JP5915690B2 - 搬送補助装置 - Google Patents

Description

本発明は、搬送者が対象物を搬送する際に使用される搬送補助装置に関する。

病院等で利用されるキャスタを有するベッドを搬送する場合、ベッドの前端側と後端側の二人の搬送者で搬送する。二人の搬送者で搬送しなければならないベッドを、一人の搬送者で搬送することを可能とする搬送補助装置が開発されている。例えば、特許文献１には、ベッドの前端部に装着される走行台車とベッドの後端部に装着される操作機を備え、ベッドの後端側の搬送者によって操作機の一対の把持部材に加えられた左右の力をそれぞれ検知し、その左右の力に基づいて走行台車を制御する搬送補助装置が開示されている。

特開２０１４−８１８８号公報

搬送補助装置には、障害物（例えば、人、壁）に対する安全性を向上させるために、障害物までの距離を検知するセンサを備え、このセンサで検知した距離が閾値距離以下になった場合には駆動部を停止制御するものがある。ベッドを搬送する場合、例えば、エレベータ内にベッドを入れるときに、ベッドをエレベータ内の壁に出来るだけ接近させる必要がある。しかし、上記のような閾値距離に基づく停止制御を行っている場合、壁に接近させる前に停止制御によって駆動部が停止され、ベッドをエレベータ内に入れることができない。また、停止制御を中断し、距離を検知するセンサを無効として駆動部で駆動させる方法もあるが、搬送者が操作部で操作して駆動部を移動させ、壁に出来るだけ接近させてベッドをエレベータ内に入れるのは難しく、駆動部が壁に当たってしまう虞がある。

そこで、本技術分野においては、障害物に接近させることができる搬送補助装置が要請されている。

本発明の一側面に係る搬送補助装置は、搬送者が対象物を搬送する際に使用される搬送補助装置であって、対象物に装着され、対象物の搬送を補助する駆動部と、搬送者が駆動部に対する操作を行うための操作部と、駆動部から障害物までの距離を検知する距離検知部と、搬送者による操作部への操作に応じて駆動部を制御するとともに、距離検知部で検知した距離が第１閾値距離以下の場合には駆動部を停止制御する制御部と、第１閾値距離未満の距離まで駆動部を障害物まで接近させるための接近操作が入力される接近操作入力部とを備え、接近操作入力部に接近操作が入力された場合、制御部は、距離検知部で検知した距離を用いた停止制御を中断し、駆動部の速度を所定速度に制限する。

この搬送補助装置は、搬送者が対象物を搬送中に、搬送者が操作部で操作すると、その操作に応じて制御部で駆動部を制御し、駆動部によって対象物の搬送を補助する。これによって、搬送者と駆動部による補助で対象物を搬送できる。また、搬送補助装置は、距離検知部で駆動部から障害物までの距離を検知し、その検知距離が第１閾値距離以下になった場合に制御部で駆動部を停止制御し、駆動部を停止させる。これによって、駆動部を障害物の手前で停止させることができる。第１閾値距離は、駆動部が障害物に当たる前に停止させることができる距離である。特に、搬送補助装置は、搬送者が接近操作入力部で接近操作を入力すると、制御部では距離検知部による検知距離を用いた停止制御を中断するとともに駆動部の速度を所定速度に制限する。これによって、搬送者が対象物を壁等に出来るだけ接近させたい場合、駆動部が第１閾値距離より近づいても停止制御によって駆動部が停止されないので、駆動部（ひいては、対象物）を壁等に接近させることができる。また、駆動部の速度が所定速度に制限されるので（駆動部が減速するので）、搬送者による操作部への操作に応じて（特に、所定速度よりも高い速度となるような操作を行っている場合でも）駆動部をゆっくりと壁等に接近させて、停止させることができる。所定速度は、即時に停止可能な微低速度である。このように、搬送補助装置は、駆動部（ひいては、対象物）を障害物に接近させることができる。

なお、距離検知部で検知した距離を用いた停止制御の中断は、駆動部の停止制御を無効として中断する構成だけでなく、距離検知部による検知を無効として中断する構成であってもよいし、第１閾値距離を小さくする（例えば、０にする）ことによって中断する構成であってもよい。また、対象物は、人が搬送可能（移動可能）なものであり、例えば、キャスタを有するベッド、キャスタを有する荷台、キャスタを有する機器がある。特に、対象物は、搬送補助装置による補助がない場合には複数の人によって搬送されるものである。障害物は、対象物を搬送しているときに障害となるものであり、例えば、人、壁、搬送路に置かれている物体がある。

一実施形態の搬送補助装置では、駆動部から障害物までの距離として距離検知部で検知可能な距離より近距離を検知可能な近距離検知部を備え、接近操作入力部に接近操作が入力された場合、制御部は、近距離検知部で検知した距離が第２閾値距離以下の場合には駆動部を停止制御する。

搬送補助装置は、距離検知部よりも近距離を検知可能な近距離検知部を備えており、近距離検知部で駆動部から障害物までの距離を検知し、その検知距離が第２閾値距離以下になった場合に制御部で駆動部を停止制御し、駆動部を停止させる。これによって、搬送者が対象物を壁等に接近させているときに、搬送者による操作部への停止操作が遅れた場合でも、駆動部が障害物に当たるのを防止できる。第２閾値距離は、第１閾値距離よりも短い距離である。このように、搬送補助装置は、障害物に接近させているときでも、駆動部が障害物に当たるのを防止できる。

一実施形態の搬送補助装置では、第２閾値距離は、対象物が搬送される環境に応じて設定可能である。このように第２閾値距離を対象物が搬送される環境に応じて適宜設定されることにより、様々な環境下で駆動部が障害物に当たるのを防止できる。

