训练装置的制造方法

本发明涉及一种具备被马达驱动的操作杆，并根据规定的训练程序来辅助患者的上肢及下肢等的复健的训练装置。

背景技术：
由于以脑卒中患者偏瘫后的上肢或下肢的运动功能恢复为目的的复健一般由职业治疗师、物理治疗师来进行，所以在有效地提供复健方面受限。例如，在以上肢的运动功能恢复为目的的复健中，主要要求在比现状略宽的动作范围内，以被动及主动的方式尽可能地反复瘫痪了的上肢的正确的动作。以与这些运动功能恢复相关的复健为基础，职业治疗师或物理治疗师对患者教授正确的动作，在通过手的技巧对患者的上肢施加被动的负荷的同时，引导主动的动作。在该复健中，由于治疗师会疲劳，所以动作的反复次数受限。另外，根据治疗师的经验不同，存在在复健的医学质量上也发生差异的可能性。因此，为了对由治疗师进行的训练加以辅助，来消除由疲劳引起的限制，并且尽可能地使该医学质量标准化，已知有一种专利文献1那样的用于辅助胳臂等肢体不便的患者的复健的训练装置。该装置作为上肢训练装置而被公开，其具备能够配置在地面上的固定框架、能够沿全部方向倾转的被固定框架支承的可动框架、以及伸缩自如地安装于可动框架并由接受训练的人的手来操作的操作杆。专利文献1:国际公开第2012/117488号专利文献1公开的那样的训练装置主要在接受训练的人按照训练程序来训练应该训练的肢部、例如上肢的情况下，监视应该训练的上肢的活动是否追随操作杆的动作，并根据需要将操作杆的活动以视觉或听觉信息为基础教示给训练装置的使用者。该情况下，现有的训练装置通过装置内部的运算处理，例如仅基于由训练程序指示的操作杆应该倾转的角度与实际的操作杆的倾转角度的偏差(位置偏差)的大小，评估了应该训练的上肢的活动是否追随由训练程序指示的操作杆的活动。然而，使用这样的仅基于位置偏差的大小的评估方法，不能将短时间内发生的急剧的位置偏差与缓慢地逐渐变化的位置偏差区分。另外，由于现有的训练装置不能区分上述2种位置偏差，所以对装置的使用者而言，也不能判别该位置偏差是由于什么样的理由而发生的。因此，在现有的训练装置中，存在装置的使用者不能享受恰当的训练程序之虞。另外，在训练装置中，为了恰当地掌握训练中对患者的负荷，并反馈到训练中，需要同时监视上述的位置偏差和操作杆为了使上肢动作所需的负荷量的功能。然而，因为位置偏差的大小是应该倾转的指示角度与实际的倾转角度的偏差，所以仅基于该测定值难以正确地监视该负荷量，需要通过其它指标来进行监视。

技术实现要素：
本发明的课题在于，提供一种复健辅助用的训练装置，其同时正确地监视位置偏差的时间性变化的差异和操作杆为了使应该训练的肢部动作所需的负荷量来适当地控制操作杆。以下，作为用于解决课题的方案将对多个方式进行说明。这些方式能够根据需要进行任意组合。本发明的一个方面所涉及的训练装置是按照训练程序来训练患者的上肢及下肢的四肢的训练装置。训练装置具备固定框架、操作杆、马达、旋转信息输出传感器、倾转角度计算部、反馈电流检测部、位置偏差计算部、以及判断部。固定框架被载置于地面上或接近地面上而载置。操作杆被固定框架以至少能够以1个自由度绕倾转轴倾转的方式支承。而且，操作杆保持肢部。马达使操作杆绕倾转轴倾转。旋转信息输出传感器输出马达的旋转量。倾转角度计算部基于马达的旋转量来算出操作杆的倾转角度。反馈电流检测部检测马达的反馈电流值。位置偏差计算部每隔作为规定时间的第一时间便算出位置偏差。在此，位置偏差是指操作杆的实际的倾转角度与作为在训练程序中指示的操作杆的倾转角度的指示倾转角度之差。判断部在第一时间的期间发生的位置偏差为第一阈值以上或者反馈电流值在作为规定时间的第二时间以上为第一电流值以上的情况下，判断为错误。在该训练装置中，当马达控制操作杆时，位置偏差计算部按每个第一时间算出位置偏差。而且，判断部在第一时间的期间发生的位置偏差成为第一阈值以上的情况下，判断为训练装置中存在某些不良状况或者在短时间内位置偏差急剧变化，而检测为错误。另一方面，同样在马达控制操作杆时，反馈电流检测部监视对马达供给的反馈电流值。而且，判断部在反馈电流值为第一电流值以上的状态持续第二时间以上的情况下，判断为同样在训练装置中存在某些不良状况或者缓慢变化的位置偏差持续长时间，而检测为错误。这样，在该训练装置中，每个第一时间的位置偏差的变化量被监视。因此，若第一时间的位置偏差的变化量大，则判断部能够判断为是以第一时间为基准在短时间内急剧变化的位置偏差。而且，判断部能够在短时间内发生了急剧的位置偏差的变化时检测为错误。另外，在训练装置中，通过监视被输入至马达的反馈电流值，能够监视马达用于使操作杆倾转所需的转矩。并且，由于训练装置将操作杆控制为由训练程序指示的倾转角度，所以反馈电流值根据位置偏差的变化的大小而发生变化。因此，基于反馈电流值，以预先决定的判断时间为基础，能够监视是发生了缓慢变化的位置偏差的变化还是发生了急剧变化的位置偏差。另外，判断部在反馈电流值为第一电流值以上的状态持续第二时间以上的情况下，发生错误。由此，判断部能够在判断时间中位置偏差为一定范围内的情况、即马达(操作杆)对患者的肢部没有施加过重的负荷情况下，或者位置偏差缓慢变化的情况(患者的肢部以某一程度追随操作杆的活动而能够持续训练的情况)下，以持续训练至第二时间的方式控制训练装置。操作杆可以沿长边轴线方向伸缩。在此，长边轴线方向是指操作杆的长度方向。通过操作杆能够沿长边轴线方向伸缩，也能够实现上肢或下肢相对于操作杆的长度方向的训练。训练装置可以还具备信息提供部。信息提供部在通过判断部判断出错误时，对包含患者、训练辅助者及医疗从事者等的使用者提供视觉信息或听觉信息。由此，能够将训练装置的状态、即训练装置中生成错误及/或错误生成的原因告知患者、训练装置的使用者。