JP6791014B2

JP6791014B2 - 電動車椅子操作装置及びその車両操作方法

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Publication number: JP6791014B2
Application number: JP2017105817A
Authority: JP
Inventors: 快之仙波; 雄介小坂; 出尾　隆志; 隆志出尾
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2017-05-29
Filing date: 2017-05-29
Publication date: 2020-11-25
Anticipated expiration: 2037-05-29
Also published as: CN108938237B; US20180339589A1; EP3409255B1; EP3434245B1; EP3409255A2; DK3434245T3; CN108938237A; US10807470B2; JP2018198863A; DK3409255T3; EP3409255A3; EP3434245A1

Description

本発明は、電動車椅子を操作する電動車椅子操作装置及びその車両操作方法に関する。

操作レバーを前後方向へ傾動すると電動車椅子が前後方向へ移動し、操作レバーを左右方向へ傾動すると電動車椅子が左右方向へ旋回するように構成された電動車椅子操作装置が知られている（特許文献１参照）。

特開２０１３−２２６２２７号公報

ユーザが上記操作レバーを操作する場合、手首の回内及び回外運動と指の動作を連携させて行う必要がある。このため、ユーザが、例えば、長時間、上記操作レバーを操作した場合、その操作負荷が大きくなる。

本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、ユーザの操作負荷を軽減できる電動車椅子操作装置及びその車両操作方法を提供することを主たる目的とする。

上記目的を達成するための本発明の一態様は、
電動車椅子の前後進及び旋回操作を行うための電動車椅子操作装置であって、
車両前後方向に延在し、ユーザの前腕を載置する肘掛け部と、
前記肘掛け部に対して車両前後方向に相対移動可能に該肘掛け部に設けられたスライド部と、
前記肘掛け部の先端側に配置され、前記スライド部に連動して前記肘掛け部に対して車両前後方向に相対移動すると共に、前記ユーザが把持し回転操作可能なダイヤル部と、
前記スライド部の車両前後方向の移動量及び／又は基準に対する位置を検出する第１センサと、
前記ダイヤル部の回転量、回転位置、及び／又は回転トルクを検出する第２センサと、
前記第１センサにより検出された前記スライド部の車両前後方向の移動量及び／又は基準に対する移動位置が前記電動車椅子の前後方向の走行動作に関連付けられ、前記第２センサにより検出されたダイヤル部の回転量、回転位置、及び／又は回転トルクが、前記電動車椅子の左右方向の旋回動作に関連付けられて、前記電動車椅子の走行動作が制御されるための電動車椅子駆動制御部と、
を備える、ことを特徴とする電動車椅子操作装置である。
上記目的を達成するための本発明の一態様は、
電動車椅子の前後進及び旋回操作を行うための電動車椅子操作装置であって、
車両前後方向に延在し、ユーザの前腕を載置する肘掛け部と、
前記肘掛け部の先端側に、車両前後方向及び車両上下方向のうち少なくとも一方の動作が可能となるように設けられたシャフト部と、
前記シャフト部の先端に設けられ、前記ユーザが把持し回転操作可能なダイヤル部と、
前記シャフト部の傾動量、移動量、基準に対する位置、傾動トルク、及び／又は移動力を検出する第３センサと、
前記ダイヤル部の回転量、回転位置、及び／又は回転トルクを検出する第２センサと、
前記第３センサにより検出された前記シャフト部の傾動量、移動量、基準に対する位置、傾動トルク、及び／又は移動力が前記電動車椅子の前後方向の走行動作に関連付けられ、前記第２センサにより検出されたダイヤル部の回転量、回転位置、及び／又は回転トルクが、前記電動車椅子の左右方向の旋回動作に関連付けられて、前記電動車椅子の走行動作が制御されるための電動車椅子駆動制御部と、
を備える、ことを特徴とする電動車椅子操作装置であってもよい。
これら態様において、
前記ダイヤル部の回転軸は、鉛直方向の軸に対して、ユーザの外側に所定角度だけ傾斜していてもよい。
上記目的を達成するための本発明の一態様は、
電動車椅子の車両前後方向に延在し、ユーザの前腕を載置する肘掛け部と、
前記肘掛け部に対して車両前後方向に相対移動可能に該肘掛け部に設けられたスライド部と、
前記肘掛け部の先端側に配置され、前記スライド部に連動して前記肘掛け部に対して車両前後方向に相対移動すると共に、前記ユーザが把持し回転操作可能なダイヤル部と、
を備える電動車椅子操作装置の車両操作方法であって、
前記スライド部の車両前後方向の移動量及び／又は基準に対する位置を検出するステップと、
前記ダイヤル部の回転量、回転位置、及び／又は回転トルクを検出するステップと、
前記検出された前記スライド部の車両前後方向の移動量及び／又は基準に対する移動位置が前記電動車椅子の前後方向の走行動作に関連付けられ、前記検出されたダイヤル部の回転量、回転位置、及び／又は回転トルクが、前記電動車椅子の左右方向の旋回動作に関連付けられて、前記電動車椅子の走行動作が制御されるステップと、
を含む、ことを特徴とする電動車椅子操作装置の車両操作方法であってもよい。
上記目的を達成するための本発明の一態様は、
電動車椅子の車両前後方向に延在し、ユーザの前腕を載置する肘掛け部と、
前記肘掛け部の先端側に、車両前後方向及び車両上下方向のうち少なくとも一方の動作が可能となるように設けられたシャフト部と、
前記シャフト部の先端に設けられ、前記ユーザが把持し回転操作可能なダイヤル部と、
を備える電動車椅子操作装置の車両操作方法であって、
前記シャフト部の傾動量、移動量、基準に対する位置、傾動トルク、及び／又は移動力を検出するステップと、
前記ダイヤル部の回転量、回転位置、及び／又は回転トルクを検出するステップと、
前記検出された前記シャフト部の傾動量、移動量、基準に対する位置、傾動トルク、及び／又は移動力が前記電動車椅子の前後方向の走行動作に関連付けられ、前記検出されたダイヤル部の回転量、回転位置、及び／又は回転トルクが、前記電動車椅子の左右方向の旋回動作に関連付けられて、前記電動車椅子の走行動作が制御されるステップと、
を含む、ことを特徴とする電動車椅子操作装置の車両操作方法であってもよい。

