步行訓練設備和用于該設備的步行訓練方法技術

本發明專利技術涉及一種步行訓練設備和用于該設備的步行訓練方法。步行訓練設備包括附接于使用者的腿部的步行輔助設備、用于向上和向前牽拉腿部的第一牽拉裝置、用于控制第一牽拉裝置以使得由第一牽拉裝置施加的拉力的豎直向上分量減少步行輔助設備的重量的控制裝置、以及布置在步行輔助設備中的關節角度檢測裝置或用于拍攝使用者的腿部的圖像的攝像裝置。控制裝置通過使用由關節角度檢測裝置和攝像裝置中的至少一個檢測到的信息，在使用者的步行運動中腿部向前擺動開始時或腿部的擺動時段期間，使第一牽拉裝置除了拉力之外還生成附加拉力。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種步行訓練設備和用于該設備的步行訓練方法，使用者通過該步行訓練設備進行步行訓練。
技術介紹
例如，本申請的申請人提出了一種步行訓練設備，該設備包括附接于使用者的腿部并輔助使用者進行步行的步行輔助設備(參見日本未審查專利申請公開第2015-223294號)。這里，假設另外添加了用于將步行輔助設備和使用者的腿部之一向上向前牽拉的第一牽拉裝置和用于將步行輔助設備和使用者的腿部之一向上向前牽拉的第二牽拉裝置的配置，并且第一和第二牽拉裝置施加的拉力的豎直向上分量的合成力大致等于步行輔助設備的重量，使得由施加在使用者的腿部上的步行輔助設備的重力引起的負荷減少。本專利技術人已經發現在該配置中出現以下問題。即，步行時腿部擺動開始的定時也是使用者將他/她的腿部的運動從向后運動逆轉為向前運動的定時。因此，附接有步行輔助設備的腿部在該逆轉定時從步行輔助設備接收向后的慣性力。然而，雖然上述步行訓練設備減少了由步行輔助設備的重力引起的對使用者的步行的負荷，但是它并沒有減少由慣性力引起的上述負荷。因此，在該腿部擺動開始時在附接有步行輔助設備的腿部上施加過量的負荷。同時，能夠想到僅增加由牽拉裝置施加的拉力，以減少上述負荷。然而，在這種情況下，腿部可能容易地無意地抬起，使得腿部著地不穩并防止使用者進行穩定的步行訓練。
技術實現思路
鑒于上述問題做出本專利技術，并且本專利技術的主要目的之一是提供一種步行訓練設備及其步行訓練方法，該設備和方法能夠減少在附接有步行輔助設備的腿部擺動開始時或在其擺動時段期間施加在該腿部上的負荷。本專利技術的第一示例性方面是一種步行訓練設備，該步行訓練設備包括：步行輔助設備，其附接于使用者的腿部，該步行輔助設備被配置成輔助使用者的步行；第一牽拉裝置，用于直接地或通過該步行輔助設備向上和向前牽拉腿部；以及控制裝置，用于控制第一牽拉裝置，使得由該第一牽拉裝置施加的拉力的豎直向上分量減少步行輔助設備的重量，其中該步行訓練設備還包括關節角度檢測裝置或用于拍攝使用者的腿部的圖像的攝像裝置，關節角度檢測裝置或攝像裝置被布置在步行輔助設備中，并且控制裝置通過使用由關節角度檢測裝置和攝像裝置中的至少一個檢測到的信息，在使用者的步行運動中腿部向前擺動開始時或在腿部的擺動時段期間，使第一牽拉裝置除了該拉力之外還生成附加拉力。根據該方面，在附接有步行輔助設備的腿部向前擺動開始時或在其擺動時段期間可以減少施加在該腿部上的負荷。在該方面，步行訓練設備還可以包括第二牽拉裝置，用于直接地或通過步行輔助設備向上和向后牽拉腿部，并且控制裝置可以：控制第一牽拉裝置和第二牽拉裝置，使得由第一牽拉裝置和第二牽拉裝置施加的拉力的豎直向上分量的合成力減少步行輔助設備的重量；以及通過使用由關節角度檢測裝置和攝像裝置中的至少一個檢測到的信息，在使用者的步行運動中腿部向前擺動開始時或腿部的擺動時段期間，控制第一牽拉裝置和第二牽拉裝置，使得第一牽拉裝置和第二牽拉裝置除了該合成力之外還生成附加拉力。