(57)【要約】【課題】使用者に合わせて補助力を制御することができる訓練機器を提供すること。【解決手段】ＣＰＵ１５は、変位センサ１８により検出した現在変位ｘ（及び現在変位ｘから算出された現在速度ｄｘ、現在加速度ｄｄｘ）を含む運動情報に基づき、モータ１３が出力する力ｆを算出する。そして、ＣＰＵ１５は、算出した力ｆに基づき、モータ１３を制御する。具体的には、座部に力ｆが加えられるように、モータ１３を駆動させる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも身体の一部を載せることができる載置部を備え、載置部に身体の一部が載せられて使用者が動作する際、使用者の動作に応じて載置部が移動又は回転する訓練機器において、
載置部を、少なくとも１軸以上の方向に沿って、移動又は回転させることができる駆動部と、
載置部の位置、速度、及び加速度のうち少なくとも１つの運動情報を検出できる運動情報検出手段と、
載置部の動作における慣性特性、粘性特性、及び弾性特性のうち少なくとも１つの特性を仮想的に付与するように、運動情報検出手段が検出した運動情報に基づいて駆動部の動作を制御する動作制御手段と、を備えたことを特徴とする訓練機器。
【請求項２】
請求項１に記載の訓練機器において、
動作制御手段が仮想的に付与する特性のうち少なくとも１つを設定することができる柔軟性設定手段を備え、
動作制御手段は、柔軟性設定手段により設定された特性を付与するように駆動部の動作を制御することを特徴とする訓練機器。
【請求項３】
請求項１に記載の訓練機器において、
載置部の目標軌道のうち少なくとも１軸の方向における載置部の目標軌道を設定することができる軌道設定手段を備え、
動作制御手段は、軌道設定手段により設定された軌道にて載置部が動くように駆動部の動作を制御することを特徴とする訓練機器。
【請求項４】
請求項１に記載の訓練機器において、
動作制御手段が仮想的に付与する特性のうち少なくとも１つを設定することができる柔軟性設定手段と、
載置部の目標軌道のうち少なくとも１軸の方向における載置部の目標軌道を設定することができる軌道設定手段を備え、
動作制御手段は、柔軟性設定手段により設定された特性を付与すると共に、軌道設定手段により設定された軌道にて載置部が動くように駆動部の動作を制御することを特徴とする訓練機器。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載の訓練機器において、
載置部に加わる力又はトルクのうち少なくとも１つの力情報を検出する力情報検出手段を備え、
動作制御手段は、運動情報検出手段が検出した運動情報と、力情報検出手段が検出した力情報の両方の情報に基づいて、駆動部の動作を制御することを特徴とする訓練機器。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のうちいずれか一項に記載の訓練機器において、
使用者により操作可能な操作手段を備え、
付与される特性のうち少なくとも１つは、操作手段の操作に応じて設定されることを特徴とする訓練機器。
【請求項７】
請求項３、又は請求項４、又は請求項３若しくは請求項４を引用する請求項５に記載の訓練機器において、
使用者により操作可能な操作手段を備え、
載置部の目標軌道のうち少なくとも１軸の方向における目標軌道は、操作手段の操作に応じて設定されることを特徴とする訓練機器。
【請求項８】
請求項４、又は請求項４を引用する請求項５に記載の訓練機器において、
使用者により操作可能な操作手段を備え、
付与される特性と載置部の目標軌道のうち少なくとも１つは、操作手段の操作に応じて設定されることを特徴とする訓練機器。
【請求項９】
請求項２、又は請求項４、又は請求項２若しくは請求項４を引用する請求項５に記載の訓練機器において、
前記柔軟性設定手段は、訓練開始から経過した時間、及び使用者により加えられる力の方向、及び使用者により加えられる力の大きさ、及び載置部の位置、及び載置部の速度、及び載置部の加速度のうち少なくとも１つのパラメータに従って、動作制御手段が付与する特性を設定することを特徴とする訓練機器。
【請求項１０】
請求項３、又は請求項４、又は請求項３若しくは請求項４を引用する請求項５に記載の訓練機器において、
前記軌道設定手段は、訓練開始から経過した時間、及び使用者により加えられる力の方向、及び使用者により加えられる力の大きさ、及び載置部の位置、及び載置部の速度、及び載置部の加速度のうち少なくとも１つのパラメータに従って、載置部の目標軌道のうち少なくとも１軸の方向における載置部の目標軌道を設定することを特徴とする訓練機器。
【請求項１１】
請求項４、又は請求項４を引用する請求項５に記載の訓練機器において、
前記柔軟性設定手段が、訓練開始から経過した時間、及び使用者により加えられる力の方向、及び使用者により加えられる力の大きさ、及び載置部の位置、及び載置部の速度、及び載置部の加速度のうち少なくとも１つのパラメータに従って、動作制御手段が付与する慣性特性、粘性特性、及び弾性特性のうち少なくとも１つの特性を設定する処理と、
前記軌道設定手段が、訓練開始から経過した時間、及び使用者により加えられる力の方向、及び使用者により加えられる力の大きさ、及び載置部の位置、及び載置部の速度、及び載置部の加速度のうち少なくとも１つのパラメータに従って、載置部の目標軌道のうち少なくとも１軸の方向における目標軌道を設定する処理のうち、少なくとも一方の処理が行われることを特徴とする訓練機器。
【請求項１２】
請求項１〜請求項５のうちいずれか一項に記載の訓練機器において、
載置部に加わる力又はトルクのうち少なくとも１つの力情報を検出する力情報検出手段を備えると共に、
前記力情報検出手段が検出した力情報及び前記運動情報検出手段が検出した運動情報に応じて、動作制御手段が付与する慣性特性、粘性特性、及び弾性特性のうち少なくとも１つの特性を設定する柔軟性設定手段と、
前記力情報検出手段が検出した力情報及び前記運動情報検出手段が検出した運動情報に応じて、載置部の目標軌道のうち少なくとも１軸の方向における目標軌道を設定する軌道設定手段のうち、少なくとも一方が備えられていることを特徴とする訓練機器。
【請求項１３】
請求項１〜請求項５のうちいずれか一項に記載の訓練機器において、
載置部以外に人体の動作の一部の運動又は力を検出する動作検出手段を備えると共に、
前記動作検出手段が検出した検出結果に応じて、動作制御手段が付与する慣性特性、粘性特性、及び弾性特性のうち少なくとも１つの特性を設定する柔軟性設定手段と、
前記動作検出手段が検出した検出結果に応じて、載置部の目標軌道のうち少なくとも１軸の方向における目標軌道を設定する軌道設定手段のうち、少なくとも一方が備えられていることを特徴とする訓練機器。
【請求項１４】
請求項１３に記載の訓練機器において、
載置部以外に使用者の人体の一部が載置される補助支持部と、
補助支持部に加えられる力を検出する補助用力情報検出手段を備え、
前記柔軟性設定手段は、補助用力情報検出手段により検出された力に応じて、慣性特性、粘性特性、及び弾性特性のうち少なくとも１つの特性を設定することを特徴とする訓練機器。
【請求項１５】
請求項１３に記載の訓練機器において、
載置部以外に使用者の人体の一部が載置され、移動可能な補助支持部と、
補助支持部の位置、速度、及び加速度のうち少なくとも１つの運動情報を検出する補助用運動情報検出手段を備え、
前記柔軟性設定手段は、補助用運動情報検出手段により検出された運動情報に応じて、慣性特性、粘性特性、及び弾性特性のうち少なくとも１つの特性を設定することを特徴とする訓練機器。
【請求項１６】
請求項１３に記載の訓練機器において、
載置部以外に使用者の人体の一部が載置され、移動可能な補助支持部と、
補助支持部に加えられる力を検出する補助用力情報検出手段と、
補助支持部の位置、速度、及び加速度のうち少なくとも１つの運動情報を検出する補助用運動情報検出手段を備え、
前記柔軟性設定手段は、補助用力情報検出手段により検出された力と、補助用運動情報検出手段により検出された運動情報に応じて、慣性特性、粘性特性、及び弾性特性のうち少なくとも１つの特性を設定することを特徴とする訓練機器。
【請求項１７】
請求項１３に記載の訓練機器において、
載置部以外に使用者の人体の一部が載置される補助支持部と、
補助支持部に加えられる力を検出する補助用力情報検出手段を備え、
前記軌道設定手段は、補助用力情報検出手段により検出された力に応じて、載置部の目標軌道のうち少なくとも１軸の方向における載置部の目標軌道を設定することを特徴とする訓練機器。
【請求項１８】
請求項１３に記載の訓練機器において、
載置部以外に使用者の人体の一部が載置され、移動可能な補助支持部と、
補助支持部の位置、速度、及び加速度のうち少なくとも１つの運動情報を検出する補助用運動情報検出手段を備え、
前記軌道設定手段は、補助用運動情報検出手段により検出された運動情報に応じて、載置部の目標軌道のうち少なくとも１軸の方向における載置部の目標軌道を設定することを特徴とする訓練機器。
【請求項１９】
請求項１３に記載の訓練機器において、
載置部以外に使用者の人体の一部が載置され、移動可能な補助支持部と、
補助支持部に加えられる力を検出する補助用力情報検出手段と、
補助支持部の位置、速度、及び加速度のうち少なくとも１つの運動情報を検出する補助用運動情報検出手段を備え、
前記軌道設定手段は、補助用力情報検出手段により検出された力と、補助用運動情報検出手段により検出された運動情報に応じて、載置部の目標軌道のうち少なくとも１軸の方向における載置部の目標軌道を設定することを特徴とする訓練機器。
【請求項２０】
請求項１３に記載の訓練機器において、
載置部以外に使用者の人体の一部が載置され、移動可能な補助支持部を備え、
補助支持部に加えられる力を検出する補助用力情報検出手段と、補助支持部の位置、速度、及び加速度のうち少なくとも１つの運動情報を検出する補助用運動情報検出手段のうち少なくとも一方を備え、
載置部に加わる力又はトルクのうち少なくとも１つの力情報を検出する力情報検出手段と、載置部の位置、速度、及び加速度のうち少なくとも１つの運動情報を検出できる運動情報検出手段のうち少なくとも一方を備え、
前記柔軟性設定手段が、使用者により加えられる力の大きさ及び載置部の位置、及び載置部の速度、及び載置部の加速度のうち検出された少なくとも１つのパラメータと、補助支持部に加えられる力及び補助支持部の位置、速度、及び加速度のうち少なくとも１つの運動情報のうち検出された少なくとも１つのパラメータに従って、動作制御手段が付与する慣性特性、粘性特性、及び弾性特性のうち少なくとも１つの特性を設定する処理と、
前記軌道設定手段が、使用者により加えられる力の大きさ、及び載置部の位置、及び載置部の速度、及び載置部の加速度のうち検出された少なくとも１つのパラメータと、補助支持部に加えられる力及び補助支持部の位置、速度、及び加速度のうち少なくとも１つの運動情報のうち検出された少なくとも１つのパラメータに従って、載置部の目標軌道のうち少なくとも１軸の方向における目標軌道を設定する処理のうち、少なくとも一方の処理が行われることを特徴とする訓練機器。
