JPH08229084A - アーム駆動制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】可動範囲外へのアームの移動を制限することに
より、使用者等の肉体的負担を軽減することができるア
ーム駆動制御装置を提供する。 【構成】比較処理器５Ａｂには、左・右角度センサで検
出された回転軸７４Ｃ,Ｄの回転角θ₁,θ₂による長従動
リンク２Ａｄの先端位置ｘ＝ｌ₁ｃｏｓθ₁＋ｌ₂ｃｏｓ
θ₂及びｙ＝ｌ₁ｓｉｎθ₁＋ｌ₂ｓｉｎθ₂が入力される
一方、介助者による長従動リンク先端８４とカバー３
との最小距離Ｌ₁先端８４と歩行面４Ａとの最小距離
Ｌ₂先端８４の歩行面４Ａからの最大高さＬ₃が入力さ
れ、この可動範囲ｘ≧α＋Ｌ₁かつ−β＋Ｌ₂≦ｙ≦−β
＋Ｌ₃内をｘ,ｙが満たしている場合は、サーボ制御処理
器５Ａｃで正常時のサーボ処理が行われ、回転機構２Ｂ
の左・右回転指示部７６Ａ,７６Ｂにモータ駆動指令値
を出力する。満たしていない場合は回転機構２Ｂの左・
右回転指示部７６Ａ,７６Ｂへ停止指令が出力される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、駆動力を有する介助ア
ームによって使用者を保持する歩行訓練装置や歩行補助
装置に係わり、特に、その介助アームの駆動を制御する
アーム駆動制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、高齢者の増加や社会の変化によっ
て脚力が著しく衰えた人が増えている。また、病気や事
故によって歩行機能に障害を生じた人も増えている。こ
のような人達に対するリハビリテーションの主要な方法
として、歩行訓練がある。従来、歩行訓練装置に関する
公知技術としては、例えば以下のものがある。 実開平２−４２６２５号公報 この公知技術は、所定の吊り上げ力で吊り上げられるリ
ング状部材を使用者（この場合、被訓練者）の両側に配
置し、このリング状部材に紐を介して連結された浮き輪
状の空気袋により棒状部材の吊り上げ力を被訓練者に与
えるものである。これにより、被訓練者の疲労を抑えつ
つ長時間の訓練を可能とする。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
知技術においては、所定の長さの歩行路を確保する必要
があることから設置容積が大型化するという問題があっ
た。上記問題を解決するため、本件出願人は、特願平５
−２７７０３１号（出願日：平成５年１１月５日）にお
いて、被訓練者の歩道をなす環状ベルト、この環状ベル
トの駆動手段及び速度検出手段、及びこの速度検出手段
で検出されたベルト速度をもとに駆動手段を制御する速
度制御手段を備えた歩行面装置と；環状ベルト上にある
被訓練者の身体を支える介助アーム、この介助アームの
姿勢を変化させる駆動手段、及び被訓練者が介助アーム
に印加している応力を測る応力測定手段を備えた介助装
置と；歩行面装置及び介助装置の制御を行う統括制御装
置とを有する歩行訓練装置を提案した。しかし、上記し
た歩行訓練装置においては、駆動手段で介助アームの姿
勢を変化させる際に、その駆動制御に関しなんら制限を
設けておらず、介助者の誤操作や装置の故障による誤動
作が発生した場合に対する配慮が十分でないという課題
があった。

【０００４】ここにおいて、上記歩行訓練装置と同様
に、駆動されるアームを備えたものとして産業用ロボッ
トがあり、これに関する公知技術として、例えば以下の
ものがある。 特開平３−５５１９５号公報 この公知技術は、出力基準値生成回路が、アームを駆動
するモータ駆動部の出力基準値を全自動モード時で運転
する場合に比して低く設定し、異常検出回路がこの出力
基準値とモータ駆動部から入力された駆動出力とを比較
し、出力基準値以上の駆動力（又は速度）を検出した場
合には制御回路若しくはモータ駆動部を停止するもので
ある。これにより、使用者（この場合、作業者）がロボ
ットの可動範囲内でロボットの手先を持って直接動かし
ながら教示を行うダイレクトティーチ時において、異常
の発生を速やかに検出し作業者の安全を確保する。

【０００５】特開平４−３４４５０５号公報 この公知技術は、判定手段がアーム先端における外力
（又は速度）の大きさを監視し、そのアーム先端の外力
（又は速度）が予め設定した値以上になった場合には、
制御装置が強制的にロボットの動きを抑制するものであ
る。これにより、上記同様、ダイレクトティーチ時に
おいて、異常の発生を速やかに検出し作業者の安全を確
保する。

【０００６】ここにおいて、歩行訓練装置における誤操
作・誤動作時に配慮する観点から、上記産業ロボットに
関する公知技術及びを歩行訓練装置における介助ア
ームの駆動に適用することが考えられる。しかしなが
ら、このような適用を行った場合、以下の問題を生じ
る。すなわち、公知技術ではアームの駆動力及び速
度、公知技術ではアーム先端の力及び速度によって異
常を検知しており、アーム先端の位置そのものには特に
配慮がなされていない。

【０００７】したがって、公知技術を歩行訓練装置
に適用した場合、介助者の誤操作時や装置故障により介
助アームが誤動作した時に、被訓練者や介助者等が、介
助アームと装置の介助アーム以外の部位の間、若しく
は、介助アームと装置周辺物の間の狭い空間で無理な体
勢や不自然な姿勢を強いられる場合がある。また、介助
者の誤操作や装置の故障によって介助アームが上方へ誤
動作し、介助アームに保持されている被訓練者の身体が
浮き上がって不自然な体勢となる場合がある。そして、
それらの人がその体勢・姿勢でいるまま、介助アームの
力・速度等の異常が検知されて介助アームの動作が停止
すると、その体勢・姿勢が長時間続いて疲労し肉体的負
担が大きくなる。特に、歩行訓練装置の被訓練者は、自
らが介助アームに保持されていて容易に介助アームから
離れることができないので、その負担は大きい。

【０００８】また、比較的軽微な歩行障害を生じた者の
自力歩行を補助するための歩行補助装置に備えられる介
助アームに関しても、同様の問題がある。

【０００９】本発明の目的は、アームの位置に関して一
定の可動範囲を設定しその範囲外へのアームの移動を制
限することにより、使用者等の肉体的負担を軽減するこ
とができるアーム駆動制御装置を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によれば、使用者の身体を支えるアームを駆
動する駆動手段を制御するアーム駆動制御装置におい
て、前記アームの先端の位置を検出する検出手段と、該
アームが動き得る制限領域を設定する領域設定手段と、
前記検出手段による検出結果と前記領域設定手段による
制限領域設定とに従って前記駆動手段の動作を制限し、
前記制限領域内でのみ前記アームの動作を可能とする制
限制御手段と、を有することを特徴とするアーム駆動制
御装置が提供される。

【００１１】好ましくは、前記アーム駆動制御装置にお
いて、前記アームは、被訓練者の歩道をなす環状ベルト
を有する歩行訓練装置に備えられた被訓練者介助用の介
助アームであり、前記領域設定手段は、前記介助アーム
の先端と該介助アームを支持するアーム支持手段との距
離が第１の所定値以上となるように制限領域を設定する
ことを特徴とするアーム駆動制御装置が提供される。

【００１２】また好ましくは、前記アーム駆動制御装置
において、前記アームは、被訓練者の歩道をなす環状ベ
ルトを備えた歩行訓練装置に備えられた被訓練者介助用
の介助アームであり、前記領域設定手段は、前記介助ア
ームの先端と前記環状ベルトとの距離が第２の所定値以
上となるように制限領域を設定することを特徴とするア
ーム駆動制御装置が提供される。

【００１３】さらに好ましくは、前記アーム駆動制御装
置において、前記第１及び第２の所定値は、それぞれ、
前記被訓練者及び介助者の身体が占める空間の厚みより
大きい値であることを特徴とするアーム駆動制御装置が
提供される。

【００１４】また好ましくは、前記アーム駆動制御装置
において、前記アームは、被訓練者の歩道をなす環状ベ
ルトを備えた歩行訓練装置に備えられた被訓練者介助用
の介助アームであり、前記領域設定手段は、前記介助ア
ームの先端の前記環状ベルトからの高さが、第３の所定
値以下となるように制限領域を設定することを特徴とす
るアーム駆動制御装置が提供される。

【００１５】さらに好ましくは、前記アーム駆動制御装
置において、前記第３の所定値は、前記被訓練者の身長
に応じて決定される固有値であることを特徴とするアー
ム駆動制御装置が提供される。

【００１６】また好ましくは、前記アーム駆動制御装置
において、複数の前記被訓練者に関する前記固有値を、
書き込み・読み出し可能に管理保管する情報バンクをさ
らに有することを特徴とするアーム駆動制御装置が提供
される。

【００１７】さらに好ましくは、前記アーム駆動制御装
置において、前記アームは、被補助者の歩行を補助しつ
つ走行する歩行補助装置に備えられた被補助者保持用の
保持アームであり、前記領域設定手段は、前記保持アー
ムの先端と前記歩行補助装置が設置されている部屋の壁
面との距離が第４の所定値以下となるように制限領域を
設定することを特徴とするアーム駆動制御装置が提供さ
れる。

【００１８】また好ましくは、前記アーム駆動制御装置
において、前記移動体の移動に合わせて該移動体と前記
壁面との距離をリアルタイムで計測し、対応する信号を
出力するセンサをさらに有し、前記領域設定手段は、前
記センサからの信号が入力されこの信号の値に応じて制
限領域を設定することを特徴とするアーム駆動制御装置
が提供される。

【００１９】さらに好ましくは、前記アーム駆動制御装
置において、前記アームは、被補助者が押すことで走行
する移動体を備えた歩行補助装置に備えられた被補助者
保持用の保持アームであり、前記領域設定手段は、前記
保持アームの先端と前記歩行補助装置が設置されている
部屋の床面との距離が第５の所定値以上となるように制
限領域を設定することを特徴とするアーム駆動制御装置
が提供される。

