WO2004035147A1 - バランス訓練装置 - Google Patents

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WO2004035147A1
WO2004035147A1 PCT/JP2003/010857 JP0310857W WO2004035147A1 WO 2004035147 A1 WO2004035147 A1 WO 2004035147A1 JP 0310857 W JP0310857 W JP 0310857W WO 2004035147 A1 WO2004035147 A1 WO 2004035147A1
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plate
balance
balance training
torque
sensor
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English (en)
French (fr)
Inventor
Yoshihiko Nagata
Osamu Fukuda
Original Assignee
National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology
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Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B26/00—Exercising apparatus not covered by groups A63B1/00 - A63B25/00
    • A63B26/003—Exercising apparatus not covered by groups A63B1/00 - A63B25/00 for improving balance or equilibrium
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B22/00—Exercising apparatus specially adapted for conditioning the cardio-vascular system, for training agility or co-ordination of movements
    • A63B22/16—Platforms for rocking motion about a horizontal axis, e.g. axis through the middle of the platform; Balancing drums; Balancing boards or the like

Definitions

  • the present invention relates to a balance training apparatus for training a sense of balance by moving a board on which a person rides.
  • the conventional active exercise balance training device can only perform training in a sitting position, and has a problem that it is difficult to perform leg training which is indispensable for adjustment of bodily sensation balance.
  • the mechanism for controlling the swing was complicated, such as using multiple links, and there was a problem that the risk of equipment failure was large.
  • Another problem was that the three organs that control the sense of balance, the semicircular canal, the sight, and the deep sense, could not be individually trained.
  • the present invention presumes use in a standing position, realizes the movement of the board by rotating the body side direction with a person on top, and eliminates complicated link mechanisms It aims to make it possible. Furthermore, it aims at realizing the individual training of the three organs, the semicircular canal, the sight, and the deep sensation, which control the sense of equilibrium.
  • the deep sensation is a sensation of knowing the position of one part of the body of the trainee with respect to another part, and belongs to the self-accepting sensation. It is performed by receptors such as tactile receptors in the skin, muscle spindles, Pacini bodies in the subcutaneous tissue, and free terminals of nerves (Source: The latest medical dictionary 2nd edition). Disclosure of the invention
  • the present invention provides a plate 1 on which a person is placed, a motor 2 for driving the plate, a sensor 3 for measuring a rotation angle of the plate, and a torque measuring mechanism applied to the plate.
  • a motion model analysis unit 5 for determining a target rotation angle of the plate from the torque, and a mode control unit 6 for controlling the mode by a predetermined motion model.
  • the plate 1 is characterized in that it rotates around a rotation axis parallel to the plate upper surface.
  • the upper surface of the plate 1 may be configured to coincide with the center of the rotation axis.
  • the upper surface of the plate 1 may be arranged at a fixed distance from the center of the rotation axis.
  • the torque measuring mechanism may have a force plate 41 in which a sensor for measuring the load applied to the plate 1 and a sensor for measuring the center position of the load are integrated.
  • the torque measuring mechanism may be configured such that a sensor 42 for measuring the torque applied to the plate 1 is attached to a shaft of a motor 2 that drives the plate 1.
  • the operation of the plate 1 may be virtually provided with a movement model analysis unit 5 in which a spring constant, a viscous damping coefficient, and a moment of inertia are given.
  • the motor control unit 6 that controls the board 1 with a person placed thereon may be configured in accordance with the equilibrium angle calculated by the motion model analysis unit 5.
  • the equilibrium angle is the angle at which the force applied by a person and the rotational force of the motor balance.
  • the above balance device can individually train three semicircular canals, vision, and deep sensation, which are the three organs responsible for human balance function.
  • FIG. 1 is a view for explaining an embodiment of a balance training apparatus according to the present invention.
  • FIG. 2 is a view for explaining an embodiment of the balance training apparatus according to the present invention, and shows an example in which a rotating torque sensor is arranged.
