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JP2018130383A - Balance training device - Google Patents

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JP2018130383A
JP2018130383A JP2017027002A JP2017027002A JP2018130383A JP 2018130383 A JP2018130383 A JP 2018130383A JP 2017027002 A JP2017027002 A JP 2017027002A JP 2017027002 A JP2017027002 A JP 2017027002A JP 2018130383 A JP2018130383 A JP 2018130383A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a balance training device which keeps motivation of a trainee to a task and can expectantly exert a high training effect.SOLUTION: A balance training device interlocks with a mobile device of an inverted pendulum type which a trainee boards and operates for moving and includes a battery and a motor. The balance training device includes: a detection unit detecting a temperature and residual capacity of a battery; a storage unit including a battery map and a task map, the battery map prepared in advance for each temperature and residual capacity of the battery and representing a range of rotation numbers and torque of a motor to which power can be supplied, and the task map prepared in advance for each task causing a trainee to perform a reciprocative movement from an initial position to a target position within a predetermined time and representing a range of rotation numbers and torque of a motor required for execution of the task; and a control unit selecting from a plurality of task maps a task map representing a range of rotation numbers and torque of a motor falling in the range represented by the battery map corresponding to the temperature and residual capacity detected by the detection unit and executing the task corresponding to the selected task map.SELECTED DRAWING: Figure 10

Description

本発明は、バランス訓練装置の制御方法に関する。   The present invention relates to a control method for a balance training apparatus.

倒立振子型の移動装置を、訓練者である搭乗者がバランスを取りながら走行させることにより、歩行に必要な重心移動を訓練者に習得させるバランス訓練装置が知られている。訓練は、移動装置の移動を表示装置に表示されたキャラクタの移動に連動させ、表示装置を介して与えられるゲーム形式の課題を達成することにより行われることがある。訓練者は、このような課題を連続的に試行することにより、一定のトレーニング効果を得る。   2. Description of the Related Art There is known a balance training device that allows an trainee, who is a trainer, to travel an inverted pendulum type travel device while maintaining a balance so that the trainer learns the movement of the center of gravity necessary for walking. The training may be performed by linking the movement of the moving device with the movement of the character displayed on the display device and achieving a game-type task given through the display device. The trainer obtains a certain training effect by continuously trying such a task.

特開2016−73386号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2006-73386

倒立振子型の移動装置は、表示装置等を備えるバランス訓練装置の本体とは独立して移動するので、電力供給源として充電式のバッテリが採用されることが多い。一方で、ゲーム形式の課題は、訓練者が選択するレベル等によってその難易度が決定されるが、難易度の高い課題は、移動装置に対して短時間に長距離の移動を要求する。したがって、移動装置は、バッテリの残容量や温度によっては、与えられた課題をそもそも性能的に達成できないことがあった。移動装置の性能が原因で与えられた課題が達成できないのであれば、訓練者の意欲減退を招いてしまう。   Since the inverted pendulum type moving device moves independently from the main body of the balance training apparatus including a display device or the like, a rechargeable battery is often adopted as a power supply source. On the other hand, the difficulty level of a game-type task is determined by the level selected by the trainee, etc., but a task with a high difficulty level requires the mobile device to move over a long distance in a short time. Therefore, depending on the remaining capacity and temperature of the battery, the mobile device may not be able to achieve the given problem in the first place. If the task given due to the performance of the mobile device cannot be achieved, the trainee's willingness will be reduced.

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、訓練者の課題への意欲を維持して高いトレーニング効果を期待できるバランス訓練装置を提供するものである。   The present invention has been made to solve such a problem, and provides a balance training apparatus that can maintain a motivation for a trainee's task and expect a high training effect.

本発明の一態様におけるバランス訓練装置は、訓練者が搭乗して移動操作を行う、バッテリとモータを備えた倒立振子型の移動装置と連動するバランス訓練装置であって、バッテリの温度と残容量を検出する検出部と、バッテリの温度と残容量ごとに予め作成された、電力供給が可能なモータの回転数とトルクの範囲を示すバッテリマップと、訓練者に初期位置から目標位置への往復移動を所定時間以内に行わせる課題ごとに予め作成された、課題の遂行に必要とするモータの回転数とトルクの範囲を示す課題マップとを記憶する記憶部と、複数の課題マップから、検出部が検出した温度と残容量に対応するバッテリマップが示す範囲に収まるモータの回転数とトルクの範囲を示す課題マップを選択し、選択された課題マップに対応する課題を実行する制御部とを備える。   A balance training apparatus according to an aspect of the present invention is a balance training apparatus that is linked to an inverted pendulum type moving apparatus including a battery and a motor, on which a trainee gets on and performs a moving operation, and the temperature and remaining capacity of the battery A battery map indicating the range of motor rotation speed and torque that can be supplied with electric power, and a reciprocation from the initial position to the target position. Detected from a plurality of problem maps, a storage unit that stores a problem map that shows the number of rotations of the motor and the range of torque that are created in advance for each problem to be moved within a predetermined time and that indicates the range of torque Select a task map that shows the range of motor speed and torque that falls within the range indicated by the battery map corresponding to the temperature and remaining capacity detected by the unit, and the task that corresponds to the selected task map And a control unit for executing.

このように、バッテリの状態に応じて達成可能な課題を選択すれば、移動装置の性能によって課題が達成できないということがなくなるので、訓練者の課題への意欲を維持できる。   Thus, if the achievable task is selected according to the state of the battery, the task cannot be achieved due to the performance of the mobile device, so that the trainee's motivation for the task can be maintained.

本発明により、訓練者の課題への意欲を維持して高いトレーニング効果を期待できるバランス訓練装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a balance training apparatus capable of maintaining a motivation for a trainee's problem and expecting a high training effect.

本実施形態にかかるバランス訓練装置の概略斜視図である。It is a schematic perspective view of the balance training apparatus concerning this embodiment. 移動装置の概略斜視図である。It is a schematic perspective view of a moving apparatus. バランス訓練装置のシステム構成を示す図である。It is a figure which shows the system configuration | structure of a balance training apparatus. 課題試行中の表示映像の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the display image during a subject trial. 課題試行中の表示映像の推移を示す図である。It is a figure which shows transition of the display image | video during problem trial. 課題試行中に移動装置が移動する様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that a moving apparatus moves during a subject trial. 課題リストを説明する図である。It is a figure explaining a subject list. 課題マップを説明する図である。It is a figure explaining an assignment map. バッテリマップを説明する図である。It is a figure explaining a battery map. 課題選択可否の判断を説明する図である。It is a figure explaining judgment of subject selection availability. 一回の課題ゲームの開始から終了までの処理を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the process from the start to the end of a one-time task game.

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、特許請求の範囲に係る発明を以下の実施形態に限定するものではない。また、実施形態で説明する構成の全てが課題を解決するための手段として必須であるとは限らない。   Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention, but the invention according to the claims is not limited to the following embodiments. In addition, all of the configurations described in the embodiments are not necessarily essential as means for solving the problem.

