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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】P2024017707
(43)【公開日】2024-02-08
(54)【発明の名称】肩部訓練装置
(51)【国際特許分類】
A61H 1/02 20060101AFI20240201BHJP
B25J 11/00 20060101ALI20240201BHJP
【ＦＩ】
A61H1/02 K
B25J11/00 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022120528
(22)【出願日】2022-07-28
(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
(71)【出願人】
【識別番号】522302404
【氏名又は名称】ＡＢ情報システム株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001139
【氏名又は名称】ＳＫ弁理士法人
(74)【代理人】
【識別番号】100130328
【弁理士】
【氏名又は名称】奥野 彰彦
(74)【代理人】
【識別番号】100130672
【弁理士】
【氏名又は名称】伊藤 寛之
(72)【発明者】
【氏名】寺田 英嗣
(72)【発明者】
【氏名】牧野 浩二
(72)【発明者】
【氏名】孫 瀟
(72)【発明者】
【氏名】金子 弘海
【テーマコード（参考）】
3C707
4C046
【Ｆターム（参考）】
3C707AS38
3C707BS24
3C707HS27
3C707KS20
3C707XK03
3C707XK06
3C707XK16
4C046AA08
4C046AA09
4C046AA45
4C046BB04
4C046CC04
4C046DD02
4C046DD12
4C046DD32
4C046DD37
4C046FF22
(57)【要約】
【課題】肩甲骨部及び肩関節の両方の動きを取り入れた肩部訓練装置を提供する。
【解決手段】本発明によれば、肩甲骨部及び肩関節の他動運動を行う肩部訓練装置であって、肩甲骨部ホルダと、上腕ホルダと、肩甲骨部駆動手段と、肩関節駆動手段とを備え、前記肩甲骨部ホルダは、使用者の肩甲骨に沿って装着可能とされ、前記上腕ホルダは、前記使用者の上腕に沿って装着可能とされ、前記肩甲骨部駆動手段は、前記肩甲骨部ホルダを動作させることで前記肩甲骨部の他動運動を再現し、前記肩関節駆動手段は、前記上腕ホルダを動作させることで前記肩関節の他動運動を再現する、肩部訓練装置が提供される。
【選択図】図１
【解決手段】本発明によれば、肩甲骨部及び肩関節の他動運動を行う肩部訓練装置であって、肩甲骨部ホルダと、上腕ホルダと、肩甲骨部駆動手段と、肩関節駆動手段とを備え、前記肩甲骨部ホルダは、使用者の肩甲骨に沿って装着可能とされ、前記上腕ホルダは、前記使用者の上腕に沿って装着可能とされ、前記肩甲骨部駆動手段は、前記肩甲骨部ホルダを動作させることで前記肩甲骨部の他動運動を再現し、前記肩関節駆動手段は、前記上腕ホルダを動作させることで前記肩関節の他動運動を再現する、肩部訓練装置が提供される。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
肩甲骨部及び肩関節の他動運動を行う肩部訓練装置であって、
肩甲骨部ホルダと、上腕ホルダと、肩甲骨部駆動手段と、肩関節駆動手段とを備え、
前記肩甲骨部ホルダは、使用者の肩甲骨に沿って装着可能とされ、
前記上腕ホルダは、前記使用者の上腕に沿って装着可能とされ、
前記肩甲骨部駆動手段は、前記肩甲骨部ホルダを動作させることで前記肩甲骨部の他動運動を再現し、
前記肩関節駆動手段は、前記上腕ホルダを動作させることで前記肩関節の他動運動を再現する、肩部訓練装置。
肩甲骨部ホルダと、上腕ホルダと、肩甲骨部駆動手段と、肩関節駆動手段とを備え、
前記肩甲骨部ホルダは、使用者の肩甲骨に沿って装着可能とされ、
前記上腕ホルダは、前記使用者の上腕に沿って装着可能とされ、
前記肩甲骨部駆動手段は、前記肩甲骨部ホルダを動作させることで前記肩甲骨部の他動運動を再現し、
前記肩関節駆動手段は、前記上腕ホルダを動作させることで前記肩関節の他動運動を再現する、肩部訓練装置。
【請求項2】
請求項１に記載の肩部訓練装置であって、
前記肩甲骨部駆動手段は、前記肩甲骨部ホルダの位置及び姿勢を変更することにより、前記肩甲骨部の屈曲・伸展、挙上・引き下げの四つの他動運動を再現する、肩部訓練装置。
前記肩甲骨部駆動手段は、前記肩甲骨部ホルダの位置及び姿勢を変更することにより、前記肩甲骨部の屈曲・伸展、挙上・引き下げの四つの他動運動を再現する、肩部訓練装置。
【請求項3】
請求項２に記載の肩部訓練装置であって、
前記肩甲骨部駆動手段は、パラレルリンク機構を備え、当該パラレルリンク機構により、前記肩甲骨部ホルダの位置及び姿勢を変更する、肩部訓練装置。
前記肩甲骨部駆動手段は、パラレルリンク機構を備え、当該パラレルリンク機構により、前記肩甲骨部ホルダの位置及び姿勢を変更する、肩部訓練装置。
【請求項4】
請求項３に記載の肩部訓練装置であって、
前記パラレルリンク機構は、第１モータと、第２モータと、第１アームと、第２アームとを備え、
前記第１モータは、前記第１アームの基端側と接続されるとともに、当該第１アームを回動させるよう構成され、
前記第２モータは、前記第２アームの基端側と接続されるとともに、当該第２アームを回動させるよう構成され、
前記第１アーム及び前記第２アームは、それぞれ一対のリンクがボールジョイントによって連結されて構成されるとともに、その先端部が前記肩甲骨部ホルダに接続されており、
前記パラレルリンク機構は、前記第１モータ及び前記第２モータを駆動することにより、前記肩甲骨部ホルダの位置及び姿勢を変更する、肩部訓練装置。
前記パラレルリンク機構は、第１モータと、第２モータと、第１アームと、第２アームとを備え、
前記第１モータは、前記第１アームの基端側と接続されるとともに、当該第１アームを回動させるよう構成され、
前記第２モータは、前記第２アームの基端側と接続されるとともに、当該第２アームを回動させるよう構成され、
前記第１アーム及び前記第２アームは、それぞれ一対のリンクがボールジョイントによって連結されて構成されるとともに、その先端部が前記肩甲骨部ホルダに接続されており、
前記パラレルリンク機構は、前記第１モータ及び前記第２モータを駆動することにより、前記肩甲骨部ホルダの位置及び姿勢を変更する、肩部訓練装置。
【請求項5】
請求項４に記載の肩部訓練装置であって、
前記第１モータと前記第２モータは、それぞれの回転軸が略垂直になるよう配置される、肩部訓練装置。
前記第１モータと前記第２モータは、それぞれの回転軸が略垂直になるよう配置される、肩部訓練装置。
【請求項6】
請求項５に記載の肩部訓練装置であって、
前記第１モータは、その回転軸が略鉛直方向を向くよう配置され、前記第１アームを介して前記肩甲骨部の屈曲・伸展の他動運動を再現するよう前記肩甲骨部ホルダの位置及び姿勢を変更し、
前記第２モータは、その回転軸が略前後方向を向くよう配置され、前記第２アームを介して前記肩甲骨部の挙上・引き下げの他動運動を再現するよう前記肩甲骨部ホルダの位置及び姿勢を変更する、肩部訓練装置。
前記第１モータは、その回転軸が略鉛直方向を向くよう配置され、前記第１アームを介して前記肩甲骨部の屈曲・伸展の他動運動を再現するよう前記肩甲骨部ホルダの位置及び姿勢を変更し、
前記第２モータは、その回転軸が略前後方向を向くよう配置され、前記第２アームを介して前記肩甲骨部の挙上・引き下げの他動運動を再現するよう前記肩甲骨部ホルダの位置及び姿勢を変更する、肩部訓練装置。
【請求項7】
請求項１～請求項６のいずれかに記載の肩部訓練装置であって、
制御手段を備え、
前記制御手段は、前記使用者に前記肩甲骨部ホルダ及び前記上腕ホルダを装着した状態で教示者が教示した前記肩甲骨部及び前記肩関節の他動運動を前記肩甲骨部ホルダ及び前記上腕ホルダの動作として記憶し、その後、前記肩甲骨部駆動手段と前記肩関節駆動手段とを制御することで、当該他動運動を再現する、肩部訓練装置。
制御手段を備え、
前記制御手段は、前記使用者に前記肩甲骨部ホルダ及び前記上腕ホルダを装着した状態で教示者が教示した前記肩甲骨部及び前記肩関節の他動運動を前記肩甲骨部ホルダ及び前記上腕ホルダの動作として記憶し、その後、前記肩甲骨部駆動手段と前記肩関節駆動手段とを制御することで、当該他動運動を再現する、肩部訓練装置。
【請求項8】
請求項６に記載の肩部訓練装置であって、
前記肩関節駆動手段は、第３モータと、第４モータと、第３アームとを備え、
前記第３モータは、前記肩甲骨部ホルダに支持されるとともに、前記第３アームの基端側と接続され、当該第３アームを回動させるよう構成され、
前記第４モータは、前記第３アームの先端部に支持されるとともに、前記上腕ホルダの基端側と接続され、当該上腕ホルダを回動させるよう構成され、
前記第３モータは、前記第３アームを介して前記肩関節の外転・内転の他動運動を再現するよう前記上腕ホルダの位置及び姿勢を変更し、
