JP2008067936A - Damping self help device - Google Patents

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明範 糟谷
Yosuke Kuki
陽介 九鬼
Yutaka Hirata
豊 平田
Yukito Hirayama
幸人 平山
Keisuke Katsuragawa
景輔 桂川
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    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
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    • A47G2200/00—Details not otherwise provided for in A47G
    • A47G2200/04—For person with a handicap
    • A47G2200/046—For person with a handicap of holding or grasping

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a damping self help device for a patient of tremor where an operating tool is damped even when gripped by the patient of tremor and operation of the operating tool becomes easy to attain smooth operation by detecting a state quantity showing movement in a specific direction and rotating the operating tool in the direction of the opposite phase with respect to the vibrating direction of a cylinder according to the state quantity. <P>SOLUTION: The damping self help device 1 includes the cylinder 3 which can be gripped by the patient of tremor. Inside of the device, an acceleration sensor 16 which detects acceleration generated by vibration of the cylinder 3 and an RC servo motor 20 which turns a spoon 4 to the right and left are provided. Then, the damping self help device 1 is set so that on the basis of output voltage a2 generated by detecting the acceleration by the acceleration sensor 16, the RC servo motor 20 may be driven to turn the spoon 4 to the right and left, and the spoon 4 may be turned in the phase opposite to the vibrating direction of the cylinder 3. Thus, vibration caused by tremor is canceled by the end 4a of the spoon 4 to make it easy to eat and drink. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えば振戦患者が用いる自助具に関するものである。   The present invention relates to a self-help device used by a tremor patient, for example.

従来、高齢者や握力の低下した方が取り扱い易いように工夫したスプーン等の食器、歯ブラシ、筆記具等は、いくつか提案されている（例えば、特許文献１，２参照。）。   Conventionally, several tablewares such as spoons, toothbrushes, writing instruments, and the like that have been devised so that elderly people and those with reduced grip strength are easier to handle have been proposed (for example, see Patent Documents 1 and 2).

また、自助具として形状記憶樹脂を使用した構成もいくつか提案されている（例えば、特許文献３，４参照。）。   Some configurations using a shape memory resin as a self-helper have been proposed (see, for example, Patent Documents 3 and 4).

また、グリップ形状に特徴を有する構成もいくつか提案されている（例えば、特許文献５，６，７参照。）。   Also, some configurations having a feature in the grip shape have been proposed (see, for example, Patent Documents 5, 6, and 7).

実開昭６３−４７７６８号公報Japanese Utility Model Publication No. 63-47768 特開平１１−２３５２６１号公報JP 11-235261 A 特公平５−８２２０２号公報Japanese Patent Publication No. 5-82202 特開平１１−４７１６号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-4716 特開２００１−１２８８２９号公報JP 2001-1228829 A 特開２００２−８５４８６号公報JP 2002-85486 A 特開２００４−４９８３９号公報JP 2004-49839 A

しかしながら、上記従来構成に係る自助具は、脳卒中やパーキンソン病患者に多く見られる振戦（４〜６Ｈｚ）に対しては有効でなかった。具体的には、振戦患者の手先の振動は、健常者に比して数十倍以上であり、このような振戦患者が従来の自助具のグリップ部分（柄の部分）を握持した場合、その振戦に起因して器具先端がひどく揺れてしまい、円滑に食事等ができない問題があった。また、特に特許文献５，６，７で開示される構成は、グリップ形状が特殊であり、健常者が通常用いている食器形状と著しく乖離しているため、ユニバーサルデザインが求められる現在において趨勢に馴染まないという問題があった。また、このような特殊形状は、汎用品を流用することが難しいため、製造コストが高騰する問題があった。   However, the self-help device according to the above-described conventional configuration is not effective for tremor (4 to 6 Hz) often seen in stroke and Parkinson's disease patients. Specifically, the vibration of the hand of a tremor patient is more than several tens of times that of a healthy person, and such a tremor patient grips the grip part (pattern part) of a conventional self-helper. In this case, there is a problem that the tip of the instrument is severely shaken due to the tremor and the meal cannot be smoothly eaten. In particular, the configurations disclosed in Patent Documents 5, 6, and 7 have a special grip shape and are significantly different from the tableware shape that is normally used by healthy people. There was a problem of not getting used to it. Moreover, since it is difficult to divert a general-purpose product to such a special shape, there is a problem that the manufacturing cost increases.

そこで、本発明は、上記問題を解決することができる、振戦に対して有効な制振自助具を提供することを目的とする。   Then, an object of this invention is to provide the vibration suppression self-help tool effective in a tremor which can solve the said problem.

