(57)【要約】【課題】小型化された歩行訓練装置を提供すること。【解決手段】歩行訓練装置１は、訓練者の脚部に装着される脚装具２と、脚装具２に連結され、脚装具２を上方かつ前方、及び上方かつ後方から吊るす複数のワイヤー２２，２３と、訓練者の脚部から上方向かつ前方、及び上方向かつ後方に延びるワイヤー２２，２３の延在方向をそれぞれ変換する変換手段２７，２９と、訓練者の立脚期間では前記延在方向が変換されたワイヤー２２，２３を巻き取る一方で、遊脚期間ではワイヤー２２，２３を引き出すワイヤー巻き取り手段２６，２８と、ワイヤー巻き取り手段２６，２８により、脚装具２の重量を免荷させる引張力を発生させる状態を制御する引張制御手段３０と、を備え、ワイヤー巻き取り手段２６，２８は、変換手段より下方に配置されている。【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、前記脚装具を上方かつ前方、及び上方かつ後方から吊るす複数のワイヤーと、
訓練者の脚部から上方向かつ前方、及び上方向かつ後方に延びるワイヤーの延在方向をそれぞれ変換する変換手段と、
訓練者の立脚期間では前記延在方向が変換されたワイヤーを巻き取る一方で、遊脚期間ではワイヤーを引き出すワイヤー巻き取り手段と、
前記ワイヤー巻き取り手段により、前記脚装具の重量を免荷させる引張力を発生させる状態を制御する引張制御手段と、を備え、
前記ワイヤー巻き取り手段は、前記変換手段より下方に配置されている、
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２０１２−０９５７９３号公報がある。この公報に記載された歩行訓練装置に用いられる足装具は、訓練者の大腿部に沿って装着される大腿リンクと、大腿リンクに対して揺動可能に連結され下腿部に沿って装着される下腿リンクと、足に装着される足リンクと、大腿リンクと下腿リンクが連結された箇所の近傍に配置されたモータと、を有する。この足装具では、モータが発生させた動力によって、歩行動作に合うように下腿リンクを揺動させることにより、訓練者の歩行の補助を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−０９５７９３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に用いられる足装具は、重量があるため、訓練者にとって負担となる。そのため、足装具を装着した患足を持ち上げることができず、患足と床面との間にクリアランスが十分にとれずに躓きが発生し、歩行練習を継続して行うことができない場合がある。そのため、ワイヤー等によって鉛直方向に脚装具を吊って足装具の重量の免荷することが考えられるが、訓練者の上部にモータやワイヤー巻き取り機構等を設置することによって構造全体が大きくなり、設置場所の制約が大きくなることがある。また、訓練者の前方上部及び後方上部からワイヤーによって脚装具を吊るして免荷を行う場合、前方上部からのワイヤーが訓練者の視界に入り、訓練の邪魔になる。さらに、高い位置に構造物があることによって、メンテナンス時に構造物が落下する虞がある。したがって、歩行訓練装置において脚装具を免荷する機構の高さを低くし、小型化したいという要望がある。
本発明は、小型化された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、前記脚装具を上方かつ前方、及び上方かつ後方から吊るす複数のワイヤーと、訓練者の脚部から上方向かつ前方、及び上方向かつ後方に延びるワイヤーの延在方向をそれぞれ変換する変換手段と、訓練者の立脚期間では前記延在方向が変換されたワイヤーを巻き取る一方で、遊脚期間ではワイヤーを引き出すワイヤー巻き取り手段と、前記ワイヤー巻き取り手段により、前記脚装具の重量を免荷させる引張力を発生させる状態を制御する引張制御手段と、を備え、前記ワイヤー巻き取り手段は、前記変換手段より下方に配置されている。
これにより、ワイヤー巻き取り手段を低位置に配置した状態で、ワイヤーによって上方向に引張力を発生させて、脚装具の重量を免荷することができる。
【発明の効果】
【０００６】
これにより、小型化された歩行訓練装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】歩行訓練装置の側面図である。
【図２】歩行訓練装置の上面図である。
【図３】歩行訓練装置を利用する際の動作フローを示す図である。
【図４】前方格納部と後方格納部がそれぞれ左右方向に動作可能な歩行訓練装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
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及び図２に示すように、歩行訓練装置１は、訓練者の脚部に装着する脚装具２と、訓練者が搭乗するトレッドミル３と、を備える。
【０００９】
脚装具２は、訓練者の患脚に装着し、歩行運動を補助するアシスト装置である。図１では、訓練者の右脚部に脚装具２を装着している例を示している。例えば脚装具２は、訓練者の大腿部に沿って装着される大腿リンク１１と、大腿リンク１１に対して揺動可能に連結され下腿部に沿って装着される下腿リンク１２と、足に装着される足リンク１３と、大腿リンクと下腿リンクが連結された連結部１４と、連結部１４に配置され歩行動作に合うように下腿リンクを揺動させるモータ１５と、を有する。
