JP4711034B2

JP4711034B2 - Functional recovery training device

Info

Publication number: JP4711034B2
Application number: JP2001188074A
Authority: JP
Inventors: 茂行松山; 敏文小峯; 和仁福本
Original assignee: 茂行松山; 敏文小峯; 有限会社フィジオ・ジャパン
Priority date: 2001-06-21
Filing date: 2001-06-21
Publication date: 2011-06-29
Anticipated expiration: 2021-06-21
Also published as: JP2003000661A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、人の運動機能の回復のための機能回復訓練装置に係り、特に、脊髄損傷などにより下肢が完全に麻痺したり、あるいは高齢のために歩行が困難な人などのための機能回復訓練装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の車社会における自動車事故や日常生活、余暇あるいは通勤通学時などの際に大きな事故に遭遇し、例えば下肢が完全に麻痺状態となって日常生活を行うことが困難になってしまう人があり、あるいはまた老化や高齢の為に歩行できなくなる人も多く、このような人々（以下「患者等」と言う）をそのまま看過することなく可能な限り日常生活の上で少しでもその機能を回復させて社会復帰をサポートする医療的試みが行われている。
【０００３】
従来、このような肢体あるいは下肢が完全に麻痺したり、不自由な人々については、自力で松葉杖等をついて歩行するに至ることなく一生をベッドの上で終える人々が多かった。これに対して、近時このような下肢の不自由な人についても積極的に社会参加のための援助を行ない、例えばパラリンピックなどの競技性の運動を公的にバックアップしていく世界的な傾向もある。このような下肢の不自由状態の人のリハビリテーションにおいて、例えばトレッドミルのような床面が低速で前方から後方側に移動する装置を用い、その床面上に患者等を介護者が３人ないし４人程度で上肢や胴部などを支持させた状態で歩く訓練を行わせるような試みがされている。このような中で、従来困難とされていた下肢完全麻痺状態の患者等について他動的あるいは強制的に下肢について歩行運動を強制的に行わ
せる事により運動機能や反射機能などの神経をある程度再生させることができ、また、治療効果も具体的にあることが予測されている。また、老齢化あるいは高齢化した人々に対しても歩行訓練などにより精神的な刺激を与え、さらに歩行動作そのものが生理的にもあるいは血液の循環を促す点においても極めて良好な影響を人体に与えることが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来の完全麻痺の下肢を有する人々や高齢者等を含む患者等の歩行訓練に際しては数人の介護者が自身の体を支持することが困難な患者等の上肢や胴体をそれぞれが分担して支持させた状態でトレッドミルなどの上に患者等を吊り下ろした状態で運動介助を行わねばならず極めて大きな労力を必要とすると共に、介助の為の人的資源が大きく費やされるうえ、患者等自身においても介助者の介助を通じて行われるそのような機能回復訓練を快く受け入れて積極的には行わないような人が多いものであった。
【０００５】
本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、完全麻痺状態や高齢者などの歩行がまったく困難な患者等の下肢を強制的に歩行運動させ、早期の社会復帰のためのリハビリテーション効果を促進させ得ると共に、患者等も積極的にリハビリテ−ション運動を行いたくなるように自力的な動かし方で下肢を強制的に歩行運動させることのできる機能回復訓練装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、下肢の運動機能障害を有する人のための機能回復訓練装置であり、枠体１２と、枠体に取り付けられた座席部１４と、座席部の下方位置に設けられ患者等が座席部に乗架した状態でその足部を載置させて受けるペダルであって、先鋭部（２３）と袋部２５を有するループ状軌跡２００を移動するペダル１６と、側面視前進方向Ｆを先鋭端２３とし後部側Ｅを袋部２５とするループ状の軌跡を移動するようにペダルを駆動させる駆動機構部１８であって、駆動軸３０と、駆動軸の両側において同駆動軸の長手離隔位置で駆動軸と直角方向であって互いに左右逆方向となるように軸回り半径方向に延びた駆動アーム３２と、それぞれの駆動アーム３２の一部に枢支（３６，３４）連結され端部を自由端とする２個の操作アーム２２ａ、２２ｂと、を含む駆動機構部１８と、操作アームの自由端側と枢支連結された１個のペダル支持体であり、各ペダル支持体と２個の操作アーム２２ａ、２２ｂの自由端側が互いに離隔する位置において枢支されたペダル支持体２０と、を含み、さらに駆動機構部１８は、各操作アーム２２ａ、２２ｂの他端側に連結されてこれらの操作アーム２２ａ、２２ｂの他端側を同時に円運動させる回転駆動部２８を含み、回転駆動部２８は、駆動軸３０に一端が連結固定され駆動軸から半径方向に伸びた所要のアーム長さの上記駆動アーム３２を含み、駆動アーム３２には、第１の操作アーム２２ａの他端部を第１枢着部３６において枢着させるとともに、駆動軸３０と第１枢着部３６との駆動アーム長さにおける中間位置で、かつ第２の操作アーム２２ｂの中間長さ位置である第２枢着部３４において、該駆動アームが第２操作アーム２２ｂと交差状で枢着されていることを特徴とする機能回復訓練装置１０から構成される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて本発明の好適な実施の形態について説明する。図１ないし図８は、本発明の実施形態に係る機能回復訓練装置１０を説明しており、図１ないし図３において、この機能回復訓練装置１０は、枠体１２と枠体１２に取り付けられた座席部１４と座席部１４の下方位置に設けられて患者等が座席部１４に乗架した状態でその足部を載置させて受けるペダル１６とこのペダル１６を駆動させる駆動機構部１８とを備えている。
【０００８】
枠体１２は、この機能回復訓練装置１０全体を支持するフレームあるいはケースなどの構造体からなり、この実施形態において、例えば金属パイプ材からなる離隔して平行に立ち上げ形成された後部縦フレーム９４と、後部縦フレーム９４の下端から横方向にそれぞれ連設された底部フレーム９６と、後部縦フレーム９４の上部寄り位置から前方側に延長され前端側がＲ状に曲げられて垂下延長されて底部フレーム９６側に先端を組付け固定された２個の側部フレーム９５と、これらの中間に渡設されて両側で連結させた複数の幅フレーム９７と、を含み、その内側に駆動機構部１８を収容しうる程度の大きさで形成された中空変形箱型フレーム構造体である。側部フレーム９５の前方側延長部分は、座席部１４の両側高さ位置近傍に配置されており、患者等が座席部１４に着座した状態でこれら両側の側部フレーム９５を手で把持して上半身を支持し得るようになっている。
【０００９】
枠体１２は基本的には患者等を座席部１４に載置させて両側の下肢を自然に下ろしてその足部をペダル１６に載置させた状態でそのペダルを駆動して強制的に人の歩行運動を行わせるような動きを行なわせるにあたり、それらの座席部１４、ペダル１６、駆動機構部１８の支持を行うものである。この実施形態において、枠体１２の四隅位置にはそれぞれ大、小の車輪４４が転動自在に取り付けられており、必要に応じてハンドル４２を介護者が把持した状態でペダル１６の歩行駆動時に同時に枠体１２全体を前方に押してやったり、あるいはモータに連動させて患者等に歩行時の歩行移動の感覚を現実的に感じさせるようにしても良いものである。
【００１０】
図１ないし図３において、この枠体１２の中空内部において、底部フレーム９６に前後に離隔した位置で２個の前、後支持板４６が立設固定されている。これらの支持板４６に支持されて座席部支持フレーム５２が起立状態から前下がり位置に揺動可能に枢着支持されている（図４参照）。すなわち、前後の支持板４６にそれぞれ下端側を枢着されて前、後縦支持杆４８が平行に立ち上がり設けられ、さらに、これらの両縦支持杆４８のそれぞれの上端側に枢支連結されて支持杆５０が設けられている。このような座席部支持フレーム５２が上向きコの字状に立設されている。
【００１１】
