JP6340709B2

JP6340709B2 - ロボット

Info

Publication number: JP6340709B2
Application number: JP2013216861A
Authority: JP
Inventors: 玉井　博文; 博文玉井; 智玉井
Original assignee: Muscle Corp
Current assignee: Muscle Corp
Priority date: 2013-10-18
Filing date: 2013-10-18
Publication date: 2018-06-13
Anticipated expiration: 2033-10-18
Also published as: JP2015077312A

Description

本発明は、ロボットに関する。さらに詳しくは、主として移乗の際における介護者の負担を軽減できるロボットに関する。

従来より、介護ヘルパーなどの介護者による高齢者や障害者(以下、要介護者という)の生活支援がなされている。要介護者の介護ヘルパーなどの介護者による生活支援においては、要介護者のトイレ介助や入浴介助の際に、ベッドから車椅子への移乗、あるいは車椅子からベッドへの移乗がなされている。

しかるに、かかる移乗は、一人の介護ヘルパーなどの介護者によりなされていたところから、介護ヘルパーなどの介護者に多大の負担を強いる結果となっていた。そのため、介護ヘルパーなどの介護者には、腰を痛める者が多数に上っている。腰痛は、介護ヘルパーなどの介護者の職業病とまでいわれるようになってきている。

かかる状況に鑑み、移乗は二人によりなすようなってきているが、急激な高齢化社会の到来により、介護ヘルパーなどの介護者の確保が困難となってきている。そのため、介護関係者から移乗の際の人員削減がなし得るロボットが熱望されている。

なお、特許文献１には、介護用キャリアの提案がなされているが、構成が複雑であるため、操作性に難点があるという問題がある。

特開２００２−１３６５４９号公報

本発明はかかる従来技術の課題に鑑みなされたものであって、移乗が介護者一人でなし得るロボットを提供することを目的としている。

本発明のロボットは、走行自在とされた基部と、前記基部に配設された傾動部と、一対の腕とを備えるロボットであって、前記傾動部は、主傾動部と、該主傾動部に配設された補助傾動部とを有し、前記補助傾動部は、前記主傾動部の主傾動部材の両端部に配設されて前記腕を保持する回動自在とされた補助傾動部材を有し、前記補助傾動部の補助傾動部材は、前記主傾動部材に配設された動力伝達機構を介して同主傾動部材の傾動方向と同一方向に回動されてなることを特徴とする。

本発明のロボットにおいては、主傾動部は遊星歯車機構を有し、前記遊星歯車機構は、太陽歯車と、該太陽歯車に点対称に配設された一対の遊星歯車とを含み、前記太陽歯車は、基部に配設された中央昇降軸の上端部および主傾動部の主傾動部材に回転不自在に支持され、前記遊星歯車の一方は、前記中央昇降軸の一側において基部に搖動自在に配設された一側側昇降軸の上端部および主傾動部の主傾動部材の一側側において回転自在に支持され、前記遊星歯車の他方は、前記中央昇降軸の他側において基部に搖動自在に配設された他側側昇降軸の上端部および主傾動部の主傾動部材の他側側において回転自在に支持されてなるのが好ましい。

また、本発明のロボットにおいては、腕が円柱状または円筒状とされてなるのが好ましい。

また、本発明のロボットにおいては、腕が進退自在に補助傾動部材に保持されてなるのが好ましい。

また、本発明のロボットにおいては、補助傾動部材が、腕を所定位置で固定するロック機構を有してなるのが好ましい。

本発明のロボットは、前記の如く構成されているので、主傾動部材を傾動させる昇降軸の昇降量を小さくしながら、つまり昇降軸の搖動を少なくしながら、腕に専用シートを介して保持されている要介護者を車椅子に移乗させることができる姿勢とすることができるという優れた効果を奏する。そのため、要介護者の移乗が介護者一人でなし得る。

本発明の一実施形態に係るロボットの概略図である。同実施形態の斜視図である。同正面図である。同平面図である。同側面図である。同ロボットの傾動部を傾動させた状態の正面図である。同ロボットに化粧カバーを付けた状態の斜視図である。同ロボットの主傾動部の要部概略図である。専用シートの概略図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明を実施形態に基づいて説明するが、本発明はかかる実施形態のみに限定されるものではない。

図１〜図７に、本発明の一実施形態に係るロボットＲを示す。なお、以下の説明において、左右とは、ロボットＲの背面より見た場合の左右を意味する。

ロボットＲは、走行自在とされた基部１００と、基部１００に配設された傾動部１０と、一対の腕部材２０つまり右腕部材２１および左腕部材２２とを含むものとされる。

基部１００は、中央部に配設された載置部１１０と、載置部１１０の両脇に配設された走行部１６０とを含むものとされ、載置部１１０は、中央部に配設された載置部材１２０と、載置部材１２０を支持する左右方向に配設された水平支持部材１３０とを含むものとされる。

