(57)【要約】【課題】訓練者の脚の外旋回を抑制して歩行訓練させることができる歩行訓練装置の提供。【解決手段】訓練者が装着する脚部ロボット（１０）と、歩行訓練を行うためのトレッドミル（５０）と、を含む歩行訓練装置（２００）である。トレッドミル（５０）は、歩行の進行方向に延びる溝（５２ｃ）を有する。脚部ロボット（１０）は、訓練者（Ｕ１）の足を保持する足部（３）を備える。足部（３）は、訓練者（Ｕ１）の足の甲から足裏に向かう方向に、足裏から延びる挿入部（３ｂ）を備える。挿入部（３ｂ）は、溝（５２ｃ）に挿入されている。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
訓練者が装着する脚部ロボットと、歩行訓練を行うためのトレッドミルと、を含む歩行訓練装置であって、
前記トレッドミルは、歩行の進行方向に延びる溝を有し、
前記脚部ロボットは、前記訓練者の足を保持する足部を備え、
前記足部は、前記訓練者の前記足の甲から足裏に向かう方向に、前記足裏から延びる挿入部を備え、
前記挿入部は、前記溝に挿入されている、
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】
特許文献１には、訓練者の下腿を駆動する下腿駆動部と、大腿を駆動する大腿駆動部とを備える歩行訓練装置が開示されている。この歩行訓練装置は、下腿駆動部と大腿駆動部とを協調動作させることで、訓練者に所定の歩行パターンの歩行訓練を行わせることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３１３４６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、歩行訓練において、訓練者が歩容動作をする際中に、脚を外旋回させつつ遊脚させることがあった。具体的には、図９及び図１０に示すように、訓練者Ｕ１が脚部ロボット９００を脚Ｕ２に装着した状態で、歩行面Ｇ１上において、図９紙面奥行き方向（ここでは、Ｘ軸方向）に移動する歩行訓練を行う。脚部ロボット９００は、訓練者Ｕ１の下腿と大腿とを駆動させる等して、脚Ｕ２の動きをアシストするように脚Ｕ２の大腿部と下腿部に力を与える。このとき、訓練者Ｕ１は、脚Ｕ２を、外旋回させ、つまり、訓練者Ｕ１の外側（ここでは、左側）に旋回させつつ遊脚させることがあり、さらに、脚Ｕ２のつま先が開くことがある。このような脚の外旋回を抑制して歩行訓練させることができる歩行訓練装置が望まれている。
【０００５】
本発明に係る歩行訓練装置は、訓練者の脚の外旋回を抑制して歩行訓練させることができるものとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明にかかる歩行訓練装置は、
訓練者が装着する脚部ロボットと、歩行訓練を行うためのトレッドミルと、を含む歩行訓練装置であって、
前記トレッドミルは、歩行の進行方向に延びる溝を有し、
前記脚部ロボットは、前記訓練者の足を保持する足部を備え、
前記足部は、前記訓練者の前記足の甲から足裏に向かう方向に、前記足裏から延びる挿入部を備え、
前記挿入部は、前記溝に挿入されている。
このような構成によれば、脚部ロボットの足部の挿入部が溝に挿入されているため、脚部ロボットが装着された訓練者の脚は、訓練者の左右方向への動き、及び、訓練者の脚を軸とした回転する動きが規制される。従って、訓練者の脚の外旋回を抑制して歩行訓練させることができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、訓練者の脚の外旋回を抑制して歩行訓練させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１に係る歩行訓練装置を示す模式図である。
【図２】実施の形態１に係る歩行訓練装置の要部を示す模式図である。
【図３】実施の形態１に係る歩行訓練装置の使用方法の一例を示す模式図である。
【図４】実施の形態１に係る歩行訓練装置の使用方法の一例を示す模式図である。
【図５】実施の形態１に係る歩行訓練装置の使用方法の一例を示す模式図である。
【図６】実施の形態１に係る歩行訓練装置の使用方法の他の一例のフローチャートである。
【図７】実施の形態２に係る歩行訓練装置を示す模式図である。