信息提供部可以在患者使操作杆到达了在训练路线中预先设定的通过点时，对使用者提供信息，其中，训练路线被设定在训练程序中。由此，使用者能够得知已按照训练程序操作了操作杆3。另外，通过在使用者使操作杆到达了预先设定的通过点时对使用者提供视觉信息或听觉信息，能够维持用于患者继续训练的动机。可以在由判断部判断为错误时，停止马达的旋转。由此，在生成了错误时，能够切实地停止训练装置。训练装置可以还具备反馈电流限制部。反馈电流限制部在判断部中生成了错误的情况下，将马达的反馈电流值限制为预先适当地设定的第二电流值。由此，当在训练装置中生成了错误的情况下，能够限制从马达输出的转矩。结果，能够在训练中不对患者施加过度的负荷地控制操作杆来进行复健。第二电流值可以是能够向马达输入的额定电流的比1小的规定倍数的电流值。由此，额定电流不会长时间供给于马达。结果，能够不对患者施加过度的负荷地控制操作杆。另外，能够避免对训练装置的控制部施加过度的电气负荷。训练装置可以还具备累计时间计测部。累计时间计测部计测在第一时间的期间发生的位置偏差为小于第一阈值的第二阈值以上且小于第一阈值的累计时间。该情况下，判断部可以在该累计时间为第三时间以上的情况下判断为错误。通过由累计时间计测部计测在第一时间的期间发生的位置偏差为第二阈值以上且小于第一阈值的时间，能够测定缓慢变化的位置偏差所持续的时间(累计时间)。另外，通过判断部在累计时间为规定时间的第三时间以上的情况下使错误生成，能够对于缓慢变化的位置偏差，将训练持续至第三时间。因为第二阈值是判断为对患者的肢部没有施加过度的负荷的阈值，所以此时发生的错误能够优选在对患者而言所设定的训练程序的难易度较高，不能恰当地实施该训练程序的情况；检测出装置内的部件逐渐产生故障的预兆时利用。通过该判断，患者能够根据其症状实施适当的训练程序。训练装置可以还具备指令建立部和马达驱动部。指令建立部按照训练程序建立作为用于控制马达的速度的指令的速度指令。马达驱动部基于速度指令使马达进行驱动。另外，速度指令可以至少包含作为使马达加速的指令的加速指令和作为使马达减速的减速指令的任意一个。进而，马达驱动部可以在执行加速指令时以累积保持位置偏差的方式驱动马达。通过使用由指令建立部建立的、至少包含加速指令和减速指令的速度指令来驱动马达，马达能够与训练程序及患者的操作对应地顺利进行动作。结果，患者能够按意图对操作杆进行操作。另外，通过马达驱动部以在执行加速指令时累积保持位置偏差的方式驱动马达，尤其在容易发生短时间的位置偏差的执行加速指令时，即使在由患者启动或停止操作杆时等发生了位置偏差的情况下，患者也能够使用训练装置持续训练。另外，通过累积保持位置偏差，能够基于位置偏差的累积保持量，来掌握训练中的患者的肢部的状况。速度指令可以还包含恒速指令。恒速指令是使马达以一定速度旋转的指令。另外，恒速指令被配置于加速指令或减速指令的前后的任意一者。另外，马达驱动部可以在执行恒速指令时，以累积保持位置偏差的方式驱动马达。通过速度指令还包含恒速指令，在操作杆以较大的倾转角度动作的情况下，也能够基于反馈电流值，使马达以一定速度顺利地进行动作。另外，通过在执行恒速指令时，以累积保持位置偏差的方式驱动马达，在需要相对较大的马达转矩而容易发生位置偏差的、例如操作杆以较大的倾转角度动作的情况下，患者也能够使用训练装置来持续训练。马达驱动部可以在执行加速指令及/或恒速指令时，以仅追随速度指令的方式驱动马达。由此，在执行加速指令时及/或执行恒速指令时，能够与位置偏差无关地驱动马达。结果，在需要相对较大的马达转矩而容易发生位置偏差的、例如操作杆以较大的倾转角度动作的情况下，患者也能够使用训练装置来持续训练。指令建立部可以按照训练程序进一步建立作为用于控制操作杆的倾转角度的指令的位置指令。另外，马达驱动部在执行减速指令时，以追随速度指令及位置指令的方式驱动马达。由此，马达驱动部能够以操作杆减小最大偏差而到达训练程序所指示的目标倾转角度的方式控制马达。结果，在将操作杆的位置信息作为视觉信息对患者反馈的情况下，也能够良好地利用该位置信息。可以在操作杆的倾转角度到达了减速开始位置时，马达驱动部将所累积保持的位置偏差复位。在此，将所累积保持的位置偏差复位是指将所累积保持的位置偏差设为0。由此，能够抑制在减速时马达的速度由于位置指令而过度上升。结果，患者能够使用训练装置进行训练。通过能够准确地监视位置偏差的时间性变化的差异、和操作杆用于使上肢及下肢等肢部动作所需的负荷量，能够对患者提供适当的复健。另外，由于能够基于这些监视信息来适当控制操作杆，所以能够根据该患者的状态，提供适当的训练程序。附图说明图1是示意性表示了训练装置的图。图2是表示控制部和操作杆倾转机构的整体结构的图。图3是表示操作杆的结构的图。图4是表示控制部的整体结构的图。图5A是将三角速度轨道型的速度指令表示在时间－速度坐标上的图。图5B是将梯形速度轨道型的速度指令表示在时间－速度坐标上的图。图6是将位置指令表示在时间－倾转角度坐标上的图。图7A是表示了马达控制部的基本结构的图。图7B是表示了具有累计时间计测部的马达控制部的结构的图。图7C是表示了具有累计时间计测部及反馈电流限制部的马达控制部的结构的图。图8是表示马达驱动部的结构的图。图9是表示训练装置的基本动作的流程图。图10是表示马达的控制方法的流程图。图11是示意性表示了对操作杆的倾转角度是否为应该执行减速指令的倾转角度进行检查的情况的图。图12是示意性表示了所累积保持的位置偏差的图。图13是表示位置偏差过大判定方法的流程图。图14是表示了使用反馈电流值的过负荷持续检测方法的流程图。