一実施形態の搬送補助装置では、距離検知部として、検知方向が異なる複数個の距離検知部を備え、制御部は、駆動部の進行方向に応じて複数個の距離検知部のうちのいずれかの距離検知部で検知した距離を用いて制御を行う。

この搬送補助装置は、検知方向が異なる複数個の距離検知部を備えており、制御部では駆動部の進行方向に合った検知方向の距離検知部の検知距離を用いて制御を行う。したがって、駆動部が直進している場合には直進方向に合った検知方向の距離検知部で検知した直進方向に存在する障害物までの距離を用いて制御でき、駆動部がカーブしている場合にはそのカーブ方向に合った検知方向の距離検知部で検知したカーブ方向に存在する障害物までの距離を用いて制御できる。その結果、直進している場合でもあるいはカーブしている場合でも、障害物までの距離を高精度に検知でき、高精度な制御ができる。

本発明によれば、駆動部（ひいては、対象物）を障害物に接近させることができる。

一実施形態に係る搬送補助装置がベッドに装着された状態を模式的に示す図である。 図１の搬送補助装置の操作ハンドルであり、（ａ）が平面図であり、（ｂ）が斜視図である。 図１の搬送補助装置の制御構成を示すブロック図である。 図１の搬送補助装置の３個の超音波センサと１個の近距離超音波センサの検知範囲及び閾値距離を模式的に示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る搬送補助装置を説明する。なお、各図において同一又は相当する要素については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

一実施形態に係る搬送補助装置は、キャスタを有する移動可能なベッドを一人の搬送者（例えば、看護師）が搬送する際に使用され、一人の搬送者によるベッドの搬送を補助する。この搬送補助装置は、搬送する際にベッドに装着され、搬送するとき以外はベッドから取り外される。搬送者は、ベッドの後端側でベッドを押しながら搬送するとともに、搬送補助装置の操作を行う。したがって、従来は二人の搬送者で搬送しなければならないベッドを後端側の一人の搬送者によって搬送することができ、従来の前端側の搬送者の役割を搬送補助装置が果たす。

なお、ベッドの長手方向を前後方向とし、搬送者側を後方向とし、その他方側を前方向とする。この前後方向に直交する方向を左右方向（横方向）とし、搬送者の左手側を左方向とし、搬送者の右手側を右方向とする。ベッドの移動には、ベッドを前後方向に移動させる前進と後退がある。また、ベッドを左右方向に移動させる左横移動（左方向の真横への移動）と右横移動（右方向の真横への移動）がある。また、ベッドを旋回させる左旋回（反時計回りにその場での旋回）と右旋回（時計回りにその場での旋回）がある。

図１を参照して、一実施形態に係る搬送補助装置１について説明する。図１は、一実施形態に係る搬送補助装置１がベッドＢに装着された状態を模式的に示す図である。

搬送補助装置１は、操作ハンドル２と駆動ユニット３を備えており、操作ハンドル２がベッドＢの後端部に装着され、駆動ユニット３がベッドＢの前端部に装着される。搬送補助装置１は、搬送者Ｐによって操作ハンドル２に各操作が入力されると、その各操作に応じて駆動ユニット３を駆動制御及び操舵制御する。また、搬送補助装置１は、搬送中に障害物（例えば、人、壁、搬送路に置かれている物体）に駆動ユニット３が当たるのを防止するために、駆動ユニット３を減速制御及び停止制御する。特に、搬送補助装置１は、エレベータ内や病室内等の狭い場所で駆動ユニット３（ひいては、ベッドＢ）の壁への出来る限りの接近を可能とするために、上記の停止制御をキャンセルして駆動ユニット３をアプローチ制御する。なお、この実施形態では、操作ハンドル２が特許請求の範囲に記載の操作部に相当し、駆動ユニット３が特許請求の範囲に記載の駆動部に相当する。

ベッドＢについて説明する。ベッドＢは、ベッド本体Ｂａの下側にベッド高さ調整機構Ｂｂが設けられ、ベッド高さ調整機構Ｂｂの下部の４隅にキャスタＢｃが取り付けられている。ベッド高さ調整機構Ｂｂは、従来の周知の機構であり、ベッド本体Ｂａの高さ位置を調整できる。キャスタＢｃは、シャフトと車輪を有し、シャフトが鉛直軸周りに回転可能に取り付けられ、車輪がシャフトの下部に水平軸周りに回転可能に取り付けられている。ベッド本体Ｂａには、長手方向の前端部と後端部にボードＢｄ，Ｂｅが取り付けられている。また、ベッド本体Ｂａの上面には、マットレスＢｆが設置されている。

図１に加えて図２及び図３も参照して、操作ハンドル２について説明する。図２は、操作ハンドル２であり、（ａ）が平面図であり、（ｂ）が斜視図である。図３は、搬送補助装置１の制御構成を示すブロック図である。

操作ハンドル２は、ベッドＢの後端のボードＢｅの上部に装着され、搬送者Ｐの左手ＬＨと右手ＲＨで把持される。操作ハンドル２には、搬送者ＰがベッドＢを搬送しているときに、左手ＬＨと右手ＲＨによって駆動ユニット３に対する各操作が入力される。この各操作には、左手ＬＨと右手ＲＨによる押す力及び引く力の操作、各スイッチに対するＯＮ／ＯＦＦ操作がある。

操作ハンドル２は、本体２ａとクランプ部２ｂ，２ｂを有する。本体２ａは、略板状であり、人の左右の手の間隔を考慮した所定の長さを有している。クランプ部２ｂ，２ｂは、本体２ａとの間でボードＢｅをクランプするための略Ｌ状の部材であり、本体２ａの前方側の面の左右の各端部に取り付けられている。この本体２ａと左右のクランプ部２ｂ，２ｂでボードＢｅの上方から挟み込んだ状態でクランプして、操作ハンドル２がボードＢｅに装着される。