  • FIG. 3 is a block diagram for measurement and control of a motor in the embodiment of the balance training apparatus according to the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the equations (1) and (2) for calculating the rotational torque and the motion analysis model of the embodiment of the balance training apparatus according to the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram showing a simulation result in which the viscous damping coefficient is changed in the embodiment of the balance training apparatus according to the present invention.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating Embodiment 1 of a balance training apparatus.
  • This balance training device swings a person on a board and actively operates in a standing and sitting position, thereby enabling the three organs, the semicircular canal, the sight, and the deep sensation, which control a person's balance function. It allows for individual training.
  • the balance training device consists of a person 4 placed on top (a board 1, a motor 2 for driving the board 1, a rotation angle sensor 3 for measuring the rotation angle of the board, and a torque for measuring the torque applied to the board. It comprises a measurement mechanism, a motion model analysis unit 5 for determining a target rotation angle of the plate from the torque, and a motor control unit 6 for controlling the motor based on a predetermined motion model.
  • the force plate 41 may be used to calculate the force by measuring the left and right foot forces applied to the plate 1, or a commercially available rotational torque sensor 42 may be attached to the rotating shaft of the motor 2. You may use something.
  • the rotation axis of the motor 2 is fixed to the rear surface of the clamp 7 by an appropriate fixing means so that the center of the rotation axis is at the center in the width direction of the plate 1 and is parallel to the upper surface of the plate 1.
  • the rotating shaft may be fixed to the rear surface of the clamp 7 so that the center of the rotating shaft coincides with the upper surface of the plate 1, or the center of the rotating shaft may be located at a certain distance from the upper surface of the plate 1.
  • it may be configured to be fixed to the rear surface of the clamp 7. With this configuration, the plate 1 can swing around the rotation axis when a person rides on the plate, and the plate can be actively tilted by the motor 2. .
  • Module 2 is configured so that it can be operated and controlled from outside.
  • the torque measuring mechanism has a configuration using a force plate 41 as shown in FIG. 1 and a configuration using a commercially available rotational torque sensor 42 as shown in FIG.
  • a torque measuring mechanism using a force plate 41 includes a force plate 41 and an arithmetic processing unit (not shown). On the upper surface of the plate 1, a force plate 41 is provided at a fixed position symmetrical left and right with respect to the center of the rotation axis.
  • the force plate 41 includes a sensor that measures a load applied to the plate 1 when a person moves on the plate 1 and a sensor that measures a center position of the load.
  • the torque can be calculated by multiplying the measured value of the force plate 41 (the load applied to the center position of the load) by a certain distance from the center of the rotating shaft (force X distance).
  • the configuration using a commercially available rotational torque sensor is based on the rotation force (torque) applied to the plate by human motion by attaching a commercially available rotational torque sensor 3 to the rotating shaft of motor 2.
  • a commercially available rotational torque sensor 3 Is configured to be measurable.
  • the rotation angle sensor 3 is attached to the front edge of the plate 1 by clamping the clamp 7, and is attached to the clamp 7. When the plate 1 is tilted, the rotation angle is measured. It is configured as follows.
  • FIG. 3 shows a block diagram of an overall configuration for controlling the motor by a torque measuring mechanism, a rotation angle sensor, a motion model analysis unit, and a motor control unit.
  • the output of each of the torque measurement mechanism and the rotation angle sensor 3 is input to the motion model analysis unit 5, and the motion model solution
  • the analysis unit 5 is connected to the motor control unit 6 so that its output is input to the motor control unit 6, and the motor control unit 6 is connected to the motor control unit 2 so that its output is input to the motor control unit 2.
  • the motion model analysis unit 5 determines the rotation angle of the plate 1 to be changed by the force applied to the plate 1 by the following calculation formula (1) with reference to FIG. Can be controlled.
  • Disturbance torque N'm
  • board 1 tilts and rotates due to instability of the human balance function.