図1は、本実施形態にかかるバランス訓練装置の一例としての訓練装置100の概略斜視図である。訓練装置100は、片麻痺などの障害を持つ障害者が歩行に必要な重心移動を習得するためや、足関節に障害を抱える患者が足関節機能を回復させるための装置である。訓練装置100は、連動して作動する移動装置120を含む。例えば、足関節機能を回復させたい訓練者900がバランスを取りつつ移動装置120に搭乗を続けようとすると、移動装置120は、訓練者900の足関節にリハビリ効果を期待できる程度の負荷を与えることができる。   FIG. 1 is a schematic perspective view of a training apparatus 100 as an example of a balance training apparatus according to the present embodiment. The training device 100 is a device for a disabled person having a disorder such as hemiplegia to learn the movement of the center of gravity necessary for walking, or for a patient with a disorder in the ankle joint to restore ankle joint function. The training device 100 includes a moving device 120 that operates in conjunction. For example, when the trainee 900 who wants to restore the ankle function tries to continue riding on the moving device 120 while maintaining a balance, the moving device 120 applies a load that can expect a rehabilitation effect to the ankle joint of the trainer 900. be able to.

訓練装置100は、主に、全体の骨格を成すフレーム130に取り付けられた制御盤133、ハーネス引張部112と、訓練者900が搭乗する移動装置120を備える。   The training apparatus 100 mainly includes a control panel 133 attached to a frame 130 that forms the entire skeleton, a harness tensioning unit 112, and a moving device 120 on which a trainer 900 rides.

訓練者900やオペレータは、移動装置120をフレーム130に囲まれた走行面に移動させてから、訓練を実施する。走行面には、移動装置120の正常な移動範囲として移動制限範囲190が設定されている。また、その中央付近に、移動装置120の基準位置となる初期位置Vが設定されている。初期位置Vは、訓練者900等が認識できるように、床面等にマーキングが施されている。また、移動制限範囲190も、訓練者900等が視認識できるように、床面等にマーキングが施されていることが好ましい。 The trainer 900 and the operator perform the training after moving the moving device 120 to the running surface surrounded by the frame 130. A movement restriction range 190 is set as a normal movement range of the moving device 120 on the traveling surface. In addition, an initial position V s serving as a reference position for the moving device 120 is set near the center. Initial position V s, as can be recognized trainee 900 or the like, markings on the floor surface or the like is applied. In addition, the movement restriction range 190 is also preferably marked on the floor or the like so that the trainee 900 can visually recognize it.

フレーム130は、モータやセンサの制御を行う全体制御部210を収容する制御盤133や、訓練の進捗状況等を表示する例えば液晶パネルである表示部138などを支持している。また、フレーム130は、訓練者900の頭上部付近でハーネス引張部112を支持している。   The frame 130 supports a control panel 133 that houses the overall control unit 210 that controls the motors and sensors, a display unit 138 that is a liquid crystal panel, for example, and displays the progress of training. Further, the frame 130 supports the harness pulling portion 112 in the vicinity of the top of the trainee 900.

訓練装置100は、装具110、ハーネスワイヤ111、ハーネス引張部112を主な構成要素とする、安全装置としてのハーネス装置を備える。ハーネス装置は、訓練者900がバランスを崩しそうな場合に、訓練者900の上体を支えて訓練者900の安全を図る。装具110は、訓練者900の腰部に巻き付けられるベルトであり、例えば面ファスナによって腰部に固定される。ハーネスワイヤ111は、一端が装具110に連結されており、他端がハーネス引張部112の巻取機構に連結されている。ハーネス引張部112の巻取機構は、不図示のモータをオン/オフさせることにより、ハーネスワイヤ111を巻き取ったり繰り出したりする。   The training device 100 includes a harness device as a safety device, which mainly includes the brace 110, the harness wire 111, and the harness pulling portion 112. The harness device supports the upper body of the trainer 900 to make the trainer 900 safe when the trainer 900 is likely to lose balance. The brace 110 is a belt wound around the waist of the trainee 900, and is fixed to the waist by, for example, a hook-and-loop fastener. The harness wire 111 has one end connected to the appliance 110 and the other end connected to the winding mechanism of the harness pulling portion 112. The winding mechanism of the harness pulling portion 112 winds or unwinds the harness wire 111 by turning on / off a motor (not shown).

移動装置120は、倒立振子の姿勢制御モデルに基づいて姿勢を保ちつつ移動する同軸二輪車であり、訓練装置100と連動して作動する倒立移動訓練装置である。移動装置120の位置は、フレーム130に設置された位置センサ113によって検出される。位置センサ113は、例えば、レーザレンジファインダや超音波センサである。なお、本実施形態において位置センサ113は、移動制限範囲190内に示す矢印方向における一次元上の移動装置120の位置を検出するが、位置センサ113は、二次元上の位置や回転量も検出できるものであっても良い。   The moving device 120 is a coaxial two-wheeled vehicle that moves while maintaining the posture based on the posture control model of the inverted pendulum, and is an inverted moving training device that operates in conjunction with the training device 100. The position of the moving device 120 is detected by a position sensor 113 installed on the frame 130. The position sensor 113 is, for example, a laser range finder or an ultrasonic sensor. In the present embodiment, the position sensor 113 detects the position of the one-dimensional moving device 120 in the arrow direction shown in the movement restriction range 190, but the position sensor 113 also detects the two-dimensional position and rotation amount. It may be possible.

図2は、移動装置120の概略斜視図である。移動装置120は、全体の骨格を成す基台126に、左右に跨がる搭乗台121、左駆動輪123、右駆動輪124、ハンドルユニット125が備え付けられて構成されている。   FIG. 2 is a schematic perspective view of the moving device 120. The moving device 120 is configured such that a base 126 that constitutes the entire skeleton is provided with a boarding platform 121, a left driving wheel 123, a right driving wheel 124, and a handle unit 125 that straddle the left and right.

ハンドルユニット125は、訓練者900が把持してバランスを保つための支えとしての機能を担うと共に、前進および旋回を指示するための指示受付部としての機能を担う。具体的には、移動装置120は、訓練者900がハンドルユニット125を前方に傾斜させると前進し、後方に傾斜させると後進する。同様に、進行方向に対して左側に傾斜させると左方向へ旋回し、右側に傾斜させると右方向へ旋回する。なお、後述する課題においては、訓練者900は移動装置120を前進させたり後進させたりするが旋回はさせないので、移動装置120は、旋回機能を省いたものであっても良い。   The handle unit 125 functions as a support for the trainee 900 to hold and maintain a balance, and also functions as an instruction receiving unit for instructing forward movement and turning. Specifically, the moving device 120 moves forward when the trainee 900 tilts the handle unit 125 forward, and moves backward when tilting backward. Similarly, when it is tilted to the left with respect to the traveling direction, it turns leftward, and when it is tilted to the right, it turns rightward. In the problem described later, since the trainee 900 moves the moving device 120 forward or backward but does not turn, the moving device 120 may omit the turning function.

