JP2002282306A - 自走式車椅子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 住宅等建物内での車椅子による移動をより容
易に行うことを可能とする。 【解決手段】 建物内の間取り情報と車椅子本体１の基
本的な動作情報とを保有する記憶部５１と、車椅子本体
１の現在位置を検出する位置検出部６と、移動目的位置
を人力するための入力部２と、前記建物内の間取り情報
及び車椅子本体１の基本的な動作情報から車椅子本体１
の走行経路を算出する算出部５２と、走行中の経路の状
態と障害物の有無を確認する通路確認部４と、車椅子本
体１を走行させるための駆動部１３と、算出された経路
に沿って車椅子本体１を操舵する操舵部３とを備え、走
行中、常に現在位置を確認し、走行経路とのズレを補正
しつつ移動可能としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、住宅等建物内で
の車椅子による移動をより容易に行うことを可能とした
自走式車椅子に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般的な電動車椅子では、使用者及び介
助者が車輪の回転状態を調整したり、ジョイスティック
等を使用して経路を選択したりすることにより移動する
ようになっている。

【０００３】一方で、特開２０００−５６８３２号公報
に示すように、病院等の屋内で複数の自走式車椅子を集
中管理し流通させるシステムが存在する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
電動車椅子での走行は難しい方向転換が必要となる。特
に住宅内では、ギリギリで通行可能な狭い箇所等が存在
するため、使用者に熟練性を必要とし、宅内での安定し
た走行を得られない可能性もある。

【０００５】また、上記公報のシステムは、病院等の広
範囲での屋内を想定しており、一般的な住宅のように狭
い廊下での使用は困難であると共に、障害物等により走
行が困難な場合の対応が不十分である。

【０００６】更に、走行経路のズレに対し対策がなされ
ておらず、障害物や人間との衝突等、走行経路にズレの
生じる可能性の大きい住宅内では問題点が多い。

【０００７】そこで、本発明の目的は、上記の問題点を
解消し、車椅子使用者及び介護等を行う周辺者が快適に
生活することができ、住宅等建物内で使用可能な自走式
車椅子を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に記載された発明では、建物内の間取り情
報と車椅子本体の基本的な動作情報とを保有する記憶部
と、車椅子本体の現在位置を検出する位置検出部と、移
動目的位置を人力するための入力部と、前記建物内の間
取り情報及び車椅子本体の基本的な動作情報から車椅子
本体の走行経路を算出する算出部と、走行中の経路の状
態と障害物の有無を確認する通路確認部と、車椅子本体
を走行させるための駆動部と、算出された経路に沿って
車椅子本体を操舵する操舵部とを備え、走行中、現在位
置を確認し、走行経路とのズレを補正しつつ移動可能に
構成したことを特徴としている。

【０００９】請求項１にかかる発明では、建物内の間取
り情報から移動経路を算出し、算出された移動経路に沿
って移動することにより、指定された移動目的位置に自
動的に移動する機能を有する自走式車椅子を実現し得る
ようにする。

【００１０】先ず、車椅子本体は駆動部を有する。駆動
部は車椅子本体を使用者の力に因らず移動させるための
手段であり、移動方向等を決定する等の操舵が必要とな
る。そのため、走行輪を操舵するための操舵部を有す
る。操舵部は、指定された走行経路に沿って車椅子本体
が移動するよう、走行輪の調整を行う。

【００１１】しかし、自動走行以外に、使用者が自ら、
もしくは使用者以外の介助者等が操作する場合もあるこ
とから、ジョイスティック等の制御・操作手段を備える
必要性が有る。また、走行中も方向の変更や移動速度の
調整を可能とするため、併せて安全対策のために緊急ブ
レーキを設置する。緊急ブレーキは、搭乗者の使用可能
位置に置くことはもとより、介護者等の搭乗者以外でも
使用可能な位置に設置する。

【００１２】住宅等建物内の移動経路は記憶部からの情
報を基に算出部により決定する。

【００１３】記憶部は、使用対象となる住宅等建物内の
部屋や廊下の間取り、廊下の幅、部屋や開口部のサイズ
や形状の他に、障害物と成り得る設備の形状や間取り情
報を有する。また、対象となる車椅子本体の直進・回転
・曲がり等の基本的な動作時の基本経路及びその際に必
要となるスペース情報を保有する。

