JP6462721B2 - 介助ロボット - Google Patents

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Description

本発明は、被介助者の起立動作を補助する介助ロボットに関するものである。
特許文献1には、被介助者の起立動作を補助する装置が記載されている。当該装置は、被介助者を支持する支持部材が昇降動作する。支持部材には、被介助者が上昇動作及び下降動作を操作するための2つの操作ハンドルが設けられている。被介助者が支持部材を把持し、一方の操作ハンドルを把持操作することで支持部材が上昇し、他方の操作ハンドルを把持操作することで支持部材が下降する。
特開平9−66082号公報
座位姿勢の使用者が、支持部材を下降させているときに、支持部材を下降させすぎて支持部材が被介助者の脚部を押し付けるおそれがある。支持部材の押し付け力によって、被介助者は不快に感じることがある。
本発明は、昇降部が昇降する際に、被介助者に不快を感じることを防止できる介助ロボットを提供することを目的とする。
助ロボットは、基台と、被介助者の体の一部を保持し、前記基台に対して昇降する保持部と、前記基台に対する前記保持部の昇降動作の駆動を行うアクチュエータと、前記保持部に設けられ、前記保持部による物体への接触又は接近を検出する検出器と、前記アクチュエータが前記保持部の昇降動作を行っている最中に前記検出器により前記物体への接触又は接近を検出した場合に、前記アクチュエータによる前記保持部の前記物体側への移動を停止する制御装置とを備える。前記検出器は、前記物体と接触する接触面を有すると共に、前記保持部側から前記接触面に弾性力を付与するように構成され、前記接触面は、前記検出器が前記保持部による前記物体への接触又は接近を検出した後に、前記弾性力によって前記保持部側への移動を許容される。
被介助者の体の一部が保持部に接触した場合又は保持部に接近した場合に、保持部の物体側へ移動が停止するため、被介助者が保持部によって押し付けられることを防止できる。その結果、被介助者が不快を感じることを防止できる。
第一実施形態の介助ロボット1を進行方向右側から見た図である。図の右側が進行方向前方である。 図1の介助ロボット1の平面図である。図の右側が進行方向前方である。 介助ロボット1を進行方向後方から見た図である。 介助ロボット1を進行方向前方から見た図である。 図1の介助ロボット1における保持部を上昇させた状態の介助ロボット1を進行方向右側から見た図である。 図1の介助ロボット1の内部構造を示し、介助ロボット1を進行方向右側から見た図である。 図6の介助ロボット1の左側から見た図、すなわち介助ロボット1を進行方向後方から見た図である。 図7の8−8断面図である。 図8の上部における昇降部40、保持部50及び前後動アクチュエータ90,100の拡大図である。 図1の介助ロボット1の検出器110の拡大図であって、左右方向の縦断面図である。 介助ロボット1の制御装置120のブロック図である。 被介助者M1が着座姿勢のときの介助ロボット1を進行方向右側から見た図である。 被介助者M1が起立姿勢のときの介助ロボット1を進行方向右側から見た図である。 図11の制御装置120の演算部121の自動停止処理を示すフローチャートである。 第一検出器111のセンサ131がONのときの検出器110の状態を示す図である。 第一検出器111のセンサ131がONになった後における検出器110の状態を示す図である。 第一検出器111のセンサ131がONになるときの他の態様の検出器110の状態を示す図である。 図11の制御装置120の演算部121の自動停止後の処理を示すフローチャートである。 第二実施形態の介助ロボット1の制御装置120の演算部121の自動停止処理を示すフローチャートである。 第三実施形態の介助ロボット1の検出器210の拡大図であって、左右方向の縦断面図である。
<第一実施形態>
(1.介助ロボット1の全体構成)
第一実施形態の介助ロボット1の全体構成について、図1−図5を参照して説明する。介助ロボット1は、被介助者M1(図12,図13に示す)の体の一部(例えば、上半身)を支えて起立動作及び着座動作を補助する。介助ロボット1は、図1−図5に示すように、基台10、昇降アーム20,30、昇降部40、保持部50、昇降アクチュエータ70,80、前後動アクチュエータ90,100、検出器110及び制御装置120を備える。以下の説明において、前後左右は、介助ロボット1の進行方向を前方としたときの前後左右とする。
基台10は、地面に設置する部位である。基台10は、図2に示すように、平面視で、後方に開口するU字形状に形成される。基台10は、4つの車輪15−18を備え、前後進可能である。