左駆動輪123は、左右の搭乗台121の中心に対して左側に偏位して取り付けられており、不図示のモータによって回転駆動される。右駆動輪124は、左右の搭乗台121の中心に対して右側に偏位して取り付けられており、不図示のモータによって回転駆動される。左駆動輪123と右駆動輪124は、同軸芯線上に平行に配置されている。したがって、左駆動輪123と右駆動輪124が、同じ方向に同じ速度で回転すれば直進するし、異なる速度で回転すれば左右に旋回する。後述する移動体制御部は、訓練者900が搭乗した移動装置120の全体の姿勢を検知して、訓練者900が搭乗した状態を安定的に維持できるように左駆動輪123と右駆動輪124の回転を制御する。   The left driving wheel 123 is attached to the left and right boarding platforms 121 so as to be deviated to the left with respect to the center, and is driven to rotate by a motor (not shown). The right drive wheel 124 is attached to the right of the left and right boarding bases 121 so as to be displaced to the right and is driven to rotate by a motor (not shown). The left driving wheel 123 and the right driving wheel 124 are arranged in parallel on the coaxial core wire. Therefore, if the left driving wheel 123 and the right driving wheel 124 rotate in the same direction at the same speed, they advance straight, and if they rotate at different speeds, they turn left and right. The moving body control unit described later detects the entire posture of the moving device 120 on which the trainer 900 has boarded, and the left driving wheel 123 and the right driving wheel 124 so that the state on which the trainer 900 has boarded can be stably maintained. Control the rotation of

荷重センサ122は、左右の搭乗台121のそれぞれに埋め込まれた荷重センサであり、訓練者900の各脚からの荷重を検知する。バッテリ129は、移動装置120を動作させるために必要な電力を供給する。バッテリ129は、例えばリチウムイオン電池であり、充電により繰り返し利用できる。バッテリについては、後に詳述する。   The load sensor 122 is a load sensor embedded in each of the left and right boarding platforms 121 and detects a load from each leg of the trainee 900. The battery 129 supplies power necessary for operating the mobile device 120. The battery 129 is a lithium ion battery, for example, and can be repeatedly used by charging. The battery will be described in detail later.

次に訓練装置100のシステム構成について説明する。図3は、訓練装置100のシステム構成図である。全体制御部210は、例えばCPUであり、メモリ214から読み込んだ制御プログラムを実行することにより、装置全体の制御を実行する。操作受付部211は、訓練者900やオペレータからの入力操作を受け付けて、操作信号を全体制御部210へ送信する。訓練者900やオペレータは、操作受付部211を構成する、装置に設けられた操作ボタンやタッチパネル、付属するリモコン等を操作して、電源のオン/オフやトレーニングの開始の指示を与えたり、設定に関する数値の入力やメニュー項目の選択を行ったりする。   Next, the system configuration of the training apparatus 100 will be described. FIG. 3 is a system configuration diagram of the training apparatus 100. The overall control unit 210 is, for example, a CPU, and executes control of the entire apparatus by executing a control program read from the memory 214. The operation reception unit 211 receives an input operation from the trainer 900 or an operator and transmits an operation signal to the overall control unit 210. A trainer 900 or an operator operates an operation button, a touch panel provided on the apparatus, an attached remote controller, or the like that constitutes the operation reception unit 211 to give an instruction to turn on / off the power, start training, or set Input numerical values and select menu items.

表示制御部212は、全体制御部210からの表示信号に従って、後述する課題ゲームのグラフィック映像等を生成し、表示部138に表示する。ハーネス駆動部213は、ハーネス引張部112を構成する、ハーネスワイヤ111を引張するためのモータとその駆動回路を含む。全体制御部210は、ハーネス駆動部213へ駆動信号を送ることにより、ハーネスワイヤ111の巻き取りと、ハーネスワイヤ111の引張力を制御する。   The display control unit 212 generates a graphic image or the like of a task game, which will be described later, according to the display signal from the overall control unit 210 and displays it on the display unit 138. The harness driving unit 213 includes a motor for pulling the harness wire 111 that constitutes the harness pulling unit 112 and its driving circuit. The overall control unit 210 controls the winding of the harness wire 111 and the tensile force of the harness wire 111 by sending a drive signal to the harness drive unit 213.

位置センサ113は、検出した移動装置120の位置を全体制御部210へ送信する。メモリ214は、不揮発性の記憶媒体であり、例えばソリッドステートドライブが用いられる。メモリ240は、訓練装置100を制御するための制御プログラム等を記憶している。メモリ240は、特に、訓練者900が楽しくトレーニングできるようにゲーム形式で連続する課題を与えるプログラムである課題ゲーム215を記憶している。また、制御に用いられる様々なパラメータ値、関数、ルックアップテーブル等を管理するデータベース216を記憶している。   The position sensor 113 transmits the detected position of the moving device 120 to the overall control unit 210. The memory 214 is a non-volatile storage medium, and for example, a solid state drive is used. The memory 240 stores a control program for controlling the training apparatus 100 and the like. In particular, the memory 240 stores a task game 215 that is a program that gives continuous tasks in a game format so that the trainer 900 can enjoy training. In addition, a database 216 for managing various parameter values, functions, lookup tables and the like used for control is stored.

上述のように、移動装置120は、フレーム130に囲まれた走行面上を走行するが、訓練装置100は、移動装置120に指令を与えたり、センサ情報を受け取ったりするために、全体制御部210に接続された通信接続IF219を備える。移動装置120も、通信接続IF219と有線または無線によって接続される通信接続IF229を備える。通信接続IF229は、移動装置120の移動体制御部220に接続されている。通信接続IF219、229は、通信規格に則った例えば無線LAN等の通信インタフェースである。   As described above, the moving device 120 travels on the traveling surface surrounded by the frame 130, but the training device 100 gives a command to the moving device 120 and receives sensor information to control the entire control unit. 210 includes a communication connection IF 219 connected to 210. The mobile device 120 also includes a communication connection IF 229 connected to the communication connection IF 219 by wire or wireless. The communication connection IF 229 is connected to the mobile body control unit 220 of the mobile device 120. The communication connection IFs 219 and 229 are communication interfaces such as a wireless LAN in accordance with a communication standard.

移動体制御部220は、例えばCPUであり、全体制御部210から与えられた制御プログラムを実行することにより、移動装置120の制御を実行する。また、移動装置120の状態を、通信接続IF219、229を介して全体制御部210へ通知する。また、全体制御部210からの指令を受けて、移動装置120の起動/停止等を実行する。   The mobile control unit 220 is a CPU, for example, and executes control of the mobile device 120 by executing a control program given from the overall control unit 210. Further, the state of the mobile device 120 is notified to the overall control unit 210 via the communication connection IFs 219 and 229. In response to a command from the overall control unit 210, the mobile device 120 is started / stopped.

駆動輪ユニット221は、左駆動輪123、右駆動輪124を駆動するための駆動回路やモータを含み、移動体制御部220は、駆動輪ユニット221へ駆動信号を送ることにより、左駆動輪123、右駆動輪124の回転を制御する。   The drive wheel unit 221 includes a drive circuit and a motor for driving the left drive wheel 123 and the right drive wheel 124, and the moving body control unit 220 sends a drive signal to the drive wheel unit 221, whereby the left drive wheel 123. The rotation of the right drive wheel 124 is controlled.

姿勢センサ222は、加速度センサやジャイロセンサを含み、移動体制御部220の要求信号に応じて検出信号を移動体制御部220へ送信する。移動体制御部220は、これらの検出信号から移動装置120の倒立状態を認識し、倒立状態を維持するために必要な駆動信号を生成して駆動輪ユニット221へ送信する。   The posture sensor 222 includes an acceleration sensor and a gyro sensor, and transmits a detection signal to the moving body control unit 220 in response to a request signal from the moving body control unit 220. The mobile body control unit 220 recognizes the inverted state of the mobile device 120 from these detection signals, generates a drive signal necessary to maintain the inverted state, and transmits the drive signal to the drive wheel unit 221.