【００１４】算出部は、間取り情報から現在位置と移動
目的位置を確認し、移動経路候補を抽出する。更に、抽
出された移動経路候補に従い、車椅子本体の基本経路を
マッチングし必要スペースの確認し、必要スペースが確
保されない箇所のある経路は候補から除外し、残った経
路を移動経路とする。スペース確認時に複数の経路が残
った場合には、開口部の無いもの・移動スペースに余裕
の有るもの・移動経路の短いもの等の条件を設定し、１
つに決定する。選択の際の条件は、個人的要素を多く含
むことから、条件を使用者により選択・設定可能とする
方法も考えられる。この時、移動経路候補を使用者に明
示し、その中から選択して貰う方法もある。この際、選
択された移動経路候補の特徴を蓄積し、使用者の選択パ
ターンを認識し、候補表示時にその基準から表示順位を
決定することにより、使用者はよりスムーズな経路決定
が行えるようになる。更に、一度使用した若しくは選択
された移動経路を記憶部に記憶し、これらの経路を基に
算出部が経路を算出することも考えられる。この場合に
も、建物内の配置状態が過去にその経路を使用した場合
と異なっていないかを確認することを含め、不具合箇所
の抽出を行うことは必要となる。

【００１５】移動経路候補が無い場合には、算出部は、
廊下等の移動経路以外の部屋等を通過しての経路を検討
する。部屋を通過することにより移動目的位置へ到達可
能な経路が算出できた場合には、使用者にその旨を表示
し、部屋の通過を許可するか確認が必要な場合も有る。
また、予め通過可能な部屋を間取り情報中に示してお
き、状況に応じて対応する方法も考えられる。部屋の通
過を考慮した場合でも、移動可能経路が算出されなかっ
た場合には、その旨を使用者に表示し、必要に応じて問
題箇所の明示を行う。実際に車椅子本体が移動を行う経
路は、車椅子本体の基本経路を基に算出されたものとな
る。

【００１６】使用方法としては、使用者は先ず、移動目
的位置を入力部より入力する。

【００１７】その時、算出部に送られる出発位置は車椅
子本体の現在位置となる。そのため、車椅子本体は現在
位置を検出する位置検出部を有する。位置検出部は、信
号を発信する信号部と信号情報から発信位置を測定する
測定部とから成る。対象となる車椅子本体には、信号部
もしくは測定部を設置することとなる。

【００１８】入力には、記憶部の有する間取り情報を出
力部に表示し、表示された間取り中から選択する方法
と、「リビング」や「寝室」等の具体的な移動箇所の名
称から選択する方法とが考えられる。また、入力部に音
声認識機能を持たせることにより使用者が言葉で選択す
ることも可能となる。更に詳細な位置指定や、通常使用
する位置の記憶方法として、間取り情報中に具体的な位
置をマーキングする方法がある。マーキングは出力部に
表示された間取り図から指定する方法と、位置測定部を
利用する方法が考えられる。位置測定部を利用する場合
には、予め所定の位置に車椅子本体を移動し、現在位置
を間取り情報中にマーキングする様な方法となる。

【００１９】検出された現在位置と入力された移動目的
位置から、算出部により算出された移動経路に従い、上
記操舵部と駆動部とを使用して車椅子本体の移動が開始
される。住宅内では間取り情報に記憶された以外にも荷
物や他の人間等、障害物と成りうるものが有る可能性が
大きい。そのため、走行中の経路状態を確認するための
通路確認部を設ける。通路確認部は、前述した障害物の
検知と共に、開口部の開閉状態等の通路そのものの異常
も併せて確認する機能を設けてもよい。

【００２０】通路確認部が障害物等により走行中の経路
を通行不可能と判断した場合、算出部に新たな経路の算
出を要求する。算出部は、走行中の通路のサイズ等を建
物内の間取り情報から抽出、障害物のサイズに因っては
通行可能な場合には対象障害物の大きさ等の状態を確認
しつつ通過する経路を選択する。そして、障害物が大き
いと判断した場合等、走行中の経路ではこれ以上前進不
可能と判断した場合には、現在位置を出発点として新た
な経路を算出する。新たな経路が見つからない場合には
使用者にその旨を明示し、移動目的位置の変更もしくは
当初の出発点へ戻る等の選択を求める。しかし、使用者
が選択不可能な状態にあることも想定できることから、
一定時間内に何らかのリアクションが無い場合には、予
め設定された対応を行うようにしておくことが必要であ
る。