  • the rotation characteristics of plate 1 are given a virtual spring constant, viscous damping coefficient, and moment of inertia as shown in Fig. 4, so that the force applied by a person and the current rotation angle of plate 1
  • the motor By controlling the motor with the fluctuation parameter as a parameter, training based on the level of ability in the balance function becomes possible.
  • a rotation of a specific magnitude to the plate 1 as a disturbance that is, by giving a disturbance torque, training for responding to an external stimulus becomes possible.
  • the person places both feet on the board 1 and balances so that the body does not lean as much as possible toward the body.
  • the rotation angle of the plate 1 in the body direction is measured by the angle sensor 3, and the rotation torque of the plate 1 is measured by the rotation torque measurement mechanism, and is given to the motion model analysis unit in FIG.
  • the rotation torque is
  • step 42 the forces applied by the left and right feet to the board 1 are measured, and the arithmetic processing unit calculates the rotational torque by the following calculation formula (2) with reference to FIG. 4, and the motion model shown in FIG. Give to the analysis unit.
  • the torque may be measured by the rotational torque sensor 42 and the measured value may be provided to the motion model analysis unit.
  • the rotational torque 0 ⁇ is calculated by the following formula.
  • the viscous damping coefficient and the spring constant are values virtually introduced by a computer (motion model analysis unit) when determining the equilibrium angle, and when controlling, It is a known value. Further, the disturbance torque is an amount given by the control unit when determining the equilibrium angle and has a known value. Therefore, as described above, the equilibrium angle can be calculated by measuring the rotation angle and the rotation torque.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a simulation result of how the rotational torque and the rotational angle change with time due to the change in the viscous damping coefficient depending on the magnitude of the balance ability.
  • D015E80 and D015E95 show the change when the viscous damping coefficient is small, and the change when the balance capacity is small and large.
  • D10.0E80 and D100E95 show the change when the viscous damping coefficient is large. This is the change when the balance ability is small and large. Note that .DO 15 E 80, D 0 15 E 95, D 100 E 80 and D 100 E 95 are simply data drawing numbers.
  • the blocking of visual information can be realized by covering the eye with a blindfold or the like.
  • the head can be restrained by putting its side on a stick like a handrail and leaning on it.
  • Fixing of the leg can be achieved by attaching an auxiliary device to the leg so that the ankle and knee joint cannot be bent, so that it does not move or rotate with respect to the board 1. It can also be achieved by taking a sitting position.
  • the balance training device Since the balance training device according to the present invention has the above configuration, the operation of the board can be performed by placing a person on the top. It is realized by rotation in the body direction, and enables the elimination of complicated link mechanisms. Therefore, it is suitable as a training device that can individually train the three organs that control the sense of equilibrium, the semicircular canal, vision, and deep senses.