横支持杆５０には補強用の三角フレーム５４がその一辺を該横支持杆５０に共用させて１つの角部分を垂下させる状態で固定されている。そして、この三角フレーム５４の垂下端に座席部固定杆５６の下端が固定され、一端側を上方に立ち上げて設けられている。この座席部固定杆５６の上部に座席部１４のサドル体５８が固定されている。
【００１２】
このサドル体５８はバネ６０によりその後部が弾性的に支持されてクッション性を有するようになっている。また、座席部支持フレーム５２の横支持杆５０には背もたれ支持杆６２を介して背もたれ６４が固定され、これによってサドル体５８上に乗架した患者等の背中を受けさせるようになっている。
【００１３】
この実施形態において、枠体１２の後部中間幅フレーム１００と座席部支持フレーム５２の後縦支持杆４８とに渡って回転ハンドル６６付の長ボルト部材６８が架設されて後縦支持杆４８の中間位置で螺合しており、回転ハンドル６６を回転させることによって図４に示すように座席部支持フレーム５２をコ字直立状に立てた状態から鎖線示のように前下がり状に座席部１４を移動させ、任意の移動位置で該座席部支持フレーム５２を前下がり状に固定保持させるようになっている。
【００１４】
この移動調整機構４０によって座席部１４全体を前下がり状に移動させ前下がりの低位置に移動保持させた状態で例えば患者等をサドル体５８に乗架させ再び回転ハンドル６６を逆方向に回転させることによって座席部支持フレーム５２を直立状に復帰移動させ、この状態で患者等の足部を載着させたペダル１６に対して所定の歩行運動に対応する動きを行わせるものである。なお、実施形態では長ボルト部材６８の回転は手動による回転ハンドルの回転操作で行なうようにしているが、モータ等に連動させてモータ駆動で回転させるようにして座席部の直立位置あるいは前下がり位置への移動調整を行なわせるようにしてもよい。
【００１５】
また、前後支持板４６と座席部支持フレーム５２との枢着部４７、４７は、同座席部支持フレーム５２が前後方向に対して左右に例えば５ｃｍ程度の揺動範囲で揺動し得るようにルーズな状態で前後支持板４６に対して枢着されており、この座席部支持フレームの揺動支持機構により、人が座席部に乗架して装置を駆動させて疑似歩行運動を行なわせる際に、踏み込み側に加重が負荷されたときにはその踏み込み側に人の胴体が傾動し得るようにでき、人の歩行運動により近い状態で装置を駆動させて機能回復の訓練の実効を行なわせるようにしている。
【００１６】
本発明において、１つの特徴的なことは、図１３（ｂ）にも示すように、患者等の足部を載置させて受けさせたペダル１６を側面視前進方向Ｆを先鋭端２３とし後部側Ｅを袋部２５とする涙状の軌跡２００を移動させるように駆動させる駆動機構部１８（図１、図２、図５参照）を備えたことであり、該駆動機構部１８はペダル１６を支持固定させるペダル支持体２０と、このペダル支持体２０をループ状に移動させる機構部２４と、機構部２４に連携して機構部２４を駆動させる操作駆動部２６と、を備えている。
【００１７】
この駆動機構部１８は座席部１４のサドル体５８に患者等が乗架した状態でその左右両側にそれぞれ配置させて、患者等の両方の足を歩行動作させるようにしてもよいし例えば片方のみの足の完全麻痺状態の患者等のために片方のみにペダル１６並びに駆動機構部１８を設けて歩行運動をさせるようにしても良い。
【００１８】
この実施形態では、該駆動機構部１８はサドル体５８の両側にそれぞれ設けられて両足による歩行運動を行わせるようにしているが、説明を簡略化するために、以下、片側のみの駆動機構部１８について説明する。
【００１９】
図１、図３において、座席部支持フレーム５２の下端近傍には枠体１２の底部フレーム９６に回転自在に支持された中間軸１０４に固定されて中間スプロケット１０６が設けられ、この中間スプロケット１０６は同じく底部フレーム９６に設置された駆動モータ８８の回転軸１０２とチェーン７０連結されてモータの駆動力を受けて回転するようになっている。一方、図５に示すように枠体１２の底部フレーム９６であって、座席部１４の略直下方部分には該底部フレーム９６から上方に立ち上がる軸受支持杆７４が固定されており、この軸受支持杆７４に支持されて駆動軸３０が横方向を長手とするように回転自在に軸支されている。この駆動軸３０には駆動スプロケット１０８の軸孔が嵌合固定されている。そして、中間軸１０４と駆動スプロケット１０８には他のチェーン７２が調帯されており、これによって駆動モータ８８の回転駆動力が駆動スプロケット１０８を介して駆動軸３０を回転駆動させる。モータ駆動力の駆動スプロケットへの伝達機構は、この実施形態の構成に限定されることなく、単にモータの回転軸にチェーンを含むベルト、ギヤその他の任意の伝達機構により、より簡易に駆動させるようにしたものであってもよい。
【００２０】
ペダル支持体２０をループ状に移動させる機構部２４（図５参照）は、ペダル支持体２０の離隔した所要の位置において、該ペダル支持体２０に一端を枢着させた剛体からなる複数の操作アーム２２を備えており、この操作アームの動きに伴って剛体であるペダル支持体の向きや平面状の位置を移動させながらペダル支持体をループ状に移動させる。
【００２１】
図５、図６において、機構部２４を操作駆動させる操作駆動部２６はこの実施形態において、回転駆動部２８からなり、該回転駆動部２８は複数の操作アーム２２（２２ａ、２２ｂ）の他端側（ペダル支持体２０との枢着部となる端部に対する他の端部側）を同時に円運動させるようになっている。この回転駆動部２８は駆動軸３０から直角方向に伸びた駆動アーム３２（３２ａ、３２ｂ）を含む。図５において、該駆動アーム３２は駆動軸３０の軸端から直角方向に固定された第１駆動アーム３２ａと同じ方向に延長されて連結固定された第２駆動アーム３２ｂとからなる。実施形態において、第１駆動アーム３２ａと第２駆動アーム３２ｂは駆動軸３０を中心として半径方向に直線状に連結固定されており、両者は駆動軸回りに一体的に回転する。実施形態において、駆動軸３０から直角状に連結された第１駆動アーム３２ａの先端と第２駆動アーム３２ｂの基端とがそれぞれ連結ピン８０の両端に片持ちクランク状に連結固定されている。
【００２２】
これによって、駆動軸３０の回転時には第１駆動アーム３２ａの先端すなわち連結ピン８０部分は、第２駆動アーム３２ｂの先端よりも小さな半径で円運動を行ない、よって、該第１駆動アーム３２ａの先端すなわち連結ピン８０部分の回転による円軌跡は、第２駆動アーム３２ｂの回転円軌跡の内側においてより小さな円軌跡となる。
【００２３】
図において、第２駆動アーム３２ｂの先端部は枢支ピン８２を介して第１の操作アーム２２ａの下端部に枢支連結されている。そして、第１操作アーム２２ａの一端側となる上端部は縦長四角形状の板で形成されたペダル支持体２０の内側即ち図６上背面側に枢支連結されている。一方、第１、第２駆動アーム３２ａ、３２ｂを連結する連結ピン８０は短筒状の筒体８４の軸穴に貫挿して受けられて回転自在に軸支されている。そして、この筒体８４は第２操作アーム２２ｂの中間長さ位置で固定されている。
【００２４】
この実施形態において、第２操作アーム２２ｂは第１操作アーム２２ａよりも長く設定されており、該第２操作アーム２２ｂの上端側である一端側は第１操作アーム２２ａと同様にペダル支持体２０の裏面側において枢支ピン８２を介して枢支連結されている。
【００２５】
図において、第２操作アーム２２ｂは全体としては直線状に構成され、中間に筒体８４を介在させてアーム本体から下方に延長された延長部１１２を備えており、この延長部１１２の下端と枠体１２の底部フレーム９６側に固定されたコ字型ブラケット７６とに架設された状態で、それぞれに両端を枢着されたリンクアーム３８が枢支連結されている。したがって、駆動軸３０の回転駆動によって第２駆動アーム３２ｂの先端側である第１枢着部３６と、第１駆動アーム３２ａの先端側の連結ピン８０位置における第２枢着部３４と、が同時に回転駆動され、特に第２操作アーム２２ｂはそのアーム長さの中間位置を掴まれて枢支された状態でその中間部を回転駆動されるようになっている。
【００２６】
このように駆動軸３０から半径方向に向けた駆動アーム３２の先端側と中間位置とがそれぞれ第１、第２の操作アーム２２ａ、２２ｂの下端側あるいは中間側で枢支状態で係合しながら円運動を行う事によりそれぞれの第１、第２操作アームの一端側、即ち、上端側であるペダル支持体２０の枢着部分をして横方向並びに縦方向移動を同時に行わせるような運動を与える。
【００２７】
この実施形態において、第１、第２の操作アーム２２ａ、２２ｂの上端側は回転駆動部２８側からペダル支持体２０側に対してそれぞれの離隔間隔がしだいに拡大するようにペダル支持体に対して設けられており、これによって、それらの操作アームの基部側の枢支状態での円運動によって人の歩行運動に近い動きを含むきわめて複雑な動きをペダル支持体に与えることになる。