【００２１】ドア等の開口部の開閉に付いては、使用者
もしくは介助者等による開閉が考えられる。その場合、
通路確認部が開口部が閉まっている状態を検知し開閉位
置に車椅子本体が停止後、開口部を開けた後に通過とな
る。また、使用者等に因る開閉を必要としないために各
開口部に自動開閉装置を設け、通路確認部が開口部の閉
じた状態を検知した場合には、その開口部に対し開口す
るよう信号を送り対応する方法も有る。また、移動に関
しては、少しの移動に対応するために、「△△ｃｍ前
方」や「反転」等の具体的な動きを可能としてもよい。
更に、操作を簡易化するために、未使用時の設置個所へ
の移動等も機能として設けると好ましい。設置個所に関
しては、前述したマーキング機能により位置を指定しリ
ビングや寝室と言った具体的な名称と同様に「設置場
所」と言う名称の情報を付加することにより対応が可能
としてもよい。

【００２２】通路確認部を置くことにより障害物への接
触は避けられるようになるが、人間等の移動物に対して
は通路確認部の範囲外の箇所から接触する可能性があ
る。また、経路走行中に使用者が自ら操作を行うことも
考えられる。これにより、走行中の経路を見失う場合
や、経路にズレが生じる危険性が有る。これらに対応す
るために、走行中の車椅子本体に対し、順次現在位置の
確認を行い経路との関係を確認し、必要に応じて経路の
変更や操舵部に対して指定経路に戻るよう補正を行う。

【００２３】請求項２に記載された発明では、信号を発
信可能な使用者端末を備え、使用者端末の現在位置を移
動目的位置として走行可能に構成したことを特徴として
いる。

【００２４】請求項２にかかる発明では、自走する車椅
子本体の利用方法として、必要な時に別の処に有る車椅
子本体を使用者の現在位置等の指定箇所に呼び出すこと
が考えられる。その対応として使用者端末を使用する。
使用者端末は、上記位置検出装置と同様に信号を発し、
位置を検出する。情報を受けた算出部は、端末位置を目
標位置、車椅子本体の位置を現在位置として、経路を算
出し、車椅子本体を使用者の元に移動させる。

【００２５】この際、別の使用者が車椅子本体を使用中
である場合等も考えられることから、車椅子本体が移動
中等はこの命令を受けないこととする等の対応が必要と
なる。

【００２６】また、指定された使用者端末の位置を常に
確認した状態で走行を行うことにより、車椅子本体が端
末を追従する形での移動が可能となる。また、単に追従
するのではなく、通常の移動と同様に経路情報を検討し
ながら移動することにより、車椅子本体が通過不可能な
経路を、端末を有する使用者が通過した場合には、別の
経路を算出し、そちらを移動して`使用者に追従するこ
とが可能となる。

【００２７】更に、車椅子本体が端末を持つ使用者に近
づいた状態でも、使用者の移動が確認された場合には、
位置の変化状態から使用者の移動スピードを算出し、同
様の移動スピードでの追従とすることにより、より安全
な追従動作となる。

【００２８】また、障害物等の問題により、指定箇所へ
の到着及び使用者の追従ができない場合、警告音を出す
機能を使用者端末に付加することにより、障害状態を使
用者に伝えると共に、対応を促すものとする。

【００２９】請求項３に記載された発明では、手動操作
によって移動した経路を自動認識し、記憶部が保有する
車椅子本体の基本的な動作情報により補正した後、経路
データとして記憶部に記憶し、使用者からの要求に従い
経路上を自動走行可能としたことを特徴としている。

【００３０】請求項３にかかる発明では、使用者の１日
の生活リズムから、毎日決まった経路を移動することが
ある。その際の経路として、算出部が算出した移動経路
を使用する方法の他に、使用者が自ら経路を設定し使用
する方法もある。

