JP3587621B2

JP3587621B2 - Standing walking motion assist device

Info

Publication number: JP3587621B2
Application number: JP10494796A
Authority: JP
Inventors: 敏夫小木曽; 弥志雄鈴木; 顕遠藤; 誠岡田; 正道富田; 索柄川; 正克藤江; 好基吉田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1996-04-25
Filing date: 1996-04-25
Publication date: 2004-11-10
Anticipated expiration: 2016-04-25
Also published as: JPH09285495A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高齢者やリハビリテ−ションを必要とする者の立ち上がる動作や座る動作（起立動作）及び歩行動作を補助する動作補助装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、下肢の衰えた高齢者が使用する電動の歩行動作補助部を有していない起立歩行動作補助装置においては、（ｉ）介護者が使用する装置では、（１）特開平６−２２５９０９号公報に記載のように、歩行動作補助手段としてキャスタを用いているものが知られており、（ｉｉ）使用者が自力で使用する装置では、（２）実開平７−３１０２３号公報に記載のように、歩行動作補助手段としてキャスタを用いるものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
電動の歩行動作補助部を有していない起立歩行動作補助装置を用いて起立動作補助を行う場合は、使用者の重心移動に伴い、キャスタをフリ−にした状態で使用すると、装置が移動する問題がある。
【０００４】
この問題に対処するため、従来技術（１）では、介護者が装置を支えることにより、その発生力を支えている。
【０００５】
起立動作補助時の装置移動力が大きい場合は、介護者に大きな肉体的負担を要求する問題がある。
【０００６】
使用者の起立動作補助時を例にとると、その場合の装置後退力は、床面摩擦によって（床面材質によって）異なることから、ここでは、床面摩擦零の場合と、木製床の場合について、おのおの図９、図１０に示す実験装置で測定を行った。図９は任意の動作軌道がとれるように２自由度の起立動作補助ア−ム３１の先端に設けられた力センサ３２により、使用者の起立動作補助時の後退力を計測したものである。起立動作補助ア−ム３１はその根元が床に固定されているため、床面材質によらない床面摩擦零の場合に対応する後退力Ｆｂ０が計測できる。ここでは、力センサの水平方向の作用力の計測を容易にするため、力センサ３２が常に水平方向を向くように起立動作補助ア−ム３１は平行リンク機構により構成した。
【０００７】
次に、木製床の場合について、装置を用いた起立動作補助時の装置後退力Ｆｂを図１０に示すようにばねばかり３５を用いて計測した。
【０００８】
両装置で、同一の起立補助動作軌道で起立動作補助を行った場合の使用者の人体質量Ｗと後退力の関係を図１１に示した。Ｆｂ０とＦｂの差が木製床の床面摩擦力を示している。これから、床面摩擦の極めて小さい床面材質の環境下では、１００（Ｎ）程度の大きい力が介護者に要求される問題があることが確認された。また、従来技術（２）では、その問題に言及されていないが、キャスタに設けられている係止機構によりキャスタをロックするなどの手段をとることが構成上可能である。
【０００９】
しかし、係止機構によりキャスタをロックするのは下肢の衰えた本装置の使用者には、困難な動作であり、なんらかの外部制動装置でキャスタをロックするにしてもキャスタは旋回と回転の２つの移動自由度を有するため、その制動機構が複雑になるという問題がある。
【００１０】
本発明の目的は、使用者が介護者なしで自立した生活をできるようにすることを目的とした起立歩行動作補助装置において、起立動作補助時の装置の移動防止を下肢の衰えた使用者に困難ではない方法で確実に実現できる手段を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明では、起立動作補助時の起立歩行動作補助装置の移動防止を下肢の衰えた使用者にとって困難ではない方法で実現するために、（１）図１に示すように、装置の歩行動作補助部を前後各２輪がキャスタ、中間２輪が固定車輪からなる６輪車輪移動機構で構成し、固定車輪である中間輪に電動の移動制動装置を設けて電気信号に基づき制動可能とする。（２）図２、図１４および図１５に示すように、使用者に困難ではない方法で実現するために、使用者が操作する操作部８は起立・着座スイッチのみとし、このスイッチを押すと、中間輪に設けられた移動制動装置が連動して作動する構成とした。