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Description

明 細 書 バランス訓練装置 技術分野
この発明は、 人が乗る板を摇動させることによって平衡感覚を訓練するバランス訓練 装置に関するものである。 背景技術
従来、 能動的に動作するバランス訓練装置として、 座位での使用を想定したもの （例 えば、 特公 2 0 0 0 - 1 0 2 5 2 3号公報参照） や、 複雑なリンク機構を有するもの （特 公 2 0 0 1— 2 8 6 5 7 8号公報参照） が知られている。
従来の能動的に動作するバランス訓練装置では座位での訓練しか行えず、 体感バランス の調整に不可欠な脚部の訓練を行うことが困難であるという問題点があった。 また揺動を 制御する機構も複数のリンクを使用するなど複雑で、 装置故障のリスクが大きいという問 題点もあった。 さらに、 人の平衡感覚を司る 3つの器官、 三半規管、 視覚、 深部感覚を個 別に訓練することができないという問題もあった。
本発明は、 脚部の訓練を可能にするため、 立位での使用を前提にして、 人を上に乗せ て板の動作を体側方向の回転で実現し、 かつ複雑なリンク機構を排除することを可能にす ることを目的としている。 さらに人の平衡感覚を司る 3つの器官、 三半規管、 視覚、 深部 感覚を個別に訓練することを実現することを目的としている。
ここで、 深部感覚とは、 訓練をする人の体の一部が、 他の部分に対してとる位置を知 る感覚であり、 自己受容性感覚に属する。 皮膚の触圧受容器、 筋紡錘、 皮下組織のパシニ (Pacini) 小体、 神経の自由終末などの受容器によって行われる （出展：最新医学大辞典 第 2版)。 発明の開示
本発明は上記課題を解決するために、 人を上に乗せる板 1と、 該板を駆動するモ一夕 2と、 上記板の回転角度を測定するセンサ 3と、 上記板に加わるトルク測定機構と、 上記 トルクから板の目標回 ¾角度を決定する運動モデル解析部 5と、 予め決定された運動モデ ルによってモ一夕を制御するモ一夕制御部 6とから成ることを特徴とする立位および座位 状態におけるバランス訓練装置を提供する。
上記板 1が、 該板上面に平行な回転軸を中心にして回転することを特徴とする。 上記板 1の上面が回転軸中心に一致する構成としてもよい。
上記板 1の上面が回転軸中心から一定距離にある構成としてもよい。
上記トルク測定機構は、 上記板 1に加わる荷重を測定するセンサと荷重の中心位置を 測定するセンサが一体となったフォースプレート 4 1を有する構成としてもよい。
上記トルク測定機構は、 上記板 1を駆動するモ一夕 2の軸に、 上記板 1に加わるトル クを測定するセンサ 4 2が取り付けられて成る構成としてもよい。
上記板 1の動作に仮想的な、 ばね定数、 粘性制動係数、 慣性モーメントを持たせた運 動モデル解析部 5を有する構成としてもよい。
上記運動モデル解析部 5によって算出された平衡角度に合わせて、 人を上に乗せて板 1を制御するモータ制御部 6を有する構成としてもよい。 ここで、 平衡角度とは、 人が加 える力とモ一夕の回転力が釣り合う角度である。
この回転力を増減することで釣り合う角度が変わることになる。
上記バランス装置は、 人のバランス機能を司る 3つの器官である三半規管、 視覚、 深 部感覚を個別に訓練可能とできるものである。 図面の簡単な説明
第 1図は、 本発明に係るバランス訓練装置の実施例を説明する図である。 第 2図は、 本発明に係るバランス訓練装置の実施例を説明する図であるが、 回転トル クサンサを配置した例を示す。
第 3図は、 本発明に係るバランス訓練装置の実施例の測定及びモー夕の制御のための ブロック図である。
第 4図は、本発明に係るバランス訓練装置の実施例の回転トルクの算出式（1 )、 ( 2 ) 及ぴ運動解析モデルを説明するための図ある。
第 5図は、 本発明に係るバランス訓練装置の実施例について、 粘性制動係数を変化さ せたシミュレ一ション結果を示した図である。 発明を実施するための最良の形態