【００３１】設定方法としては、記憶部の有する間取り
情報上に経路を示す方法や、実際に車椅子本体を使用者
が操縦し移動経路を示す方法、先に記した車椅子本体の
追従機能を利用する方法等が考えられる。

【００３２】入力された経路に関しては、名称を情報と
して付加する等の手法により、使用時に読み出し可能と
する。

【００３３】更に、人間の手で教示された経路は、教示
時のプレ情報等により安定したものとなっていない場合
が考えられる。そのため、それらの経路に対して、記憶
部の有する車椅子本体の基本経路をマッチングし補正を
行い、安定した経路とする。また、間取り情報上で入力
を行った場合には、経路上の問題箇所の抽出も必要と考
えられる。

【００３４】

【発明の実施の形態１】以下、本発明の具体的な実施の
形態１について、図示例と共に説明する。

【００３５】図１は、この発明の実施の形態１を示すも
のである。

【００３６】この実施の形態１のものでは、車椅子本体
１は、椅子部１１、駆動輪１２、駆動部１３、走行輪１
４を備えている。また、自動走行を行うために表示・入
力部２、操舵部３、通路確認部４、管理部５、位置検出
部６を有している。更に、通常の使用や安全装置の１つ
として、操舵のためのジョイスティック７とブレーキ８
とを備えている。

【００３７】上記椅子部１１は搭乗者が座す箇所であ
る。駆動輪１２は駆動部１３から伝わる動力により回転
し車椅子本体１を移動するようになっている。また、走
行輪１４を操舵することにより経路を変更することがで
きるようになっている。通常の使用時には、ジョイステ
ィック７で走行輪１４を操舵し、ブレーキ８により停止
し、これらを使用して移動を行うようになっている。

【００３８】管理部５は、記憶部５１と算出部５２とを
備えている。また、位置検出部６は信号部６１と測定部
６２とを備えている。測定部６２は車椅子本体１に搭載
され、測定部６２は使用対象となる建物内の数ケ所に設
置される。

【００３９】更に、必要時に使用者が車椅子本体１を手
元に呼び出す手段として、使用者端末装置９を有してい
る。使用者端末装置９には、通信部９１が備えられてい
る。

【００４０】次に、この実施の形態１の作用について説
明する。

【００４１】使用者が搭乗する場合、先ず使用者は椅子
部１１に座し、表示・入力部２上に表示されている建物
内の配置図（間取り情報など）から移動目的位置を指定
する。建物内の間取り情報は、記憶部５１に記憶されて
いる。

【００４２】入力された移動目的位置に対して、管理部
５は、再度、表示・入力部２上に確認表示を行い、使用
者に対して入力情報の確認を行う。使用者は確認及び修
正を行う。移動目的位置が確定した時点で、管理部５
は、位置検出部６の情報から現在位置を取得し、取得さ
れた現在位置と移動目的位置を算出部５２に送る。

【００４３】すると、算出部５２は、記憶部５１が有す
る建物内の間取り情報から、現在位置と移動目的位置と
を確認し、車椅子本体１での移動経路を算出する。算出
方法としては、先ず記憶部５１中に、過去の同様の経路
データ、若しくは、使用著により入力された経路データ
が記憶されていないかを確認する。経路データが存在し
た場合には、移動経路候補として通過可能状態を確認す
る。

【００４４】通過可能状態の確認は、移動経路候補の経
路の各部に対し、記憶部５１が有する車椅子本体１の基
本軌道をマッチングし、同じく記憶部５１が有する車椅
子本体１の基本軌道時の必要スペースと周辺状態とを比
較して行う。移動経路候補が必要スペースを確保可能な
場合、算出部５２は、表示・入力部２に表示し、使用者
に確認を行う。

【００４５】表示した経路を使用者が不満とした場合、
若しくは、移動経路候補に必要スペースが確保できない
場合に、算出部５２は、新たな移動経路候補を算出す
る。新たな移動経路候補は、建物内の間取り情報に基づ
き、現在位置から移動目的位置までの全経路を抽出して
候補とし、通過可能状態を確認する。通過可能状態が確
認できた移動経路候補が複数存在する場合には、移動経
路候補に順位を付け、表示・入力部２から使用者に明示
し、選択を行わせる。

