以下、本発明による移動補助ロボットの一実施形態について説明する。図1はこの移動補助ロボット20が配置されている介護センタ10の概要を示す概要図である。この介護センタ10は、ステーション11、トレーニング室12、各個室13a〜13dが設けられている。介護センタ10は、人が居住する居住区域である。介護センタ10内に存在する人は、介助を必要とする被介助者M1や被介助者M1を介助する介助者M2である。
図1に示すように、ステーション11は、介助者M2の詰め所であり、移動補助ロボット20が待機したり、充電されたりする基地である。移動補助ロボット20は、人が居住する居住区域内の移動が許可されかつ居住区域内を駆動源である左右駆動輪用モータ21g,21hによる駆動によって移動するものである。トレーニング室12は、被介助者M1がトレーニングやリハビリテーションを行う部屋である。各個室13a〜13dは、被介助者M1が居住する部屋である。
ステーション11、トレーニング室12、および各個室13a〜13dは、入出口11a,12a,13a1〜13d1がそれぞれ設けられており、入出口11a,12a,13a1〜13d1は通路14を介して接続されている。なお、図1において、移動補助ロボット20の近傍の矢印は、移動補助ロボット20の進行方向を示している。
移動補助ロボット20は、被介助者M1の移動を補助するための移動補助ロボットである。この移動補助ロボット20は、図2および図3に示すように、基台21、ロボットアーム部22、保持部23、ハンドル24、操作装置25、および制御装置26を含んで構成されている。
基台21は、左右基部21a,21bと左右脚部21c,21dを備えている。左右基部21a,21bは、左右方向に所定距離を置いて配設されており、左右基部21a,21bには、左右駆動輪21e、21fがそれぞれ設けられるとともに、左右駆動輪21e、21fをそれぞれ駆動する左右駆動輪用モータ21g,21h(駆動源)が内蔵されている。移動補助ロボット20は、左右駆動輪用モータ21g,21h(駆動源)によりそれぞれ駆動する左右駆動輪21e、21fによって走行する。
移動補助ロボット20は、水平面に対する傾斜角θを検出する傾斜検出センサ31を備えている。傾斜検出センサ31は、基台21に設けられている。傾斜検出センサ31は、例えば角速度を検出できるジャイロセンサで構成されている。
左右脚部21c,21dは、左右基部21a,21bから前方方向(図2,3において左方向)に水平に延設されている。左右脚部21c,21dの先端部には、左右従動輪21i,21jがそれぞれ設けられている。また、左右脚部21c,21dの先端には、一対の衝突防止センサ21k、21lがそれぞれ設けられている。衝突防止センサ21k、21lは、障害物を検知するセンサであり、その検出信号は制御装置26に送信されるようになっている。
なお、図8に示すように、基台21には、後述する起立搭乗移動形態種において使用する足乗せ部32を設けるようにしてもよい。足乗せ部32は、起立状態の被介助者M1の足を乗せる板状部材である。足乗せ部32は、左右脚部21c,21dに装架して固定するように構成してもよいし、左右脚部21c,21dから自動的に出入するように構成してもよい。また、後述する着座搭乗移動形態種において使用する足乗せ部32に加えて椅子部33を設けるようにしてもよい。椅子部33は、足乗せ部32と一体型でもよく、後付ができる別体型でもよい。
ロボットアーム部22は、基台21にその基部が取り付けられており、主として図4a、図5aに示すように、第1および第2回転用モータ22a1c,22b3およびスライド用モータ22a2bを含んで構成される駆動部によって互いに相対移動が可能である複数のアーム22a,22b,22cを備えている。なお、ロボットアーム部22は、複数の軸から構成するようにしてもよい。この場合の軸は回転軸およびスライド軸の少なくともいずれかを含めばよい。
図4a,4bおよび図5a〜5cに示すように、第1アーム22aは、その基部が基台21に取りつけられている。第1アーム22aは、スライド基部22a1、第1スライド部22a2および第2スライド部22a3を備えている。
スライド基部22a1は、図2,3に示すように、ほぼ直方体状に形成されている。スライド基部22a1は、その基端部が基台21に第1回転軸22a1a回りに回転可能に取り付けられているフレーム22a1bを備えている。このフレーム22a1bは、ほぼ断面U字状に形成されており、曲げて形成された左右板状部材22a1b1、22a1b2と左右板状部材22a1b1、22a1b2の上部後端に左右両端が接続された後板状部材22a1b3とから構成されている。
