步行训练系统、其控制方法以及非瞬时性的记录介质与流程

1.本发明涉及步行训练系统、其控制方法以及非瞬时性的记录介质。

背景技术：

2.日本特许第6187208公开了一种步行康复训练系统，具有：跑步机(treadmill)；地面反作用力传感器，其测定施加于跑步机的反作用力；腿部机器人，其穿戴于用户的下肢；距离图像摄像头，其拍摄穿戴了腿部机器人的下肢的距离；负荷推定单元，其基于地面反作用力传感器的测定值和距离图像摄像头的拍摄图像，推定用户的左右下肢的脚掌负荷。

技术实现要素：

3.在相关技术中，在用户(训练者)一边接受帮助者的支持、一边进行步行训练的情况下，当帮助者对用户的支持过度时，该用户可能无法进行有效的步行训练。
4.本发明提供一种步行训练系统、其控制方法以及非瞬时性的记录介质，其通过对过度支持训练者的帮助者通知该状况，从而使训练者能够进行有效的步行训练。
5.本发明的第一技术方案涉及的步行训练系统具备：跑步机；重心位置检测部，其构成为根据从搭乘于所述跑步机的传动带的训练者的脚掌接受的负荷，检测该训练者的重心位置；姿势检测部，其构成为检测所述训练者的姿势；重心位置推定部，其构成为根据所述检测到的所述训练者的姿势，推定所述训练者的重心位置；判定部，其构成为判定所述检测到的重心位置与所述推定的重心位置的差量是否超过了预定值；以及通知部，其构成为在由所述判定部判定为所述差量超过了所述预定值的情况下通知该状况。该步行训练系统在一边接受帮助者的支持、一边进行步行训练的训练者的实际的重心位置与根据该训练者的姿势推定的重心位置的差量(偏离)变为了比预定值大的情况下，判断为帮助者对训练者的支持过度，对帮助者通知该状况。由此，接受到通知的帮助者能够减弱对训练者的支持等，因此，训练者能够进行有效的步行训练。
6.在上述第一技术方案中也可以为，所述重心位置检测部是负荷分布传感器，所述负荷分布传感器被设置成在所述跑步机的传动带的下侧不与该传动带联动，构成为对从搭乘于所述跑步机的传动带的所述训练者的脚掌接受的负荷的分布进行检测。
7.在上述第一技术方案中也可以为，所述重心位置检测部具备：一组负荷传感器，其构成为被装戴于所述训练者的右腿和左腿各自的脚掌；和第1拍摄部，其构成为至少对所述训练者的右腿和左腿进行拍摄，所述重心位置检测部构成为：基于由所述一组负荷传感器检测到的负荷、和根据所述第1拍摄部的拍摄影像确定的所述训练者的右腿和左腿各自的位置，检测所述训练者的重心位置。
8.在上述第一技术方案中也可以为，所述姿势检测部具有：第2拍摄部，其构成为拍摄所述训练者；和姿势信息提取部，其构成为从由所述第2拍摄部得到的所述训练者的拍摄影像提取与所述训练者的姿势有关的信息，所述重心位置推定部构成为：根据由所述姿势信息提取部提取到的所述训练者的姿势，推定所述训练者的重心位置。
9.在上述第一技术方案中也可以为，所述姿势检测部具有：红外线传感器，其构成为检测所述训练者；和姿势信息提取部，其构成为从由所述红外线传感器得到的所述训练者的检测结果提取与所述训练者的姿势有关的信息，所述重心位置推定部构成为：根据由所述姿势信息提取部提取到的所述训练者的姿势，推定所述训练者的重心位置。
10.在上述第一技术方案中也可以为，所述预定值根据所述训练者的步行速度和所述训练者的预定部位的动作速度中的至少任一方来决定。
11.在上述第一技术方案中也可以为，所述训练者的步行速度越快，则所述预定值被设定为越大的值，所述训练者的步行速度越慢，则所述预定值被设定为越小的值。
12.在上述第一技术方案中也可以为，所述预定值被决定为使得不进行帮助者对所述训练者的支持的情况下的所述检测到的重心位置与所述推定的重心位置的差量被抵消。
13.在上述第一技术方案中也可以为，所述通知部当检测到预定的异常动作时，即使是在所述检测到的重心位置与所述推定的重心位置的差量超过了所述预定值的情况下，也不通知该状况。
14.本发明的第二技术方案涉及的步行训练系统的控制方法包括：使用重心位置检测部，根据从搭载于跑步机的传动带的训练者的脚掌接受的负荷，检测该训练者的重心位置；检测所述训练者的姿势；使用重心位置推定部，根据所检测到的所述训练者的姿势，推定所述训练者的重心位置；判定所述检测到的重心位置与所述推定的重心位置的差量是否超过了预定值；以及在判定为所述差量超过了所述预定值的情况下通知该状况。该步行训练系统的控制方法在一边接受帮助者的支持、一边进行步行训练的训练者的实际的重心位置与根据该训练者的姿势推定的重心位置的差量(偏离)变为了比预定值大的情况下，判断为帮助者对训练者的支持过度，对帮助者通知该状况。由此，接受到通知的帮助者能够减弱对训练者的支持等，因此，训练者能够进行有效的步行训练。
