專利名稱：與被動訓(xùn)練器支撐臺最佳運(yùn)行條件相關(guān)的模擬、測量方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種能夠判定被動訓(xùn)練器的支撐臺的最佳運(yùn)行條件(例如，通過支撐 臺向用戶施加相對較重的肌肉負(fù)荷和較輕的關(guān)節(jié)負(fù)荷的最佳運(yùn)行條件)的模擬和測量方 法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
已提出了多種被配置成移動用于支撐用戶身體的一部分的支撐臺以改變用戶姿 勢的被動訓(xùn)練器。例如，2004年12月9日公開的日本專利申請公開第2004-344684號揭示了一種平 衡訓(xùn)練器。該訓(xùn)練器被配置成用于通過擺動用戶可騎坐的支撐臺來模擬騎馬訓(xùn)練。2006年5月18日公開的日本專利申請公開第2006-122595號揭示了一種秋千訓(xùn) 練器。該訓(xùn)練器具有可將用戶的臀部或腰部支撐為用腳支撐用戶自身重量的一部分的姿勢 (坐姿)的支撐臺。所述訓(xùn)練器被配置成用于通過擺動支撐臺來改變作用于用戶雙腿的用 戶自身重量的比率。還有一種機(jī)器，其具有用戶能夠以站立姿勢將腳置于其上的支撐臺。該 機(jī)器被配置成用于通過移動支撐臺來改變用戶的腳的位置或方向從而向用戶提供用于擴(kuò) 展雙腿關(guān)節(jié)的活動范圍的步行運(yùn)動或訓(xùn)練。在被動訓(xùn)練器中，若改變支撐臺的運(yùn)行條件，則作用于每塊肌肉上的負(fù)荷幅度或 作用于各個關(guān)節(jié)上的負(fù)荷幅度發(fā)生變化。即，支撐臺的運(yùn)行條件發(fā)生變化，由此導(dǎo)致負(fù)荷主 要作用的肌肉種類或肌肉的活動程度發(fā)生變化，并且各個關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)接觸力(關(guān)節(jié)受力) 也改變。優(yōu)選地，判定支撐臺的運(yùn)行條件，從而減小關(guān)節(jié)接觸力并增強(qiáng)肌肉活動。當(dāng)前，為了獲得支撐臺的運(yùn)行條件、肌肉活動和關(guān)節(jié)接觸力之間的關(guān)系，由受檢者 實(shí)際地使用被動訓(xùn)練器。在這種情況下，改變支撐臺的運(yùn)行條件，由此測量到肌肉活動或關(guān) 節(jié)接觸力的改變(過程)?？赏ㄟ^測量受檢者的肌電電位獲得肌肉活動。然而，關(guān)節(jié)接觸力 不能被直接測量，因此采用了用于估算關(guān)節(jié)接觸力的技術(shù)(參見例如，2006年2月9日公開 的日本專利申請公開第2006-034640號)。即，測量作用于可測量區(qū)域上的力并使用模擬人 體的模型執(zhí)行計算機(jī)模擬。在此技術(shù)中，獲得作用于關(guān)節(jié)的切向力以作為關(guān)節(jié)接觸力。如果實(shí)際地通過操作被動訓(xùn)練器來獲取肌肉活動或關(guān)節(jié)接觸力，則一天中可實(shí)際 地測量的操作條件的數(shù)目最多約為20。因此，為了獲得用于增強(qiáng)目標(biāo)肌肉的活動并減小關(guān) 節(jié)接觸力的最佳運(yùn)行條件，需要大量的時間。此外，存在對受檢者施加較重負(fù)擔(dān)的問題。而且，可能會由于支撐臺的運(yùn)行條件而產(chǎn)生較大的關(guān)節(jié)接觸力。因此，為了在考慮 到受檢者安全的情況下執(zhí)行實(shí)際測量，需要在執(zhí)行測量時排除預(yù)期可產(chǎn)生較大關(guān)節(jié)接觸力 的運(yùn)行條件。因此，運(yùn)行條件的選擇范圍可能被過度地縮小，并且可能會選擇遜于最佳的運(yùn) 行條件的條件。此外，不能通過計算機(jī)模擬獲得通過使用被動訓(xùn)練器所實(shí)現(xiàn)的人的實(shí)際肌肉的所 有運(yùn)動。在另一方面，在伸肌反射中，許多肌肉放電(肌肉的電活動)可能很微小。因此，僅通過從肌動電流圖觀察到的肌肉放電量來判定肌肉使用量可能得出錯誤的判定。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于通過使用計算機(jī)模擬在相對較短的時間內(nèi)針對多種運(yùn)行條件 評估肌肉活動和關(guān)節(jié)接觸力；替代僅通過計算機(jī)模擬來確定實(shí)際機(jī)器運(yùn)行條件，還使得能 夠通過將計算機(jī)模擬和肌肉放電量的測量進(jìn)行組合來評估受檢者的肌電電位，從而確定最 佳運(yùn)行條件；以及，使提供給實(shí)際機(jī)器的運(yùn)行條件最佳化。本發(fā)明是與被動訓(xùn)練器的支撐臺的最佳運(yùn)行條件相關(guān)的模擬和測量方法。所述 被動訓(xùn)練器包含所述支撐臺，其被配置成用于支撐用戶的全部或部分體重；以及，驅(qū)動單 元，其被配置成用于移動所述支撐臺。所述被動訓(xùn)練器被配置成用于根據(jù)運(yùn)行條件，通過所 述驅(qū)動單元來移動所述支撐臺，從而向用戶提供被動訓(xùn)練。本發(fā)明包括以下計算機(jī)實(shí)施的 步驟(a)根據(jù)所述運(yùn)行條件中的每一個運(yùn)行條件，通過計算機(jī)模擬順序地獲得在所述用 戶的目標(biāo)部位的各種肌肉活動和各種關(guān)節(jié)接觸力，其中所述各種肌肉活動是各種肌肉的活 動，所述各種關(guān)節(jié)接觸力是各種關(guān)節(jié)上的關(guān)節(jié)接觸力；(b)從所述運(yùn)行條件中獲得中間條 件，其中，在根據(jù)所述運(yùn)行條件中的每一個運(yùn)行條件順序地獲得的每個肌肉活動和每個關(guān) 節(jié)接觸力分別處于預(yù)定的肌肉活動范圍和關(guān)節(jié)接觸力范圍內(nèi)的情況下，通過將所述運(yùn)行條 件包括在所述中間條件中來獲得所述中間條件；(C)在對運(yùn)動模擬器進(jìn)行控制的同時，測 量在所述支撐臺上的受檢者的肌電電位，其中，所述運(yùn)動模擬器被配置成根據(jù)所述中間條 件中的每個中間條件順序地以多自由度移動所述支撐臺；以及(d)基于根據(jù)所述中間條件 中的每個中間條件順序地測量的每個肌電電位，從所述中間條件中確定并輸出最佳運(yùn)行條 件。在本發(fā)明中，通過計算機(jī)模擬而不是使用實(shí)際的被動訓(xùn)練器針對不同的運(yùn)行條件 估算肌肉活動和關(guān)節(jié)接觸力，而不使用實(shí)際被動訓(xùn)練器。因此，可在相對較短的時間內(nèi)對多 個運(yùn)行條件評估肌肉活動和關(guān)節(jié)接觸力。然而，通過計算機(jī)模擬獲得的肌肉活動和關(guān)節(jié)接 觸力各自具有誤差容限。尤其是，在較短時間內(nèi)對多個運(yùn)行條件進(jìn)行評估的情況下，需要將 具有較少參數(shù)的簡單模型用作用于模擬的模型。因此，如果僅通過針對肌肉活動和關(guān)節(jié)接 觸力的計算機(jī)模擬來確定運(yùn)行條件，則存在不能選擇最佳運(yùn)行條件的可能性。因此，本發(fā)明通過從計算機(jī)模擬結(jié)果中選擇用戶的目標(biāo)部位上不同肌肉活動和不 同關(guān)節(jié)接觸力處于目標(biāo)范圍內(nèi)的運(yùn)行條件，來獲得中間條件。從中間條件中獲得最佳運(yùn)行 條件。即，利用每個中間條件來控制用于以多自由度移動支撐臺的運(yùn)動模擬器，從而實(shí)現(xiàn)滿 足由計算機(jī)模擬獲得的中間條件的支撐臺運(yùn)動。測量支撐臺上的受檢者的肌電電位，并根 據(jù)遵循中間條件的肌電電位測量結(jié)果來確定支撐臺的運(yùn)行條件。因此，由于實(shí)際上使用通過計算機(jī)模擬而縮減的中間條件來測量受檢者的肌電電 位，因此可以在短時間內(nèi)對各種運(yùn)行條件進(jìn)行大致評估。當(dāng)評估的運(yùn)行條件縮減為中間條 件時，可進(jìn)行提煉從而強(qiáng)調(diào)肌肉強(qiáng)化效果或者強(qiáng)調(diào)受檢者的安全?；诩‰婋娢坏膶?shí)際測 量對提煉的中間條件執(zhí)行評估，因此，可減少用于肌電電位的實(shí)際測量的時間，并且可在相 對短的時間內(nèi)確定出近乎于最佳的條件。