JP4903000B2 - 立ち上がり支援装置 - Google Patents

Description

本発明は、寝台の昇降と協調動作して、寝台利用者が、寝台から立ち上がることを支援する立ち上がり支援装置に関する。

身体能力が低下した寝台利用者が寝台から立ち上がるためには、利用者はその体重を臀部から足上へと水平に移行させ、更に、タイミング良く座位高さから立位高さまで上下に移行する必要がある。この場合に、利用者がその体重を水平に移行させる際、利用者はその上体をほぼ垂直な状態から、前傾姿勢へと誘導することにより、利用者の負担を軽減することができる。従来、介助者が利用者の身体を掴んで誘導するか、利用者自身が柵等を掴んで自力で立ち上がっていた。また、前傾姿勢の後、利用者の身体を持ち上げるためには、介助者が利用者の身体を掴んで持ち上げるか、又は昇降電動ベッドの上昇動作を利用して利用者の身体を持ち上げていた。しかし、これらの動作は、介護を必要とする利用者及び介助者にとって、大きな負担である。

そこで、このような介助者の負担及び介護を必要とする利用者の負担を軽減するために、特許文献１乃至３には、アームが動くことにより、利用者の上半身を誘導するようにした介護支援装置が提案されている。

特開２００３−３３９７９２号公報 特開平９−８６２３３号公報 特開平９−２７６３３５号公報

しかしながら、上述の公知文献に記載された立ち上がり支援装置においては、利用者を水平に誘導することはできるが、立ち上がりまでは利用者を支援することができない。また、昇降ベッドにおいては、ベッドの上昇を利用して、利用者の身体を持ち上げることは可能であるが、それ以上に利用者の立ち上がりを支援することはできない。例えば、利用者の体重を水平に誘導するだけでは、利用者の身体に負担にかかり、昇降ベッドにより利用者の身体を持ち上げるだけでは、利用者の足が浮いてしまう可能性があり、円滑に立ち上がることができない。

従って、従来の技術においては、身体能力が低下した利用者の立ち上がりを十分に支援することはできなかった。このため、介護を必要とする利用者及び介護者の負担を十分に軽減するまでには至っていない。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、昇降ベッド等の昇降装置と連動して、把持部を移動させることにより、身体能力が低下した利用者は単に把持部をもっていれば、自分の身体をベッドから立ち上がらせることができる立ち上がり支援装置を提供することを目的とする。

本願第１発明に係る立ち上がり支援装置は、昇降ベッド又は昇降椅子からなる昇降装置の側方に設置され昇降装置の利用者の立ち上がりを支援する立ち上がり支援装置において、前記利用者が立ち上がり時に握る握持部と、前記握持部を鉛直方向を含む面内で所定のパターンに沿って移動させる移動装置と、を有し、前記移動装置は、前記利用者が前記握持部を握持した状態で、前記握持部を前方の斜め下方に移動させることにより、利用者に前傾姿勢をとらせ、その後、昇降装置の上昇と協調動作して前記握持部を上昇させることにより、利用者の起立動作を誘導することを特徴とする。

本願第２発明に係る立ち上がり支援装置は、昇降ベッド又は昇降椅子からなる昇降装置の側方に設置され昇降装置の利用者の立ち上がりを支援する立ち上がり支援装置において、水平方向に延びる水平ガイドと、この水平ガイド上を走行する走行部と、この走行部上に設置された垂直ガイドと、この垂直ガイドにより昇降駆動される移動部と、前記移動部に設置され前記利用者が立ち上がり時に握持する握持部と、前記水平ガイド及び垂直ガイドを含む面内において前記握持部を所定のパターンに沿って移動させるように前記走行部及び前記移動部を駆動する駆動装置と、この駆動装置を制御する制御装置と、を有し、前
記制御装置は、前記利用者が前記握持部を握持した状態で、前記駆動装置により、前記握持部を前方の斜め下方に移動させることにより、利用者に前傾姿勢をとらせ、その後、昇降装置の上昇と協調動作して前記握持部を上昇させることにより、利用者の起立動作を誘導することを特徴とする。

