辅助动作计测系统、康复辅助系统、辅助动作计测方法以及存储介质与流程

本发明涉及辅助动作计测系统、康复辅助系统、辅助动作计测方法以及存储介质。

背景技术：

患有偏瘫等的患者在进行以使症状恢复为目的的康复训练(康复)时，有时利用步行训练装置等康复辅助系统。作为步行训练装置的例子，公开有具备佩戴于作为训练者的患者的腿部来辅助训练者的步行的步行辅助装置的步行训练装置(日本特开2015-223294号公报)。

在训练者进行这样的康复时，有时医师、物理治疗师(pt：physicaltherapist)等训练工作人员进行陪同。训练工作人员进行该康复辅助装置的设定操作，并且通过支撑训练中的训练者的身体来辅助训练者的动作、对训练者进行建议。

为了有效地执行利用了这样的康复辅助装置的训练，优选适当地进行训练工作人员提供的辅助动作。然而，在训练工作人员进行的辅助动作中存在个人差异。例如，辅助动作对训练给予的效果有时取决于训练工作人员的经验量。即，经验浅的训练工作人员有可能不能适当地进行辅助动作。

技术实现要素：

本发明是为了解决这样的课题而完成的，其提供一种减少辅助动作的差别的辅助动作计测系统等。

本发明的一个实施形态中的辅助动作计测系统用于计测向进行预先设定好的动作的训练的训练者提供辅助的训练工作人员对训练者的训练动作进行的辅助动作。上述辅助动作计测系统具有训练动作检测部、辅助动作检测部以及识别部。训练动作检测部检测训练动作。辅助动作检测部检测在训练动作中训练者从训练工作人员接受的辅助动作的时机、位置、方向或者强度中的至少一个。识别部基于训练动作的动作模式识别对训练动作的辅助动作。

由此，训练工作人员等能够根据训练者的动作模式将辅助动作分级、分层等地将辅助动作作为客观的数据进行处置。

也可以构成为：在上述辅助动作计测系统的基础上，训练动作检测部包括拍摄训练者的身体的图像的拍摄部。由此，辅助动作计测系统能够解析训练者的身体的活动来检测动作模式。

也可以构成为：在上述辅助动作计测系统的基础上，训练动作检测部包括佩戴于训练者的身体并检测训练者的关节的角度的角度传感器。由此，辅助动作计测系统能够根据关节的角度的变化检测动作模式。

也可以构成为：在上述辅助动作计测系统的基础上，训练动作检测部包括佩戴于训练者的身体并至少检测所佩戴的部分的力的方向或者强度的任意一个的压力传感器。由此，辅助动作计测系统能够根据压力传感器的变化来检测动作模式。

也可以构成为：在上述辅助动作计测系统的基础上，辅助动作检测部包括拍摄训练工作人员的身体的图像的拍摄部。由此，辅助动作计测系统能够根据训练工作人员的身体的活动来推断训练者接受的辅助动作。

也可以构成为：在上述辅助动作计测系统的基础上，辅助动作检测部包括佩戴于训练者的身体的压力传感器。由此，辅助动作计测系统能够直接检测训练者接受到的辅助动作。

也可以构成为：在上述辅助动作计测系统的基础上，识别部在训练动作中基于预先设定好的动作时机识别辅助动作，上述辅助动作计测系统还具有基于动作时机来计算识别部识别出的辅助动作的统计值的统计值计算部。由此，辅助动作计测系统能够按照每个动作时机来计算辅助动作的统计值。

也可以构成为：在上述辅助动作计测系统的基础上，训练动作检测部检测训练者进行的步行动作中的训练动作。另外，也可以构成为：在上述辅助动作计测系统的基础上，识别部根据作为步行动作的动作模式的步行周期来识别辅助动作。由此，辅助动作计测系统能够计测对患有偏瘫等的患者的步行训练进行辅助的训练工作人员的辅助动作。

也可以构成为：上述辅助动作计测系统还具有支承训练者的上半身的至少一部分的支承部件，识别部将支承部件是否支承了训练者的上半身与上述辅助动作建立关联，并且基于动作模式来识别辅助动作。或者也可以构成为：上述辅助动作计测系统还具备支承训练者的上半身的至少一部分的支承部件，在支承部件支承了训练者的上半身的情况下，识别部不基于动作模式识别辅助动作。由此，辅助动作计测系统能够区分不适合于计测的辅助动作的计测。

也可以构成为：在上述辅助动作计测系统的基础上，还包括提示部，上述提示部将识别部识别出的辅助动作沿着动作模式提示给训练者或者训练工作人员。由此，辅助动作计测系统能够使训练工作人员等客观地识别辅助动作。

本发明的一个实施形态中的康复辅助系统至少具备具有提示部的上述辅助动作计测系统和用于辅助训练者进行的动作的训练的驱动部，提示部使驱动驱动部驱动而进行的训练的状态与动作模式对应来提示辅助动作的变化。由此，康复辅助系统能够动态并且客观地提示对进行的训练的辅助动作。

本发明的一个实施形态中的辅助动作计测方法用于计测向进行预先设定好的动作的训练的训练者提供辅助的训练工作人员对训练者的训练动作进行的辅助动作。上述辅助动作计测方法具有训练动作检测步骤、辅助动作检测步骤以及识别步骤。训练动作检测步骤检测训练动作。辅助动作检测步骤检测在训练动作中训练者从训练工作人员接受的辅助动作的时机、位置、方向或者强度内的至少一个。识别步骤根据训练动作的动作模式识别训练动作中的辅助动作的变化。