バッテリセンサ223は、バッテリ129の残容量を検出する残容量センサや、バッテリ129の温度を検出する温度センサを含む。バッテリセンサ223は、残容量や温度を含むバッテリ129の各種検出結果を移動体制御部220へ送信する。   Battery sensor 223 includes a remaining capacity sensor that detects the remaining capacity of battery 129 and a temperature sensor that detects the temperature of battery 129. The battery sensor 223 transmits various detection results of the battery 129 including the remaining capacity and temperature to the moving body control unit 220.

荷重センサ122は、訓練者900が搭乗したことを検出して、検出信号を移動体制御部220へ送信する。移動体制御部220は、当該検出信号を受信したら、搭乗者が搭乗したと認識して、倒立振子の姿勢制御を開始する。   The load sensor 122 detects that the trainee 900 has boarded, and transmits a detection signal to the moving body control unit 220. When the mobile body control unit 220 receives the detection signal, the mobile body control unit 220 recognizes that the passenger has boarded and starts posture control of the inverted pendulum.

ハンドルユニット125は、基台126に軸支された軸支部分に設けられた角度センサを含む。ハンドルユニット125は、角度センサが検出した傾斜方向と角度を検出信号として移動体制御部220へ送信する。   The handle unit 125 includes an angle sensor provided at a shaft support portion that is supported by the base 126. The handle unit 125 transmits the tilt direction and angle detected by the angle sensor to the moving body control unit 220 as detection signals.

本実施形態においては、課題ゲーム215を実行することにより、訓練者900にトレーニングを促す。全体制御部210によって処理される課題ゲーム215は、刻々と変化するグラフィック映像を生成して表示部138に映しだし、訓練者900は、その映像に促されて移動装置120の移動操作を行う。   In this embodiment, the trainee 900 is urged to perform training by executing the task game 215. The task game 215 processed by the overall control unit 210 generates a graphic image that changes every moment and displays it on the display unit 138, and the trainer 900 performs a moving operation of the moving device 120 as prompted by the image.

図4は、課題試行中の表示映像の例を示す図である。図は、表示部138に表示された映像であり、複数の課題ゲーム215の中からテニスをモチーフにしたものが選択され、実行されている様子を示している。   FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a display image during a task trial. The figure is an image displayed on the display unit 138, and shows a state in which a tennis motif is selected from a plurality of task games 215 and executed.

中央に表示されたテニスコートの右側には、テニスボールBを投擲するキャラクタMが背景画像に重畳して配され、同じく左側には、投擲されたテニスボールBを打ち返すキャラクタPが背景画像に重畳して配されている。キャラクタMは、課題ゲーム215が与える課題に合わせて上下に移動したり投擲したりする動作を表現する。キャラクタPは、訓練者900を示すキャラクタであり、移動装置120の移動に合わせて上下に移動したり、テニスボールBの到達に合わせてラケットを振ったりする動作を表現する。テニスボールBは、キャラクタM、Pの動作に合わせて、テニスコート上を左右に往復する。   On the right side of the tennis court displayed in the center, the character M throwing the tennis ball B is superimposed on the background image, and on the left side, the character P returning the thrown tennis ball B is superimposed on the background image. It is arranged. The character M expresses an action of moving up and down or throwing according to the task given by the task game 215. The character P is a character indicating the trainee 900 and expresses an action of moving up and down in accordance with the movement of the moving device 120 or swinging a racket in accordance with the arrival of the tennis ball B. The tennis ball B reciprocates left and right on the tennis court in accordance with the actions of the characters M and P.

また、ゲームの状況を表す情報も表示される。図示する例では、課題ゲーム215の中から「テニス」のゲームが選択されていることを示す「トレーニングゲーム01」、難易度を示す「レベル03」、現時点での得点を表す「スコア01500」が表示されている。スコアは、課題の達成に対して賦与される数値であり、例えば、テニスボールBを打ち返すごとに100点が加点され、初期位置に戻れなかった場合には初期位置までの距離に応じて減点される。   Information representing the game situation is also displayed. In the illustrated example, a “training game 01” indicating that the game “tennis” is selected from the task games 215, “level 03” indicating the difficulty level, and “score 01500” indicating the current score are shown. It is displayed. The score is a numerical value given to the achievement of the task. For example, 100 points are added every time the tennis ball B is hit, and if the score cannot be returned to the initial position, the score is reduced according to the distance to the initial position. The

画面の右上には、バッテリ129の残容量を示すアイコンIが表示される。アイコンIは、残容量に応じて変化する。具体的には、バッテリセンサ223が検出した検出信号を、移動体制御部220を経由して全体制御部210が受け取り、その結果に応じてアイコンIを表示する表示信号を生成して表示制御部へ送信する。訓練者900は、アイコンIを確認することにより、課題ゲームを続行できそうかを判断できる。   An icon I indicating the remaining capacity of the battery 129 is displayed on the upper right of the screen. The icon I changes according to the remaining capacity. Specifically, the overall control unit 210 receives the detection signal detected by the battery sensor 223 via the moving body control unit 220, and generates a display signal for displaying the icon I according to the result, thereby generating a display control unit. Send to. The trainer 900 can determine whether or not the task game can be continued by checking the icon I.

課題ゲーム215は、複数の課題を連続して与え、訓練者900に試行させる。「テニス」のゲームの場合、1つの課題は、投擲されたテニスボールBを一回打ち返すものである。1つの課題の試行について、より具体的に説明する。図5は、課題試行中の表示映像の推移を示す図である。また、図6は、課題試行中に移動装置が移動する様子を上方から観察した図である。図5(a)と図6(a)、図5(b)と図6(b)、図5(c)と図6(c)が、それぞれ対応している。   The assignment game 215 continuously gives a plurality of assignments and makes the trainer 900 try. In the case of a “tennis” game, one challenge is to return the thrown tennis ball B once. The trial of one subject will be described more specifically. FIG. 5 is a diagram showing the transition of the display image during the trial of the task. Moreover, FIG. 6 is the figure which observed a mode that a moving apparatus moved during a subject trial from the upper direction. 5 (a) and FIG. 6 (a), FIG. 5 (b) and FIG. 6 (b), FIG. 5 (c) and FIG. 6 (c) correspond to each other.

図5(a)は、課題開始直前の様子を示し、キャラクタPは、上下方向の真ん中である初期位置Tに位置している。キャラクタMも、初期位置Tに対してコートを挟んで反対側に位置している。図6(a)は、このときの訓練者900の状況を示し、移動装置120は、移動制限範囲190の中央である初期位置V上に留まっている。すなわち、訓練者900が課題の開始まで待機している状況である。 5 (a) shows the state of problems immediately before the start character P is positioned at the initial position T s is the middle of the vertical direction. Also the character M, is positioned on the opposite side of the coating with respect to the initial position T s. 6 (a) shows the status of the trainee 900 at this time, the mobile device 120 remains on the central mobile limited range 190 initial position V s. That is, the trainer 900 is waiting until the start of the task.

