步行训练系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及步行训练系统，更具体地涉及具有一对框架和训练者在其上步行的输送机的步行训练系统，其中辅助者将脚放置在一对框架并且每个框架上放置一只脚。
【背景技术】
[0002]日本专利申请公开N0.2011-50451(JP 2011-50451 A)公开了一种在用户无需穿戴特定测定测量设备的情况下可以测量在用户步行训练期间的步行状态的步行数据的技术。日本专利申请公开N0.2011-50451 (JP 2011-50451 A)中所公开的步行康复装置包括用户在其上放置脚的一对左右皮带。该步行康复装置还包括检测单元和步行数据测量单元。检测单元以预定时间间隔检测在用于操作该对左右皮带的电动机中流动的电流值。步行数据测量单元检测由检测单元所检测的电流值，以确定用户处于站立脚状态还是摆动脚状态，并且以图表的形式在监视器上显示确定结果。
[0003]然而，日本专利申请公开N0.2011-50451(JP 2011-50451 A)中所公开的步行康复装置具有以下问题:该装置无法检测训练者不能很好行走和离开皮带的状态。也就是说，日本专利申请公开N0.2011-50451 (JP 2011-50451 A)中所公开的步行康复装置具有以下问题:该装置无法检测在步行训练期间可能产生的异常状态
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种可以检测步行训练期间的异常状态的步行训练系统。
[0005]根据本发明的第一方面，步行训练系统包括训练者在其上步行的带式输送机、一对框架、传感器和控制装置。一对框架被定位在带式输送机的两侧并且每侧一个框架。辅助者可以将两只脚中的每只脚放置在框架上。传感器被配置成测量框架上的脚的存在状态。控制装置被配置成基于传感器的测量结果来确定框架上是否存在三只或更多只脚。控制装置被配置成:当确定存在三只或更多只脚时执行异常时期控制。
[0006]根据该配置，可以检测训练者在步行期间失去平衡并且离开输送机的情形。也就是说，可以检测步行训练期间的异常状态。
[0007]在上述方面中，传感器可以测量来自脚的到所述框架上的负荷。控制装置可以被配置成:当传感器测量到负荷时确定框架上存在脚。
[0008]与基于光学测量结果做出确定的情况相比，根据该配置，可以实现抗沾污、低成本的系统。
[0009]在上述方面中，传感器可以测量来自脚的到框架上的负荷分布。控制装置可以被配置成:如果两个负荷分布之间的长度长于预定长度，则确定存在两只脚。控制装置可以被配置成:如果两个负荷分布之间的长度等于或短于预定长度，则确定存在一只脚。
[0010]根据该配置，当针对辅助者的一只脚检测到两个负荷分布时，可以防止两个负荷分布被不正确地确定为以下两个负荷分布的情形:一个对应训练者的脚的负荷分布以及另一个对应辅助者的脚的负荷分布。
[0011]在上述方面中，传感器可以包括多个负荷传感器，多个负荷传感器中的每个负荷传感器测量来自脚的到框架上的负荷分布。多个负荷传感器可以以靠近在一起的方式来布置在框架上的与训练者的移动方向相反的方向上的一侧的预定范围内。
[0012]根据该配置，可以减少负荷传感器201的数目，并且因此可以降低成本。
[0013]在上述方面中，传感器可以包括开/关传感器。当脚放置在框架上的布置有多个负荷传感器的范围之外的部分中时，开/关传感器被接通;当脚未放置所述部分中时，开/关传感器被断开。控制装置可以被配置成:当基于多个负荷传感器的测量结果确定出框架上存在两只脚时并且如果开/关传感器被接通，则确定框架上存在三只或更多个只脚。
[0014]根据该配置，可以使用便宜的开/关传感器来降低成本。
[0015]在上述方面中，传感器可以包括多个光电传感器。光电传感器可以对带式输送机与框架之间的边界进行观测。控制装置可以被配置成:如果光电传感器检测到对光的遮挡，则确定框架上存在脚。
[0016]根据该配置，步行训练期间的异常状态可以由除了负荷传感器以外的传感器来检测。
[0017]在上述方面中，控制装置可以被配置成:当被遮挡的光的长度长于预定长度时确定存在两只脚。控制装置可以被配置成:当被遮挡的光的长度等于或短于预定长度时确定存在一只脚。
[0018]根据该配置，可以防止以下情形:由训练者的脚和辅助者的脚对光的遮挡被不正确地确定为由辅助者的一只脚对光的遮挡。
[0019]在上述方面中，传感器可以包括拍摄框架的至少一个相机。控制装置可以被配置成:当通过对由相机执行拍摄所产生的图像进行分析而识别到脚时确定框架上存在脚。
[0020]根据该配置，可以通过除了负荷传感器以外的传感器来检测步行训练期间的异常状态。
[0021]在上述方面中，控制装置可以在异常时期控制时使带式输送机减速。另外，控制装置可以使带式输送机停止。
[0022]根据该配置，训练者可以容易地恢复平衡。
[0023]根据另一方面，步行训练系统包括训练者在其上步行的带式输送机、一对框架、传感器和控制装置。一对框架被定位在带式输送机的两侧，每侧一个框架。辅助者可以将两只脚中的每只脚放置在框架上。传感器可以被配置成测量带式输送机上的脚的存在状态。控制装置可以被配置成基于传感器的测量结果来确定带式输送机上是否存在三只或更多只脚。在确定存在三只或更多只脚的情况下，控制装置执行异常时期控制。
[0024]根据上述本发明的多个方面，可以检测步行训练期间的异常状态。
