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訓(xùn)練裝置的制造方法

文檔序號:11436059閱讀:270來源:國知局
訓(xùn)練裝置的制造方法
本發(fā)明涉及一種具備被馬達驅(qū)動的操作桿,并根據(jù)規(guī)定的訓(xùn)練程序來輔助患者的上肢及下肢等的復(fù)健的訓(xùn)練裝置。

背景技術(shù):
由于以腦卒中患者偏癱后的上肢或下肢的運動功能恢復(fù)為目的的復(fù)健一般由職業(yè)治療師、物理治療師來進行,所以在有效地提供復(fù)健方面受限。例如,在以上肢的運動功能恢復(fù)為目的的復(fù)健中,主要要求在比現(xiàn)狀略寬的動作范圍內(nèi),以被動及主動的方式盡可能地反復(fù)癱瘓了的上肢的正確的動作。以與這些運動功能恢復(fù)相關(guān)的復(fù)健為基礎(chǔ),職業(yè)治療師或物理治療師對患者教授正確的動作,在通過手的技巧對患者的上肢施加被動的負荷的同時,引導(dǎo)主動的動作。在該復(fù)健中,由于治療師會疲勞,所以動作的反復(fù)次數(shù)受限。另外,根據(jù)治療師的經(jīng)驗不同,存在在復(fù)健的醫(yī)學(xué)質(zhì)量上也發(fā)生差異的可能性。因此,為了對由治療師進行的訓(xùn)練加以輔助,來消除由疲勞引起的限制,并且盡可能地使該醫(yī)學(xué)質(zhì)量標(biāo)準化,已知有一種專利文獻1那樣的用于輔助胳臂等肢體不便的患者的復(fù)健的訓(xùn)練裝置。該裝置作為上肢訓(xùn)練裝置而被公開,其具備能夠配置在地面上的固定框架、能夠沿全部方向傾轉(zhuǎn)的被固定框架支承的可動框架、以及伸縮自如地安裝于可動框架并由接受訓(xùn)練的人的手來操作的操作桿。專利文獻1:國際公開第2012/117488號專利文獻1公開的那樣的訓(xùn)練裝置主要在接受訓(xùn)練的人按照訓(xùn)練程序來訓(xùn)練應(yīng)該訓(xùn)練的肢部、例如上肢的情況下,監(jiān)視上肢的活動是否追隨操作桿的動作,根據(jù)需要將操作桿的活動以視覺或聽覺信息為基礎(chǔ)對訓(xùn)練裝置的使用者進行教示。該情況下,在現(xiàn)有的訓(xùn)練裝置中,通過裝置內(nèi)部的運算處理,例如僅基于由訓(xùn)練程序指示的操作桿應(yīng)該傾轉(zhuǎn)的角度與實際的操作桿的傾轉(zhuǎn)角度的偏差(位置偏差)的大小,來評價上肢的活動是否追隨由訓(xùn)練程序指示的操作桿的活動。但是,在這樣的僅基于位置偏差的大小的評價方法中,存在不能恰當(dāng)?shù)卦u價下述那樣的位置偏差的狀態(tài)變化之虞。在訓(xùn)練肢部的訓(xùn)練裝置中,作為肢部追隨由在訓(xùn)練裝置中預(yù)先設(shè)定的訓(xùn)練程序所指示的動作的狀態(tài)(追隨狀態(tài)),有以下3種狀態(tài)。(i)使肢部動作的操作桿,在與訓(xùn)練程序所指示的操作桿的應(yīng)該傾轉(zhuǎn)角度一致的狀態(tài)(位置偏差為0的狀態(tài))下進行動作。(ii)在操作桿的單位時間的傾轉(zhuǎn)角度變化與訓(xùn)練程序所指示的操作桿的單位時間的傾轉(zhuǎn)角度變化一致的狀態(tài)(位置偏差雖然不是0,但是為不變的恒定值的狀態(tài))下進行動作。(iii)操作桿在一點一點地偏離訓(xùn)練程序所指示的操作桿的傾轉(zhuǎn)角度的狀態(tài)(位置偏差緩慢變化的狀態(tài))下進行動作。在僅基于位置偏差的大小來評價追隨狀態(tài)的情況下,存在能夠評價上述(i)的追隨狀態(tài),卻不能正確判別上述(ii)或(iii)的追隨狀態(tài)的情況。例如,在位置偏差不變的狀態(tài)下位置偏差為某一規(guī)定的值以上的情況,或者位置偏差緩慢變化而成為某一規(guī)定的值以上的情況下,肢部的動作雖然對于訓(xùn)練程序存在因位置偏差引起的一些延遲,但仍被評價為在追隨訓(xùn)練程序。另一方面,由于若僅基于位置偏差的大小而不考慮例如時間性變化等來評價追隨狀態(tài),則即使在上述(ii)或(iii)的情況下,由于也因位置偏差的大小而被評價為肢部的動作沒有追隨訓(xùn)練程序,所以不能恰當(dāng)?shù)卣莆张c操作桿的狀態(tài)對應(yīng)的患者的狀況。即,在僅基于位置偏差的大小來評價操作桿的追隨狀態(tài)時,不能準確地判別例如位置偏差雖然不是0但保持不變的追隨狀態(tài)(在施加恒定的負荷的同時操作桿以恒速動作的狀態(tài))、或位置偏差緩慢變化的追隨狀態(tài)(隨著操作桿接近目標(biāo)點,位置偏差緩慢增大的狀態(tài))等患者的操作桿的操作狀況。從而,不能恰當(dāng)?shù)卣莆栈颊叩臓顟B(tài)。

技術(shù)實現(xiàn)要素:
因此,本發(fā)明的課題在于,提供一種如下所述的用于復(fù)健輔助的訓(xùn)練裝置:準確地判別位置偏差雖然不是0但保持不變的追隨狀態(tài)或位置偏差緩慢變化的追隨狀態(tài),如果是判別的結(jié)果可判斷為能夠繼續(xù)進行訓(xùn)練的情況,則在這樣的2種追隨狀態(tài)下,以繼續(xù)進行肢部的訓(xùn)練的方式控制操作桿。以下,作為用于解決課題的方案,對多個方式進行說明。這些方式能夠根據(jù)需要而進行任意的組合。本發(fā)明的一個方面所涉及的訓(xùn)練裝置是按照訓(xùn)練程序,來訓(xùn)練患者的上肢及/或下肢的四肢的訓(xùn)練裝置。訓(xùn)練裝置具備固定框架、操作桿、馬達、旋轉(zhuǎn)信息輸出傳感器、傾轉(zhuǎn)角度計算部、位置偏差計算部、判斷部、馬達驅(qū)動部、以及位置偏差修正部。固定框架被載置于地面上或接近地面上而載置。操作桿被固定框架支承為能夠至少以1個自由度繞規(guī)定的傾轉(zhuǎn)軸傾轉(zhuǎn)。另外,操作桿保持肢部。馬達使操作桿繞傾轉(zhuǎn)軸傾轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)信息輸出傳感器輸出馬達的旋轉(zhuǎn)量。傾轉(zhuǎn)角度計算部基于馬達的旋轉(zhuǎn)量來算出操作桿的傾轉(zhuǎn)角度。位置偏差計算部以作為規(guī)定時間的第一時間的間隔算出位置偏差。位置偏差是指操作桿的實際的傾轉(zhuǎn)角度與作為在訓(xùn)練程序中被指示的操作桿的應(yīng)該傾轉(zhuǎn)角度的指示傾轉(zhuǎn)角度之差。判斷部每經(jīng)過作為規(guī)定時間的第二時間便取得在位置偏差計算部中算出的位置偏差。而且,判斷部判斷在第二時間的期間發(fā)生的位置偏差的變化量是否為第一閾值以下。當(dāng)在判斷部中判斷為在第二時間的期間發(fā)生的位置偏差的變化量為第一閾值以下的情況下,馬達驅(qū)動部以累積保持位置偏差的方式驅(qū)動馬達。