JP2004121569A

JP2004121569A - 歩行支援装置

Info

Publication number: JP2004121569A
Application number: JP2002290577A
Authority: JP
Inventors: Ikuo Takeuchi; 竹内　郁雄; Saku Egawa; 柄川　索; Atsushi Koseki; 小関　篤志
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2002-10-03
Filing date: 2002-10-03
Publication date: 2004-04-22
Anticipated expiration: 2022-10-03
Also published as: JP4115798B2

Abstract

【課題】歩行支援装置において、使用者の立上がり動作を補助して歩行を支援する。
【解決手段】歩行支援装置１は、台板１６と、力センサを内蔵した略コの字形のサポータ３と、このサポータの上下位置を変更可能な昇降手段４と、駆動モータ７ａ、７ｂの動力が伝動ベルト６ａ、６ｂを介して伝達される駆動車輪５ａ、５ｂと、従動車輪８ａ、８ｂとを有する。使用者２は、サポータの内側でサポータに掴まって歩行するときに、サポータの高さを昇降手段で調整する。台板に取付けた伸縮手段１１にアーム１０が、アームの先端に力センサを内蔵する膝当て９がそれぞれ取り付けられている。使用者は立上がるときに、両膝を膝当てに当てる。膝当てに使用者の膝が当るよう伸縮手段を用いてアーム長を変える。歩行時にアームが歩行を妨げないよう、アームを進行方向に旋回させる。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、使用者の歩行を支援する歩行支援装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
筋力等の身体機能が低下した高齢者や障害者の身体活動を支援する装置の例が、特許文献１に記載されている。この公報に記載の姿勢変換装置は、自力で立上がることが困難な患者の立上がりを補助するために、膝パッドで患者の膝を支えるとともに胸パッドで患者の胸を支えている。これにより、患者を前傾姿勢にして立上がらせている。その際、上半身と臀部を支持するサポート部材やベルト付きの脇パッドを用いて、患者の胸を胸パッドに押し当てている。
【特許文献１】
特開平９−５７０号公報（第４〜１１頁、第１図）
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
自分で立位姿勢を保持できる程度の筋力を有する患者でも、椅子などに座った状態から立上がるときには、足に加わる負担が大きい。そこで、他人等が患者の膝を支持して、立ち上がりを容易にすることが上記特許文献１等で提案されている。しかしながらこの特許文献１では、患者の身体をサポート部材やベルト付きの脇パッドを用いて支持しているので、患者は身体を自由に動かせないという不具合がある。また、膝パッドが常に患者の足の前に位置するので、歩行するのに膝パッドが妨げとなり、立上がった患者がすぐに歩行することが困難であった。
【０００４】
本発明の目的は、筋力等の身体機能が低下した高齢者や障害者の負担を軽減して座った状態からの立上がりと立上がった後の歩行を歩行支援装置が支援できるようにするこにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の特徴は、使用者の身体を支える支持手段と、使用者の歩行を補助する移動手段とを有する歩行支援装置において、移動手段を制動する制動装置と、膝当てを有するアームと、このアームの長さを可変する伸縮手段と、アームを旋回させる旋回手段と、伸縮手段と旋回手段を制御する制御手段とを設けたものである。
【０００６】
そしてこの特徴において、アームは使用者の膝から膝当てに作用する力を検出する力検出手段を有し、制御手段はこの力検出手段が検出した力の大きさに応じてアームの位置を制御するのが望ましく、アームの長さと旋回角度を変更させる操作手段を有するこようにしてもよい。また、制御装置は操作手段からの指令に基いて、使用者が歩行中はアームを退避位置に位置付け、使用者が起立するときは膝当てを使用者の座る位置に移動させることが望ましい。そして、記膝当てが円筒状であるのがよい。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る歩行支援装置の一実施例を、図面を用いて説明する。図１は、歩行支援装置の側面図であり、図２はその上面図である。歩行支援装置１は筋力等の身体機能が低下した使用者２の歩行を支援する装置である。台板１６の上面には、詳細を後述するステー４ａが、昇降手段４を介して取付けられている。台板１６の下面には、一対の駆動車輪５ａ，５ｂが使用者２側に、一対の従動車輪８ａ，８ｂが反使用者２側にそれぞれ取付けられている。ステー４ａの上端部近傍には、力センサを内蔵するサポータ３が取付けられている。
【０００８】