【００２０】また好ましくは、前記アーム駆動制御装置
において、前記第４及び第５の所定値は、それぞれ、前
記被補助者の身体が占める空間の厚みより大きい値であ
ることを特徴とするアーム駆動制御装置が提供される。

【００２１】さらに好ましくは、前記アーム駆動制御装
置において、前記アームは、被補助者の歩行を補助しつ
つ走行する歩行補助装置に備えられた被補助者保持用の
保持アームであり、前記領域設定手段は、前記保持アー
ムの先端の該歩行補助装置が設置されている部屋の床面
からの高さが、第６の所定値以下となるように制限領域
を設定することを特徴とするアーム駆動制御装置が提供
される。

【００２２】また好ましくは、前記アーム駆動制御装置
において、前記第６の所定値は、前記被補助者の身長に
応じて決定される値であることを特徴とするアーム駆動
制御装置が提供される。

【００２３】さらに好ましくは、前記アーム駆動制御装
置において、複数の前記被補助者に関する前記固有値
を、書き込み・読み出し可能に管理保管する情報バンク
をさらに有することを特徴とするアーム駆動制御装置が
提供される。

【００２４】また好ましくは、前記アーム駆動制御装置
において、前記制限制御手段は、前記アームが前記制限
領域内にあるかどうかを判定する判定手段と、この判定
手段でアームが制限領域外にあると判定されたときに
は、前記駆動手段の動作を停止する駆動停止手段と、を
備えていることを特徴とするアーム駆動制御装置が提供
される。

【００２５】さらに好ましくは、前記アーム駆動制御装
置において、前記駆動停止手段は、前記駆動手段の電力
供給を遮断する遮断手段であることを特徴とするアーム
駆動制御装置が提供される。

【００２６】また好ましくは、前記アーム駆動制御装置
において、前記制限制御手段は、前記アームが前記制限
領域内にあるかどうかを判定する判定手段と、この判定
手段でアームが制限領域外にあると判定されたときに
は、アームを制限領域内に戻す方向へ駆動するための復
帰駆動信号を前記駆動手段に出力する復帰駆動手段と、
を備えていることを特徴とする制御装置が提供される。

【００２７】さらに好ましくは、前記アーム駆動制御装
置において、前記制限制御手段は、前記アームが前記制
限領域内にあるかどうかを判定する判定手段と、この判
定手段でアームが制限領域外にあると判定されたときに
は、アームをその位置で停止させるための停止位置信号
を前記駆動手段に出力する停止位置指令手段とを備えて
いることを特徴とする制御装置が提供される。

【００２８】また好ましくは、前記アーム駆動制御装置
において、前記判定手段でアームが制限領域外にあると
判定されたときには、前記使用者に警告を行う警告手段
をさらに有することを特徴とするアーム駆動制御装置が
提供される。

【００２９】

【作用】以上のように構成した本発明においては、例え
ば歩行訓練装置に適用した場合を考えると、まず、訓練
の介助を行う介助者が、訓練メニューや介助方法等を選
択するときに同時に領域設定手段で介助アームが動き得
る制限領域を設定する。このときの領域設定方法として
は、介助アーム先端が、歩行訓練装置の介助アーム以外
の部分（例えば、介助アームを支持するアーム支持手
段、被訓練者の歩道をなす環状ベルト等）と所定距離以
上離れるように設定する方法、あるいは介助アーム先端
の高さ（例えば、環状ベルトからの高さ）を被訓練者の
身長に対応した所定値以下となるように設定する方法、
等がある。このような領域設定が終了した後、車椅子中
の被訓練者に介助アーム先端を近づけて介助アームと被
訓練者とを一体化させる。その後、介助アームを上方へ
動かし被訓練者を車椅子から引き上げて訓練位置まで誘
導し、歩行訓練を開始する。訓練中の介助アームは、鉛
直上方への一定の力と歩行方向への力とを被訓練者に対
して作用させ、これによって被訓練者は適正な抵抗を受
けつつ歩行訓練を行うことができる。この訓練前〜訓練
中における一連の介助アームの全動作中を通じ、介助ア
ーム先端の位置が検出手段によって検出されており、こ
の検出手段による検出結果と領域設定手段による制限領
域設定とに従い、制限制御手段によって上記した制限領
域内でのみ介助アームの動作を可能とする領域制限制御
が行われている。これにより、たとえ介助者が誤操作し
たり、あるいは故障により介助アームが誤動作した場合
であっても、介助アームは制限領域外において動作する
ことはない。よって例えば、介助アーム先端がアーム支
持手段や環状ベルトに接近し過ぎて、被訓練者や介助者
が介助アーム先端とアーム支持手段・環状ベルトとの間
の狭い空間で無理な体勢・不自然な姿勢となったり、介
助アーム先端が上方へ移動し過ぎて、被訓練者の身体が
浮いて不自然な体勢となったりすることが防止され、被
訓練者・介助者の肉体的な負担を軽減することができ
る。

【００３０】一方例えば、歩行補助装置に適用した場合
を考えると、まず、補助されつつ歩行を行おうとする被
補助者が、動作モード等を選択するときに領域設定手段
で保持アームが動き得る制限領域を設定する。このとき
の領域設定方法としては、保持アーム先端が歩行補助装
置外の周辺部材（例えば、歩行補助装置が設置してある
部屋の床面・壁面等）と所定距離以上離れるように設定
する方法、あるいは保持アーム先端の高さ（例えば、歩
行補助装置が設置してある部屋の床面からの高さ）を被
補助者の身長に対応した所定値以下となるように設定す
る方法、等がある。このような領域設定が終了した後、
被補助者は保持アーム先端を把持しつつ歩行を開始す
る。歩行中の保持アームは、鉛直上方への一定の力と歩
行方向への力とを被補助者に対して作用させており、こ
れによって被補助者は体重のうちの一部を適正な割合で
補助されつつ自身の脚力で歩行することができる。この
補助前〜補助中における一連の保持アームの全動作中を
通じ、保持アーム先端の位置が検出手段によって検出さ
れており、この検出手段による検出結果と領域設定手段
による制限領域設定とに従い、制限制御手段によって上
記した制限領域内でのみ保持アームの動作を可能とする
領域制限制御が行われている。これにより、たとえ被補
助者が誤操作したり、あるいは故障により保持アームが
誤動作した場合であっても、保持アームは制限領域外に
おいて動作することはない。よって例えば、保持アーム
先端が部屋の壁面や床面に接近し過ぎて、被補助者が保
持アーム先端と壁面・床面との間の狭い空間で無理な体
勢・不自然な姿勢となったり、保持アーム先端が上方へ
移動し過ぎて、被補助者の身体が浮いて不自然な体勢と
なることが防止され、被補助者の肉体的な負担を軽減す
ることができる。

【００３１】また、歩行訓練装置に適用する場合、領域
設定手段で、介助アームの先端とアーム支持手段との距
離が第１の所定値以上となるように制限領域を設定する
ことにより、たとえ介助者が誤操作したり、あるいは故
障により介助アームが誤動作した場合であっても、介助
アーム先端がアーム支持手段に接近し過ぎて被訓練者や
介助者が介助アーム先端とアーム支持手段との間の狭い
空間で無理な体勢・不自然な姿勢となることが防止され
る。さらに、歩行訓練装置に適用する場合、領域設定手
段で、介助アームの先端と環状ベルトとの距離が第２の
所定値以上となるように制限領域を設定することによ
り、たとえ介助者が誤操作したり、あるいは故障により
介助アームが誤動作した場合であっても、介助アーム先
端が環状ベルトに接近し過ぎて被訓練者や介助者が介助
アーム先端と環状ベルトとの間の狭い空間で無理な体勢
・不自然な姿勢となることが防止される。また、第１及
び第２の所定値は、それぞれ、被訓練者及び介助者の身
体が占める空間の厚みより大きい値であることにより、
狭小空間による肉体的な負担を確実に軽減することがで
きる。さらに、歩行訓練装置に適用する場合、領域設定
手段で、介助アームの先端の環状ベルトからの高さが、
第３の所定値以下となるように制限領域を設定すること
により、たとえ介助者が誤操作したり、あるいは故障に
より介助アームが誤動作した場合であっても、介助アー
ム先端が上方へ移動し過ぎて被訓練者の身体が浮き不自
然な体勢となることが防止される。また、歩行訓練装置
に適用する場合、第３の所定値を、被訓練者の身長に応
じて決定される固有値とすることにより、被訓練者の体
型に応じて、適切に肉体的な負担を軽減することができ
る。さらに、複数の被訓練者に関する固有値を、情報バ
ンクに書き込み・読み出し可能に管理保管することによ
り、被訓練者の体型に応じたアーム駆動制御が容易に行
える。また、歩行補助装置に適用する場合、領域設定手
段で、保持アームの先端と歩行補助装置が設置されてい
る部屋の壁面との距離が第４の所定値以下となるように
制限領域を設定することにより、たとえ被補助者が誤操
作したり、あるいは故障により保持アームが誤動作した
場合であっても、保持アーム先端が壁面に接近し過ぎて
被補助者が保持アーム先端と壁面との間の狭い空間で無
理な体勢・不自然な姿勢となることが防止される。さら
に、歩行補助装置に適用する場合、センサによって移動
体の移動に合わせて移動体と壁面との距離をリアルタイ
ムで計測するとともに対応する信号を出力し、領域設定
手段が、このセンサからの信号の値に応じて制限領域を
設定することにより、被補助者が歩行するに伴って動く
移動体の位置に応じ、リアルタイムで制限領域を随時修
正することができる。また、歩行補助装置に適用する場
合、領域設定手段で、保持アームの先端と歩行補助装置
が設置されている部屋の床面との距離が第５の所定値以
上となるように制限領域を設定することにより、たとえ
被補助者が誤操作したり、あるいは故障により保持アー
ムが誤動作した場合であっても、保持アーム先端が床面
に接近し過ぎて被補助者が保持アーム先端と床面との間
の狭い空間で無理な体勢・不自然な姿勢となることが防
止される。さらに、第４及び第５の所定値を、それぞ
れ、被補助者の身体が占める空間の厚みより大きい値と
することにより、狭小空間による肉体的な負担を確実に
軽減することができる。また、歩行補助装置に適用する
場合、領域設定手段で、保持アームの先端の歩行補助装
置が設置されている部屋の床面からの高さが、第６の所
定値以下となるように制限領域を設定することにより、
たとえ被補助者が誤操作したり、あるいは故障により保
持アームが誤動作した場合であっても、保持アーム先端
が上方へ移動し過ぎて被補助者の身体が浮き不自然な体
勢となることが防止される。さらに、第６の所定値が、
被補助者の身長に応じて決定される値であることによ
り、被補助者の体型に応じて、適切に肉体的な負担を軽
減することができる。また、複数の被補助者に関する固
有値を、情報バンクに書き込み・読み出し可能に管理保
管することにより、被補助者の体型に応じたアーム駆動
制御が容易に行える。さらに、制限制御手段において、
判定手段でアームが制限領域内にあるかどうかを判定
し、この判定手段でアームが制限領域外にあると判定さ
れたときには、駆動停止手段で駆動手段の動作を停止す
る、すなわち例えば、駆動手段に駆動停止信号を出力す
るか、あるいは駆動手段の電力供給を遮断する等によ
り、制限領域内でのみアームの動作を可能とする手段を
実現することができる。また、判定手段でアームが制限
領域外にあると判定されたときには、復帰駆動手段で、
アームを制限領域内に戻す方向へ駆動するための復帰駆
動信号を駆動手段に出力することにより、制限領域内で
のみアームの動作を可能とする手段を実現することがで
きる。さらに、判定手段でアームが制限領域外にあると
判定されたときには、停止位置指令手段で、アームをそ
の位置で停止させるための停止位置信号を駆動手段に出
力することにより、制限領域内でのみアームの動作を可
能とする手段を実現することができる。また、判定手段
でアームが制限領域外にあると判定されたときには、警
告手段で使用者に警告を行うことにより、使用者に注意
を喚起することができる。

