JP2005066060A - トレーニング装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】起立動作をアシストする着座面の押し上げ力、繰り返し回数および昇降の上端・下端位置を任意に設定でき、体力に合わせた起立動作機能のトレーニングを可能にする。
【解決手段】モーター31が伝動クラッチ32および歯車を介して回転駆動する雄ネジシャフト33に嵌合する雌ネジ34によって昇降装置7が昇降駆動され、着座部2が圧力センサー21を介して昇降装置7の前端に取り付けられる。
取付柱18には、スイッチ作動片64によって原点位置、上限位置Aおよび下限位置Bを検出するスイッチ61、62および63が位置調節可能に取り付けられる。設定した回数の昇降を繰り返して終了させる動作制御手段65と、圧力センサー21から検知した荷重が設定した上限閾値に達すると伝動クラッチ32を遮断し一時停止となり、且つ定時間が経過すると待機終了させる昇降力制御手段4を備える。
【選択図】図1
【解決手段】モーター31が伝動クラッチ32および歯車を介して回転駆動する雄ネジシャフト33に嵌合する雌ネジ34によって昇降装置7が昇降駆動され、着座部2が圧力センサー21を介して昇降装置7の前端に取り付けられる。
取付柱18には、スイッチ作動片64によって原点位置、上限位置Aおよび下限位置Bを検出するスイッチ61、62および63が位置調節可能に取り付けられる。設定した回数の昇降を繰り返して終了させる動作制御手段65と、圧力センサー21から検知した荷重が設定した上限閾値に達すると伝動クラッチ32を遮断し一時停止となり、且つ定時間が経過すると待機終了させる昇降力制御手段4を備える。
【選択図】図1
Description
本発明は、起立動作機能を回復するためのトレーニング装置に関するものである。
筋力の衰えた傷病者や高齢者の歩行、立ち上がりや着座の動作を介助する器具あるいは装置、また機能回復を図ったトレーニング装置として多くの技術が特許文献等に公開されている。たとえば、
臀部受座を懸垂した横杆が牽引装置に牽引されて前上方に傾斜した方向に昇降し、膝嵌め込み用縦溝形マットに膝を当て、上下方向に連動する腕もたれ用円筒マットに腕を託した使用者が起立・着座動作を介助される装置がある(特許文献1参照)。
臀部受座を懸垂した横杆が牽引装置に牽引されて前上方に傾斜した方向に昇降し、膝嵌め込み用縦溝形マットに膝を当て、上下方向に連動する腕もたれ用円筒マットに腕を託した使用者が起立・着座動作を介助される装置がある(特許文献1参照)。
また、リクライニング可能な背もたれを備えた着座部があって、その前縁の位置から下方に伸びて先端に踏み台が設けられた足置き台が、電動伸縮アームに駆動されて前縁直下の蝶番の位置で回動して水平になるまで押し上げられるものであって、足置き台の反復回動によって、踏み台に乗せた足と着座面に乗せた大腿部を伸縮性バンドで固定した両脚の膝関節を屈伸させる装置がある。また足置き台が水平に押し上げられた位置で、レバー操作によって踏み台を傾斜移動することができ、腰、膝および足首関節を屈伸することができる(特許文献2参照)。
また、バックパックに駆動電源と制御手段を収納し、制御手段が角度センサおよびジャイロセンサの出力に基づいて各運動モードにおける股関節および膝関節の必要トルクを算出し、この必要トルクから使用者の状態に応じて予め設定された閾値を差し引いたトルクを電気アクチュエータに発生させ、股関節および膝関節を伸展・屈曲駆動させる、歩行補助装置がある。歩行、階段の昇降あるいは着座・起立動作をアシストすることによって、その運動を促進して筋力低下の抑制や歩行形態の矯正を図るものである(特許文献3参照)。
特開平10−5279号公報
特開2002−200193号公報
特開2002−301124号公報
「体力の劣化は足腰から」と言われるように足腰の鍛錬は、傷病者や高齢者に限らず生活上不可欠であって簡単に使用できるものが望ましい。通常の椅子としても使用できる形態であって、且つ座ってスイッチを入れるだけで使用できる起立動作機能を回復するためのトレーニング装置であって、股関節および膝関節の筋力の増強を図れることを課題とする。
また、起立動作をアシストする着座面の押し上げ力を任意に設定することができ、あるいは繰り返し回数および昇降の上端・下端位置も任意に設定できるものであって、使用者の体力に合わせたトレーニングを可能にすることを課題とする。
本発明によるトレーニング装置の基本構成は、基礎台と、着座部と、該着座部を略鉛直方向に昇降駆動する昇降装置と、該昇降装置の動力源である駆動アクチュエータと、上限閾値設定要素を備えて昇降駆動力を可変に制御できる昇降力制御手段と、昇降動作の開始を操作することができる操作装置とを備えており、開始を操作することによって昇降を繰り返した後停止して終了するものである。
また更に、昇降動作の開始または停止の原点位置、上限位置Aおよび下限位置Bいずれかまたは全てを制御できる位置制御手段と、昇降の繰り返し回数を任意に設定できる回数設定要素を備え、開始を操作すると設定した回数の昇降を繰り返した後に原点位置あるいは上限位置Aで停止して所定終了する動作制御手段とを備えたものである。
また、前記昇降力制御手段が、昇降過程中に使用者の体重が乗った着座部の荷重を検知入力し、設定された昇降駆動力の上限閾値と比較演算して、荷重が上限閾値に達している場合は待機信号を発信する判定手段Mを備え、