第1回転用モータ22a1cは、基台21に設けられている。第1駆動ベルト22a1dは、この第1回転用モータ22a1cのプーリと第1回転軸22a1aのプーリとの間に装架されている。第1回転用モータ22a1cが駆動すると、フレーム22a1bすなわちスライド基部22a1が第1回転軸22a1a回りに前方向または後方向に回転する。
図5bに示すように、フレーム22a1bの内側(左右板状部材22a1b1、22a1b2の内側)には、後述する第1スライド部22a2のフレーム22a2aの後板状部材22a2a2の左右端に摺動可能に係合する左右ガイド溝22a1eが形成されている。フレーム22a1bの左板状部材22a1b1の上部には、後述するスライド用ベルト22a2eに取り付けられて固定される固定部22a1fが設けられている(図4b、図5c参照)。
第1スライド部22a2は、図2、3に示すように、ほぼ直方体状に形成されており、スライド基部22a1より小さく構成されている。第1スライド部22a2は、スライド基部22a1に対して長手方向(軸動方向)にスライドするものであり、収縮した際にはスライド基部22a1内にほぼ収容されるように構成されている。
具体的には、第1スライド部22a2は、フレーム22a2aを備えている。このフレーム22a2aは、図5bに示すように、断面H字状かつ側面視H字状に形成されており、前後板状部材22a2a1、22a2a2と前後板状部材22a2a1、22a2a2の上下方向中央部に前後両端が接続された接続板状部材22a2a3とから構成されている。後板状部材22a2a2の左右両端は、フレーム22a1bの左右ガイド溝22a1eに摺動可能に係合されている。主として図4aに示すように、後板状部材22a2a2の上部には、スライド用モータ22a2bが設けられている。後板状部材22a2a2の下部には、プーリ22a2cが回転可能に設けられている。このスライド用モータ22a2bのプーリ22a2dとプーリ22a2cとの間には、スライド用ベルト22a2eが装架されている。
フレーム22a2aの前板状部材22a2a1の左右両端部には、ガイドレール22a2fが設けられている。ガイドレール22a2fは、後述する第2スライド部22a3のフレーム22a3aの左右板状部材の内側の左右ガイド受け部22a3bに摺動可能に係合する。
第2スライド部22a3は、図2、3に示すように、ほぼ直方体状に形成されており、第1スライド部22a2より小さく構成されている。第2スライド部22a3は、第1スライド部22a2に対して長手方向(軸動方向)にスライドするものであり、収縮した際には第1スライド部22a2内にほぼ収容されるように構成されている。
具体的には、第2スライド部22a3は、フレーム22a3aを備えている。このフレーム22a3aは、図5bに示すように、ほぼ断面U字状に形成されており、左右板状部材22a3a1、22a3a2と左右板状部材22a3a1、22a3a2の前端部に左右両端が接続された前板状部材22a3a3とから構成されている。フレーム22a3aの内側(左右板状部材22a3a1、22a3a2の内壁面)には、フレーム22a2aのガイドレール22a2fに摺動可能に係合する左右ガイド受け部22a3bが設けられている。フレーム22a3aの右板状部材22a3a2の下部には、スライド用ベルト22a2eに取り付けられて固定される固定部22a3cが設けられている(図4b、図5c参照)。
スライド用モータ22a2bが駆動すると、第1スライド部22a2のフレーム22a2aは、スライド基部22a1のフレーム22a1aに対して軸動方向に沿って伸張する(図4aおよび4bに示す伸張状態)。これと同時に、第2スライド部22a3のフレーム22a3aは第1スライド部22a2のフレーム22a2aに対して伸張する(図4および4bに示す伸張状態)。
一方、スライド用モータ22a2bが逆方向に駆動すると、第1スライド部22a2のフレーム22a2aは、スライド基部22a1のフレーム22a1aに対して軸動方向に沿って収縮する(図5aおよび図5cに示す収縮状態)。これと同時に、第2スライド部22a3のフレーム22a3aは第1スライド部22a2のフレーム22a2aに対して収縮する(図5aおよび図5cに示す収縮状態)。