【００２８】
ペダル支持体２０は、ペダル１６を吊支状に支持固定する剛体からなり、例えば本実施形態のようにその２点を操作アーム２２ａ、２２ｂに枢着支持され、該操作アームの移動あるいは運動に伴ってその上下端の例えば平面的な移動位置あるいは該ペダル支持体全体の仮想平面上の位置を変化させることによりペダル１６に対して疑似歩行運動を行なわせるものであり、実施形態では、両操作アーム２２に浮動状に支持されて自在に動き得るようになっている。実施形態において、該ペダル支持体２０は、長矩形形状の板体からなり、操作アーム２２等との組付がし易く、かつ、移動状態の設計上の確認等が簡易に行なえる。実施形態に限定されず、その形状、構造は任意に設定してもよい。
【００２９】
例えば、本実施形態において、図９に示すように第２駆動アーム３２ｂの先端からペダル支持体２０との下枢着位置（第１操作アーム２２ａの上端枢着位置）までの距離と、第２操作アーム２２ｂの連結ピン８０即ち筒体８４の枢着位置からペダル支持体２０の上枢着位置（第２操作アーム２２ｂの上端枢着位置）までのアームの長さはほぼ等しく設定され、これらのペダル支持体２０の第１、第２操作アーム２２ａ、２２ｂのそれぞれの上端枢着位置の中間位置（図９表面側）に一端側を固定し、直線状に斜め前方側に下降した状態でペダルアーム８６が先端側を垂下させており、この先端側に靴底形状で受け皿体状に靴底輪郭から縁部を囲周状に立ち上がり形成させたペダル１６が水平方向に固定されている。実施形態において、ペダルアーム８６の下端は所要角度で曲げられてペダル受け杆が横方向に固定され、このペダル受け杆に支持されて靴底形状のペダル１６が固定されているが、図示しないが必要に応じてペダル受け杆を長手方向に伸縮調整できるようにしてもよいし、また、ペダル受け杆の長手方向を軸とする軸回りに回動し得るような機構を施してもよい。
【００３０】
第２操作アーム２２ｂの筒体８４から下方に延びた延長部１１２と、これに枢支連結されるリンクアーム３８と、はペダル支持体２０を支持すると同時に、この第２操作アーム２２ｂの下端延長部１１２の長さあるいはこの下端延長部とリンクアーム３８との枢着位置、すなわち延長部１１２の長さ等を種々変化させて設定することによってペダル支持体の移動軌跡を変化させる事が出来る。
【００３１】
また同時に、第１、第２操作アーム２２ａ、２２ｂのそれぞれの長さや駆動軸３０から半径方向に伸びる駆動アーム３２と第１、第２操作アーム２２ａ、２２ｂとの枢着位置を変化させたり、第１、第２操作アーム２２ａ、２２ｂ自体のそれぞれの長さを変化させることによってもペダル支持体の動きを種々変化させる事が出来る。
【００３２】
さらに、ペダル支持体２０への第１、第２操作アーム２２ａ、２２ｂの枢着位置そのものを例えばその離隔間隙をより離したりあるいは近接方向に移動させたりすることによってもこのペダル支持体の動きに変化を与えることができる。
【００３３】
前述したように、本発明の１つの特徴事項は側面視前進方向Ｆを先鋭端２３として後部側Ｅを袋部２５とする涙状の軌跡２００を移動するようにペダル１６を駆動させる点にあり、この実施形態において、上述したようにペダル支持体２０に対して前下がり状に垂下させてペダルアーム８６の下端の水平部とこれに水平状に固定した靴底体からなるペダル１６を設けている。これによって、回転駆動部２８を駆動することにより、図９ないし図１２に示されるようなペダル１６の移動を生じさせこれによって、図１３に示すような先端側を先鋭端とした軌跡を移動するようにペダル１６が駆動される。
【００３４】
この実施形態において、第１、第２操作アーム２２ａ、２２ｂの下端側に枢支連結された第１、第２枢着部（３６、３４）を回転駆動させて円運動を行わせることによって駆動機構部１８の操作駆動を行なわせ、これによって、ペダル支持体２０を連続的に横方向並びに縦方向、即ち、同一平面状においてＸ方向とＹ方向を同時に移動させるようにしており、これによって該ペダル支持体２０が閉ループを描くような駆動を行わせ、この結果、該ペダル支持体２０に固定されたペダル１６がほぼ人の自然な歩行動作時に行う足部の移動と同様の複雑な運動を行わせる事が出来る。
【００３５】
第１、第２操作アーム２２ａ、２２ｂはそれぞれが縦方向と横方向の移動をペダル支持体２０の枢着部位に行わせるようになっており、また、ペダル支持体２０は剛体であるからペダル支持体の向き即ち、ペダル支持体に対して回転動作を加えながら移動させる。
【００３６】
前述したように、ペダル１６は座席部１４の下方両側位置に２個設けられて両足をペダルに配置させて受けさせた状態で歩行運動を行わせるようになっており、人の自然な二足歩行に対応させて、この実施形態では駆動機構部１８を介して相互のペダル１６が涙状の軌跡２００の移動距離の最遠隔位置に常時位置するように配置されて駆動されるようになっている。即ち、図２、図３、図５に示すように、駆動軸３０の他端側にもそれぞれ同駆動軸３０から半径方向に伸びた所要のアーム長さの駆動アーム３２とこれに連携する第１、第２の左操作アーム２２ａ、２２ｂが枢支連結されてその一端側を左ペダル支持体２０にそれぞれ枢着されており、これによって、右側のペダル支持体及びペダルのループ状移動ならびに涙状軌跡移動と同じ移動を行うようになっているが、特に左側の機構に関しては左側駆動アーム３２は駆動軸３０から右駆動アームに対して１８０度位相を異ならせて延長して固定されている。
【００３７】
これによって、２足歩行状態の人の自然な歩行運動と同様の歩行動作を駆動力を介して生じさせる事が出来るようになっている。尚、図中９０は駆動モータ８８に駆動電力を供給するバッテリ、９２はモータの起動、停止動作などを行なわせる操作レバーを有する操作ボックスである。なお図示しないがこのモータ８８の駆動力をチェーンやベルト等の動力伝達装置を介して同時に転動体４４を回転駆動させるようにして歩行動作と同時に装置全体が前進しうるようにさせても良い。
【００３８】
次に本実施形態の作用について説明するが、理解を容易化するために例えば右側のペダル１６あるいは駆動機構部１８を中心にして説明を行う。まず、例えば図４に示すように座席部１４を移動調整機構４０を介して前下がり状に移動下降させ、この状態で下肢が麻痺状態等の患者等をサドル体５８上に乗架させ、その状態で同移動調整機構４０の回転ハンドル６６を操作して座席支持フレーム５２を直立状態にさせ、患者等の両足を両側のペダル１６の靴底体上に載せた状態に保持する。この状態から駆動モータ８８の操作レバーを操作すると駆動モータ８８を介して駆動スプロケット１０８が回転し、駆動軸３０を回転させると操作駆動部２６の回転駆動部２８が駆動しこれに連携する第１、第２操作アーム２２ａ、２２ｂの下端側を枢着状態で移動させる。
【００３９】
例えば図１、図６に示すように、ペダル１６がサドル体５８の真下位置にあって靴底体が地面に対して水平方向に配置された状態で駆動スプロケット１０８を矢示方向に駆動させると、駆動軸３０が同じ方向に回動し、第１、第２駆動アーム３２ａ、３２ｂを含む駆動アーム３２が図９に示すように駆動軸３０を中心として９０度時計回り方向に回動すると図１０実線示位置に変位する。このとき、ペダル支持体２０の下枢着部が上枢着部よりも大きく移動し、この結果ペダル１６は図１３のＲの範囲をほぼ水平状に横方向、即ち、真後ろ方向に移動する。
【００４０】
さらにこの状態から駆動アーム３２を時計回り方向に９０度回転させると図１１実線示（図１０の鎖線示）のように左方向への最大移動位置から駆動アームが上向き状態に変化するので、第２操作アーム２２ｂの先端のペダル支持体２０との枢着部分がペダル支持体２０を上方に持ち上げる作用を行い、これに追随しながら円弧を描くように第１操作アーム２２ａの枢着部である下枢着部も円弧状に持ち上げられて随伴する。
【００４１】
このとき、図１３（ａ）のように、例えばペダル支持体２０の重心位置Ｇを仮に取ったときに、この重心位置が起点であるＩ位置からＪ位置に至り、さらにＫ位置に移動している。図１１の駆動アーム３２の上向き位置からさらに時計回りに９０度回動されると、図１２の実線示（図１１の鎖線示）のようにペダル支持体２０は図１０実線示位置から右下がり方向に円弧状に下降移動するとともに、この際ペダル１６が涙状軌跡の袋部２５からその先鋭端２３方向に向けて移動する。
【００４２】
そして、さらに駆動アーム３２が右向き位置から図１２の鎖線示下向き位置に時計方向周りに回動すると、ペダル支持体２０は前傾姿勢から再び元の図６に示すようにその長手方向を鉛直状に配置した状態に復帰し、このときペダルアーム８６の下端に設けられたペダル１６は急速に前下がり状に下降し、涙状の先鋭端２３側に移動して図６の原点位置に復帰する。
