JP6636545B2 - Assistance robot - Google Patents
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Description
本発明は、介助ロボットに関するものである。 The present invention relates to an assistance robot.
特許文献1には、被介助者の上半身を保持する保持部材を適宜移動させて、被介助者の起立動作および着座動作を支援する介助ロボットが開示されている。このような介助ロボットにおいて、被介助者に違和感を与えないように、保持部材の位置を適宜制御させることが望まれる。特許文献1の介助ロボットは、起立動作および着座動作にそれぞれ対応した異なる移動軌跡を備える。これにより、起立動作または着座動作が要求動作として入力された場合に、介助ロボットは、要求動作に対応した移動軌跡に基づいて保持部材の位置を制御する。
ここで、座面高さや被介助者の体格によっては座位姿勢における被介助者の上半身の位置が異なる。そのため、介助ロボットにおける保持部材の位置は、移動軌跡に加えて、例えば座面高さや被介助者の体格などを示す設定値に基づいて制御される。具体的には、保持部材は、着座動作において設定値に対応する高さを終点とする着座軌跡に沿って移動される。このような構成では、適正な設定値を事前に入力する必要がある。また、座面高さが変更される場合や、体格の異なる被介助者に使用する場合には、これらに伴う設定値の修正が必要となる。 Here, the position of the upper body of the assisted person in the sitting posture differs depending on the seat height and the physique of the assisted person. Therefore, the position of the holding member in the assistance robot is controlled based on, for example, a set value indicating, for example, the height of the seating surface or the physique of the person being assisted, in addition to the movement locus. Specifically, the holding member is moved along a sitting locus whose end point is a height corresponding to the set value in the sitting operation. In such a configuration, it is necessary to input an appropriate setting value in advance. In addition, when the seat height is changed or when used for an assisted person having a different physique, it is necessary to correct the set value accordingly.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、種々の使用状態に対応して、被介助者の着座動作を支援可能な介助ロボットを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and it is an object of the present invention to provide an assisting robot capable of supporting a seated operation of an assisted person in various use states.
請求項1に係る介助ロボットは、床面に載置される基台と、被介助者の上半身を保持する保持部材と、保持部材を基台の上下方向および前後方向に移動可能に支持するとともに、保持部材を異なる複数の移動軌跡に沿って移動させる駆動装置と、被介助者が座面に着座する着座動作において、複数の移動軌跡のうち着座動作に対応する着座軌跡に基づいて保持部材を移動させる動作処理を実行して駆動装置の動作を制御する制御装置と、を備える。駆動装置は、基台に対して上下方向に移動する昇降部と、保持部材を昇降部に対して基台の前後方向に移動させるとともに、保持部材を基台の左右方向に平行な軸周りに回転させる揺動部と、を有する。着座軌跡に基づく動作処理には、床面から規定の高さであり且つ座面の上方に被介助者の臀部が位置する固定着座位置まで保持部材を下降または上昇させるとともに、揺動部の動作に伴う保持部材の可動域における後端まで保持部材を後退させる後退工程と、固定着座位置から被介助者が座面に着座するまで昇降部のみの動作により保持部材を下降させる下降工程と、が含まれる。
The assistance robot according to
請求項1に係る発明の構成によると、保持部材は、着座軌跡に基づいて移動される場合に、固定着座位置を経由する。保持部材が固定着座位置を通過すると、保持部材に保持された被介助者は、臀部が座面の上方に位置する状態を維持されて、徐々に座位姿勢へと移行される。これにより、座面高さが不定であっても、また被介助者の体格や搭乗姿勢によらず、被介助者を確実に着座させることが可能となる。このように、介助ロボットは、座面高さや被介助者の体格などを示す設定値を事前に入力することを省略でき、また種々の使用状態に対応して、被介助者の着座動作を支援することができる。 According to the configuration of the first aspect of the invention, when the holding member is moved based on the seating locus, the holding member passes through the fixed seating position. When the holding member passes through the fixed seating position, the assisted person held by the holding member is gradually shifted to the sitting posture while maintaining the state in which the buttocks are positioned above the seating surface. Thereby, even if the seating surface height is indefinite, it is possible to ensure that the care recipient is seated irrespective of the physique and the riding posture of the care recipient. As described above, the assistance robot can omit inputting the setting values indicating the seat height, the physique of the care recipient, and the like in advance, and support the sitting motion of the care recipient in various use states. can do.
