JP4711034B2 - Functional recovery training device - Google Patents
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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
[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
[0008]
The
[0009]
The
[0010]
In FIG. 1 to FIG. 3, two front and
[0011]
A reinforcing
[0012]
The
[0013]
In this embodiment, a
[0014]
With the
[0015]
Further, the
[0016]
In the present invention, one characteristic feature is that, as shown in FIG. 13 (b), the
[0017]
The
[0018]
In this embodiment, the
[0019]
1 and 3, an
[0020]
The mechanism unit 24 (see FIG. 5) for moving the
[0021]
5 and 6, the
[0022]
As a result, when the
[0023]
In the figure, the tip of the
[0024]
In this embodiment, the
[0025]
In the figure, the
[0026]
As described above, the distal end side and the intermediate position of the
[0027]
In this embodiment, the first and
[0028]
The
[0029]
For example, in the present embodiment, as shown in FIG. 9, the distance from the tip of the
[0030]
The
[0031]
At the same time, the length of each of the first and
[0032]
Furthermore, the movement of the pedal support is also achieved by moving the first and
[0033]
As described above, one feature of the present invention is that the
[0034]
In this embodiment, the first and second pivoting portions (3, which are pivotally connected to the lower ends of the first and
[0035]
Each of the first and
[0036]
As described above, two
[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
[0038]
Next, the operation of the present embodiment will be described. In order to facilitate understanding, for example, the
[0039]
For example, as shown in FIGS. 1 and 6, when the
[0040]
Further, when the
[0041]
At this time, as shown in FIG. 13A, for example, when the center of gravity G of the
[0042]
Then, when the
[0043]
In this way, when the
[0044]
In this embodiment, as described above, the left and right drive
[0045]
In the present embodiment, the
[0046]
As described above, according to the function
[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
[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 (1)
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 .
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