由此，训练工作人员等能够根据训练者的动作模式将辅助动作分级、分层等将辅助动作作为客观的数据来处置。

本发明的一个实施形态中的计算机可读入的存储介质存储的程序使计算机执行计测向进行预先设定好的动作的训练的训练者提供辅助的训练工作人员对训练者的训练动作进行的辅助动作的辅助动作计测方法。上述辅助动作计测方法具有训练动作检测步骤、辅助动作检测步骤以及识别步骤。训练动作检测步骤检测训练动作。辅助动作检测步骤检测在训练动作中训练者从训练工作人员接受的辅助动作的时机、位置、方向或者强度中的至少一个。识别步骤根据训练动作的动作模式来识别训练动作中的辅助动作的变化。

由此，训练工作人员等能够根据训练者的动作模式将辅助动作分级、分层等地将辅助动作作为客观的数据来处置。

根据本公开，能够提供减少辅助动作的差别的辅助动作计测系统等。

根据以下的详细描述和附图会更充分理解本公开的上述和其他目的、特征以及优点，附图仅以例示的方式给出，因此不应认为限制本公开。

附图说明

图1是实施方式所涉及的步行训练装置的简要立体图。

图2是步行辅助装置的简要立体图。

图3是表示步行训练装置的系统结构的框图。

图4是表示训练者的步行周期的例子的图。

图5是表示病腿的膝部伸展角度的例子的图。

图6是表示膝部伸展角度与步行周期的关系的图。

图7是表示压力传感器的例子的图。

图8是表示压力传感器的输出与步行周期的关系的图。

图9是表示实施方式所涉及的步行训练装置100的处理的流程图。

图10是表示显示计测出的辅助动作的例子的图。

图11是表示使计测出的辅助动作与执行中的训练动作对应的处理的流程图。

图12是表示使在执行中的训练中计测出的辅助动作重叠的例子的图。

具体实施方式

以下，通过发明的实施方式对本发明进行说明，但并不将权利要求书所涉及的发明限定于以下的实施方式。另外，并不限定为在实施方式中说明的全部结构作为用于解决课题的构件是必须的。为了说明的明确化，适当地省略和简化以下的记载和附图。此外，在各附图中，对相同的元件标注相同的附图标记，并根据需要省略重复说明。

＜实施方式＞

以下，参照附图对实施方式进行说明。

(系统结构)

图1是实施方式所涉及的步行训练装置100的简要立体图。步行训练装置100是辅助用户的动作的动作辅助装置。更具体而言，步行训练装置100是辅助作为用户的训练者900的康复(康复训练)的康复辅助系统或者康复辅助装置的一个具体例。步行训练装置100是用于供一条腿瘫痪的偏瘫患者亦即训练者900根据训练工作人员901的指导进行步行训练的装置。这里，训练工作人员901能够为治疗师(物理治疗师)或者医师，通过指导或者帮助等来辅助训练者的训练，所以也能够称为训练指导者、训练帮助者、训练辅助者等。

步行训练装置100包含有在辅助康复时计测训练工作人员901进行的辅助动作的功能。将这样的具有计测辅助动作的功能的装置乃至系统称为辅助动作计测系统。即，步行训练装置100也能够称为辅助动作计测装置乃至辅助动作计测系统。

步行训练装置100主要具备：控制盘133，被安装于构成整体骨架的框架130；跑步机131，供训练者900步行；以及步行辅助装置120，被佩戴于训练者900的瘫痪侧的腿部亦即病腿。

框架130立设于在地板面设置的跑步机131上。跑步机131通过未图示的马达使环状的带132旋转。跑步机131是促进训练者900的步行的装置，进行步行训练的训练者900登上带132并配合带132的移动来尝试步行动作。此外，例如如图1所示，训练工作人员901也能够站立在训练者900的背后的带132上而一同进行步行动作，但通常优选处于以跨过带132的状态站立等容易进行训练者900的帮助的状态。

框架130对收纳进行马达、传感器的控制的整体控制部210的控制盘133、向训练者900提示训练的进展状况等的例如作为液晶面板的训练用监视器138等进行支承。另外，框架130在训练者900的头上部前方附近支承前侧抻拉部135，在头上部附近支承保护带抻拉部112，在头上部后方附近支承后侧抻拉部137。另外，框架130包括用于供训练者900抓握的扶手130a。

扶手130a被配置于训练者900的左右两侧。各个扶手130a沿着与训练者900的步行方向平行的方向配置。扶手130a能够调整上下位置以及左右位置。即，扶手130a能够包括变更其高度的机构。并且，扶手130a还能够构成为通过以使高度在步行方向的前方侧与后方侧不同的方式进行调整而能够变更其倾斜角度。例如，扶手130a能够带有沿着步行方向逐渐变高那样的倾斜角度。通过抓握扶手130a，训练者900支撑上半身。即扶手130a能够称为支承上半身的至少一部分的支承部件。

另外，在扶手130a设置有检测从训练者900受到的载荷的扶手传感器218。例如，扶手传感器218能够是电极被配置为矩阵状的阻力变化检测型的载荷检测片。另外，扶手传感器218还能够是使3轴加速度传感器(x，y，z)与3轴陀螺仪传感器(roll，pitch，yaw)复合而成的6轴传感器。其中，扶手传感器218的种类、设置位置是任意的。