15.本发明的第三技术方案是一种非瞬时性的记录介质，保存能够由一个或者多个处理器执行的命令，所述命令是使所述一个或者多个处理器执行以下功能的命令。所述功能包括：使用重心位置检测部，根据从搭载于跑步机的传动带的训练者的脚掌接受的负荷，检测该训练者的重心位置；检测所述训练者的姿势；使用重心位置推定部，根据所检测到的所述训练者的姿势，推定所述训练者的重心位置；判定所述检测到的重心位置与所述推定的重心位置的差量是否超过了预定值；以及在判定为所述差量超过了所述预定值的情况下通知该状况。根据该非瞬时性的记录介质，在一边接受帮助者的支持、一边进行步行训练的训练者的实际的重心位置与根据该训练者的姿势推定的重心位置的差量(偏离)变为了比预定值大的情况下，判断为帮助者对训练者的支持过度，对帮助者通知该状况。由此，接受到通知的帮助者能够减弱对训练者的支持等，因此，训练者能够进行有效的步行训练。
16.根据本发明的各技术方案，能够提供一种步行训练系统、其控制方法以及非瞬时性的记录介质，其通过对过度支持训练者的帮助者通知该状况，从而使训练者能够进行有效的步行训练。
附图说明
17.下文将参照附图说明本发明示例性实施例的特征、优点以及技术和产业的意义，其中相同的标号表示同样的要素，并且，其中：
18.图1是表示实施方式1涉及的步行训练装置的一个构成例的整体概念图。
19.图2是设置于图1所示的步行训练装置的跑步机的一部分的概略侧视图。
20.图3是表示设置于图1所示的步行训练装置的步行辅助装置的一个构成例的概略立体图。
21.图4是表示图1所示的步行训练装置的系统构成例的框图。
22.图5是用于对图1所示的步行训练装置的动作进行说明的图。
23.图6是用于对图1所示的步行训练装置的动作进行说明的图。
24.图7是用于对图1所示的步行训练装置的动作进行说明的图。
具体实施方式
25.以下，通过发明的实施方式对本发明进行说明，但并不是将权利要求书涉及的发明限定为以下的实施方式。另外，不限于在实施方式中说明的全部构成是作为用于解决问题的技术方案所必需的。为了说明的明确化，以下的记载以及附图被适当地进行省略以及简化。在各附图中，对相同的要素赋予同一标号，根据需要而省略重复说明。
26.实施方式1
27.图1是表示实施方式1涉及的步行训练装置的一个构成例的整体概念图。本实施方式涉及的步行训练装置100是对训练者(用户)900的康复训练进行辅助的康复训练辅助装置的一个具体例，特别地是对步行训练进行辅助的步行训练装置的一个具体例。步行训练装置100是用于供训练者900按照训练工作人员901的指导进行步行训练的装置，该训练者900是一条腿患有麻痹的偏瘫患者。在此，训练工作人员901例如可以为师(理学师)或者医生，通过指导或者帮助等对训练者的训练进行辅助，因此，也可以称为训练指导者、训练帮助者、训练辅助者等。步行训练装置100也可以称为步行训练系统。此外，以下的说明中的上下方向、左右方向、前后方向是将训练者900的方向作为基准的方向。
28.步行训练装置100主要具备：控制盘133，其安装于构成整体骨架的框架130；跑步机131，其供训练者900步行；以及步行辅助装置(机械腿)120，其穿戴于作为训练者900的麻痹侧的腿部的患腿。
29.跑步机131是促使训练者900进行步行的装置，进行步行训练的训练者900踩在传动带1311上，按照传动带1311的移动来尝试步行动作。此外，训练工作人员901例如也能够如图1所示那样站立在训练者900背后的传动带1311上一起进行步行动作，但通常优选处于在横跨传动带1311的状态下站立等的、容易帮助训练者900的状态。
30.图2是跑步机131的一部分的概略侧视图。
31.如图2所示，跑步机131至少具备环状的传动带1311、滑轮1312以及未图示的马达。另外，在传动带1311的内侧(训练者900搭乘的面的传动带1311的下侧)以不与传动带1311联动的方式设置有负荷分布传感器222。但是，负荷分布传感器222也可以以与该传动带1311联动的方式设置在传动带1311的上侧。此外，负荷分布传感器222是重心位置检测部225的一个例子。关于重心位置检测部225的其他例子，将在后面进行描述。
32.负荷分布传感器222由多个传感器构成，这些多个传感器呈矩阵状配置在对训练者900的脚掌进行支承的传动带1311的下侧。负荷分布传感器222通过使用这些多个传感器，能够对从训练者900的脚掌接受的面压(负荷)的大小以及分布进行检测。例如，负荷分
布传感器222是呈矩阵状配置了多个电极的电阻变化检测型的负荷检测片。根据负荷分布传感器222的检测结果，能够判别训练者900的步行状态(各腿是处于支撑腿状态、还是处于抬升腿状态等)。关于基于负荷分布传感器222的检测结果判别训练者900的步行状态的判别方法的详细，将在后面进行描述。
33.在跑步机131中，例如通过后述的整体控制部210基于负荷分布传感器222的检测结果判别训练者900的步行状态，与该步行状态相应地使用未图示的马达来使滑轮1312旋转，从而使环状的传动带1311旋转(移动)。由此，训练者900能够不会走出传动带1311地进行步行训练。
