JP2018051101A - 移動補助装置 - Google Patents

Abstract

【課題】利用者が座位姿勢から立位姿勢へ容易かつ安全に移行できるように補助する移動補助装置を提供する。【解決手段】移動補助装置（１）は、利用者が着座可能なシート部（２０）と、シート部（２０）を上昇及び下降させ得る第一アクチュエータ（２８）と、シート部（２０）を回動させて、シート部（２０）を後端から前端に向けて下り傾斜させつつ前上方に変位させ得る第二アクチュエータ（２９）と、利用者の膝を前方から支えるために当該シート部２０よりも前方に設けられた膝当部（２２）と、を備えており、当該シート部（２０）は、膝当部（２２）よりも後方かつシート部（２０）の前縁よりも前方に位置する回動軸（３３）を中心に回動する。【選択図】図６

Description

本発明は、車椅子などのような利用者の移動を補助する移動補助装置に関する。

足腰の弱った老人や肢体が不自由な人などの移動を補助する手段として、車椅子が多く利用されている。車椅子の中には、電気で車輪を駆動する電動車椅子もある。
特許文献１には、移乗時に後方が開放されており利用者が後方又は側方から着座可能となっている移乗・移動装置が提案されている。これによれば、利用者は、ベッドや便座に着座した状態から体の向きを変えることなくそのまま後方より跨ぐようにして当該装置に容易に移乗することができ、介護者への負担も軽減することができる。
特許文献２には、ユーザが関心のある物に近づきそれを容易に入手することができるようにする起立補助車椅子が提案されている。この車椅子では、シートとバックレストとフットレストを有する起立補助フレームがリフト装置により上方に持ちあげられると共に前方に移動し、シートの前縁部が、起立する際にシートが回転する軸からその前縁部の距離だけ前方に位置することで、ユーザがその距離だけ前方に移動できるようにしている。

特許第５５６３５７０号 特許第４２０２９１６号

しかしながら、上述のような提案手法では、座位姿勢から立位姿勢への移行の補助に関して改善の余地を残している。例えば、特許文献２の手法では、利用者が起立姿勢をとる際に、シート等に後方から押され脚自体が前方に移動することになるため、足腰の弱い利用者にとって負担が大きく、不安定となる可能性がある。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、利用者が座位姿勢から立位姿勢へ容易かつ安全に移行できるように補助する移動補助装置を提供する。

本発明の一側面に係る移動補助装置は、上述した課題を解決するために、以下の構成を採用する。即ち、当該一側面に係る移動補助装置は、利用者が着座可能なシート部と、このシート部を上昇及び下降させ得る第一アクチュエータと、そのシート部を回動させて、そのシート部を後端から前端に向けて下り傾斜させつつ前上方に変位させ得る第二アクチュエータと、利用者の膝を前方から支えるために当該シート部よりも前方に設けられた膝当部と、を備えており、当該シート部は、膝当部よりも後方かつシート部の前縁よりも前方に位置する回動軸を中心に回動する。

上述の記載「前端」、「後端」、「前上方」、「前縁」、「前方」、及び「後方」において示されている「前」の方向は、本移動補助装置に適切な姿勢で搭乗した（シート部に着座した）利用者の背中側から腹側への方向を意味し、「後ろ」の方向は、その利用者の腹側から背中側への方向を意味する。

上記一側面によれば、利用者が着座した状態でシート部を上昇及び回動させることにより、利用者の座位姿勢から立位姿勢への移行が補助される。このとき、シート部は、膝当部よりも後方かつシート部の前縁よりも前方の位置、即ち利用者の膝に近い位置に存在する回動軸を中心に回動する。これにより、立位姿勢への移行にあたり、利用者の膝や足首などへ掛かる負担を最小限にすることができ、足腰に不安のある利用者であっても、容易かつ安全に立位姿勢へ移行することができる。
従って、本発明によれば、利用者が座位姿勢から立位姿勢へ容易かつ安全に移行できるように補助する移動補助装置を提供することができる。

本実施形態に係る移乗移動ロボットの主な構造の斜視図である。 本実施形態に係る移乗移動ロボットの主な構造の平面図である。 移乗補助モードにおける本実施形態に係る移乗移動ロボットの主な構造の左側面図である。 移動補助モードにおける本実施形態に係る移乗移動ロボットの主な構造の左側面図である。 姿勢移行補助モードにおける本実施形態に係る移乗移動ロボットの主な構造の左側面図である。 立位補助モードにおける本実施形態に係る移乗移動ロボットの主な構造の左側面図である。 本実施形態におけるシート部の拡大斜視図である。 実施例におけるシート部及び足置部の変位位置を示す概念図である。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。以下に挙げる実施形態は例示であり、本発明は以下の実施形態の構成に限定されない。

図１は、本実施形態に係る移乗移動ロボット１の主な構造の斜視図であり、図２は、本実施形態に係る移乗移動ロボット１の主な構造の平面図である。
本実施形態に係る移乗移動ロボット１は、利用者が車椅子、椅子、ベッドなどから移乗でき、利用者の少なくとも移動を補助する。このため、移乗移動ロボット１は、移動補助装置と呼ぶこともできる。なお、以降、本実施形態に係る移乗移動ロボット１を単にロボット１と略称する場合もある。
また、以下の説明において指し示す前後方向、左右方向、及び上下方向は、移動ロボット１に適切な姿勢で搭乗した（シート部に着座した）利用者を中心に設定された方向である。即ち、図２において、紙面上方が前方、紙面下方が後方、紙面左方向が左方向、紙面右方向が右方向となる。

