JP2014184528A - 移乗支援装置 - Google Patents

Abstract

【課題】操作箇所を低減し、操作手順を簡素化すること。
【解決手段】移乗支援装置は、本体部１１と、本体部１１に連結し、第１の操作部１２１を有する第１のアーム部１２と、本体部１１に連結し、第２の操作部１３１を有する第２のアーム部１３と、車輪１４と、を備える。第１及び前記第２の操作部１２１、１３１の両方が操作された場合には、車輪１４が高速で駆動する第１の動作モードにより動作し、第１又は前記第２の操作部１２１、１３１のいずれか一方が操作された場合には、車輪１４が第１の動作モードに比べて低速で駆動する第２の動作モードにより動作する。
【選択図】図２

Description

本発明は、移乗支援装置に関する。

近年、人を把持して移動させる介護支援用の移乗支援装置（以下、ロボット）の開発が進められている。特に介護支援用のロボットは、被介護者を移乗させる場合には、ロボット本体の被介護者に対する接近位置の微調整や、アーム位置の微調整が可能であることが求められる。またロボットは、収納場所から使用場所まで移動する場合や、移乗した介護者を移動させる場合には、比較的早い速度で移動することが求められる。

図１０は、関連するロボットの一例である。関連するロボット５は、本体部５１と、ロボットの左側に設けられた第１のアーム部５２と、右側に設けられた第２のアーム部５３を備える。

第１のアーム部５２は、第１の操作部５２１と、第２の操作部５２２を有する。第１の操作部５２１は、人による操作に基づき、ロボットを高速移動させる第１の動作モードによりロボットを動作させる。第２の操作部５２２では、人による操作に基づき、ロボットを精密に動作させる第２の動作モードにより、ロボットを動作させる。

第２のアーム部５３は、第３の操作部５３１と、第４の操作部５３２を有する。第３の操作部５３１は、人による操作に基づき、ロボットを高速移動させる第１の動作モードによりロボットを動作させる。第４の操作部５３２は、人による操作に基づき、ロボットを精密に動作させる第２の動作モードにより、ロボットを動作させる。

また特許文献１には、操作性を向上させつつ誤操作を防止できるロボット装置及びその操作方法が開示されている。

特開２０１０−１６２６２６号公報

介護支援ロボットは、操作性がロボットの商品性を大きく左右する要素である。図１０に示した関連するロボットは、４箇所の操作部を設けることにより、高速移動を行う第１の動作モードと、精密動作を行う第２の動作モードを切り替えて動作する。このようなロボットは、操作手順が複雑であり、操作すべき箇所が一見して分からない場合がある。さらに介護ロボットは、多数のスイッチやセンサを搭載する場合には、コストの増加を招く。ロボットは、左右どちらからも操作可能であることと、複数のモードで動作可能であることが要求されており、この要件を満足するシンプルな操作系が望まれていた。

本発明にかかる移乗支援装置は、本体部と、前記本体部に連結し、第１の操作部を有する第１のアーム部と、前記本体部に連結し、第２の操作部を有する第２のアーム部と、車輪と、を備え、前記第１及び前記第２の操作部の両方が操作された場合には、前記車輪が高速で駆動する第１の動作モードにより動作し、前記第１又は前記第２の操作部のいずれか一方が操作された場合には、前記車輪が前記第１の動作モードに比べて低速で駆動する第２の動作モードにより動作する。
これにより、ロボットの左右に設けられた２つの操作部によって、移乗動作を行う際にはロボットの左右のどちらからでも操作が可能であるとともに、高速移動の操作が可能となる。

操作箇所を低減し、操作手順を簡素化できる。

実施の形態１にかかるロボットの構成図である。 実施の形態１にかかるロボットの俯瞰図および操作部の拡大図である。 実施の形態１にかかるロボットの動作モードの判定フローである。 実施の形態１にかかる第１の動作モードでの動作を示す図である。 実施の形態１にかかる第２の動作モードでの動作を示す図である。 実施の形態１にかかる第２の動作モードでの動作を示す図である。 実施の形態２にかかるロボットの俯瞰図及び操作部の拡大図である。 実施の形態３にかかるロボットの俯瞰図及び操作部の拡大図である。 実施の形態４にかかるロボットの俯瞰図及び操作部の拡大図である。 関連するロボットの俯瞰図及び操作部の拡大図である。

実施の形態１
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は、ロボット１の構成を示す図である。ロボット１は、本体部１１と、第１のアーム部１２と、第２のアーム部１３と、車輪１４を備える。