34.框架130立设在设置于地面的跑步机131上，支承控制盘133、训练用监视器138等，该控制盘133容纳进行马达、传感器的控制的整体控制部210，该训练用监视器138是对训练者900提示训练的进展状况等的例如液晶面板。另外，框架130在训练者900的头上部前方附近支承前侧拉伸部135，在头上部附近支承保护带(harness)拉伸部112，在头上部后方附近支承后侧拉伸部137。另外，框架130包括用于训练者900抓住的扶手130a。
35.扶手130a配置在训练者900的左右两侧。各个扶手130a配置在与训练者900的步行方向平行的方向上。扶手130a的上下位置和左右位置能够进行调整。也即是，扶手130a可以包括对其高度和宽度进行变更的机构。进一步，扶手130a例如也可以构成为：通过进行调整以使高度在步行方向的前方侧和后方侧不同，能够变更其倾斜角度。例如，扶手130a可以带有如沿着步行方向逐渐变高那样的倾斜角度。
36.另外，在扶手130a设置有对从训练者900接受的负荷进行检测的扶手传感器218。例如，扶手传感器218可以设为呈矩阵状配置了电极的电阻变化检测型的负荷检测片。另外，扶手传感器218也可以为使三轴加速度传感器(x，y，z)和三轴陀螺仪传感器(roll，pitch，yaw)复合而得到的六轴传感器。但是，扶手传感器218的种类、设置位置无关紧要。
37.摄像头140承担作为用于对训练者900的全身进行观察的拍摄部的功能。摄像头140在训练用监视器138的附近设置为与训练者900相对。摄像头140拍摄训练中的训练者900的静止图像、动态图像。摄像头140包括使得成为能捕捉训练者900的全身的程度的视角的透镜和拍摄元件的组。拍摄元件例如为cmos(complementary metal-oxide-semiconductor，互补金属氧化物半导体)图像传感器，将在成像面所成像的光学像变换为图像信号。在此，通过使用后述的姿势检测部226，能够从由摄像头140拍摄到的训练者900的全身的影像提取与训练者900的姿势有关的信息。
38.通过前侧拉伸部135和后侧拉伸部137进行了协作的动作，抵消步行辅助装置120的负荷以使得该负荷不会成为患腿的负担，进一步，根据设定的程度来对患腿的摆动动作进行辅助。
39.前侧金属线(wire)134的一端连结于前侧拉伸部135的卷绕机构，另一端连结于步行辅助装置120。前侧拉伸部135的卷绕机构通过未图示的马达工作(on)、非工作(off)，根据患腿的移动来收卷、送出前侧金属线134。同样地，后侧金属线136的一端连结于后侧拉伸部137的卷绕机构，另一端连结于步行辅助装置120。后侧拉伸部137的卷绕机构通过使未图示的马达工作、非工作，根据患腿的移动来收卷、送出后侧金属线136。通过这样的前侧拉伸部135和后侧拉伸部137进行了协作的动作，抵消步行辅助装置120的负荷以使得该负荷不会成为患腿的负担，进一步，根据设定的程度来对患腿的摆动动作进行辅助。
40.例如，训练工作人员901作为操作员对于具有重度麻痹的训练者，将辅助的等级设定得大。当辅助的等级被设定得大时，前侧拉伸部135与患腿的摆动定时相匹配地用比较大的力收卷前侧金属线134。若训练取得进展、辅助变得不需要，则训练工作人员901将辅助的等级设定为最小。当辅助的等级被设定为最小时，前侧拉伸部135与患腿的摆动定时相匹配地用消除步行辅助装置120的自重的程度的力收卷前侧金属线134。
41.步行训练装置100还具备由装具110、保护带金属线111以及保护带拉伸部112构成的防止跌倒保护带装置。
42.装具110是缠绕于训练者900的腹部的腰带，例如通过面扣件被固定于腰部。装具110具备连接作为吊具的保护带金属线111的一端的连结钩110a，也可以称为吊带。训练者900以连结钩110a位于后背部的方式穿戴装具110。
43.保护带金属线111的一端连结于装具110的连结钩110a，另一端连结于保护带拉伸部112的卷绕机构。保护带拉伸部112的卷绕机构通过使未图示的马达工作、非工作，从而收卷、送出保护带金属线111。通过这样的结构，防止跌倒保护带装置在训练者900变得要跌倒的情况下，按照检测到该动作的整体控制部210的指示，对保护带金属线111进行收卷，通过装具110支撑训练者900的上体，防止训练者900的跌倒。
44.装具110具备用于检测训练者900的姿势的姿势传感器217。姿势传感器217例如是组合了陀螺仪传感器和加速度传感器的传感器，输出穿戴了装具110的腹部相对于重力方向的倾斜角。