图15是对马达的实际的旋转速度与速度指令的关系、以及因速度偏差的发生引起的反馈电流的时间变化示意性地进行了表示的图。图16是表示了长时间发生速度偏差较大的速度变化的情况下的、反馈电流的时间变化的图。图17是表示了使用位置偏差的过负荷持续检测方法的流程图。图18是表示了在发生图15所示那样的速度变化时的、操作杆的实际的倾转角度与位置指令所表示的指示倾转角度的关系的图。具体实施方式1.第一实施方式(1)训练装置的整体结构使用图1，对第一实施方式所涉及的训练装置100的整体结构进行说明。图1是示意性表示了训练装置100的图。训练装置100是用于按照规定的训练程序，进行以患者的肢部的运动功能恢复为目的的训练的训练装置。训练装置100主要具备固定框架1、操作杆3、训练指示部5。固定框架1被载置于设置训练装置100的地面上或接近地面载置。另外，固定框架1形成训练装置100的主体框体。操作杆3经由在固定框架1内部具备的操作杆倾转机构13(图2)被安装于固定框架1。结果，操作杆3通过操作杆倾转机构13能够至少以1个自由度沿与固定框架1的长度方向平行的X轴及与固定框架1的宽度方向平行的Y轴(图1及图2)方向倾转。另外，操作杆3可以在内部具备使操作杆3沿长边轴向伸缩的伸缩机构(图3)。此时，因为还能够沿操作杆3的长度方向伸缩，所以操作杆3能够与操作杆倾转机构配合而至少以2个自由度或3个自由度进行动作。另外，操作杆3在其上端部具有肢部支承部件31(后述)。通过将患者的肢部支承于肢部支承部件31，能够通过操作杆3使患者的肢部移动。或者，患者能够自己使操作杆3移动。训练指示部5经由固定部件7被固定于固定框架1。训练指示部5执行预先设定的训练程序，根据需要，对控制部11(图2)发送用于使操作杆3动作的操作杆动作指令。另外，训练指示部5根据预先设定的训练程序，将训练路线与实际的患者的肢部的训练动作通过视觉信息或听觉信息来提供。由此，患者能够在反馈了由训练程序设定的训练动作和实际的动作的同时，进行肢部的训练。另外，训练指示部5在判断部1134(图7A～图7C)判断为错误时，对使用者提供告知错误生成的视觉信息或听觉信息。由此，能够将训练装置100的状态、即生成错误及/或错误生成的原因等告知使用者。并且，训练指示部5在患者使操作杆3到达了在训练路线中预先设定的通过点(有时也称为目标倾转角度)时，对使用者提供告知训练程序的达成等的视觉信息或/及听觉信息，其中，训练路线在训练程序中设定。由此，使用者能够知晓已经按照训练程序操作了操作杆3。另外，通过利用视觉信息或听觉信息对使用者告知患者使操作杆3到达了预先设定的通过点，能够维持用于患者继续训练的动机。作为训练指示部5，可使用具备液晶显示器等显示装置、CPU(CentralProcessingUnit，中央处理器)、RAM(RandomAccessMemory，随机存取存储器)、ROM(ReadOnlyMemory，只读存储器)、硬盘、SSD(SolidStateDisk，固态硬盘)等存储装置、以及根据需要的触摸面板等输入装置的一体型计算机系统。另外，训练指示部5可以构成为显示装置与其它的计算机系统分离。该情况下，经由固定部件7被固定于固定框架1的是显示装置。在训练指示部5中执行的训练程序例如具有(i)引导模式(GuidedMode)、(ii)启动模式(InitiatedMode)、(iii)步骤启动模式(StepInitiatedMode)、(iv)后续辅助模式(FollowAssistMode)、(v)自由模式(FreeMode)这5个训练模式。引导模式是操作杆3与患者的肢部的活动无关地使肢部沿预先规定的方向以一定速度移动的训练模式。启动模式是相对于在训练程序中预先设定的训练路线，当检测到患者通过肢部想要使操作杆3在初动位置向正确的方向移动的力(有时也称为力觉触发)的情况下，操作杆3使患者的肢部沿预先规定的训练路线的方向以一定速度移动的训练模式。步骤启动模式是在操作杆3的训练路线中的规定位置检测出力觉触发时，操作杆3使患者的肢部移动训练路线中的一定距离的训练模式。后续辅助模式是每隔规定周期便检测力觉触发，并根据检测出的力觉触发的大小来改变操作杆3的速度的训练模式。自由模式是以追随患者的肢部的活动的方式使操作杆3移动的训练模式。另外，训练装置100可以还具备患者在训练中用于就坐的椅子9。椅子9经由椅子连接部件91与固定框架1连接，由此能够确保训练装置100的稳定性。另外，通过重现性良好地固定椅子连接部件91，患者能够每次在相同位置实施训练。(2)控制部及操作杆倾转机构的结构I.整体结构接下来，使用图2对控制部11、和操作杆倾转机构13的整体结构进行说明。图2是表示被配置在固定框架1内的控制部11、和操作杆倾转机构13的整体结构的图。控制部11和操作杆倾转机构13被配置在固定框架1内。控制部11与训练指示部5以能够收发信号的方式连接。控制部11接收从训练指示部5发送的操作杆动作指令。另外，控制部11与X轴方向倾转马达135b(后述)、Y轴方向倾转马达135a(后述)、以及伸缩马达359(图3)电连接。因此，控制部11基于操作杆动作指令来驱动上述3个马达。其中，对于控制部11的结构及动作将在下文中进行详细说明。操作杆倾转机构13经由固定于固定框架1的操作杆倾转机构固定部件15a、15b以能够倾转的方式被安装于固定框架1。由此，操作杆倾转机构13能够使操作杆3沿X轴方向及Y轴方向(2个自由度)倾转。以下，对操作杆倾转机构13的结构进行详细说明。此外，操作杆倾转机构13也可以被构成为能够使操作杆3仅沿X轴方向或Y轴方向(1个自由度)倾转。或者，操作杆倾转机构13也可以通过设定而能够选择使操作杆3以1个自由度倾转或以2个自由度倾转。