載置部１１０、より具体的には載置部材１２０には、傾動部１０、駆動用電源Ｂなどが配設されている。
走行部１６０は、前部走行部１７０と中間部走行部１８０と後部走行部１９０とを含むものとされる。前部走行部１７０は、前輪１７１と前輪１７１を支持する前輪支持部材１７２とを含むものとされる。前輪支持部材１７２は、前部の水平部１７３と、後部の上り勾配とされた傾斜部１７４とを含むものとされ、水平部１７３の先端に前輪１７１が装着されている。

中間部走行部１８０は、中間輪１８１と中間輪１８１を支持する中間輪支持部材１８２とを含むものとされる。後部走行部１９０は、後輪１９１と後輪１９１を支持する後輪支持部材１９２とを含むものとされる。

そして、前輪支持部材１７２、中間輪支持部材１８２および後輪支持部材１９２は、それぞれ適宜手段を介して水平支持部材１３０と接合されている。また、前輪１７１および中間輪１８１の各径は後輪１８１の径より小さくされている。また、前輪１７１の径は中間輪１８１の径より小さくされている。

前輪１７１の径が小径とされ、かつ、前輪支持部材１７２が前記構成とされていることから、前部走行部１７０をベッドの下に潜り込ませることができる。

傾動部１０は、図１に示すように、主傾動部３０と補助傾動部４０とを含むものとされる。主傾動部３０は、遊星歯車機構５０を中心的構成要素としてなるものとされる。遊星歯車機構５０は、不動とされた太陽歯車５１と、太陽歯車５１に点対称に配設された右遊星歯車５２および左遊星歯車５３と、主傾動部材３１とを含むものとされる。補助傾動部４０は、右遊星歯車５２に駆動される右タイミングベルト機構４２を有する右補助傾動部４１および左遊星歯車５３に駆動される左タイミングベルト機構４６を有する左補助傾動部４５を含むものとされる。

太陽歯車５１は、図８に示すように、基部１００に中央に立設された中央昇降軸５５の上端前面に配設される。より具体的には、太陽歯車５１の後方に突出している後軸５１ａは中央昇降軸５５に配設された軸受(図示省略)に装着される一方、太陽歯車５１の前方に突出している前軸５１ｂは主傾動部材３１に固着され、それにより主傾動部材３１は前軸５１ｂを中心に傾動可能とされる。

中央昇降軸５５は、基端部に載置部材１２０との係合部材を有し、上端部に前述した主傾動部３０の太陽歯車５１の後軸５１ａとの係合部を有するものとされる。中央昇降軸５５はロボットＲの重量軽減を図る観点から、中空材とされるのが好ましい。なお、中央昇降軸５５の基端部の前面適宜位置には、負荷がかかったときに中央昇降軸５５の前傾を防ぐ補強リブ５５ａが設けられている。

右遊星歯車５２は、図８に示すように、基部１００に配設された中央昇降軸５５の右側に配設された右側昇降軸５６の上端に配設される。より具体的には、右遊星歯車５２の後方に突出している後軸５２ａは右側昇降軸５６の上端に回転自在に装着される一方、右遊星歯車５２の前方に突出している前軸５２ｂの基部は主傾動部材３１に回転自在に係合される。また、前軸５２ｂの先端部は、後述する右タイミングベルト機構４２の駆動プーリー４３に同駆動プーリー４３と一体的に回転するよう係合される。

右側昇降軸５６は、例えば電動シリンダーとされ、右側昇降軸本体５６ａと右側昇降軸５６を昇降させる右側アクチュエータ５６ｂとを含むものとされる。右側昇降軸本体５６ａの外装部材の基端は、載置部材１２０に設けられた係合部材１２１と搖動自在に係合されている。例えば、ピンジョイントにより係合されている。また、右側昇降軸５６を昇降させる右側アクチュエータ５６ｂは、右側昇降軸本体５６ａと右側昇降軸本体５６ａが搖動できるようにして係合されている。

左遊星歯車５３は、図８に示すように、基部１００に配設された中央昇降軸５５の左側に配設された左側昇降軸５７の上端に配設される。より具体的には、左遊星歯車５３の後方に突出している後軸５３ａは左側昇降軸５７の上端に回転自在に装着される一方、左遊星歯車５３の前方に突出している前軸５３ｂの基部は主傾動部材３１に回転自在に係合される。前軸５３ｂの先端部は、後述する左タイミングベルト機構４６の駆動プーリー４７に同駆動プーリー４７と一体的に回転するよう係合される。