<実施形態>
(介助ロボット1の構成)
介助ロボット1は、被介助者M(図2および図3に示す)に対して座位姿勢から立位姿勢への起立動作の支援、および立位姿勢から座位姿勢への着座動作の支援を行う。介助ロボット1が立位姿勢における被介助者Mの上半身を支持することで、一人の介助者が介助ロボット1を牽引等して、例えば介助施設における移動目標に移動させることができる。なお、「立位姿勢」とは、少なくとも被介助者Mの下半身が立っている状態を意味し、上半身が立っている状態を意味するものではない。<Embodiment>
(Configuration of the assistance robot 1)
The
介助ロボット1は、図1および図4に示すように、基台10、支持装置20、コントローラ50、および制御装置60を備える。以下において、前後左右上下は、図1に示すように、被介助者Mから見た前後左右上下とする。基台10は、被介助者Mが搭乗可能に構成され、被介助者Mが搭乗した状態で前後方向および左右方向に移動可能に構成される。基台10は、図1および図2に示すように、フレーム11と、支柱12と、足載置台13と、固定カバー14と、複数の車輪15とを備える。
The
基台10のフレーム11は、床面2(接地面、地面)から僅かに離れた位置であって、床面2に対してほぼ水平に設けられる。支柱12は、フレーム11に固定されており、フレーム11の前方上面から上方に向かって立った状態で設けられる。支柱12は、フレーム11の前方のうち、左右方向中央に配置される。なお、本実施形態において、介助ロボット1は、1本の支柱12を有するが、2本以上の支柱12を備えるようにしてもよい。
The
足載置台13は、フレーム11の上面後方に固定され、搭乗した被介助者Mの足を載置される。足載置台13の上面には、被介助者Mの足の接地マーク13aが記されている。接地マーク13aは、被介助者Mに対して足の位置を案内する役割を有する。固定カバー14は、図1に示すように、フレーム11または支柱12に固定される。固定カバー14は、後述する駆動装置23における昇降部30の昇降本体31の下側部分の周囲を覆って、駆動装置23の内部を保護する。複数の車輪15は、基台10に設けられ、基台10を床面2に対して移動可能に支持する。
The
支持装置20は、基台10に設けられ、被介助者Mを立位姿勢に支持可能に構成される(図3を参照)。本実施形態において、支持装置20は、保持部材21と、下腿当て部22と、駆動装置23とを有する。保持部材21は、被介助者Mの上半身を保持する。本実施形態においては、保持部材21は、被介助者Mの胴体に接触する胴体受部21aと、被介助者Mの両脇を抱える脇受部21bとを備える。なお、保持部材21は、胴体受部21aと脇受部21bの何れか一方のみを備えるようにしてもよい。
The
胴体受部21aは、被介助者Mの胴体を下方から支持する。胴体受部21aは、面状に形成され、クッション材により形成される。胴体受部21aは、標準的な被介助者Mの胴体に応じた初期形状に形成され、個々の被介助者Mの胴体に応じて柔軟に変形する。本実施形態では、胴体受部21aは、被介助者Mの胸部から腹部に亘って接触する。
The
脇受部21bは、円弧状に形成され、円弧開口が上方を向くように胴体受部21aの左右それぞれに配置される。脇受部21bは、被介助者Mの脇を下方から支持することで、被介助者Mの上半身を支持する。さらに、脇受部21bは、被介助者Mの両脇を前後方向から挟むことで、被介助者Mの前後動を規制する。従って、胴体受部21aおよび脇受部21bは、保持部材21により保持された状態の被介助者Mの肩の位置を規制できる。
The
下腿当て部22は、座位姿勢における被介助者Mの下腿前部(脛部または膝部)を接触させることで、座位姿勢における被介助者Mの下半身の位置および姿勢を決める。特に、足の位置がある程度決定される。下腿当て部22は、基台10の支柱12に固定される。下腿当て部22は、2個の支持部材22aと、下腿当て本体22bとを備える。
The lower
支持部材22aは、L字状に形成される。支持部材22aのL字状の一端が、支柱12に固定され、支持部材22aのL字状の他端が、支柱12より後方に位置する。下腿当て本体22bは、支持部材22aの他端側に固定され、昇降カバー33の後方且つ揺動支持部32の下方に位置する。下腿当て本体22bは、被介助者Mの下腿前部を接触させる部位であり、面状に形成され、クッション材により形成される。
The
駆動装置23は、保持部材21を基台10の上下方向および前後方向に移動可能に支持するとともに、保持部材21を異なる複数の移動軌跡に沿って移動させる装置である。本実施形態において、駆動装置23は、昇降部30と、揺動部40とを有する。昇降部30は、基台10に対して上下方向に移動する。昇降部30は、昇降本体31と、揺動支持部32と、昇降カバー33とを備える。
The driving
昇降本体31は、図2に示すように、上下方向に長尺状に形成される。昇降本体31は、支柱12の後面に上下方向に直動可能に設けられる。昇降本体31は、支柱12の後面のガイド(図示せず)に案内されるとともに、直動装置(図示せず)により駆動される。この昇降本体31は、固定カバー14により囲まれている。揺動支持部32は、昇降本体31の上端側に設けられ、左右方向に平行な揺動軸心32aを有する。
As shown in FIG. 2, the lifting
昇降カバー33は、図1に示すように、昇降部30に固定され、昇降本体31および揺動支持部32を囲む。さらに、昇降カバー33は、支柱12および固定カバー14を囲む。なお、本実施形態においては、介助ロボット1は、1本の支柱12に対応して1個の昇降部30を有する。これに対して、介助ロボット1は、仮に2本以上の支柱12を有する場合には、支柱12の数に対応する数の昇降部30を有する構成としてもよい。
As shown in FIG. 1, the lifting
揺動部40は、保持部材21を昇降部30に対して基台10の前後方向に移動させるとともに、保持部材21を基台10の左右方向に平行な軸周りに回転させる。揺動部40は、揺動本体41と、アーム42と、グリップ43とを備える。揺動本体41は、保持部材21の胴体受部21aを着脱可能に取り付けられる。
The
アーム42は、昇降部30の揺動支持部32の揺動軸心32aを中心軸として回転可能に設けられる。アーム42は、アーム駆動装置(図示せず)によって回転される。介助ロボット1が起立補助を行う場合には、アーム42は、後方に延びた状態から前側に旋回する。一方で、介助ロボット1が着座補助を行う場合には、アーム42は、後方に延びる状態となるように後側に旋回する。
