CN103338734A - 移乘辅助装置及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种移乘辅助装置(100),具备:正面保持部(40),其对被援助者(150)的躯体部进行保持;一组侧面保持部(50、60),其以能够相对于正面保持部(40)进行位置调节的方式构成;驱动部(92),其对一组侧面保持部(50、60)各自向处于被正面保持部(40)保持的状态下的被援助者(150)侧进行推进驱动;力传感器(91),其对与如下的推进力以及反力相对应的压力进行检测,所述推进力为,由驱动部(92)产生的侧面保持部(50)的推进力,所述反力为,因侧面保持部(50)相对于被援助者(150)的抵接而产生的反力;计算机(93),其根据由力传感器(91)检测出的压力的检测值,以使由侧面保持部(50)所产生的对被援助者(150)的约束力接近于预定的约束力的方式,对驱动部(92)进行控制。
Description
技术领域
本发明涉及一种移乘辅助装置及其工作方法。
背景技术
一直以来,开发有对人的移乘进行辅助的移乘辅助装置。
在专利文献1中,公开了一种通过上体保持部而对被援助者进行保持的移乘援助机器人。上体保持部具有:对被援助者的从腋下到后背的一部分处以包围的方式进行保持的腋保持部、对腰部进行保持的腰部保持部、以及对腹部进行支承的面。参考专利文献1的图4、图6~8、图12、以及图13可以明确看出,在专利文献1中,公开了对被援助者的上体以包围的方式进行保持的结构。专利文献1的第0037段公开了如下内容,即,通过扩大抵接面积,从而使施加于被援助者的上身的压力减少。专利文献1的第0042段公开了如下内容,即,对被援助者以包围的方式进行保持的机构利用被援助者的自重而被动地进行工作。
专利文献2公开了一种具备身体保持器件的移乘辅助装置。专利文献2的图3等所公开的身体保持器件具备,使接触压力分散的面压分散部件。专利文献2中公开了如下内容,即,通过采用该结构,从而能够减轻因较大的力被施加在被援助者的身体的一部分上而使被援助者所受到的应力。专利文献2的第0034段公开了以如下方式来对电机进行驱动这一点,即,面压测定传感器与被援助者的接触压不会局部性地成为较大的值,而是遍布较宽的范围而使均等的压力施加于被援助者的方式。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2008-73501号公报
专利文献2:日本特开2010-131063号公报
发明内容
发明所要解决的课题
在实施对被援助者的举起/放下时,优选以适当的保持力对被援助者进行保持。当保持力小于适当值时,被援助者的保持将变得困难,从而可能造成被援助者从保持器件上偏移的现象。另一方面,当保持力大于适当值时,可能因过强的约束而给被援助者带来不适感。
通过上述的说明明确可知,非常需要以适当的力对各个被援助者进行保持。
用于解决课题的方法
本发明所涉及的移乘辅助装置具备:主保持部,其对被援助者的躯体部进行保持;一组副保持部,其以能够相对于所述主保持部进行位置调节的方式构成;驱动部,其对一组所述副保持部各自向处于被所述主保持部保持的状态下的所述被援助者侧进行推进驱动;压力检测部,其对与如下的推进力以及反力相对应的压力进行检测,所述推进力为,由所述驱动部产生的所述副保持部的推进力,所述反力为,因所述副保持部相对于所述被援助者的抵接而产生的反力;控制部,其根据由所述压力检测部检测出的所述压力的检测值,以使由所述副保持部所产生的对所述被援助者的约束力接近于预定的约束力的方式,对所述驱动部进行控制。
可以采取如下的方式,即,所述主保持部以及一组所述副保持部被设置在臂部上,所述臂部以能够进行对所述被援助者的举起动作的形态而被设置在主体部上,所述预定的约束力根据所述臂部相对于所述主体部的位移量而发生变化。
可以采取如下的方式,即,所述预定的约束力根据所述被援助者的重量而发生变化。
可以为如下的移乘辅助装置,其中,所述主保持部至少被设定于,能够对所述被援助者的至少胸廓整体进行保持的范围内,上述移乘辅助装置还具备,对所述主保持部上的所述被援助者的所述躯体部的偏移进行检测的偏移检测部,并且,应当通过所述副保持部的驱动控制而实现的所述预定的约束力,根据所述偏移检测部的检测值而发生变化。
可以采取如下的方式,即,所述压力检测部受到在同轴上产生的所述推进力与所述反力。
可以采取如下的方式,即,一组所述副保持部根据由共通的动力源产生的动力而进行位移。
可以采取如下的方式,即,所述控制部以如下方式对所述驱动部进行控制,即,抑制由所述副保持部产生的对所述被援助者的所述约束力从所述预定的约束力偏离的情况。
可以采取如下的方式,即,一组所述副保持部中的至少一个副保持部以能够沿着如下的轴线而移动的方式构成,其中,所述轴线根据被安置在所述主保持部上的所述被援助者的所述躯体部的尺寸的个体差异而决定。
可以采取如下的方式,即,所述副保持部的相对于所述主保持部的所述保持面的高度位置、或所述副保持部在所述主保持部的所述保持面的长度方向上的位置,以与如下的动作相同的步调而发生变化,所述动作为,所述副保持部沿着所述轴线而向被安置在所述主保持部上的所述被援助者的所述躯体部侧进行移动的动作。
本发明所涉及的移乘辅助装置的工作方法为如下的移乘辅助装置的工作方法,其中,所述移乘辅助装置具备:主保持部,其对被援助者的躯体部进行保持;一组副保持部,其以能够相对于所述主保持部进行位置调节的方式构成;驱动部,其对一组所述副保持部各自向处于被所述主保持部保持的状态下的所述被援助者侧进行推进驱动,在所述移乘辅助装置的工作方法中,对与如下的推进力以及反力相对应的压力进行检测,所述推进力为,由所述驱动部产生的所述副保持部的推进力,所述反力为,因所述副保持部相对于所述被援助者的抵接而产生的反力;以使检测出的所述压力的值所表示的、由所述副保持部所产生的对所述被援助者的约束力接近于预定的约束力的方式,对所述驱动部进行控制。
发明的效果
根据本发明,能够以适当的力对各个被援助者进行保持。
附图说明
图1为实施方式1所涉及的移乘辅助装置的简要的立体图。
图2为实施方式1所涉及的移乘辅助装置的简要的立体图。
图3为用于对实施方式1所涉及的移乘辅助装置的动作进行说明的说明图。
图4为用于对实施方式1所涉及的移乘辅助装置的动作进行说明的说明图。
图5为用于对实施方式1所涉及的侧面保持部的结构进行说明的说明图。
图6为从z轴方向观察实施方式1所涉及的侧面保持部时的示意图。
图7为表示实施方式1所涉及的侧面保持部的驱动机制的示意图。
图8为表示实施方式1所涉及的侧面保持部的驱动机制的示意图。
图9为表示实施方式1所涉及的约束力与偏移量之间的关系的表。
图10为表示实施方式1所涉及的约束力与不适感之间的关系的表。
图11为表示实施方式1所涉及的约束力与偏移量/不适感之间的关系的表。
图12为表示实施方式1所涉及的计算机的结构例的简要的框图。
图13为表示实施方式1所涉及的约束程序的简要的流程图。
图14为表示实施方式1所涉及的释放程序的简要的流程图。
图15为表示实施方式1所涉及的侧面保持部的位移与对被援助者施加的约束力之间的关系的简要的时序图。
图16为表示实施方式2所涉及的约束程序的简要的流程图。
图17为表示实施方式2所涉及的侧面保持部的位移与约束力之间的关系的简要的时序图。
图18为表示实施方式3所涉及的计算机的结构例的简要的框图。
图19为表示实施方式3所涉及的约束程序的简要的流程图。
图20为表示实施方式3所涉及的目标值与臂角度之间的关系的时序图。
图21为表示实施方式4所涉及的计算机的结构例的简要的框图。
图22为表示实施方式4所涉及的约束程序的简要的流程图。
图23为表示实施方式4所涉及的目标值与约束力之间的关系的时序图。
图24为表示实施方式5所涉及的计算机的结构例的简要的框图。
图25为表示实施方式5所涉及的目标值的变更程序的简要的流程图。
图26为表示从z轴方向观察实施方式6所涉及的侧面保持部时的示意图。
图27为表示实施方式6所涉及的侧面保持部的移动方向的说明图。
图28为表示实施方式6所涉及的侧面保持部的移动方向的设定方法的说明图。
图29为用于对实施方式6所涉及的侧面保持部的安装结构进行说明的说明图。
图30为用于对实施方式6所涉及的侧面保持部的安装结构进行说明的说明图。
图31为表示实施方式7所涉及的侧面保持部的移动方向的说明图。
图32为表示实施方式7所涉及的侧面保持部的移动方向的说明图。