本発明は、手先が振れる振戦患者が握持する筒体と、前記筒体内に固設され、当該筒体が振動することにより生ずる特定の方向への動きを示す状態量を検出し、該状態量に比例した出力電圧を発生させる状態量検出装置と、前記筒体内に固設され、正逆に回転可能な回転軸を具備する回転駆動装置と、状態量検出装置の出力電圧に基づいて回転駆動装置に電圧印加する電圧制御手段と、杆状であってその先端が前記筒体の外に位置し、かつ末端が前記回転軸に連係されて当該回転軸が回転すると当該末端を中心にして回動する作業具とを備え、前記回転駆動装置は、前記電圧制御手段により印加される電圧に基づき回転軸を回転させて、作業具を筒体の振動方向に対して逆位相の方向に回動させるものであることを特徴とする制振自助具である。   The present invention detects a state of a cylinder that is held by a tremor patient whose hand is shaken, and a state quantity that is fixed in the cylinder and indicates movement in a specific direction caused by the vibration of the cylinder, Based on a state quantity detection device that generates an output voltage proportional to the state quantity, a rotary drive device that is fixed in the cylinder and that can rotate forward and backward, and an output voltage of the state quantity detection device A voltage control means for applying a voltage to the rotary drive device, and a bowl-like shape whose tip is located outside the cylinder and whose end is linked to the rotary shaft and rotates when the rotary shaft rotates. And the rotation driving device rotates the rotating shaft based on the voltage applied by the voltage control means so that the work tool is in a phase opposite to the vibration direction of the cylinder. It is a vibration suppression self-help device characterized by being rotated. .

かかる構成にあって、筒体を振戦患者が持つと、当該筒体が手先の振動に伴って振動すると共に、当該筒体内に設けられた状態量検出装置によって当該筒体に係る前記状態量が検出される。例えば、手先が左右に振戦する振戦患者が使用する場合、当該筒体が左右方向のうちいずれの方向にどのような動きで変位したかがモニタリングされることとなる。さらに、この検出した状態量に基づいて作業具を筒体の動きに対して逆位相で左右に回動させると、筒体の振動と作業具の振動とが互いに打ち消しあい、作業具を制振することが可能となる。このように本発明の制振自助具は、作業具の先端の振動を抑制することができ、作業具の扱いを容易とし、振戦患者による作業を円滑とすることができる。なお、本発明に係る制振自助具は、振戦患者が握持可能な筒体を備え、かつ作業具を制振するものであるため、健常者が通常用いる作業具の形状とほぼ同一とすることが可能となる。したがって、器具全体のデザインをユニバーサルデザインとすることができる。また、作業具に汎用品を流用することが可能となり、製造コストを抑制することが可能となる。   In this configuration, when the tremor patient has the cylinder, the cylinder vibrates with the vibration of the hand, and the state quantity related to the cylinder is detected by the state quantity detection device provided in the cylinder. Is detected. For example, when a tremor patient whose hand trembles left and right is used, it is monitored how the cylinder is displaced in which direction of the left and right directions. Furthermore, if the work tool is rotated to the left or right in the opposite phase to the movement of the cylinder based on the detected state quantity, the vibration of the cylinder and the vibration of the work tool cancel each other, and the work tool is damped. It becomes possible to do. Thus, the vibration suppression self-help tool of the present invention can suppress vibration at the tip of the work tool, facilitate handling of the work tool, and smooth work by the tremor patient. In addition, since the vibration suppression self-help tool according to the present invention includes a cylindrical body that can be gripped by a tremor patient and controls the work tool, the shape of the work tool that is normally used by a healthy person is almost the same. It becomes possible to do. Therefore, the design of the entire instrument can be a universal design. Moreover, a general-purpose product can be used for the work tool, and the manufacturing cost can be suppressed.

また、上記構成にあっては、状態量検出装置は、筒体が振動することにより生ずる特定方向への動きを示す状態量としての加速度を検出する加速度センサであり、電圧制御手段は、Ａ／Ｄ変換機能、及びＰＷＭ信号生成機能を具備するマイコンを備えたものであり、前記マイコンは、加速度センサの出力電圧信号をＡ／Ｄ変換機能によりＡＤ値に変換し、さらに該ＡＤ値をＰＷＭ信号生成機能によりＰＷＭ信号へ変換し、該ＰＷＭ信号を回転駆動装置に入力して当該回転駆動装置に電圧印加することにより回転軸を回転制御するようにしても良い。   Further, in the above configuration, the state quantity detection device is an acceleration sensor that detects acceleration as a state quantity indicating movement in a specific direction caused by vibration of the cylinder, and the voltage control means includes A / The microcomputer includes a microcomputer having a D conversion function and a PWM signal generation function. The microcomputer converts an output voltage signal of the acceleration sensor into an AD value by an A / D conversion function, and further converts the AD value into a PWM signal. The rotation may be controlled by converting the PWM signal by a generation function, inputting the PWM signal to the rotation drive device, and applying a voltage to the rotation drive device.