本発明に係るバランス訓練装置の実施の形態を実施例に基づいて図面を参照して説明 する。 第 1図は、 バランス訓練装置の実施例 1を説明する図である。 このバランス訓練装 置は、人を板の上に乗せて揺動し、立位および座位状態において能動的に動作することで、 人のバランス機能を司る 3つの器官、 三半規管、 視覚、 深部感覚を個別に訓練することが できるようにするものである。
バランス訓練装置は、 人 4を上 (こ乗せて板 1と、 この板 1を駆動するモ一夕 2と、 板 の回転角度を測定する回転角度センサ 3と、 板に加わるトルクを測定するトルク測定機構 と、 トルクから板の目標回転角度を決定する運動モデル解析部 5と、 予め決定された運動 モデルによってモ一夕を制御するモ一夕制御部 6とから構成されている。 トルク測定機構 は、 後述するが、 フォースプレート 4 1で板 1にかける左右の足の力を測定して算出する ようにしてもよいし、 モー夕 2の回転軸に市販の回転トルクセンサ 4 2を取り付けたもの を利用してもよい。
板 1の後縁部の幅方向中心に、 クランプ 7を挟持して取り付ける。 そして、 モ一夕 2 の回転軸を、 その回転軸の中心が、 板 1の幅方向の中心にあり、 しかも板 1の上面と平行 になるようにクランプ 7の後面に適宜固定手段により固定する。 この場合、 回転軸を、 その回転軸の中心が板 1の上面に一致するようにクランプ 7の 後面に固定する構成としてもよいし、 その回転軸の中心を板 1の上面から一定距離にある ようにクランプ 7の後面に固定する構成としてもよレ、。このような構成とすることにより、 板 1は、 人がその上に乗って動作することにより、 回転軸を中心として揺動可能であり、 しかもモータ 2で板を能動的に傾動させることができる。 モ一夕 2は、 外部から操作及び 制御することができるように構成されている。
トルク測定機構は、 前述のとおり、 第 1図に示すようにフォースプレート 4 1を利用 する構成と、 第 2図に示すように市販の回転トルクセンサ 4 2を利用する構成がある。
第 1図において、 フォースプレート 4 1を利用するトルク測定機構は、 フォースプレ —ト 4 1と演算処理装置 （図示しない。） とから成る。 板 1の上面には回転軸の中心に左 右対称の一定位置にフォースプレート 4 1が設けられている。 このフォースプレート 4 1 は、 人が板 1に乗って動作した際に、 板 1に加えられる荷重を測定するセンサと、 荷重の 中心位置を測定するセンサとがー体となったものである。
演算処理装置において、 このフォースプレート 4 1の測定値 （荷重の中心位置に付与 された荷重） と回転軸の中心から一定の距離を乗じること （力 X距離） によってトルクを 算出することができる。
第 2図において、 市販の回転トルクセンサを利用する構成は、 モー夕 2の回転軸に、 市販の回転トルクセンサ 3を取り付けることにより、 人の動作によつて板に加えられる回 転力 （トルク） を測定可能な構成とする。
回転角度センサ 3は、 第 1図に示すように、 板 1の前縁部に、 クランプ 7を挟持して 取り付け、 このクランプ 7に取り付けられており、 板 1が傾くとその回転角度を測定する ように構成されている。
第 3図は、 トルク測定機構、 回転角度センサ、 運動モデル解析部及びモー夕制御部に より、 モ一夕を制御する全体構成のブロック図を示す。 第 3図において、 トルク測定機構 と回転角度センサ 3は、 それそれの出力が運動モデル解析部 5に入力され、 運動モデル解 析部 5は、 その出力がモータ制御部 6に入力され、 モー夕制御部 6は、 その出力がモー夕 2に入力されるように、 それぞれ接続されている。
第 3図に示す構成により、 運動モデル解析部 5は、 第 4図を参考として次に示す算出 式（1 ) によって板 1に加わった力によって変化させる板 1の回転角度を決定し、 モータ 2を制御することができる。
J0 + T>0 + k0 = 'Tm +^ ( 1 )
Θ 板の回転角度 (rad)
J 慣性モーメント (kg'm
V 粘性制動係数 (N *s/m)
k ばね定数 (N/m)
