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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022156174
(43)【公開日】2022-10-14
(54)【発明の名称】運動訓練装置及びプログラム
(51)【国際特許分類】
A61H 1/02 20060101AFI20221006BHJP
A63B 21/005 20060101ALI20221006BHJP
A63B 23/12 20060101ALI20221006BHJP
A63B 24/00 20060101ALI20221006BHJP
【ＦＩ】
A61H1/02 K
A63B21/005
A63B23/12
A63B24/00
【審査請求】未請求
【請求項の数】16
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021059732
(22)【出願日】2021-03-31
(71)【出願人】
【識別番号】000208743
【氏名又は名称】キヤノンファインテックニスカ株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】304023994
【氏名又は名称】国立大学法人山梨大学
(74)【代理人】
【識別番号】110003133
【氏名又は名称】特許業務法人近島国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】野田 善之
(72)【発明者】
【氏名】大森 達也
【テーマコード（参考）】
4C046
【Ｆターム（参考）】
4C046AA04
4C046AA05
4C046AA09
4C046AA42
4C046AA45
4C046BB02
4C046BB04
4C046BB05
4C046CC01
4C046CC04
4C046DD02
4C046DD33
4C046EE16
4C046FF12
4C046FF22
4C046FF25
(57)【要約】
【課題】運動訓練装置において、更なる訓練効果が得られる装置が求められている。
【解決手段】操作部は、ＸＹ平面で移動可能である。駆動部は、第１モータ６及び第２モータ３０を有し、操作部をＸＹ平面で駆動する。力センサ６０は、操作部を操作する使用者から操作部に作用するＸ軸およびＹ軸方向の力Ｆｘ，Ｆｙを検出する。ＰＣ７０は、Ｘ軸およびＹ軸方向駆動モータを制御する。ＰＣ７０は、操作部が移動している場合に、力センサ６０により検出されるＸ軸およびＹ軸方向の力Ｆｘ，Ｆｙの合成力Ｆ０の方向に、合成力Ｆ０以下の力が操作部に発生するように第１モータ６及び第２モータ３０を制御する。
【選択図】図６
【解決手段】操作部は、ＸＹ平面で移動可能である。駆動部は、第１モータ６及び第２モータ３０を有し、操作部をＸＹ平面で駆動する。力センサ６０は、操作部を操作する使用者から操作部に作用するＸ軸およびＹ軸方向の力Ｆｘ，Ｆｙを検出する。ＰＣ７０は、Ｘ軸およびＹ軸方向駆動モータを制御する。ＰＣ７０は、操作部が移動している場合に、力センサ６０により検出されるＸ軸およびＹ軸方向の力Ｆｘ，Ｆｙの合成力Ｆ０の方向に、合成力Ｆ０以下の力が操作部に発生するように第１モータ６及び第２モータ３０を制御する。
【選択図】図６
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ＸＹ平面で移動可能な操作部と、
Ｘ軸およびＹ軸方向駆動モータを有し、前記操作部をＸＹ平面で駆動する駆動部と、
前記操作部を操作する使用者から前記操作部に作用するＸ軸およびＹ軸方向の力Ｆｘ，Ｆｙを検出する力センサと、
前記Ｘ軸およびＹ軸方向駆動モータを制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記操作部が移動している場合に、前記力センサにより検出される前記Ｘ軸およびＹ軸方向の力Ｆｘ，Ｆｙの合成力Ｆ０の方向に、前記合成力Ｆ０以下の力が前記操作部に発生するように前記Ｘ軸およびＹ軸方向駆動モータを制御する、
ことを特徴とする運動訓練装置。
Ｘ軸およびＹ軸方向駆動モータを有し、前記操作部をＸＹ平面で駆動する駆動部と、
前記操作部を操作する使用者から前記操作部に作用するＸ軸およびＹ軸方向の力Ｆｘ，Ｆｙを検出する力センサと、
前記Ｘ軸およびＹ軸方向駆動モータを制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記操作部が移動している場合に、前記力センサにより検出される前記Ｘ軸およびＹ軸方向の力Ｆｘ，Ｆｙの合成力Ｆ０の方向に、前記合成力Ｆ０以下の力が前記操作部に発生するように前記Ｘ軸およびＹ軸方向駆動モータを制御する、
ことを特徴とする運動訓練装置。
【請求項2】
前記制御部は、前記操作部の移動中に、前記力センサにより検出される前記Ｘ軸およびＹ軸方向の力Ｆｘ，Ｆｙの合成力Ｆ０がＦ１からＦ２に低下した場合には、前記合成力Ｆ０の方向に、前記Ｆ２よりも大きく前記Ｆ１以下の力が前記操作部に発生するように前記Ｘ軸およびＹ軸方向駆動モータを制御する、
ことを特徴とする、請求項１に記載の運動訓練装置。
ことを特徴とする、請求項１に記載の運動訓練装置。
【請求項3】
前記制御部は、設定されるパラメータに応じて、前記Ｘ軸およびＹ軸方向駆動モータを制御することで前記操作部に発生させる力を変更可能であり、前記パラメータが第１の値に設定された場合、前記操作部が一定速度で移動するために必要な前記力センサに入力される前記Ｘ軸およびＹ軸方向の力Ｆｘ，Ｆｙの入力合成力ＦＩが第１の力に、前記パラメータが前記第１の値よりも小さい第２の値に設定された場合、前記入力合成力ＦＩが前記第１の力よりも大きい第２の力になるように、前記Ｘ軸およびＹ軸方向駆動モータを制御する、
ことを特徴とする、請求項１又は２に記載の運動訓練装置。
ことを特徴とする、請求項１又は２に記載の運動訓練装置。
【請求項4】
ＸＹ平面で移動可能な操作部と、
Ｘ軸およびＹ軸方向駆動モータを有し、前記操作部をＸＹ平面で駆動する駆動部と、
前記操作部を操作する使用者から前記操作部に作用するＸ軸およびＹ軸方向の力Ｆｘ，Ｆｙを検出する力センサと、
前記Ｘ軸およびＹ軸方向駆動モータを制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記操作部の移動中に、前記力センサにより検出される前記Ｘ軸およびＹ軸方向の力Ｆｘ，Ｆｙの合成力Ｆ０の方向が第１方向から第２方向に変更された場合には、前記操作部に対して前記第１方向に力が発生するように前記Ｘ軸およびＹ軸方向駆動モータを制御する、
ことを特徴とする運動訓練装置。
Ｘ軸およびＹ軸方向駆動モータを有し、前記操作部をＸＹ平面で駆動する駆動部と、
前記操作部を操作する使用者から前記操作部に作用するＸ軸およびＹ軸方向の力Ｆｘ，Ｆｙを検出する力センサと、
前記Ｘ軸およびＹ軸方向駆動モータを制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記操作部の移動中に、前記力センサにより検出される前記Ｘ軸およびＹ軸方向の力Ｆｘ，Ｆｙの合成力Ｆ０の方向が第１方向から第２方向に変更された場合には、前記操作部に対して前記第１方向に力が発生するように前記Ｘ軸およびＹ軸方向駆動モータを制御する、
ことを特徴とする運動訓練装置。
【請求項5】
前記制御部は、設定されるパラメータに応じて、前記Ｘ軸およびＹ軸方向駆動モータを制御することで前記操作部に発生させる力を変更可能であり、前記パラメータが第１の値に設定された場合、前記操作部の速度を低下させるために必要な前記力センサに入力される前記Ｘ軸およびＹ軸方向の力Ｆｘ，Ｆｙの入力合成力ＦＩが第１の力に、前記パラメータが前記第１の値よりも小さい第２の値に設定された場合、前記入力合成力ＦＩが前記第１の力よりも小さい第２の力になるように、前記Ｘ軸およびＹ軸方向駆動モータを制御する、
ことを特徴とする、請求項４に記載の運動訓練装置。
ことを特徴とする、請求項４に記載の運動訓練装置。
【請求項6】
前記制御部は、設定されるパラメータに応じて、前記Ｘ軸およびＹ軸方向駆動モータを制御することで前記操作部に発生させる力を変更可能であり、前記パラメータが第１の値に設定された場合、前記操作部の移動方向を変更させるために必要な前記力センサに入力される前記Ｘ軸およびＹ軸方向の力Ｆｘ，Ｆｙの入力合成力ＦＩが第１の力に、前記パラメータが前記第１の値よりも小さい第２の値に設定された場合、前記入力合成力ＦＩが前記第１の力よりも小さい第２の力になるように、前記Ｘ軸およびＹ軸方向駆動モータを制御する、
ことを特徴とする、請求項４に記載の運動訓練装置。
ことを特徴とする、請求項４に記載の運動訓練装置。
【請求項7】
ＸＹ平面で移動可能な操作部と、
Ｘ軸およびＹ軸方向駆動モータを有し、前記操作部をＸＹ平面で駆動する駆動部と、
前記操作部を操作する使用者から前記操作部に作用するＸ軸およびＹ軸方向の力Ｆｘ，Ｆｙを検出する力センサと、
前記Ｘ軸およびＹ軸方向駆動モータを制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記操作部の移動中に、前記力センサにより検出される前記Ｘ軸およびＹ軸方向の力Ｆｘ，Ｆｙの合成力Ｆ０が０になっても、前記操作部の移動が維持される力が前記操作部に対して発生するように前記Ｘ軸およびＹ軸方向駆動モータを制御する、
ことを特徴とする運動訓練装置。
Ｘ軸およびＹ軸方向駆動モータを有し、前記操作部をＸＹ平面で駆動する駆動部と、
前記操作部を操作する使用者から前記操作部に作用するＸ軸およびＹ軸方向の力Ｆｘ，Ｆｙを検出する力センサと、
前記Ｘ軸およびＹ軸方向駆動モータを制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記操作部の移動中に、前記力センサにより検出される前記Ｘ軸およびＹ軸方向の力Ｆｘ，Ｆｙの合成力Ｆ０が０になっても、前記操作部の移動が維持される力が前記操作部に対して発生するように前記Ｘ軸およびＹ軸方向駆動モータを制御する、
ことを特徴とする運動訓練装置。
【請求項8】
前記制御部は、設定されるパラメータに応じて、前記Ｘ軸およびＹ軸方向駆動モータを制御することで前記操作部に発生させる力を変更可能であり、前記パラメータが第１の値に設定された場合、前記合成力Ｆ０が０になってから前記操作部が停止するまで前記合成力Ｆ０が０のままである場合の前記操作部の移動距離が第１の距離に、前記パラメータが前記第１の値よりも小さい第２の値に設定された場合、前記移動距離が前記第１の距離よりも短い第２の距離になるように、前記Ｘ軸およびＹ軸方向駆動モータを制御する、
ことを特徴とする、請求項７に記載の運動訓練装置。
ことを特徴とする、請求項７に記載の運動訓練装置。
【請求項9】
ＸＹ平面で移動可能な操作部と、
Ｘ軸およびＹ軸方向駆動モータを有し、前記操作部をＸＹ平面で駆動する駆動部と、
前記操作部を操作する使用者から前記操作部に作用するＸ軸およびＹ軸方向の力Ｆｘ，Ｆｙを検出する力センサと、
前記ＸＹ平面における前記操作部の位置を検出する位置検出手段と、
前記Ｘ軸およびＹ軸方向駆動モータを制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記使用者により操作されて前記ＸＹ平面を移動する前記操作部の位置が所定の領域内にあることを前記位置検出手段が検出するとき、前記力センサにより検出される前記Ｘ軸およびＹ軸方向の力Ｆｘ，Ｆｙの合成力Ｆ０の大きさに基づいた第１速度ベクトルに応じて前記Ｘ軸およびＹ軸方向駆動モータを制御し、前記使用者により操作されて前記ＸＹ平面を移動する前記操作部の位置が前記所定の領域から外れていることを前記位置検出手段が検出するとき、前記第１速度ベクトルと、前記操作部を前記所定の領域内に戻すように作用する第２速度ベクトルとに応じたアシスト方向に前記操作部を移動させるアシスト力ＦＡを発生させるように、前記Ｘ軸およびＹ軸方向駆動モータを制御するアシストモードを実行可能であり、
