JPH10230004A - Training device - Google Patents
Training deviceInfo
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- JPH10230004A JPH10230004A JP9036179A JP3617997A JPH10230004A JP H10230004 A JPH10230004 A JP H10230004A JP 9036179 A JP9036179 A JP 9036179A JP 3617997 A JP3617997 A JP 3617997A JP H10230004 A JPH10230004 A JP H10230004A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、肢体を動かす訓練
装置に関し、特に肢体動作時の筋電(活動電位)を計測
し、より高度な訓練を行う医療機器、医学リハビリテー
ション装置およびスポーツトレーニング装置としての動
作を目的とする訓練装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a training device for moving a limb, and more particularly to a medical device, a medical rehabilitation device, and a sports training device for measuring myoelectric (action potential) during limb movement and performing more advanced training. The present invention relates to a training device for the purpose of the operation of.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より、肢体を動かす目的で、身体の
各関節に対応した訓練装置が各種ある。これらの装置
は、並進あるいは回転の1自由度を持つ装置により、肢
体を動かすようになっているものが多い(例えば、特開
昭60−232158号「医療装置」、特公平4−14
028号「人の関節を動かす装置」、特開昭61−17
0464号「受動運動訓練装置」、特開昭60−179
062号「手関節の機能回復訓練装置」)。2. Description of the Related Art Conventionally, there are various types of training devices corresponding to each joint of a body for the purpose of moving a limb. Many of these devices move the limb by means of a device having one degree of freedom of translation or rotation (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 60-232158 "Medical Device", Japanese Patent Publication No. 4-14).
No. 028, "Device for moving human joints", JP-A-61-17
0464 “Passive exercise training device”, JP-A-60-179
No. 062 "Wrist joint function recovery training device").
【0003】これらの装置の主な機能として、訓練する
関節の過負荷時に装置を一時停止する機能、訓練する関
節の角度と負荷の推定機能、屈曲・伸展運動の範囲の設
定機能、動作スピード・動作時間の設定機能、安全停止
機能などがある。また、筋力測定・訓練を目的とした装
置には、以下のようなものがある。 ・CYBEX 6000 サイベックス社 ・筋力測定装置 マストランMST−2000 サイベ
ックス社 ・BTE Dynatrac 日本メディックス社 ・筋機能訓練測定装置 KIN−COM 500H チ
ャティクス社 これら装置も同様に、主に回転1自由度を持つ装置によ
り肢体を動かすようになっている。装置の主な機能とし
ては、上述した機能に加えて、装置可動部の訓練負荷
(抵抗)の設定機能、訓練条件の設定機能(関節可動域
訓練・自動介助訓練・筋力評価訓練など)、訓練中にお
ける筋力と関節可動域の表示機能(バイオフィードバッ
ク)、平均筋力や最大筋力とその時の関節角度と、体重
支持指数(Weight bearing index:大腿四頭筋を体重あ
たりの筋力で表した指数)の表示機能など各種ある。The main functions of these devices are a function of temporarily stopping the device when the joint to be trained is overloaded, a function of estimating the angle and load of the joint to be trained, a function of setting the range of the flexion / extension movement, a function of operating speed and the like. It has an operation time setting function and a safety stop function. Further, there are the following devices for the purpose of measuring and training muscle strength.・ CYBEX 6000 Cybex ・ Muscle strength measurement device Mastran MST-2000 Cybex ・ BTE Dynatrac Japan Medix ・ Muscle function training measurement device KIN-COM 500H Chatics Inc. The limbs move. The main functions of the device include, in addition to the above-mentioned functions, a function for setting a training load (resistance) of the movable portion of the device, a function for setting training conditions (joint range of motion training, automatic assistance training, muscle strength evaluation training, etc.), training Function of muscle strength and range of motion (biofeedback), average muscle strength and maximum muscle strength, joint angle at that time, and weight bearing index (index representing the quadriceps muscle strength per weight) There are various types such as display functions.
【0004】一方、筋電の情報をもとに、電動義手の開
閉を比例制御する装置がある。例えば、 ・Viennatone Hand オーストリアViennatone社 ・Fidelity Hand アメリカ VA-NU Fidelity社 がある。On the other hand, there is a device for proportionally controlling the opening and closing of an electric prosthesis based on information on myoelectricity. For example:-Viennatone Hand Austrian Viennatone-Fidelity Hand USA VA-NU Fidelity.