位置偏差修正部在預(yù)先設(shè)定的時刻對所累積保持的位置偏差進行復(fù)位。這樣,判斷部取得每經(jīng)過單位時間(第二時間)時的位置偏差。由此,能夠算出在單位時間(第二時間)的期間發(fā)生的位置偏差的變化量。另外,判斷部判定在單位時間(第二時間)的期間發(fā)生的位置偏差的變化量是否為第一閾值以下。由此,判斷部能夠準確地判別發(fā)生了位置偏差雖然不是0但保持不變的追隨狀態(tài)的情況、或者發(fā)生了位置偏差緩慢變化的追隨狀態(tài)的情況。并且,位置偏差修正部在規(guī)定的時刻對所累積保持的位置偏差進行復(fù)位。由此,在位置偏差雖然不是0但保持不變的狀態(tài)下發(fā)生的位置偏差或者在位置偏差緩慢變化的狀態(tài)下發(fā)生的位置偏差增大時,判斷部判斷為錯誤的情況消失。結(jié)果,患者能夠在該訓(xùn)練裝置中繼續(xù)進行肢部的訓(xùn)練。操作桿可以能夠沿長邊軸線方向伸縮。在此,長邊軸線方向是指操作桿的長度方向。通過操作桿能夠沿長邊軸線方向伸縮,還能夠進行上肢或下肢沿操作桿的長度方向的訓(xùn)練。判斷部可以在第二時間的期間發(fā)生的位置偏差的變化量大于第一閾值的情況下,判斷為錯誤。由此,能夠預(yù)測在該訓(xùn)練裝置中存在某些異常的可能性及/或?qū)^續(xù)進行訓(xùn)練有影響的可能性,從而準確地判斷肢部不能追隨訓(xùn)練程序的情況。訓(xùn)練裝置可以還具備信息提供部。信息提供部在由判斷部判斷為發(fā)生了錯誤時,對包含患者、訓(xùn)練輔助者及醫(yī)療從事著等的使用者提供視覺信息或聽覺信息。由此,能夠?qū)⒃撚?xùn)練裝置的狀態(tài)及/或存在對繼續(xù)進行訓(xùn)練造成影響的可能性等告知使用者。信息提供部可以在患者使操作桿到達了在訓(xùn)練路線中預(yù)先設(shè)定的通過點時,對使用者提供信息,其中,訓(xùn)練路線被設(shè)定在訓(xùn)練程序中。由此,使用者能夠得知已按照訓(xùn)練程序操作了操作桿。另外,通過患者在使操作桿到達了預(yù)先設(shè)定的通過點時對使用者提供視覺信息或聽覺信息,能夠維持用于患者繼續(xù)訓(xùn)練的動機。可以在由判斷部判斷為發(fā)生了錯誤時,停止馬達的旋轉(zhuǎn)。由此,在發(fā)生了錯誤時、即判斷為存在對繼續(xù)進行訓(xùn)練造成影響的可能性的情況下,能夠安全地停止訓(xùn)練裝置。判斷部還可以每經(jīng)過作為規(guī)定時間的第三時間便取得位置偏差。而且,判斷部可以判斷在第三時間的期間發(fā)生的位置偏差的變化量是否為第二閾值以下。并且,當(dāng)在判斷部中判斷為在第三時間的期間發(fā)生的位置偏差的變化量為第二閾值以下時,位置偏差修正部可以對所累積保持的位置偏差進行復(fù)位。由此,能夠不總是進行使操作桿的實際的傾轉(zhuǎn)角度追隨由訓(xùn)練程序所指示的應(yīng)該傾轉(zhuǎn)角度(指示傾轉(zhuǎn)角度)那樣的馬達的控制(位置控制)地對所累積保持的位置偏差進行復(fù)位,患者能夠繼續(xù)進行訓(xùn)練。位置偏差修正部可以在操作桿的動作停止時對所累積保持的位置偏差進行復(fù)位。由此,在下次以后的訓(xùn)練中保留在這次的訓(xùn)練中發(fā)生的位置偏差的情況會消失,因此患者能夠繼續(xù)進行訓(xùn)練。訓(xùn)練裝置可以還具備指令建立部。指令建立部按照訓(xùn)練程序,建立至少包含作為使馬達加速的指令的加速指令和使馬達減速的減速指令的速度指令。此時,馬達驅(qū)動部可以在加速指令的執(zhí)行時,以僅追隨速度指令的方式控制馬達。通過使用至少包含加速指令和減速指令的速度指令來驅(qū)動馬達,馬達能夠順利地動作。結(jié)果,患者能夠按意圖對操作桿進行操作。另外,馬達驅(qū)動部通過在加速指令的執(zhí)行時以僅追隨速度指令的方式驅(qū)動馬達,能夠進行累積保持位置偏差那樣的馬達的控制。結(jié)果,在需要相對較大的馬達轉(zhuǎn)矩而容易發(fā)生位置偏差的、例如在操作桿以較大的傾轉(zhuǎn)角度動作的情況下,患者也能夠使用該訓(xùn)練裝置持續(xù)肢部的訓(xùn)練。并且,通過累積保持位置偏差,能夠基于位置偏差的累積保持量來掌握訓(xùn)練中的肢部的狀況。對速度指令可以還在加速指令與減速指令之間配置使馬達以恒定速度旋轉(zhuǎn)的恒速指令。此時,馬達驅(qū)動部可以在恒速指令的執(zhí)行時,還以僅追隨速度指令的方式控制馬達。通過速度指令還包含恒速指令,在操作桿以較大的傾轉(zhuǎn)角度動作的情況下,也能夠基于來自馬達的反饋電流等,使馬達以恒定速度順利地動作。另外,在恒速指令執(zhí)行時,馬達驅(qū)動部通過以僅追隨速度指令的方式控制馬達,能夠進行累積保持位置偏差那樣的馬達的控制。結(jié)果,在需要相對較大的馬達轉(zhuǎn)矩而容易發(fā)生位置偏差的、例如在操作桿以較大的傾轉(zhuǎn)角度動作的情況下,患者能夠使用該訓(xùn)練裝置,持續(xù)肢部的訓(xùn)練。另外,若使馬達以恒定速度旋轉(zhuǎn),則能夠持續(xù)進行等速運動的肢部的訓(xùn)練。并且,通過累積保持位置偏差,能夠基于位置偏差的累積保持量來掌握訓(xùn)練中的患者的肢部的狀況。指令建立部可以按照訓(xùn)練程序,還建立作為用于控制操作桿的傾轉(zhuǎn)角度的指令的位置指令。另外,馬達驅(qū)動部可以在減速指令的執(zhí)行時,以追隨速度指令及位置指令的方式控制馬達。由此,馬達驅(qū)動部能夠以操作桿減小最大偏差而到達由訓(xùn)練程序所指示的目標(biāo)傾轉(zhuǎn)角度的方式控制馬達。結(jié)果,在將操作桿的位置信作為視覺信息對患者反饋的情況下,也能夠良好地利用該位置信息位置偏差修正部可以在減速指令的開始時,對所累積保持的位置偏差進行復(fù)位。在此,對所累積保持的位置偏差進行復(fù)位是指將所累積保持的位置偏差設(shè)為0。由此,在減速指令的執(zhí)行時,能夠抑制馬達的速度因位置指令而過度變動。根據(jù)本發(fā)明,能夠可靠地判別位置偏差雖然不是0但保持不變的追隨狀態(tài)、或者位置偏差緩慢變化的追隨狀態(tài)。另外,能夠提供一種如下所述的用于復(fù)健輔助的訓(xùn)練裝置:在判別的結(jié)果可判斷為能夠繼續(xù)進行訓(xùn)練的情況下,以在這樣的2個追隨狀態(tài)下,繼續(xù)進行肢部的訓(xùn)練的方式控制操作桿。附圖說明圖1是示意性表示訓(xùn)練裝置的圖。圖2是表示固定框架內(nèi)的控制部和操作桿傾轉(zhuǎn)機構(gòu)的整體結(jié)構(gòu)的圖。圖3是表示操作桿的結(jié)構(gòu)的圖。圖4是表示控制部的整體結(jié)構(gòu)的圖。圖5A是表示三角速度軌道型的速度指令的圖。