前記第４モータは、前記上腕ホルダを介して前記肩関節の屈曲・伸展の他動運動を再現するよう前記上腕ホルダの位置及び姿勢を変更する、肩部訓練装置。
前記肩関節駆動手段は、第３モータと、第４モータと、第３アームとを備え、
前記第３モータは、前記肩甲骨部ホルダに支持されるとともに、前記第３アームの基端側と接続され、当該第３アームを回動させるよう構成され、
前記第４モータは、前記第３アームの先端部に支持されるとともに、前記上腕ホルダの基端側と接続され、当該上腕ホルダを回動させるよう構成され、
前記第３モータは、前記第３アームを介して前記肩関節の外転・内転の他動運動を再現するよう前記上腕ホルダの位置及び姿勢を変更し、
前記第４モータは、前記上腕ホルダを介して前記肩関節の屈曲・伸展の他動運動を再現するよう前記上腕ホルダの位置及び姿勢を変更する、肩部訓練装置。
【請求項9】
請求項８に記載の肩部訓練装置であって、
第１～第４エンコーダと、制御手段とをさらに備え、
前記第１～第４エンコーダは、前記第１～第４モータの回転角度をそれぞれ検知するよう構成されており、
前記制御手段は、前記第１～第４エンコーダの回転角度を取得することで、前記使用者に前記肩甲骨部ホルダ及び前記上腕ホルダを装着させた状態で教示者が教示した前記肩甲骨部及び前記肩関節の他動運動を記憶し、その後、前記第１～第４モータを駆動することで、当該他動運動を再現する、肩部訓練装置。
第１～第４エンコーダと、制御手段とをさらに備え、
前記第１～第４エンコーダは、前記第１～第４モータの回転角度をそれぞれ検知するよう構成されており、
前記制御手段は、前記第１～第４エンコーダの回転角度を取得することで、前記使用者に前記肩甲骨部ホルダ及び前記上腕ホルダを装着させた状態で教示者が教示した前記肩甲骨部及び前記肩関節の他動運動を記憶し、その後、前記第１～第４モータを駆動することで、当該他動運動を再現する、肩部訓練装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、肩甲骨及び肩関節の他動運動を行う肩部訓練装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、肩関節周囲炎、いわゆる「五十肩」を治療するための運動療法として、他動関節可動域訓練（ＣＰＭ）が行われており、理学療法士にかかる負担を低減するため、訓練動作を繰り返し再現する肩部訓練装置が用いられている（例えば、非特許文献１や非特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【非特許文献1】Ｃｅｌｉｋ， Ｄｅｒｙａ． "Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｏｕｔｃｏｍｅｓ ｏｆ ｔｗｏ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｅｘｅｒｃｉｓｅ ｐｒｏｇｒａｍｓ ｏｎ ｆｒｏｚｅｎ ｓｈｏｕｌｄｅｒ．" Ａｃｔａ ｏｒｔｈｏｐａｅｄｉｃａ ｅｔ ｔｒａｕｍａｔｏｌｏｇｉｃａ ｔｕｒｃｉｃａ ４４．４ （２０１０） ２８５－２９２．
【非特許文献2】Ｔｈｅｒａ Ｔｅｃｈ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ， Ｉｎｃ． "Ｃｅｎｔｕｒａ－Ａｎａｔｏｍｉｃａｌ－Ｓｈｏｕｌｄｅｒ－Ｋｉｎｅｔｅｃ－ＵＳＡ．" ［Ｒｅｔｒｉｅｖｅｄ ｏｎ ２０２２－０６－１７］． Ｒｅｔｒｉｅｖｅｄ ｆｒｏｍ ｔｈｅ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ： ＜ＵＲＬ： ｈｔｔｐ：／／ｔｈｅｒａｔｅｃｈｅｑｕｉｐ．ｃｏｍ／ｗｐ－ｃｏｎｔｅｎｔ／ｕｐｌｏａｄｓ／２０１４／０６／Ｃｅｎｔｕｒａ－Ａｎａｔｏｍｉｃａｌ－Ｓｈｏｕｌｄｅｒ－Ｋｉｎｅｔｅｃ－ＵＳＡ．ｐｄｆ＞．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、従来の肩部訓練装置は、肩関節の運動のみが考慮されており、肩甲骨部における訓練動作は不十分であった。また、従来の肩部訓練装置は、使用者の上腕を保持して動作することにより肩関節の他動運動を行うため、理学療法士が訓練動作を行う場合と異なり肩甲骨部が非固定状態のままであり、理学療法士による他動動作を忠実に再現することができていなかった。
【0005】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、肩甲骨部及び肩関節の両方の動きを取り入れた肩部訓練装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明によれば、以下の発明が提供される。
［１］肩甲骨部及び肩関節の他動運動を行う肩部訓練装置であって、肩甲骨部ホルダと、上腕ホルダと、肩甲骨部駆動手段と、肩関節駆動手段とを備え、前記肩甲骨部ホルダは、使用者の肩甲骨に沿って装着可能とされ、前記上腕ホルダは、前記使用者の上腕に沿って装着可能とされ、前記肩甲骨部駆動手段は、前記肩甲骨部ホルダを動作させることで前記肩甲骨部の他動運動を再現し、前記肩関節駆動手段は、前記上腕ホルダを動作させることで前記肩関節の他動運動を再現する、肩部訓練装置。
［２］［１］に記載の肩部訓練装置であって、前記肩甲骨部駆動手段は、前記肩甲骨部ホルダの位置及び姿勢を変更することにより、前記肩甲骨部の屈曲・伸展、挙上・引き下げの四つの他動運動を再現する、肩部訓練装置。
［３］［２］に記載の肩部訓練装置であって、前記肩甲骨部駆動手段は、パラレルリンク機構を備え、当該パラレルリンク機構により、前記肩甲骨部ホルダの位置及び姿勢を変更する、肩部訓練装置。
［４］［３］に記載の肩部訓練装置であって、前記パラレルリンク機構は、第１モータと、第２モータと、第１アームと、第２アームとを備え、前記第１モータは、前記第１アームの基端側と接続されるとともに、当該第１アームを回動させるよう構成され、前記第２モータは、前記第２アームの基端側と接続されるとともに、当該第２アームを回動させるよう構成され、前記第１アーム及び前記第２アームは、それぞれ一対のリンクがボールジョイントによって連結されて構成されるとともに、その先端部が前記肩甲骨部ホルダに接続されており、前記パラレルリンク機構は、前記第１モータ及び前記第２モータを駆動することにより、前記肩甲骨部ホルダの位置及び姿勢を変更する、肩部訓練装置。
［５］［４］に記載の肩部訓練装置であって、前記第１モータと前記第２モータは、それぞれの回転軸が略垂直になるよう配置される、肩部訓練装置。
［６］［５］に記載の肩部訓練装置であって、前記第１モータは、その回転軸が略鉛直方向を向くよう配置され、前記第１アームを介して前記肩甲骨部の屈曲・伸展の他動運動を再現するよう前記肩甲骨部ホルダの位置及び姿勢を変更し、前記第２モータは、その回転軸が略前後方向を向くよう配置され、前記第２アームを介して前記肩甲骨部の挙上・引き下げの他動運動を再現するよう前記肩甲骨部ホルダの位置及び姿勢を変更する、肩部訓練装置。
［７］［１］～［６］のいずれかに記載の肩部訓練装置であって、制御手段を備え、前記制御手段は、前記使用者に前記肩甲骨部ホルダ及び前記上腕ホルダを装着した状態で教示者が教示した前記肩甲骨部及び前記肩関節の他動運動を前記肩甲骨部ホルダ及び前記上腕ホルダの動作として記憶し、その後、前記肩甲骨部駆動手段と前記肩関節駆動手段とを制御することで、当該他動運動を再現する、肩部訓練装置。
［８］［６］に記載の肩部訓練装置であって、前記肩関節駆動手段は、第３モータと、第４モータと、第３アームとを備え、前記第３モータは、前記肩甲骨部ホルダに支持されるとともに、前記第３アームの基端側と接続され、当該第３アームを回動させるよう構成され、前記第４モータは、前記第３アームの先端部に支持されるとともに、前記上腕ホルダの基端側と接続され、当該上腕ホルダを回動させるよう構成され、前記第３モータは、前記第３アームを介して前記肩関節の外転・内転の他動運動を再現するよう前記上腕ホルダの位置及び姿勢を変更し、前記第４モータは、前記上腕ホルダを介して前記肩関節の屈曲・伸展の他動運動を再現するよう前記上腕ホルダの位置及び姿勢を変更する、肩部訓練装置。
［９］［８］に記載の肩部訓練装置であって、第１～第４エンコーダと、制御手段とをさらに備え、前記第１～第４エンコーダは、前記第１～第４モータの回転角度をそれぞれ検知するよう構成されており、前記制御手段は、前記第１～第４エンコーダの回転角度を取得することで、前記使用者に前記肩甲骨部ホルダ及び前記上腕ホルダを装着させた状態で教示者が教示した前記肩甲骨部及び前記肩関節の他動運動を記憶し、その後、前記第１～第４モータを駆動することで、当該他動運動を再現する、肩部訓練装置。
［１］肩甲骨部及び肩関節の他動運動を行う肩部訓練装置であって、肩甲骨部ホルダと、上腕ホルダと、肩甲骨部駆動手段と、肩関節駆動手段とを備え、前記肩甲骨部ホルダは、使用者の肩甲骨に沿って装着可能とされ、前記上腕ホルダは、前記使用者の上腕に沿って装着可能とされ、前記肩甲骨部駆動手段は、前記肩甲骨部ホルダを動作させることで前記肩甲骨部の他動運動を再現し、前記肩関節駆動手段は、前記上腕ホルダを動作させることで前記肩関節の他動運動を再現する、肩部訓練装置。