m 回転トルク (N'm)
外乱トルク (N'm) 以上の構成から成る本発明に係るパランス訓練装置の作用を、 以下に説明する。 バラ ンス訓練装置の板 1に人が乗ると、 人のバランス機能の不安定性から、 板 1が傾いて回転
(揺動） が生じる。 人はその回転による傾きを認知し補償しよ と、 どちらかの脚に力を 加える。それによつて、上記回転と反対方向への力が加わり、板が反対方向に回転を始め、 一連の動 i乍が行われることになる。
この際に、 板 1の回転特性に、 第 4図に示すような仮想的な、 ばね定数、 粘性制動係 数、 慣性モーメントを持たせて、 人の加えた力と現在の板 1の回転角度を変動パラメ一夕 としてモータを制御することで、 バランス機能における能力の大小による訓練が可能とな る。 さらに、 板 1に特定の大きさの回転を外乱として与える,、 要するに外乱トルクを与え ることで、 外部からの刺激に対する応答のための訓練も可能となる。
具体的には、 人は両足を板 1に乗せ、 体が体側方向にできるだけ傾かないようにバラ ンスをとる。 体側方向の板 1の回転角度を角度センサ 3で、 板 1の回転トルクを回転トル ク測定機構で測定し、 第 3図の運動モデル解析部に与える。 回転トルクは、 フォースプレ ート 42で、 左右の足が板 1に加える力を測定し、 演算処理装置で、 第 4図を参考として 次に示す算出式 （2) で回転トルクが算出され、 第 3図の運動モデル解析部に与える。 或 いは、.回転トルクセンサ 42で測定してその測定値を運動モデル解析部に与えるようにし てもよい。 フォースプレートを使用する場合、 回転トルク 0^は以下の式で算出する。
Tm=£(fr- (,)cos9 (2)
：右足が板に加える力 (N)
， i£足が板に加える力 (N)
£ ：回転軸からフォースプレートまでの距離 (m) 運勳モデル解析部は、 算出式 （1)、 (2) によって板 1に加わった力によって変化さ せる板 1の平衡角度 （人が加える力とモータの回転力が釣り合う角度） を算出し、 モ一夕 2を回転させ、 板を揺動させる事で、 パランス訓練を行わせることができる。 即ち、 モー 夕この回転力を増減することで釣り合う角度が変えて、 人は の平衡角度となるようにパ ランスをとることで訓練をすることができる。
なお、 算出式（1)、 （2) 中、粘性制動係数、 ばね定数は、平衡角度を決定する際に、 計算機 （運動モデル解析部） で仮想的に導入した値で、 制御する際には既知の値である。 また、外乱トルクは、平衡角度を決定する際に、制御部が与える量であり既知の値となる。 従って、 上述の通り、 回転角度と回転トルクを測定すれば、 平衡角度が算出 きる。
また、 訓練する際に、 視覚情報を遮断する、 頭部の回転を拘束する、 脚部 （足首、 膝 関節） を固定することで、 人のバランス機能を司る 3つの器官、 三半規管、 視覚、 深部感 覚を個別に訓練することができる。
図 5は、 パランス能力の大小 よって、 粘性制動係数の変化によって、 経時的に回転 トルクと回転角度がどのように変化するかをシミュレーションした結果の図である。 D 0 15E80と D015E 95は粘性制動係数が小さい場合で、 バランス能力が小さい場合 と大きい場合の変化であり、 D10.0E80と D 100E95は粘性制動係数が大きい場 合で、 バランス能力が小さい場合と大きい場合の変化である。 なお、. D O 1 5 E 8 0、 D 0 1 5 E 9 5、 D 1 0 0 E 8 0及び D 1 0 0 E 9 5は、 単なるデ一夕図面番号である。
この図 5から、 粘性制動係数が小さい場合は回転角度の変ィ匕が大きく、 粘性制動係数 が大きい場合は回転角度の変化は小さい。 またバランス能力が大きい方が小さな回転トル クで回転角度を調整できることが分かる。
訓練時に視覚情報を遮断し、 脚部 '體の動きを拘束することで、 三半規管の訓練が 可能となる。
訓練時に頭部 ·ィ ·脚部の動きを拘束し、 板の回転角度に同期した外界の映像を視 覚情報として与えることで、 視覚のバランス訓練が可能となる。