【００４３】
このように、ペダル支持体２０がＩ位置の原点位置からＪ位置に移動するときにペダル１６は涙状軌跡のＲの移動範囲を移動し、さらにペダル支持体２０がＪからＫへ移動の際はペダル１６はＳ範囲を移動し、同様にペダル支持体がＫからＬのときはペダルはＴ範囲、ペダル支持体がＬからＩのときはペダルはＵ範囲を移動することになる。このようにしてペダル支持体２０のループ状移動を伴いつつペダル１６は前進方向Ｆを先鋭端２３とし後部側Ｅを袋部２５とする涙状の軌跡２００を移動されこれによって人の自然な足の歩行時の運びを忠実に再現させる事が可能となる。
【００４４】
この実施形態では、前述したように、左右の駆動アーム３２は駆動軸３０から互いにほぼ１８０度位相をずらして延長して固定されており、たとえば図７に示すように、右側のペダル１６がサドル体５８の真下にある位置で左側のペダル１６は涙状の軌跡の移動距離全体に対してほぼ最も離れた位置に常時位置するようになっている。したがって、２足での歩行時の自然な足の運び方を強制的に動かすことを実現させている。
【００４５】
本実施形態において、ペダル支持体２０は長四角の板状体から構成しているが、例えばその形状はこれに限定されることなく正方形、円形、その他の任意形状の多角形あるいは板部材でなくともブロック体、その他任意の形状あるいは構造物としても良い。また、この実施形態では、枠体１２を金属パイプフレームあるいは剛体状のフレームから構成して組付けているが例えば箱形状としたりドーム形状とするなど任意の形状あるいは構造としても良い。さらに材質も軽量化など行うために適宜の箇所に合成樹脂などを用いても良い。
【００４６】
以上説明したように、本発明の機能回復訓練装置１０によれば、枠体１２と枠体１２に取り付けられた座席部１４と座席部１４の下方位置に設けられ患者等が座席部１４に乗架した状態でその足部を載置させて受けるペダル１６とこのペダル１６を前進方向Ｆを先鋭端２３とし後部側Ｅを袋部２５とする涙状の軌跡２００を移動するように駆動させる駆動機構部１８とから構成し、ペダル支持体２０を複数の操作アーム２２に枢着させて浮動状に支持した状態で該ペダル支持体２０に取り付けたペダル１６の移動軌跡を歩行動作時の足の運びに一致させるようにしており、ペダル支持体２０と複数の操作アーム２２により円滑な歩行動作を実現させる事が可能となる。
【００４７】
本発明の機能回復訓練装置は、上記した実施形態の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した発明の本質を逸脱しない範囲において、任意の改変を行なってもよい。例えば、枠体１２の側部フレーム等に倒伏起立自在のハンドルフレームを設け、起立状態で座席部に乗り込み、訓練開始時には患者等の前方側にハンドルフレームを倒伏させた状態でこれを握って訓練を行なうようにしてもよい。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の機能回復訓練装置によれば、枠体と、枠体に取り付けられた座席部と、座席部の下方位置に設けられ患者等が座席部に乗架した状態でその足部を載置させて受けるペダルと、側面視前進方向を先鋭端とし後部側を袋部とする涙状の軌跡を移動するようにペダルを駆動させる駆動機構部とを備えた事により、完全麻痺状態の下肢の患者等の機能回復訓練を他動的且つ強制的に自動運転で自然な歩行動作に一致させて強制的に行わせることができ、介護者の労力ならびにその介護人員を完全に不要とさせるのみならず、患者等は自らのスイッチ操作などで本装置を用いて回復訓練を行うことが出来るので社会復帰等に向けたリハビリテーションを積極的且つ自発的に行わせてその回復効果を促進させることが可能である。
【００４９】
また、駆動機構部は、ペダルを支持固定させたペダル支持体と、ペダル支持体にそれぞれ一端を枢着されペダル支持体の横方向移動と縦方向移動を同時に行わせて該ペダル支持体のループ移動を行なわせる複数の操作アームを含む機構部と、操作アームを操作駆動させる操作駆動部と、を備えているので、操作アームを介してペダル支持体の向きや回転を含む平面状の自在な動きを実現させることが具体的に可能である。
【００５０】
また、操作アームは２本であり、操作駆動部は、操作アームの他端側に連結されてこれらの操作アームの他端側を同時に円運動させる回転駆動部からなるので操作駆動部が回転運動によって実現できるのでモータ等の回転力をそのまま利用して操作アーム並びにペダル支持体を介したペダルの円滑な擬似歩行運動を行わせることが可能である。
【００５１】
また、操作アームは回転駆動部側からペダル支持体側に対して両者の間隔が拡大するようにペダル支持体に対して配置されているので操作アームによるペダル支持体の回転並びにそれぞれの操作アームの立て及び横方向への同時移動を介してペダルを円滑に涙状軌跡移動を行わせるようにさせることができる。
【００５２】
また、回転駆動部は、駆動軸に連結され駆動軸から半径方向に伸びた所要のアーム長さの駆動アームを含み、駆動アームには、それぞれ第１の操作アームの他端部を第１枢着部において枢着させるとともに駆動軸と第１枢着部との中間位置である第２枢着部において第２の操作アームの中間長さ位置で該第２操作アームと交差状で枢着され、さらに、該第２操作アームの他端部と枠体側にそれぞれ枢着されたリンクアームと、を備えた事により操作アームの下部基端側の回転駆動動作を介するぺダル支持体のループ状移動を具体的に実現させることが可能である。
【００５３】
また、ペダルは座席部の下方両側位置に２個設けられ、駆動機構部を介して相互のペダルが涙状の軌跡の移動距離の最遠隔位置に常時位置するように配置されて駆動されることにより、両足を完全麻痺状態とした患者等が両足をペダルに載置させた状態で２足歩行の擬似運動を忠実に再現して訓練を行わせることができる。
【００５４】
また、回転駆動部は、両側のペダルに連係してこれらを同時に駆動させるように共通の駆動軸を有し、駆動アームが該駆動軸から互いに略１８０度位相をずらして延長し固定された事により、両足による２足歩行の運動を簡単な機構で且つ少ない部品点数で実現させる事ができ装置の製造コストを低廉に維持させることが出来る。
【００５５】
さらに、座席部が前下がり状に移動かつ復帰可能に移動調整する移動調整機構が設けられていることにより、下肢を完全に麻痺の状態の患者等のサドル体等への乗架移動あるいは下降して装置から離脱するさいの乗り降りを簡単に行えるようにして装置の使用状の利便性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る機能回復訓練装置の左側面図である。
【図２】同じく実施形態の機能回復訓練装置の正面図である。
【図３】同じく実施形態の機能回復訓練装置の全体斜視図である。
【図４】座席部の前下がり移動調整機構の要部側面説明図である。
【図５】図２の回転駆動部の要部を示す要部拡大説明図である。
【図６】右側のペダルおよび駆動機構部を主に示す要部拡大構成説明図である。
【図７】左右のペダルならびに駆動機構部を同時に示した要部拡大構成説明図である。
【図８】ペダル支持体と回転駆動部並びに操作アームの枢支連結関係などを詳述に示した拡大断面説明図である。
【図９】ペダルと回転駆動部の作用説明図である。
【図１０】同じくペダルと回転駆動部の作用説明図である。
【図１１】同じくペダルと回転駆動部の作用説明図である。
【図１２】同じくペダルと回転駆動部の作用説明図である。
【図１３】（ａ）ペダル支持体のループ状移動軌跡を概略に示すペダル支持体の軌跡説明図である。
（ｂ）ペダルの涙状軌跡移動状態を示す作用説明図である。
【符号の説明】
１０機能回復訓練装置
１２枠体
１４座席部
１６ペダル
１８駆動機構部
２０ペダル支持体
２２操作アーム
２３先鋭端
２４機構部
２５袋部
２６操作駆動部
２８回転駆動部
３０駆動軸
３２駆動アーム
３４第２枢着部
３６第１枢着部
３８リンクアーム
４０移動調整機構
２００ループ状の軌跡[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a function recovery training apparatus for recovery of a person's motor function, and in particular, function recovery for a person who is completely paralyzed by a spinal cord injury or the like, or who has difficulty walking due to aging. It relates to training equipment.