本実施形態に係るロボット１は、骨格をなすパイプフレーム２と、パイプフレーム２を支持する複数の車輪とを有する。
パイプフレーム２は、平面視において、後方が開放された略Ｅ字形状を有しており、両サイドの略平行に対向する側方フレーム部と、側方フレーム間に略平行に介在する中心フレーム部と、二つの側方フレーム部及び中心フレーム部を前方で連結する前方フレーム部とから形成されている。
パイプフレーム２の各側方フレーム部には、前方及び後方に自在輪４及び５がそれぞれ設けられており、前後方向の中央に駆動輪３がそれぞれ設けられている。更に、パイプフレーム２の中心フレーム部には後方に自在輪６が設けられている。
即ち、ロボット１は、前方の左右両サイドに設けられた一対の自在輪４と、後方の左右両サイドに設けられた一対の自在輪５と、後方の左右方向の中央に設けられた自在輪６と、前後方向の中央の両サイドに設けられた一対の駆動輪３とを有し、これら複数の車輪がパイプフレーム２を支持し、パイプフレーム２を路上から離間させている。

自在輪４、５及び６は、路面上を全方向に回転自在に設けられた非駆動輪である。自在輪４及び５は、上述したように、パイプフレーム２の各側方フレームの前方及び後方にそれぞれ設けられている。自在輪６は、パイプフレーム２の中心フレーム部の後方に連結されるシート支持台１２の底面に設けられており、パイプフレーム２と共にシート支持台１２を底部から支持する。
駆動輪３は、自在輪４、５及び６よりも大径に形成されており、その向きが前後方向に固定されている。駆動輪３は、伝達ベルト１６により走行モータ１５からの回転動力が伝達され、駆動される。具体的には、駆動輪３のホイールにはフランジで駆動プーリ１８が固定されており、走行モータ１５の出力シャフトには出力プーリ１７が設けられており、出力プーリ１７及び駆動プーリ１８に架け渡されている伝達ベルト１６により走行モータ１５の回転動力が駆動輪３に伝達される。

駆動輪３の動力源となる車輪駆動用のアクチュエータとして、ロボット１は、走行モータ１５を更に有している。走行モータ１５は、左右の各駆動輪３について一つずつ設けられており、バッテリ（図示せず）に蓄電された電力により動作する。
また、本実施形態における走行モータ１５には、正逆回転可能なモータが採用されており、回転速度及び回転方向が各走行モータ１５について個々に独立制御される。これにより、左右の駆動輪３の回転速度の差により、ロボット１は、右折又は左折をすることができ、更に、駆動輪３の回転方向の違いにより右旋回又は左旋回可能である。

更に、ロボット１は、利用者の身体を支える構成として、シート部２０、足置部２１、膝当部２２、肘当部２３、腹当部２４、胸当部２５、脚補助バー５９などを有する。
シート部２０は、利用者が着座可能な座面を有し、後方からの移乗を可能とするため背もたれ（バックシート）などを有さない後方開放型となっている。
更に、シート部２０は、電動で上昇及び下降、並びに前後方向に回動可能に形成されている。シート部２０は、回動することにより、後端から前端に向けて下り傾斜した状態で前上方に変位する。シート部２０は、上昇及び下降する際には、その座面上に利用者が着座可能となっており、座位姿勢の利用者の臀部及び太腿を下支えする。一方で、回動後のシート部２０は、その座面により立位姿勢の利用者の腰から臀部にかけて後方から支える。
シート部２０の座面の具体的形状及びシート部２０の変位を実現する構成については後述する。

足置部２１は、ロボット１に搭乗している利用者の足が置かれるフットレストである。足置部２１は、シート部２０の前縁よりも前方かつパイプフレーム２の両側方フレーム及び前方フレームの内側において、パイプフレーム２の中心フレーム部を跨ぐように形成された底板部を含む。このため、足置部２１は、左右方向の中央において上方に突起した凸部を有しており、その凸部でパイプフレーム２の中心フレーム部を跨いでいる。
更に、足置部２１は、シート部２０と連動して上昇及び下降可能に形成されており、その底板部の底面が路面に当接する位置まで下降可能に形成されている。足置部２１の底板部の底面が路面に接することで、ロボット１の機体を安定させることができる。以降、足置部２１の底板部の底面を足置部２１の底面と略称する場合もある。

膝当部２２は、利用者の膝を前方から支えるためにシート部２０の前縁よりも前方に設けられている。具体的には、膝当部２２は、左右に二つ、足置部２１の上方に設けられており、利用者の少なくとも膝蓋骨の下を前方から支持可能となるように後ろ向きの膝当面を有している。
また、二つの膝当部２２はそれぞれ足置部２１で支持されており、足置部２１と共に上昇及び下降するよう形成されている。これにより、膝当部２２は、足置部２１が上昇及び下降したとしても、利用者の膝に追従して変位する。

肘当部２３は、シート部２０を挟んで左右両側に一つずつ設けられている。具体的には、左右の肘当部２３の各々は、パイプフレーム２の各側方フレームの上方にそれぞれ設けられており、各側方フレームに支持されている。また、各肘当部２３は、シート部２０との間に間隙をおいて配置されており、この間隙を利用して利用者は後方から移乗することができる。
また、肘当部２３は、略水平で前後方向に延びる略長方形状の上面（肘当面）を有し、その上面により利用者の肘を下方から支える。このため、肘当部２３は、少なくとも肘当面がクッション性を有するような素材で形成されている。また、肘当部２３は、肘当面の高さ位置を手動で調整可能に形成されており、その高さ位置は利用者の体格に応じて調整される。