かかる構成とすることにより、簡易構造で作業具を制振することが可能となる。   With this configuration, the work tool can be damped with a simple structure.

本発明に係る制振自助具は、特定の方向への動きを示す状態量を検出し、該状態量に基づいて作業具を筒体の振動方向に対して逆位相の方向に回動させる構成としたため、振戦患者が握持しても作業具が制振されることとなり、作業具の操作が容易となって円滑な作業が可能となる優れた効果がある。また、この制振自助具の握持部分は、単純形態である筒形であるため、健常者にも違和感がないユニバーサルデザインとすることができる効果がある。また、作業具等に汎用品を流用することができるため、製造コストが抑制できる効果もある。   The vibration damping self-help device according to the present invention is configured to detect a state quantity indicating movement in a specific direction and rotate the work tool in a direction opposite in phase to the vibration direction of the cylinder based on the state quantity. Therefore, even if the tremor patient grips, the work tool is damped, and the operation of the work tool becomes easy, and there is an excellent effect that smooth work is possible. In addition, since the gripping portion of the vibration suppression self-helper has a simple cylindrical shape, there is an effect that a universal design that does not cause a sense of incongruity to a healthy person can be obtained. Moreover, since a general-purpose product can be diverted to a work tool or the like, there is an effect that manufacturing costs can be suppressed.

また、マイコンにより、加速度センサの出力電圧信号をＡＤ値に変換し、さらに該ＡＤ値をＰＷＭ信号生成機能によりＰＷＭ信号へ変換し、該ＰＷＭ信号を回転駆動装置に入力して当該回転駆動装置に電圧印加することにより回転軸を回転制御する構成とした場合は、簡易構造で作業具を制振することが可能となる。これにより、製造コストを抑えることができる利点がある。   Further, the microcomputer converts the output voltage signal of the acceleration sensor into an AD value, further converts the AD value into a PWM signal by a PWM signal generation function, and inputs the PWM signal to the rotary drive device to the rotary drive device. When the rotation shaft is controlled to rotate by applying a voltage, the work implement can be damped with a simple structure. Thereby, there exists an advantage which can suppress manufacturing cost.

制振自助具１の実施例を添付図面に従って説明する。
図１に示されるように、本実施例に係る制振自助具１は、作業具としてスプーン４が装着されてなるものである。さらに詳述すると、制振自助具１は、全長がほぼ２５０ｍｍであり、両端が開口した円筒形の筒体３を備えている。この筒体３の両端開口部には、円板状の蓋体３ａ，３ｂがそれぞれ被着されており、該開口部がそれぞれ遮蔽されている。ここで、筒体３の先端側に取り付けられている先端側蓋体３ａの前面には、図２に示されるように、横長矩形の貫通口３１が設けられており、この貫通口３１にスプーン４が挿通される。また、図１に示されるように、筒体３の末端側に取り付けられている末端側蓋体３ｂには、主電源をＯＮ又はＯＦＦにするための押しボタン式スイッチ１０が配設されている。 An embodiment of the vibration damping self-help tool 1 will be described with reference to the accompanying drawings.
As shown in FIG. 1, the vibration damping self-help tool 1 according to this embodiment is provided with a spoon 4 as a work tool. More specifically, the vibration damping self-help device 1 has a cylindrical body 3 having an overall length of approximately 250 mm and having both ends opened. Disc-shaped lids 3a and 3b are respectively attached to the opening portions at both ends of the cylindrical body 3, and the openings are shielded from each other. Here, as shown in FIG. 2, a horizontally-long rectangular through-hole 31 is provided on the front surface of the distal-end lid 3 a attached to the distal end side of the cylindrical body 3. 4 is inserted. Further, as shown in FIG. 1, a push button type switch 10 for turning on or off the main power source is disposed on the end side cover 3 b attached to the end of the cylinder 3. .

次に、制振自助具１の内部構造について説明する。
図４等に示されるように、筒体３の内周面には、内側に***した段部１３が左右両側に筒方向に沿って設けられ、各段部１３上に、筒体３の内径にほぼ等しい横幅の支持板１４が水平状に配設されている。さらに、図３，５等に示されるように、この支持板１４上には、長方形の薄板で構成される電子基板としての制御ボード１１が配設されている。また、この制御ボード１１には、種々の電子部品等が実装されると共に、筒方向に沿ってマイコン１９、ＬＰＦ回路基板１７、及び加速度センサ１６が並設されている。また、この制御ボード１１は、前記した押しボタン式スイッチ１０と電気的に接続されている。 Next, the internal structure of the vibration suppression self-helper 1 will be described.
As shown in FIG. 4 and the like, on the inner peripheral surface of the cylindrical body 3, a step portion 13 that protrudes inward is provided along the cylindrical direction on both the left and right sides. A support plate 14 having a lateral width substantially equal to is horizontally disposed. Further, as shown in FIGS. 3 and 5 and the like, a control board 11 as an electronic board composed of a rectangular thin plate is disposed on the support plate 14. Various electronic components and the like are mounted on the control board 11, and a microcomputer 19, an LPF circuit board 17, and an acceleration sensor 16 are provided in parallel along the cylinder direction. The control board 11 is electrically connected to the push button switch 10 described above.