【0005】これら装置では、切断端残存部の1組の拮
抗筋(屈筋群と伸筋群)より得られた筋電をそれぞれ増
幅し、整流平滑する。これら信号を差動増幅器により互
いに減算し、義手を駆動するDCモータの制御信号と
し、対象物を保持する。本方式によれば屈筋よりの筋電
が大きいときに義手が閉じるようにしておくと、「切断
前の感覚」で義手が操作できる。[0005] In these devices, the electromyograms obtained from a pair of antagonistic muscles (flexors and extensors) in the remaining portion of the cut end are amplified and rectified and smoothed. These signals are subtracted from each other by a differential amplifier, and are used as control signals for a DC motor for driving a prosthetic hand to hold an object. According to this method, if the prosthesis is closed when the myoelectricity from the flexor muscles is large, the prosthesis can be operated with a "feeling before cutting".
【0006】また、特開昭57−177736号は、療
法士による障害者の機能回復訓練における微妙な訓練動
作とそれに対応する患者の反応動作を相関的なものとし
て解析し、回復訓練の動作過程を把握して、それに基づ
いて療法士に代るシミュレータにより障害者の回復訓練
を行うものである。Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-177736 analyzes a subtle training operation in a function recovery training for a disabled person by a therapist and a corresponding reaction reaction of a patient as a correlation, and analyzes the operation process of the recovery training. Based on the information, a recovery training for a disabled person is performed by a simulator instead of a therapist.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
肢体を動かす訓練装置は、肢体の運動・筋力に関しての
機能だけしかなく、訓練する肢体の筋電までも考慮した
機能を持っていない。また、上述した義手のように、筋
電の情報を用いて装置の動作を制御するものがあるが、
これらは筋電情報をもとに肢体の筋力や関節を動作させ
る治療・訓練を目的としたものではない。特開昭57−
177736号は筋電情報をもとに訓練を行なっている
が、訓練目的に応じてインピーダンス制御のインピーダ
ンス定数を変えることは行なっていないため、筋力の個
人差に対応することはできない。However, the conventional training apparatus for moving a limb has not only a function relating to the movement and muscular strength of the limb, but also does not have a function considering the myoelectricity of the limb to be trained. In addition, as in the above-described prosthetic hand, there is a device that controls the operation of the device using information on myoelectricity,
These are not intended for treatment or training for operating muscle strength or joints of limbs based on electromyogram information. JP-A-57-
Although 177736 trains on the basis of myoelectric information, it does not change the impedance constant of impedance control according to the purpose of training, and therefore cannot cope with individual differences in muscular strength.
【0008】本発明の目的は、筋力の個人差に対応し、
高度な肢体運動が行なえる訓練装置を提供することであ
る。An object of the present invention is to deal with individual differences in muscle strength,
An object of the present invention is to provide a training device capable of performing advanced limb movement.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の訓練装置は、肢体を動かす訓練器と、肢肢
の運動に関係する筋肉上の皮膚に取り付けられた複数の
電極と、前記電極の出力から肢体各部位の骨格筋の活動
電位を計測する筋電計測装置と、あらかじめ設定され
た、訓練器のインピーダンス制御におけるインピーダン
ス定数の最小値、最大値をそれぞれZs、Zmとし、訓
練の最終目的の活動電位の値をVmとしたとき、筋電計
測装置で計測された活動電位Vkに対してインピーダン
ス定数Zを Vk<Vmのとき Z={(Zm−Zs)/Vm}・Vk+Zs Vk≧Vmのとき Z=Zm のように定めるインピーダンス定数修正部と、インピー
ダンス定数Zで訓練器の動作をインピーダンス制御する
制御部を含むコントローラ装置を有する。In order to achieve the above object, a training apparatus of the present invention comprises a training device for moving a limb, and a plurality of electrodes attached to skin on muscles involved in the movement of the limb. , A myoelectric measurement device that measures the action potential of the skeletal muscle of each part of the limb from the output of the electrode, and the minimum value and the maximum value of the preset impedance constant in the impedance control of the training device are Zs and Zm, respectively. When the value of the action potential as the final goal of the training is Vm, the impedance constant Z with respect to the action potential Vk measured by the electromyograph is Vk <Vm. Z = {(Zm−Zs) / Vm} · Vk + Zs When Vk ≧ Vm, a controller including an impedance constant correction unit defined as Z = Zm, and a control unit for impedance-controlling the operation of the training machine with the impedance constant Z With a location.