前記アシストモードの実行時に、前記位置検出手段により検出される前記操作部の位置が、前記アシスト方向に前記アシスト力ＦＡによって前記所定の領域から外れた位置から前記所定の領域内に進入した場合に、前記アシスト方向に前記アシスト力ＦＡ以下の力が前記操作部に発生するように前記Ｘ軸およびＹ軸方向駆動モータを制御する、
ことを特徴とする運動訓練装置。
Ｘ軸およびＹ軸方向駆動モータを有し、前記操作部をＸＹ平面で駆動する駆動部と、
前記操作部を操作する使用者から前記操作部に作用するＸ軸およびＹ軸方向の力Ｆｘ，Ｆｙを検出する力センサと、
前記ＸＹ平面における前記操作部の位置を検出する位置検出手段と、
前記Ｘ軸およびＹ軸方向駆動モータを制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記使用者により操作されて前記ＸＹ平面を移動する前記操作部の位置が所定の領域内にあることを前記位置検出手段が検出するとき、前記力センサにより検出される前記Ｘ軸およびＹ軸方向の力Ｆｘ，Ｆｙの合成力Ｆ０の大きさに基づいた第１速度ベクトルに応じて前記Ｘ軸およびＹ軸方向駆動モータを制御し、前記使用者により操作されて前記ＸＹ平面を移動する前記操作部の位置が前記所定の領域から外れていることを前記位置検出手段が検出するとき、前記第１速度ベクトルと、前記操作部を前記所定の領域内に戻すように作用する第２速度ベクトルとに応じたアシスト方向に前記操作部を移動させるアシスト力ＦＡを発生させるように、前記Ｘ軸およびＹ軸方向駆動モータを制御するアシストモードを実行可能であり、
前記アシストモードの実行時に、前記位置検出手段により検出される前記操作部の位置が、前記アシスト方向に前記アシスト力ＦＡによって前記所定の領域から外れた位置から前記所定の領域内に進入した場合に、前記アシスト方向に前記アシスト力ＦＡ以下の力が前記操作部に発生するように前記Ｘ軸およびＹ軸方向駆動モータを制御する、
ことを特徴とする運動訓練装置。
【請求項10】
前記制御部は、設定されるパラメータに応じて、前記Ｘ軸およびＹ軸方向駆動モータを制御することで前記操作部に発生させる力を変更可能であり、前記パラメータが第１の値に設定された場合、前記操作部の位置が前記所定の領域内に進入してから前記アシスト力ＦＡ以下の力が０になるまでの前記操作部の移動距離が第１の距離に、前記パラメータが前記第１の値よりも小さい第２の値に設定された場合、前記移動距離が前記第１の距離よりも短い第２の距離になるように、前記Ｘ軸およびＹ軸方向駆動モータを制御する、
ことを特徴とする、請求項９に記載の運動訓練装置。
ことを特徴とする、請求項９に記載の運動訓練装置。
【請求項11】
前記制御部は、前記操作部が停止している状態で、前記力センサが前記Ｘ軸およびＹ軸方向の力Ｆｘ，Ｆｙの合成力ＦОを検出した場合に、前記合成力ＦОと反対方向に前記合成力Ｆ０以下の力が発生するように前記Ｘ軸およびＹ軸方向駆動モータを制御する、
ことを特徴とする、請求項１ないし１０の何れか１項に記載の運動訓練装置。
ことを特徴とする、請求項１ないし１０の何れか１項に記載の運動訓練装置。
【請求項12】
ＸＹ平面で移動可能な操作部と、
Ｘ軸およびＹ軸方向駆動モータを有し、前記操作部をＸＹ平面で駆動する駆動部と、
前記操作部を操作する使用者から前記操作部に作用するＸ軸およびＹ軸方向の力Ｆｘ，Ｆｙを検出する力センサと、
前記Ｘ軸およびＹ軸方向駆動モータを制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記操作部が移動している場合に、その移動方向に移動する方向に作用する第１方向の力と、前記移動方向と逆方向に作用する第２方向の力の合力が前記操作部に発生するように前記Ｘ軸およびＹ軸方向駆動モータを制御する、
ことを特徴とする運動訓練装置。
Ｘ軸およびＹ軸方向駆動モータを有し、前記操作部をＸＹ平面で駆動する駆動部と、
前記操作部を操作する使用者から前記操作部に作用するＸ軸およびＹ軸方向の力Ｆｘ，Ｆｙを検出する力センサと、
前記Ｘ軸およびＹ軸方向駆動モータを制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記操作部が移動している場合に、その移動方向に移動する方向に作用する第１方向の力と、前記移動方向と逆方向に作用する第２方向の力の合力が前記操作部に発生するように前記Ｘ軸およびＹ軸方向駆動モータを制御する、
ことを特徴とする運動訓練装置。
【請求項13】
ＸＹ平面で移動可能な操作部と、
Ｘ軸およびＹ軸方向駆動モータを有し、前記操作部をＸＹ平面で駆動する駆動部と、
前記操作部を操作する使用者から前記操作部に作用するＸ軸およびＹ軸方向の力Ｆｘ，Ｆｙを検出する力センサと、
前記Ｘ軸およびＹ軸方向駆動モータを制御する制御部と、を備えた運動訓練装置に用いられるプログラムであって、
前記力センサにより前記Ｘ軸およびＹ軸方向の力Ｆｘ，Ｆｙの合成力Ｆ０を検出する第１工程と、
前記操作部が移動している場合に、前記第１工程で前記力センサにより検出された前記合成力Ｆ０の方向に、前記合成力Ｆ０以下の力が前記操作部に発生するように、前記制御部に前記Ｘ軸およびＹ軸方向駆動モータを制御させる第２工程と、をコンピュータにより実行させる、
ことを特徴とするプログラム。
Ｘ軸およびＹ軸方向駆動モータを有し、前記操作部をＸＹ平面で駆動する駆動部と、
前記操作部を操作する使用者から前記操作部に作用するＸ軸およびＹ軸方向の力Ｆｘ，Ｆｙを検出する力センサと、
前記Ｘ軸およびＹ軸方向駆動モータを制御する制御部と、を備えた運動訓練装置に用いられるプログラムであって、
前記力センサにより前記Ｘ軸およびＹ軸方向の力Ｆｘ，Ｆｙの合成力Ｆ０を検出する第１工程と、
前記操作部が移動している場合に、前記第１工程で前記力センサにより検出された前記合成力Ｆ０の方向に、前記合成力Ｆ０以下の力が前記操作部に発生するように、前記制御部に前記Ｘ軸およびＹ軸方向駆動モータを制御させる第２工程と、をコンピュータにより実行させる、
ことを特徴とするプログラム。
【請求項14】
ＸＹ平面で移動可能な操作部と、
Ｘ軸およびＹ軸方向駆動モータを有し、前記操作部をＸＹ平面で駆動する駆動部と、
前記操作部を操作する使用者から前記操作部に作用するＸ軸およびＹ軸方向の力Ｆｘ，Ｆｙを検出する力センサと、
前記Ｘ軸およびＹ軸方向駆動モータを制御する制御部と、を備えた運動訓練装置に用いられるプログラムであって、
前記力センサにより前記Ｘ軸およびＹ軸方向の力Ｆｘ，Ｆｙの合成力Ｆ０を検出する第１工程と、
前記操作部の移動中に、前記第１工程で前記力センサにより検出された前記合成力Ｆ０の方向が第１方向から第２方向に変更された場合には、前記操作部に対して前記第１方向に力が発生するように、前記制御部に前記Ｘ軸およびＹ軸方向駆動モータを制御させる第２工程と、をコンピュータにより実行させる、
ことを特徴とするプログラム。
Ｘ軸およびＹ軸方向駆動モータを有し、前記操作部をＸＹ平面で駆動する駆動部と、
前記操作部を操作する使用者から前記操作部に作用するＸ軸およびＹ軸方向の力Ｆｘ，Ｆｙを検出する力センサと、
前記Ｘ軸およびＹ軸方向駆動モータを制御する制御部と、を備えた運動訓練装置に用いられるプログラムであって、
前記力センサにより前記Ｘ軸およびＹ軸方向の力Ｆｘ，Ｆｙの合成力Ｆ０を検出する第１工程と、
前記操作部の移動中に、前記第１工程で前記力センサにより検出された前記合成力Ｆ０の方向が第１方向から第２方向に変更された場合には、前記操作部に対して前記第１方向に力が発生するように、前記制御部に前記Ｘ軸およびＹ軸方向駆動モータを制御させる第２工程と、をコンピュータにより実行させる、
ことを特徴とするプログラム。
【請求項15】
ＸＹ平面で移動可能な操作部と、
Ｘ軸およびＹ軸方向駆動モータを有し、前記操作部をＸＹ平面で駆動する駆動部と、
前記操作部を操作する使用者から前記操作部に作用するＸ軸およびＹ軸方向の力Ｆｘ，Ｆｙを検出する力センサと、
前記Ｘ軸およびＹ軸方向駆動モータを制御する制御部と、を備えた運動訓練装置に用いられるプログラムであって、
前記力センサにより前記Ｘ軸およびＹ軸方向の力Ｆｘ，Ｆｙの合成力Ｆ０を検出する第１工程と、
前記操作部の移動中に、前記第１工程で前記力センサにより検出された前記合成力Ｆ０が０になっても、前記操作部の移動が維持される力が前記操作部に対して発生するように、前記制御部に前記Ｘ軸およびＹ軸方向駆動モータを制御させる第２工程と、をコンピュータにより実行させる、
ことを特徴とするプログラム。
Ｘ軸およびＹ軸方向駆動モータを有し、前記操作部をＸＹ平面で駆動する駆動部と、
前記操作部を操作する使用者から前記操作部に作用するＸ軸およびＹ軸方向の力Ｆｘ，Ｆｙを検出する力センサと、
前記Ｘ軸およびＹ軸方向駆動モータを制御する制御部と、を備えた運動訓練装置に用いられるプログラムであって、
前記力センサにより前記Ｘ軸およびＹ軸方向の力Ｆｘ，Ｆｙの合成力Ｆ０を検出する第１工程と、
前記操作部の移動中に、前記第１工程で前記力センサにより検出された前記合成力Ｆ０が０になっても、前記操作部の移動が維持される力が前記操作部に対して発生するように、前記制御部に前記Ｘ軸およびＹ軸方向駆動モータを制御させる第２工程と、をコンピュータにより実行させる、
ことを特徴とするプログラム。
【請求項16】
ＸＹ平面で移動可能な操作部と、
Ｘ軸およびＹ軸方向駆動モータを有し、前記操作部をＸＹ平面で駆動する駆動部と、
前記操作部を操作する使用者から前記操作部に作用するＸ軸およびＹ軸方向の力Ｆｘ，Ｆｙを検出する力センサと、
前記ＸＹ平面における前記操作部の位置を検出する位置検出手段と、
前記Ｘ軸およびＹ軸方向駆動モータを制御する制御部と、を備え、
前記使用者により操作されて前記ＸＹ平面を移動する前記操作部の位置が所定の領域内にあることを前記位置検出手段が検出するとき、前記力センサにより検出される前記Ｘ軸およびＹ軸方向の力Ｆｘ，Ｆｙの合成力Ｆ０の大きさに基づいた第１速度ベクトルに応じて前記Ｘ軸およびＹ軸方向駆動モータを制御し、前記使用者により操作されて前記ＸＹ平面を移動する前記操作部の位置が前記所定の領域から外れていることを前記位置検出手段が検出するとき、前記第１速度ベクトルと、前記操作部を前記所定の領域内に戻すように作用する第２速度ベクトルとに応じたアシスト方向に前記操作部を移動させるアシスト力ＦＡを発生させるように、前記Ｘ軸およびＹ軸方向駆動モータを制御するアシストモードを実行可能な運動訓練装置に用いられるプログラムであって、
前記位置検出手段により前記操作部の位置を検出する第１工程と、
前記アシストモードの実行時に、前記第１工程で前記位置検出手段により検出された前記操作部の位置が、前記アシスト方向に前記アシスト力ＦＡによって前記所定の領域から外れた位置から前記所定の領域内に進入した場合に、前記アシスト方向に前記アシスト力ＦＡ以下の力が前記操作部に発生するように、前記制御部に前記Ｘ軸およびＹ軸方向駆動モータを制御させる第２工程と、をコンピュータにより実行させる、
ことを特徴とするプログラム。
Ｘ軸およびＹ軸方向駆動モータを有し、前記操作部をＸＹ平面で駆動する駆動部と、
前記操作部を操作する使用者から前記操作部に作用するＸ軸およびＹ軸方向の力Ｆｘ，Ｆｙを検出する力センサと、
前記ＸＹ平面における前記操作部の位置を検出する位置検出手段と、
前記Ｘ軸およびＹ軸方向駆動モータを制御する制御部と、を備え、
前記使用者により操作されて前記ＸＹ平面を移動する前記操作部の位置が所定の領域内にあることを前記位置検出手段が検出するとき、前記力センサにより検出される前記Ｘ軸およびＹ軸方向の力Ｆｘ，Ｆｙの合成力Ｆ０の大きさに基づいた第１速度ベクトルに応じて前記Ｘ軸およびＹ軸方向駆動モータを制御し、前記使用者により操作されて前記ＸＹ平面を移動する前記操作部の位置が前記所定の領域から外れていることを前記位置検出手段が検出するとき、前記第１速度ベクトルと、前記操作部を前記所定の領域内に戻すように作用する第２速度ベクトルとに応じたアシスト方向に前記操作部を移動させるアシスト力ＦＡを発生させるように、前記Ｘ軸およびＹ軸方向駆動モータを制御するアシストモードを実行可能な運動訓練装置に用いられるプログラムであって、