該待機信号を受信している間は、着座部の昇降を一時停止状態で待機させ、停信すると一時停止状態が解除されて昇降運動が継続され、且つ受信継続時間が予め設定された時間に達すると待機終了信号を発信する待機手段を備え、
該待機終了信号を受信して、判定手段Mおよび待機手段の制御をキャンセルし、着座部を原点位置あるいは上限位置Aまで復帰させて前記駆動アクチュエータを停止する待機終了手段を備えている。
該待機信号を受信している間は、着座部の昇降を一時停止状態で待機させ、停信すると一時停止状態が解除されて昇降運動が継続され、且つ受信継続時間が予め設定された時間に達すると待機終了信号を発信する待機手段を備え、
該待機終了信号を受信して、判定手段Mおよび待機手段の制御をキャンセルし、着座部を原点位置あるいは上限位置Aまで復帰させて前記駆動アクチュエータを停止する待機終了手段を備えている。
また、前記駆動アクチュエータが、モーターの正逆転によって駆動されるネジ嵌合および伝動クラッチにより構成されており、
前記判定手段Mが、着座部あるいは前記昇降装置のいずれかに設けられた圧力センサーによって着座部の荷重を検知入力して比較演算し、荷重が上限閾値に達している場合は待機信号を発信するものであって、
前記待機手段が、該待機信号を受信している間は、前記伝動クラッチの連結を遮断することによって着座部の昇降を一時停止状態で待機させ、且つ遅延タイマーを作動して待機時間を計測することができ、待機信号の受信・停信に伴って伝動クラッチの遮断・連結および待機時間の計測開始・初期復帰を繰り返し、該遅延タイマーの計測時間が予め設定された時間に達すると待機終了信号を発信するものであって、
前記待機終了手段が、該待機終了信号の受信によって判定手段および待機手段の制御をキャンセルし、伝動クラッチを再び連結して着座部がいったん上限位置Aまで上昇した後に原点位置まで下降停止して、待機終了するものであって、
前記位置制御手段が、スイッチ作動片によって入・切される上下方向に配置された複数の検出スイッチの位置を可変に固定できるものであり、
前記動作制御手段が、上限位置A、下限位置Bの検出スイッチから入・切信号を受信してモーターの正逆転切り替えを制御し、且つ上限位置Aの検出スイッチから通過回数をカウントし、設定した回数の昇降を繰り返した後に原点位置で停止させ、所定終了するものである。
前記判定手段Mが、着座部あるいは前記昇降装置のいずれかに設けられた圧力センサーによって着座部の荷重を検知入力して比較演算し、荷重が上限閾値に達している場合は待機信号を発信するものであって、
前記待機手段が、該待機信号を受信している間は、前記伝動クラッチの連結を遮断することによって着座部の昇降を一時停止状態で待機させ、且つ遅延タイマーを作動して待機時間を計測することができ、待機信号の受信・停信に伴って伝動クラッチの遮断・連結および待機時間の計測開始・初期復帰を繰り返し、該遅延タイマーの計測時間が予め設定された時間に達すると待機終了信号を発信するものであって、
前記待機終了手段が、該待機終了信号の受信によって判定手段および待機手段の制御をキャンセルし、伝動クラッチを再び連結して着座部がいったん上限位置Aまで上昇した後に原点位置まで下降停止して、待機終了するものであって、
前記位置制御手段が、スイッチ作動片によって入・切される上下方向に配置された複数の検出スイッチの位置を可変に固定できるものであり、
前記動作制御手段が、上限位置A、下限位置Bの検出スイッチから入・切信号を受信してモーターの正逆転切り替えを制御し、且つ上限位置Aの検出スイッチから通過回数をカウントし、設定した回数の昇降を繰り返した後に原点位置で停止させ、所定終了するものである。
また、前記昇降力制御手段が、昇降動作開始時および下限位置B到達時に作動し、上限位置A到達時に復帰する判定タイマーを備えてその都度上昇時間を計測し、予め設定された時間が経過すると待機終了信号を発信する判定手段Pを備え、
該待機終了信号を受信して判定手段Pの制御をキャンセルし、着座部を原点位置あるいは上限位置Aまで復帰させて前記駆動アクチュエータを停止する待機終了手段を備えている。
該待機終了信号を受信して判定手段Pの制御をキャンセルし、着座部を原点位置あるいは上限位置Aまで復帰させて前記駆動アクチュエータを停止する待機終了手段を備えている。
また、前記駆動アクチュエータが可動ピストンを備えた主エアシリンダーおよび補助エアシリンダーであって、後者は所定の動作時には圧縮空気の供給を受けることなく前者の駆動力によって昇降運動に追随していて、待機終了時にのみ駆動出力するものであって、
前記昇降力制御手段が、昇降駆動力の上限閾値を可変に制御できる圧縮空気の圧力調節弁を備えており、
前記待機終了手段が、補助動力として補助エアシリンダーを作動し、主エアシリンダーと共に着座部を駆動し上限位置Aまで復帰させて待機終了するものであり、
前記位置制御手段が、原点位置、上限位置Aおよび下限位置Bのいずれかまたは全てにそれぞれ複数の検出スイッチ群を上下方向に配置して備えており、スイッチ作動片の移動によって入・切するものであり、
前記動作制御手段が、それぞれの検出スイッチ群の入・切信号の一つを選択できる群選択要素を備えており、選択した上限位置A、下限位置Bの入・切信号を受信してピストンの動作方向切り替えを制御し、且つ選択した上限位置Aの入・切信号を受信して通過回数をカウントし、設定した回数の昇降を繰り返した後に選択した上限位置Aで停止させ、所定終了するものである。