【附图说明】
[0025]下面将参照附图来描述本发明的示例性实施方式的特征、优点以及技术和工业意义，在所述附图中，相似的附图标记表示相似的元件，并且其中:
[0026]图1是示出第一实施方式中的步行训练系统的配置的示意图；
[0027]图2是示出第一实施方式中的框架和输送机的顶视图；
[0028]图3是示出第一实施方式中的第一确定方法的示意图；
[0029]图4是示出第一实施方式中的第二确定方法的示意图；
[0030]图5是示出第一实施方式中的步行训练系统的控制系统的配置的示意图；
[0031 ]图6A是示出第一实施方式中的步行训练过程的示意图；
[0032]图6B是示出第一实施方式中的步行训练过程的示意图；
[0033]图6C是示出第一实施方式中的步行训练过程的示意图；
[0034]图6D是示出第一实施方式中的步行训练过程的示意图；
[0035]图6E是示出第一实施方式中的步行训练过程的示意图；
[0036]图7是示出第一实施方式中的步行训练系统的处理的流程图；
[0037]图8是示出第二实施方式中的框架和输送机的顶视图；
[0038]图9是示出第二实施方式中的步行训练系统的控制系统的配置的示意图；
[0039]图10是示出第三实施方式中的框架和输送机的顶视图；
[0040]图11是示出第四实施方式中的步行训练系统的配置的示意图；
[0041]图12是示出第四实施方式中的框架和输送机的顶视图；
[0042]图13是示出第四实施方式中红外传感器观测线被遮挡的示例的示意图；
[0043]图14是示出第四实施方式中红外传感器感测线被遮挡的示例的示意图；
[0044]图15是示出第四实施方式中红外传感器感测线被遮挡的示例的示意图；
[0045]图16是示出第四实施方式中步行训练系统的控制系统的配置的示意图；
[0046]图17是示出第五实施方式中步行训练系统的配置的示意图；
[0047]图18是示出第五实施方式中的框架和输送机的顶视图；
[0048]图19是示出第五实施方式中的步行训练系统的控制系统的配置的示意图；以及
[0049]图20是示出第五实施方式中的另一观测方法的示意图。
【具体实施方式】
[0050]下面将参照附图来描述本发明的优选实施方式。下面实施方式中所示的特定数值仅是示例性的，以促进对本发明的理解，除非另有说明，否则所述值不限于这些值。另外，为了描述简洁起见，在下面描述和附图中可必要时省略或简化对于本领域技术人员而言明显的内容。
[0051]〈本发明的第一实施方式〉描述第一实施方式。首先，下面参照图1来描述第一实施方式中的步行训练系统I的配置。如图1所示，步行训练系统I包括跑步机2和控制装置3。
[0052]跑步机2是训练者4在其上进行步行训练的装置。跑步机2用作步行训练装置。控制装置3是控制跑步机2的装置。控制装置3通常是个人计算机(PC)。然而，控制装置3不限于个人计算机，还可以使用诸如平板终端或智能电话的其他信息处理装置。
[0053]跑步机2包括框架21、带式输送机22、机器人23、减轻装置24、电动机箱25、一对扶手26、多个竖直框架部件27以及多个上框架部件28和29。
[0054]框架21是辅助者5在其上放置他或她的每只脚的部件，所述辅助者5辅助训练者4进行步行训练。框架21用作辅助者5在其上放置每只脚的搁脚板。框架21具有至少一对部件，该至少一对部件被布置在带式输送机22的两侧并且每侧一个部件(随后将描述的右框架部分和左框架部分)。该结构使辅助者5能够在以跨在带式输送机22上的方式站在框架21上的同时利用双手来支持和支承在辅助者5前方步行的训练者4。在该实施方式中，训练者4行走的方向被称为“前向”，而与该方向相反的方向被称为“后向”。因此，在图1中，向右方向为“前向”，以及向左方向为“后向”。
[0055]带式输送机22是训练者4在其上步行的部件。带式输送机22用作训练者4在其上步行的步行部件。带式输送机22使其皮带在控制装置3的控制下以使训练者4在后向方向上移动的方式旋转。换言之，带式输送机22的上表面在后向方向上移动。这使训练者4能够继续在预定位置处步行。
[0056]机器人23是辅助训练者4步行的机器人套装。机器人23附接至训练者4的受影响的腿。机器人23在控制装置3的控制下在受影响的腿的活动方面辅助训练者4。例如，机器人23进行操作以以预定的时间间隔弯曲训练者4的膝关节以实现在训练者4步行时受影响的腿的活动。
[0057]减轻装置24通过悬挂训练者4来支承训练者4。减轻装置24使其一端固定在上框架部件29上。减轻装置24的另一端具有附接至训练者4的上身的带状物的形状。这使训练者4即使在其步行训练期间失去平衡也能够维持站立姿势。
[0058]电动机箱25具有带式输送机22的旋转轴(未示出)和使旋转轴旋转的电动机(未示出)。电动机箱25中的电动机在控制装置3的控制下被驱动时使带式输送机22移动。
[0059]扶手26设置在带式输送机22的左侧和右侧。扶手26具有倒U形形状并且使其两的端部联接至框架21的顶面上。这使训练者4能够利用右手和左手握住左右侧扶手26，以使他或她能够容易地维持站立姿势。
[0060]竖直框架部件27是各自直立延伸的部件。尽管图1示出了跑步机2具有四个竖直框架部件27的示例，其中在右前位置、左前位置、右后位置和左后位置中的每个位置处各有一个竖直框架部件，但竖直框架部件27的位置和数目不限于示例所示的那些位置和数目。[