照相机140承担作为用于观察训练者900的全身的拍摄部的功能。照相机140由以与训练者相对的方式设置于训练用监视器138的附近的主照相机140a、和以拍摄训练者的侧面的方式设置的辅助照相机140b构成。照相机140拍摄训练中的训练者900的静态图像、动态图像。照相机140包括成为能够捕捉训练者900的全身的程度的视场角那样的透镜与拍摄元件的套件。拍摄元件例如是cmos(complementarymetal-oxide-semiconductor)影像传感器，将成像在成像面的光学像转换为图像信号。

通过前侧抻拉部135与后侧抻拉部137的协作的动作，以步行辅助装置120的载荷不成为病腿的负担的方式抵消该载荷，并且，根据设定的程度来辅助病腿的摆动动作。

前侧绳索134的一端与前侧抻拉部135的卷取机构连结，另一端与步行辅助装置120连结。前侧抻拉部135的卷取机构通过使未图示的马达开/关来根据病腿的活动而卷取或导出前侧绳索134。同样，后侧绳索136的一端与后侧抻拉部137的卷取机构连结，另一端与步行辅助装置120连结。后侧抻拉部137的卷取机构通过使未图示的马达开/关来根据病腿的活动而卷取或导出后侧绳索136。通过这样的前侧抻拉部135与后侧抻拉部137协作的动作，来以步行辅助装置120的载荷不成为病腿的负担的方式抵消该载荷，并且，根据设定的程度来辅助病腿的摆动动作。

例如，训练工作人员901作为操作人员将对于重度瘫痪的训练者进行辅助的等级设定得大。若进行辅助的等级被设定得大，则前侧抻拉部135配合病腿的摆动时机以比较大的力卷取前侧绳索134。若训练顺利而不需要辅助，则训练工作人员901将进行辅助的等级设定为最小。若将进行辅助的等级设定为最小，则前侧抻拉部135配合病腿的摆动时机以仅消除步行辅助装置120的自重的力来卷取前侧绳索134。

步行训练装置100具备以佩戴用具110、保护带绳索111以及保护带抻拉部112为主要构成要素的、作为安全装置的防跌倒保护带装置。佩戴用具110是被卷绕于训练者900的腹部的带，例如通过面粘扣被固定于腰部。佩戴用具110具备将作为吊具的保护带绳索111的一端连结的连结钩110a，还能够称为悬吊带。训练者900以连结钩110a位于后背部的方式佩戴佩戴用具110。

保护带绳索111的一端与佩戴用具110的连结钩110a连结，另一端与保护带抻拉部112的卷取机构连结。保护带抻拉部112的卷取机构通过使未图示的马达开/关来卷取或导出保护带绳索111。通过这样的结构，在训练者900要跌倒的情况下，防跌倒保护带装置根据检测到该活动的整体控制部210的指示来卷取保护带绳索111，通过佩戴用具110支承训练者900的上身而防止训练者900跌倒。

佩戴用具110具备用于检测训练者900的姿势的姿势传感器217。姿势传感器217例如是将陀螺仪传感器与加速度传感器组合而成的传感器，输出佩戴了佩戴用具110的腹部相对于重力方向的倾斜角。

管理用监视器139被安装于框架130，是主要用于供训练工作人员901进行监视以及操作的显示输入装置。管理用监视器139例如为液晶面板，在其表面设置有触摸面板。管理用监视器139显示与训练设定相关的各种菜单项目、训练时的各种参数值、训练结果等。

步行辅助装置120被佩戴于训练者900的病腿，通过减少病腿的膝关节处的伸展以及屈曲的负荷来辅助训练者900的步行。步行辅助装置120具备计测脚底载荷的传感器等，向整体控制部210输出与移动腿相关的各种数据。另外，佩戴用具110还能够使用具有旋转部的连接部件(以下，称为臀部接头：ahipjoint)来与步行辅助装置120连接。关于步行辅助装置120的详情将后述。

此外，在本实施方式中，“腿”和“腿部”作为表示比髋关节靠下部的整体的用语使用，“脚”和“脚部”作为表示从脚踝到脚尖的部分的用语使用。

接下来，使用图2对步行辅助装置120进行说明。图2是表示步行辅助装置120的一个结构例的简要立体图。步行辅助装置120主要具备控制单元121、支承病腿的各部的多个框架、以及用于检测施加于脚底的载荷的载荷传感器222。

控制单元121包括进行步行辅助装置120的控制的辅助控制部220，另外，还包括产生用于对膝关节的伸展运动以及屈曲运动进行辅助的驱动力的未图示的马达。支承病腿的各部的框架包括大腿框架122和与大腿框架122连结为转动自如的小腿框架123。另外，该框架还包括与小腿框架123连结为转动自如的脚掌框架124、用于连结前侧绳索134的前侧连结框架127、以及用于连结后侧绳索136的后侧连结框架128。

大腿框架122与小腿框架123绕图示的铰接轴ha相对转动。控制单元121的马达121m根据辅助控制部220的指示进行旋转，并以大腿框架122与小腿框架123绕铰接轴ha相对打开、闭合的方式进行协助。收纳于控制单元121的角度传感器223例如是旋转式编码器，检测大腿框架122与小腿框架123绕铰接轴ha所成的角。小腿框架123与脚掌框架124绕图示的铰接轴hb相对转动。相对转动的角度范围通过调整机构126预先调整。