在一個實(shí)施例中，所述步驟(a)包含根據(jù)在按照所述運(yùn)行條件中的每個運(yùn)行條 件順序地迫使至少一個倒置擺振動時所述倒置擺的隨時間的位置變化，來估算所述用戶的人體關(guān)節(jié)的隨時間的位置變化，其中所述倒置擺為人體模型；以及通過把估算的位置變化 應(yīng)用于肌骨模型，來獲得所述各種肌肉活動和所述各種關(guān)節(jié)接觸力。在本實(shí)施例中，通過使 被動訓(xùn)練器的運(yùn)動與作為機(jī)器振動模型的倒置擺模型相關(guān)聯(lián)來估算關(guān)節(jié)的隨時間的位置 變化。通過使用肌骨模型并且向肌骨模型應(yīng)用關(guān)節(jié)的位置變化，來估算肌肉活動和關(guān)節(jié)接 觸力。因此，能夠通過相對少的運(yùn)算量獲得肌肉活動和關(guān)節(jié)接觸力。即，可在相對短的時間 內(nèi)對多個運(yùn)行條件執(zhí)行計算機(jī)模擬。在一個實(shí)施例中，所述步驟(d)包含從根據(jù)所述中間條件中的每個中間條件順 序地測量的每個肌電電位中，獲取肌肉放電的最大平均值或最大峰值；以及，將與所述最大 平均值或所述最大峰值對應(yīng)的所述中間條件定義為所述最佳運(yùn)行條件。在本實(shí)施例中，將 對于不同的肌肉放電量具有最大平均值或最大峰值的運(yùn)行條件確定為被動訓(xùn)練器的運(yùn)行 條件。因此，可基于受檢者的肌電電位從中間條件中自動確定最佳運(yùn)行條件。在一個實(shí)施例中，所述關(guān)節(jié)接觸力范圍等于或小于給定值。所述肌肉活動范圍是 從第一肌肉活動到第二肌肉活動的范圍。所述第一肌肉活動是根據(jù)處于所述關(guān)節(jié)接觸力范 圍內(nèi)的所述運(yùn)行條件獲得的各個肌肉活動中的最大肌肉活動。所述第二肌肉活動是根據(jù)處 于所述關(guān)節(jié)接觸力范圍內(nèi)的所述運(yùn)行條件獲得的各個肌肉活動中的低于所述第一肌肉活 動規(guī)定數(shù)量的肌肉活動。在本實(shí)施例中，可自動選擇中間條件。本發(fā)明提供一種與被動訓(xùn)練器的支撐臺的最佳運(yùn)行條件相關(guān)的模擬和測量系統(tǒng)。 所述被動訓(xùn)練器包括所述支撐臺，其被配置成用于支撐用戶的全部或部分體重；以及，驅(qū) 動單元，其被配置成用于移動所述支撐臺。所述被動訓(xùn)練器被配置成用于根據(jù)運(yùn)行條件，通 過所述驅(qū)動單元來移動所述支撐臺，從而向用戶提供被動訓(xùn)練。本發(fā)明包括模擬器、運(yùn)動模 擬器、肌電測量設(shè)備以及評估設(shè)備。所述模擬器被配置成用于(i)根據(jù)所述運(yùn)行條件中的 每一個運(yùn)行條件，通過計算機(jī)模擬順序地獲得在所述用戶的目標(biāo)部位的各種肌肉活動和各 種關(guān)節(jié)接觸力；以及(ii)從所述運(yùn)行條件獲得中間條件；所述各種肌肉活動是各種肌肉的 活動。所述各種關(guān)節(jié)接觸力是各種關(guān)節(jié)上的關(guān)節(jié)接觸力。在根據(jù)所述運(yùn)行條件中的每個運(yùn) 行條件順序地獲得的每個肌肉活動和每個關(guān)節(jié)接觸力分別處于預(yù)定的肌肉活動范圍和關(guān) 節(jié)接觸力范圍內(nèi)的情況下，通過將所述運(yùn)行條件包括在所述中間條件中來獲得所述中間條 件。所述運(yùn)動模擬器被配置成用于根據(jù)所述中間條件中的每個中間條件，順序地以多自由 度移動所述支撐臺。所述肌電測量設(shè)備被配置成用于測量在所述支撐臺上的受檢者的肌電 電位。所述評估設(shè)備被配置成用于基于根據(jù)所述中間條件中的每個中間條件順序地測量的 每個肌電電位，從所述中間條件中確定并輸出最佳運(yùn)行條件。本發(fā)明具有與對應(yīng)的方法相 同的優(yōu)點(diǎn)。在一個實(shí)施例中，所述模擬器包含平衡模擬器和肌骨模擬器。所述平衡模擬器被 配置成用于根據(jù)在按照所述運(yùn)行條件中的每個運(yùn)行條件順序地迫使至少一個倒置擺振動 時所述倒置擺的隨時間的位置變化，來估算所述用戶的人體關(guān)節(jié)的隨時間的位置變化，其 中所述倒置擺為人體模型。所述肌骨模擬器被配置成用于通過把估算的位置變化應(yīng)用于肌 骨模型，來獲得所述各種肌肉活動和所述各種關(guān)節(jié)接觸力。本發(fā)明具有與對應(yīng)的方法相同 的優(yōu)點(diǎn)。在一個實(shí)施例中，所述評估設(shè)備被配置成用于從根據(jù)所述中間條件中的每個中 間條件順序地測量的每個肌電電位中，獲取肌肉放電的最大平均值或最大峰值；以及，將與所述最大平均值或所述最大峰值對應(yīng)的所述中間條件定義為所述最佳運(yùn)行條件。本發(fā)明具 有與對應(yīng)的方法相同的優(yōu)點(diǎn)。在一個實(shí)施例中，所述關(guān)節(jié)接觸力范圍等于或小于給定值。所述肌肉活動范圍是 從第一肌肉活動到第二肌肉活動的范圍。所述第一肌肉活動是根據(jù)處于所述關(guān)節(jié)接觸力范 圍內(nèi)的所述運(yùn)行條件獲得的各個肌肉活動中的最大肌肉活動。所述第二肌肉活動是根據(jù)處 于所述關(guān)節(jié)接觸力范圍內(nèi)的所述運(yùn)行條件獲得的各個肌肉活動中的低于所述第一肌肉活 動規(guī)定數(shù)量的肌肉活動。本發(fā)明具有與對應(yīng)的方法相同的優(yōu)點(diǎn)。


下面將進(jìn)一步詳細(xì)說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。參照如下的詳細(xì)說明和附圖，本發(fā) 明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將變得容易理解。在附圖中圖1為示出一個實(shí)施例的框圖2為示出一個實(shí)施例中的被動訓(xùn)練器的透視圖3示出被動訓(xùn)練器的另一示例；
圖4示出被動訓(xùn)練器的另一示例；
圖5為實(shí)施例中所用的運(yùn)動模擬器的示例的側(cè)視圖6為實(shí)施例中所用的模擬器的框圖7通過實(shí)施例中的倒置擺示出模型示例；
圖8為實(shí)施例中的倒置擺的恢復(fù)力的說明圖9示出實(shí)施例中的單聯(lián)桿模型和關(guān)節(jié)位置之間的關(guān)系；
圖10示出實(shí)施例中的雙聯(lián)桿模型和關(guān)節(jié)位置之間的關(guān)系；
圖11示出實(shí)施例中所用的肌肉的動態(tài)模型；
圖12示出根據(jù)實(shí)施例中的各種運(yùn)行條件獲得的結(jié)果；以及
圖13示出關(guān)于實(shí)施例中的各個候選條件的％ MVC0
具體實(shí)施例方式作為被動訓(xùn)練器的本實(shí)施例包括支撐臺，其被配置成用于支撐用戶的全部或部 分體重并且通過驅(qū)動單元移動所述支撐臺。例如，如圖2所示，存在一種用戶以站立姿勢使 用的被動訓(xùn)練器1。此訓(xùn)練器1包括一對腳踏板41 (第一和第二支撐臺)，用戶的左右腳可 分別放置于其上，并且此訓(xùn)練器1被配置成用于通過嵌入底座40的驅(qū)動單元(未示出)改 變腳踏板41的位置。腳踏板41由所述驅(qū)動單元驅(qū)動，其中所述驅(qū)動單元可以以前后方向、 左右方向、垂直方向、圍繞前后方向上的軸的方向、圍繞左右方向上的軸的方向和圍繞垂直 軸的方向中的至少一個自由度進(jìn)行驅(qū)動。例如，如果使用具有六個可伸縮桿的、其中每兩個桿被并聯(lián)布置的并聯(lián)聯(lián)桿機(jī)構(gòu) 移動每個腳踏板41，則每個腳踏板41可以以六個自由度改變其自身的位置。通過使用如下 機(jī)構(gòu)，每個腳踏板41還可以以任意自由度移動，其中所述機(jī)構(gòu)具有作為驅(qū)動源的馬達(dá)并且 被配置成用于通過曲柄、齒輪等的組合執(zhí)行直線移動與旋轉(zhuǎn)移動之間的轉(zhuǎn)換。尤其是，當(dāng)使 用一個驅(qū)動源時，可容易地將左右腳踏板41以特定的關(guān)系進(jìn)行互鎖。在被動訓(xùn)練器1中，如圖所示3，該訓(xùn)練器包括支撐臺(座位42)，其可支撐用戶H的臀部，并且用戶H騎坐于其上。通過移動座位42，訓(xùn)練器向用戶H提供模擬騎馬的訓(xùn)練。 如圖4所示，所述訓(xùn)練器包括一個用于支撐用戶H的臀部或腰部的支撐臺(座位43)以及 兩個分別用于放置用戶H的左右腳的支撐臺(腳踏板44)。