【請求項２１】
請求項１４、請求項１６、請求項１７、請求項１９及び請求項２０のうちいずれか一項に記載の訓練機器において、
前記補助用力情報検出手段が予め決められた範囲内の力が前記補助支持部に加えられたと検出した場合、前記柔軟性設定手段が特性を設定する処理と、前記軌道設定手段が目標軌道を設定する処理のうちいずれか一方の処理が少なくとも行われることを特徴とする訓練機器。
【請求項２２】
請求項１〜請求項２０のうちいずれか一項に記載の訓練機器において、
仮想的に付与される慣性特性、粘性特性、及び弾性特性を事前に報知する、又は仮想的に付与された慣性特性、粘性特性、及び弾性特性を報知する報知手段を備えたことを特徴とする訓練機器。
【請求項２３】
請求項３、請求項４、請求項７、請求項８、請求項１０、請求項１１、請求項１３、請求項１７、請求項１８、請求項１９及び請求項２０のうちいずれか一項に記載の訓練機器において、
設定される目標軌道を事前に報知する、又は設定された目標軌道を報知する報知手段を備えたことを特徴とする訓練機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、使用者の運動を補佐する訓練機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、使用者の運動や訓練を補佐する訓練機器として、立ち上がりを補佐する立ち上がり補助椅子が提案されている（例えば特許文献１参照）。この補助椅子では、座面にバネを取付け、立ち上がりの補助を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１３１０９１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、この補助椅子では、使用者の体重に関係なく、一定の補助力しか発揮できなかった。すなわち、体重の軽い使用者の場合には補助力が強すぎる一方、体重の重い使用者には補助力が足らない場合があった。また、補助椅子に座る際も、体重の重い使用者が座ると、急激に座面が沈む虞があった。
【０００５】
この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的は、使用者に合わせて補助力を制御することができる訓練機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
・本発明の訓練機器は、少なくとも身体の一部を載せることができる載置部を備え、載置部に身体の一部が載せられて使用者が動作する際、使用者の動作に応じて載置部が移動又は回転する訓練機器において、載置部を、少なくとも１軸以上の方向に沿って、移動又は回転させることができる駆動部と、載置部の位置、速度、及び加速度のうち少なくとも１つの運動情報を検出できる運動情報検出手段と、載置部の動作における慣性特性、粘性特性、及び弾性特性のうち少なくとも１つの特性を仮想的に付与するように、運動情報検出手段が検出した運動情報に基づいて駆動部の動作を制御する動作制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
・この訓練機器において、動作制御手段が仮想的に付与する特性のうち少なくとも１つを設定することができる柔軟性設定手段を備え、動作制御手段は、柔軟性設定手段により設定された特性を付与するように駆動部の動作を制御することが好ましい。
【０００８】
・この訓練機器において、載置部の目標軌道のうち少なくとも１軸の方向における載置部の目標軌道を設定することができる軌道設定手段を備え、動作制御手段は、軌道設定手段により設定された軌道にて載置部が動くように駆動部の動作を制御することが好ましい。
【０００９】
・この訓練機器において、動作制御手段が仮想的に付与する特性のうち少なくとも１つを設定することができる柔軟性設定手段と、載置部の目標軌道のうち少なくとも１軸の方向における載置部の目標軌道を設定することができる軌道設定手段を備え、動作制御手段は、柔軟性設定手段により設定された特性を付与すると共に、軌道設定手段により設定された軌道にて載置部が動くように駆動部の動作を制御することが好ましい。
【００１０】
・この訓練機器において、載置部に加わる力又はトルクのうち少なくとも１つの力情報を検出する力情報検出手段を備え、動作制御手段は、運動情報検出手段が検出した運動情報と、力情報検出手段が検出した力情報の両方の情報に基づいて、駆動部の動作を制御することが好ましい。
【００１１】
・この訓練機器において、使用者により操作可能な操作手段を備え、付与される特性のうち少なくとも１つは、操作手段の操作に応じて設定されることが好ましい。
・この訓練機器において、使用者により操作可能な操作手段を備え、載置部の目標軌道のうち少なくとも１軸の方向における目標軌道は、操作手段の操作に応じて設定されることが好ましい。
【００１２】
・この訓練機器において、使用者により操作可能な操作手段を備え、付与される特性と載置部の目標軌道のうち少なくとも１つは、操作手段の操作に応じて設定されることが好ましい。
【００１３】
・この訓練機器において、前記柔軟性設定手段は、訓練開始から経過した時間、及び使用者により加えられる力の方向、及び使用者により加えられる力の大きさ、及び載置部の位置、及び載置部の速度、及び載置部の加速度のうち少なくとも１つのパラメータに従って、動作制御手段が付与する特性を設定することが好ましい。
【００１４】
・この訓練機器において、前記軌道設定手段は、訓練開始から経過した時間、及び使用者により加えられる力の方向、及び使用者により加えられる力の大きさ、及び載置部の位置、及び載置部の速度、及び載置部の加速度のうち少なくとも１つのパラメータに従って、載置部の目標軌道のうち少なくとも１軸の方向における載置部の目標軌道を設定することが好ましい。
【００１５】
・この訓練機器において、前記柔軟性設定手段が、訓練開始から経過した時間、及び使用者により加えられる力の方向、及び使用者により加えられる力の大きさ、及び載置部の位置、及び載置部の速度、及び載置部の加速度のうち少なくとも１つのパラメータに従って、動作制御手段が付与する慣性特性、粘性特性、及び弾性特性のうち少なくとも１つの特性を設定する処理と、前記軌道設定手段が、訓練開始から経過した時間、及び使用者により加えられる力の方向、及び使用者により加えられる力の大きさ、及び載置部の位置、及び載置部の速度、及び載置部の加速度のうち少なくとも１つのパラメータに従って、載置部の目標軌道のうち少なくとも１軸の方向における目標軌道を設定する処理のうち、少なくとも一方の処理が行われることが好ましい。
【００１６】
・この訓練機器において、載置部に加わる力又はトルクのうち少なくとも１つの力情報を検出する力情報検出手段を備えると共に、前記力情報検出手段が検出した力情報及び前記運動情報検出手段が検出した運動情報に応じて、動作制御手段が付与する慣性特性、粘性特性、及び弾性特性のうち少なくとも１つの特性を設定する柔軟性設定手段と、前記力情報検出手段が検出した力情報及び前記運動情報検出手段が検出した運動情報に応じて、載置部の目標軌道のうち少なくとも１軸の方向における目標軌道を設定する軌道設定手段のうち、少なくとも一方が備えられていることが好ましい。
【００１７】
・この訓練機器において、載置部以外に人体の動作の一部の運動又は力を検出する動作検出手段を備えると共に、前記動作検出手段が検出した検出結果に応じて、動作制御手段が付与する慣性特性、粘性特性、及び弾性特性のうち少なくとも１つの特性を設定する柔軟性設定手段と、前記動作検出手段が検出した検出結果に応じて、載置部の目標軌道のうち少なくとも１軸の方向における目標軌道を設定する軌道設定手段のうち、少なくとも一方が備えられていることが好ましい。
【００１８】
・この訓練機器において、載置部以外に使用者の人体の一部が載置される補助支持部と、補助支持部に加えられる力を検出する補助用力情報検出手段を備え、前記柔軟性設定手段は、補助用力情報検出手段により検出された力に応じて、慣性特性、粘性特性、及び弾性特性のうち少なくとも１つの特性を設定することが好ましい。
【００１９】
・この訓練機器において、載置部以外に使用者の人体の一部が載置され、移動可能な補助支持部と、補助支持部の位置、速度、及び加速度のうち少なくとも１つの運動情報を検出する補助用運動情報検出手段を備え、前記柔軟性設定手段は、補助用運動情報検出手段により検出された運動情報に応じて、慣性特性、粘性特性、及び弾性特性のうち少なくとも１つの特性を設定することが好ましい。
【００２０】
・この訓練機器において、載置部以外に使用者の人体の一部が載置され、移動可能な補助支持部と、補助支持部に加えられる力を検出する補助用力情報検出手段と、補助支持部の位置、速度、及び加速度のうち少なくとも１つの運動情報を検出する補助用運動情報検出手段を備え、前記柔軟性設定手段は、補助用力情報検出手段により検出された力と、補助用運動情報検出手段により検出された運動情報に応じて、慣性特性、粘性特性、及び弾性特性のうち少なくとも１つの特性を設定することが好ましい。
【００２１】
・この訓練機器において、載置部以外に使用者の人体の一部が載置される補助支持部と、補助支持部に加えられる力を検出する補助用力情報検出手段を備え、前記軌道設定手段は、補助用力情報検出手段により検出された力に応じて、載置部の目標軌道のうち少なくとも１軸の方向における載置部の目標軌道を設定することが好ましい。
【００２２】
・この訓練機器において、載置部以外に使用者の人体の一部が載置され、移動可能な補助支持部と、補助支持部の位置、速度、及び加速度のうち少なくとも１つの運動情報を検出する補助用運動情報検出手段を備え、前記軌道設定手段は、補助用運動情報検出手段により検出された運動情報に応じて、載置部の目標軌道のうち少なくとも１軸の方向における載置部の目標軌道を設定することが好ましい。
【００２３】
・この訓練機器において、載置部以外に使用者の人体の一部が載置され、移動可能な補助支持部と、補助支持部に加えられる力を検出する補助用力情報検出手段と、補助支持部の位置、速度、及び加速度のうち少なくとも１つの運動情報を検出する補助用運動情報検出手段を備え、前記軌道設定手段は、補助用力情報検出手段により検出された力と、補助用運動情報検出手段により検出された運動情報に応じて、載置部の目標軌道のうち少なくとも１軸の方向における載置部の目標軌道を設定することが好ましい。
【００２４】
