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JP2007082915A - Balance training equipment - Google Patents

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JP2007082915A
JP2007082915A JP2005277958A JP2005277958A JP2007082915A JP 2007082915 A JP2007082915 A JP 2007082915A JP 2005277958 A JP2005277958 A JP 2005277958A JP 2005277958 A JP2005277958 A JP 2005277958A JP 2007082915 A JP2007082915 A JP 2007082915A
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JP
Japan
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balance training
training apparatus
subject
actuator
balance
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JP2005277958A
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Japanese (ja)
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Takehiro Tagawa
武弘 田川
Takeshi Seto
武志 瀬戸
Katsuhiko Nakamura
勝彦 中村
Naoki Kobayashi
小林  直樹
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mikuni Corp
Asics Corp
Original Assignee
Mikuni Corp
Asics Corp
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Publication date
Application filed by Mikuni Corp, Asics Corp filed Critical Mikuni Corp
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Abstract

【課題】バランス訓練装置の小型化、安定化、揺動動作の円滑化等を図る。
【解決手段】被検者が搭乗し得る揺動板40、揺動板40を支持して揺動させる駆動機構、駆動機構を保持するフレーム10,20、制御手段80を備え、駆動機構として、略水平面内の異なる複数の方向に駆動力を発生する駆動源50,60、駆動源に連動して揺動板を異なる複数の方向に揺動させる揺動機構70を採用する。これにより、装置を低重心化でき、転倒を防止でき安定した状態で設置でき、又、被検者の乗降性が向上する。さらに、駆動機構が略水平面内の複数の異なる方向に駆動力を発生し、揺動機構がこれらの異なる方向の駆動力に連動して異なる複数の方向に揺動力を発生させるため、揺動板40を全周方向において円滑にかつ連続的に揺動させることができ、バランスに必要な平衡感覚、筋力等を効率よく訓練(発達、育成、強化、回復)させることができる。
【選択図】図4
[PROBLEMS] To reduce the size and stability of a balance training apparatus and to make a swing motion smooth.
A swing plate 40 on which a subject can board, a drive mechanism that supports and swings the swing plate 40, frames 10 and 20 that hold the drive mechanism, and a control means 80 are provided. A driving source 50, 60 that generates driving force in a plurality of different directions in a substantially horizontal plane, and a swing mechanism 70 that swings the swing plate in a plurality of different directions in conjunction with the drive source are employed. Thereby, the apparatus can be lowered in the center of gravity, can be prevented from falling, and can be installed in a stable state, and the boarding / exiting ability of the subject is improved. Furthermore, since the driving mechanism generates driving force in a plurality of different directions in a substantially horizontal plane, and the swinging mechanism generates swinging force in a plurality of different directions in conjunction with the driving force in these different directions, the swing plate 40 can be swung smoothly and continuously in the entire circumferential direction, and the balance sensation, muscle strength, and the like necessary for balance can be efficiently trained (development, development, strengthening, recovery).
[Selection] Figure 4

Description

本発明は、人が搭乗した揺動板を揺動させて、人の平衡感覚及び揺動に対処し得る筋力等の発達、育成、強化、回復等を行うことができ、あるいは、遊戯機としてバランス感覚を競い合うことのできるバランス訓練装置に関する。   The present invention can perform the development, training, strengthening, recovery, etc. of muscular strength that can cope with a person's sense of equilibrium and rocking by swinging a rocking board on which a person is boarded, or as a game machine The present invention relates to a balance training apparatus that can compete for a sense of balance.

従来のバランス訓練装置としては、円形の基板、基板の中央に直立して設けられた第1エアシリンダー、第1エアシリンダーのロッドの中間に固着された上下可動板、上下可動板に設けられた第2エアシリンダー及び第3エアシリンダー、第1エアシリンダー、第2エアシリンダー及び第3エアシリンダーのそれぞれのロッドの先端に対して自在継手を介して連結された円形の揺動板、それぞれのエアシリンダーを駆動制御する制御手段等を備え、人が揺動板に搭乗した状態で、それぞれのエアシリンダーを上下駆動して揺動板を適宜傾斜さることにより、人の平衡機能の強化、維持、及び体力の鍛錬等を行うものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
この装置においては、鉛直方向に伸縮するエアシリンダーを採用しているため、装置を設置する床面等から揺動板までの高さが高くなり、人の乗り降りに不便であり、特に高齢者の介護訓練装置として適用するには好ましくない。また、上下方向に伸縮する3つのエアシリンダーのみで揺動板を傾斜させるため、揺動板を全周方向において円滑かつ連続的に揺動させるのは機械的にも制御ソフト的にも困難である。さらに、揺動板は中央に配置されたアクチュエータのみで支持されているため、人が揺動板に実際に搭乗した場合に揺動板が転倒する虞があり、機能上の安全性及び信頼性に問題がある。
As a conventional balance training apparatus, a circular substrate, a first air cylinder provided upright in the center of the substrate, a vertically movable plate fixed between the rods of the first air cylinder, and a vertically movable plate are provided. Circular rocking plates connected to the tips of the respective rods of the second and third air cylinders, the first air cylinder, the second air cylinder and the third air cylinder via universal joints, and the respective air With control means to drive and control the cylinder, while the person is on the rocking plate, each air cylinder is driven up and down to tilt the rocking plate as appropriate, thereby strengthening and maintaining the human balance function, Moreover, what performs training of physical strength etc. is known (for example, refer patent document 1).
Since this device uses an air cylinder that expands and contracts in the vertical direction, the height from the floor where the device is installed to the swinging plate is increased, which is inconvenient for people to get on and off, especially for elderly people. It is not preferable for application as a care training device. In addition, since the swing plate is tilted by only three air cylinders extending and contracting in the vertical direction, it is difficult to swing the swing plate smoothly and continuously in the entire circumferential direction both mechanically and in terms of control software. is there. Furthermore, since the rocking plate is supported only by the actuator located at the center, there is a risk that the rocking plate may fall over when a person actually gets on the rocking plate, which is functionally safe and reliable. There is a problem.

また、他のバランス訓練装置としては、人が搭乗する揺動板、揺動板の中央を自在継手を介して支持する支柱、揺動板の中央から離れた二箇所において玉軸受けにより連結された二つの連結棒、それぞれの連結棒の下端に連結された二つのクランクアーム、それぞれのクランクアームを回転させる二つのギヤモータ等を備え、ギヤモータにより二つのクランクアームを適宜回転させ、その回転に連動してそれぞれの連結棒を上下動させて揺動板を揺動させることにより、人の平衡機能の強化、維持、及び体力の鍛錬等を行うものが知られている(例えば、特許文献2参照)。
この装置においては、クランクアーム及び連結棒を採用しているため、前述の装置と同様に、装置を設置する床面等から揺動板までの高さが高くなり、人の乗り降りに不便であり、特に高齢者の介護訓練装置として適用するには好ましくない。また、クランクアームの回転により揺動板を傾斜させるため、その傾斜角度及び傾斜方向にも限界があり、前述の装置同様に、揺動板を全周方向において円滑かつ連続的に揺動させるのが困難である。
As another balance training device, a swing board on which a person rides, a support that supports the center of the swing board via a universal joint, and two ball bearings connected by ball bearings. It has two connecting rods, two crank arms connected to the lower end of each connecting rod, two gear motors that rotate each crank arm, etc., and the two crank arms are rotated appropriately by the gear motor, and interlocked with the rotation In order to strengthen and maintain a person's balance function, train physical strength, and the like by moving each connecting rod up and down to swing the swinging plate (see, for example, Patent Document 2) .
Since this device employs a crank arm and a connecting rod, the height from the floor surface where the device is installed to the swinging plate is increased, which is inconvenient for people to get on and off, as in the previous device. In particular, it is not preferable for application as a care training device for elderly people. In addition, since the swinging plate is tilted by the rotation of the crank arm, there is a limit to the tilt angle and tilting direction, and the swinging plate can be swung smoothly and continuously in the entire circumferential direction as in the above-described device. Is difficult.