【００１０】
トレッドミル３は、接地して設けられている本体部２０と、本体部２０の上面に設けられ、訓練者が搭乗するベルト部２１と、脚装具２に対して前方側上方への引張力を発生させる第１のワイヤー２２と、脚装具２に対して後方側上方への引張力を発生させる第２のワイヤー２３と、ベルト部２１より前方に設けられた前方格納部と２４と、ベルト部２１より後方に設けられた後方格納部２５と、を備える。
【００１１】
例えば前方格納部２４は、上部の高さが装着者の腰位置程度のカバーである。前方格納部２４内には、第１のワイヤー２２を巻き取る第１のワイヤー巻き取りモータ（第１のワイヤー巻き取り手段）２６と、脚装具２と第１のワイヤー巻き取りモータ２６の間において、第１のワイヤー２２が延在する方向を変換する第１の変換手段２７と、を備える。
【００１２】
例えば後方格納部２５は、上部の高さが装着者の腰位置程度のカバーである。後方格納部２５内には、第２のワイヤー２３を巻き取る第２のワイヤー巻き取りモータ（第２のワイヤー巻き取り手段）２８と、脚装具２と第２のワイヤー巻き取りモータ２８の間において、第２のワイヤー２３が延在する方向を変換する第２の変換手段２９と、を備える。
【００１３】
本体部２０は、ベルト部２１を動作させるためのベルト部動作用モータ（図示せず）と、ベルト部動作用モータの動作を制御するベルト制御部（図示せず）と、第１のワイヤー巻き取りモータ２６及び第２のワイヤー巻き取りモータ２８の動作を制御する引張制御手段３０と、を備える。
【００１４】
ベルト部２１において、訓練者が上面に搭乗する。ベルト部２１は、本体部２０内に設けられたベルト部動作用モータから与えられた動力により、前方から後方に向かってコンベア状に駆動する。例えばベルト部２１は、訓練者等によってボタン操作されるコントローラ（図示せず）による入力に基づき、本体部２０内に設けられたベルト制御部により動作速度が制御される。
【００１５】
第１のワイヤー２２は、一端部が脚装具２の連結部１４に連結され、他端部が第１のワイヤー巻き取りモータ２６に連結されている。また、第１のワイヤー２２は、両端部の中間において、第１の変換手段２７によりガイドされている。
【００１６】
第２のワイヤー２３は、一端部が脚装具２の連結部１４に連結され、他端部が第２のワイヤー巻き取りモータ２８に連結されている。また、第２のワイヤー２３は、両端部の中間において、第２の変換手段２９によりガイドされている。これにより、第１のワイヤー２２と第２のワイヤー２３は、側面視した場合に、脚装具２をＶ字型に吊るした状態である。
【００１７】
第１のワイヤー巻き取りモータ２６は、前方格納部２４内において、床面に近い位置に配置されている。第１のワイヤー巻き取りモータ２６は、引張制御手段３０から出力された制御信号に基づき、駆動状態を変更する。訓練者の立脚期間において、第１のワイヤー巻き取りモータ２６は、左右方向を軸方向とした回転駆動を行うことで、第１のワイヤー２２を巻き取る。なお、第１のワイヤー巻き取りモータ２６は、訓練者の遊脚期間では巻き取りを行わず、第１のワイヤー２２を引き出した状態にする。
【００１８】
第１の変換手段２７は、左右方向を軸とする滑車である。第１の変換手段２７は、前方格納部２４内において、第１のワイヤー巻き取りモータ２６の上方に設けられている。より具体的には、第１の変換手段２７の上部の高さが、訓練者の腰程度の高さとなるように配置されている。第１の変換手段２７は、脚装具２の連結部１４から第１の変換手段２７に延びる第１のワイヤー２２の方向を、第１の変換手段２７から下方に向かうように変換する。これにより、第１の変換手段２７と第１のワイヤー巻き取りモータ２６の間で、上下方向に第１のワイヤー２２に延在する状態となる。
【００１９】
第２のワイヤー巻き取りモータ２８は、後方格納部２５内において、床面に近い位置に配置されている。第２のワイヤー巻き取りモータ２８は、引張制御手段３０から出力された制御信号に基づき、駆動状態を変更する。訓練者の立脚期間において、第２のワイヤー巻き取りモータ２８は、左右方向を軸とした回転駆動を行うことで第２のワイヤー２３を巻き取る。なお、第２のワイヤー巻き取りモータ２８は、遊脚期間では巻き取りを行わず、第２のワイヤー２３を引き出した状態にする。
【００２０】
第２の変換手段２９は、左右方向を軸とする滑車である。第２の変換手段２９は、後方格納部２５内において、第２のワイヤー巻き取りモータ２８の上方に設けられている。より具体的には、第２の変換手段２９の上部の高さが、訓練者の腰程度の高さとなるように配置されている。第２の変換手段２９は、脚装具２の連結部１４から第２の変換手段２９に延びる第２のワイヤー２３の方向を、第２の変換手段２９から下方に向かうように変換する。これにより、第２の変換手段２９と第２のワイヤー巻き取りモータ２８の間で、上下方向に第２のワイヤー２３に延在する状態となる。
【００２１】
引張制御手段３０は、訓練者の歩行状態や脚装具２の状態に合わせて、第１のワイヤー巻き取りモータ２６及び第２のワイヤー巻取りモータ２８の動作を制御する制御信号を出力する。すなわち引張制御手段３０は、第１のワイヤー巻き取りモータ２６による第１のワイヤー２２の巻き取りと、第２のワイヤー巻取りモータ２８による第２のワイヤー２３の巻き取りの状態を制御し、引張力による脚装具２の重量の免荷の度合いや、前後方向にかかる引張力を調整する。