图33为表示实施方式7所涉及的侧面保持部的移动方向的设定方法的说明图。
图34为用于对实施方式7所涉及的侧面保持部的安装结构进行说明的说明图。
图35为用于对实施方式7所涉及的侧面保持部的安装结构进行说明的说明图。
图36为表示实施方式8所涉及的侧面保持部的移动方向的说明图。
图37为用于对实施方式8所涉及的侧面保持部的安装结构进行说明的说明图。
图38为用于对实施方式8所涉及的侧面保持部的安装结构进行说明的说明图。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的实施方式进行说明。各个实施方式并非各自独立的方式,而是可以适宜进行组合、而且还能够主张由各个实施方式的组合所产生的效果的方式。对相同的要素标记相同的符号,并省略重复的说明。
实施方式1
以下,参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1、2为移乘辅助装置的简要的立体图。图3、4为用于对移乘辅助装置的动作进行的说明图。图5为用于对侧面保持部的结构进行说明的说明图。图6为从z轴方向观察侧面保持部时的示意图。图7、8为表示侧面保持部的驱动机制的示意图。图9 为表示约束力与偏移量之间的关系的表。图10为表示约束力与不适感之间的关系的表。图11为表示约束力与偏移量/不适感之间的关系的表。图12为表示计算机的结构例的简要的框图。图13为表示约束程序的简要的流程图。图14为表示释放程序的简要的流程图。图15为表示侧面保持部的位移与对被援助者施加的约束力之间的关系的简要的时序图。
如图1所示,移乘辅助装置(移动体、运输车辆)100具有台车部(主体部)10、臂部(可动部)20、以及保持部(保持器件)30。移乘辅助装置100具有台车结构,并能够在平面上移动。移乘辅助装置100通过由内置于自身的箱体中的电动机所产生的驱动力而进行移动。但是,也可以以根据援助者的按压/拉拽的力而进行移动的方式来构成移乘辅助装置100。即,是否对移乘辅助装置100安装电动机等驱动源是任意的。另外,移乘辅助装置100进行空间移动的具体方式是任意的,也可以取代车轮的旋转而通过皮带传送来进行空间移动。
台车部10具有底盘11、车轮部12~15、支柱部16、导轨部17、滑动控制部18、收纳部19、以及乘坐部90。臂部20具有滑块部21、手柄部(把持部)22、以及连杆机构23。保持部30具有正面保持部40、以及一组侧面保持部50、60。正面保持部40与侧面保持部50、60以能够从互不相同的方向对被援助者150的躯体部进行保持的方式而被设置。另外,通过保持部30而对被援助者150的躯体部进行保持的方向的个数是任意的,并不限定于如本示例那样的三个方向。
底盘11为以x轴方向为长度方向而延伸的板状部件。底盘11例如由金属板(铁板等)构成。底盘11具有四个角部,且在底盘11的各角部上设置有车轮部12~15。
车轮部12、13作为主车轮部而发挥功能。车轮部14、15作为辅助车轮部而发挥功能。车轮部12上所设置的车轮、以及车轮部13上所设置的车轮,根据从电机传递来的驱动力而进行旋转。另一方面,车轮部14上所设置的车轮、以及车轮部15上所设置的车轮上未被传递由电机产生的驱动力。对车轮部14、15而设置的各个车轮作为从动轮而发挥功能。
车轮部12具备车轮12a、车轴保持部12b、以及车轮罩部12C。车轮12a的转轴通过车轴保持部12b而被转动支承。车轴保持部12b相对于车轮罩部 12c而被固定。车轮罩部12c被配置在对车轮12a的上方进行覆盖的位置处,并相对于底盘11而被固定。
与车轮部12同样,车轮部13具备车轮13a、车轴保持部13b、以及车轮罩部13c。车轮部13的结构与车轮部12大致相同,从而省略重复说明。
车轮12a、13a被配置在同轴上,并且以将底盘11夹在中间的方式被配置。车轮12a的转轴并未与车轮13a的转轴共通化。车轮12a、车轮13a被单独地实施旋转控制,由此,能够进行移乘辅助装置100的转弯动作。另外,也可以使对车轮12a进行保持的车轴保持部12b能够相对于车轮罩部12c进行旋转。在该情况下,能够在xz平面内,对车轮12a的旋转方向任意地进行控制。
与车轮部12同样,车轮部14具备车轮14a、车轴保持部14b、以及车轮罩部14c,车轮部15具备车轮15a、车轴保持部15b、以及车轮罩部15c。各车轮部14、15的结构与车轮部12大致相同,从而省略重复说明。
车轮部14、15被配置在同轴上。车轮部14上所设置的车轮14a作为从动轮而发挥功能。关于车轮部15上所设置的车轮15a也同样。由此,能够使移乘辅助装置100的移动稳定化。
支柱部16为以y轴方向为长度方向而延伸的柱状部件,且被直立设置于底盘11上。支柱部16被配置在车轮部12、13之间。支柱部16的具体结构是任意的。例如,支柱部16为中空的柱状部件。在支柱部16的内部,收纳有电动机(驱动源)、电池(电源)、配线、电子部件、传递机构等。电动机根据从电池供给来的电力而生成驱动力。由电动机产生的驱动力经由传递机构而向车轮部的车轮传递。
导轨部17为凸状的构造部分,且被设置于支柱部16的横侧面上。导轨部17在xy平面上以圆弧状延伸。在导轨部17上,安装有臂部20的滑块部21。臂部20的姿态在被导轨部17引导的同时发生变化。另外,也可以采用如下方式,即,隔着支柱部16而在相反侧的侧面上也设置有导轨部17。对臂部20的姿态控制进行引导的机构是任意的,也可以通过导轨与滑块的组合以外的方法来实现。
滑动控制部18对在导轨部17上滑动的滑块部21的滑动状态进行控制。例如,滑动控制部18相对于滑块部21进行摩擦卡合,以使滑块部21不会在导轨部17上急速移动。此外,为了使滑块部21固定在导轨部17上,滑动控 制部18相对于滑块部21进行摩擦卡合。另外,通过滑动控制部18进行的滑块部21的移动控制的具体的方法是任意的。
收纳部19为箱状的部件,且被设置于支柱部16的前侧面上。在收纳部19内,收纳有例如安装有电子部件(CPU(Central Processing Unit:中央处理器)、存储器、硬盘)的母板。例如,CPU根据被存储于存储器中的程序的执行,而对上述的电动机的驱动进行控制。
乘坐部90以能够从底盘11向上方的位置进行位置调节的状态而被设置在底盘11上。由于在移乘辅助装置100进行空间移动时,能够使通过保持部30而被保持的状态下的被援助者150乘坐于座位上,因而能够有效地降低移动中被援助者150所受到的身体上的负担。
臂部20具有滑块部21、手柄部22、以及连杆机构23。由图1及图2可以明确,臂部20以在xy平面上描绘圆弧的方式进行变形。在臂部20的顶端安装有保持部30。臂部20的基端通过支柱部16而被支撑。
滑块部21相对于导轨部17进行卡合,并被导轨部17引导而以在xy平面上描画圆弧的方式进行滑动。为了使滑块部21的移动顺畅化,可以通过滚珠等而使滑块部21与导轨部17卡合。
手柄部22为,由被援助者所把持的部分,并与滑块部21进行连结。通过在臂部20上设置手柄部22,从而能够缓和被援助者150被举起时所感受到的被援助者150的不安感。臂部20的姿态变化可以由对手柄部22进行保持的援助者来进行调节。由于被援助者150面向援助者,因此容易掌握被援助者150的意图,例如,援助者能够根据被援助者150的意图来减缓臂部20的姿态变化的速度。由此,能够有效地缓和举起时等的被援助者150所感受到的不安感。
连杆机构23相对于滑块部21而进行卡合,从而根据滑块部21的滑动动作而进行姿态变化。连杆机构23的基端相对于滑块部21而进行卡合,连杆机构23的顶端相对于保持部30而进行卡合。通过使连杆机构23介于滑块部21与保持部30之间,从而能够按照意图使保持部30进行位移。由此,能够以自然的形态使保持部30进行位移。连杆机构23的具体的结构是任意的。连杆机构23所包含的关节数是任意的,并不限定于图示的两个。
保持部30具有正面保持部(主保持部)40、侧面保持部(副保持部)5O、侧面保持部(副保持部)60、连结部70、以及连结部80。
正面保持部40以与被援助者150的躯体部的正面(主面)相对应的方式而设置。正面保持部40具有能够对人的身体部分(例如,从胸廓上端起到髂前上棘为止的部分)整体地进行保持的尺寸。正面保持部40对被援助者150的躯体部整体地进行保持。
