JP2008183203A - 移乗等補助装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成で、被介護者が無理なく起立することができると共に自力起立を反復学習することが可能な移乗等補助装置を提供する。
【解決手段】立位台１と、車輪２と、取手３と、被介護者１００を起立させるリンクアーム４と、蓄電池５と、操作パネル６１、図示しない制御部等を有する装置筐体６と、被介護者１００の腰部付近をリンクアーム４に吊り下げて支持させる腰部保持部材７とを備え、リンクアーム４が、傾倒動作する第１のアーム４_１と、第１のアーム４_１に回動可能に接続される第２のアーム４_２と、先端が二股に分かれて開閉動作する一対の第３のアーム４_３と、第１のアーム４_１の起立角度を変化させる第１のシリンダ４_４と、第２のアーム４_２の第１のアーム４_１に対する相対的な角度を変化させる第２のシリンダ４_５とを有し、第３のアーム４_３が人体に対し快適な角度を維持し、高齢者等の通常の起立動作の動線を実現できる、構成を有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、下肢の弱い又は利かない高齢者等の自力歩行、立ち上がり、起立、移動等を補助する移乗等補助装置に関する。

下肢の弱い又は利かない高齢者等には、起立及び着座の補助、忘れかけている起立及び着座のための動作等を機器を介して思い起こさせるようにする補助、筋肉を維持又は向上させるための補助等が、しばしば必要になる。また、食事、入浴、排泄等のために移動が必要とされ、これらの補助はしばしば車椅子への移乗のため等に必要とされる。

従来、起立を補助する装置として、椅子の座面が上昇しつつ前方へ傾斜するもの、機械的に引き起こす方式のもの、袋状のシートに人体を包み吊上げて立ち上がらせるもの等が知られている。しかし、これらの装置は、何の為に立たなければならないのかという最終目的を考慮していなかったり、身体動作との整合性をもっていなかったり、人としての尊厳を確保できなかったり、立った状態での不安定さに起因する危険等を考慮していなかったりするものが多い。

このような欠点を軽減可能なものとして、従来、特許文献１に記載された介助支援装置が知られている。特許文献１に記載された介助支援装置は、胴体を取り囲んで転倒を防止する１対のアームと、臀部を取り囲むようにして下方から持ち上げ立たせる１対のアームとを備え、これらのアームを連動させて体を略垂直に立たせるものである。

ここで、食事、入浴、排泄、ベッドから移動等のための起立の安全及び尊厳を維持し、被介護者が身体及び意識に負担を掛けず無意識に立ち上がる動作を学習でき、目的の場所への移動に携わる介護者の負担も軽減できる装置が望まれている。高齢者においては、自力起立しなくなった時点で、起立に必要な筋肉が衰退しそれによる相乗効果で起立動作を忘れてしまうことがしばしば起こる。また、下肢に障害を持つ人についても同様に自力起立が難しくなった時点から起立動作に必要な筋肉、主に背筋、大腿四頭筋、腹筋、臀部筋等の筋肉の衰退が始まるものである。
特開２００１−１８７０８９号公報

しかしながら、従来の介助支援装置では、１対のアームで胴体を取り囲み転倒を防止し、残りの１対のアームで臀部を持ち上げて垂直に起立させる構成を有するため、構成が複雑であり、無理な姿勢で起立させるために自力起立の反復学習が十分にできないという問題を有していた。平らな床面ばかりを歩行している高齢者には、階段を含む多少の段差でも足が上がらなくなることが、しばしば起こる。

以上の現状に鑑み、本発明の目的は、簡易な構成で、被介護者が無理なく起立することができると共に自力起立を反復学習することが可能な移乗等補助装置を提供する。

上記の課題を解決すべく、本発明は以下の構成を提供する。
請求項１に係る発明は、複数のアームが相互に回動可能に接続され、末端の前記アームが上体を抱える２本の湾曲腕を有するリンクアームを用いて曲線的な動線での起立動作を可能とする、ことを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の移乗等補助装置において、装着される末端の前記アームが身体に対して所定の角度を維持するように前記リンクアームが前記起立動作を行う、ことを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２に記載の移乗等補助装置において、前記末端のアームの身体と接触する部分に圧力を受けて変形する緩衝材を有する、ことを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の移乗等補助装置において、前記末端のアームの、装着したときに圧力を検知可能な領域の所定部分に１つ以上の圧力センサが設けられている、ことを特徴とする。

請求項５に係る発明は、請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の移乗等補助装置において、人体の腰部を前記末端のアームの２本の湾曲腕に吊り下げて支持することを可能にする腰部保持部材を有し、前記リンクアームが３つの前記アームから構成される、ことを特徴とする。

請求項１に係る発明によれば、複数のアームが相互に回動可能に接続され、末端のアームが上体を抱える２本の湾曲腕を有するリンクアームを用いて曲線的な動線での起立動作を可能とするため、脚の弱っている高齢者等にとって自然な起立動作を再現でき、もって、簡易な構成で、被介護者が無理なく起立することができると共に自力起立を反復学習することが可能な移乗等補助装置を実現することができる。

請求項２に係る発明によれば、上記請求項１の効果に加えて、装着される末端のアームが身体に対して所定の角度を維持するようにリンクアームが起立動作を行うため、例えば直角等の人体への負担を軽減可能な角度を維持して起立させることができる。

請求項３に係る発明によれば、上記請求項１又は請求項２の効果に加えて、末端のアームの身体と接触する部分に圧力を受けて変形する緩衝材を有するため、人体への負担をさらに軽減できる。

請求項４に係る発明によれば、上記請求項１乃至請求項３のいずれか一項の効果に加えて、末端のアームの、装着したときに圧力を検知可能な領域の所定部分に１つ以上の圧力センサが設けられているため、人体への負担を圧力センサで検出し少ない負担で起立させることができる。

請求項５に係る発明によれば、上記請求項１乃至請求項４のいずれか一項の効果に加えて、人体の腰部を末端のアームの２本の湾曲腕に吊り下げて支持することを可能にする腰部保持部材を有し、リンクアームが３つのアームから構成されるため、人体を楽に支持することができ、さらに少ない負担で起立させることができる。

以下、実施例を示した図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
図１〜図４は、本発明による移乗等補助装置の一実施例を模式的に示す図であり、それぞれ、正面図、平面図、左側面図、及び右側面図ある。移乗等補助装置は、図１〜図４に示すように、被介護者１００を載せる立位台１と、移動を可能にする車輪２と、移動操作等のための取手３と、被介護者１００を起立させるリンクアーム４と、リンクアーム４を駆動する動力源としての蓄電池５と、操作パネル６１、図示しない制御部等を有する装置筐体６と、被介護者１００の腰部付近をリンクアーム４に吊り下げて支持させる腰部保持部材７とを備える。

リンクアーム４は、図１に示すように、傾倒動作する第１のアーム４_１と、第１のアーム４_１に回動可能に接続される第２のアーム４_２と、先端が二股に分かれて開閉動作する一対の第３のアーム４_３と、第１のアーム４_１の起立角度を変化させる第１のシリンダ４_４と、第２のアーム４_２の第１のアーム４_１に対する相対的な角度を変化させる第２のシリンダ４_５とを有し、操作パネル６１を介した操作で動かされる。シリンダ４_４、４_５は、例えば、モータ駆動であって、かつロータリエンコーダ等を有し伸縮量に関する情報を出力可能であるものが、制御上の点から好ましい。ただし、駆動方式は、電動、空圧、油圧等を用いるもののいずれであってもよい。

まず、第１のアーム４_１は、両端と途中に可動支点１１〜１４を有し、第１の可動支点１１を介して立位台１に回動可能に連結され、第２の可動支点１２を介して第２のアーム４_２に連結され、第３の可動支点１３を介して第１のシリンダ４_４に連結される。第１のアーム４_１は、第１のシリンダ４_４の伸縮によって傾倒又は起立するように動作する。

図５は第２のアームの構成を詳細に示す正面図であり、図６は対応する符号Ａの位置での右断面図である。
第２のアーム４_２は、第１のアーム４_１と同様に、図１又は図５に示すように、第１のアーム４_１と共有する第２の可動支点を含む、３つの可動支点１２、２１、２２を有し、第１の可動支点１２を介して第１のアーム４_１に回動可能に連結され、第２の可動支点２１を介して第３のアーム４_３に連結され、第３の可動支点２２を介して第２のシリンダ４_５に連結されるように構成される。ここで、第２のシリンダ４_５は上記の第４の可動支点１４を介して第１のアーム４_１に連結され、第２のアーム４_２は第２のシリンダ４_５の伸縮によって第１のアーム４_１に対する角度が可変になっている。

第２のアーム４_２は、また、内包する平行リンク機構２０（図２参照。）を有し、これを介して第１のアーム４_１及び第３のアーム４_３と連携して動作し、被介護者を起立させる。なお、この連携した動作は調節可能になっている。この平行リンク機構は、可動支点１２、２１に設けられた複数のチェーンホイール２３、２４と、対応するチェーン２５又はこれに替わるタイミングベルト等によって構成される。チェーンホイール２０は回り止めピン１５を介して連結軸２６に固定され、連結軸２６は同様に回り止めピン１６を介して第１のアーム４_１に固定される。

ここで、第２のアーム４_２は、第２の可動支点１２を構成する軸受２７とスラスト座２８を介して、第１のアーム４_１に相対的に回動可能に嵌合支持されており、もって上記の連携した動作を可能としている。また、第１のアーム４_１の先端部にはキャップ１７が設けられている。なお、平行リンク機構に替えて新たなシリンダを第２のアーム４_２と第３のアーム４_３とに跨るように設け、第２のアーム４_２と第３のアーム４_３とのなす角度を制御するのでもよい。

この構成は、第２のアーム４_２と第３のアーム４_３との連結に関しても同様に適用され、これによって実現される構成は、図６に示す第１のアーム４_１の代わりに第３のアーム４_３が接続されたものと等価である。この平行リンク機構においては、第２のアーム４_２の上下方向の移動量に比例して、第３のアーム４_３が被介護者の身体に対して直角等の予め設定された角度が維持される。

第３のアーム４_３は、図２に示すように、開閉方向に可動となっている２本の湾曲腕を構成するフレーム３１と、フレーム３１の内側に設けられ被介護者への負担を緩和するための緩衝材３２と、第２のアーム４_２との連結部３３と、２本の湾曲腕を開閉可能に連結部３３に接続する固定するヒンジピン３４と、２本の湾曲腕の開き止め３５とを有する。ここで、連結部３３は、第２のアーム４_２と第１のアーム４_１との連結と同様に回り止めピンを介して連結軸に固定される。

第３のアーム４_３は、また、図５に示すように、第３のアーム４_３を被介護者に装着したときに患者にかかる圧力を出力する圧力センサ３６、３７を有する。この圧力センサ３６、３７は、人体から圧力を受ける、フレーム３１の内側、上部等のフレーム３１の所定の複数部分に設けられる。第３のアーム４_３は、また、腰部保持部材７を固定するための止めピン、開き止め３５を取り付ける止め金具等の部材を有する。

腰部保持部材７は、図１に示すように、被介護者１００の腰部周辺を覆って支持可能にする腰部覆帯７ａと、一端が腰部覆帯７ａの上端部に固定され他端が第３のアーム４_３の止めピンとに固定される固定補助帯７ｂとによって構成され、第３のアーム４_３の動きに連動して被介護者１００が楽に動けるようにする。

装置筐体６には、制御部に加え、図２に示すように、装置を操作するための操作パネル６１及びインジケータパネル６４が設けられている。操作パネル６１には、第３のアーム４_３を被介護者に装着させたときの装着位置を図示しない制御部に設定する原点設定スイッチ６２、起立動作中の人体への過剰な負担、異常事態等が生じた場合に装置を停止させる非常停止ボタン６３、その他のランプ等が設けられている。インジケータパネル６４は、起立動作中の圧力センサ３６、３７からの出力、即ち、人体にかかる圧力を表示する。図７は、インジケータパネルの実施例を示す模式図である。インジケータパネル６４は、例えば、圧力レベルに応じて点灯するランプ等から構成される圧力インジケータ６７を有する。

以下、図８〜図１２を参照して本発明による移乗等補助装置の初期操作について説明する。
図８は、第３のアームを被介護者に装着させた状態を示す図である。初期操作では、第３のアーム４_３等を以下のように被介護者１００に装着させる。まず、被介護者１００に腰部覆帯７ａを装着させ、装置を接近させて停止させて被介護者１００の脚を立位台１上へ人手等によって誘導又は移動をさせる。次に、第３のアーム４_３の湾曲腕を開いて被介護者１００の脇部付近を挟持できるようにし、第１のシリンダ４_４と第２のシリンダ４_５を動作させて第３のアーム４_３が被介護者１００の脇部付近に位置するように各アーム４_１〜４_３を移動させる。

次に、人体への取り付け位置の調整を行い、位置調整後、操作パネル６１に配置された原点設定スイッチ１３を操作して、操作原点位置の設定を行う。次に、湾曲腕を閉じ、図９に示すように湾曲腕の側面に設けられている止め金具３９で綿ファスナー等からなる開き止め３５を折り返してこれに固定し、湾曲腕に開き止めを施す。図９は、湾曲腕が開き止めされた状態における湾曲腕の先端近傍の様子を示す図であり、図１０は、図９に対応する脇部付近の様子を示す断面図である。

次に、固定補助帯７ｂの下端部を腰部覆帯７ａの上端部等に貼り合わせて固定し、図１１等に示すように上部端を第３のアーム４_３に設置した止めピン３８へ嵌合装着を行う。図１１は、腰部保持部材の上部端が第３のアームに設置した止めピンに嵌合装着された状態を示す部分正面図である。図１２は、被介護者の脇下付近の装着状態を説明する断面図である。これにより、被介護者の身体が多少の自由を持ちながら第３のアーム４_３によって挟持される。

以下、図１３及び図１４を参照して本発明による移乗等補助装置の動作について説明する。
図１３は、被介護者を起立させる場合のリンクアームの動作（以下、起立リンクアーム動作という。）を概念的に示す説明図である。図１３において、各リンクアームはそれぞれ線分を用いて表されている。ここで、図１３（ａ）に示すリンクアームの配置が作動開始の配置であり、この配置に基づいて操作原点位置が設定され以降の動作が行われる。同様に、図１３（ｉ）に示すリンクアームの配置が作動停止の配置であり、この配置に基づいて操作停止位置が設定される。

図１４は、制御部が行う制御について説明するフローチャートである。ここで、図１４に示す制御は、図１３に示す直近の状態間の変化を起こさせるように行われるものとする。
まず、制御部は、起立動作開始のスイッチのオンを検知する（Ｓ１）。ここで、上記の操作原点位置、操作停止位置等の所定のパラメータは、操作パネルの原点設定スイッチを押下する等によって予め制御部に設定されているものとする。これらが被介護者に合わせて予め設定されてから被介護者を起立させる図１３（ｂ）以降の動作が行われる。

次に、制御部は、図１３（ｂ）に示す状態に姿勢を移すための各シリンダの制御量を算出する（Ｓ２）。ここで、制御量は、上記の起立リンクアーム動作を適切に実現できるように、各シリンダの伸縮量の変化量、変化速度等の必要な情報を含むものとする。シリンダの制御量、シリンダの伸縮量、及びリンクアームの端部の移動量のそれぞれに対する制御に必要な対応関係を示す情報を予め保持するものとする。

次に、制御部は、第１のシリンダと第２のシリンダとを制御して動かし、第１のリンクアーム及び第２のリンクアームを徐々に動かす（Ｓ３）。これによって、第１のアームが被介護者から遠ざかる方向に傾倒しつつ第２のアームが下方（床側）へ傾倒して、被介護者の上体が前傾し始める。なお、図１３（ａ）から図１３（ｉ）までの一連の動作は、第３のアームが胸部に対して略直角を維持して被介護者への負担を軽減するように行われる。

次に、制御部は、第３のアームに設けられた各圧力センサからの出力信号に基づいて圧力を取得し（Ｓ４）、全ての圧力センサに掛かっている圧力が予め決められた設定値以下であるか否かを判断する（Ｓ５）。ステップＳ５でいずれかの圧力センサに掛かっている圧力が設定値を超えていると判断した場合、制御部は各部の動作を解除して制御を停止する。具体的には、被介護者が転倒又は座り込み等することによっていずれかの圧力センサに異常圧力が発生した場合に、各部の動作等が解除され手動操作に切り替え可能になる。