操作ハンドル２の上面における左右の各端部（本体２ａの上面とクランプ部２ｂ，２ｂの上面とに跨る部分）には、左操作グリップ２ｃと右操作グリップ２ｄが設けられている。左操作グリップ２ｃは、搬送者Ｐの左手ＬＨで把持され、左手ＬＨによる操作が入力される。右操作グリップ２ｄは、搬送者Ｐの右手ＲＨで把持され、右手ＲＨによる操作が入力される。各操作グリップ２ｃ，２ｄは、人の手で把持し易い形状かつ大きさを有している。各操作グリップ２ｃ，２ｄの表面は、所定の強度かつ柔軟性を有し、例えば、ゴム、樹脂、布で形成される。

左操作グリップ２ｃの内部には、左操作検知センサ２ｅが設けられている。右操作グリップ２ｄの内部には、右操作検知センサ２ｆが設けられている。各操作検知センサ２ｅ，２ｆは、搬送者Ｐの各手ＬＨ，ＲＨによって各操作グリップ２ｃ，２ｄに加えられる押す力及び引く力（前後方向の操作力）の大きさを検知するセンサであり、例えば、歪ゲージを用いたセンサである。検知される力の大きさは、例えば、押す力がプラス値、引く力がマイナス値で示される。

搬送者Ｐが左操作グリップ２ｃと右操作グリップ２ｄに同程度の押す力を加えた場合には駆動ユニット３が真っ直ぐに前進し、左操作グリップ２ｃよりも右操作グリップ２ｄに大きな押す力を加えた場合には駆動ユニット３が反時計回りに操舵しながら前進し、右操作グリップ２ｄよりも左操作グリップ２ｃに大きな押す力を加えた場合には駆動ユニット３が時計回りに操舵しながら前進する。また、搬送者Ｐが左操作グリップ２ｃと右操作グリップ２ｄに同程度の引く力を加えた場合には駆動ユニット３が真っ直ぐに後退し、左操作グリップ２ｃよりも右操作グリップ２ｄに大きな引く力を加えた場合には駆動ユニット３が時計回りに操舵しながら後退し、右操作グリップ２ｄよりも左操作グリップ２ｃに大きな引く力を加えた場合には駆動ユニット３が反時計回りに操舵しながら後退する。

左操作グリップ２ｃの内側の側部には、左移動スイッチ２ｇが設けられている。右操作グリップ２ｄの内側の側部には、右移動スイッチ２ｈが設けられている。各移動スイッチ２ｇ，２ｈは、各操作グリップ２ｃ，２ｄを把持している各手ＬＨ，ＲＨの指（特に、親指）が届く位置に配置されている。各移動スイッチ２ｇ，２ｈは、駆動ユニット３を左右方向の真横に移動させるためのスイッチであり、従来の周知のＯＮ／ＯＦＦのメカスイッチである。左移動スイッチ２ｇがＯＮの場合には駆動ユニット３が左方向の真横に移動し、右移動スイッチ２ｈがＯＮの場合には駆動ユニット３が右方向の真横に移動する。

搬送者Ｐが左移動スイッチ２ｇをＯＮした場合、前端部の駆動ユニット３が左方向の真横方向に移動する。このときに、後端部の搬送者Ｐも左方向に移動するとベッドＢが左横移動し、後端部の搬送者Ｐが右方向に移動するとベッドＢがその場で左旋回する。搬送者Ｐが右移動スイッチ２ｈをＯＮした場合、前端部の駆動ユニット３が右方向の真横方向に移動する。このときに、後端部の搬送者Ｐも右方向に移動するとベッドＢが右横移動し、後端部の搬送者Ｐが左方向に移動するとベッドＢがその場で右旋回する。

本体２ａの上面における左操作グリップ２ｃの直近には、アプローチスイッチ２ｉが設けられている。アプローチスイッチ２ｉは、左操作グリップ２ｃを把持している左手ＬＨの指（特に、親指）が届く位置に配置されている。アプローチスイッチ２ｉは、上記した停止制御をキャンセルして駆動ユニット３（ひいては、ベッドＢ）を病室内やエレベータ内等で壁に接近させるためのスイッチであり、従来の周知のＯＮ／ＯＦＦのメカスイッチである。なお、この実施形態では、アプローチスイッチ２ｉが特許請求の範囲に記載の接近操作入力部に相当する。

本体２ａの内部には、送信機（図示せず）が設けられている。送信機は、駆動ユニット３の受信機に各信号を送信するための送信機であり、無線でもよいし、有線でもよい。送信機から送信する各信号としては、左操作検知センサ２ｅで検知した力の大きさを示す信号、右操作検知センサ２ｆで検知した力の大きさを示す信号、左移動スイッチ２ｇのＯＮ／ＯＦＦを示す信号、右移動スイッチ２ｈのＯＮ／ＯＦＦを示す信号、アプローチスイッチ２ｉのＯＮ／ＯＦＦを示す信号等がある。

図１及び図３に加えて図４も参照して、駆動ユニット３について説明する。図４は、駆動ユニット３に備えられる３個の超音波センサと１個の近距離超音波センサの検知範囲及び閾値距離を模式的に示す図である。

駆動ユニット３は、ベッドＢの前端のボードＢｄの前側に装着される。駆動ユニット３は、搬送者Ｐによる操作ハンドル２への各操作に応じて駆動及び操舵する。また、駆動ユニット３は、ベッドＢの搬送中に障害物に駆動ユニット３が当たるのを防止するために、超音波センサを用いて、障害物までの距離に応じて減速し、障害物の手前で停止する。特に、搬送者Ｐがアプローチスイッチ２ｉをＯＮ操作した場合、駆動ユニット３は、エレベータ内や病室内等で壁に出来る限り接近することを可能とするために、超音波センサを用いての停止制御を中断して、速度を制限しての駆動を可能とし、近距離超音波センサを用いて壁の直前で停止する。