【0010】本発明は、肢体動作中における各種骨格筋
の筋電を計測・フィードバックし、訓練器が訓練者の筋
力および訓練目的(インピーダンス定数の最小値、最大
値)に応じて動作するので、筋電までも考慮した安全で
高度な肢体運動が行える。本発明の実施態様によれば、
インピーダンス定数修正部は、訓練動作中において、あ
らかじめ設定された周期区間毎に得られた活動電位の最
大の振幅値をインピーダンス定数修正部への入力情報で
ある活動電位Vkとする。The present invention measures and feeds back the electromyograms of various skeletal muscles during limb movement, and the trainer operates according to the trainee's muscular strength and training purpose (minimum value and maximum value of impedance constant). Safe and advanced limb movements that take into account myoelectricity. According to an embodiment of the present invention,
During the training operation, the impedance constant correction unit sets the maximum amplitude value of the action potential obtained for each preset period as the action potential Vk, which is input information to the impedance constant correction unit.
【0011】本発明の実施態様によれば、インピーダン
ス定数修正部は、訓練動作中において、あらかじめ設定
された周期区間毎に得られた活動電位の振幅値の平均を
インピーダンス定数修正部への入力情報である活動電位
Vkとする。本発明の実施態様によれば、インピーダン
ス定数修正部は、訓練動作中において、あらかじめ設定
された周期区間内で得られた活動電位の値の積分値をイ
ンピーダンス定数修正部への入力情報である活動電位V
kとする。According to the embodiment of the present invention, during the training operation, the impedance constant correction unit converts the average of the amplitude values of the action potentials obtained for each of the predetermined period intervals into the input information to the impedance constant correction unit. Is the action potential Vk. According to the embodiment of the present invention, during the training operation, the impedance constant correction unit converts the integrated value of the action potential value obtained within the preset period interval into the activity information as input information to the impedance constant correction unit. Potential V
k.
【0012】本発明の実施態様によれば、インピーダン
ス定数修正部は、訓練動作中において、あらかじめ設定
された周期区間内で得られた活動電位の波形からFFT
による周波数変換を行ない、そのパワースペクトルを求
め、周波数の帯域分布をインピーダンス定数修正部への
入力情報である活動電位Vxとする。According to the embodiment of the present invention, during the training operation, the impedance constant correction unit performs the FFT based on the waveform of the action potential obtained within a preset period.
Is performed, the power spectrum is obtained, and the band distribution of the frequency is set as the action potential Vx which is input information to the impedance constant correction unit.
【0013】[0013]
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図1は本発明の一実施形態
の訓練装置の構成図である。本実施形態の訓練装置は、
肢体106を動かす訓練器101と、腹直筋上の皮膚に
とりつけられた表面電極107aと、下部背筋群上の皮
膚にとりつけられた表面電極107bと、大腿四頭筋上
の皮膚にとりつけられた表面電極107cと、ハムスト
リングス上の皮膚にとりつけられた表面電極107d
と、下腿三頭筋上の皮膚にとりつけられた表面電極10
7eと、表面電極107a〜107eにより各種骨格筋
の活動電位(筋電)を計測し、筋電データの加工を行う
筋電計測装置102と、筋電計測装置102の情報を受
けて、評価関数に基づいて筋電情報に対してインピーダ
ンス定数Zを決定するインピーダンス定数修正部10
3、インピーダンス定数修正部103で決定されたイン
ピーダンス定数Zで訓練器101の動作をコントロール
する制御部104とを含むコントローラ装置105で構
成されている。Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of a training device according to an embodiment of the present invention. The training device of the present embodiment includes:
The training device 101 for moving the limb 106, the surface electrode 107a attached to the skin on the rectus abdominis muscle, the surface electrode 107b attached to the skin on the lower back muscle group, and the skin on the quadriceps muscle A surface electrode 107c and a surface electrode 107d attached to the skin on the hamstrings
And a surface electrode 10 attached to the skin on the triceps surae
7e, an action potential (myoelectric) of various skeletal muscles is measured by the surface electrodes 107a to 107e, and a myoelectric measuring apparatus 102 for processing the myoelectric data; Constant correction unit 10 that determines impedance constant Z for myoelectric information based on
3. A controller device 105 including a control unit 104 for controlling the operation of the training device 101 with the impedance constant Z determined by the impedance constant correction unit 103.