該訓(xùn)練器被配置成按照如下方 式改變作用在用戶H的腿部的負(fù)荷傾斜座位43，同時通過三點(diǎn)裝配支撐來支撐用戶(H) 的負(fù)荷，從而改變座位43所支撐的負(fù)荷比率。在圖4的配置中，腳踏板44可以響應(yīng)于作用 在腳踏板44上的負(fù)荷在垂直方向上移動，并且保持各個膝關(guān)節(jié)的角度不變。下面將解釋應(yīng)用于圖2所示的被動訓(xùn)練器1的示例，但是本發(fā)明也可應(yīng)用于圖3 或4所示的被動訓(xùn)練器1。如圖1所示，所述實(shí)施例包括模擬器2、運(yùn)動模擬器3和肌電測量設(shè)備4。模擬器 2被配置成用于在被動訓(xùn)練器1中的支撐臺的運(yùn)行條件被改變時通過計算機(jī)模擬來獲取用 戶的身體響應(yīng)。運(yùn)動模擬器3被配置成用于基于各種運(yùn)行條件模擬被動訓(xùn)練器2的支撐臺 的各種運(yùn)動。肌電測量設(shè)備4被配置成用于對運(yùn)動模擬器3的支撐臺所支撐的受檢者(He) 測量各個目標(biāo)肌肉的肌電電位。支撐臺的運(yùn)行條件意為借助例如矢量、幅度(移動范圍)、頻率(移動速率)等與 移動支撐臺相關(guān)的參數(shù)所設(shè)定的條件。在模擬器2的內(nèi)部，運(yùn)行條件被表示為支撐臺的代 表性位置的隨時間的變化。然而，如果模擬器2的操作者設(shè)定參數(shù)(下面將描述詳情)，則 在模擬器2的內(nèi)部自動產(chǎn)生各個支撐臺的代表性位置的隨時間的變化。即使運(yùn)行條件處于不能對真實(shí)的被動訓(xùn)練器1進(jìn)行設(shè)定的范圍或用戶不能接受 的范圍，也可通過模擬器2來設(shè)定這種運(yùn)行條件。如果用模擬器2嘗試包括難以實(shí)現(xiàn)的運(yùn)行 條件的不同種的運(yùn)行條件，則可獲得運(yùn)行條件與用戶身體響應(yīng)之間的關(guān)系的大體趨勢。因 此，在模擬器2中，如果在實(shí)際上載人的支撐臺上嘗試并應(yīng)用不同的運(yùn)行條件，則能夠縮減 為可獲得高強(qiáng)度訓(xùn)練效果并可以安全使用的運(yùn)行條件。在圖1所示的配置中，提供條件限定單元6。在單元6中，在模擬器2中嘗試的不 同的運(yùn)行條件被縮減為要在運(yùn)動模擬器3中嘗試的中間條件。模擬器2和條件限定單元6 是通過運(yùn)行計算機(jī)中的程序來實(shí)現(xiàn)，并且包括例如CRT或液晶顯示器等監(jiān)視設(shè)備以及例如 鍵盤和鼠標(biāo)等輸入設(shè)備。通過模擬器2嘗試不同的運(yùn)行條件可獲得一些結(jié)果。在條件限定單元6中，在監(jiān) 視設(shè)備的屏幕上顯示所述結(jié)果，并且操作者可以使用輸入設(shè)備指定中間條件。還可以如下 文中所描述的，提供用來判定中間條件的規(guī)則(即，用于選擇可獲得高強(qiáng)度訓(xùn)練效果并可 提供安全使用的運(yùn)行條件的規(guī)則)?？梢詮淖裱鲆?guī)則的運(yùn)行條件中選取預(yù)定的數(shù)量的 (例如，約10個)與所述規(guī)則匹配程度較好的中間條件。如果采用這種方法，則可以自動地 限制中間條件。將通過條件限定單元6選取的作為中間條件的運(yùn)行條件應(yīng)用于運(yùn)動模擬器3。運(yùn) 動模擬器3被配置成用于模擬圖2所示的被動訓(xùn)練器2中的各個支撐臺(腳踏板41)的運(yùn) 動。因此，例如，如圖5所示，使用一對并聯(lián)聯(lián)桿機(jī)構(gòu)50。機(jī)構(gòu)50被配置成用于分別以多個 自由度(圖示的示例中的六個自由度)移動支撐受檢者(He)左右腳的支撐臺51。并聯(lián)聯(lián)桿機(jī)構(gòu)50被配置成用于利用六根聯(lián)桿53相對于裝配臺52來支撐支撐臺 51并且還通過馬達(dá)54來單獨(dú)地伸長和收縮聯(lián)桿53從而移動支撐臺51，其中馬達(dá)54被分 別放置在聯(lián)桿53附近并且被配置成分別沿正反方向旋轉(zhuǎn)。每個聯(lián)桿53的兩端通過萬向節(jié)55分別連接至支撐臺51和裝配臺52。在該結(jié)構(gòu)中，使聯(lián)桿53伸長和縮短，由此支撐臺51 可以在前后方向、左右方向、垂直方向、圍繞前后方向上的軸的方向、圍繞左右方向上的軸 的方向和圍繞垂直軸的方向上移動?？刂破?未示出)被配置成用于控制運(yùn)動模擬器3的各個馬達(dá)54的旋轉(zhuǎn)量和旋 轉(zhuǎn)定時。因此，為了根據(jù)由條件限定單元6所選取的各個中間條件來移動支撐臺51，所述控 制器設(shè)置有轉(zhuǎn)換運(yùn)算單元，其被配置成用于將各個中間條件轉(zhuǎn)換成各個馬達(dá)54的旋轉(zhuǎn)量 和旋轉(zhuǎn)定時。如果接收到一個中間條件，則所述轉(zhuǎn)換運(yùn)算單元執(zhí)行操作以將所述中間條件 轉(zhuǎn)換成應(yīng)用于各個馬達(dá)54的運(yùn)行量的時間序列。即，轉(zhuǎn)換運(yùn)算單元由計算機(jī)形成并且響應(yīng) 于中間條件的輸入來輸出馬達(dá)54的運(yùn)行量。因此，轉(zhuǎn)換運(yùn)算單元可以由與模擬器2和條件 限定單元6相同的計算機(jī)形成。提供運(yùn)動模擬器3以便在受檢者(He)站立在支撐臺51上之后，在根據(jù)中間條件 移動支撐臺51的同時測量受檢者(He)的肌肉活動。因此，當(dāng)驅(qū)動運(yùn)動模擬器3時，肌電測 量設(shè)備4對受檢者(He)的目標(biāo)部位的不同肌肉檢測肌肉活動。例如，如果使用圖2所示 的被動訓(xùn)練器1，則認(rèn)為增強(qiáng)了用戶的足部、大腿下部、股骨區(qū)、臀部、下背、腹部等的肌肉活 動。因此，將這些肌肉設(shè)定為站立在運(yùn)動模擬器3上的受檢者(He)的目標(biāo)部位，并且通過 肌電測量設(shè)備4測量各個肌電電位。如果將通過模擬器2執(zhí)行模擬而獲得的多個(例如，2000個)運(yùn)行條件縮減為十 個中間條件，則根據(jù)所述十個中間條件中的每一個對受檢者(He)執(zhí)行肌電電位測量。在本 示例中，不僅對一個受檢者(He)執(zhí)行肌電電位測量，而且對不同年齡或性別的各個受檢者 (He)執(zhí)行肌電電位測量。優(yōu)選地，對每個受檢者執(zhí)行一次以上的這種肌電電位測量。由于 中間條件的數(shù)量約為10，因此可在相當(dāng)短時間內(nèi)執(zhí)行肌電電位的實(shí)際測量。如果根據(jù)各個中間條件執(zhí)行肌電電位測量，則可以根據(jù)各個中間條件移動支撐臺 51，從而得到人體的肌肉活動。因此，評估設(shè)備5從中間條件中確定對于肌肉活動最佳的中 間條件，并將該中間條件定義為被動訓(xùn)練器1的運(yùn)行條件。評估設(shè)備5所定義的運(yùn)行條件 為由模擬器2設(shè)定的運(yùn)行條件中被最終縮減成的一個條件。通過模擬器2和運(yùn)動模擬器3 驗(yàn)證其是否處于被動訓(xùn)練器1可以被安全使用的范圍，并且通過運(yùn)動模擬器3驗(yàn)證訓(xùn)練效 果。因此，可將其看作是提供給被動訓(xùn)練器1的最佳運(yùn)行條件。在此詳細(xì)說明前述組件。如圖6所示，將用于執(zhí)行計算機(jī)模擬的三種模擬器10、20 和30進(jìn)行組合并構(gòu)成模擬器2。下文中，將第二模擬器20和第三模擬器30分別稱為“平 衡模擬器”和“肌骨模擬器”。第一模擬器10包括設(shè)備模擬單元11，其被配置成用于模擬被動訓(xùn)練器1中的各個 支撐臺(腳踏板41)的運(yùn)動。模擬器10被配置成用于從運(yùn)行條件設(shè)定單元12接收對被動 訓(xùn)練器1設(shè)置的運(yùn)行條件從而根據(jù)所述運(yùn)行條件模擬各個支撐臺的運(yùn)動。各個支撐臺的運(yùn)動并非必須具有周期性。同樣不要求各個支撐臺的移動軌跡形成 幾何形狀。然而，在實(shí)施例中，為了方便設(shè)定運(yùn)行條件，各個支撐臺的運(yùn)動具有周期性并且 各個移動軌跡形成為由一個或多個方向上的合成的往復(fù)運(yùn)動所表示的形狀。S卩，各移動軌 跡由從直線往復(fù)運(yùn)動和轉(zhuǎn)動往復(fù)運(yùn)動中任意選擇的往復(fù)運(yùn)動的合成來表示。直線往復(fù)運(yùn)動 從前后方向、左右方向和垂直方向中選擇。