本体部１１は、ロボット１の本体部である。本体部１１には、第１のアーム部１２と、第２のアーム部１３と、車輪１４がそれぞれ連結している。また典型的には、本体部１１は、制御部１１１と、駆動部１１２を備える。図２は、ロボット１の俯瞰図と、第１のアーム部１２、第２のアーム部１３にそれぞれ設けられた、第１の操作部１２１と第２の操作部１３１の拡大図である。

制御部１１１は、後述する第１の操作部１２１と第２の操作部１３１の操作に基づいて制御信号を生成し、駆動部１１２に出力する。より具体的には、制御部１１１は、第１の操作部１２１又は第２の操作部１３１のいずれか一方が操作された場合には、第１の動作モードで駆動するよう、制御信号を生成する。制御部１１１は、第１の操作部１２１及び第２の操作部１３１の両方が操作された場合には、第２の動作モードで駆動するよう、制御信号を生成する。

ここで第１の動作モードとは、ロボット１を高速で移動させるモードである。例えば第１の動作モードは、ロボット１を保管場所から使用場所まで移動させる際や、被介護者を移乗した状態でベッドからトイレ等に搬送する場合に使用される。第１の動作モードでは、後述の第１の操作部１２１及び第２の操作部１３１の操作量に比例して、ロボット１の移動速度を決定することが望ましい。

また第２の動作モードとは、ロボット１を低速で精密動作させるモードである。例えば第２の動作モードは、被介護者をベッドでの着床状態からロボットへの移乗状態に移行する際や、ロボットへの移乗状態からトイレへの移乗状態に移行する際に、ロボット１の位置を微調整するために使用される。また例えば、第２の動作モードは、被介護者が座位であり、介護者が被介護者を片手で保持しながら、もう一方の手でロボットの操作する場合に使用される。

駆動部１１２は、制御部１１１から入力された制御信号に基づいて、車輪１４を動作させる。典型的には、駆動部１１２はモータである。

第１のアーム部１２は、本体部１１に連結している左アームである。第１のアーム部１２は、第１の操作部１２１を備える。具体的には、第１のアーム部１２は、一方の端部には第１の操作部１２１を備えており、他方の端部は本体部１１に連結している。

第１の操作部１２１は、第１のアーム部１２の先端に設けられた力覚センサである。第１の操作部１２１は、後述の第２の操作部１３１と同時に操作された場合に、ロボット１を第１の動作モードで動作させる。また第１の操作部１２１は、単独で操作された場合に、ロボット１を第２の動作モードで動作させる。

第２のアーム部１３は、本体部１１に連結している右アームである。第２のアーム部１３は、第２の操作部１３１を備える。具体的には、第２のアーム部１３は、一方の端部には第２の操作部１３１を備えており、他方の端部は本体部１１に連結している。

第２の操作部１３１は、第２のアーム部１３の先端に設けられた力覚センサである。第２の操作部１３１は、第１の操作部１２１と同時に操作された場合に、ロボット１を第１の動作モードで動作させる。また第１の操作部１２１は、単独で操作された場合に、ロボット１を第２の動作モードで動作させる。

車輪１４は、典型的には本体部１１の下部に連結して設けられている。以下では、車輪１４は本体部１１の下部において、左前方、左後方、右前方、右後方の４箇所に設けられているものとして説明する。車輪１４は、駆動部１１２が発生した駆動力に基づいて回転駆動し、ロボット１を移動させる。なお車輪１４は、第１の操作部１２１及び第２の操作部１３１の操作に応じて、ロボット１が任意の方向に自由に移動できるよう、地面に対して垂直方向を軸として、３６０°方向の変更が可能であることが望ましい。

次に、ロボット１の動作について説明する。図３は、動作モードを決定するためのフローである。

制御部１１１は、第１の操作部１２１が操作されたか否かを判定する（ステップＳ１１）。第１の操作部１２１が操作された場合には（ステップＳ１１でＹｅｓ）、ステップＳ１２に進む。第１の操作部１２１が操作されない場合には（ステップＳ１１でＮｏ）、ステップＳ１３に進む。

制御部１１１は、第２の操作部１３１が操作されたか否かを判定する（ステップＳ１２）。第２の操作部１３１が操作された場合には（ステップＳ１２でＹｅｓ）、第１の動作モードで動作するよう決定する。第２の操作部１３１が操作されない場合には（ステップＳ１２でＮｏ）、第２の動作モードで動作するよう決定する。

制御部１１１は、第２の操作部１３１が操作されたか否かを判定する（ステップＳ１３）。第２の操作部１３１が操作された場合には（ステップＳ１３でＹｅｓ）、第２の動作モードで動作するよう決定する。第２の操作部１３１が操作されない場合には（ステップＳ１３でＮｏ）、ロボット１を停止するよう決定する。

ここで図４は、第１の動作モードで移動する場合のロボット１の動作と操作部の拡大図であり、図５、図６は、第２の動作モードで移動する場合のロボット１の動作と操作部の拡大図である。

図４に示すように、第１の動作モードにおいて、第１の操作部１２１は、操作された量に応じて、左側の車輪の前後進の量を決定する。具体的には、第１の操作部１２１は、前後方向に押し込まれた強さに応じて、左前方及び左後方の車輪の駆動状態を決定する。また同様に、第２の操作部１３１は、前後方向に押し込まれた強さに応じて、右側の車輪の前後進の量を決定する。

これによりロボット１は、第１の動作モードにおいて、前進、後退、右旋回、左旋回の動作を、速度可変かつ高速に行うことができる。例えば、第１の操作部１２１と第２の操作部１３１が、それぞれ前方に強く押し込まれた場合には、ロボット１は高速で前進する。第１の操作部１２１と第２の操作部１３１が、それぞれ前方に弱く押し込まれた場合には、ロボット１は低速で前進する。第１の操作部１２１が前方に押し込まれ、第２の操作部１３１が後方に押し込まれた場合には、ロボット１は、ロボット１の中心を軸として右旋回の動作を行う。

また図５に示すように、第１の操作部１２１のみが操作される第２の動作モードにおいて、ロボット１は、第１の操作部１２１の操作に応じて移動する。より具体的には、第１の操作部１２１は、前後左右への傾き、及び、ひねりによる操作に基づいて、車輪の駆動状態を決定する。例えばロボット１は、第１の操作部１２１が、前方に押し込まれた場合には前進し、後方に押し込まれた場合には後進する。またロボット１は、第１の操作部１２１が右に押し込まれた場合には右並進し、左に押し込まれた場合には左並進する。またロボット１は、第１の操作部１２１が、右方向にひねり操作をされた場合には右旋回し、左方向にひねり操作をされた場合には左旋回する。典型的には、ロボット１は、第１の操作部１２１が押し込まれた強さによらず、低速かつ一定速度で動作する。

また図６に示すように、第２の操作部１３１のみが操作される第２の動作モードにおいて、ロボット１は、第２の操作部１３１の操作に応じて移動する。第２の操作部１３１のみが操作された場合のロボット１の動作は、第１の操作部１２１のみが操作された場合と同様であり、前進、後進、右並進、左並進、右旋回、左旋回を行う。典型的には、ロボット１は、第２の操作部１３１が押し込まれた強さによらず、低速かつ一定速度で動作する。

これによりロボット１は、操作箇所を低減し、操作手順を簡素化することができる。
具体的にはロボット１は、第１及び前記第２の操作部の両方が操作された場合には、車輪が高速で駆動する第１の動作モードにより動作し、第１又は第２の操作部のいずれか一方が操作された場合には、車輪が第１の動作モードに比べて低速で駆動する第２の動作モードにより動作する。これにより第１の動作モードでは、ロボットを直感的に動作させることができる。また第２の動作モードでは、第１又は第２の操作部のどちらか一方を操作することにより、ロボット１の位置の微調整が可能である。したがって介助者は、第１のアーム側と第２のアーム側のいずれの方向からでも、第２の動作モードで操作することができ、被介助者の移乗動作を補助することができる。

実施の形態２．
ロボット２は、本体部１１と、第１のアーム部２２と、第２のアーム部２３と、車輪１４と、を備える。以下では、実施の形態１に示したロボット１の構成物品と同一の機能を奏する構成物品については、同一の符号を付し、説明を省略する。

第１のアーム部２２は、第１の操作部２２１を備える。第２のアーム部２３は、第２の操作部２３１を備える。図７は、ロボット２の俯瞰図および各操作部の拡大図である。第１の操作部２２１は、力覚センサ２２１ａと、動作許可スイッチ２２１ｂを有する。また同様に、第２の操作部２３１は、力覚センサ２３１ａと、動作許可スイッチ２３１ｂを有する。

第１の操作部２２１及び第２の操作部２３１は、力覚センサから出力される信号が閾値を超えた場合に、それぞれの操作部において操作されたと判定する。また第１の操作部２２１及び第２の操作部２３１は、動作許可スイッチ２２１ｂ、２３１ｂを備えることにより、力覚センサのドリフトやオフセット等による誤動作、不意の接触による誤動作を防止することができる。また第１の操作部２２１及び第２の操作部２３１は、動作許可スイッチ２２１ｂ、２３１ｂの検知により、各操作部の操作の有無判断を行うことができる。