駆動ユニット３は、本体３ａを有している。本体３ａは、所定の形状を有しており、前面側が曲面であり、後面側が平面である。本体３ａは、ボードＢｄの高さよりも高い高さかつボードＢｄの幅より狭い幅であり、下記する各部材を収納できる所定の厚さを有している。本体３ａの後面部には、装着アーム（図示せず）が設けられている。駆動ユニット３のベッドＢへの装着時には、装着アームが本体３ａの後面に対して垂直に配置され、装着アームがベッドＢの本体２ａの下方に入れられて、本体２ａの下面に取り付けられたアタッチメントに装着される。本体３ａの下端部の前側には、バンパ３ｂが取り付けられている。バンパ３ｂは、駆動ユニット３の最も前端に位置しており、接触センサ３ｃが設けられている。接触センサ３ｃは、物体に接触したことを検知するセンサであり、例えば、リミットスイッチである。接触センサ３ｃでは、物体に接触したか否かをＯＮ／ＯＦＦで示すＯＮ／ＯＦＦ情報を制御装置４に出力する。

本体３ａの前面部には、前方超音波センサ３ｄ、左側方超音波センサ３ｅ、右側方超音波センサ３ｆが設けられている。前方超音波センサ３ｄは、本体３ａの前面部における左右方向の中央の所定の高さ位置に配置され、駆動ユニット３の前側の正面方向に存在する物体（障害物）を検知するためのセンサである。左側方超音波センサ３ｅは、本体３ａの前面部における前方超音波センサ３ｄの左側に同じ高さ位置で配置され、駆動ユニット３の前側の左側方向に存在する物体を検知するためのセンサである。右側方超音波センサ３ｆは、本体３ａの前面部における前方超音波センサ３ｄの右側に同じ高さ位置で配置され、駆動ユニット３の前側の右側方向に存在する物体を検知するためのセンサである。各超音波センサ３ｄ〜３ｆは、従来の周知の超音波センサであり、前方の検知可能距離が数ｍかつ左右方向の検知可能角度が数１０°の検知範囲を有するセンサである。各超音波センサ３ｄ〜３ｆでは、検知範囲内に存在する物体の検知を行い、物体を検知できた場合にはその物体までの距離を演算する。そして、各超音波センサ３ｄ〜３ｆでは、その距離情報を制御装置４に出力する。なお、この実施形態では、前方超音波センサ３ｄ、左側方超音波センサ３ｅ、右側方超音波センサ３ｆが特許請求の範囲に記載の複数個の距離検知部に相当する。

バンパ３ｂの前面部には、近距離超音波センサ３ｇが設けられている。近距離超音波センサ３ｇは、バンパ３ｂの前面部における左右方向の中央の下方部に配置され、駆動ユニット３の前側の近距離に存在する物体を検知するためのセンサである。近距離超音波センサ３ｇは、従来の周知の超音波センサであり、前方の検知可能距離が数１０ｃｍかつ左右方向の検知可能角度が数１０°の検知範囲を有するセンサである。近距離超音波センサ３ｇは、超音波センサ３ｄ〜３ｆよりも近距離を高精度に検知できる超音波センサである。近距離超音波センサ３ｇでは、検知範囲内に物体に存在する物体（特に、壁）の検知を行い、物体を検知できた場合にはその物体までの距離を演算し、その距離が閾値距離Ｌ_Ｅ２以下の物体が存在する場合にはＯＮ、それ以外の場合にはＯＦＦを示すＯＮ／ＯＦＦ情報を制御装置４に出力する。この検知距離と閾値距離Ｌ_Ｅ２との判定について制御装置４で行ってもよく、その場合には近距離超音波センサ３ｇで検知した距離情報を制御装置４に出力する。なお、この実施形態では、近距離超音波センサ３ｇが特許請求の範囲に記載の近距離検知部に相当する。

図４に示すように、前方超音波センサ３ｄの検知範囲Ａ_Ｆは正面方向を中心として±数１０°で数ｍ先までの範囲であり、左側方超音波センサ３ｅの検知範囲Ａ_Ｌは正面方向から数１０°左回転方向を中心として±数１０°で数ｍ先までの範囲であり、右側方超音波センサ３ｆの検知範囲Ａ_Ｒは正面方向から数１０°右回転方向を中心として±数１０°で数ｍ先までの範囲である。近距離超音波センサ３ｇの検知範囲Ａ_Ｎは正面方向を中心として±数１０°で数１０ｃｍ先までの範囲である。

この検知方向の異なる３個の超音波センサ３ｄ〜３ｆを用いて減速制御及び停止制御が行われる。この減速制御で使用される閾値距離Ｌ_Ｓは、搬送者Ｐによる操作に応じた速度で移動中の駆動ユニット３を障害物の手前で安全に減速して停止させることができる距離であり、数ｍである。超音波センサ３ｄ〜３ｆの検知可能距離は、この閾値距離Ｌ_Ｓよりも長い距離である。停止制御で使用される閾値距離Ｌ_Ｅ１（＜Ｌ_Ｓ）は、減速制御時の速度で移動中の駆動ユニット３を障害物の手前で停止させることができる距離であり、数１０ｃｍである。また、近距離超音波センサ３ｇを用いて停止制御（アプローチ制御の一部）が行われる。この停止制御で使用される閾値距離Ｌ_Ｅ２は、閾値距離Ｌ_Ｅ１よりも短い距離であり、アプローチ制御時の制限速度で移動中の駆動ユニット３を障害物の直前で即時に停止させることができる距離であり、数ｃｍ〜数１０ｃｍである。なお、この実施形態では、閾値距離Ｌ_Ｅ１が特許請求の範囲に記載の第１閾値距離に相当し、閾値距離Ｌ_Ｅ２が特許請求の範囲に記載の第２閾値距離に相当する。

