手指と手首の連動による促通反復療法をリハビリテーション機器で実現するために,手首掌屈背屈と手指屈曲伸展,拇指対立運動の実現する機構を組み合わせた制御方法について検討した. 従来までの手首掌屈背屈機構は,平行リンク機構で構成されており,その性質上で可動範囲は満たすものの,ある姿勢で停止した場合に次の動作へ移行する際に運動方向が定まらない特異点があるため不安定であった.そこで,機構解析を交えて可動範囲中に特異点にならないリンク配置に変更した.また,機構装置を装着時に特異点などの不安定要素がなく安全であることを確認するために前腕部筋電位,ゴニオメータを使用して目的となる促通反復療法時の手首運動を支援装置未装着時と装着したときで比較評価した.装着時おいても特異点などの不安定姿勢がなくなり,また筋電位,角度データより未装着時の人運動と比較して差異がなく安全で良好な機構となったことが分かった.また各運動機構は,モータなどが原動角度となり,手首角度が従動角度となるため,装着者の手首運動を外力によって制御するための手首角度,モータ角度に基づいた制御モデルを検討した.手指運動に関しても同様に制御モデルを検討した.それらの結果,目標角度に対して手首,手指の各角度が追従することを確認した. 支援機器による装着者の運動を推定して動作トリガ,制御入力量として,前腕部表面筋電位を使用している.これまで筋肉量や脂肪量など個人差は,筋電位信号取得時の最大値を用いた疑似%MVCと最大最小値による正規化処理した特徴量を使用していたがリアルタイム性が欠けていた.そこで処理アルゴリズムを再検討し,動的なデータを使用しても識別精度が維持出来ることが分かった.
|