45.管理用监视器139是主要用于供训练工作人员901进行监视以及操作的显示输入装置，安装于框架130。管理用监视器139例如为液晶面板，在其表面设置有触摸面板。管理用监视器139显示与训练设定有关的各种菜单项目、训练时的各种参数值、训练结果等。另外，在管理用监视器139的附近设置有紧急停止按钮232。通过训练工作人员901按压紧急停止按钮232，步行训练装置100紧急停止。另外，例如在训练工作人员901侧设置有通知部227。
46.步行辅助装置120被穿戴于训练者900的患腿，通过减轻患腿的膝关节处的伸展以及弯曲的负荷，对训练者900的步行进行辅助。步行辅助装置120向整体控制部210发送通过步行训练得到的与腿部移动有关的数据，按照来自整体控制部210的指示来驱动关节部分。步行辅助装置120也能够经由金属线等与髋部接头(具有旋转部的连接部件)连接，髋部接头安装于作为防止跌倒保护带装置的一部分的装具110。
47.步行辅助装置的详细
48.图3是表示步行辅助装置120的一个构成例的概略立体图。步行辅助装置120主要具备控制单元121和支撑患腿的各部的多个框架。此外，步行辅助装置120也称为机械腿。
49.控制单元121包括进行步行辅助装置120的控制的辅助控制部220，另外，包括产生用于对膝关节的伸展运动和弯曲运动进行辅助的驱动力的未图示的马达。支撑患腿各部的框架包括大腿框架122、和以能自由转动的方式连结于大腿框架122的小腿框架123。另外，该框架包括：脚底框架124，其以能自由转动的方式连结于小腿框架123；前侧连结框架127，其用于连结前侧金属线134；以及后侧连结框架128，其用于连结后侧金属线136。
50.大腿框架122和小腿框架123绕图示的铰合(hinge)轴ha相对地进行转动。控制单元121的马达按照辅助控制部220的指示进行旋转，施加力以使得大腿框架122和小腿框架
123绕铰合轴ha而相对地打开，或者施加力以使得大腿框架122和小腿框架123绕铰合轴ha而相对地关闭。容纳于控制单元121的角度传感器223例如为旋转编码器，对绕铰合轴ha的大腿框架122与小腿框架123所成的角进行检测。小腿框架123和脚底框架124绕图示的铰合轴hb而相对地转动。相对地转动的角度范围通过调整机构126事先进行调整。
51.前侧连结框架127设置为大腿的前侧沿着左右方向伸延，在两端连接于大腿框架122。另外，在前侧连结框架127中，用于连结前侧金属线134的连结钩127a设置在左右方向上的中央附近。后侧连结框架128设置为在小腿的后侧沿着左右方向伸延，在两端分别连接于上下伸延的小腿框架123。另外，在后侧连结框架128中，用于连结后侧金属线136的连结钩128a设置在左右方向上的中央附近。
52.大腿框架122具备大腿带129。大腿带129是与大腿框架一体地设置的带，缠绕于患腿的大腿部来将大腿框架122固定于大腿部。由此，防止步行辅助装置120的整体相对于训练者900的腿部错位。
53.步行训练装置的系统构成例
54.接着，使用图4对步行训练装置100的系统构成例进行说明。
55.图4是表示步行训练装置100的系统构成例的框图。
56.如图4所示，步行训练装置100的系统构成包括整体控制部210、跑步机驱动部211、操作受理部212、显示控制部213、保护带驱动部215、图像处理部216、作为姿势检测部226的一个例子的姿势传感器217、扶手传感器218、作为重心位置检测部225的一个例子的负荷分布传感器222、通信连接if(接口)219以及步行辅助装置120。
57.整体控制部210例如为mpu(micro processing unit，微型处理单元)，通过执行从系统存储器读入的控制程序，执行装置整体的控制。
58.跑步机驱动部211包括使跑步机131的传动带1311旋转的马达及其驱动电路。整体控制部210通过向跑步机驱动部211发送驱动信号，执行传动带1311的旋转控制。整体控制部210例如根据由训练工作人员901所设定的步行速度，对传动带1311的转速进行调整。或者，整体控制部210根据从负荷分布传感器222的检测结果判别的训练者900的步行状态，对传动带1311的转速进行调整。
59.操作受理部212受理训练工作人员901经由设置于装置的操作按钮、重叠于管理用监视器139的触摸面板或者付属的遥控器等的输入操作。由操作受理部212受理到的操作信号被发送至整体控制部210。整体控制部210能够基于由操作受理部212受理到的操作信号，提供电源的接通(on)、断开(off)的切换的指示，或者提供训练开始的指示。另外，能够进行与设定有关的数值的输入、菜单项目的选择。此外，操作受理部212不限于受理训练工作人员901的输入操作，当然也能够受理训练者900的输入操作。
60.显示控制部213接受来自整体控制部210的显示信号来生成显示图像，并显示于训练用监视器138或者管理用监视器139。显示控制部213按照显示信号，生成表示训练的进展的图像和/或由摄像头140拍摄到的实时影像。