前記位置検出手段により前記操作部の位置を検出する第１工程と、
前記アシストモードの実行時に、前記第１工程で前記位置検出手段により検出された前記操作部の位置が、前記アシスト方向に前記アシスト力ＦＡによって前記所定の領域から外れた位置から前記所定の領域内に進入した場合に、前記アシスト方向に前記アシスト力ＦＡ以下の力が前記操作部に発生するように、前記制御部に前記Ｘ軸およびＹ軸方向駆動モータを制御させる第２工程と、をコンピュータにより実行させる、
ことを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は運動訓練装置に係り、特に、使用者の平面運動を支援可能な運動訓練装置、及び、運動訓練装置に用いられるプログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、運動機能を向上させるために様々な運動訓練が行われている。例えば、机上を拭くような動作で肩や肘を屈伸させるワイピング訓練や傾斜したボード上で手を上下方向に滑動させるサンディング訓練が広く行われている。そして、これらの運動訓練を支援するために種々の運動訓練装置が提案されている。
【0003】
例えば、特許文献１には、ＸＹ平面で移動可能な操作部と、Ｘ軸およびＹ軸方向駆動モータを有し操作部をＸＹ平面で駆動する駆動部と、操作部に作用するＸ軸およびＹ軸方向の力Ｆｘ，Ｆｙを検出する力センサと、力センサで検出されたＸ軸およびＹ軸方向の力Ｆｘ，Ｆｙに基づいてＸ軸およびＹ軸方向駆動モータを制御する制御部とを備えた運動訓練装置が開示されている。また、特許文献１には、操作部の移動方向に対し摩擦力が生じるようにモータを制御する構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０２０－８９６２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、運動訓練装置において、更なる訓練効果が得られる装置が求められている。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の運動訓練装置は、ＸＹ平面で移動可能な操作部と、Ｘ軸およびＹ軸方向駆動モータを有し、前記操作部をＸＹ平面で駆動する駆動部と、前記操作部を操作する使用者から前記操作部に作用するＸ軸およびＹ軸方向の力Ｆｘ，Ｆｙを検出する力センサと、前記Ｘ軸およびＹ軸方向駆動モータを制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記操作部が移動している場合に、前記力センサにより検出される前記Ｘ軸およびＹ軸方向の力Ｆｘ，Ｆｙの合成力Ｆ０の方向に、前記合成力Ｆ０以下の力が前記操作部に発生するように前記Ｘ軸およびＹ軸方向駆動モータを制御することを特徴とする。
【0007】
また、本発明の運動訓練装置は、ＸＹ平面で移動可能な操作部と、Ｘ軸およびＹ軸方向駆動モータを有し、前記操作部をＸＹ平面で駆動する駆動部と、前記操作部を操作する使用者から前記操作部に作用するＸ軸およびＹ軸方向の力Ｆｘ，Ｆｙを検出する力センサと、前記Ｘ軸およびＹ軸方向駆動モータを制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記操作部の移動中に、前記力センサにより検出される前記Ｘ軸およびＹ軸方向の力Ｆｘ，Ｆｙの合成力Ｆ０の方向が第１方向から第２方向に変更された場合には、前記操作部に対して前記第１方向に力が発生するように前記Ｘ軸およびＹ軸方向駆動モータを制御することを特徴とする。
【0008】
また、本発明の運動訓練装置は、ＸＹ平面で移動可能な操作部と、Ｘ軸およびＹ軸方向駆動モータを有し、前記操作部をＸＹ平面で駆動する駆動部と、前記操作部を操作する使用者から前記操作部に作用するＸ軸およびＹ軸方向の力Ｆｘ，Ｆｙを検出する力センサと、前記Ｘ軸およびＹ軸方向駆動モータを制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記操作部の移動中に、前記力センサにより検出される前記Ｘ軸およびＹ軸方向の力Ｆｘ，Ｆｙの合成力Ｆ０が０になっても、前記操作部の移動が維持される力が前記操作部に対して発生するように前記Ｘ軸およびＹ軸方向駆動モータを制御することを特徴とする。
【0009】
また、本発明の運動訓練装置は、ＸＹ平面で移動可能な操作部と、Ｘ軸およびＹ軸方向駆動モータを有し、前記操作部をＸＹ平面で駆動する駆動部と、前記操作部を操作する使用者から前記操作部に作用するＸ軸およびＹ軸方向の力Ｆｘ，Ｆｙを検出する力センサと、前記ＸＹ平面における前記操作部の位置を検出する位置検出手段と、前記Ｘ軸およびＹ軸方向駆動モータを制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記使用者により操作されて前記ＸＹ平面を移動する前記操作部の位置が所定の領域内にあることを前記位置検出手段が検出するとき、前記力センサにより検出される前記Ｘ軸およびＹ軸方向の力Ｆｘ，Ｆｙの合成力Ｆ０の大きさに基づいた第１速度ベクトルに応じて前記Ｘ軸およびＹ軸方向駆動モータを制御し、前記使用者により操作されて前記ＸＹ平面を移動する前記操作部の位置が前記所定の領域から外れていることを前記位置検出手段が検出するとき、前記第１速度ベクトルと、前記操作部を前記所定の領域内に戻すように作用する第２速度ベクトルとに応じたアシスト方向に前記操作部を移動させるアシスト力ＦＡを発生させるように、前記Ｘ軸およびＹ軸方向駆動モータを制御するアシストモードを実行可能であり、前記アシストモードの実行時に、前記位置検出手段により検出される前記操作部の位置が、前記アシスト方向に前記アシスト力ＦＡによって前記所定の領域から外れた位置から前記所定の領域内に進入した場合に、前記アシスト方向に前記アシスト力ＦＡ以下の力が前記操作部に発生するように前記Ｘ軸およびＹ軸方向駆動モータを制御することを特徴とする。
【0010】
また、本発明の運動訓練装置は、ＸＹ平面で移動可能な操作部と、Ｘ軸およびＹ軸方向駆動モータを有し、前記操作部をＸＹ平面で駆動する駆動部と、前記操作部を操作する使用者から前記操作部に作用するＸ軸およびＹ軸方向の力Ｆｘ，Ｆｙを検出する力センサと、前記Ｘ軸およびＹ軸方向駆動モータを制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記操作部が移動している場合に、その移動方向に移動する方向に作用する第１方向の力と、前記移動方向と逆方向に作用する第２方向の力の合力が前記操作部に発生するように前記Ｘ軸およびＹ軸方向駆動モータを制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、更なる訓練効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】実施形態の運動訓練システムの外観斜視図。
【図2】実施形態の運動訓練装置の装置本体の斜視図。
【図3】第１アクチュエータ機構の詳細を示す断面図。
【図4】第２アクチュエータ機構の詳細を示す断面図。
【図5】操作部の構成を示す分解斜視図。
【図6】運動訓練システムの制御部のブロック図。
【図7】力センサにより検出される合成力の大きさや方向を示す第１チャートと、エンコーダにより検出された操作部３の位置を軌跡と共に示す第２チャートを示す図。
【図8】（ａ）第１のパラメータが大きく、且つ、第２のパラメータが小さい状態で、使用者が操作部をコントロールできていない場合の合成力の方向と大きさを示す図、（ｂ）同じく操作部の位置を示す図。
【図9】（ａ）第１のパラメータが大きく、且つ、第２のパラメータが小さい状態で、使用者が操作部をコントロールできている場合の合成力の方向と大きさを示す図、（ｂ）同じく操作部の位置を示す図。
【図10】（ａ）第１のパラメータが小さく、且つ、第２のパラメータが大きい状態で、使用者が操作部をコントロールできている場合及びできていない場合の合成力の方向と大きさを示す図、（ｂ）同じく操作部の位置を示す図。
【図11】（ａ）第１のパラメータが小さく、且つ、第２のパラメータが小さい状態で、使用者が操作部をコントロールできている場合の合成力の方向と大きさを示す図、（ｂ）同じく操作部の位置を示す図。
【図12】アシストモードの運動訓練開始時において操作部に作用する力と速度ベクトルとの関係を説明する図。
【図13】アシストモードで使用者により操作される操作部の位置が所定の目標領域内にある場合に、操作部に作用する力と速度ベクトルとの関係を説明する図。
【図14】アシストモードで使用者により操作される操作部の位置が所定の目標領域から外れた場合に、操作部に作用する力と速度ベクトルとの関係を説明する図。
【図15】第１のパラメータが小さい状態で、アシストモードで使用者により操作される操作部の位置が所定の目標領域から外れた後、所定の目標領域内に戻った場合に、操作部に作用する力と速度ベクトルとの関係を説明する図。
【図16】第１のパラメータが大きい状態で、アシストモードで使用者により操作される操作部の位置が所定の目標領域から外れた後、所定の目標領域内に戻った場合に、操作部に作用する力と速度ベクトルとの関係を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、図面を参照して本発明が適用可能な実施形態の運動訓練装置について説明する。なお、本実施形態の運動訓練装置は略水平な載置面に載置され、例えば、使用者（運動訓練者）の上肢の運動機能向上を目的として行われる運動訓練に使用される（図１参照）。運動訓練装置１は、図１に示すように、操作部３を有し、使用者Ｕは運動訓練装置１の前側に位置し、例えば上肢運動訓練を行うために、右腕ＵＬを前方に伸ばして操作部３を右手で把持している。尚、本明細書中では、図１の運動訓練装置１における使用者Ｕの手前側を前側、奥側を後側と称することとする。
【0014】
運動訓練装置１は、装置本体１００と、ＰＣ（パーソナルコンピューター）７０とを有する。また、本実施形態では、これら装置本体１００及びＰＣ７０に加えて、運動訓練装置１の情報を表示するモニター７６を含めて運動訓練システム１０００を構成している。なお、ＰＣ７０は、運動訓練システム１０００全体を制御する制御部であり、制御プログラムがインストールされた汎用性のあるＰＣでも良いし、運動訓練装置１専用のものであっても良い。いずれにしても、制御部は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）を有している。ＣＰＵは、ＲＯＭに格納された制御手順に対応するプログラムを読み出しながら各部の制御を行う。また、ＲＡＭには、作業用データや入力データが格納されており、ＣＰＵは、前述のプログラム等に基づいてＲＡＭに収納されたデータを参照して制御を行う。
【0015】
装置本体１００は、ＸＹ平面（載置面および基台２と平行な水平面）で移動可能な操作部３、操作部３をＸＹ平面で駆動する駆動部２００などを有する。これら操作部３や駆動部２００は、基台２上に配置されている。駆動部２００は、Ｘ軸およびＹ軸方向駆動モータとしての第１モータ６及び第２モータ３０を有する。具体的には、駆動部２００は、第１モータ６を有し、操作部３をＸ軸方向（図２の矢印Ｘの方向）に移動させる第１アクチュエータ機構ＡＸと、第２モータ３０を有し、操作部３及び第１アクチュエータ機構ＡＸをＹ軸方向（図２の矢印Ｙの方向）に移動させる第２アクチュエータ機構ＡＹとを備えている。
【0016】