［２］［１］に記載の肩部訓練装置であって、前記肩甲骨部駆動手段は、前記肩甲骨部ホルダの位置及び姿勢を変更することにより、前記肩甲骨部の屈曲・伸展、挙上・引き下げの四つの他動運動を再現する、肩部訓練装置。
［３］［２］に記載の肩部訓練装置であって、前記肩甲骨部駆動手段は、パラレルリンク機構を備え、当該パラレルリンク機構により、前記肩甲骨部ホルダの位置及び姿勢を変更する、肩部訓練装置。
［４］［３］に記載の肩部訓練装置であって、前記パラレルリンク機構は、第１モータと、第２モータと、第１アームと、第２アームとを備え、前記第１モータは、前記第１アームの基端側と接続されるとともに、当該第１アームを回動させるよう構成され、前記第２モータは、前記第２アームの基端側と接続されるとともに、当該第２アームを回動させるよう構成され、前記第１アーム及び前記第２アームは、それぞれ一対のリンクがボールジョイントによって連結されて構成されるとともに、その先端部が前記肩甲骨部ホルダに接続されており、前記パラレルリンク機構は、前記第１モータ及び前記第２モータを駆動することにより、前記肩甲骨部ホルダの位置及び姿勢を変更する、肩部訓練装置。
［５］［４］に記載の肩部訓練装置であって、前記第１モータと前記第２モータは、それぞれの回転軸が略垂直になるよう配置される、肩部訓練装置。
［６］［５］に記載の肩部訓練装置であって、前記第１モータは、その回転軸が略鉛直方向を向くよう配置され、前記第１アームを介して前記肩甲骨部の屈曲・伸展の他動運動を再現するよう前記肩甲骨部ホルダの位置及び姿勢を変更し、前記第２モータは、その回転軸が略前後方向を向くよう配置され、前記第２アームを介して前記肩甲骨部の挙上・引き下げの他動運動を再現するよう前記肩甲骨部ホルダの位置及び姿勢を変更する、肩部訓練装置。
［７］［１］～［６］のいずれかに記載の肩部訓練装置であって、制御手段を備え、前記制御手段は、前記使用者に前記肩甲骨部ホルダ及び前記上腕ホルダを装着した状態で教示者が教示した前記肩甲骨部及び前記肩関節の他動運動を前記肩甲骨部ホルダ及び前記上腕ホルダの動作として記憶し、その後、前記肩甲骨部駆動手段と前記肩関節駆動手段とを制御することで、当該他動運動を再現する、肩部訓練装置。
［８］［６］に記載の肩部訓練装置であって、前記肩関節駆動手段は、第３モータと、第４モータと、第３アームとを備え、前記第３モータは、前記肩甲骨部ホルダに支持されるとともに、前記第３アームの基端側と接続され、当該第３アームを回動させるよう構成され、前記第４モータは、前記第３アームの先端部に支持されるとともに、前記上腕ホルダの基端側と接続され、当該上腕ホルダを回動させるよう構成され、前記第３モータは、前記第３アームを介して前記肩関節の外転・内転の他動運動を再現するよう前記上腕ホルダの位置及び姿勢を変更し、前記第４モータは、前記上腕ホルダを介して前記肩関節の屈曲・伸展の他動運動を再現するよう前記上腕ホルダの位置及び姿勢を変更する、肩部訓練装置。
［９］［８］に記載の肩部訓練装置であって、第１～第４エンコーダと、制御手段とをさらに備え、前記第１～第４エンコーダは、前記第１～第４モータの回転角度をそれぞれ検知するよう構成されており、前記制御手段は、前記第１～第４エンコーダの回転角度を取得することで、前記使用者に前記肩甲骨部ホルダ及び前記上腕ホルダを装着させた状態で教示者が教示した前記肩甲骨部及び前記肩関節の他動運動を記憶し、その後、前記第１～第４モータを駆動することで、当該他動運動を再現する、肩部訓練装置。
【0007】
本発明によれば、肩甲骨部駆動手段と肩関節駆動手段とにより肩甲骨部ホルダと上腕ホルダとを独立して動作させることができ、肩甲骨と肩関節を独立して他動運動させることが可能となっている。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】本発明の一実施形態に係る肩部訓練装置１００の全体構成を示す斜視図である。
【図13】図１３Ａは、図１の肩部訓練装置１００が肩甲骨部の屈曲の他動動作を行う際の肩甲骨部駆動手段３の状態を示す背面斜視図であり、図１３Ｂは、同肩部訓練装置１００が肩甲骨部の伸展の他動動作を行う際の肩甲骨部駆動手段３の状態を示す背面斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本発明の実施形態について説明する。以下に示す実施形態中で示した各種特徴事項は、互いに組み合わせ可能である。また、各特徴について独立して発明が成立する。
【0010】
１．肩部訓練装置１００の全体構成
本発明の一実施形態に係る肩部訓練装置１００は、図１及び図２に示すように、支持脚１と、支柱２と、肩甲骨部駆動手段３と、支持アーム５と、肩甲骨部プレート６と、肩関節駆動手段７と、上腕プレート９と、制御手段１０（図１０参照）とを備える。
本発明の一実施形態に係る肩部訓練装置１００は、図１及び図２に示すように、支持脚１と、支柱２と、肩甲骨部駆動手段３と、支持アーム５と、肩甲骨部プレート６と、肩関節駆動手段７と、上腕プレート９と、制御手段１０（図１０参照）とを備える。
【0011】
本実施形態の肩部訓練装置１００は、図３に示すように、肩部訓練を行う使用者Ｕが着座する椅子Ｃの後方に配置して使用するものである。肩部訓練装置１００は、椅子Ｃに着座した使用者Ｕに肩甲骨部ホルダ６０及び上腕ホルダ９０を装着させ、肩甲骨部駆動手段３及び肩関節駆動手段７を駆動することで、使用者Ｕの肩甲骨部と肩関節の他動運動を行う。
【0012】
以下、本実施形態に係る肩部訓練装置１００の各構成を具体的に説明する。なお、以下の説明においては、図３における椅子Ｃに着座する使用者Ｕの背骨が延びる方向を上下方向と規定し、これを基準として、前後方向及び左右方向を規定する。ただし、椅子Ｃの背もたれはやや後傾しているため、同図に矢印で示すように、規定する上下方向は鉛直方向からやや後傾し、これに応じて前後方向も水平方向からやや前方が上になるよう傾いている。
【0013】
＜支持脚１＞
支持脚１は、図１及び図２に示すように、肩部訓練装置１００を安定的に支持するよう構成される。本実施形態において、支持脚１は、棒状の部材により形成される。支持脚１は、支柱２を固定する中央部１ａから左右方向に延び、その後、折れ曲がって後方側に接地面と平行に延びるよう構成される。図示はしていないが、肩部訓練装置１００を容易に移動させるため、支持脚１の下部にキャスタを設けることも好適である。
支持脚１は、図１及び図２に示すように、肩部訓練装置１００を安定的に支持するよう構成される。本実施形態において、支持脚１は、棒状の部材により形成される。支持脚１は、支柱２を固定する中央部１ａから左右方向に延び、その後、折れ曲がって後方側に接地面と平行に延びるよう構成される。図示はしていないが、肩部訓練装置１００を容易に移動させるため、支持脚１の下部にキャスタを設けることも好適である。
【0014】
＜支柱２＞
支柱２は、支持脚１の中央部１ａから、上方且つわずかに後方に向かって後傾して延びる棒状の部材である。本実施形態において、支柱２の後傾角度は、図３に示すように、使用者Ｕの背骨に沿うよう、椅子Ｃの背もたれの後傾角度と一致させることが好ましい。支柱２の上部には、肩甲骨部駆動手段３が取り付けられる。なお、支柱２は、使用者Ｕの体格に合うよう、伸縮可能とすることも好適である。
支柱２は、支持脚１の中央部１ａから、上方且つわずかに後方に向かって後傾して延びる棒状の部材である。本実施形態において、支柱２の後傾角度は、図３に示すように、使用者Ｕの背骨に沿うよう、椅子Ｃの背もたれの後傾角度と一致させることが好ましい。支柱２の上部には、肩甲骨部駆動手段３が取り付けられる。なお、支柱２は、使用者Ｕの体格に合うよう、伸縮可能とすることも好適である。
【0015】
＜肩甲骨部駆動手段３＞
肩甲骨部駆動手段３は、図４及び図５に示すように、第１サーボモータ３０と、第１アーム３１と、第２サーボモータ４０と、第２アーム４１とを備える。肩甲骨部駆動手段３は、第１サーボモータ３０と第２サーボモータ４０とを駆動させることにより、肩甲骨部ホルダ６０の位置及び姿勢を変更するよう構成される。
肩甲骨部駆動手段３は、図４及び図５に示すように、第１サーボモータ３０と、第１アーム３１と、第２サーボモータ４０と、第２アーム４１とを備える。肩甲骨部駆動手段３は、第１サーボモータ３０と第２サーボモータ４０とを駆動させることにより、肩甲骨部ホルダ６０の位置及び姿勢を変更するよう構成される。
【0016】
より具体的には、第１サーボモータ３０は、第１マウント３２を介して支柱２の上部に取り付けられる。第１マウント３２は、側面視において前方が開口した略コの字状をなしており、下板３２ｌが支柱２に固定され、上板３２ｕに第１サーボモータ３０が取り付けられている。第１マウント３２の下板３２ｌと上板３２ｕの間には、空間３２ｓが形成されている。
【0017】
