训练装置以及力量成分信号的修正方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及训练装置以及力量成分信号的修正方法，在能够执行多个动作模式的训练装置中，根据动作模式使操作杆适当地动作。训练装置具备操作杆、多个马达、多个力量检测部以及多个第一指令计算部。操作杆使所保持的肢部动作。多个马达使操作杆在操作杆能够动作的自由度方向上动作。力量检测部对对应的力量成分进行检测，并输出力量成分信号。第一指令计算部与对应的力量检测部连接。第一指令计算部基于对应的力量成分信号来计算第一马达控制指令。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】训练装置以及力量成分信号的修正方法
本专利技术涉及一种具备由马达驱动的操作杆，按照规定的训练程序来辅助患者的上肢以及下肢等的复健的训练装置。
技术介绍
由于以中风患者的偏瘫的上肢、下肢的运动功能恢复为目的的复健通常由职业治疗师、物理治疗师来进行，所以在高效地提供复健方面存在局限性。例如，在以上肢的运动功能恢复为目的的复健中，主要需要在比现状稍大的动作范围内，被动及主动的方式尽可能地反复进行瘫痪的上肢的准确的动作。以与这些运动功能恢复相关的复健为基础，职业治疗师或者物理治疗师教授患者准确的动作，进一步通过手的技术对患者的上肢被动地施加负荷并引导主动的动作。在这样的复健中，动作的反复次数受到治疗师的体力、能够提供复健的时间的局限性的限制。另外，存在根据治疗师的经验，在复健的医疗质量上也产生差异的可能性。因此，为了辅助由治疗师进行的训练，消除提供复健的限制，并且尽可能地使其医疗质量标准化，例如，公知有如专利文献1那样的用于辅助手臂等肢部不便的患者的复健的上肢训练装置。该装置具备能够配置在地面上的固定框架、被固定框架支承为能够向各个方向倾转的可动框架、以及以自由伸缩的方式安装于可动框架并由接受训练的人的手操作的操作杆。专利文献1：国际公开第2012/117488号如专利文献1所公开的训练装置使用一个控制部，对基于在具有多个自由度的训练装置中执行的多个动作模式的操作杆的动作进行控制。即，在专利文献1的训练装置中，一个控制部为了使操作杆以上述多个动作模式动作，对多个马达进行控制。在这样的情况下，根据在训练装置中执行的不同的动作模式，存在操作杆不进行适当的动作的情况。专利
技术实现思路
本专利技术的课题在于在能够执行多个动作模式的训练装置中，使操作杆根据各个动作模式适当地动作。以下，作为用于解决课题的方法对多个方式进行说明。这些方式能够根据需要任意地组合。本专利技术的一方面所涉及的训练装置是按照规定的动作模式来训练使用者的上肢及/或下肢四肢的训练装置。训练装置具备操作杆、多个马达、多个力量检测部以及多个第一指令计算部。操作杆被固定框架支承为能够动作。因此，训练装置能够使保持于操作杆的肢部动作。固定框架被载置在地面上或者接近地面载置。多个马达基于马达控制指令，使操作杆在操作杆能够动作的自由度方向上动作。多个力量检测部对力量成分进行检测。另外，多个力量检测部输出基于检测出的力量成分的大小的力量成分信号。力量成分是对操作杆施加的力量的在操作杆能够动作的自由度方向上的力量的成分。多个第一指令计算部与对应的力量检测部连接。对应的力量检测部是指对操作杆通过基于在与该力量检测部连接的第一指令计算部中计算出的第一马达控制指令控制的对应的马达而动作的自由度方向的力量成分进行检测的力量检测部。另外，第一指令计算部基于由对应的力量检测部输出的力量成分信号，计算第一马达控制指令计算作为马达控制指令，并将第一马达控制指令输出至对应的马达。第一马达控制指令是用于对对应的马达进行控制的控制指令。在上述训练装置中，第一指令计算部分别基于从与该第一指令计算部连接的对应的力量检测部输出的力量成分信号，计算第一马达控制指令而作为马达控制指令。之后，第一指令计算部将第一马达控制指令输出至对应的马达。结果，多个马达分别被基于从对应的第一指令计算部输出的第一马达控制指令控制。在上述训练装置中，第一指令计算部与对应的力量检测部连接。由此，第一指令计算部能够以更高的频率和精度获取对应的力量成分信号。结果，即使对操作杆施加的力量发生了变动，第一指令计算部也能够以适当的频率和精度计算出与该力量的变动相应的第一马达控制指令。另外，第一指令计算部将作为马达控制指令计算出的第一马达控制指令输出至对应的马达。由此，能够追随对操作杆施加的力量的变化而适当地控制操作杆。上述训练装置还可以具备动作指令部、第二指令计算部、以及控制指令切换部。动作指令部基于在训练程序中指定的训练指示，创建指示操作杆的动作的动作指令。第二指令计算部以规定的周期接收动作指令。而且，第二指令计算部基于接收到的动作指令，计算第二马达控制指令作为马达控制指令。控制指令切换部在执行第一动作模式时，输出第一马达控制指令作为马达控制指令。另一方面，在执行第二动作模式时，控制指令切换部输出第二马达控制指令作为马达控制指令。第一动作模式是被指定为基于对操作杆施加的力量来使操作杆动作时的动作模式。第二动作模式是被指定为基于预先决定出的动作指令来使操作杆动作时的动作模式。在上述训练装置中，动作指令部基于所指定的训练指示来创建动作指令。另外，第二指令计算部基于以规定的周期接收到的动作指令，计算第二马达控制指令作为马达控制指令。由此，在上述训练装置中，能够基于训练指示使操作杆动作。因此，在上述训练装置中，在执行基于对操作杆施加的力量使操作杆动作的动作模式(第一动作模式)时，控制指令切换部输出第一马达控制指令作为马达控制指令。