【００４６】順位付けのパラメータとして、「移動距
離」、「経路中の開口部の有無」、「経路幅」、「曲が
り角の数」等から算出する。ここで、パラメータの順位
を、「開口部の有無」・「通路幅」・「曲がり角の数」
・「移動距離」としたが、使用者による変更が可能であ
る。

【００４７】また、設定により、経路データが記憶部５
１に有る場合にも、他の移動経路候補を算出し、全てを
候補として表示し、選択することを可能とする。その場
合、順位付けのパラメータとして「過去の移動実績」が
追加され、順位としては一番に置かれる。

【００４８】移動経路候補の中から選択された候補を、
算出部５２は、移動経路として決定し、記憶部５１に他
の付加情報と共に記憶し、管理部５に送る。

【００４９】すると、管理部５は、駆動部１３及び駆動
輪１２による移動スピードと、操舵部３を通し走行輪１
４による移動方向の調整とを行いつつ、移動経路に沿っ
た移動を行う。移動中は、位置検出部６により常に現在
位置を確認し、経路にズレが生じた場合には、元の経路
に戻るように制御する。

【００５０】また、通路確認部４により、前方及び側面
方向の障害物を確認し、経路上に障害物が有る場合に
は、障害物の大きさを確認し、通過可能な場合には回避
経路を取りつつ通過し、通過した時点で元の経路に戻る
よう移動する。通過不可能と判断した場合には、停止
し、算出部５２により、現在の位置から当初の移動目的
位置までの別の移動経路の有無を確認する。移動経路候
補が有った場合には、使用者に明示し、経路変更の確認
を行う。移動経路候補が複数有った場合にも、使用者に
明示し、経路の変更の確認と共に、経路の選択を行う。
移動経路候補が存在しない場合には、使用者に経路が無
い旨を明示し、移動目的位置の変更若しくは、移動開始
位置への移動等の対応方法を示し、選択された箇所への
移動を行う。

【００５１】更に、走行中に使用者が、ジョイスティッ
ク７やブレーキ８を使用した場合には、それらによる操
作を優先させる。また、それらにより、移動経路との間
にズレが生じた場合には、使用者に移動目的位置への移
動の継続を確認する。

【００５２】使用者が新たな移動目的位置への移動を示
した場合、改めて経路の算出を行い移動する。

【００５３】移動の継続を示した場合には、位置検出部
６によりズレ状態を確認する。ズレ量により、当初の経
路へ戻る方法と、同一移動目的位置に対して新たな経路
を算出し移動する方法とに、対応は分けられる。

【００５４】使用者が搭乗者以外の場合も、使用者は搭
乗者を椅子部１１に座らせた後は、前述の使用者が搭乗
する場合と同様の処理で、経路を確定し、移動する。

【００５５】但し、設定により、ジョイスティック７に
よる操舵は、通常の場合、走行中には使用できないよう
にしておき、必要時に設定を解除するものとする。ま
た、表示・入力部２の位置を変更可能とし、使用者が搭
乗する場合には車椅子前部、搭乗しない場合には後部
等、使用者が使い易い位置に設置できるようにする。

【００５６】使用者が簡易な移動を可能とするために、
上記、経路に沿った移動以外に、回転・前後への移動・
指定箇所への退避等を設定、表示・入力部２による入力
による使用を可能とする。

【００５７】必要時に使用者が車椅子本体１を手元に呼
び出す場合、使用者は、使用者端末９を使用する。使用
者端末９からの信号を受けた管理部５は、位置検出部６
により、使用者端末９の位置を確認、確認位置を目標位
置として他の場合と同様に、経路を算出、移動する。使
用者による経路決定が困難なことから、経路は候補順位
１位のものとなる。

【００５８】使用者端末９の呼び出しにより移動を行っ
ている場合には、管理部５は、車椅子本体１の経路に対
するズレ状態と共に、使用者端末９の位置を常に確認
し、経路算出時と比較して使用者端末９の位置に変化が
見られた場合には、新たな経路を算出し、再度移動を行
う。

【００５９】記憶部５１中の経路データは、上記の通
り、実際に使用された経路情報と、使用者によりデータ
入力され記憶されたものとの２種類が有る。また、実際
に使用された経路に関しても、算出部５２により算出さ
れたものと、使用者等が操作し走行した経路の２種類が
存在する。