第１サーボモータ３０は、第１エンコーダ３０ｅと、第１モータ３０ｍとを備える（図１０参照）。第１エンコーダ３０ｅは、第１モータ３０ｍの回転角度α１（図６参照）を検知可能に構成される。第１モータ３０ｍは、第１アーム３１を回転させる。本実施形態において、第１モータ３０ｍ（第１サーボモータ３０）は、図６にも示すように、その回転軸Ａ１が上下方向（鉛直方向）を向くよう配置される。
【0018】
第１アーム３１は、第１基端側リンク３１ｂと、第１先端側リンク３１ｔとを備える。第１基端側リンク３１ｂは、薄板状の部材であり、第１先端側リンク３１ｔは、細長い棒状の部材である。
【0019】
第１基端側リンク３１ｂの基端側は、当該第１基端側リンク３１ｂの厚み方向と第１モータ３０ｍの軸方向が一致するよう第１モータ３０ｍと連結しており、第１マウント３２の空間３２ｓ内に配置されている。第１基端側リンク３１ｂの先端側は、ボールジョイント３１ｊを介して第１先端側リンク３１ｔの基端側と連結している。
【0020】
ここで、ボールジョイント３１ｊは、第１基端側リンク３１ｂと第１先端側リンク３１ｔとを互いに可動的に連結するものであり、球頭部及びロッドを備えたボールスタッド３１ｊ１と、球頭部を保持するソケット３１ｊ２とを備える。本実施形態において、ボールジョイント３１ｊは、ソケット３１ｊ２が第１基端側リンク３１ｂに上方に向かって開口するよう配置され、ボールスタッド３１ｊ１が第１先端側リンク３１ｔに配置されている。
【0021】
第１先端側リンク３１ｔの先端部は、ボールジョイント３１ｋを介して肩甲骨部プレート６の第１ブラケット６１と接続している。ボールジョイント３１ｋは、第１先端側リンク３１ｔと第１ブラケット６１とを互いに可動的に連結するものであり、球頭部及びロッドを備えたボールスタッド３１ｋ１と、球頭部を保持するソケット３１ｋ２とを備える。本実施形態において、ボールジョイント３１ｋは、ボールスタッド３１ｋ１が上述したボールジョイント３１ｊのボールスタッド３１ｊ１と略同一の方向（図示例では下方向）を向くよう第１先端側リンク３１ｔに配置される。また、ソケット３１ｋ２が、第１ブラケット６１に配置されている。
【0022】
本実施形態の第１アーム３１は、上述した第１基端側リンク３１ｂと第１先端側リンク３１ｔとにより、ボールジョイント３１ｊによって連結された一対のリンクを構成している。
【0023】
一方、第２サーボモータ４０は、第２マウント４２を介して支柱２の上部且つ第１マウント３２の下板３２ｌの下部に取り付けられる。第２マウント４２は、側面視において上方が開口した略コの字状をなしており、後板４２ｂが支柱２に固定され、前板４２ｆに第２サーボモータ４０が取り付けられている。第２マウント４２の後板４２ｂと前板４２ｆの間には、空間４２ｓが形成されている。
【0024】
第２サーボモータ４０は、第２エンコーダ４０ｅと、第２モータ４０ｍとを備える（図１０参照）。第２エンコーダ４０ｅは、第２モータ４０ｍの回転角度α２（図６参照）を検知可能に構成される。第２モータ４０ｍは、第２アーム４１を回転させる。本実施形態において、第２モータ４０ｍ（第２サーボモータ４０）は、図６にも示すように、その回転軸Ａ２が前後方向を向くよう配置される。
【0025】
第２アーム４１は、第２基端側リンク４１ｂと、第２先端側リンク４１ｔとを備える。第２基端側リンク４１ｂは、薄板状の部材であり、第２先端側リンク４１ｔは、細長い棒状の部材である。
【0026】
第２基端側リンク４１ｂの基端側は、当該第２基端側リンク４１ｂの厚み方向と第２モータ４０ｍの軸方向が一致するよう第２モータ４０ｍ連結しており、第２マウント４２の空間４２ｓ内に配置されている。第２基端側リンク４１ｂの先端側は、ボールジョイント４１ｊを介して第２先端側リンク４１ｔの基端側と連結している。
【0027】
ここで、ボールジョイント４１ｊは、第２基端側リンク４１ｂと第２先端側リンク４１ｔとを互いに可動的に連結するものであり、球頭部及びロッドを備えたボールスタッド４１ｊ１と、球頭部を保持するソケット４１ｊ２とを備える。本実施形態において、ボールジョイント４１ｊは、ソケット４１ｊ２が第２基端側リンク４１ｂに前方に向かって開口するよう配置され、ボールスタッド４１ｊ１が第２先端側リンク４１ｔに配置されている。
【0028】
第２先端側リンク４１ｔの先端部は、ボールジョイント４１ｋを介して肩甲骨部プレート６の第２ブラケット６２と接続している。ボールジョイント４１ｋは、第１先端側リンク３１ｔと第２ブラケット６２とを互いに可動的に連結するものであり、球頭部及びロッドを備えたボールスタッド４１ｋ１と、球頭部を保持するソケット４１ｋ２とを備える。本実施形態において、ボールジョイント４１ｋは、ボールスタッド４１ｋ１が上述したボールジョイント４１ｋのボールスタッド４１ｋ１と略同一の方向（図示例では後方向）を向くよう第２先端側リンク４１ｔに配置される。また、ソケット４１ｋ２が第１ブラケット６１に配置されている。
【0029】
本実施形態の第２アーム４１も、上述した第２基端側リンク４１ｂと第２先端側リンク４１ｔとにより、ボールジョイント４１ｊによって連結された一対のリンクを構成している。
【0030】
＜支持アーム５＞
支持アーム５は、肩甲骨部プレート６を、肩甲骨部駆動手段３による移動及び姿勢変更を許容しつつ支持するものである。具体的には、支持アーム５は、図４～図６に示すように、基端側アーム５０と、先端側アーム５１とを備える。基端側アーム５０は、薄板状の部材であり、その基端側が第１マウント３２（上板３２ｕ及び下板３２ｌ）の前面に固定されている。また、基端側アーム５０は、その厚み方向と上下方向が一致するようにして、前方に向かって延びている。基端側アーム５０の先端側は、回転軸Ｘ１回りに回転可能となるよう、先端側アーム５１を軸支している。ここで、回転軸Ｘ１は、基端側アーム５０の厚み方向、すなわち、上下方向と略一致する向きに設定される。
支持アーム５は、肩甲骨部プレート６を、肩甲骨部駆動手段３による移動及び姿勢変更を許容しつつ支持するものである。具体的には、支持アーム５は、図４～図６に示すように、基端側アーム５０と、先端側アーム５１とを備える。基端側アーム５０は、薄板状の部材であり、その基端側が第１マウント３２（上板３２ｕ及び下板３２ｌ）の前面に固定されている。また、基端側アーム５０は、その厚み方向と上下方向が一致するようにして、前方に向かって延びている。基端側アーム５０の先端側は、回転軸Ｘ１回りに回転可能となるよう、先端側アーム５１を軸支している。ここで、回転軸Ｘ１は、基端側アーム５０の厚み方向、すなわち、上下方向と略一致する向きに設定される。
【0031】
先端側アーム５１は、薄板状の部材を２枚組み合わせて構成されるＬ字状の部材であり、その基端側が基端側アーム５０に軸支されている。また、先端側アーム５１の先端側は、基端側アーム５０から下方に向かって延びており、その先端部において、回転軸Ｘ２回りに回転可能となるよう、肩甲骨部プレート６を軸支している。ここで、回転軸Ｘ２は、回転軸Ｘ１と垂直となる向きに設定される。
【0032】
以上のような構成により、本実施形態の支持アーム５は、肩甲骨部プレート６の回転軸Ｘ１回りの回動動作及び回転軸Ｘ２回りの回転動作のみを許容し、その他の動作を規制する。つまり、肩甲骨部プレート６は、支持アーム５により、２つの自由度に拘束される。詳細は後述するが、肩甲骨部プレート６の回転軸Ｘ１回りの回動動作は、肩甲骨の屈曲及び伸展動作に対応し、肩甲骨部プレート６の回転軸Ｘ２回りの回転動作は、肩甲骨の挙上及び引き下げ動作に対応する。
【0033】
肩甲骨部プレート６は、椅子Ｃに着座した使用者Ｕの肩甲骨に沿った位置に配置される細長い薄板状の部材である。肩甲骨部プレート６は、その厚み方向と前後方向が一致するようにして、長手方向の一端部（図示例では右側）で支持アーム５の先端側アーム５１に軸支されている。また、肩甲骨部プレート６は、長手方向の略中央部において、第１ブラケット６１と、第２ブラケット６２とを備える。
【0034】
第１ブラケット６１は、垂直部材６１ｖと水平部材６１ｈとから構成される。垂直部材６１ｖは、一端が肩甲骨部プレート６の長手方向の略中央部且つ短手方向の一方（図示例では上方向）に固定され、垂直方向（上方向）に延びる棒状の部材である。また、水平部材６１ｈは、垂直部材６１ｖの先端部（上端部）から肩甲骨部プレート６の長手方向に沿った水平方向（図示例では右方向）に延びる棒状の部材である。そして、水平部材６１ｈの先端部に、ボールジョイント３１ｋのソケット３１ｊ２が肩甲骨部プレート６とは反対方向（上方向）に向かって開口するよう配置されている。
【0035】
第２ブラケット６２は、肩甲骨部プレート６の長手方向の略中央部且つ短手方向の他方（図示例では下方向）であって、肩甲骨部プレート６よりも前方側に固定される、板状の部材である。そして、第２ブラケット６２の後方側に、ボールジョイント４１ｋのソケット４１ｋ２が後方に向かって開口するよう配置されている。
【0036】