【００３２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１〜図１７により
説明する。本発明の第１の実施例を図２〜図１１により
説明する。本実施例は、本発明を、歩行機能障害者の歩
行訓練を行う歩行訓練装置に適用した場合の実施例であ
る。本実施例の対象となる歩行訓練装置１の全体構成を
示す概念図を図２に示す。図２において、歩行訓練装置
１は、可動リンク機構２Ａ、回転機構２Ｂ、保持機構２
Ｆ（後述）を備え、被訓練者Ｕの身体を支えて被訓練者
の姿勢の矯正と負荷軽減を図る介助アーム装置２と、回
転機構２Ｂを被うとともに介助アーム装置２を支持する
カバー３と、床面または地上に固定され、例えば環状ベ
ルトから構成される歩行面４Ａを備えた歩行面装置４
と、ＣＲＴ５０、計算機５１、及びキーボード（マウス
含む）５２によって構成され、介助アーム装置２及び歩
行面装置４を制御する制御装置５とを有する。なお、こ
の歩行訓練装置１の操作は主として図示しない介助者が
行い、またこの介助者は必要に応じて被訓練者Ｕの訓練
の介助を行う。

【００３３】歩行面装置４の詳細構造を示す概念図を図
３に示す。図３において、歩行面装置４は、被訓練者Ｕ
の左・右の足に対応した２本の歩行面４Ａ（すなわち左
歩行面４Ａ_L及び右歩行面４Ａ_R）と、これら左・右歩行
面４Ａ_L,４Ａ_Rの回転にともない、これら左・右歩行面
４Ａ_L,４Ａ_Rの速度を検出する左歩行面速度検出手段７
０Ａ及び右歩行面速度検出手段７０Ｂと、これら左・右
歩行面４Ａ_L,４Ａ_Rの移動距離を検出する左歩行面距離
検出手段及び７１Ａ及び右歩行面距離検出手段７１Ｂ
と、左歩行面４Ａ_L及び右歩行面４Ａ_Rをそれぞれ駆動す
る左歩行面駆動手段６９Ａ及び右歩行面駆動手段６９Ｂ
とを有する。

【００３４】左・右歩行面駆動手段６９Ａ,Ｂは、制御
装置５の歩行面制御部５Ｂによって制御される。すなわ
ち、歩行面制御部５Ｂは、被訓練者Ｕが左・右歩行面４
Ａ_L,４Ａ_Rを後方に蹴って歩行する際に左・右歩行面速
度検出手段７０Ａ,７０Ｂによって検出される速度を基
にして、被訓練者Ｕの両足に適正な粘性抵抗を与えるよ
うにして駆動速度を計算し、この駆動速度を左・右歩行
面４Ａ_L,４Ａ_Rに与える。このような歩行面制御部５Ｂ
による制御内容を表すブロック図を図４に示す。図４に
おいて、歩行面制御部５Ｂによる制御は左・右両側で同
一のシステム構成となっており、あらかじめ歩行面制御
部５Ｂ内に設定された速度目標Ｖ_oと歩行面速度検出手
段７０Ａ（又は７０Ｂ）から検出された速度情報Ｖ
_A（又はＶ_B）との差に、あらかじめ歩行面制御部５Ｂに
設定された速度ゲインＫを乗算し、この結果すなわちＫ
(Ｖ_A−Ｖ)（又はＫ(Ｖ_B−Ｖ)）を最終的な指令値として
左・右歩行面駆動手段６９Ａ,Ｂに出力する。なお、速
度目標Ｖ_A,Ｖ_B及び速度ゲインＫは、図示しない入力手
段や制御装置５の他の部分からの指示によって変更可能
に構成してもよい。これにより、被訓練者Ｕの速度に応
じた適正な粘性抵抗力を被訓練者Ｕの足に加えることに
なる。

【００３５】なお左・右歩行面４ＡＬ,４Ａ_Rは互いに接
していてもよい。

【００３６】介助アーム装置２の詳細構造を表す側面図
を図１に示す。介助アーム装置２を支持するカバー３
は、歩行面装置４の歩行面４Ａの前方上面に据え付け固
定されている。可動リンク機構２Ａを動かす回転機構２
Ｂは、このカバー３の上部に収納され、かつ被訓練者Ｕ
の歩行方向（図１中右方向）と鉛直方向とがなす平面
（以下適宜、矢状面という）に関し、左右対象の構造と
なっている。ここで、右とは図１の紙面手前側、左とは
図１の紙面奥側を指す。

【００３７】回転機構２Ｂの詳細構造を図１中Ｐ−Ｑ断
面図である図５に示す。図５において、回転機構２Ｂ
は、互いに独立して回転する右側回転軸７４Ｃ及び左側
回転軸７４Ｄとを有する。右側回転軸７４Ｃの右側端部
には回転駆動軸７４Ａ、左側回転軸７４Ｄの左側端部に
は回転駆動軸７４Ｂが設けられている。この回転駆動軸
７４Ａ,７４Ｂは例えばプーリであり、回転指示部７６
Ａ,７６Ｂの指令に応じて回転する。すなわち回転指示
部７６Ａ,７６Ｂがクラッチ機構である場合には、プー
リである回転駆動軸７４Ａ,７４Ｂは例えばベルトを介
して駆動される。

【００３８】なお、回転機構２Ｂには、アーム制御部５
Ａ（後述）の一部を構成する、図示しない左・右角度セ
ンサ、左・右角速度センサ、及び左・右トルクセンサが
設けられている。これらの取り付け部位は、回転軸７４
Ｃ,Ｄ、回転駆動軸７４Ａ,Ｂのいずれでもよい。

【００３９】また、可動リンク機構２Ａは金属性の素材
から構成されており、縦駆動リンク２Ａａ、横駆動リン
ク２Ａｂ、短従動リンク２Ａｃ、長従動リンク２Ａｄを
備えている。これら各リンク２Ａａ〜ｄは形状的・構造
的に類似したものであり、それぞれ略平行面辺形をな
す。これらのうち、長従動リンク２Ａｄを例にとってさ
らなる詳細構造を図６に示す。図６において、長従動リ
ンク２Ａｄは、互いに対向する「へ」の字型の２つの腕
７９ａ,７９ｂを有し、その端部は部材７９ｃ,７９ｄで
固定されている。さらに腕７９ａと腕７９ｂは、中間部
どうしが部材７９ｅで溶接連結されている。なお、他の
リンク、すなわち縦駆動リンク２Ａａ、横駆動リンク２
Ａｂ、短従動リンク２Ａｃも、構造はほぼ同様である。

【００４０】図１に戻り、縦駆動リンク２Ａａ及び横駆
動リンク２Ａｂは、それぞれ右側回転軸７４Ｃ及び左側
回転軸７４Ｄに連結しており、右側回転軸７４Ｃの回転
にしたがって縦駆動リンク２Ａａは図１中の矢印のよう
に上下動し、左側回転軸７４Ｄの回転にしたがって横駆
動リンク２Ａｂは図１中の矢印のように横移動する。す
なわち、回転駆動軸７４Ａ,７４Ｂの回転可能角度は、
縦駆動リンク２Ａａ及び横駆動リンク２Ａｂを矢印のよ
うに動かすような限定された角度範囲である。縦駆動リ
ンク２Ａａの回転軸７４Ｃから反対側（図示右側）の端
部と短従動リンク２Ａｃの下側の端部とは回転可能な節
２Ｃで連結され、短従動リンク２Ａｃの上側の端部と長
従動リンク２Ａｄの被訓練者Ｕから反対側（図示右側）
の端部とは回転可能な節２Ｄで連結されている。また、
長従動リンク２Ａｄの部材７９ｅの中央部分は、回転可
能な節２Ｅを介し横駆動リンク２Ａｂの回転軸７４ｄか
ら反対側の端部に連結され、長従動リンク２Ａｄの被訓
練者Ｕ側の端部には保持機構２Ｆが設けられている。