ここで、前記の制御ボード１１上に配されたマイコン１９は、動作クロックが４０ＭＨｚであり、基板供給電源は６Ｖである。なお、この基板供給電源は、後述の電池パック１２の電池により供給される。また、内部電源は、レギュレータ回路により５Ｖに設定されている。   Here, the microcomputer 19 arranged on the control board 11 has an operation clock of 40 MHz and a substrate supply power of 6V. The substrate supply power is supplied by a battery of a battery pack 12 described later. The internal power supply is set to 5V by the regulator circuit.

前記ＬＰＦ回路基板１７は、ＣＲ回路によるローパスフィルタ（低域通過フィルタ）である。なお、該回路の静電容量は０．１μＦであり、抵抗値は１００ｋΩである。また、カットオフ周波数は１５．９Ｈｚに設定されている。   The LPF circuit board 17 is a low-pass filter (low-pass filter) using a CR circuit. The circuit has a capacitance of 0.1 μF and a resistance value of 100 kΩ. The cutoff frequency is set to 15.9 Hz.

前記加速度センサ１６は、静電容量型加速度センサで、３軸（ｘ，ｙ，ｚ軸）のうちｙ軸を用いており、左右方向へ動く筒体３の加速度を検出する。また、電源は５Ｖであり、中心値を２．５Ｖとして、検出した加速度に比例した出力電圧ａ１，ａ２を発生させる。なお、寸法（長さ×幅×高さ）は、９．０ｍｍ×９．０ｍｍ×７．０ｍｍである。なお、この加速度センサ１６により、本発明に係る状態量検出装置が構成される。   The acceleration sensor 16 is a capacitive acceleration sensor and uses the y-axis among the three axes (x, y, z-axis), and detects the acceleration of the cylinder 3 moving in the left-right direction. The power supply is 5V, the center value is 2.5V, and output voltages a1 and a2 proportional to the detected acceleration are generated. The dimensions (length × width × height) are 9.0 mm × 9.0 mm × 7.0 mm. The acceleration sensor 16 constitutes a state quantity detection device according to the present invention.

なお、マイコン１９、ＬＰＦ回路基板１７、及び加速度センサ１６は、いずれも公知のものが好適に用いられる。   As the microcomputer 19, the LPF circuit board 17, and the acceleration sensor 16, all known ones are preferably used.

また、前記支持板１４の下面には、箱型の電池パック１２が配設されている。この電池パック１２には、直列接続されたアルカリ乾電池１２ａが４本内蔵されている。なお、電池パック１２の内部構成は、他の電池（例えば充電池）で構成しても勿論良い。   A box-shaped battery pack 12 is disposed on the lower surface of the support plate 14. The battery pack 12 includes four alkaline dry batteries 12a connected in series. Of course, the internal configuration of the battery pack 12 may be constituted by another battery (for example, a rechargeable battery).

また、前記支持板１４の先端部には、ＲＣサーボモータ２０が配設されている。ここで、このＲＣサーボモータ２０は、正逆に回転可能な回転軸２１を備え、該回転軸２１が当該ＲＣサーボモータ２０の先端で下向き（鉛直下方）に設けられている。さらに詳述すると、このＲＣサーボモータ２０は、ＰＷＭ制御型で、入力及び出力は角度情報である。また、回転軸２１の可動回転角度は、−９０〜９０ｄｅｇで、４０００段階で設定可能である。なお、このＲＣサーボモータ２０により、本発明に係る回転駆動装置が構成される。   An RC servo motor 20 is disposed at the tip of the support plate 14. Here, the RC servo motor 20 includes a rotating shaft 21 that can rotate forward and backward, and the rotating shaft 21 is provided downward (vertically downward) at the tip of the RC servo motor 20. More specifically, the RC servo motor 20 is a PWM control type, and the input and output are angle information. Moreover, the movable rotation angle of the rotating shaft 21 can be set in 4000 steps from -90 to 90 deg. The RC servomotor 20 constitutes a rotational drive device according to the present invention.