前侧连结框架127被设置为在大腿的前侧沿左右方向伸延并在两端与大腿框架122连接。另外，在前侧连结框架127中，在左右方向的中央附近设置有用于连结前侧绳索134的连结钩127a。后侧连结框架128被设置为在小腿的后侧沿左右方向伸延并在两端分别与沿上下伸延的小腿框架123连接。另外，在后侧连结框架128中，在左右方向的中央附近设置有用于连结后侧绳索136的连结钩128a。

大腿框架122具备大腿带129。大腿带129是一体设置于大腿框架的带，被卷绕于病腿的大腿部来将大腿框架122固定于大腿部。由此，防止了步行辅助装置120的整体相对于训练者900的腿部偏移。

载荷传感器222是被埋入至脚掌框架124的载荷传感器。载荷传感器222检测训练者900的脚底所承受的垂直载荷的大小与分布，例如还能够构成为检测cop(centerofpressure：载荷中心)。载荷传感器222例如是电极被配置为矩阵状的阻力变化检测型的载荷检测片。

接下来，参照图3对步行训练装置100的系统结构例进行说明。图3是表示步行训练装置100的系统结构例的框图。如图3所示，步行训练装置100能够具备整体控制部210、跑步机驱动部211、操作受理部212、显示控制部213以及抻拉驱动部214。另外，步行训练装置100能够具备保护带驱动部215、图像处理部216、姿势传感器217、扶手传感器218、通信连接if(接口)219、以及步行辅助装置120。

整体控制部210例如是mpu(microprocessingunit)，通过执行从系统存储器读入的控制程序来执行装置整体的控制。整体控制部210例如使用从各种传感器取得的数据，评价训练者900的步行动作是否是异常步行。另外，整体控制部210例如基于异常步行的累计数，判定对一系列的步行训练的训练结果。整体控制部210能够生成其判定结果或以其为基础的异常步行的累计数等作为康复数据的一部分。整体控制部210具有训练动作检测部210a、步行周期检测部210b、辅助动作检测部210c以及识别部210d。

训练动作检测部210a检测训练动作。训练动作是训练者900的训练中的动作。训练动作能够根据检测佩戴于训练者900的各种佩戴用具的动作的传感器的输出来检测。

步行周期检测部210b检测训练中的训练者900的步行周期。步行周期检测部210b例如根据从步行辅助装置120的载荷传感器222取得的数据判定病腿的脚底是否与跑步机131接触，或者判定作为脚底接地的时间的立腿期和脚底不接地的摆腿期。而且，步行周期检测部210b检测训练者900的步行模式。此外，对步行周期的详细内容进行后述。步行周期检测部210b也可以代替从载荷传感器222取得的数据，转而从由照相机140拍摄到的训练者900的身体的图像识别训练者，并根据识别出的训练者900的图像检测步行模式。步行周期检测部210b也可以代替上述的手段而根据步行辅助装置120具有的载荷传感器222、角度传感器223生成的数据检测步行模式。

辅助动作检测部210c检测在训练动作中训练者900从训练工作人员901接受的辅助动作的时机、位置、方向或者强度内的至少一个。辅助动作例如是在步行训练中以使训练者900的动作接近正确的动作为目的、为了向特定的方向促进训练者900的动作而由训练工作人员901触碰训练者900的身体的一部分的行为。例如，在患有偏瘫的训练者进行的步行训练中，病腿有时在摆腿期的期间超过正常范围而向外侧摆动(将其称为环形步行)。在这样的情况下，训练工作人员901通过触碰到病腿的外侧，从而以抑制病腿向外侧摆动的方式进行促进。

识别部210d基于训练动作的动作模式来识别对训练动作的辅助动作。即，识别部210d检测训练动作和辅助动作的时机，并且与训练者900的步行周期对应地识别辅助动作。

跑步机驱动部211包括使带132旋转的马达和其驱动电路。整体控制部210通过向跑步机驱动部211发送驱动信号来执行带132的旋转控制。整体控制部210例如根据由训练工作人员901设定的步行速度来调整带132的旋转速度。

操作受理部212受理来自训练工作人员901的输入操作并将操作信号向整体控制部210发送。训练工作人员901对构成操作受理部212的、设置于装置的操作按钮、与管理用监视器139重叠的触摸面板、附属的遥控器等进行操作。通过该操作，能够赋予电源的开/关、训练的开始的指示、进行与设定相关的数值的输入、菜单项目的选择。此外，操作受理部212还能够受理来自训练者900的输入操作。

显示控制部213接受来自整体控制部210的显示信号来生成显示图像，并显示于训练用监视器138或者管理用监视器139。显示控制部213根据显示信号来生成表示训练的进展的图像、由照相机140拍摄到的实时影像。

抻拉驱动部214包括构成前侧抻拉部135的用于抻拉前侧绳索134的马达及其驱动电路、和构成后侧抻拉部137的用于抻拉后侧绳索136的马达及其驱动电路。整体控制部210通过向抻拉驱动部214发送驱动信号来分别控制前侧绳索134的卷取与后侧绳索136的卷取。另外，并不局限于卷取动作，还通过控制马达的驱动转矩来控制各绳索的抻拉力。整体控制部210例如根据载荷传感器222的检测结果来确定病腿从立腿状态切换为摆腿状态的时机，通过与该时机同步地使各绳索的抻拉力增减，来辅助病腿的摆动动作。