この立ち上がり支援装置は、例えば前記垂直ガイドと前記昇降装置との間に利用者が挟まれたときにそれを検出する第１センサを有し、この第１センサが利用者を検知したときに装置の駆動を停止する。

上述の各立ち上がり支援装置において、前記握持部は、掌をあてる水平部と、指で掴む先端盛り上がり部とを有する形状をなし、前記水平部の水平姿勢を維持して移動されることが好ましい。また、利用者から前記握持部に印加される荷重及び／又は前記昇降装置にかかる荷重を検出する第２センサを有し、この第２センサにより、前記荷重を検出することにより、利用者の姿勢を検知することが好ましい。

本発明によれば、身体的能力が低下した利用者が立ち上がるときの負担が軽減され、また、介助者の負担も減少するので、利用者の自力での立ち上がりが促進される。

以下、本発明の実施形態について添付の図面を参照して具体的に説明する。図１は本発明の実施形態に係る立ち上がり支援装置を示す模式図、図２はその具体的構成を示す斜視図、図３は同じくその側面図、図４は同じくその駆動装置を示す装置内部の構造図である。図１に示すように、昇降ベッド１の側方に本発明の実施形態の立ち上がり支援装置２が設置されている。この立ち上がり支援装置２は、床上に設置され床に平行で昇降ベッド１の長手方向に対し垂直に延びる水平ガイド３と、床に垂直に延びる垂直ガイド４と、垂直ガイド４に設置された握持部５と、操作用の操作スイッチ６と、非常停止スイッチ７と、挟まれ防止センサ８とを備えている。

図２に示すように、立ち上がり支援装置２のベースフレーム２０は、昇降ベッド１の側縁に平行に延び、１対のキャスタ２１により移動可能ではあるが、通常は、１対の固定部材２２により昇降ベッド２に固定されるようになっている。水平ガイド３には、このベースフレーム２０に対し、その中央の支持部２３からベースフレーム２０に垂直に延びる水平スライド２４を有し、この水平スライド２４の先端はキャスタ２６により支持されている。また、水平スライド２４に平行に延びる螺棒２５がその一端を支持部２３に支持されて設置されており、支持部２３内に設置されたモータ（図示せず）により正逆回転駆動されるようになっている。なお、係止部２２はベースフレーム２０を昇降ベッドに固定するものである。

そして、垂直ガイド４の走行部２７が水平ガイド３の水平スライド２４に案内されて水平スライド２４上を往復移動可能に支持されており、この走行部２７に設けた螺孔に水平ガイド３の螺棒２５が螺合されている。これにより、支持部２３内のモータが回転して、螺棒が正逆回転すると、螺棒２５に螺合した走行部２７が水平スライド２４に沿って支持部２３に対し前進及び後退移動する。

走行部２７には、圧力センサ２８を介して垂直ガイド４が立設されている。この垂直ガイド４は、圧力センサ２８上に立設するように設けられた垂直スライド２９を有する。この垂直スライド２９は、圧力センサ２８の上面に固定された固定部２９ａとこの固定部２９ａに対して上昇下降する移動部２９ｂとを有し、移動部２９ｂはアクチュエータ３０により上昇下降するようになっている。

この垂直ガイド４における垂直スライド２９の機構を図３に示す。この垂直スライド２９においては、角筒状の固定部２９ａに同様に角筒状の移動部２９ｂが嵌合された状態に配置され、固定部２９ａの外面と移動部２９ｂの内面とに、夫々相互に噛み合うスライドガイド５１ａ、５１ｂが垂直方向に延びるように設けられている。このスライドガイド５１ａ、５１ｂにより、移動部２９ｂが固定部２９ａに対し、昇降移動する。また、固定部２９ａ内にアクチュエータ３０がそのシリンダ軸を垂直にすると共にそのピストン３１が上方に進出するように配置されている。このアクチュエータ３０のピストン３１の先端は固定点５０で移動部２９ｂの天板に固定されており、アクチュエータ３０のピストン３１が進出することにより、移動部２９ｂは上昇し、ピストン３１が退入することにより、移動部２９ｂが下降する。