昇降アーム20,30は、基台10の上面のうち左右それぞれに設けられ、上方に向かって伸縮可能に設けられる。昇降アーム20,30は、図1及び図5に示すように、上端が下端に対して前方に傾斜する方向に、直線状に伸縮する。昇降部40は、昇降アーム20,30の上端に設けられる。昇降アーム20,30が上下方向に伸縮することで、昇降部40は、基台10に対して昇降する。つまり、図1及び図5に示すように、昇降部40は、基台10に対して上昇するにつれて、前方に移動する方向に直動する。
保持部50は、昇降部40の上側に位置し、昇降部40に支持される。保持部50は、昇降部40に対して前後動し且つ傾動する。保持部50は、被介助者M1の体の一部を保持する。保持部50は、被介助者M1に応じて交換可能なアタッチメント60を備える。
アタッチメント60は、保持部50の本体フレーム51(後述する)に着脱可能な本体部61、被介助者M1の体の一部である胴体を支持する胴体パッド62、被介助者M1が把持する左右のグリップ63a,63b、被介助者M1の肘部を載置する左右の肘載置部64a,64b、胴体バッド62の左右において被介助者M1の両脇を保持する脇保持部65a,65b、及び、被介助者M1又は介助者によって昇降操作が行われる操作部66を備える。
昇降アクチュエータ70,80は、基台10に対する昇降部40の昇降動作の駆動を行う。昇降アクチュエータ70,80のそれぞれは、対応する昇降アーム20,30の伸縮を駆動する。つまり、昇降アクチュエータ70,80の駆動により、昇降部40が、基台10に対して図1に示す状態から図5に示す上昇位置且つ前進位置への動作、及び、その逆の動作を行う。昇降アクチュエータ70,80は、基台10及び昇降アーム20,30に亘って設けられる。
前後動アクチュエータ90,100は、昇降部40に対する保持部50の前後動且つ傾動の駆動を行う。つまり、前後動アクチュエータ90,100の駆動により、保持部50が、昇降部40に対して図1に示す状態から図5に示す前進位置且つ前傾状態への動作、及び、その逆の動作を行う。前後動アクチュエータ90,100は、昇降部40及び保持部50に亘って設けられる。
検出器110は、保持部50に設けられ、保持部50による物体への接触又は接近を検出する。詳細には、検出器110は、保持部50の下面に設けられ、保持部50の下方に存在する物体への接触又は接近を検出する。特に、検出器110は、被介助者M1の脚部が保持部50に接触又は接近したか否かを検出する目的で用いられる。検出器110は、保持部50の進行方向の後方のみ、且つ、幅方向全長に亘って設けられる。検出器110は、中央部に配置される第一検出器111、左右それぞれに配置される第二、第三検出器112,113を備える。第一、第二、第三検出器111,112,113のそれぞれが、物体への接触又は接近を検出する。
制御装置120は、被介助者M1による操作に応じて、昇降アクチュエータ70,80、前後動アクチュエータ90,100を制御する。さらに、制御装置120は、検出器110の検出結果に基づいて、昇降アクチュエータ70,80、前後動アクチュエータ90,100を制御する。
(2.介助ロボット1の内部構造)
介助ロボット1は、図1−図5に示すように、基台10のカバー11、昇降アーム20,30のそれぞれのカバー25,35、昇降部40のカバー45、保持部50のアタッチメント60を備える。そこで、これらを取り除いた介助ロボット1の内部構造について、図6−図9を参照して説明する。
基台10は、左右フレーム12,13、及び、左右フレーム12,13の前端部を連結する連結フレーム14を備える。左右フレーム12,13は、被介助者M1が入るために必要な間隔を開けて配置される。左右フレーム12,13の後端部には、左右後輪15,16がそれぞれ設けられる。左右フレーム12,13の前端部には、左右前輪17,18がそれぞれ設けられる。左右前輪17,18は、介助ロボット1の進行方向に応じて旋回する。ここで、本実施形態においては、左右後輪15,16及び左右前輪17,18は、駆動力を有しない車輪であるが、モータ等により駆動するようにしてもよい。
昇降アーム20,30は、第一アーム部21,31、第二アーム部22,32及び第三アーム部23,33を備える。第一アーム部21,31、第二アーム部22,32及び第三アーム部23,33は、直線の長尺状に形成される。第一アーム部21,31は、基台10の左右フレーム12,13のそれぞれに固定される。第一アーム部21,31は、基台10に対して前方に所定角度(例えば80度)にて傾斜させて固定される。
第二アーム部22,32は、第一アーム部21,31に対して長手方向にスライドする。第二アーム部22,32が収縮した際には、第二アーム部22,32の大部分が第一アーム部21,31に収容される。
第三アーム部23,33は、第二アーム部22,32に対して長手方向にスライドする。第三アーム部23,33の上端には、昇降部40が固定される。第三アーム部23,33が収縮した際には、第三アーム部23,33の大部分が第二アーム部22,32に収容される。