特開平6−254178号公報JP-A-6-254178 特開2003−135622号公報JP 2003-135622 A

本発明は、上記従来の装置の事情に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、装置の小型化、装置の低重心化による転倒防止及び安定化、人が乗り降りする際の乗降性の向上等を図りつつ、全周方向において円滑でかつ連続的な揺動動作が可能で、人のバランスに必要な筋力と感覚を効率よく訓練することができ、又、バランス感覚を数値的に評価することができ、さらには人同士のバランス感覚を競い合う遊技機としても用いることのできるバランス訓練装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the circumstances of the above-described conventional device, and its purpose is to reduce the size of the device, to prevent and stabilize the device by lowering the center of gravity of the device, and to get on and off the person. Smooth and continuous rocking motion is possible in all directions while improving ease of getting on and off, etc., and it is possible to efficiently train the muscular strength and senses necessary for human balance. Another object of the present invention is to provide a balance training apparatus that can be evaluated as a game machine and that can also be used as a gaming machine that competes for a sense of balance between people.

本発明のバランス訓練装置は、被検者が搭乗し得る揺動板と、揺動板を支持して揺動させる駆動機構と、駆動機構を保持するフレームと、駆動機構を制御する制御手段と、を備えたバランス訓練装置であって、上記駆動機構は、略水平面内の異なる複数の方向に駆動力を発生する駆動源と、駆動源に連動して揺動板を異なる複数の方向に揺動させる揺動機構と、を含む、構成となっている。
この構成によれば、揺動板を揺動させる駆動機構が、鉛直方向ではなく略水平方向に駆動力を発生する駆動源及びこの駆動力を揺動力に変換する揺動機構により形成されているため、装置の高さを低く設定することができる。したがって、装置を低重心化でき、転倒を防止でき安定した状態で設置することができる。また、被検者が搭乗する揺動板の高さを低く設定できるため、乗降性が向上し、特に高齢者の乗り降りが容易になる。
また、駆動機構は、略水平面内の複数の異なる方向に駆動力を発生し、揺動機構は、これらの異なる方向の駆動力に連動して異なる複数の方向に揺動力を発生させるため、揺動板を全周方向において円滑にかつ連続的に揺動させることができ、バランスに必要な平衡感覚、筋力等を効率よく訓練(発達、育成、強化、回復)させることができる。
The balance training apparatus of the present invention includes a swing plate on which a subject can board, a drive mechanism that supports and swings the swing plate, a frame that holds the drive mechanism, and a control unit that controls the drive mechanism. The driving mechanism includes a driving source that generates a driving force in a plurality of different directions in a substantially horizontal plane, and a rocking plate that is interlocked with the driving source in a plurality of different directions. And a swing mechanism to be moved.
According to this configuration, the drive mechanism that swings the swing plate is formed by the drive source that generates the drive force in the substantially horizontal direction instead of the vertical direction and the swing mechanism that converts the drive force into the swing force. Therefore, the height of the apparatus can be set low. Therefore, the apparatus can be lowered in the center of gravity, can be prevented from falling, and can be installed stably. Moreover, since the height of the rocking plate on which the subject is boarded can be set low, boarding / exiting characteristics are improved, and it is particularly easy for elderly people to get on and off.
The driving mechanism generates driving force in a plurality of different directions in a substantially horizontal plane, and the swinging mechanism generates swinging force in a plurality of different directions in conjunction with the driving force in these different directions. The moving plate can be swung smoothly and continuously in the entire circumferential direction, and the balance sensation, muscle strength, and the like necessary for balance can be efficiently trained (development, development, strengthening, recovery).

上記構成において、駆動源は、略水平面内の一方向に往復動する第1アクチュエータと、第1アクチュエータの往復動方向に対して略直交する略水平面内の他方向に往復動する第2アクチュエータとを含み、揺動機構は、第1アクチュエータ及び第2アクチュエータに連結されると共に揺動板の略中央に垂下して結合された軸部材と、軸部材を第1アクチュエータの往復動方向及び第2アクチュエータの往復動方向にそれぞれ揺動自在に支持する自在継手とを含む、構成を採用することができる。
この構成によれば、駆動源が二つのアクチュエータ、揺動機構が揺動板に設けられた軸部材を揺動自在に支持する自在継手等により形成されるため、構造の簡略化、装置の小型化等を達成しつつ、二つのアクチュエータの駆動を適宜制御することにより、揺動板を全周方向において円滑にかつ連続的に揺動させることができる。
In the above configuration, the drive source includes a first actuator that reciprocates in one direction within a substantially horizontal plane, and a second actuator that reciprocates in another direction within a substantially horizontal plane that is substantially orthogonal to the reciprocation direction of the first actuator. The swing mechanism is connected to the first actuator and the second actuator, and is coupled to the swing plate by hanging down substantially at the center, and the shaft member is connected to the first actuator in the reciprocating direction and the second. A configuration including a universal joint that is swingably supported in the reciprocating direction of the actuator can be employed.
According to this configuration, the drive source is formed by two actuators, and the swing mechanism is formed by a universal joint that swingably supports the shaft member provided on the swing plate. By appropriately controlling the driving of the two actuators while achieving the same, the swing plate can be swung smoothly and continuously in the entire circumferential direction.

上記構成において、軸部材は、その上端部において揺動板を支持し、その下端部において第1アクチュエータ及び第2アクチュエータに連結され、その上端部と下端部との間の領域において自在継手に連結されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、揺動板に結合された軸部材を揺動させる際に、その中間領域に支点(自在継手)、その下端部に力点(二つのアクチュエータの駆動力)、その上端部に作用点(揺動板)が配置される構成となるため、装置の小型化、集約化、低重心化を達成しつつ、揺動板の揺動角度をある程度広く(例えば、−15度〜+15度の範囲に)設定することができる。
In the above configuration, the shaft member supports the swing plate at the upper end portion thereof, is connected to the first actuator and the second actuator at the lower end portion thereof, and is connected to the universal joint in a region between the upper end portion and the lower end portion. It is possible to adopt the configuration.
According to this configuration, when the shaft member coupled to the swing plate is swung, the fulcrum (universal joint) is located in the middle region, the power point (driving force of the two actuators) is located at the lower end, and the upper end is located at the upper end. Since the action point (swing plate) is arranged, the swing angle of the swing plate is widened to some extent (for example, −15 degrees to +15) while achieving downsizing, integration, and low center of gravity of the apparatus. Can be set).

上記構成において、第1アクチュエータは、フレームに固定された第1モータと、第1モータに直結された第1リードスクリューと、軸部材を挟んで第1モータの反対側に配置されると共に第1リードスクリューに螺合する第1可動子と、第1可動子と軸部材とを連結する第1リンクとを含み、第2アクチュエータは、フレームに固定された第2モータと、第2モータに直結された第2リードスクリューと、軸部材を挟んで第2モータの反対側に配置されると共に第2リードスクリューに螺合する第2可動子と、第2可動子と軸部材とを連結する第2リンクとを含む、構成を採用することができる。
この構成によれば、略水平面内において、第1アクチュエータ及び第2アクチュエータが、それぞれ軸部材(揺動板)を中心とする略直径方向に配置されると共にお互いに直交するように配置されるため、軸部材を中心にしてそれぞれの部品を集約させることができ、装置をより一層小型化することができる。
In the above configuration, the first actuator is disposed on the opposite side of the first motor with the shaft member interposed between the first motor fixed to the frame, the first lead screw directly connected to the first motor, and the first actuator. A first mover that is screwed to the lead screw, a first link that connects the first mover and the shaft member, and the second actuator is directly connected to the second motor fixed to the frame and the second motor. The second lead screw, the second mover that is disposed on the opposite side of the second motor across the shaft member and is screwed to the second lead screw, and the second mover that connects the second mover and the shaft member. A configuration including two links can be employed.
According to this configuration, the first actuator and the second actuator are arranged in a substantially diametrical direction centered on the shaft member (swing plate) and are orthogonal to each other in a substantially horizontal plane. The parts can be gathered around the shaft member, and the apparatus can be further miniaturized.

上記構成において、揺動板に搭乗した被検者の重心軌跡を計測する計測手段を有する、構成を採用することができる。
この構成によれば、被検者が揺動板に搭乗してバランスの訓練を行う場合に、計測手段によりその被検者の重心軌跡を計測することで、バランス感覚の発達、強化、回復等のレベルを確認することができ、訓練の効果を評価する一つの指標とすることができる。
In the above configuration, it is possible to employ a configuration having measuring means for measuring the center-of-gravity locus of the subject on the swing plate.
According to this configuration, when the subject rides on the swinging plate and performs balance training, the measurement means measures the center of gravity trajectory of the subject, thereby developing, strengthening, and recovering the sense of balance. Can be used as an index for evaluating the effectiveness of training.

