JP6973789B2

JP6973789B2 - 歩行訓練装置

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Publication number: JP6973789B2
Application number: JP2017237874A
Authority: JP
Inventors: 則天河島
Original assignee: Senstyle
Current assignee: Senstyle
Priority date: 2017-12-12
Filing date: 2017-12-12
Publication date: 2021-12-01
Anticipated expiration: 2037-12-12
Also published as: JP2019103610A

Description

本発明は、歩行機能を回復させるための歩行訓練装置に関し、特に、片側性の麻痺等により左右非対称な歩行状態を改善するための歩行訓練装置に関する。

従来、被訓練者の右足用および左足用に分離された環状ベルトを有し、左右の環状ベルトが別々に設定された速度で駆動され、片側性の麻痺等により左右非対称な歩行状態の被訓練者でも環状ベルトの速度に歩調を合わせて立位での歩行訓練を行うことが可能な歩行訓練装置が知られている。例えば、特許文献１に記載の歩行訓練装置では、転倒予防訓練として、片方の回動中の環状ベルトに対して、起動より固定の減速率２０％／４０％／６０％／１００％のように減速率を変えて減速させることが可能となっている。

また、特許文献２に記載の歩行訓練装置は、左右両側の歩行面の目標速度がキーボードやスイッチ類等の入力手段により入力されると、その目標速度で歩行面が動作するように左右のモータに電圧が印加され、各モータの回転数がフィードバックされながら、電圧の印加が適正に行われることにより、目標速度に維持されるようになっている。

特許第５０２４６９７号公報（段落００１９）特許第５４９３１２１号公報（段落００１９，００２３）

ところで、左右非対称な歩行状態である被訓練者の歩行改善をより効果的に行うには、被訓練者が左右のベルトの速度差を感じないようにすることが重要である。上記従来の歩行訓練装置は、いずれも左右のベルト速度をそれぞれ独立して設定可能なものであるが、このように左右のベルト速度をそれぞれ個別に設定する場合、左右のベルト速度をそれぞれ別々に変化させることしかできないため、被訓練者が左右のベルトの速度差を感じないようにすることは容易ではない。

そこで、本発明においては、被訓練者が左右のベルトの速度差を感じないように左右のベルト速度を同時に設定することが可能な歩行訓練装置を提供することを目的とする。

本発明の歩行訓練装置は、被訓練者が左足および右足をそれぞれ載せる左右の環状ベルトと、左右の環状ベルトをそれぞれ駆動する左右の駆動部と、左右の環状ベルトの動作速度を設定する速度設定部と、左右の環状ベルトの速度比を設定する速度比設定部と、左右の環状ベルトの動作速度が速度設定部により設定された速度となるように左右の駆動部を制御するとともに、速度比設定部により速度比が設定されると、設定された速度を基準として左右の環状ベルトの動作速度が同じ割合で増減速して速度比設定部により設定された速度比となるように左右の駆動部を制御する制御部とを有するものである。

本発明の歩行訓練装置によれば、左右の環状ベルトの動作速度を設定すると、左右の環状ベルトがこの設定された速度（以下、「設定速度」と称す。）で駆動され、左右の環状ベルトの速度比を設定すると、設定速度を基準として左右の環状ベルトの速度が同じ割合で増減速して設定された速度比で駆動されるので、被訓練者が左右の速度差を感じないように左右の環状ベルトの動作速度を同時に増減速することが可能となる。

ここで、速度比設定部は、速度比を１０％単位で上下させる第１の速度比上下設定ボタンと、速度比を１％単位で上下させる第２の速度比上下設定ボタンと、速度比を０．１％単位で上下させる第３の速度比上下設定ボタンとを有することが望ましい。これにより、左右の環状ベルトの速度比を１０％単位、１％単位または０．１％単位で変更することが可能となる。

（１）被訓練者が左足および右足をそれぞれ載せる左右の環状ベルトと、左右の環状ベルトをそれぞれ駆動する左右の駆動部と、左右の環状ベルトの動作速度を設定する速度設定部と、左右の環状ベルトの速度比を設定する速度比設定部と、左右の環状ベルトが速度設定部により設定された速度となるように左右の駆動部を制御するとともに、速度比設定部により速度比が設定されると、設定された速度を基準として左右の環状ベルトの動作速度が同じ割合で増減速して速度比設定部により設定された速度比となるように左右の駆動部を制御する制御部とを有する構成により、被訓練者が左右の速度差を感じないように左右の環状ベルトの動作速度を同時に増減速することが可能となり、被訓練者に対して左右の環状ベルトの動作速度の変速動作をより潜在的に介入し、左右非対称な歩行状態をより効果的に改善することが可能となる。