腹当部２４は、左右方向の中央に設けられており、利用者の腹を前方から支える。腹当部２４は、後ろ向きの腹当面を有しており、少なくとも腹当面がクッション性を有するような素材で形成されている。
胸当部２５は、左右方向の中央かつ腹当部２４よりも上方に設けられており、利用者の胸を前方から支える。胸当部２５は、後ろ向きの胸当面を有しており、少なくとも胸当面がクッション性を有するような素材で形成されている。
脚補助バー５９は、平面視においてシート部２０と左右の肘当部２３との間にそれぞれ一つずつ設けられており、利用者の両脚を左右外側から支える。言い換えれば、各脚補助バー５９は、左右方向に所定間隔空けた位置に配置されており、腹当部２４よりも下方の位置から後下方に延設されている。肢体不自由な利用者は、座位姿勢から立位姿勢への移行時又は立位姿勢時に不安定となり、不意に脚の外旋又は外転を引き起こす場合がある。本実施形態によれば、利用者は、左右の脚補助バー５９の間に両脚を入れた状態でロボット１に搭乗することで、両脚が不意に外旋又は外転するのを防ぐことができる。結果、利用者は、安全に立位姿勢へ移行しかつ立位姿勢を保持することができる。また、脚補助バー５９間の間隔が調整可能となるような調整手段が設けられていてもよい。

胸当部２５、腹当部２４、及び脚補助バー５９は、一体的に、シート部２０と連動して上昇及び下降可能となっていると共に、胸当面又は腹当面からの利用者の荷重に応じて、同一軸を中心に前後方向に回動可能となっている。これにより、胸当部２５、腹当部２４、及び脚補助バー５９は、シート部２０の回動により利用者が立位姿勢に移行する際に、利用者の胸、腹、及び両脚を支えながら、利用者からの荷重により回動し、利用者の胸、腹、及び両脚に追従する。なお、胸当部２５、腹当部２４、及び脚補助バー５９のこのような変位を実現する構成については後述する。

シート部２０、足置部２１、膝当部２２、腹当部２４、胸当部２５、脚補助バー５９などの上述のような変位により、ロボット１は、次のような少なくとも４つの補助モードを実現することができる。このような補助モードには、利用者がロボット１へ移乗するのを補助する移乗補助モード、利用者の移動を補助する移動補助モード、利用者の座位姿勢から立位姿勢への移行を補助する姿勢移行補助モード、及び、利用者の立位姿勢を補助する立位補助モードが含まれる。

以下、各補助モードに対応するロボット１の形態と共に、上述のシート部２０などの変位を実現する構成について図３、図４、図５、及び図６を用いて説明する。図３は、移乗補助モードにおける本実施形態に係るロボット１の主な構造の左側面図である。図４は、移動補助モードにおける本実施形態に係るロボット１の主な構造の左側面図である。図５は、姿勢移行補助モードにおける本実施形態に係るロボット１の主な構造の左側面図である。図６は、立位補助モードにおける本実施形態に係るロボット１の主な構造の左側面図である。

シート部２０は、図３、図４、及び図５に示されるように、電動で上昇及び下降可能に形成されており、ロボット１は、シート部２０の上昇及び下降を実現する駆動装置として第一アクチュエータ２８を更に備えている。
第一アクチュエータ２８は、電力で動作し、モータの回転運動を直線運動に変換することにより伸縮部を上下方向に伸縮させることができる駆動装置である。第一アクチュエータ２８は、シート支持台１２上に設けられており、シート部２０を間接的に下方から伸縮部の上面で押し引きする。これにより、第一アクチュエータ２８がその伸縮部を上下方向に伸縮させることで、シート部２０が上昇及び下降することになる。但し、第一アクチュエータ２８の動力源は電力でなくてもよく、油圧、空気圧などでもよい。
以降、第一アクチュエータ２８からの動力により上昇又は下降可能であり、その座面が利用者により着座可能な状態となっているシート部２０の状態を水平状態と表記する。

更に、シート部２０は、図６に示されるように、前後方向に回動可能に形成されており、ロボット１は、シート部２０の回動を実現する駆動装置として、第二アクチュエータ２９を更に備えている。即ち、第二アクチュエータ２９は、シート部２０を回動させて、シート部２０を後端から前端に向けて下り傾斜させつつ前上方に変位させることができる。
第二アクチュエータ２９も、第一アクチュエータ２８と同様の駆動装置である。但し、第一アクチュエータ２８が、利用者が着座しているシート部２０を上昇又は下降させる必要があるのに対して、第二アクチュエータ２９は、座位から立位へ移行する利用者の腰から臀部にかけて後方から支えながらシート部２０を回動させればよいため、第一アクチュエータ２８よりも小出力の駆動装置であればよい。第二アクチュエータ２９は、第一アクチュエータ２８と同じ駆動装置であってもよいし、異種の駆動装置であってもよい。本実施形態における第二アクチュエータ２９は、ロッドの出し引きにより動力を出力する。

シート部２０の変位を可能とする構造として、ロボット１は、支持アーム３０、シート接続アーム３１、シート連結部３２、第一回動リンク３６、第二回動リンク３７、シート支持プレート４０、シート支柱４１及び４２、支柱支持部４３及び４４、支持アーム接続部４５、プレート支持部４６などを有している。

シート接続アーム３１は、一端側でシート部２０に接続されており、シート部２０から前方に延設されている。本実施形態では、シート接続アーム３１は、細長い二枚の板状部材が相互に一主面を並行に対向させた形状を有する。そして、シート接続アーム３１は、一端側でシート部２０に内装されているシート内プレート（図示せず）と固着されており、前後方向に回動可能な状態で他端側でシート連結部３２と連結されている。

シート連結部３２は、支持アーム３０上における膝当部２２よりも後方かつシート部２０の前縁よりも前方に設けられている。シート連結部３２は、シート連結軸３３を含み、このシート連結軸３３を中心にシート接続アーム３１が前後方向に回動可能となるように、シート接続アーム３１と連結している。つまり、シート部２０は、膝当部２２よりも後方かつシート部２０の前縁よりも前方に位置する回動軸（シート連結軸３３）を中心に回動する。これにより、シート部２０は、利用者の膝に近い位置を軸にして回動することになるため、シート部２０の座面を人間の自然な立ち上がりの臀部軌道に近い軌道で回動させることができる。更に言えば、本実施形態では、シート連結軸３３は、膝当部２２よりも後方かつシート部２０の前縁よりも前方であって、シート部２０の前縁よりも膝当部２２に近い位置に設けられている。結果として、立位姿勢への移行にあたり、利用者の膝や足首などへ掛かる負担を最小限にすることができ、足腰に不安のある利用者であっても、容易かつ安全に立位姿勢へ移行することができる。