本発明によれば、ユーザの操作負荷を軽減できる電動車椅子操作装置及びその車両操作方法を提供することができる。

（ａ）本発明の実施形態１に電動車椅子の概略的な構成を示す側面図である。（ｂ）本発明の実施形態１に電動車椅子の概略的な構成を示す正面図である。本発明の実施形態１に電動車椅子の概略的なシステム構成を示すブロック図である。本発明の実施形態１に係る電動車椅子操作装置の概略的なシステム構成を示すブロック図である。（ａ）肘掛け部及びスライド部を示す側面図である。（ｂ）肘掛け部及びスライド部を示す上面図である。スライド部の構成を示す図である。肘掛け部の摺動面に段差を形成した構成を示す図である。所定角度の一例を示す図である。ダイヤル部が車両前後方向へ直線的に相対移動するように構成された図である。ダイヤル部が車両前後方向へ円弧軌跡を描くように相対移動するように構成された図である。（ａ）ダイヤル部の構造を示す斜視図である。（ｂ）図１０（ａ）に示すダイヤル部をＡ方向から見た部分透視図である。本発明の実施形態１に係る電動車椅子操作装置における車両操作方法のフローを示すフローチャートである。本発明の実施形態２に係る電動車椅子操作装置の概略的なシステム構成を示すブロック図である。シャフト部及びダイヤル部を示す図である。本発明の実施形態３に係る電動車椅子操作装置の概略的構成を示す斜視図である。シャフト部が中立位置で前後方向へ傾斜した構成の一例を示す図である。