上記構成において、揺動板は円板状に形成され、フレームは、駆動機構を直接保持する保持フレームと、保持フレームから分離して形成され所定位置に固定される固定フレームとを含み、計測手段は、保持フレームと固定フレームとの間に介在すると共に揺動板の全周を略三等分する位置に対応して設けられた三つのロードセルを含む、構成を採用することができる。
この構成によれば、揺動板、駆動機構等が保持フレームに保持され、この保持フレームが三つのロードセルを介して、床面等に設置される固定フレームに保持されている。
したがって、揺動板に搭乗した被検者の重心軌跡は、この三つのロードセルにより検出される荷重を演算処理して求められる。このように、計測手段としてロードセルを採用することにより、構造を簡素化でき、装置を小型化することができる。特に、円板状をなす揺動板の全周を三等分する位置に対応して三つのロードセルが配置されているため、構成部品の個数を抑えつつも高精度に計測することができる。
In the above configuration, the swinging plate is formed in a disc shape, and the frame includes a holding frame that directly holds the drive mechanism, and a fixed frame that is formed separately from the holding frame and is fixed at a predetermined position. Can be configured to include three load cells that are interposed between the holding frame and the fixed frame and are provided corresponding to positions that divide the entire circumference of the swing plate into approximately three equal parts.
According to this configuration, the swing plate, the drive mechanism, and the like are held by the holding frame, and the holding frame is held by the fixed frame installed on the floor surface or the like via the three load cells.
Therefore, the center-of-gravity locus of the subject who is on the rocking plate is obtained by calculating the loads detected by these three load cells. Thus, by adopting the load cell as the measuring means, the structure can be simplified and the apparatus can be miniaturized. In particular, since the three load cells are arranged corresponding to the position where the entire circumference of the disk-shaped swing plate is divided into three equal parts, it is possible to measure with high accuracy while suppressing the number of components.

上記構成において、固定フレームは、揺動板に搭乗した被検者を所定の緩みをもって吊り下げる吊り紐を掛止し得るべく、揺動板の上方まで伸長して形成された鉛直フレームを含む、構成を採用することができる。
この構成によれば、特に、被検者として高齢者等の訓練のために適用する場合に、鉛直フレームに吊るした吊り紐で被検者を緩く吊るすことにより、揺動に追従した運動を許容しつつも被検者の転倒等を防止することができる。
In the above configuration, the fixed frame includes a vertical frame formed to extend above the swinging plate so as to be able to hang a hanging strap that suspends the subject who is mounted on the swinging plate with a predetermined slack. A configuration can be employed.
According to this configuration, in particular, when applied to the training of elderly people or the like as the subject, the subject following the swinging is allowed by loosely suspending the subject with the hanging strap suspended on the vertical frame. However, it is possible to prevent the subject from falling or the like.

上記構成において、制御手段は、駆動機構を自動的に駆動制御するためのプログラムを任意に設定可能である、構成を採用することができる。
この構成によれば、被検者の身体能力の状態(例えば、バランス感覚の発達レベルあるいは回復レベル等)に応じて、揺動板を駆動制御するプログラムを設定することにより、その被検者に適した受動運動を行わせることができる。
In the above configuration, the control unit can adopt a configuration in which a program for automatically driving and controlling the drive mechanism can be arbitrarily set.
According to this configuration, by setting a program for driving and controlling the rocking plate in accordance with the state of the physical ability of the subject (for example, the level of development or recovery level of balance sensation), Appropriate passive movement can be performed.

上記構成において、制御手段には、駆動機構を指令に応じて直接駆動制御するための操作ユニットが接続されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、操作ユニット(例えば、ジョイスティック等)を操縦することにより、揺動板の揺動動作を直接コントロールすることができる。したがって、被検者以外の者(例えば、訓練監視者等)が、揺動板に搭乗した被検者の状態を確認しながら、操作ユニットを操縦することで、その被検者に適した訓練を行わせることができる。
In the above configuration, a configuration in which an operation unit for directly controlling the drive of the drive mechanism in response to a command is connected to the control means can be adopted.
According to this configuration, the swing operation of the swing plate can be directly controlled by manipulating the operation unit (for example, a joystick). Therefore, a person other than the subject (for example, a training supervisor) can operate the operation unit while confirming the state of the subject on the rocking plate, so that training suitable for the subject can be performed. Can be performed.

上記構成において、計測手段により計測された被検者の重心軌跡に関する情報を表示する表示手段を有する、構成を採用することができる。
この構成によれば、表示手段に表示された重心軌跡に関する情報を確認することにより、その被検者のバランス感覚のレベルを目視にて認識あるいは判断することができる。
The said structure WHEREIN: The structure which has a display means to display the information regarding the gravity center locus | trajectory of the subject measured by the measurement means is employable.
According to this configuration, it is possible to visually recognize or determine the level of balance feeling of the subject by confirming the information regarding the barycentric locus displayed on the display means.

上記構成において、表示手段は、計測手段により計測された被検者の重心軌跡の揺動中心からの偏差に関する情報を表示する、構成を採用することができる。
この構成によれば、被検者の重心軌跡が揺動板の中心位置からの偏差として表示されるため、中心に近づくほどバランス感覚に優れ、中心から離れるほどバランス感覚が劣るというように、被検者のレベルを容易に判断することができる。
In the above-described configuration, the display unit may employ a configuration that displays information related to deviation from the center of swing of the subject's center of gravity locus measured by the measuring unit.
According to this configuration, since the center of gravity locus of the subject is displayed as a deviation from the center position of the swing plate, the sense of balance is excellent as the distance from the center is closer, and the sense of balance is inferior as the distance from the center is reduced. The level of the examiner can be easily determined.

上記構成において、計測手段により計測された被検者の重心軌跡に関する情報を記憶する記憶手段と、計測手段により計測された被検者の重心軌跡に関する情報と記憶手段に記憶された同一の被検者の重心軌跡に関する情報を比較する比較手段と有し、表示手段は、比較手段により得られた比較情報を表示する、構成を採用することができる。
この構成によれば、同一の被検者が、この装置を用いてバランスの訓練を繰り返し行う場合に、記憶手段に記憶された以前の重心軌跡に関する情報と計測手段により計測された新たな重心軌跡に関する情報とが比較手段により比較され、その比較情報が表示手段により表示される。したがって、被検者のバランス感覚の発達、育成、回復の度合いを容易に確認あるいは判断することができる。
In the above configuration, storage means for storing information on the center of gravity locus of the subject measured by the measuring means, information on the center of gravity locus of the subject measured by the measurement means, and the same subject stored in the storage means It is possible to adopt a configuration that includes comparison means for comparing information related to a person's center of gravity locus, and the display means displays comparison information obtained by the comparison means.
According to this configuration, when the same subject repeatedly performs balance training using this apparatus, information on the previous center of gravity locus stored in the storage unit and a new center of gravity locus measured by the measuring unit Is compared by the comparison means, and the comparison information is displayed by the display means. Accordingly, it is possible to easily confirm or judge the degree of development, development, and recovery of the sense of balance of the subject.

上記構成において、計測手段により計測された複数の被検者の重心軌跡に関する情報を記憶する記憶手段と、記憶手段に記憶された複数の被検者の重心軌跡に関する情報を比較する比較手段と有し、表示手段は、比較手段により得られた比較情報に基づいて複数の被検者の順位を表示する、構成を採用することができる。
この構成によれば、複数の被検者が、この装置を用いてバランスの訓練を行う場合に、記憶手段に記憶された複数の被検者の重心軌跡に関する情報が比較手段により比較され、その比較情報に基づいた複数の被検者の順位が表示手段により表示される。したがって、複数の被検者のバランス感覚のレベルを容易に確認しあるいは競い合うことができ、アミューズメント施設等の遊戯機としても有用である。
In the above configuration, there is a storage unit that stores information on the center of gravity trajectories of a plurality of subjects measured by the measuring unit, and a comparison unit that compares information on the center of gravity trajectories of the plurality of subjects stored in the storage unit. In addition, the display means can employ a configuration in which the ranks of a plurality of subjects are displayed based on the comparison information obtained by the comparison means.
According to this configuration, when a plurality of subjects perform balance training using this apparatus, information on the centroid trajectories of the plurality of subjects stored in the storage unit is compared by the comparison unit, The order of a plurality of subjects based on the comparison information is displayed by the display means. Therefore, it is possible to easily confirm or compete with the level of balance feeling of a plurality of subjects, and it is useful as a game machine such as an amusement facility.