本体３ａの内部には、駆動車輪３ｈ、操舵モータ３ｉ、駆動モータ３ｊ、制御装置４、バッテリ（図示せず）、受信機（図示せず）等を収納している。駆動車輪３ｈは、床面に接地するように、本体３ａの内部の最下部に配置されている。駆動車輪３ｈは、水平軸周りに回転可能に取り付けられている。バッテリは、操舵モータ３ｉ、駆動モータ３ｊ、制御装置４等に電力を供給するためのバッテリである。受信機は、操作ハンドル２の送信機から送信された各信号を受信する受信機である。なお、この実施形態では、制御装置４が特許請求の範囲に記載の制御部に相当する。

操舵モータ３ｉは、シャフト（図示せず）を介して駆動車輪３ｈに連結されている。操舵モータ３ｉでは、制御装置４における操舵制御により、駆動車輪３ｈを鉛直軸周りに回転させる操舵トルクを発生させる。操舵モータ３ｉには、操舵角センサ３ｋが取り付けられている。操舵角センサ３ｋは、駆動車輪３ｈの操舵角（ひいては、駆動ユニット３の進行方向）を検知するためのセンサであり、例えば、エンコーダを用いたセンサである。操舵角センサ３ｋでは、検知した操舵角情報を制御装置４に出力する。

駆動モータ３ｊは、ベルト（図示せず）を介して駆動車輪３ｈに連結されている。駆動モータ３ｊでは、制御装置４における駆動制御により、駆動車輪３ｈを水平軸周りに回転させる駆動トルクを発生させる。駆動モータ３ｊには、速度センサ３ｌが取り付けられている。速度センサ３ｌは、駆動車輪３ｈの車輪速度（ひいては、駆動ユニット３の速度）を検知するためのセンサであり、例えば、エンコーダを用いたセンサである。速度センサ３ｌでは、検知した速度情報を制御装置４に出力する。

図１〜図４を参照して、制御装置４について説明する。なお、図３では各検知センサ２ｅ，２ｆ、各スイッチ２ｇ〜２ｉと制御装置４とを直接接続して描いているが、実際には各検知センサ２ｅ，２ｆ、各スイッチ２ｇ〜２ｉからの各信号は操作ハンドル２の送信機と駆動ユニット３の受信機を介して制御装置４に入力される。

制御装置４は、駆動ユニット３を制御するための電子制御装置であり、ＣＰＵ[Central Processing Unit]、ＲＯＭ[Read OnlyMemory]やＲＡＭ[Random Access Memory]等のメモリ、入出力回路等からなる。制御装置４では、ＲＯＭに格納されるアプリケーションプログラムをＲＡＭにロードしてＣＰＵで実行することにより、操舵制御部４ａ、駆動制御部４ｂ、減速制御部４ｃ、停止制御部４ｄ、アプローチ制御部４ｅが構成される。制御装置４は、操作ハンドル２の各検知センサ２ｅ，２ｆや各スイッチ２ｇ〜２ｉの各信号に示される情報が入力されるとともに、駆動ユニット３の各超音波センサ３ｄ〜３ｇ、操舵角センサ３ｋや速度センサ３ｌの各情報が入力される。そして、制御装置４では、この入力される各情報を用いて各部４ａ〜４ｅの処理を行い、操舵モータ３ｉ及び駆動モータ３ｊを制御する。

操舵制御部４ａについて説明する。操舵制御部４ａでは、左操作検知センサ２ｅで検知した左操作グリップ２ｃに加えられた力と右操作検知センサ２ｆで検知した右操作グリップ２ｄに加えられた力との差を演算する。そして、操舵制御部４ａでは、この力の差がプラス値かあるいはマイナス値かによって駆動車輪３ｈの操舵方向（駆動ユニット３の進行方向）を決定するとともに力の差の絶対値から目標操舵角を演算し、この操舵方向で目標操舵角になるように操舵モータ３ｉを制御する。また、操舵制御部４ａでは、左移動スイッチ２ｇがＯＮされている場合、駆動車輪３ｈが正面方向から左回転方向（反時計回り）に９０°になるように操舵モータ３ｉを制御する。また、操舵制御部４ａでは、右移動スイッチ２ｈがＯＮされている場合、駆動車輪３ｈが正面方向から右回転方向（時計回り）に９０°になるように操舵モータ３ｉを制御する。この操舵制御では、操舵角センサ３ｋで検知した実操舵角を用いて、フィードバック制御を行う。

駆動制御部４ｂについて説明する。駆動制御部４ｂでは、左操作検知センサ２ｅで検知した左操作グリップ２ｃに加えられた力と右操作検知センサ２ｆで検知した右操作グリップ２ｄに加えられた力との和を演算する。そして、駆動制御部４ｂでは、この力の和がプラス値かあるいはマイナス値かによって駆動車輪３ｈ（駆動ユニット３）の前進方向かあるいは後退方向かを決定するとともに力の和の絶対値から目標速度を演算し、この前進方向又は後退方向で目標速度になるように駆動モータ３ｊを制御する。この駆動制御では、速度センサ３ｌで検知した実速度を用いて、フィードバック制御を行う。なお、駆動モータ３ｊに対する制御については、減速制御部４ｃ、停止制御部４ｄ又はアプローチ制御部４ｅの処理が実施されている場合にはその制御のほうが優先される。