【００１２】
このような構成とすることにより、本発明の解決しようとする課題を解決することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の起立歩行動作補助装置の実施の形態を図１〜図４、図１２〜図１５を用いて説明する。図１は、本発明の起立歩行動作補助装置の斜視図を示し、図２は、図１の操作部の構成を示し、図３は、図１の移動動作制動部の構成の一例を示し、図４は、図１の移動動作制動部の構成の他の例を示し、図１２は、移動動作制動部の動作原理説明図であり、図１３は、図１の駆動手段を示しており、図１４は、図１の装置を用いた使用者の起立開始時の姿勢を示しており、図１５は、図１の装置を用いた使用者の歩行動作補助時の姿勢を示している。
【００１４】
本発明の起立歩行動作補助装置は、下肢の衰えた使用者の起立動作を電動で補助し、歩行動作補助は無動力で自力で行えるようにした装置であり、図１を用いて説明する。
【００１５】
本装置１は、大まかには、昇降部材４により昇降する支持部６と本体の前脚部２、後脚部３とそれらに取り付けられた無動力の車輪からなっており、昇降部が起立動作補助部で、車輪部が歩行動作補助部である。使用者は、支持部６に設けられたグリップ７に手をつかまり（図１４参照）、使用者が操作する操作部８には、起立・着座指示スイッチと状態表示ランプが設けられており、使用者は、装置の正常・異常を確認しつつ起立・着座動作指示を行うことができる。
【００１６】
本操作部８は、片麻痺の使用者が使用することも想定して、グリップ７に対して左右に移動可能な構成となっている。
【００１７】
起立歩行動作補助装置の動作は、使用者がベルト状部材よりなる体幹支持具９に臀部を預けて、起立指示スイッチを押すと、昇降部材４が矢印５の上方向に伸び、起立動作が補助され、着座時は、使用者が着座指示スイッチを押すと、昇降部材４が矢印５の下方向に縮み、着座動作が補助される。
【００１８】
歩行動作補助部の構成は、前脚部２ａ、２ｂに設けられたキャスタよりなる前輪１０ａ、１０ｂ、後脚部３ａ、３ｂに設けられたキャスタよりなる後輪１２ａ、１２ｂ、前輪と後輪の間に設けられた固定車輪よりなる中間輪１１ａ、１１ｂからなっている。このような車輪構成とすることにより、横行・斜行はできないものの、その場旋回を含む多くの動作補助ができ、使用者は家屋内においても小さい旋回半径での動作が可能になる。
【００１９】
使用者の起立動作時の移動動作制動部１３ａ、１３ｂが、中間輪１１ａ、１１ｂの後部に設けられており、制動時には、当接部材が中間輪１１ａ、１１ｂに当接し、摩擦力で、車輪の回転を止めることができる。
【００２０】
次に、操作部８の構成について、図２を用いて説明する。操作部８は、起立・着座指示スイッチ１４と状態表示ランプ１５からなっている。ここでは、状態表示ランプが２個の場合を示したが、個数はこれに限るものではない。
【００２１】
図中では、バッテリの状態表示、異常有無表示に各１個用いる場合を示している。起立・着座指示スイッチ１４を３６ａ、３６ｂの方向へ動かすことにより、各々起立・着座を指示することができる。起立・着座指示スイッチ１４は、使用者がスイッチに手を触れなければ、スイッチは中立位置に戻るモ−メンタリ型であり、スイッチに手を触れなければ支持部が昇降することはない。
【００２２】
図３は、本装置の移動動作制動部１３ａの構成例を示している。移動動作制動部１３ａ、１３ｂは、後脚部３ａ、３ｂに各々設けられているが、ここでは、移動動作制動部１３ａについて説明する。
【００２３】
後脚部３ａに設けられた移動動作制動部１３ａは、ソレノイド１８ａの直動移動部に連結された部材１９ａ、車輪当接ロッド１６ａが矢印４５の左方向に移動する。ソレノイドが作動すると、車輪当接ロッド１６ａが左中間輪１１ａに当接し、摩擦力で車輪の回転を止める。
【００２４】
ソレノイドを解除すると、車輪当接ロッド１６ａは左中間輪１１ａから矢印４５の右方向に移動し、車輪が回転可能となる。この解除動作は、後脚部３ａに対して相対的に変位するばね１７ａにより加勢され戻りやすくする構成となっている。ソレノイドの動作原理について、図１１を用いて説明する。ソレノイドが中間輪１１ａ、１１ｂをそれぞれＦｓの力で押圧するとすると、車輪当接ロッドと中間輪の摩擦係数がμであると仮定すると、各車輪下部でμＦｓの摩擦力が発生する。これが、床材上での後退力Ｆｂと比較して、数１で示す関係にあれば、起立動作補助中に装置の移動を防ぐことができる。
【００２５】
【数１】

