JP2010240135A - 移乗装置及び移乗装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】移乗動作中に移乗装置が停止することを防止することができる移乗装置を提供する。
【解決手段】被介護者を移乗する移乗装置１０は、支持部１２と、一端が支持部１２に対して傾動可能に取り付けられた支柱１３と、支柱１３の他端に取り付けられた被介護者を保持する身体保持具３０と、支柱を傾動させる駆動手段と、駆動手段に働くトルクを測定するトルク測定手段と、駆動手段を制御するための制御手段と、を備える。制御手段は、移乗動作の開始時に測定されたトルクの値に基づき、駆動手段の駆動を停止する。
【選択図】図１

Description

本発明は、自立歩行が困難な人がベッドから車椅子へ、また車椅子から便座等へ乗り移るような動作を行う場合に、これらの乗り移りの動作を支援する移乗装置及び移乗装置の制御方法に関する。

自立歩行が困難な被介護者にとって、ベッドから車椅子への移乗といった乗り移りの動作を一人で自立して行うことは容易でない。そのため、通常は介護者の手助けが必要となるが、移乗の手助けは介護者にとって肉体的な負担が大きく、また、被介護者にとっても精神的な負担が大きい。そのため、近年、自立歩行が困難な人の移乗動作を支援する装置が開発されている。

移乗を支援する装置として、特許文献１には、回転盤上に支柱を傾動可能に起立させ、支柱先端に受板（身体保持具）を設けた移乗装置が開示されている。被介護者は、この身体保持具を保持した状態で支柱を傾動させ、移乗動作を行うことができる。

また、特許文献２には、被介護者の利用する車椅子の自在キャスターの自在回転を拘束する機能と、駆動輪を固定する機能を備えるとともに、被介護者の立ち上がり補助機能を備えた移乗装置が開示されている。これによって、被介護者が安定した姿勢で移乗動作を行うことを補助することができる。

また、特許文献３には、被介護者が載置する面上で平行移動可能なベルト部を備えており、このベルト部が回転することによって、被介護者を載せる面が本体に対して平行移動し、移乗支援板を被介護者の下に差し入れる移乗装置が開示されている。これによって、スムーズに移乗支援板を被介護者の下に差し入れることができ、被介護者及び介護者の負担を軽減することができる。

また、特許文献４には、ターンテーブルと、ターンテーブルに立設され傾斜可能な支柱と、身体支えを備え、支柱を電動モータにて傾動させることで、人体の持ち上げ・下ろし時の介護者の肉体的負担を軽減させる移乗装置が開示されている。

また、特許文献５には、台車に背負い部材を電動操作機構により起立状態に支持すると共に傾動させるようにし、背負い部材に患者を持ち上げ支持するためのリフトベルトを取り付けた移乗装置が開示されている。この移乗装置にあっては、リフトベルト上に乗ると共に、背負い部材にしがみついた被介護者を電動操作機構により背負い部材を傾動させることで持ち上げ、安定した移乗動作ができるようにしている。

特開２００６−３０５０９２号公報 特開２００５−２７９１９９号公報 特開２００５−３０４７３５号公報 特開平１０−１９２３４６号公報 特公平７−８２８７号公報

しかしながら、特許文献５に開示されている移乗装置では、耐荷重の閾値が分らないため、それを超える負荷がかけられた場合、停止してしまう。また、移乗装置は支柱（アーム）の状態により各連結部にかかる負荷が異なるため、最初は被介護者を持ち上げることができても、移乗動作の途中で各連結部にかかる負荷が増大し停止する可能性がある。このように、移乗動作の途中で移乗装置の動作が停止すると、被介護者の体に負担がかかる。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、移乗動作中に移乗装置が停止することを防止することが可能な移乗装置及び移乗装置の制御方法を提供することを目的としている。

本発明にかかる被介護者を移乗する移乗装置は、支持部と、一端が前記支持部に対して傾動可能に取り付けられた支柱と、前記支柱の他端に取り付けられた前記被介護者を保持する身体保持具と、前記支柱を駆動する駆動手段と、前記駆動手段に働くトルクを測定するトルク測定手段と、前記駆動手段を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記移乗動作の開始時に測定された前記トルクの値に基づき、前記駆動手段の駆動を停止する。

また、本発明にかかる、支持部と、一端が前記支持部に対して傾動可能に取り付けられた支柱と、前記支柱の他端に取り付けられた前記被介護者を保持する身体保持具と、前記支柱を駆動する駆動手段と、前記駆動手段に働くトルクを測定するトルク測定手段と、を備えた、被介護者を移乗する移乗装置の制御方法は、前記移乗動作の開始時に前記駆動手段に働くトルクを測定する工程と、前記トルクの値に基づき前記駆動手段を停止する工程と、を有する。

本発明により、移乗動作中に移乗装置が停止することを防止することが可能な移乗装置及び移乗装置の制御方法を提供することができる。

実施の形態にかかる移乗装置を示す図である。（ａ）は移乗開始時を示す図、（ｂ）は移乗途中を示す図である。 実施の形態にかかる移乗装置の制御手段を説明するための図である。 実施の形態にかかる移乗装置の動作を説明するためのフローチャートである。 実施の形態にかかる移乗装置のトルク測定を説明するための図である。（ａ）は支柱１３がθ_１度傾いている場合、（ｂ）は支柱１３が水平である場合を示す。 実施の形態にかかる移乗装置の支柱と連結部の他の構成例を示す図である。 実施の形態にかかる移乗装置の各連結部におけるトルクの変化を示す図である。 移乗動作パターン毎に作成した、荷重に対する連結部の動作可否を示すテーブルである。 実施の形態にかかる移乗装置の動作を説明するためのフローチャートである（図７に示すテーブルを用いる場合）。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態にかかる移乗装置及び移乗装置の制御方法について説明する。図１は、本実施の形態にかかる移乗装置１０を示す図であり、移乗装置を側面視した様子を概略的に示している。図１（ａ）は、被介護者Ｐが着座物であるベッド６０に着座している状態を示す図であり、図１（ｂ）は被介護者Ｐの移乗動作を移乗装置が支援している様子を示す図である。

図１に示すように、移乗装置１０は、台座１１と、台座に対して支持された支持部１２と、一端が支持部１２に対して傾動可能に取り付けられた支柱１３と、支柱１３の他端に取り付けられた被介護者を保持する身体保持具３０と、支柱１３を傾動させる駆動手段と、駆動手段に働くトルクを測定するトルク測定手段と、駆動手段を制御するための制御手段と、を備える。

台座１１は、その底面において、略水平な床面上を移動可能とするための車輪を複数備えている。これらの車輪は、回転自由な状態と、固定した状態とを切り替えることが可能であるように構成されている。そして、被介護者が移乗動作を行う場合に、これらの車輪を固定した状態として、被介護者が移乗動作を行う際に移乗装置１０を安定させることができる。

支持部１２は、台座１１の表面上から略鉛直方向に伸びる略板状材であり、その内部に回動軸を備えることで、駆動手段により付与されたトルクにより台座１１に対して水平回転可能に構成されている。そして、身体保持具３０の水平方向についての相対的な位置を変更することができる。但し、本実施の形態においては、被介護者Ｐの移乗動作を行うために支持部１２を水平方向について回転させる必要は特にないものとし、支持部１２が水平方向に回転する状態についての説明は省略するものとする。

支柱１３は、略円柱形状の柱材である。支柱１３の一端と支持部１２の端部は連結部１４において傾動可能に連結されている。支柱１３の他端と身体保持具３０は連結部１５において傾動可能に、または固定されて連結されている。この支柱１３は、使用する被介護者Ｐの身体の大きさなどに応じてその長さを変更できるように、例えば径の異なる複数のパイプをスライド可能に嵌合させて保持する構造を備えている。

駆動手段は、支柱１３を連結部１４において傾動可能に駆動するためにトルクを付与する。駆動手段は、例えばモータで構成されており、連結部１４付近に設置されている。また、身体保持具３０が傾動可能に取り付けられている場合も、駆動手段が連結部１５付近に設置されている。

なお、本実施の形態にかかる移乗装置の支柱１３は、図５に示すように、連結部１４と連結部１５との間に、複数の傾動可能な支柱１６、１７、１８と複数の連結部１９、２０で構成されていてもよい。この支柱と連結部の数は任意に設定することができる。また、駆動手段は連結部毎に取り付けてもよい。

移乗装置の操作は、操作手段５２を用いて行なう。操作手段５２は、例えばジョイスティック５２である。このジョイスティック５２は、台座１１に設けられており、被介護者Ｐ又は外部の介護者が、当該ジョイスティック５２を手動操作すると、操作による命令が制御手段に伝達される。そして、制御手段は操作に応じた駆動信号を連結部１４に設けられた駆動手段に伝達する。駆動手段は駆動信号に基づきトルクを出力し、支柱１３を駆動する。

身体保持具３０は、被介護者Ｐがその上半身を接触させた状態で、両腕部で抱きかかえて保持できる程度の大きさの弾力性を有する部材から構成されている。

トルク測定手段は、被介護者Ｐが身体保持具３０を保持することによって支柱１３の端部（連結部１４、連結部１５）に作用するトルク（つまり、駆動手段に働くトルク）を計測する計測手段である。トルク測定手段は、例えば支柱１３の端部、すなわち支柱１３と支持台１２との連結部１４や支柱１３と身体保持具３０との連結部１５に設けられている。本実施の形態にかかる移乗装置では、図１（ａ）に示すように、被介護者Ｐをベッド６０から持ち上げる際（移乗動作開始時）に連結部１４、連結部１５に働くトルクをトルク測定手段により測定している。

トルク測定手段は、支柱１３に駆動力を付与するモータを備えている場合は、当該モータの電流値に基づいてトルクを計測することができる。また、トルク測定手段は、通例のひずみゲージなどを用いたトルクセンサであってもよい。要するに、トルクセンサは、被介護者Ｐが身体保持具３０を保持することによって前記支柱１３の端部に作用するトルクを計測することができる構成であればどのようなものでもよい。

次に、図２を用いて本実施の形態にかかる移乗装置の制御手段について説明する。
制御手段５０は、演算処理装置や所定の記憶領域を含むＥＣＵなどのコンピュータから構成されており、操作手段（ジョイスティック）５２を操作することにより得られた指令信号などに基づいて、駆動手段に対して、トルクを出力する制御を行うための信号を送信する。

また、本実施の形態にかかる移乗装置の制御手段５０は、トルク測定手段５１で測定されたトルクの値に基づき、駆動手段５３の駆動を停止（ロック）する機能を有する。
つまり、背景技術にかかる移乗装置では、耐荷重の閾値が分らないため、それを超える負荷がかけられた場合、停止してしまうという問題があった。また、移乗装置は支柱の状態により各連結部にかかる負荷が異なるため、最初は被介護者を持ち上げることができても、移乗動作の途中で負荷が増大し停止する可能性がある。このように、移乗動作の途中で移乗装置の動作が停止すると、被介護者の体に負担がかかる。

そこで本実施の形態にかかる移乗装置では、被介護者を移乗する前に被介護者の荷重により発生する、支柱１３の端部（連結部１４、連結部１５）に作用するトルクを測定し、当該トルクの値に基づき駆動手段５３の駆動を停止している。このように、トルク測定手段５１でトルクを測定し、当該トルクの値が一般的な移乗操作をする際にトルクオーバーとなる場合、駆動手段５３の駆動を停止することができるので、移乗動作中に移乗装置が停止することを防止することができる。この時、制御手段５０は、測定したトルクの値に基づいて被介護者の荷重（体重）を求めて、当該荷重に基づいて駆動手段を停止してもよい。

図３は本実施の形態にかかる移乗装置の動作を説明するためのフローチャートである。まず、被介護者が身体保持具３０に保持されることで、移乗装置に荷重がかかる（Ｓ１）。そして、トルク測定手段５１は被介護者の荷重により発生したトルクの値を測定し、当該測定結果を制御手段５０に送信する（Ｓ２）。制御手段５０は、一般的な移乗操作を想定して、各駆動手段の中にトルクオーバーとなるものがあるか否かを判断する。このとき、制御手段５０は、測定したトルクの値に基づいて被介護者の荷重を求めて、当該荷重に基づいてトルクオーバーとなるか否かを判断してもよい（Ｓ３）。トルクオーバーとなる駆動手段がなく、移乗可能であると判断した場合は、移乗操作を許可する（Ｓ４）。一方、トルクオーバーとなる駆動手段があるため、移乗不可能であると判断した場合は、移乗操作を禁止する（Ｓ５）。

また、制御手段５０は、トルク測定手段で測定したトルクの値から被介護者の荷重を算出し、当該荷重と移乗動作のパターンに基づいて、駆動手段に作用するトルクの値を予測することができる。例えば、図４に示すように、支柱１３の傾斜角度の範囲が、０度（図４（ｂ）の場合）からθ_１度（図４（ａ）の場合）である場合、制御手段５０は、移乗装置にかかる荷重を用いて、支柱１３の傾斜角度毎にトルクの値を求めることができる。

図４に示す例では、連結部１４にかかるトルクは、被介護者と連結部１４の距離がより離れている図４（ｂ）の場合のほうが大きい。この場合、制御手段は、支柱１３の傾斜角度が０度のときに連結部１４にかかるトルクの値と、支柱１３を駆動する駆動手段の最大トルク（最大出力）を比較し、移乗動作の可否を判断することができる。