減速制御部４ｃについて説明する。減速制御部４ｃでは、操舵角センサ３ｋで検知した操舵角が正面方向から左回転方向に閾値角度α以内か否かを判定するとともに右回転方向に閾値角度α以内か否かを判定する。この閾値角度αは、３個の超音波センサ３ｄ〜３ｆのうちのいずれのセンサを用いるかを判定するための閾値であり、超音波センサ３ｄ〜３ｆの検知方向の各角度に基づいて設定される。減速制御部４ｃでは、操舵角が正面方向から左右回転方向に閾値角度α以内の場合には前方超音波センサ３ｄで検知した距離を用い、操舵角が左回転方向に閾値角度αを超える場合には左側方超音波センサ３ｅで検知した距離を用い、操舵角が右回転方向に閾値角度αを超える場合には右側方超音波センサ３ｆで検知した距離を用いて、この検知距離が閾値距離Ｌ_Ｓ以下か否かを判定する。減速制御部４ｃでは、検知距離が閾値距離Ｌ_Ｓ以下と判定した場合、駆動車輪３ｈ（駆動ユニット３）の上限速度を設定し、上限速度になるように駆動モータ３ｊを制御する。この上限速度は、障害物までの距離が短くなるほど段階的に低い速度が設定され、例えば、各段階の速度がそれぞれ数ｋｍ／ｈである。

停止制御部４ｄについて説明する。停止制御部４ｄでは、３個の超音波センサ３ｄ〜３ｆでそれぞれ検知した各距離が閾値距離Ｌ_Ｅ１以下か否かをそれぞれ判定する。停止制御部４ｄでは、３個の超音波センサ３ｄ〜３ｆのうちのいずれかの検知距離が閾値距離Ｌ_Ｅ１以下と判定した場合、駆動車輪３ｈ（駆動ユニット３）が停止するように駆動モータ３ｊを制御する。なお、上記したようにバンパ３ｂには接触センサ３ｃが設けられており、停止制御部４ｄでは、接触センサ３ｃからのＯＮ／ＯＦＦ情報がＯＮ（物体に接触したことを検知）の場合、駆動車輪３ｈ（駆動ユニット３）が停止するように駆動モータ３ｊを制御する。

なお、減速制御部４ｃ及び停止制御部４ｄの処理は、駆動ユニット３の前進移動中にのみ実施され、後退移動中、横移動中、停止中には実施されない。また、停止制御部４ｄの処理は、アプローチスイッチ２ｉがＯＮされている場合、一定時間は実施されない。したがって、アプローチスイッチ２ｉがＯＮされている場合、駆動ユニット３が障害物に閾値距離Ｌ_Ｅ１より近づいても、駆動ユニット３は停止しない。

アプローチ制御部４ｅについて説明する。アプローチスイッチ２ｉがＯＮされている場合、一定時間の間、停止制御部４ｆの処理を中断し、アプローチ制御部４ｅを実施する。この一定時間は、駆動ユニット３を閾値距離Ｌ_Ｅ１より近づけることを許可する時間であり、例えば、数１０秒である。アプローチ制御部４ｅでは、駆動車輪３ｈ（駆動ユニット３）の制限速度を設定し、制限速度になるように駆動モータ３ｊを制御する。制限速度は、駆動車輪３ｈ（駆動ユニット３）を即時に停止させることができる速度であり、減速制御部４ｃでの上限速度よりも低い速度であり、例えば、数ｋｍ／ｈ、コンマ数ｋｍ／ｈである。さらに、アプローチ制御部４ｅでは、近距離超音波センサ３ｇからのＯＮ／ＯＦＦ情報を用いて、ＯＮ（近距離超音波センサ３ｇの検知距離が閾値距離Ｌ_Ｅ２以下）の場合、駆動車輪３ｈ（駆動ユニット３）が停止するように駆動モータ３ｊを制御する。なお、アプローチ制御部４ｅをアプローチスイッチ２ｉがＯＮされて一定時間の間だけ実施する構成としているが、アプローチスイッチ２ｉがＯＦＦされるまで実施する構成としてもよい。

閾値距離Ｌ_Ｅ２は、上記したように停止制御部４ｄの閾値距離Ｅ_１よりも短い距離であり、駆動ユニット３を壁の直前まで近づけて停止させるための距離である。病院では、エレベータ等の壁には手すりが取り付けられている。手すりは壁よりも出っ張っているので、駆動ユニット３を壁に近づけているときに本体３ａに手すりが当たってしまう虞がある。そこで、手すりが本体３ａに当たらないように、閾値距離Ｌ_Ｅ２を設定するようにするとよい。例えば、壁から手すりが出っ張っている分の距離を計測し、その距離に数ｃｍ程度の余裕度を加算して閾値距離Ｌ_Ｅ２を設定する。このように閾値距離Ｌ_Ｅ２を設定しておくことになり、駆動ユニット３が手すりに当たることを防止でき、手すりを直接検知する必要もない。なお、病院内に手すり以外に壁から出っ張っている部材がある場合には、その部材も考慮して閾値距離Ｌ_Ｅ２を設定するようにするとよい。

なお、アプローチ制御部４ｅが実施されている有効期間内でも、３個の超音波センサ３ｄ〜３ｆのうちのいずれかの検知距離が閾値距離Ｌ_Ｅ１以下と判定された後に３個の超音波センサ３ｄ〜３ｆの全ての検知距離が閾値距離Ｌ_Ｅ１超えると判定された場合、アプローチ制御部４ｅの処理を停止し、減速制御部４ｃを実施するようにしてもよい。

図１〜図４を参照して、搬送補助装置１における動作（特に、減速制御、停止制御、アプローチ制御）の流れについて説明する。ベッドＢの後端のボードＢｅに操作ハンドル２が装着され、前端のボードＢｄに駆動ユニット３が装着されると、搬送者Ｐは、操作ハンドル２の左右の操作グリップ２ｃ，２ｄを把持して操作する。この左右の操作グリップ２ｃ，２ｄへの各操作や各移動スイッチ２ｇ，２ｈへの各操作に応じて制御装置４で制御すると、駆動ユニット３が操舵し、所定の速度で駆動する。これによって、ベッドＢの後端側の搬送者Ｐと前端側の駆動ユニット３によりベッドＢを搬送できる。