従って、第二アーム部22,32及び第三アーム部23,33が収縮した際には、図1に示すように、第三アーム部23,33の大部分が第一アーム部21,31及び第二アーム部22,32に収容される。このとき、昇降部40は最下位置に位置する。一方、第二アーム部22,32及び第三アーム部23,33が伸張した際には、図5−図8に示すように、第三アーム部23,33は、第一アーム部21,31に上下方向に重なることなく、第一アーム部21,31から上方に離れた位置に位置する。このとき、昇降部40は最上位置に位置する。
昇降アクチュエータ70,80は、回転駆動源71,81、第一昇降機構72,82及び第二昇降機構73,83を備える。回転駆動源71,81は、回転駆動力を出力するモータを備える。適宜、回転駆動源71,81は、減速機構を備えるようにしてもよい。
第一昇降機構72,82は、回転駆動源71,81に連結され、第一アーム部21,31に対して第二アーム部22,32を昇降する機構である。第一昇降機構72,82は、ねじ機構である。なお、第一昇降機構72,82は、ベルト機構を適用することもできる。第一昇降機構72,82は、回転駆動源71,81により回転駆動するねじ軸72a,82aと、ナット部材72b,82bとを備える。本実施形態においては、ねじ軸72a,82aは、第一アーム部21,31に固定され、ナット部材72b,82bは、第二アーム部22,32に固定される。つまり、ねじ軸72a,82aが回転駆動源71,81により回転することにより、ナット部材72b,82bが昇降する。このようにして、第二アーム部22,32が第一アーム部21,31に対して昇降する。
第二昇降機構73,83は、第二アーム部22,32に対して第三アーム部23,33を昇降する機構である。第二昇降機構73,83は、ベルト機構である。なお、第二昇降機構73,83は、ねじ機構を適用することもできる。第二昇降機構73,83は、第二アーム部22,32の長手方向の両端に回転可能に設けられる下プーリ73a,83a及び上プーリ73b,83bを備える。
さらに、第二昇降機構73,83は、下プーリ73a,83a及び上プーリ73b,83bに懸架されるベルト73c,83cを備える。ベルト73c,83cの一方が第一アーム部21,31の上端連結部材21a,31aに固定され、ベルト73c,83cの他方が第三アーム部23,33の下端連結部材23a,33aに固定される。つまり、第二アーム部22,32が第一アーム部21,31に対して上昇すると、当該上昇動作に連動してベルト73c,83cが回転する。当該回転動作に連動して、第三アーム部23,33が第二アーム部22,32に対して上昇する。第二アーム部22,32及び第三アーム部23,33が下降する動作は、上記動作を逆転させた動作となる。
昇降部40は、図9に示すように、第三アーム部23,33の上端に固定される基部41、基部41に固定される揺動支持部42、及び、被案内部材43を備える。保持部50は、本体フレーム51、本体フレーム51に固定される揺動支持部52、及び、円弧状の案内路53を備える。案内路53は、被案内部材43により上下方向から挟み込まれるようにして、被案内部材43を保持する。つまり、案内路53は、被案内部材43を案内路53に沿って円弧状に移動させる。被案内部材43が案内路53に沿って円弧状に移動することによって、保持部50の本体フレーム51が、昇降部40に対して前後動し且つ傾動する。
前後動アクチュエータ90,100は、昇降部40に対する保持部50の前後動且つ傾動の駆動を行う。前後動アクチュエータ90,100は、図9に示すように、被支持部材91、回転駆動源92、ねじ軸93及びナット部材94を備える。被支持部材91は、保持部50の揺動支持部52に揺動可能に支持される。回転駆動源92は、例えばモータであって、被支持部材91に固定される。ねじ軸93は、回転駆動源92の出力軸に連結され、回転駆動源92により回転駆動される。ナット部材94は、昇降部40の揺動支持部42に揺動可能に支持される。ナット部材94は、ねじ軸93に係合し、ねじ軸93の回転に伴ってねじ軸93に沿って移動する。
つまり、回転駆動源92は、その回転駆動によってねじ軸93を回転させ、さらにねじ軸93の回転に伴ってナット部材94を前後方向に移動させる。回転駆動源92の回転に伴って、ねじ軸93の一端を支持する被支持部材91とナット部材94との距離が変化する。このとき、上述したように、被案内部材43が案内路53に沿って円弧状に移動することによって、保持部50の昇降部40に対する姿勢は決定する。
(3.検出器110の内部構造)
検出器110の内部構造について、図10を参照して説明する。検出器110は、第一検出器111、第二検出器112及び第三検出器113を備える。