操作部３は、ハンドル部材６２に作用するＸ軸およびＹ軸方向の力を検出する力センサ６０（図５参照）を備えている。ＰＣ７０は、力センサ６０、モータ制御部２７，３１及びモニター７６に接続されている。Ｘ軸およびＹ軸方向駆動モータ６，３０は、ＸＹ平面での操作部３の位置を検出する位置検出手段としてのエンコーダ６ａ、３０ａ（図６）と一体に構成されている。
【0017】
これらの構成により、制御部としてのＰＣ７０は、力センサ６０やエンコーダ６ａ、３０ａからの入力値に基づいて、モータ制御部２７，３１を介して第１モータ６及び第２モータ３０の駆動を制御し、操作部３をＸＹ平面上で移動させ、訓練情報や操作部３の移動軌跡等をモニター７６に表示する。
【0018】
以下、図２～図５に基づいて各構成について詳細に説明する。操作部３は、第１スライダーブロック４（第１保持部材）に取付プレート５を介して取り付けられており、第１スライダーブロック４と一体となって移動するように構成されている。第１スライダーブロック４は、ＸＹ平面上のＸ軸方向に延設した第１ガイドロッド９ａおよび９ｂに沿ってスライド可能に設けられている。そして、第１ベルト１０の一部は、ベルト固定プレート２８とビス２９によって第１スライダーブロック４に固定されている。これにより、第１ベルト１０が第１モータ（Ｘ軸方向駆動モータ）６によって回転駆動すると、第１スライダーブロック４は第１ガイドロッド９ａ，９ｂに沿ってＸ軸方向にスライド移動する。
【0019】
図３に示す通り、第１アクチュエータ機構ＡＸの第１モータ６の駆動は、軸１３、プーリー１４、ベルト１５、プーリー１７および軸１６を介してプーリー１８に伝達される。第１モータ６は支持板２１に設けられており、支持板２１は支持板１１に固定されている。支持板１１は、軸１６を回転可能に支持し、第２スライダーブロック７とモータ制御部２７を固定支持している。なお、支持板１１及び第２スライダーブロック７を併せて第１ガイドロッド９ａ，９ｂの一端およびプーリー１８を保持する第２保持部材という。
【0020】
Ｘ軸方向において第１モータ６の反対側には、支持板１２，２４が設けられている。支持板１２，２４は、軸１９を回転可能に支持し、第３スライダーブロック８を固定支持している。軸１９にはプーリー２０が設けられており、プーリー１８とプーリー１９との間に第１ベルト１０が架け渡されている。また、第１ガイドロッド９ａ，９ｂの一端は第２スライダーブロック７に固定支持され、第１ガイドロッド９ａ，９ｂの他端は第３スライダーブロック８に固定支持されている。なお、支持板１２，２４及び第３スライダーブロック８を併せて第１ガイドロッド９ａ，９ｂの他端およびプーリー２０を保持する第３保持部材という。
【0021】
上述した通り、第１スライダーブロック４は、第１ベルト１０の一部が固定されており、第１モータ６を駆動するとプーリー１８が回転してプーリー１９と共に第１ベルト１０が回転する。このため、第１スライダーブロック４は、第１ガイドロッド９ａ，９ｂに沿ってＸ軸方向にスライド移動する。なお、第１ベルト１０と第１ガイドロッド９ａ，９ｂは、それぞれＸ軸方向に平行で且つ第１ベルト１０の両側に第１ガイドロッド９ａと９ｂが配置され、基台２からの高さ位置は略同一となっている。
【0022】
図２に示す様に、第１アクチュエータ機構ＡＸが有する第２スライダーブロック７と第３スライダーブロック８は、第２ガイドロッド５５と第３ガイドロッド４８に対してＹ軸方向にスライド移動可能に支持されている。そして、第２ベルト５３と第３ベルト４６が回転することで、第１アクチュエータ機構ＡＸ全体がＹ軸方向に移動可能となっている。図３に示す通り、第２ベルト５３の一部は、第２スライダーブロック７に固定された支持板２１に設けられたベルト固定プレートにビス２３によって固定されている。また、第３ベルト４６の一部は、第３スライダーブロック８に固定された支持板２４に設けられたベルト固定プレート２５にビス２６によって固定されている。そして、第２アクチュエータ機構ＡＹの第２モータ（Ｙ軸方向駆動モータ）３０が回転駆動することによって第３ベルト４６および第２ベルト５３が回転し、それにより第１アクチュエータ機構ＡＸはＹ軸方向にスライド移動する。
【0023】
次に、図２と図４を用いて第２アクチュエータ機構ＡＹについて説明する。第２アクチュエータ機構ＡＹは、第１アクチュエータ機構ＡＸをＹ軸方向に移動させるための機構である。第２モータ３０およびモータ制御部３１は、基台２に設けられた支持板３４，支柱３３および支持板３２からなる支持フレームの上部に設けられている。この支持フレームは使用者Ｕと反対の装置奥側（基台２のモニター７６側）の中央部に固定されている。
【0024】
第２モータ３０には不図示の軸およびプーリーが設けられており、プーリー３６との間でベルト３７が架け渡されている。支持板３２と３４との間には軸３５が回転可能に支持され、この軸３５にはプーリー３７，３８および３９が設けられており、プーリー３６の回転力が軸３５を通じてプーリー３８および３９に伝達される。
【0025】
支持フレーム３２～３４のＸ軸方向の両側には、コの字に形成された支持板４５ａ，５２ａが設けられている。支持板４５ａは、軸４３を回転可能に支持しており、軸４３にプーリー４２と４４ａが設けられている。プーリー３８とプーリー４２にはベルト４０が架け渡されており、第２モータ３０の回転駆動をベルト３７，プーリー３６，軸３５，プーリー３８，ベルト４０，プーリー４２および軸４３を介してプーリー４４ａに伝達する。つまり、ベルト４０は、第２モータ３０の駆動を第３ベルト４６に伝達するための第５ベルトである。
【0026】
支持板４５ａ近傍にはガイド支持部４７ａが設けられており、第３ガイドロッド４８の一端を支持している。また、基台２上で支持板４５ａのＹ軸方向における反対側（装置右手前側）には、支持板４５ａの対となる支持板４５ｂとガイド支持部４７ａの対となるガイド支持部４７ｂとが配置されている。
【0027】
支持板４５ｂは、軸４３ｂを回転可能に支持し、軸４３ｂにはプーリー４４ａの対となるプーリー４４ｂが設けられている。第３ベルト４６はプーリー４４ａと４４ｂとの間で架け渡されており、上述した通りその一部が第３スライダーブロック８と一体に移動するベルト固定プレート２５に固定されている。また、ガイド支持部４７ｂは、第３ガイドロッド４８の他端を支持し、ガイド支持部４７ａと共に第３ガイドロッド４８を固定支持している。第３ベルト４６と第３ガイドロッド４８とはそれぞれＹ軸方向に平行に延設され、基台２からの高さ位置は略同一となっている。
【0028】
Ｘ軸方向において支持フレームに対して支持板４５ａの反対側（基台２の左奥側）には、支持板５２ａが配置されている。支持板５２ａは、軸４９を回転可能に支持しており、軸４９にプーリー５０と５１ａが設けられている。プーリー３９とプーリー５０には、ベルト４１が架け渡されており、第２モータ３０の回転駆動をベルト３７，プーリー３６，軸３５，プーリー３９，ベルト４１，プーリー５０および軸４９を介してプーリー５１ａに伝達する。つまり、ベルト４１は、第２モータ３０の駆動を第２ベルト５３に伝達するための第４ベルトである。
【0029】
支持板５２ａ近傍にはガイド支持部５４ａが設けられており、第２ガイドロッド５５の一端を支持している。また、基台２上で支持板５２ａのＹ軸方向における反対側（装置左手前側）には支持板５２ａの対となる支持板５２ｂとガイド支持部５４ａの対となるガイド支持部５４ｂとが配置されている。
【0030】
支持板５２ｂは軸４９ｂを回転可能に支持し、軸４９ｂにはプーリー５１ａの対となるプーリー５１ｂが設けられている。第２ベルト５３は、プーリー５１ａと５１ｂとの間で架け渡されており、上述した通りその一部が第２スライダーブロック７と一体に移動するベルト固定プレート２２に固定されている。また、ガイド支持部５４ｂは、第２ガイドロッド５５の他端を支持し、ガイド支持部５４ａと共に第２ガイドロッド５５を固定支持している。第３ベルト４６と第３ガイドロッド４８とは、それぞれＹ軸方向に平行に延設され、基台２からの高さ位置は略同一となっている。
【0031】
上述した通り、第２モータ３０の回転駆動はプーリー４４ａとプーリー５１ａに伝達され、第３ベルト４６と第２ベルト５３が回転する。これにより、第３ベルト４６と第２ベルト５３にそれぞれ固定された第３スライダーブロック８と第２スライダーブロック７（つまり第１アクチュエータ機構ＡＸ全体）が第２ガイドロッド８と第２ガイドロッド５５に沿ってＹ軸方向にスライド移動する。
【0032】
ここで、図４を参照するとベルト４０とベルト４１とは、Ｘ軸方向に平行に延設しているが、高さ方向の位置（基台２からの距離）が異なっている。具体的には、ベルト４０の下方にベルト４１が配置されている。そして、この高さ方向において、第３ベルト４６、第３ガイドロッド４８、第２ベルト５３および第２ガイドロッド５５は、ベルト４０とベルト４１との間で略同一高さに配置されている。
【0033】
また、図２及び図３を参照すると、操作部３をＸ軸方向に移動させるための第１ガイドロッド９ａ，９ｂおよび第１ベルト１０は、操作部３および第１アクチュエータ機構ＡＸをＹ軸方向に移動させるための第３ガイドロッド４８と第２ガイドロッド５５との間で、且つ、Ｙ軸方向に平行に配置された第３ガイドロッド４８，第３ベルト４６，第２ガイドロッド５５および第２ベルト５３に対して直交するＸ軸方向に延設するように配置されている。そして、これらの第１ベルト１０，第１ガイドロッド９ａ・９ｂ，第３ベルト４６，第３ガイドロッド４８，第２ベルト５３および第２ガイドロッド５５は、高さ方向においてベルト４０とベルト４１との間に配置されている。これにより、運動訓練装置の高さ方向の寸法を薄く構成することができる。
【0034】
言い換えると、図４において基台２からプーリー４４ａ，５１ａの上端までの距離（ＸＹ平面と直交する方向、つまり高さ）をＬ１、基台２からプーリー４４ａ，５１ａの下端までの距離をＬ２、基台２からプーリー３８，４２の下端までの距離をＬ３、基台２からプーリー３９，５０までの距離をＬ４としたときに、以下の関係が成り立つように各部材が配置されている。「Ｌ１＞Ｌ２」「Ｌ３＞Ｌ１」「Ｌ２＞Ｌ４」。よって、「Ｌ３＞Ｌ１＞Ｌ２＞Ｌ４」となり、プーリー４４ａとプーリー５１ａとはＬ３とＬ４との間に配置されている。そして、ベルトはそれぞれプーリーの上端と下端との間で架け渡されており、第３ベルト４６，第２ベルト５３の高さ方向における中央と第３ガイドロッド４８，第２ガイドロッド５５の高さ方向の中央とが略同一で、第３ガイドロッド４８の上端がベルト４０に干渉せず、第２ガイドロッド５５の下端がベルト４１に干渉しないように配置されている。
【0035】
また、図３において基台２とプーリー１８，１９の上端までの距離がＬ１、基台２とプーリー１８，１９の下端までの距離がＬ２となるように配置されている。以上から、第１ベルト１０、第１ガイドロッド９ａ，９ｂ、第３ベルト４６、第３ガイドロッド４８、第２ベルト５３および第２ガイドロッド５５は、高さ方向においてＬ３とＬ４との間、すなわちプーリー３８，４２の下端とプーリー３９，５０の上端との間で重複して配置されている。
【0036】
また、第１ベルト１０は第１ガイドロッド９ａ，９ｂに挟まれるように配置されている。よって、使用者Ｕが操作部３に力を加えた際に第１ガイドロッド９ａまたは９ｂを中心に回転する力を受けることができ、回転方向の移動を抑えることができる。
【0037】
操作部３は、図１に示すように第１スライダーブロック４の前方向に配置され、図５に示すように、比較的短い垂直な操作ロッド６１と、その上端に設けられたハンドル部材６２とからなる。本実施形態のハンドル部材６２は、使用者Ｕの上肢ＵＬの運動機能を訓練するために片手で掴むことができるように、比較的厚い小型の円形ディスク状に形成されている。ハンドル部材６２は、使用者Ｕが掴んだ手で回すことができるように、操作ロッド６１を中心に回動可能に取り付けられる。