侧面保持部50、60以与被援助者150的躯体部的侧面相对应的方式而设置。侧面保持部50、60以能够对人的躯体部的侧面进行保持的形态而配置。侧面保持部50、60从横向上对倚靠在正面保持部40上的状态下的被援助者150进行按压支撑。通过使正面保持部40、侧面保持部50、60从三个方向上协调地对被援助者150的胸廓进行保持,从而能够更加稳定地对被援助者150进行保持。
另外,侧面保持部50通过连结部70而被安装于正面保持部40上。侧面保持部60通过连结部80而被安装于正面保持部40上。
正面保持部40具有底盘41、缓冲件42、以及收纳部43。底盘41上被缓冲件42覆盖。由此,能够降低被援助者150倚靠在正面保持部40上时被援助者150所感受到的疼痛等。连结部70、80各自的基端被安装在收纳部43上。另外,缓冲件通过由覆盖层(覆盖材、表皮材)对具有缓冲性的内部材料进行覆盖的方式而构成。与正面保持部40同样,侧面保持部50以包含底盘以及缓冲件的方式而被构成。侧面保持部60也具有相同的结构。
参照图3与图4,对移乘辅助装置的动作进行说明。另外,图3与图1所示的姿态的移乘辅助装置100相对应。图4与图2所示的姿态的移乘辅助装置100相对应。
首先,如图3中模式化地图示的那样,移乘辅助装置100被配置在使被援助者15O能够相对于保持部30而抱紧的位置上。被援助者150倚靠在正面保持部40上。根据由援助者实施的约束开关的开启,移乘辅助装置100开始进行侧面保持部50、60的位置调节动作。移乘辅助装置100根据由援助者发出的约束开始的指示,而使侧面保持部50、60向被援助者150侧推进。当被援助者150通过侧面保持部5O、60而受到的约束力变为与作为目标值而被预先设定了的约束力(以下,有时简称为目标约束力)相等时,移乘辅助装置100停止进行侧面保持部50、60的推进驱动。由此,被援助者150在倚靠在正面保持部40上的状态下,被侧面保持部50、60从两侧按压,从而成为被定位在正面保持部40上的状态。
在本实施方式中,从下述的说明可以明确看出,移乘辅助装置100对与侧面保持部50的推进力、及因侧面保持部50相对于被援助者150的抵接而产生的反力相对应的压力进行检测,并根据该压力的检测,以使由侧面保持部50产生的对被援助者150的约束力接近于目标约束力的方式,对侧面保持部50、60的位置进行调节。在当前约束力达到目标约束力时,侧面保持部50、60的位移停止,其位置被固定。通过这种控制,从而能够以降低了被援助者150所感受到的不适感的方式,用偏移阻止中所需的足够的约束力而对体格差异不同的各个被援助者150适当地进行保持。
接下来,移乘辅助装置100在通过保持部30而对被援助者150适当地进行保持的状态下,使保持部30进行位移,从而将被援助者150举起。通过该移乘辅助装置100的举起动作,从而成为图4中模式化地示出的状态。如图4中模式化地图示的那样,臂部20的臂角度发生变化,正面保持部40的保持面从朝向横向的状态成为朝向上方的状态,从而使被援助者150被举起。
由移乘辅助装置100进行的对被援助者150的举起动作例如通过由内置电机所产生的驱动力来执行。在被援助者150的举起时,滑块部21在导轨部17上从上侧向下侧滑行。手柄部22对应于滑块部21的滑动动作而进行位移。同样,连杆机构23对应于滑块部21的滑动动作而发生变形。保持部30的姿态随着这些协调动作,从图3所示的状态向图4所示的状态进行变化。由此,被保持部30所保持的状态下的被援助者150从床向上方被举起。另外,根据上述的说明可以明确获知对被援助者150的放下动作,因此省略重复说明。
接下来,参照图5、6,对保持部30的具体的结构进行说明。以图5所示的方式而设置有xyz坐标。z轴与正面保持部40的保持面(前面、主面)44的长度方向一致。x轴与从正面保持部40的保持面44分离的方向一致。y轴相对于正面保持部40的保持面44而与短边方向一致。另外,x轴、y轴、z轴具有彼此正交的关系。另外,正面保持部40的长度方向与被保持部30所保持的状态下的被援助者150的胸椎的延伸方向一致。图5所示的xyz坐标系也适宜适用于此后的图中。
如图6所示,侧面保持部50、60被构成为,能够沿着轴线LX10进行移动。从图6可以明确看出,轴线LX10为与zy平面平行的轴线。轴线LX20为与轴线LX10正交的轴线,且沿着x轴而平行地延伸。
如图6中模式化地图示的那样,侧面保持部50、60具有根据倚靠在正面保持部40上的状态下的被援助者150的躯体部的外周形状而凹陷的形状。换言之,在侧面保持部50、60的内侧面(保持面)51上,设置有凹陷部52。通过对侧面保持部50、60的内侧面51设置凹陷部52,从而能够充分确保相对于被援助者150的躯体部的侧面的接触面积。由此,成为能够更加稳定地对被援助者15O进行按压支撑的结构。与侧面保持部50、60同样,对侧面保持部60的内侧面61设置有凹陷部62。另外,凹陷部52、62为,以y轴方向为深度方向的凹状部分,且沿着z轴方向而延伸。
以下,参照图7至图15,对侧面保持部50、60的驱动结构/驱动动作进行说明。
如图7中模式化地图示的那样,侧面保持部50经由连结部70而与正面保持部40进行连结。连结部70具有臂71、引导导轨72、滑块73、以及滑块74。臂71通过滑块73、74而以可移动的方式被安装于引导导轨72上。引导导轨72为沿着y轴延伸的导轨,并被固定于正面保持部40上。滑块73、74也作为限制器而发挥功能,从而使臂71的相对于引导导轨72的位置固定。
另外,臂71具有臂部71a~71d。臂部71a为沿着y轴而呈直线状延伸的棒状部分。臂部71b为沿着x轴而呈直线状延伸的棒状部分。臂部71c、71d为沿着y轴而呈直线状延伸的棒状部分。臂部71c、71d与臂部71a大致平行地延伸。在臂部71a上,设置有齿轨71e。
如图7中模式化地图示的那样,移乘辅助装置100具有力传感器(压力检测部)91、驱动部92、以及计算机(控制部)93。驱动部92具有放大器92a、电机92b、转轴92c、齿轮92d、以及小齿轮92e。计算机93根据力传感器91的检测值而对当前约束力进行计算,并以使当前约束力与目标约束力一致的方式对驱动部92进行驱动控制。由此,能够以适当的约束力对各个被援助者150进行保持。
驱动部92包含由齿轮、小齿轮、齿轨等机械元件构成的传递机构。齿轮92d以相对于小齿轮92e而啮合的方式被配置。小齿轮92e以相对于被设置在臂部71a上的齿轨71e而啮合的方式被配置。通过采用这种传递机构,能够使臂71根据由电机92b产生的旋转力而进行y轴上的位移。当齿轮92d根据由电机92b产生的旋转力而以轴线AX11为转轴进行旋转时,小齿轮92e 将以轴线AX10为转轴进行旋转。臂71根据小齿轮92e的旋转而进行y轴上的位移。侧面保持部50以与臂71的移动相同的步调进行y轴上的位移。
力传感器91被配置在臂部71c与臂部71d之间,并对与图7中模式化地图示的轴线AX12上产生的推进力F1与反力F2相对应的压力进行检测。推进力F1与反力F2以如下的方式产生,即,以在侧面保持部50相对于被援助者150而抵接的状态下,因对应于小齿轮92e的绕逆时针的旋转而使臂71向内侧移动的方式产生。在侧面保持部50并未相对于被援助者150而抵接的状态时,不会产生反力F2,力传感器91的输出值实质上为零(另外,虽然力传感器91对对应于侧面保持部50的惯性力的压力进行检测,然而该检测值将被忽略)。
力传感器91的具体结构是任意的。作为力传感器91,可以优选采用变形测量器。已知各种变形测量器,而所采用的变形测量器的种类是任意的。例如,变形测量器通过在绝缘基板上形成网格状的电阻线并对其安装引出线的方式而构成。变形测量器中所包含的电阻线的电阻值因对应于力F1、F2的压力而增减。变形测量器将与电阻线的电阻值的变化相对应的值S1输出到计算机93中。在变形测量器与计算机之间,设置有实施包含模拟/数字转换处理在内的处理的电路。变形测量器的模拟检测值被转换为数字信号并输入到计算机中。另外,也可以通过将弹簧与对该弹簧的位移量进行检测的传感器进行组合来构成力传感器91。
计算机93根据力传感器91的输出值,以使当前约束力成为目标约束力的方式对驱动部进行控制。另外,计算机93为,通过由CPU(Central Processing Unit:中央处理器)进行的程序的执行而实现各种功能的信息处理装置。