II.操作杆倾转机构的结构在此，使用图2对本实施方式的操作杆倾转机构13的结构进行说明。操作杆倾转机构13是通过可在2个轴可动的“万向”机构，能够使操作杆3沿X轴方向及Y轴方向倾转的机构。另外，本实施方式的操作杆倾转机构13也能够同时沿X轴方向及Y轴方向双方(即斜向)倾转。在此，X轴方向是指在图2中与固定框架1的长度方向平行的水平方向。Y轴方向是指在图2中与固定框架1的宽度方向平行的水平方向。操作杆倾转机构13具有X轴方向倾转部件131、Y轴方向倾转部件133、以及与它们分别对应的X轴方向倾转马达135b和Y轴方向倾转马达135a。其中，在操作杆倾转机构13使操作杆3以1个自由度倾转的情况下，操作杆倾转机构13只要仅具备X轴方向倾转部件131和X轴方向倾转马达135b，或者仅具备Y轴方向倾转部件133和Y轴方向倾转马达135a即可。或者，即使在操作杆倾转机构13具备上述4个部件和马达的情况下，通过使任意一个部件和马达的组合无效，操作杆倾转机构13也能够使操作杆3以1个自由度倾转。X轴方向倾转部件131被配置在Y轴方向倾转部件133的空间的内侧。另外，X轴方向倾转部件131具有从具有与Y轴平行的法线的2个侧面向外侧延伸的2个轴131a、131b。这2个轴131a、131b分别将X轴方向倾转部件131以能够绕Y轴转动的方式支承在Y轴方向倾转部件133的具有与Y轴平行的法线的2个侧面的各侧面。由此，X轴方向倾转部件131能够改变固定于X轴方向倾转部件131的操作杆3与X轴所成的角度。在此，有时也将能够改变操作杆3与X轴所成的角度称为“沿X轴方向倾转”。其中，操作杆3在一部分被插入于X轴方向倾转部件131的空间S的状态下，固定于X轴方向倾转部件131。同样，Y轴方向倾转部件133具有从具有与X轴平行的法线的2个侧面向外侧延伸的2个轴133a、133b。这2个轴133a、133b分别将Y轴方向倾转部件133以能够绕X轴转动的方式支承在操作杆倾转机构固定部件15a、15b。由此，Y轴方向倾转部件133能够相对于操作杆倾转机构固定部件15a、15b绕X轴转动。结果，Y轴方向倾转部件133能够改变固定于X轴方向倾转部件131的操作杆3与Y轴所成的角度。在此，有时将能够改变操作杆3与Y轴所成的角度称为“沿Y轴方向倾转”。这样，Y轴方向倾转部件133使操作杆3沿Y轴方向倾转，X轴方向倾转部件131使操作杆3沿X轴方向倾转。因此，操作杆倾转机构13能够使操作杆3以2维的自由度倾转。此外，虽然在图2中，X轴方向倾转部件131被配置在Y轴方向倾转部件133的空间的内侧，但也可以设计变更为将X轴方向倾转部件131配置在Y轴方向倾转部件133的空间的外侧，能够使与其对应的部件倾转。Y轴方向倾转马达135a被固定于操作杆倾转机构固定部件15a。另外，Y轴方向倾转马达135a的输出旋转轴经由未图示的减速机构与从Y轴方向倾转部件133延伸的轴133a以能够转动轴133a的方式连接。因此，Y轴方向倾转马达135a使Y轴方向倾转部件133绕X轴转动。并且，Y轴方向倾转马达135a与控制部11电连接。因此，Y轴方向倾转马达135a通过基于控制部11的控制，能够使操作杆3沿Y轴方向倾转。X轴方向倾转马达135b被固定于Y轴方向倾转部件133的4个侧面中的、对从X轴方向倾转部件131延伸的轴131a进行轴支承的侧面。另外，X轴方向倾转马达135b的输出旋转轴经由未图示的减速机构与从X轴方向倾转部件131延伸的轴131a以能够转动轴131a的方式连接。因此，X轴方向倾转马达135b能够使X轴方向倾转部件131绕Y轴转动。并且，X轴方向倾转马达135b与控制部11电连接。因此，X轴方向倾转马达135b通过基于控制部11的控制，能够使操作杆3沿X轴方向倾转。这样，Y轴方向倾转马达135a及X轴方向倾转马达135b通过基于控制部11的控制而使操作杆3相对于X轴方向及Y轴方向的各方向以1个自由度倾转。即，通过具备X轴方向倾转马达135b及Y轴方向倾转马达135a，能够在2维上控制操作杆3。作为Y轴方向倾转马达135a及X轴方向倾转马达135b，例如能够使用伺服马达、无刷马达等电动马达。(3)操作杆的结构I.整体结构接下来，使用图3对操作杆3的结构进行说明。首先，对操作杆3的整体结构进行说明。图3是表示操作杆3的结构的图。操作杆3具备肢部支承部件31、固定支柱(stay)33、以及伸缩机构35。肢部支承部件31被固定于伸缩机构35的罩353(后述)的上端部。肢部支承部件31是支承患者的肢部的部件。固定支柱33形成操作杆3的主体。另外，固定支柱33具有收纳伸缩机构35的可动支柱351(后述)的空间S’。并且，固定支柱33具有用于将操作杆3固定于操作杆倾转机构13的X轴方向倾转部件131的固定部件(未图示)。通过利用固定支柱33的该固定部件将固定支柱33固定于X轴方向倾转部件131，使得操作杆3被固定于操作杆倾转机构13。伸缩机构35以能够沿固定支柱33的长度方向移动的方式被设置于固定支柱33。由此，操作杆3能够沿操作杆3的长度方向伸缩。以下，对伸缩机构35的结构进行详细说明。II.伸缩机构的结构接下来，使用图3对伸缩机构35的结构进行说明。伸缩机构35具有可动支柱351、罩353、螺母355、螺杆轴357(后述)、以及伸缩马达359。可动支柱351被插入到在固定支柱33设置的空间S’。另外，可动支柱351具有未图示的滑动单元。该滑动单元以能够滑动的方式与在固定支柱33的内壁设置的导轨37卡合。结果，可动支柱351能够在设置于固定支柱33的空间S’内沿着导轨37移动。罩353被固定于可动支柱351的上端部。