圖5B是表示梯形速度軌道型的速度指令的圖。圖6是表示位置指令的圖。圖7是表示馬達控制部的結(jié)構(gòu)的圖。圖8是表示馬達驅(qū)動部的結(jié)構(gòu)的圖。圖9是表示訓(xùn)練裝置的基本動作的流程圖。圖10是表示馬達的控制方法的流程圖。圖11是表示速度偏差被消除而另一方面位置偏差被累積保持的情況的圖。圖12是表示位置偏差的變化量是否在允許范圍內(nèi)的判定方法的流程圖。圖13A是表示在第三時間的期間發(fā)生的位置偏差的變化量是否為第二閾值以下的判定方法的流程圖。圖13B是表示操作桿的動作是否停止的判定方法的流程圖。圖13C是表示操作桿的傾轉(zhuǎn)角度是否到達了減速開始位置的判定方法的流程圖。圖14A是表示將位置偏差在物理上復(fù)位的方法的流程圖。圖14B是表示將作為參數(shù)的位置偏差的值設(shè)定為0來將位置偏差復(fù)位的方法的一例的流程圖。圖15A是示意性表示基于將位置偏差在物理上復(fù)位的方法的、位置偏差的復(fù)位方法的圖。圖15B是示意性表示將作為參數(shù)的位置偏差的值設(shè)定為0來對位置偏差進行復(fù)位的方法的一例的圖。圖15C是示意性表示隨著位置指令相對于時間軸平行移動,速度指令也相對于時間軸平行移動的情況的圖。具體實施方式1.第一實施方式(1)訓(xùn)練裝置的整體結(jié)構(gòu)使用圖1,對第一實施方式所涉及的訓(xùn)練裝置100的整體結(jié)構(gòu)進行說明。圖1是示意性表示了訓(xùn)練裝置100的圖。訓(xùn)練裝置100是用于按照規(guī)定的訓(xùn)練程序,進行以使用者(患者)的上肢及/或下肢的四肢中的任意肢部的運動機能恢復(fù)為目的的訓(xùn)練的訓(xùn)練裝置。訓(xùn)練裝置100主要具備固定框架1、操作桿3、以及訓(xùn)練指示部5。固定框架1被載置于設(shè)置訓(xùn)練裝置100的地面上或接近地面而載置。另外,固定框架1形成訓(xùn)練裝置100的主體框體。操作桿3經(jīng)由在固定框架1內(nèi)部具備的操作桿傾轉(zhuǎn)機構(gòu)13(圖2)被安裝于固定框架1。結(jié)果,操作桿3通過操作桿傾轉(zhuǎn)機構(gòu),能夠沿與固定框架1的長度方向平行的X軸及與固定框架1的寬度方向平行的Y軸(圖1及圖2)方向傾轉(zhuǎn)。此外,操作桿3也可以根據(jù)需要而僅沿上述的X軸方向或上述的Y軸方向傾轉(zhuǎn)。該情況下,操作桿3能夠以1個自由度傾轉(zhuǎn)。另外,操作桿3可以在內(nèi)部具備操作桿3的長邊軸向的伸縮機構(gòu)(圖3)。此時,因為操作桿3能夠沿操作桿3的長度方向伸縮,所以能夠與操作桿傾轉(zhuǎn)機構(gòu)13配合而形成至少以2個自由度或3個自由度的動作。另外,操作桿3在其上端部具有肢部支承部件31(后述)。通過將患者的肢部支承于肢部支承部件31,能夠利用操作桿3使患者的肢部移動?;蛘?,能夠按患者自身的意愿使操作桿3移動。訓(xùn)練指示部5經(jīng)由固定部件7被固定于固定框架1。訓(xùn)練指示部5執(zhí)行預(yù)先設(shè)定的訓(xùn)練程序,根據(jù)需要對控制部11(圖2)發(fā)送用于使操作桿3動作的操作桿動作指令。另外,訓(xùn)練指示部5通過預(yù)先設(shè)定的訓(xùn)練程序以視覺信息或聽覺信息來提供訓(xùn)練路線與實際的患者的肢部的訓(xùn)練動作。由此,患者能夠在被反饋由訓(xùn)練程序設(shè)定的訓(xùn)練動作和實際的動作的同時,進行肢部的訓(xùn)練。并且,訓(xùn)練指示部5可以在患者的肢部使操作桿3傾轉(zhuǎn)至訓(xùn)練程序所表示的目標(biāo)點(目標(biāo)傾轉(zhuǎn)角度)時,也通過視覺信息或聽覺信息對使用者告知已到達目標(biāo)傾轉(zhuǎn)角度。由此,能夠維持用于患者繼續(xù)訓(xùn)練的動機。另外,當(dāng)在后述的判斷部1134(圖7)中判斷為發(fā)生了錯誤時,訓(xùn)練指示部5對使用者提供視覺信息或聽覺信息。由此,能夠?qū)⒂?xùn)練裝置100的狀態(tài)及/或存在對繼續(xù)進行訓(xùn)練造成影響的可能性告知使用者。作為訓(xùn)練指示部5,可使用具備液晶顯示器等顯示裝置、CPU(CentralProcessingUnit,中央處理器)、RAM(RandomAccessMemory,隨機存取存儲器)、ROM(ReadOnlyMemory,只讀存儲器)、硬盤、SSD(SolidStateDisk,固態(tài)硬盤)等存儲裝置、以及根據(jù)需要的觸摸面板等輸入裝置的一體型計算機系統(tǒng)。另外,訓(xùn)練指示部5可以構(gòu)成為顯示裝置與其它計算機系統(tǒng)分離。該情況下,經(jīng)由固定部件7被固定于固定框架1的是顯示裝置。在訓(xùn)練指示部5中執(zhí)行的訓(xùn)練程序例如具有(i)引導(dǎo)模式(GuidedMode)、(ii)啟動模式(InitiatedMode)、(iii)步驟啟動模式(StepInitiatedMode)、(iv)后續(xù)輔助模式(FollowAssistMode)、(v)自由模式(FreeMode)這5個訓(xùn)練模式。引導(dǎo)模式是操作桿3與患者的肢部的活動無關(guān)地使肢部沿預(yù)先規(guī)定的方向以一定速度移動的訓(xùn)練模式。啟動模式是相對于在訓(xùn)練程序中預(yù)先設(shè)定的訓(xùn)練路線,檢測患者通過肢部想要使操作桿3在初動位置向正確的方向移動的力(有時也稱為力覺觸發(fā)),操作桿3使患者的肢部沿預(yù)先規(guī)定的訓(xùn)練路線的方向以一定速度移動的訓(xùn)練模式。步驟啟動模式是在操作桿3的訓(xùn)練路線中的規(guī)定位置檢測出力覺觸發(fā)時,操作桿3使患者的肢部移動訓(xùn)練路線中的一定距離的訓(xùn)練模式。后續(xù)輔助模式是每隔規(guī)定周期便檢測力覺觸發(fā),并根據(jù)檢測出的力覺觸發(fā)的大小來改變操作桿3的速度的訓(xùn)練模式。自由模式是以追隨患者自身的肢部的活動的方式使操作桿3移動的訓(xùn)練模式。另外,訓(xùn)練裝置100可以還具備患者在訓(xùn)練中用于就坐的椅子9。椅子9經(jīng)由椅子連接部件91與固定框架1連接,由此能夠確保訓(xùn)練裝置100的穩(wěn)定性。另外,通過重現(xiàn)性良好地固定椅子連接部件91,患者能夠每次在相同的位置實施訓(xùn)練。(2)控制部及操作桿傾轉(zhuǎn)機構(gòu)的結(jié)構(gòu)I.整體結(jié)構(gòu)接下來,使用圖2對控制部11和操作桿傾轉(zhuǎn)機構(gòu)13的整體結(jié)構(gòu)進行說明。