支持アーム３０は、ロボット１の機体の左右方向の中央において、シート部２０の前縁より前方から前方向に延設されている、断面形状が方形の棒状部材である。支持アーム３０には、上述のシート連結部３２と、シート連結部３２よりも前方に後述の胸当連結部５０が設けられている。支持アーム３０は、プレート支持部４６を介してシート支持プレート４０に固定されている。

プレート支持部４６は、支持アーム３０をシート支持プレート４０の下面側に固定させるための部材であり、細長い二枚の板状部材が相互に一主面を並行に対向させた形状を有している。プレート支持部４６の各板状部材は、支持アーム３０におけるシート連結部３２が設けられている箇所よりも後方の左側面又は右側面にそれぞれ連結されており、支持アーム３０から後方にそれぞれ延設されている。プレート支持部４６は、その大部分においてシート支持プレート４０の下面に固着されており、その一部が第一アクチュエータ２８の伸縮部の上面と当接する位置に設けられている。このため、シート部２０は、少なくともシート支持プレート４０及びプレート支持部４６を介して第一アクチュエータ２８の動力を受け、上昇及び下降することになる。
また、プレート支持部４６は、支持アーム接続部４５を介して支柱支持部４３及び４４と接続されている。

シート支持プレート４０は、水平状態のシート部２０を底面側から支持する板状部材であり、複数本のシート支柱（４１及び４２のみが図示されている）により下面側から支持されている。
シート支柱４１及び４２は、シート支持プレート４０と支柱支持部４３及び４４との間に介設されており、上端でシート支持プレート４０を支持し、下端で支柱支持部４３及び４４に支持されている。
支柱支持部４３及び４４は、シート支柱４１又は４２を下方から支持する。支柱支持部４３及び４４は、第一アクチュエータ２８の側面周囲を跨いで相互に連結されると共に、支持アーム接続部４５を介してプレート支持部４６と接続されている。このため、支柱支持部４３及び４４は、第一アクチュエータ２８の側周面に沿って、プレート支持部４６と一体的に上昇及び下降する。
また、支柱支持部４３は、第二アクチュエータ２９を下方で支持している。第二アクチュエータ２９は、回動可能な状態でその下端部で支柱支持部４３に支持されている。これにより、第二アクチュエータ２９は、プレート支持部４６及び支柱支持部４３と一体的に上昇及び下降する。

第一回動リンク３６及び第二回動リンク３７は、第二アクチュエータ２９の動力をシート接続アーム３１に伝達してシート接続アーム３１をシート連結軸３３周りに回動させるリンク機構である。
第一回動リンク３６は、細長い二枚の板状部材が相互に一主面を並行に対向させた形状を有している。第一回動リンク３６は、一端側において第二アクチュエータ２９のロッドの先端を挟み、回動可能な状態でそのロッドに連結されている。また、第一回動リンク３６は、他端側において回動可能な状態でプレート支持部４６と連結されている。
第二回動リンク３７は、断面形状が方形状の棒状部材であり、一端側において回動可能に第一回動リンク３６と連結されている。第二回動リンク３７は、第一回動リンク３６における第二アクチュエータ２９及びプレート支持部４６と連結される両端部の間で、第一回動リンク３６の板状部材間に架設された連結軸により回動可能に連結されている。また、第二回動リンク３７は、他端側において回動可能にシート接続アーム３１と連結されている。第二回動リンク３７は、シート接続アーム３１におけるシート部２０との接続部とシート連結部３２との連結部との間で、シート接続アーム３１の板状部材間に架設された連結軸により回動可能に連結されている。

腹当部２４及び胸当部２５の変位を可能とする構造として、ロボット１は、胸当連結部５０と、第二胸当連結アーム５３と、第一胸当連結アーム５５とを更に備えている。
胸当連結部５０は、支持アーム３０の前方端部であって膝当部２２よりも前方に設けられている。このため、胸当連結部５０は、シート連結部３２等と共に、支持アーム３０と連動して上昇及び下降する。また、胸当連結部５０は、第二胸当連結アーム５３を胸当連結軸５１周りに回動自在に支持する。

第二胸当連結アーム５３は、胸当連結部５０から左右両側に延び、そこから後方へ延設されている左右の部材で形成されており、胸当連結軸５１周りに前後方向に回動可能な状態で胸当連結部５０と連結されている。第二胸当連結アーム５３と上述の支持アーム３０及びプレート支持部４６とは、側面視において、後方が開放された横倒しの略Ｕ字形状を形成する。具体的には、プレート支持部４６及び支持アーム３０が後方から前方に延設されており、第二胸当連結アーム５３が支持アーム３０の先端から支持アーム３０の上方を後方に延設されている。
第二胸当連結アーム５３は、胸当連結部５０とは逆側の後端部では、左右の部材間に架設されている連結部材を有しており、その連結部材に腹当部２４が設けられている。腹当部２４は、第二胸当連結アーム５３の左右部材の間に、腹当面を後方に向けて設けられている。
更に、第二胸当連結アーム５３の胸当連結部５０とは逆側の後端部には、左右それぞれ脚補助バー５９が設けられている。このため、左右二つの脚補助バー５９は、第二胸当連結アーム５３の後端から後下方に延設されている。

第一胸当連結アーム５５は、第二胸当連結アーム５３の後端の連結部材の中央かつ腹当部２４の腹当面とは逆側（前側）に連結されており、その連結部材から上方に延設されている。第一胸当連結アーム５５は、その上端部において、胸当部２５が傾斜自在となるよう胸当部２５と連結している。
また、本実施形態において、第一胸当連結アーム５５は、図３等に示されるように、腹当部２４と胸当部２５との間の位置関係を手動調整可能な構造を有している。例えば、第一胸当連結アーム５５は、腹当部２４と胸当部２５との間を拡げるために、胸当部２５との連結部を上昇及び下降させ得る構造を有している。