由此，罩353能够根据可动支柱351的移动而沿操作杆3的长度方向移动。另外，罩353在上端部具备肢部支承部件31。因此，罩353能够使肢部支承部件31沿固定支柱33的长度方向移动。螺母355被安装于可动支柱351的底部。螺母355将螺杆轴357拧合。螺杆轴357是沿与固定支柱33的长度方向平行的方向延伸的、设置有螺纹的部件。另外，螺杆轴357与螺母355拧合。因此，螺杆轴357通过进行旋转，能够将螺母355沿着螺杆轴357的长度方向(即，固定支柱33的长度方向(长边轴线方向))移动。如上所述，由于螺母355被固定于可动支柱351的底部，所以通过螺母355沿着螺杆轴357的长度方向的移动，可动支柱351能够沿着固定支柱33的长度方向移动。伸缩马达359被固定于固定支柱33的底部。另外，伸缩马达359的输出旋转轴以能够绕螺杆轴357旋转的方式连接在螺杆轴357的长度方向的端部。并且，伸缩马达359与控制部11电连接。因此，伸缩马达359通过来自控制部11的控制，能够使螺杆轴357绕螺杆轴357的轴旋转。如上所述，由于螺母355与螺杆轴357拧合，所以螺母355根据螺杆轴357的旋转，能够沿着螺杆轴357的长度方向移动。因此，可动支柱351根据伸缩马达359的旋转，能够沿着固定支柱33的长度方向(长边轴线方向)移动。(4)控制部的结构I.整体结构接下来，使用图4对控制部11的整体结构进行说明。图4是表示控制部11的整体结构的图。作为控制部11，能够使用例如具备CPU、RAM、ROM、硬盘装置、SSD等存储装置、转换电信号的接口等的微型计算机系统等。另外，下文中说明的控制部11的功能的一部分或全部可以作为能够在微型计算机系统中执行的程序来实现。另外，该程序可以存储于微型计算机系统的存储装置。并且，控制部11的功能的一部分或全部可以通过专用集成电路等来实现。控制部11具有指令建立部111和马达控制部113a、113b、113c。指令建立部111与训练指示部5、马达控制部113a、113b、113c以能够收发信号的方式连接。指令建立部111基于从训练指示部5发送的操作杆动作指令，建立用于马达控制部113a、113b、113c分别驱动Y轴方向倾转马达135a、X轴方向倾转马达135b、及伸缩马达359的指令。指令建立部111中建立的指令有速度指令和位置指令。速度指令是用于控制马达的旋转速度(操作杆3的单位时间的倾转角度或伸缩的长度的变化量)的指令。另外，位置指令是用于控制操作杆3的倾转角度或伸缩长度的指令。在如后所述，马达控制部113a、113b、113c基于速度指令控制上述马达时，上述马达被控制成追随由速度指令指示的速度。即，在速度指令所指示的速度和实际的马达的旋转速度之间存在差(速度偏差)时，马达控制部113a、113b、113c以消除速度偏差的方式控制上述马达。另一方面，在马达控制部113a、113b、113c基于位置指令控制上述马达时，上述马达将操作杆3的倾转角度或伸缩长度控制成追随位置指令所指示的倾转角度(指示倾转角度)或伸缩长度(指示伸缩长度)。即，在位置指令所指示的倾转角度和操作杆3的实际的倾转角度、或者位置指令所指示的伸缩长度和操作杆3的实际的伸缩长度之间存在差(位置偏差)时，马达控制部113a、113b、113c以消除位置偏差的方式控制上述马达。其中，指令建立部111中建立的速度指令及位置指令是时间的函数。另一方面，从训练指示部5发送的操作杆动作指令至少包含与使操作杆3移动至什么倾转角度相关的信息(目标位置信息)、和与操作杆3的单位时间的倾转角度或伸缩长度的变化量(倾转角度速度或伸缩长度速度)相关的信息(目标速度信息)，还包含与用于使操作杆3的倾转角度速度或伸缩长度速度到达所期望的倾转角度速度或伸缩长度速度的加速度相关的信息(加速度信息)、和与用于使操作杆3从动作状态成为停止状态的减速度相关的信息(减速度信息)。即，在成为建立速度指令及位置指令的根源的操作杆动作指令中不包含与时间相关的信息。然而，在操作杆动作指令中包含与距离相关的信息(与目标位置信息对应)、与速度相关的信息(与目标速度信息对应)，还包含与加速度相关的信息(与加速度信息及减速度信息对应)。因此，能够根据这些信息算出与时间相关的信息。因而，指令建立部111通过恰当地组合操作杆动作指令所包含的目标位置信息、目标速度信息、还有加速度信息以及减速度信息而进行计算，能够建立作为时间函数的速度指令及位置指令。另外，指令建立部111中建立的速度指令有图5A及图5B所示那样的2种速度指令。1种是如图5A所示，仅包含使马达以恒定加速度加速的加速指令和使马达以恒定减速度减速的减速指令的速度指令。若将这样的速度指令表示在以时间为横轴、速度为纵轴的坐标上，则成为三角形状的图表。因此，有时也会将这样的速度指令称为三角速度轨道型的速度指令。速度指令为三角速度轨道的情况，例如是在从当前的操作杆3的倾转角度到在训练指示部5中指示的操作杆3的目标倾转角度之间移动的操作杆3的移动距离较短的情况、被操作杆动作指令指示的马达的加速度或减速度较小的情况等。这样，通过速度指令中包含加速指令和减速指令，马达控制部113a、113b、113c能够顺利地控制马达。还有1种是如图5B所示，除了加速指令和减速指令之外还包含使马达以一定速度旋转的恒速指令的速度指令。若将这样的速度指令表示在以时间为横轴、以速度为纵轴的坐标上，则成为梯形形状的图表。因此，有时也会将这样的速度指令称为梯形速度轨道型的速度指令。速度指令为梯形速度轨道的情况，例如是在从当前的操作杆3的倾转角度到在训练指示部5中指示的操作杆3的目标倾转角度之间移动的操作杆3的移动距离较大的情况、马达的加速度或减速度较大的情况等。