计算机93优选以如下的方式进行工作。首先,计算机93根据力传感器91的输出值来对当前约束力进行计算。接下来,计算机93根据当前约束力与目标约束力,来计算后续约束力。接下来,计算机93根据后续约束力,来计算出应当对电机施加的电流的值。接下来,计算机93对为了得到所计算出的电流值而所需的放大器输入电压进行计算。驱动部92根据从计算机93供给来的放大器输入电压而进行驱动动作。另外,计算机93的具体结构是任意的,而不应限定于上述的工作形态。
放大器92a对从计算机93供给来的电压进行放大并输出。电机92b中流通有与来自放大器92a的供给电压相对应的电流,对应于此,转轴92c进行旋转,齿轮92d进行旋转,小齿轮92e进行旋转,臂71进行移动。
参照图8,对连结部70与连结部80之间的协同动作进行说明。如图8所示,在连结部70与连结部80之间采用共通的传递机构(为了便于说明,而直接使用小齿轮92e)。由此,能够简化用于对臂进行驱动的传递机构的结构,从而能够实现移乘辅助装置的驱动部的紧凑化。
如图8所示,连结部80具有与连结部70同样的结构。具体而言,连结部80具有臂81、引导导轨82、滑块83、以及滑块84。臂81与臂71对应,引导导轨82与引导导轨72对应,滑块83与滑块73对应,滑块84与滑块74对应。因此,省略重复说明。另外,与臂71不同,在臂81上未设置力传感器91。与之对应,臂部81b与侧面保持部60之间通过臂部81c而直接连结。
在臂81的臂部81a上设置有齿轨81e。小齿轮92e在臂部81a的齿轨81e上滑行。当小齿轮92e顺时针旋转时,臂71、81向内侧移动。当小齿轮92e逆时针旋转时,臂71、81向外侧移动。对应于臂71、81向内侧的移动,正面保持部40上的被援助者15O被侧面保持部50、60夹住。对应于臂71、81向外侧的移动,正面保持部40上的被援助者150从被侧面保持部50、60挟持的状态释放。
参照图9至图11,对由侧面保持部50、60产生的对被援助者150的约束力的设定进行说明。如图9所示,随着约束力的增强,被援助者150的偏移量如线L50所示而减少。在被援助者的举起时,优选确保阈值TH1以下的偏移量。如图10所示,随着约束力的增强,被援助者150的不适感如单点划线L60所示而增强。为了将被援助者所受到的不适感设置为能够容许的程度,优选设为阈值TH2以下的不适感。
移乘辅助装置100对被援助者150的举起优选为,以阻止了被援助者150从移乘辅助装置100的侧面保持部50、60上的偏移落下的形态而实施。因此,与较弱的约束力相比,采用较强的约束力时能够切实地实施举起动作。
但是,较强的约束力可能会对被援助者150造成不适感。因此,优选为,确保不会对被援助者150造成不适感的程度上的约束力。即,优选确保在图11中模式化地图示的R10的范围内的约束力。但是,当侧面保持部50、6O 被固定时,由于被援助者150的体形的偏差、被援助者150的衣服的穿戴状态的偏差等,从而难以对各个被援助者150都施加适当的约束力。例如,对于体围为80cm的被援助者150而言较为适当的约束力,对于体围为100cm的被援助者150而言并不适宜,被援助者150所感受到的不适感将变为难以容许。
在本实施方式中,从上述的说明可以明确看出,能够根据力传感器91的检测值而对由侧面保持部50、60进行的被援助者150的约束实施反馈控制,从而对各个被援助者150施加适当的约束力。由此,能够吸收体形的偏差、衣服的穿戴状态的偏差等,而以适当的约束力(图11所示的R11的范围内的约束力)对各个被援助者150进行保持。这是由于,根据被援助者的体重,对被援助者进行支撑所需的约束力有所不同的缘故。而且,能够以抑制了被援助者150所感受到的不适感并且阻止了被援助者150从移乘辅助装置上的偏移落下的方式,对被援助者150进行保持。
在专利文献1的情况下,由于腋保持臂(专利文献1的图5的符号29D)等的保持部件的形状被预先决定,因此不能吸收各个被援助者间的体形偏差,从而难以对各个被援助者都适当地进行保持。专利文献2中,虽然通过反馈控制来对保持器件相对于人体的接触面的状态进行了控制,然而与对被援助者进行约束保持的机构无关。
参照图12至图15,对移乘辅助装置100的结构例进行说明。另外,图12至图15仅仅是为了参照而公开的,并不能根据这些公开的内容而对本申请发明的技术的范围进行缩小解释。
如图12所示,在计算机93上连接有力传感器91、约束开关94,释放开关95,从而被输入有各种输出。计算机93具有目标值供给部93a、当前约束力计算部93b、后续约束力计算部93c、驱动电流计算部93d、输出电压生成部93e、以及释放值供给部93f。另外,后续约束力计算部93c也作为判断部而发挥功能。计算机93为一般的计算机,由CPU(Central Processing Unit)、硬盘、存储器等构成。计算机93通过由CPU进行的程序处理而发挥各种功能。例如,上述的计算部等通过由CPU进行的程序处理而被实现。
约束开关94的输出端与目标值供给部93a相连接。力传感器91的输出端与当前约束力计算部93b相连接。目标值供给部93a的输出与当前约束力计算部93b的输出被单独供给至后续约束力计算部93c。后续约束力计算部 93c的输出端与驱动电流计算部93d相连接。驱动电流计算部93d的输出端与输出电压生成部93e相连接。释放开关95的输出端与释放值供给部93f相连接。释放值供给部93f的输出端与输出电压生成部93e相连接。输出电压生成部93e的输出端与放大器92a相连接。约束开关94、释放开关95只要设置在援助者容易按压的位置(例如,侧面保持部等)上即可。
对约束动作时的计算机93的工作进行简单说明。当约束开关94开启时,目标值供给部93a将相当于目标约束力的目标值向后续约束力计算部93c进行供给。例如,目标值供给部93a包括对目标值进行存储的寄存器,并输出该寄存器的存储值。力传感器91根据侧面保持部50、60相对于被援助者150的抵接,而对与上述的推进力与反力相对应的压力进行检测。当前约束力计算部93b根据力传感器91的检测值的输入,对通过侧面保持部50、60而对被援助者150施加的当前约束力进行计算。后续约束力计算部根据从目标值供给部93a供给来的目标约束力与从当前约束力计算部93b供给来的当前约束力,而对后续约束力进行计算。另外,当侧面保持部50、60未与被援助者150抵接时,当前约束力计算部93b所输出的信号S21表示当前约束力=0。
后续约束力计算部93c例如以如下的方式进行运算工作。当将目标约束力设为f_ref、将当前约束力设为f_n时,通过如下的运算式来求出后续约束力f。运算式:f=f_ref+k(f_ref-f_n)。其中,k为正值。驱动电流计算部93d根据所计算出的后续约束力,来对施加于电机的电流值进行计算。输出电压生成部93e生成为了得到所计算出的电流值而所需的电压。
当从当前约束力计算部93b供给来的当前约束力与从目标值供给部93a供给来的目标约束力一致时,f=f_ref。在f=f_ref时,驱动电流计算部93d为了使电流不会向电机92b流通,从而计算出电流值=0。在电流值=0时,输出电压生成部93e为了使电流不会流向电机92b,从而生成电压值=0。如此,判断部93c判断为,从当前约束力计算部93b被供给来的当前约束力与从目标值供给部93a被供给来的目标约束力一致。然后,驱动电流计算部93d、输出电压生成部93e以使电流不流向电机92b的方式而进行工作。这样一来,侧面保持部50、60向被援助者150侧的移动将停止,侧面保持部50、60就此被定位。各侧面保持部50、60被构成为,在不会受到来自被援助者150的反力的影响的条件下就此被定位。
对释放动作时的计算机93的工作进行简单说明。当释放开关开启时,释放值供给部93f将被预先决定了的电流值向输出电压生成部93e供给。输出电压生成部93e生成为了得到被供给的电流值而所需的电压。由此,侧面保持部50、60以一定速度从被援助者150离开。在释放开关开启期间,侧面保持部50、60继续进行从被援助者150离开的释放动作。
参照图13对约束动作进行说明。首先,约束开关94开启(S100)。接下来,设置目标值(S101)。具体而言,目标值供给部93a将实验上获得的目标值输出。接下来,对当前约束力进行计算(S102)。具体而言,当前约束力计算部93b根据力传感器91的输出值来对当前约束力进行计算。接下来,对当前约束力是否与目标值一致进行判断(S103)。如上所述,通过后续约束力计算部的运算处理来执行当前约束力与目标值一致的检测。