61.拉伸驱动部214包括设置于前侧拉伸部135的用于拉伸前侧金属线134的马达及其驱动电路、和设置于后侧拉伸部137的用于拉伸后侧金属线136的马达及其驱动电路。整体控制部210通过向拉伸驱动部214发送驱动信号，分别对前侧金属线134的收卷以及后侧金属线136的收卷进行控制。另外，整体控制部210不限于对收卷动作进行控制，也可以通过对
马达的驱动转矩进行控制，从而对各金属线的拉伸力进行控制。进一步，整体控制部210例如通过根据负荷分布传感器222的检测结果确定患腿从支撑腿状态切换为抬升腿状态的定时，与该定时同步地使各金属线的拉伸力增减，从而对患腿的摆动动作进行辅助。
62.保护带驱动部215包括设置于保护带拉伸部112的、用于对保护带金属线111进行拉伸的马达及其驱动电路。整体控制部210通过向保护带驱动部215发送驱动信号，对保护带金属线111的收卷以及保护带金属线111的拉伸力进行控制。整体控制部210例如在预测到训练者900的跌倒的情况下，将保护带金属线111收卷一定量，防止训练者900的跌倒。
63.图像处理部216连接于摄像头140，能够从摄像头140接受图像信号。图像处理部216按照来自整体控制部210的指示，从摄像头140接受图像信号，对所接受到的图像信号进行图像处理来生成图像数据。另外，图像处理部216也能够按照来自整体控制部210的指示，对从摄像头140接受到的图像信号实施图像处理，执行特定的图像解析。例如，图像处理部216通过图像解析来检测患腿的脚与跑步机131接触的位置(支撑腿位置)。具体而言，例如通过提取脚底框架124的前端附近的图像区域，对与该前端部重叠的描绘在传动带1311上的识别标记进行解析，从而运算支撑腿位置。
64.作为姿势检测部226的一个例子的姿势传感器217如上述那样检测训练者900的腹部相对于重力方向的倾斜角，向整体控制部210发送检测信号。整体控制部210使用来自姿势传感器217的检测信号，运算训练者900的姿势、具体而言为躯干的倾斜角。此外，整体控制部210和姿势传感器217既可以以有线的方式相连接，也可以通过近距离无线通信相连接。
65.此外，姿势检测部226不限于由姿势传感器217构成，例如也可以由对搭乘于跑步机131的传动带1311的训练者900的全身进行拍摄的摄像头(第2拍摄部；例如摄像头140)、和从该摄像头的拍摄影像提取与训练者900的姿势有关的信息的姿势信息提取部来构成。
66.或者，姿势检测部226也可以由对搭乘于跑步机131的传动带1311的训练者900进行检测的红外线传感器、和从该红外线传感器的检测结果提取与训练者900的姿势有关的信息的姿势信息提取部来构成。
67.扶手传感器218检测施加于扶手130a的负荷。也即是，与训练者900无法用两腿完全支撑自身体重相当的量的负荷被施加于扶手130a。扶手传感器218检测该负荷，向整体控制部210发送检测信号。
68.负荷分布传感器222对如上述那样从训练者900的脚掌受到的面压(负荷)的大小以及分布进行检测，向整体控制部210发送检测信号。整体控制部210通过接受检测信号并进行解析，从而进行步行状态的判别、切换推定等。在此，负荷分布传感器222也能够作为重心位置检测部225，根据由训练者900的脚掌接受的负荷，检测该训练者900的重心位置(实际的重心位置)cp。
69.此外，重心位置检测部225不限于由负荷分布传感器222构成，例如也可以由装戴于训练者900的右腿和左腿各自的脚掌的一组负荷传感器、和对搭乘于跑步机131的传动带1311的训练者900的脚下进行拍摄的摄像头(第1拍摄部；例如摄像头140)来构成。在该情况下，基于由一组负荷传感器检测到的负荷、和由摄像头的拍摄影像确定的训练者900的右腿和左腿各自的位置，检测训练者900的重心位置cp。
70.整体控制部210也承担作为执行与控制有关的各种各样的运算、控制的功能执行
部的作用。整体控制部210例如包括步行评价部210a、训练判定部210b、步行状态判别部210c、重心位置推定部210d以及判定部210e。关于重心位置推定部210d和判定部210e，将在后面进行描述。
71.步行评价部210a使用从各种传感器取得的数据，评价训练者900的步行动作是否为异常步行。训练判定部210b例如基于步行评价部210a进行了评价的异常步行的累计数，判定对于一系列步行训练的训练结果。
72.此外，关于训练结果的判定方法和判定基准，可以任意地进行设定。
73.例如也可以按步行相位(phase)而对麻痹身体部分的动作量和基准进行比较，进行训练结果的判定。此外，步行相位是将关于患腿(或者健康腿)的1个步行周期(1个步行循环)分类为处于支撑腿状态的支撑腿期、从支撑腿期向处于抬升腿状态的抬升腿期的转变期、抬升腿期、从抬升腿期向支撑腿期的转变期等的相位。对于处于哪个步行相位，例如能够根据负荷分布传感器222的检测结果等进行分类(判定)。此外，步行循环能够如上述的那样用支撑腿期、转变期、抬升腿期、转变期作为1个循环来进行处理，但将哪个时期定义为开始期是无关紧要的。此外，步行循环例如也可以用双腿支撑状态、单腿(患腿)支撑状态、双腿支撑状态、单腿(健康腿)支撑状态作为1个循环来进行处理，在该情况下，将哪个状态定义为开始状态也是无关紧要的。