这样，通过速度指令还包含恒速指令，即使在操作杆3以较大的倾转角度进行动作的情况下，马达控制部113a、113b、113c也能够使马达顺利地进行动作。另一方面，若将指令建立部111中建立的位置指令表示在以时间为横轴、以位置(倾转角度)为纵轴的坐标上，则成为图6所示那样的形状。位置指令与速度指令的时间的积分值对应。图6所示的位置指令是与图5B所示的梯形速度轨道型的速度指令对应的位置指令。因此，在梯形速度轨道型的速度指令中，在速度以正的斜率增加的时间从0到t1(加速指令区间)的期间，位置指令成为在时间为0时达到顶点的向下凸的抛物线形状。在速度指令中速度成为与水平轴平行的直线为止的、时间从t1到t2(恒速指令区间)的期间，位置指令以正的斜率线性增加。而且，在速度指令中速度以负的斜率减少的、从时间t2到t3(减速指令区间)的期间，位置指令成为时间为t3时达到顶点的向上凸的抛物线形状。马达控制部113a、113b、113c与指令建立部111以能够收发信号的方式连接。因此，马达控制部113a、113b、113c能够从指令建立部111接收速度指令及位置指令。另外，马达控制部113a、113b、113c分别与Y轴方向倾转马达135a、X轴方向倾转马达135b、伸缩马达359电连接。因此，马达控制部113a、113b、113c能够基于速度指令及/或位置指令控制上述的马达。并且，马达控制部113a、113b、113c分别与Y轴方向倾转马达135a用的第一旋转信息输出传感器135a－1、X轴方向倾转马达135b用的第二旋转信息输出传感器135b－1、伸缩马达359用的第三旋转信息输出传感器359－1以能够收发信号的方式连接。第一旋转信息输出传感器135a－1、第二旋转信息输出传感器135b－1、第三旋转信息输出传感器359－1分别被固定于Y轴方向倾转马达135a的输出旋转轴、X轴方向倾转马达135b的输出旋转轴、伸缩马达359的输出旋转轴是惯例。由此，第一旋转信息输出传感器135a－1、第二旋转信息输出传感器135b－1、第三旋转信息输出传感器359－1能够分别输出Y轴方向倾转马达135a的旋转量、X轴方向倾转马达135b的旋转量、伸缩马达359的旋转量。作为第一旋转信息输出传感器135a－1、第二旋转信息输出传感器135b－1、第三旋转信息输出传感器359－1，可使用能够测定马达的输出旋转轴的旋转量的传感器。作为这样的传感器，例如能够优选使用增量型编码器、绝对型编码器等编码器。在将编码器用作传感器的情况下，第一旋转信息输出传感器135a－1、第二旋转信息输出传感器135b－1、及第三旋转信息输出传感器359－1分别输出与Y轴方向倾转马达135a的旋转量、X轴方向倾转马达135b的旋转量、伸缩马达359的旋转量相应的脉冲信号。这样，通过马达控制部113a、113b、113c与测定马达的输出旋转轴的旋转量的第一旋转信息输出传感器135a－1、第二旋转信息输出传感器135b－1、第三旋转信息输出传感器359－1连接，马达控制部113a、113b、113c能够考虑实际的马达的旋转量等来控制上述的马达。接下来，对马达控制部113a、113b、113c进行详细说明。在以下说明中，将马达控制部113a作为例子来进行说明。这是因为其它的马达控制部113b、113c也具有与马达控制部113a相同的结构，进行相同的动作。II.马达控制部的结构使用图7A对马达控制部113a的结构进行说明。图7A是表示马达控制部113a的基本结构的图。马达控制部113a具有倾转角度计算部1131、位置偏差计算部1132、反馈电流检测部1133、判断部1134、以及马达驱动部1135。倾转角度计算部1131与第一旋转信息输出传感器135a－1以能够收发信号的方式连接。由此，与由第一旋转信息输出传感器135a－1测定出的Y轴方向倾转马达135a的输出旋转轴的旋转量相应地输出的脉冲信号被输入至倾转角度计算部1131。而且，倾转角度计算部1131根据从第一旋转信息输出传感器135a－1输出的脉冲信号所包含的脉冲数来算出操作杆3的倾转角度。位置偏差计算部1132与倾转角度计算部1131以能够收发信号的方式连接。由此，在倾转角度计算部1131中算出的操作杆3的倾转角度被输入至位置偏差计算部1132。另外，位置偏差计算部1132与指令建立部111以能够收发信号的方式连接。由此，由指令建立部111建立的位置指令被输入至位置偏差计算部1132。位置偏差计算部1132将在倾转角度计算部1131中算出的实际的操作杆3的倾转角度与在位置指令中指示的操作杆3的倾转角度(指示倾转角度)之差作为位置偏差来算出。另外，位置偏差计算部1132按预先设定的每个第一时间T1算出位置偏差。此外，对于决定算出位置偏差的时刻的第一时间T1，可以根据需要任意进行设定。反馈电流检测部1133与马达驱动部1135(后述)的输出电连接。由此，反馈电流检测部1133能够检测从马达驱动部1135输出至Y轴方向倾转马达135a的反馈电流I的电流值。该情况下，作为反馈电流检测部1133，可使用能够测定流过马达的绕组的电流值的装置。例如，作为反馈电流检测部1133，能够使用分流电阻、钳位电流计或变流器等。或者，反馈电流检测部1113也可以检测从速度控制部1135－1(图8)及/或位置控制部1135－2(图8)输出、用于控制电力供给部1135－4(图8)的第一控制量及/或第二控制量的信号值。该情况下，反馈电流检测部1133与马达驱动部1135的电力供给部1135－4(图8)的输入以能够收发信号的方式连接。该情况下，反馈电流检测部1133检测从合成部1135－7(图8)输出的、第一控制量与第二控制量的合成控制量。