第一検出器111は、進行方向の左右方向の中央部に配置される。第一検出器111は、複数のセンサ131、ガイド132、接触移動体133を備える。複数のセンサ131は、保持部50の本体フレーム51(図9に示す)の下面のうち、保持部50の進行方向の後方のみに設けられる。複数のセンサ131は、進行方向の左右方向に、等間隔に並べて配置される。複数のセンサ131は、接触式のセンサであって、下方からの押付荷重を受けた場合に検出する。なお、複数のセンサ131は、非接触式のセンサとしてもよい。
ガイド132は、複数のセンサ131の左右方向の両外側に設けられ、保持部50の本体フレーム51の下面から下方に延びて設けられる。接触移動体133は、ガイド132に上下方向に移動可能に支持され、複数のセンサ131による検出幅より広い横幅を有する。特に、接触移動体133は、ガイド132対して下方に落下しないように係止される。ただし、接触移動体133は、ガイド132に沿って上方への移動を許容される。
接触移動体133は、拘束板133a、及び、弾性材133bを備える。拘束板133aは、例えば金属又は樹脂により形成される。そして、外力が付与されていない基本状態においては、拘束板133aは、複数のセンサ131に対して距離を隔てて位置する。ただし、拘束板133aが下方から上方への外力を受けた場合には、拘束板133aが複数のセンサ131の何れかに接触し得る。つまり、拘束板133aが、複数のセンサ131に接触して押付荷重を付与する部材となる。弾性材133bは、拘束板133aの下面に全長に亘って取り付けられる。弾性材133bは、発泡樹脂や柔軟性の高いゴムにより形成される。
第二検出器112及び第三検出器113は、第一検出器111に対してセンサ131の数が1個であることと、且つ、左右幅方向の寸法が小さい点が異なるが、第一検出器111と実質的に同様に構成される。なお、図面上では、第二検出器112及び第三検出器113の各構成は、第一検出器111の各構成と同符号を付す。
(4.制御装置120の構成及び介助ロボット1の動作)
制御装置120の構成及び介助ロボット1の動作について、図12−図18を参照して説明する。制御装置120は、CPUなどの演算部121と、HDDやFlash SSDなどの記憶部122とを備える。図示しないが、制御装置120は、外部機器としての操作部66、昇降アクチュエータ70,80及び前後動アクチュエータ90,100との通信を行うためのインターフェースを備える。
演算部121は、被介助者M1により操作部66が操作された場合に、操作部66から操作情報を取得する。操作情報は、保持部50に対する上昇動作、下降動作及び停止動作である。さらに、演算部121は、現在の各アクチュエータ70,80,90,100の状態情報、例えば、モータの回転インクリメント値を取得する。そして、演算部121は、取得した操作情報、現在の各アクチュエータ70,80,90,100の状態、及び、記憶部122に記憶されている情報に基づいて、昇降アクチュエータ70,80及び前後動アクチュエータ90,100を同期制御する。ここで、記憶部122には、操作情報と、現在の各アクチュエータ70,80,90,100の状態と、各アクチュエータ70,80,90,100に対する指令値との関係を記憶する。
被介助者M1が座位姿勢のときに、被介助者M1が保持部50のアタッチメント60の胴体パッド62に保持された直後には、図12に示すように、演算部121は、まず前後動アクチュエータ90,100を駆動して、保持部50を前後動し且つ傾動させる。その後、演算部121は、前後動アクチュエータ90,100を駆動しつつ、昇降アクチュエータ70,80を駆動する。つまり、図13に示すように、保持部50は、前後動し且つ傾動しながら、上昇する。保持部50の上昇高さは、被介助者M1の身長に応じて設定可能である。また、被介助者M1が立位姿勢のときから座位姿勢に移行する場合においても、同様に、昇降アクチュエータ70,80による昇降動作と、前後動アクチュエータ90,100による前後動且つ傾動とが協調して行われる。
さらに、制御装置120の演算部121は、検出器110によって物体が保持部50に接触又は接近したことを検出した場合には、各アクチュエータ70,80,90,100を自動的に停止させる。詳細には、図14に示すように、制御装置120は、昇降アクチュエータ70,80が保持部50の下降動作を行っている最中であるか否かを判定する(S1)。昇降アクチュエータ70,80が保持部50の下降動作の最中であれば(S1:Yes)、制御装置120は、複数のセンサ131の何れかが拘束板133aから荷重を付与されてONしたか否かを判定する(S2)。つまり、制御装置120は、保持部50に何らかの物体が接触又は接近したことの検出の有無を判定する。