轉(zhuǎn)動往復(fù)運(yùn)動從滾動(圍繞前后方向上的軸的 方向)、縱搖(圍繞左右方向上的軸的方向)以及首搖(圍繞垂直軸的方向)中選擇(當(dāng)然，在單個自由度的情況下，以一種往復(fù)運(yùn)動來表示)。因此，可通過運(yùn)行條件設(shè)定單元12將確定各個支撐臺的移動軌跡的往復(fù)運(yùn)動的 方向、每個往復(fù)運(yùn)動方向上的幅度和周期(頻率)、當(dāng)增加一組往復(fù)運(yùn)動時各個往復(fù)運(yùn)動之 間的相位關(guān)系以及往復(fù)運(yùn)動的基準(zhǔn)位置(往復(fù)運(yùn)動的中間位置等)設(shè)定為運(yùn)行條件。實(shí)施例的目的在于響應(yīng)于被動訓(xùn)練器1的各個支撐臺的運(yùn)動來估算用戶的肌肉 活動和關(guān)節(jié)接觸力(關(guān)節(jié)力)。因此，肌骨模擬器30使用具有體節(jié)(骨骼)、關(guān)節(jié)和組織 (肌肉)的肌骨模型。關(guān)節(jié)接觸力意為沿著關(guān)節(jié)(關(guān)節(jié)軸)和體節(jié)(聯(lián)桿)之間的接觸面 的法線方向作用于關(guān)節(jié)(關(guān)節(jié)軸)的力。將被動訓(xùn)練器的各個支撐臺的運(yùn)動直接應(yīng)用于肌骨模型是困難的。因此，在實(shí)施 例的平衡模擬器20中，描述了一種不會在本質(zhì)上丟失人體運(yùn)動的被簡化的機(jī)器振動系統(tǒng) 的模型，并且用其替代人體。用運(yùn)動方程表示所描述的模型和通過設(shè)備模擬單元11模擬的 被動訓(xùn)練器的運(yùn)動之間的關(guān)系。通過振動模型產(chǎn)生單元21描述作為人體替代物的機(jī)器振 動系統(tǒng)的模型。平衡模擬器20還具有動力學(xué)計算單元22，從而執(zhí)行動力學(xué)計算以獲取前述 的運(yùn)動方程的解。當(dāng)激活被動訓(xùn)練器時，動力學(xué)計算單元22獲取人體關(guān)節(jié)的各個位置變化 (位置和速率)。關(guān)節(jié)的彎曲和伸展由與該關(guān)節(jié)相關(guān)的肌肉收縮產(chǎn)生。因此，把由平衡模擬器20獲 取的關(guān)節(jié)的隨時間的位置變化應(yīng)用于由肌骨模擬器30所使用的肌骨模型，能夠獲得作用 于與該關(guān)節(jié)相關(guān)的肌肉的負(fù)荷(肌肉活動)。還可以獲得作用于體節(jié)的負(fù)荷，由此獲得作 用于關(guān)節(jié)的負(fù)荷(關(guān)節(jié)接觸力)。即，通過逆動力學(xué)計算，可以從關(guān)節(jié)的各種位置變化(軌 道)獲得與使關(guān)節(jié)彎曲和伸展有關(guān)的肌肉的肌肉活動(作用于肌肉的負(fù)荷)，以及作用于關(guān) 節(jié)的負(fù)荷(關(guān)節(jié)接觸力)。因此，肌骨模擬器30具有肌骨模型產(chǎn)生單元31和逆動力學(xué)計算單元32。單元31 被配置成用于進(jìn)行將肌骨模型定義為人體的替代物。單元32被配置成用于根據(jù)由平衡模 擬器20獲取的關(guān)節(jié)的位置變化來計算肌肉負(fù)荷和關(guān)節(jié)負(fù)荷。現(xiàn)在詳細(xì)說明模擬器2的運(yùn)行。設(shè)備模擬單元11關(guān)注于用于支撐用戶的負(fù)荷的 支撐臺的位置以及支撐臺的各種運(yùn)行條件，但是不考慮具體的機(jī)構(gòu)。換句話說，設(shè)備模擬單 元11模擬支撐臺所支撐的人體的部位以及接觸區(qū)域如何移動以及在何處移動。支撐臺所 支撐的人體的部位是與支撐臺接觸的接觸部位，并且接觸部位是約束人體的移動的約束條 件。支撐臺的各個運(yùn)動的自由度包括在運(yùn)行條件中往復(fù)運(yùn)動方向中。實(shí)施例中的被動訓(xùn)練器1支撐用戶的雙腳并且在六個自由度(六個方向)上移動 每只腳。因此，設(shè)備模擬單元11要求對腳踏板41的各個移動進(jìn)行定義的六個自由度的運(yùn) 行條件。然而，與對每個腳踏板41單獨(dú)地定義運(yùn)行條件相比，可以利用使左右腳踏板41以 同相或反相進(jìn)行對稱運(yùn)動的約束條件來減少所描述的運(yùn)行條件的數(shù)量。在模擬器2的內(nèi)部，如前所述，用各個支撐臺41的代表性位置隨時間的變化來表 示運(yùn)行條件。然而，用例如運(yùn)動軌道、頻率、幅度、相位等參數(shù)來表示由操作者通過運(yùn)行條件 設(shè)定單元12輸入的運(yùn)行條件。在此，假定沿放置在地面等上的底座40的上表面移動腳踏板41。在實(shí)際的被動訓(xùn) 練器1中，各個腳踏板41可以圍繞沿著底座41的上表面的樞軸來進(jìn)行旋轉(zhuǎn)往復(fù)運(yùn)動，并圍 繞踝關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(腳底彎曲和向背彎曲中的至少一種)放置在腳踏板41上的腳。然而，為了便于模擬，實(shí)施例中的平衡模擬器20不包括這種運(yùn)行的模擬。運(yùn)動軌道是支撐臺41的代表性位置在沿著底座40上表面的平面上的移動軌跡， 并且可從例如直線、弧形、8字形等移動軌跡中選擇。頻率是支撐臺41的每秒往復(fù)運(yùn)動的次 數(shù)，并且定義支撐臺41的運(yùn)動速率。幅度定義了支撐臺41往復(fù)運(yùn)動時的移動距離。相位 可以從當(dāng)左右支撐臺41移動到相同側(cè)時的運(yùn)行和當(dāng)左右支撐臺41移動到相對側(cè)時的運(yùn)行 中選擇。前者為當(dāng)一個支撐臺41處于其移動范圍的前端位置而另一個支撐臺41也處于其 移動范圍的前端位置時的運(yùn)行，也被稱為“同相”。后者為當(dāng)一個支撐臺41處于其移動范圍 的前端位置而另一個支撐臺41處于其移動范圍內(nèi)的后端位置時的運(yùn)行，也被稱為“反相”。除上述參數(shù)外，還存在以下參數(shù)支撐臺41的移動方向相對于底座40前后方向的 角度(傾斜角)、左右支撐臺41的代表性的點(diǎn)(例如，中點(diǎn))之間的平均距離(腳寬)等。 在實(shí)施例中，在平衡模擬器20中排除了腳底彎曲和向背彎曲，但是當(dāng)通過上下轉(zhuǎn)動支撐臺 41來執(zhí)行腳底彎曲和向背彎曲時，參數(shù)可包括位置、方向、與腳踏板41的樞軸相關(guān)的轉(zhuǎn)動 角度的范圍(轉(zhuǎn)動幅度)以及轉(zhuǎn)動角度范圍的中心位置相對于底座40上表面的角度(偏 置角)。在實(shí)施例中，采用左手正交坐標(biāo)系作為表示運(yùn)動方向的坐標(biāo)系，并且關(guān)于各個坐 標(biāo)軸的轉(zhuǎn)動為朝向各個坐標(biāo)軸正向的右旋(順時針方向)。朝向各個坐標(biāo)軸方向的直線運(yùn) 動以任意的適當(dāng)位置作為相位為0°的基準(zhǔn)位置。圍繞各個坐標(biāo)軸的轉(zhuǎn)動運(yùn)動以包括在與 所述坐標(biāo)軸本身垂直的平面內(nèi)的一個坐標(biāo)軸的方向作為相位為0°的基準(zhǔn)位置。例如，當(dāng)使 用XYZ正交坐標(biāo)系時，圍繞X軸的轉(zhuǎn)動運(yùn)動的基準(zhǔn)位置為包括在垂直于X軸的YX平面內(nèi)的 Y軸或Z軸的方向，其為相位為0°的基準(zhǔn)位置。在實(shí)施例的被動訓(xùn)練器1中，每個腳踏板41具有坐標(biāo)系。不考慮腳的尺寸，但是 將踝關(guān)節(jié)看作是圍繞Y軸的關(guān)節(jié)軸。腳踏板(41)的水平的上表面位置被設(shè)定為圍繞X軸 和Y軸的基準(zhǔn)位置。將從腳踝到腳趾的方向定義為X軸的正方向。當(dāng)接收到前述參數(shù)時，設(shè)備模擬單元11計算腳踏板41的位置隨(伴隨)時間的 變化。S卩，以一定的時間間隔輸出關(guān)于腳踏板41的位置的時間序列。在平衡模擬器20和肌骨模擬器30中，為了說明作為人體替代物的模型(人體模 型)，需要與個人的體格相關(guān)的條件。模型的描述對于評估肌肉負(fù)荷和關(guān)節(jié)負(fù)荷較為重要， 并且作為與個人的體格相關(guān)的條件，不僅需要身高和體重，還需要用以確定肌肉分布年齡 和性別。身體脂肪量、肌肉的質(zhì)量等條件也用于提高模型的描述精確度。