訓練時に視覚情報を遮断し、 頭部を拘束し、 脚部の動きを拘束することで、 体幹の筋 肉による深部感覚のバランス訓練が可能となる。
訓練時に視覚情報を遮断し、 頭部を拘束し、 ィ の動きを拘束することで、 脚部の関 節 ·筋肉による深部感覚のバランス訓練が可能となる。
視覚情報の遮断には眼部を目隠しなどで覆うことで実現することができる。
頭部 · の拘束には脇を手摺りのような棒に乗せ、 もたれかかることで実現するこ とができる。
脚部の固定には、 足首、 膝関節が屈曲できないような補助具を脚に取り付け、 板 1に 対して移動 ·回転しないようにすることで実現することができる。 また座位をとることで 実現することができる。
以上、 実施例により本発明を説明したが、 このような実施例に限定される ことなく、 特許請求の範囲記載の技術事項の範囲内でいろいろ実施例があるこ とは言うまでもない。 産業上の利用可能性
本発明に係るバランス訓練装置は以上の構成であるから、 人を上に乗せて板の動作を 体側方向の回転で実現し、 かつ複雑なリンク機構を排除することを可能にする。 よって、 人の平衡感覚を司る 3つの器官、 三半規管、 視覚、 深部感覚を個別に訓練することができ る訓練装置として適している。

Claims

請 求 の 範 囲
1. 人を上に乗せる板 （1) と、 該板を駆動するモー夕 （2) と、 上記板の回転角度を測 定するセンサ （3) と、 上記板に加わるトルク測定機構と、 上記トルクから板の目標 回転角度を決定する運動モデル解析部 （5) と、 予め設定された運動モデルによって モ一夕を制御するモ一夕制御部 （6) とから成ることを特徴とする立位および座位状 態におけるバランス訓練装置。
2. 上記板 (1) が、 該板上面に平行な回転軸を中心にして回転することを特徴とする請 求項 1記載の立位および座位状態におけるバランス訓練装置。
3. 上記板 (1) の上面が回転軸中心に一致することを特徴とする請求項 2記載の立位お よび座位状態におけるバランス訓練装置。
4. 上記板 (1) の上面が回転軸中心から一定距離にあることを特徴とする請求項 2記載 の立位および座位状態におけるバランス訓練装置。
5. 上記トルク測定機構は、 上記板 (1) に加わる荷重を測定するセンサと荷重の中心位 置を測定するセンサが一体となったフォースプレート （41) を有することを特徴と する請求項 1〜 4のいずれかに記載の立位および座位状態におけるバランス訓練装 置。
6. 上記トルク測定機構は、 上記板 (1) を駆動するモ一夕 （2) の軸に、 上記板 (1) に加わるトルクを測定するセンサ （42) が取り付けられて成ることを特徴とする請 求項 1〜 4のいずれかに記載の立位および座位状態におけるバランス訓練装置。
7. 上記板 (1) の動作に仮想的な、 ばね定数、 粘性制動係数、 慣性モーメントを持たせ た運動モデル解析部 （5) を有することを特徴とする請求項 5又は 6記載の立位およ び座位状態におけるバランス訓練装置。
8. 上記運動モデル解析部 （5) によって算出された、 人が加える力とモー夕の回転力が 釣り合う角度である平衡角度に合わせて、 人を上に乗せて板 （1) を制御するモ一夕 制御部 ( 6 ) を有することを特徴とする請求項 1〜7のいずれかに記載の立位および 座位状態におけるバランス訓練装置。
9 . 上記バランス装置は、 人のバランス機能を司る 3つの器官である三半規管、 視覚及び 深部感覚を個別に訓練可能とするものであることを特徴とする請求項 1〜8のいずれ かに記載のバランス訓練装置。
PCT/JP2003/010857 2002-08-27 2003-08-27 バランス訓練装置 WO2004035147A1 (ja)

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AU2003261762A AU2003261762A1 (en) 2002-08-27 2003-08-27 Balance training device
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