圖2是表示固定框架1內(nèi)的控制部11、和操作桿傾轉(zhuǎn)機構(gòu)13的整體結(jié)構(gòu)的圖??刂撇?1和操作桿傾轉(zhuǎn)機構(gòu)13被配置在固定框架1內(nèi)??刂撇?1與訓(xùn)練指示部5以能夠收發(fā)信號的方式連接??刂撇?1接收從訓(xùn)練指示部5發(fā)送的操作桿動作指令。另外,控制部11與X軸方向傾轉(zhuǎn)馬達135b(后述)、Y軸方向傾轉(zhuǎn)馬達135a(后述)、以及伸縮馬達359(圖3)電連接。因此,控制部11基于操作桿動作指令驅(qū)動上述3個馬達。其中,對于控制部11的結(jié)構(gòu)及動作將在下文中進行詳細說明。操作桿傾轉(zhuǎn)機構(gòu)13經(jīng)由固定于固定框架1的操作桿傾轉(zhuǎn)機構(gòu)固定部件15a、15b以能夠傾轉(zhuǎn)的方式安裝于固定框架1。因此,操作桿傾轉(zhuǎn)機構(gòu)13能夠使操作桿3沿X軸方向及Y軸方向(2個自由度)傾轉(zhuǎn)。以下,對操作桿傾轉(zhuǎn)機構(gòu)13的結(jié)構(gòu)進行詳細說明。此外,操作桿傾轉(zhuǎn)機構(gòu)13也可以被構(gòu)成為能夠使操作桿3僅沿X軸方向或Y軸方向(1個自由度)傾轉(zhuǎn)?;蛘撸僮鳁U傾轉(zhuǎn)機構(gòu)13也可以通過設(shè)定而能夠選擇使操作桿3以1個自由度傾轉(zhuǎn)或以2個自由度傾轉(zhuǎn)。II.操作桿傾轉(zhuǎn)機構(gòu)的結(jié)構(gòu)使用圖2,對本實施方式的操作桿傾轉(zhuǎn)機構(gòu)13的結(jié)構(gòu)進行說明。操作桿傾轉(zhuǎn)機構(gòu)13是通過可在2個軸可動的“萬向”機構(gòu),能夠使操作桿3沿X軸方向及Y軸方向傾轉(zhuǎn)的機構(gòu)。在此,X軸方向是指在圖2與固定框架1的長度方向平行的水平方向。Y軸方向是指在圖2中與固定框架1的寬度方向平行的水平方向。操作桿傾轉(zhuǎn)機構(gòu)13具有X軸方向傾轉(zhuǎn)部件131、Y軸方向傾轉(zhuǎn)部件133(后述)、以及與它們分別對應(yīng)的X軸方向傾轉(zhuǎn)馬達135b和Y軸方向傾轉(zhuǎn)馬達135a。其中,在操作桿傾轉(zhuǎn)機構(gòu)13使操作桿3以1個自由度傾轉(zhuǎn)的情況下,操作桿傾轉(zhuǎn)機構(gòu)13只要僅具備X軸方向傾轉(zhuǎn)部件131和X軸方向傾轉(zhuǎn)馬達135b,或者僅具備Y軸方向傾轉(zhuǎn)部件133和Y軸方向傾轉(zhuǎn)馬達135a即可。或者,即使在操作桿傾轉(zhuǎn)機構(gòu)13具備上述4個部件和馬達的情況下,通過使任意一個部件和馬達的組合無效,操作桿傾轉(zhuǎn)機構(gòu)13也能夠使操作桿3以1個自由度傾轉(zhuǎn)。X軸方向傾轉(zhuǎn)部件131被配置在Y軸方向傾轉(zhuǎn)部件133的空間的內(nèi)側(cè)。另外,X軸方向傾轉(zhuǎn)部件131具有從具有與Y軸平行的法線的2個側(cè)面向外側(cè)延伸的2個軸131a、131b。這2個軸131a、131b分別將X軸方向傾轉(zhuǎn)部件131以能夠繞Y軸轉(zhuǎn)動的方式支承在Y軸方向傾轉(zhuǎn)部件133的具有與Y軸平行的法線的2個側(cè)面的各側(cè)面。由此,X軸方向傾轉(zhuǎn)部件131能夠改變固定于X軸方向傾轉(zhuǎn)部件131的操作桿3與X軸所成的角度。在此,有時也將改變操作桿3與X軸所成的角度稱為“沿X軸方向傾轉(zhuǎn)”。其中,操作桿3在一部分被插入于X軸方向傾轉(zhuǎn)部件131的空間S內(nèi)的狀態(tài)下,固定于X軸方向傾轉(zhuǎn)部件131。同樣,Y軸方向傾轉(zhuǎn)部件133具有從具有與X軸平行的法線的2個側(cè)面向外側(cè)延伸的2個軸133a、133b。這2個軸133a、133b分別將Y軸方向傾轉(zhuǎn)部件133以能夠繞X軸轉(zhuǎn)動的方式支承在操作桿傾轉(zhuǎn)機構(gòu)固定部件15a、15b。由此,Y軸方向傾轉(zhuǎn)部件133能夠相對于操作桿傾轉(zhuǎn)機構(gòu)固定部件15a、15b繞X軸轉(zhuǎn)動。結(jié)果,Y軸方向傾轉(zhuǎn)部件133能夠改變固定于X軸方向傾轉(zhuǎn)部件131的操作桿3與Y軸所成的角度。在此,有時將改變操作桿3與Y軸所成的角度稱為“沿Y軸方向傾轉(zhuǎn)”。這樣,Y軸方向傾轉(zhuǎn)部件133使操作桿3沿Y軸方向傾轉(zhuǎn),X軸方向傾轉(zhuǎn)部件131使操作桿3沿X軸方向傾轉(zhuǎn)。因此,操作桿傾轉(zhuǎn)機構(gòu)13能夠使操作桿3以2維的自由度傾轉(zhuǎn)。其中,雖然在圖2中X軸方向傾轉(zhuǎn)部件131被配置在Y軸方向傾轉(zhuǎn)部件133的空間的內(nèi)側(cè),但也可以設(shè)計變更為將X軸方向傾轉(zhuǎn)部件131配置在Y軸方向傾轉(zhuǎn)部件133的空間的外側(cè),并能夠使與其對應(yīng)的部件傾轉(zhuǎn)。Y軸方向傾轉(zhuǎn)馬達135a被固定于操作桿傾轉(zhuǎn)機構(gòu)固定部件15a。另外,Y軸方向傾轉(zhuǎn)馬達135a的輸出旋轉(zhuǎn)軸經(jīng)由未圖示的減速機構(gòu)與從Y軸方向傾轉(zhuǎn)部件133延伸的軸133a以能夠轉(zhuǎn)動軸133a的方式連接。因此,Y軸方向傾轉(zhuǎn)馬達135a使Y軸方向傾轉(zhuǎn)部件133繞X軸轉(zhuǎn)動。并且,Y軸方向傾轉(zhuǎn)馬達135a與控制部11電連接。因此,Y軸方向傾轉(zhuǎn)馬達135a通過基于控制部11的控制,能夠使操作桿3沿Y軸方向傾轉(zhuǎn)。X軸方向傾轉(zhuǎn)馬達135b被固定于Y軸方向傾轉(zhuǎn)部件133的4個側(cè)面中的、對從X軸方向傾轉(zhuǎn)部件131延伸的軸131a進行軸支承的側(cè)面。另外,X軸方向傾轉(zhuǎn)馬達135b的輸出旋轉(zhuǎn)軸經(jīng)由未圖示的減速機構(gòu)與從X軸方向傾轉(zhuǎn)部件131延伸的軸131a以能夠轉(zhuǎn)動軸131a的方式連接。因此,X軸方向傾轉(zhuǎn)馬達135b能夠使X軸方向傾轉(zhuǎn)部件131繞Y軸轉(zhuǎn)動。并且,X軸方向傾轉(zhuǎn)馬達135b與控制部11電連接。因此,X軸方向傾轉(zhuǎn)馬達135b通過基于控制部11的控制,能夠使操作桿3沿X軸方向傾轉(zhuǎn)。這樣,Y軸方向傾轉(zhuǎn)馬達135a及X軸方向傾轉(zhuǎn)馬達135b通過基于控制部11的控制,使操作桿3分別沿X軸方向及Y軸方向以1個自由度傾轉(zhuǎn)。