この搬送中、各超音波センサ３ｄ〜３ｆでは、各方向の検知範囲の障害物の検知を行い、障害物を検知できた場合にはその障害物までの距離を演算し、その距離情報を制御装置４に出力する。また、操舵角センサ３ｋでは、駆動車輪３ｈの操舵角を検知し、その操舵角情報を制御装置４に出力する。

制御装置４では、駆動車輪３ｈの操舵角に基づいて３個の超音波センサ３ｄ〜３ｆの中から駆動ユニット３の進行方向を向いている超音波センサを選択し、その選択した超音波センサで検知した距離が閾値距離Ｌ_Ｓ以下か否かを判定する。検知距離が閾値距離Ｌ_Ｓ以下と判定した場合、制御装置４では、障害物までの距離に応じて上限速度を設定し、上限速度になるように駆動モータ３ｊを制御する。この制御により、駆動モータ３ｊでは、上限速度になるような駆動トルクを発生する。これによって、駆動ユニット３が障害物に閾値距離Ｌ_Ｓより近づくと、駆動ユニット３が障害物に近づくほど徐々に減速する。また、駆動ユニット３の進行方向に合った超音波センサで検知した距離を用いているので、駆動ユニット３が直進している場合だけでなく、駆動ユニット３がカーブしている場合でもそのカーブ方向に存在する障害物に近づくと減速することができる。

また、制御装置４では、３個の超音波センサ３ｄ〜３ｆでそれぞれ検知した各距離が閾値距離Ｌ_Ｅ１以下か否かをそれぞれ判定する。いずれかの検知距離が閾値距離Ｌ_Ｅ１以下と判定した場合、制御装置４では、駆動車輪３ｈが停止するように駆動モータ３ｊを制御する。この制御により、駆動モータ３ｊでは、駆動トルクの発生を停止する。これによって、駆動ユニット３が障害物に閾値距離Ｌ_Ｅ１まで近づくと、駆動ユニット３が停止することになる。この停止制御と上記の減速制御により、駆動ユニット３が障害物に近づくと、減速しながら安全に障害物の手前で停止することができ、駆動ユニット３が障害物に当たるようなことはない。

近距離超音波センサ３ｇは、超音波センサ３ｄ〜３ｆよりも近距離の検知範囲の障害物（特に、壁）の検知を高精度に行い、障害物を検知できた場合にはその障害物までの距離を演算し、その距離が閾値距離Ｌ_Ｅ２以下か否かを示すＯＮ／ＯＦＦ情報を制御装置４に出力する。

ベッドＢをエレベータ内に入れるときなどに、搬送者Ｐは、操作ハンドル２のアプローチスイッチ２ｉをＯＮする。アプローチスイッチ２ｉがＯＮされている場合、制御装置４では、一定時間の間、超音波センサ３ｄ〜３ｆを用いた停止制御を中断する。そして、制御装置４では、減速制御時の上限速度よりも低い制限速度を設定し、制限速度になるように駆動モータ３ｊを制御する。この制御により、駆動モータ３ｊでは、制限速度になるような駆動トルクを発生する。これによって、駆動ユニット３が微低速度となり、駆動ユニット３が装着されたベッドＢを微低速で壁に近づけることができる。また、制御装置４では、近距離超音波センサ３ｇからのＯＮ／ＯＦＦ情報を用いて、ＯＮ（検知距離が閾値距離Ｌ_Ｅ２以下）になった場合、駆動車輪３ｈが停止するように駆動モータ３ｊを制御する。この制御により、駆動モータ３ｊでは、駆動トルクの発生を停止する。これによって、駆動ユニット３が壁に閾値距離Ｌ_Ｅ２まで近づくと、駆動ユニット３が直ちに停止する。このアプローチ制御により、搬送者Ｐによる操作グリップ２ｃ，２ｄへの押す操作に応じて（特に、制限速度よりも高い速度となる押す操作を行っている場合でも）駆動ユニット３をゆっくりと壁に近づけて、停止させることができる。また、搬送者Ｐが操作グリップ２ｃ，２ｄへの停止操作が遅れた場合でも、駆動ユニット３が壁に当たるのを防止できる。

この搬送補助装置１によれば、アプローチスイッチ２ｉがＯＮされている場合、超音波センサ３ｄ〜３ｆを用いた停止制御を中断して近距離超音波センサ３ｇを用いた停止制御を行うとともに駆動ユニット３の速度を制限することにより、駆動ユニット３を制限された速度で壁等に出来るだけ接近させて停止させることができ、壁等に当たるのを防止できる。また、搬送補助装置１によれば、閾値距離Ｌ_Ｅ２をベッドＢが搬送される環境に応じて設定可能としているので、病院等の環境下で駆動ユニット３が手すり等に当たるのを防止できる。このように、アプローチスイッチ２ｉをＯＮ／ＯＦＦすることにより、廊下等の速く搬送したい場所とエレベータ内や病室等の狭い場所とで、速度に合わせた超音波センサを用いた制御の使い分けが可能である。

また、搬送補助装置１によれば、検知方向が異なる３個の超音波センサ３ｄ〜３ｆのうちで駆動ユニット３の進行方向に合った検知方向の超音波センサの検知距離を用いて制御を行うことにより、駆動ユニット３が直進している場合でもカーブしている場合でも、高精度な障害物までの距離を得ることができ、障害物に対する高精度な制御ができ、駆動ユニット３が障害物に当たるのを防止できる。特に、カーブしている場合に、搬送者Ｐから死角になるような障害物でも各側方超音波センサ３ｅ，３ｆで検知でき、障害物に対する制御が可能である。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態に限定されることなく様々な形態で実施される。