保护带驱动部215包括构成保护带抻拉部112的用于抻拉保护带绳索111的马达及其驱动电路。整体控制部210通过向保护带驱动部215发送驱动信号来控制保护带绳索111的卷取和保护带绳索111的抻拉力。例如在预测到训练者900跌倒的情况下，整体控制部210卷取一定量的保护带绳索111来防止训练者跌倒。

图像处理部216与照相机140连接，能够从照相机140接受图像信号。图像处理部216根据来自整体控制部210的指示来从照相机140接受图像信号，对接受到的图像信号进行图像处理而生成图像数据。另外，图像处理部216还能够根据来自整体控制部210的指示来对从照相机140接受到的图像信号实施图像处理而执行特定的图像解析。例如，图像处理部216通过图像解析来检测与跑步机131接触的病腿的脚的位置(立腿位置)。具体而言，例如通过提取脚掌框架124的前端附近的图像区域并对描绘在与该前端部重叠的带132上的识别标识进行解析来运算立腿位置。

姿势传感器217如上述那样检测训练者900的腹部相对于重力方向的倾斜角，并将检测信号向整体控制部210发送。整体控制部210使用来自姿势传感器217的检测信号来运算训练者900的姿势、具体为躯干的倾斜角。其中，整体控制部210与姿势传感器217可以通过有线连接，也可以通过近距离无线通信连接。

扶手传感器218检测施加于扶手130a的载荷。即，训练者900无法通过两腿完全支撑自身的体重的量的载荷施加于扶手130a。扶手传感器218检测该载荷，并将检测信号向整体控制部210发送。

存储部209是包括闪存、ssd(solidstatedrive)或者hdd(harddiscdrive)等非易失性的存储器在内的存储装置，存储识别出的辅助动作等。

通信连接if219是与整体控制部210连接的接口，是用于向被佩戴于训练者900的病腿的步行辅助装置120赋予指令、接受传感器信息的接口。

步行辅助装置120能够具备与通信连接if219通过有线或者无线连接的通信连接if229。通信连接if229与步行辅助装置120的辅助控制部220连接。通信连接if219、229是符合通信标准的例如有线lan或者无线lan等通信接口。

另外，步行辅助装置120能够具备辅助控制部220、关节驱动部221、载荷传感器222、以及角度传感器223。辅助控制部220例如是mpu，通过执行从整体控制部210给予的控制程序来执行步行辅助装置120的控制。另外，辅助控制部220将步行辅助装置120的状态经由通信连接if219、229向整体控制部210通知。另外，辅助控制部220接受来自整体控制部210的指示而执行步行辅助装置120的起动/停止等控制。

关节驱动部221包括控制单元121的马达121m及其驱动电路。辅助控制部220通过向关节驱动部221发送驱动信号来以大腿框架122与小腿框架123绕铰接轴ha相对打开或闭合的方式协助。通过这样的动作，来辅助膝的伸展动作以及屈曲动作、防止膝盖打软。

载荷传感器222如上述那样检测训练者900的脚底所承受的垂直载荷的大小和分布，并将检测信号向辅助控制部220发送。辅助控制部220通过接受并解析检测信号来进行摆腿/立腿的状态辨别等。

角度传感器223如上述那样检测大腿框架122与小腿框架123绕铰接轴ha所成的角并将检测信号向辅助控制部220发送。辅助控制部220接受该检测信号并运算膝关节的打开角。

压力传感器224是佩戴于训练者900的身体的片状的压力传感器。通过压力传感器224，步行训练装置100能够检测以多大的力触碰训练者900的哪个部位。

接下来，边参照图4边对训练者900的步行周期进行说明。图4是表示训练者的步行周期的例子的图。图示的内容是着眼于作为从左朝向右进行步行的训练者900的病腿的右腿的情况下的1个周期大小的步行轨迹。步行轨迹将右腿与地板面接触的位置作为0％，将进行了1个周期大小的步行后的位置作为100％来表示。

将1个周期大小的步行周期分类为0～10％的两腿支撑期1、10～50％的立腿期、50～60％的两腿支撑期2以及60～100％的摆腿期。两腿支撑期1是立腿初期，是作为相反侧的腿的左腿也与地板面接触的状态。立腿期是作为着眼的一条腿的右腿(病腿)与地板面接触而相反侧的左腿离开了地板面的状态。两腿支撑期2是立腿末期，是作为相反侧的腿的左腿也与地板面接触的状态。摆腿期是作为着眼的一条腿的右腿离开了地板面的状态。

右腿瘫痪的训练者900在图示的步行周期内有时在立腿期难以支撑自身的体重。在这样的情况下，训练者900的膝部大幅度地屈曲，从而有可能引起“膝盖打软”。膝盖打软是伴随着膝部伸展功能的降低膝部屈曲而不能保持伸展位置的状态，是指在步行时膝部无意识地折弯的现象。另外，在步行周期的30％前后的位置，需要使膝部伸展，但训练者900有可能在膝部屈曲后不能使其伸展。因而，控制单元121的马达121m以在立腿期中的规定的时机抑制膝盖的过度弯曲、协助膝部的伸展的方式进行驱动。