また、ＲＣサーボモータ２０の回転軸２１には、食器のスプーン４が接続されている。さらに詳述すると、スプーン４の先端４ａにある機能部としての凹部が、上方に向いた状態で筒体３の外に配置されると共に、その末端４ｂは、前記貫通口３１を介して筒体３内に挿入され、前記ＲＣサーボモータ２０の回転軸２１と連係されている。具体的には、その末端４ｂに上下方向に貫通した貫通孔４ｃが形成されていると共に、該貫通孔４ｃに上方から回転軸２１が嵌入されている。さらに、上下に配置された固定治具（例えばナット）２２によって相互が一体的に固定されている（図３，４，６参照）。なお、この固定状態にあっては、スプーン４の長手方向の向きと筒体３の長手方向の向きとがほぼ一致する。そして、かかる態様のスプーン４位置を、スプーン４の基準位置としている。   A tableware spoon 4 is connected to the rotating shaft 21 of the RC servomotor 20. More specifically, a concave portion as a functional portion at the tip 4a of the spoon 4 is disposed outside the cylindrical body 3 in a state of facing upward, and its end 4b is connected to the cylindrical body via the through hole 31. 3 and is linked to the rotating shaft 21 of the RC servo motor 20. Specifically, a through hole 4c penetrating in the vertical direction is formed at the end 4b, and the rotating shaft 21 is fitted into the through hole 4c from above. Further, they are integrally fixed to each other by fixing jigs (for example, nuts) 22 arranged vertically (see FIGS. 3, 4 and 6). In this fixed state, the longitudinal direction of the spoon 4 and the longitudinal direction of the cylindrical body 3 substantially coincide. The position of the spoon 4 in this mode is set as the reference position of the spoon 4.

これまでに述べた構成にあって、回転軸２１が正逆に所定角度範囲で回転すると、スプーン４が末端４ｂをほぼ中心にして基準位置から左右に所定角度範囲だけ回動することとなる。   In the configuration described so far, when the rotary shaft 21 rotates in a predetermined angle range in the forward and reverse directions, the spoon 4 rotates from the reference position to the left and right by a predetermined angle range about the end 4b.

次に、マイコン１９の機能について説明する。
前記マイコン１９は、Ａ／Ｄ変換機能を有し、分解能が１０ｂｉｔで、サンプリング周波数が１００Ｈｚである。具体的には、加速度センサ１６が検出した出力電圧データをＡＤ値に変換する。 Next, the function of the microcomputer 19 will be described.
The microcomputer 19 has an A / D conversion function, a resolution of 10 bits, and a sampling frequency of 100 Hz. Specifically, the output voltage data detected by the acceleration sensor 16 is converted into an AD value.

また、前記マイコン１９は、移動平均フィルタ機能を有している。換言すれば、センサ入力信号用ローパスフィルタであり、移動平均法による８点移動平均フィルタに設定されている。具体的には、上記Ａ／Ｄ変換された信号について処理を実行する。   The microcomputer 19 has a moving average filter function. In other words, it is a low-pass filter for sensor input signals, and is set as an 8-point moving average filter by the moving average method. Specifically, processing is performed on the A / D converted signal.

さらに、前記マイコンは、演算による振幅増幅機能も有している。すなわち、Ａ／Ｄ変換後の信号波形を増幅する処理を実行する。   Further, the microcomputer has an amplitude amplification function by calculation. That is, processing for amplifying the signal waveform after A / D conversion is executed.

さらに、前記マイコン１９は、ＰＷＭ信号生成機能を有している。具体的には、ＲＣサーボモータ２０を駆動させるための信号生成であり、指定サイクル時間内におけるＲＣサーボモータ２０のスイッチＯＮ時間を設定して回転軸２１を回転制御する。ここで、指定サイクル時間は２０ｍｓで、回転軸２１の回転角度０ｄｅｇ（スプーン４の基準位置）とするとき１．５ｍｓ、−９０ｄｅｇとするとき０．７ｍｓ、９０ｄｅｇとするとき２．３ｍｓと設定されている。なお、回転軸２１の回転角度は４０００段階で設定可能である。   Further, the microcomputer 19 has a PWM signal generation function. Specifically, this is signal generation for driving the RC servo motor 20, and the rotation time of the rotary shaft 21 is controlled by setting the switch ON time of the RC servo motor 20 within a specified cycle time. Here, the specified cycle time is 20 ms, 1.5 ms when the rotation angle of the rotating shaft 21 is 0 deg (reference position of the spoon 4), 0.7 ms when -90 deg is set, and 2.3 ms when 90 deg is set. ing. The rotation angle of the rotating shaft 21 can be set in 4000 steps.

次に、図７に従って制振自助具１に係る信号経路について説明する。
本制振自助具１の筒体３部分を図９に示されるような態様で振戦患者が握持すると、手先Ｘの振戦に伴い当該筒体３が左右に振動し、前記加速度センサ１６により当該筒体３の加速度が検出される。そして、検出された加速度に比例する出力電圧ａ２が発生する（図８参照）。 Next, the signal path | route which concerns on the vibration suppression self-help tool 1 is demonstrated according to FIG.
When the tremor patient grips the cylindrical body 3 portion of the vibration damping self-help device 1 in the manner shown in FIG. 9, the cylindrical body 3 vibrates left and right with the tremor of the hand X, and the acceleration sensor 16 Thus, the acceleration of the cylinder 3 is detected. Then, an output voltage a2 proportional to the detected acceleration is generated (see FIG. 8).