但し、この垂直スライド２９の機構はこの図３に示すものに限らず、例えば、図４に示すものも可能であり、任意の上昇下降部材を使用することができる。図４は、図３の変形例として、垂直スライド２９の他の昇降機構を示すものである。この変形例においては、角筒状の固定部２９ａを角筒状の移動部２９ｂが嵌合するように配置されており、内側の固定部２９ａは天板がなく、外側の移動部２９ｂは天板を有する。そして、リンク３２ａはその上端が連結点５２で移動部２９ｂの天板に回転可能に連結されており、リンク３２ｂはその下端が固定部２９ａに回転可能に連結されている。移動部２９ａと固定部２９ｂとはその中間で回転可能に連結されており、所謂Ｘリンクを構成している。そして、リンク３２ａの下端は、シリンダ軸を水平にして設置されたアクチュエータ３０のピストン３１の先端に回転可能に連結されている。これにより、アクチュエータ３０のピストン３１が進出すると、リンク３２ａの下端がリンク３２ｂの下端に近づき、Ｘリンクの上下の対抗角が小さくなる結果、リンク３２ａの上端が移動部２９ｂを押し上げ、移動部２９ｂは上昇する。逆に、アクチュエータ３０のシリンダ３１が退入すると、Ｘリンクの上下の対抗角が大きくなり、その結果、移動部２９ｂが下降する。

また、図５及び図６は、水平ガイド３及び垂直ガイド４を使用しない変形例である。図２に示す実施形態においては、ベッドに垂直の方向に延びる水平ガイド３上を走行部２７が走行すると共に、この走行部２７上に設置された垂直ガイド３の垂直スライド２９の移動部２９ｂが固定部２９ａに対して昇降移動することにより、握持部５が、ベッドに垂直の面内で、任意の軌跡をたどって移動することができる。つまり、図２に示す実施形態においては、２個の駆動部材（水平駆動モータ及び垂直アクチュエータ３０）が設けられている。しかし、図５及び図６に示す移動装置は、リンク機構により、１個の駆動手段により、ベッドに垂直の面内で握持部５を任意の軌跡に沿って移動可能にしたものである。

図５及び図６に示すように、台６０上に支柱６１が立設されており、支柱６１の上部に、モータ６２が設置されており、そのほぼ側方にあたる位置に回転軸６３が設けられている。モータ６２及び回転軸６３には夫々リンク６４及び６５が平行に連結されている。そして、これらのリンク６４及び６５の先端には、握持部６６がリンク６４，６５に対して回転可能に設けられている。

このように構成された握持部６６の移動装置においては、図６（ｂ）に示すように、リンク６４，６５が正面視で垂直にあるときには、握持部６６はその姿勢をほぼ水平にして、最下端の位置にあり、リンク６４，６５がモータ６２の正逆回転によりリンク６４，６５が揺動運動をすると、リンク６４，６５の先端に支持された握持部６６は、図６（ａ）、（ｃ）に示すように、その水平姿勢を維持したまま、昇降ベッドから遠ざかる方向及び近づく方向に移動する。これにより、駆動手段として１個のモータ６２を設置するだけで、握持部６６をベッドに対して遠ざかる方向及び近づく方向に移動させることができる。

この垂直ガイド４の移動部２９ｂには、握持部５が水平に延びるように片持ち梁の状態で固定されている。図７（ａ）、（ｂ）は夫々握持部５の側面形状を示す側面図及び握持部５の使用状態を示す斜視図である。握持部５は、その上面に、利用者が手をついた場合に掌がのって利用者の体重を支持する水平部４１と、利用者が指をかけて身体を引っ張るための上方に盛り上がった先端盛り上がり部４２とが形成されている。そして、先端盛り上がり部４３の下面には、装置の動作を指示する２個の操作スイッチ４４が設置されている。また、握持部５の付け根の移動部２９ｂには、利用者が握持部５を握っているか否かを検出するセンサ４３が設置されている。なお、握持部５は、例えば中心部に設けられた筒状の鋼板製基部が移動部２９ｂから水平方向に突出するようにして移動部２９ｂに固定されており、この基部の周囲をゴム製の被覆材が覆うような構造を有している。