[0002]
[Prior art]
Some people have encountered a major accident during a car accident, daily life, leisure time, commuting to work, etc. in a car society in recent years, and for example, their lower limbs are completely paralyzed, making it difficult to conduct daily life. There are also many people who are unable to walk due to aging or aging, and to restore their functions as little as possible in daily life without overlooking such people (hereinafter referred to as “patients”). Medical efforts are being made to support social rehabilitation.
[0003]
In the past, for those who were completely paralyzed or crippled by such limbs or lower limbs, there were many people who finished their entire life on the bed without walking on crutches by themselves. On the other hand, the recent global trend of actively assisting people with disabilities in these lower limbs to publicly back up sports activities such as the Paralympic Games. There is also. In such rehabilitation for persons with reduced limbs, for example, a treadmill is used to move the floor from the front to the rear at a low speed, and three or more caregivers are placed on the floor. Attempts have been made to train walking with the upper limbs and torso supported by about four people. Under these circumstances, for example, patients with complete paralysis of the lower limbs, which were considered difficult in the past, are forced to perform walking exercises on the lower limbs in a passive or forced manner.
It is predicted that nerves such as motor function and reflex function can be regenerated to some extent, and there is also a specific therapeutic effect. In addition, aging or aging people are given psychological stimulation through walking training, etc., and the gait itself has a very positive effect on the human body in terms of physiology and blood circulation. It is known.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In this way, in the case of walking training for patients including the lower limbs of the complete paralysis and patients including the elderly, the upper limbs and the torso of patients who are difficult for several caregivers to support their bodies, respectively It is necessary to perform exercise assistance in a state where the patient is suspended on a treadmill or the like in a state where it is shared and supported, which requires a great deal of labor and a large amount of human resources for assistance. In addition, there are many people who are willing to accept such functional recovery exercises that are performed through the assistance of the caregivers and do not actively do so.
[0005]
The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and its purpose is to force the lower limbs such as patients who are completely paralyzed or elderly people to walk to forcibly walk, and to quickly return to society. A functional recovery training device that can promote the rehabilitation effect for patients and force the lower limbs to walk forcibly with their own movements so that patients and others want to actively perform rehabilitation exercises It is to be.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention is a functional recovery training apparatus for a person having a lower limb motor dysfunction, and includes a frame 12, a seat part 14 attached to the frame, and a lower part of the seat part. A pedal which is provided at a position and is received by placing a foot of the patient or the like in a state where the patient or the like is riding on the seat, and a pedal 16 which moves on a loop-shaped locus 200 having a sharpened portion (23) and a bag portion 25; A drive mechanism unit 18 that drives a pedal to move in a loop-like locus having a sharp forward end direction F in a side view and a bag side 25 on a rear side E, and includes a drive shaft 30 and both sides of the drive shaft. , And a drive arm 32 extending in a radial direction around the axis so as to be in a direction perpendicular to the drive shaft and opposite to each other at the longitudinally separated position of the drive shaft, and pivotally supported on a part of each drive arm 32 (36 , 34) Connected and the end is a free end Two A drive mechanism unit 18 including operation arms 22a and 22b, and one pedal support pivotally connected to the free end side of the operation arm. Each pedal support and the two operation arms 22a and 22b A pedal support 20 pivotally supported at a position where the free end sides are spaced apart from each other, Further, the drive mechanism unit 18 includes a rotation drive unit 28 that is connected to the other end side of each operation arm 22a, 22b and simultaneously circularly moves the other end side of the operation arm 22a, 22b. The drive arm 30 includes the drive arm 32 having a required arm length that is connected and fixed at one end to the drive shaft and extending in the radial direction from the drive shaft. The other end of the first operation arm 22a is connected to the first pivot on the drive arm 32. The second pivoting portion 34 is pivotally mounted at the landing portion 36 and is at an intermediate position in the drive arm length between the drive shaft 30 and the first pivotal mounting portion 36 and at an intermediate length position of the second operating arm 22b. The drive arm is pivotally connected to the second operation arm 22b in a crossing manner. It is comprised from the function recovery training apparatus 10 characterized by this.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described with reference to the accompanying drawings. 1 to 8 illustrate a function recovery training apparatus 10 according to an embodiment of the present invention. In FIGS. 1 to 3, the function recovery training apparatus 10 is attached to a frame body 12 and a frame body 12. A seat 16, a pedal 16 provided at a position below the seat 14, and received by placing a foot of the patient or the like on the seat 14, and a drive mechanism 18 for driving the pedal 16. It has.
[0008]
The frame 12 is composed of a structure such as a frame or a case that supports the entire function recovery training apparatus 10. In this embodiment, the rear vertical frame 94 is formed, for example, by being separated and made up of a metal pipe. A bottom frame 96 connected in a lateral direction from a lower end of the rear vertical frame 94; a bottom frame extending from the upper side position of the rear vertical frame 94 to the front side and bent at a front end side bent in an R shape. 96, two side frames 95 having their ends assembled and fixed, and a plurality of width frames 97 that are provided between the two side frames 95 and are connected to both sides. It is a hollow deformed box frame structure formed to a size that can be accommodated. The front side extended portions of the side frames 95 are arranged in the vicinity of the height positions on both sides of the seat portion 14, and the side frames 95 on both sides are gripped by hand while a patient or the like is seated on the seat portion 14. The upper body can be supported.
[0009]
The frame 12 is basically forcibly placed by placing a patient or the like on the seat 14, naturally lowering the lower limbs on both sides and placing the feet on the pedal 16 to drive the pedal forcibly. In order to perform such a movement as to perform the walking motion, the seat portion 14, the pedal 16, and the drive mechanism portion 18 are supported. In this embodiment, large and small wheels 44 are rotatably attached to the four corner positions of the frame body 12, respectively, and when the pedal 16 is driven to walk with the handle 42 being held by the caregiver as necessary. At the same time, the entire frame 12 may be pushed forward, or linked to a motor to make the patient feel a sense of walking movement during walking.
[0010]
In FIG. 1 to FIG. 3, two front and rear support plates 46 are erected and fixed to the bottom frame 96 at positions spaced forward and backward in the hollow interior of the frame 12. Supported by these support plates 46, the seat support frame 52 is pivotally supported so as to be swingable from an upright position to a front lowering position (see FIG. 4). That is, the front and rear vertical support rods 48 are provided in parallel with the lower ends of the front and rear support plates 46, and are further pivotally connected to the upper ends of the two vertical support rods 48. A support rod 50 is provided. Such a seat portion support frame 52 is erected in an upward U-shape.
[0011]
A reinforcing triangular frame 54 is fixed to the lateral support rod 50 in a state where one side is shared by the lateral support rod 50 and one corner portion is suspended. And the lower end of the seat part fixing rod 56 is fixed to the hanging lower end of this triangular frame 54, and one end side is set up upward. A saddle body 58 of the seat portion 14 is fixed to the upper portion of the seat portion fixing rod 56.
[0012]
The saddle body 58 is elastically supported at its rear part by a spring 60 and has a cushioning property. In addition, a backrest 64 is fixed to the lateral support rod 50 of the seat support frame 52 via a backrest support rod 62, thereby receiving the back of a patient or the like riding on the saddle body 58.
[0013]
In this embodiment, a long bolt member 68 with a rotary handle 66 is installed over the rear intermediate width frame 100 of the frame 12 and the rear vertical support rod 48 of the seat support frame 52 so that the middle of the rear vertical support rod 48 is provided. The seat portion 14 is lowered in a front-down manner as shown by a chain line from a state where the seat support frame 52 is erected in an upright shape as shown in FIG. The seat portion support frame 52 is fixed and held in a front-lowering manner at an arbitrary movement position.
[0014]
With the movement adjusting mechanism 40, the entire seat portion 14 is moved forward and lowered and moved and held at the lower position of the front lower position, for example, a patient or the like is placed on the saddle body 58 and the rotary handle 66 is rotated in the opposite direction again. Thus, the seat support frame 52 is returned and moved upright, and in this state, the pedal 16 on which the foot of a patient or the like is mounted is caused to move corresponding to a predetermined walking motion. In the embodiment, the rotation of the long bolt member 68 is performed by manually rotating the rotary handle. However, the long bolt member 68 is rotated by a motor driven in conjunction with a motor or the like. You may make it perform movement adjustment to.
[0015]
Further, the pivot portions 47 and 47 between the front and rear support plates 46 and the seat portion support frame 52 are configured such that the seat portion support frame 52 can swing left and right in a swing range of, for example, about 5 cm with respect to the front and rear direction. It is pivotally attached to the front / rear support plate 46 in a loose state, and when a person rides on the seat portion and drives the device to perform a pseudo walking motion by the swing support mechanism of the seat portion support frame. In addition, when a load is applied to the stepping side, the human torso can be tilted to the stepping side, and the device is driven closer to the person's walking motion to effect the function recovery training. ing.