【００２６】
次に、本装置の移動動作制動部１３ａの構成の他の例を図４に示した。この例では、中間輪１１ａ、１１ｂの回転軸に回転型ブレ−キ４９ａ、４９ｂが直結されている。このような構成とすることにより、ソレノイドを用いた場合と同様な動作を実現できる。ここでは、回転型ブレ−キが中間輪に直結されている場合を示したが、回転型ブレ−キにとりつけられた回転軸よりタイミングベルトを介して中間輪の回転軸にとりつけてもよい。このようにすると、タイミングベルトで減速することにより、回転型ブレ−キの所要ブレ−キトルクを低減できる効果がある。
【００２７】
次に、本装置の駆動手段を図１３を用いて説明する。モ−タ３７と同軸上にブレ−キ３８が設けられており、ブレ−キ３８を解除してモ−タ３７に通電するとウォ−ム３９が回転し、ウォ−ム回転軸と直交する回転軸まわりにウォ−ムホィ−ル４０が減速されて回転する。
【００２８】
ウォ−ムホィ−ル４０と同軸上に設けられたピニオンギア４１ａ、４１ｂがラック４２ａ、４２ｂを直動することにより、図１の支持部６の昇降動作が実現される。片側のラック４２ａには、昇降動作の移動端を検知するための被検出体（ドグ）４３が設けられており、上端を上リミットセンサ４４ａ、下端を下リミットセンサ４４ｂにより検出できる構成となっている。このような構成し、上下端では、センサ検知情報に基づき上昇方向、下降方向の動作を制動することにより、支持部６の暴走を防ぐことができ、安全性を高めることができる。
【００２９】
このような装置を用いたポ−タブルトイレ４８からの起立動作補助を図１４に、歩行動作補助を図１５に示した。これから、起立動作補助時は、使用者は、片手でグリップ７を握り、他の手で操作部８を操作することにより動作を実現できる。歩行補助動作時は、両手でグリップ７を握りながら動作方向の制御を行うことができる。
【００３０】
次に、本発明の起立歩行動作補助装置の本体に内蔵される制御装置の構成を図５〜図８を用いて説明する。図５は、本発明の起立歩行動作補助装置の制御装置の概略構成を示し、図６は、図５の詳細構成の一例を示し、図７は、図５の詳細構成の他の例を示し、図８は、本発明の起立歩行動作補助装置の制御装置の動作シ−ケンスを示している。
【００３１】
本発明の起立歩行動作補助装置の制御装置の概略構成について図５を用いて説明する。本制御装置は、中央処理部２０で所定のサンプル周期毎にセンサ情報の読みだし、指令・表示の書き込みを行っている。中央処理部２０には、ＣＰＵ（中央演算処理部）、ＲＯＭ（リ−ドオンリ−メモリ−）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ−）、タイマ−が設けられており、バスライン２９を介して他の回路との信号のやりとりを行っている。電源の供給は、バッテリ及びその電圧レベルを変える定電圧レギュレ−タからなる電源回路２６より各回路に供給される。異常監視回路２８では、▲１▼ソレノイド故障、▲２▼バッテリ電圧低下、▲３▼モ−タ過電流の監視を行っている。バッテリ電圧低下が検出されると、充電回路２５とバッテリが連結され、中央処理部より、充電回路に充電モ−ドを示す情報が送られる。▲１▼、▲３▼の異常が検出されると操作部に設けられる状態表示ランプ１５ａがその駆動回路２１により点灯し、使用者が異常を知ることができる。▲２▼の異常が検出されると操作部に設けられる状態表示ランプ１５ｂがその駆動回路２１により点灯し、充電動作に切り替わる。
【００３２】
支持部の移動リミット（上リミット、下リミット）が検知されると、それぞれ更なる上昇動作、下降動作は禁じられる。
【００３３】
起立・着座スイッチの作動が検出されると、ブレ−キが解除されてモ−タに通電されるとともに、移動動作制動部の車輪制動器（１８、４９）に通電され、中間輪がロックされる。
【００３４】
このような制御装置の構成例を図６と図７に示した。図６は、起立動作補助時と着座動作補助時のモ−タの速度制御がなされる場合を示しており、図７は速度制御がなされない場合を示している。
【００３５】
図６の速度制御がなされる場合は、モ−タ３７には位置検出用のエンコ−ダ４６が結合されており、エンコ−ダのＡ、Ｂ相波形から信号処理して得られるパルス信号をＦ／Ｖ変換部で周波数に比例したアナログ電圧に変換し、中央処理部２０から出力される時々刻々の速度指令に対応する電圧値との偏差に基づく電流指令値をフィ−ドバック部で生成し、ＰＷＭ（パルスウィドゥスモデュレ−ション、パルス幅変調）生成部で、ＰＷＭのオンデュ−ティを決定し、モ−タ駆動部でＦＥＴなどのパワ−素子をＰＷＭ駆動することにより、モ−タに通電する構成である。ここでは、アナログの速度制御系を示したが、エンコ−ダのパルス情報をサンプル周期毎に中央処理部２０にとりこみ、電流指令をソフトウェアで生成し、ＰＷＭ生成部に送るディジタルの速度制御系であってもよい。
【００３６】
車輪制動器（１８、４９）は、リレ−３をオンオフすることによりオンオフしている。
【００３７】
図７の速度制御なしの場合は、モ−タ３７にはセンサは設けられず、起立・着座スイッチの作動検出結果に基づきリレ−２をオンオフすることにより通電している。図５の場合と比べると、速度を一定に制御するといった点では不十分だが、実際はモ−タの逆起電力により擬似的に速度フィ−ドバックがかかるような形となるため、暴走的な動作にはならず指数関数状の加減速パタ−ンで駆動される形となる。
【００３８】
以上の動作シ−ケンスをまとめて図８に示した。起立・着座スイッチが押されると、リミットセンサの状態により、起立速度・着座速度・中間輪のロック状態がどのように変化するかが示されている。このような構成とすることにより、使用者の安全な起立・着座動作が実現できる。
【００３９】
【発明の効果】
本発明の起立歩行動作補助装置は、上記のように構成されているので下記のような効果を奏する。
【００４０】
（１）本発明の起立歩行動作補助装置は、電動の起立動作補助部と、電動の車輪の移動動作制動部より構成されており、スイッチ操作によりオンオフ可能なので、使用者の起立動作補助時の装置の移動を困難なく実現することができる。
【００４１】
（２）本発明の起立歩行動作補助装置では、その操作スイッチは、起立・着座スイッチのみにより構成されていて、このスイッチの作動と車輪の移動動作制動部の作動が連動する構成となっているため、下肢の衰えた使用者でも困難なく装置の移動しない起立・着座動作を確実に困難ではなく実現することができる。
【００４２】
（３）本発明の起立歩行動作補助装置は、その操作部が支持部に対して左右に移動可能な構成となっているので、片麻痺の使用者も使用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の起立歩行動作補助装置の斜視図。
【図２】図１の操作部の構成。
【図３】図１の移動動作制動部の構成の一例。
【図４】図１の移動動作制動部の構成の他の例。
【図５】本発明の起立歩行動作補助装置の制御装置の概略構成。
【図６】図５の詳細構成の一例。
【図７】図５の詳細構成の他の例。
【図８】本発明の起立歩行動作補助装置の制御装置の動作シ−ケンス。
【図９】床面摩擦零の起立補助動作時の後退力の測定装置。
【図１０】木製床での起立補助動作時の装置の後退力の測定装置。
【図１１】起立補助動作時の装置の後退力の測定結果。
【図１２】移動動作制動部の動作原理説明図。
【図１３】図１の駆動手段。
【図１４】図１の装置を用いた使用者の起立開始時の姿勢。
【図１５】図１の装置を用いた使用者の歩行動作補助時の姿勢。
【符号の説明】