即,通過具備X軸方向傾轉(zhuǎn)馬達135b及Y軸方向傾轉(zhuǎn)馬達135a,能夠在2維上控制操作桿3。作為Y軸方向傾轉(zhuǎn)馬達135a及X軸方向傾轉(zhuǎn)馬達135b,例如能夠使用伺服馬達或無刷馬達等電動馬達。(3)操作桿的結(jié)構(gòu)I.整體結(jié)構(gòu)接下來,使用圖3對操作桿3的結(jié)構(gòu)進行說明。首先,對操作桿3的整體結(jié)構(gòu)進行說明。圖3是表示操作桿3的結(jié)構(gòu)的圖。操作桿3具備肢部支承部件31、固定支柱(stay)33、以及伸縮機構(gòu)35。肢部支承部件31被固定于伸縮機構(gòu)35的罩353(后述)的上端部。肢部支承部件31是支承患者的肢部的部件。固定支柱33形成操作桿3的主體。另外,固定支柱33具有收納伸縮機構(gòu)35的可動支柱351(后述)的空間S’。并且,固定支柱33具有用于將操作桿3固定于操作桿傾轉(zhuǎn)機構(gòu)13的X軸方向傾轉(zhuǎn)部件131的固定部件(未圖示)。通過利用固定支柱33的該固定部件將固定支柱33固定于X軸方向傾轉(zhuǎn)部件131,操作桿3被固定于操作桿傾轉(zhuǎn)機構(gòu)13。伸縮機構(gòu)35以能夠沿固定支柱33的長度方向移動的方式被設(shè)置于固定支柱33。由此,操作桿3能夠沿操作桿3的長度方向伸縮。以下,對伸縮機構(gòu)35的結(jié)構(gòu)進行詳細說明。II.伸縮機構(gòu)的結(jié)構(gòu)如圖3所示,伸縮機構(gòu)35具有可動支柱351、罩353、螺母355、螺桿軸357、以及伸縮馬達359??蓜又е?51被插入到在固定支柱33設(shè)置的空間S’。另外,可動支柱351具有未圖示的滑動單元。該滑動單元以能夠滑動的方式與在固定支柱33的內(nèi)壁設(shè)置的導(dǎo)軌37卡合。結(jié)果,可動支柱351能夠在設(shè)置于固定支柱33的空間S’內(nèi)沿導(dǎo)軌37移動。罩353被固定于可動支柱351的上端部。由此,罩353能夠根據(jù)可動支柱351的移動而進行移動。另外,罩353在上端部具備肢部支承部件31。因此,罩353能夠使肢部支承部件31沿固定支柱33延伸的方向移動。螺母355被安裝于可動支柱351的底部。螺母355將螺桿軸357(后述)擰合。螺桿軸357是沿與固定支柱33的長度方向平行的方向延伸的、設(shè)置有螺紋的部件。另外,螺桿軸357與螺母355擰合。因此,螺桿軸357通過進行旋轉(zhuǎn),使螺母355沿著螺桿軸357的長度方向(即,固定支柱33的長度方向(長邊軸線方向))移動。如上所述,由于螺母355被固定于可動支柱351的底部,所以通過螺母355沿著螺桿軸357延伸的方向移動,可動支柱351能夠沿著固定支柱33的長度方向移動。伸縮馬達359被固定于固定支柱33的底部。另外,伸縮馬達359的輸出旋轉(zhuǎn)軸以能夠繞螺桿軸357旋轉(zhuǎn)的方式與螺桿軸357的長度方向的端部連接。并且,伸縮馬達359與控制部11電連接。因此,伸縮馬達359通過來自控制部11的控制,能夠使螺桿軸357繞螺桿軸357的軸旋轉(zhuǎn)。如上所述,由于螺母355與螺桿軸357擰合,所以螺母355根據(jù)螺桿軸357的旋轉(zhuǎn),能夠沿著螺桿軸357的長度方向移動。因此,可動支柱351根據(jù)伸縮馬達359的旋轉(zhuǎn),能夠沿著固定支柱33的長度方向(長邊軸線方向)移動。(4)控制部的結(jié)構(gòu)I.整體結(jié)構(gòu)接下來,使用圖4對控制部11的整體結(jié)構(gòu)進行說明。圖4是表示控制部11的整體結(jié)構(gòu)的圖。作為控制部11,能夠使用例如具備CPU、RAM、ROM、硬盤裝置、SSD等存儲裝置、轉(zhuǎn)換電信號的接口等的微型計算機系統(tǒng)等。另外,下文中說明的控制部11的功能的一部分或全部可以作為在微型計算機系統(tǒng)中能夠執(zhí)行的程序來實現(xiàn)。另外,該程序可以存儲于微型計算機系統(tǒng)的存儲裝置。并且,控制部11的功能的一部分或全部可以通過專用集成電路等來實現(xiàn)。控制部11具有指令建立部111和馬達控制部113a、113b、113c。指令建立部111與訓(xùn)練指示部5、馬達控制部113a、113b、113c以能夠收發(fā)信號的方式連接。指令建立部111基于從訓(xùn)練指示部5發(fā)送的操作桿動作指令,建立用于馬達控制部113a、113b、113c分別驅(qū)動Y軸方向傾轉(zhuǎn)馬達135a、X軸方向傾轉(zhuǎn)馬達135b、及伸縮馬達359的指令。在指令建立部111中建立的指令有速度指令和位置指令。速度指令是指用于控制馬達的旋轉(zhuǎn)速度(操作桿3的單位時間的傾轉(zhuǎn)角度或伸縮的長度的變化量)的指令。另外,位置指令是指用于控制操作桿3的傾轉(zhuǎn)角度或伸縮長度的指令。在如后所述,馬達控制部113a、113b、113c基于速度指令控制上述馬達時,上述馬達被控制成追隨速度指令所指示的速度。即,在速度指令所指示的速度和實際的馬達的旋轉(zhuǎn)速度之間存在差(速度偏差)時,馬達控制部113a、113b、113c以消除速度偏差的方式控制上述馬達。另一方面,在馬達控制部113a、113b、113c基于位置指令控制上述馬達時,上述馬達將操作桿3的傾轉(zhuǎn)角度或伸縮長度控制成追隨位置指令所指示的傾轉(zhuǎn)角度(指示傾轉(zhuǎn)角度)或伸縮長度(指示伸縮長度)。即,在位置指令所指示的傾轉(zhuǎn)角度和操作桿3的實際的傾轉(zhuǎn)角度、或者位置指令所指示的伸縮長度和操作桿3的實際的伸縮長度之間存在差(位置偏差)時,馬達控制部113a、113b、113c以消除位置偏差的方式控制上述馬達。其中,在指令建立部111中建立的速度指令及位置指令是時間的函數(shù)。另一方面,從訓(xùn)練指示部5發(fā)送的操作桿動作指令至少包含與使操作桿3移動至哪個傾轉(zhuǎn)角度相關(guān)的信息(目標(biāo)位置信息)、和與操作桿3的單位時間的傾轉(zhuǎn)角度或伸縮長度的變化量(傾轉(zhuǎn)角度速度或伸縮長度速度)相關(guān)的信息(目標(biāo)速度信息),還包含與用于使操作桿3的傾轉(zhuǎn)角度速度或伸縮長度速度到達所期望的傾轉(zhuǎn)角度速度的加速度相關(guān)的信息(加速度信息)、和與用于使操作桿3從動作狀態(tài)成為停止?fàn)顟B(tài)的減速度相關(guān)的信息(減速度信息)。即,在成為建立速度指令及位置指令的根源的操作桿動作指令中不包含與時間相關(guān)的信息。但是,在操作桿動作指令中包含與距離相關(guān)的信息(與目標(biāo)位置信息對應(yīng))、與速度相關(guān)的信息(與目標(biāo)速度信息對應(yīng)),還包含與加速度相關(guān)的信息(與加速度信息及減速度信息對應(yīng))。