次に、上述の如く構成された立ち上がり支援装置の動作について説明する。図８はこの立ち上がり支援装置の握持部５の移動軌跡を示す模式図、図９は動作を示すフローチャート図である。図８に示す移動軌跡に沿うように、握持部５の移動が適宜のコントローラ（図示せず）により制御される。図９に示すように、電源をオンにし、利用者の身体的特徴を入力し、この身体的特徴に応じてその利用者に適切な移動軌跡をテーブルから読み出し、これをＣＰＵ（中央演算処理措置）に転送し、メモリに格納する。又は、一般的な初期状態を設定する。

その後、センサ４３が利用者の存在を検知すると、利用者が握持部５を握り、立ち上がり動作の準備が完了したことが把握され、コントローラは、メモリから図８に示すような動作軌跡データを読み出し、この動作軌跡に従って、握持部５を移動させるように水平ガイド３及び垂直ガイド４を制御する。即ち、支持部２３内に設置された水平駆動用モータを駆動して、螺棒２５を正逆回転させると、走行部２７が昇降ベッド１から離れる方向に前進移動し、又は昇降ベッド１に戻ってくるように後退移動する。また、走行部２７上に立設されている垂直ガイド４はアクチュエータ３０が垂直スライダ２９の移動部２９ｂを上昇させ、又は下降させる。このため、モータ及びアクチュエータを組み合わせて駆動することにより、握持部５は昇降ベッド１に垂直な面内、即ち、水平スライド２４及び垂直スライド２９を含む面内において、２次元的に自由に移動させることができる。

コントローラは、モータ及びアクチュエータ３０を駆動して、図８の移動軌跡に沿って握持部５を移動させる。図８は横軸に時間（秒）をとり、縦軸に昇降ベッド及び握持部の原点位置から移動した上下位置（ｍｍ）をとって、昇降ベッド及び握持部の軌跡を示す図である。図８に示すように、ベッドの寝台部の上昇及び下降のパターンが決められており、このベッドの上昇パターンに合わせて、握持部５の移動パターンが決められている。先ず、昇降ベッドの高さは２５０ｍｍ、握持部５の高さは６００ｍｍの位置にあり、握持部５は昇降ベッド１から２５０ｍｍ離れた位置にある。この状態で、センサ４３が利用者の存在を検知し、更に利用者が操作スイッチ４４をオンにすると、コントローラが握持部５の動作を開始させる。なお、操作スイッチ４４は本実施形態では２個設けられており、双方のスイッチがオンになったときに、コントローラが動作を開始するようになっている。これは握持部５が不用意に動かないようにして安全性を高めるためであるが、必ずしも２個設ける必要はない。又は、２個のスイッチのうち、一方のみがオンとなったときに、動作が開始するようにすることにより、片麻痺の利用者にも対応可能である。なお、この図８に示すパターンは、介助者が利用者の立ち上がり動作を支援する際の介助者の手部の軌跡と、使用者の臀部の軌跡を基に決定されたものである。

握持部５は、先ず図８の（１）の期間において、前方に移動しつつ、下降する。昇降ベッドはその寝台が若干上昇する。これにより、利用者の身体が前傾姿勢になる。その後、図８の（２）の期間において、昇降ベッドの寝台が更に上昇すると共に、握持部５は、更に前方に移動すると共に下降する。これにより、利用者が更に前傾姿勢になると共に、利用者の体重重心が水平方向の前方に移動し、臀部が持ち上げられる。

次いで、図８の（３）の期間において、握持部５が上昇に転じ、前方に上昇しつつ移動する。昇降ベッドは上昇移動を続けているので、利用者の体重重心位置が前方の斜め上方に移動する。次いで、図８の（４）の期間において、握持部５及び昇降ベッド１は途中まで上昇してその後上昇を停止する。そして、握持部５はこの図８の（４）の期間に入ると同時に、前方への移動を停止し、（４）の期間の途中から、後退する。そして、（４）の期間が終了した時点で、握持部は高さが７００ｍｍで昇降ベッドに対して４００ｍｍ離隔する位置まで戻っており、昇降ベッドの寝台は高さが５５０ｍｍとなっている。このように、（４）の期間において、握持部５が水平方向への進出を停止しその後若干戻ることにより、利用者は立位姿勢となる。