ここで、制御装置120が、保持部50に何らかの物体が接触又は接近したことを検出する状態について、図15を参照して説明する。被介助者M1は、座部(図示せず)に着座している座位姿勢とする。この場合、被介助者M1の脚部Lが、保持部50の下方に存在する。つまり、被介助者M1の脚部Lは、保持部50と座部との間に位置する。さらに、被介助者M1は、介助ロボット1の操作部66を操作して、保持部50を下降させているとする。
通常は、被介助者M1が、検出器110が自身の脚部に接触する前に保持部50の下降動作を意識的に停止する。しかし、被介助者M1が、保持部50の下降動作を意識的に停止するのを一時的に忘れて無意識に下降動作を継続することがある。このような場合には、被介助者M1の脚部Lが、例えば第一検出器111の弾性材133bに接触する。もちろん、被介助者M1の脚部Lが、第二検出器112の弾性材133b又は第三検出器113の弾性材133bに接触する場合もある。
保持部50がさらに下降動作を継続すると、被介助者M1の脚部Lは、保持部50と座部とにより挟まれた状態となる。そうすると、被介助者M1の脚部Lが第一検出器111の弾性材133bを拘束板133aと共に上方へ移動させ、拘束板133aが複数のセンサ131の何れかに押付荷重を付与することになる。そして、複数のセンサ131の何れかは、保持部50に何らかの物体が接触又は接近したことを検出することになる。
このようにして、複数のセンサ131の何れかがONになると(S2:Yes)、制御装置120が、各アクチュエータ70,80の下降動作を自動的に停止する(S3)。ここで、前後動アクチュエータ90,100は、昇降アクチュエータ70,80と同期されるため、昇降アクチュエータ70,80が自動的に停止すると、前後動アクチュエータ90,100も自動的に停止する。このように、制御装置120が保持部50の被介助者M1の脚部L側への移動を自動的に停止することで、被介助者M1の脚部Lが保持部50と座部とによりさらに強い力で挟まれることが防止される。
上記処理のS1において下降動作の最中でなければ(S1:No)、制御装置120は、そのままリターン処理を行う。つまり、昇降アクチュエータ70,80が保持部50の上昇動作を行っている最中であれば、昇降アクチュエータ70,80による保持部50の上昇動作を継続する。また、上記処理のS2において、複数のセンサ131の何れもがONとならない場合にも(S2:No)、制御装置120はリターン処理を行う。つまり、複数のセンサ131の何れかがONとならなければ、制御装置120は、S3における自動的な停止処理を行うことはない。
ここで、保持部50の下降動作が自動的に停止した後の状態について図16を参照して説明する。上述したように、複数のセンサ131のONによって、制御装置120が保持部50の昇降動作を自動的に停止する。このとき、被介助者M1の脚部Lは、既に、保持部50と座部との間に挟まれている。検出器110の最下面には、弾性材133bが設けられるため、弾性材133bが被介助者M1の脚部Lとの接触面となる。一方、拘束板133aは、センサ131に接触した状態となるため、拘束板133a及び弾性材133bが支持される部位(支持面)、すなわち保持部50の本体フレーム51の下面に対して移動できない。
弾性材133bは、弾性変形可能であるため、拘束板133aが移動できないとしても、弾性材133bによる脚部Lとの接触面は、移動可能となる。つまり、図16に示すように、被介助者M1が脚部Lを上方へ移動させようとすると、弾性材133bの接触面が凹状に変形する。このように、弾性材133bの接触面は、被介助者M1の脚部Lにより荷重が作用した場合に、弾性材133b自身の弾性力によって保持部50の本体フレーム51側(支持面側)への移動を許容される。そして、弾性材133bによる脚部Lに対する規制力が小さくなる。被介助者M1は脚部Lを挟まれてはいるものの、脚部Lの動作自由度をある程度有している。
上記は、第一検出器111の拘束板133a及び弾性材133bが水平状態で上昇して、複数のセンサ131の何れかがONする状態とした。この他に、図17に示すように、例えば、被介助者M1の右の脚部Lが、第一検出器111の弾性材133bに接触した場合には、拘束板133a及び弾性材133bが傾いた状態で上昇して、複数のセンサ131の何れかがONとなる。この場合も、上記同様の動作が行われる。
次に、下降動作が自動的に停止された後における制御装置120の処理について図18を参照して説明する。制御装置120は、保持部50の昇降動作が自動的な停止中であるか否かを判定する(S11)。自動的な停止中であれば(S11:Yes)、制御装置120は、被介助者M1又は介助者によって操作部66の昇降操作が行われたか否か、特に下降操作が行われたか否かを判定する(S12)。
制御装置120は、被介助者M1又は介助者によって操作部66にて下降操作が行われた場合には(S12:Yes)、昇降アクチュエータ70,80による下降動作を行うことを禁止する(S13)。つまり、操作部66によって下降操作が行われたとしても、昇降アクチュエータ70,80は、保持部50の下降動作を行わない。従って、保持部50は、自動的に停止した位置にてそのまま位置し続ける。そして、制御装置120はリターン処理を行う。