例如，可以向平衡 模擬器20和肌骨模擬器30提供“身高170cm ；體重60kg ；年齡70 ；性別男性”來作為與 個人的體格相關(guān)的條件。通過身體信息輸入單元13輸入體格的條件。在實(shí)施例中，通過身 體信息輸入單元13輸入(身高、體重、年齡、性別)。利用人體數(shù)據(jù)存儲器15檢驗(yàn)由身體信息輸入單元13輸入的體格信息，人體數(shù)據(jù) 存儲器15將四項(身高、體重、年齡、性別)的組合與(體節(jié)長度、體節(jié)質(zhì)量、體節(jié)慣性矩) 相關(guān)聯(lián)以對其進(jìn)行登記。根據(jù)人體的統(tǒng)計數(shù)值來獲得人體數(shù)據(jù)存儲器15的數(shù)據(jù)集并使用 該數(shù)據(jù)集。然而，為了減少計算量，將體節(jié)長度(上身長度、大腿長度等)和體節(jié)質(zhì)量與身 高、體重相關(guān)聯(lián)，而不考慮年齡、性別和體節(jié)慣性矩?？蓪⒒诮馄蕦W(xué)的統(tǒng)計數(shù)值用于與身高、體重相關(guān)的體節(jié)長度和質(zhì)量。然而，可以 提供與身高、體重的標(biāo)準(zhǔn)值相關(guān)的體節(jié)長度和質(zhì)量。在本示例中，當(dāng)通過身體信息輸入單元13輸入身高、體重時，通過與標(biāo)準(zhǔn)值相關(guān)的比例計算(或其它適當(dāng)?shù)年P(guān)系式)來計算體節(jié)長 度和質(zhì)量。在計算的情況下，將考慮年齡和性別。如下文中提及的，需要考慮將慣性和復(fù)位 元件作為人體模型的元件。因此，希望將恢復(fù)力的強(qiáng)度也存儲在人體數(shù)據(jù)存儲器15中?？?對恢復(fù)力設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)值，并使用與根據(jù)年齡和性別的肌肉力相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行修正。在實(shí)施例中，如上所述，說明了在平衡模擬器20中用機(jī)器振動系統(tǒng)的模型作為人 體替代物。即，放置在腳踏板41上的腳為接觸部位，并且存在腳的位置被支撐臺約束的約 束條件。當(dāng)腳踏板41周期性地移動時，用戶在保持平衡的同時嘗試站直。因此，如圖7A所示，可以將由一個聯(lián)桿(L)形成的倒置擺用作為最簡化的機(jī)器振 動系統(tǒng)的模型。倒置擺具有等于用戶的體重的質(zhì)量(M)，并且在下文中被稱為“單聯(lián)桿模 型”。為了分析倒置擺的動作，使擺具備三個要素慣性要素(施加與加速度成比例的力的 要素包括重力)、衰減要素(施加與速率成比例的力的要素)和復(fù)位要素(施加與位移成 比例的力的要素)。在被動訓(xùn)練器1中，用周期性地改變聯(lián)桿(L)下端位置的運(yùn)動表示周期性地移動 腳踏板41。在單聯(lián)桿模型中，聯(lián)桿(L)僅能圍繞設(shè)置于下端位置的關(guān)節(jié)軸(J)轉(zhuǎn)動。即，聯(lián) 桿(L)的慣性要素、衰減要素和復(fù)位要素圍繞關(guān)節(jié)軸(J)作用。因此，可以通過包括慣性、 衰減和復(fù)位要素的運(yùn)動方程來描述倒置擺的運(yùn)動。另一方面，如前所述，由于將各個方向上 的正弦波振動用作為通過被動訓(xùn)練器1作用于倒置擺上的力，因此動力學(xué)計算單元22可通 過求解受迫振動的運(yùn)動方程來計算倒置擺的位置隨時間的變化。使用圖8所示的模型來獲取關(guān)于時間t的圍繞關(guān)節(jié)軸(J)作用的轉(zhuǎn)矩T(t)。對于 基準(zhǔn)角θ ^，當(dāng)體節(jié)(聯(lián)桿L)以轉(zhuǎn)動角θ (t)圍繞關(guān)節(jié)軸(J)轉(zhuǎn)動時，可以用如下等式表示 轉(zhuǎn)矩T(t)T (t) = Kp · ( θ ⑴-θ 0) +Kd · d θ (t) /dt角度θ (t)為關(guān)節(jié)角度，并且在單聯(lián)桿模型中等于相對于聯(lián)桿(L)的直立位置的 傾斜角。在一對聯(lián)桿之間的關(guān)節(jié)軸(J)的情況下，該角度為聯(lián)桿間所成的角度。關(guān)節(jié)角度 θ (t)可以使用聯(lián)桿間的角度的絕對值，或者可以使用通過將靜止站立時(在站立姿勢的 情況下安靜地站立)的關(guān)節(jié)角度定義為基準(zhǔn)角而測量出的角度。就此而言，Kp為比例增益，而Kd為微分增益。比例增益(Kp)和微分增益(Kd)是 從作為模型的人體的肌肉力獲得的。轉(zhuǎn)矩T(t)可以僅為與關(guān)節(jié)角度θ (t)成比例的值，或 者可以增加關(guān)節(jié)角度θ (t)的整數(shù)值，或者可以考慮人體的響應(yīng)時間，增加時延。類似于一 般PID控制，也可增加式1的一個項。在式1中，Ki為積分增益。[式1]Κ ^{θ{ )} θ在上述的倒置擺模型中，關(guān)節(jié)的各個位置是未知的。因此，不可能將關(guān)節(jié)位置應(yīng)用 于肌骨模擬器30所使用的肌骨模型。因此，如圖9所示，在實(shí)際的被動訓(xùn)練器1的初始位 置，實(shí)際地測量人體基準(zhǔn)點(diǎn)(例如，重心)與各個關(guān)節(jié)之間的位置關(guān)系。隨后，將該位置關(guān) 系應(yīng)用于聯(lián)桿(L)的基準(zhǔn)點(diǎn)(例如，重心)的位置。由此，根據(jù)倒置擺的基準(zhǔn)點(diǎn)的位置來估 算關(guān)節(jié)(j0_j6)的各個位置。在圖示的示例中，j0表示腰關(guān)節(jié)，jl和j2表示髖關(guān)節(jié)，j3和 j4表示膝關(guān)節(jié)，而j5和j6表示踝關(guān)節(jié)。當(dāng)實(shí)際地測量人體基準(zhǔn)點(diǎn)與各個關(guān)節(jié)之間的位置
12關(guān)系時，使用例如運(yùn)動俘獲器等的設(shè)備。由于單聯(lián)桿模型較為簡單，因此計算量較小。然而，根據(jù)一個基準(zhǔn)點(diǎn)的位置估算關(guān) 節(jié)(j0_j6)的各個位置，因此所估算的關(guān)節(jié)(j0-j6)的位置不能被看作高度精確。因此，如 圖7B所示，可以由上身和下身的分別具有質(zhì)量(Ml)和質(zhì)量(M2)的兩個聯(lián)桿(Li和L2)以 及兩個關(guān)節(jié)軸(Jl和J2)形成的模型表示人體(下文中稱為“雙聯(lián)桿模型”)。在該模型中，如圖10所示，將一個基準(zhǔn)點(diǎn)(例如，腰關(guān)節(jié)等)與一個關(guān)節(jié)軸(Jl) 相關(guān)聯(lián)，并且對每個聯(lián)桿(Li和L2)設(shè)定基準(zhǔn)點(diǎn)(例如，重心)。就此而言，在實(shí)施例中，考 慮了下身的關(guān)節(jié)(j0_j6)的各個運(yùn)動。因此，聯(lián)桿(Li和L2)中對應(yīng)于上身的聯(lián)桿(Li)僅 被用作為影響對應(yīng)于下身的聯(lián)桿(L2)的移動的因素。各個關(guān)節(jié)(j0-j6)與聯(lián)桿(L)的基 準(zhǔn)點(diǎn)之間的位置關(guān)系是不必要的。為了準(zhǔn)確地檢測倒置擺模型中各個關(guān)節(jié)的位置，如圖7C所示，考慮使用具有與肌 骨模型相同數(shù)量的體節(jié)和關(guān)節(jié)軸(關(guān)節(jié)j0_j6)的模型(下文稱為“多聯(lián)桿模型”)。在多 聯(lián)桿模型中，可以獲得關(guān)節(jié)(j0_j6)的各自的位置。因此，通過平衡模擬器20獲得的各個 關(guān)節(jié)(j0_j6)的位置可以不改變地應(yīng)用于肌骨模擬器30。然而，由于平衡模擬器20計算關(guān) 節(jié)(j0_j6)的各自的位置，計算量顯著增大。在圖7C中，M21和M22分別為第一和第二支撐臺的模型。例如，多聯(lián)桿模型(人體 模型)包括第一至第六聯(lián)桿(L1-L6)。第一聯(lián)桿(Li)具有第一關(guān)節(jié)軸(Jl)，其等效于關(guān)節(jié) (j3)并且被置于第一聯(lián)桿(Li)的下端。