このようにして、握持部５は一旦降下しつつ前方に移動し、その後握持部が上昇に転じ、最後に握持部がベッド側に戻ることにより、利用者が、先ず、前傾姿勢となり、水平方向前方に誘導され、その後、立位に誘導される。このようにして、利用者の立ち上がり動作が支援されるので、利用者に係る負担は極めて小さい。

なお、挟まれ防止センサ８は、垂直ガイド４とベッド１との間に利用者が立ち至った場合に、それを検出して、走行部２７の移動及び垂直スライド２９の移動並びに昇降ベッドの昇降動作を停止させるものである。また、操作スイッチ６は、利用者本人が操作スイッチ４４を押して動作を開始させるのではなく、介護者が操作するためのものである。

なお、本実施形態の立ち上がり支援装置は、昇降ベッドの昇降動作とリンクさせて協調動作させる必要がある。このため、立ち上がり支援装置を制御するコントローラに、昇降ベッドの昇降動作を、握持部の移動と関連させて制御させることが好ましい。

また、利用者の姿勢をリアルタイムに検出することにより、図８のように、最初から決められている動作軌跡だけではなく、利用者のその日その時の状態に合った動作制御が可能となる。更に、もし利用者が危険な状態となった場合でも、それを検知し、すぐに動作を停止させたり、利用者に安全な状態にすることができる。

この利用者の状態をリアルタイムに検出するためには、一例として、図２に示すように、垂直ガイド４と走行部２７との間に圧力センサ２８を設置し、利用者から握持部５に印加される荷重を検出すればよい。又は、昇降ベッドの寝床部の荷重を検出して、利用者がベッド上にどの程度残っているかを検出することもできる。更に、握持部５の根元にバネの縮み距離を検知するセンサ等を設置することにより、利用者が握持部５にかけている荷重を検出する荷重センサを設置してもよい。そして、これらのセンサにより得られた情報を基に、通常値との差を算出し、その差により握持部５の動作を変更する。更には、その差がある一定値より大きい場合は、握持部５の移動を停止させて利用者の安全を図ることもできる。

なお、昇降装置にベッドを使用することにより、現在、施設又は在宅で使用されている昇降ベッドを流用でき、利用者の身体能力の低下が進行した場合に、新しいベッドを購入する必要なく、本装置をオプションとして付加するだけで立ち上がり支援が可能となる。

操作スイッチ４４を握持部５に設けることにより、利用者自身がスイッチ４４をオンオフすることができ、利用者の意思で動作の開始／停止の選択が可能となる。また、操作スイッチにイネーブルスイッチを使用することにより、利用者の安全性がより一層確保される。

更に、センサ４３により利用者が握持部５にいることを確認できるので、利用者の安全をより一層高めることができる。

立ち上がり支援装置の制御と、昇降ベッドの制御とを、別設置の統合コントローラにより行わせ、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）により、データの送受信を行わせることにより、汎用性が増し、多くの情報のやりとりが可能となる。

また、挟まれ防止スイッチ８は、光電スイッチ等により構成することができ、握持部５とベッドとの間に利用者が挟まれたことを検知することができる。このため、光電スイッチの信号がオンとなったら、本装置を停止して利用者の安全を確保することができる。

更に、操作スイッチ６には昇降ベッドの昇降スイッチも設けられており、この操作スイッチ６を操作することにより、握持部５と昇降ベッドを単独で動かすことができる。これを使用し、利用者は握持部５と昇降ベッドを可動域内の好みの位置まで移動できる。これにより利用者の好みに対応することができる。

更にまた、操作スイッチ６に、利用者の好みの初期位置を記憶するためのボタンを設けることにより、利用者はベッドにいながら、握持部５を自分が使用する位置まで移動できる。

更に、握持部５と昇降ベッド１が同時に動く際には、利用者の安全を確保した状態で各装置を駆動するように、握持部５及び昇降ベッド１の現在位置と移動目標位置との差により、駆動部を動かす順番を変えるようにすることが好ましい。