The
グリップ43は、前後方向視でU字状に形成され、グリップ43のU字状の両端が、揺動本体41に固定される。グリップ43の中央部は、胴体受部21aおよび揺動本体41の前方に位置し、保持部材21に保持された状態の被介助者Mにより把持される。また、グリップ43は、介助者が介助ロボット1を牽引等する場合にも用いられる。
The
上記のような構成により、揺動部40は、アーム42の先端側の揺動本体41に取り付けられた保持部材21を基台10の左右方向に平行な軸(揺動軸心32a)周りに回転させる。揺動部40は、保持部材21を回転させることによって、保持部材21の前後方向の位置に対して規定された角度となるように保持部材21を揺動させる。
With the above-described configuration, the
コントローラ50は、操作者(介助者または被介助者M)による操作を受け付ける入力装置である。本実施形態において、コントローラ50は、図4に示すように、起立スイッチ51と、着座スイッチ52と、上昇スイッチ53と、下降スイッチ54とを有する。起立スイッチ51は、保持部材21の現在位置および現在角度を含む現在状態から、被介助者Mを立位姿勢とする起立動作の実行要求の操作を受け付ける。着座スイッチ52は、保持部材21の現在状態から、被介助者Mを座位姿勢とする着座動作の実行要求の操作を受け付ける。
The
上昇スイッチ53は、保持部材21を現在状態から上昇させる上昇動作の実行要求の操作を受け付ける。下降スイッチ54は、保持部材21を現在状態から下降させる下降動作の実行要求の操作を受け付ける。コントローラ50は、制御装置60と通信可能に接続され、各スイッチの何れか1つのみが押下されている場合に、押下されているスイッチに対応した動作を入力された要求動作として制御装置60に送信する。
The raising
制御装置60は、コントローラ50より送信された要求動作に応じて保持部材21を上下動および揺動させるように、駆動装置23の動作を制御する。制御装置60は、支柱12の側方において、基台10のフレーム11に固定される。制御装置60は、記憶部61と、軌跡設定部62と、駆動制御部63とを有する。記憶部61は、起立動作用データ71と、着座動作用データ72とを記憶する。
The
起立動作用データ71は、被介助者Mの起立動作に対応する保持部材21の移動軌跡である起立軌跡81(図6の上段を参照)を示す二次元座標データである。着座動作用データ72は、被介助者Mの着座動作に対応する保持部材21の移動軌跡である着座軌跡82(図6の上段を参照)を示す二次元座標データである。二次元座標データの原点は、保持部材21の可動域における任意の基準点としてもよいし、介助ロボット1の重心位置としてもよい。
The standing
ここで、保持部材21の起立軌跡81および着座軌跡82は、例えば保持部材21における基準点が駆動装置23の動作によって移動する軌跡である。具体的には、起立軌跡81は、図6に示すように、第一位置P1から第二位置P2までの曲線状の軌跡である。また、着座軌跡82は、第二位置P2から第三位置P3までの曲線状の軌跡と、第三位置P3から第一位置P1までの直線状の軌跡とから構成される軌跡である。
Here, the standing
軌跡設定部62は、起立動作または着座動作が要求動作として入力された場合に、保持部材21の現在の状態に基づいて、起立軌跡81または着座軌跡82の何れか一方を基準軌跡として設定する。駆動制御部63は、設定された基準軌跡に基づいて保持部材21を移動させる。具体的には、駆動制御部63は、昇降部30および揺動部40の動作を同期させて、保持部材21が基準軌跡に沿って移動するように駆動装置23の動作を制御する。
The
このような構成によると、制御装置60は、例えばコントローラ50の着座スイッチ52が押下された場合に、要求された着座動作に対応する着座軌跡82に沿って保持部材21の移動を制御する他に、起立軌跡81に沿って保持部材21の移動を制御することがある。このように、要求動作(着座動作)に対応しない移動軌跡(起立軌跡81)に基づいて保持部材21の動作処理が実行されるのは、介助ロボット1の使用状態によっては現在位置に至るまでの軌跡に沿って遡るように移動した方が好適な場合があり、基準軌跡の最適化を図ることを目的としている。
According to such a configuration, the
また、被介助者Mが椅子90の座面91に着座する着座動作において、軌跡設定部62により要求動作に対応する移動軌跡である着座軌跡82が基準軌跡として設定された場合には、制御装置60の駆動制御部63は、着座軌跡82に基づいて保持部材21を移動させる動作処理(以下、「着座軌跡82に基づく動作処理」と称する)を実行して駆動装置23の動作を制御する。なお、制御装置60は、着座スイッチ52を介して着座動作の実行要求を入力している期間に、即ち着座スイッチ52が押下されている期間に、駆動装置23の動作を制御する。
In addition, in the seating operation in which the care receiver M sits on the
上記の着座軌跡82に基づく動作処理には、後退工程と下降工程とが含まれる。後退工程は、床面2から規定の高さであり且つ座面91の上方に被介助者Mの臀部Mbが位置する固定着座位置Pfまで保持部材21を下降または上昇させるとともに保持部材21を後退させる工程である。固定着座位置Pfは、本実施形態において、上記の「第三位置P3」に相当する。固定着座位置Pfの規定の高さは、介助ロボット1が対応可能な最上高さに座面91がある場合に、当該座面91に被介助者Mの臀部Mbを接触させる保持部材21の高さ以上に設定される。
The operation processing based on the
上記の「介助ロボット1が対応可能な最上高さ」とは、介助ロボット1の構成上、介助ロボット1に搭乗した被介助者Mを適正に着座させることが可能な座面91の高さの範囲の最大値に相当する。そして、固定着座位置Pfの規定の高さは、本実施形態において、仮に最上高さに座面91があるとして、当該座面91に被介助者Mの臀部Mbを接触させる保持部材21の高さに設定されている。また、固定着座位置Pfの前後方向の位置は、本実施形態において、揺動部40の動作に伴う保持部材21の可動域における後端に設定されている。
The above-mentioned “the highest height that the assisting