・この訓練機器において、載置部以外に使用者の人体の一部が載置され、移動可能な補助支持部を備え、補助支持部に加えられる力を検出する補助用力情報検出手段と、補助支持部の位置、速度、及び加速度のうち少なくとも１つの運動情報を検出する補助用運動情報検出手段のうち少なくとも一方を備え、載置部に加わる力又はトルクのうち少なくとも１つの力情報を検出する力情報検出手段と、載置部の位置、速度、及び加速度のうち少なくとも１つの運動情報を検出できる運動情報検出手段のうち少なくとも一方を備え、前記柔軟性設定手段が、使用者により加えられる力の大きさ及び載置部の位置、及び載置部の速度、及び載置部の加速度のうち検出された少なくとも１つのパラメータと、補助支持部に加えられる力及び補助支持部の位置、速度、及び加速度のうち少なくとも１つの運動情報のうち検出された少なくとも１つのパラメータに従って、動作制御手段が付与する慣性特性、粘性特性、及び弾性特性のうち少なくとも１つの特性を設定する処理と、前記軌道設定手段が、使用者により加えられる力の大きさ、及び載置部の位置、及び載置部の速度、及び載置部の加速度のうち検出された少なくとも１つのパラメータと、補助支持部に加えられる力及び補助支持部の位置、速度、及び加速度のうち少なくとも１つの運動情報のうち検出された少なくとも１つのパラメータに従って、載置部の目標軌道のうち少なくとも１軸の方向における目標軌道を設定する処理のうち、少なくとも一方の処理が行われることが好ましい。
【００２５】
・この訓練機器において、前記補助用力情報検出手段が予め決められた範囲内の力が前記補助支持部に加えられたと検出した場合、前記柔軟性設定手段が特性を設定する処理と、前記軌道設定手段が目標軌道を設定する処理のうちいずれか一方の処理が少なくとも行われることが好ましい。
【００２６】
・この訓練機器において、仮想的に付与される慣性特性、粘性特性、及び弾性特性を事前に報知する、又は仮想的に付与された慣性特性、粘性特性、及び弾性特性を報知する報知手段を備えたことが好ましい。
【００２７】
・この訓練機器において、設定される目標軌道を事前に報知する、又は設定された目標軌道を報知する報知手段を備えたことが好ましい。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、使用者に合わせて補助力を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】訓練機器を示す側面図。
【図２】駆動部の制御構成を示すブロック図。
【図３】（ａ）は、訓練機器における訓練の様子を示す側面図、（ｂ）は、訓練機器における訓練の様子を示す側面図、（ｃ）は、訓練機器を利用した訓練のイメージを示す側面図。
【図４】制御に関するフローチャート。
【図５】制御に関するフローチャート。
【図６】各種パラメータが経過時間に応じてその値が変更される様子を示すタイムチャート。
【図７】座部の移動方向を示す側面図。
【図８】（ａ）は、座部の回転方向を示す平面図、（ｂ）は、座部の回転方向を示す側面図。
【図９】（ａ）は、訓練機器を示す正面図、（ｂ）は、訓練機器の側面図。
【図１０】駆動部の制御構成を示すブロック図。
【図１１】（ａ）〜（ｃ）は、手摺部に加えられる力と、弾性特性の関係を示すグラフ。
【図１２】（ａ）及び（ｂ）は、手摺部の現在加速度と、粘性特性の関係を示すグラフ。
【図１３】（ａ）は、手摺部に加えられる力のタイムチャート、（ｂ）及び（ｃ）は、手摺部の現在変位と、粘性特性の関係を示すグラフ。
【図１４】（ａ）は、手摺部に加えられる力のタイムチャート、（ｂ）は、手摺部に加えられる力と、目標変位の変化との関係を示すグラフ。
【図１５】（ａ）〜（ｄ）は、訓練機器の動作を示す模式図。
【図１６】（ａ）は、手摺部の位置の変化を示すタイムチャート、（ｂ）は、座部の目標変位と、手摺部の位置との関係を示すグラフ。
【図１７】（ａ）は、手摺部の位置の変化を示すタイムチャート、（ｂ）は、座部の目標変位と、手摺部の位置との関係を示すグラフ。
【図１８】（ａ）〜（ｄ）は、訓練機器の動作を示す模式図。
【図１９】（ａ）は、手摺部の現在速度の変化を示すタイムチャート、（ｂ）及び（ｃ）は、手摺部に加えられる力と、粘性特性の関係を示すグラフ。
【図２０】（ａ）〜（ｄ）は、訓練機器の動作を示す模式図。
【図２１】（ａ）〜（ｄ）は、訓練機器の動作を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
（第１実施形態）
図１を参照して、訓練機器１０の全体構成について説明する。本実施形態では、椅子型の訓練機器１０を採用している。図１に示すように、訓練機器１０の脚部１１は図示しない床面に載置されるとともに、その脚部１１の上部には使用者が着座可能な載置部としての座部１２が固定されている。
【００３１】
脚部１１は、図１に示すように座部１２の上下動を許容するようにその上下方向の長さが伸縮自在に構成されている。また、座部１２は、脚部１１に対して直交方向（図１において左右方向）に移動可能となるように脚部１１に取付けられている。また、脚部１１には、図２に示すように、モータ１３などのアクチュエータにより構成される駆動部１４が内蔵されている。そして、脚部１１は、上下方向に伸縮可能に構成されており、駆動部１４により脚部１１は伸縮されるようになっている。すなわち、駆動部１４により、座部１２の上下方向への移動を補助（アシスト）する、または規制する或いは抑制するようになっている。
【００３２】
駆動部１４は、図２に示すように、上下動をアシストする駆動力を付加するモータ１３と、モータ１３を制御する動作制御手段としてのＣＰＵ１５と、モータ１３の制御方法について記された制御プログラムなどを記憶しているＲＯＭ１６を有している。また、座部１２には、力情報検出手段としての圧力センサ１７が設けられており、駆動部１４のＣＰＵ１５に検出した圧力が入力されるようになっている。また、座部１２の変位を測定する運動情報検出手段としての変位センサ１８が設けられており、駆動部１４のＣＰＵ１５に検出した変位が入力されるようになっている。
【００３３】
駆動部１４は、変位センサ１８が検出した変位（座部１２の現在変位ｘ）に基づき、座部１２に加える補助力（力ｆ）を算出して、モータ１３を制御している。力ｆは、次の数式１に基づき算出される。
【００３４】
【数１】
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なお、慣性特性をＭｄ、粘性特性をＤｄ、弾性特性をＫｄ、座部１２の現在変位をｘ、座部１２の目標変位をｘｄとしている。また、座部１２の現在速度をｄｘ、座部１２の現在加速度をｄｄｘとしている。また、座部１２の目標速度をｄｘｄ、座部１２の目標加速度をｄｄｘｄとしている。現在速度ｄｘは、現在変位ｘを数値微分することにより算出される。また、現在加速度ｄｄｘは、現在速度ｄｘを数値微分することにより算出される。同様に、目標速度ｄｘｄは、目標変位ｘｄを数値微分することにより算出される。また、目標加速度ｄｄｘｄは、目標速度ｄｘｄを数値微分することにより算出される。本実施形態において、慣性特性Ｍｄ、粘性特性Ｄｄ、弾性特性Ｋｄ、目標変位ｘｄ、目標速度ｄｘｄ、目標加速度ｄｄｘｄは、予めＲＯＭに記憶されている。以下では、現在変位ｘ、現在速度ｄｘ、現在加速度ｄｄｘのうち少なくとも１つを運動情報と示す場合がある。また、目標変位ｘｄ、目標速度ｄｘｄ、目標加速度ｄｄｘｄのうち少なくとも１つを目標軌道と示す場合がある。また、慣性特性Ｍｄ、粘性特性Ｄｄ、弾性特性Ｋｄをまとめて柔軟性パラメータ（特性）と示す場合がある。
【００３５】
この数式１により、図４に示すように、変位センサ１８により検出した現在変位ｘ（及び現在変位ｘから算出された現在速度ｄｘ、現在加速度ｄｄｘ）を含む運動情報に基づき、モータ１３が出力する力ｆを算出することができる（ステップＳ１）。駆動部１４のＣＰＵ１５は、算出した力ｆに基づき、モータ１３を制御する。具体的には、座部１２に力ｆが加えられるように、モータ１３を駆動させる。このとき、圧力センサ１７から入力した圧力をフィードバックして制御しても良い。すなわち、ＣＰＵ１５は、図４のステップＳ２に示すように、算出した力ｆと比較して、圧力センサ１７から入力した圧力値ｆ１が小さい場合には、モータ１３の駆動力を大きくさせるように制御する。逆に、ＣＰＵ１５は、算出した力ｆと比較して、圧力センサから入力した圧力値ｆ１が大きい場合には、モータ１３の駆動力を小さくさせるように制御する。
【００３６】
次に、訓練機器１０の作用について説明する。
使用者が座部１２に座った状態で、座部１２が移動すると、駆動部１４は、変位センサ１８から入力した現在変位ｘに基づき、現在速度ｄｘ、現在加速度ｄｄｘを算出する。そして、駆動部１４のＣＰＵ１５は、算出した運動情報に基づき、数式１から力ｆを算出する。そして、ＣＰＵ１５は、算出した力ｆに基づき、モータ１３を制御する。これにより、座部１２の変位に応じて座部１２に補助力（アシスト力）が加えられる。例えば、座部１２の現在変位ｘが大きかった場合、力ｆを大きくして補助力を大きくすることができる。これにより、図３（ａ），図３（ｂ）に示すように使用者がスクワットを行う際、座部１２が下方向に大きく動く（移動する）場合には、柔軟性パラメータ（慣性特性Ｍｄなど）と目標軌道（目標変位ｘｄなど）が変更され、間接的に補助力を大きくすることができる。従って、使用者の重心を支え、いきなり大きく沈み込むことを防ぐことができ、使用者の負担を少なくすることができる。一方、使用者がスクワットを行う際、座部１２が下方向に少しずつ動く場合には、柔軟性パラメータと目標軌道が変更され、間接的に補助力を小さくすることができる。これにより、重心を支えることができる使用者に対して、間接的に補助力を小さくして使用者の負担を大きくすることができる。なお、急に重心を支えられなくなったとしても、現在変位ｘ（変位量）に応じて補助力が変化するため、疲労して重心を上手く支えられなくなったとしても、安全である。
【００３７】
また、立ち上がる際、座部１２が上方向に少ししか動かない場合には、柔軟性パラメータと目標軌道が変更され、間接的に補助力を大きくすることができる。これにより、使用者が立ち上がる動作を補助することができ、立ち上がる際の負担を少なくすることができる。その一方で、立ち上がる際、座部１２が上方向に大きく動く場合には、柔軟性パラメータと目標軌道が変更され、間接的に補助力を小さくすることができる。これにより、使用者が立ち上がる動作を補助しつつ、自力で立ち上がれる場合には、補助力を少なくして訓練負荷を大きくすることができる。なお、急に重心を支えられなくなったとしても、現在変位ｘに応じて補助力が変化するため、疲労して支えられなくなったとしても、安全である。
【００３８】
以上詳述したように、本実施形態は、以下の効果を有する。