接下来，参照图5对膝关节的角度进行说明。图5是表示病腿的膝部伸展角度的例子的图。附图是相对于步行方向从侧方观察作为病腿侧的下半身的瘫痪体部的情况的示意图，从上方依次示出躯干tl、髋关节hj、大腿hl、膝关节nj、小腿cl、踝关节fj、脚fl。另外作为使小腿cl向上方延伸的延长线，通过虚线示出了小腿延长线cll。而且，大腿hl与小腿延长线cll所成的角度表示为膝部伸展角度ak。图5所示的示意图是训练者900的病腿处于立腿期并与地板面接触的状态。

图示的立腿期的状态下的健康者的膝部伸展角度ak是10～15度。因此，在训练者900的步行中也优选立腿期中的最大的膝部伸展角度ak为10～15度左右。但是，在训练者900不能完全支撑自身的体重的情况下，存在膝部伸展角度ak大幅度超过15度的情况。因此，在膝部伸展角度ak超过了预先设定好的值的情况下，安装于膝关节nj的控制单元121的马达121m向使其返回至规定的范围的方向进行驱动。

接下来，边参照图6边对利用膝部伸展角度ak来检测步行周期的原理的一个例子进行说明。图6是表示步行周期与膝部伸展角度的关系的图。图6所示的坐标图的横轴表示步行周期，纵轴表示膝部伸展角度。在坐标图中用实线绘制的曲线l11是表示正常进行的步行训练中的训练者900的膝部伸展角度ak的变化的步行轨迹。

如图所示，膝关节在步行周期中反复进行2次舒展和屈曲。训练者900的腿在步行周期0％时以大约5度的屈曲位置初始接地，其后在屈曲至15度前后为止后转为舒展。而且，训练者900的腿几乎完全伸展至步行周期的40％，其后再次开始屈曲。最大屈曲在摆腿中期的开始(步行周期70％左右)发生，并且膝部伸展角度ak变为大约60度。在摆腿中期以后，朝向下一次初始接地几乎伸展至完全伸展位置(膝部伸展角度ak为0度附近)。

在正常进行训练的情况下，训练者900的腿反复进行曲线l11所示那样的模式。角度传感器223通过每隔预先设定好的间隔检测训练中的膝部伸展角度ak，从而识别步行周期。此外，作为曲线l11例示的步行周期的数据也可以根据步行周期的多次的数据计算平均值等统计值来生成。

这样，步行训练装置100例如通过以一定间隔取得膝部伸展角度ak，从而能够检测步行周期。另外，膝部伸展角度ak是训练者900进行的训练动作之一。即，步行训练装置100通过取得膝部伸展角度ak而取得与膝部的摆动相关的训练动作。步行训练装置100作为其他的训练动作也可以从其他传感器输出取得所希望的数据。例如，步行训练装置100能够从照相机140拍摄的训练者900的图像中取得与训练者900的姿势相关的数据。另外步行训练装置100能够从载荷传感器222取得训练者900的病腿的重心移动的数据。步行训练装置100例如能够与根据膝部伸展角度ak检测到的步行周期对应地取得这些数据。

接下来，对检测辅助动作的例子进行说明。图7是表示压力传感器的例子的图。为了检测辅助动作，训练者900例如佩戴图示那样的压力传感器。传感器901l佩戴于训练者900的左肩，检测训练工作人员901以何种程度的强度触碰到训练者900的左肩。传感器901r佩戴于训练者的右肩，相同地检测训练工作人员901以何种程度的强度触碰到训练者900的右肩。以下，传感器902l佩戴于训练者900的左侧腰部，传感器902r佩戴于训练者900的右侧腰部，传感器903l佩戴于训练者900的左侧大腿部，传感器903r佩戴于训练者900的右侧大腿部，并分别检测压力。

另外，也在训练者的双手分别佩戴有传感器904l和904r。传感器904l和904r检测训练者900握持了什么、训练者900倚靠于什么。

接下来，参照图8对检测辅助动作的原理进行说明。图8是表示压力传感器的输出与步行周期的关系的图。图的最下部所示的横轴表示步行周期。在图8中，在沿着横轴延伸的带状的框中示出沿着步行周期佩戴于训练者900的压力传感器分别承受的压力的强度。在图8的最上层绘制有传感器901r的数据，朝向下方分别绘制有传感器901l、902r、902l、903r、903l、904r、904l的数据。带状的框的底边部分表示压力传感器承受的压力为零的情况。在压力传感器在规定的时机承受了压力的情况下，以折线从底边部向斜上方延伸的方式绘制与该压力传感器对应的数据。

在附图中，传感器901r、传感器901l、传感器903l、传感器904l分别不承受压力。另外，对于传感器902r和传感器902l而言，从步行周期10％到20％压力上升，从20％到30％的压力大致平稳地推移，从30％到40％降低，并在40％处变为零。这表示从病腿接地的初期到膝部屈曲一定程度的立脚初期训练者900在左右的腰部受到了挤压。即，表示训练者900在步行训练中在立脚初期由训练工作人员901支撑腰部。

接下来，对于传感器903r而言，从步行周期50％到60％压力上升，从60％到90％压力逐渐降低，并在90％处压力变为零。这表示病腿在摆腿期为了抑制向外侧摆动的环形步行而从训练工作人员901接受指示。