【0014】訓練器101は、訓練器土台101aと、
訓練器土台101a上に設置された枠101bと、枠1
01bに設けられたボールスクリュー(不図示)と、コ
ントローラ装置105によって制御され、ボールスクリ
ュー101cを駆動するモータ(不図示)と、ボールス
クリューによって枠101bに沿って往復運動する可動
部分101cと、可動部分101cを肢体106に固定
する肢体把持部101dと、リンク間にフリー軸をはさ
み、可動部分101cの動作につれて動くリンク機構1
01eで構成されている。The training device 101 includes a training device base 101a,
A frame 101b installed on the training device base 101a;
01b, a motor (not shown) driven by the controller 105 to drive the ball screw 101c, a movable part 101c reciprocating along the frame 101b by the ball screw, A limb gripping portion 101d for fixing the portion 101c to the limb 106, and a link mechanism 1 having a free axis interposed between the links and moving as the movable portion 101c moves.
01e.
【0015】図2はコントローラ装置105のブロック
図である。制御部104は、目標軌道に従って訓練器1
01が動作する際に、肢体106からの反力Fを可動部
分101cと肢体把持部101dに取り付けられた力セ
ンサ(不図示)により測定し、外力Fに対する可動部分
101cと肢体把持部101dの応答が慣性M、粘性
B、弾性Kからなる仮想の機械的インピーダンスを実現
するように、訓練器101の動きを制御する。仮想イン
ピーダンス定数(M,B,K)から目標軌道xd(力ゼ
ロにおいて可動部分101cと肢体把持部101dの位
置がとるべき軌道)に対するインピーダンス制御による
偏差δxをδx(s)=F(s)/(Ms2 +Bs+
K)(ただし、sはラプラス演算子)で算出し、この目
標軌道xdと偏差δxとの和を新たな運動指令xrとし
てサーボ系に与えることで、肢体106に対する訓練器
101のインピーダンス制御を実現する。FIG. 2 is a block diagram of the controller device 105. The control unit 104 controls the training device 1 according to the target trajectory.
01 operates, the reaction force F from the limb 106 is measured by a force sensor (not shown) attached to the movable portion 101c and the limb grip 101d, and the response of the movable portion 101c and the limb grip 101d to the external force F Controls the movement of the training device 101 such that a virtual mechanical impedance consisting of inertia M, viscosity B, and elasticity K is realized. From the virtual impedance constants (M, B, K), the deviation δx of the target trajectory xd (the trajectory where the positions of the movable part 101c and the limb gripper 101d should be taken at zero force) by impedance control is δx (s) = F (s) / (Ms 2 + Bs +
K) (where s is a Laplace operator) and the sum of the target trajectory xd and the deviation δx is given to the servo system as a new motion command xr, thereby implementing the impedance control of the training device 101 for the limb 106. I do.
【0016】次に、インピーダンス定数修正部103に
おいて、筋電Vkから評価関数201を介してインピー
ダンス定数Zを生成する過程を図3をもとに説明する。
ここで、インピーダンス定数Zとは、例えば上記仮想バ
ネ定数Kである。図3において、Zsはインピーダンス
定数Zの最小値、Zmはインピーダンス定数Zの最大
値、Vmは訓練の最終目標である筋電Vkである。Next, the process of generating the impedance constant Z from the electromyogram Vk via the evaluation function 201 in the impedance constant correction unit 103 will be described with reference to FIG.
Here, the impedance constant Z is, for example, the above-described virtual spring constant K. In FIG. 3, Zs is the minimum value of the impedance constant Z, Zm is the maximum value of the impedance constant Z, and Vm is the myoelectric Vk which is the final target of the training.