なお、訓練者900は、図5(a)の画面が表示されている表示部138を注視しているので、移動装置120が表示部138へ向かって移動する場合を前進とする。また、移動装置120が表示部138から遠ざかるときにも訓練者900は表示部138を注視したままなので、移動装置120が表示部138から遠ざかる場合を後進とする。   Since the trainee 900 is gazing at the display unit 138 on which the screen of FIG. 5A is displayed, the case where the moving device 120 moves toward the display unit 138 is assumed to be forward. Also, when the mobile device 120 moves away from the display unit 138, the trainee 900 keeps gazing at the display unit 138, and therefore the case where the mobile device 120 moves away from the display unit 138 is assumed to be backward.

図5(b)は、課題開始直後の様子を示し、キャラクタMは、この課題に設定された目標位置BへテニスボールBを到達させるべく、コートの上方へ移動してテニスボールBを投擲する。すると、テニスボールBは、図示する軌跡に沿って移動する。テニスボールBが移動する速さは、レベルに応じて予め定められており、レベルが高いほど速い。 FIG. 5 (b) shows the state immediately after challenge initiated, the character M, in order to reach the tennis ball B to the target position set B h this challenge, throwing a tennis ball B moves upward coat To do. Then, the tennis ball B moves along the locus shown in the drawing. The speed at which the tennis ball B moves is predetermined according to the level, and the higher the level, the faster.

訓練者900は、テニスボールBがBに到達する前に、Bで打ち返すことができる打撃位置TまでキャラクタPを移動させる。すなわち、図6(b)に示すように、訓練者900は、移動装置120を移動制限範囲190において打撃位置Tに対応する目標位置Vへ前進させる。 Trainee 900, before tennis ball B reaches the B h, until hitting position T h which can be hit back in B h moves the character P. That is, as shown in FIG. 6 (b), trainer 900 is advanced to the target position V h corresponding to the hitting position T h in the moving limit range 190 to mobile device 120.

テニスボールBがBに到達する前にキャラクタPをTまで移動させることができれば、テニスボールBが到達したときにラケットが振られ、テニスボールBは打ち返される。図5(c)は、キャラクタPがテニスボールBを打ち返した後に初期位置Tまで戻る様子を示す。訓練者900は、テニスボールBがコートの右端に到達するまでにキャラクタPを初期位置Tへ戻すべく、図6(c)に示すように、移動装置120を初期位置Vへ向かって後進させる。 If it is possible to move the character P before tennis ball B reaches the B h until T h, racquet is swung when the tennis ball B has reached, tennis ball B is hit back. 5 (c) shows how the return to the initial position T s after the character P is Uchikaeshi tennis ball B. Reverse trainee 900, to the tennis ball B returns a character P to reach the right end of the coat to the initial position T s, as shown in FIG. 6 (c), toward a mobile device 120 to the initial position V s Let

図5、図6を用いて説明した課題は、表示部138に表示したキャラクタP等の動作を連動させて、訓練者900に移動装置120を初期位置Vから目標位置Vまで前進させ、再び初期位置Vまで後進させる課題であった。1つ1つの課題は、移動装置120を移動させる目標位置Vまでの距離と方向で定義され、課題の全体は、課題リストによって管理されている。 5, the problem described with reference to FIG. 6, in conjunction with movement of the character P and the like displayed on the display unit 138, the mobile device 120 is advanced from the initial position V s to a target position V h to trainee 900, It was a challenge to reverse again to the initial position V s. Each task is defined by the distance and direction to the target position V h for moving the moving device 120, and the entire task is managed by a task list.

図7は、課題リストを説明する図である。課題リストは、メモリ214のデータベース216に予め記憶されている。図示するように、1つ1つの課題には課題番号H、H、…Hが与えられている。そして、それぞれの課題に対応して、初期位置Vから目標位置Vまでの距離D、D、…Dと、方向「+」または「−」とが関連づけられている。方向「+」は、目標位置Vが初期位置Vに対して表示部138側に位置することを表し、方向「−」は、目標位置Vが初期位置Vに対して表示部138側とは反対側に位置することを表す。したがって、訓練者900は、方向「+」の課題であれば、目標位置Vへ向かって移動装置120を前進させ、方向「−」の課題であれば、目標位置Vへ向かって移動装置120を後進させることになる。 FIG. 7 is a diagram illustrating the task list. The assignment list is stored in advance in the database 216 of the memory 214. As shown, task numbers H 1 , H 2 ,... H n are assigned to each task. Corresponding to each problem, distances D 1 , D 2 ,... D n from the initial position V s to the target position V h are associated with the direction “+” or “−”. The direction “+” indicates that the target position V h is positioned on the display unit 138 side with respect to the initial position V s , and the direction “−” indicates that the target position V h is on the display unit 138 with respect to the initial position V s . It represents being located on the opposite side to the side. Thus, the trainee 900, if the task of the direction "+", to advance the mobile device 120 towards the target position V h, direction "-" if the subject of the mobile device toward the target position V h 120 will be reversed.

課題ゲーム215を実行する全体制御部210は、実行させる課題に対応させてキャラクタMやテニスボールBのグラフィック映像を生成して表示部138に表示する。例えば、課題番号Hにおいては、初期位置Vから「+」方向の距離Dである目標位置Vs3に対応する表示画面上の打撃位置Th3を計算し、Th3の位置でラケットを振った場合にヒットするテニスボールBの目標位置Bh3を確定する。そして、テニスボールBが目標位置Bh3に到達する軌跡を計算し、当該軌跡に沿ってテニスボールBを移動させるグラフィック映像を生成して表示部138に表示する。 The overall control unit 210 that executes the task game 215 generates a graphic image of the character M or the tennis ball B in correspondence with the task to be executed and displays it on the display unit 138. For example, in the task number H 3 , the hitting position Th 3 on the display screen corresponding to the target position V s3 that is the distance D 3 in the “+” direction from the initial position V s is calculated, and the racket is placed at the position Th 3. The target position Bh3 of the tennis ball B that is hit when it is swung is determined. Then, a trajectory for the tennis ball B to reach the target position Bh3 is calculated, and a graphic image for moving the tennis ball B along the trajectory is generated and displayed on the display unit 138.

1回の課題ゲームは、課題リストからランダムに選択されるk個の課題から成る。個数kは、選択されたレベルに応じて変更される。高いレベルほど多くの課題が選択される。また、選択されたレベルによっては、大きな距離が関連づけられた課題は選ばれないなど、課題リストからの課題選択に制限を設けても良い。   One task game includes k tasks randomly selected from the task list. The number k is changed according to the selected level. The higher the level, the more issues are selected. Further, depending on the selected level, a task associated with a large distance may not be selected. For example, a limitation may be set for task selection from the task list.

課題リストに含まれるそれぞれの課題は、課題マップテーブルへのリンク情報を有する。図8は、課題マップを説明する図である。課題マップは、対応する課題の遂行に必要とする、右駆動輪124および左駆動輪123を駆動するそれぞれのモータの回転数とトルクの範囲を示すグラフである。課題マップは、選択され得るレベルごとに予め実験やシミュレーションによって作成され、各レベルと課題マップを対とする課題マップテーブルとしてデータベース216に記憶されている。   Each assignment included in the assignment list has link information to the assignment map table. FIG. 8 is a diagram for explaining a problem map. The assignment map is a graph showing the rotational speeds and torque ranges of the respective motors that drive the right drive wheel 124 and the left drive wheel 123, which are necessary for performing the corresponding assignment. The assignment map is created in advance by experiments and simulations for each level that can be selected, and is stored in the database 216 as an assignment map table that pairs each level with the assignment map.