第二聯(lián)桿(L2)具有第二關(guān)節(jié)軸(J2)，其等效于關(guān) 節(jié)(j5)并且被置于第二聯(lián)桿(L2)的下端。第二聯(lián)桿(L2)的上端通過第一關(guān)節(jié)軸(Jl)接 合至第一聯(lián)桿(Li)的下端，而第二聯(lián)桿(L2)的下端通過第二關(guān)節(jié)軸(J2)接合至第一支撐 臺的模型(M21)。第三聯(lián)桿(L3)具有第三關(guān)節(jié)軸(J3)，其等效于關(guān)節(jié)(j4)并且被置于第 三聯(lián)桿(L3)的下端。第四聯(lián)桿(L4)具有第四關(guān)節(jié)軸(J4)，其等效于關(guān)節(jié)(j6)并且被置于 第四聯(lián)桿(L4)的下端。第四聯(lián)桿(L4)的上端通過第三關(guān)節(jié)軸(J3)接合至第三聯(lián)桿(L3) 的下端，而第四聯(lián)桿(L4)的下端通過第四關(guān)節(jié)軸(J4)接合至第二支撐臺的模型(M22)。第 五聯(lián)桿(L5)具有第五和第六關(guān)節(jié)軸(J5和J6)，其分別等效于關(guān)節(jié)(jl和j2)并且被置于 第五聯(lián)桿(L5)的兩端。第五聯(lián)桿(L5)的兩端還分別通過第五和第六關(guān)節(jié)軸(J5和J6)接 合至第一和第三聯(lián)桿(Li和L3)的上端。第六聯(lián)桿(L6)具有第七關(guān)節(jié)軸(J7)，其等效于關(guān) 節(jié)(j0)并且被置于第六聯(lián)桿(L6)的下端。第六聯(lián)桿(L6)的下端還通過第七關(guān)節(jié)軸(J7) 接合至第五聯(lián)桿(L5)的中心。響應(yīng)于第一和第二聯(lián)桿(Li和L2)之間的角度的恢復(fù)力圍 繞第一關(guān)節(jié)軸(Jl)作用。響應(yīng)于第三和第四聯(lián)桿(L3和L4)之間的角度的恢復(fù)力圍繞第 三關(guān)節(jié)軸(J3)作用。響應(yīng)于相對第二聯(lián)桿(L2)的直立位置的角度的恢復(fù)力圍繞第二關(guān)節(jié) 軸(J2)作用。響應(yīng)于相對第四聯(lián)桿(L4)的直立位置的角度的恢復(fù)力圍繞第四關(guān)節(jié)軸(J4) 作用。在平衡模擬器20中，對計算量和精確度折衷。因此，希望根據(jù)需要選擇模型。在 一個使用示例中，為了進(jìn)行示意性評估，通過使用圖7A的單聯(lián)桿模型或圖7B的雙聯(lián)桿模型 來縮減運(yùn)行條件的范圍。隨后，可以在縮小了的范圍內(nèi)通過使用的圖7C的多聯(lián)桿模型來執(zhí) 行評估。從人體數(shù)據(jù)存儲器15提取的數(shù)據(jù)為各個體節(jié)的長度和質(zhì)量。因此，當(dāng)使用單聯(lián)桿 模型或雙聯(lián)桿模型時，需要修正聯(lián)桿長度、聯(lián)桿質(zhì)量和恢復(fù)力，并且不能在不做改變的情況下使用從人體數(shù)據(jù)存儲器15提取的數(shù)據(jù)。因此，在倒置擺模型修正單元23中，響應(yīng)于使用 的模型來修正從人體數(shù)據(jù)存儲器15提取的數(shù)據(jù)，由此獲得聯(lián)桿長度、聯(lián)桿質(zhì)量和恢復(fù)力。 在圖9和圖10的各個示例中，示出了頭部被分離的模型，但是在實(shí)施例中，不分離頭部而執(zhí) 行計算。關(guān)節(jié)(j0_j6)的各個位置是以規(guī)定的時間間隔獲得的。即，動力學(xué)計算單元22計 算關(guān)節(jié)(j0_j6)中每一個的位置隨時間的變化。換句話說，輸出各個關(guān)節(jié)(j0-j6)的位置 的時間序列。肌骨模擬器30向肌骨模型應(yīng)用通過平衡模擬器20的動力學(xué)計算單元22獲得的 各個關(guān)節(jié)(j0_j6)的位置隨時間的變化，并且通過逆動力學(xué)計算來計算各個肌肉負(fù)荷和各 個關(guān)節(jié)負(fù)荷。類似于倒置擺人體模型，使用通過身體信息輸入單元13輸入的身高、體重、年 齡、性別來設(shè)定肌骨模型。即，數(shù)據(jù)檢驗(yàn)單元14利用人體數(shù)據(jù)存儲器15檢驗(yàn)通過身體信息 輸入單元13輸入的數(shù)據(jù)，由此使用所獲得的體節(jié)長度、體節(jié)質(zhì)量、體節(jié)的慣性矩等。根據(jù)需 要，通過肌骨模型修正單元33修正從人體數(shù)據(jù)存儲器15提取的數(shù)據(jù)。根據(jù)需要，肌骨模型 產(chǎn)生單元31使用修正后的數(shù)據(jù)產(chǎn)生肌骨模型。在肌骨模型中，用不伸長并且不縮短的線來代表肌肉，用剛性的桿代表骨骼，并且 用關(guān)節(jié)軸代表關(guān)節(jié)。肌骨模擬器30中的逆動力學(xué)計算單元32將通過使用平衡模擬器20 中的倒置擺獲得的關(guān)節(jié)(j0_j6)的各個位置變化用作為肌骨模型的關(guān)節(jié)軸的位置變化。在 肌骨模型中，各個聯(lián)桿設(shè)置有根據(jù)肌肉的動態(tài)模型的肌肉，并且通過逆動力學(xué)計算來計算 作用于肌肉或關(guān)節(jié)的負(fù)荷。將希爾(Hill)模型用作肌肉的動態(tài)模型。S卩，如圖所示11，可收縮組件(其中張 力發(fā)生器和衰減元件并聯(lián)連接)與彈性元件62串聯(lián)連接，并進(jìn)一步將串聯(lián)的組件與彈性元 件63并聯(lián)連接，從而模擬肌肉功能。此外，在圖示的示例中，彈性元件64與肌肉串聯(lián)連接， 由此模擬腱的功能。應(yīng)用于肌骨模型的肌肉模型不局限于圖11所示的結(jié)構(gòu)。即，為了減小計算量，其 可以為僅通過彈性元件進(jìn)行模擬的簡單結(jié)構(gòu)；或者，為了提高精確度，其可以為考慮了收縮 速度的結(jié)構(gòu)。逆動力學(xué)計算單元32通過基于肌骨模型的各個部位的位置隨時間的變化執(zhí)行逆 動力學(xué)計算，來計算肌肉負(fù)荷或關(guān)節(jié)負(fù)荷。因此，除了通過肌骨模型產(chǎn)生單元31產(chǎn)生的肌 骨模型之外，單元32還需要通過設(shè)備模擬單元11產(chǎn)生的腳踏板41的位置變化以及通過動 力學(xué)計算單元22獲得的關(guān)節(jié)(j0-j6)的各個位置變化。將這些位置的時間序列應(yīng)用于肌 骨模型，由此能夠計算肌肉活動或關(guān)節(jié)接觸力的時間序列。由于存在參與一系列動作的多個肌肉，因此，一般通過根據(jù)關(guān)節(jié)的各個位置變化 計算肌肉或關(guān)節(jié)的負(fù)荷來獲得解。因而需要通過某種規(guī)定(規(guī)則)對解進(jìn)行縮減。在實(shí)施 例中，基于生物會選擇能量消耗小的效率較高的解的規(guī)則來對解進(jìn)行縮減。即，從解中選擇 肌肉使用率(例如，實(shí)際使用肌肉力與最大可用肌肉力的比率，以百分比表示)的和最小的 解。不僅可以使用肌肉使用率，還可以使用肌肉體積與肌肉使用率相乘得到的值，或慢肌使 用率與快肌使用率的比率作為對解進(jìn)行選擇的指標(biāo)。在使用由設(shè)備模擬單元11所模擬的被動訓(xùn)練器1的情況下，在改變通過運(yùn)行條件 設(shè)定單元12設(shè)定的運(yùn)行條件或通過身體信息輸入單元13輸入的體格條件之后，通過重復(fù)平衡模擬器20和肌骨模擬器30的處理，能夠計算根據(jù)不同的運(yùn)行條件或體格的各個肌肉 負(fù)荷和各個關(guān)節(jié)負(fù)荷。計算結(jié)果的評估根據(jù)被動訓(xùn)練器1的預(yù)期目的而有所不同，但通常認(rèn)為應(yīng)對計算 結(jié)果進(jìn)行評估，從而滿足刺激目標(biāo)肌肉的肌肉活動并減小各個關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)接觸力的條件。 目標(biāo)肌肉根據(jù)被動訓(xùn)練器1的運(yùn)行和訓(xùn)練目的而有所不同。例如，為了防止老年人不跌倒， 可以加強(qiáng)其肌肉群；或者，為了防止膝蓋疼痛或背痛，可加強(qiáng)圍繞膝蓋或下背的肌肉群。使用目標(biāo)肌肉內(nèi)的一組肌肉活動的平均值(腳踏板41的一個周期內(nèi)的平均值)、 形成肌骨模型的所有肌肉內(nèi)的一組肌肉活動的平均值等來評估肌肉活動。