１…起立歩行動作補助装置、２…前脚、３…後脚、４…昇降部、５…昇降方向、６…支持部、７…グリップ、８…操作部、９…体幹支持具、１０…前輪、１１…中間輪、１２…後輪、１３…移動動作制動部、１４…起立・着座指示スイッチ、１５…状態表示ランプ、１６…車輪当接ロッド、１７…ばね、１８…ソレノイド、１９…ソレノイド移動部連結部材、２０…中央処理部、２１…状態表示ランプ駆動回路、２２…支持部移動リミット検出回路、２３…移動動作制動部駆動回路、２４…起立・着座指示スイッチ作動検出回路、２５…充電回路、２６…バッテリ・電源回路、２７…モ−タブレ−キ駆動回路、２８…異常監視回路、２９…バスライン、３０…ＡＣコンセント、３１…起立動作補助ア−ム、３２…力センサ、３３…使用者、３４…椅子、３５…ばねばかり、３６…起立・着座指示スイッチ移動方向、３７…モ−タ、３８…ブレ−キ、３９…ウォ−ム、４０…ウォ−ムホィ−ル、４１…ピニオンギア、４２…ラック、４３…被検出体、４４…リミットセンサ、４５…ソレノイド移動部移動方向、４６…エンコ−ダ、４７…充電器、４８…ポ−タブルトイレ、４９…車輪制動用回転型ブレ−キ。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a motion assisting device that assists an elderly person or a person requiring rehabilitation to stand up, sit down (stand up), and walk.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a standing walking motion assisting device that does not have an electric walking motion assisting unit used by elderly people with weakened lower limbs has been used for (i) a device used by a caregiver; (1) Japanese Patent Laid-Open No. 6-225909. As described in Japanese Unexamined Patent Application Publication No. HEI 9-310, there is known an apparatus using casters as a walking motion assisting means. As described above, a device using a caster as a walking motion assisting device is known.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
When using a standing walking motion assisting device that does not have an electric walking motion assisting unit to assist the standing motion, the device moves when the caster is used in a free state with the movement of the center of gravity of the user. There's a problem.
[0004]
In order to cope with this problem, in the prior art (1), a caregiver supports the device to support its generating force.
[0005]
If the device movement force during assisting the standing motion is large, there is a problem that a large physical burden is required for the caregiver.
[0006]
In the case of assisting the user in standing up, for example, the retraction force of the device in that case differs depending on the floor friction (depending on the floor material). Was measured using the experimental apparatus shown in FIGS. 9 and 10, respectively. FIG. 9 shows the measurement of the retreating force when the user assists the standing motion by the force sensor 32 provided at the tip of the standing motion assist arm 31 having two degrees of freedom so that an arbitrary motion trajectory can be taken. Since the base of the standing motion assist arm 31 is fixed to the floor, the retreating force Fb0 corresponding to the case where the floor friction is zero regardless of the floor material can be measured. Here, in order to facilitate the measurement of the horizontal acting force of the force sensor, the upright movement assisting arm 31 is constituted by a parallel link mechanism so that the force sensor 32 always faces in the horizontal direction.
[0007]
Next, in the case of a wooden floor, the device retreating force Fb at the time of assisting the standing operation using the device was measured using a spring balance 35 as shown in FIG.
[0008]
FIG. 11 shows the relationship between the user's body mass W and the retreating force when both devices perform the standing motion assist in the same standing assist motion trajectory. The difference between Fb0 and Fb indicates the floor friction force of the wooden floor. From this, it has been confirmed that there is a problem that a caregiver needs a large force of about 100 (N) under an environment of a floor material having extremely low floor friction. Further, in the prior art (2), although the problem is not mentioned, it is structurally possible to take means such as locking the caster by a locking mechanism provided on the caster.
[0009]
However, locking the casters by the locking mechanism is a difficult operation for the user of the device having a weakened lower limb. Even if the casters are locked by some external braking device, the casters are turned and rotated. Since it has a degree of freedom of movement, there is a problem that its braking mechanism is complicated.