例えば図示する課題Hの場合は、選択され得る5つのレベルのそれぞれに対して、課題マップが関連づけられている。課題の試行時に選択されるレベルは、訓練者900のリハビリ状況等に応じて適宜選択される。課題は、選択されたレベルが高いほど短時間で初期位置Vに戻ることを要求する。すなわち、課題は、レベルごとに制限時間Tを有し、制限時間Tは、レベルが高いほど短く設定されている。上述のテニスボールBの速度は、設定されている制限時間Tに応じて調整される。 For example, in the case of problems H 1 shown, for each of the five levels that may be selected, problems map is associated. The level selected when trying the task is appropriately selected according to the rehabilitation situation of the trainee 900 and the like. Challenge requires a return to the initial position V s a short time the higher the selected level. That is, the task has a time limit T for each level, and the time limit T is set shorter as the level is higher. The speed of the tennis ball B is adjusted according to the set time limit T.

課題Hは、いずれのレベルであっても初期位置Vから距離Dの地点に目標位置を定めるので、選択されたレベルが高いほど、より大きな回転数NとトルクTを必要とする。図示するように、横軸に回転数N、縦軸にトルクTを表すと、それぞれのレベルで必要な最大の回転数NとトルクTは、高いレベルほど大きくなっていることがわかる。 The task H 1 determines the target position at a point of the distance D 1 from the initial position V s at any level, so that the higher the selected level, the larger the rotational speed N and the torque T are required. As shown in the drawing, when the rotational speed N is represented on the horizontal axis and the torque T is represented on the vertical axis, it can be understood that the maximum rotational speed N and torque T required at each level increase as the level increases.

このようなレベルごとに関連づけられた課題マップが、課題リストにリストアップされた課題Hのそれぞれにリンクされている。したがって、全体制御部210が一つの課題Hを選択すると、Hにリンクされた課題マップのうち、訓練者900が選択したレベルに対応する課題マップがデータベース216から読み出されて参照される。 The assignment map associated with each level is linked to each assignment H listed in the assignment list. Therefore, when the overall control unit 210 selects one task H m , a task map corresponding to the level selected by the trainer 900 among the task maps linked to H m is read from the database 216 and referred to. .

なお、ここでは、グラフを用いてモータの回転数とトルクの範囲を模式的に表したが、データベース216に記憶する形式は、グラフに限らず、ルックアップテーブルや関数による定義の形式であっても良い。課題とレベルに対応する回転数NとトルクTの利用範囲が定義されたものであれば、いかなる形式であっても構わない。   Here, the range of the motor speed and torque is schematically shown using a graph, but the format stored in the database 216 is not limited to the graph, and is defined by a lookup table or function. Also good. Any form may be used as long as the use range of the rotational speed N and the torque T corresponding to the task and the level is defined.

次にバッテリマップについて説明する。図9は、バッテリマップを説明する図である。例えばリチウムイオン電池のような二次電池は、充電量の残容量とバッテリ温度に依存して給電特性が大きく変化する。本実施形態のように、バッテリからの給電によりモータを駆動する場合には、バッテリの給電特性が、モータ出力の特性となって現れる。一般的には、残容量が大きいほどモータの回転数NもトルクTも大きな出力を得られる。また、バッテリ温度が高いほどモータの回転数NもトルクTも大きな出力を得られる。   Next, the battery map will be described. FIG. 9 is a diagram for explaining a battery map. For example, in a secondary battery such as a lithium ion battery, power supply characteristics greatly vary depending on the remaining charge capacity and the battery temperature. When the motor is driven by power supply from the battery as in the present embodiment, the power supply characteristic of the battery appears as the characteristic of the motor output. In general, the larger the remaining capacity, the larger the number of rotations N and torque T of the motor. Also, the higher the battery temperature, the greater the output of both the motor speed N and torque T.

バッテリマップは、バッテリ129の温度と残容量ごとに、電力供給が可能なモータの回転数NとトルクTの範囲を示すグラフである。本実施形態においてそれぞれのバッテリマップは、図8で説明した課題マップと同様に、横軸に回転数N、縦軸にトルクTで表される。   The battery map is a graph showing the range of the rotational speed N and torque T of the motor that can supply power for each temperature and remaining capacity of the battery 129. In the present embodiment, each battery map is represented by the rotational speed N on the horizontal axis and the torque T on the vertical axis, similarly to the problem map described in FIG.

バッテリマップは、所定の温度、所定の残容量ごとに予め実験やシミュレーションによって作成され、作成されたバッテリマップの全体は、バッテリマップテーブルとしてデータベース216に記憶されている。例えば図示するように、バッテリマップテーブルは、残容量に対しては40%から100%の間を20%刻みで、バッテリ温度に対しては5℃から45℃の間を10℃刻みで、マトリックス状にバッテリマップがそれぞれ作成されている。この範囲に含まれない、残容量が40%未満の範囲や、バッテリ温度が5℃未満または45℃以上の範囲に対しては、モータを正常に駆動させる条件としては好ましくない範囲として、全体制御部210は、課題の実行を禁止しても良い。すなわち、予め設定された残容量とバッテリ温度の条件を満たさない場合は、全体制御部210は、課題の実行を禁止しても良い。   The battery map is created in advance by experiments and simulations for each predetermined temperature and predetermined remaining capacity, and the entire created battery map is stored in the database 216 as a battery map table. For example, as shown, the battery map table is a matrix between 40% and 100% for the remaining capacity in 20% increments and between 5 ° C and 45 ° C for 10 ° C increments for the battery temperature. Each battery map is created. For a range that is not included in this range and whose remaining capacity is less than 40%, or that the battery temperature is less than 5 ° C or more than 45 ° C, the overall control is performed as an unpreferable range as a condition for normal motor operation. The unit 210 may prohibit the execution of the task. That is, when the preset remaining capacity and battery temperature conditions are not satisfied, the overall control unit 210 may prohibit the execution of the task.

全体制御部210は、バッテリセンサ223から、移動体制御部220を介して、バッテリ129の温度と残容量を取得する。そして、取得した温度と残容量に最も近いバッテリマップをデータベース216に記憶されたバッテリマップテーブルから選択して読み出し、参照する。   The overall control unit 210 acquires the temperature and remaining capacity of the battery 129 from the battery sensor 223 via the moving body control unit 220. Then, the battery map closest to the acquired temperature and remaining capacity is selected from the battery map table stored in the database 216, read out, and referenced.

なお、バッテリマップを予め用意する範囲や刻み幅は、要求仕様等によって適宜変更され得る。また、ここでは、グラフを用いてモータの回転数とトルクの範囲を模式的に表したが、データベース216に記憶する形式は、グラフに限らず、ルックアップテーブルや関数による定義の形式であっても良い。課題とレベルに対応する回転数NとトルクTの利用範囲が定義されたものであれば、いかなる形式であっても構わない。ただし、バッテリマップの形式は、後述する課題選択可否の判断の効率向上の観点から、課題マップの形式と同じものであることが好ましい。   Note that the range and step size for preparing the battery map in advance can be changed as appropriate according to the required specifications. In addition, here, the rotational speed and torque range of the motor are schematically represented using a graph, but the format stored in the database 216 is not limited to the graph, and is defined by a lookup table or function. Also good. Any form may be used as long as the use range of the rotational speed N and the torque T corresponding to the task and the level is defined. However, the format of the battery map is preferably the same as the format of the assignment map from the viewpoint of improving the efficiency of determining whether or not to select an assignment, which will be described later.