第2アーム22bは、図2、3に示すように、ほぼ直方体状に形成されており、第2スライド部22a3の先端部に、長手方向に対して直交する方向(前方向)に延ばして形成されている。具体的には、主として図4aに示すように、第2アーム22bは、左右板状部材22b1a、22b1bから構成されているフレーム22b1を備えている。フレーム22b1の左右板状部材22b1a、22b1bの後端部が、フレーム22a3aの左右板状部材22a3a1、22a3a2の上端部にそれぞれ接続固定されている。
フレーム22b1の左右板状部材22b1a、22b1bの先端部には、第2回転軸22b2が回動可能に介装されている。左右板状部材22b1a、22b1bの中央部には、第2回転用モータ22b3が設けられている。第2回動ベルト22b4は、第2回転用モータ22b3のプーリと第2回転軸22b2のプーリとの間に装架されている。
第3アーム22cは、ほぼ直方体状に形成されており、その基端部が第2アーム22bの先端部に第2回転軸22b2回りに回転可能に取り付けられている。具体的には、第3アーム22cは、フレーム22c2を備えている。フレーム22c2の後端部は、第2回転軸22b2と一体回転するように固定されている。フレーム22c2の前端部は、保持部23の後端に固定されている。
第2回転用モータ22b3が駆動すると、フレーム22c2すなわち第3アーム22cが第2回転軸22b2回りに上方向または下方向に回転する。
保持部23は、第3アーム22cの先端に固定されている。この保持部23は、例えば、被介助者M1の起立動作及び着座動作において被介助者M1に対して対向したときに、その両腕(両脇)を下側から支える部材であり、前方向に向けて開放する平面視略U字形状に形成されている。保持部23は、例えば、被介助者M1に接することを前提とした比較的柔らかい材質で形成されている。
ハンドル24は、第3アーム22cの上面に固定されている。このハンドル24は、左右一対の棒状取っ手で構成されており、被介助者M1の左右の手でそれぞれ握られるようになっている。ハンドル24には、握っていることを検知する接触センサ24a,24bが設けられている。ハンドル24には、移動補助ロボット20を左旋回させるための左旋回スイッチ24cと移動補助ロボット20を右旋回させるための右旋回スイッチ24dが設けられている。さらにハンドル24には、移動補助ロボット20を停止させるための停止スイッチ24eが設けられている。
また、第3アーム22cには、被介助者M1が保持部23により支持されている状態で歩行する場合や被介助者M1がハンドル24を握った状態で歩行する場合に、被介助者M1から受ける力を検知する荷重センサ22c1が設けられている。荷重センサ22c1は、荷重の変化によって変化する起歪体の歪み量を電圧変化として検出するものや、シリコンチップに圧力が加わると、そのたわみに応じ、ゲージ抵抗が変化し電気信号に変換される半導体式圧力センサなどである。
操作装置25は、画像を表示する表示部25aと、使用者(介助者M2や被介助者M1)からの入力操作を受け付ける操作部25bとを備えている。この操作装置25は、被介助者M1の複数の移動姿勢にそれぞれ応じた複数の形態種(後述する)のうち一の形態種を選択する選択操作部である。
表示部25aは、液晶ディスプレイで構成されており、移動補助ロボット20の作動モードの選択画面などを表示する。作動モードとしては、使用者の起立動作を補助する起立動作補助モードや、使用者の着座動作を補助する着座動作補助モードや、使用者の移動を補助する移動補助モードなどが設定されている。移動補助モードとしては、起立歩行補助モード、肘つき歩行補助モード、手つき歩行補助モード、起立搭乗移動モードおよび着座搭乗移動モード(被介助者M1の複数の移動姿勢にそれぞれ対応している)が設定されている。
操作部25bは、カーソルを上下左右に移動させるカーソルキー、入力をキャンセルするキャンセルキー,選択内容を決定する決定キーなどを備えており、使用者の指示をキー入力できるように構成されている。なお、操作装置25は、表示部25aの表示機能と操作部25bの入力機能とを備えており、画面上の表示を押すことで機器を操作するタッチパネルで構成するようにしてもよい。