前記昇降力制御手段が、昇降駆動力の上限閾値を可変に制御できる圧縮空気の圧力調節弁を備えており、
前記待機終了手段が、補助動力として補助エアシリンダーを作動し、主エアシリンダーと共に着座部を駆動し上限位置Aまで復帰させて待機終了するものであり、
前記位置制御手段が、原点位置、上限位置Aおよび下限位置Bのいずれかまたは全てにそれぞれ複数の検出スイッチ群を上下方向に配置して備えており、スイッチ作動片の移動によって入・切するものであり、
前記動作制御手段が、それぞれの検出スイッチ群の入・切信号の一つを選択できる群選択要素を備えており、選択した上限位置A、下限位置Bの入・切信号を受信してピストンの動作方向切り替えを制御し、且つ選択した上限位置Aの入・切信号を受信して通過回数をカウントし、設定した回数の昇降を繰り返した後に選択した上限位置Aで停止させ、所定終了するものである。
また、前記昇降装置は、上方の支点と下方の支点が鉛直方向、前方の支点と後方の支点が水平方向に配置された前上杆、前下杆、後下杆、後上杆からなる一対の菱形リンクが左右に等距離を隔てて設けられ、その上方に駆動アクチュエータの可動部および着座部が取り付けられた天板が配置され、その両側方で左右のリンクと連結される構成であって、
前上杆は両支点位置よりさらに前後方向へそれぞれ直線的に傾斜して伸び、その前下端には回動支点部が備わり、且つその後上端は前記天板の後方に備わった案内溝に前後方向への移動および回動自在に支承されており、前下杆は下方の支点位置よりさらに後下方へ直線的に傾斜して伸び、その後端が前記基礎台の後方に備わった案内溝に前後方向への移動および回動自在に支承されており、後下杆は下方の支点位置よりさらに前下方へ直線的に傾斜して伸び、その前端は前記基礎台の前方に備わった支承部に回動自在に支承されており、後上杆は上方の支点位置よりさらに前上方へ直線的に傾斜して伸び、その前端は前記天板の前方に備わった支承部に回動自在に支承されており、
前記着座部は、下面に二つの回動被承部が設けられ、後方の回動被承部が天板の左右両側に設けられた回動支承部に回動自在に支承され、前方の回動被承部が連結杆上端の回動支点に回動自在に支承され、該連結杆下端の回動支点が前上杆の前端の前記回動支点部に回動自在に支承されている。
前上杆は両支点位置よりさらに前後方向へそれぞれ直線的に傾斜して伸び、その前下端には回動支点部が備わり、且つその後上端は前記天板の後方に備わった案内溝に前後方向への移動および回動自在に支承されており、前下杆は下方の支点位置よりさらに後下方へ直線的に傾斜して伸び、その後端が前記基礎台の後方に備わった案内溝に前後方向への移動および回動自在に支承されており、後下杆は下方の支点位置よりさらに前下方へ直線的に傾斜して伸び、その前端は前記基礎台の前方に備わった支承部に回動自在に支承されており、後上杆は上方の支点位置よりさらに前上方へ直線的に傾斜して伸び、その前端は前記天板の前方に備わった支承部に回動自在に支承されており、
前記着座部は、下面に二つの回動被承部が設けられ、後方の回動被承部が天板の左右両側に設けられた回動支承部に回動自在に支承され、前方の回動被承部が連結杆上端の回動支点に回動自在に支承され、該連結杆下端の回動支点が前上杆の前端の前記回動支点部に回動自在に支承されている。
また、昇降駆動力の上限閾値の設定値、繰り返し昇降回数の設定値、上限位置Aおよび下限位置Bの設定値、トレーニングの開始から終了までの所要時間、および待機終了に至った場合の昇降回数のいずれかまたは全てを記録印字できるものである。
本発明のトレーニング装置は、通常の椅子としても使用できる形態であって、且つ座ってスイッチを入れるだけの極めて簡単な操作で、起立動作機能の回復トレーニングを開始することができ、股関節および膝関節の筋力を増強するための反復運動を図れるものである。
また、起立動作をアシストする着座面の押し上げ力を任意に設定することができ、あるいは繰り返し回数および昇降の上端・下端位置も任意に設定できるものであって、使用者の体力に合わせたトレーニングを可能にするという利点がある。
またこれらの利点によって、使用者が体力の変化度合いを自覚できるのみならず、担当医師がトレーニング結果の記録書により使用者の現状体力やリハビリの進行状況を把握できることも本発明の効果である。
また、起立動作をアシストする着座面の押し上げ力を任意に設定することができ、あるいは繰り返し回数および昇降の上端・下端位置も任意に設定できるものであって、使用者の体力に合わせたトレーニングを可能にするという利点がある。
またこれらの利点によって、使用者が体力の変化度合いを自覚できるのみならず、担当医師がトレーニング結果の記録書により使用者の現状体力やリハビリの進行状況を把握できることも本発明の効果である。
本発明に係わるトレーニング装置の好適な二つの実施例の形態を添付図面に基づいて説明する。
図1は、請求項4の発明を適用した実施例1の原点位置に停止した状態で一部を断面して示す側面図である。図2は、下限位置Bにおける一部を断面して示す側面図である。
駆動アクチュエータ3が電動モーター31の正逆転によって駆動されるネジ嵌合および伝動クラッチ32で構成されている。
基礎台1と平行な上板15が上方に配置されたその間に、軸受けを介して雄ネジシャフト33が回転自在に取り付けられ、支柱16と取付柱18が鉛直に取り付け固定される。
電動モーター31がブラケットを介して基礎台1に取り付け固定されており、伝動クラッチ32および歯車を介して雄ネジシャフト33を回転駆動する。