（１）座部１２の現在変位ｘ、現在速度ｄｘ、現在加速度ｄｄｘに応じて補助力が変更されるため、使用者による座部１２の動かし方に応じて多彩な補助を行うことができる。すなわち、使用者の運動量や重心を支える力に応じて補助力を変更することができる。また、急激に現在変位ｘが変化した場合には、補助力が変化して重心を支えるなど、対応することができる。また、数式１に従って、補助力が算出されるため、座部１２の移動において、仮想的に慣性特性Ｍｄ、粘性特性Ｄｄ、弾性特性Ｋｄを付与することができる。これにより、座部１２を様々な動かし方を行うことができる。例えば、慣性特性Ｍｄ、粘性特性Ｄｄ、弾性特性Ｋｄを調整することにより、図３（ｃ）に示すように、空気の入ったゴム製のボールの上に座っているかのように感じさせることも可能である。そして、慣性特性Ｍｄ、粘性特性Ｄｄ、弾性特性Ｋｄを変更することにより、空気量が変化したかのように感じさせることも可能である。
【００３９】
（第２実施形態）
以下、本発明を訓練機器に具体化した第２実施形態を説明する。尚、以下に説明する実施形態では、既に説明した第１実施形態と同一構成について同一符号を付すなどして、その重複する説明を省略又は簡略する。
【００４０】
本実施形態の駆動部１４は、圧力センサ１７が検出した圧力（力ｆ）に基づき、図５に示すように、数式１により運動情報（現在変位ｘ、現在速度ｄｘ、現在加速度ｄｄｘ）を算出している。運動情報は、第１実施形態と同様に、数式１に基づき算出される（ステップＳ２１）。ＣＰＵ１５は、数式１により、現在変位ｘ、現在速度ｄｘ、現在加速度ｄｄｘを算出する。そして、駆動部１４のＣＰＵ１５は、算出した運動情報に基づき、モータ１３を制御する。具体的には、ステップＳ２２に示すように、座部１２の現在の変位ｘ１が算出した現在変位ｘとなり、且つ、座部１２の現在の速度ｄｘ１が算出した現在速度ｄｘとなり、且つ、座部１２の現在の加速度ｄｄｘ１が算出した現在加速度ｄｄｘとなるように、モータ１３を制御して座部１２を駆動させる。
【００４１】
次に、訓練機器１０の作用について説明する。
使用者は、座部１２に座った状態で、座部１２に力を加えると、駆動部１４は、圧力センサ１７から入力した力ｆに基づき、数式１から現在変位ｘ、現在速度ｄｘ、現在加速度ｄｄｘを算出し、算出した運動情報に基づき、モータ１３を制御する。これにより、座部１２に力ｆに応じて座部１２に補助力（アシスト力）が加えられる。具体的には、体重の重い人（圧力が多い人）と、軽い人（圧力が少ない人）とでは、異なる補助力を間接的に受けることとなる。例えば、スクワット運動を行う際には、体重の重い人（圧力が多い人）の方が、軽い人（圧力が少ない人）よりも、多くの補助力を間接的に受けることが可能となる。なお、パラメータの設定により、逆にすることもできる。また、疲労が多くなった場合（圧力が多くなった場合）、疲労が少ない場合（圧力が少ない場合）と比較して、多くの補助力を間接的に受けることができる。
【００４２】
以上詳述したように、本実施形態は、以下の効果を有する。
（２）座部１２に加えられる圧力に応じて間接的に補助力が変更されるため、使用者がどのような負荷を座部１２に掛けているかにより多彩な補助を行うことができる。すなわち、使用者の運動量や重心を支える力に応じて間接的に補助力を変更することができる。また、急激に力ｆが変化した場合には、補助力が間接的に変化して重心を支えるなど、対応することができる。また、数式１に従って、補助力が算出されるため、座部１２の移動において、仮想的に慣性特性Ｍｄ、粘性特性Ｄｄ、弾性特性Ｋｄを付与することができる。これにより、座部１２を様々な動かし方を行うことができる。
【００４３】
（第３実施形態）
以下、本発明を訓練機器に具体化した第３実施形態を説明する。尚、以下に説明する実施形態では、既に説明した第１実施形態と同一構成について同一符号を付すなどして、その重複する説明を省略又は簡略する。
【００４４】
第３実施形態では、柔軟性パラメータが設定可能に構成されている。本実施形態では、訓練機器１０には、使用者が操作できる操作手段としての操作部が設けられており、使用者の操作に応じてＣＰＵ１５は柔軟性パラメータを設定するようになっている。従って、本実施形態では、ＣＰＵ１５が柔軟性設定手段となる。
【００４５】
なお、柔軟性パラメータを変更する際、慣性特性Ｍｄ、粘性特性Ｄｄ、弾性特性Ｋｄにそれぞれ値を設定することにより変更しても良いが、慣性特性Ｍｄ、粘性特性Ｄｄ、弾性特性Ｋｄにより固有振動数ωｎ、減衰係数ζを定義して、この２つの数を設定するようにしてもよい。この固有振動数ωｎは数式２により算出され、減衰係数ζは、数式３により算出される。
【００４６】
【数２】
2013135828.tif 000004
【００４７】
【数３】
2013135828.tif 000005
柔軟性パラメータを変更することにより、同じ人が同じように使用したとしても座部１２の動き方を異ならせることができるようになっている。例えば、弾性特性Ｋｄを大きくした場合には、弾性特性Ｋｄが小さい場合よりも早く駆動する、すなわち、変位が早く変化するようになる。これにより、使用者は、恰も脚部１１に弾性力の強いバネから弾性力の弱いバネに変化したように感じさせることができる。
【００４８】
以上詳述したように、本実施形態は、以下の効果を有する。
（３）柔軟性パラメータを変更することにより、同じ人が同じように使用したとしても座部１２の動き方を異ならせることができる。例えば、弾性特性Ｋｄを大きくした場合には、弾性特性Ｋｄが小さい場合よりも駆動しにくくなる、すなわち、変位が変化しにくくなる。これにより、使用者は、恰も脚部１１に弾性力の弱いバネから弾性力の強いバネに変化したように感じさせることができる。同様に、例えば、慣性特性Ｍｄを大きくした場合には、慣性特性Ｍｄを小さい場合より、加速度が変化しにくくなる。また、例えば、粘性特性Ｄｄを大きくした場合には、粘性特性Ｄｄを小さい場合より、速度が変化しにくくなる。これにより、同じ使用者が、同じように使用したとしても、補助力（或いは負荷）が大きくなるタイミングや、大きくなる速さなどが変更され、様々な状況に応じた補助力を与えることができる。
【００４９】
（４）固有振動数ωｎ、減衰係数ζなどでも柔軟性パラメータを変更できるため、使用者の使用目的にあった使用方法となるように柔軟性パラメータを変更することができる。
（第４実施形態）
以下、本発明を訓練機器に具体化した第４実施形態を説明する。尚、以下に説明する実施形態では、既に説明した第１実施形態と同一構成について同一符号を付すなどして、その重複する説明を省略又は簡略する。
【００５０】
第４実施形態では、目標変位ｘｄ、目標速度ｄｘｄ、目標加速度ｄｄｘｄが設定可能に構成されている。本実施形態では、訓練機器１０には、使用者が操作できる操作部が設けられており、使用者の操作に応じて、ＣＰＵ１５が目標変位ｘｄ、目標速度ｄｘｄ、目標加速度ｄｄｘｄを設定するようになっている。本実施形態では、ＣＰＵ１５が、軌道設定手段となる。
【００５１】
目標変位ｘｄ、目標速度ｄｘｄ、目標加速度ｄｄｘｄを変更することにより、座部１２の動き方を指定することができるようになっている。例えば、静止させる場合には、運動させないように、目標速度ｄｘｄ、目標加速度ｄｄｘｄにそれぞれ「０」を設定すると共に、目標変位ｘｄに弾性成分の自然長の位置（静止させたい位置）を設定すればよい。また、目標速度ｄｘｄを設定することにより、座部１２の移動方向や移動速度を設定できる。
【００５２】
以上詳述したように、本実施形態は、以下の効果を有する。
（５）目標変位ｘｄ、目標速度ｄｘｄ、目標加速度ｄｄｘｄを変更することにより、同じ人が同じように使用したとしても座部１２の動き方を異ならせることができるようになっている。従って、同じ使用者が、同じように使用したとしても、補助力（或いは負荷）が大きくなるタイミングや、大きくなる速さなどが変更され、様々な状況に応じた補助力を与えることができる。
【００５３】
（第５実施形態）
以下、本発明を訓練機器に具体化した第５実施形態を説明する。尚、以下に説明する実施形態では、既に説明した第１実施形態と同一構成について同一符号を付すなどして、その重複する説明を省略又は簡略する。
【００５４】
第５実施形態では、慣性特性Ｍｄ、粘性特性Ｄｄ、弾性特性Ｋｄ、目標変位ｘｄ、目標速度ｄｘｄ、目標加速度ｄｄｘｄが変更されるように構成されている。なお、以下では、慣性特性Ｍｄ、粘性特性Ｄｄ、弾性特性Ｋｄ、目標変位ｘｄ、目標速度ｄｘｄ、目標加速度ｄｄｘｄを単に各種パラメータと示す。本実施形態では、ＣＰＵ１５は、使用開始からの経過時間に応じて、各種パラメータをそれぞれ設定（又は変更）するようになっている。なお、ＲＯＭ１６には、使用開始からの経過時間に応じて、各種パラメータの変更態様がそれぞれ予め記憶されている。このため、ＣＰＵ１５が、軌道設定手段及び柔軟性設定手段となる。
【００５５】
各種パラメータが経過時間に応じてその値が変更される際における訓練機器１０の作用について説明する。
図６に示すように、使用開始から所定の第１時間（例えば５分）が経過するまで、ＣＰＵ１５は、固有振動数ωｎを小さくする。そして、所定の第１時間経過後、予め決められた第２時間（例えば、１０分）が経過するまで、ＣＰＵ１５は、固有振動数ωｎを大きくする。その後、第２時間経過後、第３時間（例えば、１５分）が経過するまで、ＣＰＵ１５は、固有振動数ωｎを再び小さくする。なお、固有振動数ωｎは、第３実施形態で使用した数式２により算出される。すなわち、固有振動数ωｎを大きくするには、慣性特性Ｍｄを小さくし、弾性特性Ｋｄを大きくすればよい（或いは何れか一方を行う）。固有振動数ωｎを小さくするには、慣性特性Ｍｄを大きくし、弾性特性Ｋｄを小さくすればよい（或いは何れか一方を行う）。
【００５６】
以上詳述したように、本実施形態は、以下の効果を有する。
（６）各種パラメータが経過時間に応じてその値が変更されることにより、経過時間（使用時間）に応じて人体への負荷を変化させることができる。例えば、使用開始始めは、使用者の運動を補助する力を大きくして負荷を少なくし、所定時間経過後、補助力を少なくして負荷を多くする。そして、更に所定時間経過後には間接的に補助力を大きくして使用者への負荷を小さくする。これにより、急激に運動して筋肉を痛めることなく、クールダウンまで行うことができる。また、数式１に従って、補助力が算出されるため、座部１２の移動において、時間と共に、慣性特性Ｍｄ、粘性特性Ｄｄ、弾性特性Ｋｄが変化するように感じさせることができる。
【００５７】
（第６実施形態）
以下、本発明を訓練機器に具体化した第６実施形態を説明する。尚、以下に説明する実施形態では、既に説明した第１実施形態と同一構成について同一符号を付すなどして、その重複する説明を省略又は簡略する。
【００５８】
第６実施形態では、各種パラメータが変更されるように構成されている。本実施形態では、ＣＰＵ１５は、使用者から加えられる力の方向に応じて、各種パラメータをそれぞれ設定（又は変更）するようになっている。なお、ＲＯＭ１６には、使用者から加えられる力の方向に応じて、各種パラメータの変更態様がそれぞれ予め記憶されている。このため、ＣＰＵ１５が、軌道設定手段及び柔軟性設定手段となる。
【００５９】