[0016]
In the present invention, one characteristic feature is that, as shown in FIG. 13 (b), the pedal 16 on which the foot of a patient or the like is placed and received is set to have a sharp forward end direction F in the side view and the rear part. A driving mechanism 18 (see FIGS. 1, 2, and 5) that drives the tear-like locus 200 with the side E as the bag portion 25 to move. A pedal support 20 that supports and fixes the pedal support 20, a mechanism 24 that moves the pedal support 20 in a loop, and an operation drive unit 26 that drives the mechanism 24 in cooperation with the mechanism 24.
[0017]
The drive mechanism unit 18 may be arranged on both the left and right sides of a patient on a saddle body 58 of the seat unit 14 so that both feet of the patient and the like are walking. For a patient who has a completely paralyzed leg, the pedal 16 and the drive mechanism 18 may be provided on only one side to cause a walking motion.
[0018]
In this embodiment, the drive mechanism section 18 is provided on both sides of the saddle body 58 so as to perform a walking motion with both feet. However, in order to simplify the description, the drive mechanism section on only one side will be described below. 18 will be described.
[0019]
1 and 3, an intermediate sprocket 106 is provided near the lower end of the seat support frame 52 and is fixed to an intermediate shaft 104 that is rotatably supported by the bottom frame 96 of the frame 12. Similarly, the rotation shaft 102 of the drive motor 88 installed on the bottom frame 96 is connected to the chain 70 so as to rotate by receiving the driving force of the motor. On the other hand, as shown in FIG. 5, a bearing support rod 74 that rises upward from the bottom frame 96 is fixed to a portion of the bottom frame 96 of the frame body 12 that is substantially directly below the seat portion 14. The drive shaft 30 is supported by the flange 74 and is rotatably supported so that the horizontal direction is the longitudinal direction. A shaft hole of the drive sprocket 108 is fitted and fixed to the drive shaft 30. And middle Shaft 104 Further, another chain 72 is tuned to the drive sprocket 108, whereby the rotational driving force of the drive motor 88 rotates the drive shaft 30 via the drive sprocket 108. The transmission mechanism of the motor driving force to the drive sprocket is not limited to the configuration of this embodiment, and it is simply driven by a belt, a gear or any other transmission mechanism including a chain on the rotation shaft of the motor. It may be the one.
[0020]
The mechanism unit 24 (see FIG. 5) for moving the pedal support 20 in a loop shape is a plurality of operations composed of a rigid body having one end pivotally attached to the pedal support 20 at a required spaced position of the pedal support 20. An arm 22 is provided, and the pedal support is moved in a loop while moving the direction and the planar position of the rigid pedal support in accordance with the movement of the operation arm.
[0021]
5 and 6, the operation drive unit 26 for operating and driving the mechanism unit 24 is composed of a rotation drive unit 28 in this embodiment, and the rotation drive unit 28 is the other end of the plurality of operation arms 22 (22a, 22b). The side (the other end portion side with respect to the end portion which becomes the pivotal attachment portion with the pedal support 20) is simultaneously circularly moved. The rotary drive unit 28 includes drive arms 32 (32a, 32b) extending from the drive shaft 30 in a right angle direction. In FIG. 5, the drive arm 32 includes a first drive arm 32a fixed in a direction perpendicular to the shaft end of the drive shaft 30 and a second drive arm 32b that is connected and fixed in the same direction. In the embodiment, the first drive arm 32a and the second drive arm 32b are connected and fixed linearly in the radial direction around the drive shaft 30, and both rotate integrally around the drive shaft. In the embodiment, the tip end of the first drive arm 32 a and the base end of the second drive arm 32 b connected at right angles from the drive shaft 30 are connected and fixed to the both ends of the connection pin 80 in a cantilevered manner.
[0022]
As a result, when the drive shaft 30 rotates, the tip of the first drive arm 32a, that is, the connecting pin 80 portion, circularly moves with a smaller radius than the tip of the second drive arm 32b, and thus the tip of the first drive arm 32a. That is, the circular locus due to the rotation of the connecting pin 80 portion becomes a smaller circular locus inside the rotational circle locus of the second drive arm 32b.
[0023]
In the figure, the tip of the second drive arm 32b is pivotally connected to the lower end of the first operating arm 22a via a pivot pin 82. And the upper end part used as the one end side of the 1st operation arm 22a is pivotally connected by the inner side of the pedal support body 20 formed in the board | plate of a vertically long square shape, ie, the back side upper side of FIG. On the other hand, the connecting pin 80 for connecting the first and second drive arms 32a, 32b is received by being inserted into the shaft hole of the short cylindrical tube 84 and is rotatably supported. The cylinder 84 is fixed at an intermediate length position of the second operation arm 22b.
[0024]
In this embodiment, the second operation arm 22b is set longer than the first operation arm 22a, and one end side which is the upper end side of the second operation arm 22b is the pedal support body 20 similarly to the first operation arm 22a. Are pivotally connected to each other via a pivot pin 82 on the back side thereof.
[0025]
In the figure, the second operating arm 22b is generally configured in a straight line, and includes an extension 112 extending downward from the arm body with a cylinder 84 interposed therebetween. In the state of being laid on a U-shaped bracket 76 fixed to the bottom frame 96 side of the frame body 12, link arms 38 pivoted at both ends are pivotally connected to each other. Therefore, the rotation of the drive shaft 30 causes the first 2 Drive arm 32 b 1st pivot part 3 which is the tip side of 6 And second 1 Drive arm 32 a The second pivot part 3 at the position of the connecting pin 80 on the tip side of the 4 Are rotated at the same time, and in particular, the second operation arm 22b is driven to rotate at its intermediate portion in a state where it is supported by being pivotally supported at an intermediate position of its arm length.
[0026]
As described above, the distal end side and the intermediate position of the drive arm 32 in the radial direction from the drive shaft 30 are respectively the lower end side or the intermediate side of the first and second operation arms 22a and 22b. so Engage in pivot Shi In such a manner, by performing circular movement, the movement of the first and second operating arms at one end side, that is, at the upper end side of the pedal support 20 is pivoted and the lateral and vertical movements are simultaneously performed. give.
[0027]
In this embodiment, the first and second operation arms 22a, 22b Top edge of Is gradually increased from the rotation drive unit 28 side to the pedal support 20 side. Big The pedal support is provided with respect to the pedal support so as to cause a very complicated movement including a movement close to a human walking movement by a circular movement in a pivot state on the base side of the operation arm. Will be given to.
[0028]
The pedal support 20 is formed of a rigid body that supports and fixes the pedal 16 in a suspended manner. For example, as in this embodiment, the two points are pivotally supported by the operation arms 22a and 22b, and the operation arm can be moved or moved. Accordingly, the pedal 16 is caused to perform a pseudo walking motion by changing, for example, the planar movement positions of the upper and lower ends thereof or the position of the entire pedal support on the virtual plane. The arm 22 is supported in a floating manner so that it can move freely. In the embodiment, the pedal support 20 is formed of a long rectangular plate, can be easily assembled with the operation arm 22 and the like, and can be easily checked in terms of design of the moving state. Without being limited to the embodiment, the shape and structure may be arbitrarily set.
[0029]
For example, in the present embodiment, as shown in FIG. 9, the distance from the tip of the second drive arm 32b to the lower pivot position of the pedal support 20 (the upper pivot position of the first operation arm 22a) and the second The lengths of the arms from the connecting position of the connecting pin 80 of the operation arm 22b, that is, the cylindrical body 84, to the upper pivot position of the pedal support 20 (the upper pivot position of the second operation arm 22b) are set to be substantially equal. In the state where one end side is fixed to an intermediate position (surface side in FIG. 9) of the upper end pivot attachment positions of the first and second operation arms 22a and 22b of the pedal support body 20, and descends diagonally forward in a straight line. A pedal arm 86 hangs down from the distal end side, and a pedal 16 is formed in the shape of a shoe sole on the distal end side, and the edge 16 is formed so as to surround the shoe contour from the contour of the shoe sole in a horizontal direction. In the embodiment, the lower end of the pedal arm 86 is bent at a required angle to fix the pedal receiving rod laterally, and the shoe-shaped pedal 16 is fixed by being supported by the pedal receiving rod, although not shown. If necessary, the pedal receiving rod may be adjusted to extend and contract in the longitudinal direction, or a mechanism that can rotate about an axis about the longitudinal direction of the pedal receiving rod may be provided.
[0030]
The extension 112 extending downward from the cylindrical body 84 of the second operation arm 22b and the link arm 38 pivotally connected thereto support the pedal support 20 and at the same time extend the lower end of the second operation arm 22b. The movement trajectory of the pedal support can be changed by setting the length of the portion 112 or the pivot attachment position between the lower end extension portion and the link arm 38, that is, the length of the extension portion 112, and the like.