更にまた、個々に合った動作軌跡をつくるために情報を入力したり、利用者が使いやすいように握持部５が動く方向及び動作の進度を表示装置に表示させたり、装置の情報を与えたりするために、操作パネルを設置することが好ましい。

握持部５に設けたスイッチ４４に非常停止スイッチを具備させ、利用者が万が一のときに各駆動装置に、直接停止信号を送信できるようにすることにより、利用者の安全性をより一層確保することができる。

なお、走行部２７の水平移動と垂直スライド２９の上下移動とは、別個の駆動手段を設けることなく、リンク機構により構成することも可能である。

また、昇降装置は、昇降ベッドに限らず、車椅子等でもよい。

更に、握持部を備えた立ち上がり支援装置を歩行器として構成することも可能であり、これにより、利用者が立ち上がった後、そのまま歩いていくことができる。

本発明の実施形態に係る立ち上がり支援装置の全体外観を示す模式図である。 同じくその駆動機構を示す斜視図である。 同じくその上下スライドの機構を示す斜視図である。 昇降装置の上下スライドの変形例を示す斜視図である。 握持部の移動装置の変形例を示す斜視図である。 （ａ）乃至（ｃ）は同じくその握持部の移動装置の動作を示す正面図である。 （ａ）、（ｂ）は握持部を示す側面図及び斜視図である。 本実施形態における握持部及び昇降ベッドの動作パターンを示す図である。 本実施形態の動作を示すフローチャート図である。

符号の説明

１：昇降ベッド
２：立ち上がり支援装置
３：水平ガイド
４：垂直ガイド
５、６６：握持部
２４：水平スライド
２５：螺棒
２７：走行部
２８：圧力センサ
２９：垂直スライド
６２：モータ
６４，６５：リンク

Claims (5)

1. 昇降ベッド又は昇降椅子からなる昇降装置の側方に設置され昇降装置の利用者の立ち上がりを支援する立ち上がり支援装置において、
   前記利用者が立ち上がり時に握る握持部と、前記握持部を鉛直方向を含む面内で所定のパターンに沿って移動させる移動装置と、を有し、
   前記移動装置は、前記利用者が前記握持部を握持した状態で、前記握持部を前方の斜め下方に移動させることにより、利用者に前傾姿勢をとらせ、その後、昇降装置の上昇と協調動作して前記握持部を上昇させることにより、利用者の起立動作を誘導することを特徴とする立ち上がり支援装置。
2. 昇降ベッド又は昇降椅子からなる昇降装置の側方に設置され昇降装置の利用者の立ち上がりを支援する立ち上がり支援装置において、
   水平方向に延びる水平ガイドと、この水平ガイド上を走行する走行部と、この走行部上に設置された垂直ガイドと、この垂直ガイドにより昇降駆動される移動部と、前記移動部に設置され前記利用者が立ち上がり時に握持する握持部と、前記水平ガイド及び垂直ガイドを含む面内において前記握持部を所定のパターンに沿って移動させるように前記走行部及び前記移動部を駆動する駆動装置と、この駆動装置を制御する制御装置と、
   を有し、
   前記制御装置は、前記利用者が前記握持部を握持した状態で、前記駆動装置により、前記握持部を前方の斜め下方に移動させることにより、利用者に前傾姿勢をとらせ、その後、昇降装置の上昇と協調動作して前記握持部を上昇させることにより、利用者の起立動作を誘導することを特徴とする立ち上がり支援装置。
3. 前記垂直ガイドと前記昇降装置との間に利用者が挟まれたときにそれを検出する第１センサを有し、この第１センサが利用者を検知したときに装置の駆動を停止することを特徴とする請求項２に記載の立ち上がり支援装置。
4. 前記握持部は、掌をあてる水平部と、指で掴む先端盛り上がり部とを有する形状をなし、前記水平部の水平姿勢を維持して移動されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の立ち上がり支援装置。
5. 利用者から前記握持部に印加される荷重及び／又は前記昇降装置にかかる荷重を検出する第２センサを有し、この第２センサにより、前記荷重を検出することにより、利用者の姿勢を検知することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の立ち上がり支援装置。

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