通過指定各個肌 肉(例如，股內(nèi)肌和股外肌)、將身體的特定部位(股骨區(qū)、腿部等)指定為肌肉群或通過功 能(擴(kuò)展膝關(guān)節(jié)的肌肉群、踝關(guān)節(jié)的腳底彎曲肌肉群等)指定肌肉群來設(shè)定目標(biāo)肌肉。在 圖2的被動訓(xùn)練器1中，目標(biāo)肌肉為例如，股伸展(股直肌、股外肌、股內(nèi)肌)、股彎曲(股二 頭肌長頭)、大腿下部向背彎曲(脛骨前肌)、大腿下部彎曲(腓腸肌、比目魚肌)。使用作用于特定關(guān)節(jié)(膝關(guān)節(jié)、踝關(guān)節(jié)、髖關(guān)節(jié)等)的力、特定關(guān)節(jié)的角度等來評 估關(guān)節(jié)接觸力。例如，通過等于或小于400N的約束條件評估作用于膝關(guān)節(jié)的切向方向的 力，并且通過等于或小于100° (將膝關(guān)節(jié)伸展時的位置定義為0° )的約束條件評估膝關(guān) 節(jié)的角度。理想的是預(yù)先提供這些約束條件以作為極限值，并且根據(jù)運(yùn)行條件或體格自動 判斷是否超出了極限值的范圍。如前所述，通過評估由肌骨模擬器30計算出的作用于各個肌肉和關(guān)節(jié)的負(fù)荷，能 夠獲得用于向目標(biāo)肌肉提供較大對肌肉活動和較小的關(guān)節(jié)接觸力的安全可用的運(yùn)行條件。圖12示出對于約2000種運(yùn)行條件的模擬結(jié)果，其中水平軸代表肌肉活動率，垂 直軸代表膝蓋切向力。其中，通過例如，針對每種運(yùn)行條件，獲得每個膝關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)接觸力 (即膝蓋切向力)以及關(guān)于所有目標(biāo)肌肉的平均肌肉活動率。在模擬的情況下，理想的是排 除實(shí)際的被動訓(xùn)練器1中明顯無效的運(yùn)行條件以及已知的被認(rèn)為對于目標(biāo)水平而言相當(dāng) 低的各種肌肉活動的運(yùn)行條件。然而，優(yōu)選的是即使被預(yù)期為超出范圍，也包括這些超出了 范圍的運(yùn)行條件。從如圖12示出的所獲得的結(jié)果來看，可以針對切向力(關(guān)節(jié)接觸力)設(shè)置用戶不 會感到膝蓋處疼痛的范圍的上限。因此，在條件限定單元6中，針對切向力定義上限，并且 在膝蓋切向力小于所述上限的范圍(關(guān)節(jié)接觸力范圍)內(nèi)提取中間條件。即，將關(guān)節(jié)接觸 力的目標(biāo)范圍設(shè)定為等于或小于預(yù)定的給定值，并且將中間條件的選擇范圍縮減至安全可 用的范圍。在實(shí)施例中，用于提取中間條件的規(guī)則集包括(1)膝蓋切向力小于上限的規(guī)則；以及(2)期望大的肌肉活動率(肌肉活動范圍)的規(guī)則。即，中間條件為滿足規(guī)則(1) 和規(guī)則(2)的運(yùn)行條件。然而，在模擬中，不能考慮在使用實(shí)際的訓(xùn)練器時用戶會基于預(yù)測進(jìn)行運(yùn)動，以及 用戶之間的個體差異。因此，需要通過受檢者的實(shí)際使用效果來檢驗(yàn)使用實(shí)際的訓(xùn)練器時 的效果。因此，從模擬結(jié)果縮減出多個中間條件。在實(shí)施例中，基于模擬器2的模擬結(jié)果提 取十個中間條件。在圖12的示例中，為了應(yīng)用前述規(guī)則(1)，將膝蓋切向力的上限設(shè)定為400[N]。提取膝蓋切向力小于400[N]的范圍(以虛線橢圓包圍的范圍)內(nèi)處于前十位的肌肉活動 率，從而滿足規(guī)則(2)。將對應(yīng)于所提取的結(jié)果的運(yùn)行條件作為中間條件進(jìn)行處理。模擬 器2和條件限定單元6是計算機(jī)。因此，要由模擬器2模擬的所有運(yùn)行條件存儲在存儲設(shè) 備(未示出)中。從存儲設(shè)備讀取從模擬結(jié)果中選擇的十個相應(yīng)的運(yùn)行條件，隨后將其作 為中間條件進(jìn)行處理。中間條件被存儲在存儲設(shè)備中與運(yùn)行條件不同的區(qū)域。肌肉活動和關(guān)節(jié)接觸力不僅在運(yùn)行條件上不同，而且在體格上也不同。因此，能夠 針對特定的運(yùn)行條件，獲得可執(zhí)行足夠訓(xùn)練的體格范圍，或者能夠能夠針對特定的體格，獲 得可執(zhí)行足夠訓(xùn)練的運(yùn)行條件。理想的是將這些結(jié)果存儲在存儲設(shè)備中，從而可以隨時進(jìn) 行參考。將基于模擬器2的模擬結(jié)果的、由條件限定單元6所采用的中間條件應(yīng)用于前述 的運(yùn)動模擬器3。隨后，通過肌電測量設(shè)備4對位于運(yùn)動模擬器3的支撐臺51上的受檢者 測量肌電電位。通過較多的受檢者，可容易地消除個體差異的影響。此外，理想的是體格、 年齡和性別被分散開。在肌電測量設(shè)備4獲得關(guān)于各個肌肉的肌電電位之后，評估設(shè)備5從測量的肌電 電位中提取肌肉放電(電活動)量的平均值或峰值最大的運(yùn)行條件。肌肉放電量的平均值 意為從各個肌肉獲得的肌肉放電量的時間積分值。對每個受檢者和每塊肌肉獲取肌肉放電 量的平均值或峰值。因此，為了易于對中間條件進(jìn)行比較，評估設(shè)備5對肌肉放電量的平均 值或峰值按受檢者求平均值，并且進(jìn)一步對每塊肌肉求總和。所獲得的值表示每個中間條 件的肌肉活動程度。因此，在評估設(shè)備5中，選擇肌肉活動最大的中間條件作為安裝在實(shí)際 的機(jī)器上的運(yùn)行條件。在上述示例中，使用每塊肌肉的肌肉放電的量的絕對值。然而，為了更精確地進(jìn) 行評估，理想的是對肌肉放電量進(jìn)行歸一化。即，優(yōu)選地，通過獲得每塊肌肉的肌肉收縮力 (平均值或峰值)與最大隨意收縮(MVC)的比率(％MVC)進(jìn)行歸一化。隨后，對于針對每 塊肌肉獲得的一組％ MVC的和或平均值(該和或平均值與所有肌肉相關(guān))，按受檢者求平 均，用獲得的平均值來評估中間條件。圖13示出一個示例，針對10種中間條件，對于與所有目標(biāo)肌肉相關(guān)聯(lián)地獲得的一 組％ MVC的平均值(平均％ MVC)，對該平均值按受檢者求平均，所獲得的均值在圖13中示 出。在本示例中，由于用最大隨意收縮對每塊肌肉的收縮力歸一化，因而能夠在不考慮肌肉 類型的情況下，將肌肉活動與相同的基準(zhǔn)進(jìn)行比較。圖13示出關(guān)于中間條件(Tl-TlO)的 肌肉活動的幅度(對于所有部位的肌肉的平均％ MVC)。在這十個中間條件中，通過中間條 件(T4)獲得的平均％ MVC最大。因此，選擇中間條件(T4)作為配置在實(shí)際的機(jī)器中的運(yùn) 行條件。因此，通過使用肌肉活動的指標(biāo)，例如％ MVC，評估設(shè)備5選擇中間條件中具有最 大％ MVC的條件作為配置在實(shí)際的機(jī)器中的運(yùn)行條件。因此，能夠通過評估設(shè)備5從中間 條件中自動選擇配置到實(shí)際的被動訓(xùn)練器1的運(yùn)行條件。在前述示例中，為了量化肌肉活動，通過肌電測量設(shè)備4測量肌電電位。然而，只 要是肌肉活動的可定量測量的指數(shù)，可以使用任何其它值，例如通過近紅外光譜方法測量
耗氧量等。在前述示例中，如圖2所示，由處于站立姿勢的用戶使用被動訓(xùn)練器1，并且在平 衡模擬器20中使用腳位置的約束條件。然而，在圖3的被動訓(xùn)練器1中，通過座位42約束髖關(guān)節(jié)位置。即，通過座位42(支撐臺)的運(yùn)行條件確定髖關(guān)節(jié)位置。因此，作為倒置擺模 型，除了多聯(lián)桿模型之外，還可以使用如圖3B所示的包括等效于上身的聯(lián)桿(L)的單聯(lián)桿 模型。在圖示的示例中，下端為關(guān)節(jié)軸(J)。在圖4所示的被動訓(xùn)練器1中，通過座位43約束髖關(guān)節(jié)的位置，并且通過腳踏板 44約束踝關(guān)節(jié)的位置。換句話說，髖關(guān)節(jié)和踝關(guān)節(jié)的位置是由座位43 (支撐臺)的運(yùn)行條 件確定的。在這種被動訓(xùn)練器1中，與圖3所示的被動訓(xùn)練器1相同，除了多聯(lián)桿模型之外， 還可以使用圖4B中的包括等效于上身的聯(lián)桿(L)的單聯(lián)桿模型。在圖示的示例中，下端為 關(guān)節(jié)軸(J)。在圖3所示的被動訓(xùn)練器1或圖4所示的被動訓(xùn)練器1中的任一種情況下，與使 用圖7A所示的單聯(lián)桿模型的情況相同，當(dāng)使用單聯(lián)桿模型時，可通過與基準(zhǔn)點(diǎn)的位置關(guān)系 來估算目標(biāo)關(guān)節(jié)，。在坐在圖3或圖4所示的被動訓(xùn)練器1的座位(42或43)上的狀態(tài)下，如果人體 與座位(42或43)之間的接觸部位需要被分成點(diǎn)，則可以將根據(jù)運(yùn)行條件獲取的每個接觸 部位的位置變化反映在模型的運(yùn)動中。此外，盡管以單個聯(lián)桿的模式模擬上身，但可以使用 具有多個聯(lián)桿的倒置擺作為模型，其中，在脊骨和頸部位置設(shè)置適當(dāng)?shù)年P(guān)節(jié)軸。盡管已經(jīng)參照特定的優(yōu)選實(shí)施例說明了本發(fā)明，但可以設(shè)想，本領(lǐng)域的技術(shù)人員 能夠在不脫離所附權(quán)利要求書的精神和范圍的情況下做出多種變形和改變。