上記構成において、制御手段には、外部との情報の送受信を行うための接続部が設けられている、構成を採用することができる。
この構成によれば、接続部を介して外部の端末機(例えば、介護施設等の中央コンピュータ等)と接続することにより、例えば、この装置を複数設置した場合、被検者のバランス感覚に関する情報等を一箇所に集約して比較あるいは判断することができる。
In the above configuration, a configuration in which a connection unit for transmitting / receiving information to / from the outside is provided in the control unit.
According to this configuration, by connecting to an external terminal (for example, a central computer such as a care facility) via a connection unit, for example, when a plurality of such devices are installed, information on the sense of balance of the subject Etc. can be compared or judged in one place.

上記構成をなすバランス訓練装置によれば、装置の小型化、装置の低重心化による転倒防止及び安定化、人が乗り降りする際の乗降性の向上等を達成しつつ、全周方向において円滑でかつ連続的な揺動動作が可能で、人のバランスに必要な筋力と感覚を効率よく訓練することができ、又、バランス感覚を数値的に評価することができ、さらには人同士のバランス感覚を競い合う遊技機としても用いることのできるバランス訓練装置が得られる。   According to the balance training apparatus having the above configuration, the apparatus can be smoothly down in all directions while achieving downsizing of the apparatus, prevention and stabilization of falling by lowering the center of gravity of the apparatus, and improvement of boarding / exiting ability when people get on and off. In addition, continuous swinging motion is possible, the muscular strength and senses necessary for human balance can be efficiently trained, the sense of balance can be evaluated numerically, and the sense of balance between people A balance training device that can be used as a gaming machine for competing with each other is obtained.

以下、本発明を実施するための最良の実施形態を、添付図面を参照しつつ説明する。
図1ないし図9は、本発明に係るバランス訓練装置の一実施形態を示すものであり、図1は装置の側面図、図2は装置の正面図、図3は装置の部分断面図、図4は装置の部分平面図、図5及び図6は装置の部分側面図、図7及び図8は装置の動作を説明する動作図、図9は装置の制御システムを示すブロック図である。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, the best mode for carrying out the invention will be described with reference to the accompanying drawings.
1 to 9 show an embodiment of a balance training apparatus according to the present invention. FIG. 1 is a side view of the apparatus, FIG. 2 is a front view of the apparatus, and FIG. 3 is a partial sectional view of the apparatus. 4 is a partial plan view of the apparatus, FIGS. 5 and 6 are partial side views of the apparatus, FIGS. 7 and 8 are operation diagrams for explaining the operation of the apparatus, and FIG. 9 is a block diagram showing a control system of the apparatus.

この装置は、図1ないし4に示すように、床面等に設置される固定フレーム10、固定フレーム10と分離して形成された保持フレーム20、保持フレーム20と固定フレーム10との間に介在する計測手段としての三つのロードセル30、被検者が搭乗し得る揺動板40、揺動板40を支持して揺動させる駆動機構としての略水平面内の異なる複数の方向に駆動力を発生する駆動源(第1アクチュエータ50及び第2アクチュエータ60)及び駆動源に連動して揺動板40を異なる複数の方向に揺動させる揺動機構70、駆動機構を制御する制御手段としての制御ユニット80等を備えている。   As shown in FIGS. 1 to 4, this apparatus includes a fixed frame 10 installed on a floor surface, a holding frame 20 formed separately from the fixed frame 10, and an intermediate between the holding frame 20 and the fixed frame 10. Three load cells 30 as measuring means, a swinging plate 40 on which a subject can board, and a driving mechanism that supports and swings the swinging plate 40 to generate driving force in a plurality of different directions in a substantially horizontal plane. A drive source (first actuator 50 and second actuator 60) to be operated, a swing mechanism 70 for swinging the swing plate 40 in a plurality of different directions in conjunction with the drive source, and a control unit as a control means for controlling the drive mechanism 80 etc.

固定フレーム10は、図1ないし図3に示すように、被検者が踏み台にすると共に揺動板40を揺動可能に突出させる上板11、周りを覆う外壁12、揺動板40の上方まで伸長すると共に上方において屈曲して一体的に形成されたパイプ状の左右一対の鉛直フレーム13、一対の鉛直フレーム13を横方向において連結するパイプ状の連結フレーム14、昇降方向の左右に設けられたパイプ状の手摺用フレーム15等を備えている。
鉛直フレーム13は、図1に示すように、必要に応じて、揺動板40に搭乗した被検者を所定の緩みをもって吊り下げるスリング用の吊り紐Sを掛止できるように形成されている。したがって、被検者が高齢者等の場合には、鉛直フレーム13に吊るした吊り紐Sで被検者を緩く吊るすことにより、揺動に追従した運動を許容しつつも被検者の転倒等を防止することができる。
As shown in FIGS. 1 to 3, the fixed frame 10 includes an upper plate 11 on which a subject makes a stepping platform and a swing plate 40 projecting so as to swing, an outer wall 12 covering the periphery, and an upper portion of the swing plate 40. A pair of pipe-shaped left and right vertical frames 13 that are integrally formed by extending upward and bending upward, a pipe-shaped connection frame 14 that connects the pair of vertical frames 13 in the lateral direction, and provided on the left and right in the up-and-down direction. A pipe-shaped handrail frame 15 and the like are provided.
As shown in FIG. 1, the vertical frame 13 is formed so as to be able to hang a sling hanging strap S that suspends a subject who has boarded the swinging plate 40 with a predetermined slack, if necessary. . Therefore, when the subject is an elderly person, the subject is loosely suspended by the hanging strap S suspended from the vertical frame 13 to allow the subject to follow the swinging while allowing the subject to fall. Can be prevented.

保持フレーム20は、図3及び図4に示すように、下側保持フレーム21及び上側保持フレーム22により形成されており、上側保持フレーム22は、4本の支柱23を介して下側保持フレーム21に結合されている。そして、保持フレーム20(下側フレーム21)は、3つのロードセル30を介して固定フレーム10に連結されている。
下側フレーム21は、図3及び図4に示すように、駆動源50,60を保持し、上側フレーム22は、揺動機構70を保持している。
As shown in FIGS. 3 and 4, the holding frame 20 is formed by a lower holding frame 21 and an upper holding frame 22, and the upper holding frame 22 is connected to the lower holding frame 21 via four columns 23. Is bound to. The holding frame 20 (lower frame 21) is connected to the fixed frame 10 via three load cells 30.
As shown in FIGS. 3 and 4, the lower frame 21 holds the drive sources 50 and 60, and the upper frame 22 holds the swing mechanism 70.

三つのロードセル30は、図3及び図4に示すように、保持フレーム20(下側保持フレーム21)と固定フレーム20(上板21)との間に介在して、それぞれの位置における保持フレーム20全体から受ける荷重の変動を計測するものであり、揺動板40の全周を略三等分する位置に対応して設けられている。
すなわち、三つのロードセル30の計測値に基づいて所定の演算処理を施すことにより、揺動板40に搭乗した被検者の重心軌跡を計測することができるようになっている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the three load cells 30 are interposed between the holding frame 20 (lower holding frame 21) and the fixed frame 20 (upper plate 21), and the holding frames 20 at the respective positions. The variation of the load received from the whole is measured, and it is provided corresponding to the position where the entire circumference of the swing plate 40 is divided into approximately three equal parts.
That is, by performing a predetermined calculation process based on the measurement values of the three load cells 30, it is possible to measure the center-of-gravity locus of the subject who has boarded the swing plate 40.

このように、揺動板40に搭乗した被検者の重心軌跡を計測する計測手段を採用することにより、被検者が揺動板40に搭乗してバランスの訓練を行う場合に、その被検者の重心軌跡を計測することで、バランス感覚の発達、強化、回復等のレベルを確認することができ、訓練の効果を評価する一つの指標とすることができる。
また、計測手段としてロードセル30を採用することにより、構造を簡素化でき、装置を小型化することができる。特に、三つのロードセル30が円板状をなす揺動板40の全周を三等分する位置に対応して配置されているため、構成部品の個数を抑えつつも高精度に計測することができる。
In this way, by adopting a measuring means for measuring the locus of the center of gravity of the subject who has boarded the swing plate 40, when the subject gets on the swing plate 40 and performs balance training, the subject By measuring the trajectory of the examiner's center of gravity, the level of balance sense development, strengthening, recovery, etc. can be confirmed, which can be used as an index for evaluating the effect of training.
Further, by adopting the load cell 30 as a measuring means, the structure can be simplified and the apparatus can be miniaturized. In particular, since the three load cells 30 are arranged corresponding to positions where the entire circumference of the oscillating plate 40 having a disc shape is divided into three equal parts, it is possible to measure with high accuracy while suppressing the number of components. it can.