このような構成により、保持部材21は、現在位置によっては、後退工程において下降または上昇されながら後退する(図6の上段を参照)。なお、保持部材21の現在の高さが固定着座位置Pfの規定の高さと一致している場合には、保持部材21は、後退工程において高さを維持されながら後退する。また、保持部材21の現在位置から固定着座位置Pfまでの移動軌跡は、被介助者Mが移動に伴って不快に感じないように適宜補正され、例えば滑らかな円弧状に設定される。これにより、後退工程は、着座軌跡82に基づく動作処理の実行時における保持部材21の位置および固定着座位置Pfに基づいて設定された移動軌跡で保持部材21を後退させる。
With such a configuration, the holding
着座軌跡82に基づく動作処理に含まれる下降工程は、固定着座位置Pfから被介助者Mが座面91に着座するまで保持部材21を下降させる工程である。なお、上記のように固定着座位置Pfの前後方向の位置が保持部材21の可動域における後端に設定されていることから、下降工程は、昇降部30のみの動作により保持部材21を下降させる。また、下降工程は、一定の移動軌跡で保持部材21を下降させる。下降工程における一定の移動軌跡は、昇降部30を駆動する直動装置によることから、本実施形態において、上下方向に延びる直線状に設定される。
The lowering step included in the operation processing based on the
上記のような構成により、下降工程は、被介助者Mの臀部Mbが座面91に向かって垂直に下降するように保持部材21を下降させることになる。ここで、「垂直に下降する」とは、基台10の支柱12や駆動装置23の設置誤差によって発生し得る傾斜角度を許容するものであり、保持部材21が概ね垂直に下降する構成を意味する。
With the above-described configuration, in the lowering step, the holding
(着座軌跡に基づく動作処理)
制御装置60による着座軌跡82に基づく動作処理について、図5および図6を参照して説明する。着座軌跡82に基づく動作処理は、例えばコントローラ50の着座スイッチ52が押下された後に、軌跡設定部62により着座動作の基準軌跡に着座軌跡82が設定された場合に実行される。なお、軌跡設定部62により着座動作の基準軌跡に起立軌跡81が設定された場合には、着座軌跡82に基づく動作処理は実行されない。(Motion processing based on sitting locus)
Operation processing based on the
また、下記の動作処理の実行中において、着座スイッチ52が継続して押下されて、着座動作の実行要求が常に入力されているものとする。制御装置60は、操作者が着座スイッチ52を離した時点で動作処理を中断して、駆動装置23の動作を停止させる。
Further, it is assumed that the
制御装置60は、図5に示すように、先ず、保持部材21の現在位置を取得する(ステップ11(以下、「ステップ」を「S」と表記する))。保持部材21の現在位置は、例えば駆動装置23における直動装置におけるリニアスケールやアーム駆動装置における角度検出器による検出結果に基づいて算出される。
As shown in FIG. 5, the
次に、制御装置60は、保持部材21の現在位置が固定着座位置Pfよりも前側か否かを判定する(S12)。ここで、固定着座位置Pfの前後方向の位置が保持部材21の可動域における後端に設定されている。そこで、制御装置60は、保持部材21の現在位置が保持部材21の可動域における後端にあるか否かをもって、保持部材21が現在位置に達するまでに固定着座位置Pfを経由したか否かを判別している。
Next, the
制御装置60は、保持部材21の現在位置が固定着座位置Pfよりも前側である場合には(S12:Yes)、保持部材21が固定着座位置Pfを経由していない状態であるため、後退工程を実行する(S13)。これにより、保持部材21は、現在位置から固定着座位置Pfまで所定の移動軌跡に沿って後退するとともに、鉛直軸に対してなす角度θが小さくなるように回転する。保持部材21が前後方向の可動域の後端に位置する固定着座位置Pfに到達すると、保持部材21の角度θは、図6の下段に示すように、最小となる。
When the current position of the holding
続いて、制御装置60は、下降工程を実行する(S14)。これにより、保持部材21は、一定の移動軌跡に沿って垂直に下降する。具体的には、固定着座位置Pfから被介助者Mが座面91に着座するまで保持部材21が直線状に下降される。下降工程においては、駆動装置23のうち昇降部30のみが駆動され、揺動部40は休止状態にある。よって、保持部材21が下降している期間において、保持部材21の角度θは、最小の状態を維持される。
Subsequently, the
一方で、制御装置60は、着座軌跡82に基づく動作処理の実行時において保持部材21の現在位置が固定着座位置Pfよりも前側でない場合には(S12:No)、保持部材21が固定着座位置Pfにあるか既に経由している状態にあるため、下降工程のみを実行する(S14)。これにより、保持部材21は、現在位置から一定の移動軌跡に沿って垂直に下降する。
On the other hand, if the current position of the holding
保持部材21がある程度下降すると、被介助者Mの臀部Mbが椅子90の座面91に乗った状態となる。操作者は、被介助者Mが座位姿勢に移行されたことを確認して、着座スイッチ52を離す。制御装置60により実行された下降工程は、操作者が着座スイッチ52を離した場合、または保持部材21の上下方向の可動域の下端に達した場合に終了する。
When the holding
上記のような動作処理によると、保持部材21が下降工程(S14)の前に固定着座位置Pfを経由することから、下降工程(S14)において被介助者Mの臀部Mbが座面91の上方に位置する状態が維持されている。そのため、座面91の高さが不定であっても、また被介助者Mの体格や搭乗姿勢によらず、操作者の操作によって下降終了する高さを調整することが可能である。また、操作者は、これら一連の動作を着座スイッチ52の押下する操作のみで実行させることが可能である。