記憶装置27は、被介助者M1の複数の移動姿勢にそれぞれ対応した複数の形態種の基準座標データを記憶する。形態種は、ロボットアーム部22の姿勢形態(形状)の種類を表しており、被介助者M1の異なる移動姿勢にそれぞれ対応する。例えば、起立歩行補助モード、肘つき歩行補助モード、手つき歩行補助モード、起立搭乗移動モードおよび着座搭乗移動モードは、被介助者M1の複数の移動姿勢にそれぞれ対応したモードであり、これら各モードにそれぞれ対応した複数の形態種がある。
図8に示すように、被介助者M1の移動姿勢は、起立歩行補助モードにおける起立歩行姿勢、肘つき歩行補助モードにおける肘つき歩行姿勢、手つき歩行補助モードにおける手つき歩行姿勢、起立搭乗移動モードにおける起立搭乗姿勢、および着座搭乗移動モードにおける着座搭乗姿勢がある。形態種は、起立歩行補助モードにおける起立歩行補助形態種、肘つき歩行補助モードにおける肘つき歩行補助形態種、手つき歩行補助モードにおける手つき歩行補助形態種、起立搭乗移動モードにおける起立搭乗移動形態種、および着座搭乗移動モードにおける着座搭乗移動形態種がある。
起立歩行補助形態種は、被介助者M1がその脇の下を保持部23により保持された状態で歩行して移動する第1の移動姿勢(起立歩行姿勢)に応じた第1の形態種である。手つき歩行補助形態種は、被介助者M1がロボットアーム部22の先端部に設けたハンドル24を握って押しながら歩行して移動する第2の移動姿勢(手つき歩行姿勢)に応じた第2の形態種である。歩行補助形態種は、被介助者M1がその肘を保持部23の上面に載せて押しながら歩行して移動する第3の移動姿勢(肘つき歩行姿勢)に応じた第3の形態種である。これらの形態種は、被介助者M1が歩行して移動する歩行移動姿勢に応じた歩行移動形態種である。
起立搭乗移動形態種は、被介助者M1が基台21に設けた足乗せ部32に立って搭乗した状態で移動する第4の移動姿勢(起立搭乗姿勢)に応じた第4の形態種である。着座搭乗移動形態種は、被介助者M1が基台21に設けた椅子部33に座って搭乗した状態で移動する第5の移動姿勢(着座搭乗姿勢)に応じた第5の形態種である。これらの形態種は、被介助者M1が搭乗した状態で移動する搭乗移動姿勢に応じた搭乗移動形態種である。
基準座標データは、これら複数の形態種毎に形成されている基準となる座標データである。例えば、座標データは、第1回転用モータ22a1cの回転角度である第1角度(θa)、スライド用モータ22a2bのアーム長さ(L:スライド量:このアーム長さに相当する回転角度)、および第2回転用モータ22b3の回転角度である第2角度(θb)から構成されている。
上述した各形態種に対応した基準座標データは、図9に示すように、一覧表として記憶装置27に記憶されている。具体的には、起立歩行補助形態種は、起立歩行用基準座標データ(θa1、L1、θb1)に基づいて形成されるロボットアーム部22の姿勢形態(形状)である。肘つき歩行補助形態種は、肘つき歩行用基準座標データ(θa2、L2、θb2)に基づいて形成されるロボットアーム部22の姿勢形態(形状)である。手つき歩行補助形態種は、手つき歩行用基準座標データ(θa3、L3、θb3)に基づいて形成されるロボットアーム部22の姿勢形態(形状)である。起立搭乗移動形態種は、起立搭乗用基準座標データ(θa4、L4、θb4)に基づいて形成されるロボットアーム部22の姿勢形態(形状)である。着座搭乗移動形態種は、着座搭乗用基準座標データ(θa5、L5、θb5)に基づいて形成されるロボットアーム部22の姿勢形態(形状)である。
さらに、記憶装置27は、床面の傾斜に応じた補正量(第1の補正量)を記憶している。この第1の補正量は、上述した各基準座標データを補正するための値である。
例えば、傾斜角θが+θ1であるときには、第1角度θaについては第1の補正量は+Δθa1であり、アーム長さLについては第1の補正量は−ΔLa1である。また、傾斜角θが−θ1であるときには、第1角度θaについては第1の補正量は−Δθa1であり、アーム長さLについては第1の補正量は+ΔLa1である。傾斜角θが所定角度毎に第1の補正量が記憶されている。なお、第2角度θbについても補正量を記憶するようにしてもよい。
なお、移動補助ロボット20が平床面から上り傾斜面にさしかかる場合には、傾斜角θが「+」であり、平床面から下り傾斜面にさしかかる場合には、傾斜角θが「−」である。また、第1角度θa(または第2角度θb)において、「+」は図8にてスライド基部22a1の時計回り方向の回転を示し、「−」は反時計回り方向の回転を示す。