【図８】実施の形態２に係る歩行訓練装置の要部を示す模式図である。
【図９】関連する歩行訓練装置の使用方法を示す模式図である。
【図１０】関連する歩行訓練装置の使用方法を示す上面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（実施の形態１）
図１及び図２を参照して、実施の形態１にかかる歩行訓練装置について説明する。図１は、実施の形態１に係る歩行訓練装置を示す模式図である。図２は、実施の形態１に係る歩行訓練装置の要部を示す模式図である。
【００１０】
図１に示すように、歩行訓練装置１００は、脚部ロボット１０と、歩行帯２０と、吊り具３０とを含む。
【００１１】
脚部ロボット１０は、膝関節アシスト部４と、膝関節アシスト部４に取り付けられるアタッチメント１とを含む。なお、歩行訓練の必要に応じて、アタッチメント１を膝関節アシスト部４から取り外した状態で、脚部ロボット１０を利用してもよい。
【００１２】
膝関節アシスト部４は、訓練者の脚の大腿部を保持する大腿保持部４ａと、訓練者の脚の下腿部を保持する下腿保持部４ｂと、大腿保持部４ａと下腿保持部４ｂとを機械的に接続する膝部４ｃとを有する。膝部４ｃは、大腿保持部４ａと下腿保持部４ｂとを駆動させる駆動部（図示略）と、歩行訓練時における訓練者の膝関節の動きをアシストするように、大腿保持部４ａと下腿保持部４ｂとの駆動を制御する制御部（図示略）とを備える。
【００１３】
図１及び図２に示すように、アタッチメント１は、足部３と、接続部２とを備える。
【００１４】
足部３は、踏板３ａと、挿入部３ｂと、規制部３ｃとを備える。
踏板３ａは、訓練者の足を支持するために必要な機械的強度を有する板状体である。挿入部３ｂは、踏板３ａから、踏板３ａの主面と交差する方向、具体的には、踏板３ａの主面に関して実質的に垂直な方向（ここでは、Ｚ軸方向）に延びる。より具体的には、挿入部３ｂは、踏板３ａの主面から離れる方向（ここでは、Ｚ軸マイナス側）に延びる。膝関節アシスト部４が訓練者の足に装着され、さらにアタッチメント１が膝関節アシスト部４に取り付けられたとき、挿入部３ｂは、訓練者の足の下方、言い換えると、訓練者の足の甲から足裏に向かう方向（ここでは、Ｚ軸マイナス側）に、訓練者の足裏から延びることになる。挿入部３ｂは、溝２３の延びる方向において、所定の長さを有する。
規制部３ｃは、挿入部３ｂの先端に支持されている。規制部３ｃは、踏板３ａの主面と対向する板状部である。アタッチメント１前方（ここでは、Ｘ軸プラス側）から視ると、踏板３ａと挿入部３ｂと規制部３ｃは、Ｉ字状に接続されている。
【００１５】
接続部２は、踏板３ａに設置されている支持部２ａと、支持部２ａにより回転可能に支持されるフレーム２ｂと、フレーム２ｂの先端に支持され、膝関節アシスト部４と脱着可能な脱着部２ｃとを含む。脱着部２ｃを膝関節アシスト部４に付けることで、アタッチメント１は膝関節アシスト部４に取り付けることができる。
【００１６】
歩行帯２０は、所定の間隔を空けて並んで配置された右側帯２１及び左側帯２２を備える。右側帯２１及び左側帯２２は、訓練者の歩行訓練において付与される荷重に耐えることのできる必要な機械的強度を有する帯状体である。右側帯２１及び左側帯２２の長手方向は、訓練者の歩行の進行方向に沿う。また、右側帯２１及び左側帯２２の間に、溝２３が形成される。溝２３の幅は、アタッチメント１の足部３の挿入部３ｂの厚みよりも大きく、規制部３ｃの長さよりも小さい。規制部３ｃは、溝２３（後述）と機械的に干渉することによって、アタッチメント１の足部３が歩行帯２０の溝２３から出されることを規制する。
【００１７】
吊り具３０は、訓練者Ｕ１を保持することのできる機械的強度を有するワイヤであり、その一端は、訓練者Ｕ１の上方にある所定の箇所（図示略）に歩行の進行方向に移動可能に固定されており、その他端は、訓練者Ｕ１の体に脱着可能に固定されている。訓練者Ｕ１が歩行訓練中において転倒したとき、吊り具３０は、訓練者Ｕ１の体の移動を抑えることによって、訓練者Ｕ１にかかる衝撃を抑制する。
【００１８】
（使用方法）
次に、図３〜図６を用いて、実施の形態１に係る歩行訓練装置の使用方法について説明する。図３〜図５は、実施の形態１に係る歩行訓練装置の使用方法の一例を示す模式図である。図６は、実施の形態１に係る歩行訓練装置の使用方法の他の一例のフローチャートである。