由此，反馈电流检测部1133不需要测定在马达的绕组中流动的电流值的装置，就能够预测反馈电流I的电流值。另外，反馈电流检测部1133具有用于判定反馈电流I的电流值是否为第一电流值I1以上的判定部(未图示)。判断部1134与位置偏差计算部1132及反馈电流检测部1133以能够收发信号的方式连接。判断部1134判断(i)在位置偏差计算部1132中算出的第一时间T1(后述)的期间发生的位置偏差是否为第一阈值φ1(后述)以上、及(ii)在反馈电流检测部1133中检测出的、反馈电流I的电流值为第一电流值I1(后述)以上的时间是否持续第二时间T2(后述)以上。而且，在上述条件(i)或(ii)为“真”的情况下，判断为错误。马达驱动部1135与赋予位置指令和速度指令的指令建立部111(指令建立部111与位置指令及速度指令的关系未被图示)以能够收发信号的方式连接。因此，位置指令及速度指令从指令建立部111被输入至马达驱动部1135。另外，马达驱动部1135与Y轴方向倾转马达135a电连接。并且，马达驱动部1135与第一旋转信息输出传感器135a－1以能够收发信号的方式连接。因此，马达驱动部1135能够基于速度指令及/或位置指令和Y轴方向倾转马达135a的旋转量，来控制Y轴方向倾转马达135a。其中，对于马达驱动部1135的详细内容将在下文中描述。作为图7B所示的第一变形例，马达控制部113a可以还具有累计时间计测部1136。累计时间计测部1136与位置偏差计算部1132以能够收发信号的方式连接。累计时间计测部1136计测在位置偏差计算部1132中算出的第一时间T1的期间发生的位置偏差为第二阈值φ2(后述)以上且小于第一阈值φ1的时间(累计时间tA)。另外，累计时间计测部1136与判断部1134以能够收发信号的方式连接。由此，累计时间计测部1136能够将计测出的累计时间tA输出至判断部1134。在马达控制部113a具有累计时间计测部1136的第一变形例中，判断部1134在累计时间tA为第三时间T3(后述)以上的情况下，判断为错误。由此，相对于具有小于第一阈值φ1的值的第一时间T1时的位置偏差、即缓慢变化的位置偏差，能够持续训练至第三时间T3。另外，判断部1134能够根据缓慢变化的位置偏差来预测Y轴方向倾转马达135a为了使操作杆3动作所需的负荷。因此，即使在不能检测反馈电流值的情况下，通过计测在累计时间计测部1136中缓慢变化的位置偏差所持续的时间，也能够计测对Y轴方向倾转马达135a施加某一规定值以上的负荷的状态所持续的时间。作为图7C所示的第二变形例，马达控制部113a可以具有反馈电流限制部1137。反馈电流限制部1137与判断部1134及马达驱动部1135以能够收发信号的方式连接。反馈电流限制部1137在判断部1134中判断出错误时，限制从马达驱动部1135输出的反馈电流值。若在反馈电流限制部1137中反馈电流值被限制，则从马达驱动部1135输出Y轴方向倾转马达135a的额定电流值以下的电流值、即作为具有额定电流IR的比1小的规定倍数a的电流值(a×IR)的第二电流值I2的反馈电流I。III.马达驱动部的结构接下来，使用图8对马达驱动部1135的结构进行说明。图8是表示马达驱动部1135的结构的图。马达驱动部1135具有速度控制部1135－1、位置控制部1135－2、速度计算部1135－3、电力供给部1135－4、电流限制部1135－5、第一偏差计算部1135－6a、第二偏差计算部1135－6b、合成部1135－7、切换部1135－8、以及位置偏差设定部1135－9。速度控制部1135－1与第二偏差计算部1135－6b以能够收发信号的方式连接。因此，速度控制部1135－1输入在第二偏差计算部1135－6b中算出的、由速度指令指示的速度(指示速度)与Y轴方向倾转马达135a的实际的速度之差(速度偏差)。速度控制部1135－1基于被输入的速度偏差来算出用于控制电力供给部1135－4的第一控制量。此时，速度控制部1135－1以消除被输入的速度偏差的方式算出第一控制量。即，速度控制部1135－1算出使实际的马达的速度追随指示速度那样的第一控制量。作为速度控制部1135－1，例如能够使用基于控制理论计算出消除速度偏差那样的控制量的控制装置。作为这样的控制装置，例如有采用了PID(ProportionalIntegralDifferential，比例积分微分)控制理论的控制装置等。在本实施方式中，作为速度控制部1135－1，使用采用了PI(ProportionalIntegral)控制理论的控制装置。在速度控制部1135－1是采用了PI控制理论的控制装置的情况下，若将速度偏差设为Δv，则第一控制量被表示为Kpv×Δv+Kiv×Int(Δv)。在此，Int(Δv)是速度偏差Δv的时间积分值。Kpv、Kiv是被称为控制增益的常数。位置控制部1135－2与第一偏差计算部1135－6a以能够收发信号的方式连接。因此，对位置控制部1135－2输入在第一偏差计算部1135－6a中算出的、由位置指令指示的倾转角度(指示倾转角度)与操作杆3的实际的倾转角度之差(位置偏差)。另外，位置控制部1135－2基于位置偏差来算出用于控制电力供给部1135－4的第二控制量。即，位置控制部1135－2算出使操作杆3的实际的倾转角度追随指示倾转角度那样的(消除位置偏差那样的)第二控制量。作为位置控制部1135－2，与速度控制部1135－1同样，能够使用进行基于控制理论的控制的控制装置。在本实施方式中，使用采用了PI控制理论的控制装置作为位置控制部1135－2。该情况下，若将位置偏差设为Δθ，则第二控制量被表示为Kpp×Δθ+Kip×Int(Δθ)。