これら第1角度θaについての第1の補正量+Δθa1、−Δθa1、およびアーム長さLについての第1の補正量−ΔLa1、+ΔLa1は、上り傾斜を移動する場合において、被介助者M1の上半身が鉛直ないし前傾姿勢となるように、また、下り傾斜を移動する場合において、被介助者M1の上半身が鉛直ないし後傾姿勢となるように、設定されている。
また、記憶装置27は、被介助者M1の身長に応じた補正量(第2の補正量)を記憶している。この第2の補正量は、上述した各基準座標データを補正するための値である。上述した各基準座標データは、被介助者M1の身長が所定値(例えば平均身長などであり、具体的には170cmである。)であるときのデータである。
例えば、身長が+ΔH1であるときには、第1角度θaについては第2の補正量は−Δφa1であり、アーム長さLについては第2の補正量は+ΔLb1であり、第2角度θbについては第2の補正量は+Δφb1である。また、身長が−ΔH1であるときには、第1角度θaについては第2の補正量は+Δφa1であり、アーム長さLについては第2の補正量は−ΔLb1であり、第2角度θbについては第2の補正量は+Δφb1である。所定値との差が所定両毎に第2の補正量が記憶されている。
これらの補正量は、各形態種において身長に応じて適切な形態となるように実機を使用した実験などで得たデータに基づいて予め設定されている。
なお、上述した各補正量は、マップとして記憶されているが、演算式として記憶されていてもよい。
制御装置26は、移動補助ロボット20の走行や姿勢変形に関する制御を行う。制御装置26は、図6に示すように、上述した衝突防止センサ21k,21l、膝センサ22a1d、荷重センサ22c1、接触センサ24a,24b、左旋回スイッチ24c、右旋回スイッチ24d、停止スイッチ24e、左右駆動輪用モータ21g,21h、第1回転用モータ22a1c、スライド用モータ22a2b、第2回転用モータ22b3、操作装置25、記憶装置27、撮像装置28、案内装置29および傾斜検出センサ31が接続されている。また、制御装置26はマイクロコンピュータ(図示省略)を有しており、マイクロコンピュータは、バスを介してそれぞれ接続された入出力インターフェース、CPU、RAMおよびROM(いずれも図示省略)を備えている。
制御装置26は、図7に示すように、形態種取得部26aおよび変形制御部26bを備えている。形態種取得部26aは、操作装置25によって選択された移動補助ロボット20の移動補助モードを取得するものである。
変形制御部26bは、第1および第2回転用モータ22a1c,22b3およびスライド用モータ22a2bを含んで構成される駆動部を駆動させて、ロボットアーム部22を操作装置25にて選択された形態種に変形する。具体的には、変形制御部26bは、形態種取得部26aによって選択された形態種に応じた基準座標データを、記憶装置27から読み込む。そして、変形制御部26bは、その読み込んだ基準座標データとなるように、前記駆動部を駆動させる。
なお、制御装置26は、上記各形態種において、移動補助ロボット20が移動する床面の傾斜に応じてロボットアーム部22の形態をそれぞれ調整する。具体的には、制御装置26は、傾斜検出センサ31から傾斜角θを入力し、その入力した傾斜角θに応じた補正量(第1の補正量)を記憶装置27から読み込む。そして、制御装置26は、前記駆動部を駆動させて、基準座標データに変形されているロボットアーム部22の形態(姿勢)をその補正量だけ調整する。
また、制御装置26は、上記各形態種において、被介助者M1の身長に合わせてロボットアーム部22の形態をそれぞれ調整する。具体的には、制御装置26は、使用者による操作装置25から被介助者M1の身長を入力し、その入力した身長との差ΔHに応じた補正量(第2の補正量)を記憶装置27から読み込む。そして、制御装置26は、前記駆動部を駆動させて、基準座標データに変形されているロボットアーム部22の形態(姿勢)をその補正量だけ調整する。
撮像装置28は、スライド基部22a1の前面および第1スライド部22a2の背面にそれぞれ設けられている。スライド基部22a1の前面に設けられた撮像装置28は、移動補助ロボット20の前方にある対象を撮影する。第1スライド部22a2の背面に設けられた撮像装置28は、移動補助ロボット20の後方または上方にある対象を撮影する。