左側昇降軸５７は、右側昇降軸５６と同様とされ、左側昇降軸本体５７ａと左側昇降軸５７を昇降させる左側アクチュエータ５７ｂとを含むものとされる。左側昇降軸本体５７ａの外装部材の基端は、載置部材１２０に設けられた係合部材１２１と搖動自在に係合されている。例えば、ピンジョイントにより係合されている。また、左側昇降軸５７を昇降させる左側アクチュエータ５７ｂは、左側昇降軸本体５７ａと同左側昇降軸本体５７ａが搖動可能に係合されている。

前述したように、中央昇降軸５５はアクチュエータを有していないので、中央昇降軸５５の昇降は、右側昇降軸５６および左側昇降軸５７を同期させて昇降させることによりなされる。つまり、右側昇降軸５６および左側昇降軸５７は駆動軸とされ、中央昇降軸５５は従動軸とされる。

主傾動部材３１は長方形状の箱体３２とされ、内部右側に右タイミングベルト機構４２を収納し、内部左側に左タイミングベルト機構４６を収納してなるものとされる。箱体３２の後面３２ａには、前述したように、太陽歯車５１、右遊星歯車５２および左遊星歯車５３の前軸が係合されている。箱体３２の右側端部には右補助傾動部４１の右側補助傾動部材４４が配設される一方、箱体３２の左側端部には左補助傾動部４５の左側補助傾動部材４８が配設される。

右側補助傾動部材４４と左側補助傾動部材４８とは、左右対称とされている他は同一の構成とされているので、以下、右側補助傾動部材４４を説明し、左側補助傾動部材４８の説明は省略する。

右側補助傾動部材４４は、駆動プーリー４３によりタイミングベルト４３ａを介して駆動される従動プーリー４３ｂと、従動プーリー４３ｂの前軸および後軸にそれぞれ係合される後側係合片４４ａおよび前側係合片４４ｂと、後側係合片４４ａおよび前側係合片４４ｂに支持される右腕保持部４４ｃとを含むものとされる。ここで、後側係合片４４ａおよび前側係合片４４ｂは、従動プーリー４３ｂの前軸および後軸にそれぞれ同従動プーリー４３ｂと一体的に回転するように係合されている。また、従動プーリー４３ｂの前軸および後軸は、箱体３２の前面３２ｂおよび後面３２ａの端部にそれぞれ回転自在に支持されている。例えば、軸受を介して回転自在に支持されている。なお、タイミングベルト４３ａにはその緩みを防止するためにテンション調節具が設けられるのが好ましい。テンション調節具としては、公知の各種構造のものを好適に用いることができ、その構成に特に限定はない。

右腕保持部４４ｃは、右腕部材２１が装着される透孔を前後方向に有してなるものとされる。

右腕部材２１はロボットＲの前方に所定長さ突出するようその長さが調整された円筒状部材とされ、かつ、後端に抜け防止用の鍔が形成されてなるものとされる。なお、左腕部材２２も同様な構成とされて後端に抜け防止用の鍔が形成されている。

右腕部材２１および左腕部材２２は前記構成とされてもよいが、図に示すように、スライド自在とされるとともにほぼ中央に係止溝２１ａがリング状に形成され、その溝２１ａが右補助傾動部材４４の右腕保持部４４ｃに設けられたロック機構、例えばラッチロック機構Ｆの係止部材が係止されてロックされるようにされてなるのが好ましい。こうすることにより、後述する専用シート６０の被保持部６１への挿入が容易となる。

傾動部１０がかかる構成とされているところから、例えば、右側昇降軸５６の上昇と左側昇降軸５７の降下とを同期させて行うと、主傾動部３０が右側を上にして傾動する。つまり、主傾動部材３１が右側を上にして傾斜する。この場合、右遊星歯車５２および左遊星歯車５３が回転し、しかも右遊星歯車５２および左遊星歯車５３が主傾動部材３１を構成している箱体３２の後面３２ａにより保持されているので、右遊星歯車５２および左遊星歯車５３はその回転方向が同一となる。そのため、右補助傾動部４１の右側補助傾動部材４４が起き上がるとともに、左補助傾動部４５の左側補助傾動部材４８が下がる(図６参照)。つまり、主傾動部３０の傾斜を小さくしながら、つまり右側昇降軸５６および左側昇降軸５７の搖動を少なくしながら、後述する右腕部材２１および左腕部材２２に保持されている専用シート６０の傾斜を大きくすることができる。