揺動板40は、図1ないし図4に示すように、円板状に形成されて、固定フレーム10の上板11から所定高さだけ突出した位置に配置され、その外周領域と上板11との間が蛇腹状の伸縮ブーツ41により覆われると共に、後述する揺動機構70により揺動自在に支持されている。   As shown in FIGS. 1 to 4, the rocking plate 40 is formed in a disk shape and is disposed at a position protruding by a predetermined height from the upper plate 11 of the fixed frame 10. Is covered with a bellows-like elastic boot 41 and is supported by a swing mechanism 70 described later so as to be swingable.

揺動機構70は、図3ないし図6に示すように、揺動板40の中央において垂下するように結合された軸部材71、軸部材71をX軸回りに揺動自在に支持するリンク部材72、リンク部材72(及び軸部材71)をY軸回りに揺動自在に支持する支持部材73等を備えている。すなわち、リンク部材72及び支持部材73により、軸部材71(及び揺動板40)を、X軸回り及びY軸回りに揺動自在に支持する自在継手が構成されている。   As shown in FIGS. 3 to 6, the swing mechanism 70 includes a shaft member 71 coupled so as to hang down in the center of the swing plate 40, and a link member that supports the shaft member 71 so as to swing around the X axis. 72, and a support member 73 that supports the link member 72 (and the shaft member 71) so as to be swingable about the Y axis. That is, the link member 72 and the support member 73 constitute a universal joint that supports the shaft member 71 (and the swing plate 40) so as to be swingable about the X axis and the Y axis.

軸部材71は、図3、図5及び図6に示すように、その上端部において揺動板40を支持(固定)し、その下端部において後述する第1アクチュエータ50及び第2アクチュエータ60に連結され、その上端部と下端部との間の領域において自在継手(リンク部材72、支持部材73)に連結されている。
すなわち、軸部材71を揺動させる際に、その中間領域に支点(自在継手)、その下端部に力点(二つのアクチュエータ50,60の駆動力)、その上端部に作用点(揺動板40)が配置される構成となるため、装置の小型化、集約化、低重心化を達成しつつ、揺動板の揺動角度をある程度広く、例えば、−15度〜+15度の範囲に設定することができる。
As shown in FIGS. 3, 5, and 6, the shaft member 71 supports (fixes) the swing plate 40 at the upper end portion thereof, and is connected to a first actuator 50 and a second actuator 60 described later at the lower end portion thereof. And connected to a universal joint (link member 72, support member 73) in a region between the upper end portion and the lower end portion.
That is, when the shaft member 71 is swung, a fulcrum (universal joint) is provided in the intermediate region, a force point (driving force of the two actuators 50 and 60) is provided at the lower end portion, and an action point (the swing plate 40 is provided) at the upper end portion. ) Is arranged, the rocking angle of the rocking plate is set to be somewhat wide, for example, in the range of −15 degrees to +15 degrees, while achieving downsizing, integration, and low center of gravity of the apparatus. be able to.

第1アクチュエータ50は、略水平面内の一方向(X軸方向)に往復動する駆動力を発生するものであり、第2アクチュエータ60は、第1アクチュエータ50の往復動方向(X軸方向)に対して略直交する略水平面内の他方向(Y方向)に往復動する駆動力を発生するものである。   The first actuator 50 generates a driving force that reciprocates in one direction (X-axis direction) in a substantially horizontal plane, and the second actuator 60 moves in the reciprocating direction (X-axis direction) of the first actuator 50. On the other hand, a driving force that reciprocates in the other direction (Y direction) in a substantially horizontal plane that is substantially orthogonal to the surface is generated.

第1アクチュエータ50は、図3、図4、図5に示すように、下側保持フレーム21に固定された第1モータ51、第1モータ51に直結された第1リードスクリュー52、軸部材71を挟んで第1モータ51の反対側に配置されると共に第1リードスクリュー52に螺合する第1可動子53、第1可動子53と軸部材71とを連結する第1リンク54等を備えている。   As shown in FIGS. 3, 4, and 5, the first actuator 50 includes a first motor 51 fixed to the lower holding frame 21, a first lead screw 52 directly connected to the first motor 51, and a shaft member 71. The first mover 53 is disposed on the opposite side of the first motor 51 with the first lead screw 52 screwed in between, the first link 54 for connecting the first mover 53 and the shaft member 71, and the like. ing.

すなわち、図7(a)に示すように、揺動板40が水平にある状態から、第1モータ51が一方向に回転して第1リードスクリュー52が回転すると、図7(b)に示すように、第1可動子53がX軸方向の外側に移動し、この第1可動子53の移動に追従して第1リンク54が外側に移動し、支持部材73に対して(Y軸を中心として)、リンク部材72及び軸部材71が反時計回りに所定角度回転し、揺動板40が左下がりに傾斜する。
一方、第1モータ51が他方向に回転して第1リードスクリュー52が回転すると、図7(c)に示すように、第1可動子53がX軸方向の内側に移動し、この第1可動子53の移動に追従して第1リンク54が内側に移動し、支持部材73に対して(Y軸を中心として)、リンク部材72及び軸部材71が時計回りに所定角度回転し、揺動板40が右下がりに傾斜する。すなわち、第1モータ51の回転方向を適宜制御することにより、揺動板40をY軸回りに揺動させることができる。
That is, as shown in FIG. 7A, when the first motor 51 rotates in one direction and the first lead screw 52 rotates from the state where the swing plate 40 is horizontal, the state shown in FIG. Thus, the first mover 53 moves outward in the X-axis direction, the first link 54 moves outward following the movement of the first mover 53, and the (Y-axis is As the center), the link member 72 and the shaft member 71 are rotated counterclockwise by a predetermined angle, and the swing plate 40 is inclined downwardly to the left.
On the other hand, when the first motor 51 rotates in the other direction and the first lead screw 52 rotates, the first movable element 53 moves inward in the X-axis direction as shown in FIG. Following the movement of the mover 53, the first link 54 moves inward, and the link member 72 and the shaft member 71 are rotated clockwise by a predetermined angle with respect to the support member 73 (centering on the Y axis). The moving plate 40 is inclined downward to the right. That is, by appropriately controlling the rotation direction of the first motor 51, the swing plate 40 can be swung around the Y axis.

第2アクチュエータ60は、図4及び図6に示すように、下側フレーム21に固定された第2モータ61、第2モータ61に直結された第2リードスクリュー62、軸部材71を挟んで第2モータ61の反対側に配置されると共に第2リードスクリュー62に螺合する第2可動子63、第2可動子63と軸部材71とを連結する第2リンク64等を備えている。   As shown in FIGS. 4 and 6, the second actuator 60 includes a second motor 61 fixed to the lower frame 21, a second lead screw 62 directly connected to the second motor 61, and a shaft member 71. The second mover 63 is disposed on the opposite side of the two motors 61 and screwed into the second lead screw 62, and the second link 64 for connecting the second mover 63 and the shaft member 71 is provided.

すなわち、図8(a)に示すように、揺動板40が水平にある状態から、第2モータ61が一方向に回転して第2リードスクリュー62が回転すると、図8(b)に示すように、第2可動子63がY軸方向の外側に移動し、この第2可動子63の移動に追従して第2リンク64が外側に移動し、リンク部材72に対して(X軸を中心として)、軸部材71が反時計回りに所定角度回転し、揺動板40が左下がりに傾斜する。
一方、第2モータ61が他方向に回転して第2リードスクリュー62が回転すると、図8(c)に示すように、第2可動子63がY軸方向の内側に移動し、この第2可動子63の移動に追従して第2リンク64が内側に移動し、リンク部材72に対して(X軸を中心として)、軸部材71が時計回りに所定角度回転し、揺動板40が右下がりに傾斜する。すなわち、第2モータ61の回転方向を適宜制御することにより、揺動板40をX軸回りに揺動させることができる。
That is, as shown in FIG. 8A, when the second motor 61 rotates in one direction and the second lead screw 62 rotates from the state where the swing plate 40 is horizontal, the state shown in FIG. As described above, the second mover 63 moves outward in the Y-axis direction, and the second link 64 moves outward following the movement of the second mover 63 to move the X-axis relative to the link member 72. As a center), the shaft member 71 rotates counterclockwise by a predetermined angle, and the swinging plate 40 tilts downward to the left.
On the other hand, when the second motor 61 rotates in the other direction and the second lead screw 62 rotates, the second mover 63 moves inward in the Y-axis direction as shown in FIG. Following the movement of the mover 63, the second link 64 moves inward, the shaft member 71 rotates clockwise by a predetermined angle with respect to the link member 72 (about the X axis), and the swing plate 40 Inclined to the right. That is, by appropriately controlling the rotation direction of the second motor 61, the swing plate 40 can be swung around the X axis.