（２）速度比設定部が、速度比を１０％単位で上下させる第１の速度比上下設定ボタンと、速度比を１％単位で上下させる第２の速度比上下設定ボタンと、速度比を０．１％単位で上下させる第３の速度比上下設定ボタンとを有することにより、左右の環状ベルトの速度比を１０％単位、１％単位または０．１％単位で変更することが可能となり、速度比を一気に大きく変更したり、細かく変更したりすることが可能となり、操作性が良い。

本発明の実施の形態における歩行訓練装置の概略構成図である。図１の歩行訓練装置のブロック図である。図１の歩行訓練装置の基本操作画面の例を示す図である。

図１は本発明の実施の形態における歩行訓練装置の概略構成図、図２は図１の歩行訓練装置のブロック図である。

図１および図２に示すように、本発明の実施の形態における歩行訓練装置１は、被訓練者が左足および右足をそれぞれ載せる左右の環状ベルト２Ｌ，２Ｒと、左右の環状ベルト２Ｌ，２Ｒをそれぞれ駆動する左右の駆動部３Ｌ，３Ｒと、左右の駆動部３Ｌ，３Ｒを制御して左右の環状ベルト２Ｌ，２Ｒの速度を調節する制御部４と、左右の環状ベルト２Ｌ，２Ｒの速度等の入力や動作状態の表示等を行う入力表示部としての操作パネル５とを備えている。

図３は図１の歩行訓練装置１の基本操作画面の例を示している。図３に示すように、操作パネル５の基本操作画面１０には、左足側の情報を表示する左側表示部２０と、右足側の情報を表示する右側表示部３０と、左側表示部２０と右側表示部３０との間に設けられた基本ベルト速度表示部４０とを有している。

基本操作画面１０の右側には、左右の環状ベルト２Ｌ，２Ｒの動作速度を同速度とする同速モードを指定する同速モードボタン１１と、左右の環状ベルト２Ｌ，２Ｒの動作速度を、設定速度を基準として同じ割合で一方を速く、他方を遅く変化させる振分モードを指定する振分モードボタン１２と、左右の環状ベルト２Ｌ，２Ｒの動作速度を、一方を設定速度で動作させ、その速度を基準として他方の速度を変化させる個別モードを指定する個別モードボタン１３とを有している。

また、振分モードボタン１２の下方には、振分モードボタン１２により変化させる動作速度を左増速右減速（Ｌ＞Ｒ）モードとするか、左減速右増速（Ｌ＜Ｒ）モードとするかを切り替える振分基準切替ボタン１４を有する。個別モードボタン１３の下方には、個別モードボタン１３により変化させる動作速度を左足基準（Ｌ基準）モードとするか、右足基準（Ｒ基準）モードとするかを切り替える左右基準切替ボタン１５を有する。

基本ベルト速度表示部４０には、左右の環状ベルト２Ｌ，２Ｒの動作速度を設定する速度設定部６を有する。速度設定部６は、動作速度として設定される速度（設定速度）を表示する設定速度表示部６０と、設定速度を１ｋｍ／ｈ単位で上下させる第１の速度上下設定ボタン６１と、設定速度を０．１ｋｍ／ｈ単位で上下させる第２の速度上下設定ボタン６２とを有する。

第１の速度上下設定ボタン６１は一対の上ボタンおよび下ボタンからなり、操作者が上ボタンまたは下ボタンをタップするごとに、設定速度が１ｋｍ／ｈ単位で上下し、設定速度表示部６０に表示される。第２の速度上下設定ボタン６２は一対の上ボタンおよび下ボタンからなり、操作者が上ボタンまたは下ボタンをタップするごとに、設定速度が０．１ｋｍ／ｈ単位で上下し、設定速度表示部６０に表示される。