在当前约束力不等于目标值时,对后续约束力进行计算(S104)。具体而言,后续约束力计算部93c根据目标值与当前约束力来对后续约束力进行计算。接下来,对驱动电流进行计算(S105)。具体而言,驱动电流计算部93d对为了实现后续约束力而所需的电流值进行计算。接下来,生成输出电压(S106)。具体而言,输出电压生成部93e生成为了将所计算出的电流值施加于电机92b而所需的电压。生成电压被施加于放大器92a,所计算出的值的电流被施加于电机92b,由此,使所计算出的约束力被施加于被援助者150。当当前约束力等于目标值时,停止进行侧面保持部50、60的位置调节(S107)。另外,只要当前约束力被包含于图11所示的范围R10内即可。因此,也可以代替当前约束力是否达到目标值的检测,而对当前约束力是否被包含于范围R10内进行检测。
参照图14对释放动作进行说明。另外,当在约束动作持续过程中按下释放开关时,优先于约束动作而执行释放动作。由此,能够获得利用者对移乘辅助装置100的信赖感。
首先,释放开关开启(S200)。接下来供给释放值(S201)。具体而言,释放值供给部93f将预先所设定的电流值作为释放值而向输出电压生成部93e供给。接下来,生成输出电压(S202)。具体而言,输出电压生成部93e生成为了得到所供给的电流值而所需的输出电压。接下来,对释放开关是否变为了关闭进行判断(S203)。当释放开关变为关闭时,释放值供给部93f停止进行释放值的供给。由此,使释放停止(S204)。虽然释放动作是通过持 续开启释放开关而执行的,然而并不限定于此,也可以设置为通过按压一次释放开关而使侧面保持部50、60释放至一定幅度的结构。
参照图15对侧面保持部50的位移与约束力之间的关系进行说明。另外,侧面保持部60的位移量与侧面保持部50的位移量相同。
在时刻t1时,侧面保持部50开始进行向被援助者150侧的位移。在时刻t5时,侧面保持部50与被援助者150抵接。力传感器91根据侧面保持部50相对于被援助者150的抵接,来对与推进力F1及反力F2相对应的压力进行检测。计算机93以使力传感器91的检测值所表示的当前约束力与作为目标约束力而被设定的约束力一致的方式,对驱动部92进行控制。在时刻t10时,当前约束力达到目标约束力。计算机93检测到该情况,从而使由驱动部92进行的侧面保持部50、60的位移动作停止。另外,如上所述,也可以代替根据检测出当前约束力达到目标约束力的情况从而实施驱动停止的方式,而根据检测出当前约束力被包含于预定的范围内的情况从而实施驱动停止。
在本实施方式中,如上所述,移乘辅助装置100对如下的压力进行检测,并根据该压力的检测,而以使由侧面保持部50所产生的对被援助者150的约束力接近于目标约束力的方式对侧面保持部50、60的位置进行调节,所述压力为,与侧面保持部50的推进力以及因侧面保持部50相对于被援助者150的抵接而产生的反力相对应的压力。当当前约束力达到目标约束力时,侧面保持部50、60的位移停止,其位置被固定。通过这种控制,能够以降低了被援助者150所感受到的不适感的方式,用偏移阻止中所需的足够的约束力适当地对被援助者150进行保持。
另外,当在侧面保持部50、60之间未使用共通的驱动系统时,需要对侧面保持部60侧也设置被设置在侧面保持部50侧的力传感器91,从而构建与侧面保持部50侧同样的反馈系统。
实施方式2
参照图16与图17,对实施方式2进行说明。图16为表示约束程序的简要的流程图。图17为表示侧面保持部的位移与约束力之间的关系的简要的时序图。
在本实施方式中,与实施方式1的情况不同,在约束动作开始后,持续进行该反馈控制,直到释放开关开启为止。由于采用该程序,因而即使作为约束对象的被援助者150的状态发生了变化,也能够保证以适当的约束力对 被援助者150进行保持的动作。作为具体例,能够通过吸收随着被援助者150的呼吸而产生的被援助者150的体围的变动,而保持一定的约束力,从而能够在更加舒适的条件下对被援助者150进行约束保持。此外,还能够对移乘过程中被援助者150的躯干位置偏移等的影响进行吸收,从而维持适当的约束力。另外,如图3所示,假设援助者在被援助者乘坐于移乘目的地(例如,床、轮椅、便器的座面等)上的状态下开启释放开关。
如图16所示,步骤302~306间的循环由于释放开关的开启而被切断。当释放开关开启时(S307),停止进行侧面保持部50、60的位置调节(S308)。另外,步骤300~306与图13所示的步骤100~106相同,因而省略重复说明。
如图17所示,在得到目标约束力的时刻t10以后,侧面保持部50以反复进行向被援助者150侧的接近和从被援助者150侧离开的方式进行振动位移。侧面保持部50的位移与被援助者150的呼吸采取相同的步调。由此,在时刻t20以后,将获得固定的约束力。另外,从时刻t10到时刻t20之间为,用于获得目标约束力的调节期间。
在本实施方式中,在获得到目标约束力以后,仍使包含步骤S302~S306在内的控制循环进行循环,以维持适当的约束力。由此,即使作为约束对象的被援助者150的状态发生变化,也能够保证以适当的约束力对被援助者150进行保持的动作。作为具体例,即使被援助者150的体围随着被援助者150的呼吸而发生了变动,也能够维持适当的约束力。即使在移乘过程中发生了被援助者150的躯干位置偏移等的情况下,也适用于同样的说明。由此能够有效地降低从图3所示的状态到图4所示的状态的过程中被援助者所受到的压迫。
实施方式3
参照图18至图20,对实施方式3进行说明。图18为表示计算机的结构例的简要的框图。图19为表示约束顺序的简要的流程图。图20为表示目标约束力与臂角度之间的关系的时序图。
在本实施方式中,与实施方式2不同,根据臂角度(图4中模式化表示的θ50)的增加而使目标约束力下降(参照图20)。随着对被援助者150的举起,被援助者150从倚靠在正面保持部40上的状态成为承载在正面保持部40上的状态。在被援助者150倚靠在正面保持部40上的状态时,为了阻止从正面保持部40的偏移落下,要求通过侧面保持部50、60而更加充分地对 被援助者150进行约束。另一方面,在被援助者150承载在正面保持部40上的状态时,被援助者15O从正面保持部40偏移落下的可能性本身会下降。在本实施方式中,鉴于这一点,根据臂角度的增加而使目标约束力下降。由此,与实施方式2的情况相比,能够以进一步降低了给被援助者150带来的不适感的方式,执行被援助者150的举起。
如图18所示,倾斜角传感器96向计算机93进行输入。倾斜角传感器96的输出与目标值供给部93a相连接。目标值供给部93a供给与倾斜角相对应的目标约束力。另外,作为对从图3所示的状态向图4所示的状态的转变进行检测的方法,对臂角度进行检测。但是,这种状态转变的检测方法是多样的,而并不应当限定于对臂角度的检测。也可以根据保持部30的绝对位置,而对从图3所示的状态向图4所示的状态的转变进行检测。
如图19所示,在约束开关的开启后,对目标值进行设置(S402)。具体而言,目标值供给部93a供给与表示当前的臂角度的倾斜角相对应的值的目标值。目标值供给部93a根据倾斜角的增加,而供给更低的目标值。另外,目标值的决定方法是任意的。也可以将倾斜角代入预定的运算式来求取目标约束值。也可以根据倾斜角是否超过了阈值的判断,而阶越式地使目标值下降。还可以根据对查找表的参考,而获取与预定的倾斜角相对应的预定的目标值。步骤S400、S402~S408与图16所示的步骤S300、S302~S308同样,因而省略重复说明。
如图20所示,在时刻t50时开始进行被援助者150的举起动作。对应于此,臂角度增加。此外,随着臂角度的增加,目标约束力(目标值)下降。在时刻t51时被援助者150的举起结束。
臂角度的具体的检测方法是任意的。例如,可以有效利用旋转编码器等而对连杆机构23的位移量进行检测。可以对导轨部17上的滑块部21的位置进行计测,从而对臂角度进行检测。如上所述,也可以采用臂角度以外的参数。若对臂部20进行驱动的致动器为直动致动器,则可以对该直动致动器的位移量进行检测,并据此来检测移乘辅助装置100的当前的姿态。
实施方式4
参照图21至图23对实施方式4进行说明。图21为表示计算机的结构例的简要的框图。图22为表示约束程序的简要的流程图。图23为表示目标值与约束力之间的关系的时序图。
在本实施方式中,与实施方式2不同,根据被援助者150的体重而使目标约束力有所不同。为了举起体重较重的被援助者150所需的约束力,大于为了举起体重较轻的被援助者所需的约束力。以举起被援助者所需的约束力以上的力实施的约束只会使被援助者的不适感增加。因此,在本实施方式中,设定与被援助者的体重相对应的目标约束力。由此,能够以适当的力而对存在体重差异的各个被援助者150进行保持。