根據該方面，可以彼此獨立地準確地控制由第一裝置和第二裝置施加的拉力的豎直向上分量和水平向前分量。結果，可以在減少由步行輔助設備的重力所引起的負荷的同時，以更優的方式減少在附接有步行輔助設備的腿部擺動開始時或其擺動時段期間施加在該腿部上的負荷。在該方面，步行訓練設備還可以包括：跑步機，使用者登上跑步機并且進行步行訓練；以及速度檢測裝置，用于檢測跑步機的速度，并且控制裝置可以通過使用關節角度檢測裝置、攝像裝置和速度檢測裝置中的至少一個檢測到的信息，在使用者的步行運動中腿部向前擺動開始時或腿部的擺動時段期間，使第一牽拉裝置除了拉力之外還生成附加拉力。根據該方面，可以通過使用關節角度檢測裝置、攝像裝置和速度檢測裝置中的至少一個檢測到的信息來檢測附接有步行輔助設備的腿部擺動的開始或其擺動時段，從而減少在腿部向前擺動開始時或其擺動時段期間施加在該腿部上的負荷。在該方面，步行訓練設備還可以包括：跑步機，使用者登上跑步機并且進行步行訓練；以及速度檢測裝置，用于檢測跑步機的速度，并且控制裝置可以通過使用由關節角度檢測裝置、攝像裝置和速度檢測裝置中的至少一個檢測到的信息，在使用者的步行運動中腿部向前擺動開始時或腿部的擺動時段期間，控制第一牽拉裝置和第二牽拉裝置，使得第一牽拉裝置和第二牽拉裝置除了合成力之外還生成附加拉力。根據該方面，可以通過使用關節角度檢測裝置、攝像裝置和速度檢測裝置中的至少一個檢測到的信息來檢測附接有步行輔助設備的腿部擺動的開始或其擺動時段，并且在腿部向前擺動開始時或其擺動時段期間彼此獨立地準確控制第一裝置和第二裝置施加的拉力的豎直向上分量和水平向前分量。因此，可以更進一步地減少施加在腿部上的負荷。控制裝置可以包括控制第一牽拉裝置的腿部負荷減輕控制單元、控制步行輔助設備的腿部控制單元、以及控制跑步機的跑步機控制單元。關節角度檢測裝置可以被配置成檢測關于膝關節部的角度隨時間的變化的信息。攝像裝置可以被配置成檢測關于附接有步行輔助設備的腿部的運動或位置的信息和/或關于步行輔助設備的運動或位置的信息。速度檢測裝置可以被配置成基于檢測到的跑步機的速度來計算關于使用者的步行周期的信息。步行訓練設備還可以包括拉力計算裝置，用于計算針對第一牽拉裝置的拉力命令值，并且將該拉力命令值輸出至第一牽拉裝置，其中，拉力計算裝置被配置成：響應于在腿部向前擺動開始時從關節角度檢測裝置和攝像裝置中的至少一個接收到所檢測到的信息，在預定時間段內將拉力命令值從正常拉力命令值增大；以及當在腿部向前擺動開始之后經過了預定時間段時，向第一牽拉裝置輸出正常拉力命令值。本專利技術的另一示例性方面是一種用于步行訓練設備的步行訓練方法，該步行訓練設備包括：步行輔助設備，其附接于使用者的腿部，步行輔助設備被配置成輔助使用者步行；第一牽拉裝置，用于直接地或通過步行輔助設備向上和向前牽拉腿部；以及控制裝置，用于控制第一牽拉裝置，使得由第一牽拉裝置施加的拉力的豎直向上分量減少行輔助設備的重量，其中通過使用關節角度檢測裝置和用于拍攝使用者的腿部的圖像的攝像裝置中的至少一個檢測到的信息，在使用者的步行運動中腿部向前擺動開始時或腿部的擺動時段期間，第一牽拉裝置除了拉力之外還生成附加拉力，其中關節角度檢測裝置或攝像裝置被布置在步行輔助設備中。根據該方面，在附接有步行輔助設備的腿部向前擺動開始時或在其擺動時段期間可以減少施加在該腿部上的負荷。根據本專利技術，可以提供一種步行訓練設備及其步行訓練方法，該設備和方法能夠減少在附接有步行輔助設備的腿部擺動開始時或在其擺動時段期間施加在該腿部上的負荷。根據下文給出的詳細描述以及附圖將更全面地理解本專利技術的上述和其他目的、特征和優點，其中詳細描述和附圖僅通過說明的方式給出，從而不應被認為是限制本專利技術。