各種パラメータが加えられる力の方向に応じてその値が変更される際における訓練機器１０の作用について説明する。予め決められた下方向に力が加えられた際、ＣＰＵ１５は、減衰係数ζを大きくする。これにより、負荷が大きくなり、下方向に移動しにくくなる。一方、予め決められた上方向に力が加えられた際、ＣＰＵ１５は、減衰係数ζを小さくする。これにより、負荷が小さくなり、上方向に移動しやすくなる。なお、減衰係数ζは、第３実施形態で使用した数式３により算出される。
【００６０】
以上詳述したように、本実施形態は、以下の効果を有する。
（７）各種パラメータが加えられる力の方向に応じてその値が変更されることにより、加える力の方向に応じて人体への負荷を変化させることができる。また、数式１に従って、補助力が算出されるため、座部１２の移動において、力の方向に応じて、慣性特性Ｍｄ、粘性特性Ｄｄ、弾性特性Ｋｄなどが変化するように感じさせることができる。
【００６１】
（第７実施形態）
以下、本発明を訓練機器に具体化した第７実施形態を説明する。尚、以下に説明する実施形態では、既に説明した第１実施形態と同一構成について同一符号を付すなどして、その重複する説明を省略又は簡略する。
【００６２】
第７実施形態では、各種パラメータが変更されるように構成されている。本実施形態では、ＣＰＵ１５は、使用者から加えられる力の大きさに応じて、各種パラメータをそれぞれ設定（又は変更）するようになっている。なお、ＲＯＭ１６には、使用者から加えられる力の大きさに応じて、各種パラメータの変更態様がそれぞれ予め記憶されている。このため、ＣＰＵ１５が、軌道設定手段及び柔軟性設定手段となる。
【００６３】
各種パラメータが加えられる力の大きさに応じてその値が変更される際における訓練機器１０の作用について説明する。予め決められた大きさ以上の力が加えられた際、ＣＰＵ１５は、減衰係数ζを大きくする。これにより、予め決められた大きさ以上の力が加わると、座部１２が移動しにくくなる。一方、予め決められた大きさよりも小さい力が加えられた際、ＣＰＵ１５は、減衰係数ζを小さくする。これにより、予め決められた大きさよりも小さい力が加えられている場合、座部１２が移動しやすくなる。
【００６４】
以上詳述したように、本実施形態は、以下の効果を有する。
（８）各種パラメータが加えられる力の大きさに応じてその値が変更されることにより、加える力の大きさに応じて人体への負荷を変化させることができる。また、数式１に従って、補助力が算出されるため、座部１２の移動において、力の大きさに従って、慣性特性Ｍｄ、粘性特性Ｄｄ、弾性特性Ｋｄなどが変化するように感じさせることができる。
【００６５】
（第８実施形態）
以下、本発明を訓練機器に具体化した第８実施形態を説明する。尚、以下に説明する実施形態では、既に説明した第１実施形態と同一構成について同一符号を付すなどして、その重複する説明を省略又は簡略する。
【００６６】
第８実施形態では、各種パラメータが変更されるように構成されている。本実施形態では、ＣＰＵ１５は、座部１２の変位に応じて、各種パラメータをそれぞれ設定（又は変更）するようになっている。なお、ＲＯＭ１６には、座部１２の変位に応じて、各種パラメータの変更態様がそれぞれ予め記憶されている。このため、ＣＰＵ１５が、軌道設定手段及び柔軟性設定手段となる。
【００６７】
座部の変位（現在変位ｘ）に応じてその値が変更される際における訓練機器１０の作用について説明する。なお、座部１２が上部に位置する場合には、下部に位置する場合よりも変位が大きくなるものとする。また、本実施形態では、座部１２が位置Ａ１と位置Ａ２と位置Ａ３（Ａ１＞Ａ２＞Ａ３）に位置するときに値が設定されるものとする。
【００６８】
座部１２が予め決められた位置Ａ１に存在する場合、ＣＰＵ１５は、目標変位ｘｄを小さくする。これにより、座部１２が下方向へ動くようになり、使用者へ加えられる補助力が小さくなる。次に、座部１２が予め決められた位置Ａ２に存在する場合、ＣＰＵ１５は、減衰係数ζを大きくする。これにより、使用者へ加えられる補助力が大きくなる。そして、座部１２が予め決められた位置Ａ３に存在する場合、ＣＰＵ１５は、目標変位ｘｄを大きくする。これにより、座部１２が上方向へ動くようになり、使用者へ加えられる補助力が小さくなる。
【００６９】
以上詳述したように、本実施形態は、以下の効果を有する。
（９）各種パラメータが座部１２の位置に応じてその値が変更されることにより、座部１２の位置に応じて人体への負荷、座部１２の移動方向、移動速度などを変化させることができる。また、数式１に従って、補助力が算出されるため、座部１２の位置により、慣性特性Ｍｄ、粘性特性Ｄｄ、弾性特性Ｋｄが変化するように感じさせることができる。
【００７０】
（第９実施形態）
以下、本発明を訓練機器に具体化した第９実施形態を説明する。尚、以下に説明する実施形態では、既に説明した第１実施形態と同一構成について同一符号を付すなどして、その重複する説明を省略又は簡略する。
【００７１】
図９に示すように、椅子型の訓練機器１０には、使用者の腕部（使用者の身体の一部）が載置可能に構成されている補助支持部としての手摺部２１が設けられている。手摺部２１には、上下方向に設けられた支柱２２を介して訓練機器１０の（より詳しくは脚部１１の）底部１１ａに固定されている。なお、手摺部２１は、一対設けられており、使用者が座ったときに使用者の側面に位置するように配置される。
【００７２】
支柱２２は、手摺部２１の上下動を許容するようにその上下方向の長さが伸縮自在に構成されている。また、支柱２２には、図示しないバネなどの弾性部材が内蔵されており、弾性部材により弾性力が上方向に加えられている。これにより、手摺部２１に負荷が加わり、下方向に移動したとしても、手摺部２１に加えられる負荷がなくなれば、元の位置に戻るように移動する。
【００７３】
図１０に示すように、駆動部１４には、手摺部２１に加わる圧力を計測する補助用力情報検出手段としての手摺用圧力センサ２３が設けられている。そして、手摺用圧力センサ２３は、駆動部１４のＣＰＵ１５に検出した手摺部２１への力（負荷）を入力するようになっている。また、駆動部１４には、手摺部２１の変位を測定する補助用運動情報検出手段としての手摺用変位センサ２４が設けられている。手摺用変位センサ２４は、駆動部１４のＣＰＵ１５に検出した手摺部２１の現在変位を入力するようになっている。なお、手摺用圧力センサ２３及び手摺用変位センサ２４は、それぞれ支柱２２や手摺部２１に設けても良い。また、手摺用圧力センサ２３及び手摺用変位センサ２４は、人体の動作の一部の運動又は力を検出する動作検出手段となる。
【００７４】
そして、ＣＰＵ１５は、手摺用圧力センサ２３から入力した力（負荷）に応じて数式１における柔軟性パラメータを変更する。すなわち、手摺部２１に加えられる力に応じて座部１２の慣性特性Ｍｄ、粘性特性Ｄｄ、弾性特性Ｋｄが変化するようになっている。具体的には、ＣＰＵ１５は、図１１（ａ）に示すように、手摺用圧力センサ２３から入力した力ｆｔに応じて弾性特性Ｋｄを変更するように設定する。
【００７５】
すなわち、図１１（ｂ）のように時間ｔに応じて、手摺部２１に加えられる力ｆｔが変化する場合、座部１２の弾性特性Ｋｄは、図１１（ｃ）に示すように力ｆｔと同様に、時間ｔに応じて変更（設定）される。
【００７６】
そして、駆動部１４のＣＰＵ１５は、このように、手摺用圧力センサ２３により検出した力ｆｔに基づき設定する柔軟性パラメータを有する数式１に基づき、モータ１３が出力する力ｆを算出する。駆動部１４のＣＰＵ１５は、算出した力ｆに基づき、モータ１３を制御する。
【００７７】
以上詳述したように、本実施形態は、以下の効果を有する。
（１０）手摺部２１に加えられる力により、仮想的に座部１２の慣性特性Ｍｄ、粘性特性Ｄｄ、弾性特性Ｋｄを変更することができる。これにより、座部１２に加えられる力（負荷）を計測する場合と比較して、細かく柔軟性パラメータを変化させることができる。なぜなら、座部１２に加えられる力は、使用者の体重の殆どであり、脚の力を使用して細かなコントロールをしにくいからである。それに比べて手摺部２１に加えられる力は、腕の力や手先にてコントロールすることができる。さらに、使用者の体重は座部１２により支えられているので、腕に体重の殆どが加えられることなく、コントロールしやすくなっている。
【００７８】
（第１０実施形態）
以下、本発明を訓練機器に具体化した第１０実施形態を説明する。尚、以下に説明する実施形態では、既に説明した第９実施形態と同一構成について同一符号を付すなどして、その重複する説明を省略又は簡略する。
【００７９】
本実施形態において、駆動部１４のＣＰＵ１５は、手摺用変位センサ２４から入力した手摺部２１の現在変位ｘｔに基づき、手摺部２１の現在速度ｄｘｔ、手摺部２１の現在加速度ｄｄｘｔを算出する。そして、駆動部１４のＣＰＵ１５は、手摺部２１の現在変位ｘｔ、現在速度ｄｘｔ、現在加速度ｄｄｘｔのうち少なくともいずれか１つの運動情報に基づき、座部１２の柔軟性パラメータ（慣性特性Ｍｄ、粘性特性Ｄｄ、弾性特性Ｋｄ）を設定（変更）するようになっている。具体的に例を挙げて説明する。
【００８０】
図１２（ａ）に示すように手摺部２１の現在加速度ｄｄｘｔが変化した場合、手摺部２１の現在加速度ｄｄｘｔの大きさに応じて座部１２の粘性特性Ｄｄを設定する。これにより、手摺部２１の現在加速度ｄｄｘｔが大きくなったときには、座部１２の粘性特性Ｄｄが大きくなる。すなわち、座部１２が動きにくくなる。一方、手摺部２１の現在加速度ｄｄｘが小さくなったときには、座部１２の粘性特性Ｄｄが小さくなる。すなわち、座部１２が動きやすくなる。
【００８１】
なお、手摺部２１の現在加速度ｄｄｘｔと、座部１２の粘性特性Ｄｄの関係は、図１２（ａ）のように線形である必要はなく、図１２（ｂ）のように、２次関数や不連続な関数であっても良い。
【００８２】
そして、駆動部１４のＣＰＵ１５は、このように変化する柔軟性パラメータを有する数式１にて、変位センサ１８により検出した座部１２の現在変位ｘ（及び現在変位ｘから算出された現在速度ｄｘ、現在加速度ｄｄｘ）を含む運動情報に基づき、モータ１３が出力する力ｆを算出する。駆動部１４のＣＰＵ１５は、算出した力ｆに基づき、モータ１３を制御する。
【００８３】
以上詳述したように、本実施形態は、以下の効果を有する。
（１１）手摺部２１の現在変位ｘｔ、現在速度ｄｘｔ、現在加速度ｄｄｘｔのうち少なくとも１つを含む運動情報に応じて、座部１２の柔軟性パラメータのうち少なくとも１つを設定する。これにより、座部１２に加えられる力（負荷）を計測する場合と比較して、細かく柔軟性パラメータを設定することができる。なぜなら、座部１２に加えられる力は、使用者の体重の殆どであり、脚の力を使用して細かなコントロールをしにくいからである。それに比べて手摺部２１は、腕の力や手先にて手摺部２１の現在変位ｘｔ、現在速度ｄｘｔ、現在加速度ｄｄｘｔを容易にコントロールすることができる。さらに、使用者の体重は座部１２により支えられているので、腕に体重の殆どが加えられることなく、コントロールしやすくなっている。
【００８４】
（第１１実施形態）