【００４１】保持機構２Ｆは、被訓練者Ｕを直接把持す
る把持部８２と、把持部８２と長従動リンク２Ａｄとを
連結する支持部８１と、支持部８１に設けられた応力セ
ンサ８１Ａとを備えている。応力センサ８１Ａは、Ｘ軸
方向（図１中左方向）、Ｙ軸方向（図１中上方向）、Ｚ
軸方向（図１において紙面に向かって手前から奥方向）
の応力と各軸まわりのモーメントを測定する機能を有
し、把持部８２を介し被訓練者Ｕと介助アーム装置２と
の間に作用する力を測定する。また、把持部８２はアタ
ッチメント型であって種々の形式が準備されており、支
持部８１に自在に取り付けて用いられる。この把持部８
２近傍の詳細構造を表す側面図を図７に示す。図７にお
いて、把持部８２は、被訓練者Ｕの肩部を支えるための
肩部保持部材８２Ａと、肩部保持部材８２Ａの位置を被
訓練者Ｕの身長・肩幅に合わせるための調整機構８２Ｂ
とからなる。把持部８２の動作領域は矢状面内にあるの
で、介助アーム装置２は把持部８２を介して被訓練者Ｕ
に矢状面内で力を及ぼすことになる。よって回転軸７４
Ｃ及び７４Ｄを回転させ被訓練者Ｕが把持部８２へ加え
る力（外力）の反力となるように介助アーム装置２を動
作させることにより、把持部８２において被訓練者Ｕか
らの力と可動リンク機構２Ａからの力とが平衡すること
となる。

【００４２】介助アーム装置２の動作は、制御装置５内
のアーム制御部５Ａによって制御される。本実施例の要
部であるこのアーム制御部５Ａによる制御内容を表すブ
ロック図を図８に示す。図８に示すアーム制御部５Ａ内
において、まず、前述した左・右角度センサによって検
出された回転機構２Ｂの回転軸７４Ｃ,Ｄ（又は回転駆
動軸７４Ａ,Ｂ）の回転角度θ₁,θ₂が、先端位置算出器
５Ａａに入力される。先端位置算出器５Ａａは、入力さ
れた回転角度θ₁,θ₂から、保持機構２Ｆが取り付けら
れる長従動リンク２Ａｄの先端位置を算出する。この算
出方法を図９により説明する。図９は、介助アーム装置
２の可動リンク機構２Ａと、回転機構２Ｂの回転軸位置
を原点とする基準座標系との関係を簡略化して示したも
のである。図９において、長従動リンク２Ａａの節２Ｅ
から先端側の長さをｌ₁、横駆動リンク２Ａｂの長さを
ｌ₂とすると、長従動リンク２Ａｄの先端位置８４のｘ
座標及びｙ座標は、以下のように表されることになる。

【００４３】 ｘ ＝ ｌ₁ｃｏｓθ₁＋ｌ₂ｃｏｓθ₂ …（１） ｙ ＝ ｌ₁ｓｉｎθ₁＋ｌ₂ｓｉｎθ₂ …（２） このようにして算出したｘ,ｙ座標は、比較処理器５Ａ
ｂへ送られる。

【００４４】このとき一方、比較処理器５Ａｂには、介
助者によって介助アーム装置２の可動範囲の設定値がキ
ーボード５２を介して入力される。この設定入力方法を
図１により説明する。すなわち、介助者は、介助アーム
装置２の可動範囲の設定値として、 長従動リンク２Ａｄの先端８４とカバー３との間の距
離の最小値Ｌ₁（被訓練者及び介助者の身体が占める空
間の厚みより大きい値、例えばＬ₁＝３００ｍｍ） 長従動リンク２Ａｄの先端８４と歩行面４Ａとの間の
距離の最小値Ｌ₂（被訓練者及び介助者の身体が占める
空間の厚みより大きい値、例えばＬ₂＝３００ｍｍ） 長従動リンク２Ａｄの先端８４の歩行面４Ａからの高
さの最大値Ｌ₃（被訓練者Ｕの身長に応じて決定する
値、例えばＬ₃＝１１００ｍｍ） の３つを設定する。なお、これらの操作は、装置を使用
する毎に行っても良いし、一度設定した値を記憶してお
き、操作者が変更しないかぎりその値を使用しても良
い。

【００４５】ここにおいて、上記〜の設定条件は、
前述した基準座標系で表すと、以下のようになる。
は、基準座標原点からカバー３までのｘ軸方向の距離を
αとして、 ｘ_min ＝ α＋Ｌ₁ ＝ α＋３００ は、基準座標原点から歩行面４Ａまでのｙ軸方向の距
離をβとして、 ｙ_min ＝ −β＋Ｌ₂ ＝ −β＋３００ は、基準座標原点から歩行面４Ａまでのｙ軸方向の距
離をβとして、 ｙ_max ＝ −β＋Ｌ₃ ＝ −β＋１１００ なおこのｙ_maxは被訓練者Ｕによって変化する値なの
で、操作者が訓練を行う毎に入力するか、情報バンクを
設け、被訓練者個人情報として書き込み・読み出し可能
に管理保管しても良い。これにより、被訓練者の体型に
応じた介助アーム装置２の駆動制御を容易に行うことが
できる。

【００４６】上記〜の設定により、長従動リンク２
Ａｄの先端８４の可動範囲は、 ｘ ≧ α＋３００ …（３） かつ、 −β＋３００ ≦ ｙ ≦ −β＋１１００ …（４） となり、図１中斜線で示した領域が設定した可動範囲と
なる。

【００４７】そして、比較処理器５Ａｂは、（１）式に
より算出されたｘが（３）式の条件を満たしているかど
うか、及び（２）式により算出されたｙが（４）式の条
件を満たしているかどうか比較を行う。

【００４８】図８に戻り、ｘ及びｙが（３）式（４）式
の条件をすべて満たしている場合は、比較処理器５Ａｂ
はサーボ制御処理器５Ａｃへ正常状態を通知する。サー
ボ制御処理器５Ａｃでは、正常時のサーボ処理を行い、
回転機構２Ｂの左・右回転指示部７６Ａ,７６Ｂにモー
タ駆動指令値を出力する。

【００４９】サーボ制御処理器５Ａｃにおけるサーボ制
御の詳細を表すブロック図を図１０に示す。図１０にお
いて、まず、長従動リンク２Ａｄの先端に発生させる力
Ｆを、応力目標値とする。そして、この目標値Ｆを基に
して変換行列乗算器１０１で左・右回転駆動軸７４Ａ,
７４Ｂへのトルク目標値Ｔ_oを算出する。すなわち、変
換行列乗算器１０１において、左・右回転駆動軸７４
Ａ,７４Ｂの角度と各リンク２Ａａ〜ｄの長さから求め
られるヤコビアン行列の転置Ｔ_f（変換行列）を応力目
標値Ｆに乗じてトルク目標値Ｔ_oとする。求められたト
ルク目標値Ｔ_oは減算器１０２及び加算器１０４へと送
られる。この加算器１０４へ向かう流れは、いわゆるフ
ィードフォワード制御に該当する。減算器１０２は、ト
ルク目標値Ｔ_oと前述した左・右トルクセンサとの応答
Ｔとの偏差Ｔ_o−Ｔを求め、トルクフィードバックゲイ
ン乗算器１０３へと送る。トルクフィードバックゲイン
乗算器１０３は、予め設定されたトルクフィードバック
ゲインＫ_tを偏差Ｔ_o−Ｔに乗じて操作量Ｘ₁を算出し、
加算器１０４へ送る。このときの減算器１０２及びフィ
ードバックゲイン乗算器１０３がいわゆるフィードバッ
ク制御系を構成する。加算器１０４は、変換行列乗算器
１０１からのトルク目標値Ｔ_oと、フィードバックゲイ
ン乗算器１０３の操作量Ｘ₁との和を求め、結果を減算
器１０６へ送る。

【００５０】一方このとき、前述した左・右角速度セン
サからの応答ωに対して、速度ゲイン１０５において予
め設定された速度フィードバックゲインＫ_vが乗じられ
ており、その結果が操作量Ｘ₂として減算器１０６へ送
られている。そして、減算器１０６では、加算器１０４
からのＴ_o＋Ｘ₁と、速度ゲイン１０５からのＸ₂との差
を操作量信号Ｘ₃として回転機構２Ｂの左・右回転指示
部７６Ａ,７６Ｂに送信する。回転指示部７６Ａ,Ｂは、
この操作量信号Ｘ₃に基づき左・右回転駆動軸７４Ａ,７
４Ｂを回転制御し、これによって、保持機構２Ｆには、
被訓練者Ｕに作用する力が与えられる。

【００５１】以上のようなアーム制御部５Ａにおける介
助アーム装置２の動作の制御により回転軸７４Ｃが回転
し、この回転軸７４Ｃの回転角度にしたがって縦駆動リ
ンク２Ａａが上下動し、そしてこの動きに連動して短従
動リンク２Ａｃが上下動する。同様に介助アーム装置２
の動作の制御により回転軸７４Ｄが回転し、回転軸７４
Ｄの回転角度にしたがって横駆動リンク２Ａｂが横移動
する。この結果、長従動リンク２Ａｄは、横駆動リンク
２Ａｂ及び短従動リンク２Ａｃの動きに追従して動く。
このような動作挙動の例を図１１（ａ）〜（ｄ）に示
す。図１１（ａ）は初期姿勢を表している。この状態か
ら、右側回転軸７４Ｃに固定された横駆動リンク２Ａａ
が回転せず、左側回転軸７４Ｄに固定された縦駆動リン
ク２Ａｂのみが回転すると、図１１（ｂ）に示すように
主として長従動リンク２Ａｄが横方向へスライドする動
きのみを示す。なお図では長従動リンク２Ａｄに取り付
けられた保持機構２Ｆの支持部８１が被訓練者Ｕ側（図
中左側）へ突き出る動きを示しているが、逆方向へもス
ライド可能であることはいうまでもない。一方、図１１
（ａ）の初期姿勢状態から、左側回転軸７４Ｄに固定さ
れた縦駆動リンク２Ａｂが回転せず、右側回転軸７４Ｃ
に固定された横駆動リンク２Ａａのみが回転すると、図
１１（ｃ）に示すように支持部８１が主として上下方向
へ動く。そしてさらに、図１１（ｄ）に示すように、縦
駆動リンク２Ａｂ及び横駆動リンク２Ａｃを同時に動か
すと、矢状面内のかなり広い範囲で支持部８１を動かす
ことができる。よって、保持機構２Ｆを広範囲に動かす
ことができる。