【００１９】
（使用方法の一例）
図３及び図４に示すように、訓練者Ｕ１は、脚部ロボット１０と吊り具３０とを装着した状態で、歩行帯２０において、進行方向（ここでは、Ｘ軸プラス側）に向かって、歩行する。ここで、挿入部３ｂが溝２３に挿入されており、溝２３の延びる方向（ここでは、Ｘ軸プラス側）、つまり、訓練者Ｕ１の歩行進行方向に移動可能である一方で、挿入部３ｂは、歩行帯２０の主面上において溝２３を交差する方向（例えば、Ｙ軸方向）への動き、つまり、訓練者Ｕ１の左右方向を規制するとともに、脚Ｕ２の下腿の軸を中心として回転を規制する。また、規制部３ｃは、溝２３の幅よりも長く、溝２３と機械的に干渉することによって、挿入部３ｂが溝２３から抜けることを防止し、脚部ロボット１０が歩行帯２０の主面を交差する方向（例えば、Ｚ軸方向）への動きを所定の範囲内に規制する。したがって、脚部ロボット１０が装着された訓練者Ｕ１の脚Ｕ２は、歩行帯２０の主面上において溝２３を交差する方向への移動を規制された状態で、挿入部３ｂが溝２３から抜けることなく、歩行進行方向に沿って移動することができる。その結果、脚Ｕ２を訓練者Ｕ１の外側に旋回させる外旋回を抑制して歩行訓練させることができる。また、歩行訓練中に、訓練者Ｕ１の脚Ｕ２のつま先が開く、具体的には、つま先先端の向きが歩行進行方向の前方からずれることを抑制する。
【００２０】
また、アタッチメント１は、膝関節アシスト部４に取り付けられており、訓練者Ｕ１の脚Ｕ２の足の裏側に位置するため、訓練者Ｕ１に容易に取り付け及び取り外しを行うことができる。
【００２１】
なお、図５に示すように、歩行訓練の際中には、必要に応じて、介助者Ａ１が訓練者Ｕ１を介助してもよい。歩行訓練装置１００では、吊り具３０が訓練者Ｕ１から上方に延びており、アタッチメント１が訓練者Ｕ１の脚Ｕ２の足の裏側に位置し、膝関節アシスト部４が訓練者Ｕ１の脚Ｕ２の大腿部と下腿部とに装着されている。そのため、訓練者Ｕ１の周囲、特に、前側、左右、後側等に特に装着される構成要素を必要としないので、介助者Ａ１が訓練者Ｕ１に容易に接近することができる。
【００２２】
（使用方法の他の一例）
さらに、図６に示すような歩行訓練装置１００の使用方法もある。訓練者Ｕ１が、アタッチメント１を装着することなく、膝関節アシスト部４のみを装着して（膝関節アシスト部装着ステップＳＴ１）、療法士の前で歩行訓練を実施する（歩行訓練実施ステップＳＴ２）。
【００２３】
次に、療法士が訓練者Ｕ１の訓練を観察し、訓練者Ｕ１の歩容動作に外旋回やつま先の開き等、歩行訓練において好ましくない動作を確認する（歩容動作確認ステップＳＴ３）。なお、療法士が訓練者Ｕ１の歩容動作に好ましくない動作を確認できなかった場合、そのまま歩行訓練を継続する。
【００２４】
次に、アタッチメント１を膝関節アシスト部４に取り付けさせ（アタッチメント取付ステップＳＴ４）、歩行訓練を実施する（歩行訓練実施ステップＳＴ５）。訓練者Ｕ１の歩容動作が規制され、脚Ｕ２の軌道が直線状となる。
【００２５】
最後に、療法士が訓練者Ｕ１の訓練を観察し、アタッチメント１の取り外しを決定する（アタッチメント脱着決定ステップＳＴ６）。
【００２６】
以上、実施の形態１にかかる歩行訓練装置によれば、歩行帯２０の溝２３にアタッチメント１の足部３の挿入部３ｂが挿入されており、溝２３が挿入部３ｂの訓練者の左右方向への動き、及び、挿入部３ｂの脚の軸方向を中心とする回転を規制する。その結果、アタッチメント１を装着された脚が、外旋回することを抑制する。したがって、訓練者Ｕ１の脚Ｕ２の外旋回を抑制して歩行訓練させることができる。
【００２７】
（実施の形態２）
次に、図７及び図８を参照して、実施の形態２にかかる歩行訓練装置について説明する。図７は、実施の形態２に係る歩行訓練装置を示す模式図である。図８は、実施の形態２に係る歩行訓練装置の要部を示す上面模式図である。実施の形態２にかかる歩行訓練装置は、脚部ロボット１０のみ、実施の形態１にかかる歩行訓練装置と共通する構成を有する。共通する構成については説明を省略し、異なる構成について説明する。
【００２８】
図７に示すように、歩行訓練装置２００は、脚部ロボット１０と、吊り具２３０と、トレッドミル５０と、歩行表示部６０と、手摺７０とを含む。