具体的には、筒体３が右側に振れると、出力電圧ａ２は基準値（図８中ではほぼ２Ｖ）に対して高圧側に変化し、左側に振れると基準値に対して低圧側に変化する。また、検出された加速度の絶対値に比例して、当該出力電圧ａ２の電位差が変化する。例えば、瞬間的に強く筒体３が振れた場合は電位差が大きく変化し、これに対し緩やかに筒体３が振れた場合は電位差が前記の場合に比して小さく変化する。このため、筒体３が左右に振動して往復運動している場合は、出力電圧ａ２のような大きい振幅の波形が得られるが、筒体３がほぼ静止している場合は、出力電圧ａ１のような、出力電圧ａ２に比して振幅の小さい波形が得られる。   Specifically, when the cylinder 3 swings to the right side, the output voltage a2 changes to the high voltage side with respect to the reference value (approximately 2V in FIG. 8), and when it swings to the left side, it changes to the low voltage side with respect to the reference value. To do. Further, the potential difference of the output voltage a2 changes in proportion to the detected absolute value of the acceleration. For example, when the cylinder 3 is strongly shaken instantaneously, the potential difference changes greatly. On the other hand, when the cylinder 3 shakes gently, the potential difference changes small compared to the above case. Therefore, when the cylinder 3 vibrates left and right and reciprocates, a waveform with a large amplitude such as the output voltage a2 is obtained. However, when the cylinder 3 is substantially stationary, the output voltage a1. A waveform having a smaller amplitude than that of the output voltage a2 is obtained.

図７に示されるように、加速度センサ１６により出力電圧ａ２が出力されると、その信号の不要な高周波ノイズが、ＬＰＦ回路基板１７のローパスフィルタによりカットされる。   As shown in FIG. 7, when the output voltage a <b> 2 is output by the acceleration sensor 16, unnecessary high frequency noise of the signal is cut by the low pass filter of the LPF circuit board 17.

次に、高周波ノイズがカットされた信号は、制御ボードのＡ／Ｄ変換機能により、１０ｂｉｔのＡＤ値に変換される。   Next, the signal from which the high frequency noise has been cut is converted into a 10-bit AD value by the A / D conversion function of the control board.

さらにＡＤ値に変換された信号は、マイコン１９の移動平均フィルタ機能により、前記ローパスフィルタでカットしきれなかったノイズについて平滑化される。   Further, the signal converted into the AD value is smoothed by the moving average filter function of the microcomputer 19 for noise that could not be cut by the low-pass filter.

次に、当該信号は、マイコン１９の振幅増幅機能により、ＲＣサーボモータ２０の駆動に必要な振幅まで増幅される。   Next, the signal is amplified to an amplitude necessary for driving the RC servo motor 20 by the amplitude amplification function of the microcomputer 19.

さらに、マイコン１９のＰＷＭ信号生成機能により、増幅された信号がＲＣサーボモータ２０用の角度信号であるＰＷＭ信号に変換される。   Further, the amplified signal is converted into a PWM signal which is an angle signal for the RC servo motor 20 by the PWM signal generation function of the microcomputer 19.

そして、ＰＷＭ信号に変換された信号がＲＣサーボモータ２０に入力されると、回転軸２１が所定回転角度で回転すると共に、当該回転軸２１に固定されたスプーン４が末端４ｂを中心にして左右に回動する。   When the signal converted into the PWM signal is input to the RC servo motor 20, the rotary shaft 21 rotates at a predetermined rotation angle, and the spoon 4 fixed to the rotary shaft 21 moves left and right around the end 4b. To turn.

なお、上記機能を有する制御ボード１１により、本発明に係る電圧制御手段が構成される。   The control board 11 having the above functions constitutes a voltage control means according to the present invention.