実施形態１
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
本発明の実施形態１に係る電動車椅子操作装置は、電動車椅子に搭載され、該電動車椅子の前後進及び旋回操作を行う。

図１（ａ）及び（ｂ）は、本実施形態１に電動車椅子の概略的な構成を示す側面図及び正面図である。電動車椅子１は、車椅子本体２と、車椅子本体２に設けられた左右一対の駆動輪３及び従動倫４と、を備えている。

車椅子本体２は、ユーザが着座する着座部２１と、車両前後方向に延在し、ユーザの前腕を載置する肘掛け部２２と、を有している。

ところで、電動車椅子を従来の操作レバーを用いて操作する場合、手首の回内及び回外運動と指の動作を連携させて行う必要がある。一般に、手首の回内及び回外運動を行う場合、方形回内筋、円回内筋、上腕二頭筋などの筋肉を使うため、ユーザの疲労が大きく、かつ細かな動作も困難となる。

このため、ユーザが、例えば、長時間、上記操作レバーを操作した場合、その操作負荷が大きくなる。また、ユーザが手首の回内及び回外運動と指の連携動作を行った場合、デリケートなレバー操作を行うのも困難となり得る。

これに対し、本実施形態１に係る電動車椅子操作装置においては、前腕の前後操作で電動車椅子１を前後方向に操作でき、手首の撓屈及び尺屈と５指とを用いた回転操作で電動車椅子１を左右方向へ操作できる。このように、ユーザは、腕の操作と、手首及び指の操作と、で効率よく分担して操作を行うため、操作負荷の高い手首の回内及び回外運動と指の連携動作を行う必要がない。したがって、ユーザの操作負荷を大幅に軽減できる。また、手首の回内及び回外運動と指の連携動作が不要となるため、ユーザは、デリケートな電動車椅子１の操作を容易に行うこともできる。

図２は、本実施形態１に電動車椅子の概略的なシステム構成を示すブロック図である。
電動車椅子１は、一対の駆動輪３を駆動する一対のモータ５と、各モータ５を制御することで電動車椅子１を操作する電動車椅子操作装置１０と、を備えている。

図３は、本実施形態１に係る電動車椅子操作装置の概略的なシステム構成を示すブロック図である。本実施形態１に係る電動車椅子操作装置１０は、肘掛け部２２に対して車両前後方向に相対移動可能に、肘掛け部２２に設けられたスライド部１１と、ユーザが把持し回転操作可能なダイヤル部１２と、スライド部１１の車両前後方向の移動を検出する第１センサ１３と、ダイヤル部１２の回転を検出する第２センサ１４と、電動車椅子１の前後方向の移動および、左右方向の旋回を制御する電動車椅子駆動制御部１５と、を備えている。

図４（ａ）及び（ｂ）は、肘掛け部及びスライド部を示す側面図及び上面図である。スライド部１１は、電動車椅子１を車両前後方向へ操作するために設けられている。スライド部１１は、肘掛け部２２内に内蔵されている。ユーザは、前腕をスライド部１１に載せて、該スライド部１１を肘掛け部２２に対して車両前後方向へ直線的に相対移動させる。

図５は、スライド部の構成を示す図である。スライド部１１は、肘掛け部２２内に設けられたスライドバー１１１、および、スライドバー１１１を付勢する一対のバネ１１２と、スライドバー１１１に連結されユーザの前腕が接触する接触部１１３（図４（ａ）及び（ｂ））と、を有している。

一対のバネ１１２は、スライドバー１１１の中間部１１４を挟み込むようにして、スライドバー１１１を中立位置に支持する。ユーザが前腕を前方へスライドさせると、それに伴い、スライド部１１のスライドバー１１１は中立位置から前方に移動する。前方側のバネ１１２が圧縮され、その弾性力によりスライドバー１１１に対する負荷が増加し、スライドバー１１１は前方へ移動し難くなる。逆に、ユーザが前腕を後方へスライドさせると、スライド部１１のスライドバー１１１は中立位置から後方に移動する。後方側のバネ１１２が圧縮され、その弾性力によりスライドバー１１１に対する負荷が増加し、スライドバー１１１は後方へ移動し難くなる。