昇降装置7は、雄ネジシャフト33に嵌合する雌ネジ34を介して昇降駆動され、且つ支柱16に嵌合するリニアガイド17を介してガイドされる。
なお、雄ネジシャフトが回転を許容されずに取り付け固定され、これに嵌合する雌ネジが昇降装置7に軸受けを介して回転自在に取り付けられ、昇降装置7に取り付け固定された電動モーターが、伝動クラッチおよび歯車を介して該雌ネジを回転駆動する構成のものによっても本発明を実施できるがここでは図示しない。
取付柱18には、原点位置、上限位置Aおよび下限位置Bを検出するスイッチ61、62および63が位置調節可能に取り付けられており、昇降装置7には、上記3位置のスイッチを作動させるスイッチ作動片64が取り付けられている(位置制御手段6)。
繰り返して昇降荷重を支える枠体を構成する基礎台1、上板15、支柱16および取付柱18は、鋼あるいはアルミ等の金属で形成され、昇降装置7はアルミあるいは強化樹脂または両者の組み合わせ材によって形成されており、雄ネジシャフト33と雌ネジ34の嵌合がボールネジであり、リニアガイド17もボールガイドタイプのものであって、スムーズな昇降運動を図っている。
自転車のサドル状の着座部2が、背もたれおよび肘掛けとともに、圧力センサー21を介して昇降装置7の前端に取り付けられる。
また本実施例では操作装置5が昇降装置7に取り付けられているが、基礎台1に取り付けたりあるいはその一部をリモコンに搭載することもできる。駆動部カバー19は、背もたれより後方の可動部を覆っているが、省略して一部のみ図示した。
駆動アクチュエータ3が電動モーター31の正逆転によって駆動されるネジ嵌合および伝動クラッチ32で構成されている。
基礎台1と平行な上板15が上方に配置されたその間に、軸受けを介して雄ネジシャフト33が回転自在に取り付けられ、支柱16と取付柱18が鉛直に取り付け固定される。
電動モーター31がブラケットを介して基礎台1に取り付け固定されており、伝動クラッチ32および歯車を介して雄ネジシャフト33を回転駆動する。
昇降装置7は、雄ネジシャフト33に嵌合する雌ネジ34を介して昇降駆動され、且つ支柱16に嵌合するリニアガイド17を介してガイドされる。
なお、雄ネジシャフトが回転を許容されずに取り付け固定され、これに嵌合する雌ネジが昇降装置7に軸受けを介して回転自在に取り付けられ、昇降装置7に取り付け固定された電動モーターが、伝動クラッチおよび歯車を介して該雌ネジを回転駆動する構成のものによっても本発明を実施できるがここでは図示しない。
取付柱18には、原点位置、上限位置Aおよび下限位置Bを検出するスイッチ61、62および63が位置調節可能に取り付けられており、昇降装置7には、上記3位置のスイッチを作動させるスイッチ作動片64が取り付けられている(位置制御手段6)。
繰り返して昇降荷重を支える枠体を構成する基礎台1、上板15、支柱16および取付柱18は、鋼あるいはアルミ等の金属で形成され、昇降装置7はアルミあるいは強化樹脂または両者の組み合わせ材によって形成されており、雄ネジシャフト33と雌ネジ34の嵌合がボールネジであり、リニアガイド17もボールガイドタイプのものであって、スムーズな昇降運動を図っている。
自転車のサドル状の着座部2が、背もたれおよび肘掛けとともに、圧力センサー21を介して昇降装置7の前端に取り付けられる。
また本実施例では操作装置5が昇降装置7に取り付けられているが、基礎台1に取り付けたりあるいはその一部をリモコンに搭載することもできる。駆動部カバー19は、背もたれより後方の可動部を覆っているが、省略して一部のみ図示した。
操作装置5は、操作開始スイッチ51と昇降力の上限閾値設定要素41および繰り返し昇降の回数設定要素66を備え、動作制御手段65および昇降力制御手段4を内包している。
動作制御手段65は、上限位置A、下限位置Bの検出スイッチ62、63から入・切信号を入力して電動モーター31の正逆転切り替えを制御し、且つ上限位置Aの検出スイッチ62から通過回数をカウントし、回数設定要素66により設定した回数の昇降を繰り返した後に原点位置で停止させ、所定終了する制御回路および素子を備えている。
昇降力制御手段4は、判定手段Mが、圧力センサー21から着座部の荷重を検知入力して、上限閾値設定要素41により設定された昇降力の上限閾値とを比較演算し、荷重が上限閾値に達している場合は待機信号を発信し、
待機手段が、該待機信号を受信している間は、伝動クラッチ32の連結を遮断することによって着座部2の昇降を一時停止状態で待機させ、且つ遅延タイマーを作動して待機時間を計測しており、待機信号の受信・停信に伴って伝動クラッチ32の遮断・連結および待機時間の計測開始・初期復帰を繰り返し、なお且つ遅延タイマーの計測時間が予め設定された時間に達すると待機終了信号を発信し、
待機終了手段が、該待機終了信号の受信によって判定手段および待機手段の制御をキャンセルし、伝動クラッチ32を再び連結して着座部2がいったん上限位置Aまで上昇した後に原点位置まで下降停止して、待機終了する制御回路および素子を備えている。
動作制御手段65は、上限位置A、下限位置Bの検出スイッチ62、63から入・切信号を入力して電動モーター31の正逆転切り替えを制御し、且つ上限位置Aの検出スイッチ62から通過回数をカウントし、回数設定要素66により設定した回数の昇降を繰り返した後に原点位置で停止させ、所定終了する制御回路および素子を備えている。