上述の第二胸当連結アーム５３及び第一胸当連結アーム５５は、胸当連結アームと総称することもできる。この胸当連結アームは、胸当部２５が傾斜自在となるよう胸当部２５と連結しており、利用者からの少なくとも胸当部２５の胸当面への荷重により胸当連結軸５１を中心に前後方向に回動し、胸当連結アームの回動により少なくとも胸当部２５が前上方に変位する。
これにより、胸当部２５は、利用者が座位姿勢から立位姿勢へ移行する間に、外部動力を必要とすることなく、利用者の姿勢に追従して変位する。これにより、利用者は、少なくとも胸当部２５（腹当部２４を含んでもよい）に上半身を委ねながら、座位姿勢から立位姿勢へ移行することができるため、容易かつ安全に姿勢移行することができる。
また、胸当連結アームの回動軸（胸当連結軸５１）は、膝当部２２よりも前方に配置されている。このように、利用者からの荷重がかかる腹当部２４及び胸当部２５から、それらの回動軸が前方に適度の距離で離間しているため、ロボット１は利用者からの荷重に十分に耐え得る構造となっており、高い安全性を実現することができる。

ロボット１は、更に、第一操作部６１及び第二操作部６２を有している。
第一操作部６１は、利用者により操作され、その操作に従って、左右の走行モータ１５の起動／停止、回転速度、及び回転方向を指示する。本実施形態では、第一操作部６１は、いわゆるジョイスティックを含み、ジョイスティックの傾倒方向及び傾倒量によって、左右の走行モータ１５に対して個々に動作指示が送られる。例えば、ジョイスティックが前方に倒されると、左右の走行モータ１５は、その傾倒量に応じて、同じ回転速度で走行方向にそれぞれ回転し、ロボット１を前進させる。また、ジョイスティックが前方斜め左方向又は前方斜め右方向に倒されると、左右の走行モータ１５は、左右異なる回転速度で走行方向に回転し、ロボット１を左折又は右折させる。また、ジョイスティックが真横に倒されると、左右の走行モータ１５は、逆回転し、ロボット１を左回り又は右回りに超信地旋回させる。
第一操作部６１の指示信号は、左右の走行モータ１５に送られるが、その伝送方法などは限定されない。例えば、指示信号は、有線で伝送されてもよいし、無線で伝送されてもよい。

第二操作部６２は、利用者により操作され、第一アクチュエータ２８及び第二アクチュエータ２９の駆動を指示する。本実施形態では、第二操作部６２は、シート部２０の上昇を指示する上昇ボタン、シート部２０の下降を指示する下降ボタン、シート部２０の回動を指示する回動ボタン、回動したシート部２０を水平状態に戻すことを指示する回復ボタンを少なくとも含む。その上昇ボタンが押下されると、第一アクチュエータ２８の伸縮部が伸長し、下降ボタンが押下されると、第一アクチュエータ２８の伸縮部が収縮する。回動ボタンが押下されると、第二アクチュエータ２９のロッドが押し出され、回復ボタンが押下されると、そのロッドが引き戻される。
第二操作部６２の指示信号は、第一アクチュエータ２８又は第二アクチュエータ２９に送られるが、その伝送方法などは限定されない。例えば、その指示信号がリレーに送られ、リレーにより第一アクチュエータ２８又は第二アクチュエータ２９のＯＮ／ＯＦＦ制御されてもよい。

第一操作部６１は、第二胸当連結アーム５３に設けられている。本実施形態では、第一操作部６１は、第二胸当連結アーム５３の右側部材に固定されている。
第二操作部６２は、胸当部２５と一体的に傾斜自在となるように設けられている。本実施形態では、第二操作部６２は、胸当部２５の背面側に固着されているバーに設けられている。
即ち、第一操作部６１及び第二操作部６２は、胸当連結アーム（第二胸当連結アーム５３及び第一胸当連結アーム５５）と一体的に、利用者の姿勢に追従して変位するため、利用者は、どのような姿勢であっても容易に操作を行うことができる。
但し、第一操作部６１及び第二操作部６２のユーザインタフェースは、上述のジョイスティックやボタンに制限されない。ボタンによって前進、左折、右折、旋回などが指示されてもよいし、ジョイスティックによってシート部２０の上昇、下降、及び回動が指示されてもよい。また、そのユーザインタフェースは、機械的な構造で実現されていなくてもよく、既存の音声認識やタッチパネル操作などによって実現されてもよい。

足置部２１の上昇及び下降を実現する構成として、ロボット１は、足置連動機構を更に備えている。この足置連動機構は、図面には明示されていないが、シート部２０の所定の高さ位置を越す上昇に連動して足置部２１を下降させて足置部２１の底面を路面に当接させ、シート部２０の所定の高さ位置より下方への下降に連動して足置部２１を上昇させる。
本実施形態では、足置連動機構は、シート部２０と共に上昇及び下降する支柱支持部４３又はシート支柱４２と足置部２１との間に設けられ、第一アクチュエータ２８の動力を伝達して足置部２１を動作させる。例えば、足置連動機構は、支柱支持部４３又はシート支柱４２が所定の高さ位置を超えること（図３から図４への移行途中）を契機に動き、その上昇運動を足置部２１の下降運動に変換する構造を含む。更に、足置連動機構は、支柱支持部４３又はシート支柱４２が所定の高さ位置を下回ること（図４から図３への移行途中）を契機に動き、その下降運動を足置部２１の上昇運動に変換する構造を含む。
上記「所定の高さ位置」は、座位姿勢から立位姿勢への移行にあたり利用者への負担が軽くなる高さ位置に設定されることが望ましい。例えば、「所定の高さ位置」は、足置部２１に足を置きシート部２０に座った状態で、膝の屈曲角度（膝の裏側の角度）が９０度より大きくなるような高さ位置に設定されることが好ましい。以降、上記「所定の高さ位置」を「第一の所定の高さ位置」と表記する場合もある。