74.另外，关注于右腿或者左腿(健康腿或者患腿)的步行周期也可以进一步进行细分化，例如可以将支撑腿期分为初期接地和四个阶段、将抬升腿期分为三个阶段来进行表现。初期接地是指观察脚部与地面接触的瞬间，支撑腿期的四个阶段是指负荷响应期、支撑腿中期、支撑腿末期以及前抬升腿期。负荷响应期是从初期接地到相反侧的脚部离开了地面的瞬间(对侧离地)为止的期间。支撑腿中期是从对侧离地到观察脚部的脚后跟离开了的瞬间(脚后跟离地)为止的期间。支撑腿末期是从脚后跟离地到相反侧的初期接地为止的期间。前抬升腿期是从相反侧的初期接地到观察脚部离开地面(离地)为止的期间。抬升腿期的三个阶段是指抬升腿初期、抬升腿中期以及抬升腿后期。抬升腿初期是从前抬升腿期的最后(上述离地)到两脚交叉(脚部交叉)为止的期间。抬升腿中期是从脚部交叉到颈骨成为垂直(颈骨垂直)为止的期间。抬升腿末期是从颈骨垂直到接下来的初期接地为止的期间。
75.步行状态判别部210c基于由负荷分布传感器222检测的各腿的负荷分布，判别训练者900的步行状态。例如，步行状态判别部210c在由负荷分布传感器222检测的从训练者900的一方的腿接受的负荷从小于第1阈值的状态变化为了第1阈值以上的情况下，判定为该一方的腿从抬升腿状态转变为了支撑腿状态，在从第2阈值(第1阈值＞第2阈值)以上的状态变化为了小于第2阈值的情况下，判定为该一方的腿从支撑腿状态转变为了抬升腿状态。同样地，步行状态判别部210c在由负荷分布传感器222检测的从训练者900的另一方的腿接受的负荷从小于第1阈值的状态变化为了第1阈值以上的情况下，判定为该另一方的腿从抬升腿状态转变为了支撑腿状态，在从第2阈值(第1阈值＞第2阈值)以上的状态变化为了小于第2阈值的情况下，判定为该另一方的腿从支撑腿状态转变为了抬升腿状态。此外，步行状态判别部210c不仅进行健康腿的步行状态的判别，也进行穿戴了步行辅助装置120的患腿的步行状态的判别。在该情况下，步行状态判别部210c考虑步行辅助装置120的负荷量来进行步行状态的判别。例如，基于步行状态判别部210c的判别结果，进行由步行辅助装置120实现的患腿的屈伸控制。
76.通信连接if219是连接于整体控制部210的接口，是用于对穿戴于训练者900的患腿的步行辅助装置120提供指令、交换传感器信息的接口。
77.步行辅助装置120可以具备通过有线或者无线的方式与通信连接if219连接的通信连接if229。通信连接if229连接于步行辅助装置120的辅助控制部220。通信连接if219、229是遵循了通信标准的例如有线lan或者无线lan等的通信接口。
78.另外，步行辅助装置120可以具备辅助控制部220、关节驱动部221以及角度传感器223。辅助控制部220例如为mpu，通过执行从整体控制部210提供的控制程序，从而执行步行辅助装置120的控制。另外，辅助控制部220经由通信连接if219、229对整体控制部210通知步行辅助装置120的状态。另外，辅助控制部220接受来自整体控制部210的指令，执行步行辅助装置120的启动、停止等的控制。
79.关节驱动部221包括控制单元121的马达及其驱动电路。辅助控制部220通过向关节驱动部221发送驱动信号，从而施加力以使得大腿框架122与小腿框架123绕铰合轴ha而相对地打开，或者施加力以使得大腿框架122与小腿框架123绕铰合轴ha而相对地关闭。通过这样的动作，对膝盖的伸展动作和弯曲动作进行辅助，防止膝盖弯折。
80.角度传感器223对如上述的那样绕铰合轴ha的大腿框架122与小腿框架123所成的角进行检测，向辅助控制部220发送检测信号。辅助控制部220接受该检测信号，运算膝关节的打开角。
81.在训练者900一边接受训练工作人员901的支持、一边进行步行训练的情况下，当训练工作人员901对训练者900的支持过度时，如果任何措施都不采取，则训练者900无法进行有效的步行训练。
82.于是，本实施方式涉及的步行训练装置100具备如下功能：在作为帮助者的训练工作人员901对训练者900的支持过度的情况下，对训练工作人员901通知该状况。由此，接受到通知的训练工作人员901能够减弱对训练者900的支持等，因此，训练者900能够进行有效的步行训练。
83.具体而言，首先，重心位置推定部210d根据由姿势传感器217等的姿势检测部226检测到的训练者900的姿势，推定训练者900的重心位置cpx。例如，重心位置推定部210d对由姿势传感器217等的姿势检测部226检测到的训练者900的姿势套用例如保存于数据库的各部位的重量和重心，推定训练者900的重心位置cpx。另外，此时，负荷分布传感器222等的重心位置检测部225检测训练者900的实际的重心位置cp。