昇降力制御手段4は、判定手段Mが、圧力センサー21から着座部の荷重を検知入力して、上限閾値設定要素41により設定された昇降力の上限閾値とを比較演算し、荷重が上限閾値に達している場合は待機信号を発信し、
待機手段が、該待機信号を受信している間は、伝動クラッチ32の連結を遮断することによって着座部2の昇降を一時停止状態で待機させ、且つ遅延タイマーを作動して待機時間を計測しており、待機信号の受信・停信に伴って伝動クラッチ32の遮断・連結および待機時間の計測開始・初期復帰を繰り返し、なお且つ遅延タイマーの計測時間が予め設定された時間に達すると待機終了信号を発信し、
待機終了手段が、該待機終了信号の受信によって判定手段および待機手段の制御をキャンセルし、伝動クラッチ32を再び連結して着座部2がいったん上限位置Aまで上昇した後に原点位置まで下降停止して、待機終了する制御回路および素子を備えている。
上記のトレーニング装置によって、設定した力でアシストされて設定した回数の起立トレーニングを行うことができる。また途中で起立が困難になってしまった場合は待機終了手段が作動して、着座部が原点位置まで復帰して終了する。アシスト力、昇降回数あるいは上限・下限の位置の設定をし直すことによって使用者の体力に合わせたトレーニングが可能である。
図3は、請求項6および7の発明を適用した実施例2の原点位置に停止した状態で一部を断面しして示す側面図である。図4および図5は、下限位置Bおよび上限位置Aにおける一部を断面して示す側面図である。
駆動アクチュエータ3が可動ピストンを備えた主エアシリンダー35および補助エアシリンダー36であって、後者は所定の動作時には圧縮空気の供給を受けることなく前者の駆動力によって昇降運動に追随していて、待機終了時にのみ駆動出力するものであって、両者とも可動ピストンの先端部が基礎台1の上面に取り付け固定される。
昇降装置7は、左右に等距離を隔てて基礎台1の上方に設けられた前上杆71、前下杆72、後下杆73、後上杆74からなる一対の菱形リンク70が上方の支点75と下方の支点76が鉛直方向、前方の支点77と後方の支点78が水平方向に配置されたものであって、その上方にエアシリンダーの可動部および着座部2が取り付けられた天板8が配置され、その両側方で左右のリンクと連結される構成である。なお、左右一対の菱形リンク70の右側即ち図示の手前側は省略して図示していない。
前上杆71は両支点位置よりさらに前後方向へそれぞれ直線的に傾斜して伸び、その前下端には回動支点部79が備わり、且つその後上端は前記天板8の後方に備わった案内溝81に前後方向への移動および回動自在に支承されており、前下杆72は下方の支点位置よりさらに後下方へ直線的に傾斜して伸び、その後端が基礎台1の後方に備わった案内溝11に前後方向への移動および回動自在に支承されており、後下杆73は下方の支点位置よりさらに前下方へ直線的に傾斜して伸び、その前端は基礎台1の前方に備わった支承部12に回動自在に支承されており、後上杆74は上方の支点位置よりさらに前上方へ直線的に傾斜して伸び、その前端は天板8の前方に備わった支承部82に回動自在に支承されている。
駆動アクチュエータ3が可動ピストンを備えた主エアシリンダー35および補助エアシリンダー36であって、後者は所定の動作時には圧縮空気の供給を受けることなく前者の駆動力によって昇降運動に追随していて、待機終了時にのみ駆動出力するものであって、両者とも可動ピストンの先端部が基礎台1の上面に取り付け固定される。
昇降装置7は、左右に等距離を隔てて基礎台1の上方に設けられた前上杆71、前下杆72、後下杆73、後上杆74からなる一対の菱形リンク70が上方の支点75と下方の支点76が鉛直方向、前方の支点77と後方の支点78が水平方向に配置されたものであって、その上方にエアシリンダーの可動部および着座部2が取り付けられた天板8が配置され、その両側方で左右のリンクと連結される構成である。なお、左右一対の菱形リンク70の右側即ち図示の手前側は省略して図示していない。
前上杆71は両支点位置よりさらに前後方向へそれぞれ直線的に傾斜して伸び、その前下端には回動支点部79が備わり、且つその後上端は前記天板8の後方に備わった案内溝81に前後方向への移動および回動自在に支承されており、前下杆72は下方の支点位置よりさらに後下方へ直線的に傾斜して伸び、その後端が基礎台1の後方に備わった案内溝11に前後方向への移動および回動自在に支承されており、後下杆73は下方の支点位置よりさらに前下方へ直線的に傾斜して伸び、その前端は基礎台1の前方に備わった支承部12に回動自在に支承されており、後上杆74は上方の支点位置よりさらに前上方へ直線的に傾斜して伸び、その前端は天板8の前方に備わった支承部82に回動自在に支承されている。
着座部2は下面に二つの回動被承部が設けられて、後方の回動被承部が天板8の左右両側に設けられた回動支承部83に回動自在に支承され、前方の回動被承部が連結杆22上端の回動支点に回動自在に支承され、該連結杆22下端の回動支点が前上杆71の前端の回動支点部79に回動自在に支承される。
基礎台1、天板8、左右一対の菱形リンク70を構成するそれぞれ4つの各杆71、72、73、74および連結杆22はアルミ等の金属、強化樹脂あるいは両者を組み合わせて形成され、互いにリンクする各支点部、支承部は、軸やピンまたはリベットによって回動自在に連結されている。なお本実施例においては着座部2の座面が臀部全体を乗せる一般的な形態のものであって、連結杆22の作用によって昇降運動にリンクして傾斜して行き、膝関節を屈伸する使用者の大腿部の角度にフィットした傾斜運動を行う。