上記構成によれば、駆動機構として、二つのアクチュエータ50,60、揺動板40に結合された軸部材71及び自在継手72,73等からなる揺動機構70を採用したことにより、構造の簡略化、装置の小型化等を達成しつつ、二つのアクチュエータ50,60の駆動を適宜制御することにより、揺動板40を全周方向において円滑にかつ連続的に揺動させることができる。
また、略水平面内において、第1アクチュエータ50及び第2アクチュエータ60がそれぞれ軸部材71(揺動板40)を中心とする略直径方向に配置されると共にお互いに直交するように配置されるため、軸部材71を中心にしてそれぞれの部品を集約させることができ、装置をより一層小型化することができる。
According to the above configuration, the structure is simplified by adopting the swing mechanism 70 including the two actuators 50 and 60, the shaft member 71 coupled to the swing plate 40, the universal joints 72 and 73, and the like as the drive mechanism. The swing plate 40 can be swung smoothly and continuously in the entire circumferential direction by appropriately controlling the driving of the two actuators 50 and 60 while achieving reduction in size and size of the apparatus.
Further, in the substantially horizontal plane, the first actuator 50 and the second actuator 60 are arranged in a substantially diametric direction centered on the shaft member 71 (the swing plate 40) and are arranged so as to be orthogonal to each other. Each part can be gathered centering on the shaft member 71, and the apparatus can be further miniaturized.

制御ユニット80は、図1及び図2に示すように、連結フレーム14に固定されており、揺動板40に搭乗した被検者が容易に操作及び視認できるように配置されている。
制御ユニット80は、図1、図2、図9に示すように、その外部において、種々の情報を表示する表示手段としての表示パネル81、各種の操作及びプログラム等の入力を行う操作パネル82、外部への接続部83等を備えている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the control unit 80 is fixed to the connection frame 14 and is arranged so that a subject who has boarded the swinging plate 40 can easily operate and visually check the control unit 80.
As shown in FIGS. 1, 2, and 9, the control unit 80 includes a display panel 81 as a display unit that displays various information, an operation panel 82 that inputs various operations and programs, and the like. An external connection portion 83 and the like are provided.

また、制御手段としての制御ユニット80は、図9に示すように、その内部において、種々の制御を司る制御回路84、ロードセル30の荷重信号を入力する荷重入力回路85、荷重入力回路85の出力信号に基づいて種々の演算及び比較等の処理を行う演算/比較手段としてのデータ処理回路86、被検者の重心軌跡に関する情報等種々のデータを記憶する記憶手段としての記憶回路87、第1モータ51及び第2モータ61を駆動するための信号を発する駆動回路88、接続部83を介して外部の端末機100等と接続した場合に送受信を行う送受信回路89、外部の操作ユニットとしてのジョイスティック200を接続した場合にその指令信号を処理する指令信号処理回路90等を備えている。   Further, as shown in FIG. 9, the control unit 80 as the control means includes a control circuit 84 that performs various controls, a load input circuit 85 that inputs a load signal of the load cell 30, and an output of the load input circuit 85. A data processing circuit 86 as arithmetic / comparison means for performing various calculations and comparisons based on the signal, a storage circuit 87 as storage means for storing various data such as information on the locus of gravity of the subject, A drive circuit 88 that emits a signal for driving the motor 51 and the second motor 61, a transmission / reception circuit 89 that performs transmission / reception when connected to an external terminal 100 or the like via a connection unit 83, and a joystick as an external operation unit A command signal processing circuit 90 for processing the command signal when 200 is connected is provided.

ここで、表示パネル81は、種々の情報を表示するものであり、例えば、ロードセル30、荷重入力回路85、及びデータ処理回路86を介して得られた被検者の重心軌跡に関する情報、例えば、揺動板40の揺動中心からの重心軌跡の偏差等に関する情報等を表示するようになっている。
したがって、表示パネル81に表示された重心軌跡に関する情報を確認することにより、その被検者のバランス感覚のレベルを目視にて認識あるいは判断することができる。
Here, the display panel 81 displays various kinds of information, for example, information on the gravity center locus of the subject obtained through the load cell 30, the load input circuit 85, and the data processing circuit 86, for example, Information on the deviation of the center of gravity locus from the swing center of the swing plate 40 is displayed.
Therefore, by confirming the information on the center of gravity locus displayed on the display panel 81, the level of the sense of balance of the subject can be visually recognized or determined.

操作パネル82は、被検者等が種々の情報を表示させるために、あるいは、指令信号を入力、例えば、駆動機構(第1アクチュエータ50及び第2アクチュエータ60)を自動的に駆動制御するためのプログラムを任意に設定(入力)することができるようになっている。したがって、被検者の身体能力の状態(例えば、バランス感覚の発達レベルあるいは回復レベル等)に応じて、揺動板40を駆動制御するプログラムを適宜設定することにより、その被検者に適した受動運動を行わせることができる。
さらに、操作パネル82上のボタンの大きさ、形状、色等を異なるものにすれば、プログラムを設定(入力)する際に、誤操作、誤入力等を防止でき、例えば高齢者等も簡単に操作(設定、入力)することが可能になる。
The operation panel 82 is used for causing the subject to display various information or inputting a command signal, for example, for automatically driving and controlling the drive mechanism (the first actuator 50 and the second actuator 60). The program can be set (input) arbitrarily. Therefore, it is suitable for the subject by appropriately setting a program for driving and controlling the rocking plate 40 according to the state of the physical ability of the subject (for example, the development level or recovery level of balance sensation). Passive exercise can be performed.
Furthermore, if the buttons on the operation panel 82 are different in size, shape, color, etc., it is possible to prevent erroneous operations, input errors, etc. when setting (inputting) a program. (Setting, input) becomes possible.

指令信号処理回路90は、操作ユニットとしてのジョイスティック200を介して、揺動板40の揺動動作を直接コントロールするためのものである。したがって、被検者以外の者(例えば、訓練監視者等)が、揺動板40に搭乗した被検者の状態を確認しながら、ジョイスティック200を操縦することで、その被検者に適した訓練を行わせることができる。   The command signal processing circuit 90 is for directly controlling the swing operation of the swing plate 40 via a joystick 200 as an operation unit. Therefore, a person other than the subject (for example, a training monitor or the like) is suitable for the subject by manipulating the joystick 200 while confirming the state of the subject who has boarded the rocking plate 40. Training can be performed.

データ処理回路86は、計測手段としてのロードセル30及び荷重入力回路85を介して計測された被検者の重心軌跡に関する情報を処理(演算/比較)するものであり、例えば、揺動板40の揺動中心からの重心軌跡の偏差を演算し、又、この偏差を記憶回路87に記憶された他のデータ情報(同一の被検者の以前のデータ情報、あるいは、複数の異なる被検者のデータ情報)と比較しその比較情報を出力するようになっている。   The data processing circuit 86 processes (calculates / compares) information on the subject's center of gravity locus measured through the load cell 30 and the load input circuit 85 as measuring means. The deviation of the center-of-gravity locus from the center of swing is calculated, and this deviation is stored in the other data information stored in the storage circuit 87 (the previous data information of the same subject or a plurality of different subjects). Data information) and the comparison information is output.

記憶回路87は、計測手段30により計測された被検者の重心軌跡に関する情報、あるいは、計測手段30により計測された複数の被検者の重心軌跡に関する情報、その他の被検者に関する情報(年齢、性別等)、さらには駆動制御を行うプログラム情報等を記憶し得るようになっている。
駆動回路88は、入力されたプログラム、あるいは、ジョイスティック200及び指令信号処理回路90を介して発せられた指令信号に基づき、制御回路84からの出力信号により、第1モータ51及び第2モータ61を適宜回転制御するようになっている。
The storage circuit 87 is information on the subject's center of gravity locus measured by the measuring means 30, or information on the center of gravity locus of a plurality of subjects measured by the measuring means 30, and information on other subjects (age) , Sex, etc.), and program information for performing drive control can be stored.
The drive circuit 88 controls the first motor 51 and the second motor 61 by an output signal from the control circuit 84 based on an input program or a command signal issued via the joystick 200 and the command signal processing circuit 90. The rotation is appropriately controlled.