以上のような第１ブラケット６１及び第２ブラケット６２により、本実施形態の肩部訓練装置１００では、ボールジョイント３１ｋの回転中心とボールジョイント４１ｋの回転中心がそれぞれ肩甲骨部プレート６と略同一の平面内に配置されることになる。ここで、ボールジョイント３１ｋ，４１ｋの回転中心は、ボールスタッド４１ｋ１の球頭部の中心である。言い換えると、本実施形態の肩部訓練装置１００において、ボールジョイント３１ｋ及びボールジョイント４１ｋは、肩甲骨部プレート６に対して前後方向のオフセットがない状態で固定されることになる。このような構成により、パラレルリンク機構ＰＬの運動の計算が容易になり、第１モータ３０ｍ，第２モータ４０ｍの回転角度α１，α２と肩甲骨部プレート６の回動角度θ１及び回転角度θ２の関係式を導出することが可能となる。
【0037】
【0038】
肩甲骨部ホルダ６０は、図８及び図９に示すように、肩甲骨部パッド６０ｐと、環状ベルト６０ｂと、着脱ベルト６０ｄとを備える。肩甲骨部パッド６０ｐは、使用者Ｕの後方において肩部背面（肩甲骨部背面）に沿って配置するため、前方にわずかに湾曲した薄板状に形成される。環状ベルト６０ｂは、肩甲骨部パッド６０ｐの左右方向の一方側に固定され、肩甲骨部パッド６０ｐの前面に環状部を形成する。また、着脱ベルト６０ｄは、一端が肩甲骨部パッド６０ｐの他方側に固定され、他端が環状ベルト６０ｂに対し移動自在に取着される。着脱ベルト６０ｄの中央部には、着脱部材（バックル）が設けられる。なお、環状ベルト６０ｂ及び着脱ベルト６０ｄは、長さを調節可能とすることが好適である。
【0039】
このような構成の肩甲骨部ホルダ６０は、まず使用者Ｕの上腕を環状ベルト６０ｂに通し、その後使用者Ｕの胸部に着脱ベルト６０ｄを巻いてバックルを固定することで、使用者Ｕの肩部に装着される。これにより、肩甲骨部プレート６は、使用者Ｕの肩甲骨に沿ってブレがないように装着可能となっている。
【0040】
なお、肩甲骨部ホルダ６０の構成、形状は上記のものに限定されず、使用者Ｕの肩甲骨に沿って肩甲骨部プレート６をブレがないように装着可能であれば、任意の構成とすることができる。
【0041】
＜肩関節駆動手段７＞
肩関節駆動手段７は、図８及び図９に示すように、第３サーボモータ７０と、第３アーム７１と、第４サーボモータ８０とを備える。肩関節駆動手段７は、第３サーボモータ７０と第４サーボモータ８０とを駆動させることにより、肩甲骨部プレート６に対する上腕プレート９の相対的な位置及び姿勢を変更するよう構成される。
肩関節駆動手段７は、図８及び図９に示すように、第３サーボモータ７０と、第３アーム７１と、第４サーボモータ８０とを備える。肩関節駆動手段７は、第３サーボモータ７０と第４サーボモータ８０とを駆動させることにより、肩甲骨部プレート６に対する上腕プレート９の相対的な位置及び姿勢を変更するよう構成される。
【0042】
より具体的には、第３サーボモータ７０は、第３マウント７２を介して肩甲骨部プレート６に取り付けられる。第３マウント７２は、薄板状の部材であり、肩甲骨部プレート６の長手方向の端部（図示例では右端部）に、肩甲骨部プレート６と略平行になるよう取着される。
【0043】
第３サーボモータ７０は、第３エンコーダ７０ｅと、第３モータ７０ｍとを備える（図１０参照）。第３エンコーダ７０ｅは、第３モータ７０ｍの回転角度α３（図６参照）を検知可能に構成される。第３モータ７０ｍは、第３アーム７１を回転させる。本実施形態において、第３モータ７０ｍ（第３サーボモータ７０）は、その回転軸Ａ３（図６参照）が肩甲骨部プレート６の厚み方向、したがって、前後方向を向くよう配置される。
【0044】
第３アーム７１は、薄板状の部材を２枚組み合わせて構成されるＬ字状の部材であり、その基端側が肩甲骨部プレート６の長手方向の端部（図示例では右端部）に固定されている。また、第３アーム７１の先端側は、肩甲骨部プレート６に対して前方に向かって延びており、その先端部において、第４マウント８２を支持している。
【0045】
第４サーボモータ８０は、第４マウント８２を介して第３アーム７１に取り付けられる。第４マウント８２は、薄板状の部材であり、第３アーム７１の先端側に、肩甲骨部プレート６の長手方向と略垂直になるよう取着される。
【0046】
第４サーボモータ８０は、第４エンコーダ８０ｅと、第４モータ８０ｍとを備える（図１０参照）。第４エンコーダ８０ｅは、第４モータ８０ｍの回転角度α４（図６参照）を検知可能に構成される。第４モータ８０ｍは、上腕プレート９を回転させる。本実施形態において、第４モータ８０ｍ（第４サーボモータ８０）は、その回転軸Ａ４（図６参照）が肩甲骨部プレート６の長手方向と略一致するよう配置される。
【0047】
＜上腕プレート９＞
上腕プレート９は、椅子Ｃに着座した使用者Ｕの上腕に沿った位置に配置される細長い薄板状の部材である。上腕プレート９の基端側は、当該上腕プレート９の厚み方向と第４モータ８０ｍの軸方向が一致するよう第４モータ８０ｍと連結している。また、上腕プレート９の厚み方向の一方（肩甲骨部プレート６側）には、上腕ホルダ９０が取着される。
上腕プレート９は、椅子Ｃに着座した使用者Ｕの上腕に沿った位置に配置される細長い薄板状の部材である。上腕プレート９の基端側は、当該上腕プレート９の厚み方向と第４モータ８０ｍの軸方向が一致するよう第４モータ８０ｍと連結している。また、上腕プレート９の厚み方向の一方（肩甲骨部プレート６側）には、上腕ホルダ９０が取着される。
【0048】
上腕ホルダ９０は、使用者Ｕの上腕に対して着脱可能な環状の部材であり、例えば、面ファスナー等により長さを調節可能となっている。上腕ホルダ９０を使用者Ｕの上腕に装着することで、上腕プレート９を使用者Ｕの上腕に沿ってブレがないように装着可能となっている。
【0049】
なお、上腕ホルダ９０の構成、形状は上記のものに限定されず、使用者Ｕの上腕に沿って上腕プレート９をブレがないように装着可能であれば、任意の構成とすることができる。
【0050】
また、上述した第１～第４サーボモータ３０，４０，７０，８０としては、他動運動を行うために必要なトルクを確保可能な高い減速比を備えたものを用いることが好ましい。さらに、第１～第４サーボモータ３０，４０，７０，８０としては、ティーチングや装着動作を行うため、低いバックドライブトルクを有したものを用いることが好ましい。また、第１～第４サーボモータ３０，４０，７０，８０は、安全性のため、使用者Ｕが自ら動作する力よりも弱い力で駆動するものを用いることが好ましい。
【0051】
【0052】
＜制御手段１０＞
次に、本実施形態の肩部訓練装置１００を制御する制御手段１０の構成について説明する。制御手段１０は、１または複数の情報処理装置から構成されていても良く、クラウドコンピューティングによって構成されていても良い。以下では、本実施形態に係る制御手段１０の構成例を説明する。
次に、本実施形態の肩部訓練装置１００を制御する制御手段１０の構成について説明する。制御手段１０は、１または複数の情報処理装置から構成されていても良く、クラウドコンピューティングによって構成されていても良い。以下では、本実施形態に係る制御手段１０の構成例を説明する。
【0053】
制御手段１０は、図１０のハードウェア構成を示すブロック図に示すように、処理用端末１１と、第１～第４モータドライバ１２ａ～１２ｄとを備える。
【0054】
処理用端末１１は、例えば、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）とされるが、マイコン等であっても良い。本実施形態において、処理用端末１１は、制御部１１ｃと、記憶部１１ｍと、操作入力部１１ｉとを備える。また、図示はしないが、処理用端末１１は、各種画像を表示するモニタや他の情報処理装置と接続する通信部（例えば、ＮＩＣ：Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）を備えていることも好適である。
【0055】
制御部１１ｃは、記憶部１１ｍに記憶されたプログラムを読み出して種々の演算処理を実行するものであり、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、マイクロプロセッサ、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等により構成される。
【0056】
記憶部１１ｍの一部は、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）やＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等で構成されており、制御部１１ｃによる各種プログラムに基づく処理の実行時のワークエリア等として用いられる。また、記憶部１１ｍの一部は、例えば、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等の不揮発性メモリ、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）、又はＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）であり、後述する第１～第４エンコーダ３０ｅ，４０ｅ，７０ｅ，８０ｅからの角度情報等の各種データ及び、制御部１１ｃの処理に利用されるプログラム等を保存する。
【0057】