基礎台1に直立して設けられた取付柱18には、原点位置を検出するスイッチ61と、上限位置Aおよび下限位置Bを検出する複数のスイッチ群62および63が取り付け固定されており、天板8には、上記3位置のスイッチおよびスイッチ群を作動させるスイッチ作動片64が取り付けられている(位置制御手段6)。
また本実施例では、背もたれ、肘掛けおよび操作装置5が昇降装置7の天板8に取り付けられているが、操作装置5を基礎台1に取り付けたりあるいはその一部をリモコンに搭載することもできる。駆動部カバー19は昇降装置の可動部を覆っているが、図示を省略した。
基礎台1、天板8、左右一対の菱形リンク70を構成するそれぞれ4つの各杆71、72、73、74および連結杆22はアルミ等の金属、強化樹脂あるいは両者を組み合わせて形成され、互いにリンクする各支点部、支承部は、軸やピンまたはリベットによって回動自在に連結されている。なお本実施例においては着座部2の座面が臀部全体を乗せる一般的な形態のものであって、連結杆22の作用によって昇降運動にリンクして傾斜して行き、膝関節を屈伸する使用者の大腿部の角度にフィットした傾斜運動を行う。
基礎台1に直立して設けられた取付柱18には、原点位置を検出するスイッチ61と、上限位置Aおよび下限位置Bを検出する複数のスイッチ群62および63が取り付け固定されており、天板8には、上記3位置のスイッチおよびスイッチ群を作動させるスイッチ作動片64が取り付けられている(位置制御手段6)。
また本実施例では、背もたれ、肘掛けおよび操作装置5が昇降装置7の天板8に取り付けられているが、操作装置5を基礎台1に取り付けたりあるいはその一部をリモコンに搭載することもできる。駆動部カバー19は昇降装置の可動部を覆っているが、図示を省略した。
操作装置5は、操作開始スイッチ51と、位置検出スイッチ群の群選択要素67、68と、昇降力の上限閾値設定要素41と、繰り返し昇降の回数設定要素66とを備え、動作制御手段65および昇降力制御手段4を内包している。
動作制御手段65は、上限位置A、下限位置Bの検出スイッチ群の入・切信号の一つを選択できるそれぞれの群選択要素67、68の設定によって選択した上限位置A、下限位置Bの入・切信号を受信して主エアシリンダー35の動作方向を切り替え制御し、且つ選択した上限位置Aの入・切信号を受信して通過回数をカウントし、設定した回数の昇降を繰り返した後に選択した上限位置Aで停止させ、所定終了する制御回路および素子を備えている。
昇降力制御手段4は、昇降駆動力の上限閾値設定要素41として圧縮空気の圧力調節弁37を備えており、判定手段Pが昇降動作開始時および下限位置B到達時に作動し、上限位置A到達時に復帰する判定タイマーを備えてその都度上昇時間を計測し、予め設定された時間が経過すると待機終了信号を発信し、
待機終了手段が、該待機終了信号を受信して判定手段Pの制御をキャンセルし、補助動力として補助エアシリンダー36を作動し、主エアシリンダー35と共に着座部2を駆動し上限位置Aまで復帰させて待機終了する制御回路および素子を備えている。
動作制御手段65は、上限位置A、下限位置Bの検出スイッチ群の入・切信号の一つを選択できるそれぞれの群選択要素67、68の設定によって選択した上限位置A、下限位置Bの入・切信号を受信して主エアシリンダー35の動作方向を切り替え制御し、且つ選択した上限位置Aの入・切信号を受信して通過回数をカウントし、設定した回数の昇降を繰り返した後に選択した上限位置Aで停止させ、所定終了する制御回路および素子を備えている。
昇降力制御手段4は、昇降駆動力の上限閾値設定要素41として圧縮空気の圧力調節弁37を備えており、判定手段Pが昇降動作開始時および下限位置B到達時に作動し、上限位置A到達時に復帰する判定タイマーを備えてその都度上昇時間を計測し、予め設定された時間が経過すると待機終了信号を発信し、
待機終了手段が、該待機終了信号を受信して判定手段Pの制御をキャンセルし、補助動力として補助エアシリンダー36を作動し、主エアシリンダー35と共に着座部2を駆動し上限位置Aまで復帰させて待機終了する制御回路および素子を備えている。
実施例1と同様に、設定した力でアシストされて設定した回数の起立トレーニングを行うことができる。また途中で起立が困難になってしまった場合は待機終了手段が作動し、着座部が上限位置Aまで復帰して終了する。アシスト力、昇降回数あるいは上限・下限の位置の設定をし直すことによって使用者の体力に合わせたトレーニングが可能である。
本発明による起立動作のアシスト機構は、車椅子の使用者が介助者の手を借りずに起立・着座をするためにも利用できるものである。
1 基礎台
11 基礎台の案内溝
12 基礎台の支承部
15 上板
16 支柱
17 リニアガイド
18 取付柱
19 駆動部カバー
2 着座部
21 圧力センサ
22 連結杆
3 駆動アクチュエータ
31 電動モーター
32 伝動クラッチ
33 雄ネジシャフト
34 雌ネジ
35 主エアシリンダー
36 補助エアシリンダー
37 圧力調節弁
4 昇降力制御手段
41 上限閾値設定要素
5 操作装置
51 操作開始スイッチ
6 位置制御手段
61 原点位置検出スイッチ
62 上限位置A検出スイッチ
63 下限位置B検出スイッチ
64 スイッチ作動片
65 動作制御手段
66 回数設定要素
67 上限位置A検出スイッチ群の群選択要素