【００２２】
次に、図３を参照して、歩行訓練装置１の動作について説明する。
【００２３】
訓練者の患脚に脚装具２を装着する（Ｓ１１）。例えば図１に示すように、訓練者の左足に脚装具２を装着する。
【００２４】
訓練者は、歩行のリハーサルを開始する（Ｓ１２）。訓練者は、トレッドミル３のベルト部２１上に搭乗する。
【００２５】
第１のワイヤー巻き取りモータ２６及び第２のワイヤー巻き取りモータ２８は、駆動を開始する（Ｓ１３）。これにより、第１のワイヤー２２と第２のワイヤー２３には、それぞれ引張力が発生する。
【００２６】
ここで、第１のワイヤー巻き取りモータ２６により下方に引張力が与えられた第１のワイヤー２２は、第１の変換手段２７により引っ張り方向が変換されるため、脚装具２を前方かつ上方に引っ張る。同様に、第２のワイヤー巻き取りモータ２８により下方に引張力が与えられた第２のワイヤー２３は、第２の変換手段２９により引っ張り方向が変換されるため、脚装具２を後方かつ上方に引っ張る。したがって、これらの引張力の上方向成分により脚装具２を上方向に持ち上げることで、足装具２の免荷が行われる。
【００２７】
そして、第１のワイヤー巻き取りモータ２６及び第２のワイヤー巻き取りモータ２８は、出力トルクを保つ。これにより、脚装具２の免荷が行われた状態が維持される。なお、訓練者の患脚の回復に合わせて、第１のワイヤー巻き取りモータ２６、及び第２のワイヤー巻き取りモータ２８の駆動量を変更することで、脚装具２に対する免荷量を変更することができる。その後、訓練者は歩行訓練を開始する。
【００２８】
第１のワイヤー巻き取りモータ２６、及び第２のワイヤー巻き取りモータ２８は、出力を変更することにより、前後方向への力を発生させる（Ｓ１４）。例えば、第１のワイヤー２２の引張力が第２のワイヤー２３の引張力より強くなるように変更することで、脚装具２に前方方向への力を発生させ、訓練者による前方への脚部の振りだしを補助する。
【００２９】
このようにして、第１のワイヤー巻き取りモータ２６、及び第２のワイヤー巻き取りモータ２８による下方向のワイヤー２２，２３の引張力を、第１の変換手段２７と第２の変換手段２９により変換することによって、脚装具２を上方向に引っ張り、重量を免荷することができる。また同時に、第１のワイヤー巻き取りモータ２６と第２のワイヤー巻き取りモータ２８の出力を調整して、脚部の振りだしを補助するための前後方向の力を発生させることができる。
【００３０】
また、第１のワイヤー巻き取りモータ２６と第２のワイヤー巻き取りモータ２８は、床面近傍に配置されている。したがって、落下の心配が無く、メンテナンスが容易となる。
【００３１】
また、第１の変換手段２７及び第２の変換手段２９は、訓練者の腰の高さ程度に配置され、第１のワイヤー２２と第２のワイヤー２３の延在方向を変換している。そのため、訓練者の視界を遮るものがなく、視界が遮られることによる不快感を与えずに歩行訓練を実行させることができるとともに、歩行訓練装置１を小型化できる。
【００３２】
ここで、図４に示すように、ベルト部２１より前方及び後方にそれぞれ左右方向に延在するガイドレール３１を設けておき、前方格納部２４及び後方格納部２５をそれぞれガイドレール３１に沿って左右方向に移動させることができる。すなわち、訓練者の患脚が左足であるか右足であるかに応じて、前方格納部２４及び後方格納部２５の左右方向の位置調整をすることにより、第１のワイヤー２２及び第２のワイヤー２３による左右方向の引張力をほとんど発生させない状態で、脚装具２を免荷することができる。
【００３３】
また、前方格納部２４及び後方格納部２５を、ガイドレール３１に沿って動作させて調整することで、歩幅が異なる複数の訓練者が歩行訓練装置１を用いる場合であっても、歩行補助を実行できる。
【００３４】
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。
【符号の説明】
【００３５】
１            歩行訓練装置
２            脚装具
３            トレッドミル
１１            大腿リンク
１２            下腿リンク
１３            足リンク
１４            連結部
１５            モータ
２０            本体部
２１            ベルト部
２２            第１のワイヤー
２３            第２のワイヤー
２４            前方格納部
２５            後方格納部
２６            第１のワイヤー巻き取りモータ
２７            第１の変換手段
２８            第２のワイヤー巻き取りモータ
２９            第２の変換手段
３０            引張制御手段
３１            ガイドレール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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