このように、スライドバー１１１は、中立位置から移動するに従がって、負荷が増し移動し難くなる構造になっている。これにより、スライド部１１の急激な操作による電動車椅子１の急動作を抑制でき、安全性の向上に繋がる。一方、ユーザが前腕を脱力すると、スライド部１１のスライドバー１１１は自動的に中立位置に復帰する。このため、ユーザはスライド部１１のスライドバー１１１は容易に中立位置に戻すことができ、操作負荷の軽減に繋がる。

スライドバー１１１の端部にダンパー１１５を設けるようにしてもよい。このダンパー１１５により、さらに、スライドバー１１１の急激な動作が抑制される。このため、スライド部１１の急激な操作による電動車椅子１の急動作をさらに確実に抑制できる。

スライドバー１１１の中間部１１４は、肘掛け部２２の摺動面に沿って車両前後方向に移動する。図６に示すように、肘掛け部２２の摺動面において、スライドバー１１１の中立位置に段差を形成するようにしてもよい。

摺動面は、段差の前方側が低く後方側が高く形成されたカム形状となっている。したがって、スライドバー１１１の中間部１１４が段差を超え後方側に入るとスライドバー１１１及び接触部１１３が持ち上がるため、ユーザの前腕が持ち上がる。スライドバー１１１の中間部１１４が段差の後方側、すなわち、中立位置より後方側にある場合は、後述の如く、電動車椅子１は後進操作状態にある。したがって、ユーザは、ユーザの前腕が持ち上がることで、電動車椅子１が後進操作状態にあることを容易に認識できる。

ダイヤル部１２は、電動車椅子１を左右方向へ旋回操作するために設けられている。ダイヤル部１２は、図４（ａ）及び（ｂ）に示す如く、肘掛け部２２の先端側に配置され、スライド部１１に連動して肘掛け部２２に対して車両前後方向へ直線的に相対移動する。ダイヤル部１２は、スライド部１１のスライドバー１１１の先端部に連結されている。この構成により、ユーザが前腕を車両前後方向へ相対移動させ、スライド部１１を車両前後方向へ操作した場合でも、前腕とダイヤル部１２との相対位置関係は変化しない。このため、ダイヤル部１２の操作性は変化せず安定した操作を実現できる。

ダイヤル部１２は、ユーザが把持し易い略円板状に形成されている。ダイヤル部１２は、ユーザが把持し時計方向（右方向）及び反時計方向（左方向）に回転操作可能である。この回転操作における左右方向は、人間の手首が回転する際、負担の少ない方向となっている。

ここで、ユーザが前腕を肘掛け部２２に置いた場合、前腕が自然とユーザの外側（小指側）に捩れた状態となる。従がって、この前腕の捩れに対応して、ダイヤル部１２の回転軸は、鉛直方向の軸に対して、ユーザの外側に所定角度（０〜９０度程度）だけ傾斜している。

これにより、ユーザは前腕を無理に捩じることなく自然な姿勢でダイヤル部１２を把持し操作できる。このため、ユーザの操作負荷が軽減される。また、ダイヤル部１２を傾斜させることで、ユーザはダイヤル部１２の回転方向を明確に認識でき、その視認性が向上する。これにより、ユーザはより精緻に旋回操作を行うことができる。

例えば、図７に示す如く、所定角度は、１７度（１５度前後）程度に設定されている。このダイヤル部１２の所定角度は、ユーザの前腕の捩れ状態に応じて、適宜調整可能である。これにより、各ユーザは、各ユーザに応じた最適な操作姿勢で電動車椅子１の操作を行うことができる。