[0031]
At the same time, the length of each of the first and second operation arms 22a and 22b and the pivoting position of the drive arm 32 extending in the radial direction from the drive shaft 30 and the first and second operation arms 22a and 22b are changed. The movement of the pedal support can be variously changed by changing the lengths of the first and second operation arms 22a and 22b themselves.
[0032]
Furthermore, the movement of the pedal support is also achieved by moving the first and second operation arms 22a, 22b to the pedal support 20 in the pivoted position, for example, by moving the separation gap further or moving it in the proximity direction. Can give change.
[0033]
As described above, one feature of the present invention is that the pedal 16 is driven so as to move the tear-like locus 200 with the forward direction F in the side view as the sharp end 23 and the rear side E as the bag portion 25. In this embodiment, as described above, the pedal 16 comprising the horizontal portion at the lower end of the pedal arm 86 and the shoe sole attached horizontally to the pedal arm 86 is provided by hanging downward with respect to the pedal support 20. Yes. As a result, the rotation drive unit 28 is driven to cause the movement of the pedal 16 as shown in FIG. 9 to FIG. 12, thereby moving the locus with the tip side as the sharp end as shown in FIG. Thus, the pedal 16 is driven.
[0034]
In this embodiment, the first and second pivoting portions (3, which are pivotally connected to the lower ends of the first and second operating arms 22a and 22b, respectively. 6 3 4 ) Is driven to rotate, thereby causing the drive mechanism section 18 to be operated, whereby the pedal support 20 is continuously moved in the horizontal and vertical directions, that is, in the same plane, in the X direction. The Y direction is moved at the same time, so that the pedal support 20 is driven so as to draw a closed loop. As a result, the pedal 16 fixed to the pedal support 20 is almost a natural walking of a person. It is possible to perform a complex movement similar to the movement of the foot during movement.
[0035]
Each of the first and second operation arms 22a and 22b is adapted to cause the pivotal support portion of the pedal support 20 to move in the vertical direction and the horizontal direction, and since the pedal support 20 is a rigid body, the pedal The support is moved while applying a rotational motion to the direction of the support, that is, the pedal support.
[0036]
As described above, two pedals 16 are provided at both lower side positions of the seat portion 14 so that the walking motion is performed with both feet placed on the pedal and received by the person. Corresponding to walking, in this embodiment, the mutual pedals 16 are arranged and driven so as to be always located at the most remote position of the movement distance of the tear-like locus 200 via the drive mechanism unit 18. Yes. That is, as shown in FIGS. 2, 3, and 5, the driving arm 32 having a required arm length extending from the driving shaft 30 in the radial direction is also connected to the other end of the driving shaft 30. The first and second left operating arms 22a and 22b are pivotally connected, and their one ends are pivotally attached to the left pedal support 20, respectively. The left-hand drive arm 32 is extended and fixed with a phase difference of 180 degrees from the drive shaft 30 to the right-hand drive arm, particularly with respect to the left-hand mechanism. .
[0037]
As a result, a walking motion similar to the natural walking motion of a biped walking person can be generated via the driving force. In the figure, 90 is a battery for supplying driving power to the drive motor 88, and 92 is an operation box having an operation lever for starting and stopping the motor. Although not shown, the driving force of the motor 88 may be driven to rotate at the same time through a power transmission device such as a chain or a belt so that the entire device can move forward simultaneously with the walking motion.
[0038]
Next, the operation of the present embodiment will be described. In order to facilitate understanding, for example, the right pedal 16 or the drive mechanism 18 will be mainly described. First, for example, as shown in FIG. 4, the seat part 14 is moved downward and downward through the movement adjustment mechanism 40, and in this state, a patient whose lower limb is paralyzed is placed on the saddle body 58, In this state, the rotary handle 66 of the movement adjustment mechanism 40 is operated to bring the seat support frame 52 into an upright state, and both feet of the patient and the like are held on the shoe soles of the pedals 16 on both sides. When the operation lever of the drive motor 88 is operated from this state, the drive sprocket 108 is rotated via the drive motor 88, and when the drive shaft 30 is rotated, the rotation drive unit 28 of the operation drive unit 26 is driven and cooperates therewith. The lower end sides of the second operation arms 22a and 22b are moved in a pivoted state.
[0039]
For example, as shown in FIGS. 1 and 6, when the drive sprocket 108 is driven in the direction indicated by the arrow in a state where the pedal 16 is located immediately below the saddle body 58 and the shoe sole is disposed in the horizontal direction with respect to the ground. The drive shaft 30 rotates in the same direction, and the drive arm 32 including the first and second drive arms 32a and 32b rotates 90 degrees clockwise around the drive shaft 30 as shown in FIG. It is displaced to the position indicated by 10 solid lines. At this time, the lower pivot portion of the pedal support 20 moves more than the upper pivot portion, and as a result, the pedal 16 moves horizontally in the horizontal direction, that is, in the rearward direction in the range R in FIG.
[0040]
Further, when the drive arm 32 is rotated 90 degrees in the clockwise direction from this state, the drive arm changes to the upward state from the maximum movement position in the left direction as shown by the solid line in FIG. 11 (shown by the chain line in FIG. 10). 2 A pivoting portion of the distal end of the operation arm 22b with the pedal support body 20 acts to lift the pedal support body 20 upward, and is a pivoting portion of the first operation arm 22a so as to draw an arc while following this. The lower pivot part is also lifted in an arc and is accompanied.
[0041]
At this time, as shown in FIG. 13A, for example, when the center of gravity G of the pedal support 20 is taken, this center of gravity reaches the J position from the starting position I and further moves to the K position. Yes. When the drive arm 32 of FIG. 11 is further rotated 90 degrees clockwise from the upward position, the pedal support 20 is lowered to the right from the position indicated by the solid line in FIG. 10 as indicated by the solid line in FIG. 12 (shown by the chain line in FIG. 11). The pedal 16 moves downward from the bag portion 25 of the tear-like locus toward the sharp end 23 thereof.
[0042]
Then, when the drive arm 32 is further rotated clockwise from the rightward position to the downward position indicated by the chain line in FIG. 12, the longitudinal direction of the pedal support 20 is returned to the vertical direction as shown in FIG. In this state, the pedal 16 provided at the lower end of the pedal arm 86 rapidly descends downward, moves to the tear-like sharp end 23 side, and returns to the origin position in FIG. .
[0043]
In this way, when the pedal support 20 moves from the origin position of the I position to the J position, the pedal 16 moves in the movement range of R of the tear-like locus, and further when the pedal support 20 moves from J to K. The pedal 16 moves in the S range. Similarly, when the pedal support is from K to L, the pedal moves in the T range, and when the pedal support is from L to I, the pedal moves in the U range. In this way, the pedal 16 is moved along a tear-like locus 200 with the forward direction F as the sharp end 23 and the rear side E as the bag portion 25 while the pedal support 20 is moved in a loop. It is possible to faithfully reproduce the movement during walking.
[0044]
In this embodiment, as described above, the left and right drive arms 32 are extended and fixed from the drive shaft 30 with a phase shift of approximately 180 degrees from each other. For example, as shown in FIG. The pedal 16 on the left side is always located at a position that is almost farthest from the entire moving distance of the tear-like locus at a position directly below the body 58. Therefore, it is possible to forcibly move the natural way of walking when walking with two legs.
[0045]
In the present embodiment, the pedal support body 20 is composed of a long rectangular plate-like body, but the shape thereof is not limited to this, for example, and is not a square, a circle, any other polygonal shape or plate member. Both may be a block body or any other arbitrary shape or structure. In this embodiment, the frame body 12 is constructed from a metal pipe frame or a rigid frame, but may have any shape or structure such as a box shape or a dome shape. Furthermore, in order to reduce the weight of the material, synthetic resin or the like may be used at an appropriate location.
[0046]
As described above, according to the function recovery training device 10 of the present invention, the frame 12, the seat portion 14 attached to the frame body 12, and a patient or the like provided on the lower position of the seat portion 14 ride on the seat portion 14. Pedal 16 that is received by placing its foot in the state of being laid, and this pedal 16 is moved forward F The sharp end 23 and the rear side E And a drive mechanism 18 that drives the tear-like locus 200 to move so as to move. The pedal support 20 is pivotally attached to a plurality of operation arms 22 and is supported in a floating state. The movement trajectory of the pedal 16 attached to the pedal support 20 is made to coincide with the foot travel during the walking motion, and a smooth walking motion can be realized by the pedal support 20 and the plurality of operation arms 22. Become.