図10は、課題選択可否の判断を説明する図である。全体制御部210は、訓練者900等が選択するレベルが高いほど、短時間に長距離の移動を要求する課題Hを多く含むように選択する。しかし、バッテリの残容量や温度によっては、選択された課題Hをそもそも移動装置120の性能的に達成できないことがある。移動装置120の性能が原因で与えられた課題が達成できないのであれば、訓練者900の意欲減退を招いてしまう。   FIG. 10 is a diagram for explaining determination of whether or not an assignment can be selected. The overall control unit 210 selects so as to include more tasks H that require a long distance movement in a shorter time as the level selected by the trainee 900 or the like is higher. However, depending on the remaining capacity and temperature of the battery, the selected problem H may not be achieved in terms of the performance of the mobile device 120 in the first place. If the task given due to the performance of the mobile device 120 cannot be achieved, the trainee 900 will be less motivated.

そこで、全体制御部210は、与えた課題が移動装置120の性能の観点からは実行可能であることを担保すべく、課題Hを設定する段階で課題選択可否の判断を行う。課題選択可否の判断は、仮に選択した課題Hに対応する課題マップと、バッテリ129の現在の温度および残容量に対応するバッテリマップとを掛け合わせて行う。   Therefore, the overall control unit 210 determines whether or not the assignment can be selected at the stage of setting the assignment H in order to ensure that the given assignment can be executed from the viewpoint of the performance of the mobile device 120. The determination as to whether the assignment can be selected is performed by multiplying the assignment map corresponding to the provisionally selected assignment H by the battery map corresponding to the current temperature and remaining capacity of the battery 129.

例えば、図10(a)に示すように、訓練者900によって選択されたレベルが4であり、全体制御部210が仮に選択した課題がHであって、バッテリ129の現在の温度および残容量が15℃60%だとする。それぞれに対応する課題マップとバッテリマップをデータベース216から抽出して掛け合わせると、右のグラフで示すように、課題マップの領域のうち網線で示す領域が、バッテリマップの領域からはみ出す。このように、課題マップの領域が部分的にバッテリマップの領域からはみ出すのであれば、そのはみ出た領域における回転数NおよびトルクTは、現時点でのバッテリ129の能力では出力できないと言える。すなわち、全体制御部210は、その課題を実行できないと判断することができる。 For example, as shown in FIG. 10A, the level selected by the trainer 900 is 4, the task temporarily selected by the overall control unit 210 is H 1 , and the current temperature and remaining capacity of the battery 129 Is 15 ° C. and 60%. When the problem map and the battery map corresponding to each are extracted from the database 216 and multiplied, the area indicated by the mesh line out of the area of the problem map protrudes from the area of the battery map, as shown in the graph on the right. Thus, if the problem map region partially protrudes from the battery map region, it can be said that the rotation speed N and torque T in the protruding region cannot be output with the current capacity of the battery 129. That is, the overall control unit 210 can determine that the task cannot be executed.

一方で、図10(b)に示すように、同じく、訓練者900によって選択されたレベルが4であり、全体制御部210が仮に選択した課題がHであっても、バッテリ129の現在の温度および残容量が15℃80%だと、その判断結果は「実行可能」となる。すなわち、15℃80%におけるバッテリマップの領域は、15℃60%におけるバッテリマップの領域よりも大きく、課題マップの領域は、15℃80%におけるバッテリマップの領域に包含されるので、課題Hが実行可能であると判断できる。 On the other hand, as shown in FIG. 10B, even if the level selected by the trainer 900 is 4 and the task selected by the overall control unit 210 is H 1 , If the temperature and the remaining capacity are 15 ° C. and 80%, the determination result is “executable”. That is, the region of the battery map in 15 ° C. 80% is greater than the area of the battery map in 15 ° C. 60%, the area of the object map, since it is included in the region of the battery map in 15 ° C. 80%, problems H 1 Can be determined to be feasible.

図11は、一回の課題ゲームの開始から終了までの処理を示すフロー図である。フローは、訓練者900またはオペレータによって訓練装置100が起動された時点から開始する。ここでは、全体制御部210は、起動と同時にメモリ214から課題ゲーム215のうち「テニス」のゲームを選択して読み出し、実行するものとする。   FIG. 11 is a flowchart showing processing from the start to the end of a single task game. The flow starts when the training apparatus 100 is activated by the trainer 900 or the operator. Here, it is assumed that the overall control unit 210 selects, reads, and executes the “tennis” game from the memory 214 simultaneously with the activation.

全体制御部210は、ステップS101で、操作受付部211を介して訓練者900等から難易度としてのレベルの選択を受け付ける。そして、ステップS102へ進み、カウント変数mを1にセットする。さらに、ステップS103へ進み、位置センサ113の出力を監視して、移動装置120が初期位置Vに到達して静止したか否かを判断する。静止していないと判断したら、静止するまで待機する。静止したと判断したら、ステップS104へ進む。 In step S101, the overall control unit 210 receives a selection of a level as a difficulty level from the trainer 900 or the like via the operation receiving unit 211. In step S102, the count variable m is set to 1. Furthermore, it progresses to step S103 and the output of the position sensor 113 is monitored, and it is judged whether the moving apparatus 120 reached | attained the initial position Vs and stopped. If it is determined that it is not stationary, it waits until it stops. If it is determined that it is stationary, the process proceeds to step S104.

全体制御部210は、ステップS104で、移動体制御部220を介してバッテリセンサ223の検出結果を取得し、バッテリ129の温度と残容量を確認する。そして、ステップS105で、m番目に実行する仮の課題として、データベース216の課題リストから一つの課題をランダムに選択する。なお、すでに実行不可能と判断された課題は、選択対象から除外する。   In step S104, the overall control unit 210 acquires the detection result of the battery sensor 223 via the moving body control unit 220, and confirms the temperature and remaining capacity of the battery 129. In step S105, one task is randomly selected from the task list of the database 216 as the m-th temporary task to be executed. Issues that have already been determined to be unexecutable are excluded from selection targets.