また、本実施の形態にかかる移乗装置は、例えば図５に示すように、連結部１４と連結部１５の間に、複数の傾動可能な支柱１６、１７、１８と複数の連結部１９、２０を有していてもよい。この場合も上記と同様に、各連結部１４、１５、１９、２０に作用するトルクの値に基づいて移乗装置を停止することができる。この場合も、制御手段５０は、測定したトルクの値に基づいて被介護者の荷重（体重）を求めて、当該荷重に基づいて駆動手段を停止してもよい。各連結部１４、１５、１９、２０におけるトルクの値は、各連結部に設けられたトルク測定手段により測定することができる。

図６は本実施の形態にかかる移乗装置の、ある移乗動作パターンにおける各連結部のトルクを示す図である。図６に示すように、各連結部にかかるトルクの値は移乗動作と共に変化している。図６に示す例では、太線で示した連結部の移乗動作パターンがトルクオーバーとなっている。本実施の形態にかかる移乗装置では、移乗装置の移乗動作パターンと被介護者の荷重に基づき図６に示すような各連結部におけるトルクの値の求め、トルクオーバーとなる連結部がある場合は、移乗動作を停止することができる。

また、本実施の形態にかかる移乗装置では、例えば図７に示すような、各荷重に対して各連結部の駆動手段がトルクオーバーとなるか否かを示すテーブルを移乗動作パターン毎に作成し、当該テーブルを用いて移乗動作の可否を判断してもよい。

図７を用いて説明すると、例えば体重が６０ｋｇの被介護者を移乗動作パターン１で移乗する場合、連結部Ａ、Ｂ、Ｃの全ての駆動手段がトルクオーバーとならないため、制御手段は移乗動作が可能であると判断することができる。また、例えば、体重が９０ｋｇの被介護者を移乗動作パターン１で移乗する場合、連結部Ａ、Ｂ、Ｃのうち連結部Ｃの駆動手段がトルクオーバーとなるため、制御手段は移乗動作が不可であると判断することができる。このとき、被介護者の荷重（体重）は、上述したように、各連結部にかかるトルクの値から求めることができる。このテーブルは、例えば制御手段のメモリ等に予め格納しておく。また、例えば移乗装置を操作する人が入力装置を用いて移乗動作パターンを入力することで、制御手段に移乗動作パターンを認識させることができる。

図８はこのようなテーブルを用いた場合の移乗装置の動作を説明するためのフローチャートである。まず、被介護者が身体保持具３０に保持されることで、移乗装置に荷重がかかる（Ｓ１１）。そして、トルク測定手段５１は被介護者の荷重により発生したトルクの値を測定し、当該測定結果を制御手段５０に送信する（Ｓ１２）。制御手段５０は、トルク測定手段で求めたトルクの値に基づいて被介護者の荷重を算出する（Ｓ１３）。そして、制御手段５０は、選択された移乗動作パターンのテーブルとＳ１３で求めた被介護者の荷重に基づいて、移乗動作可能であるか判断する（Ｓ１４、Ｓ１５）。移乗動作可能であると判断した場合は、移乗操作を許可する（Ｓ１６）。一方、移乗動作不可であると判断した場合は、移乗操作を禁止する（Ｓ１７）。

また、本実施の形態にかかる移乗装置は、移乗動作を停止することを知らせる報知手段５４を備えていてもよい。報知手段５４は、例えばブザーなどである。報知手段５４は、制御手段がトルクオーバーであると判断し、駆動手段を停止している間の一定期間、動作するようにしてもよい。また、報知手段５４が動作している最中に、被介護者の荷重が移乗装置から除かれた場合は、報知手段５４の動作を停止してもよい。

次に本実施の形態にかかる移乗装置の制御方法について説明する。
本実施の形態にかかる、支持部と、一端が支持部に対して傾動可能に取り付けられた支柱と、支柱の他端に取り付けられた被介護者を保持する身体保持具と、支柱を傾動させる駆動手段と、駆動手段に働くトルクを測定するトルク測定手段と、を備えた、被介護者を移乗する移乗装置の制御方法は、移乗動作の開始時に駆動手段に働くトルクを測定する工程と、トルクの値に基づき駆動手段を停止する工程と、を有する。

また、上記工程に加えて、移乗動作の開始時に測定されたトルクの値に基づき駆動手段にかかる負荷を算出する工程と、負荷が所定の値以上の場合に駆動手段の駆動を停止する工程と、を有していてもよい。