実施の形態３．
ロボット３は、本体部１１と、第１のアーム部３２と、第２のアーム部３３と、車輪１４と、を備える。以下では、実施の形態１に示したロボット１の構成物品と同一の機能を奏する構成物品については、同一の符号を付し、説明を省略する。

第１のアーム部３２は、第１の操作部３２１を備える。第２のアーム部３３は、第２の操作部３３１を備える。図８は、ロボット３の俯瞰図および各操作部の拡大図である。第１の操作部３２１は、レバー型の位置センサ３２１ａと、動作許可スイッチ３２１ｂを有する。また同様に、第２の操作部３３１は、位置センサ３３１ａと、動作許可スイッチ３３１ｂを有する。

第１の操作部３２１及び第２の操作部３３１は、位置センサから出力される信号が閾値を超えた場合に、それぞれの操作部において操作されたと判定する。また第１の操作部３２１及び第２の操作部３３１は、動作許可スイッチ３２１ｂ、３３１ｂを備えることにより、位置センサのドリフトやオフセット等による誤動作、不意の接触による誤動作を防止することができる。また第１の操作部３２１及び第２の操作部３３１は、動作許可スイッチ３２１ｂ、３３１ｂの検知により、各操作部の操作の有無判断を行うことができる。

実施の形態４．
ロボット４は、本体部１１と、第１のアーム部４２と、第２のアーム部４３と、車輪１４と、を備える。以下では、実施の形態１に示したロボット１の構成物品と同一の機能を奏する構成物品については、同一の符号を付し、説明を省略する。

第１のアーム部４２は、第１の操作部４２１を備える。第２のアーム部４３は、第２の操作部４３１を備える。図９は、ロボット４の俯瞰図および各操作部の拡大図である。第１の操作部４２１は、スイッチ４２１ａと、動作許可スイッチ４２１ｂを有する。また同様に、第２の操作部４３１は、位置センサ４３１ａと、動作許可スイッチ４３１ｂを有する。

第１の操作部４２１及び第２の操作部４３１は、スイッチの押印を検知した場合に、それぞれの操作部において操作されたと判定する。また第１の操作部４２１及び第２の操作部４３１は、動作許可スイッチ４２１ｂ、４３１ｂを備えることにより、不意の接触による誤動作を防止することができる。また第１の操作部４２１及び第２の操作部４３１は、動作許可スイッチ４２１ｂ、４３１ｂの検知により、各操作部の操作の有無判断を行うことができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば上記では、操作部において、力覚センサ、位置センサ、スイッチを用いるものとして説明したが、他のセンサ類を用いても良い。

１〜５ ロボット
１１ 本体部
１１１ 制御部
１１２ 駆動部
１２ 第１のアーム部
１２１ 第１の操作部
１３ 第２のアーム部
１３１ 第２の操作部
１４ 車輪
２２ 第１のアーム部
２２１ 第１の操作部
２２１ａ 力覚センサ
２２１ｂ 動作許可スイッチ
２３ 第２のアーム部
２３１ 第２の操作部
２３１ａ 力覚センサ
２３１ｂ 動作許可スイッチ
３２ 第１のアーム部
３２１ 第１の操作部
３２１ａ 位置センサ
３２１ｂ 動作許可スイッチ
３３ 第２のアーム部
３３１ 第２の操作部
３３１ａ 位置センサ
３３１ｂ 動作許可スイッチ
４２ 第１のアーム部
４２１ 第１の操作部
４２１ａ スイッチ
４２１ｂ 動作許可スイッチ
４３ 第２のアーム部
４３１ 第２の操作部
４３１ａ 位置センサ
４３１ｂ 動作許可スイッチ
５１ 本体部
５２ 第１のアーム部
５３ 第２のアーム部
５２１ 第１の操作部
５２２ 第２の操作部
５３１ 第３の操作部
５３２ 第４の操作部

Claims (1)

1. 本体部と、
   前記本体部に連結し、第１の操作部を有する第１のアーム部と、
   前記本体部に連結し、第２の操作部を有する第２のアーム部と、
   車輪と、を備え、
   前記第１及び前記第２の操作部の両方が操作された場合には、前記車輪が高速で駆動する第１の動作モードにより動作し、
   前記第１又は前記第２の操作部のいずれか一方が操作された場合には、前記車輪が前記第１の動作モードに比べて低速で駆動する第２の動作モードにより動作する、
   移乗支援装置。

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