在此，Int(Δθ)是位置偏差Δθ的时间积分值。Kpp、Kip是被称为控制增益的常数。速度计算部1135－3与第一旋转信息输出传感器135a－1以能够收发信号的方式连接。由此，速度计算部1135－3根据从第一旋转信息输出传感器135a－1输出的脉冲信号来算出Y轴方向倾转马达135a的旋转速度。其中，Y轴方向倾转马达135a的旋转速度能够根据脉冲信号中的单位时间的脉冲数来算出。电力供给部1135－4经由合成部1135－7与速度控制部1135－1连接。另外，电力供给部1135－4经由合成部1135－7及切换部1135－8与位置控制部1135－2连接。由此，只有从速度控制部1135－1输出的第一控制量被输入至电力供给部1135－4，或者第一控制量与从位置控制部1135－2输出的第二控制量在合成部1135－7中被合成而输入至电力供给部1135－4。在只有第一控制量被输入至电力供给部1135－4的情况下，电力供给部1135－4仅基于使Y轴方向倾转马达135a的速度(旋转速度)追随指示速度的第一控制量来输出反馈电流I。由此，马达驱动部1135能够以使马达的旋转速度追随指示速度的方式驱动Y轴方向倾转马达135a。另一方面，在第一控制量和第二控制量双方在合成部1135－7中被合成而输入至电力供给部1135－4的情况下，电力供给部1135－4输出使马达的旋转速度追随指示速度且使操作杆3的倾转角度追随指示倾转角度那样的反馈电流I。由此，马达驱动部1135不仅使马达的旋转速度追随指示速度，还以使操作杆3的倾转角度追随指示倾转角度的方式驱动Y轴方向倾转马达135a。其中，在本实施方式中，从电力供给部1135－4输出基于第一控制量及/或第二控制量控制的电流(反馈电流I)。然而，从电力供给部1135－4输出的不限于反馈电流。例如，也可以从电力供给部1135－4输出基于第一控制量及/或第二控制量控制了电压值及/或占空比的电压。电流限制部1135－5与电力供给部1135－4的输出及Y轴方向倾转马达135a电连接。另外，电流限制部1135－5与反馈电流限制部1137以能够收发信号的方式连接。因此，在电流限制部1135－5从反馈电流限制部1137接收到限制反馈电流I的指令时，电流限制部1135－5以从电力供给部1135－4输出的反馈电流值不成为预先设定的第二电流值I2以上的方式限制反馈电流值。此时，在电流限制部1135－5中，设定有Y轴方向倾转马达135a的额定电流IR的比1小的规定倍数a的电流值(a×IR)作为第二电流值I2。由此，在判断部1134中发生了错误时，能够将输入至Y轴方向倾转马达135a的反馈电流I限制在额定电流值以下。第一偏差计算部1135－6a、第二偏差计算部1135－6b分别具有2个输入(被赋予了“+”的输入和被赋予了“－”的输入)。第一偏差计算部1135－6a及第二偏差计算部1135－6b的被赋予了“+”的输入与指令建立部111以能够收发信号的方式连接。而且，从指令建立部对第一偏差计算部1135－6a的被赋予了“+”的输入输入位置指令，对第二偏差计算部1135－6b的被赋予了“+”的输入输入速度指令。另外，第一旋转信息输出传感器135a－1与第一偏差计算部1135－6a的被赋予了“－”的输入以能够收发信号的方式连接。由此，与在速度计算部1135－3中算出的Y轴方向倾转马达135a的旋转量相应地输出的脉冲信号被输入至第一偏差计算部1135－6a的被赋予了“－”的输入。而且，第二偏差计算部1135－6b的被赋予了“－”的输入与速度计算部1135－3的输出以能够收发信号的方式连接。由此，Y轴方向倾转马达135a的旋转速度被输入至第二偏差计算部1135－6b的被赋予了“－”的输入。因此，在第一偏差计算部1135－6a中算出位置指令所指示的指示倾转角度与操作杆3的实际的倾转角度之差、即位置偏差。另一方面，在第二偏差计算部1135－6b中算出速度指令所指示的指示速度与Y轴方向倾转马达135a的旋转速度之差、即速度偏差。合成部1135－7将从速度控制部1135－1输出的第一控制量及从位置控制部1135－2输出的第二控制量合成(合成控制量)而向电力供给部1135－4输出。在此，合成控制量是指对第一控制量及第二控制量进行适当的加权而相加得到的控制量。通过适当地调节对第一控制量赋予的加权和对第二控制量赋予的加权的大小，能够调整是更加重视使Y轴方向倾转马达135a的旋转速度追随指示速度那样的控制(速度控制)、还是更加重视使操作杆3的倾转角度追随指示倾转角度那样的控制(位置控制)。切换部1135－8与位置控制部1135－2的输出及合成部1135－7的输入连接。另外，切换部1135－8与指令建立部111及第一旋转信息输出传感器135a－1以能够收发信号的方式连接。由此，在从第一旋转信息输出传感器135a－1输出的脉冲数(即，操作杆3的实际的倾转角度)成为与速度指令所指示的减速开始位置对应的值时，切换部1135－8将切换部1135－8的开关接通。即，在Y轴方向倾转马达135a的旋转量成为与速度指令所指示的减速开始位置对应的值时，切换部1135－8能够将作为来自位置控制部1135－2的输出的第二控制量输入至合成部1135－7。由此，仅在速度指令是减速指令时，切换部1135－8能够将从位置控制部1135－2输出的第二控制量反映到Y轴方向倾转马达135a的控制中。结果，在执行减速指令时，操作杆3能够减小最大偏差而到达目标倾转角度。位置偏差设定部1135－9与第一偏差计算部1135－6a的输出及位置控制部1135－2的输入以能够收发信号的方式连接。另外，位置偏差设定部1135－9与指令建立部111及第一旋转信息输出传感器135a－1以能够收发信号的...