【0017】本図は、上記の筋の中で、主要な筋(訓練
対象の筋など)の活動電位Vkに対する装置可動部のイ
ンピーダンス定数(動作の柔らかさ)Zを決定する評価
関数201のグラフである。定数Zs,Zm,Vmは、
筋力トレーナー・訓練者等が個人別、訓練メニューに応
じて設定し、変更する。図3において、筋電電位Vkと
インピーダンス定数Zの関係は、 301の領域、すなわちVk<Vmの時、Z={(Zm−Zs) /Vm}・ Vk+Zs (比例関係) 302の領域、すなわちVk≧Vmの時、Z=Zm (一定) に設定されている。このように、目標の筋電Vmが得ら
れるまで、筋電Vkに応じたインピーダンス定数Zを設
定する。また、Vk≧Vmの時、Z=Zm(一定)とし
ているのは、そのときの訓練中における目標の筋電Vm
が得られており、これ以上の筋力を必要としないためで
ある。FIG. 1 is a graph of an evaluation function 201 for determining an impedance constant (softness of operation) Z of a movable portion of an apparatus with respect to an action potential Vk of a main muscle (a muscle to be trained) among the above muscles. It is. The constants Zs, Zm, Vm are
Strength trainers, trainers, etc. set and change according to the individual and training menu. In FIG. 3, the relationship between the myoelectric potential Vk and the impedance constant Z is in a region 301, that is, when Vk <Vm, a region of Z = {(Zm−Zs) / Vm} · Vk + Zs (proportional relationship) 302, that is, Vk When ≧ Vm, Z = Zm (constant) is set. Thus, the impedance constant Z according to the myoelectric Vk is set until the target myoelectric Vm is obtained. Further, when Vk ≧ Vm, Z = Zm (constant) means that the target electromyogram Vm during training at that time is set.
This is because no more muscular strength is required.
【0018】上記の方法により、訓練対象者の筋電に応
じた装置可動部のインピーダンス定数Zが変更でき、個
人差に応じた筋力増強訓練が行える。また、自動運動、
他動運動(CPM)などの訓練目的および訓練対象者別
に、筋電に対応した装置可動部のインピーダンス定数Z
を決定することで、筋電Vkを計測して装置の動作を制
御することができる。According to the above-described method, the impedance constant Z of the movable unit of the apparatus can be changed in accordance with the myoelectricity of the trainee, and the muscle strength training can be performed in accordance with individual differences. Also, automatic movement,
The impedance constant Z of the movable part of the device corresponding to the myoelectricity for each training purpose such as passive exercise (CPM) and the trainee
Is determined, the operation of the apparatus can be controlled by measuring the myoelectric Vk.
【0019】なお、インピーダンス定数修正部103へ
の入力情報である筋電電位Vkとしては、筋電の振幅
値、筋電の平均値、筋電の累積演算結果、筋電の周波数
分布が考えられる。筋電の振幅値をインピーダンス定数
修正部103への入力情報とする場合では、訓練動作中
において、あらかじめ設定された周期区間毎で得られる
筋電の最大の振幅値を入力とし、図3で示した評価関数
201により筋電の評価を行う。以後の処理は上記実施
形態で述べた方法と同様であり、目的の訓練メニュー
(他動運動、自動介助運動、自動運動または抵抗運動な
ど)、訓練者別に応じてインピーダンス制御を用いて訓
練器101の動作を制御する。The myoelectric potential Vk, which is input information to the impedance constant correcting section 103, may be an amplitude value of the myoelectric potential, an average value of the myoelectric potential, a cumulative calculation result of the myoelectric potential, and a frequency distribution of the myoelectric potential. . In the case where the amplitude value of the electromyogram is used as input information to the impedance constant correction unit 103, the maximum amplitude value of the electromyogram obtained in each preset period section is input during the training operation, and is shown in FIG. The evaluation function 201 evaluates the myoelectricity. Subsequent processing is the same as the method described in the above embodiment, and the training device 101 is implemented by using a desired training menu (passive exercise, automatic assistance exercise, automatic exercise or resistance exercise, etc.), and impedance control according to the trainee. Control the operation of.