84.然后，判定部210e判定由重心位置检测部225检测到的实际的重心位置cp与由重心位置推定部210d根据训练者900的姿势推定的重心位置cpx的差量(偏离)是否超过了预定值t1。并且，通知部227在由判定部210e判定为实际的重心位置cp与根据训练者900的姿势推定的重心位置cpx的差量超过了预定值t1的情况下，对训练工作人员901通知该训练工作人员901对训练者900的支持过度。
85.图5～图7是用于对步行训练装置100的动作进行说明的图。
86.首先，在图5的例子中，不进行训练工作人员901对训练者900的支持，因此，实际的重心位置cp与根据训练者900的姿势推定的重心位置cpx的差量实质上为零。此时，由于实际的重心位置cp与根据训练者900的姿势推定的重心位置cpx的差量为预定值t1以下，因此判定部210e判定为训练工作人员901对训练者900的支持不过度。因此，不进行基于通知部
227的通知。
87.此外，在不进行训练工作人员901对训练者900的支持的状态下，在重心位置cp、cpx间产生了偏离(误差)的情况下，判定部210e也可以减去该误差，判定重心位置cp、cpx间的错位是否超过了预定值t1。或者，预定值t1也可以被设定为使得抵消不进行训练工作人员901对训练者900的支持的状态下的重心位置cp、cpx间的偏离(误差)的值。
88.接着，在图6的例子中，训练工作人员901以从右侧向左方向支撑训练者900的方式进行支持，但训练工作人员901对训练者900的支持不过度，因此，实际的重心位置cp向左方向的偏离小。此时，由于实际的重心位置cp与根据训练者900的姿势推定的重心位置cpx的差量为预定值t1以下，因此判定部210e判定为训练工作人员901对训练者900的支持不过度。因此，不进行基于通知部227的通知。
89.接着，在图7的例子中，训练工作人员901以从右侧向左方向支撑训练者900的方式进行支持，但训练工作人员901对训练者900的支持过度，因此，实际的重心位置cp向左方向的偏离大。此时，由于实际的重心位置cp与根据训练者900的姿势推定的重心位置cpx的差量超过预定值t1，因此判定部210e判定为训练工作人员901对训练者900的支持过度。因此，通知部227对训练工作人员901通知该训练工作人员901对训练者900的支持过度。由此，接受到通知的训练工作人员901能够减弱训练者900的支持等，因此，训练者900能够进行有效的步行训练。
90.这样，本实施方式涉及的步行训练装置100具备如下功能：在训练工作人员901对训练者900的支持过度的情况下，对训练工作人员901通知该状况。由此，接受到通知的训练工作人员901能够减弱对训练者900的支持等，因此，训练者900能够进行有效的步行训练。
91.此外，预定值t1也可以如已经说明的那样被设定为使得抵消不进行训练工作人员901对训练者900的支持的状态下的重心位置cp、cpx间的偏离(误差)的值。另外，预定值t1也可以根据训练者900的步行速度和训练者900的预定部位(手腕等)的动作速度中的至少任一个来实时地进行调整。例如也可以为：由于具有训练者900的步行速度越快则根据训练者900的姿势推定的重心位置cpx的误差越大的倾向，因此，预定值t1被设定为大的值，由于具有训练者900的步行速度越慢则重心位置cpx的误差越小的倾向，因此，预定值t1被设定为小的值。
92.另外，在本实施方式中，以通知部227在训练工作人员901对训练者900的支持过度的情况下通知该状况的情况为例进行了说明，但不限于此。例如，在训练者900明显变得要跌倒等情况下检测到训练者900的预定的异常动作的情况下，训练工作人员901对训练者900的支持是否过度的判定是无用的，因此，也可以设为不进行基于通知部227的通知。
93.进一步，在本实施方式中，以训练者900为在一条腿患有麻痹的偏瘫患者的情况为例进行了说明，但不限于此。训练者900例如也可以是在两腿患有麻痹的患者。在该情况下，训练者900在两腿穿戴步行辅助装置120来实施训练。或者，训练者900也可以在任何腿都不穿戴步行辅助装置120。
94.进一步，本公开能够通过使cpu(central processing unit，中央处理单元)执行计算机程序来实现步行训练装置100中的处理的一部分或者全部。
95.上述的程序包括用于在被计算机读入了的情况下使计算机进行在实施方式中说明过的一个或者其以上的功能的命令组(或者软件代码)。程序也可以被保存于非瞬时性的