これにより、座位姿勢から立位姿勢への移行時及び立位姿勢時において、足置部２１の底面が路面に当接し、ロボット１機体を安定させることができる。立位姿勢への移行時や立位姿勢時には、座位姿勢時よりも利用者の重心が高くなり、利用者を含むロボット１全体が不安定となり易いところ、ロボット１の機体を安定させることで、利用者に安全に姿勢移行及び立位姿勢を取らせることができる。
なお、具体的な足置連動機構には、第一アクチュエータ２８からの上下方向の動力を足置部２１の上昇運動又は下降運動に変換可能な既存の機構が用いられればよい。
また、本実施形態では、図３に示されるように、移乗補助モード時においても、足置部２１の底面が路面に当接している。これにより、利用者によるロボット１への移乗時にも、ロボット１の機体を安定させ、利用者に安心してロボット１への移乗を行わせ得る。この場合には、足置連動機構は、上述の動きに加えて、上記第一の所定の高さ位置よりも低い第二の所定の高さ位置を越す上昇に連動して足置部２１を上昇させ、シート部２０の当該第二の所定の高さ位置より下方への下降に連動して足置部２１を下降させて足置部２１の底面を路面に当接させる。

ここで、図３、図４、図５、及び図６を参照しながら、各補助モードにおけるロボット１の形態及び補助モード間の遷移に伴う上述の各構成の動きについて説明する。

図３に示される移乗補助モードでは、基本的には、シート部２０が最も低い位置に配置される。このとき、第一アクチュエータ２８の伸縮部は最縮状態であり、第二アクチュエータ２９のロッドも収められた状態である。本実施形態では、シート部２０が最も低い位置に存在する際のシート部２０の座面の高さは、一般的な車椅子の座面の高さに設定されている。これにより、移乗補助モードにおいて、利用者は車椅子からの移乗が容易となる。但し、ロボット１への移乗は、車椅子からのみではなく、トイレの便座やベッドなどその他のものからも行われ得るため、移乗補助モードは、シート部２０が最も低い位置に存在する状態のみに制限されなくてもよい。
また、本実施形態では、シート部２０が最も低い位置に存在するとき、足置部２１も最も低い位置に配置され、足置部２１の底面が路面に当接する。これにより、利用者がロボット１へ移乗する際にロボット１の機体が安定するため、利用者は、安全にロボット１へ移乗することができる。
例えば、移乗補助モードにおいて、利用者は、ロボット１の後方から肘当部２３を利用しながら移乗し、シート部２０と肘当部２３との間の間隙に脚を通して、シート部２０の座面に座り、足置部２１の上に両足を乗せることで、ロボット１に搭乗することができる。また、このとき、利用者は、脚補助バー５９の間に両脚を挿入することになるため、両脚が脚補助バー５９により左右外側から支えられる。

利用者は、シート部２０に着座して、第二操作部６２の上昇ボタンを押下すると、第一アクチュエータ２８の伸縮部が伸びる。その伸縮部の上面は、プレート支持部４６に当接し、プレート支持部４６及びシート支持プレート４０を介してシート部２０を上方に押す。これにより、図４に示されるように、シート部２０、シート支持プレート４０、及びプレート支持部４６が上昇し、それらと一体的に、プレート支持部４６に連結する支持アーム３０、シート連結部３２、シート接続アーム３１、支柱支持部４３、及び支柱支持部４４も上昇する。更に、支柱支持部４３に支持されている第二アクチュエータ２９も上昇する。
また、支持アーム３０の上昇により、支持アーム３０の先端部に設けられた胸当連結部５０、胸当連結部５０に連結されている胸当連結アーム（５３及び５５）、及びその胸当連結アームに設けられている腹当部２４、胸当部２５、及び脚補助バー５９も上昇する。これにより、腹当部２４、胸当部２５、及び脚補助バー５９は、シート部２０に着座している利用者の胸、腹、及び両脚に追従することになる。
シート部２０と共に支柱支持部４３又はシート支柱４２が上昇して、上記第二の所定の高さ位置を越すと、その上昇動力が足置連動機構により伝達され、足置部２１が上昇する。結果、足置部２１の底面が路面から離間し、駆動輪３が回転可能となる。
このようにして、図３に示される移乗補助モードから図４に示される移動補助モードへの遷移が実現される。この移動補助モードにおいて、利用者は、第一操作部６１のジョイスティックを操作することで、シート部２０に着座した状態で移動することができる。

利用者は、第二操作部６２の上昇ボタンを更に押下すると、第一アクチュエータ２８の伸縮部が更に伸び、図５に示されるように、シート部２０は更に上昇する。シート部２０と共に上昇する構成は、足置部２１を除き、上述したとおりである。
シート部２０と共に支柱支持部４３又はシート支柱４２が上昇して、上記第一の所定の高さ位置を越すと、その上昇動力が足置連動機構により変換され、足置部２１が下降する。結果、図５に示されるように、足置部２１の底面が路面に当接する。これにより、シート部２０の更なる上昇により、利用者の重心が高くなり、利用者を含むロボット１全体が不安定となり易いところ、ロボット１の機体を安定させることができる。
このようにして、図５に示される姿勢移行補助モードが実現される。このとき、利用者の膝の屈曲角度（膝の裏側の角度）は、足置部２１に足を置きシート部２０に座った状態で、座位姿勢から立位姿勢へ移行し易い角度（例えば、９０度より大きい角度）になっていることが好ましい。利用者の立位姿勢への移行を安全かつスムーズに行わせることができるからである。