另一方面，在执行预先指定了操作杆的动作时的动作模式(第二动作模式)时，控制指令切换部输出第二马达控制指令作为马达控制指令。由此，控制指令切换部能够根据当前执行中的动作模式，选择适当的马达控制指令。结果，上述训练装置能够根据动作模式，使操作杆适当地动作。上述训练装置还可以具备训练指示部。训练指示部在训练装置中能够选择的训练程序中，决定执行第一动作模式，还是执行第二动作模式。由此，上述训练装置通过根据训练程序的内容来选择适当的动作模式，能够使操作杆以适当的动作模式动作。上述训练装置还可以具备旋转信息输出传感器。旋转信息输出传感器基于马达的旋转量，对操作杆能够动作的自由度方向的操作杆的动作位置进行检测。该情况下，第一指令计算部也可以基于由对应的旋转信息输出传感器检测出的动作位置来计算第一马达控制指令。对应的旋转信息输出传感器是指对操作杆通过基于由该第一指令计算部计算出的第一马达控制指令控制的马达(对应的马达)而动作的自由度方向的动作位置进行检测的旋转信息输出传感器。由此，第一指令计算部能够以能够确认操作杆的动作位置并且适当地控制马达的方式计算第一马达控制指令。第一指令计算部还可以基于步进值来计算第一马达控制指令。步进值是决定操作杆的动作速度为最大的力量(力量成分)的值。由此，能够对执行第一动作模式时的操作杆的操作性进行调整。步进值也可以在训练程序执行中能够发生变更。由此，在基于所施加的力量使操作杆动作时，能够适当地调整操作杆的操作性。步进值也可以由动作指令部输出。由此，能够在动作指令部中对步进值进行统一管理。第一指令计算部也可以基于校准数据来计算力量成分值。校准数据是表示由对应的力量检测部输出的力量成分信号的信号值与在对应的力量检测部中检测出的力量成分的大小的关系的数据。该情况下，第一指令计算部基于计算出的力量成分值来计算第一马达控制指令。由此，即使力量检测部的特性根据力量检测部的个体而不同或因训练装置的长时间使用等导致力量检测部的特性发生了变化，也能够准确地计算出对操作杆施加的力量(力量成分)。结果，能够基于实际对操作杆施加的力来计算第一马达控制指令。另外，也可以在规定的时机，对校准数据进行更新。由此，能够保持与力量检测部的特性变动相应的校准数据。上述训练装置还可以具备漂移修正部。漂移修正部对力量检测部(对应的力量检本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种训练装置，所述训练装置是按照规定的训练程序来训练使用者的上肢及/或下肢四肢的训练装置，具备：操作杆，其被载置在地面上或者接近地面载置的固定框架支承为能够动作，使所保持的肢部动作；多个马达，其基于马达控制指令，使所述操作杆在所述操作杆能够动作的自由度方向动作；多个力量检测部，其对施加于所述操作杆的力量的在所述操作杆能够动作的自由度方向的成分亦即力量成分进行检测，并输出基于检测出的所述力量成分的大小的力量成分信号；以及多个第一指令计算部，其与对应的力量检测部连接，基于由所述对应的力量检测部输出的所述力量成分信号，计算用于控制对应的马达的第一马达控制指令作为所述马达控制指令，并将所述第一马达控制指令输出至所述对应的马达。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.10.29 JP 2014-2200501.一种训练装置，所述训练装置是按照规定的训练程序来训练使用者的上肢及/或下肢四肢的训练装置，具备：操作杆，其被载置在地面上或者接近地面载置的固定框架支承为能够动作，使所保持的肢部动作；多个马达，其基于马达控制指令，使所述操作杆在所述操作杆能够动作的自由度方向动作；多个力量检测部，其对施加于所述操作杆的力量的在所述操作杆能够动作的自由度方向的成分亦即力量成分进行检测，并输出基于检测出的所述力量成分的大小的力量成分信号；以及多个第一指令计算部，其与对应的力量检测部连接，基于由所述对应的力量检测部输出的所述力量成分信号，计算用于控制对应的马达的第一马达控制指令作为所述马达控制指令，并将所述第一马达控制指令输出至所述对应的马达。2.根据权利要求1所述的训练装置，还具备：动作指令部，其基于在所述训练程序中指定的训练指示，创建指示所述操作杆的动作的动作指令；第二指令计算部，其以规定的周期接收所述动作指令，并基于接收到的所述动作指令来计算第二马达控制指令作为所述马达控制指令；以及控制指令切换部，其在执行在所述训练程序中被指定为基于对所述操作杆施加的力量来使所述操作杆动作时的第一动作模式时，输出所述第一马达控制指令来作为所述马达控制指令，在执行在所述训练程序中被指定为基于预先决定出的动作指令使所述操作杆动作时的第二动作模式时，输出所述第二马达控制指令来作为所述马达控制指令。3.根据权利要求1或2所述的训练装置，其中，所述训练装置还具备训练指示部，所述训练指示部在能够选择的所述训练程序中，决定执行所述第一动作模式，还是执行所述第二动作模式。4.根据权利要求1～3中任一项所述的训练装置，其中，所述训练装置还具备旋转信息输出传感器，所述旋转信息输出传感器基于所述马达的旋转量，对所述操作杆能够动作的自由度方向的所述操作杆的动作位置进行检测，所述第一指令计算部基于由对应的旋转信息输出传感器...

【专利技术属性】
技术研发人员：凑雄一朗，藤田芙美，前田明宽，武田纯，
申请(专利权)人：村田机械株式会社，帝人制药株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP