JP2009219647A - Upper limb operation assisting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、上肢に障害をもつ身体障害者や高齢者等の被補助者の上肢動作を補助する上肢動作補助装置に関するものである。 The present invention relates to an upper limb motion assisting device that assists an upper limb motion of a person with a disability in an upper limb such as a physically handicapped person or an elderly person.
従来、上肢を自分の意思に従って自由に動かせない高齢者や身体障害者等のために、自力で食事動作やその他の日常生活動作等を行なえるように上肢の動きを補助するロボットが知られている(例えば特許文献1)。この特許文献1に記載された上肢動作補助装置では、台等に多関節アームの基端部が接続された本体を固定して安定性を高めつつ、該多関節アームの自由端部側に設けた装具を被補助者の上肢に装着して、被補助者が動いた際に装具に加えられた力情報に基づいて自由端部を移動させることにより、上肢動作を補助するよう構成されている。
このような上肢動作補助装置は、前述したように、自己意思に基づく自由な動作が困難な高齢者や障害者等に利用されることから、被補助者の本来の意思に反した力が装置に加えられることがある。被補助者が本来の意思に反して加えた力に応じて多関節アームの自由端部が移動した場合には、多関節アームが本体や台等に接触して故障が発生する原因になると共に、接触した衝撃で被補助者に不快感を与えることに繋がり、上肢動作補助装置の使用に被補助者が消極的になる問題が指摘される。また、従来の上肢動作補助装置では、食事動作の補助のように1つの動作を補助するものであるため、異なる動作を補助するためには、補助目的に応じた装置を個別に用意する必要があり、被補助者に多大な経済的負担を強いることとなって現実的でなく、1台の装置で幅広い動作補助に対応できることが求められる。 As described above, such an upper limb movement assisting device is used by an elderly person or a handicapped person who is difficult to freely move based on his / her own intention. May be added. When the free end of the articulated arm moves in response to the force applied by the assistant against his or her intention, the articulated arm may come into contact with the main body or the base and cause a failure. It is pointed out that there is a problem that the touched person feels uncomfortable by the contact shock, and that the helped person becomes reluctant to use the upper limb movement assisting device. In addition, since the conventional upper limb motion assisting device assists one motion like assisting a meal motion, in order to assist different motions, it is necessary to prepare a device according to the assisting purpose individually. In addition, it imposes a great economic burden on the person to be assisted, which is not realistic, and it is required that a single device can support a wide range of operation assistance.
そこで、本発明は、アームの接触時における故障および被補助者に与える不快感を軽減し、更には補助内容の変更に対しても容易に対応可能な上肢動作補助装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an upper limb movement assisting device that can reduce failure and discomfort given to a person being assisted in contact with an arm, and can easily cope with changes in assisting contents. To do.
前記課題を克服し、所期の目的を達成するために、本願の請求項1に係る上肢動作補助装置は、
被補助者の上肢動作を補助する上肢動作補助装置であって、
台(50)上に載置され、内部に画成された収容部(18)に制御装置が収容された装置本体(12)と、
前記装置本体(12)に設けられて被補助者が把持操作可能な操作部(36)を有し、被補助者の動きに応じて三次元動作が可能な多関節アーム(22)と、
前記多関節アーム(22)の自由端部側に設けられた補助器具(44)と、
前記装置本体(12)の上面側に設けられた緩衝部材(20)とを備えたことを要旨とする。
このように、装置本体を台上に載置するよう構成したことで、上肢動作補助装置を任意の場所に運んで使用することができ、被補助者の利便性が格段に向上する。また、装置本体の上面側に緩衝部材を設けたことで、多関節アームと装置本体との接触時の故障を防止すると共に、被補助者に与える衝撃を軽減できる。
In order to overcome the above-mentioned problems and achieve the intended purpose, an upper limb movement assisting device according to claim 1 of the present application includes:
An upper limb movement assisting device for assisting an upper limb movement of an assistant,
An apparatus main body (12) placed on a table (50) and having a control device housed in a housing section (18) defined therein;
An articulated arm (22) provided on the apparatus main body (12) and having an operation unit (36) that can be gripped and operated by an assistant, and capable of three-dimensional movement according to the movement of the assistant,
An auxiliary instrument (44) provided on the free end side of the articulated arm (22);
A gist is provided with a buffer member (20) provided on the upper surface side of the apparatus main body (12).
As described above, the apparatus main body is configured to be placed on the table, so that the upper limb movement assisting device can be carried and used in any place, and the convenience of the person being assisted is greatly improved. Further, by providing the buffer member on the upper surface side of the apparatus main body, it is possible to prevent a failure at the time of contact between the articulated arm and the apparatus main body, and to reduce the impact given to the person being assisted.
請求項2に係る上肢動作補助装置は、前記操作部(36)は、前記多関節アーム(22)の自由端部に設けられて中空の筒状に形成されると共に、前記補助器具(44)には、前記操作部(36)内へ弾性変形しつつ差込み可能な弾性部材(48)を備えたことを要旨とする。
このように、操作部に対して補助器具を着脱できるから、取付ける補助器具を補助目的に応じて交換することで、1台の装置を幅広い補助目的に利用することができ、被補助者の経済的負担を大幅に軽減することができる。また、補助器具を交換するに際しては、筒状の操作部から補助器具を抜き出した後に、別の補助器具の弾性部材を弾性変形させつつ筒状の操作部内へ差込むだけの簡単な操作でよいから、被補助者の利便性が高まり、装置利用が促される効果を期待できる。
In the upper limb movement assisting device according to claim 2, the operation portion (36) is provided at a free end portion of the articulated arm (22) and is formed in a hollow cylindrical shape, and the auxiliary instrument (44) The gist of the present invention is that an elastic member (48) that can be inserted into the operation portion (36) while being elastically deformed is provided.
As described above, since the auxiliary device can be attached to and detached from the operation unit, one device can be used for a wide range of auxiliary purposes by replacing the attached auxiliary device according to the auxiliary purpose, and the economy of the person being assisted. Can significantly reduce the burden on the public. Further, when exchanging the auxiliary instrument, after the auxiliary instrument is extracted from the cylindrical operation part, a simple operation may be performed such that the elastic member of another auxiliary instrument is elastically deformed and inserted into the cylindrical operation part. Therefore, the convenience of the person being assisted is enhanced, and the effect of promoting the use of the apparatus can be expected.
本発明に係る上肢動作補助装置によれば、アーム接触時における衝撃が緩和されるから、装置の故障を防止し得ると共に被補助者に与える不快感を軽減でき、更には被補助者に対する補助内容の変更に対しても容易に対応できる。 According to the upper limb movement assisting device according to the present invention, since the impact at the time of arm contact is alleviated, it is possible to prevent the device from being broken and to reduce discomfort given to the person being assisted, and further assisting the person being assisted It is possible to easily cope with changes in
本発明に係る上肢動作補助装置につき好適な実施例を挙げて、添付図面を参照しながら、以下詳細に説明する。また、以下の説明において、「前」、「後」、「左」、「右」とは、図1に示した方向を基準として指称するものとする。 A preferred embodiment of the upper limb motion assisting apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, “front”, “back”, “left”, and “right” are designated with reference to the direction shown in FIG.
図1に示すように、実施例に係る上肢動作補助装置10は、各種の設置台50上に載置される装置本体12と、該装置本体12に設けられた多関節アーム22と、該多関節アーム22の自由端部側に設けられた補助器具44とから基本的に構成されている。前記装置本体12は、設置台50上に設置されるベース体14と、該ベース体14に対して着脱可能なカバー体16とから内部に収容部18を画成する中空箱状に形成されて、該収容部18内に、前記多関節アーム22を駆動制御する制御装置や電源装置等が収容されている。なお、前記装置本体12を載置する設置台50としては、例えば、机や洗面台、化粧台、上肢動作補助装置10を置くための専用台等が挙げられるが、これに限られるものではなく、上肢動作補助装置10を移動可能に設置し得るものであれば何れのものであってもよい。
As shown in FIG. 1, the upper limb
ここで、前記装置本体12のカバー体16は、図1に示すように、前面から上面に亘って連続的に湾曲した曲面形状に形成されており、該カバー体16の上面から前面を覆うように柔軟な素材からなる緩衝部材20が着脱可能に配設されている。緩衝部材20としては、シリコンゴムやポリウレタンフォーム等の弾性発泡体が好適に採用されるが、これに限らず、緩衝部材20として利用可能な従来公知の各種素材を採用し得るものである。
Here, as shown in FIG. 1, the
前記多関節アーム22は、図1に示すように、前記装置本体12の後部に配設されて鉛直方向に回転軸が延在し、前記収容部18内に収容された駆動モータにより水平方向に回転される第1軸部24と、該第1軸部24に対して一方の端部(図1の下端部)が回転可能に連結され、当該第1軸部24の回転軸に対して直交する方向に回転軸が延在する第1アーム部26と、該第1アーム部26の他方の端部に対して回転可能に連結され、回転軸が当該第1アーム部26の回転軸と平行に延在する第2アーム部28と、該第2アーム部28に対して回転可能に連結され、該第2アーム部28に沿って回転軸が延在する第2軸部30と、該第2軸部30に対して回転可能に連結され、回転軸が第2アーム部28と直交する方向に延在する第3アーム部32と、該第3アーム部32に対して回転可能に連結され、該第3アーム部32に沿って回転軸が延在する第3軸部34と、該第3軸部34と一体的に回転するよう設けられ、被補助者が把持操作可能な操作部36とを備えている。また、前記第1軸部24と第1アーム部26との連結位置、第1アーム部26と第2アーム部28との連結位置、第2アーム部28と第2軸部30との連結位置、第2軸部30と第3アーム部32との連結位置、第3アーム部32と第3軸部34との連結位置には、前記制御装置に接続する駆動モータ(図示せず)が夫々独立して配設されており、各部の連結位置を独立して回転させ得るようになっている。すなわち、前記第1〜第3軸部24,30,34および第1〜第3アーム部26,28,32の夫々が協働することで、自由端部(操作部36)を三次元移動させ得るよう構成されている。
As shown in FIG. 1, the articulated
ここで、前記操作部36は、前記第3軸部34に連結された円盤状の保護部38と、該保護部38における第3軸部34とは反対側に形成されて被補助者が把持可能な程度の直径寸法に設定された中空筒状の把持部40とから構成されて、該把持部40より保護部38が大径になるよう形成されている。なお、この保護部38と把持部40の夫々は、前記第3軸部34と同軸状に形成される。そして、前記保護部38内には、前記制御装置に接続された力覚センサ(図示せず)が内蔵されており、被補助者が把持部40を移動させた際の力を力覚センサが検出し、該力覚センサの検出に基づいて制御装置が各駆動モータを駆動して多関節アーム22を動作させるよう構成される。また、前記保護部38の外周面には、前記装置本体12と同様に、柔軟な素材からなる緩衝部材42が着脱可能に配設されている。
Here, the
また、図2に示すように、前記補助器具44は、被補助者の動作目的に合わせた器具本体46(図2ではスプーン)に、棒状の弾性部材48を取付けて構成されており、該弾性部材48を前記把持部40内へ弾性変形させつつ差込むことで、補助器具44が把持部40に取付けられるようになっている。なお、図2には、補助器具44の例としてスプーンを示したが、フォークや、歯ブラシ、筆記用具等を器具本体46として弾性部材48を取付けた補助器具44が準備されており、スプーン状の補助器具44と交換し得るようになっている。また、前記弾性部材48の外周面には、周方向に離間する複数箇所に、長手方向に沿って延在する溝が形成されており、弾性部材48の弾性変形を容易になし得るよう構成されている。
In addition, as shown in FIG. 2, the
〔実施例の作用〕
次に、前述のように構成した実施例に係る上肢動作補助装置10の作用につき説明する。なお、多関節アーム22の自由端部(操作部36)に、補助器具44としてスプーンが取付けられている。
(Effects of Example)
Next, the operation of the upper limb
実施例に係る上肢動作補助装置10は、多関節アーム22の自由端部側に設けた操作部36の把持部40を被補助者が把持して動かした際に、該操作部36の保護部38内に設けた力覚センサで当該被補助者の動作を検知して各駆動モータを駆動制御し、被補助者の動作意図に基づいて補助器具44が移動するよう多関節アーム22を動作させる。すなわち、被補助者に自己の意思により動作している感覚を与えることで、被補助者の自発的な動作が促され、高いリハビリ効果が期待できる。このとき、実施例の上肢動作補助装置10では、前記把持部40を筒状に形成したことで、把持部40を押したり引いたりすることによっても多関節アーム22を動かすことができるから、握力の弱い被補助者であっても動作補助することができる。
The upper limb
ところで、被補助者の多くは身体障害者や高齢者等のように自己意思に基づいて自由な動作を行なうのが困難な場合が多く、前記上肢動作補助装置10が被補助者の意図しない動作がなされることがある。前記多関節アーム22は、自由端部側の移動範囲が広いことから、図3に示すように、被補助者の動作によっては自由端部側に設けられた操作部36が装置本体12に接触する。ここで、前記装置本体12には、上面から前面に亘って緩衝部材20を全体的に配設したことで、操作部36が装置本体12に接触した際の衝撃が緩和され、装置本体12や多関節アーム22の故障を効果的に防止できる。また、接触時に被補助者に伝わる衝撃も軽減されるから、被補助者に与える不快感を抑制でき、被補助者が上肢動作補助装置10を躊躇うことなく使用できるようになる。また、図1または図3に示すように、前記操作部36は、被補助者が把持操作する把持部40より基端部側(第3軸部34側)に、該把持部40より大径の保護部38を形成したことで、装置本体12との接触時に、把持部40を把持した被補助者の手指が挟み込まれるのを防止でき、装置使用に対する安心感が向上する。
By the way, in many cases, it is difficult to perform free movements based on self-intention, such as physically handicapped persons and elderly persons, and the upper limb
また、被補助者の動作によっては、図4に示すように、自由端部側に設けられた操作部36が設置台50に接触することも起こり得る。ここで、前記操作部36における保護部38は、被補助者が把持操作する把持部40より大径に形成されており、設置台50には保護部38が接触することになる。そして前記保護部38の外周面には緩衝部材42が設けられているから、保護部38が設置台50に接触した場合でも、その衝撃が緩和されて多関節アーム22の故障を効果的に防止し得ると共に、接触時に被補助者に伝わる衝撃も軽減され、被補助者に与える不快感を抑制し得る。更に、前記保護部38を把持部40より大径に形成したことで、図4に示すように、保護部38が設置台50に接触した際に把持部40と設置台50との間には空間ができ、把持部40を把持した被補助者の手指の挟み込みが防止され、装置使用に対する安心感が向上する。このように、前記装置本体12の上面から前面に亘って緩衝部材20を設けると共に、保護部38の外周面にも緩衝部材42を設けたことで、上肢動作補助装置10の故障を防止しつつ、手指の挟み込みに対する被補助者の不安感を大幅に低減できるから、上肢動作補助装置10の使用意欲を惹起して高いリハビリ効果が期待される。
Further, depending on the movement of the person being assisted, as shown in FIG. 4, the
そして、実施例に係る上肢動作補助装置10は、装置本体12が設置台50上に載置されるだけであるから、被補助者の動作補助に適した場所まで装置を運んで使用することができ、被補助者の利便性が格段に向上する。例えば、リハビリ施設と自宅との間で移動させて使用することで、被補助者の都合に合わせて自由にリハビリを行なうことが可能となる。また、食事動作の補助に利用する場合には、前記装置を食卓上に載置して利用することができ、歯磨き動作の補助に利用する場合には、洗面台上に載置して利用することができるから、複数の動作を補助する場合に、補助目的に合わせて装置を準備する必要がなく、不必要な経済的負担を強いることはない。
And since the apparatus
また、異なる動作補助を行なうには、補助する動作に合わせて補助器具44を交換できる必要がある。実施例の上肢動作補助装置10では、前記操作部36の把持部40を中空筒状に形成し、この把持部40に対して補助器具44を抜き差しするだけで、必要な補助器具44に交換できる。すなわち、操作部36(把持部40)に対して補助器具44を着脱できるから、把持部40に取付ける補助器具44を変更すれば、1台の装置で幅広い動作補助を行なうことができ、補助目的に合わせて装置を準備する必要がなく、被補助者の経済的負担を大幅に軽減することができる。また、補助器具44を交換するに際しては、筒状の把持部40から補助器具44を抜き出した後に、別の補助器具44に設けた弾性部材48を弾性変形させつつ把持部40内へ差込むだけの簡単な操作でよい。すなわち、複雑な工程を経ることなく補助器具44を交換できるから、被補助者や介助者等に負担を強いることはない。また、前記弾性部材48の外周面に、周方向に離間する複数箇所に、長手方向に沿って延在する溝を形成したことで、弾性部材48を容易に弾性変形させることができ、補助器具44の交換作業をより簡単に行なうことができる。
Moreover, in order to perform different operation assistance, it is necessary to be able to exchange the
〔変更例〕
なお、実施例に係る上肢動作補助装置は、前述した構成に限られず種々の変更が可能である。
例えば、実施例では、装置本体の上面から前面に亘って緩衝部材を設けるようにしたが、側面にも緩衝部材を設けることも可能である。すなわち、装置本体において多関節アームが接触する可能性がある部位に緩衝部材を設けるようにすればよい。
[Example of change]
The upper limb movement assisting device according to the embodiment is not limited to the above-described configuration, and various modifications can be made.
For example, in the embodiment, the buffer member is provided from the upper surface to the front surface of the apparatus main body, but the buffer member can also be provided on the side surface. That is, the buffer member may be provided at a portion where the articulated arm may come into contact with the apparatus main body.
実施例では、操作部に対して補助器具を抜き差しするよう構成したが、これに限られるものではなく、補助器具を操作部に対して着脱交換可能な構成であれば、係合フックと係合孔とを利用した構成やその他の従来公知の構成を採用し得る。 In the embodiment, the auxiliary device is configured to be inserted and removed from the operation unit. However, the present invention is not limited to this. A configuration using holes and other conventionally known configurations may be employed.
12 装置本体
18 収容部
20 緩衝部材
22 多関節アーム
36 操作部
44 補助器具
48 弾性部材
50 設置台(台)
DESCRIPTION OF
Claims (2)
台上に載置され、内部に画成された収容部に制御装置が収容された装置本体と、
前記装置本体に設けられて被補助者が把持操作可能な操作部を有し、被補助者の動きに応じて三次元動作が可能な多関節アームと、
前記多関節アームの自由端部側に設けられた補助器具と、
前記装置本体の上面側に設けられた緩衝部材とを備えた
ことを特徴とする上肢動作補助装置。 An upper limb movement assisting device for assisting an upper limb movement of an assistant,
An apparatus main body placed on a table and having a control device housed in a housing section defined inside;
An articulated arm that is provided in the apparatus main body and has an operation unit that can be gripped and operated by an assistant, and that can perform a three-dimensional operation according to the movement of the assistant;
An auxiliary device provided on the free end side of the articulated arm;
An upper limb movement assisting device comprising a buffer member provided on the upper surface side of the device main body.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2008066865A JP2009219647A (en) | 2008-03-14 | 2008-03-14 | Upper limb operation assisting device |
Applications Claiming Priority (1)
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Country Status (1)
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009268839A (en) * | 2008-05-12 | 2009-11-19 | Shibaura Institute Of Technology | Scapular and clavicular mechanism |
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-
2008
- 2008-03-14 JP JP2008066865A patent/JP2009219647A/en active Pending
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