ダイヤル部１２は、例えば、図８に示す如く、スライド部１１に連動して、肘掛け部２２に対して車両前後方向へ直線的に相対移動するように構成されているが、これに限定されない。例えば、図９に示す如く、ダイヤル部１２は、肘掛け部２２に対して、車両前後方向へ円弧軌跡を描いて相対移動するように構成されていてもよい。

この円弧軌道は、例えば、人間の手首における撓屈（２５°程度）及び尺屈（４５°程度）の回転可能範囲に基づいて設定されている。これにより、ユーザは、操作負荷の低い手首の尺屈及び撓屈運動だけを用いて、ダイヤル部１２を車両前後方向へ相対移動させることができる。したがって、ユーザの操作負荷が軽減される。

ダイヤル部１２は、例えば、図１０（ａ）及び（ｂ）に示す如く、ユーザが把持する把持部１２１と、肘掛け部２２内に収納され把持部１２１を回転可能に支持する支持部１２２と、を有する。

一対のバネ１２３は、支持部１２２の中間部１２４を挟み込むようにして、把持部１２１を中立位置に支持する。ユーザが把持部１２１を回転させると、バネ１２３が圧縮され、その弾性力により把持部１２１に対する負荷が増加する。このように、把持部１２１は、中立位置から回転するに従がって、負荷が増し回転し難くなる構造になっている。これにより、ダイヤル部１２の急激な操作による電動車椅子１の急動作を抑制でき、安全性の向上に繋がる。

なお、電動車椅子１の肘掛け部２２は、例えば、机の下などに入ることがある。この場合、肘掛け部２２の上側のスペースが必要となる。これに対し、本実施形態１に係る電動車椅子操作装置１０において、スライド部１１及びダイヤル部１２は肘掛け部２２の高さ以内に収められており、さらに、その高さ範囲内で、ユーザは前腕を肘掛け部２２に載せスライド部１１を前後方向に操作し、あるいはダイヤル部１２を左右方向に操作する。したがって、肘掛け部２２上の前腕の高さ分の小さなスペースだけを確保できれば良い。このため、例えば、ユーザは、電動車椅子１を机の奥までスムーズに入れることができる。

第１センサ１３は、スライド部１１のスライドバー１１１の車両前後方向の移動量及び移動方向を検出する。第１センサ１３は、スライド部１１のスライドバー１１１などに設けられている。第１センサ１３は、接触型リニアポジションセンサ、ホールＩＣ型無接触ストロークセンサ、磁歪式リニアセンサなどで構成されている。

例えば、第１センサ１３は磁歪式リニアセンサで構成された場合、マグネットをスライドバー１１１に内蔵させる。第１センサ１３は、検出したスライド部１１のスライドバー１１１の車両前後方向の移動量及び移動方向を電動車椅子駆動制御部１５に出力する。

第２センサ１４は、ダイヤル部１２の回転量及び回転方向を検出する。第２センサ１４は、ダイヤル部１２に設けられている。第２センサ１４は、例えば、接触式ロータリーエンコーダ、非接触式ロータリーエンコーダ（ホールＩＣ型回転角度センサ、光学式ロータリーエンコーダ、磁気式ロータリーエンコーダ、電磁結合式ロータリーエンコーダ等）で構成されている。第２センサ１４は、検出したダイヤル部１２の回転量及び回転方向を電動車椅子駆動制御部１５に出力する。

第１センサ１３により検出されたスライド部の車両前後方向の移動量及び／又は基準に対する移動位置が電動車椅子の前後方向の走行動作に関連付けられて、電動車椅子１の走行動作が制御される。例えば、電動車椅子駆動制御部１５は、第１センサ１３により検出されたスライド部１１の車両前後方向の移動量及びその移動方向に基づいて、電動車椅子１の前後方向の移動を制御する。

なお、電動車椅子駆動制御部１５は、例えば、制御処理、演算処理等と行うＣＰＵ（Central Processing Unit）１５１、ＣＰＵ１５１によって実行される制御プログラム、演算プログラム等が記憶されたＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）からなるメモリ１５２、外部と信号の入出力を行うインターフェイス部（Ｉ／Ｆ）１５３、などからなるマイクロコンピュータを中心にして、ハードウェア構成されている。ＣＰＵ１５１、メモリ１５２、及びインターフェイス部１５３は、データバスなどを介して相互に接続されている。