【0020】筋電の平均値をインピーダンス定数修正部
103への入力情報とする場合では、訓練動作中におい
て、あらかじめ設定された周期区間毎で得られる筋電の
振幅値の平均を入力し、図3で示した評価関数201に
より筋電の評価を行う。以後は同様の制御方法により訓
練器101の動作を制御する。筋電の累積演算処理結果
をインピーダンス定数修正部103への入力情報とする
場合では、訓練動作中において、あらかじめ設定された
周期区間内で得られる筋電値の累積積分を入力し、図3
で示した評価関数201により筋電の評価を行う。以後
は同様の制御方法により訓練器101の動作を制御す
る。When the average value of the electromyogram is used as the input information to the impedance constant correction unit 103, during the training operation, the average of the amplitude values of the electromyogram obtained in each of the predetermined period sections is input. The evaluation of the myoelectricity is performed using the evaluation function 201 shown in FIG. Thereafter, the operation of the training device 101 is controlled by the same control method. When the result of the cumulative calculation of the myoelectricity is used as the input information to the impedance constant correction section 103, the cumulative integration of the myoelectric value obtained within a preset period section is input during the training operation, and FIG.
The myoelectricity is evaluated using the evaluation function 201 shown by. Thereafter, the operation of the training device 101 is controlled by the same control method.
【0021】筋電の周波数分布の変移をインピーダンス
定数修正部103の入力情報とする場合では、訓練動作
中において、あらかじめ設定された周期区間内で得られ
る筋電波形からFFTによる周波数変換を行いそのパワ
ースペクトルを求め、周波数の帯域分布(最大の周波数
帯域または平均の周波数帯域)を情報とし、図3で示し
た評価関数201で評価を行う。以後は同様の制御方法
により装置の動作を制御する。When the change in the frequency distribution of the electromyogram is used as the input information of the impedance constant correction unit 103, during the training operation, the frequency conversion by the FFT is performed on the electromyogram obtained in a predetermined period section. The power spectrum is obtained, and the frequency band distribution (the maximum frequency band or the average frequency band) is used as information, and evaluation is performed using the evaluation function 201 shown in FIG. Thereafter, the operation of the apparatus is controlled by the same control method.
【0022】なお、インピーダンスZを変化させること
で、訓練器101の位置、速度、負荷を可変にすること
ができる。By changing the impedance Z, the position, speed and load of the training device 101 can be made variable.
【0023】[0023]
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
肢体を動かす訓練装置において、訓練者の各種骨格筋を
計測し、その筋電を計測することで、筋力の個人差に対
応し、高度な肢体運動が効果的に行える効果がある。As described in detail above, according to the present invention,
In a training device for moving a limb, by measuring various skeletal muscles of the trainee and measuring the myoelectricity, there is an effect that an advanced limb movement can be effectively performed in response to individual differences in muscular strength.
【図1】本発明の一実施形態の訓練装置の概略ブロック
図である。FIG. 1 is a schematic block diagram of a training device according to an embodiment of the present invention.
【図2】インピーダンス定数修正部103と制御部10
4のブロック図である。FIG. 2 shows an impedance constant correction unit 103 and a control unit 10.
FIG. 4 is a block diagram of FIG.
【図3】インピーダンス定数修正部103内の評価関数
201の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of an evaluation function 201 in an impedance constant correction unit 103.