【００５２】図８に戻り、一方、比較処理器５Ａｂにお
いて、ｘ及びｙが、（３）式（４）式の３つの条件のう
ちいずれか１つでも満たしていないことが判明した場合
は、比較処理器５Ａｂは、サーボ制御処理器５Ａｃへ異
常状態を通知すると共に、回転機構２Ｂの左・右回転指
示部７６Ａ,７６Ｂへ停止指令を出力する。この結果サ
ーボ制御処理器５Ａｃは比較処理器５Ａｂから正常状態
の通知が来るまで待機し、また左・右回転指示部７６
Ａ,７６Ｂは、それぞれ左・右回転駆動軸７４Ａ,Ｂの駆
動を停止する。なおこの時、比較処理器５Ａｂが左・右
回転駆動軸７４Ａ,Ｂへの電力供給を遮断する構成にし
ても良い。この場合、比較処理器５Ａｂは、駆動手段の
電力供給を遮断する遮断手段をも構成する。

【００５３】上記一連の制御処理は、歩行訓練装置の駆
動開始から終了まで一定時間間隔で繰返し行う。

【００５４】なお、上記したアーム制御部５Ａにおい
て、回転機構２Ｂに設けられた図示しない角度センサと
先端位置算出器５Ａａとが、アームの先端の位置を検出
する検出手段を構成し、キーボード５２がアームが動き
得る制御領域を設定する領域設定手段を構成し、比較処
理器５Ａｂがアームが制限領域内にあるかどうかを判定
する判定手段を構成し、左・右回転指示部７６Ａ,７６
Ｂが駆動手段の動作を停止する駆動停止手段を構成す
る。

【００５５】以上のように構成した本実施例において
は、まず、訓練の介助を行う介助者が、訓練メニューや
介助方法等を選択するときに同時にアーム制御部５Ａの
キーボード５２を介して介助アーム装置２の長従動リン
ク２Ａｄの先端８４が動き得る可動範囲を、例えばｘ≧
α＋３００かつ−β＋３００≦ｙ≦−β＋１１００と設
定する。このような範囲設定が終了した後、(a)車椅子
中の被訓練者Ｕに介助アーム装置２の長従動リンク２Ａ
ｄ先端を近づけて被訓練者Ｕを保持機構２Ｆと一体化さ
せる。その後、(b)長従動リンク２Ａｄを上方へ動かし
被訓練者Ｕを車椅子から引き上げて訓練位置まで誘導
し、(c)歩行面４Ａを駆動させるとともに長従動リンク
２Ａｄに所定の反力を与え歩行訓練を開始する。なおこ
れら(a)(b)(c)の手順における長従動リンク２Ａｄの移
動は、被訓練者Ｕ又は介助者が手で軽く動かすとこれに
回転機構２Ｂによる長従動リンク２Ａｄ等の動きが追従
する構成でもよいし、介助者が制御装置５のキーボード
５２等によって長従動リンク２Ａｄ等の動きを操作して
もよい。そして訓練中の介助アーム装置２は、鉛直上方
への一定の力と歩行方向への力とを被訓練者Ｕに対して
作用させ、これによって被訓練者Ｕは適正な抵抗を受け
つつ歩行訓練を行う。この訓練前〜訓練中における一連
の介助アーム装置２の全動作中を通じて、角度センサか
らの入力信号に基づき、アーム制御部５Ａの先端位置算
出器５Ａａにおいて長従動リンク２Ａｄの先端８４の位
置が検出されており、この先端位置算出器５Ａａによる
算出結果と、可動範囲であるｘ≧α＋３００かつ−β＋
３００≦ｙ≦−β＋１１００とが比較処理器５Ａｂで比
較され、この範囲内にあればサーボ制御処理器５Ａｃで
通常の制御を行い、範囲内になければ左・右回転指示部
７６Ａ,７６Ｂを介して、右回転駆動軸７４Ａ,Ｂの駆動
を停止する。すなわち、上記した可動範囲内でのみ動作
可能とする制限制御が行われる。これにより、たとえ介
助者が誤操作したり、あるいは故障により介助アームが
誤動作し、被訓練者Ｕを保持する保持機構２Ｆがカバー
３や歩行面４Ａに接近し過ぎて、被訓練者Ｕや介助者が
保持機構２Ｆ・長従動リンク２Ａｄとカバー３・歩行面
４Ａとの間の狭い空間で無理な体勢・不自然な姿勢とな
ったり、保持機構２Ｆが上方へ移動し過ぎて、被訓練者
Ｕの身体が浮いて不自然な体勢となったりすることが防
止され、被訓練者Ｕ・介助者の肉体的な負担を軽減する
ことができる。

【００５６】なお、上記第１の実施例においては、比較
処理器５Ａｂにおいて、ｘ及びｙが、（３）式（４）式
の３つの条件のうちいずれか１つでも満たしていないこ
とが判明した場合は、回転機構２Ｂの左・右回転指示部
７６Ａ,７６Ｂへ停止指令を出力したが、これに限られ
ず、例えば下記の２つの変形例が考えられる。 （ｉ）復帰指令を出す構成 例えば、比較処理器５Ａｂからの指令を受け復帰制御を
行う復帰制御処理器を別途設けるものである。すなわ
ち、比較処理器５Ａｂにおいて、ｘ及びｙが、（３）式
（４）式の３つの条件のうちいずれか１つでも満たして
いないことが判明した場合は、比較処理器５Ａｂは、長
従動リンク２Ａｄの先端８４の位置指令値ｘ_ref，ｙ_ref
として、 ｘ＜ｘ_minの場合、 ｘ_ref＝ｘ_min＋ａ，ｙ_ref＝ｙ
（例えばａ＝５ｍｍ） ｙ＜ｙ_minの場合、 ｘ_ref＝ｘ，ｙ_ref＝ｙ_min＋ｂ
（例えばｂ＝５ｍｍ） ｙ＞ｙ_maxの場合、 ｘ_ref＝ｘ，ｙ_ref＝ｙ_max−ｃ
（例えばｃ＝５ｍｍ） を復帰制御処理器に出力する。復帰制御処理器では、上
記の位置指令値ｘ_ref，ｙ_refに基づき、下記の２つの
式、すなわち、 θ_2ref＝ｔａｎ^-1｛（√(ｒ²−ｄ²)）／ｄ｝＋ｔａｎ^-1（ｙ_ref／ｘ_ref｝…（ Ｉ） 但し、ｒ＝√（ｘ_ref ²＋ｙ_ref ²） ｄ＝（ｘ_ref ²＋ｙ_ref ²−ｌ₁ ²＋ｌ₂ ²）／２ｌ₂ θ_1ref＝ｔａｎ^-1（(ｙ_ref−ｌ₂ｓｉｎθ_2ref)／(ｘ_ref−ｌ₂ｃｏｓθ_2ref)） …（II） によって回転機構２Ｂの左・右回転駆動７４Ａ,Ｂの回
転角度θ_1ref,θ_2refを算出し、左・右回転指示部７６
Ａ,７６Ｂにこの角度θ_1ref,θ_2refに対応するモータ駆
動指令値を出力する。これに応じて左・右回転指示部７
６Ａ,７６Ｂが左・右回転駆動軸７４Ａ,７４Ｂを駆動さ
せるので、長従動リンク２Ａｄの先端８４が可動範囲内
に復帰する。なお、このとき復帰制御処理器は、復帰駆
動信号を駆動信号に出力する復帰駆動手段を構成する。
また、復帰制御処理器を新たに設けず、サーボ制御処理
器５Ａｃにこの機能を持たせてもよい。

【００５７】（ii）停止指令を出す構成 例えば、比較処理器５Ａｂからの指令を受け停止制御を
行う停止制御処理器を別途設けるものである。すなわ
ち、比較処理器５Ａｂにおいて、ｘ及びｙが、（３）式
（４）式の３つの条件のうちいずれか１つでも満たして
いないことが判明した場合は、比較処理器５Ａｂは、左
・右回転駆動軸７４Ａ,Ｂの回転角度位置指令値
θ_1ref，θ_2refとして、左・右角度センサによって検出
された回転角度θ₁,θ₂を停止制御処理器に出力する。

【００５８】停止制御処理器では、上記の位置指令値θ
_1ref，θ_2refに基づき、左・右回転指示部７６Ａ,７６
Ｂにこの角度θ_1ref,θ_2refに対応するモータ駆動指令
値を出力する。これに応じて左・右回転指示部７６Ａ,
７６Ｂは左・右回転駆動軸７４Ａ,７４Ｂの駆動を現在
位置に停止させる。

【００５９】なお、このとき、停止制御処理器は、アー
ムを停止させるための停止位置信号を出力する停止位置
指令手段を構成する。また、停止制御処理器を新たに設
けず、サーボ制御処理器５Ａｃにこの機能を持たせても
よい。

【００６０】本発明の第２の実施例を図１２により説明
する。本実施例も、本発明を歩行訓練装置に適用した場
合の実施例である。本実施例の対象となる歩行訓練装置
が第１の実施例の歩行訓練装置１と異なる点は、制御装
置５のアーム制御部５Ａに、長従動リンク２Ａｄの先端
８４が可動範囲外にあると判定された場合にそのことを
被訓練者Ｕ・介助者に警告する介助アーム状態警告器１
５を設けたことである。介助アーム状態警告器１５は、
ランプまたはブザーまたは、ディスプレイの表示など、
被訓練者Ｕ・介助者に可動範囲を超えたことを知らせる
ことができる機器によって構成されており、この介助ア
ーム状態警告器１５の動作中には、介助者等が長従動リ
ンク２Ａｄの先端８４を可動範囲内に戻す方向へ操作を
行うまで、介助アーム装置２は待機状態となるように構
成される。

【００６１】その他の構成は、上記第１の実施例とほぼ
同様である。

【００６２】本実施例によっても、第１の実施例と同様
の効果を得る。

【００６３】本発明の第３の実施例を図１３〜図１７に
より説明する。本実施例は、本発明を、比較的軽微な歩
行障害を生じた者の自力歩行を補助する歩行補助装置に
適用した場合の実施例である。本実施例の対象となる歩
行補助装置３２０の全体構成を示す概念図を図１３に示
す。図１３において、歩行補助装置３２０は、移動機構
３２７と、この移動機構３２７に設けられた支柱３５４
と、この支柱３５４の上端に設けられた保持アーム装置
３０６とを有する。