According to the above-described operation processing, since the holding
さらに、下降工程に移行した後に、着座スイッチ52が離され再度押下された場合には、保持部材21は、固定着座位置Pfに再度移動することなく、下降工程が再開されて下降される(S12:No、S14)。これにより、操作者は、被介助者Mの状態を確認しながら保持部材21を間欠的に下降させることが可能である。
Further, when the
(実施形態の構成による効果)
介助ロボット1は、床面2に載置される基台10と、被介助者Mの上半身を保持する保持部材21と、保持部材21を基台10の上下方向および前後方向に移動可能に支持するとともに、保持部材21を異なる複数の移動軌跡に沿って移動させる駆動装置23と、被介助者Mが座面91に着座する着座動作において、複数の移動軌跡のうち着座動作に対応する着座軌跡82に基づいて保持部材21を移動させる動作処理を実行して駆動装置23の動作を制御する制御装置60と、を備える。着座軌跡82に基づく動作処理には、床面2から規定の高さであり且つ座面91の上方に被介助者Mの臀部Mbが位置する固定着座位置Pfまで保持部材21を下降または上昇させるとともに保持部材21を後退させる後退工程(S13)と、固定着座位置Pfから被介助者Mが座面91に着座するまで保持部材21を下降させる下降工程(S14)と、が含まれる。(Effects of Configuration of Embodiment)
The
このような構成によると、保持部材21は、着座軌跡82に基づいて移動される場合に、固定着座位置Pfを経由する。保持部材21が固定着座位置Pfを通過すると、保持部材21に保持された被介助者Mは、臀部Mbが座面91の上方に位置する状態を維持されて、徐々に座位姿勢へと移行される。これにより、座面高さが不定であっても、また被介助者Mの体格や搭乗姿勢によらず、下降終了する高さを調整し、被介助者Mを確実に着座させることが可能となる。このように、介助ロボットは、座面高さや被介助者Mの体格などを示す設定値を事前に入力することを省略でき、また種々の使用状態に対応して、被介助者の着座動作を支援することができる。
According to such a configuration, when the holding
また、駆動装置23は、基台10に対して上下方向に移動する昇降部30と、保持部材21を昇降部30に対して基台10の前後方向に移動させるとともに、保持部材21を基台10の左右方向に平行な軸周りに回転させる揺動部40と、を有する。後退工程(S13)は、揺動部40の動作に伴う保持部材21の可動域における後端まで保持部材21を後退させる。下降工程(S14)は、昇降部30のみの動作により保持部材21を下降させる。
このような構成によると、下降工程(S14)における動作が昇降部30のみとなり簡潔となる。また、下降工程(S14)において、保持部材21の角度を維持して下降させることができる。In addition, the driving
According to such a configuration, the operation in the descending step (S14) is performed only by the elevating / lowering
また、後退工程(S13)は、着座軌跡82に基づく動作処理の実行時における保持部材21の位置および固定着座位置Pfに基づいて設定された移動軌跡で保持部材21を後退させる。下降工程(S14)は、一定の移動軌跡で保持部材21を下降させる。
このような構成によると、後退工程(S13)では、状況に応じた移動軌跡で適切に被介助者Mの着座動作を支援できる。また、下降工程(S14)では、座面91高さが不定であっても、また被介助者Mの体格や搭乗姿勢によらず、被介助者Mを確実に着座させることができる。In the retreating step (S13), the holding
According to such a configuration, in the retreating step (S13), it is possible to appropriately support the sitting operation of the care receiver M on the movement trajectory according to the situation. Further, in the descending step (S14), even if the height of the
また、下降工程(S14)は、被介助者Mの臀部Mbが座面91に向かって垂直に下降するように保持部材21を下降させる。
このような構成によると、下降工程(S14)において被介助者Mの臀部Mbが座面91の上方に位置する状態が確実に維持される。よって、何れの高さにおいても着座が可能となるため、種々の座面91高さに対応できる。In the lowering step (S14), the holding
According to such a configuration, the state in which the buttocks Mb of the care receiver M are located above the
また、固定着座位置Pfの規定の高さは、介助ロボット1が対応可能な最上高さに座面91がある場合に、当該座面91に被介助者Mの臀部Mbを接触させる保持部材21の高さ以上に設定される。
このような構成によると、仕様上の最上高さ以下の座面高さに対応可能となり、後退工程(S13)および下降工程(S14)の実行によって被介助者Mを確実に座位姿勢へと移行できる。The fixed height of the fixed seating position Pf is such that the holding
According to such a configuration, it is possible to cope with a seat height that is equal to or less than the uppermost height in the specification, and by performing the retreating step (S13) and the descending step (S14), the care recipient M is reliably shifted to the sitting posture. it can.