101 訓練器 102 筋電計測装置 101a 訓練器土台 101b 枠 101c 可動部分 101d 肢体把持部 101e リンク機構 103 インピーダンス定数修正部 104 制御部 105 コントローラ装置 106 肢体(訓練対象) 107a 腹直筋にとりつけられた電極 107b 下部背筋群にとりつけられた電極 107c 大腿四頭筋にとりつけられた電極 107d ハムストリングスにとりつけられた電極 107e 下腿三頭筋にとりつけられた電極 201 評価関数 301 インピーダンス定数変更領域 302 インピーダンス定数固定領域 Vk 筋電 Z インピーダンス定数 Reference Signs List 101 training device 102 myoelectric measurement device 101a training device base 101b frame 101c movable portion 101d limb gripping portion 101e link mechanism 103 impedance constant correction portion 104 control portion 105 controller device 106 limb (training target) 107a electrode attached to rectus abdominal muscle 107b An electrode attached to the lower back muscle group 107c An electrode attached to the quadriceps 107d An electrode attached to the hamstrings 107e An electrode attached to the triceps lowerus 201 Evaluation function 301 Impedance constant change area 302 Impedance constant fixed area Vk EMG Z impedance constant
Claims (5)
数の電極と、 前記電極の出力から肢体各部位の骨格筋の活動電位を計
測する筋電計測装置と、 あらかじめ設定された、前記訓練器のインピーダンス制
御におけるインピーダンス定数の最小値、最大値をそれ
ぞれZs、Zmとし、訓練の最終目的の活動電位の値を
Vmとしたとき、前記筋電計測装置で計測された活動電
位Vkに対してインピーダンス定数Zを Vk<Vmのとき Z={(Zm−Zs)/Vm}・Vk+Zs Vk≧Vmのとき Z=Zm のように定めるインピーダンス定数修正部と、前記イン
ピーダンス定数Zで前記訓練器の動作をインピーダンス
制御する制御部を含むコントローラ装置を有する訓練装
置。1. A training device for moving a limb, a plurality of electrodes attached to skin on muscles involved in the movement of the limb, and a myoelectric device for measuring an action potential of skeletal muscle at each part of the limb from an output of the electrode. When the minimum and maximum values of the impedance constant in the impedance control of the training device are set to Zs and Zm, respectively, and the action potential value of the final target of the training is set to Vm, An impedance constant correction unit that determines an impedance constant Z with respect to the action potential Vk measured by the device, when Vk <Vm, Z = {(Zm−Zs) / Vm} · Vk + Zs, when Vk ≧ Vm, Z = Zm A training apparatus having a controller including a control unit for controlling the impedance of the operation of the training device with the impedance constant Z;
動作中において、あらかじめ設定された周期区間毎に得
られた活動電位の最大の振幅値を前記インピーダンス定
数修正部への入力情報である活動電位Vkとする、請求
項1記載の訓練装置。2. The training apparatus according to claim 1, wherein the impedance constant correction unit calculates an action potential Vk, which is input information to the impedance constant correction unit, based on a maximum amplitude value of the action potential obtained for each preset period section during the training operation. The training device according to claim 1, wherein
動作中において、あらかじめ設定された周期区間毎に得
られた活動電位の振幅値の平均を前記インピーダンス定
数修正部への入力情報である活動電位Vkとする、請求
項1記載の訓練装置。3. The impedance constant correcting section calculates an average of the amplitude values of action potentials obtained for each preset period section during a training operation by using an action potential Vk as input information to the impedance constant correcting section. The training device according to claim 1, wherein
動作中において、あらかじめ設定された周期区間内で得
られた活動電位の積分値を前記インピーダンス定数修正
部への入力情報である活動電位Vkとする、請求項1記
載の訓練装置。4. The impedance constant correction unit sets an integral value of an action potential obtained within a preset period section as an action potential Vk as input information to the impedance constant correction unit during a training operation. The training device according to claim 1.
動作中において、あらかじめ設定された周期区間内で得
られた活動電位の波形からFFTによる周波数変換を行
ない、そのパワースペクトルを求め、周波数の帯域分布
を前記インピーダンス定数修正部への入力情報である活
動電位Vkとする、請求項1記載の訓練装置。5. The impedance constant correcting section performs frequency conversion by FFT from a waveform of an action potential obtained within a preset period during a training operation, obtains a power spectrum thereof, and obtains a frequency band distribution. The training device according to claim 1, wherein 活動 is an action potential Vk which is input information to the impedance constant correction unit.
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002119553A (en) * | 2000-10-16 | 2002-04-23 | Yaskawa Electric Corp | Training apparatus for to be treated |
WO2009157433A1 (en) * | 2008-06-24 | 2009-12-30 | パナソニック電工株式会社 | Method and system for carrying out simulation and measurement relating to optimum operational condition for support stand of passive training device |
JP2016158968A (en) * | 2015-03-04 | 2016-09-05 | 上銀科技股▲分▼有限公司 | Under crotch exercise device and its control method |
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1997
- 1997-02-20 JP JP03617997A patent/JP4019227B2/en not_active Expired - Fee Related
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