例えば、上記実施形態では搬送の対象物としてキャスタを有するベッドに適用したが、キャスタを有する荷台（例えば、食事、医療器具、物品等を積載して搬送し得るもの）、キャスタを有する機器（例えば、医療機器）等の他のものでよい。

また、上記実施形態では駆動ユニット（駆動部）と操作ハンドル（操作部）を別体として、対象物の前後端部にそれぞれ装着する構成としたが、駆動部と操作部とが一体でもよい。

また、上記実施形態では距離検知部として３個の超音波センサを備える構成したが、１個、２個あるいは４個以上の超音波センサを備える構成としてもいし、超音波センサ以外の距離検知可能なセンサを用いてもよいし、広い検知範囲をカバーするエリア設定可能な１個のセンサ（例えば、レーザスキャナ）で構成し、駆動ユニットの進行方向に応じて検知エリアを切り替えるようにしてもよい。

また、上記実施形態では近距離検知部として近距離超音波センサを備える構成したが、超音波センサ以外の近距離検知可能なセンサを用いてもよいし、上記した距離検知部として用いられるエリア設定可能なセンサと共用とし、近い検知エリアに切り替えるようにしてもよい。

また、上記実施形態では３個の超音波センサ及び１個の近距離超音波センサが設けられる位置の一例を示したが、これらの各超音波センサの位置は適宜変更してよい。例えば、前方超音波センサや近距離超音波センサが左右方向の中央からずれた位置でもよい。

また、上記実施形態では超音波センサで検知した距離を用いた閾値距離Ｌ_Ｅ１に応じた停止制御を中断する場合には停止制御部の処理を中断する構成としたが、超音波センサによる検知を無効として中断する構成としてもよいし、閾値距離Ｌ_Ｅ１を閾値距離Ｌ_Ｅ２以下にして（例えば、０にして）中断する構成としてもよい。

１…搬送補助装置、２…操作ハンドル、２ａ…本体、２ｂ…クランプ部、２ｃ…左操作グリップ、２ｄ…右操作グリップ、２ｅ…左操作検知センサ、２ｆ…右操作検知センサ、２ｇ…左移動スイッチ、２ｈ…右移動スイッチ、２ｉ…アプローチスイッチ、３…駆動ユニット、３ａ…本体、３ｂ…バンパ、３ｃ…接触センサ、３ｄ…前方超音波センサ、３ｅ…左側方超音波センサ、３ｆ…右側方超音波センサ、３ｇ…近距離超音波センサ、３ｈ…駆動車輪、３ｉ…操舵モータ、３ｊ…駆動モータ、３ｋ…操舵角センサ、３ｌ…速度センサ、４…制御装置、４ａ…操舵制御部、４ｂ…駆動制御部、４ｃ…減速制御部、４ｄ…停止制御部、４ｅ…アプローチ制御部。

Claims (4)

1. 搬送者が対象物を搬送する際に使用される搬送補助装置であって、
   前記対象物に装着され、前記対象物の搬送を補助する駆動部と、
   搬送者が前記駆動部に対する操作を行うための操作部と、
   前記駆動部から障害物までの距離を検知する距離検知部と、
   搬送者による前記操作部への操作に応じて前記駆動部を制御するとともに、前記距離検知部で検知した距離が第１閾値距離以下の場合には前記駆動部を停止制御する制御部と、
   前記第１閾値距離未満の距離まで前記駆動部を障害物まで接近させるための接近操作が入力される接近操作入力部と、
   前記駆動部から障害物までの距離として前記距離検知部で検知可能な距離より近距離を検知可能な近距離検知部と、
   を備え、
   前記接近操作入力部に接近操作が入力された場合、前記制御部は、前記距離検知部で検知した距離を用いた停止制御を中断すると共に前記駆動部の速度を所定速度に制限し、前記近距離検知部で検知した距離が前記第１閾値距離よりも短い第２閾値距離以下の場合には前記駆動部を停止制御する、搬送補助装置。
2. 搬送者が対象物を搬送する際に使用される搬送補助装置であって、
   前記対象物に装着され、前記対象物の搬送を補助する駆動部と、
   搬送者が前記駆動部に対する操作を行うための操作部と、
   前記駆動部から障害物までの距離を検知する距離検知部と、
   搬送者による前記操作部への操作に応じて前記駆動部を制御するとともに、前記距離検知部で検知した距離が第１閾値距離以下の場合には前記駆動部を停止制御する制御部と、
   前記第１閾値距離未満の距離まで前記駆動部を障害物まで接近させるための接近操作が入力される接近操作入力部と、
   前記駆動部から障害物までの距離として前記距離検知部で検知可能な距離より近距離を検知可能な近距離検知部と、
   を備え、
   前記接近操作入力部に接近操作が入力された場合、前記制御部は、前記距離検知部で検知した距離を用いた停止制御を中断すると共に前記駆動部の速度を所定速度に制限し、前記近距離検知部で検知した距離が前記第１閾値距離よりも短い第２閾値距離以下の場合には前記駆動部を停止制御し、
   前記制御部は、前記駆動部の速度を所定速度に制限しているときに前記距離検知部で検知した距離が前記第１閾値距離を超えたと判定された場合、前記駆動部の速度を所定速度に制限する処理を停止する、搬送補助装置。
3. 前記第２閾値距離は、前記対象物が搬送される環境に応じて設定可能である、請求項１又は請求項２に記載の搬送補助装置。
4. 前記距離検知部として、検知方向が異なる複数個の距離検知部を備え、
   前記制御部は、前記駆動部の進行方向に応じて前記複数個の距離検知部のうちのいずれかの距離検知部で検知した距離を用いて制御を行う、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の搬送補助装置。

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