図２に示すように、サポータ３は略コの字形をしている。使用者２はコの字の内側に居てサポータ３に掴まって歩行する。使用者２の歩行姿勢に合わせて、サポータ３の高さを変更する。高さの変更には、昇降手段４を用いる。左右の駆動車輪５ａ、５ｂは、それぞれ伝動ベルト６ａ、６ｂを介して駆動モータ７ａ、７ｂに接続されている。従動車輪８ａ、８ｂは、進行方向が回転自在に台板１６に取り付けられている。
【０００９】
昇降手段４には、ボールスクリューを用いた直動アクチュエータを用いている。ボールスクリューのボールねじの回転を制御して、直動アクチュエータに接続したサポータ３の高さを変更する。ボールねじの回転を停止して、サポータ３の高さを固定する。
【００１０】
力センサを内蔵した円筒状の膝当て９が、アーム１０に取り付けられている。使用者２は、立上がるときに両膝を膝当て９に当てる。膝当て９は、柔軟性のある素材のものが望ましい。膝当て９が使用者２の膝に当るように、伸縮手段１１を用いてアーム１０の長さを変更する。また、旋回手段１２を用いてアーム１０を旋回させ、使用者２の膝に膝当て９を位置させる。伸縮手段１１には、ボールスクリューを有する直動アクチュエータを用いている。ボールスクリューのボールねじの回転を制御して直動アクチュエータに接続したアーム１０の長さを変更する。ボールねじの回転を停止させればアーム１０の長さを固定できる。
【００１１】
旋回手段１２には、ブレーキ付きの回転モータを用いている。モータの回転を制御してアーム１０の旋回方向位置を変更する。モータを回転させる時にはブレーキを解除する。モータを停止させる時にはブレーキを作動させてアーム１０の旋回方向位置を固定する。このように、伸縮手段１１と旋回手段１２とを用いることにより、アーム１０を設定した位置で、使用者２から膝当て９に加わる力を確実に支えることができる。
【００１２】
図１に示した実施例の歩行支援装置の上面図を、図２に示す。駆動車輪５ａ、５ｂを制動するブレーキ１３ａ、１３ｂが、駆動モータ７ａ、７ｂに取付けられている。駆動モータ７ａ、７ｂには、この駆動モータ７ａ、７ｂの回転を検出する回転センサ１４ａ、１４ｂが軸端部に取付けられている。コントローラ１５は、各力センサを用いて計測するとともに、昇降手段４や駆動モータ７ａ、ｂを制御する。また、伸縮手段１１と旋回手段１２を用いてアーム１０を制御する。
【００１３】
図２に示した歩行支援装置が有する操作手段２０の詳細を、図３に示す。操作手段２０は、歩行支援装置本体のコントローラ１５に有線または無線で接続されている。使用者２は、動作ボタン２１を用いて動作を選択する。操作手段２０には、サポータ３の位置を操作するためのサポータ操作ボタン２２と、アーム１０の位置を操作するためのアーム操作ボタン２３とを備えている。使用者２が操作手段の各ボタンを操作すると、コントローラ１５が歩行支援装置１とサポータ３とアーム１０を制御する。
【００１４】
このように構成した歩行支援装置の動作を、図４の処理フローを用いて説明する。使用者２が、動作ボタン２１中の起立ボタンを選択すると、コントローラ１５はブレーキ１３ａ、１３ｂを制御して駆動車輪５ａ、５ｂを制動する。そして、膝当て９が使用者２の膝に当るようにアーム１０を所定の位置に移動させ、その位置で位置固定する（ステップ１００）。
【００１５】
膝当て９が使用者２の膝に当ると、使用者２はサポータ３を掴んで立上がる（ステップ１０１）。このとき、コントローラ１５は、膝当て９に内蔵した力センサで使用者２の膝が膝当て９を押す力を計測する。使用者２が立上がってしまえば、使用者２の膝を膝当て９で支持する必要がなくなる。使用者２が立ち上がった状態では膝当て９に作用する力が小さくなる。そこで、膝当てに作用する力が所定の値以下になったら使用者２が立上がったものと判断し、アーム１０位置の固定を解除しアーム１０を昇降手段４側の所定の位置に移動させる。所定位置に到達したら、アーム１０の位置を固定する（ステップ１０２）。
【００１６】
アーム１０が昇降手段４側に移動した状態を、図５に示す。アーム１０を昇降手段４側に旋回させたので、アーム１０が使用者２の歩行を妨げるのを回避できる。このため、使用者２は立上がったらすぐにサポータ３の内側に入り、サポータ３に掴まって歩行することができる。
【００１７】
使用者２は、立上がって操作手段２０の動作ボタン２１から歩行を選択する。そして、サポータ３に掴まって歩行を開始する（ステップ１０３）。このとき、コントローラ１５は、ブレーキ１３ａ、１３ｂを制御して駆動車輪５ａ、５ｂの制動を解除する。それとともに、サポータ３に内蔵した力センサに使用者２から加わる力を計測する。そして、力が作用する方向に歩行支援装置１を移動させるために、駆動車輪５ａ、５ｂを駆動する駆動モータ７ａ、７ｂを制御する。
【００１８】