对于传感器904r而言，从步行周期40％到50％压力缓慢地上升，从50％到80％平稳地推移，并在90％处变为零。这表示病腿在摆腿期的期间训练者握持了扶手传感器218。

在表示传感器904r和传感器904l的压力的框内示出的虚线是阈值904th。在传感器904r和传感器904l的压力超过了阈值904th的情况下，表示训练者900用力地握持了扶手传感器218。即在该情况下，意味着训练者900可能将自身的体重托放在扶手传感器218。在本实施方式中，在步行训练中，将训练者900将自身的体重托放在扶手等的状态设定为认为作为训练不是正常状态。因此，步行训练装置100设定为：在传感器904r和传感器904l的压力超过了阈值904th的情况下，不进行辅助动作的计测(不作为辅助动作来识别)。更具体而言，在该情况下，识别部210d将传感器904r和传感器904l的压力是否超过阈值904th、与辅助动作建立关联来识别辅助动作。

此外，不识别辅助动作的结构也可以代替使用上述的传感器904l和传感器904r的情况转而利用例如扶手传感器218承受的载荷。即，在该情况下，在扶手传感器218承受了超过预先设定好的值的载荷的情况下，整体控制部210通过检测该载荷而不进行辅助动作的识别。或者，在扶手传感器218承受了超过预先设定好的值的载荷的情况下，整体控制部210通过检测该载荷，能够进行在辅助动作中附加规定的标志等的处理。

接下来，参照图9对计测步行训练装置100进行的辅助动作的处理进行说明。图9是表示实施方式所涉及的步行训练装置100的处理的流程图。图9所示的流程图表示整体控制部210进行的处理。另外，图9所示的例子表示进行整体控制部210将计测出的辅助动作显示于作为显示部的管理用监视器139的处理的情况。

首先，整体控制部210进行开始步行训练的处理(步骤s11)。若开始步行训练，则训练者900在跑步机131上步行。接下来，整体控制部210的步行周期检测部210b检测步行周期(步骤s12)。具体而言例如像参照图6说明的那样，取得膝部伸展角度ak的传感器输出来检测步行周期。

接下来，辅助动作检测部210c检测辅助动作(步骤s13)。具体而言，如图8所示，辅助动作检测部210c分别取得压力传感器的值。

接下来，识别部210d识别对步行动作的辅助动作(步骤s14)。识别部210d使辅助动作检测部210c取得的压力传感器的值与步行周期检测部210b检测到的步行周期对应，并沿着步行周期识别以怎样的方式进行了辅助动作。

接下来，整体控制部210进行用于显示识别部210d识别出的辅助动作的处理(步骤s15)。在图10中示出显示于管理用监视器139的辅助动作的例子。图10是表示显示计测出的辅助动作的例子的图。图示的画面139d示出了管理用监视器139的显示的一部分。在画面139d的下部呈带状地示出了步行周期g10。

呈带状示出的步行周期g10的0％～30％被高亮为灰色，在所高亮的部分的上方示出了表示支撑动作的显示g11。在显示g11中与表示训练者900的示意图一起显示有传感器902l和传感器902r。另外，在表示训练者900的示意图的下方记载有“部位：腰部”、“强度等级：弱”这一说明。上述的显示意味着作为辅助动作从作为立脚初期的步行周期0％到30％以较弱的力支撑训练者900的左右的腰部。

同样，步行周期g10的60％～80％高亮为灰色，在所高亮的部分的上方示出了表示支撑动作的显示g12。在显示g12中与表示训练者900的示意图一起显示有传感器903r。另外，在表示训练者900的示意图的下方记载有“部位：大腿部”、“强度等级：中”这一说明。上述的显示意味着作为辅助动作从作为摆腿初期的步行周期60％到80％以中等程度的力支撑训练者900的右侧的大腿部。

这样，根据上述的实施方式，能够客观地计测辅助动作，并将计测出的辅助动作向训练工作人员等示出。即，管理用监视器139是将识别部210d识别出的辅助动作沿着步行周期向训练工作人员提示的提示部。此外，辅助动作检测部210c能够代替上述的压力传感器转而利用例如从照相机140取得的图像数据。照相机140也可以利用主照相机140a或者辅助照相机140b的任意一方或者这两方。另外照相机140也可以是3台以上。

此外，识别部210d进行的识别辅助动作的处理也可以是针对1次步行周期识别了辅助动作的处理。由此，步行训练装置100能够动态地识别辅助动作。

另外，识别部210d进行的识别辅助动作的处理也可以是针对多次步行周期识别辅助动作并进行了规定的统计处理(平均值、最大值、最小值、移动平均的计算等)的处理。在该情况下，整体控制部210也可以还具有基于动作时机计算辅助动作的统计值的统计值计算部。

辅助动作检测部210c也可以通过机械学习来学习从照相机140取得的图像，并检测辅助动作。在该情况下，辅助动作检测部210c也可以预先使用教师数据来生成学习完毕模型。另外，在利用机械学习的情况下，步行训练装置100也可以代替上述的传感器904l、传感器904r、扶手传感器218转而根据图像数据识别训练者900的姿势，并判断是否适合于作为辅助动作来识别。