【0038】
また、操作部３は、操作ロッド６１に一体に設けられた力センサ６０を有する。力センサ６０は、取付プレート５を介して、第１アクチュエータ機構ＡＸのスライダーブロック４に一体に固定されている。力センサ６０は、使用者Ｕが自力で操作部３を動かす能動訓練モード及び操作部３の力で上肢又は下肢を動かす受動訓練モードのいずれにおいても、ハンドル部材６２から操作ロッド６１に作用する使用者Ｕの力を検出する。本実施形態では、力センサ６０として、歪みゲージを用いた６軸力覚センサが採用されている。
【0039】
一般に、６軸力覚センサは、直交する３軸方向ｘ，ｙ，ｚの力（Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚ）とｘ，ｙ，ｚ３軸周りのモーメント（Ｍｘ，Ｍｙ，Ｍｚ）とを検出することができる。本実施形態では、６軸力覚センサを、そのＸ軸及びＹ軸が、第１アクチュエータ機構ＡＸの左右方向（第１ガイドロッド９ａ，９ｂと平行な方向）及び前後方向（第３ガイドロッド４８および第３ガイドロッド５３と平行な方向）とそれぞれ一致するように配向する。
【0040】
これにより、力センサ６０は、使用者Ｕの上肢又は下肢が操作部３を動かし又は該操作部により動かされるとき、操作ロッド６１が使用者Ｕの上肢又は下肢から直接受ける力を、前後方向の力成分と左右方向の力成分とそれらに直交する垂直方向の力成分とに分けて、更に前後方向、左右方向及び垂直方向の各軸周りにそれぞれ作用するモーメントとして、検出することができる。
【0041】
実際の運動訓練装置１の使用において、力センサ６０が検出する前後方向（Ｙ軸方向）、左右方向（Ｘ軸方向）及び垂直方向（ＸＹ平面と直交する高さ方向）の力成分は、第１及び／又は第２駆動モータ６、３０の回転力と使用者Ｕが操作部３に及ぼす力との差分、即ち操作部３が使用者Ｕの上肢又は下肢から受ける抗力として検出される。
【0042】
上述のように、運動訓練装置１は、第１モータ６及び第２モータ３０を制御するための制御部としてのＰＣ７０を備える。ＰＣ７０は、図６に示すように、駆動制御部７１と、信号制御部７２と、表示制御部７３と、メモリ７４と、それらを制御管理するための制御ＣＰＵ７５とを備える。
【0043】
駆動制御部７１は、モータ制御部２７，３１を介して第１モータ６及び第２モータ３０に接続され、それらの駆動を制御する。モータ制御部２７，３０は、ＰＣ７０の中に組み込んでもよい。信号制御部７２は、力センサ６０及びエンコーダ６ａ、３０ａに接続され、力センサ６０及びエンコーダ６ａ、３０ａから出力される信号を受信する。表示制御部７３は、モニター７６に接続され、該モニター７６の表示を制御する。メモリ７４は、運動訓練装置１を動作させるためのプログラムに加えて、例えば使用者Ｕの個人データや訓練履歴等の訓練に関するデータを保存する。
【0044】
制御ＣＰＵ７５は、力センサ６０、エンコーダ６ａ，３０ａ、および不揮発性のメモリ７４から入力される情報に基づいて操作部３の速度を求め、駆動制御部７１に電流値（出力電流Ｉｉ、デューティ）を出力して、第１モータ６及び第２モータ３０への電力供給を制御する。
【0045】
なお、本実施形態では、操作部３を取付プレート５を介して第１スライダーブロック４と高さ方向において重複する位置に設け、操作部３の下端が基台２から浮いている状態で固定する態様を示したが、取付プレート５の下面に自由回転するコロなどの摺動部材を設けて基台２上で滑らかに動くようにした上で取付プレート５の下面と基台２とが接触するように構成してもよい。これにより、使用者Ｕによる下方にかかる力を基台２で受けることができる。また、操作部３を第１スライダーブロック４の上部に取り付けるようにしてもよい。そうすることで操作部３の可動領域がより装置奥側に広げることができる。
【0046】
次に、本実施形態の運動訓練装置１を含む運動訓練システム１０００の動作について説明する。運動訓練装置１により使用者Ｕが運動訓練を行う際には、例えば、使用者Ｕが操作部３を掴みその上から訓練指導者が使用者Ｕの手をとって使用者Ｕの上肢状況に応じた動作範囲で操作部３を移動させることで、操作部３が辿る軌跡を設定するための軌跡設定モードと、使用者Ｕのみが操作部３を掴み軌跡設定モードで設定された軌跡を辿ることで、使用者Ｕによる操作部３の位置（軌跡）とそのときに操作部３が受ける負荷とを検出するための負荷検出モードと経て、運動訓練モードで行われる。
【0047】
［運動訓練モード］
まず、運動訓練モードには、使用者Ｕが自ら軌跡設定モードで設定された軌跡をなぞるように操作部３を移動させる能動訓練モード（アシストモード、トレーニングモード）と、自動的に軌跡を辿る操作部３に引っ張られて運動する受動訓練モード（自動モード）とがある。受動訓練モードは主としてリハビリ中の人を対象とする運動訓練モード、能動訓練モードはリハビリ最終段階の人や健常者を対象とする運動訓練モードとして想定されている。なお、アシストモードは、訓練中に操作部３に適宜アシスト力を作用させて行う能動訓練モードであり、トレーニングモードは、アシストモードのようなアシスト力がない能動訓練モードである。
まず、運動訓練モードには、使用者Ｕが自ら軌跡設定モードで設定された軌跡をなぞるように操作部３を移動させる能動訓練モード（アシストモード、トレーニングモード）と、自動的に軌跡を辿る操作部３に引っ張られて運動する受動訓練モード（自動モード）とがある。受動訓練モードは主としてリハビリ中の人を対象とする運動訓練モード、能動訓練モードはリハビリ最終段階の人や健常者を対象とする運動訓練モードとして想定されている。なお、アシストモードは、訓練中に操作部３に適宜アシスト力を作用させて行う能動訓練モードであり、トレーニングモードは、アシストモードのようなアシスト力がない能動訓練モードである。
【0048】
運動訓練システム１０００では、これらの各モードの何れかを選択して実行可能である。また、各モードにおいて、それぞれパラメータを設定可能であり、使用者Ｕに応じて適切な負荷などを設定して運動訓練モードを行うことができる。例えば、前述の特許文献１では、能動訓練モードにおいて、平面運動における静止摩擦を模擬した仮想モデルを介して操作部に発生させるべきＸ軸方向の速度およびＹ軸方向の速度を算出してＸ軸方とＹ軸方向の駆動モータを制御するようにしている。そして、この仮想モデルのパラメータを変更することで、様々な負荷で能動訓練モードを行えるようにしている。
【0049】
特許文献１においては、モニターに、例えば運動量や静止摩擦力の大きさに応じて予め定めた幾とおりかの選択子にその説明（例えば、運動量：大、静止摩擦力：中）を加えた画面を表示したり、運動量や静止摩擦力の大きさを調整可能に表したレベルメータを表示したりすることでパラメータの入力を容易にしている。
【0050】
ここで、特許文献１では、静止摩擦を模擬した仮想モデルを使用することで運動訓練を行っているが、運動訓練装置では、更なる訓練効果が得られる装置が求められている。そこで、本実施形態では、運動訓練モードにおいて、操作部３を次のように制御するようにしている。
【0051】
本実施形態の場合も、特許文献１における制御と同様に、ＰＣ７０の制御ＣＰＵ７５は、信号制御部７２により力センサ６０及びエンコーダ６ａ、３０ａから出力される信号を受信し、駆動制御部７１により第１モータ６及び第２モータ３０を制御することで、各種運動訓練モードを実行可能である。この際、本実施形態では、静止摩擦力と動摩擦力を模擬したパラメータに加えて、その運動が維持されるような力（例えば、慣性力）を模擬したパラメータを設定可能としている。本実施形態では、その運動が維持されるような力を模擬したパラメータを第１のパラメータ、静止摩擦力と動摩擦力を模擬したパラメータを第２のパラメータとする。このような第１のパラメータ及び第２のパラメータは、トレーニングモードやアシストモードなどの能動訓練モードにおいて好ましく使用できる。なお、第２のパラメータについては、上述の特許文献１に記載の内容と同様であるので、第１のパラメータについて説明する。
【0052】
第１のパラメータを説明するために、次の（１）～（６）の動作で、第１モータ６及び第２モータ３０がどのように制御されるかを説明する。なお、制御ＣＰＵ７５は、設定される第１パラメータに応じて、第１モータ６及び第２モータ３０を制御することで操作部３に発生させる力を変更可能である。
【0053】
（１）操作部３の動き始め
まず、使用者Ｕが操作部３を動かし始める場合について説明する。即ち、操作部３が静止している状態で、力センサ６０が力を検出した場合である。ＰＣ７０の制御ＣＰＵ７５は、操作部３が停止している状態で、力センサ６０がＸ軸およびＹ軸方向の力Ｆｘ，Ｆｙの合成力ＦОを検出した場合に、合成力ＦОと反対方向に合成力Ｆ０以下の力が発生するように第１モータ６及び第２モータ３０を制御する。
まず、使用者Ｕが操作部３を動かし始める場合について説明する。即ち、操作部３が静止している状態で、力センサ６０が力を検出した場合である。ＰＣ７０の制御ＣＰＵ７５は、操作部３が停止している状態で、力センサ６０がＸ軸およびＹ軸方向の力Ｆｘ，Ｆｙの合成力ＦОを検出した場合に、合成力ＦОと反対方向に合成力Ｆ０以下の力が発生するように第１モータ６及び第２モータ３０を制御する。
【0054】
この制御について、第２のパラメータが固定状態で、第１のパラメータを大きさが異なる２つの値に設定した場合に、操作部３を動かすために必要な力（力センサ６０に入力される入力合成力ＦＩ）を比較して説明する。なお、以下では、第１のパラメータを２つの値に設定した場合を比較しているが、第１のパラメータは、２つ以上の複数の異なる値に設定可能としても良い。
【0055】
制御ＣＰＵ７５は、第１のパラメータが第１の値に設定された場合（大モード）において、操作部３を動かすために必要な力センサ６０に入力されるＸ軸およびＹ軸方向の力Ｆｘ，Ｆｙの入力合成力ＦＩが第１の力になるように、第１モータ６及び第２モータ３０を制御する。一方、制御ＣＰＵ７５は、第１パラメータが第１の値よりも小さい第２の値に設定された場合（小モード）、入力合成力ＦＩが第１の力よりも小さい第２の力になるように、第１モータ６及び第２モータ３０を制御する。即ち、制御ＣＰＵ７５は、操作部３を動かし始める場合、第１のパラメータが大きい程、使用者Ｕが操作部３を動かすために必要な力が大きくなるように、第１モータ６及び第２モータ３０を制御する。
【0056】
（２）操作部３を一定速度で維持
次に、使用者Ｕが操作部３を一定速度で動かす場合について説明する。まず、操作部３が入力される合成力Ｆ０の方向が変わらずに移動している場合、ＰＣ７０の制御ＣＰＵ７５は、力センサ６０により検出されるＸ軸およびＹ軸方向の力Ｆｘ，Ｆｙの合成力Ｆ０の方向に、合成力Ｆ０以下の力が操作部３に発生するように第１モータ６及び第２モータ３０を制御する。また、制御ＣＰＵ７５は、操作部３の移動中に、力センサ６０により検出されるＸ軸およびＹ軸方向の力Ｆｘ，Ｆｙの合成力Ｆ０がＦ１からＦ２に低下した場合には、合成力Ｆ０の方向に、Ｆ２よりも大きくＦ１以下の力が操作部３に発生するように第１モータ６及び第２モータ３０を制御する。
次に、使用者Ｕが操作部３を一定速度で動かす場合について説明する。まず、操作部３が入力される合成力Ｆ０の方向が変わらずに移動している場合、ＰＣ７０の制御ＣＰＵ７５は、力センサ６０により検出されるＸ軸およびＹ軸方向の力Ｆｘ，Ｆｙの合成力Ｆ０の方向に、合成力Ｆ０以下の力が操作部３に発生するように第１モータ６及び第２モータ３０を制御する。また、制御ＣＰＵ７５は、操作部３の移動中に、力センサ６０により検出されるＸ軸およびＹ軸方向の力Ｆｘ，Ｆｙの合成力Ｆ０がＦ１からＦ２に低下した場合には、合成力Ｆ０の方向に、Ｆ２よりも大きくＦ１以下の力が操作部３に発生するように第１モータ６及び第２モータ３０を制御する。
【0057】