以下、本発明を訓練機器に具体化した第１１実施形態を説明する。尚、以下に説明する実施形態では、既に説明した第９実施形態と同一構成について同一符号を付すなどして、その重複する説明を省略又は簡略する。
【００８５】
本実施形態の駆動部１４のＣＰＵ１５は、手摺用圧力センサ２３が検出した力ｆｔと、手摺用変位センサ２４が検出した変位（手摺部２１の現在変位ｘｔ）に基づき、座部１２の柔軟性パラメータ（慣性特性Ｍｄ、粘性特性Ｄｄ、弾性特性Ｋｄ）を設定するようになっている。なお、手摺用変位センサ２４が検出した変位（手摺部２１の現在変位ｘｔ）に基づき、手摺部２１の現在速度ｄｘｔ、手摺部２１の現在加速度ｄｄｘｔを算出する。そして、駆動部１４のＣＰＵ１５は、手摺用圧力センサ２３が検出した力ｆｔと、手摺部２１の現在変位ｘｔ、現在速度ｄｘｔ、現在加速度ｄｄｘｔのうち少なくともいずれか１つの運動情報に基づき、座部１２の柔軟性パラメータ（慣性特性Ｍｄ、粘性特性Ｄｄ、弾性特性Ｋｄ）を変化させるようにしてもよい。
【００８６】
以下、具体的に例を挙げて説明する。
使用者が手摺部２１に掴まり、力が加わると、駆動部１４は、手摺用圧力センサ２３から手摺部２１に加えられる力ｆｔを入力する。また、手摺部２１が移動すると、駆動部１４は、手摺用変位センサ２４から手摺部２１の現在変位ｘｔを入力する。
【００８７】
そして、駆動部１４のＣＰＵ１５は、手摺用圧力センサ２３から入力した力ｆｔが閾値ｆｔａを超えるか否かを判定する。そして、駆動部１４のＣＰＵ１５は、手摺部２１に加えられる力ｆｔが閾値ｆｔａを超えた場合、手摺部２１の現在変位ｘｔ（運動情報）に基づき、数式１に使用される柔軟性パラメータを変化させる。
【００８８】
ここで、図１３（ａ）に示すように手摺部２１に力ｆｔが加えられた場合について説明する。この場合、手摺部２１に加えられた力ｆｔが、閾値ｆｔａを超える時間ｔ１まで、ＣＰＵ１５は、図１３（ｂ）に示すように、手摺部２１の運動情報（本実施形態では手摺部２１の現在変位ｘｔ）によらず、粘性特性Ｄｄを一定とする。
【００８９】
そして、手摺部２１に加えられた力ｆｔが、閾値ｆｔａを超えた時間ｔ１以降において、ＣＰＵ１５は、図１３（ｃ）に示すように、手摺部２１の運動情報（本実施形態では現在変位ｘｔ）に応じて、座部１２の粘性特性Ｄｄを変化させる。これにより、ある一定の力ｆｔが手摺部２１に加えられるまでは、手摺部２１の現在変位ｘｔによらず、座部１２の粘性特性Ｄｄが一定となる。そして、ある一定の力ｆｔが手摺部２１に加えられている間においては、手摺部２１の現在変位ｘｔが大きくなったときには、座部１２の粘性特性Ｄｄが大きくなる。すなわち、座部１２が動きにくくなる。
【００９０】
なお、手摺部２１の現在変位ｘｔと、座部１２の粘性特性Ｄｄの関係は、図１３（ｃ）のように線形である必要はなく、２次関数や不連続な関数であっても良い。
そして、駆動部１４のＣＰＵ１５は、このように変化する柔軟性パラメータを有する数式１に基づき、変位センサ１８により検出した座部１２の現在変位ｘ（及び現在変位ｘから算出された現在速度ｄｘ、現在加速度ｄｄｘ）を含む運動情報に基づき、モータ１３が出力する力ｆを算出する。駆動部１４のＣＰＵ１５は、算出した力ｆに基づき、モータ１３を制御する。
【００９１】
以上詳述したように、本実施形態は、以下の効果を有する。
（１２）手摺部２１に加えられる力ｆｔと、手摺部２１の現在変位ｘｔに基づき、座部１２に加える補助力（力ｆ）を算出するための柔軟性パラメータを変化させる。このため、加えられた力ｆｔが閾値ｆｔａを超えている間において、手摺部２１の運動情報（本実施形態では、現在変位ｘｔ）に応じて柔軟性パラメータ（本実施形態では、粘性特性Ｄｄ）を変化させることができる。これにより、手摺部２１の運動情報のみに応じて柔軟性パラメータを変化させるときと比較して、座部１２の細かなコントロールを行うことができる。
【００９２】
（１３）ある一定の力ｆｔが手摺部２１に加えられるまでは、手摺部２１の現在変位ｘｔによらず、座部１２の粘性特性Ｄｄが一定となる。これにより、使用者が手摺部２１に腕をおき、少し力が加わっただけでは座部１２の柔軟性パラメータを変更させないようにすることができる。また、使用者が手摺部２１に腕をおき、少し力が加わっただけでは座部１２を移動させないようにすることもできる。このため、安全に使用することができる。
【００９３】
（第１２実施形態）
以下、本発明を訓練機器に具体化した第１２実施形態を説明する。尚、以下に説明する実施形態では、既に説明した第９実施形態と同一構成について同一符号を付すなどして、その重複する説明を省略又は簡略する。
【００９４】
本実施形態の駆動部１４のＣＰＵ１５は、手摺用圧力センサ２３が検出した力ｆｔに基づき、座部１２の目標変位ｘｄを設定するようになっている。
以下、具体的に例を挙げて説明する。
【００９５】
使用者が手摺部２１に掴まり、手摺部２１に力ｆｔが加えられると、駆動部１４のＣＰＵ１５は、手摺用圧力センサ２３から加えられた力ｆｔを入力する。そして、駆動部１４のＣＰＵ１５は、手摺用圧力センサ２３から入力した力ｆｔが閾値ｆｔｂを超えるか否かを判定する。駆動部１４のＣＰＵ１５は、手摺用圧力センサ２３が検出した力ｆｔが閾値ｆｔｂを超えた場合、座部１２の目標変位ｘｄを設定する。
【００９６】
すなわち、図１４（ａ）に示すように手摺部２１に力ｆｔが加えられたとする。この場合、手摺部２１に加えられた力ｆｔが、閾値ｆｔｂを超える時間ｔ２まで、ＣＰＵ１５は、図１４（ｂ）に示すように、手摺部２１に加えられる力ｆｔによらず、目標変位ｘｄを一定とする（本実施形態では、目標変位ｘｄを初期位置ｘｄ１に設定する）。
【００９７】
そして、手摺部２１に加えられた力ｆｔが、閾値ｆｔｂを超えた時間ｔ２において、ＣＰＵ１５は、図１４（ｂ）に示すように、目標変位ｘｄを初期位置ｘｄ１から立上がり位置ｘｄ２に設定する。つまり、ＣＰＵ１５は、目標変位ｘｄを「ｘｄ１」から「ｘｄ２」に設定して数式１に基づき、モータ１３が出力する力ｆを算出する。そして、駆動部１４のＣＰＵ１５は、算出した力ｆに基づき、モータ１３を制御する。
【００９８】
これにより、ある一定の力が手摺部２１に加えられるまでは、手摺部２１に加えられる力によらず、座部１２の目標変位ｘｄは、ｘｄ１となっている。そして、ある一定の力が手摺部２１に加えられたとき、目標変位ｘｄがｘｄ２となり、座部１２に補助力が加えられる。
【００９９】
図１５に基づき、具体的に説明する。
図１５（ａ）、図１５（ｂ）に示すように、手摺部２１に使用者により力が加えられ、所定の閾値に達すると、図１５（ｃ）に示すように、座部１２の位置がｘｄ１からｘｄ２に変位するように座部１２に補助力が加えられる。これにより、図１５（ｃ），（ｄ）に示すように、使用者の立ち上がりを補助することができる。
【０１００】
以上詳述したように、本実施形態は、以下の効果を有する。
（１４）手摺部２１に加えられる力ｆｔに基づき、座部１２の目標変位ｘｄを設定するように、座部１２に補助力が加えられる。このため、座部１２に加えられる力ｆｔに基づき、目標変位ｘｄを設定する場合と比較して、座部１２の目標変位ｘｄを容易に設定することができる。
【０１０１】
（第１３実施形態）
以下、本発明を訓練機器に具体化した第１３実施形態を説明する。尚、以下に説明する実施形態では、既に説明した第９実施形態と同一構成について同一符号を付すなどして、その重複する説明を省略又は簡略する。
【０１０２】
本実施形態において、駆動部１４のＣＰＵ１５は、手摺用変位センサ２４から入力した手摺部２１の現在変位ｘｔに基づき、座部１２の目標変位ｘｄを設定するようになっている。なお、手摺部２１の現在変位ｘｔ、現在速度ｄｘｔ、現在加速度ｄｄｘｔのうち少なくともいずれか１つの運動情報に基づき、座部１２の目標変位ｘｄを設定してもよい。この場合、駆動部１４のＣＰＵ１５は、手摺用変位センサ２４から入力した手摺部２１の現在変位ｘｔに基づき、手摺部２１の現在速度ｄｘｔ、手摺部２１の現在加速度ｄｄｘｔを算出する必要がある。
【０１０３】
そして、本実施形態のＣＰＵ１５は、手摺部２１の現在変位ｘｔが予め決められた閾値に達していない場合、手摺部２１の現在変位ｘｔに応じて、座部１２の目標変位ｘｄを設定する。一方、手摺部２１の現在変位ｘｔが予め決められた閾値に達した場合、ＣＰＵ１５は、手摺部２１の現在変位ｘｔに係わらず、座部１２の目標変位ｘｄを予め決められた立上がり位置ｘｄ２に設定する。
【０１０４】
図１６（ａ）に示すような手摺部２１の現在変位ｘｔの変化に基づく目標変位ｘｄの変化について説明する。
この場合、手摺部２１の現在変位ｘｔが、閾値ｆａ１を超えない場合、ＣＰＵ１５は、図１６（ａ）及び図１６（ｂ）に示すように、手摺部２１の現在変位ｘｔの量に応じて、座部１２の目標変位ｘｄを設定する。
【０１０５】
そして、手摺部２１の現在変位ｘｔが、閾値ｆａ１を超えた場合、ＣＰＵ１５は、図１６（ｂ）に示すように、手摺部２１の現在変位ｘｔの位置に応じることなく、目標変位ｘｄを立上がり位置ｘｄ２に設定する。つまり、ＣＰＵ１５は、目標変位ｘｄを「ｘｄ２」とした数式１に基づき、モータ１３が出力する力ｆを算出する。そして、駆動部１４のＣＰＵ１５は、算出した力ｆに基づき、モータ１３を制御する。
【０１０６】
これにより、手摺部２１がある一定の範囲内に位置している場合には、手摺部２１の現在変位ｘｔに応じて座部１２の目標変位ｘｄが変化し、座部１２に補助力が加えられることとなる。そして、手摺部２１がある一定の範囲外に位置した場合には、座部１２の目標変位ｘｄが立上がり位置ｘｄ２となるように、座部１２に補助力が加えられることとなる。
【０１０７】
以上詳述したように、本実施形態は、以下の効果を有する。
（１５）手摺部２１がある一定の範囲内に位置している場合には、手摺部２１の現在変位ｘｔに応じて座部１２の目標変位ｘｄを設定し、座部１２に補助力が加えられることとなる。そして、手摺部２１がある一定の範囲外に位置した場合には、座部１２の目標変位ｘｄを立上がり位置ｘｄ２とするように、座部１２に補助力が加えられることとなる。このため、手摺部２１がある一定の範囲内に位置するように手摺部２１の移動を調整することにより、座部１２を手摺部２１の動きに応じた動きにすることができる。その一方で、手摺部２１がある一定の範囲外に位置するようにした場合には、立上がり位置ｘｄ２に座部１２を移動させて、使用者の立上がりの補助を行うことができる。このように、使用者による手先の操作で、座部１２の補助力を細かくコントロールすることができる。
【０１０８】
（第１４実施形態）
以下、本発明を訓練機器に具体化した第１４実施形態を説明する。尚、以下に説明する実施形態では、既に説明した第９実施形態と同一構成について同一符号を付すなどして、その重複する説明を省略又は簡略する。
【０１０９】