接下来，参照图11和图12，对使计测出的辅助动作与训练中的训练动作重叠的处理进行说明。图11是表示使计测出的辅助动作与执行中的训练动作对应的处理的流程图。图示的例子是使在过去进行的步行训练中计测出的辅助动作预先存储于存储部209并使所存储的辅助动作与执行中的训练动作重叠的处理。

首先，整体控制部210进行开始步行训练的处理(步骤s21)。若开始步行训练，则训练者900在跑步机131上步行。接下来，整体控制部210的步行周期检测部210b检测步行周期(步骤s22)。具体而言，例如像参照图6说明的那样，取得膝部伸展角度ak的传感器输出来检测步行周期。

接下来，整体控制部210读出存储于存储部209的辅助动作(步骤s23)。接着，整体控制部210为了使读出的辅助动作与执行中的步行训练重叠而进行使步行周期同步的处理(步骤s24)。

接下来，整体控制部210根据执行中的步行训练的步行周期的时机使所同步的辅助动作显示(步骤s25)。

图12是表示使在执行中的训练中计测出的辅助动作重叠的例子的图。图示的图像138d表示显示于训练用监视器138的图像的例子。在图像138d的下部呈带状地显示有步行周期g21。另外在步行周期g21上，表示执行中的训练者900的步行的时机的进展标记g22边向右方向移动边被示出。从步行周期g21的60％到70％显示有进展标记g22。因此，图示的图像138d示出了作为训练者900的训练动作是步行周期60％～70％的状态。此外，进展标记g22若随着时间向右变位并达到100％，则显示于0％上，并沿着训练者900的步行动作从此处向右侧变位。

在图像138d显示有在跑步机131上步行的训练者900。所显示的图像是主照相机140a拍摄到的训练者900的图像。另外在显示于图像138d的训练者900的右大腿侧部附近显示有箭头图标g20。箭头图标g20通过整体控制部210重叠显示于训练者900的图像，并表示从存储部209读出的辅助动作。即，表示在存储于存储部209的辅助动作中，从步行周期60％到70％支撑了病腿的大腿部。此外，箭头图标g20的箭头的方向表示支撑动作的方向。另外，箭头图标g20的箭头的大小表示支撑动作的强度。

这样，在执行中的训练中，通过使过去计测出的支撑动作重叠，辅助执行中的训练的训练工作人员901能够边参照过去计测出的辅助动作边进行辅助动作。因此，例如，经验浅的训练工作人员能够边使技能高的训练工作人员进行的辅助动作重叠于画面边进行辅助动作。即，训练用监视器138是将识别部210d识别出的辅助动作沿着步行周期向训练者或者上述训练工作人员提示的提示部。

此外，箭头图标g20的箭头的形状、大小只不过是一个例子，形状、大小、颜色、活动等能够通过各种形态表示支撑动作。

以上，对实施方式进行了说明，但实施方式所涉及的步行训练装置100并不局限于上述的结构。例如，也可以构成为：步行训练装置100具有能够与外部的服务器进行通信的通信部，通过与服务器进行通信，从而使步行训练装置100的整体控制部210承担的信息处理的一部分与服务器配合。在该情况下，例如步行训练装置100将与步行周期相关的信号、和与辅助动作相关的信号向服务器输出，服务器根据接受到的信号识别辅助动作，并将识别出的结果向步行训练装置100发送。根据上述的实施方式，能够提供减少辅助动作的差别的辅助动作计测系统等。

此外，上述的学习装置和康复辅助系统对代替训练者的膝关节的辅助动作、或者在训练者的膝关节的辅助动作的基础上还进行训练者的脚踝、髋关节的辅助动作的系统也能够应用。另外，上述的学习装置和康复辅助系统也能够用于代替步行训练而训练手臂的动作的康复辅助系统中。

另外，能够使用各种类型的非暂时性的计算机可读介质来储存上述的程序，并供给至计算机。非暂时性的计算机可读介质包括各种类型的有实体的记录介质。非暂时性的计算机可读介质的例子包括磁记录介质(例如软盘、磁带、硬盘驱动器)、光磁记录介质(例如光磁盘)、cd-rom(readonlymemory)、cd-r、cd-r/w、半导体存储器(例如，掩模rom、prom(programmablerom)、eprom(erasableprom)、闪速rom、ram(randomaccessmemory))。另外，程序也可以通过各种类型的暂时性的计算机可读介质供给至计算机。暂时性的计算机可读介质的例子包括电信号、光信号以及电磁波。暂时性的计算机可读介质能够经由电线和光纤等有线通信路、或者无线通信路将程序供给至计算机。

此外，本发明并不局限于上述实施方式，在不脱离主旨的范围内能够适当地进行变更。例如上述的步行训练装置也可以是在训练者的膝关节的动作的基础上、或者代替膝关节的动作而训练训练者的髋关节、脚踝的动作的装置。另外，也可以代替上述的实施例而用于对训练者的手臂的动作进行训练的康复辅助装置或者康复辅助系统。

根据上述公开内容，显然本公开的实施例可以以多种方式变化。这些变化不应视为脱离本公开的精神和范围，并且对于本领域技术人员而言，显然所有这些变更旨在包括于技术方案的范围内。

起点商标作为专业知识产权交易平台，可以帮助大家解决很多问题，如果大家想要了解更多知产交易信息请点击 【在线咨询】或添加微信 【19522093243】与客服一对一沟通，为大家解决相关问题。

此文章来源于网络,如有侵权,请联系删除