【００６０】使用者が操作し走行する場合、記憶部５１
は走行中の全経路を自動認識により記憶する。走行後、
出発点と到着点の位置を確認し、各々、現在位置と目標
位置のデータとする。更に、走行した経路を、算出部５
２に送り、操作による軌道のブレ等を修正し、安定した
経路とした上でデータとして記憶する。

【００６１】修正の方法は、算出部５２が通常の経路を
算出する場合と同様に、走行経路に車椅子本体１の基本
的な経路情報を重ね合わせて作成する。また、使用者が
自らジョイスティック７等を使用し操舵する一般的な方
法の他に、使用者端末９を利用し、使用者は開始位置を
指定し使用者端末９を持ったまま移動、目標位置で到着
を指定し、経路を入力する方法がある。更にこの場合、
使用者端末９のみを持って移動する方法と、実際に車椅
子本体１を追従させて、通行可能状態を確認しつつ移動
する方法とがあり、使用者によって選択可能とする。

【００６２】また、記憶部５１に記憶される建物内の配
置図を表示・入力部２に表示、使用者が直接配置図上に
経路を書き込み入力する方法が有る。

【００６３】何れの方法も、算出部５２による経路確認
を行い、指定経路が通行不可能な条件である場合には、
使用者に修正を促す。

【００６４】

【発明の効果】以上説明してきたように、この発明によ
れば、建物内を自動走行する車椅子本体を実現すること
ができる。使用者は建物内を楽に移動可能となる。通常
の電動車椅子の様な操舵操作が不要なことから、車椅子
本体に慣れていない人でも安定した経路を走行すること
が可能となる。これは、搭乗者のみならず、介助者の場
合も同様である。

【００６５】また、経路に対する走行状態を常に監視
し、ズレが生じた場合にも補正動作を行うことにより、
自動走行としての安定性が増す。

【００６６】更に、所定の場所に自動的に移動可能で、
また必要な際には指定箇所に移動させることが可能なた
め、狭い住宅内での不要時の対応や、介護中でスペース
確保が必要となる場合に有効である。また、介護という
観点では、介護中に急に必要になったが要介助者の側を
離れられないような状態で、呼び出して使用可能とな
る。

【００６７】手動操作により移動した経路を自動認識す
ることにより、経路の入力を容易に行うことができ、使
い勝手を向上することができる、という実用上有益な効
果を発揮し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１のシステム系統図であ
る。

【符号の説明】

１ 車椅子本体 １１ 椅子部 １２ 駆動輪 １３ 駆動部 １４ 走行輪 ２ 表示・入力部 ３ 操舵部 ４ 通路確認部 ５ 管理部 ５１ 記憶部 ５２ 算出部 ６ 位置検出部 ６１ 信号部 ６２ 測定部 ７ ジョイスティック ８ ブレーキ ９ 使用者端末装置 ９１ 通信部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】建物内の間取り情報と車椅子本体の基本的
   な動作情報とを保有する記憶部と、車椅子本体の現在位
   置を検出する位置検出部と、移動目的位置を人力するた
   めの入力部と、前記建物内の間取り情報及び車椅子本体
   の基本的な動作情報から車椅子本体の走行経路を算出す
   る算出部と、走行中の経路の状態と障害物の有無を確認
   する通路確認部と、車椅子本体を走行させるための駆動
   部と、算出された経路に沿って車椅子本体を操舵する操
   舵部とを備え、走行中、現在位置を確認し、走行経路と
   のズレを補正しつつ移動可能に構成したことを特徴とす
   る自走式車椅子。
2. 【請求項２】信号を発信可能な使用者端末を備え、使用
   者端末の現在位置を移動目的位置として走行可能に構成
   したことを特徴とする請求項１記載の自走式車椅子。
3. 【請求項３】手動操作によって移動した経路を自動認識
   し、記憶部が保有する車椅子本体の基本的な動作情報に
   より補正した後、経路データとして記憶部に記憶し、使
   用者からの要求に従い経路上を自動走行可能としたこと
   を特徴とする請求項１または２記載の自走式車椅子。