また、制御装置60は、着座軌跡82に基づく動作処理において、保持部材21の現在位置が固定着座位置Pfよりも前側の場合に(S12:Yes)後退工程および下降工程を実行し(S13,S14)、保持部材21の現在位置が固定着座位置Pfよりも前側でない場合に(S12:No)下降工程のみを実行する(S14)。
このような構成によると、固定着座位置Pfを経由していない場合には、保持部材21は、固定着座位置Pfを経由して下降される。これにより、仮に保持部材21の現在の高さが固定着座位置Pfの規定の高さよりも低い場合でも、保持部材21は、固定着座位置Pfの規定の高さまで上昇される。一方で、固定着座位置Pfを既に経由している場合には、固定着座位置Pfへの移動が省略され、保持部材21は、適宜高さまで下降される。これにより、保持部材21の現在状態に応じた移動制御が可能となる。Further, in the operation processing based on the
According to such a configuration, when not passing through the fixed seating position Pf, the holding
また、介助ロボット1は、着座動作の実行要求の操作を受け付ける着座スイッチ52をさらに備える。制御装置60は、着座スイッチ52を介して着座動作の実行要求を入力している期間に、駆動装置23の動作を制御する。
このような構成によると、制御装置60は、着座スイッチ52を押下されている期間に、昇降部30および揺動部40の動作を制御する。これにより、操作者は、着座スイッチ52に対する操作のみで、保持部材21の後退と下降を行うことが可能となる。また、操作者は、着座スイッチ52を離すことで、保持部材21の移動を停止できる。このように、複数のスイッチを用いることなく着座スイッチ52に対する操作のみによって、不定な座面91高さに対応しつつ、被介助者Mを確実に座位姿勢へと移行できる。In addition, the
According to such a configuration, the
<実施形態の変形態様>
(後退工程の要否について)
実施形態において、制御装置60は、保持部材21の現在位置が固定着座位置Pfよりも前側か否かを判断することによって(S12)、後退工程および下降工程を実行するか(S12:Yes,S13,S14)、下降工程のみを実行するか(S12:No,S14)を判断した。これに対して、後退工程の要否は、他の基準に基づいて判断されてもよい。<Modification of Embodiment>
(About the necessity of the retreat process)
In the embodiment, the
具体的には、保持部材21の前後方向の位置に加えて、保持部材21の上下方向の位置を勘案してもよい。また、固定着座位置Pfと現在位置の距離や、固定着座位置Pfと現在位置とを通る直線の角度などに基づいて、後退工程の実行の要否を判定してもよい。これにより、不要に固定着座位置Pfを経由することが防止され、被介助者Mおよび介助ロボット1を操作する操作者に違和感を与えることなく、被介助者Mの着座動作を支援することが可能となる。
Specifically, the vertical position of the holding
(下降工程の移動軌跡について)
実施形態において、下降工程(S14)における保持部材21の移動軌跡は、一定の軌跡に沿って下降するものとした。これに対して、制御装置60は、保持部材21の現在状態や被介助者Mの体格等を勘案して、下降工程(S14)における保持部材21の移動軌跡を補正するようにしてもよい。(About the trajectory of the descending process)
In the embodiment, the movement trajectory of the holding
また、制御装置60は、下降工程(S14において、被介助者Mの臀部Mbが座面91に向かって垂直に下降するように保持部材21を下降させる。これに対して、制御装置60は、座面91の上方に被介助者Mの臀部Mbが位置する状態を維持可能であれば、例えば保持部材21を固定着座位置Pfから後退させながら下降させてもよい。
In addition, the
(固定着座位置Pfについて)
実施形態において、固定着座位置Pfの前後方向の位置は、揺動部40の動作に伴う保持部材21の可動域における後端に設定される。これに対して、固定着座位置Pfは、当該位置に保持部材21が移動された場合に、座面91の上方に被介助者Mの臀部Mbが位置するのであれば、保持部材21の可動域における後端よりも前側に設定してもよい。(About the fixed seating position Pf)
In the embodiment, the position in the front-rear direction of the fixed seating position Pf is set at the rear end in the movable range of the holding
(駆動装置の態様)
実施形態において、駆動装置23は、基台10に対して上下方向に移動する昇降部30と、保持部材21を揺動させる揺動部40とを有する構成とした。これに対して、駆動装置23は、保持部材21を基台の上下方向および前後方向に移動可能に支持するとともに、保持部材21を異なる複数の移動軌跡に沿って移動させることが可能である構成であれば、種々の態様を採用し得る。(Aspect of drive device)
In the embodiment, the driving
具体的には、揺動部40は、アーム42を回転させて揺動本体41を前後方向に移動させつつ揺動本体41を軸周りに回転させる他に、例えば昇降部30の上部に前後方向に傾斜したレールによって揺動本体41が支持される構成としてもよい。このような構成によると、揺動本体41がレールに沿って移動することによって、揺動本体41に取り付けられた保持部材21が前後方向に移動するとともに、傾斜させることが可能である。
Specifically, in addition to rotating the swing
その他に、駆動装置23は、基台10に設けられ、左右方向に平行な軸周りに回転する回転部材と、当該回転部材に設けられ、回転部材の径方向に伸縮可能な伸縮アームとを備える構成としてもよい。または、駆動装置23は、左右方向に平行な軸周りに回転する第一回転部材と、当該第一回転部材に設けられ、第一回転部材の回転軸と平行な軸周りに回転する第二回転部材とを備える構成としてもよい。
In addition, the driving
このような構成において、伸縮アームまたは第二回転部材に保持部材21が取り付けられることにより、保持部材21は、基台10の上下方向および前後方向に移動可能であり、複数の移動軌跡に沿った移動が可能である。そして、複数の移動軌跡のうち着座軌跡82に基づく動作処理を実行する場合に、後退工程および下降工程を適宜実行することにより、実施形態と同様の効果を奏する。