電動車椅子駆動制御部１５は、第１センサ１３により検出されたスライド部１１の車両前方への移動に基づいて、各モータ５を制御し、電動車椅子１を前方向へ移動させる。電動車椅子駆動制御部１５は、第１センサ１３により検出されたスライド部１１の車両後方への移動に基づいて、各モータ５を制御し、電動車椅子１を後方向へ移動させる。さらに、電動車椅子駆動制御部１５は、第１センサ１３により検出されたスライド部１１の車両前後方向への移動量が増加するほど、各モータ５を制御し、電動車椅子１の前後方向の移動速度を増加させる。

第２センサ１４により検出されたダイヤル部１２の回転量、回転位置、及び／又は回転トルクが、電動車椅子１の左右方向の旋回動作に関連付けられて、電動車椅子１の走行動作が制御される。例えば、電動車椅子駆動制御部１５は、第２センサ１４により検出されたダイヤル部１２の回転量及び回転方向に基づいて、電動車椅子１の旋回を制御する。

電動車椅子駆動制御部１５は、第２センサ１４により検出されたダイヤル部１２の右方向への回転に基づいて、各モータ５を制御して、電動車椅子１を右方向へ旋回させる。電動車椅子駆動制御部１５は、第２センサ１４により検出されたダイヤル部１２の左方向への回転に基づいて、各モータ５を制御して、電動車椅子１を左方向へ旋回させる。電動車椅子駆動制御部１５は、第２センサ１４により検出されたダイヤル部１２の左右方向への回転量が増加するほど、各モータ５を制御し、電動車椅子１の左右方向の旋回速度を増加させる。

第２センサ１４は、ダイヤル部１２の回転トルク及び回転方向を検出するトルクセンサであってもよい。この場合、ダイヤル部１２はほとんど回転しない構成であってもよい。トルクセンサは、例えば、３軸力覚センサである。第２センサ１４は、検出したダイヤル部１２の回転トルク及び回転方向を電動車椅子駆動制御部１５に出力する。電動車椅子駆動制御部１５は、第２センサ１４により検出されたダイヤル部１２の回転トルク及び回転方向に基づいて、電動車椅子１の旋回を制御する。電動車椅子駆動制御部１５は、第２センサ１４により検出されたダイヤル部１２の左右方向への回転トルクが増加するほど、各モータ５を制御し、電動車椅子１の左右方向の旋回速度を増加させる。

上述の如く、ユーザは、前腕を車両前後方向へ相対移動させスライド部１１を車両前後方向へ操作することで、電動車椅子１を車両前後方向へ操作する。また、ユーザは、ダイヤル部１２を左右方向へ回転操作することで、電動車椅子１を左右方向へ旋回操作する。このように、本実施形態１に係る電動車椅子操作装置１０は、電動車椅子１の車両前後方向への操作と、左右方向への旋回操作と、を明確に区別して操作を行うように構成されている。したがって、ユーザはその操作方向を明確に認識できるため、誤操作を抑制できる。

図１１は、本実施形態１に係る電動車椅子操作装置における車両操作方法のフローを示すフローチャートである。図１１に示す処理フローは、例えば、所定時間毎に繰返し実行される。

ユーザが、スライド部１１のスライドバー１１１の車両前後方向に移動させると、第１センサ１３は、スライド部１１のスライドバー１１１の車両前後方向の移動量及び移動方向を検出し、検出したスライド部１１の移動量及び移動方向を電動車椅子駆動制御部１５に出力する（ステップＳ１０１）。

ユーザがダイヤル部１２を左右方向へ回転させると、第２センサ１４は、ダイヤル部１２の回転量及び回転方向を検出し、検出したダイヤル部１２の回転量及び回転方向を電動車椅子駆動制御部１５に出力する（ステップＳ１０２）。