このように操作部３が入力される合成力Ｆ０の方向が変わらずに、即ち、一定の方向に移動している場合で、操作部３の速度を一定速度に維持する制御について、第２のパラメータが固定状態で、第１のパラメータを大きさが異なる２つの値に設定した場合に、操作部３が一定速度で移動するために必要な力（力センサ６０に入力される入力合成力ＦＩ）を比較して説明する。
【0058】
制御ＣＰＵ７５は、第１のパラメータが第１の値に設定された場合（大モード）、操作部３が一定速度で移動するために必要な力センサ６０に入力されるＸ軸およびＹ軸方向の力Ｆｘ，Ｆｙの入力合成力ＦＩが第１の力になるように、第１モータ６及び第２モータ３０を制御する。一方、制御ＣＰＵ７５は、第１のパラメータが第１の値よりも小さい第２の値に設定された場合（小モード）、入力合成力ＦＩが第１の力よりも大きい第２の力になるように、第１モータ６及び第２モータ３０を制御する。即ち、制御ＣＰＵ７５は、操作部３を一定速度で動かす場合、第１のパラメータが大きい程、使用者Ｕが操作部３の速度を維持するために必要な力が小さくなるように、第１モータ６及び第２モータ３０を制御する。
【0059】
（３）操作部３の移動中に加減速
次に、使用者Ｕが操作部３を加速又は減速する場合について説明する。まず、使用者Ｕが操作部３を移動中に加速させる場合について説明する。制御ＣＰＵ７５は、操作部３の移動中に、力センサ６０により検出されるＸ軸およびＹ軸方向の力Ｆｘ，Ｆｙの合成力Ｆ０がＦ３からＦ４に増加した場合には、合成力Ｆ０の方向とは反対方向にＦ４以下の力が操作部３に発生するように第１モータ６及び第２モータ３０を制御する。
次に、使用者Ｕが操作部３を加速又は減速する場合について説明する。まず、使用者Ｕが操作部３を移動中に加速させる場合について説明する。制御ＣＰＵ７５は、操作部３の移動中に、力センサ６０により検出されるＸ軸およびＹ軸方向の力Ｆｘ，Ｆｙの合成力Ｆ０がＦ３からＦ４に増加した場合には、合成力Ｆ０の方向とは反対方向にＦ４以下の力が操作部３に発生するように第１モータ６及び第２モータ３０を制御する。
【0060】
この操作部３の加速時の制御について、第２のパラメータが固定状態で、第１のパラメータを大きさが異なる２つの値に設定した場合に、操作部３の速度を増加させるために必要な力（力センサ６０に入力される入力合成力ＦＩ）を比較して説明する。
【0061】
制御ＣＰＵ７５は、第１のパラメータが第１の値に設定された場合（大モード）、操作部３の速度を増加させるために必要な力センサ６０に入力されるＸ軸およびＹ軸方向の力Ｆｘ，Ｆｙの入力合成力ＦＩが第１の力になるように、第１モータ６及び第２モータ３０を制御する。一方、制御ＣＰＵ７５は、第１のパラメータが第１の値よりも小さい第２の値に設定された場合（小モード）、入力合成力ＦＩが第１の力よりも小さい第２の力になるように、第１モータ６及び第２モータ３０を制御する。即ち、制御ＣＰＵ７５は、操作部３を加速させる場合、第１のパラメータが大きい程、使用者Ｕが操作部３を加速させるために必要な力が大きくなるように、第１モータ６及び第２モータ３０を制御する。
【0062】
次に、使用者Ｕが操作部３を移動中に減速させる場合について説明する。制御ＣＰＵ７５は、操作部３の移動中に、力センサ６０により検出されるＸ軸およびＹ軸方向の力Ｆｘ，Ｆｙの合成力Ｆ０の方向が第１方向から第２方向に変更された場合には、操作部３に対して第１方向に力が発生するように第１モータ６及び第２モータ３０を制御する。ここで、操作部３を減速させる場合とは、第２方向が第１方向と逆方向になる場合である。
【0063】
この操作部３の減速時の制御について、第２のパラメータが固定状態で、第１のパラメータを大きさが異なる２つの値に設定した場合に、操作部３の速度を低下させるために必要な力（力センサ６０に入力される入力合成力ＦＩ）を比較して説明する。
【0064】
制御ＣＰＵ７５は、第１のパラメータが第１の値に設定された場合（大モード）、操作部３の速度を低下させるために必要な力センサ６０に入力されるＸ軸およびＹ軸方向の力Ｆｘ，Ｆｙの入力合成力ＦＩが第１の力になるように、第１モータ６及び第２モータ３０を制御する。一方、制御ＣＰＵ７５は、第１のパラメータが第１の値よりも小さい第２の値に設定された場合（小モード）、入力合成力ＦＩが第１の力よりも小さい第２の力になるように、第１モータ６及び第２モータ３０を制御する。即ち、制御ＣＰＵ７５は、操作部３を減速させる場合、第１のパラメータが大きい程、使用者Ｕが操作部３を減速させるために必要な力が大きくなるように、第１モータ６及び第２モータ３０を制御する。
【0065】
このように、操作部３を加速又は減速させる場合、制御ＣＰＵ７５は、第１のパラメータが大きい程、使用者Ｕが操作部３を加速又は減速させるために必要な力が大きくなるように、第１モータ６及び第２モータ３０を制御する。
【0066】
（４）操作部３の強制停止
次に、使用者Ｕが操作部３の移動を強制的に停止させる場合について説明する。この場合は、上述の操作部３の減速時と同様であり、制御ＣＰＵ７５は、第１のパラメータが大きい程、使用者Ｕが操作部３を停止させるために必要な力が大きくなるように、第１モータ６及び第２モータ３０を制御する。
次に、使用者Ｕが操作部３の移動を強制的に停止させる場合について説明する。この場合は、上述の操作部３の減速時と同様であり、制御ＣＰＵ７５は、第１のパラメータが大きい程、使用者Ｕが操作部３を停止させるために必要な力が大きくなるように、第１モータ６及び第２モータ３０を制御する。
【0067】
（５）操作部３の方向転換
次に、使用者Ｕが操作部３の移動中に移動方向を変える場合について説明する。この場合、上述の減速時の動作において説明したように、操作部３の移動中に、力センサ６０により検出される合成力Ｆ０の方向が第１方向から第２方向に変更された場合であり、制御ＣＰＵ７５は、操作部３に対して第１方向に力が発生するように第１モータ６及び第２モータ３０を制御する。
次に、使用者Ｕが操作部３の移動中に移動方向を変える場合について説明する。この場合、上述の減速時の動作において説明したように、操作部３の移動中に、力センサ６０により検出される合成力Ｆ０の方向が第１方向から第２方向に変更された場合であり、制御ＣＰＵ７５は、操作部３に対して第１方向に力が発生するように第１モータ６及び第２モータ３０を制御する。
【0068】
この操作部３の方向転換の制御について、第２のパラメータが固定状態で、第１のパラメータを大きさが異なる２つの値に設定した場合に、操作部３の移動方向を変更させるために必要な力（力センサ６０に入力される入力合成力ＦＩ）を比較して説明する。
【0069】
制御ＣＰＵ７５は、第１のパラメータが第１の値に設定された場合（大モード）、操作部３の移動方向を変更させるために必要な力センサ６０に入力されるＸ軸およびＹ軸方向の力Ｆｘ，Ｆｙの入力合成力ＦＩが第１の力になるように、第１モータ６及び第２モータ３０を制御する。一方、制御ＣＰＵ７５は、第１のパラメータが第１の値よりも小さい第２の値に設定された場合（小モード）、入力合成力ＦＩが第１の力よりも小さい第２の力になるように、第１モータ６及び第２モータ３０を制御する。即ち、制御ＣＰＵ７５は、操作部３を方向転換させる場合、第１のパラメータが大きい程、使用者Ｕが操作部３を方向転換させるために必要な力が大きくなるように、第１モータ６及び第２モータ３０を制御する。
【0070】
（６）操作部３の移動中に力センサ６０への入力が０
次に、使用者Ｕが操作部３の移動中に力センサ６０に入力される力が０になった場合（例えば、手を離した場合）について説明する。制御ＣＰＵ７５は、操作部３の移動中に、力センサ６０により検出されるＸ軸およびＹ軸方向の力Ｆｘ，Ｆｙの合成力Ｆ０が０になっても、操作部３の移動が維持される力が操作部３に対して発生するように第１モータ６及び第２モータ３０を制御する。
次に、使用者Ｕが操作部３の移動中に力センサ６０に入力される力が０になった場合（例えば、手を離した場合）について説明する。制御ＣＰＵ７５は、操作部３の移動中に、力センサ６０により検出されるＸ軸およびＹ軸方向の力Ｆｘ，Ｆｙの合成力Ｆ０が０になっても、操作部３の移動が維持される力が操作部３に対して発生するように第１モータ６及び第２モータ３０を制御する。
【0071】
この操作部３の移動中に力センサ６０に入力される力が０になった場合の制御について、第２のパラメータが固定状態で、第１のパラメータを大きさが異なる２つの値に設定した場合に、操作部３が停止するまでの移動距離を比較して説明する。
【0072】
制御ＣＰＵ７５は、第１のパラメータが第１の値に設定された場合（大モード）、合成力Ｆ０が０になってから操作部３が停止するまで合成力Ｆ０が０のままである場合の操作部３の移動距離（自然停止するまでの距離）が第１の距離になるように、第１モータ６及び第２モータ３０を制御する。一方、制御ＣＰＵ７５は、第１のパラメータが第１の値よりも小さい第２の値に設定された場合（小モード）、合成力Ｆ０が０になってから操作部３が自然停止するまでの移動距離が第１の距離よりも短い第２の距離になるように、第１モータ６及び第２モータ３０を制御する。即ち、制御ＣＰＵ７５は、操作部３の移動中に力センサ６０に入力される力が０になった場合、第１のパラメータが大きい程、操作部３が自然停止するまでの移動距離が長くなるように、第１モータ６及び第２モータ３０を制御する。
【0073】
上述の（１）～（６）の各動作条件における、第１のパラメータが大きい場合（大モード）と、小さい場合（小モード）とで、その動作を達成するために必要なセンサ入力値（力センサ６０に入力される入力合成力ＦＩ）の大きさや操作部３の移動距離をまとめたものを、表１に示す。
【表1】
【0074】
なお、第１のパラメータと第２のパラメータの両方を設定すると、例えば、操作部３が移動している場合には、次のような制御となる。即ち、制御ＣＰＵ７５は、操作部３が移動している場合に、その移動方向に移動する方向に作用する第１方向の力と、移動方向と逆方向に作用する第２方向の力の合力が操作部３に発生するように、第１モータ６及び第２モータ３０を制御する。ここで、第１方向の力は、主として第１のパラメータによる影響が大きく、第２方向の力は、主として第２のパラメータによる影響が大きい。
【0075】
［具体例］
次に、第１のパラメータが第１の値と、第１の値よりも小さい第２の値の何れかに設定し、更に第２のパラメータを第３の値と、第３の値よりも小さい第４の値の何れかに設定した場合に、力センサ６０が検出する合成力の大きさ及び方向、更には操作部３の軌跡がどのようになるかを具体的に説明する。
次に、第１のパラメータが第１の値と、第１の値よりも小さい第２の値の何れかに設定し、更に第２のパラメータを第３の値と、第３の値よりも小さい第４の値の何れかに設定した場合に、力センサ６０が検出する合成力の大きさ及び方向、更には操作部３の軌跡がどのようになるかを具体的に説明する。
【0076】
まず、本実施形態では、図７に示すように、モニター７６に、力センサ６０により検出される合成力の大きさや方向を示す第１チャートと、位置検出手段としてのエンコーダ６ａ、３０ａにより検出された操作部３の位置を軌跡と共に示す第２チャートとを、同じ時系列で表示可能である。
【0077】
第１チャートは、同一の中心を有し半径が異なる複数の円からなるチャートであり、中心からの周方向の位置が合成力の方向を示し、中心からの距離が合成力の大きさを示すように、力センサ６０の検出結果がプロットされる。図７に示す第２チャートは、使用者Ｕが操作部３を移動させる目標軌跡が円で、この目標軌跡と共に操作部３の位置をその移動軌跡と共に表示するチャートである。この第１チャート及び第２チャートを用いて、上述のように第１のパラメータ及び第２のパラメータを変化させた場合の具体例について説明する。
【0078】
［第１のパラメータが大、第２のパラメータが小］