図９、専用シート６０の一例を示す。

専用シート６０は、図９に示すように、両端にロボットＲの右腕部材２１および左腕部材２２が挿入される円筒状の被保持部６１を有するものとされる。

被保持部６１は、基材６２と基材６２の外側に配設されたクッション性を有する素材からなるクッション層６３と、合成樹脂シートからなる表層６４とからなるものとされる。

化粧カバーＣは、基部１００をカバーする基部カバーＣ１と、中央昇降軸５５、右側昇降軸５６および左側昇降軸５７をカバーする胴カバーＣ２と、主傾動部材３１をカバーする主傾動部材カバーＣ３と、右補傾動部４１をカバーする右補助傾動部カバーＣ４と、左補傾動部４５をカバーする左補助傾動部カバーＣ６とを含むものとされる。

しかして、かかる構成とされたロボットＲによれば、要介護者が寝かされている専用シート６０の被保持部６１のそれぞれにロボットＲの右腕部材２１および左腕部材２２を挿通した後、右側昇降軸５６および左側昇降軸５７を同時に上昇させて要介護者をベッドから浮かせた状態でロボットＲを後退させ、しかる後、要介護者の頭部が上になるように主傾動部材３１を傾動させる。要介護者をこのようにした状態で介護者により車椅子に移乗させる。なお、かかるロボットＲの動作は、図示しないロボット制御装置によりなされる。

このように、本実施形態のロボットＲによれば、介護者が要介護者をベッドから持ち上げる必用がなくなり、介護者の負担が軽減される。例えば、介護者の職業病と称される腰痛の解消が図られる。

以上、本発明を実施形態に基づいて説明してきたが、本発明はかかる実施形態のみに限定されるものではなく、種々改変が可能である。

例えば、本実施形態では、補助傾動部材４４，４８はタイミングベルト機構４２，４６により傾動されるようにされているが、チェーン機構により傾動されるようにされてもよい。

本発明は介護産業およびロボット産業に適用できる。

Ｒロボット
Ｂ駆動用電源
Ｃ化粧カバー
Ｆラッチロック機構
１０傾動部
２０腕部材
２１右腕部材
２１ａ係止溝
２２左腕部材
３０主傾動部
３１主傾動部材
３２箱体
３２ａ後面
３２ｂ前面
４０補助傾動部
４１右補助傾動部
４２右タイミングベルト機構
４３駆動プーリー
４３ａタイミングベルト
４３ｂ従動プーリー
４４右側補助傾動部材
４４ａ後側係合片
４４ｂ前側係合片
４４ｃ右腕保持部
４５左補助傾動部
４６左タイミングベルト機構
４７駆動プーリー
４８左側補助傾動部材
５０遊星歯車機構
５１太陽歯車
５１ａ後軸
５１ｂ前軸
５２右遊星歯車
５２ａ後軸
５２ｂ前軸
５３左遊星歯車
５３ａ後軸
５３ｂ前軸
５５中央昇降軸
５５ａ補強リブ
５６右側昇降軸
５６ａ右側昇降軸本体
５６ｂ右側アクチュエータ
５７左側昇降軸
６０専用シート
１００基部
１１０載置部
１２０載置部材
１２１係合部材
１３０水平支持部材
１６０走行部
１７０前部走行部
１７１前輪
１７２前輪支持部材
１７３水平部
１７４傾斜部
１８０中間部走行部
１８１中間輪
１８２中間輪支持部材
１９０後部走行部
１９１後輪
１９２後輪支持部材

Claims

走行自在とされた基部と、前記基部に配設された傾動部と、一対の腕とを備えるロボットであって、前記傾動部は、主傾動部と、該主傾動部に配設された補助傾動部とを有し、前記補助傾動部は、前記主傾動部の主傾動部材の両端部に配設されて前記腕を保持する回動自在とされた補助傾動部材を有し、前記補助傾動部の補助傾動部材は、前記主傾動部材に配設された動力伝達機構を介して同主傾動部材の傾動方向と同一方向に回動されてなることを特徴とするロボット。
主傾動部は遊星歯車機構を有し、前記遊星歯車機構は、太陽歯車と、該太陽歯車に点対称に配設された一対の遊星歯車とを含み、前記太陽歯車は、基部に配設された中央昇降軸の上端部および主傾動部の主傾動部材に回転不自在に支持され、前記遊星歯車の一方は、前記中央昇降軸の一側において基部に搖動自在に配設された一側側昇降軸の上端部および主傾動部の主傾動部材の一側側において回転自在に支持され、前記遊星歯車の他方は、前記中央昇降軸の他側において基部に搖動自在に配設された他側側昇降軸の上端部および主傾動部の主傾動部材の他側側において回転自在に支持されてなることを特徴とする請求項１記載のロボット。
腕が円柱状または円筒状とされてなることを特徴とする請求項１記載のロボット。
腕が進退自在に補助傾動部材に保持されてなることを特徴とする請求項１記載のロボット。
補助傾動部材が、腕を所定位置で固定するロック機構を有してなることを特徴とする請求項４記載のロボット。