【００６４】移動機構３２７は、その後方に左右に設け
た駆動輪３２８と、駆動輪３２８の近傍に設けられそれ
らを駆動する駆動モータ３６２と、前方に設けられた従
動輪３２９と、これらの動作を制御する移動機構制御装
置３６５と、後述する距離センサ３３６Ａとを有してい
る。また、この移動機構制御装置３６５の近傍には、後
述する距離センサ３６６ａを備え、保持アーム装置３０
６を制御する保持アーム制御装置３６６と、距離センサ
３６６Ａ及び後述する角度センサ・角速度センサを制御
するセンサ制御装置３６７と、電源装置３６８等が設け
られており、これらはいずれも移動機構３２７、支柱３
５４等ともにカバー３６９によって被われている。移動
機構３２７の駆動輪３２８及び従動輪３２９は、車輪と
して図示してあるが、脚・キャタピラ・その他の方式で
もよい。駆動輪３２８は、駆動モータ３６２から図示し
ない変速機構・ベルト等によって動力が伝達されてお
り、左・右２つの駆動輪３２８の駆動速度の差や駆動方
向の違いによって操舵方向を決定する方式で信地旋回な
ど小さな回転半径を実現する構成としている。また従動
輪３２９はキャスタータイプのものが１つ設けられてお
り車輪の向きは駆動輪３２８によって操舵方向に自由に
向く構成である。また移動機構制御装置３６５による移
動機構３２７の制御は、保持アーム３２１の根元に配置
された作用力検出器３７４により検出された前方向の力
が利用される。すなわち、並進用駆動モータ３２４及び
回転用駆動モータ３２５,３６４により可動アーム３２
２の姿勢が変化すると、これによって保持アーム３２１
の位置が（図１３の紙面内で）２次元的に変化する。保
持アーム３２１の位置変化は被補助者Ｖとの相対位置変
化となり、それにより被補助者Ｖから保持アーム３２１
への作用力が変化し、作用力検出器３７４により検出さ
れる。検出された移動方向への作用力は移動機構制御装
置３６５に入力され、移動機構制御装置３６５は被補助
者Ｖが進みたいとしている方向と作用力とを演算し、そ
の作用力があらかじめ図示しない記憶装置に記憶されて
いる目標値と常に等しくなるように駆動輪３２８の駆動
力を制御する。この目標値は、例えば作用力の２０％と
設定し記憶しておけば、常に前方向移動力の２０％が歩
行補助装置３２０により補助される一方、残りの移動力
は被補助者Ｖ自らの力で発生させて移動を行うことで、
移動補助が実現される。

【００６５】保持アーム装置３０６は、可動アームホル
ダ３０７と、可動アームホルダ３０７の内部に内蔵され
た並進用駆動モータ３２４と、両端にストッパ３１０及
び使用者である被補助者Ｖの身体を支える保持アーム３
２１を備えた可動アーム３２２と、保持アーム３２１の
付け根部分に設けられた作用力検出器３２４と、保持ア
ーム３２１の近傍で被補助者Ｖが腕をかけたときに手が
届く範囲に設けられ、被補助者Ｖの意思を伝えるととも
に装置の状態を被補助者Ｖに示す操作盤３１２と、回転
軸３２３を中心に可動アーム３２２を回転するために設
けられ、支柱３５４の上部と可動アームホルダ３０７を
斜めに支持する回転用駆動モータ３２５,３６４とを有
している。また各駆動モータ３２４,３２５,３６４に
は、保持アーム制御装置の一部を構成し、各駆動モータ
３２４,３２５,３６４による角度及び角速度を検出する
図示しない角度センサ及び角速度センサがそれぞれ設け
られている。

【００６６】保持アーム装置３０６の動作は、保持アー
ム制御装置３６６によって制御される。本実施例の要部
であるこの保持アーム制御装置３６６による制御内容を
表すブロック図を図１４に示す。図１４に示す保持アー
ム制御装置３６６内において、まず、前述した角度セン
サによって検出された各駆動モータ３２４,３２５,３６
４の回転軸の回転角度が、先端位置算出器３６６ａに入
力される。先端位置算出器３６６ａは、入力された回転
角度から、保持アーム３２１が取り付けられる可動アー
ム３２２の先端位置を算出する。この算出方法を図１５
により説明する。図１５は、保持アーム装置３０６の可
動アーム３２２と、回転軸３２３の位置を原点とする基
準座標系との関係を簡略化して示したものである。図１
５において、可動アーム３２２の回転軸３２３から先端
側の長さをｄ、水平方向となす角をθ₃とすると、可動
アーム３２２の先端位置３１４のｘ座標及びｙ座標は、
以下のように表されることになる。

【００６７】ｘ ＝ ｄ×ｃｏｓθ₃ …（１１） ｙ ＝ ｄ×ｓｉｎθ₃ …（１２） すなわち、先端位置算出器３６６ａは、角度センサから
の各駆動モータ３２４,３２５,３６４の３つの回転角度
から角度θ₃及び並進距離ｄを算出し、このθ₃及びｄを
用いて上記（１１）（１２）式からｘ,ｙ座標を算出し
て、比較処理器３６６ｂへ送る。

【００６８】図１４に戻り、このとき、比較処理器３６
６ｂには、保持アーム制御装置３６６に備えられた入力
手段（例えば操作盤３１２に設けられていてもよい）を
介し、被補助者によって可動アーム３２２の可動範囲の
設定値が入力されている。この設定入力方法を図１６に
より説明する。図１６は、図１５で示した基準座標上に
おける歩行補助装置３２０と可動範囲の設定値との関係
を示した概念図である。図１６において、被補助者は、
保持アーム装置３０６の可動範囲の設定値として、 可動アーム３２２の先端３１４と障害物（例えば歩行
補助装置３２０が設置される壁面３４１）との間の距離
の最大値Ｔ₁（被訓練者及び介助者の身体が占める空間
の厚みより大きい値、例えばＴ₁＝３００ｍｍ） 可動アーム３２２の先端３１４と歩行補助装置３２０
が設置される床面３４０との間の距離の最小値Ｔ₂（被
補助者の身体が占める空間の厚みより大きい値、例えば
Ｔ₂＝３００ｍｍ） 可動アーム３２２の先端３１４の床面３４０からの高
さの最大値Ｔ₃（被補助者Ｖの身長に応じて決定する
値、例えばＴ₃＝１１００ｍｍ） の３つを設定する。なお、これらの操作は、装置を使用
する毎に行っても良いし、一度設定した値を記憶してお
き、操作者が変更しないかぎりその値を使用しても良
い。

【００６９】ここにおいて、上記〜の設定条件は、
前述した基準座標系で表すと、以下のようになる。
は、基準座標原点から距離センサ３３６Ａまでのｘ軸方
向の距離をγ、距離センサ３３６Ａが検出した障害物ま
での距離をｘ_sensorとして、 ｘ_max ＝ γ＋ｘ_sensor−Ｔ₁ ＝ γ＋ｘ_sensor−３
００ なお、ｘ_sensorの値は時々刻々変化するものであり、図
１４に示すように、距離センサ３３６Ａがリアルタイム
で計測して比較処理器３６６ｂに入力する。

【００７０】は、基準座標原点から床面３４０までの
ｙ軸方向の距離をβとして、 ｙ_min ＝ −β＋Ｔ₂ ＝ −β＋３００ は、基準座標原点から床面４Ａまでのｙ軸方向の距離
をβとして、 ｙ_max ＝ −β＋Ｔ₃ ＝ −β＋１１００ なおこのｙ_maxは被補助者Ｖによって変化する値なの
で、歩行補助を行う毎に入力するか、情報バンクを設
け、被補助者個人情報として書き込み・読み出し可能に
管理保管しても良い。これにより、被補助者の体型に応
じた保持アーム装置３０６の駆動制御を容易に行うこと
ができる。

【００７１】上記〜の設定により、可動アーム３２
２の先端３１４の可動範囲は、 ｘ ≧ γ＋ｘ_sensor−３００ …（１３） かつ、 −β＋３００ ≦ ｙ ≦ −β＋１１００ …（１４） となり、図１６中斜線で示した領域が設定した可動範囲
となる。

【００７２】図１４に戻り、比較処理器３６６ｂは、
（１１）式により算出されたｘが（１３）式の条件を満
たしているかどうか、及び（１２）式により算出された
ｙが（１４）式の条件を満たしているかどうか比較を行
う。

【００７３】ｘ及びｙが（１３）式（１４）式の条件を
すべて満たしている場合は、比較処理器３６６ｂはサー
ボ制御処理器３６６ｃへ正常状態を通知する。サーボ制
御処理器３６６ｃでは、正常時のサーボ処理を行い、駆
動モータ３２４,３２５,３６４に対応するモータ駆動指
令値を出力する。

【００７４】サーボ制御処理器３６６ｃにおけるサーボ
制御の詳細を表すブロック図を図１７に示す。サーボ制
御処理器３６６ｃにおける駆動モータ３２４,３２５,３
６４の制御は、保持アーム３２１の付け根に設けた作用
力検出器３７４で検出された下方向の力を利用して行わ
れ、３つの駆動モータ３２４,３２５,３６４に関し互い
にほぼ同様に以下のようにして行われる。すなわち、図
１７において、保持アーム３２１への作用力は、作用力
検出器３７４で検出され、変換器３４５に入力される。
変換器３４５では、入力された作用力を、駆動モータ３
２４,３２５,３６４への指令値と同じ物理量（例えば駆
動トルク）をもつ制御量３４６に変換する。変換された
制御量３４６は、減算器３５５へと送られる。一方この
とき、被保持者Ｖを支持する支持力の目標値があらかじ
め図示しない記憶装置に記憶されており、この目標値が
同様に変換器３４２に入力され、駆動モータ３２４,３
２５,３６４への指令値３４３となる。そしてこの指令
値３４３は、減算器３５５及び加算器３５７へ送られ
る。なお加算器３５７へと向かう流れがいわゆるフィー
ドフォワード制御である。減算器３５５においては、変
換器３４２から入力された指令値３４３と変換器３４５
から入力された制御量３４６との偏差３４７が求めら
れ、この偏差３４７が制御ゲイン３４８へと送られる。
制御ゲイン乗算器３４８においては、入力された偏差３
４７にフィードバックゲインＫ_tを乗じて操作量が求め
られ、この操作量が加算器３５７に送られる。なお減算
器３５５及び制御ゲイン乗算器３４８がいわゆるフィー
ドバック制御系を構成する。