In such a configuration, by attaching the holding
(着座スイッチについて)
実施形態において、着座スイッチ52は、コントローラ50に設けられている。これに対して、着座スイッチ52は、着座動作の実行要求の操作を受け付け可能であれば、種々の態様を採用し得る。具体的には、例えば基台10等に設けられて操作者の脚部による操作を受け付ける操作ペダルや、グリップ43等に設けられて操作者の把持による操作を受け付ける操作レバーを着座スイッチとしてもよい。(About the seat switch)
In the embodiment, the
1:介助ロボット、 2:床面
10:基台
11:フレーム、 12:支柱
13:足載置台、 13a:接地マーク
14:固定カバー、 15:車輪
20:支持装置
21:保持部材、 21a:胴体受部、 21b:脇受部
22:下腿当て部、 22a:支持部材、 22b:下腿当て本体
23:駆動装置、
30:昇降部
31:昇降本体、 32:揺動支持部、 32a:揺動軸心
33:昇降カバー
40:揺動部、
41:揺動本体、 42:アーム、 43:グリップ
50:コントローラ
51:起立スイッチ、 52:着座スイッチ
53:上昇スイッチ、 54:下降スイッチ
60:制御装置
61:記憶部、 62:軌跡設定部、 63:駆動制御部
71:起立動作用データ、 72:着座動作用データ
81:起立軌跡、 82:着座軌跡
90:椅子、 91:座面
M:被介助者、 Mb:(被介助者の)臀部
P1:第一位置、 P2:第二位置、 P3:第三位置
Pf:固定着座位置1: assistance robot, 2: floor surface, 10: base, 11: frame, 12: support, 13: foot rest, 13a: ground mark, 14: fixed cover, 15: wheels, 20: support device, 21: holding member, 21a: body Receiving portion, 21b: armpit receiving portion 22: lower leg contact portion, 22a: support member, 22b: lower leg contact body 23: drive device,
30: lifting section
31: lifting body, 32: swing support, 32a: swing axis
33: lifting cover 40: swinging part,
41: Swing body, 42: Arm, 43: Grip 50: Controller 51: Standing switch, 52: Seated switch 53: Up switch, 54: Down switch 60: Control device 61: Storage unit, 62: Trajectory setting unit, 63 : Drive control unit 71: standing motion data 72: sitting motion data 81: standing locus, 82: sitting locus 90: chair, 91: seat surface M: assisted person, Mb: buttocks (of assisted person) P1 : First position, P2: Second position, P3: Third position Pf: Fixed seating position
Claims (6)
被介助者の上半身を保持する保持部材と、
前記保持部材を前記基台の上下方向および前後方向に移動可能に支持するとともに、前記保持部材を異なる複数の移動軌跡に沿って移動させる駆動装置と、
前記被介助者が座面に着座する着座動作において、前記複数の移動軌跡のうち前記着座動作に対応する着座軌跡に基づいて前記保持部材を移動させる動作処理を実行して前記駆動装置の動作を制御する制御装置と、を備え、
前記駆動装置は、
前記基台に対して上下方向に移動する昇降部と、
前記保持部材を前記昇降部に対して前記基台の前後方向に移動させるとともに、前記保持部材を前記基台の左右方向に平行な軸周りに回転させる揺動部と、を有し、
前記着座軌跡に基づく前記動作処理には、
前記床面から規定の高さであり且つ前記座面の上方に前記被介助者の臀部が位置する固定着座位置まで前記保持部材を下降または上昇させるとともに、前記揺動部の動作に伴う前記保持部材の可動域における後端まで前記保持部材を後退させる後退工程と、
前記固定着座位置から前記被介助者が前記座面に着座するまで前記昇降部のみの動作により前記保持部材を下降させる下降工程と、が含まれる介助ロボット。 A base placed on the floor,
A holding member for holding the caregiver's upper body,
A driving device that supports the holding member so as to be movable in the up-down direction and the front-rear direction of the base, and moves the holding member along a plurality of different movement trajectories;
In the seating operation in which the care recipient sits on a seating surface, the operation of the driving device is performed by executing an operation process of moving the holding member based on a seating trajectory corresponding to the seating operation among the plurality of trajectories. And a control device for controlling,
The drive device,
An elevating unit that moves vertically with respect to the base,
A swing unit that moves the holding member in the front-rear direction of the base with respect to the elevating unit, and rotates the holding member about an axis parallel to the left-right direction of the base.