[0047]
The function recovery training apparatus of the present invention is not limited to the configuration of the above-described embodiment, and may be arbitrarily modified without departing from the essence of the invention described in the claims. For example, a handle frame that can stand upright is provided on the side frame of the frame 12, etc., gets on the seat in the standing state, and trains by gripping this with the handle frame lying down on the front side of the patient at the start of training. May be performed.
[0048]
【The invention's effect】
As described above, according to the function recovery training apparatus of the present invention, the frame, the seat portion attached to the frame, and the patient or the like provided at the lower position of the seat portion is mounted on the seat portion. By including a pedal that receives the foot by placing the foot, and a drive mechanism that drives the pedal so as to move a tear-like trajectory having a sharp forward end in the side view and a bag on the rear side, Function recovery training for patients with lower limbs etc. in a completely paralyzed state can be forced to be performed in accordance with natural walking movements in a passive and forced manner, and the caregiver's labor and its care personnel can be completely In addition to making them unnecessary, patients and others can perform recovery training using this device by operating their own switches, etc., so that rehabilitation for social rehabilitation etc. is carried out actively and voluntarily, and the recovery effect It is possible to promote That.
[0049]
The drive mechanism includes a pedal support that supports and fixes the pedal, and one end pivotally attached to the pedal support to cause the pedal support to move in the lateral and vertical directions at the same time. Since it has a mechanism part including a plurality of operation arms for movement and an operation drive part for operating and driving the operation arm, it is free to have a planar shape including the direction and rotation of the pedal support through the operation arm. It is specifically possible to realize movement.
[0050]
Further, there are two operation arms, and the operation drive unit is composed of a rotation drive unit that is connected to the other end side of the operation arm and circularly moves the other end side of these operation arms at the same time. Therefore, it is possible to perform a smooth pseudo walking motion of the pedal via the operation arm and the pedal support using the rotational force of the motor or the like as it is.
[0051]
In addition, since the operation arm is arranged with respect to the pedal support so that the distance between the operation drive side and the pedal support side is increased, the rotation of the pedal support by the operation arm and the standing of each operation arm are performed. In addition, the pedal can be smoothly moved in a tear-like path through simultaneous movement in the lateral direction.
[0052]
The rotational drive unit includes a drive arm having a required arm length connected to the drive shaft and extending in the radial direction from the drive shaft. The other end of the first operation arm is connected to the first pivot on each of the drive arms. The second operating arm is pivotally mounted in a crossing manner at the intermediate length position of the second operating arm at the second pivoting portion, which is an intermediate position between the drive shaft and the first pivoting portion. In addition, since the second operation arm is provided with a link arm pivotally attached to the other end of the second operation arm and the frame body side, the loop shape of the pedal support through the rotational drive operation on the lower base end side of the operation arm is provided. The movement can be specifically realized.
[0053]
In addition, two pedals are provided at both lower side positions of the seat part, and the pedals are arranged and driven so that the mutual pedals are always located at the most remote position of the moving distance of the tear-like trajectory via the drive mechanism part. Thus, a patient or the like who has both feet completely paralyzed can perform training by faithfully reproducing the pseudo-motion of bipedal walking with both feet placed on the pedal.
[0054]
Further, the rotary drive unit has a common drive shaft so as to link the pedals on both sides and drive them simultaneously, and the drive arm is extended and fixed with a phase shift of approximately 180 degrees from the drive shaft. As a result, biped walking motion with both feet can be realized with a simple mechanism and a small number of parts, and the manufacturing cost of the device can be maintained at a low cost.
[0055]
In addition, a movement adjustment mechanism is provided to adjust the seat part so that it moves in a downward-falling manner and can be returned, so that the lower limbs can be moved or lowered onto a saddle body or the like of a patient who is completely paralyzed. Thus, the convenience of use of the device can be improved by making it possible to easily get on and off the vehicle when leaving the device.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a left side view of a function recovery training apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a front view of the function recovery training apparatus of the embodiment.
FIG. 3 is an overall perspective view of the function recovery training apparatus according to the embodiment.
FIG. 4 is an explanatory side view of a main part of a seat part forward-lowering movement adjustment mechanism;
FIG. 5 is a main part enlarged explanatory view showing a main part of the rotation drive part of FIG. 2;
FIG. 6 is an explanatory diagram of an enlarged configuration of a main part mainly showing a right pedal and a drive mechanism part.
FIG. 7 is an explanatory diagram of an enlarged configuration of a main part simultaneously showing left and right pedals and a drive mechanism.
FIG. 8 is an enlarged cross-sectional explanatory diagram showing in detail the pivot connection relationship between the pedal support, the rotation drive unit, and the operation arm.
FIG. 9 is an operation explanatory diagram of a pedal and a rotation drive unit.
FIG. 10 is an explanatory view of the operation of the pedal and the rotation driving unit.
FIG. 11 is an explanatory view of the operation of the pedal and the rotation driving unit.
FIG. 12 is an explanatory view of the operation of the pedal and the rotation driving unit.
FIG. 13A is a trajectory explanatory diagram of the pedal support schematically showing a loop-shaped movement trajectory of the pedal support.
(B) It is effect | action explanatory drawing which shows the tear-like locus | trajectory movement state of a pedal.
[Explanation of symbols]
10 Function recovery training device
12 Frame
14 seat
16 pedals
18 Drive mechanism
20 Pedal support
22 Operation arm
23 Sharp edge
24 Mechanism
25 bags
26 Operation drive unit
28 Rotation drive
30 Drive shaft
32 Drive arm
34th 2 Pivotal part
36th 1 Pivotal part
38 Link arm
40 Movement adjustment mechanism
200 Loop-like trajectory

Claims

下肢の運動機能障害を有する人のための機能回復訓練装置であり、
枠体と、
枠体に取り付けられた座席部と、
座席部の下方位置に設けられ患者等が座席部に乗架した状態でその足部を載置させて受けるペダルであって、先鋭部と袋部を有するループ状軌跡を移動するペダルと、
側面視前進方向を先鋭端とし後部側を袋部とするループ状の軌跡を移動するようにペダルを駆動させる駆動機構部であって、
駆動軸と、
駆動軸の両側において同駆動軸の長手離隔位置で駆動軸と直角方向であって互いに左右逆方向となるように軸回り半径方向に延びた駆動アームと、
それぞれの駆動アームの一部に枢支連結され端部を自由端とする２個の操作アームと、を含む駆動機構部と、
操作アームの自由端側と枢支連結された１個のペダル支持体であり、各ペダル支持体と２個の操作アームの自由端側が互いに離隔する位置において枢支されたペダル支持体と、を含み、
さらに駆動機構部は、各操作アームの他端側に連結されてこれらの操作アームの他端側を同時に円運動させる回転駆動部を含み、
回転駆動部は、駆動軸に一端が連結固定され駆動軸から半径方向に伸びた所要のアーム長さの上記駆動アームを含み、
駆動アームには、第１の操作アームの他端部を第１枢着部において枢着させるとともに、
駆動軸と第１枢着部との駆動アーム長さにおける中間位置で、かつ第２の操作アームの中間長さ位置である第２枢着部において、該駆動アームが第２操作アームと交差状で枢着されていることを特徴とする機能回復訓練装置。A functional recovery training device for people with lower limb motor dysfunction,
A frame,
A seat portion attached to the frame,
A pedal provided at a lower position of the seat portion and received by placing a foot portion of the patient or the like on the seat portion, the pedal moving a loop-like locus having a sharp portion and a bag portion;
A drive mechanism for driving the pedal so as to move a loop-shaped locus having a sharp forward end in a side view and a bag on the rear side;
A drive shaft;
A drive arm extending radially around the axis so as to be in a direction perpendicular to the drive shaft at opposite longitudinal positions of the drive shaft on both sides of the drive shaft and opposite to each other in the lateral direction;
Two drive arms pivotally connected to a part of each drive arm and having an end portion as a free end, and a drive mechanism portion including:
One pedal support pivotally connected to the free end side of the operation arm, and each pedal support and a pedal support pivotally supported at a position where the free end sides of the two operation arms are separated from each other. Including
Further, the drive mechanism unit includes a rotation drive unit that is connected to the other end side of each operation arm and simultaneously circularly moves the other end side of these operation arms,
The rotary drive unit includes the drive arm having a required arm length, one end of which is connected and fixed to the drive shaft and extending in the radial direction from the drive shaft.
The drive arm pivotally attaches the other end of the first operating arm at the first pivoting portion,
The drive arm intersects with the second operating arm at the second pivoting portion at an intermediate position in the driving arm length between the driving shaft and the first pivoting portion and at an intermediate length position of the second manipulation arm. Functional recovery training device characterized by being pivotally attached to .