さらに、上記構成にあって、振戦患者の手先Ｘの振動とスプーン４の振動とが次のような関係となるように回転軸２１の回転方向と回転角度とが予め設定される。
すなわち、筒体３が右側に振れた場合にはスプーン４が左側に回動し、筒体３が左側に振れた場合はスプーン４が右側に回動するように回転軸２１の回転方向が設定される。換言すれば、スプーン４は筒体３の振動方向に対して逆位相の方向に回動する。また、スプーン４の回動角度は、振戦による筒体３の振動がスプーン４の先端４ａでキャンセルされるように、スプーン４の長さを考慮しつつ、回転軸２１の回転角度により微調整される。 Further, in the above configuration, the rotation direction and the rotation angle of the rotation shaft 21 are set in advance so that the vibration of the hand X of the tremor patient and the vibration of the spoon 4 have the following relationship.
That is, the rotation direction of the rotary shaft 21 is set so that the spoon 4 rotates to the left when the cylinder 3 swings to the right, and the spoon 4 rotates to the right when the cylinder 3 swings to the left. Is done. In other words, the spoon 4 rotates in the direction opposite to the vibration direction of the cylinder 3. Further, the rotation angle of the spoon 4 is finely adjusted by the rotation angle of the rotary shaft 21 in consideration of the length of the spoon 4 so that the vibration of the cylinder 3 due to tremor is canceled by the tip 4a of the spoon 4. Is done.

なお、図８において、出力電圧ｂ１，ｂ２はＲＣサーボモータ２０の駆動態様を示しており、ＲＣサーボモータ２０の回転軸２１が、加速度センサ１６の出力電圧ａ１，ａ２に対応して正逆に回転制御されていることがわかる。すなわち、筒体３が振動している場合は出力電圧ａ２が発生し、これに基づいて回転軸２１が所定回転角度で回転する（出力電圧ｂ２に相当）。一方、筒体３が静止又は微動している場合は出力電圧ａ１が発生し、これに基づいて回転軸２１が停止又は微小な回転角度で回転する（出力電圧ｂ１に相当）。   In FIG. 8, output voltages b1 and b2 indicate the driving mode of the RC servo motor 20, and the rotation shaft 21 of the RC servo motor 20 is reversed in accordance with the output voltages a1 and a2 of the acceleration sensor 16. It can be seen that the rotation is controlled. That is, when the cylinder 3 is vibrating, an output voltage a2 is generated, and based on this, the rotating shaft 21 rotates at a predetermined rotation angle (corresponding to the output voltage b2). On the other hand, when the cylinder 3 is stationary or finely moved, an output voltage a1 is generated, and based on this, the rotating shaft 21 stops or rotates at a minute rotation angle (corresponding to the output voltage b1).

このように、出力電圧ａ２に基づいて回転軸２１を回転制御し、スプーン４を筒体３の振動方向に対して逆位相の方向に回動させることにより、当該スプーン４の動きが補償運動の役割を果たして手先Ｘの震えをキャンセルすることが可能となり、振戦患者自らがスプーン４を使って容易かつ円滑に飲食することができる。   Thus, by rotating the rotation shaft 21 based on the output voltage a2 and rotating the spoon 4 in a direction opposite to the vibration direction of the cylindrical body 3, the movement of the spoon 4 is compensated. It becomes possible to cancel the trembling of the hand X by playing a role, and the tremor patient himself can eat and drink easily and smoothly using the spoon 4.

ところで、制振自助具１は、加速度センサ１６の他、市販の角速度センサや角加速度センサにより特定の方向への動きを示す状態量を検出するようにしても良い。すなわち、絶対座標系における加速度又は角速度が状態量として好適に用いられ得る。   By the way, the vibration suppression self-help tool 1 may detect a state quantity indicating movement in a specific direction by using a commercially available angular velocity sensor or angular acceleration sensor in addition to the acceleration sensor 16. That is, the acceleration or angular velocity in the absolute coordinate system can be suitably used as the state quantity.

なお、回転駆動装置としては、ＰＷＭ型のＲＣサーボモータ２０以外の構成であっても勿論良い。また、回転軸２１とスプーン４とを連係する態様は、様々な構成が提案され、例えばギアを介して連係しても良い。   Of course, the rotational drive device may have a configuration other than the PWM RC servomotor 20. Moreover, various configurations have been proposed for the manner in which the rotating shaft 21 and the spoon 4 are linked together, and for example, they may be linked via a gear.

また、ＲＣサーボモータ２０等の回転駆動装置をソフトウェア処理して回転軸２１を回転制御する構成であっても良い。また、回転軸２１の回転角度は、加速度センサ１６に係る出力電圧の絶対値に比例するような構成に設定しても良い。さらに、回転軸２１の運動量をフィードバック制御する構成としても良い。   Moreover, the structure which carries out software processing of rotational drive apparatuses, such as RC servomotor 20, and controls rotation of the rotating shaft 21 may be sufficient. Further, the rotation angle of the rotating shaft 21 may be set to be proportional to the absolute value of the output voltage related to the acceleration sensor 16. Furthermore, it is good also as a structure which feedback-controls the momentum of the rotating shaft 21. FIG.

なお、作業具としては、振戦患者を対象としたものであれば様々なものが適用可能であり、フォーク等の食器の他、筆記具、工具、歯ブラシなどの日常品等を取り付けた構成としても勿論良い。また、作業具の材料は限定されることが無く、金属、プラスチック、木材等が好適に用いられ得る。   In addition, as a work tool, various things can be applied as long as they are intended for tremor patients. In addition to tableware such as a fork, a work tool, a tool, a toothbrush and other everyday items may be attached. Of course it is good. Moreover, the material of a working tool is not limited, A metal, a plastic, wood, etc. can be used suitably.