如图21所示,重量传感器97的输出被输入到计算机93中。重量传感器97的输出端与目标值供给部93a相连接。目标值供给部93a输出与被援助者150的体重相对应的目标值。目标值供给部93a根据被援助者150的体重的增加,而供给更高值的目标值。另外,体重值的输入方法是任意的,可以通过DIP(Dual In-line Package:双列直插式组装)开关、语音输入、触摸面板等来输入被援助者的体重。
如图22所示,在约束开关的开启以后,对目标值进行设置(S402)。具体而言,目标值供给部93a供给与当前的被援助者150的体重相对应的值的目标值。目标值供给部93a根据被援助者150的体重的增加,而供给更大的目标值。另外,目标值的决定方法是任意的。可以将检测到的体重代入预定的运算式而求出目标值。也可以根据检测到的体重是否超出阈值的判断,来阶越式地决定目标值。还可以采用基于查找表的手法。步骤S500、S502~S508与图16所示的步骤S30O、S302~S308同样,因而省略重复说明。
如图23所示,在时刻t5以后,约束力增加。在时刻t10时,当前约束力与本次所供给的目标值B一致,从而以维持该约束力的方式执行反馈控制。例如,目标值A与体重在90kg以上的被援助者相对应。目标值B与体重在60kg以上而不足90kg的被援助者相对应。目标值C与体重在30kg以上而不足60kg的被援助者相对应。
实施方式5
参照图24与图25对实施方式5进行说明。图24为表示计算机的结构例的简要的框图。图25为表示目标值的变更程序的简要的流程图。
在本实施方式中,与实施方式2不同,对被援助者150在正面保持部40上的偏移进行检测,并根据该偏移而对目标值进行变更。更具体而言,在被援助者150的举起过程中,当被援助者150在正面保持部40上偏移时,目标约束值将增加。由此,在被援助者150的举起过程中,能够以有效地抑制了 被援助者150从正面保持部40的偏移的方式而对被援助者150进行约束保持。
如图24所示,计算机93上连接有偏移检测部98的输出端。偏移检测部98的输出端与偏移判断部93g相连接。偏移判断部93g的输出端与目标值供给部93a相连接。
偏移检测部98的具体的结构是任意的。例如,偏移检测部98以对计算机的鼠标中所安装的位移检测装置进行有效利用的方式而构成。偏移检测部98对被援助者150的躯体部的位移进行检测,并输出对应于该位移量的值。偏移判断部93g在偏移量成为阈值以上时判断为存在偏移。目标值供给部93a在存在偏移的情况下,供给更高值的目标值。偏移检测部98可以以灵活利用图像传感器、接触式位移传感器等的方式而构成。另外,基于图像传感器的偏移检测是通过对连续获取的画像的差分进行评价的方式来执行的。基于接触式位移传感器的偏移检测是通过对被援助者相对于触头的物理接触进行检测的方式来执行的。
如图25所示,首先,对偏移量进行计算(S600)。具体而言,偏移检测部98对位于正面保持部40上的被援助者150的位置偏移位移量进行检测。接下来,判断是否存在偏移(S601)。具体而言,偏移判断部93g对偏移量是否在阈值以上进行判断。另外,阈值被设定为,用于抑制由于检测误差而导致目标约束力增加的情况。当存在偏移时,增加目标值(S602)。具体而言,目标值供给部93a根据偏移存在的判断,而供给更高的目标值。例如,目标值供给部93a根据偏移存在的判断,而供给与通常相比增加了两成的目标值。在不存在偏移时,不执行目标值的增加。
实施方式6
参照图26至图30而对实施方式6进行说明。图26为从z轴方向观察侧面保持部50、60时的示意图。图27为表示侧面保持部50、60的移动方向的说明图。图28为表示侧面保持部5O、60的移动方向的设定方法的说明图。图29与图30为用于对侧面保持部50、60的安装构造进行说明的说明图。
在本实施方式中,侧面保持部50与上述的实施方式不同,其沿着图26所示的轴线LX1进行位移,侧面保持部60沿着图26所示的轴线LX2进行位移。在这种情况下,也能够获得与上述的实施方式同样的效果。
轴线LX1、LX2是根据对不同体形的被援助者150测定出的体形值而预先决定的轴线。由轴线LX1、LX2表示的侧面保持部50、60的移动轨迹是对应于被援助者150之间的躯体部的体形差异的轨迹。通过以这种方式对侧面保持部50、60的移动轨迹进行设定,从而即使在被安置在正面保持部40上的被援助者150存在体形差异的情况下,也能够以抑制了因该体形差异的影响而产生的被援助者150所感受到的不适感的方式,通过侧面保持部50、60而对被援助者150进行按压支撑。此外,根据本实施方式,能够扩大可通过一个保持器件而进行应对的被援助者的范围。由此,能够避免准备多种保持器件的尺寸的需要。
如图26所示,侧面保持部50被构成为,能够沿着轴线LX1进行移动。侧面保持部60被构成为,能够沿着轴线LX2进行移动。从图6可以明确看出,轴线LX1相对于zy平面具有预定的倾斜度。同样,轴线LX2相对于zy平面具有预定的倾斜度。轴线LX1与轴线LX2成线对称的关系。此时,位于y轴方向上的正面保持部40的中心上的线LXO成为对称线。
如图27所示,将正面保持部40的保持面44作为基准面(另外,基准面与图27所示的侧面一致)而假想设定立体空间。由格子点C1~C4、格子点C11~C14、以及格子点C21~C24构成立体空间。格子点C1、C2位于正面保持部40的y轴方向上的中心。包含格子点C1~C4的平面、包含格子点C11~C14的平面、以及包含格子点C21~24的平面为xz平面。
如图27所示,轴线LX1存在于格子点C1、C14上,并将格子点C14与格子点C1连结。轴线LX1存在于格子点C2、C13上,并将格子点C13与格子点C2连结。轴线LX2存在于格子点C24与格子点C1上,并将格子点C24与格子点C1连结。轴线LX2存在于格子点C2、C23上,并将格子点C23与格子点C2连结。包含格子点C1、C2、C13、C14的平面相对于包含格子点C1、C2、C23、C24的平面而呈面对称。此时,包含格子点C1、C2、C3、C4的平面作为对称面而发挥功能。另外,虽然轴线LX1与轴线LX2成线对称的关系,然而并非必须使轴线LX1、LX2双方均通过图27所示的格子点C1(对于格子点C2也同样)。即,在图7所示的情况下,当对纸面进行正面观察时,可以使轴线LX1沿着y轴而向左方平行移动,使轴线LX2沿着y轴而向右方平行移动。在这种情况下,也不会妨碍本实施方式所带来的效果。
侧面保持部50沿着轴线LX1上而向正面保持部40侧移动。在侧面保持部50向正面保持部40接近移动的过程中,侧面保持部50与正面保持部40之间的x轴方向上的间隔变窄。由此,能够以与倚靠在正面保持部40上的状态下的各个被援助者150相适应的方式,通过侧面保持部50而将被援助者150压住。对于侧面保持部60与正面保持部40之间的关系也为同样情况。
参照图28,对轴线LX2的设定方法进行说明。另外,根据轴线LX2的设定方法的说明可以明确获知轴线LX1的设定方法,因此省略轴线LX1的设定方法的说明。
轴线LX2与正面保持部40的保持面44所成角度θ是通过将被援助者150A与被援助者150B的各个体形值代入预定函数而计算出的。被援助者150A的体形与被援助者150B的体形互不相同。具体而言,被援助者150A的身体宽度为W1,而其身体厚度为d1。被援助者150B的身体宽度为W2,而其身体厚度为d2。且满足W1<W2、d1<d2的条件。使y轴方向上的被援助者150A、150B的中心分别位于y轴方向上的正面保持部40的中心上(对于这一点,在以后的实施方式中也同样)。
轴线LX2与正面保持部40的保持面44所成角度能够通过下式(1)求出。
[数式1]
通过以这种方式求出角度θ,从而设定轴线LX2、即侧面保持部50的轨道。另外,轴线的具体的计算方法是任意的,并不限定于上述的方法。
对上述式(1)进行补充说明。如图28所示,轴线LX2存在于被援助者150A的躯体部的侧面中心点P1与被援助者150B的躯体部的侧面中心点P2上。侧面中心点P1位于(x,y)=(d1/2、w1/2)的位置上。侧面中心点P2位于,(x,y)=(d2/2、w2/2)的位置上。当将各被援助者150的躯体部的y轴方向上的中心设置为同一位置时,通过对各个被援助者150的侧面中心点彼此进行连结,能够求出轴线LX2(角度θ)。另外,被援助者150的y轴方向上的中心位于上述的对称线LXO上。对称线LXO与将正面保持部40的y轴方向上的宽度W20分割为两份的分割线一致。