まず、図８（ａ）、（ｂ）及び図９（ａ）、（ｂ）を用いて、第１のパラメータが大きく（第１の値）、且つ、第２のパラメータが小さい（第４の値）状態で、使用者Ｕが操作部３をコントロールできていない場合と、使用者Ｕが操作部３をコントロールできている場合とを比較して説明する。即ち、第１のパラメータの影響を第２のパラメータに対して大きくした場合の例である。
まず、図８（ａ）、（ｂ）及び図９（ａ）、（ｂ）を用いて、第１のパラメータが大きく（第１の値）、且つ、第２のパラメータが小さい（第４の値）状態で、使用者Ｕが操作部３をコントロールできていない場合と、使用者Ｕが操作部３をコントロールできている場合とを比較して説明する。即ち、第１のパラメータの影響を第２のパラメータに対して大きくした場合の例である。
【0079】
図８（ａ）、（ｂ）は、使用者Ｕが操作部３をコントロールできていない場合を示しており、図８（ｂ）に太線で示すように、操作部３が実際に移動した軌跡は、目標軌跡に対してずれている。また、この動作において力センサ６０に入力された合成力の大きさ及び方向は、図８（ａ）に太線で示すような状態となっている。即ち、第１のパラメータを大きくすることで、使用者Ｕが目標軌跡通りに操作部３をコントロールしにくくなっている状態である。
【0080】
そして、この状態から同じ条件で運動訓練を行い、使用者Ｕが目標軌跡通りに操作部３をほぼコントロールできた状態が、図９（ａ）、（ｂ）に示すチャートである。図９（ｂ）に太線で示すように、操作部３の移動した軌跡がほぼ目標軌跡と重なっている。また、この動作において力センサ６０に入力された合成力の大きさ及び方向は、図９（ａ）に太線で示すような状態となっている。
【0081】
［第１のパラメータが小、第２のパラメータが大］
次に、図１０（ａ）、（ｂ）を用いて、第１のパラメータが小さく（第２の値）、且つ、第２のパラメータが大きい（第３の値）状態で、使用者Ｕが操作部３をコントロールできていない場合と、使用者Ｕが操作部３をコントロールできている場合とを比較して説明する。即ち、第２のパラメータの影響を第１のパラメータに対して大きくした場合の例である。図１０（ａ）、（ｂ）では、使用者Ｕが操作部３をコントロールできていない場合を太線で、使用者Ｕが操作部３をコントロールできている場合を破線で、それぞれ示している。
次に、図１０（ａ）、（ｂ）を用いて、第１のパラメータが小さく（第２の値）、且つ、第２のパラメータが大きい（第３の値）状態で、使用者Ｕが操作部３をコントロールできていない場合と、使用者Ｕが操作部３をコントロールできている場合とを比較して説明する。即ち、第２のパラメータの影響を第１のパラメータに対して大きくした場合の例である。図１０（ａ）、（ｂ）では、使用者Ｕが操作部３をコントロールできていない場合を太線で、使用者Ｕが操作部３をコントロールできている場合を破線で、それぞれ示している。
【0082】
第２のパラメータの影響が大きい場合、使用者Ｕは操作部３に加える力に応じて操作部３を動かすことができるので、第１のパラメータの影響を大きくした場合と比較して操作部３をコントロールし易い。このため、図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、破線と実線で大きな差が生じていない。
【0083】
［第１のパラメータが小、第２のパラメータが小］
次に、図１１（ａ）、（ｂ）を用いて、第１のパラメータが小さく（第２の値）、且つ、第２のパラメータも小さい（第４の値）状態について説明する。この場合、使用者Ｕが操作部３を最もコントロールし易い状態であり、図１１（ａ）、（ｂ）に太線で示すように、使用者Ｕが操作部３をほぼ目標軌跡通りに移動させることができ、操作部３に加える力の大きさの変化も少ない。
次に、図１１（ａ）、（ｂ）を用いて、第１のパラメータが小さく（第２の値）、且つ、第２のパラメータも小さい（第４の値）状態について説明する。この場合、使用者Ｕが操作部３を最もコントロールし易い状態であり、図１１（ａ）、（ｂ）に太線で示すように、使用者Ｕが操作部３をほぼ目標軌跡通りに移動させることができ、操作部３に加える力の大きさの変化も少ない。
【0084】
［第１のパラメータの影響］
ここで、図８（ａ）及び図９（ａ）と図１０（ａ）を比較して、第１のパラメータの影響について説明する。上述のように、第２のパラメータの影響が大きく、第１のパラメータの影響が小さい場合、図１０（ａ）に示すように、使用者Ｕが操作部３に加える力は大きくなるが、力の大きさに応じて操作部３を移動させることができるため、操作部３のコントロールは比較的容易である。これに対して、第１のパラメータの影響が大きく、第２のパラメータの影響が小さい場合、図８（ａ）及び図９（ａ）に示すように、使用者Ｕが操作部３に加える力の大きさ及び方向は、図１０（ａ）に対して複雑になっている。即ち、第１のパラメータの影響を大きくすることで、使用者Ｕが操作部３をコントロールしにくくなっていることが分かる。
ここで、図８（ａ）及び図９（ａ）と図１０（ａ）を比較して、第１のパラメータの影響について説明する。上述のように、第２のパラメータの影響が大きく、第１のパラメータの影響が小さい場合、図１０（ａ）に示すように、使用者Ｕが操作部３に加える力は大きくなるが、力の大きさに応じて操作部３を移動させることができるため、操作部３のコントロールは比較的容易である。これに対して、第１のパラメータの影響が大きく、第２のパラメータの影響が小さい場合、図８（ａ）及び図９（ａ）に示すように、使用者Ｕが操作部３に加える力の大きさ及び方向は、図１０（ａ）に対して複雑になっている。即ち、第１のパラメータの影響を大きくすることで、使用者Ｕが操作部３をコントロールしにくくなっていることが分かる。
【0085】
以上より、操作部３のコントロール性は、図１１（ａ）、（ｂ）、図１０（ａ）、（ｂ）、図８（ａ）、（ｂ）及び図９（ａ）、（ｂ）の順番で低下する。このため、訓練の順番として、例えば、図１１（ａ）、（ｂ）に示した条件から始め、この条件で使用者Ｕが目標軌跡通りに操作部３をコントロールできたら、次に、図１０（ａ）、（ｂ）の条件で訓練を行う。そして、この条件で使用者Ｕが目標軌跡通りに操作部３をコントロールできたら、図８（ａ）、（ｂ）及び図９（ａ）、（ｂ）の条件で訓練を行うようにすれば、徐々に訓練の難易度を上げることができ、効果的な訓練を行うことができる。
【0086】
［アシストモード］
次に、アシストモードにおいて、第１のパラメータが大きい場合と小さい場合との制御の一例について説明する。アシストモードとは、使用者Ｕが操作部３を操作している際に、操作部３の位置が所定の領域から外れた場合に、操作部３を所定の領域に戻すアシスト力ＦＡを発生させるように、第１モータ６及び第２モータ３０を制御する能動訓練モードの１つである。
次に、アシストモードにおいて、第１のパラメータが大きい場合と小さい場合との制御の一例について説明する。アシストモードとは、使用者Ｕが操作部３を操作している際に、操作部３の位置が所定の領域から外れた場合に、操作部３を所定の領域に戻すアシスト力ＦＡを発生させるように、第１モータ６及び第２モータ３０を制御する能動訓練モードの１つである。
【0087】
即ち、本実施形態において、ＰＣ７０の制御ＣＰＵ７５は、使用者Ｕにより操作される操作部３の位置が、予め設定した所定の領域内にある場合と、所定の領域から外れた場合とで、操作部３の駆動制御を切り替えて行う。所定の領域は、予め設定した目標軌跡上の各点から一定の距離の範囲であり、この一定の距離は、運動訓練の観点から操作部３が実質的に目標軌跡をなぞるように操作されていると見なすことができる大きさに設定される。本実施形態では、ＰＣ７０は、このようなアシストモードを実行可能である。
【0088】
具体的には、アシストモードでは、ＰＣ７０の制御ＣＰＵ７５は、使用者Ｕにより操作されてＸＹ平面を移動する操作部３の位置が所定の領域内にあることをエンコーダ６ａ、３０ａが検出するとき、力センサ６０により検出されるＸ軸およびＹ軸方向の力Ｆｘ，Ｆｙの合成力Ｆ０の大きさに基づいた第１速度ベクトルに応じて第１モータ６及び第２モータ３０を制御する。即ち、操作部３の位置が所定の領域内にある場合には、アシスト力ＦＡを発生させない。
【0089】
一方、制御ＣＰＵ７５は、使用者Ｕにより操作されてＸＹ平面を移動する操作部３の位置が所定の領域から外れていることをエンコーダ６ａ、３０ａが検出するとき、第１速度ベクトルと、操作部３を所定の領域内に戻すように作用する第２速度ベクトルとに応じたアシスト方向に操作部３を移動させるアシスト力ＦＡを発生させるように、第１モータ６及び第２モータ３０を制御する。
【0090】
［第１パラメータが小さい場合］
まず、アシストモードにおいて、第１のパラメータが小さい場合の制御について、図１２～図１５を用いて説明する。ここでは、第２のパラメータの方が第１のパラメータよりも影響が大きいとする。
まず、アシストモードにおいて、第１のパラメータが小さい場合の制御について、図１２～図１５を用いて説明する。ここでは、第２のパラメータの方が第１のパラメータよりも影響が大きいとする。
【0091】
図１２は、アシストモードの運動訓練開始時において、操作部３の中心Ｏが目標軌跡ＴＬ上の開始位置ＴＰ０に一致するように配置されている場合を示している。所定の領域は、その外郭を目標軌跡ＴＬ上の点（図１２では、開始位置ＴＰ０）を中心とする円ＴＲで表している。操作部３の中心Ｏから延びる太い矢印ＦＡは、使用者Ｕから操作部３に加えられる操作力の向きおよび大きさを表しており、その大きさ｜ＦＡ｜と、その向きを表す操作力ＦＡのＸ軸方向およびＹ軸方向成分は、力センサ６０への入力値として検出される。操作力ＦＡは、同図に示すように、操作部３に発生する速度ベクトルＮで表すことができる。
【0092】
図１２の運動訓練開始時には、操作部３の中心Ｏが目標軌跡ＴＬ上に位置して、目標領域（所定の領域）ＴＲ内にあるので、制御ＣＰＵ７５は、使用者Ｕからの操作力ＦＡに対応する力センサ６０への入力値に基づいて、速度ベクトルＮに等しい速度ベクトルＱを操作部３に発生させるように、第１モータ６及び第２モータ３０を制御する。別言すれば、使用者Ｕの操作を妨げたり操作力ＦＡ以外の余計な力を発揮させることなく、操作部３を動かすことができるように、第１モータ６及び第２モータ３０を駆動する。
【0093】
図１３は、使用者Ｕの操作により図１２の開始位置ＴＰ０から移動した操作部３の現在位置ＬＰにおいて、その中心Ｏが目標軌跡ＴＬ上の目標位置ＴＰから逸れているが、目標領域ＴＲ内にある場合を示している。この場合、制御ＣＰＵ７５は、図１２の場合と同様に、使用者Ｕからの操作力ＦＡに対応する力センサ６０への入力値に基づいて、速度ベクトルＮに等しい速度ベクトルＱを操作部３に発生させるように、第１モータ６及び第２モータ３０を制御する。従って、操作部３は、使用者Ｕからの操作力ＦＡに対応する力センサ６０への入力値に基づいて、使用者Ｕが動かす向きに移動する。
【0094】
図１４は、使用者Ｕの操作により図１３の位置から移動した操作部３の現在位置ＬＰにおいて、その中心Ｏが目標領域ＴＲから外れた場合を示している。この場合、制御ＣＰＵ７５は、使用者Ｕからの操作力ＦＡに対応する力センサ６０への入力値に基づく速度ベクトルＮに加えて、操作部３を目標領域ＴＲに戻す向きに働く速度ベクトルＷを発生させるように、第１モータ６及び第２モータ３０を制御する。それにより、操作部３には、速度ベクトルＮと速度ベクトルＷとの合成ベクトルである速度ベクトルＱが発生する。従って、操作部３は、使用者Ｕからの操作力ＦＡに速度ベクトルＷを加えて補助することにより、使用者Ｕが動かす向きを目標領域ＴＲに戻すように調節して移動させることができる。
【0095】
制御ＣＰＵ７５は、操作部３の中心Ｏが、図１４のように目標領域ＴＲから外れた位置から目標領域ＴＲに戻ると、操作力ＦＡを補助する速度ベクトルＷを０または小さくして、操作部３の移動速度を遅らせる。それにより、操作部３が目標領域ＴＲを通り過ぎて、反対側の外れた位置まで移動することを未然に回避することができる。