保持部50の自動的な停止中において、被介助者M1又は介助者によって操作部66にて上昇操作が行われた場合には(S12:No)、制御装置120は、昇降アクチュエータ70,80による上昇動作を行う(S14)。そして、制御装置120は、リターン処理を行う。また、S11において自動的な停止中でない場合にも(S11:No)、制御装置120は、リターン処理を行う。
このように、昇降アクチュエータ70,80が一旦自動的に停止した場合には、操作部66にて下降操作が行われたとしても、昇降アクチュエータ70,80はそのまま停止した状態を維持する。そして、操作部66にて上昇操作が行われれば、その後は、操作部66における昇降操作に応じて、昇降アクチュエータ70,80により保持部50が昇降動作を行う。
<第二実施形態>
第二実施形態の介助ロボット1における制御装置120の演算部121による自動停止処理について図19を参照して説明する。制御装置120の演算部121は、昇降アクチュエータ70,80が保持部50の下降動作を行っている最中であるか否かを判定する(S21)。保持部50の下降動作の最中でなければ(S21:No)、制御装置120は、そのままリターン処理を行う。
昇降アクチュエータ70,80が保持部50の下降動作の最中であれば(S21:Yes)、制御装置120は、複数のセンサ131の何れかが拘束板133aから荷重を付与されてONしたか否かを判定する(S22)。複数のセンサ131の何れもがONとならない場合にも(S22:No)、制御装置120はリターン処理を行う。
複数のセンサ131の何れかがONになると(S22:Yes)、制御装置120は、昇降アクチュエータ70,80による保持部50の下降動作を自動的に停止し、昇降アクチュエータ70,80により保持部50を所定量上昇させる(S23)。つまり、保持部50は、被介助者M1の脚部Lから遠ざかる方向へ所定量移動する。所定量とは、被介助者M1が脚部Lを挟まれていないと感じる程度の量であればよい。続いて、制御装置120は、昇降アクチュエータ70,80の動作を自動的に停止させる(S24)。このように、保持部50は、被介助者M1の脚部Lからわずかに離れた位置で自動的に停止することで、被介助者M1の脚部Lが保持部50と座部とにより挟まれることが防止される。
<第三実施形態>
第三実施形態の介助ロボット1の検出器210について、図20を参照して説明する。検出器210は、第一実施形態の検出器110と同様に、第一検出器211、第二検出器212及び第三検出器213を備える。
各検出器211,212,213は、非接触式近接センサ231、ガイド232、弾性体233、及び、接触移動体234を備える。ガイド232及び接触移動体234は、第一実施形態と同様である。接触移動体234は、拘束板234a及び弾性材234bを備える。
非接触式近接センサ231は、第一実施形態におけるセンサ131と同一位置に配置される。ただし、非接触式近接センサ231は、保持部50の本体フレーム51に設けられ、接触移動体234を構成する拘束板234aとの距離が所定値以下となると、ONとなる。つまり、非接触式近接センサ231がONとなった後において、拘束板234aは保持部50側へ移動可能となる。弾性体233は、ガイド232の外周側に設けられ、保持部50の本体フレーム51を基準として拘束板234aに対して下方へ付勢する。弾性体233は、例えば、コイルスプリング、皿ばね、ゴムなどである。
本実施形態において、制御装置120の処理は、第一実施形態又は第二実施形態と同様である。ただし、本実施形態の検出器210は弾性体233を備えることにより、上記実施形態とは以下の点において相違する。
保持部50の動作が自動的に停止したときには、非接触式近接センサ231と拘束板234aとは離れている。そのため、拘束板234aは、保持部50の本体フレーム51側へ移動することができる。ただし、弾性体233が、保持部50の本体フレーム51と拘束板234aとの間に介在するため、拘束板234aは弾性力を有する状態で支持されていることになる。
つまり、弾性材234bの弾性力に加えて、弾性体233の弾性力が作用することによって、弾性材133bによる脚部Lとの接触面は、上方へ移動可能となる。弾性材234bによる脚部Lに対する規制力がさらに小さくなる。被介助者M1は脚部Lを挟まれてはいるものの、脚部Lの動作自由度を十分に有することになる。
<まとめ>
第一、第二、第三実施形態の介助ロボット1は、基台10と、被介助者M1の体の一部を保持し、基台10に対して昇降する保持部50と、基台10に対する保持部50の昇降動作の駆動を行うアクチュエータ70,80と、保持部50に設けられ、保持部50による物体への接触又は接近を検出する検出器110,210と、アクチュエータ70,80が保持部50の昇降動作を行っている最中に検出器110,210により物体への接触又は接近を検出した場合に、アクチュエータ70,80による保持部50の物体側への移動を停止する制御装置120とを備える。