附圖說明圖1是示出根據本專利技術的示例性實施例的步行訓練設備的示意性配置的透視圖；圖2是示出步行輔助設備的示意性配置的透視圖；圖3是示出根據本專利技術的示例性實施例的控制設備的示意性系統配置的框圖；圖4是示出根據本專利技術的示例性實施例的計算機的示意性系統配置的框圖；圖5示出了在腿部擺動開始時拉力命令值的變化；圖6是示出根據本專利技術的示例性實施例的步行訓練方法的流程的流程圖；圖7示出了在腿部擺動開始時拉力命令值本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種步行訓練設備，包括：步行輔助設備，其附接于使用者的腿部，所述步行輔助設備被配置成輔助所述使用者的步行；第一牽拉裝置，用于直接地或通過所述步行輔助設備向上和向前牽拉所述腿部；以及控制裝置，用于控制所述第一牽拉裝置，使得由所述第一牽拉裝置施加的拉力的豎直向上分量減少所述步行輔助設備的重量，其中所述步行訓練設備還包括布置在所述步行輔助設備中的關節角度檢測裝置，或用于拍攝所述使用者的所述腿部的圖像的攝像裝置，并且所述控制裝置通過使用由所述關節角度檢測裝置和所述攝像裝置中的至少一個檢測到的信息，在使用者的步行運動中所述腿部向前擺動開始時或在所述腿部的擺動時段期間，使所述第一牽拉裝置除了所述拉力之外還生成附加拉力。

【技術特征摘要】
2015.08.07 JP 2015-1573491.一種步行訓練設備，包括：步行輔助設備，其附接于使用者的腿部，所述步行輔助設備被配置成輔助所述使用者的步行；第一牽拉裝置，用于直接地或通過所述步行輔助設備向上和向前牽拉所述腿部；以及控制裝置，用于控制所述第一牽拉裝置，使得由所述第一牽拉裝置施加的拉力的豎直向上分量減少所述步行輔助設備的重量，其中所述步行訓練設備還包括布置在所述步行輔助設備中的關節角度檢測裝置，或用于拍攝所述使用者的所述腿部的圖像的攝像裝置，并且所述控制裝置通過使用由所述關節角度檢測裝置和所述攝像裝置中的至少一個檢測到的信息，在使用者的步行運動中所述腿部向前擺動開始時或在所述腿部的擺動時段期間，使所述第一牽拉裝置除了所述拉力之外還生成附加拉力。2.根據權利要求1所述的步行訓練設備，還包括第二牽拉裝置，用于直接地或通過所述步行輔助設備向上和向后牽拉所述腿部，其中所述控制裝置：控制所述第一牽拉裝置和所述第二牽拉裝置，使得由所述第一牽拉裝置和所述第二牽拉裝置施加的拉力的豎直向上分量的合成力減少所述步行輔助設備的重量；以及通過使用由所述關節角度檢測裝置和所述攝像裝置中的至少一個檢測到的信息，在使用者的步行運動中所述腿部向前擺動開始時或所述腿部的擺動時段期間，控制所述第一牽拉裝置和所述第二牽拉裝置，使得所述第一牽拉裝置和所述第二牽拉裝置除了所述合成力之外還生成附加拉力。3.根據權利要求1所述的步行訓練設備，還包括：跑步機，所述使用者登上所述跑步機并且進行步行訓練；以及速度檢測裝置，用于檢測所述跑步機的速度，其中所述控制裝置通過使用所述關節角度檢測裝置、所述攝像裝置和所述速度檢測裝置中的至少一個檢測到的信息，在使用者的步行運動中所述腿部向前擺動開始時或所述腿部的擺動時段期間，使所述第一牽拉裝置除了所述拉力之外還生成附加拉力。4.根據權利要求2所述的步行訓練設備，還包括：跑步機，所述使用者登上所述跑步機并且進行步行訓練；以及速度檢測裝置，用于檢測所述跑步機的速度，其中所述控制裝置通過使用由所述關節角度檢測裝置、所述攝像裝置和所述速度...

【專利技術屬性】
技術研發人員：菅田光留，
申請(專利權)人：豐田自動車株式會社，
類型：發明
國別省市：日本;JP