JP2021045427A - 歩行可能な車椅子 - Google Patents
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Abstract
【課題】車椅子使用時に階段や段差、溝などを第三者の介助を求めることなく容易に乗り越えることを可能とする。【解決手段】着座部と車輪部を持ち、それらを継ぐフレーム部が使用者の足先部まで伸びており、二足歩行時にはこのフレーム部が外骨格ロボットを形成することで二足歩行が可能となる。二足歩行形態においては補助杖を使用することで外骨格ロボットの足先部は補助杖の軌跡を追従する制御をおこなう。これにより使用者は二足歩行の状態で階段や段差、溝などを踏破することが可能となる。またそれら障害物を超えたのちは再び車椅子としての車輪走行形態に戻ることにより通常の車椅子として使用が可能となる。【選択図】図２
Description
本発明は、歩行可能な形態へ変形可能な車椅子に関するものである。
従来の車椅子または電動車椅子は下肢に障害を持つ人、下肢の一部または下肢そのものが欠損している人にとって移動のために必要欠くべからざる手段である。
特に平坦部やごくわずかの坂道では車輪での移動は大変効率が良く、便利であり、また実用度も非常に高い。また電動車いすにおいてはある程度の斜度まで登坂することができ、限定された状況では実用度が高い。
特に平坦部やごくわずかの坂道では車輪での移動は大変効率が良く、便利であり、また実用度も非常に高い。また電動車いすにおいてはある程度の斜度まで登坂することができ、限定された状況では実用度が高い。
しかし、階段や僅かな段差、駅のホームと電車の間にあるような溝、または寺社の門にある跨ぐことが必要な障害物などに関しては車輪での移動では超えられないという欠点があった。
別途、常に椅子に座った状態であるために上体の位置が健常者よりも低い位置にある。このため店舗や家庭において高いところに手が届きにくいという欠点もあった。さらにこの上体が低いということは、立位の健常者と会話する際には、常に上目がちになるという、精神的に好ましくない状況も生まれている。
別途、常に椅子に座った状態であるために上体の位置が健常者よりも低い位置にある。このため店舗や家庭において高いところに手が届きにくいという欠点もあった。さらにこの上体が低いということは、立位の健常者と会話する際には、常に上目がちになるという、精神的に好ましくない状況も生まれている。
車椅子利用者にとって、この欠点は自由に外出し自由に行動するためには大きな障害である。具体的には、駅の階段に差し掛かった際にはエレベータなどを探して大きく迂回したり、電車への乗り降りの際には鉄道会社職員などに介助を要請したり、あるいは、個人経営の店舗などへは入店事態を諦める必要があるなどの問題があった。
このため実際の車椅子利用者は駅に着くと同時に鉄道職員に介助の要請を行う、商店などでは店員または近くにいる他者に棚の高い位置にある品物を取ってもらう等、すべからく他者への要請が必要であった。また、外出の際は階段や段差を避けた移動可能と思われる経路を事前に調べておく必要があり、これも煩雑な作業の一つとなっている。さらに言うとその事前に調べた情報が工事などにより実際の状況と異なる場合も多い。
解決しようとする問題点は、車椅子利用者が他者の介助を必要とせず自ら障害を乗り越えて行動できない点である。
使用者が着座する着座部と車輪による走行部と使用者の下肢を置く下肢装着部と、それら各部をつなぐフレームを持つ車椅子において、フレームの一部が外骨格ロボットの一部となり、使用者とともに起立することで、外骨格ロボットの機能により二足歩行を可能とする形態へ変形する。
二足歩行形態時には車輪部分を使用者から見て背面上方へ跳ね上げることで歩行が容易になる。
動力部を車輪内に置き、車輪走行時はインホイールモータとして作動し、二足歩行時には車輪を固定することにより液圧ポンプを駆動し液圧アクチュエータの動力源となるよう動力源を切り替えることで、車輪走行形態と二足歩行形態を同じ動力源にて駆動することで軽量化と簡素化が図られる。
二足歩行時においてバランスを取りやすくし、転倒を防ぐために補助杖を使うことも有効な手段である。
二足歩行時において、補助杖の先端部と、足先部にそれぞれセンサと受信部を設けることで補助杖と足先の相対位置を検出可能とすることで簡易で実際的な制御が可能となる。
二足歩行時において、補助杖の軌跡を足先部が追従するように制御することで段差の乗り越えや、階段の昇降も可能となる。
本発明品を利用することにより、車椅子使用者が従来は鉄道事業者、店員、近くにいる第三者等の介助を必要とした階段や段差、溝などの障害物に面した場面において、外骨格ロボットの機能を活用することで自らの脚で階段を昇降し、段差を乗り越え、溝をまたぐことが可能となり、車椅子使用者の行動の制約が大幅に減じられるという利点がある。
以下、実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される形状、構成要素、構成要素の配置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する要素ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、独立請求項に記載されていない構成要素については任意の構成要素として説明される。
なお、各図は模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付し、重複する説明は省略または簡略化される場合がある。
以下、実施の形態に係る車椅子について説明する。図１は本発明の車椅子２０の通常車輪走行形態において使用者１０が着座した状態の外観図である。
例えば図1に示されるように、実施の形態に係る車椅子は使用者１０が着座する着座部２１と走行のための走行部４０とを持ち、また使用者１０の下肢を置く下肢装着部３１とそれら各部をつなぐフレーム３０を持っている。
図１に示す通常車輪走行形態では走行部４０の車輪４１に内蔵されたモータ４３によりその車輪４１を駆動することにより走行が可能となる。その際補助杖５０に設置されたコントローラ６２を操作することにより、バッテリー、制御装置などを内蔵した制御箱６１を介して前記モータ４３はその速度、トルクを適切に制御される。