被介助者M1の体の一部が保持部50に接触した場合又は保持部50に接近した場合に、保持部50の物体側へ移動が停止するため、被介助者M1が保持部50によって押し付けられることを防止できる。その結果、被介助者M1が不快を感じることを防止できる。なお、第一、第二実施形態の介助ロボット1においては、検出器110がONとなるときには、被介助者M1の体の一部が直接保持部50に接触していないが、間接的に保持部50に接触している状態となる。つまり、第一、第二実施形態の介助ロボット1では、検出器110は、保持部50が被介助者M1の脚部Lに接触したことを検出するものである。一方、第三実施形態の介助ロボット1では、検出器210は、保持部50が被介助者M1の脚部Lに非接触で且つ接近したことを検出するものである。
また、第一、第二、第三実施形態の介助ロボット1においては、検出器110,210は、保持部50の下面に設けられ、保持部50の下方に存在する物体への接触又は接近を検出し、制御装置120は、アクチュエータ70,80が保持部50の下降動作を行っている最中に検出器110,210により物体への接触又は接近を検出した場合に、アクチュエータ70,80による保持部50の下降動作を停止する。これにより、被介助者M1の脚部Lが保持部50によって挟まれることを確実に防止できる。
また、第一、第二、第三実施形態の介助ロボット1は、被介助者M1又は介助者によって保持部50の昇降操作が行われる操作部66を備え、制御装置120は、検出器110,210による検出によって下降動作を停止した状態において、被介助者M1又は介助者により操作部66にて下降操作が行われた場合にはアクチュエータ70,80による保持部50の下降動作を行わず、操作部66にて上昇操作が行われた場合にはアクチュエータ70,80による保持部50の上昇動作を行う。このように、一旦停止した後において、保持部50の上昇動作のみが許容されることで、被介助者M1が保持部50によって押し付けられることを防止できる。
また、第一、第二、第三実施形態の介助ロボット1においては、制御装置120は、アクチュエータ70,80が保持部50の上昇動作を行っている最中に検出器110,210により物体への接触又は接近を検出した場合であっても、アクチュエータ70,80による保持部50の上昇動作を継続する。保持部50の上昇動作中には、被介助者M1の脚部Lが保持部50に挟まれることはない。そこで、検出器110,210がONとなったとしても、保持部50の上昇動作は継続させることで、保持部50が上方の所望の位置へ早期に移動できる。
また、第一、第二、第三実施形態の介助ロボット1においては、検出器110,210は、保持部50に設けられるセンサ131,231と、保持部50に設けられ、上下方向に延びるガイド132,232と、ガイド132,232に上下方向に移動可能に支持され、センサ131,231の検出幅より広い横幅を有し、センサ131,231への接触又は接近により、センサ131,231により保持部50による物体への接触又は接近を検出させる接触移動体133,233とを備える。検出幅の狭いセンサ131,231によって、保持部50による物体への接触又は接近の検出範囲を幅広に設定できる。
また、第一、第二、第三実施形態の介助ロボット1においては、検出器110,210は、保持部50による物体への接触又は接近を検出した後に、物体による保持部50側への移動を許容する。被介助者M1の脚部Lが検出器110,210に接触した後であっても、被介助者M1は、脚部Lを上方へ移動させることができる。従って、被介助者M1は不快を感じることを抑制できる。
また、第一、第二、第三実施形態の介助ロボット1においては、検出器110,210は、保持部50による支持面を基準として物体との接触面に弾性力を付与し、接触面は、検出器110,210が保持部50による物体への接触又は接近を検出した後に、弾性力によって支持面側への移動を許容される。接触面が支持面に対して弾性力を付与されるため、被介助者M1に対する柔軟性が向上する。
また、第一実施形態の介助ロボット1においては、制御装置120は、検出器110により物体への接触又は接近を検出した場合に、アクチュエータ70,80による保持部50の昇降動作することなく、アクチュエータ70,80による保持部50の昇降動作を停止する。つまり、保持部50が直ちに停止する。被介助者M1にとって、保持部50の動作が非常に理解しやすくなる。