本実施形態において、駆動部１４のＣＰＵ１５は、手摺用変位センサ２４から入力した手摺部２１の現在変位ｘｔに基づき、座部１２の目標変位ｘｄを設定するようになっている。なお、手摺部２１の現在変位ｘｔ、現在速度ｄｘｔ、現在加速度ｄｄｘｔのうち少なくともいずれか１つの運動情報に基づき、座部１２の目標変位ｘｄを設定してもよい。この場合、駆動部１４のＣＰＵ１５は、手摺用変位センサ２４から入力した手摺部２１の現在変位ｘｔに基づき、手摺部２１の現在速度ｄｘｔ、手摺部２１の現在加速度ｄｄｘｔを算出する必要がある。
【０１１０】
そして、本実施形態のＣＰＵ１５は、手摺部２１の現在変位ｘｔが予め決められた閾値に達していない場合、座部１２の目標変位ｘｄとして、予め決められた第１の目標変位ｘｄ１と第２の目標変位ｘｄ３を所定時間ずつ交互に設定するようになっている。一方、手摺部２１の現在変位ｘｔが予め決められた閾値以上である場合、ＣＰＵ１５は、座部１２の目標変位ｘｄを予め決められた立上がり位置ｘｄ２に設定する。
【０１１１】
図１７（ａ）に示すような手摺部２１の現在変位ｘｔの変化に基づく座部１２の目標変位ｘｄについて説明する。
この場合、手摺部２１の現在変位ｘｔが、閾値ｆａ１を超えない場合、ＣＰＵ１５は、図１７（ｂ）に示すように、手摺部２１の現在変位ｘｔの量に係わらず、座部１２の目標変位ｘｄとして、予め決められた第１の目標変位ｘｄ１と第２の目標変位ｘｄ３を所定時間ずつ交互に設定する。つまり、ＣＰＵ１５は、目標変位ｘｄを「ｘｄ１」又は「ｘｄ３」として数式１に基づき、モータ１３が出力する力ｆを算出する。そして、駆動部１４のＣＰＵ１５は、算出した力ｆに基づき、モータ１３を制御する。これにより、座部１２が、第１の目標変位ｘｄ１と第２の目標変位ｘｄ３の間を往復移動することとなる。
【０１１２】
そして、手摺部２１の現在変位ｘｔが、閾値ｆａ１を超えた場合、ＣＰＵ１５は、図１７（ｂ）に示すように、手摺部２１の現在変位ｘｔに応じることなく、目標変位ｘｄを立上がり位置ｘｄ２に設定する。つまり、ＣＰＵ１５は、目標変位ｘｄを「ｘｄ２」とした数式１に基づき、モータ１３が出力する力ｆを算出する。そして、駆動部１４のＣＰＵ１５は、算出した力ｆに基づき、モータ１３を制御する。
【０１１３】
これにより、手摺部２１がある一定の範囲内に位置している場合には、座部１２が、第１の目標変位ｘｄ１と第２の目標変位ｘｄ３の間を往復移動するように、座部１２に補助力が加えられることとなる。そして、手摺部２１がある一定の範囲外に位置した場合には、座部１２の目標変位ｘｄが立上がり位置ｘｄ２となるように、座部１２に補助力が加えられることとなる。
【０１１４】
以上詳述したように、本実施形態は、以下の効果を有する。
（１６）このようにすることにより、手摺部２１がある一定の範囲内に位置している場合には、座部１２が、第１の目標変位ｘｄ１と第２の目標変位ｘｄ３の間を往復移動させることができる。この動きを利用して利用者は、スクワットに似た運動を行う際、座部１２から補助を受けることができる。そして、手摺部２１の現在変位ｘｔが閾値ｆａ１を超えると、使用者は、立上がり補助を受けることができる。このように、手摺部２１の位置により、座部１２の位置、及び運動を制御することができる。
【０１１５】
（第１５実施形態）
以下、本発明を訓練機器に具体化した第１５実施形態を説明する。尚、以下に説明する実施形態では、既に説明した第９実施形態と同一構成について同一符号を付すなどして、その重複する説明を省略又は簡略する。
【０１１６】
本実施形態において、駆動部１４のＣＰＵ１５は、手摺用圧力センサ２３が検出した力ｆｔと、手摺用変位センサ２４が検出した変位（手摺部２１の現在変位ｘｔ）に基づき、座部１２の目標変位ｘｄを設定する。より詳しくは、駆動部１４のＣＰＵ１５は、手摺用圧力センサ２３が検出した力ｆｔと、手摺用変位センサ２４が検出した変位から力ｆｔの向きを検出する。そして、駆動部１４のＣＰＵ１５は、力ｆｔの向きに応じて、座部１２の目標変位ｘｄを設定する。
【０１１７】
図１８に基づき、具体的に例を挙げて説明する。
駆動部１４のＣＰＵ１５は、図１８（ａ）に示すように手摺部２１に加えられた力ｆｔの向きが下向きであるならば、図１８（ｂ）に示すように座部１２の目標変位ｘｄをｘｄＡに変更する。これにより、座部１２は、ｘｄＡに位置するように移動する。
【０１１８】
一方、駆動部１４のＣＰＵ１５は、図１８（ｃ）に示すように手摺部２１に加えられた力ｆｔの向きが上向きであるならば、図１８（ｄ）に示すように座部１２の目標変位ｘｄをｘｄＢに変更する。これにより、座部１２は、ｘｄＢに位置するように移動する。
【０１１９】
以上詳述したように、本実施形態は、以下の効果を有する。
（１７）この動作を繰り返すことにより、脚の筋力を鍛えるトレーニングを行うことができる。また、手摺部２１に加える力の方向を変更するだけで、目標変位ｘｄを変更することができるので、使用者にとって容易にコントロールできる。
【０１２０】
（第１６実施形態）
以下、本発明を訓練機器に具体化した第１６実施形態を説明する。尚、以下に説明する実施形態では、既に説明した第９実施形態と同一構成について同一符号を付すなどして、その重複する説明を省略又は簡略する。
【０１２１】
本実施形態において、駆動部１４のＣＰＵ１５は、手摺用圧力センサ２３が検出した力ｆｔと、変位センサ１８が検出した座部１２の現在変位ｘに基づき算出される現在速度ｄｘに基づき、座部１２の柔軟性パラメータ（本実施形態では粘性特性Ｄｄ）を変更する。
【０１２２】
図１９に基づき、具体的に例を挙げて説明する。
図１９（ａ）に示すように、座部１２の現在速度ｄｘが変化するものとする。このとき、座部１２の現在速度ｄｘが予め閾値ｖｚに達していない場合には、図１９（ｂ）に示すように、ＣＰＵ１５は、手摺用圧力センサ２３が検出した力ｆｔに係わらず、粘性特性Ｄｄを予め決められた値Ｄｄ１とする。そして、ＣＰＵ１５は、粘性特性Ｄｄを予め決められた値Ｄｄ１とした数式１に基づき、モータ１３が出力する力ｆを算出する。そして、駆動部１４のＣＰＵ１５は、算出した力ｆに基づき、モータ１３を制御する。これにより、座部１２が所定の速度以上となっていない場合には、手摺部２１に加えられる力ｆｔに関係なく、一定の粘性特性Ｄｄで補助力を受けることができる。
【０１２３】
一方、座部１２の現在速度ｄｘが予め閾値ｖｚ以上となった場合には、図１９（ｃ）に示すように、ＣＰＵ１５は、手摺用圧力センサ２３が検出した力ｆｔに応じて、粘性特性Ｄｄを設定する。本実施形態では、手摺用圧力センサ２３が検出した力ｆｔに所定の係数ｋを乗算した値に、初期値Ｃを加算することにより算出した値を粘性特性Ｄｄとする。
【０１２４】
そして、ＣＰＵ１５は、決定した粘性特性Ｄｄの数式１に基づき、モータ１３が出力する力ｆを算出する。そして、駆動部１４のＣＰＵ１５は、算出した力ｆに基づき、モータ１３を制御する。これにより、座部１２が所定の速度以上となった場合には、手摺部２１に加えられる力ｆｔに応じて粘性特性Ｄｄが変更することとなる。すなわち、手摺部２１に加えられる力ｆｔに応じた粘性特性Ｄｄで補助力を受けることとなる。
【０１２５】
以上詳述したように、本実施形態は、以下の効果を有する。
（１８）ＣＰＵ１５は、手摺用圧力センサ２３が検出した力ｆｔと、変位センサ１８が検出した座部１２の現在変位ｘに基づき算出される現在速度ｄｘに基づき、座部１２の柔軟性パラメータを変更する。このように、手摺部２１に加えられた力と、座部１２の運動情報を検出することにより、より使用者の動きを正確に検出することができる。このため、使用者の動きに応じて柔軟性パラメータをより細かく設定することが可能となった。
【０１２６】
（第１７実施形態）
以下、本発明を訓練機器に具体化した第１７実施形態を説明する。尚、以下に説明する実施形態では、既に説明した第９実施形態と同一構成について同一符号を付すなどして、その重複する説明を省略又は簡略する。
【０１２７】
本実施形態において、駆動部１４のＣＰＵ１５は、手摺用圧力センサ２３が検出した力ｆｔと、座部１２の圧力センサ１７が検出した力ｆｚに基づき、座部１２の目標変位ｘｄと柔軟性パラメータを変更する。より詳しくは、駆動部１４のＣＰＵ１５は、手摺用圧力センサ２３が検出した力ｆｔが基準値よりも大きくなると共に、圧力センサ１７が検出した力ｆｚが基準値よりも小さくなった場合、使用者が立ち上がると判定する。この場合、駆動部１４のＣＰＵ１５は、座部１２の目標変位ｘｄを変更すると共に、柔軟性パラメータ（本実施形態では弾性特性Ｋｄ）を変更する。
【０１２８】
図２０に基づき、具体的に例を挙げて説明する。
図２０（ａ）に示すように、使用者が座部１２に腰掛けた状態で、立ち上がろうとする場合、まず手摺部２１に力ｆｔを加える。すると、駆動部１４のＣＰＵ１５は、手摺用圧力センサ２３が検出した力ｆｔが基準値よりも大きくなったと判定すると共に、圧力センサ１７が検出した力ｆｚが基準値よりも小さくなったと判定するので、使用者が立ち上がると判定する。
【０１２９】
すると、ＣＰＵ１５は、図２０（ｂ）に示すように、座部１２の目標変位ｘｄを初期位置ｘｄ１から立上がり位置ｘｄ２に設定すると共に、弾性特性Ｋｄを大きくする。ＣＰＵ１５は、目標変位ｘｄが「ｘｄ２」とすると共に、弾性特性Ｋｄを大きくした数式１に基づき、モータ１３が出力する力ｆを算出する。そして、駆動部１４のＣＰＵ１５は、算出した力ｆに基づき、モータ１３を制御する。これにより、座部１２が立上がり位置ｘｄ２に移動する。その際、弾性特性Ｋｄが大きくなることから、座部１２の位置が初期位置ｘｄ１にあるときほど、モータ１３が出力する力ｆが大きく作用し、立上がり位置ｘｄ２に近づくとモータ１３が出力する力ｆが小さく作用することとなる。すなわち、恰もバネの上に腰掛けているかのように、補助力が働くようになっている。
【０１３０】
図２０（ｃ）に示すように、使用者が座部１２から立ち上がると、ＣＰＵ１５は、手摺部２１及び座部１２から力を検出しなくなるので、立ち上がったと判定する。すると、ＣＰＵ１５は、図２０（ｄ）に示すように、所定時間の間、粘性特性Ｄｄを大きくする。これにより、もし、使用者が立ち上がりきれずに、座部１２に再び体重をかけてしまったとしても、座部１２が急激に下がらないようにすることができる。
【０１３１】
以上詳述したように、本実施形態は、以下の効果を有する。
（１９）ＣＰＵ１５は、手摺部２１に加えられた力ｆｔと、座部１２に加えられた力ｆｚを入力し、これらの力の大きさにより、座部１２の目標変位ｘｄと、柔軟性パラメータを変更するようにした。このように、手摺部２１に加えられた力と、座部１２に加えられた力を検出することにより、より使用者の動きを正確に検出することができる。そして、それに合わせた目標変位ｘｄ及び柔軟性パラメータを設定することができ、より状況に応じた補助を行うことができる。
【０１３２】
（第１８実施形態）
以下、本発明を訓練機器に具体化した第１８実施形態を説明する。尚、以下に説明する実施形態では、既に説明した第１実施形態と同一構成について同一符号を付すなどして、その重複する説明を省略又は簡略する。
【０１３３】