ステップＳ５で全ての圧力センサに掛かっている圧力が予め決められた設定値以下であると判断した場合、第１のシリンダの伸縮量と第２のシリンダの伸縮量とを取得し（Ｓ６）、ステップＳ２で算出された制御量分だけ伸縮したか否かを判断する（Ｓ７）。ここで、これらのシリンダの伸縮量は、例えばこれらが有するエンコーダ等の出力に基づいて算出される。このために、制御部は、シリンダの伸縮量とエンコーダの出力との対応関係を示す情報を予め保持するのでもよい。

ステップＳ７で各シリンダがステップＳ２で算出した設定量まで伸縮していないと判断した場合、各シリンダがステップＳ２で算出した設定量に伸縮するまでステップＳ３以下の処理を繰り返す。ステップＳ７で各シリンダがステップＳ２で算出した設定量まで伸縮したと判断した場合、処理は終了する。これによって、被介護者の姿勢は図１３（ａ）から図１３（ｂ）に移動する。

なお、上記の処理は、図１３に示す直近の状態間の移動を制御単位とすることに代え、制御をより簡単にするために、例えば各シリンダが同一方向に伸張又は圧縮を繰り返す状態間（例えば、図１３（ａ）から図１３（ｄ）まで）の移動を制御単位とするのでも、より肌理細やかに動作させるため、より細かく分割したものを新たに制御単位とするのでもよい。以降、図１３（ｉ）に示す被介護者の姿勢が達成されるまで上記の処理が繰り返される。

以下、図１３（ｂ）以降の起立リンクアーム動作について説明する。
図１３（ｂ）の状態が達成されたとき、制御部は、第１のアーム及び第２のアームをさらに同一方向に傾倒させ、被介護者を図１３（ｃ）に示す姿勢、すなわち被介護者の顎が膝の直上近傍に位置する姿勢まで前傾させる。次に、図１３（ｄ）に示すように、制御部は、第１のアームをさらに同一方向に傾倒させつつ第２のアームの先端を徐々に上方に持ち上げて、被介護者を大腿部と上体の成す角度を維持したまま臀部及び大腿部を浮かせ膝関節を基点として起立させ始める。このとき、第２のアームが第１のアームの傾倒動作に連動して約１度程度下方（床側）へ傾倒すると共に、固定補助帯を介し第３のアームに垂下連結された腰部覆帯が被介護者の重さを支持して、被介護者の身体動作を補助する。

次に、制御部は、同様の動作を行い、図１３（ｅ）に示すように、第１のアームを傾倒させ被介護者の身体を更に前方へ移動させつつ第２のアームの先端を徐々に、例えば２０〜３０ｍｍ程度上方に持ち上げて被介護者を引き起こし始める。これにより、第２のアームが例えば３度程度回転し、被介護者は、更に前方に移動しつつ膝関節を基点として臀部及び大腿部をさらに浮かせていく。このように第２のアームが徐々に上方へ引き起こしを開始するため、被介護者の膝及び起立に関係する大腿筋等の筋肉に過度の負担をかけずに、被介護者が楽に起立できるように補助することができる。

次に、制御部は、図１３（ｆ）に示すように、更に、第１のアームをさらに傾倒させつつ第２のアームを先端が持ち上げられるように回転させ、図１３（ｇ）に示すように第２のアームが第１のアームと略直線をなすまで、被介護者をさらに引き起こす。ここで、図１３（ｇ）に示すリンクアームの配置以降、第３のアームが身体との上記の角度を維持するように、第２のアームと第３のアームとは図１３（ｆ）に示すものと逆方向に１８０度以下の角度をなす。

次に、制御部は、図１３（ｇ）に示すリンクアームの配置から、図１３（ｈ）に示すように被介護者の腰が直線に近づくまで、第１のアームを徐々に起立させつつ第２のアームの先端を持ち上げる。その結果、膝に掛かっていた自身の体重が移乗等補助装置によって適度に軽減され始め被介護者の腰が伸び始める。次に、制御部は、第１のアーム及び第２のアームを同様に動作させて図１３（ｉ）に示す作動停止配置まで起立させ、起立リンクアーム動作が完了する。