図２は本発明の車椅子２０の二本足での歩行形態において使用者１０と車椅子が起立し、外骨格ロボットの形態になった状態の外観図である。ここでも前記同様、使用者１０が着座する着座部２１と走行のための走行部４０とを持ち、また使用者１０の下肢を置く下肢装着部３１とそれら各部をつなぐフレーム３０を持っているが、その位置関係が図１と異なっている。
図１の通常車輪走行の形態から図２の二本足での歩行形態への変形は補助杖５０に設置されたコントローラ６２によりスタートするのが良い。その後の変形過程は一連のすべての動作を全自動で行っても良いし、また各過程を使用者の指示にてステップバイステップで行っても良い
前記変形の過程の一例を説明する。まず図１の状態において前記モータ４３は走行部４０の車輪４１を駆動するようにその出力シャフト４４がブレーキ４２により固定されている。図３の(a)に通常車輪走行時の車輪４１内部の様子を示す。この形態から変形を開始する際は不用意な逸走を避けるためにも走行部４０の車輪４１にブレーキをかけるのが良い。この車輪４１にブレーキを掛けた状態を図３の(b)に示す。この時車輪４１にブレーキをかけるタイミングとほぼ同時に出力シャフト４４をフリーにするのが良い。このことにより車輪４１にブレーキをかけると同時にポンプ４５を駆動することができる。
このように、モータ４３のような動力部を車輪４１内に置き、車輪走行時はインホイールモータとして作動し、二足歩行時には車輪４１を固定することによりポンプ４５を駆動しアクチュエータ４６の動力源となるよう動力源を切り替えることで、車輪走行形態と二足歩行形態を同じ動力源にて駆動することができる。
前記ポンプ４５が駆動されることによりアクチュエータ４６が作動し外骨格ロボットとしての膝関節の伸展、股関節の伸展がおこなわれ、使用者１０とともに外骨格ロボットとして起立する。
外骨格ロボットとして起立した際、つまり二本足での歩行形態において走行部４０は使用者１０から見て背面上方へ跳ね上げるのが良い。
二本足での歩行形態ではバランスを取りやすくし、転倒を防ぐために補助杖５０を使うことが良い。
二足歩行時において、図４に示すように前記補助杖５０の先端部と、足底３２にそれぞれセンサ５１と受信部５２を設けることで補助杖５０と足底３２の相対位置を検出可能とすることができる。
二足歩行時において、図５に示すように前記補助杖５０の軌跡を足先部が追従するように制御することで、階段の昇降や段差の乗り越え、溝をまたぐ等の歩容を制御することができる。
本発明によれば車椅子使用者は他者の介助を必要とせず、階段や段差、溝などを自らの脚で乗り越え自由に行動することが可能となる。
１０ 使用者
２０ 車椅子
２１ 着座部
３０ フレーム
３１ 下肢装着部
３２ 足底
３３ 脚
４０ 走行部
４１ 車輪
４２ ブレーキ
４３ モータ
４４ 出力シャフト
４５ ポンプ
４６ アクチュエータ
５０ 補助杖
５１ センサ
５２ 受信部
６１ 制御箱
６２ コントローラ
２０ 車椅子
２１ 着座部
３０ フレーム
３１ 下肢装着部
３２ 足底
３３ 脚
４０ 走行部
４１ 車輪
４２ ブレーキ
４３ モータ
４４ 出力シャフト
４５ ポンプ
４６ アクチュエータ
５０ 補助杖
５１ センサ
５２ 受信部
６１ 制御箱
６２ コントローラ
Claims (6)
- 使用者が着座する椅子部と車輪による走行部と使用者の下肢を置く下肢装着部と、それら各部をつなぐフレーム部を持つ車椅子において、フレームの一部が外骨格ロボットの一部となり、使用者とともに起立することで、外骨格ロボットの機能により二足歩行を可能とする形態へ変形することを特徴とする車椅子。
- 二足歩行形態時には車輪部分を使用者から見て背面上方へ跳ね上げることを特徴とする請求項１に記載の二足歩行可能な車椅子。
- 動力部を車輪内に置き、車輪走行時はインホイールモータとして作動し、二足歩行時には車輪を固定することにより液圧ポンプを駆動し液圧アクチュエータの動力源となるよう動力源を切り替えることで、車輪走行形態と二足歩行形態を同じ動力源にて駆動することを特徴とする請求項１及び２に記載の二足歩行可能な車椅子。
- 二足歩行時においてバランスを取りやすくし、転倒を防ぐために補助杖を使うことを特徴とした請求項１から３に記載の二足歩行可能な車椅子。
- 二足歩行時において、補助杖の先端部と、足先部にそれぞれセンサと受信部を設けることで補助杖と足先の相対位置を検出可能としたことを特徴とする請求項４に記載の二足歩行可能な車椅子。
- 二足歩行時において、補助杖の軌跡を足先部が追従するように制御することを特徴とする請求項５に記載の二足歩行可能な車椅子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019170922A JP2021045427A (ja) | 2019-09-19 | 2019-09-19 | 歩行可能な車椅子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019170922A JP2021045427A (ja) | 2019-09-19 | 2019-09-19 | 歩行可能な車椅子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2021045427A true JP2021045427A (ja) | 2021-03-25 |
Family
ID=74877067
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2019170922A Pending JP2021045427A (ja) | 2019-09-19 | 2019-09-19 | 歩行可能な車椅子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2021045427A (ja) |
-
2019
- 2019-09-19 JP JP2019170922A patent/JP2021045427A/ja active Pending
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