[0010]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a standing walking motion assisting device that aims to enable a user to live independently without a caregiver. The aim is to provide means that can be reliably realized in a non-difficult manner.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention, in order to realize the prevention of the movement of the standing walking motion assisting device at the time of assisting the standing motion in a manner that is not difficult for a user with a weakened lower limb, (1) As shown in FIG. The part is constituted by a six-wheel wheel moving mechanism in which each of the front and rear two wheels is a caster, and the middle two wheels are fixed wheels, and an electric moving braking device is provided on the middle wheel which is a fixed wheel to enable braking based on an electric signal. (2) As shown in FIG. 2, FIG. 14 and FIG. 15, in order to realize the method in a manner that is not difficult for the user, the operation unit 8 operated by the user is only the upright / seated switch, and when this switch is pressed, In this configuration, the mobile braking device provided on the intermediate wheel operates in conjunction with each other.
[0012]
With such a configuration, the problem to be solved by the present invention can be solved.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of a standing walking motion assisting device according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4 and FIGS. 12 to 15. FIG. 1 is a perspective view of a standing-walking motion assisting device according to the present invention, FIG. 2 shows a configuration of an operation unit of FIG. 1, and FIG. 3 shows an example of a configuration of a moving operation braking unit of FIG. FIG. 4 shows another example of the configuration of the moving operation braking unit of FIG. 1, FIG. 12 is an explanatory view of the operation principle of the moving operation braking unit, and FIG. 13 shows the driving means of FIG. FIG. 14 shows the posture of the user using the apparatus of FIG. 1 when standing up, and FIG. 15 shows the posture of the user using the apparatus of FIG. 1 when assisting the walking motion.
[0014]
The standing walking motion assisting device of the present invention is a device that assists a standing motion of a user with a weakened lower limb by electric power, and is capable of assisting walking motion by himself without power, which will be described with reference to FIG.
[0015]
The device 1 is roughly composed of a support portion 6 which is moved up and down by an elevating member 4, a front leg portion 2 and a rear leg portion 3 of a main body, and a non-powered wheel attached thereto. In the section, the wheel section is a walking motion assisting section. The user holds the grip 7 provided on the support section 6 (see FIG. 14), and the operation section 8 operated by the user is provided with a standing / seating instruction switch and a status display lamp. The user can issue a standing / sitting operation instruction while confirming whether the device is normal or abnormal.
[0016]
The operation unit 8 is configured to be movable left and right with respect to the grip 7 on the assumption that the user is hemiplegic.
[0017]
When the user deposits the buttocks on the trunk support 9 made of a belt-shaped member and presses the standing instruction switch, the elevating member 4 extends upward in the direction of the arrow 5, and the standing operation is performed. When the user presses a seating instruction switch at the time of seating, the elevating member 4 contracts in the downward direction of the arrow 5 to assist the seating operation.
[0018]
The configuration of the walking motion assisting unit is as follows:

front wheels

10a and 10b formed of casters provided on front legs 2a and 2b; rear wheels 12a and 12b formed of casters provided on

rear legs

3a and 3b; And intermediate wheels 11a and 11b formed of fixed wheels. By adopting such a wheel configuration, although it is not possible to traverse or skew, many motion assists including turning on the spot can be performed, and the user can operate with a small turning radius even in a house.
[0019]

Movement braking portions

13a and 13b are provided at the rear of the intermediate wheels 11a and 11b when the user stands up, and at the time of braking, the abutment member contacts the intermediate wheels 11a and 11b, and the frictional force is applied to the wheels. Rotation can be stopped.
[0020]
Next, the configuration of the operation unit 8 will be described with reference to FIG. The operation unit 8 includes a standing / sitting instruction switch 14 and a status display lamp 15. Here, the case where the number of the status display lamps is two is shown, but the number is not limited to this.
[0021]
The figure shows a case where one battery is used for each of the battery status display and the abnormality presence / absence display. By moving the standing / seating instruction switch 14 in the directions of 36a and 36b, standing / seating can be instructed, respectively. The standing / seating instruction switch 14 is of a momentary type that returns the switch to the neutral position unless the user touches the switch, and the support does not move up and down unless the switch is touched.
[0022]
FIG. 3 shows a configuration example of the moving operation braking unit 13a of the present apparatus. The moving

operation braking units

13a and 13b are provided on the

rear legs

3a and 3b, respectively. Here, the moving operation braking unit 13a will be described.
[0023]
In the moving operation braking unit 13a provided on the rear leg 3a, the member 19a connected to the linear moving unit of the solenoid 18a and the wheel contact rod 16a move in the left direction of the arrow 45. When the solenoid is operated, the wheel contact rod 16a contacts the left intermediate wheel 11a and stops the rotation of the wheel by frictional force.
[0024]
When the solenoid is released, the wheel contact rod 16a moves rightward from the left intermediate wheel 11a as indicated by an arrow 45, and the wheel can rotate. This releasing operation is configured to be easily urged and returned by the spring 17a which is displaced relatively to the rear leg 3a. The operating principle of the solenoid will be described with reference to FIG. Assuming that the solenoid presses the intermediate wheels 11a and 11b with the force of Fs, a frictional force of μFs is generated at the lower part of each wheel, assuming that the friction coefficient between the wheel contact rod and the intermediate wheel is μ. If this is in a relationship represented by Formula 1 as compared with the retreating force Fb on the floor material, it is possible to prevent the movement of the device during the assisting of the standing operation.
[0025]
(Equation 1)

[0026]
Next, another example of the configuration of the moving operation braking unit 13a of the present apparatus is shown in FIG. In this example, rotary brakes 49a and 49b are directly connected to the rotation shafts of the intermediate wheels 11a and 11b. With such a configuration, an operation similar to the case where a solenoid is used can be realized. Although the case where the rotary brake is directly connected to the intermediate wheel is shown here, the rotary brake may be mounted on the rotary shaft of the intermediate wheel via a timing belt from the rotary shaft mounted on the rotary brake. In this case, there is an effect that the required braking torque of the rotary brake can be reduced by decelerating by the timing belt.
[0027]
Next, the driving means of the present apparatus will be described with reference to FIG. A brake 38 is provided coaxially with the motor 37. When the brake 38 is released and the motor 37 is energized, the worm 39 rotates, and the worm rotates at right angles to the worm rotation axis. The worm wheel 40 is rotated around the axis at a reduced speed.
[0028]
When the pinion gears 41a and 41b provided coaxially with the worm wheel 40 linearly move the