記憶部１１ｍに記憶されるプログラムは、例えば、処理用端末１１の基本的な機能を実現するためのＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）、各種ハードウェア制御するためのドライバ、各種機能を実現するためのプログラム等であって、本実施形態に係るコンピュータプログラムを含む。
【0058】
操作入力部１１ｉは、処理用端末１１を操作するものであり、例えば、マウス、キーボード、タッチパネル、音声入力部、カメラ等を利用した動き認識装置により構成される。
【0059】
これら制御部１１ｃ、記憶部１１ｍ及び操作入力部１１ｉは、バス１１ｂ（システムバス）を介して相互に電気的に接続されている。また、バス１１ｂ（シリアルバス）は、制御部１１ｃ、記憶部１１ｍ及び操作入力部１１ｉと第１～第４モータドライバ１２ａ～１２ｄとを相互に電気的に接続する。なお、本実施形態において、処理用端末１１と第１～第４モータドライバ１２ａ～１２ｄとは、それぞれ異なる４本のシリアルケーブルにより並列的に接続されており、後述する同期化ステップによりシリアル通信を同期化できるようになっている。
【0060】
第１～第４モータドライバ１２ａ～１２ｄはそれぞれ、第１～第４サーボモータ３０，４０，７０，８０に対応して設けられる。第１～第４モータドライバ１２ａ～１２ｄは、対応する第１～第４サーボモータ３０，４０，７０，８０の第１～第４エンコーダ３０ｅ，４０ｅ，７０ｅ，８０ｅからの信号を取得する。ここで、第１～第４エンコーダ３０ｅ，４０ｅ，７０ｅ，８０ｅからの信号は、第１～第４モータ３０ｍ，４０ｍ，７０ｍ，８０ｍの回転角度α１～α４を示す信号である。そして、当該信号を、バス１１ｂを介して処理用端末１１に送信する。また、第１～第４モータドライバ１２ａ～１２ｄは、処理用端末１１からの制御指令に基づいて生成される駆動信号によって、対応する第１～第４サーボモータ３０，４０，７０，８０の第１～第４モータ３０ｍ，４０ｍ，７０ｍ，８０ｍを駆動する。
【0061】
以上のような構成の制御手段１０は、第１～第４エンコーダ３０ｅ，４０ｅ，７０ｅ，８０ｅの回転角度α１～α４を取得することで、使用者Ｕに肩甲骨部ホルダ６０及び上腕ホルダ９０を装着させた状態で教示者である理学療法士が教示した肩甲骨及び肩関節の他動運動を記憶する。そして、制御手段１０は、その後、第１～第４モータ３０ｍ，４０ｍ，７０ｍ，８０ｍを駆動することで、当該他動運動を再現するよう構成される。なお、肩部訓練装置１００に他動運動を教示する教示者（施術者）は、理学療法士に限られず、医師や、装置を調整する者等が含まれる。
【0062】
＜パラレルリンク機構ＰＬ＞
ところで、図６は、上述した肩甲骨部駆動手段３及び支持アーム５により肩甲骨部プレート６を支持し、肩関節駆動手段７により上腕プレート９を支持する構成を示す機構図である。
ところで、図６は、上述した肩甲骨部駆動手段３及び支持アーム５により肩甲骨部プレート６を支持し、肩関節駆動手段７により上腕プレート９を支持する構成を示す機構図である。
【0063】
同図に示すように、本実施形態の肩甲骨部駆動手段３は、第１サーボモータ３０と、第１アーム３１と、第２サーボモータ４０と、第２アーム４１とにより、パラレルリンク機構ＰＬを構成している。そして、肩甲骨部駆動手段３は、パラレルリンク機構ＰＬにより、肩甲骨部プレート６の位置及び姿勢が変更可能となっている。
【0064】
本実施形態のパラレルリンク機構ＰＬにおいては、第１サーボモータ３０（第１モータ３０ｍ）の回転軸Ａ１は略鉛直方向（上下方向）を向くよう配置され、第２サーボモータ４０（第２モータ４０ｍ）の回転軸Ａ２は略前後方向を向くよう配置されている。したがって、第１モータ３０ｍと第２モータ４０ｍは、それぞれの回転軸Ａ１，Ａ２が略垂直になるよう配置されていることになる。
【0065】
一方、本実施形態の肩関節駆動手段７は、第３サーボモータ７０と、第３アーム７１と、第４サーボモータ８０とによりシリアルリンク機構ＳＬを構成しており、シリアルリンク機構ＳＬにより、上腕プレート９の位置及び姿勢が変更可能となっている。また、第３モータ７０ｍと第４モータ８０ｍは、それぞれの回転軸Ａ３，Ａ４が略垂直になるよう配置されている。
【0066】
なお、使用者Ｕの肩部の動作、言い換えると理学療法士が使用者Ｕに対して行う肩部の他動動作は、肩甲骨部の動作と肩関節の動作に分解できる。また、肩甲骨部の動作は、図１１Ａに示す屈曲及び伸展動作と、図１１Ｂに示す挙上及び引き下げ動作に分解できる。
【0067】
ここで、本実施形態の肩甲骨部プレート６は、上述したように、支持アーム５により、上下方向に沿った回転軸Ｘ１回りの回動動作及び前後方向に沿った回転軸Ｘ２回りの回転動作のみが許容されている。そして、図１３Ａ及び図１４Ａ、図１３Ｂ及び図１４Ｂに示すように、肩甲骨部駆動手段３による肩甲骨部プレート６の回転軸Ｘ１回りの回動動作は、肩甲骨部の屈曲及び伸展動作に対応している。また、図１５Ａ及び図１６Ａ、図１５Ｂ及び図１６Ｂに示すように、肩甲骨部駆動手段３による肩甲骨部プレート６の回転軸Ｘ２回りの回転動作は、肩甲骨部の挙上及び引き下げ動作に対応している。
【0068】
そして、人体の可動域を考慮すると、肩甲骨部プレート６の回転軸Ｘ１回りの回動角度θ１（図６参照）は、屈曲方向及び伸展方向にそれぞれ約２０°あれば十分である。また、肩甲骨部プレート６の回転軸Ｘ２回りの回転角度θ２（図６参照）は、挙上方向及び引き下げにそれぞれ約２０°あれば十分である。このように、本実施形態の肩甲骨部プレート６は、大きな位置移動及び姿勢変更が必要ないため、リンク（アーム）を大きく動作させることなく肩甲骨部プレート６の姿勢変更を行うことが可能なパラレルリンク機構ＰＬを用いるのが特に好適である。
【0069】
なお、パラレルリンク機構ＰＬを構成する第１モータ３０ｍの回転角度α１及び第２モータ４０ｍの回転角度α２と、肩甲骨部プレート６の回動角度θ１及びθ２の関係は、１対１で一意に定まるよう各パラメータを設定することが好ましい。ただし、上述した人体の可動域を超えた範囲においては、一意に定まっていなくても良い。
【0070】
一方、肩関節の動作は、図１２Ａに示す水平屈曲及び水平伸展動作と、図１２Ｂに示す屈曲及び伸展動作と、図１２Ｃに示す外転及び内転動作に分解できる。水平屈曲及び水平伸展動作は、可動域の大きな動作であり、上腕プレート９を大きく位置移動及び姿勢変更する必要がある。このため、本実施形態では、上腕プレート９を動作させる手段としては、シリアルリンク機構ＳＬを採用している。
【0071】
具体的には、第３サーボモータ７０（第３モータ７０ｍ）を回転させて第３アーム７１が肩甲骨部プレート６から上方に延びるようにした状態で第４サーボモータ８０（第４モータ８０ｍ）を回転させることが、水平屈曲及び水平伸展動作に対応する。人体の可動域を考慮すると、水平屈曲及び水平伸展動作には、第４サーボモータ８０（第４モータ８０ｍ）を水平伸展側に約１５°、水平屈曲側に約１３５°回転させる必要がある。
【0072】
また、屈曲及び伸展動作も可動域の大きな動作であり、上腕プレート９を大きく位置移動及び姿勢変更する必要がある。具体的には、第３サーボモータ７０（第３モータ７０ｍ）を第３アーム７１が肩甲骨部プレート６から水平に延びるようにした状態で第４サーボモータ８０（第４モータ８０ｍ）を回転させることが、屈曲及び伸展動作に対応する。人体の可動域を考慮すると、屈曲及び伸展動作には、第４サーボモータ８０（第４モータ８０ｍ）を屈曲側に約１８０°、伸展側に約５０°回転させる必要がある。
【0073】
さらに、外転及び内転動作も可動域の大きな動作であり、上腕プレート９を大きく位置移動及び姿勢変更する必要がある。具体的には、第３サーボモータ７０（第３モータ７０ｍ）を回転させることが、外転及び内転動作に対応する。人体の可動域を考慮すると、外転及び内転動作には、第３サーボモータ７０（第３モータ７０ｍ）を外転側に約１８０°、内転側に０°回転させる必要がある。
【0074】
なお、上述した分解された肩甲骨部と肩関節の基本動作が組み合わされることで、理学療法士が実際に行う複雑な動作を記憶、再現することができる。
【0075】
以下、上記構成の肩部訓練装置１００による、他動運動を記憶するティーチングモードＭ１と、他動運動を再現する再現モードＭ２の具体的な動作について説明する。
【0076】
２．肩部訓練装置１００の動作
＜ティーチングモードＭ１の動作＞
ティーチングモードＭ１は、使用者Ｕに肩甲骨部ホルダ６０及び上腕ホルダ９０を装着させた状態で理学療法士に使用者Ｕの肩部を実際に動作させ、肩甲骨部及び肩関節の他動運動を教示させて、これを制御手段１０の記憶部１１ｍに記憶するモードである。
＜ティーチングモードＭ１の動作＞
ティーチングモードＭ１は、使用者Ｕに肩甲骨部ホルダ６０及び上腕ホルダ９０を装着させた状態で理学療法士に使用者Ｕの肩部を実際に動作させ、肩甲骨部及び肩関節の他動運動を教示させて、これを制御手段１０の記憶部１１ｍに記憶するモードである。
【0077】