【００２９】
吊り具２３０は、訓練者Ｕ１を保持することのできる機械的強度を有するワイヤ２３１と、ワイヤ２３１の一端を訓練者Ｕ１に取り付ける取付部２３２と、ワイヤ２３１の他端を把持する把持部２３４と、フレーム２３３を介して把持部２３４を直線状に移動可能に支持するレール２３５とを含む。レール２３５は、トレッドミル５０の上方、具体的にはトレッドミル５０上で歩く訓練者Ｕ１の頭部よりも高い位置に設置されている。訓練者Ｕ１が転倒したとき、吊り具２３０は、吊り具３０（図１参照）と同様に、訓練者Ｕ１の体の移動を抑えることによって、訓練者Ｕ１にかかる衝撃を抑制する。
【００３０】
図７及び図８に示すように、トレッドミル５０は、本体５１と、介助者足置場５３とを含む。本体５１の上面５２は、歩行エリア５２ａと、２つの歩行軌道溝５２ｃとを有する。本体５１は、ロール５１ａと、ロール５１ａを駆動する駆動部（図示略）とを備える。歩行エリア５２ａは、ベルトコンベア方式によって構成され、例えば、ロール５１ａの駆動によって、訓練者Ｕ１の歩行進行方向と逆方向に移動する可能な複数の帯状体５２ｂの上面により構成される。歩行軌道溝５２ｃは、歩行エリア５２ａの帯状体５２ｂ同士の間に形成されている。なお、一方の歩行軌道溝５２ｃは、領域５２ｄと領域５２ｅに挟まれており、他方の歩行軌道溝５２ｃは、領域５２ｅと領域５２ｆとに挟まれている。領域５２ｄと５２ｅと５２ｆとは、それぞれ、歩行帯として機能する。アタッチメント１は、２つの歩行軌道溝５２ｃにそれぞれ、１つずつ移動可能に設けられている。２つのアタッチメント１はそれぞれ、訓練者の右足及び左足に装着することができる。介助者足置場５３は、介助者Ａ１（図７参照）が脚を置くことができるように、具体的には、本体５１における訓練者Ｕ１の歩行訓練の開始地点側（ここでは、本体５１のＸ軸マイナス側）に設置されている。
【００３１】
図７に示すように、歩行表示部６０は、トレッドミル５０、特に歩行エリア５２ａを上側前方から撮像する上側カメラ６１と、トレッドミル５０に向かって映像を表示するモニタ６２と、トレッドミル５０、特に歩行エリア５２ａを下側前方から撮像する下側カメラ６３とを含む。なお、歩行表示部６０の代わりに、鏡を設置してもよい。歩行表示部６０は、上側カメラ６１及び下側カメラ６３によって歩行訓練を行う際中の訓練者Ｕ１を撮像し、撮像した訓練者Ｕ１を示す映像をモニタ６２に表示することによって、訓練者Ｕ１に自身の動作を確認させることができる。
【００３２】
手摺７０は、トレッドミル５０の長手方向に沿うよう配置される。手摺７０は、訓練者Ｕ１がその手で把持しやすい高さにあるとよい。歩行訓練を行う際中の訓練者Ｕ１が転倒したとき、手摺７０が訓練者Ｕ１に把持されることで、訓練者Ｕ１にかかる転倒の衝撃を抑制する。
【００３３】
以上、実施の形態２にかかる歩行訓練装置によれば、実施の形態１にかかる歩行訓練装置と同様に、歩行軌道溝５２ｃにアタッチメント１の足部３の挿入部３ｂが挿入されており、歩行軌道溝５２ｃが挿入部３ｂの訓練者の左右方向への動き、及び、挿入部３ｂの脚の軸方向を中心とする回転を規制する。その結果、アタッチメント１を装着された脚が、外旋回することを抑制する。したがって、訓練者の脚の外旋回を抑制して歩行訓練させることができる。
【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。例えば、実施の形態１及び２に係る歩行訓練装置では、吊り具３０、２３０をそれぞれ備えたが、必要に応じて省略してもよい。
【符号の説明】
【００３５】
１０  脚部ロボット
１  アタッチメント                        
３  足部
３ａ  踏板                                ３ｂ  挿入部
３ｃ  規制部
５０  トレッドミル
５２ｃ  歩行軌道溝
２００  歩行訓練装置
Ｕ１  訓練者                              Ｕ２  脚
【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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