因此,能夠根據(jù)這些信息算出與時間相關(guān)的信息。因而,指令建立部111通過適當(dāng)?shù)亟M合包含于操作桿動作指令的目標(biāo)位置信息、目標(biāo)速度信息、還有加速度信息和減速度信息而進行計算,能夠建立作為時間函數(shù)的速度指令及位置指令。另外,在指令建立部111中建立的速度指令有圖5A及圖5B所示那樣的2種速度指令。1種是如圖5A所示,僅包含使馬達以恒定加速度加速的加速指令、和使馬達以恒定減速度減速的減速指令的速度指令。若將這樣的速度指令表示在以時間為橫軸、以速度為縱軸的坐標(biāo)上,則成為三角形狀的圖表。因此,有時也將這樣的速度指令稱為三角速度軌道型的速度指令。速度指令成為三角速度軌道的情況是例如在從當(dāng)前的操作桿3的傾轉(zhuǎn)角度到在訓(xùn)練指示部5中指示的操作桿3的目標(biāo)傾轉(zhuǎn)角度之間移動的操作桿3的移動距離較短的情況、或者被操作桿動作指令指示的馬達的加速度或減速度較小的情況等。這樣,通過速度指令中包含加速指令和減速指令,馬達控制部113a、113b、113c能夠順利地控制馬達。還有1種是如圖5B所示,除了加速指令和減速指令之外,還包含使馬達以一定速度旋轉(zhuǎn)的恒速指令的速度指令。若將這樣的速度指令表示在以時間為橫軸、以速度為縱軸的坐標(biāo)上,則成為梯形形狀的圖表。因此,有時也將這樣的速度指令稱為梯形速度軌道型的速度指令。速度指令成為梯形速度軌道的情況是例如從當(dāng)前的操作桿3的傾轉(zhuǎn)角度到在訓(xùn)練指示部5中指示的操作桿3的目標(biāo)傾轉(zhuǎn)角度之間移動的操作桿3的移動距離較大的情況、或者馬達的加速度或減速度較大的情況等。這樣,通過速度指令還包含恒速指令,即使在操作桿3以較大的傾轉(zhuǎn)角度動作的情況下,馬達控制部113a、113b、113c也能夠使馬達順利地進行動作。另一方面,若將在指令建立部111中建立的位置指令表示在以時間為橫軸、以位置(傾轉(zhuǎn)角度)為縱軸的坐標(biāo)上,則成為圖6所示那樣的形狀。位置指令與速度指令的時間的積分值對應(yīng)。圖6所示的位置指令是與圖5B所示的梯形速度軌道型的速度指令對應(yīng)的位置指令。因此,在梯形速度軌道型的速度指令中,在速度以正的斜率增加的時間從0到t1(加速指令區(qū)間)的期間,位置指令成為時間為0時達到頂點的向下凸的拋物線形狀。在速度指令中速度成為與水平軸平行的直線的、時間從t1到t2(恒速指令區(qū)間)的期間,位置指令以正的斜率線性增加。而且,在速度指令中速度以負的斜率減少的、時間從t2到t3(減速指令區(qū)間)的期間,位置指令成為時間為t3時達到頂點的向上凸的拋物線形狀。馬達控制部113a、113b、113c與指令建立部111以能夠收發(fā)信號的方式連接。因此,馬達控制部113a、113b、113c能夠從指令建立部111接收速度指令及位置指令。另外,馬達控制部113a、113b、113c分別與Y軸方向傾轉(zhuǎn)馬達135a、X軸方向傾轉(zhuǎn)馬達135b、伸縮馬達359電連接。因此,馬達控制部113a、113b、113c能夠基于速度指令及/或位置指令來控制上述的馬達。并且,馬達控制部113a、113b、113c分別與Y軸方向傾轉(zhuǎn)馬達135a用的第一旋轉(zhuǎn)信息輸出傳感器135a-1、X軸方向傾轉(zhuǎn)馬達135b用的第二旋轉(zhuǎn)信息輸出傳感器135b-1、伸縮馬達359用的第三旋轉(zhuǎn)信息輸出傳感器359-1以能夠收發(fā)信號的方式連接。第一旋轉(zhuǎn)信息輸出傳感器135a-1、第二旋轉(zhuǎn)信息輸出傳感器135b-1、第三旋轉(zhuǎn)信息輸出傳感器359-1分別被固定于Y軸方向傾轉(zhuǎn)馬達135a的輸出旋轉(zhuǎn)軸、X軸方向傾轉(zhuǎn)馬達135b的輸出旋轉(zhuǎn)軸、伸縮馬達359的輸出旋轉(zhuǎn)軸。由此,第一旋轉(zhuǎn)信息輸出傳感器135a-1、第二旋轉(zhuǎn)信息輸出傳感器135b-1、第三旋轉(zhuǎn)信息輸出傳感器359-1能夠分別輸出Y軸方向傾轉(zhuǎn)馬達135a的旋轉(zhuǎn)量、X軸方向傾轉(zhuǎn)馬達135b的旋轉(zhuǎn)量、伸縮馬達359的旋轉(zhuǎn)量。作為第一旋轉(zhuǎn)信息輸出傳感器135a-1、第二旋轉(zhuǎn)信息輸出傳感器135b-1、第三旋轉(zhuǎn)信息輸出傳感器359-1,可使用能夠測定馬達的輸出旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)量的傳感器。作為這樣的傳感器,例如能夠優(yōu)選使用增量型編碼器、絕對型編碼器等編碼器。在將編碼器用作傳感器的情況下,第一旋轉(zhuǎn)信息輸出傳感器135a-1、第二旋轉(zhuǎn)信息輸出傳感器135b-1、及第三旋轉(zhuǎn)信息輸出傳感器359-1分別輸出與Y軸方向傾轉(zhuǎn)馬達135a的旋轉(zhuǎn)量、X軸方向傾轉(zhuǎn)馬達135b的旋轉(zhuǎn)量、伸縮馬達359的旋轉(zhuǎn)量相應(yīng)的脈沖信號。這樣,通過馬達控制部113a、113b、113c與測定馬達的輸出旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)量的第一旋轉(zhuǎn)信息輸出傳感器135a-1、第二旋轉(zhuǎn)信息輸出傳感器135b-1、第三旋轉(zhuǎn)信息輸出傳感器359-1連接,馬達控制部113a、113b、113c能夠考慮實際的馬達的旋轉(zhuǎn)量等來控制上述的馬達。接下來,對馬達控制部113a、113b、113c進行詳細說明。在以下說明中,將馬達控制部113a作為例子來進行說明。這是因為其它的馬達控制部113b、113c也具有與馬達控制部113a相同的結(jié)構(gòu),進行相同的動作。II.馬達控制部的結(jié)構(gòu)使用圖7,對馬達控制部113a的結(jié)構(gòu)進行說明。圖7是表示了馬達控制部113a的結(jié)構(gòu)的圖。馬達控制部113a具有傾轉(zhuǎn)角度計算部1131、位置偏差計算部1132、位置偏差修正部1133、判斷部1134、以及馬達驅(qū)動部1135。傾轉(zhuǎn)角度計算部1131與第一旋轉(zhuǎn)信息輸出傳感器135a-1以能夠收發(fā)信號的方式連接。由此,與由第一旋轉(zhuǎn)信息輸出傳感器135a-1測定出的Y軸方向傾轉(zhuǎn)馬達135a的輸出旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)量相應(yīng)地輸出的脈沖信號被輸入至傾轉(zhuǎn)角度計算部1131。