図５に示される姿勢移行補助モードで、利用者は、第二操作部６２の回動ボタンを押下すると、第二アクチュエータ２９のロッドが伸びる。このロッドの伸長により、第一回動リンク３６の一端が前上方に押し上げられ、これに伴い、第一回動リンク３６と連結されている第二回動リンク３７の一端も前上方に押し上げられる。これにより、シート接続アーム３１に連結されている第二回動リンク３７の他端が力点となって、シート接続アーム３１がシート連結軸３３周りに前方向に回動する。
結果、シート部２０は、図６に示されるように、シート連結軸３３を中心に前方向に回動し、後端から前端に向けて下り傾斜しつつ前上方に変位する。シート部２０のこの変位により、利用者は、シート部２０の座面により腰から臀部にかけて後方から支えられて、立位姿勢への移行を安全かつ容易に行うことができると共に、立位姿勢自体も安全かつ容易に継続することができる。
更に、本実施形態では、シート部２０は、図５に示されるように或る程度の高さ位置まで上昇した後に、回動可能であるため、座位姿勢から立位姿勢に移行するにあたってのユーザの身体の負担を軽減することができる。シート部２０の座面の上昇により膝の屈曲角度が大きくなり、立ち上がりに要する労力を低減させることができるからである。更に、このようにすることで、シート部２０の回動に必要な動力も軽減させることができる。

また、腹当部２４、胸当部２５、及び脚補助バー５９が設けられている胸当連結アーム（５３及び５５）は、利用者からの胸当部２５の胸当面への荷重及び腹当部２４の腹当面への荷重により胸当連結軸５１を中心に回動する。結果、胸当部２５、腹当部２４、及び脚補助バー５９が前上方に変位する。一方で、膝当部２２は、足置部２１と共に下降するため、利用者の膝を前方から支え続ける。
このように胸当部２５、腹当部２４、脚補助バー５９、及び膝当部２２は利用者の姿勢に追従するため、利用者は、上半身を腹当部２４及び胸当部２５にあずけつつ、膝を膝当部２２にあずけることができる。また、シート部２０の座面により腰から臀部にかけて後方から支えられている。即ち、ロボット１は、利用者の立位姿勢及び立位姿勢への移行を胸又は腹、膝、及び臀部の少なくとも３点で支持している。更に、利用者の両脚は、不意な外旋又は外転のないよう、左右外側から脚補助バー５９で支えられている。
これにより、本実施形態によれば、利用者の転倒を防ぎながら、安定的な座位姿勢から立位姿勢への移行を可能とし、利用者が容易かつ安全に立位姿勢を継続できるよう補助することができる。ひいては、利用者の立ち作業の支援や、立ち上がり動作及び立位姿勢の保持といったリハビリテーションの支援が可能となる。

図７は、本実施形態におけるシート部２０の拡大斜視図である。
シート部２０の座面は、前後方向に長い実質的な長方形状を有している。
更に、図７に示されるように、シート部２０の座面には、前方に利用者の太腿が当接する二つの前方窪み６５が設けられ、後方に利用者の臀部が当接する後方窪み６６が設けられている。加えて、二つの前方窪み６５の間に前方凸部６７が設けられ、後方窪み６６の後方の当該座面後端に後方凸部６８が設けられている。

水平状態、即ち、利用者が着座している状態において、後方窪み６６は、利用者の臀部を包むように支持し、二つの前方窪み６５は、利用者の太腿の裏（背側）の一部を包むように支持する。更に、前方窪み６５は、左右方向の中央に設けられている前方凸部６７から下方になだらかに傾斜しており、着座している利用者の太腿の裏の負担を軽減している。
また、回動後の状態、即ち、利用者が立っている状態において、前方窪み６５及び後方窪み６６は、利用者の太腿及び臀部を後方から支える。更に、後方凸部６８は、利用者の腰（背側）周辺に当接し、立位姿勢の利用者の腰部後傾を防ぐことができる。前方凸部６７は、利用者の太腿の内側に当接し、立位姿勢の利用者の脚の内転を防ぐことができる。この内転をより効果的に防ぐために、前方凸部６７は、図７に示されるように、その上面の前後方向に延びる両側辺がその中央で前方凸部６７の内方に窪んでいる形状を有することが好ましい。
また、各前方窪み６５は、水平状態において、後端部よりも前端部のほうがシート部２０の座面が低くなるように、それぞれ形成されている。これにより、シート部２０の上昇により、利用者の膝の屈曲角度が９０度を越えた状態においても、前方窪み６５の形状が大腿部の傾斜に合っているため、利用者の太腿の裏の負担が軽減される。

［変形例］
上述の実施形態は、移乗移動ロボット１（移動補助装置）の一例である。ロボット１は、上述の全ての構成を有する必要はなく、その一部の構成を有していてもよい。
例えば、座位姿勢から立位姿勢への移行を補助すべく、ロボット１は、シート部２０と、シート部２０を上昇及び下降させ得る第一アクチュエータ２８と、シート部２０を回動させて、シート部２０を後端から前端に向けて下り傾斜させつつ前上方に変位させ得る第二アクチュエータ２９と、利用者の膝を前方から支えるためにシート部２０よりも前方に設けられた膝当部２２とを有している。そして、シート部２０は、膝当部２２よりも後方かつシート部２０の前縁よりも前方に位置する回動軸を中心に回動する。

即ち、シート部２０を上昇及び下降させ得る構造及びシート部２０を回動させ得る構造は、上述の実施形態の例に限定されない。また、車輪の構成や第一操作部６１及び第二操作部６２の構成も上述の実施形態の例に限定されない。胸当連結部５０に連結されている胸当連結アーム（５３及び５５）及びこの胸当連結アームに設けられている腹当部２４、胸当部２５、及び脚補助バー５９も上述の構成に限定されない。腹当部２４及び胸当部２５のいずれか一方は省かれる形態もあり得るし、脚補助バー５９が省かれる形態もあり得る。
このような構成を有するロボット１であっても、少なくとも、立位姿勢への移行にあたり、利用者の膝や足首などへ掛かる負担を最小限にすることができ、足腰に不安のある利用者であっても、容易かつ安全に立位姿勢へ移行することができる。