この一連の動作は、上体が直線状に上方に持ち上げられる起立動作とは異なり、被介護者にとって楽と感じられるものであり、脚の弱っている高齢者等にとっての通常の起立動作の動線を保持しうるものである。この一連の動作において、起立が容易な例えば主に図１３（ｇ）から図１３（ｉ）付近の姿勢で移乗等補助装置を停止し、被介護者に起立を促すのでもよい。これによって、被介護者は起立補助及び起立動作を反復学習することができると共に、移乗、移動等が可能となる。

なお、操作パネルにシリンダ４_４、４_５を操作する手段を設け、操作パネルからシリンダ４_４、４_５を操作することによって対応する各アーム４_１、４_２を手動で動かし、上記の起立リンクアーム動作を行うことができるように構成するのでもよい。この場合、操作者は、インジケータパネルを見て緩衝材に内包された圧力センサにかかる圧力を確認しつつ、被介護者を起立させることができる。この場合、被介護者に掛かる圧力異常等の異常を検知したとき、介護者は操作を停止して以降の必要な動作を行うことが可能となる。

本発明による移乗等補助装置の一実施例を模式的に示す正面図ある。 図１に対応する平面図ある。 図１に対応する左側面図ある。 図１に対応する右側面図ある。 第２のアームの構成を詳細に示す正面図である。 図５に対応する符号Ａの位置での右断面図である。 インジケータパネルの実施例を示す模式図である。 第３のアームを被介護者に装着させた状態を示す図である。 湾曲腕が開き止めされた状態における湾曲腕の先端近傍の様子を示す図である。 図９に対応する脇部付近の様子を示す断面図である。 腰部保持部材の上部端が第３のアームに設置した止めピンに嵌合装着された状態を示す部分正面図である。 被介護者の脇下付近の装着状態を説明する断面図である。 被介護者を起立させる場合のリンクアームの動作を概念的に示す説明図である。 制御部が行う制御について説明するフローチャートである。

符号の説明

１ 立位台
１ａ 補助取手
２ 車輪
３ 取手
４ リンクアーム
４_１ 第１のアーム
４_２ 第２のアーム
４_３ 第３のアーム
４_４ 第１のシリンダ
４_５ 第２のシリンダ
５ 蓄電池
６ 装置筐体
７ 腰部保持部材
７ａ 腰部覆帯
７ｂ 固定補助帯
１１〜１４、２１、２２ 可動支点
１５、１６ 回り止めピン
１７ キャップ
２０ 平行リンク機構
２３、２４ チェーンホイール
２５ チェーン
２６ 連結軸
２７ 軸受
２８ スラスト座
３１ フレーム部
３２ 緩衝材
３３ 連結部
３４ ヒンジピン
３５ 開き止め
３６、３７ 圧力センサ
３８ 止めピン
３９ 止め金具
６１ 操作パネル
６２ 原点設定スイッチ
６３ 非常停止ボタン
６４ インジケータパネル
６５ 下部点検口
６６ 上部点検口
６７ 圧力インジケータ
１００ 被介護者

Claims (5)

1. 複数のアームが相互に回動可能に接続され、末端の前記アームが上体を抱える２本の湾曲腕を有するリンクアームを用いて曲線的な動線での起立動作を可能とする、ことを特徴とする移乗等補助装置。
2. 装着される末端の前記アームが身体に対して所定の角度を維持するように前記リンクアームが前記起立動作を行う、ことを特徴とする請求項１に記載の移乗等補助装置。
3. 前記末端のアームの身体と接触する部分に圧力を受けて変形する緩衝材を有する、ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の移乗等補助装置。
4. 前記末端のアームの、装着したときに圧力を検知可能な領域の所定部分に１つ以上の圧力センサが設けられている、ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の移乗等補助装置。
5. 人体の腰部を前記末端のアームの２本の湾曲腕に吊り下げて支持することを可能にする腰部保持部材を有し、前記リンクアームが３つの前記アームから構成される、ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の移乗等補助装置。

Images