全体制御部210は、ステップS106へ進み、選択した課題にリンクされた課題マップテーブルの中から、対応するレベルの課題マップを抽出する。また、ステップS104で検出したバッテリ129の温度と残容量に対応するバッテリマップを、データベース216に記憶されたバッテリマップテーブルから抽出する。そして、これらの包含関係を確認する。全体制御部210は、図10を用いて説明したように、バッテリマップの領域から課題マップの一部の領域がはみ出るのであれば、仮に選択した課題の実行は不可能であると判断して、課題を再選択すべくステップS105へ戻る。課題マップの領域の全部がバッテリマップの領域に包含されるのであれば、仮に選択した課題の実行は可能であると判断して、その課題をm番目に課す正式な課題と決定し、ステップS107へ進む。   The overall control unit 210 proceeds to step S106, and extracts an assignment map of a corresponding level from the assignment map table linked to the selected assignment. Further, a battery map corresponding to the temperature and remaining capacity of the battery 129 detected in step S104 is extracted from the battery map table stored in the database 216. Then, these inclusion relationships are confirmed. As described with reference to FIG. 10, the overall control unit 210 determines that execution of the selected task is impossible if a part of the task map protrudes from the battery map region. The process returns to step S105 to reselect the assignment. If the entire area of the assignment map is included in the area of the battery map, it is determined that the selected assignment can be executed, and the assignment is determined to be an official assignment to be assigned to the mth, step S107. Proceed to

全体制御部210は、ステップS107へ進むと、ステップS106で決定したm番目の課題Hを実行する。具体的には、図5および図6を用いて説明したように、課題Hの進行を示す映像に移動装置120の位置に対応して訓練者900を示すキャラクタPを重畳して表示部138に表示させる。 When proceeding to step S107, the overall control unit 210 executes the mth task Hm determined in step S106. Specifically, as described with reference to FIGS. 5 and 6, the display unit 138 superimposes the character P indicating the trainer 900 corresponding to the position of the moving device 120 on the video indicating the progress of the task H m. To display.

全体制御部210は、課題Hの制限時間Tが終了したらステップS108へ進み、課題Hの達成に対して賦与されるスコアを算出し、表示部138に表示する累積スコアを更新する。課題Hの達成に対して賦与されるスコアは、制限時間内に初期位置Vまで戻れたか否かによって、加点されたり減点されたりする。 When the time limit T m for the task H m ends, the overall control unit 210 proceeds to step S108, calculates a score given for achievement of the task H m , and updates the accumulated score displayed on the display unit 138. Score conferred against achieved challenge H m, depending whether return to the initial position V s within the time limit, or is deducted or is added point.

全体制御部210は、ステップS109へ進み、カウント変数mをインクリメントする。そして、ステップS111で、インクリメントされたカウント変数mと課題の個数kを比較する。kは、課題ゲームにおいて課される課題の個数である。全体制御部210は、ステップS101において高いレベルが選択されている場合には、低いレベルが選択されている場合に比べて、個数kを多く設定する。全体制御部210は、kを超えていないと判断したらステップS104へ戻り、超えたと判断したらステップS111へ進む。   The overall control unit 210 proceeds to step S109 and increments the count variable m. In step S111, the incremented count variable m is compared with the number k of tasks. k is the number of tasks imposed in the task game. When the high level is selected in step S101, the overall control unit 210 sets a larger number k than when the low level is selected. The overall control unit 210 returns to step S104 if it is determined that k is not exceeded, and proceeds to step S111 if it is determined that k is exceeded.

全体制御部210は、ステップS111へ進んだ場合は、終了処理を実行して一連のフローを終了する。終了処理は、確定したスコアを表示部138に表示したり、これまで実行してきたトレーニングの履歴情報を更新したりする処理である。   When the process proceeds to step S111, the overall control unit 210 executes an end process and ends a series of flows. The termination process is a process of displaying the confirmed score on the display unit 138 and updating the history information of the training that has been performed so far.

このような処理フローによれば、訓練者900に試行させる課題が移動装置120の性能の観点からは実行可能であることを担保できるので、訓練者900が課題ゲームに取り組む意欲を維持することを期待できる。   According to such a processing flow, it can be ensured that the task that the trainer 900 tries is feasible from the viewpoint of the performance of the mobile device 120, so that the trainer 900 maintains the willingness to tackle the task game. I can expect.

なお、以上説明した本実施形態においては、課題マップとバッテリマップの包含関係を判断して課題実行の可否を判断したが、モータの回転数NとトルクTの関係を他の形式で定義する場合においては、それぞれの形式にふさわしい判断手法を用いる。いずれにしても、バッテリの温度と残容量によって定義されるモータの出力限界が、課題に要求されるモータ出力を含んでいれば良い。   In the present embodiment described above, the inclusion relationship between the task map and the battery map is determined to determine whether the task can be executed. However, when the relationship between the motor rotation speed N and the torque T is defined in another format. In, the judgment method suitable for each form is used. In any case, it is sufficient that the motor output limit defined by the battery temperature and the remaining capacity includes the motor output required for the task.

100 訓練装置、110 装具、111 ハーネスワイヤ、112 ハーネス引張部、113 位置センサ、120 移動装置、121 搭乗台、122 荷重センサ、123 左駆動輪、124 右駆動輪、125 ハンドルユニット、126 基台、129 バッテリ、130 フレーム、133 制御盤、138 表示部、190 移動制限範囲、210 全体制御部、211 操作受付部、212 表示制御部、213 ハーネス駆動部、214 メモリ、215 課題ゲーム、216 データベース、219 通信接続IF、220 移動体制御部、221 駆動輪ユニット、222 姿勢センサ、223 バッテリセンサ、229 通信接続IF、900 訓練者 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Training apparatus, 110 Orthosis, 111 Harness wire, 112 Harness tension | pulling part, 113 Position sensor, 120 Moving apparatus, 121 Boarding board, 122 Load sensor, 123 Left driving wheel, 124 Right driving wheel, 125 Handle unit, 126 Base, 129 Battery, 130 frames, 133 control panel, 138 display unit, 190 movement limit range, 210 overall control unit, 211 operation reception unit, 212 display control unit, 213 harness drive unit, 214 memory, 215 task game, 216 database, 219 Communication connection IF, 220 Mobile control unit, 221 Drive wheel unit, 222 Attitude sensor, 223 Battery sensor, 229 Communication connection IF, 900 Trainer

Claims (1)

訓練者が搭乗して移動操作を行う、バッテリとモータを備えた倒立振子型の移動装置と連動するバランス訓練装置であって、
前記バッテリの温度と残容量を検出する検出部と、
前記バッテリの前記温度と前記残容量ごとに予め作成された、電力供給が可能な前記モータの回転数とトルクの範囲を示すバッテリマップと、前記訓練者に初期位置から目標位置への往復移動を所定時間以内に行わせる課題ごとに予め作成された、前記課題の遂行に必要とする前記モータの回転数とトルクの範囲を示す課題マップとを記憶する記憶部と、
複数の前記課題マップから、前記検出部が検出した前記温度と前記残容量に対応する前記バッテリマップが示す範囲に収まる前記モータの回転数とトルクの範囲を示す課題マップを選択し、前記選択された課題マップに対応する課題を実行する制御部と
を備えるバランス訓練装置。
A balance training device linked with an inverted pendulum type moving device equipped with a battery and a motor, on which a trainee gets on board and moves,
A detection unit for detecting the temperature and remaining capacity of the battery;
A battery map indicating the range of the number of rotations and torque of the motor capable of supplying power, which is created in advance for each of the temperature and the remaining capacity of the battery, and a reciprocating movement from the initial position to the target position for the trainee. A storage unit that stores a task map that is created in advance for each task to be performed within a predetermined time and that indicates a range of torque and the number of rotations of the motor necessary to perform the task;
From the plurality of task maps, a task map indicating a range of the rotation speed and torque of the motor that falls within a range indicated by the battery map corresponding to the temperature and the remaining capacity detected by the detection unit is selected and selected. A balance training device comprising a control unit that executes a task corresponding to the task map.
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