【００７５】加算器３５７においては、変換器３４２か
らの指令値３４３と制御ゲイン乗算器３４８からの操作
量とが加算されて駆動モータ目標値３４９となり、減算
器３５６へ送られる。

【００７６】また一方、角速度検出手段で検出された各
駆動モータ３２４,３２５,３６４で検出された角速度３
５０は、速度ゲイン乗算器３５１に入力され、あらかじ
め設定されている速度フィードバックゲインＫ_vが乗じ
られる。そしてこのＫ_vを乗じた結果が操作量として減
算器３５６へ送られる。

【００７７】減算器３５６においては、加算器３５７か
らの駆動モータ目標値３４９と速度ゲイン乗算器３５１
からの操作量との偏差を求め、これを駆動モータ制御量
偏差３５２として各駆動モータ３２４,３２５,３６４へ
送られる。

【００７８】上記一連の制御により、保持アーム装置３
０６からの作用力が常に一定に被補助者Ｖに作用し、常
に一定の支持力で被補助者Ｖを保持する制御が実現でき
る。また、記憶装置内の目標値を適宜変更することで、
被補助者Ｖの障害の度合いに応じた適切な補助を実現す
ることができる。

【００７９】図１４に戻り、一方、比較処理器３６６ｂ
において、ｘ及びｙが、（１３）式（１４）式の３つの
条件のうちいずれか１つでも満たしていないことが判明
した場合は、第１の実施例同様、比較処理器３６６ｂ
は、サーボ制御処理器３６６ｃへ異常状態を通知すると
共に、駆動モータ３２４,３２５,３６４へ停止指令を出
力する。この結果サーボ制御処理器３６６ｃは比較処理
器３６６ｂから正常状態の通知が来るまで待機し、また
駆動モータ３２４,３２５,３６４は駆動を停止する。な
おこの時、比較処理器３６６ｂが駆動モータ３２４,３
２５,３６４への電力供給を遮断する構成にしても良
い。

【００８０】上記一連の制御処理は、歩行訓練装置の駆
動開始から終了まで一定時間間隔で繰返し行う。

【００８１】なお、上記した保持アーム制御装置３６６
において、駆動モータ３２４,３２５,３６４に設けられ
た図示しない角度センサと、先端位置算出器３６６ａと
が、アームの先端の位置を検出する検出手段を構成し、
Ｔ₁,Ｔ₂,Ｔ₃を設定入力する入力手段が、アームが動き
得る制御領域を設定する領域設定手段を構成し、比較処
理器３６６ｂが制限領域内でのみアームの動作を可能と
する制限制御手段を構成する。

【００８２】以上のように構成した本実施例において
は、まず、補助されつつ歩行を行うことする被補助者Ｖ
が、動作モード等を選択するときに同時に入力手段を介
して可動アーム３２２の先端３１４が動き得る可動範囲
を、例えばｘ≧γ＋ｘ_sensor−３００かつ−β＋３００
≦ｙ≦−β＋１１００と設定する。このような範囲設定
が終了した後、被補助者Ｖは保持アーム３２１を把持し
つつ歩行を開始する。なお可動アーム３２２の姿勢変更
動作は、被補助者Ｖが手で軽く動かすとこれに駆動モー
タ３２４,３２５,３６４による動きが追従する構成でも
よいし、保持アーム制御装置３６６に備えられた図示し
ない入力手段等によって可動アーム３２２が操作される
構成でもよい。そして歩行補助中の保持アーム装置３０
６は、鉛直上方への一定の力と歩行方向への力を被補助
者Ｖに対して作用させており、これによって被補助者Ｖ
は体重のうちの一部を適正な割合で補助されつつ自身の
脚力で歩行することができる。この補助前〜補助中にお
ける一連の保持アーム装置３０６の全動作中を通じて、
角度センサからの入力信号に基づき、保持アーム制御装
置３６６の先端位置算出器３６６ａにおいて可動アーム
３２２の先端３１４の位置が検出されており、この先端
位置算出器３６６ａによる算出結果と、可動範囲である
ｘ≦γ＋ｘ_sensor−３００かつ−β＋３００≦ｙ≦−β
＋１１００とが比較処理器３６６ｂで比較され、この範
囲内にあればサーボ制御処理器３６６ｃで通常の制御を
行い、範囲内になければ駆動モータ３２４,３２５,３６
４の駆動を停止する。すなわち、上記した可動範囲内で
のみ動作可能とする制限制御が行われている。これによ
り、たとえ被補助者が誤操作したり、あるいは故障によ
り可動アーム３２２が誤動作し、被補助者Ｖを保持する
保持アーム３２１が床面３４０や壁面３４１に接近し過
ぎて、被補助者Ｖが保持アーム３２１と床面３４０・壁
面３４１との間の狭い空間で無理な体勢・不自然な姿勢
となったり、保持アーム３２１が上方へ移動し過ぎて、
被補助者Ｖの身体が浮いて不自然な体勢となったりする
ことが防止され、被補助者Ｖの肉体的な負担を軽減する
ことができる。

【００８３】なお、上記第３の実施例においては、比較
処理器３６６ｂにおいて、ｘ及びｙが、（１３）式（１
４）式の３つの条件のうちいずれか１つでも満たしてい
ないことが判明した場合は、駆動モータ３２４,３２５,
３６４へ停止指令を出力したが、これに限られず、第１
の実施例同様、例えば下記の２つの変形例が考えられ
る。 （ｉ）復帰指令を出す構成 例えば、比較処理器３６６ｂからの指令を受け復帰制御
を行う復帰制御処理器を別途設けるものである。すなわ
ち、比較処理器３６６ｂにおいて、ｘ及びｙが、（１
３）式（１４）式の３つの条件のうちいずれか１つでも
満たしていないことが判明した場合は、比較処理器３６
６ｂは、可動アーム３２２の先端３１４の位置指令値ｘ
_ref，ｙ_refとして、 ｘ＞ｘ_maxの場合、 ｘ_ref＝ｘ_max−ａ，ｙ_ref＝ｙ
（例えばａ＝５ｍｍ） ｙ＜ｙ_minの場合、 ｘ_ref＝ｘ，ｙ_ref＝ｙ_min＋ｂ
（例えばｂ＝５ｍｍ） ｙ＞ｙ_maxの場合、 ｘ_ref＝ｘ，ｙ_ref＝ｙ_max−ｃ
（例えばｃ＝５ｍｍ） を復帰制御処理器に出力する。復帰制御処理器では、上
記の位置指令値ｘ_ref，ｙ_refに基づき、対応する可動ア
ーム３２２の回転角度の指令値θ_ref及び並進距離の指
令値ｄ_refを算出し、各駆動モータ３２４,３２５,３６
４にこのθ_ref及びｄ_refに対応するモータ駆動指令値を
出力する。これにより、可動アーム３２２の先端３１４
が可動範囲内に復帰する。なお、この場合、比較処理器
３６６ｂは制限制御手段のうち、アームが制限領域内に
あるかどうかを判定する判定手段のみを構成し、復帰制
御処理器が復帰駆動信号を出力する復帰駆動手段を構成
することとなる。また、復帰制御処理器を設けず、サー
ボ制御処理器３６６ｃにこの機能を持たせてもよい。

【００８４】（ii）停止指令を出す構成 例えば、比較処理器３６６ｂからの指令を受け停止制御
を行う停止制御処理器を別途設けるものである。すなわ
ち、比較処理器３６６ｂにおいて、ｘ及びｙが、（１
３）式（１４）式の３つの条件のうちいずれか１つでも
満たしていないことが判明した場合は、比較処理器３６
６ｂは、各駆動モータ３２４,３２５,３６４の位置指令
値θ_ref，ｄ_refとして、角度センサによって検出された
回転角度θ,ｄを出力する。

【００８５】停止制御処理器では、上記の位置指令値θ
_ref，ｄ_refに基づき、各駆動モータ３２４,３２５,３６
４にこのθ_ref及びｄ_refに対応するモータ駆動指令値を
出力する。これに応じて各駆動モータ３２４,３２５,３
６４は現在位置に停止する。なお、この場合、比較処理
器３６６ｂは制限制御手段のうち、アームが制限領域内
にあるかどうかを判定する判定手段のみを構成し、停止
制御処理器がアームを停止させる信号を出力する停止位
置指令手段を構成することとなる。また、停止制御処理
器を設けず、サーボ制御処理器３６６ｃにこの機能を持
たせてもよい。

【００８６】また、上記第３の実施例においても、第２
の実施例と同様、可動アーム３２２の先端３１４が可動
範囲外にあると判定された場合、そのことを被訓練者Ｖ
に警告する保持アーム状態警告器を設けてもよく、この
場合も同様の効果を得る。

【００８７】

【発明の効果】本発明によれば、一連のアームの全動作
中を通じ、検出手段による検出結果と領域設定手段によ
る制限領域設定とに従って、制限制御手段で領域制限制
御が行われるので、たとえ使用者等が誤操作したり、あ
るいは故障によりアームが誤動作した場合であっても、
アームは制限領域外において動作することはない。よっ
て、アーム先端が例えばアーム支持手段・環状ベルト・
設置された部屋の壁面・床面に接近し過ぎて使用者等が
狭い空間で無理な体勢・不自然な姿勢となったり、アー
ム先端が上方へ移動し過ぎて使用者の身体が浮いて不自
然な体勢となったりすることが防止される。よって、使
用者等の肉体的な負担を軽減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の対象となる歩行訓練装
置の介助アーム装置の詳細構造を表す側面図である。