racks

42a and 42b, the lifting and lowering operation of the support portion 6 in FIG. 1 is realized. A detection object (dog) 43 for detecting the moving end of the elevating operation is provided on one rack 42a, and the upper end is detected by an upper limit sensor 44a and the lower end is detected by a lower limit sensor 44b. I have. With such a configuration, at the upper and lower ends, the operation in the ascending and descending directions is braked based on the sensor detection information, whereby runaway of the support portion 6 can be prevented, and safety can be improved.
[0029]
FIG. 14 shows assistance in standing up from a portable toilet 48 using such a device, and FIG. 15 shows assistance in walking. Thus, at the time of assisting the standing operation, the user can realize the operation by holding the grip 7 with one hand and operating the operation unit 8 with the other hand. During the walking assist operation, the operation direction can be controlled while holding the grip 7 with both hands.
[0030]
Next, the configuration of a control device built in the main body of the standing walking motion assisting device of the present invention will be described with reference to FIGS. 5 shows a schematic configuration of a control device of the standing walking motion assisting device of the present invention, FIG. 6 shows an example of a detailed configuration of FIG. 5, and FIG. 7 shows another example of a detailed configuration of FIG. FIG. 8 shows an operation sequence of the control device of the standing-up walking motion assisting device according to the present invention.
[0031]
The schematic configuration of the control device of the standing up walking motion assisting device of the present invention will be described with reference to FIG. In the present control device, the central processing unit 20 reads out sensor information and writes commands / displays at predetermined sampling periods. The central processing unit 20 is provided with a CPU (central processing unit), a ROM (read only memory), a RAM (random access memory), and a timer. And exchanges signals with them. Power is supplied to each circuit from a power supply circuit 26 comprising a battery and a constant voltage regulator for changing the voltage level of the battery. The abnormality monitoring circuit 28 monitors (1) solenoid failure, (2) battery voltage drop, and (3) motor overcurrent. When the battery voltage drop is detected, the charging circuit 25 is connected to the battery, and the central processing unit sends information indicating the charging mode to the charging circuit. When the abnormalities (1) and (3) are detected, the status display lamp 15a provided on the operation unit is turned on by the drive circuit 21 so that the user can know the abnormality. When the abnormality of (2) is detected, the status display lamp 15b provided on the operation unit is turned on by the drive circuit 21 to switch to the charging operation.
[0032]
When the movement limit (upper limit, lower limit) of the support unit is detected, further ascent and descent operations are prohibited.
[0033]
When the operation of the upright / seat switch is detected, the brake is released and the motor is energized, and the wheel brakes (18, 49) of the moving operation braking unit are energized to lock the intermediate wheel. .
[0034]
6 and 7 show examples of the configuration of such a control device. FIG. 6 shows a case where the speed control of the motor is performed at the time of assisting the standing operation and at the time of assisting the sitting operation, and FIG. 7 shows a case where the speed control is not performed.
[0035]
When the speed control shown in FIG. 6 is performed, an encoder 46 for position detection is connected to the motor 37, and a pulse signal obtained by performing signal processing from the A and B phase waveforms of the encoder is used. The F / V converter converts the voltage into an analog voltage proportional to the frequency, and the feedback unit generates a current command value based on a deviation from the voltage value corresponding to the instantaneous speed command output from the central processing unit 20. , A PWM (pulse width modulation, pulse width modulation) generator determines the on-duty of the PWM, and a motor driver drives the power element such as an FET by PWM. It is a configuration to energize. Here, an analog speed control system is shown. However, a digital speed control system in which pulse information of an encoder is taken into the central processing unit 20 for each sample period, a current command is generated by software, and sent to a PWM generation unit. There may be.
[0036]
The wheel brakes (18, 49) are turned on and off by turning on and off the relay-3.
[0037]
In the case without the speed control shown in FIG. 7, the motor 37 is not provided with a sensor, and the motor is energized by turning on and off the relay-2 based on the operation detection result of the standing / seating switch. Compared to the case of FIG. 5, the point that the speed is controlled to be constant is insufficient, but in reality, the speed feedback is applied in a pseudo manner due to the back electromotive force of the motor, so that the runaway operation is performed. It is driven in an exponential function acceleration / deceleration pattern.
[0038]
The above operation sequence is shown in FIG. When the standing / seating switch is pressed, how the standing speed, the sitting speed, and the locked state of the intermediate wheel change according to the state of the limit sensor is shown. With such a configuration, a safe standing and sitting operation of the user can be realized.
[0039]
【The invention's effect】
The upright walking motion assisting device of the present invention has the following effects because it is configured as described above.
[0040]
(1) The standing up walking motion assisting device of the present invention includes an electric standing up motion assisting unit and an electric wheel moving operation braking unit, and can be turned on / off by a switch operation. The movement of the device can be realized without difficulty.
[0041]
(2) In the stand-up walking movement assisting device of the present invention, the operation switch is constituted only by the stand-up / seating switch, and the operation of this switch and the operation of the wheel movement operation braking unit are interlocked. Therefore, even if the user has a weakened lower limb, the standing / seating operation in which the device does not move without difficulty can be reliably realized without difficulty.
[0042]
(3) Since the standing-up walking motion assisting device of the present invention has a configuration in which the operation unit can move to the left and right with respect to the supporting unit, it can be used by hemiplegic users.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a standing walking motion assisting device according to the present invention.
FIG. 2 is a configuration of an operation unit shown in FIG. 1;
FIG. 3 is an example of a configuration of a moving operation braking unit in FIG. 1;
FIG. 4 is another example of the configuration of the moving operation braking unit of FIG. 1;
FIG. 5 is a schematic configuration of a control device of the standing up walking motion assisting device according to the present invention.
FIG. 6 is an example of a detailed configuration of FIG. 5;
FIG. 7 is another example of the detailed configuration of FIG. 5;
FIG. 8 is an operation sequence of the control device of the standing walking motion assisting device according to the present invention.
FIG. 9 is an apparatus for measuring a retreating force at the time of floor standing friction zero assisting standing operation.
FIG. 10 shows a device for measuring the retraction force of the device at the time of assisting standing up on a wooden floor.
FIG. 11 shows a measurement result of the retraction force of the device at the time of the standing-up assisting operation.
FIG. 12 is an explanatory view of the operation principle of the moving operation braking unit.
FIG. 13 shows the driving means of FIG.
14 shows a posture of the user using the apparatus of FIG. 1 at the time of starting standing.
FIG. 15 shows a posture of the user using the device shown in FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Standing walking motion assisting device, 2 ... Front leg, 3 ... Rear leg, 4 ... Lifting part, 5 ... Lifting direction, 6 ... Supporting part, 7 ... Grip, 8 ... Operating part, 9 ... Trunk support, 10 ... Front wheel, 11 Middle wheel, 12 Rear wheel, 13 Movement braking unit, 14 Standing / seating instruction switch, 15 State lamp, 16 Wheel contact rod, 17 Spring, 18 Solenoid, 19 Solenoid moving unit connecting member, 20 central processing unit, 21 status lamp driving circuit, 22 support unit moving limit detecting circuit, 23 moving movement braking unit driving circuit, 24 standing / seating instruction switch operation detecting circuit, 25 ... Charging circuit, 26 ... Battery / power supply circuit, 27 ... Motor brake drive circuit, 28 ... Error monitoring circuit, 29 ... Bus line, 30 ... AC outlet, 31 ... Standing operation auxiliary arm, 32 ... Force sensor , 33 ... user, 3 ... Chair, 35 ... Spring only, 36 ... Standing / seating instruction switch moving direction, 37 ... Motor, 38 ... Brake, 39 ... Warm, 40 ... Warm wheel, 41 ... Pinion gear, 42 ... Rack, 43 ... Detected object, 44 ... Limit sensor, 45 ... Solenoid moving part moving direction, 46 ... Encoder, 47 ... Charger, 48 ... Portable toilet, 49 ... Rotary brake for wheel braking .