ティーチングモードＭ１では、図１７に示すように、まずステップＳ１において、制御手段１０の制御部１１ｃは、第１～第４モータドライバ１２ａ～１２ｄを介して第１～第４サーボモータ３０，４０，７０，８０と通信し、第１～第４サーボモータ３０，４０，７０，８０の同期化を行う。具体的には、第１～第４サーボモータ３０，４０，７０，８０の全てが初期化され、準備完了と判定されるまで、プロセスをブロックする。ここで、本モードＭ１では、第１～第４モータドライバ１２ａ～１２ｄとのシリアル通信を行う４つのプロセスと、タイマとなるメインプロセスの５つのプロセスが実行される。そして、準備完了と判定されると、プロセスのブロックを解除し、第１～第４サーボモータ３０，４０，７０，８０を同時に起動する。
【0078】
同期化が完了すると、次のステップＳ２において、制御部１１ｃは、経過時間Δｔをリセットする（Δｔ＝０とする）。また、同時に、ステップＳ３において、制御部１１ｃは、第１～第４エンコーダ３０ｅ，４０ｅ，７０ｅ，８０ｅから第１～第４モータドライバ１２ａ～１２ｄを介して第１～第４モータ３０ｍ，４０ｍ，７０ｍ，８０ｍの回転角度α１～α４（角度情報）を取得し、記憶部１１ｍに保存する。
【0079】
次に、ステップＳ４及びステップＳ５において、制御部１１ｃは、経過時間Δｔが所定時間Ｔ（例えば、１００ｍｓ）を超えたか否かを判定し、所定時間Ｔを超えるまで待機する。ここで、所定時間Ｔは、角度情報を取得する周期である。そして、経過時間Δｔが所定時間Ｔを超えると（Δｔ＞Ｔ）、次のステップＳ６に進む。
【0080】
次に、ステップＳ６において、制御部１１ｃは、一連の他動運動の最大時間（例えば、１２０ｓ）を超えたかどうかを判定する。最大時間を超えていなければ、ステップＳ７に進み再度同期化を実行し、ステップＳ２に戻って経過時間Δｔをリセットする（Δｔ＝０とする）。ステップＳ６において最大時間を超えるまでステップＳ２～ステップＳ７を繰り返すことで、所定時間Ｔ（周期）ごとに第１～第４モータ３０ｍ，４０ｍ，７０ｍ，８０ｍの回転角度α１～α４（角度情報）が取得され、記憶部１１ｍに保存される。
【0081】
そして、ステップＳ６において、最大時間を超えたと判断されると、ティーチングモードＭ１を終了する。
【0082】
このように、ティーチングモードＭ１では、制御部１１ｃは、所定の周期で第１～第４エンコーダ３０ｅ，４０ｅ，７０ｅ，８０ｅから第１～第４モータ３０ｍ，４０ｍ，７０ｍ，８０ｍの回転角度α１～α４を取得する。そして、制御部１１ｃは、当該回転角度α１～α４を時系列角度データとして記憶部１１ｍに保存する。
【0083】
＜再現モードＭ２の動作＞
次に、再現モードＭ２は、使用者Ｕに肩甲骨部ホルダ６０及び上腕ホルダ９０を装着させた状態で肩甲骨部駆動手段３及び肩関節駆動手段７を駆動させることで、ティーチングモードＭ１において記憶した肩甲骨部及び肩関節の他動運動を再現するモードである。
次に、再現モードＭ２は、使用者Ｕに肩甲骨部ホルダ６０及び上腕ホルダ９０を装着させた状態で肩甲骨部駆動手段３及び肩関節駆動手段７を駆動させることで、ティーチングモードＭ１において記憶した肩甲骨部及び肩関節の他動運動を再現するモードである。
【0084】
再現モードＭ２では、図１８に示すように、まず、ステップＳＳ１において、制御手段１０の制御部１１ｃは、記憶部１１ｍに記憶された時系列角度データ、すなわち、所定時間Ｔごとの第１～第４モータ３０ｍ，４０ｍ，７０ｍ，８０ｍの回転角度α１～α４を読み込む。
【0085】
次に、ステップＳＳ２において、制御部１１ｃは、ティーチングモードＭ１と同様、第１～第４サーボモータ３０，４０，７０，８０の同期化を行う。
【0086】
次に、ステップＳＳ３において、制御部１１ｃは、経過時間Δｔをリセットする（Δｔ＝０とする）。また、同時に、ステップＳＳ４において、制御部１１ｃは、第１～第４モータドライバ１２ａ～１２ｄに記憶部１１ｍから読み出した第１～第４モータ３０ｍ，４０ｍ，７０ｍ，８０ｍの回転角度α１～α４を目標角度として送信する。そして、制御部１１ｃは、第１～第４モータドライバ１２ａ～１２ｄを介して第１～第４モータ３０ｍ，４０ｍ，７０ｍ，８０ｍの駆動信号を生成して、これら第１～第４モータ３０ｍ，４０ｍ，７０ｍ，８０ｍを駆動する。
【0087】
また、制御部１１ｃは、ステップＳＳ５において、制御部１１ｃは、第１～第４エンコーダ３０ｅ，４０ｅ，７０ｅ，８０ｅから第１～第４モータ３０ｍ，４０ｍ，７０ｍ，８０ｍの回転角度α１～α４（角度情報）を取得し、記憶部１１ｍに保存する。これにより、使用者Ｕに対して実際に行った他動運動（施術内容）を記憶しておくことができる。なお、回転角度α１～α４（角度情報）は、第１～第４サーボモータ３０，４０，７０，８０のフィードバック制御（セミクローズドループ制御）にも用いられる。
【0088】
次に、ステップＳＳ６及びステップＳＳ７において、制御部１１ｃは、経過時間Δｔが所定時間Ｔ（例えば、１００ｍｓ）を超えたか否かを判定し、所定時間Ｔを超えるまで待機する。ここで、所定時間Ｔは、目標角度を送信する周期である。そして、経過時間Δｔが所定時間Ｔを超えると（Δｔ＞Ｔ）、次のステップＳＳ８に進む。
【0089】
次に、ステップＳＳ８において、制御部１１ｃは、ティーチングモードＭ１で設定された一連の他動運動の最大時間（例えば、１２０ｓ）を超えたかどうかを判定する。最大時間を超えていなければ、ステップＳＳ９に進み再度同期化を実行し、ステップＳＳ３に戻って経過時間Δｔをリセットする（Δｔ＝０とする）。ステップＳＳ８において最大時間を超えるまでステップＳＳ３～ステップＳＳ９を繰り返すことで、制御部１１ｃは、所定時間Ｔ（周期）ごとに第１～第４モータ３０ｍ，４０ｍ，７０ｍ，８０ｍの回転角度α１～α４を目標角度として送信する。そして、制御部１１ｃは、第１～第４モータドライバ１２ａ～１２ｄを介して第１～第４モータ３０ｍ，４０ｍ，７０ｍ，８０ｍの駆動信号を生成して、これら第１～第４モータ３０ｍ，４０ｍ，７０ｍ，８０ｍを駆動する。
【0090】
そして、ステップＳＳ８において、最大時間を超えたと判断されると、ティーチングモードＭ１を終了する。
【0091】
このように、再現モードＭ２では、制御手段１０の制御部１１ｃは、記憶部１１ｍに保存された第１～第４モータ３０ｍ，４０ｍ，７０ｍ，８０ｍの回転角度α１～α４を時系列角度データとして読み出し、第１～第４モータ３０ｍ，４０ｍ，７０ｍ，８０ｍの駆動信号を生成して、これら第１～第４モータ３０ｍ，４０ｍ，７０ｍ，８０ｍを駆動する。これにより、ティーチングモードＭ１で記憶した理学療法士による肩甲骨部及び肩関節の他動運動が、肩甲骨部ホルダ６０及び上腕ホルダ９０の動作として再現される。
【0092】
なお、時系列角度データを読み出す際には、当該データを適宜に等間隔で間引いて第１～第４モータドライバ１２ａ～１２ｄに送信することも好適である。
【0093】
３．作用効果
（１）本実施形態の肩部訓練装置１００は、肩甲骨部駆動手段３と肩関節駆動手段７の２つの駆動手段を備え、肩甲骨部駆動手段３が肩甲骨部の屈曲及び伸展、挙上及び引き下げの他動運動を肩甲骨部ホルダ６０の動作として再現し、肩関節駆動手段７が肩関節の水平屈曲及び水平伸展、屈曲及び伸展、外転及び内転の他動運動を上腕ホルダ９０の動作として再現する構成である。これにより、肩甲骨部と肩関節を独立して他動運動させることが可能になる。
（２）本実施形態の肩甲骨部駆動手段３は、第１サーボモータ３０と、第１アーム３１と、第２サーボモータ４０と、第２アーム４１によりパラレルリンク機構ＰＬを構成し、パラレルリンク機構ＰＬにより肩甲骨部プレート６の位置及び姿勢を変更する構成である。これにより、シリアルリンク機構に比べ、リンクを大きく動作させることなく肩甲骨部ホルダ６０の姿勢変更を行うことが可能となり、肩部訓練装置１００を省スペース化することができる。また、片持ちのシリアルリンク機構と比較して、強度を高めることも可能である。
（３）本実施形態において、パラレルリンク機構ＰＬを構成する第１サーボモータ３０の第１モータ３０ｍと第２サーボモータ４０の第２モータ４０ｍは、それぞれの回転軸Ａ１、Ａ２が略垂直になるよう配置される。これにより、肩甲骨部ホルダ６０の可動域範囲を増加させることが可能となり、肩甲骨部ホルダ６０の姿勢変更を好適に行うことができる。
（４）本実施形態では、肩部訓練装置１００が肩甲骨部駆動手段３と肩関節駆動手段７を備え、肩甲骨部と肩関節を独立して他動運動させることが可能である。これにより、制御手段１０は、理学療法士による肩甲骨部及び肩関節の他動運動の教示に対し、当該他動運動を肩甲骨部駆動手段３と肩関節駆動手段７により忠実に再現することができる。理学療法士が他動運動を教示することで、同じ他動運動を繰り返し再現可能となり、理学療法士の負担軽減に加え、コロナ禍における濃厚接触を回避することも可能となる。
（５）本実施形態の肩部訓練装置１００は、第１～第４エンコーダ３０ｅ，４０ｅ、７０ｅ、８０ｅを備え、第１～第４モータ３０ｍ，４０ｍ，７０ｍ，８０ｍの回転角度α１～α４をそれぞれ検知する構成である。これにより、理学療法士による肩甲骨部及び肩関節の他動運動のティーチングに対し第１～第４モータ３０ｍ，４０ｍ，７０ｍ，８０ｍの時系列の回転角度α１～α４を得ることができ、他動運動を忠実に再現することができる。