而且,傾轉(zhuǎn)角度計算部1131根據(jù)從第一旋轉(zhuǎn)信息輸出傳感器135a-1輸出的脈沖信號所包含的脈沖數(shù)來算出操作桿3的(Y軸方向的)傾轉(zhuǎn)角度。位置偏差計算部1132與傾轉(zhuǎn)角度計算部1131以能夠收發(fā)信號的方式連接。由此,在傾轉(zhuǎn)角度計算部1131中算出的操作桿3的傾轉(zhuǎn)角度被輸入至位置偏差計算部1132。另外,位置偏差計算部1132與指令建立部111以能夠收發(fā)信號的方式連接。由此,由指令建立部111建立的位置指令被輸入至位置偏差計算部1132。位置偏差計算部1132將在傾轉(zhuǎn)角度計算部1131中算出的實際的操作桿3的傾轉(zhuǎn)角度與在位置指令中指示的操作桿3的傾轉(zhuǎn)角度(指示傾轉(zhuǎn)角度)之差作為位置偏差以第一時間T1間隔算出。作為算出位置偏差的間隔的第一時間T1與馬達驅(qū)動部1135控制Y軸方向傾轉(zhuǎn)馬達135a的控制間隔對應(yīng)。位置偏差修正部1133與位置偏差計算部1132以能夠收發(fā)信號的方式連接。因此,位置偏差從位置偏差計算部1132被輸入至位置偏差修正部1133。另外,位置偏差修正部1133與判斷部1134以能夠收發(fā)信號的方式連接。因此,基于判斷部1134的信號,位置偏差修正部1133能夠切換是否進行位置偏差的修正。并且,位置偏差修正部1133與指令建立部111以能夠收發(fā)信號的方式連接。因此,位置指令能夠從指令建立部111被輸入至位置偏差修正部1133。另外,如后所述,位置偏差修正部1133與馬達驅(qū)動部1135中的位置控制部1135-2(圖8)以能夠收發(fā)信號的方式連接。因此,位置偏差修正部1133能夠?qū)⒈恍拚蟮奈恢闷?被復(fù)位后的位置偏差)輸出至位置控制部1135-2。位置偏差修正部1133在預(yù)先設(shè)定的時刻對從位置偏差計算部1132輸出并被累積保持的位置偏差進行復(fù)位。在本實施方式中,對位置偏差進行復(fù)位的時刻被設(shè)定為(i)在判斷部1134中判斷為在第三時間T3(后述)的期間發(fā)生的位置偏差的變化量為第二閾值φ2(后述)以下時、(ii)操作桿3(Y軸方向傾轉(zhuǎn)馬達135a)的動作停止時、及/或(iii)操作桿3的傾轉(zhuǎn)角度到達了減速開始位置(后述)時。在位置偏差修正部1133中,可以設(shè)定為在這3個時刻均對所累積保持的位置偏差進行復(fù)位,也可以設(shè)定為在這3個之中的1個或者2個時刻對所累積保持的位置偏差進行復(fù)位。此外,在不符合上述時刻(i)~(iii)的任意一個的情況下,位置偏差修正部1133不對所累積保持的位置偏差進行復(fù)位地將從位置偏差計算部1132輸出的位置偏差原樣輸出。對于上述3個時刻中的時刻(i),能夠基于來自判斷部1134的信號來檢測。另一方面,對于時刻(ii)及(iii),在位置偏差修正部1133中檢測操作桿3的實際的傾轉(zhuǎn)角度來進行。在位置偏差修正部1133中,操作桿3的實際的傾轉(zhuǎn)角度通過從位置指令所指示的指示傾轉(zhuǎn)角度減去位置偏差來獲得。但是,并不限于此,位置偏差修正部1133也可以從傾轉(zhuǎn)角度計算部1131直接取得操作桿3的實際的傾轉(zhuǎn)角度。另外,位置偏差修正部1133通過下面2種方法對所累積保持的位置偏差進行復(fù)位。第一個是方法是在上述的時刻中,將馬達驅(qū)動部1135的位置控制部1135-2(圖8)和合成部(后述)暫時連接,對Y軸方向傾轉(zhuǎn)馬達135a暫時執(zhí)行使操作桿3的傾轉(zhuǎn)角度追隨指示傾轉(zhuǎn)角度那樣的控制(位置控制)的方法。由此,操作桿3的實際的傾轉(zhuǎn)角度與指示傾轉(zhuǎn)角度一致。結(jié)果,能夠抑制位置偏差被過度累積保持。其中,有時也將進行了使操作桿3的傾轉(zhuǎn)角度追隨指示傾轉(zhuǎn)角度那樣的控制(位置控制)的結(jié)果是操作桿3的實際的傾轉(zhuǎn)角度與指示傾轉(zhuǎn)角度一致的情況稱為“操作桿3的實際的傾轉(zhuǎn)角度與指示傾轉(zhuǎn)角度在物理上一致”或“將位置偏差在物理上復(fù)位”。第二個方法是在上述的時刻中,將作為在控制部11中進行處理的參數(shù)的位置偏差的值設(shè)為0的方法。在該位置偏差的復(fù)位方法中,即使對位置偏差進行復(fù)位,操作桿3的實際的傾轉(zhuǎn)角度與指示傾轉(zhuǎn)角度的位置偏差也被保持。這樣,通過將作為參數(shù)的位置偏差的值設(shè)為0,能夠抑制所累積保持的位置偏差(后述)的大小增大,可避免被判斷為錯誤。另外,如后所述,位置控制部1135-2基于從位置偏差修正部1133輸出的被修正后的位置偏差進行控制。因此,通過將作為參數(shù)的位置偏差設(shè)為0,能夠減小從位置控制部1135-2輸出的第二控制量(后述)。結(jié)果,能夠抑制Y軸方向傾轉(zhuǎn)馬達135a的旋轉(zhuǎn)速度基于位置偏差的增大而過度增大。因此,能夠安全地持續(xù)訓(xùn)練。判斷部1134與位置偏差計算部1132以能夠收發(fā)信號的方式連接。因此,位置偏差能夠從位置偏差計算部1132被輸入至判斷部1134。另外,判斷部1134與位置偏差修正部1133及馬達驅(qū)動部1135(后述)以能夠收發(fā)信號的方式連接。因此,判斷部1134能夠基于以下表示的第一條件及/或第二條件是“真”還是“假”來決定位置偏差修正部1133及馬達驅(qū)動部1135的動作。判斷部1134每經(jīng)過第二時間T2便取得從位置偏差計算部1132輸出的位置偏差。如下所述,通過每經(jīng)過預(yù)先設(shè)定的第二時間T2便取得位置偏差,能夠算出單位時間的位置偏差的變化量。結(jié)果,判斷部1134能夠準確地判斷發(fā)生了位置偏差雖然不是0但保持不變的追隨狀態(tài)的情況、或者發(fā)生了位置偏差緩慢變化的追隨狀態(tài)的情況。而且,判斷部1134判斷在第二時間T2的期間發(fā)生的位置偏差的變化量是否為第一閾值φ1以下(第一條件)。而且,若第一條件為“真”,則判斷部1134指令馬達驅(qū)動部1135以累積保持位置偏差的方式驅(qū)動Y軸方向傾轉(zhuǎn)馬達135a。另一方面,在判斷部1134中判斷為第一條件是“假”的情況下,判斷為錯誤。在判斷為第一條件是“假”的情況下,判斷部1134指令馬達控制部113a進行錯誤處理。第一條件為“假”意味著位置偏差發(fā)生急劇變化,并且表示患者的肢部無法追隨所設(shè)定的訓(xùn)練程序,存在對訓(xùn)練的繼續(xù)進行造成影響的可能性。因此,通過在第一條件為“假”的情況下進行錯誤處理,能夠安全地運轉(zhuǎn)或停止訓(xùn)練裝置100。結(jié)果,能夠安全地持續(xù)訓(xùn)練或者結(jié)束訓(xùn)練。