送受信回路89は、接続部83を介して接続した外部の端末機100との間で、情報の送受信を行うものである。したがって、外部の端末機100が例えば介護施設等の中央コンピュータ等である場合、被検者のバランス感覚に関する情報等を一箇所に集約して比較あるいは判断することができる。   The transmission / reception circuit 89 transmits / receives information to / from an external terminal 100 connected via the connection unit 83. Therefore, when the external terminal 100 is, for example, a central computer such as a nursing care facility, it is possible to collect or compare or determine information related to the sense of balance of the subject in one place.

上記構成によれば、計測された被検者の重心軌跡に関する情報と記憶回路87に記憶された同一の被検者の重心軌跡に関する情報が比較され、その比較情報が表示パネル81に表示されるようになっている。したがって、同一の被検者が、この装置を用いてバランスの訓練を繰り返し行う場合に、予め記憶された以前の重心軌跡に関する情報と新たに計測された重心軌跡に関する情報との比較情報を表示パネル81で確認することができ、被検者のバランス感覚の発達、育成、回復の度合いを容易に確認あるいは判断することができる。   According to the above configuration, the information on the measured subject's center of gravity locus is compared with the information on the same subject's center of gravity locus stored in the storage circuit 87, and the comparison information is displayed on the display panel 81. It is like that. Therefore, when the same subject repeatedly performs balance training using this apparatus, the display panel displays comparison information between the previously stored information on the center of gravity locus and the information on the newly measured center of gravity locus. 81, and the degree of development, development, and recovery of the subject's sense of balance can be easily confirmed or judged.

また、上記構成によれば、新たに計測された被検者の重心軌跡に関する情報と記憶回路87に記憶された複数の被検者の重心軌跡に関する情報が比較され、その比較情報に基づいて複数の被検者の順位が表示パネル81に表示されるようになっている。したがって、複数の被検者が、この装置を用いてバランスの訓練を行う場合に、複数の被検者のバランス感覚のレベルを容易に確認しあるいは競い合うことができ、アミューズメント施設等の遊戯機としても適用することができる。   In addition, according to the above configuration, the information on the newly measured subject's center of gravity locus is compared with the information on the plurality of subjects' center of gravity locus stored in the storage circuit 87, and a plurality of information is obtained based on the comparison information. The order of the subject is displayed on the display panel 81. Therefore, when a plurality of subjects perform balance training using this device, they can easily confirm or compete with the level of balance feeling of the plurality of subjects, as an amusement machine such as an amusement facility. Can also be applied.

上記実施形態においては、駆動機構の一部をなす駆動源として、二つのアクチュエータ50,60を示したが、これに限定されるものではなく、三つ以上のアクチュエータを採用してもよく、又、アクチュエータとしても、モータ及びリードスクリューに限らず、略水平面内で往復動する駆動力を発生するものであれば、その他の構成を採用することができる。
上記構成においては、駆動機構の一部をなす揺動機構として、自在継手(軸部材71、リンク部材72、支持部材73)を採用したが、揺動板40を異なる複数の方向に揺動させ得るものであれば、その他の構成を採用することができる。
In the above embodiment, the two actuators 50 and 60 are shown as the drive source that forms part of the drive mechanism. However, the present invention is not limited to this, and three or more actuators may be employed. The actuator is not limited to the motor and the lead screw, and any other configuration can be adopted as long as it generates a driving force that reciprocates in a substantially horizontal plane.
In the above configuration, universal joints (shaft member 71, link member 72, support member 73) are employed as the swing mechanism that forms part of the drive mechanism, but the swing plate 40 is swung in different directions. Other configurations can be employed as long as they are obtained.

以上述べたように、本発明のバランス訓練装置は、小型化、低重心化による転倒防止及び安定化、人が乗り降りする際の乗降性の向上等を達成しつつ、全周方向において円滑でかつ連続的な揺動動作が可能で、人のバランスに必要な筋力と感覚を効率よく訓練することができ、又、バランス感覚を数値的に評価することができ、さらには人同士のバランス感覚を競い合う遊技機としても用いることができるため、バランス感覚を強化する装置として、又、介護施設等において高齢者等のバランス感覚を回復させる装置として、さらにはアミューズメント施設等における遊戯機として有用である。   As described above, the balance training device of the present invention is smooth in all directions while achieving downsizing, prevention and stabilization of falling by lowering the center of gravity, improvement of getting on and off when people get on and off, etc. Continuous swinging motion is possible, the muscular strength and sensation necessary for human balance can be efficiently trained, the sense of balance can be evaluated numerically, and the sense of balance between people can be further improved. Since it can also be used as a competing gaming machine, it is useful as a device that enhances the sense of balance, as a device that restores the sense of balance of the elderly or the like in a nursing facility, and as a game machine in an amusement facility or the like.

本発明に係るバランス訓練装置の一実施形態を示す側面図である。It is a side view which shows one Embodiment of the balance training apparatus which concerns on this invention. 本発明に係るバランス訓練装置の一実施形態を示す正面図である。It is a front view showing one embodiment of the balance training device concerning the present invention. 本発明に係るバランス訓練装置の一実施形態を示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view showing one embodiment of the balance training device concerning the present invention. 本発明に係るバランス訓練装置の一実施形態を示す部分平面図である。It is a partial top view which shows one Embodiment of the balance training apparatus which concerns on this invention. 本発明に係るバランス訓練装置の一実施形態を示す部分側面図である。It is a partial side view showing one embodiment of the balance training device concerning the present invention. 本発明に係るバランス訓練装置の一実施形態を示す部分側面図である。It is a partial side view showing one embodiment of the balance training device concerning the present invention. (a),(b),(c)は、本発明に係るバランス訓練装置の動作を説明するための動作図である。(A), (b), (c) is an operation | movement diagram for demonstrating operation | movement of the balance training apparatus which concerns on this invention. (a),(b),(c)は、本発明に係るバランス訓練装置の動作を説明するための動作図である。(A), (b), (c) is an operation | movement diagram for demonstrating operation | movement of the balance training apparatus which concerns on this invention. 本発明に係るバランス訓練装置の制御システムを示すブロック図である。It is a block diagram which shows the control system of the balance training apparatus which concerns on this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 固定フレーム
11 上板
12 外壁
13 鉛直フレーム
14 連結フレーム
15 手摺用フレーム
20 保持フレーム
21 下側保持フレーム
22 上側保持フレーム
23 支柱
30 ロードセル(計測手段)
40 揺動板
41 伸縮ブーツ
50 第1アクチュエータ(駆動源)
51 第1モータ
52 第1リードスクリュー
53 第1可動子
54 第1リンク
60 第2アクチュエータ(駆動源)
61 第2モータ
62 第2リードスクリュー
63 第2可動子
64 第2リンク
70 揺動機構
71 軸部材
72 リンク部材(自在継手)
73 支持部材(自在継手)
80 制御ユニット(制御手段)
81 表示パネル(表示手段)
82 操作パネル
83 接続部
84 制御回路
85 荷重入力回路
86 データ処理回路(比較手段)
87 記憶回路(記憶手段)
88 駆動回路
89 送受信回路
90 指令信号処理回路
200 ジョイスティック(操作ユニット)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Fixed frame 11 Upper board 12 Outer wall 13 Vertical frame 14 Connection frame 15 Handrail frame 20 Holding frame 21 Lower holding frame 22 Upper holding frame 23 Post 30 Load cell (measuring means)
40 Oscillating plate 41 Telescopic boot 50 First actuator (drive source)
51 1st motor 52 1st lead screw 53 1st needle | mover 54 1st link 60 2nd actuator (drive source)
61 Second motor 62 Second lead screw 63 Second mover 64 Second link 70 Swing mechanism 71 Shaft member 72 Link member (universal joint)
73 Support member (universal joint)
80 Control unit (control means)
81 Display panel (display means)
82 Operation panel 83 Connection 84 Control circuit 85 Load input circuit 86 Data processing circuit (comparison means)
87 Memory circuit (memory means)
88 Drive circuit 89 Transmission / reception circuit 90 Command signal processing circuit 200 Joystick (operation unit)