また、基本ベルト速度表示部４０には、左右の環状ベルト２Ｌ，２Ｒの速度比を設定する速度比設定部７を有する。速度比設定部７は、設定される左右の環状ベルト２Ｌ，２Ｒの速度比を表示する速度比表示部７０と、速度比を１０％単位で上下させる第１の速度比上下設定ボタン７１と、速度比を１％単位で上下させる第２の速度比上下設定ボタン７２と、速度比を０．１％単位で上下させる第３の速度比上下設定ボタン７３とを有する。

第１の速度比上下設定ボタン７１、第２の速度比上下設定ボタン７２および第３の速度比上下設定ボタン７３は、それぞれ一対の上ボタンおよび下ボタンからなり、操作者が上ボタンおよび下ボタンをタップするごとに、左右の環状ベルト２Ｌ，２Ｒの速度比がそれぞれ１０％単位、１％単位および０．１％単位で上下し、設定された速度比が速度比表示部７０に表示される。

また、本実施形態における歩行訓練装置１は、操作パネル５の基本操作画面１０の左側表示部２０および右側表示部３０に、それぞれ左右の環状ベルト２Ｌ，２Ｒの動作速度を個別に変更するための左速度比設定部２１および右速度比設定部３１を有している。左速度比設定部２１および右速度比設定部３１は、それぞれ前述の速度比設定部７と同様の構成である。

駆動部３Ｌ，３ＲはＤＣサーボモータ等のアクチュエータで構成されている。また、駆動部３Ｌ，３Ｒには角位置センサがそれぞれ取り付けられており、制御部４は、この角位置センサの検出結果に基づいて駆動部３Ｌ，３Ｒの現在の回転速度を算出し、同速モードボタン１１により同速モードが指定されている場合には、左右の環状ベルト２Ｌ，２Ｒの動作速度が設定速度となるように駆動部３Ｌ，３Ｒに流す直流電流を調整することにより、駆動部３Ｌ，３Ｒを制御する。

また、制御部４は、振分モードボタン１２により振分モードが指定された場合、振分基準切替ボタン１４により指定されたＬ＞ＲモードまたはＬ＜Ｒモードに従い、設定速度を基準として左右の環状ベルト２Ｌ，２Ｒの動作速度が同じ割合で増減速して速度比設定部７により設定された速度比となるように左右の駆動部３Ｌ，３Ｒに流す直流電流を調整することにより、駆動部３Ｌ，３Ｒを制御する。

また、制御部４は、個別モードボタン１３により個別モードが指定された場合、左右基準切替ボタン１５により指定されたＬ基準モードまたはＲ基準モードに従い、左右の環状ベルト２Ｌ，２Ｒの一方を設定速度で動作させたまま、その速度を基準として他方の速度を増減速して左速度比設定部２１または右速度比設定部３１により設定された速度比となるように左右の駆動部３Ｌ，３Ｒに流す直流電流を調整することにより、駆動部３Ｌ，３Ｒを制御する。

次に、上記構成の歩行訓練装置１の動作について説明する。
まず、被訓練者が左足および右足をそれぞれ左右の環状ベルト２Ｌ，２Ｒに載せ、操作者が速度設定部６により設定速度を例えば３．０ｋｍ／ｈに設定し、同速モードボタン１１により同速モードを指定すると、制御部４が駆動部３Ｌ，３Ｒに流す直流電流を調整し、左右の環状ベルト２Ｌ，２Ｒが同じ設定速度３．０ｋｍ／ｈで動作する。このように左右の環状ベルト２Ｌ，２Ｒを同速度で動作させた状態で、被訓練者が左右の環状ベルト２Ｌ，２Ｒ上を歩行することで、被訓練者の通常歩行における左右差を確認することができる。

次に、操作者は、振分モードボタン１２により振分モードを指定し、この被訓練者の通常歩行における左右差に基づいて、速度比設定部７により速度比を例えば５０％に設定する。ここで、制御部４は、振分基準切替ボタン１４によりＬ＞Ｒモードが指定されている場合、左右の環状ベルト２Ｌ，２Ｒの設定速度４．０ｋｍ／ｈを基準として左環状ベルト２Ｌを２５％増速するとともに、右環状ベルト２Ｒを２５％減速するように左右の駆動部３Ｌ，３Ｒに流す直流電流を調整する。これにより、左右の環状ベルト２Ｌ，２Ｒの動作速度が同時に増減速し、左環状ベルト２Ｌが４．０×１．２５＝５．０ｋｍ／ｈで動作し、右環状ベルト２Ｒが４．０×０．７５＝３．０ｋｍ／ｈで動作する。