（１）本実施形態の肩部訓練装置１００は、肩甲骨部駆動手段３と肩関節駆動手段７の２つの駆動手段を備え、肩甲骨部駆動手段３が肩甲骨部の屈曲及び伸展、挙上及び引き下げの他動運動を肩甲骨部ホルダ６０の動作として再現し、肩関節駆動手段７が肩関節の水平屈曲及び水平伸展、屈曲及び伸展、外転及び内転の他動運動を上腕ホルダ９０の動作として再現する構成である。これにより、肩甲骨部と肩関節を独立して他動運動させることが可能になる。
（２）本実施形態の肩甲骨部駆動手段３は、第１サーボモータ３０と、第１アーム３１と、第２サーボモータ４０と、第２アーム４１によりパラレルリンク機構ＰＬを構成し、パラレルリンク機構ＰＬにより肩甲骨部プレート６の位置及び姿勢を変更する構成である。これにより、シリアルリンク機構に比べ、リンクを大きく動作させることなく肩甲骨部ホルダ６０の姿勢変更を行うことが可能となり、肩部訓練装置１００を省スペース化することができる。また、片持ちのシリアルリンク機構と比較して、強度を高めることも可能である。
（３）本実施形態において、パラレルリンク機構ＰＬを構成する第１サーボモータ３０の第１モータ３０ｍと第２サーボモータ４０の第２モータ４０ｍは、それぞれの回転軸Ａ１、Ａ２が略垂直になるよう配置される。これにより、肩甲骨部ホルダ６０の可動域範囲を増加させることが可能となり、肩甲骨部ホルダ６０の姿勢変更を好適に行うことができる。
（４）本実施形態では、肩部訓練装置１００が肩甲骨部駆動手段３と肩関節駆動手段７を備え、肩甲骨部と肩関節を独立して他動運動させることが可能である。これにより、制御手段１０は、理学療法士による肩甲骨部及び肩関節の他動運動の教示に対し、当該他動運動を肩甲骨部駆動手段３と肩関節駆動手段７により忠実に再現することができる。理学療法士が他動運動を教示することで、同じ他動運動を繰り返し再現可能となり、理学療法士の負担軽減に加え、コロナ禍における濃厚接触を回避することも可能となる。
（５）本実施形態の肩部訓練装置１００は、第１～第４エンコーダ３０ｅ，４０ｅ、７０ｅ、８０ｅを備え、第１～第４モータ３０ｍ，４０ｍ，７０ｍ，８０ｍの回転角度α１～α４をそれぞれ検知する構成である。これにより、理学療法士による肩甲骨部及び肩関節の他動運動のティーチングに対し第１～第４モータ３０ｍ，４０ｍ，７０ｍ，８０ｍの時系列の回転角度α１～α４を得ることができ、他動運動を忠実に再現することができる。
【0094】
４．変形例
なお、本発明は、以下の態様でも実施可能である。
なお、本発明は、以下の態様でも実施可能である。
【0095】
上述した実施形態において、第１サーボモータ３０を支持する第１マウント３２及び第２サーボモータ４を支持する第２マウント４２はそれぞれ支柱２に固定されていた。しかしながら、図１９Ａ～図２０Ｂに示すように、第１マウント３２及び第２マウント４２を支柱２に固定せず、軸部材２ａを介して前後方向の軸を中心に回転可能に支持される構成とすることも好適である。
【0096】
このような構成により、図１９Ａと図１９Ｂ、図２０Ａと図２０Ｂで肩部訓練装置１００を左肩用と右肩用とで共用し、切り替えて使用することができる。なお、この際は、左右の対称性を高めるためにも、第１モータ３０ｍの回転軸Ｘ１が略鉛直方向（上下方向）を向くよう配置され、回転軸Ｘ２が前後方向を向くよう配置されることが好適である。
【0097】
上述した実施形態では、制御手段１０がティーチングモードＭ１を備え、理学療法士等のティーチング動作を記憶する構成であった。しかしながら、制御手段１０を、ティーチングモードＭ１行わず、予め記憶したプログラムに沿って動作させても良い。
【0098】
上述した実施形態では、肩甲骨部プレート６をパラレルリンク機構ＰＬにより駆動する構成であったが、肩甲骨部プレート６をシリアルリンク機構により動作させる構成とすることも可能である。
【0099】
肩部訓練装置１００が、使用者Ｕの意思で装置を停止可能な非常停止スイッチを有していることも好適である。
【0100】
上述した実施形態では、肩部訓練装置１００と椅子Ｃとは別体として構成されていたが、肩部訓練装置１００と椅子Ｃとを一体的に構成しても良い。
【0101】
上述した実施形態において、第１サーボモータ３０の第１モータ３０ｍの回転軸Ａ１と第２サーボモータ４０の第２モータ４０ｍの回転軸Ａ２は略垂直になるよう配置されていたが、回転軸Ａ１と回転軸Ａ２の配置はこれに限定されない。ただし、パラレルリンク機構ＰＬを好適に構成するには、回転軸Ａ１と回転軸Ａ２を非平行に配置することが望ましい。
【符号の説明】
【0102】
１ ：支持脚
１ａ ：中央部
２ ：支柱
２ａ ：軸部材
３ ：肩甲骨部駆動手段
４ ：第２サーボモータ
５ ：支持アーム
６ ：肩甲骨部プレート
７ ：肩関節駆動手段
９ ：上腕プレート
１０ ：制御手段
１１ ：処理用端末
１１ｂ ：バス
１１ｃ ：制御部
１１ｉ ：操作入力部
１１ｍ ：記憶部
１２ａ ：第１モータドライバ
１２ｂ ：第２モータドライバ
１２ｃ ：第３モータドライバ
１２ｄ ：第４モータドライバ
３０ ：第１サーボモータ
３０ｅ ：第１エンコーダ
３０ｍ ：第１モータ
３１ ：第１アーム
３１ｂ ：第１基端側リンク
３１ｊ ：ボールジョイント
３１ｊ１ ：ボールスタッド
３１ｊ２ ：ソケット
３１ｋ ：ボールジョイント
３１ｋ１ ：ボールスタッド
３１ｋ２ ：ソケット
３１ｔ ：第１先端側リンク
３２ ：第１マウント
３２ｌ ：下板
３２ｓ ：空間
３２ｕ ：上板
４０ ：第２サーボモータ
４０ｅ ：第２エンコーダ
４０ｍ ：第２モータ
４１ ：第２アーム
４１ｂ ：第２基端側リンク
４１ｊ ：ボールジョイント
４１ｊ１ ：ボールスタッド
４１ｊ２ ：ソケット
４１ｋ ：ボールジョイント
４１ｋ１ ：ボールスタッド
４１ｋ２ ：ソケット
４１ｔ ：第２先端側リンク
４２ ：第２マウント
４２ｂ ：後板
４２ｆ ：前板
４２ｓ ：空間
５０ ：基端側アーム
５１ ：先端側アーム
６０ ：肩甲骨部ホルダ
６０ａ ：肩甲骨部パッド
６０ｂ ：環状ベルト
６０ｆ ：着脱ベルト
６１ ：第１ブラケット
６１ｈ ：水平部材
６１ｖ ：垂直部材
６２ ：第２ブラケット
７０ ：第３サーボモータ
７０ｅ ：第３エンコーダ
７０ｍ ：第４モータ
７１ ：第３アーム
７２ ：第３マウント
８０ ：第４サーボモータ
８０ｅ ：第４エンコーダ
８０ｍ ：第４モータ
８２ ：第４マウント
９０ ：上腕ホルダ
１００ ：肩部訓練装置
１０１ ：バランサ
Ａ１～Ａ４ ：回転軸
Ｃ ：椅子
Ｍ１ ：ティーチングモード
Ｍ２ ：再現モード
ＰＬ ：パラレルリンク機構
ＳＬ ：シリアルリンク機構
Ｔ ：所定時間
Ｕ ：使用者
Ｘ１，Ｘ２ ：回転軸
Δｔ ：経過時間
α１～α４ ：回転角度
θ１ ：回動角度
θ２ ：回動角度
１ａ ：中央部
２ ：支柱
２ａ ：軸部材
３ ：肩甲骨部駆動手段
４ ：第２サーボモータ
５ ：支持アーム
６ ：肩甲骨部プレート
７ ：肩関節駆動手段
９ ：上腕プレート
１０ ：制御手段
１１ ：処理用端末
１１ｂ ：バス
１１ｃ ：制御部
１１ｉ ：操作入力部
１１ｍ ：記憶部
１２ａ ：第１モータドライバ
１２ｂ ：第２モータドライバ
１２ｃ ：第３モータドライバ
１２ｄ ：第４モータドライバ
３０ ：第１サーボモータ
３０ｅ ：第１エンコーダ
３０ｍ ：第１モータ
３１ ：第１アーム
３１ｂ ：第１基端側リンク
３１ｊ ：ボールジョイント
３１ｊ１ ：ボールスタッド
３１ｊ２ ：ソケット
３１ｋ ：ボールジョイント
３１ｋ１ ：ボールスタッド
３１ｋ２ ：ソケット
３１ｔ ：第１先端側リンク
３２ ：第１マウント
３２ｌ ：下板
３２ｓ ：空間
３２ｕ ：上板
４０ ：第２サーボモータ
４０ｅ ：第２エンコーダ
４０ｍ ：第２モータ
４１ ：第２アーム
４１ｂ ：第２基端側リンク
４１ｊ ：ボールジョイント
４１ｊ１ ：ボールスタッド
４１ｊ２ ：ソケット
４１ｋ ：ボールジョイント
４１ｋ１ ：ボールスタッド
４１ｋ２ ：ソケット
４１ｔ ：第２先端側リンク
４２ ：第２マウント
４２ｂ ：後板
４２ｆ ：前板
４２ｓ ：空間
５０ ：基端側アーム
５１ ：先端側アーム
６０ ：肩甲骨部ホルダ
６０ａ ：肩甲骨部パッド
６０ｂ ：環状ベルト
６０ｆ ：着脱ベルト
６１ ：第１ブラケット
６１ｈ ：水平部材
６１ｖ ：垂直部材
６２ ：第２ブラケット
７０ ：第３サーボモータ
７０ｅ ：第３エンコーダ
７０ｍ ：第４モータ
７１ ：第３アーム
７２ ：第３マウント
８０ ：第４サーボモータ
８０ｅ ：第４エンコーダ
８０ｍ ：第４モータ
８２ ：第４マウント
９０ ：上腕ホルダ
１００ ：肩部訓練装置
１０１ ：バランサ
Ａ１～Ａ４ ：回転軸
Ｃ ：椅子
Ｍ１ ：ティーチングモード
Ｍ２ ：再現モード
ＰＬ ：パラレルリンク機構
ＳＬ ：シリアルリンク機構
Ｔ ：所定時間
Ｕ ：使用者
Ｘ１，Ｘ２ ：回転軸
Δｔ ：経過時間
α１～α４ ：回転角度
θ１ ：回動角度
θ２ ：回動角度
【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】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
