲内で当業者であればなし得る各種変形、修正、組み合わせを含むことは勿論である。
【符号の説明】
【００６１】
１、２  歩行訓練システム
５  ユーザ
１０  歩行訓練ブース
１１  制御部
１２  歩行パターン生成部
１３  トレッドミル
１４、１４_１〜１４_３  引張装置
１５  距離測定手段
１６  表示部
１７  給電装置
２０  歩行補助装置
２１  アクチュエータ
２２  受電装置
２３  配線
３０  歩行訓練ブース
３１  制御部
３２  歩行パターン生成部
３３  受電位置推定部
３５  給電ユニット
３６  給電装置
３７  移動手段
【図１】
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【図２】
0006308108.tif 000003
【図３】
0006308108.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0006308108.tif 000008
【図８】
0006308108.tif 000009
【図９】
0006308108.tif 000010
【図１０】
0006308108.tif 000011
【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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