本実施形態において、駆動部１４のＣＰＵ１５は、座部１２の圧力センサ１７が検出した力ｆｚに基づき、座部１２の目標変位ｘｄと柔軟性パラメータを変更する。より詳しくは、駆動部１４のＣＰＵ１５は、圧力センサ１７が検出した力ｆｚが基準値よりも小さくなった場合、使用者が立ち上がると判定する。この場合、駆動部１４のＣＰＵ１５は、座部１２の目標変位ｘｄを変更すると共に、柔軟性パラメータ（本実施形態では弾性特性Ｋｄ）を変更する。
【０１３４】
図２１に基づき、具体的に例を挙げて説明する。
図２１（ａ）に示すように、使用者が座部１２に腰掛けた状態で、立ち上がろうとする場合、座部１２に加えられる力ｆｚが小さくなる。すると、ＣＰＵ１５は、圧力センサ１７が検出した力ｆｚが基準値よりも小さくなったと判定するので、使用者が立ち上がると判定する。
【０１３５】
この場合、ＣＰＵ１５は、図２１（ｂ）に示すように、座部１２の目標変位ｘｄを初期位置ｘｄ１から立上がり位置ｘｄ２に設定すると共に、弾性特性Ｋｄを大きくする。そして、ＣＰＵ１５は、目標変位ｘｄが「ｘｄ２」とすると共に、弾性特性Ｋｄを大きくした数式１に基づき、モータ１３が出力する力ｆを算出する。そして、駆動部１４のＣＰＵ１５は、算出した力ｆに基づき、モータ１３を制御する。
【０１３６】
これにより、座部１２が立上がり位置ｘｄ２に移動する。その際、弾性特性Ｋｄが大きくなることから、座部１２の位置が初期位置ｘｄ１にあるときほど、モータ１３が出力する力ｆが大きく作用し、立上がり位置ｘｄ２に近づくとモータ１３が出力する力ｆが小さく作用することとなる。すなわち、恰もバネの上に腰掛けているかのように、補助力が働くようになっている。
【０１３７】
図２１（ｃ）に示すように、使用者が座部１２から立ち上がると、ＣＰＵ１５は、座部１２から力ｆｚを検出しなくなるので、立ち上がったと判定する。すると、ＣＰＵ１５は、図２１（ｄ）に示すように、所定時間の間、粘性特性Ｄｄを大きくする。これにより、もし、使用者が立ち上がりきれずに、座部１２に再び体重をかけてしまったとしても、座部１２が急激に下がらないようにすることができる。
【０１３８】
以上詳述したように、本実施形態は、以下の効果を有する。
（２０）ＣＰＵ１５は、座部１２に加えられた力ｆｚを入力し、この力の大きさにより、座部１２の目標変位ｘｄと、柔軟性パラメータを変更するようにした。このため、目標変位ｘｄ及び柔軟性パラメータを設定することができ、より細かく補助を行うことができる。
【０１３９】
本発明は、第１実施形態〜第１８実施形態以外の実施形態を含む。以下、本発明のその他の実施形態としての各実施形態の変形例を示す。なお、以下の各変形例は、互いに組み合わせることもできる。また、第１実施形態〜第１８実施形態を組み合わせても良く、以下の変形例と各実施形態を互いに組み合わせても良い。
【０１４０】
・上記第５実施形態〜第８実施形態において、座部１２の速度に応じて、各種パラメータとして予め決められた値がそれぞれ設定されるようになってもよい。これにより、座部１２のあまりにも高速で移動することを防止できる。
【０１４１】
・上記第５実施形態〜第８実施形態において、座部１２の加速度に応じて、各種パラメータとして予め決められた値がそれぞれ設定されるようになってもよい。これにより、座部１２が急加速、急停止することを防止できる。
【０１４２】
・上記実施形態おいて、各種パラメータが変更された際、どのように変更されたかについて報知する報知手段を備えても良い。例えば、液晶画面で各種パラメータの変更の様子が表示されたり、音声やランプで報知されたりするようにしてもよい。また、座部１２が振動することにより、各種パラメータの変更を報知しても良い。
【０１４３】
・上記実施形態において、座部１２は、上下方向のみ移動可能に構成されていたが、上下方向以外の方向、例えば、図７に示すように、上下方向に直交する方向（左右方向、前後方向）に移動可能に構成されていても良い。そして、移動可能な方向毎に、モータなど、座部１２に対して補助力を加える駆動源を備えてもよい。その際、方向毎に、各種パラメータが設定され、方向毎に補助力が数式１により算出されることとなる。そして、算出された補助力が方向毎に加えられることとなる。
【０１４４】
・上記実施形態において、座部１２を回転可能に構成しても良い。例えば、図８（ａ）に示すように脚部１１を中心として回転可能に構成しても良いし、図８（ｂ）に示すように座部１２の設置点を中心として、前後方向又は左右方向に回転可能に構成されていても良い。そして、回転方向毎に、モータなど、座部１２の回転に対して補助力を加える駆動源を備えても良い。その際、方向毎に、各種パラメータが設定され、方向毎に補助力が数式１により算出されることとなる。そして、算出された補助力が方向毎に加えられることとなる。
【０１４５】
・上記実施形態において、脚部１１には、駆動部１４が内蔵されていたが、座部１２に駆動部１４が内蔵されていても良い。
・上記第５実施形態〜第８実施形態において、ＲＯＭ１６に記憶（設定）される各種パラメータの変更態様として、各種パラメータ値を決定するための数式を予め記憶しても良い。なお、各種パラメータは、次の数式４〜数式６に示すように時間、変位、速度、加速度によって決定されても良い。
【０１４６】
【数４】
2013135828.tif 000006
【０１４７】
【数５】
2013135828.tif 000007
【０１４８】
【数６】
2013135828.tif 000008
例えば、次の数式７に示すように、弾性特性Ｋｄが、時間ｔと現在速度ｄｘに応じて変化するようにして設定しても良い。
【０１４９】
【数７】
2013135828.tif 000009
また、次の数式８に示すように、弾性特性Ｋｄが、時間ｔの２乗に比例するようにして設定しても良い。
【０１５０】
【数８】
2013135828.tif 000010
なお、これらの数式は、あくまで一例であり、変更態様として数式を設定しておくことにより、時間や現在変位ｘ、現在速度ｄｘ、現在加速度ｄｄｘに応じて各種パラメータを決定しても良い。
【０１５１】
・上記実施形態では、座部１２に使用者が座るようにしていたが、脚、腕、手、脚、頭などの使用者の身体の一部を載せて訓練機器１０を使用しても良い。
・上記第９実施形態〜上記第１８実施形態では、座部１２以外に使用者の身体の一部を載せる補助支持部として手摺部２１を設けたが、手摺部２１の代わりに、脚を載せる脚載せ部、頭を支える頭支持部など任意の部分を載せる補助支持部を設けても良い。そして、補助支持部に加わる力又は補助支持部の運動情報のうち少なくとも１方を測定し、測定した情報に基づき、柔軟性パラメータや目標変位等を設定しても良い。
【０１５２】
・上記第９実施形態では、手摺用変位センサ２４を設けたが、設けなくても良い。また、柔軟性パラメータとして弾性特性Ｋｄを変更したが、慣性特性Ｍｄ、粘性特性Ｄｄ、弾性特性Ｋｄのうち少なくとも１つを変更してもよい。
【０１５３】
・上記第１０実施形態では、手摺用圧力センサ２３を設けたが、設けなくても良い。また、第１０実施形態において、慣性特性Ｍｄ、粘性特性Ｄｄ、弾性特性Ｋｄのうち少なくとも１つを設定するようにしてもよい。また、手摺部２１の現在加速度ｄｄｘに基づき、柔軟性パラメータを設定したが、現在変位ｘｔ、現在速度ｄｘｔ、現在加速度ｄｄｘｔのうち少なくともいずれか１つの運動情報に基づき、設定しても良い。
【０１５４】
・上記第１１実施形態において、ＣＰＵ１５は、手摺用圧力センサ２３が検出した力ｆｔと、手摺部２１の運動情報に基づき、慣性特性Ｍｄ、粘性特性Ｄｄ、弾性特性Ｋｄのうち少なくとも１つを設定するようにしてもよい。
【０１５５】
・上記第１２実施形態において、手摺用変位センサ２４を設けなくても良い。
・上記第１３実施形態及び第１４実施形態において、手摺用圧力センサ２３を設けなくても良い。また、座部１２の目標変位ｘｄを設定したが、目標変位ｘｄ、目標速度ｄｘｄ、目標加速度ｄｄｘｄのうち少なくとも１つを設定しても良い。
【０１５６】
・上記第１５実施形態において、座部１２の目標変位ｘｄを設定したが、目標変位ｘｄ、目標速度ｄｘｄ、目標加速度ｄｄｘｄのうち少なくとも１つを設定しても良い。
・上記第１６実施形態では、手摺用圧力センサ２３が検出した力ｆｔと、変位センサ１８が検出した座部１２の現在変位ｘに基づき算出される現在速度ｄｘに基づき、座部１２の柔軟性パラメータを設定した。この別例として手摺用変位センサ２４が検出した手摺部２１の運動情報（現在変位ｘｔ、現在速度ｄｘｔ、現在加速度ｄｄｘｔのうち少なくともいずれか１つ）と、変位センサ１８が検出した座部１２の運動情報（現在変位ｘ、現在速度ｄｘ、現在加速度ｄｄｘのうち少なくともいずれか１つ）に基づき、設定しても良い。同様に、手摺用圧力センサ２３が検出した力ｆｔと、圧力センサ１７が検出した座部１２に加えられる力に基づき、座部１２の柔軟性パラメータを設定してもよい。同様に、手摺用圧力センサ２３が検出した力ｆｔと、変位センサ１８が検出した座部１２の運動情報（現在変位ｘ、現在速度ｄｘ、現在加速度ｄｄｘのうち少なくともいずれか１つ）に基づき、設定しても良い。
【０１５７】
・上記第１７実施形態では、手摺用圧力センサ２３が検出した力ｆｔと、座部１２の圧力センサ１７が検出した力ｆｚに基づき、座部１２の目標変位ｘｄと柔軟性パラメータを設定した。この別例として、手摺用変位センサ２４が検出した手摺部２１の運動情報（現在変位ｘｔ、現在速度ｄｘｔ、現在加速度ｄｄｘｔのうち少なくともいずれか１つ）と、変位センサ１８が検出した座部１２の運動情報（現在変位ｘ、現在速度ｄｘ、現在加速度ｄｄｘのうち少なくともいずれか１つ）に基づき、設定しても良い。同様に、手摺用圧力センサ２３が検出した力ｆｔと、変位センサ１８が検出した座部１２の運動情報（現在変位ｘ、現在速度ｄｘ、現在加速度ｄｄｘのうち少なくともいずれか１つ）に基づき、設定しても良い。同様に、手摺用変位センサ２４が検出した手摺部２１の運動情報（現在変位ｘｔ、現在速度ｄｘｔ、現在加速度ｄｄｘｔのうち少なくともいずれか１つ）と、変位センサ１８が検出した座部１２の運動情報（現在変位ｘ、現在速度ｄｘ、現在加速度ｄｄｘのうち少なくともいずれか１つ）に基づき、設定しても良い。
【符号の説明】
【０１５８】
１０…訓練機器、１１…脚部、１１ａ…底部、１２…座部、１３…モータ、１４…駆動部、１５…ＣＰＵ、１６…ＲＯＭ、１７…圧力センサ、１８…変位センサ、２１…手摺部、２２…支柱、２３…手摺用圧力センサ、２４…手摺用変位センサ、Ｍｄ…慣性特性、Ｄｄ…粘性特性、Ｋｄ…慣性特性、ｘ…座部１２の現在変位、ｄｘ…座部１２の現在速度、ｄｄｘ…座部１２の現在加速度、ｘｔ…手摺部２１の現在変位、ｄｘｔ…手摺部２１の現在速度、ｄｄｘｔ…手摺部２１の現在加速度、ｘｄ…座部１２の目標変位、ｄｘｄ…座部１２の目標速度、ｄｄｘｄ…座部１２の目標加速度、ｆｔ…手摺部２１に加えられる力、ｘｄ１…座り位置、ｘｄ２…立上がり位置。
【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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