W1、W2、d1、d2等的体形值是通过对被援助者150的体形进行实际测量而取得的。作为躯体部的宽度、厚度,可以采用胸廓的宽度、厚度。例如,在条件(被援助者150A:胸廓宽度W1=260mm,胸廓厚度为182mm。被援助者150B:胸廓宽度W2=347mm,胸廓厚度为258mm。)时,计算出角度θ=41°。
角度θ的数值范围可以具有某种程度的宽度。角度θ的数值范围也会因通过侧面保持部50而对被援助者150的哪个部位进行支承而受到影响。像本示例那样,在通过侧面保持部50而对被援助者150的躯体部进行按压支撑的情况下,可以将角度θ设定在0°~60°的范围内。更优选将角度θ设定在30°~60°的范围内。由此,能够使被援助者150的保持特性更加良好。另外,有时也将上述的角度θ称为侧面保持部的移动角。
在本实施方式中,根据对不同体形的被援助者150测定出的体形值来决定侧面保持部50的移动轨迹。其结果为,侧面保持部50的移动轨迹成为,与被援助者150之间的躯体部的体形差异相对应的轨迹。通过以这种方式对侧面保持部50的移动轨迹进行设定,从而即使在倚靠在正面保持部40上的状态下的被援助者150存在体形差异的情况下,也能够以抑制了因该体形差异的影响而产生的被援助者150所感受到的不适感的方式,通过侧面保持部50而对被援助者150进行按压支撑。
在本实施方式中,使侧面保持部50、60推碰到被援助者150时的侧面保持部50、60的推进方向,与通过侧面保持部50、60而被按压支撑的状态下的被援助者150被侧面保持部50、60所按压的方向大致一致。更具体而言,当援助者使侧面保持部50、60推碰到被援助者150时,援助者按压侧面保持部50、6O的方向与应当通过侧面保持部50、60而使被援助者150自身受到按压支撑的方向一致。即,援助者对侧面保持部50、6O的按压方向与侧面保持部50、60对被援助者150的按压方向大致在同轴上。由此,能够以自然的姿态实施侧面保持部50、60的位置调节,从而能够有效地抑制对被援助者150施加过度的力的情况。在使一组侧面保持部50、60从关闭状态返回打开状态时,也抑制了对被援助者150施加过度的力的情况。
在本实施方式中,轴线LX2与侧面保持部50、60的凹陷部的移动轨迹一致。通过使侧面保持部50、60的凹陷部沿着轴线LX2移动,从而无论被援助者150的体形差异如何,均使侧面保持部50、60的凹陷部被配置在被援助者 150的躯体部的侧面中心附近。由此,能够使侧面保持部50、60的内侧面、与被援助者150的躯体部的外周以更宽的范围进行接触,从而能够有效地避免侧面保持部50、60与被援助者150局部地接触的情况。
参照图29与图30,对侧面保持部50、60相对于正面保持部40的安装结构进行补充说明。从图29与图30可以明确看出,随着侧面保持部50、60的移动轨迹的变更,连结部70、8O的结构被适宜变更。
在本实施方式中,以能够使臂71沿着轴线LX1进行移动的方式构成,并使被安装在臂71的顶端上的侧面保持部50能够沿着轴线LX1进行移动。此时,在使侧面保持部50向正面保持部40进行接近移动的过程中,侧面保持部50与正面保持部40之间的x轴方向上的间隔变窄。由此,即使在具有体格差异的被援助者150之间,也能够适当地使侧面保持部50推碰到被援助者150的躯体部。
如参照图28所说明的那样,有时被援助者150的身体宽度与身体厚度会由于被援助者150的体形差异(体格差异)而大不相同。此时,仅通过使侧面保持部50、6O相对于正面保持部40的保持面44而向平行的方向进行平行移动的方式,有时存在不能在各个被援助者150之间适当地使侧面保持部50、60推碰到的情况。
在本实施方式中,如参照图28所说明的那样,根据体形不同的各个被援助者150的体形值(身体宽度、身体厚度),来求取各个被援助者150的体形的函数关系,以作为相对于正面保持部40的保持面44的、轴线的倾斜角θ。具体而言,能够沿着以倾斜角θ与正面保持部40的保持面44交叉的轴线使侧面保持部50、60进行移动。由此,即使在存在体形差异的被援助者150之间,也能够以同样的形态使侧面保持部50、60推碰到各个被援助者150的躯体部的预定部分。
在对侧面保持部50、60的保持面设置凹陷的情况下,优选为,良好地确保被援助者150的躯体部的侧面与保持面之间的接触状态。在本实施方式中,如上所述,根据具有体形差异的各个被援助者150的侧面中心点,而求取设在侧面保持部50、60的保持面上的凹陷的移动轨迹。由此,设在侧面保持部50、60的保持面上的凹陷被设置在与被援助者150的侧面中心相对应的位置上,从而无论被援助者150的体形差异如何,均能够通过侧面保持部50、60而适当地对被援助者150的侧面进行按压支撑。另外,可以通过使侧面保持 部50、60协同地进行开闭动作的方式而构成。也可以通过使侧面保持部50、60单独地进行开闭动作的方式而构成。
实施方式7
以下,参照图31至图35对实施方式7进行说明。图31、32为表示侧面保持部50、60的移动方向的说明图。图33为表示侧面保持部50、60的移动方向的设定方法的说明图。图34、35为用于说明侧面保持部50、60的安装结构的说明图。
在本实施方式中,与实施方式6不同,如图31中模式化地图示的那样,当对正面保持部40进行正面观察时,侧面保持部50、60沿着轴线LX3进行移动,而侧面保持部60沿着轴线LX4进行移动。由此,能够使侧面保持部50、60从横向推碰到被援助者150的胸廓的较窄的部分,从而能够降低对被援助者150施加的压迫感。另外,与实施方式6中的轴线LX1、轴线LX2同样,轴线LX3、LX4根据被援助者150的体形差异而被决定。对此,根据后述的说明可以明确获知。
如图31所示,当侧面保持部50沿着轴线LX3而向内侧(正面保持部40侧)移动时,在z轴方向(正面保持部40的保持面的长度方向)上向下侧(被援助者150的足侧)进行移动。当侧面保持部60沿着轴线LX4向内侧进行移动时,在z轴方向上向下侧进行移动。另外,z轴方向的下侧与被援助者150的足侧一致。
如图32中模式化地图示的那样,轴线LX3相对于正面保持部40的保持面44而平行地延伸,并存在于格子点C3、C14上。轴线LX4相对于正面保持部40的保持面44而平行地延伸,并存在于格子点C3、C24上。另外,虽然轴线LX3与轴线LX4成线对称的关系,然而并非必须使轴线LX3、LX4双方均通过图32所示的格子点C3。即,在通过图32而进行表示时,当对纸面进行正面观察时(将格子点C1设为上侧,将格子点C2设为下侧,将格子点C21设为右侧,将格子点C11设为左侧),可以使轴线LX3沿着y轴而向左侧平行移动,使轴线LX4沿着y轴而向右侧平行移动。在这种情况下,也不会妨碍本实施方式所带来的效果。
参照图33对轴线LX4的设定方法进行说明。另外,根据轴线LX4的设定方法的说明可以明确获知轴线LX3的设定方法,因此省略轴线LX3的设定方法的说明。
当将被正面保持部40保持的被援助者150的躯体部的宽度方向作为线L1而表示时(同时参照图31),轴线LX4与线L1所成的角度θ通过将被援助者150A与被援助者150B的各个体形值代入预定的函数的方式而进行计算。另外,被援助者150A的体形与被援助者150B的体形互不相同。具体而言,被援助者150A的身体宽度为W3,其躯干长度为h1。被援助者150B的身体宽度为W4,其躯干长度为h2。且满足W3<W4、h1<h2的条件。假设y轴方向上的被援助者150A、150B的中心分别位于y轴方向上的正面保持部40的中心上。
轴线LX4与线L1所成角度θ可以通过下式(2)来求取。
[数式2]
通过以这种方式求出角度θ,从而设定作为轴线LX4的侧面保持部60的轨道。另外,轴线LX4的具体的计算方法是任意的,而并不应当限定于上述的方法。
对上述式(2)进行补充说明。如图33所示,轴线LX4存在于与被援助者150A的躯体部的肩相对应的特征点P3上、及与被援助者150B的躯体部的肩相对应的特征点P4上。点P3位于,(z,y)=(-h1,W3/2)。点P4位于,(z,y)=(-h2,W4/2)。当使各个被援助者150的躯体部的y轴方向上的中心为相同位置时,能够通过将由各被援助者150的身体宽度与躯干长度所决定的特征点彼此连结在一起,来决定轴线LX4。另外,被援助者150的y轴方向上的中心位于上述的对称线LXO上。