制振自助具１の外観斜視図である。It is an external appearance perspective view of the vibration suppression self-help tool 1. 制振自助具１の正面図である。It is a front view of the vibration suppression self-help tool 1. 図１のＡ−Ａ線断面図である。It is the sectional view on the AA line of FIG. 図３のＢ−Ｂ線断面図である。FIG. 4 is a sectional view taken along line BB in FIG. 3. 図３のＣ−Ｃ線断面図である。It is CC sectional view taken on the line of FIG. 貫通口３１を拡大して示す横断面図である。FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing a through hole 31. 制振自助具１の信号経路を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the signal path | route of the vibration suppression self-help tool. 加速度センサ１６の出力電圧ａ１，ａ２を示す波形図である。3 is a waveform diagram showing output voltages a1 and a2 of an acceleration sensor 16. FIG. 制振自助具１の使用態様図である。It is a use mode figure of vibration suppression self-help tool 1.

符号の説明Explanation of symbols

１ 制振自助具
３ 筒体
４ スプーン（作業具）
４ａ 先端
４ｂ 末端
１１ 制御ボード（電圧制御手段）
１６ 加速度センサ（状態量検出装置）
２０ ＲＣサーボモータ（回転駆動装置）
２１ 回転軸
ａ１，ａ２ 出力電圧 1 Damping self-help tool 3 Tube 4 Spoon (work tool)
4a tip 4b end 11 control board (voltage control means)
16 Acceleration sensor (state quantity detection device)
20 RC servo motor (rotary drive)
21 Rotating shaft a1, a2 Output voltage

Claims (2)

手先が振れる振戦患者が握持する筒体と、
前記筒体内に固設され、当該筒体が振動することにより生ずる特定の方向への動きを示す状態量を検出し、該状態量に比例した出力電圧を発生させる状態量検出装置と、
前記筒体内に固設され、正逆に回転可能な回転軸を具備する回転駆動装置と、
状態量検出装置の出力電圧に基づいて回転駆動装置に電圧印加する電圧制御手段と、
杆状であってその先端が前記筒体の外に位置し、かつ末端が前記回転軸に連係されて当該回転軸が回転すると当該末端を中心にして回動する作業具と
を備え、
前記回転駆動装置は、
前記電圧制御手段により印加される電圧に基づき回転軸を回転させて、作業具を筒体の振動方向に対して逆位相の方向に回動させるものであることを特徴とする制振自助具。 A cylinder that is held by a tremor patient whose hand is shaken,
A state quantity detection device fixed in the cylinder, detecting a state quantity indicating movement in a specific direction caused by the vibration of the cylinder, and generating an output voltage proportional to the state quantity;
A rotary drive device having a rotary shaft fixed in the cylinder and capable of rotating in the forward and reverse directions;
Voltage control means for applying a voltage to the rotary drive device based on the output voltage of the state quantity detection device;
And a work tool that is bowl-shaped and has a distal end located outside the cylindrical body, and a distal end linked to the rotary shaft and rotating around the distal end when the rotary shaft rotates,
The rotational drive device is
A vibration damping self-help device characterized in that the rotating shaft is rotated based on the voltage applied by the voltage control means to rotate the work tool in a direction opposite to the vibration direction of the cylindrical body. 状態量検出装置は、筒体が振動することにより生ずる特定方向への動きを示す状態量としての加速度を検出する加速度センサであり、
電圧制御手段は、Ａ／Ｄ変換機能、及びＰＷＭ信号生成機能を具備するマイコンを備えたものであり、
前記マイコンは、加速度センサの出力電圧信号をＡ／Ｄ変換機能によりＡＤ値に変換し、さらに該ＡＤ値をＰＷＭ信号生成機能によりＰＷＭ信号へ変換し、該ＰＷＭ信号を回転駆動装置に入力して当該回転駆動装置に電圧印加することにより回転軸を回転制御するようにしたものであることを特徴とする請求項１記載の制振自助具。 The state quantity detection device is an acceleration sensor that detects acceleration as a state quantity indicating movement in a specific direction caused by vibration of the cylinder,
The voltage control means includes a microcomputer having an A / D conversion function and a PWM signal generation function,
The microcomputer converts the output voltage signal of the acceleration sensor into an AD value by an A / D conversion function, further converts the AD value into a PWM signal by a PWM signal generation function, and inputs the PWM signal to the rotation drive device. 2. The vibration damping self-help device according to claim 1, wherein the rotation shaft is rotationally controlled by applying a voltage to the rotation driving device.
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