68 下限位置B検出スイッチ群の群選択要素
7 昇降装置
70 菱形リンク
71 前上杆
72 前下杆
73 後下杆
74 後上杆
75 上方の支点
76 下方の支点
77 前方の支点
78 後方の支点
79 回動支点部
8 天板
81 天板の案内溝
82 天板の支承部
83 天板の回動支承部
11 基礎台の案内溝
12 基礎台の支承部
15 上板
16 支柱
17 リニアガイド
18 取付柱
19 駆動部カバー
2 着座部
21 圧力センサ
22 連結杆
3 駆動アクチュエータ
31 電動モーター
32 伝動クラッチ
33 雄ネジシャフト
34 雌ネジ
35 主エアシリンダー
36 補助エアシリンダー
37 圧力調節弁
4 昇降力制御手段
41 上限閾値設定要素
5 操作装置
51 操作開始スイッチ
6 位置制御手段
61 原点位置検出スイッチ
62 上限位置A検出スイッチ
63 下限位置B検出スイッチ
64 スイッチ作動片
65 動作制御手段
66 回数設定要素
67 上限位置A検出スイッチ群の群選択要素
68 下限位置B検出スイッチ群の群選択要素
7 昇降装置
70 菱形リンク
71 前上杆
72 前下杆
73 後下杆
74 後上杆
75 上方の支点
76 下方の支点
77 前方の支点
78 後方の支点
79 回動支点部
8 天板
81 天板の案内溝
82 天板の支承部
83 天板の回動支承部
Claims (8)
- 基礎台と、着座部と、
該着座部を略鉛直方向に昇降駆動する昇降装置と、
該昇降装置の動力源である駆動アクチュエータと、
上限閾値設定要素を備えて昇降駆動力を可変に制御できる昇降力制御手段と、
昇降動作の開始を操作することができる操作装置とを備え、開始を操作することによって昇降を繰り返した後停止して終了することを特徴とするトレーニング装置。 - 昇降動作の開始または停止の原点位置、上限位置Aおよび下限位置Bのいずれかまたは全てを制御できる位置制御手段と、
昇降の繰り返し回数を任意に設定できる回数設定要素を有し、開始を操作すると設定した回数の昇降を繰り返した後に原点位置あるいは上限位置Aで停止して所定終了する動作制御手段とを備えたことを特徴とする請求項1記載のトレーニング装置。 - 前記昇降力制御手段が、昇降過程中に使用者の体重が乗った着座部の荷重を検知入力し、設定された昇降駆動力の上限閾値と比較演算して、荷重が上限閾値に達している場合は待機信号を発信する判定手段Mを備え、
該待機信号を受信している間は、着座部の昇降を一時停止状態で待機させ、停信すると一時停止状態が解除されて昇降運動が継続され、且つ受信継続時間が予め設定された時間に達すると待機終了信号を発信する待機手段を備え、
該待機終了信号を受信して、判定手段Mおよび待機手段の制御をキャンセルし、着座部を原点位置あるいは上限位置Aまで復帰させて前記駆動アクチュエータを停止する待機終了手段を備えたことを特徴とする請求項2記載のトレーニング装置。 - 前記駆動アクチュエータが、モーターの正逆転によって駆動されるネジ嵌合および伝動クラッチにより構成されており、
前記判定手段Mが、着座部あるいは前記昇降装置のいずれかに設けられた圧力センサーによって着座部の荷重を検知入力して比較演算し、荷重が上限閾値に達している場合は待機信号を発信するものであって、
前記待機手段が、該待機信号を受信している間は、前記伝動クラッチの連結を遮断することによって着座部の昇降を一時停止状態で待機させ、且つ遅延タイマーを作動して待機時間を計測することができ、待機信号の受信・停信に伴って伝動クラッチの遮断・連結および待機時間の計測開始・初期復帰を繰り返し、該遅延タイマーの計測時間が予め設定された時間に達すると待機終了信号を発信するものであって、
前記待機終了手段が、該待機終了信号の受信によって判定手段および待機手段の制御をキャンセルし、伝動クラッチを再び連結して着座部がいったん上限位置Aまで上昇した後に原点位置まで下降停止して、待機終了するものであって、
前記位置制御手段が、スイッチ作動片によって入・切される上下方向に配置された複数の検出スイッチの位置を可変に固定できるものであり、
前記動作制御手段が、上限位置A、下限位置Bの検出スイッチから入・切信号を受信してモーターの正逆転切り替えを制御し、且つ上限位置Aの検出スイッチから通過回数をカウントし、設定した回数の昇降を繰り返した後に原点位置で停止させ、所定終了することを特徴とする請求項3記載のトレーニング装置。 - 前記昇降力制御手段が、昇降動作開始時および下限位置B到達時に作動し、上限位置A到達時に復帰する判定タイマーを備えてその都度上昇時間を計測し、予め設定された時間が経過すると待機終了信号を発信する判定手段Pを備え、
該待機終了信号を受信して判定手段Pの制御をキャンセルし、着座部を原点位置あるいは上限位置Aまで復帰させて前記駆動アクチュエータを停止する待機終了手段を備えたことを特徴とする請求項2記載のトレーニング装置。 - 前記駆動アクチュエータが可動ピストンを備えた主エアシリンダーおよび補助エアシリンダーであって、後者は所定の動作時には圧縮空気の供給を受けることなく前者の駆動力によって昇降運動に追随していて、待機終了時にのみ駆動出力するものであって、
前記昇降力制御手段が、昇降駆動力の上限閾値を可変に制御できる圧縮空気の圧力調節弁を備えており、
前記待機終了手段が、補助動力として補助エアシリンダーを作動し、主エアシリンダーと共に着座部を駆動し上限位置Aまで復帰させて待機終了するものであり、