【0096】
図１５は、操作部３の中心Ｏが目標領域ＴＲ内に戻ったとき、速度ベクトルＷを０にした場合を示している。速度ベクトルＷによる補助が無くなることにより、操作部３に作用する力及び速度ベクトルは、上述した図１３の状態と同じになる。即ち、制御ＣＰＵ７５は、使用者Ｕからの操作力ＦＡに対応する力センサ６０への入力値に基づいて、速度ベクトルＮに等しい速度ベクトルＱを操作部３に発生させるように、第１モータ６及び第２モータ３０を制御し、操作部３は、使用者Ｕからの操作力ＦＡに対応して、使用者Ｕが動かす向きに移動する。
【0097】
［第１パラメータが大きい場合］
次に、アシストモードにおいて、第１のパラメータが大きい場合の制御について、図１２～図１４及び図１６を用いて説明する。ここでは、第１のパラメータの方が第２のパラメータよりも影響が大きいとする。
次に、アシストモードにおいて、第１のパラメータが大きい場合の制御について、図１２～図１４及び図１６を用いて説明する。ここでは、第１のパラメータの方が第２のパラメータよりも影響が大きいとする。
【0098】
第１のパラメータの影響が大きい場合でも、操作部３の現在位置ＬＰにおいて、その中心Ｏが目標領域ＴＲ内にある場合には、基本的な動作は図１２～図１４と同じである。但し、操作部３の位置が図１４の位置から図１６に示す位置に戻った場合であっても、図１５に示した場合と異なり、速度ベクトルＷが残った状態となる。したがって、図１４で説明した場合と同様に、操作部３には、速度ベクトルＮと速度ベクトルＷとの合成ベクトルである速度ベクトルＱが発生する。
【0099】
即ち、制御ＣＰＵ７５は、アシストモードの実行時に、エンコーダ６ａ、３０ａにより検出される操作部３の位置が、アシスト方向にアシスト力ＦＡによって目標領域ＴＲから外れた位置から目標領域ＴＲ内に進入した場合に、アシスト方向にアシスト力ＦＡ以下の力が操作部に発生するように第１モータ６及び第２モータ３０を制御する。したがって、第１のパラメータの影響が大きい場合、使用者Ｕが操作部３を目標領域ＴＲ外から目標領域ＴＲ内に戻した場合でも、目標領域ＴＲ内に戻す方向に操作部３に作用しているアシスト力ＦＡ又はこれよりも小さい力がまだ続いている。このため、使用者Ｕは、操作部３の位置が目標領域ＴＲ内に戻っても、このアシスト力ＦＡ又はこれよりも小さい力に抗して操作部３をコントロールする必要があり、上述の図１５の場合よりも使用者Ｕが操作部３を操作しにくい。
【0100】
また、この目標領域ＴＲ内に戻っても続くアシスト力ＦＡ又はこれよりも小さい力は、操作部３の位置が目標領域ＴＲ内に戻ったら徐々に小さくなるようにする。即ち、速度ベクトルＷを徐々に小さくするようにする。この際、設定される第１のパラメータに応じて、この速度ベクトルＷが小さくなっていく割合を変えるようにしても良い。
【0101】
ここで、アシストモードにおいて、第２のパラメータが固定状態で、第１のパラメータを大きさが異なる２つの値に設定した場合に、目標領域ＴＲ内に戻っても続くアシスト力ＦＡ又はこれよりも小さい力が０になるまでの移動距離を比較して説明する。
【0102】
制御ＣＰＵ７５は、第１のパラメータが第１の値に設定された場合（大モード）、操作部３の位置が目標領域ＴＲ内に進入してからアシスト力ＦＡ以下の力が０になるまでの操作部３の移動距離が第１の距離になるように、第１モータ６及び第２モータ３０を制御する。一方、制御ＣＰＵ７５は、第１のパラメータが第１の値よりも小さい第２の値に設定された場合（小モード）、上述の移動距離が第１の距離よりも短い第２の距離になるように、第１モータ６及び第２モータ３０を制御する。即ち、制御ＣＰＵ７５は、操作部３の位置が目標領域ＴＲ内に戻った場合、第１のパラメータが大きい程、アシスト力ＦＡ以下の力が０になるまでの移動距離が長くなるように、第１モータ６及び第２モータ３０を制御する。
【0103】
本実施形態では、このように第２のパラメータに加えて第１のパラメータを設定して、第１モータ６及び第２モータ３０を制御するようにすることで、使用者Ｕが操作部３を操作しにくい状況を作り出し、訓練の効果を高めることができる。即ち、第２のパラメータの設定だけである場合、第２のパラメータを大きくしても操作部３が動きにくくなる、言い換えれば、重くなるだけであり、使用者Ｕが力を入れれば動くことになる。このような構成であっても訓練の効果はあるが、更なる訓練効果を得るためには、第２のパラメータだけでは難しい。
【0104】
そこで、本実施形態では、第１のパラメータを導入することで、第２のパラメータだけでの場合よりも操作部３を操作しにくい状態を作り出し、訓練効果を高めるようにしている。例えば、前述の表１を参照して、第１のパラメータの影響が大きい場合に、操作部３の動き始めから停止までに使用者Ｕがどのような力を操作部３に加える必要があるかを説明する。
【0105】
まず、「（１）操作部３の動き始め」で説明したように、操作部３を動かす際には力が必要となる。一方、「（２）操作部３を一定速度で維持」で説明したように、動き始めた操作部３を一定速度で移動させようとした場合、操作部３に加える力を弱める必要がある。即ち、動き出しは力が必要で、動き始めたら力を抜く必要がある。これを第２のパラメータのみの設定で行った場合、動き出しに力は必要であることは同じだが、操作部３を一定速度で動かす場合には、そのまま力を入れ続けて一定速度を維持するようにすればよく、第１のパラメータで実現できるような、力を抜く動作が必要となる状況を作りにくい。
【0106】
また、「（３）操作部３の移動中に加減速」及び「（５）操作部３の方向転換」で説明したように、操作部３を加速又は減速させる場合や操作部３の方向を転換するときは力を入れる必要がある。特に、操作部３を減速させる場合、移動方向と逆方向に力を加える必要がある。これを第２のパラメータのみの設定で行った場合、操作部３に加える力を抜くだけで操作部３が減速することになる。したがって、第１のパラメータを加えることで、減速時の動作についても操作をしにくい状況を作り出すことができる。これは、「（４）操作部３の強制停止」の場合も同様である。
【0107】
また、操作部３の方向転換を行う場合、第１のパラメータが大きいと、操作部３が方向転換する前の方向に進もうとする力に抗して操作部３の移動方向を変える必要がある。これを第２のパラメータのみの設定で行った場合、操作部３が方向転換する前の方向に進もうとする力は生じない。したがって、第１のパラメータを加えることで、方向転換の動作についても操作をしにくい状況を作り出すことができる。
【0108】
更に、「（６）操作部３の移動中に手を放す」で説明したように、使用者Ｕが移動中に操作部３に加える力を０にしても、操作部３がそのまま移動し続けようとするため、使用者Ｕは、操作部３の移動を停止させようとした場合、単に力を抜くだけではなく、「（４）操作部３の強制停止」で説明したように、移動方向と逆方向に力を入れる必要がある。これを第２のパラメータのみの設定で行った場合、使用者Ｕが力を抜けば、何れは操作部３の移動が停止することになり、強制停止させる場合にも第１のパラメータを設定した場合よりも停止させるために必要な力は小さくなる。
【0109】
このように第１のパラメータを設定することで、操作部３の動きだしから停止までの間に様々な力の加減が必要になり、筋肉のコントロールが難しくなる。したがって、このように第１のパラメータを設定することで、敢えて操作しにくい状況を作り出すことができ、それをコントロールできるように訓練することで、更なる訓練効果を得ることができる。
【0110】
［他の実施形態］
上述の運動訓練装置１は、例えば、予めＰＣ７０に、上述の制御が可能なプログラムがインストールされているが、既に設置されている運動訓練装置や運動訓練システムが備えるコンピュータにこのプログラムをインストールするようにしても良い。即ち、本発明は、上述の運動訓練装置１に用いられるプログラムであっても良い。
上述の運動訓練装置１は、例えば、予めＰＣ７０に、上述の制御が可能なプログラムがインストールされているが、既に設置されている運動訓練装置や運動訓練システムが備えるコンピュータにこのプログラムをインストールするようにしても良い。即ち、本発明は、上述の運動訓練装置１に用いられるプログラムであっても良い。
【0111】
例えば、前述の「（２）操作部３を一定速度で維持」の動作に対応するプログラムは、次の２つの工程をコンピュータにより実行させるものである。まず、第１工程では、力センサ６０によりＸ軸およびＹ軸方向の力Ｆｘ，Ｆｙの合成力Ｆ０を検出する。第２工程では、操作部３が移動している場合に、第１工程で力センサ６０により検出された合成力Ｆ０の方向に、合成力Ｆ０以下の力が操作部３に発生するように、制御ＣＰＵ７５に第１モータ６及び第２モータ３０を制御させる。また、このプログラムに、「（２）操作部３を一定速度で維持」で述べたような第１パラメータを複数に設定した場合の制御をこのプログラムに組み込んでも良い。
【0112】
また、「（３）操作部３の移動中に加減速」のうちの減速動作、「（４）操作部３の強制停止」及び「（５）操作部３の方向転換」の動作に対応するプログラムは、次の２つの工程をコンピュータにより実行させるものである。まず、第１工程では、力センサ６０によりＸ軸およびＹ軸方向の力Ｆｘ，Ｆｙの合成力Ｆ０を検出する。第２工程では、操作部３の移動中に、第１工程で力センサ６０により検出された合成力Ｆ０の方向が第１方向から第２方向に変更された場合には、操作部３に対して第１方向に力が発生するように、制御ＣＰＵ７５に第１モータ６及び第２モータ３０を制御させる。また、このプログラムに、上述の各動作で述べたような第１パラメータを複数に設定した場合の制御をこのプログラムに組み込んでも良い。
【0113】
また、「（６）操作部３の移動中に力センサ６０への入力が０」の動作に対応するプログラムは、次の２つの工程をコンピュータにより実行させるものである。まず、第１工程では、力センサ６０によりＸ軸およびＹ軸方向の力Ｆｘ，Ｆｙの合成力Ｆ０を検出する。第２工程では、操作部３の移動中に、第１工程で力センサ６０により検出された合成力Ｆ０が０になった場合には、合成力Ｆ０の方向に操作部３が移動するように、制御ＣＰＵ７５に第１モータ６及び第２モータ３０を制御させる。また、このプログラムに、上述の動作で述べたような第１パラメータを複数に設定した場合の制御をこのプログラムに組み込んでも良い。
【0114】
更に、「アシストモード」の動作に対応するプログラムは、次の２つの工程をコンピュータにより実行させるものである。まず、第１工程では、エンコーダ６ａ、３０ａにより操作部３の位置を検出する。第２工程では、アシストモードの実行時に、第１工程でエンコーダ６ａ、３０ａにより検出された操作部３の位置が、アシスト方向にアシスト力ＦＡによって目標領域ＴＲから外れた位置から目標領域ＴＲ内に進入した場合に、アシスト方向にアシスト力ＦＡ以下の力が操作部３に発生するように、制御ＣＰＵ７５に第１モータ６及び第２モータ３０を制御させる。また、このプログラムに、上述の動作で述べたような第１パラメータを複数に設定した場合の制御をこのプログラムに組み込んでも良い。
【符号の説明】
【0115】
１・・・運動訓練装置
３・・・操作部
６・・・第１モータ（Ｘ軸方向駆動モータ）
６ａ・・・エンコーダ（位置検出手段）
３０・・・第２モータ（Ｙ軸方向駆動モータ）
３０ａ・・・エンコーダ（位置検出手段）
６０・・・力センサ
７０・・・ＰＣ（制御部）
２００・・・駆動部
３・・・操作部
６・・・第１モータ（Ｘ軸方向駆動モータ）
６ａ・・・エンコーダ（位置検出手段）
３０・・・第２モータ（Ｙ軸方向駆動モータ）
３０ａ・・・エンコーダ（位置検出手段）
６０・・・力センサ
７０・・・ＰＣ（制御部）
２００・・・駆動部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】