移動補助ロボット20は、被介助者M1、介助者M2を含む周囲にいる人に対して移動補助ロボット20の状態を音声や表示により案内する案内装置29を備えている。案内装置29は、音声を出力するスピーカでもよく、文字、図形等を表示するLCDやLEDなどの表示装置でもよい。
次に、上述したように構成された移動補助ロボット20の作動を説明する。最初に、移動補助ロボット20の移動について説明する。移動補助ロボット20が、ステーション11から各個室13a〜13dまで(または各個室13a〜13dからステーション11まで)単独で移動する場合について説明する。ステーション11から各個室13a〜13dまでの通路14を移動する場合には、移動補助ロボット20は、ステーション11の入出口11aから各個室13a〜13dの各入出口13a1〜13d1までの経路であって予め記憶装置27に記憶されている経路に沿って移動する。
また、移動補助ロボット20は、通路14に設けられている案内用マーク14aを撮像装置28を介して読み取り、その情報から残りの道程を算出しその結果に基づいて移動する。案内用マーク14aは、例えば二次元バーコードである。二次元バーコードには、現在地点(例えば、通路14の交差点)、現在地点から目的地までの距離と方向(例えば、移動補助ロボット20がステーション11から第1個室13aに移動する場合には、通路14の交差点に差し掛かった際に交差点から第1個室13aまでの距離と方向(左折))などの情報が記載されている。案内用マーク14aは、ステーション11の入出口11a、各個室13a〜13dの各入出口13a1〜13d1の角や、通路14の所定箇所(例えば、交差点の角や天井面)に設けられている。
次に、移動補助ロボット20が着座している被介助者M1に接近している場合について説明する。このとき、移動補助ロボット20は、第1個室13aの入出口13a1から第1個室13aに入室し、その後、ベッド脇に着座している被介助者M1に向けて接近する。移動補助ロボット20は、移動補助ロボット20の前面を進行方向に向けて前進する。移動補助ロボット20は、被介助者M1の近傍に設けられている案内用マーク14bを前面の撮像装置28を介して読み取り、その情報に基づいて被介助者M1に接近する。
さらに、移動補助ロボット20の起立動作と着座動作について図10および図11を参照して説明する。移動補助ロボット20は、膝センサ22a1dの検出結果(移動補助ロボット20と被介助者M1の膝との距離)を使用して、着座している被介助者M1との距離が所定距離となる所定の位置まで移動する。この所定の位置は、被介助者M1を起立させるために最適な位置(起立最適位置)である。
そして、移動補助ロボット20は、被介助者M1に対して「ハンドルを握ってください」という案内を行う。被介助者M1が両手でハンドル24を握ると、接触センサ24a,24bによってハンドル24を握ったことを検知するため、移動補助ロボット20は、被介助者M1を起立させるための起立動作を行う。なお、このとき、使用者または被介助者M1によって起立歩行補助モードが選択されている。
起立動作が開始されると、移動補助ロボット20は、着座している被介助者M1の上半身を保持部23によって保持する(図10参照)。そして、移動補助ロボット20は、上半身を保持した状態で、被介助者M1を起立状態にする(図11参照)。このとき、ロボットアーム部22は、起立歩行補助形態種に変形される。
移動補助ロボット20は、被介助者M1を起立状態で補助している。被介助者M1は、その脇の下を保持部23により保持された状態で歩行して移動する(起立歩行補助モード)。このように被介助者M1の歩行を補助している移動補助ロボット20が、第1個室13aからトレーニング室12まで移動する場合には、上述した移動補助ロボット20が単独で移動する場合と同様に、予め記憶されている経路に沿って移動し、または案内用マーク14aを撮像装置28により読み取って移動する。
移動補助ロボット20は、第1個室13aの入出口13a1で右折して通路14に出て、通路14の交差点で右折し、トレーニング室12の入出口12aで左折してトレーニング室12に入室する。移動補助ロボット20は、移動補助ロボット20の背面を進行方向に向けて前進する。