计算机可读介质或者具有实体的记录介质。作为非限定的例子，计算机可读介质或者具有实体的记录介质包括随机访问存储器(random－access memory(ram))、只读存储器(read－only memory(rom))、闪速存储器、固态硬盘驱动器(solid－state drive(ssd))或者其他存储器技术、cd－rom、数字多功能光盘(digital versatile disc(dvd))、blu－ray(注册商标)盘或者其他光盘储存器、盒式磁带、磁带、磁盘储存器或者其他磁储存设备。程序也可以在瞬时性的计算机可读介质或者通信介质上进行发送。作为非限定的例子，瞬时性的计算机可读介质或者通信介质包括电的、光的、声的或者其他形式的传播信号。

技术特征：

1.一种步行训练系统，具备：跑步机；重心位置检测部，其构成为根据从搭乘于所述跑步机的传动带的训练者的脚掌接受的负荷，检测该训练者的重心位置；姿势检测部，其构成为检测所述训练者的姿势；重心位置推定部，其构成为根据所述检测到的所述训练者的姿势，推定所述训练者的重心位置；判定部，其构成为判定所述检测到的重心位置与所述推定的重心位置的差量是否超过了预定值；以及通知部，其构成为在由所述判定部判定为所述差量超过了所述预定值的情况下通知该状况。2.根据权利要求1所述的步行训练系统，所述重心位置检测部是负荷分布传感器，所述负荷分布传感器被设置成在所述跑步机的传动带的下侧不与该传动带联动，构成为对从搭乘于所述跑步机的传动带的所述训练者的脚掌接受的负荷的分布进行检测。3.根据权利要求1所述的步行训练系统，所述重心位置检测部具备：一组负荷传感器，其构成为被装戴于所述训练者的右腿和左腿各自的脚掌；和第1拍摄部，其构成为至少对所述训练者的右腿和左腿进行拍摄，所述重心位置检测部构成为：基于由所述一组负荷传感器检测到的负荷、和根据所述第1拍摄部的拍摄影像确定的所述训练者的右腿和左腿各自的位置，检测所述训练者的重心位置。4.根据权利要求1～3中任一项所述的步行训练系统，所述姿势检测部具有：第2拍摄部，其构成为拍摄所述训练者；和姿势信息提取部，其构成为从由所述第2拍摄部得到的所述训练者的拍摄影像提取与所述训练者的姿势有关的信息，所述重心位置推定部构成为：根据由所述姿势信息提取部提取到的所述训练者的姿势，推定所述训练者的重心位置。5.根据权利要求1～3中任一项所述的步行训练系统，所述姿势检测部具有：红外线传感器，其构成为检测所述训练者；和姿势信息提取部，其构成为从由所述红外线传感器得到的所述训练者的检测结果提取与所述训练者的姿势有关的信息，所述重心位置推定部构成为：根据由所述姿势信息提取部提取到的所述训练者的姿势，推定所述训练者的重心位置。6.根据权利要求1～5中任一项所述的步行训练系统，所述预定值根据所述训练者的步行速度和所述训练者的预定部位的动作速度中的至少任一方来决定。
7.根据权利要求1～5中任一项所述的步行训练系统，所述训练者的步行速度越快，则所述预定值被设定为越大的值，所述训练者的步行速度越慢，则所述预定值被设定为越小的值。8.根据权利要求1～7中任一项所述的步行训练系统，所述预定值被决定为使得不进行帮助者对所述训练者的支持的情况下的所述检测到的重心位置与所述推定的重心位置的差量被抵消。9.根据权利要求1～8中任一项所述的步行训练系统，所述通知部构成为：当检测到预定的异常动作时，即使是在所述检测到的重心位置与所述推定的重心位置的差量超过了所述预定值的情况下，也不通知该状况。10.一种步行训练系统的控制方法，包括：使用重心位置检测部，根据从搭载于跑步机的传动带的训练者的脚掌接受的负荷，检测该训练者的重心位置；检测所述训练者的姿势；使用重心位置推定部，根据所检测到的所述训练者的姿势，推定所述训练者的重心位置；判定所述检测到的重心位置与所述推定的重心位置的差量是否超过了预定值；以及在判定为所述差量超过了所述预定值的情况下通知该状况。11.一种非瞬时性的记录介质，其特征在于，保存能够由一个或者多个处理器执行的命令，所述命令是使所述一个或者多个处理器执行以下功能的命令，所述功能包括：使用重心位置检测部，根据从搭载于跑步机的传动带的训练者的脚掌接受的负荷，检测该训练者的重心位置；检测所述训练者的姿势；使用重心位置推定部，根据所检测到的所述训练者的姿势，推定所述训练者的重心位置；判定所述检测到的重心位置与所述推定的重心位置的差量是否超过了预定值；以及在判定为所述差量超过了所述预定值的情况下通知该状况。

技术总结

提供一种步行训练系统、其控制方法以及非瞬时性的记录介质。步行训练系统具备：跑步机；重心位置检测部，其根据从搭乘于跑步机的传动带的训练者的脚掌接受的负荷，检测训练者的重心位置；姿势检测部，其检测训练者的姿势；重心位置推定部，其根据所述检测到的训练者的姿势，推定训练者的重心位置；判定部，其判定所述检测到的重心位置与所述推定的重心位置的差量是否超过了预定值；以及通知部，其在由判定部判定为差量超过了预定值的情况下通知该状况。况。况。