W3、W4、h1、h2的具体值是任意的。作为躯体部的宽度、躯干长度,可以采用胸廓的宽度、胸廓的高度。例如,在条件(被援助者15OA:胸廓宽度W3=260mm,胸廓高度183mm。被援助者150B:胸廓宽度W4=347mm,胸廓高度402mm。)的情况下,计算出角度θ=79°。
另外,与上述的实施方式同样,角度θ的数值范围只要具有某种程度的宽度即可。本示例的情况下,只要将角度θ设定在0°~85°的范围内即可。更优选将角度θ设定在35°~85°的范围内。进一步优选将角度θ设定在 55°~85°的范围内。由此,能够使被援助者15O的保持特性更为良好。另外,有时将上述的角度θ称为侧面保持部的移动角。
如图34与图35所示,根据侧面保持部50、60的移动轨迹的变更,而适宜调节连结部70、80的结构。
在本实施方式中,根据从不同体形的被援助者150测定出的体形值(身体宽度、躯干长度)来决定侧面保持部50、60的移动轨迹。其结果为,侧面保持部50、60的移动轨迹与被援助者150之间的躯体部的体形差异相对应。由此,即使在存在体形差异的被援助者150之间,也能够以同样的方式使侧面保持部50、60推碰到各个被援助者150的胸廓的较窄的部分。此外,根据本实施方式,能够扩大可通过一个保持器件而应对的被援助者150的范围。由此,能够避免准备多种保持器件的尺寸的需要。
在本实施方式中,如参照图33所说明的那样,根据体形不同的各个被援助者150的体形值(身体宽度、躯干长度),求出各个被援助者150的体形的函数关系,以作为相对于线L1的轴线的倾斜角θ。而且,能够使侧面保持部50、60沿着以所计算出的倾斜角θ而与线L1交叉的轴线进行移动。由此,即使在存在体形差异的被援助者150之间,也能够以同样的方式使侧面保持部50、60推碰到各个被援助者150的躯体部的预定部分。
实施方式8
以下,参照图36至图38对实施方式8进行说明。在本实施方式中,通过组合上述的实施方式6以及7,从而无论各援助者的身体宽度、身体厚度、躯干长度的个体差异如何,均能够以适当的方式使侧面保持部50、60推碰到各被援助者150。由此,能够相辅相成地获得在上述的实施方式中所说明的效果。另外,省略了与实施方式6、7重复的说明。
如图36中模式化地图示的那样,轴线LX5存在于格子点C2、C14上。轴线LX6存在于格子点C2、C24上。侧面保持部50沿着轴线LX5进行移动。侧面保持部60沿着轴线LX6进行移动。轴线LX5与图27所示的轴线LX1及图32所示的轴线LX3的合成矢量相一致。轴线LX6与图27所示的轴线LX2及图32所示的轴线LX4的合成矢量相一致。即,通过单独地求出轴线LX1、LX3,并求出轴线LX1、LX3的合成矢量,从而设定轴线LX5。通过单独地求出轴线LX2、LX4,并求出轴线LX2、LX4的合成矢量,从而设定轴线LX6。另外,虽然轴线LX5与轴线LX6成线对称的关系,然而并非必须使轴线LX5、LX6双方 均通过图36所示的格子点C2。即,在由图36进行表示的情况下,当对纸面进行正面观察时(将格子点C1设为上侧,将格子点C2设为下侧,将格子点C21设为右侧,格子点C11设为左侧),可以使轴线LX5沿着y轴而向左方平行移动,并使轴线LX6沿着y轴而向右方平行移动。在这种情况下,也不会妨碍本实施方式所带来的效果。
如图37与图38中模式化地图示的那样,根据侧面保持部50、60的移动轨迹的变更,而适宜变更连结部70、80的结构。
在本实施方式中,根据从不同体形的被援助者150测定出的体形值(身体宽度、身体厚度、躯干长度)来决定侧面保持部50、60的移动轨迹,从而侧面保持部50、60的移动轨迹与被援助者150之间的躯体部的体形差异相对应。由此,能够相辅相成地获得在实施方式6、7中所说明的效果。例如,即使在倚靠在正面保持部40上的状态下的被援助者150存在体形差异的情况下,也能够以抑制了由于该体形差异的影响而造成的被援助者150所感受到的不适感的方式,通过侧面保持部50、60而对被援助者150进行按压支撑。此外,即使在存在体形差异的被援助者150之间,也能够以同样的方式使侧面保持部50、60推碰到各个被援助者150的胸廓较窄的部分。此外,能够扩大可通过一个保持器件而应对的被援助者150的范围。
另外,本发明并不限定于上述实施方式,而能够在不脱离主旨的范围内进行适宜变更。各实施方式能够适宜进行组合,并可以主张其相辅相成的效果。例如,可以将实施方式6~8所公开的事项应用于实施方式1~5中的任意一个实施方式中。
产业上的可利用性
本发明例如能够应用在移乘辅助装置中。
符号说明
100…移乘辅助装置
10…台车部
20…臂部
30…保持部
40…正面保持部
50…侧面保持部
60…侧面保持部
70…连结部
80…连结部
91…力传感器
92…驱动部
93…计算机
94…开关
95…释放开关
96…倾斜角传感器
97…重量传感器
98…偏移检测部 。
Claims (10)
1.一种移乘辅助装置,具备:
主保持部,其对被援助者的躯体部进行保持;
一组副保持部,其以能够相对于所述主保持部进行位置调节的方式构成;
驱动部,其对一组所述副保持部各自向处于被所述主保持部保持的状态下的所述被援助者侧进行推进驱动;
压力检测部,其对与如下的推进力以及反力相对应的压力进行检测,所述推进力为,由所述驱动部产生的所述副保持部的推进力,所述反力为,因所述副保持部相对于所述被援助者的抵接而产生的反力;
控制部,其根据由所述压力检测部检测出的所述压力的检测值,以使由所述副保持部所产生的对所述被援助者的约束力接近于预定的约束力的方式,对所述驱动部进行控制。
2.如权利要求1所述的移乘辅助装置,其特征在于,
所述主保持部以及一组所述副保持部被设置在臂部上,
所述臂部以能够进行对所述被援助者的举起动作的形态而被设置在主体部上,
所述预定的约束力根据所述臂部相对于所述主体部的位移量而发生变化。
3.如权利要求1或2所述的移乘辅助装置,其特征在于,
所述预定的约束力根据所述被援助者的重量而发生变化。
4.如权利要求1至3中的任意一项所述的移乘辅助装置,其中,
所述主保持部至少被设定于,能够对所述被援助者的至少胸廓整体进行保持的范围内,
所述移乘辅助装置还具备,对所述主保持部上的所述被援助者的所述躯体部的偏移进行检测的偏移检测部,
应当通过所述副保持部的驱动控制而实现的所述预定的约束力,根据所述偏移检测部的检测值而发生变化。
5.如权利要求1至4中的任意一项所述的移乘辅助装置,其特征在于,
所述压力检测部受到在同轴上产生的所述推进力与所述反力。
6.如权利要求1至5中的任意一项所述的移乘辅助装置,其特征在于,
一组所述副保持部根据由共通的动力源产生的动力而进行位移。
7.如权利要求1至6中的任意一项所述的移乘辅助装置,其特征在于,
所述控制部以如下方式对所述驱动部进行控制,即,抑制由所述副保持部产生的对所述被援助者的所述约束力从所述预定的约束力偏离的情况。
8.如权利要求1至7中的任意一项所述的移乘辅助装置,其特征在于,
一组所述副保持部中的至少一个副保持部以能够沿着如下的轴线而移动的方式构成,其中,所述轴线根据被安置在所述主保持部上的所述被援助者的所述躯体部的尺寸的个体差异而决定。
9.如权利要求8所述的移乘辅助装置,其特征在于,
所述副保持部的相对于所述主保持部的所述保持面的高度位置、或所述副保持部在所述主保持部的所述保持面的长度方向上的位置,以与如下的动作相同的步调而发生变化,所述动作为,所述副保持部沿着所述轴线而向被安置在所述主保持部上的所述被援助者的所述躯体部侧进行移动的动作。
10.一种移乘辅助装置的工作方法,
所述移乘辅助装置具备:
主保持部,其对被援助者的躯体部进行保持;
一组副保持部,其以能够相对于所述主保持部进行位置调节的方式构成;
驱动部,其对一组所述副保持部各自向处于被所述主保持部保持的状态下的所述被援助者侧进行推进驱动,
在所述移乘辅助装置的工作方法中,
对与如下的推进力以及反力相对应的压力进行检测,所述推进力为,由所述驱动部产生的所述副保持部的推进力,所述反力为,因所述副保持部相对于所述被援助者的抵接而产生的反力;
以使检测出的所述压力的值所表示的、由所述副保持部所产生的对所述被援助者的约束力接近于预定的约束力的方式,对所述驱动部进行控制。
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