前記位置制御手段が、原点位置、上限位置Aおよび下限位置Bのいずれかまたは全てに上下方向に配置された複数の検出スイッチ群を備えており、スイッチ作動片によって入・切するものであって、
前記動作制御手段が、それぞれの検出スイッチ群の入・切信号の一つを選択できる群選択要素を備えており、選択した上限位置A、下限位置Bの入・切信号を受信してピストンの動作方向切り替えを制御し、且つ選択した上限位置Aの入・切信号を受信して通過回数をカウントし、設定した回数の昇降を繰り返した後に選択した上限位置Aで停止させ、所定終了することを特徴とする請求項5記載のトレーニング装置。 - 前記昇降装置は、上方の支点と下方の支点が鉛直方向、前方の支点と後方の支点が水平方向に配置された前上杆、前下杆、後下杆、後上杆からなる一対の菱形リンクが左右に等距離を隔てて設けられ、その上方に駆動アクチュエータの可動部および着座部が取り付けられた天板が配置され、その両側方で左右のリンクと連結される構成であって、
前上杆は両支点位置よりさらに前後方向へそれぞれ直線的に傾斜して伸び、その前下端には回動支点部が備わり、且つその後上端は前記天板の後方に備わった案内溝に前後方向への移動および回動自在に支承されており、前下杆は下方の支点位置よりさらに後下方へ直線的に傾斜して伸び、その後端が前記基礎台の後方に備わった案内溝に前後方向への移動および回動自在に支承されており、後下杆は下方の支点位置よりさらに前下方へ直線的に傾斜して伸び、その前端は前記基礎台の前方に備わった支承部に回動自在に支承されており、後上杆は上方の支点位置よりさらに前上方へ直線的に傾斜して伸び、その前端は前記天板の前方に備わった支承部に回動自在に支承されており、
前記着座部は、下面に二つの回動被承部が設けられ、後方の回動被承部が天板の左右両側に設けられた回動支承部に回動自在に支承され、前方の回動被承部が連結杆上端の回動支点に回動自在に支承され、該連結杆下端の回動支点が前上杆の前端の前記回動支点部に回動自在に支承されることを特徴とする請求項1、2、3、4、5または6記載のトレーニング装置。 - 昇降駆動力の上限閾値の設定値、繰り返し昇降回数の設定値、上限位置Aおよび下限位置Bの設定値、トレーニングの開始から終了までの所要時間、および待機終了に至った場合の昇降回数のいずれかまたは全てを記録印字できることを特徴とする請求項3、4、5、6および7記載のトレーニング装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2003300676A JP2005066060A (ja) | 2003-08-26 | 2003-08-26 | トレーニング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2003300676A JP2005066060A (ja) | 2003-08-26 | 2003-08-26 | トレーニング装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2005066060A true JP2005066060A (ja) | 2005-03-17 |
Family
ID=34405512
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2003300676A Pending JP2005066060A (ja) | 2003-08-26 | 2003-08-26 | トレーニング装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2005066060A (ja) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007215894A (ja) * | 2006-02-20 | 2007-08-30 | Univ Of Yamanashi | トレーニング装置及びこれを用いたトレーニング方法、並びに運動プログラム |
JP2008061655A (ja) * | 2006-09-04 | 2008-03-21 | Akita Prefecture | 車椅子使用者のためのトレーニングマシン |
JP2010119499A (ja) * | 2008-11-18 | 2010-06-03 | Shinshu Univ | トレーニング装置 |
KR101066107B1 (ko) * | 2009-04-29 | 2011-09-20 | 류성수 | 전신 스트레칭 운동기 |
KR20150078399A (ko) * | 2013-12-30 | 2015-07-08 | 현대중공업 주식회사 | 착석형 지지유닛 및 이를 이용한 착석형 보행 훈련 장치 |
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CN113797035A (zh) * | 2021-10-12 | 2021-12-17 | 温州医科大学 | 一种多功能老人升降椅 |
-
2003
- 2003-08-26 JP JP2003300676A patent/JP2005066060A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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