Claims

A support unit for supporting a user, an operation unit having a standing / seating switch provided on the support unit, a driving unit for driving the support unit, and a moving unit for the user to push and move. A standing walking motion assisting device that assists a user in standing up and walking. The device includes an electric standing motion assisting unit and an electric moving motion braking unit, and the user's operation unit moves left and right with respect to the support unit. A standing walking motion assisting device having a possible configuration .

A support unit for supporting a user, an operation unit having a standing / seating switch provided on the support unit, a driving unit for driving the support unit, and a moving unit for the user to push and move. A standing walking motion assisting device that assists a user in standing up and walking, includes an electric standing up movement assisting unit and an electric moving movement braking unit, and controls the presence / absence of a standing / sitting operation instruction and braking of the moving operation braking unit. -A stand-up walking motion assisting device characterized in that braking release is operated in conjunction .

3. The standing motion assisting device according to claim 1 or 2, wherein the walking motion assisting unit is constituted by a six-wheel wheel moving mechanism in which each of two front and rear wheels is a caster and two intermediate wheels are fixed wheels. The part that can contact the solenoid, the intermediate wheel connected to the moving part of the solenoid, and the member that can contact the intermediate wheel connected to the moving part of the solenoid does not contact the intermediate wheel when braking is released. An upright walking motion assisting device, comprising a passive force generator energized to facilitate return .

3. The standing motion assisting device according to claim 1 or 2, wherein the walking motion assisting unit is constituted by a six-wheel wheel moving mechanism in which each of two front and rear wheels is a caster and two intermediate wheels are fixed wheels. An upright walking motion assisting device, characterized in that the part is constituted by installing a rotary brake capable of braking the rotation of the intermediate wheel directly or via a timing belt on the rotating shaft of the intermediate wheel .