Claims (14)

被検者が搭乗し得る揺動板と、前記揺動板を支持して揺動させる駆動機構と、前記駆動機構を保持するフレームと、前記駆動機構を制御する制御手段と、を備えたバランス訓練装置であって、
前記駆動機構は、略水平面内の異なる複数の方向に駆動力を発生する駆動源と、前記駆動源に連動して前記揺動板を異なる複数の方向に揺動させる揺動機構と、を含む、
ことを特徴とするバランス訓練装置。
A balance including a swing plate on which a subject can board, a drive mechanism that supports and swings the swing plate, a frame that holds the drive mechanism, and a control unit that controls the drive mechanism. A training device,
The drive mechanism includes a drive source that generates a drive force in a plurality of different directions in a substantially horizontal plane, and a swing mechanism that swings the swing plate in a plurality of different directions in conjunction with the drive source. ,
A balance training device characterized by that.
前記駆動源は、略水平面内の一方向に往復動する第1アクチュエータと、前記第1アクチュエータの往復動方向に対して略直交する略水平面内の他方向に往復動する第2アクチュエータと、を含み、
前記揺動機構は、前記第1アクチュエータ及び第2アクチュエータに連結されると共に前記揺動板の略中央に垂下して結合された軸部材と、前記軸部材を前記第1アクチュエータの往復動方向及び前記第2アクチュエータの往復動方向にそれぞれ揺動自在に支持する自在継手と、を含む、
ことを特徴とするバランス訓練装置。
The drive source includes a first actuator that reciprocates in one direction in a substantially horizontal plane, and a second actuator that reciprocates in another direction in a substantially horizontal plane that is substantially orthogonal to the reciprocating direction of the first actuator. Including
The swing mechanism is connected to the first actuator and the second actuator, and is coupled to the swing plate by hanging down substantially at the center, and the shaft member is moved in the reciprocating direction of the first actuator. A universal joint that swingably supports the reciprocating direction of the second actuator.
A balance training device characterized by that.
前記軸部材は、その上端部において前記揺動板を支持し、その下端部において前記第1アクチュエータ及び第2アクチュエータに連結され、その上端部と下端部との間の領域において前記自在継手に連結されている、
ことを特徴とする請求項2記載のバランス訓練装置。
The shaft member supports the swing plate at an upper end portion thereof, is connected to the first actuator and the second actuator at a lower end portion thereof, and is connected to the universal joint in a region between the upper end portion and the lower end portion. Being
The balance training apparatus according to claim 2.
前記第1アクチュエータは、前記フレームに固定された第1モータと、前記第1モータに直結された第1リードスクリューと、前記軸部材を挟んで前記第1モータの反対側に配置されると共に前記第1リードスクリューに螺合する第1可動子と、前記第1可動子と前記軸部材とを連結する第1リンクと、を含み、
前記第2アクチュエータは、前記フレームに固定された第2モータと、前記第2モータに直結された第2リードスクリューと、前記軸部材を挟んで前記第2モータの反対側に配置されると共に前記第2リードスクリューに螺合する第2可動子と、前記第2可動子と前記軸部材とを連結する第2リンクと、を含む、
ことを特徴とする請求項2又は3に記載のバランス訓練装置。
The first actuator is disposed on the opposite side of the first motor with the shaft member interposed between the first motor fixed to the frame, the first lead screw directly connected to the first motor, and the first motor. A first mover screwed into a first lead screw; and a first link connecting the first mover and the shaft member;
The second actuator is disposed on the opposite side of the second motor with the second motor fixed to the frame, the second lead screw directly connected to the second motor, and the shaft member interposed therebetween, and A second mover threadedly engaged with a second lead screw, and a second link connecting the second mover and the shaft member;
The balance training apparatus according to claim 2 or 3, wherein
前記揺動板に搭乗した被検者の重心軌跡を計測する計測手段を有する、
ことを特徴とする請求項1ないし3いずれかに記載のバランス訓練装置。
Having a measuring means for measuring the locus of gravity of the subject on the swing plate;
The balance training apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein
前記揺動板は円板状に形成され、
前記フレームは、前記駆動機構を直接保持する保持フレームと、前記保持フレームから分離して形成され所定位置に固定される固定フレームと、を含み、
前記計測手段は、前記保持フレームと固定フレームとの間に介在すると共に前記揺動板の全周を略三等分する位置に対応して設けられた三つのロードセルを含む、
ことを特徴とする請求項5記載のバランス訓練装置。
The swing plate is formed in a disc shape,
The frame includes a holding frame that directly holds the drive mechanism, and a fixed frame that is formed separately from the holding frame and is fixed at a predetermined position,
The measuring means includes three load cells that are interposed between the holding frame and the fixed frame and are provided corresponding to positions that divide the entire circumference of the swing plate into approximately three equal parts,
The balance training apparatus according to claim 5.
前記固定フレームは、前記揺動板に搭乗した被検者を所定の緩みをもって吊り下げる吊り紐を掛止し得るべく、前記揺動板の上方まで伸長して形成された鉛直フレームを含む、
ことを特徴とする請求項1ないし6いずれかに記載のバランス訓練装置。
The fixed frame includes a vertical frame formed to extend above the swinging plate so as to be able to hook a hanging strap that suspends a subject who has boarded the swinging plate with a predetermined slack.
The balance training apparatus according to claim 1, wherein the balance training apparatus is a balance training apparatus.
前記制御手段は、前記駆動機構を自動的に駆動制御するためのプログラムを任意に設定可能である、
ことを特徴とする請求項1ないし7いずれかに記載のバランス訓練装置。
The control means can arbitrarily set a program for automatically controlling the drive mechanism.
The balance training apparatus according to claim 1, wherein the balance training apparatus is a balance training apparatus.
前記制御手段には、前記駆動機構を指令に応じて直接駆動制御するための操作ユニットが接続されている、
ことを特徴とする請求項1ないし7いずれかに記載のバランス訓練装置。
The control means is connected to an operation unit for directly controlling the drive mechanism according to a command.
The balance training apparatus according to claim 1, wherein the balance training apparatus is a balance training apparatus.
前記計測手段により計測された被検者の重心軌跡に関する情報を表示する表示手段を有する、
ことを特徴とする請求項5記載のバランス訓練装置。
Display means for displaying information on the locus of gravity of the subject measured by the measuring means;
The balance training apparatus according to claim 5.
前記表示手段は、前記計測手段により計測された被検者の重心軌跡の揺動中心からの偏差に関する情報を表示する、
ことを特徴とする請求項10記載のバランス訓練装置。
The display means displays information on a deviation from the swing center of the subject's center of gravity trajectory measured by the measuring means;
The balance training apparatus according to claim 10.
前記計測手段により計測された被検者の重心軌跡に関する情報を記憶する記憶手段と、
前記計測手段により計測された被検者の重心軌跡に関する情報と前記記憶手段に記憶された同一の被検者の重心軌跡に関する情報を比較する比較手段と、有し、
前記表示手段は、前記比較手段により得られた比較情報を表示する、
ことを特徴とする請求項10又は11に記載のバランス訓練装置。
Storage means for storing information on the locus of gravity of the subject measured by the measurement means;
Comparing means for comparing information about the center of gravity locus of the subject measured by the measuring means and information about the center of gravity locus of the same subject stored in the storage means,
The display means displays comparison information obtained by the comparison means;
The balance training apparatus according to claim 10 or 11, characterized in that
前記計測手段により計測された複数の被検者の重心軌跡に関する情報を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された複数の被検者の重心軌跡に関する情報を比較する比較手段と、有し、
前記表示手段は、前記比較手段により得られた比較情報に基づいて複数の被検者の順位を表示する、
ことを特徴とする請求項10又は11に記載のバランス訓練装置。
Storage means for storing information on the trajectories of the plurality of subjects measured by the measuring means;
Comparing means for comparing information on the center-of-gravity trajectories of a plurality of subjects stored in the storage means,
The display means displays a plurality of subjects based on the comparison information obtained by the comparison means;
The balance training apparatus according to claim 10 or 11, characterized in that
前記制御手段には、外部との情報の送受信を行うための接続部が設けられている、
ことを特徴とする請求項5ないし13いずれかに記載のバランス訓練装置。

The control means is provided with a connection part for transmitting and receiving information to and from the outside.
The balance training device according to claim 5, wherein the balance training device is a balance training device.

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