また、第二実施形態の介助ロボット1においては、制御装置120は、検出器110,210により物体への接触又は接近を検出した場合に、アクチュエータ70,80により保持部50を物体から遠ざかる方向へ移動させた後に、アクチュエータ70,80による保持部50の昇降動作を停止する。被介助者M1が保持部50に接触又は接近した場合に、被介助者M1は、脚部Lの動作自由度を有する。
また、第一、第二、第三実施形態の介助ロボット1においては、検出器110,210は、保持部50の進行方向の後方のみ、且つ、幅方向全長に亘って設けられる。センサ131,231の数を最小限としつつ、確実に、被介助者M1の脚部Lが挟まれたときの不快感が抑制される。
なお、上記実施形態において、保持部50の昇降は、上下方向に直動する昇降アクチュエータ70,80により行われる場合とした。この他に、上記実施形態の構成とは異なるが、仮に昇降アーム20,30が基台10に対して揺動する構成である場合には、昇降アーム20,30が揺動することによって、保持部50が昇降することになる。つまり、保持部50の昇降が、揺動用アクチュエータにより行われることになる。そして、上記実施形態における制御装置120による自動的な停止処理、及び、自動的な停止後の処理については、当該構成においても適用できる。つまり、昇降アーム20,30が揺動することによって保持部50が下降する場合に、検出器110,210が保持部50による物体への接触又は接近を検出すると、昇降アーム20,30の揺動を自動的に停止する。
1:介助ロボット、 10:基台、 20,30:昇降アーム、 40:昇降部、 50:保持部、 51:本体フレーム、 60:アタッチメント、 70,80:昇降アクチュエータ、 90,100:前後動アクチュエータ、 110,210:検出器、 111,211:第一検出器、 112,212:第二検出器、 113,213:第三検出器、 120:制御装置、 131,231:センサ、 132,232:ガイド、 133,234:接触移動体、 133a,234a:拘束板、 133b,234b:弾性材、 233:弾性体、 L:脚部(物体)、 M1:被介助者

Claims (7)

  1. 基台と、
    被介助者の体の一部を保持し、前記基台に対して昇降する保持部と、
    前記基台に対する前記保持部の昇降動作の駆動を行うアクチュエータと、
    前記保持部に設けられ、前記保持部による物体への接触又は接近を検出する検出器と、
    前記アクチュエータが前記保持部の昇降動作を行っている最中に前記検出器により前記物体への接触又は接近を検出した場合に、前記アクチュエータによる前記保持部の前記物体側への移動を停止する制御装置と、
    を備え、
    前記検出器は、前記物体と接触する接触面を有すると共に、前記保持部側から前記接触面に弾性力を付与するように構成され、
    前記接触面は、前記検出器が前記保持部による前記物体への接触又は接近を検出した後に、前記弾性力によって前記保持部側への移動を許容される、介助ロボット。
  2. 前記検出器は、前記保持部の下面に設けられ、前記保持部の下方に存在する前記物体への接触又は接近を検出し、
    前記制御装置は、前記アクチュエータが前記保持部の下降動作を行っている最中に前記検出器により前記物体への接触又は接近を検出した場合に、前記アクチュエータによる前記保持部の下降動作を停止する、請求項1に記載の介助ロボット。
  3. 前記制御装置は、前記アクチュエータが前記保持部の上昇動作を行っている最中に前記検出器により前記物体への接触又は接近を検出した場合であっても、前記アクチュエータによる前記保持部の上昇動作を継続する、請求項に記載の介助ロボット。
  4. 前記介助ロボットは、前記被介助者又は介助者によって前記保持部の昇降操作が行われる操作部を備え、
    前記制御装置は、前記検出器による検出によって前記下降動作を停止した状態において、前記被介助者又は前記介助者により前記操作部にて下降操作が行われた場合には前記アクチュエータによる前記保持部の下降動作を行わず、前記操作部にて上昇操作が行われた場合には前記アクチュエータによる前記保持部の上昇動作を行う、請求項又はに記載の介助ロボット。
  5. 前記制御装置は、前記検出器により前記物体への接触又は接近を検出した場合に、前記アクチュエータによる前記保持部の昇降動作することなく、前記アクチュエータによる前記保持部の昇降動作を停止する、請求項1−の何れか一項に記載の介助ロボット。
  6. 前記制御装置は、前記検出器により前記物体への接触又は接近を検出した場合に、前記アクチュエータにより前記保持部を前記物体から遠ざかる方向へ移動させた後に、前記アクチュエータによる前記保持部の昇降動作を停止する、請求項1−の何れか一項に記載の介助ロボット。
  7. 前記検出器は、前記保持部の進行方向の後方のみ、且つ、幅方向全長に亘って設けられる、請求項1−の何れか一項に記載の介助ロボット。
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