【図２】図１に一部を示した歩行訓練装置の全体構成を
示す概念図である。

【図３】図２に示した歩行訓練装置に備えられた歩行面
装置の詳細構造を示す概念図である。

【図４】図３に示した歩行面装置を制御する歩行面制御
部による制御内容を表すブロック図である。

【図５】図１に示した回転機構の詳細構造を示す断面図
である。

【図６】図１に示した長従動リンクの詳細構造を示す側
面図である。

【図７】図１に示された保持機構に備えられた把持部近
傍の詳細構造を表す側面図である。

【図８】アーム制御部による制御内容を表すブロック図
である。

【図９】介助アーム装置の可動リンク機構と、回転機構
の回転軸位置を原点とする基準座標系との関係を簡略化
して示した説明図である。

【図１０】図８に示されたサーボ制御処理器におけるサ
ーボ制御の詳細を表すブロック図である。

【図１１】介助アーム装置の動作挙動の例を示す概念図
である。

【図１２】本発明の第２の実施例によるアーム制御部に
よる制御内容を表すブロック図である。

【図１３】本発明の第３の実施例の対象となる歩行補助
装置の全体構成を示す概念図である。

【図１４】図１３に示された歩行補助装置に備えられた
保持アーム制御装置による制御内容を表すブロック図で
ある。

【図１５】保持アーム装置の可動アームと、回転軸の位
置を原点とする基準座標系との関係を簡略化して示した
説明図である。

【図１６】図１５で示した基準座標上における歩行補助
装置と可動範囲の設定値との関係を示した概念図であ
る。

【図１７】図１４に示されたサーボ制御処理器における
サーボ制御の詳細を表すブロック図である。

【符号の説明】

１ 歩行訓練装置 ２ 介助アーム装置 ２Ａ 可動リンク機構 ２Ｂ 回転機構部 ２Ａａ 縦駆動リンク ２Ａｂ 横駆動リンク ２Ａｃ 短従動リンク ２Ａｄ 長従動リンク ２Ｃ 回転可能な節 ２Ｄ 回転可能な節 ２Ｅ 回転可能な節 ２Ｆ 保持機構 ３ カバー（アーム支持手段） ４ 歩行面装置 ４Ａ 歩行面（環状ベルト） ５ 制御装置 ５Ａ アーム制御部（アーム駆動制御装置） ５Ａａ 先端位置算出器 ５Ａｂ 比較処理器（判定手段） １５ アーム状態警告器（警告手段） ５０ ＣＲＴ ５１ 計算機 ５２ キーボード（領域設定手段） ７６Ａ 左回転指示部（駆動停止手段） ７６Ｂ 右回転指示部（駆動停止手段） ８４ 長従動リンクの先端 ３２０ 歩行補助装置 ３２１ 保持アーム ３２２ 可動アーム ３２４ 並進用駆動モータ ３２５ 回転用駆動モータ ３６４ 回転用駆動モータ ３６６ 保持アーム制御装置（アーム駆動制御装
置） ３６６Ａ 距離センサ（センサ） ３６６ａ 先端位置算出器 ３６６ｂ 比較処理器（制限制御手段） ３６９ カバー Ｌ₁ 長従動リンクの先端とカバーとの間の距離
の最小値（第１の所定値） Ｌ₂ 長従動リンクの先端と歩行面との間の距離
の最小値（第２の所定値） Ｌ₃ 長従動リンクの先端の歩行面からの高さの
最大値（第３の所定値） Ｔ₁ 可動アームの先端と壁面との間の距離の最
大値（第４の所定値） Ｔ₂ 可動アームの先端と歩行補助装置が設置さ
れる床面との間の距離の最小値（第５の所定値） Ｔ₃ 可動アームの先端の床面からの高さの最大
値（第６の所定値） Ｕ 被訓練者 Ｖ 被補助者

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小関 篤志 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 使用者の身体を支えるアームを駆動する
   駆動手段を制御するアーム駆動制御装置において、 前記アームの先端の位置を検出する検出手段と、 該アームが動き得る制限領域を設定する領域設定手段
   と、 前記検出手段による検出結果と前記領域設定手段による
   制限領域設定とに従って前記駆動手段の動作を制限し、
   前記制限領域内でのみ前記アームの動作を可能とする制
   限制御手段と、 を有することを特徴とするアーム駆動制御装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のアーム駆動制御装置にお
   いて、前記アームは、被訓練者の歩道をなす環状ベルト
   を有する歩行訓練装置に備えられた被訓練者介助用の介
   助アームであり、前記領域設定手段は、前記介助アーム
   の先端と該介助アームを支持するアーム支持手段との距
   離が第１の所定値以上となるように制限領域を設定する
   ことを特徴とするアーム駆動制御装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載のアーム駆動制御装置にお
   いて、前記アームは、被訓練者の歩道をなす環状ベルト
   を備えた歩行訓練装置に備えられた被訓練者介助用の介
   助アームであり、前記領域設定手段は、前記介助アーム
   の先端と前記環状ベルトとの距離が第２の所定値以上と
   なるように制限領域を設定することを特徴とするアーム
   駆動制御装置。
4. 【請求項４】 請求項２又は３記載のアーム駆動制御装
   置において、前記第１及び第２の所定値は、それぞれ、
   前記被訓練者及び介助者の身体が占める空間の厚みより
   大きい値であることを特徴とするアーム駆動制御装置。
5. 【請求項５】 請求項１記載のアーム駆動制御装置にお
   いて、前記アームは、被訓練者の歩道をなす環状ベルト
   を備えた歩行訓練装置に備えられた被訓練者介助用の介
   助アームであり、前記領域設定手段は、前記介助アーム
   の先端の前記環状ベルトからの高さが、第３の所定値以
   下となるように制限領域を設定することを特徴とするア
   ーム駆動制御装置。
6. 【請求項６】 請求項５記載のアーム駆動制御装置にお
   いて、前記第３の所定値は、前記被訓練者の身長に応じ
   て決定される固有値であることを特徴とするアーム駆動
   制御装置。
7. 【請求項７】 請求項６記載のアーム駆動制御装置にお
   いて、複数の前記被訓練者に関する前記固有値を、書き
   込み・読み出し可能に管理保管する情報バンクをさらに
   有することを特徴とするアーム駆動制御装置。
8. 【請求項８】 請求項１記載のアーム駆動制御装置にお
   いて、前記アームは、被補助者の歩行を補助しつつ走行
   する歩行補助装置に備えられた被補助者保持用の保持ア
   ームであり、前記領域設定手段は、前記保持アームの先
   端と前記歩行補助装置が設置されている部屋の壁面との
   距離が第４の所定値以下となるように制限領域を設定す
   ることを特徴とするアーム駆動制御装置。
9. 【請求項９】 請求項８記載のアーム駆動制御装置にお
   いて、前記移動体の移動に合わせて該移動体と前記壁面
   との距離をリアルタイムで計測し、対応する信号を出力
   するセンサをさらに有し、前記領域設定手段は、前記セ
   ンサからの信号が入力されこの信号の値に応じて制限領
   域を設定することを特徴とするアーム駆動制御装置。
10. 【請求項１０】 請求項１記載のアーム駆動制御装置に
    おいて、前記アームは、被補助者が押すことで走行する
    移動体を備えた歩行補助装置に備えられた被補助者保持
    用の保持アームであり、前記領域設定手段は、前記保持
    アームの先端と前記歩行補助装置が設置されている部屋
    の床面との距離が第５の所定値以上となるように制限領
    域を設定することを特徴とするアーム駆動制御装置。
11. 【請求項１１】 請求項８又は１０記載のアーム駆動制
    御装置において、前記第４及び第５の所定値は、それぞ
    れ、前記被補助者の身体が占める空間の厚みより大きい
    値であることを特徴とするアーム駆動制御装置。
12. 【請求項１２】 請求項１記載のアーム駆動制御装置に
    おいて、前記アームは、被補助者の歩行を補助しつつ走
    行する歩行補助装置に備えられた被補助者保持用の保持
    アームであり、前記領域設定手段は、前記保持アームの
    先端の該歩行補助装置が設置されている部屋の床面から
    の高さが、第６の所定値以下となるように制限領域を設
    定することを特徴とするアーム駆動制御装置。
13. 【請求項１３】 請求項１２記載のアーム駆動制御装置
    において、前記第６の所定値は、前記被補助者の身長に
    応じて決定される値であることを特徴とするアーム駆動
    制御装置。
14. 【請求項１４】 請求項１３記載のアーム駆動制御装置
    において、複数の前記被補助者に関する前記固有値を、
    書き込み・読み出し可能に管理保管する情報バンクをさ
    らに有することを特徴とするアーム駆動制御装置。
15. 【請求項１５】 請求項１記載のアーム駆動制御装置に
    おいて、前記制限制御手段は、前記アームが前記制限領
    域内にあるかどうかを判定する判定手段と、この判定手
    段でアームが制限領域外にあると判定されたときには、
    前記駆動手段の動作を停止する駆動停止手段と、を備え
    ていることを特徴とするアーム駆動制御装置。
16. 【請求項１６】 請求項１５記載のアーム駆動制御装置
    において、前記駆動停止手段は、前記駆動手段の電力供
    給を遮断する遮断手段であることを特徴とするアーム駆
    動制御装置。
17. 【請求項１７】 請求項１記載のアーム駆動制御装置に
    おいて、前記制限制御手段は、前記アームが前記制限領
    域内にあるかどうかを判定する判定手段と、この判定手
    段でアームが制限領域外にあると判定されたときには、
    アームを制限領域内に戻す方向へ駆動するための復帰駆
    動信号を前記駆動手段に出力する復帰駆動手段と、を備
    えていることを特徴とする制御装置。
18. 【請求項１８】 請求項１記載のアーム駆動制御装置に
    おいて、前記制限制御手段は、前記アームが前記制限領
    域内にあるかどうかを判定する判定手段と、この判定手
    段でアームが制限領域外にあると判定されたときには、
    アームをその位置で停止させるための停止位置信号を前
    記駆動手段に出力する停止位置指令手段とを備えている
    ことを特徴とする制御装置。
19. 【請求項１９】 請求項１５，１７，１８のいずれか１
    項記載のアーム駆動制御装置において、前記判定手段で
    アームが制限領域外にあると判定されたときには、前記
    使用者に警告を行う警告手段をさらに有することを特徴
    とするアーム駆動制御装置。