In the operation processing based on the sitting locus,
The holding member is lowered or raised to a fixed seating position at a specified height from the floor surface and above the seating surface where the buttocks of the care recipient are located , and the holding associated with the operation of the swinging portion A retreating step of retreating the holding member to a rear end in a movable range of the member,
A lowering step of lowering the holding member by operation of only the elevating unit from the fixed seating position until the care receiver sits on the seat surface.
被介助者の上半身を保持する保持部材と、
前記保持部材を前記基台の上下方向および前後方向に移動可能に支持するとともに、前記保持部材を異なる複数の移動軌跡に沿って移動させる駆動装置と、
前記被介助者が座面に着座する着座動作において、前記複数の移動軌跡のうち前記着座動作に対応する着座軌跡に基づいて前記保持部材を移動させる動作処理を実行して前記駆動装置の動作を制御する制御装置と、を備え、
前記着座軌跡に基づく前記動作処理には、
前記床面から規定の高さであり且つ前記座面の上方に前記被介助者の臀部が位置する固定着座位置まで前記保持部材を下降または上昇させるとともに、前記着座軌跡に基づく前記動作処理の実行時における前記保持部材の位置および前記固定着座位置に基づいて設定された移動軌跡で前記保持部材を後退させる後退工程と、
前記固定着座位置から前記被介助者が前記座面に着座するまで一定の移動軌跡で前記保持部材を下降させる下降工程と、が含まれる介助ロボット。 A base placed on the floor,
A holding member for holding the caregiver's upper body,
A driving device that supports the holding member so as to be movable in the up-down direction and the front-rear direction of the base, and moves the holding member along a plurality of different movement trajectories;
In the seating operation in which the care recipient sits on a seating surface, the operation of the driving device is performed by executing an operation process of moving the holding member based on a seating trajectory corresponding to the seating operation among the plurality of trajectories. And a control device for controlling,
In the operation processing based on the sitting locus,
The holding member is lowered or raised to a fixed seating position at a specified height from the floor surface and above the seating surface where the buttocks of the care recipient are located , and execution of the operation processing based on the seating locus. A retreating step of retreating the holding member on a movement trajectory set based on the position of the holding member and the fixed seating position at the time ,
A lowering step of lowering the holding member with a fixed movement trajectory from the fixed seating position until the care receiver sits on the seat surface.
被介助者の上半身を保持する保持部材と、
前記保持部材を前記基台の上下方向および前後方向に移動可能に支持するとともに、前記保持部材を異なる複数の移動軌跡に沿って移動させる駆動装置と、
前記被介助者が座面に着座する着座動作において、前記複数の移動軌跡のうち前記着座動作に対応する着座軌跡に基づいて前記保持部材を移動させる動作処理を実行して前記駆動装置の動作を制御する制御装置と、を備え、
前記着座軌跡に基づく前記動作処理には、
前記床面から規定の高さであり且つ前記座面の上方に前記被介助者の臀部が位置する固定着座位置まで前記保持部材を下降または上昇させるとともに前記保持部材を後退させる後退工程と、
前記固定着座位置から前記被介助者が前記座面に着座するまで前記保持部材を下降させる下降工程と、が含まれ、
前記固定着座位置の規定の高さは、介助ロボットが対応可能な最上高さに前記座面がある場合に、当該座面に前記被介助者の臀部を接触させる前記保持部材の高さ以上に設定される介助ロボット。 A base placed on the floor,
A holding member for holding the caregiver's upper body,
A driving device that supports the holding member so as to be movable in the up-down direction and the front-rear direction of the base, and moves the holding member along a plurality of different movement trajectories;
In the seating operation in which the care recipient sits on a seating surface, the operation of the driving device is performed by executing an operation process of moving the holding member based on a seating trajectory corresponding to the seating operation among the plurality of trajectories. And a control device for controlling,
In the operation processing based on the sitting locus,
A retreating step of lowering or raising the holding member to a fixed seating position where the buttocks of the care recipient is located above the seating surface at a prescribed height from the floor surface and retreats the holding member,
A lowering step of lowering the holding member from the fixed seating position until the care recipient sits on the seating surface ,
The prescribed height of the fixed seating position is equal to or greater than the height of the holding member that contacts the buttocks of the care recipient with the seat surface when the seat surface is at the highest height that the assistance robot can support. The assistance robot to be set .
前記制御装置は、前記着座スイッチを介して前記着座動作の実行要求を入力している期間に、前記駆動装置の動作を制御する、請求項1−5の何れか一項に記載の介助ロボット。 The assistance robot further includes a seating switch that receives an operation of an execution request for the seating operation,
The assistance robot according to any one of claims 1 to 5 , wherein the control device controls the operation of the driving device while the execution request of the seating operation is being input via the seating switch.
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