權(quán)利要求
1.一種與被動訓(xùn)練器的支撐臺的最佳運(yùn)行條件相關(guān)的模擬和測量方法，所述被動訓(xùn)練器包括所述支撐臺，其被配置成用于支撐用戶的全部或部分體重；以 及，驅(qū)動單元，其被配置成用于移動所述支撐臺；所述被動訓(xùn)練器被配置成用于根據(jù)運(yùn)行條 件，通過所述驅(qū)動單元來移動所述支撐臺，從而向用戶提供被動訓(xùn)練；其中，所述方法包括以下計算機(jī)實(shí)施的步驟(a)根據(jù)每一個運(yùn)行條件，通過計算機(jī)模擬順序地獲得在所述用戶的目標(biāo)部位的各種 肌肉活動和各種關(guān)節(jié)接觸力，其中所述各種肌肉活動是各種肌肉的活動，所述各種關(guān)節(jié)接 觸力是各種關(guān)節(jié)上的關(guān)節(jié)接觸力；(b)從所述運(yùn)行條件中獲得中間條件，其中，在根據(jù)每一個運(yùn)行條件順序地獲得的每個 肌肉活動和每個關(guān)節(jié)接觸力分別處于預(yù)定的肌肉活動范圍和關(guān)節(jié)接觸力范圍內(nèi)的情況下， 通過將所述運(yùn)行條件包括在所述中間條件中來獲得所述中間條件；(c)在對運(yùn)動模擬器進(jìn)行控制的同時，測量在所述支撐臺上的受檢者的肌電電位，其 中，所述運(yùn)動模擬器被配置成根據(jù)所述中間條件中的每個中間條件順序地以多自由度移動 所述支撐臺；以及(d)基于根據(jù)所述中間條件中的每個中間條件順序地測量的每個肌電電位，從所述中 間條件中確定并輸出最佳運(yùn)行條件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述步驟(a)包含根據(jù)在按照所述運(yùn)行條件中的每個運(yùn)行條件順序地迫使至少一個倒置擺振動時所述 倒置擺的隨時間的位置變化，來估算所述用戶的人體關(guān)節(jié)的隨時間的位置變化，其中所述 倒置擺為人體模型；以及通過把估算的位置變化應(yīng)用于肌骨模型，來獲得所述各種肌肉活動和所述各種關(guān)節(jié)接 觸力。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述步驟(d)包括從根據(jù)所述中間條件中的每個中間條件順序地測量的每個肌電電位中，獲取肌肉放電 的最大平均值或最大峰值；以及將與所述最大平均值或所述最大峰值對應(yīng)的所述中間條件定義為所述最佳運(yùn)行條件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述關(guān)節(jié)接觸力范圍等于或小于給定值；并且其中，所述肌肉活動范圍是從第一肌肉活動到第二肌肉活動的范圍，所述第一肌肉活 動是根據(jù)處于所述關(guān)節(jié)接觸力范圍內(nèi)的所述運(yùn)行條件獲得的各個肌肉活動中的最大肌肉 活動，所述第二肌肉活動是根據(jù)處于所述關(guān)節(jié)接觸力范圍內(nèi)的所述運(yùn)行條件獲得的各個肌 肉活動中的低于所述第一肌肉活動規(guī)定數(shù)量的肌肉活動。
5.一種與被動訓(xùn)練器的支撐臺的最佳運(yùn)行條件相關(guān)的模擬和測量系統(tǒng)，所述被動訓(xùn)練器包括所述支撐臺，其被配置成用于支撐用戶的全部或部分體重；以 及，驅(qū)動單元，其被配置成用于移動所述支撐臺；所述被動訓(xùn)練器被配置成用于根據(jù)運(yùn)行條 件，通過所述驅(qū)動單元來移動所述支撐臺，從而向用戶提供被動訓(xùn)練，其中所述系統(tǒng)包括模擬器，其被配置成用于(i)根據(jù)每一個運(yùn)行條件，通過計算機(jī)模擬順序地獲得在所 述用戶的目標(biāo)部位的各種肌肉活動和各種關(guān)節(jié)接觸力；以及(ii)從所述運(yùn)行條件獲得中間條件；其中所述各種肌肉活動是各種肌肉的活動，所述各種關(guān)節(jié)接觸力是各種關(guān)節(jié)上的 關(guān)節(jié)接觸力，其中，在根據(jù)所述運(yùn)行條件中的每個運(yùn)行條件順序地獲得的每個肌肉活動和 每個關(guān)節(jié)接觸力分別處于預(yù)定的肌肉活動范圍和關(guān)節(jié)接觸力范圍內(nèi)的情況下，通過將所述 運(yùn)行條件包括在所述中間條件中來獲得所述中間條件；運(yùn)動模擬器，其被配置成用于根據(jù)所述中間條件中的每個中間條件，順序地以多自由 度移動所述支撐臺；肌電測量設(shè)備，其被配置成用于測量在所述支撐臺上的受檢者的肌電電位；以及評估設(shè)備，其被配置成用于基于根據(jù)所述中間條件中的每個中間條件順序地測量的每 個肌電電位，從所述中間條件中確定并輸出最佳運(yùn)行條件。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中所述模擬器包含平衡模擬器，其被配置成用于根據(jù)在按照所述運(yùn)行條件中的每個運(yùn)行條件順序地迫使 至少一個倒置擺振動時所述倒置擺的隨時間的位置變化，來估算所述用戶的人體關(guān)節(jié)的隨 時間的位置變化，其中所述倒置擺為人體模型；以及肌骨模擬器，其被配置成用于通過把估算的位置變化應(yīng)用于肌骨模型，來獲得所述各 種肌肉活動和所述各種關(guān)節(jié)接觸力。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中所述評估設(shè)備被配置成用于從根據(jù)所述中間條 件中的每個中間條件順序地測量的每個肌電電位中，獲取肌肉放電的最大平均值或最大峰 值；以及，將與所述最大平均值或所述最大峰值對應(yīng)的所述中間條件定義為所述最佳運(yùn)行 條件。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中，所述關(guān)節(jié)接觸力范圍等于或小于給定值；并且其中，所述肌肉活動范圍是從第一肌肉活動到第二肌肉活動的范圍，所述第一肌肉活 動是根據(jù)處于所述關(guān)節(jié)接觸力范圍內(nèi)的所述運(yùn)行條件獲得的各個肌肉活動中的最大肌肉 活動，所述第二肌肉活動是根據(jù)處于所述關(guān)節(jié)接觸力范圍內(nèi)的所述運(yùn)行條件獲得的各個肌 肉活動中的低于所述第一肌肉活動規(guī)定數(shù)量的肌肉活動。
全文摘要
模擬器根據(jù)用于移動被動訓(xùn)練器的支撐臺的運(yùn)行條件來通過計算機(jī)模擬獲得肌肉活動和關(guān)節(jié)接觸力。條件限定單元獲取與利用模擬器根據(jù)各種運(yùn)行條件獲得的肌肉活動和關(guān)節(jié)接觸力中的想要的肌肉活動和關(guān)節(jié)接觸力相應(yīng)的多個中間條件。運(yùn)動模擬器根據(jù)所述中間條件移動所述支撐臺。肌電測量設(shè)備測量所述支撐臺所支撐的受檢者的肌電電位。評估設(shè)備從肌肉活動的測量結(jié)果中選擇對應(yīng)于較大肌肉活動量的運(yùn)行條件，以將其定義為被動訓(xùn)練器的運(yùn)行條件。
文檔編號A63B23/00GK102112183SQ20098012995
公開日2011年6月29日 申請日期2009年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月24日
發(fā)明者后藤孝夫, 四宮葉一, 小澤尚久, 越智和弘 申請人:松下電工株式會社