另外,判斷部1134每經(jīng)過第三時間T3便取得從位置偏差計算部1132輸出的位置偏差。而且,判斷部1134判斷在第三時間T3的期間發(fā)生的位置偏差的變化量是否為第二閾值φ2以下(第二條件)。而且,在第二條件為“真”時,判斷部1134指令位置偏差修正部1133對位置偏差進行復(fù)位。由此,在第三時間T3的期間發(fā)生的位置偏差的變化量為第二閾值φ2以下時,位置偏差修正部1133能夠?qū)ξ恢闷钸M行復(fù)位。馬達驅(qū)動部1135與指令建立部111以能夠收發(fā)信號的方式連接。因此,位置指令及速度指令從指令建立部111被輸入至馬達驅(qū)動部1135。另外,馬達驅(qū)動部1135與Y軸方向傾轉(zhuǎn)馬達135a電連接。并且,馬達驅(qū)動部1135與第一旋轉(zhuǎn)信息輸出傳感器135a-1以能夠收發(fā)信號的方式連接。因此,馬達驅(qū)動部1135能夠基于速度指令及/或位置指令和Y軸方向傾轉(zhuǎn)馬達135a的旋轉(zhuǎn)量,來控制Y軸方向傾轉(zhuǎn)馬達135a。其中,對于馬達驅(qū)動部1135的詳細內(nèi)容將在下文中描述。III.馬達驅(qū)動部的結(jié)構(gòu)接下來,使用圖8對馬達驅(qū)動部1135的結(jié)構(gòu)進行說明。圖8是表示馬達驅(qū)動部的結(jié)構(gòu)的圖。馬達驅(qū)動部1135具有速度控制部1135-1、位置控制部1135-2、速度計算部1135-3、電力供給部1135-4(后述)、偏差計算部1135-5(后述)、合成部1135-6(后述)、以及切換部1135-7(后述)。速度控制部1135-1與偏差計算部1135-5以能夠收發(fā)信號的方式連接。因此,速度控制部1135-1被輸入在偏差計算部1135-5中算出的、由速度指令指示的速度(指示速度)與Y軸方向傾轉(zhuǎn)馬達135a的實際的速度之差(速度偏差)。而且,速度控制部1135-1基于被輸入的速度偏差,來算出用于控制電力供給部1135-4的第一控制量。此時,速度控制部1135-1以消除被輸入的速度偏差的方式算出第一控制量。即,速度控制部1135-1算出使實際的馬達的速度追隨指示速度那樣的第一控制量。作為速度控制部1135-1,例如能夠使用基于控制理論計算出消除速度偏差那樣的控制量的控制裝置。作為這樣的控制裝置,例如有采用了PID(ProportionalIntegralDifferential,比例積分微分)控制理論等控制理論的控制裝置等。在本實施方式中,作為速度控制部1135-1,使用采用了PI(ProportionalIntegral)控制理論的控制裝置。在速度控制部1135-1是采用了PI控制理論的控制裝置的情況下,若將速度偏差設(shè)為Δv,則第一控制量被表示為Kpv×Δv+Kiv×Int(Δv)。在此,Int(Δv)是速度偏差Δv的時間積分值。Kpv、Kiv是被稱為控制增益的常數(shù)。位置控制部1135-2與位置偏差修正部1133以能夠收發(fā)信號的方式連接。因此,對位置控制部1135-2輸入從位置偏差修正部1133輸出的被修正后的位置偏差。而且,位置控制部1135-2以消除從位置偏差修正部1133輸出的被修正后的位置偏差的方式算出用于控制電力供給部1135-4的第二控制量。作為位置控制部1135-2,與速度控制部1135-1同樣,能夠使用進行基于控制理論的控制的控制裝置。在本實施方式中,作為位置控制部1135-2,使用采用了PI控制理論的控制裝置。該情況下,若將位置偏差設(shè)為Δθ,則第二控制量被表示為Kpp×Δθ+Kip×Int(Δθ)。在此,Int(Δθ)是位置偏差Δθ的時間積分值。Kpp、Kip是被稱為控制增益的常數(shù)。速度計算部1135-3與第一旋轉(zhuǎn)信息輸出傳感器135a-1以能夠收發(fā)信號的方式連接。由此,速度計算部1135-3根據(jù)從第一旋轉(zhuǎn)信息輸出傳感器135a-1輸出的脈沖信號來算出Y軸方向傾轉(zhuǎn)馬達135a的旋轉(zhuǎn)速度。Y軸方向傾轉(zhuǎn)馬達135a的旋轉(zhuǎn)速度例如能夠根據(jù)脈沖信號中的單位時間的脈沖數(shù)來算出。電力供給部1135-4經(jīng)由合成部1135-6與速度控制部1135-1連接。另外,電力供給部1135-4經(jīng)由合成部1135-6及切換部1135-7與位置控制部1135-2連接。由此,只有從速度控制部1135-1輸出的第一控制量被輸入至電力供給部1135-4,或者第一控制量與從位置控制部1135-2輸出的第二控制量在合成部1135-6中合成而被輸入至電力供給部1135-4。在只有第一控制量被輸入至電力供給部1135-4的情況下,電力供給部1135-4僅基于使Y軸方向傾轉(zhuǎn)馬達135a的速度(旋轉(zhuǎn)速度)追隨指示速度的第一控制量來輸出反饋電流。由此,馬達驅(qū)動部1135能夠以使馬達的旋轉(zhuǎn)速度追隨指示速度的方式驅(qū)動Y軸方向傾轉(zhuǎn)馬達135a。另一方面,在第一控制量和第二控制量雙方在合成部1135-6中被合成而輸入至電力供給部1135-4的情況下,電力供給部1135-4輸出使馬達的旋轉(zhuǎn)速度追隨指示速度且使操作桿3的傾轉(zhuǎn)角度追隨指示傾轉(zhuǎn)角度那樣的反饋電流。由此,馬達驅(qū)動部1135以不僅使馬達的旋轉(zhuǎn)速度追隨指示速度,還使操作桿3的傾轉(zhuǎn)角度追隨指示傾轉(zhuǎn)角度的方式驅(qū)動Y軸方向傾轉(zhuǎn)馬達135a。其中,在本實施方式中,從電力供給部1135-4輸出基于第一控制量及/或第二控制量控制了的電流(反饋電流)。但是,從電力供給部1135-4輸出的不限于反饋電流。例如,也可以從電力供給部1135-4輸出基于第一控制量及/或第二控制量控制了電壓值及/或占空比的電壓。另外,電力供給部1135-4可以與判斷部1134連接。而且,電力供給部1135-4可以基于上述的第一條件的真假來控制從電力供給部1135-4輸出的反饋電流或電壓。例如,可以在第一條件是“真”的情況下,對從電力供給部1135-4輸出的電流值或電壓值不設(shè)限制,在第一條件是“假”的情況下,對能夠從電力供給部1135-4輸出的電流值或電壓值設(shè)置上限。由此,在第二時間T2的期間發(fā)生的位置偏差的變化量為第一閾值φ1以下的情況(第一條件為“真”的情況)下,能夠以累積保持位置偏差的方式控制軸方向傾轉(zhuǎn)馬達135a。另一方面,在第二時間T2的期間發(fā)生的位置偏差的變化量大于第一閾值φ1的情況(第一條件為“假”的情況)下,能夠限制對Y軸方向傾轉(zhuǎn)馬達135a輸入的反饋電流值或電壓值。結(jié)果,...
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