このように、左右の環状ベルト２Ｌ，２Ｒの動作速度が速度比設定により同時に増減速すると、被訓練者は左右の環状ベルト２Ｌ，２Ｒに速度差が発生したことを感じにくく、被訓練者に対して左右の環状ベルト２Ｌ，２Ｒの動作速度の変速動作をより潜在的に介入することができる。これにより、左右差が発生しているにもかかわらず、被訓練者は潜在的に左右さが発生していないという認識の元で運動学習を行うことができ、左右非対称な歩行状態をより効果的に改善することが可能となる。

また、本実施形態における歩行訓練装置１は、速度比を１０％単位で上下させる第１の速度比上下設定ボタン７１と、速度比を１％単位で上下させる第２の速度比上下設定ボタン７２と、速度比を０．１％単位で上下させる第３の速度比上下設定ボタン７３とを有しており、左右の環状ベルト２Ｌ，２Ｒの速度比を１０％単位、１％単位または０．１％単位で変更することが可能となっている。これにより、左右の環状ベルト２Ｌ，２Ｒの速度比を一気に大きく変更したり、細かく変更したりすることが可能となり、操作性が良い。

また、本実施形態における歩行訓練装置１では、個別モードボタン１３により個別モードを指定して、左速度比設定部２１および右速度比設定部３１により左右の環状ベルト２Ｌ，２Ｒの動作速度を、振分基準切替ボタン１４により指定されたＬ＞ＲモードまたはＬ＜Ｒモードに従って、左右一方の設定速度を基準とする速度比に設定することも可能となっている。

このとき、制御部４は、左速度比設定部２１および右速度比設定部３１により左右の環状ベルト２Ｌ，２Ｒの速度比が設定されると、左右基準切替ボタン１５により指定されたＬ基準モードまたはＲ基準モードに従い、左右一方の設定速度を基準として左右の環状ベルト２Ｌ，２Ｒの動作速度を個別に増減速して、左速度比設定部２１および右速度比設定部３１により設定された速度比となるように左右の駆動部３Ｌ，３Ｒに流す直流電流を調整することにより、駆動部３Ｌ，３Ｒを制御する。

本発明の歩行訓練装置は、歩行機能を回復させるための歩行訓練装置に関し、特に、片側性の麻痺等により左右非対称な歩行状態を改善するための歩行訓練装置として有用である。

１歩行訓練装置
２Ｌ，２Ｒ環状ベルト
３Ｌ，３Ｒ駆動部
４制御部
５操作パネル
６速度設定部
７速度比設定部
１０基本操作画面
１１同速モードボタン
１２振分モードボタン
１３個別モードボタン
１４振分基準切替ボタン
１５左右基準切替ボタン
２０左側表示部
３０右側表示部
４０基本ベルト速度表示部
６０設定速度表示部
６１，６２速度上下設定ボタン
７０速度比表示部
７１，７２，７３速度比上下設定ボタン

Claims

被訓練者が左足および右足をそれぞれ載せる左右の環状ベルトと、
前記左右の環状ベルトをそれぞれ駆動する左右の駆動部と、
前記左右の環状ベルトの動作速度を設定する速度設定部と、
前記左右の環状ベルトの動作速度を、前記速度設定部により設定された速度を基準として同じ割合で一方を速く、他方を遅く変化させる振分モードの％を設定する設定ボタンと、
前記左右の環状ベルトの動作速度が前記速度設定部により設定された速度となるように前記左右の駆動部を制御するとともに、前記設定ボタンにより前記振分モードの％が設定されると、設定された速度を基準として前記左右の環状ベルトの動作速度が前記設定ボタンにより設定された前記振分モードの％の半分ずつ増減速されるように前記左右の駆動部を制御する制御部と
を有する歩行訓練装置。
前記設定ボタンは、前記振分モードの％を１０％単位で上下させる第１の設定ボタンと、前記振分モードの％を１％単位で上下させる第２の設定ボタンと、前記振分モードの％を０．１％単位で上下させる第３の設定ボタンとを有する請求項１記載の歩行訓練装置。