このとき、被介助者M1は移動補助ロボット20を押しながら歩行する。制御装置26は、図12に示すフローチャートに沿って、被介助者M1の押圧力を荷重センサ22c1によって検出しその検出値を取得している(ステップS102)。制御装置26は、荷重センサ22c1によって検出した荷重が所定値(例えば50N)以上である場合には、左右駆動輪モータ21g、21hを駆動して走行を開始する(ステップS104にて「YES」)。制御装置26は、荷重センサ22c1によって検出した荷重の大きさに応じて左右駆動輪モータ21g、21hを駆動して速度を調整している(ステップS106)。制御装置26は、接触センサ24a,24bの検出結果によって被介助者M1がハンドル24から手を離したと判定した場合には(ステップS108にて「YES」)、移動補助ロボット20の移動を停止する(ステップS110)。
なお、前述した制御は、手つき歩行補助モードも同一である。肘つき歩行補助モードもハンドル24を握ることを前提にすれば、起立歩行補助モードと同様に制御できる。また、搭乗移動モードは、基本的には移動補助ロボット20の単独走行と同様に自動制御である。
また、起立歩行補助モード、肘つき歩行補助モード、手つき歩行補助モード、起立搭乗移動モードおよび着座搭乗移動モードにおいては、移動補助ロボット20の使用は、被介助者M1の移動を目的に一つとするが、被介助者M1のトレーニングも目的のひとつである。すなわち、被介助者M1が自らの力(足)で歩行して移動するモードにおいては、搭乗移動モードに比較して、身体が全体的にトレーニングされる。
歩行移動モードにおいては、起立歩行補助モード、肘つき歩行補助モード、手つき歩行補助モードの順番で身体に対する負荷が高く(重く)なる。換言すると、起立歩行補助モード、肘つき歩行補助モード、手つき歩行補助モードの順番で被介助者M1の身体能力が高くなる。起立歩行補助モードにおいては、被介助者M1の上半身は保持部23によって支えられている。これに対して、手つき歩行補助モードにおいては、被介助者M1の上半身は保持部23によって支えられておらず、被介助者M1は自らの力で上半身を支え、さらに手を含めて上半身で移動補助ロボット20を押さなければならないからである。肘つき歩行補助モードは、これら両モードの中間に位置するモードである。
搭乗移動モードにおいても、搭乗者である被介助者M1はバランスをとる必要があるため、身体能力に応じてトレーニングされる。起立搭乗であれば、下半身と上半身がトレーニングされる。着座搭乗であれば、上半身がトレーニングされる。
なお、移動補助ロボット20は、被介助者M1を着座させるための着座動作が開始されると、起立状態にある被介助者M1(図11参照)を、被介助者M1の上半身を保持部23によって保持した状態で着座状態にする(図10参照)。
そして、移動補助ロボット20は、着座動作が終了すると、被介助者M1に対して「ハンドルから手を放してください」という案内を行う。被介助者M1がハンドル24から手を放すと、接触センサ24a,24bによってハンドル24から手を放したことを検知するため、移動補助ロボット20は、被介助者M1から離れる。
本実施形態によれば、移動補助ロボット20は、被介助者M1の移動を補助する移動補助ロボットであって、駆動源(左右駆動輪用モータ21g,21h)により駆動する左右駆動輪21e、21fによって走行する基台21と、基台21に設けられ駆動部によって互いに相対移動が可能である複数のアーム22a,22b,22cを備えたロボットアーム部であって被介助者M1の複数の移動姿勢にそれぞれ応じた複数の形態種に変形可能に構成されたロボットアーム部22と、ロボットアーム部22の先端部に設けられ被介助者を支える保持部23と、複数の形態種のうち一の形態種を選択する操作装置25(選択操作部)と、前記駆動部を駆動させて、ロボットアーム部22を操作装置25にて選択された形態種に変形する変形制御部26bと、を備えている。
ロボットアーム部22が、駆動源(左右駆動輪用モータ21g,21h)により駆動する左右駆動輪21e、21fによって走行する基台21に設けられ、第1および第2回転用モータ22a1c,22b3およびスライド用モータ22a2bを含んで構成される駆動部によって互いに相対移動が可能である複数のアーム22a,22b,22cを備えたロボットアーム部であって被介助者M1の複数の移動姿勢にそれぞれ応じた複数の形態種に変形可能に構成されている。保持部23が、ロボットアーム部22の先端部に設けられ被介助者M1を支える。変形制御部26bが、前記駆動部を駆動させて、ロボットアーム部22を選択操作部25にて選択された形態種に変形する。これにより、1つのタイプの移動補助ロボット20が、被介助者M1の複数の移動姿勢にそれぞれ応じた複数の形態種に変形可能であるため、複数のタイプの移動補助ロボットを備える必要はなく、1つのタイプの移動補助ロボットを備えるだけで、身体能力が異なる使用者である被介助者に対応可能となる。また、被介助者M1の複数の移動姿勢は、被介助者M1のトレーニングレベルに対応しているので、被介助者M1の希望に沿ったレベルのトレーニングを行いながら移動することができる。