歩行中に使用者２がその場に静止する場合は、操作手段２０中の動作ボタン２１から停止ボタンを選択する。停止ボタンが押されると、コントローラ１５はブレーキ１３ａ、１３ｂを制御して駆動車輪５ａ、５ｂを制動する。使用者２がその場で少し休憩する場合は、動作ボタン２１中の休憩ボタンを選択する（ステップ１０４）。休憩ボタンが押されると、コントローラ１５はブレーキ１３ａ、１３ｂを制御して駆動車輪５ａ、５ｂを制動する。そして、膝当て９に使用者２が座られるようにアーム１０を所定の位置に移動させる。そしてその所定位置で、アーム１０の位置を固定する（ステップ１０５）。使用者２が座られる位置に膝当て９が移動したら、使用者２は膝当て９に座って休憩できる（ステップ１０６）。
【００１９】
使用者２が膝当て９に着座した状態を、図６に示す。使用者２が歩行中に疲れて歩行支援装置１に着座するときは、歩行支援装置１に後ろ向きに着座する。これにより、足を自由に伸ばすことができる。また、その場での立ち仕事、例えば洗面なども行える。着座後に歩行するときは、立上がった後に進行方向に向きを変える。休憩後に使用者２が起立し（ステップ１０７）、さらに歩行する場合は動作ボタン２１中の歩行ボタンを選択する（ステップ１０８）。ステップ１０４で休憩を選択しない場合も、ステップ１０８に移行する。歩行ボタンが選択されると、ステップ１０２に移行する。
【００２０】
ステップ１０８で歩行ボタンが選択される間は上記を繰り返す。ステップ１０８で歩行ボタンが選択されないときは、コントローラ１５がブレーキ１３ａ、１３ｂを駆動して駆動車輪５ａ、５ｂを制動する。これにより、処理は終了される。上記動作においては、アーム１０が移動する位置を、予め使用者２に合わせて設定している。しかし、操作手段２０中のアーム操作ボタン２３を用いて、使用者の膝の位置に膝当て９の位置を調整してもよい。
【００２１】
本実施例によれば、膝当てを用いて歩行者が立上がるのを補助するとともに、立上がった後に膝当てを歩行の妨げにならない位置に移動させている。したがって、使用者が自分の意志で起立と歩行を行える。また、使用者が歩行している途中で膝当てに座ることができるので使用者の移動可能空間距離が増し、より広い生活空間が得られる。
【００２２】
本実施例では、膝当てを円筒状にしたが、膝当ての形状はこれに限るものではなく、角柱状でも良い。その場合、角柱の面位置を制御すれば膝当てと着座の双方に対応できる。また、使用者の両膝を１本の膝当てで支持したが、左右の膝をそれぞれ別個に支持しても良い。また、本実施例では膝当てに着座しているが、着座には限らず休憩できる状態であればよい。例えば、腰を膝当てに預けるようにしてもよい。
【００２３】
なお、上記実施例は例示的なものであり、限定的なものではない。本発明の真の精神及び範囲内に存在する変形例は、すべて特許請求の範囲に含まれる。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば、立上がりから歩行への動作に応じてアーム位置を変更するようにしたので、身体機能が低下した高齢者や障害者の負担を軽減して座った状態からの立上がりと立上がった後の歩行の動作を歩行支援装置が支援できる。これにより、使用者が生活空間内で自分の身体能力に応じて自立して移動することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る歩行支援装置の一実施例の歩行支援装置の側面図。
【図２】図１に示した歩行支援装置の上面図。
【図３】図１に示した歩行支援装置に用いられる操作手段の正面図。
【図４】図１に示した歩行支援装置における処理フローを示す図。
【図５】図１に示した歩行支援装置の歩行時の状態を説明する側面図。
【図６】図５に示した歩行支援装置の着座時の状態を説明する側面図。
【符号の説明】
１…歩行支援装置、２…使用者、３…サポータ、４…昇降手段、５ａ、５ｂ…駆動車輪、６ａ、６ｂ…伝動ベルト、７ａ、７ｂ…駆動モータ、８ａ、８ｂ…従動車輪、９…膝当て、１０…アーム、１１…伸縮手段、１２…旋回手段、１３ａ、１３ｂ…ブレーキ、１４ａ、１４ｂ…回転センサ、１５…コントローラ、１６…台板、２０…操作手段、２１…動作ボタン、２２…サポータ操作ボタン、２３…アーム操作ボタン。

Claims

使用者の身体を支える支持手段と、使用者の歩行を補助する移動手段とを有する歩行支援装置において、前記移動手段を制動する制動装置と、膝当てを有するアームと、このアームの長さを可変する伸縮手段と、前記アームを旋回させる旋回手段と、前記伸縮手段と旋回手段を制御する制御手段とを設けたことを特徴とする歩行支援装置。
前記アームは使用者の膝から膝当てに作用する力を検出する力検出手段を有し、前記制御手段はこの力検出手段が検出した力の大きさに応じて前記アームの位置を制御することを特徴とする請求項１に記載の歩行支援装置。
前記アームの長さと旋回角度を変更させる操作手段を有することを特徴とする請求項１に記載の歩行支援装置。
前記制御装置は前記操作手段からの指令に基いて、使用者が歩行中は前記アームを退避位置に位置付けることを特徴とする請求項３に記載の歩行支援装置。
前記制御装置は前記操作手段からの指令に基いて、使用者の起立時に前記膝当てを使用者の座る位置に移動させることを特徴とする請求項３に記載の歩行支援装置。
前記膝当てを円筒状としたことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に項記載の歩行支援装置。