また、移乗動作の開始時に測定されたトルクの値から被介護者の荷重を算出する工程と、当該荷重と移乗動作のパターンに基づき駆動手段を停止する工程と、を有していてもよい。
また、被介護者の各荷重に対して各連結部がトルクオーバーとなるか否かを示すテーブルを用いて移乗動作の可否を判断する工程を有していてもよい。
また、駆動手段の駆動を停止することを報知する工程を有してもよい。

以上で説明した本実施の形態にかかる移乗装置及び移乗装置の制御方法では、トルク測定手段でトルクを測定し、当該トルクの値が、一般的な移乗操作を想定して、駆動手段で駆動することができないトルクの値（トルクオーバー）である場合、駆動手段の駆動を停止することができるので、移乗動作中に移乗装置が停止することを防止することができる。

以上、本発明を上記実施の形態に即して説明したが、上記実施の形態の構成にのみ限定されるものではなく、本願特許請求の範囲の請求項の発明の範囲内で当業者であればなし得るであろう各種変形、修正、組み合わせを含むことは勿論である。

１０ 移乗装置
１１ 台座
１２ 支持部
１３、１６、１７、１８ 支柱
１４、１５、１９、２０ 連結部
３０ 身体保持具
５０ 制御手段
５１ トルク測定手段
５２ 操作手段
５３ 駆動手段
５４ 報知手段
６０ ベッド

Claims (12)

1. 被介護者を移乗する移乗装置であって、
   支持部と、一端が前記支持部に対して傾動可能に取り付けられた支柱と、前記支柱の他端に取り付けられた前記被介護者を保持する身体保持具と、前記支柱を駆動する駆動手段と、前記駆動手段に働くトルクを測定するトルク測定手段と、前記駆動手段を制御する制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記移乗動作の開始時に測定された前記トルクの値に基づき、前記駆動手段の駆動を停止する、移乗装置。
2. 前記制御手段は、前記移乗動作の開始時に測定された前記トルクの値に基づき前記駆動手段にかかる負荷を算出し、当該負荷が所定の値以上の場合に前記駆動手段の駆動を停止する、請求項１に記載の移乗装置。
3. 前記制御手段は、前記移乗動作の開始時に測定された前記トルクの値から前記被介護者の荷重を算出し、当該荷重と移乗動作のパターンに基づき前記駆動手段の駆動を停止する、請求項１または２に記載の移乗装置。
4. 前記支柱は複数の連結部と当該連結部に設けられた複数の駆動手段を有する、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の移乗装置。
5. 前記駆動手段はモータであり、前記トルク測定手段は前記モータから出力される電流値を測定することで前記トルクを測定する、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の移乗装置。
6. 前記制御手段は、前記被介護者の各荷重に対して各連結部の前記駆動手段がトルクオーバーとなるか否かを示すテーブルを前記移乗動作パターン毎に作成し、当該テーブルを用いて移乗動作の可否を判断する、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の移乗装置。
7. 前記駆動手段の駆動を停止することを報知する報知手段を有する、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の移乗装置。
8. 支持部と、一端が前記支持部に対して傾動可能に取り付けられた支柱と、前記支柱の他端に取り付けられた被介護者を保持する身体保持具と、前記支柱を駆動する駆動手段と、前記駆動手段に働くトルクを測定するトルク測定手段と、を備えた、被介護者を移乗する移乗装置の制御方法であって、
   前記移乗動作の開始時に前記駆動手段に働くトルクを測定する工程と、
   前記トルクの値に基づき前記駆動手段を停止する工程と、を有する移乗装置の制御方法。
9. 前記移乗動作の開始時に測定された前記トルクの値に基づき前記駆動手段にかかる負荷を算出する工程と、
   前記負荷が所定の値以上の場合に前記駆動手段の駆動を停止する工程と、を有する請求項８に記載の移乗装置の制御方法。
10. 前記移乗動作の開始時に測定された前記トルクの値から前記被介護者の荷重を算出する工程と、当該荷重と移乗動作のパターンに基づき前記駆動手段を停止する工程と、を有する請求項８または９に記載の移乗装置の制御方法。
11. 前記被介護者の各荷重に対して各連結部の前記駆動手段がトルクオーバーとなるか否かを示すテーブルを用いて移乗動作の可否を判断する工程を有する、請求項８乃至１０のいずれか一項に記載の移乗装置の制御方法。
12. 前記駆動手段の駆動を停止することを報知する工程を有する、請求項８乃至１１のいずれか一項に記載の移乗装置の制御方法。

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