以下に実施例を挙げ、上述の実施形態を更に詳細に説明する。但し、本発明は以下の実施例から何ら限定を受けない。

図８は、実施例におけるシート部２０及び足置部２１の変位位置を示す概念図である。
本実施例に係るロボット１のシート部２０及び足置部２１は、図８に示される範囲で変位することで、ロボット１に搭乗している利用者の身体を確実に支えることができる。

図８に示される移乗座面の高さ位置は、移乗補助モードに適したシート部２０の座面の高さ位置であり、シート部２０の可動域のうち最も低い位置である。本実施例では、移乗座面の高さ位置は、路面から４５０ｍｍに設定され、これは、車椅子の座面の高さ（約４３ｃｍ）に適合している。
姿勢移行座面の高さ位置は、本実施例では、シート部２０の可動域のうち最も高い位置、即ち路面から６００ｍｍに設定されている。この高さ位置は、車椅子の座面の高さよりも１５０ｍｍ以上高く設定されているため、利用者の膝の屈曲角度が９０度より大きくなる。これにより、立位姿勢への移行にあたり利用者の身体にかかる負担を軽減することができる。但し、本実施例において、シート部２０が回動を開始する際のシート部２０の座面の高さ位置は任意とされている。これにより、利用者の膝下や股下の長さに合わせた座面の高さ位置でシート部２０を回動させることができる。
移動座面の高さ位置は、移動補助モードに適したシート部２０の座面の高さ位置であり、移乗座面と姿勢移行座面との間に設定される。
また、シート部２０は、側面視において、水平状態から最大６０度まで前方に回動可能とされている。これにより、立位姿勢の利用者を前方に押し過ぎることなく、適度に後方から支えることができる。
足置部２１は、底面が路面に接する位置から最も高い位置（６０ｍｍ）の間を上昇及び下降する。

１ 移乗移動ロボット（ロボット）、２ パイプフレーム、３ 駆動輪、４、５、６ 自在輪、１２ シート支持台、１５ 走行モータ、１６ 伝達ベルト、１７ 出力プーリ、１８ 駆動プーリ、２０ シート部、２１ 足置部、２２ 膝当部、２３ 肘当部、２４ 腹当部、２５ 胸当部、２８ 第一アクチュエータ、２９ 第二アクチュエータ、３０ 支持アーム、３１ シート接続アーム、３２ シート連結部、３３ シート連結軸、３６ 第一回動リンク、３７ 第二回動リンク、４０ シート支持プレート、４１、４２ シート支柱、４３、４４ 支柱支持部、４５ 支持アーム接続部、４６ プレート支持部、５０ 胸当連結部、５１ 胸当連結軸、５３ 第二胸当連結アーム、５５ 第一胸当連結アーム、５９ 脚補助バー、６１ 第一操作部、６２ 第二操作部、６５ 前方窪み、６６ 後方窪み、６７ 前方凸部、６８ 後方凸部

Claims (6)

1. 利用者の移動を補助する移動補助装置において、
   前記利用者が着座可能なシート部と、
   前記シート部を上昇及び下降させ得る第一アクチュエータと、
   前記シート部を回動させて、該シート部を後端から前端に向けて下り傾斜させつつ前上方に変位させ得る第二アクチュエータと、
   前記利用者の膝を前方から支えるために前記シート部よりも前方に設けられた膝当部と、
   を備え、
   前記シート部は、前記膝当部よりも後方かつ前記シート部の前縁よりも前方に位置する回動軸を中心に回動する、
   移動補助装置。
2. 前記利用者の胸を前方から支えるために設けられた胸当部と、
   胸当面が傾斜自在となるよう前記胸当部と連結する胸当連結アームと、
   前記胸当連結アームを回動自在に支持すると共に、前記シート部と連動して上昇及び下降する胸当連結部と、
   を更に備え、
   前記胸当連結アームは前記利用者からの前記胸当部の前記胸当面への荷重により回動し、前記胸当連結アームの回動により前記胸当部が前上方に変位する、
   請求項１に記載の移動補助装置。
3. 前記シート部と一端側で接続されており、前記シート部から前方に延設されているシート接続アームと、
   前記シート接続アームの他端側に設けられたシート連結軸により前記シート接続アームを回動可能に支持するシート連結部と、
   を更に備え、
   前記シート部は、前記第二アクチュエータにより前記シート接続アームが回動することにより、前記シート連結軸周りに回動し、
   前記胸当連結アームの回動軸は前記膝当部よりも前方に配置されており、前記シート連結軸は、前記膝当部よりも後方に配置されている、
   請求項２に記載の移動補助装置。
4. 前記利用者の両脚を左右外側から支えるために前記胸当連結アームに設けられた二つの脚補助バー、
   を更に備え、
   前記二つの脚補助バーは、左右方向に所定間隔空けた位置に配置されており、前記胸当連結アームから少なくとも後方に延設されている、
   請求項２又は３に記載の移動補助装置。
5. 前記利用者の足が置かれる足置部と、
   前記シート部の所定の高さ位置を越す上昇に連動して前記足置部を下降させて前記足置部の底面を路面に当接させ、前記シート部の所定の高さ位置より下方への下降に連動して前記足置部を上昇させる足置連動機構と、
   を更に備える請求項１から４のいずれか一項に記載の移動補助装置。
6. 前記シート部の座面は、
   前後方向に長い実質的な長方形状を有しており、
   前方に前記利用者の太腿が当接する二つの前方窪みを有し、
   後方に前記利用者の臀部が当接する後方窪みを有し、
   前記二つの前方窪みの間に前方凸部を有し、
   前記後方窪みの後方の前記座面後端に後方凸部を有している、
   請求項１から５のいずれか一項に記載の移動補助装置。
   

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