また、ロボットアーム部20は、被介助者M1がその脇の下を保持部23により保持された状態で歩行して移動する第1の移動姿勢(起立歩行補助モード)に応じた第1の形態種と、被介助者M1がロボットアーム部22の先端部に設けたハンドル24を握って押しながら歩行して移動する第2の移動姿勢(手つき歩行補助モード)に応じた第2の形態種と、に変形可能に構成されている。これにより、1つのタイプの移動補助ロボット20が、被介助者M1がその脇の下を保持部23により保持された状態で歩行して移動する第1の移動姿勢に応じた第1の形態種と、および被介助者M1がロボットアーム部22の先端部に設けたハンドル24を握って押しながら歩行して移動する第2の移動姿勢に応じた第2の形態種と、に変形可能である。よって、1つのタイプの移動補助ロボット20を備えるだけで、身体能力が異なる被介助者に対応可能となる。
また、ロボットアーム部22は、被介助者M1が歩行して移動する歩行移動姿勢(起立歩行補助モード、肘つき歩行補助モードおよび手つき歩行補助モード)に応じた歩行移動形態種と、被介助者M1が搭乗した状態で移動する搭乗移動姿勢(起立搭乗移動モードおよび着座搭乗移動モード)に応じた搭乗移動形態種と、に変形可能に構成されている。これにより、1つのタイプの移動補助ロボット20が、被介助者M1が歩行して移動する歩行移動姿勢に応じた歩行移動形態種と、被介助者M1が搭乗した状態で移動する搭乗移動姿勢に応じた搭乗移動形態種と、に変形可能である。よって、1つのタイプの移動補助ロボット20を備えるだけで、身体能力が異なる被介助者に対応可能となる。
また、ロボットアーム部22は、被介助者M1がその脇の下を保持部23により保持された状態で歩行して移動する第1の移動姿勢(起立歩行補助モード)に応じた第1の形態種と、被介助者M1がロボットアーム部22の先端部に設けたハンドル24を握って押しながら歩行して移動する第2の移動姿勢(手つき歩行補助モード)に応じた第2の形態種と、被介助者M1がその肘を保持部の上面に載せて押しながら歩行して移動する第3の移動姿勢(肘つき歩行補助モード)に応じた第3の形態種と、被介助者M1が基台21に設けた足乗せ部32に立って搭乗した状態で移動する第4の移動姿勢(起立搭乗移動モード)に応じた第4の形態種と、被介助者M1が基台21に設けた椅子部33に座って搭乗した状態で移動する第5の移動姿勢(着座搭乗移動モード)に応じた第5の形態種と、に変形可能に構成されている。これにより、1つのタイプの移動補助ロボット20が、被介助者M1がその脇の下を保持部23により保持された状態で歩行して移動する第1の移動姿勢に応じた第1の形態種と、被介助者M1がロボットアーム部22の先端部に設けたハンドル24を握って押しながら歩行して移動する第2の移動姿勢に応じた第2の形態種と、被介助者M1がその肘を保持部23の上面に載せて押しながら歩行して移動する第3の移動姿勢に応じた第3の形態種と、被介助者M1が基台21に設けた足乗せ部32に立って搭乗した状態で移動する第4の移動姿勢に応じた第4の形態種と、被介助者M1が基台21に設けた椅子部33に座って搭乗した状態で移動する第5の移動姿勢に応じた第5の形態種と、に変形可能である。よって、1つのタイプの移動補助ロボット20を備えるだけで、身体能力が異なる被介助者に対応可能となる。
また、上記各形態種において、移動補助ロボット20が移動する床面の傾斜に応じてロボットアーム部22の形態をそれぞれ調整する。これにより、床面の傾斜に応じて被介助者M1の姿勢を安定した姿勢に変更させることができるため、被介助者M1の移動を安定して補助することができる。
また、上記各形態種において、被介助者M1の身長に合わせてロボットアーム部22の形態をそれぞれ調整する。これにより、被介助者M1の姿勢を、被介助者M1の身長に応じた最適な姿勢に変更させることができるため、被介助者M1の移動を安定して補助することができる。