電動車椅子駆動制御部１５は、第１センサ１３により検出されたスライド部１１の車両前後方向の移動量及び移動方向に基づいて、各モータ５を制御し、電動車椅子１を前後方向に移動させる（ステップＳ１０３）。

電動車椅子駆動制御部１５は、第２センサ１４により検出されたダイヤル部１２の回転量及び回転方向に基づいて、各モータ５を制御し、電動車椅子１を左右方向へ旋回させる（ステップＳ１０４）。上記（ステップＳ１０１）及び（ステップＳ１０３）と、（ステップＳ１０２）及び（ステップＳ１０４）とは、同時並列的に処理されてもよい。

以上、本実施形態１に係る電動車椅子操作装置１０は、肘掛け部２２に対して車両前後方向に相対移動可能に肘掛け部２２に設けられたスライド部１１と、肘掛け部２２の先端側に配置され、スライド部１１に連動して肘掛け部２２に対して車両前後方向に相対移動すると共に、ユーザが把持し回転操作可能なダイヤル部１２と、スライド部１１の車両前後方向の移動を検出する第１センサ１３と、ダイヤル部１２の回転を検出する第２センサ１４と、第１センサ１３により検出されたスライド部１１の車両前後方向の移動量及び／又は基準に対する移動位置が電動車椅子１の前後方向の走行動作に関連付けられ、第２センサ１４により検出されたダイヤル部１２の回転量、回転位置、及び／又は回転トルクが、電動車椅子１の左右方向の旋回動作に関連付けられて、電動車椅子１の走行動作が制御されるための電動車椅子駆動制御部１５と、を備える。

前腕の前後操作で電動車椅子１を前後方向に操作でき、手首の撓屈及び尺屈と５指とを用いた回転操作で電動車椅子１を左右方向へ操作できる。このため、操作負荷の高い手首の回内及び回外運動と指の連携動作を行う必要がない。したがって、ユーザの操作負荷を大幅に軽減できる。

実施形態２
図１２は、本発明の実施形態２に係る電動車椅子操作装置の概略的なシステム構成を示すブロック図である。本実施形態２に係る電動車椅子操作装置３０は、肘掛け部２２の先端側に、車両前後方向へ傾動可能に設けられたシャフト部３１と、ユーザが把持し回転操作可能なダイヤル部１２と、シャフト部３１の車両前後方向の傾動を検出する第３センサ３２と、ダイヤル部１２の回転を検出する第２センサ１４と、電動車椅子１の前後方向の移動および、左右方向の旋回を制御する電動車椅子駆動制御部１５と、を備えている。

本実施形態２に係る電動車椅子操作装置３０において、ユーザは、シャフト部３１を前後方向へ傾動操作することで、電動車椅子１を前後方向へ移動させ、ダイヤル部１２を左右方向へ回転操作することで、電動車椅子１を左右方向へ旋回させることができる。したがって、操作負荷の高い、手首の回内及び回外運動と指の連携動作を必要としないため、ユーザの操作負荷を大幅に軽減できる。

図１３は、シャフト部及びダイヤル部を示す図である。シャフト部３１は、電動車椅子１を車両前後方向へ操作するために設けられている。シャフト部３１は、肘掛け部２２の先端に傾動機構などを介して連結され、鉛直方向に立設されている。シャフト部３１の長さは、調整可能である。このシャフト部３１の長さを調整することで、ユーザが操作し易いダイヤル部１２の高さに調整できる。

シャフト部３１は、鉛直方向で中立状態であり、それより前方及び後方へ傾動する。シャフト部３１には、前方から後方あるいは後方から前方へ切替わる際に、クリック感が生じる。これにより、ユーザは、前後方向の切替わりを感覚的に認識することができる。また、シャフト部３１は、前後方向への力から解放されると、バネの復元力などにより中立位置に復帰するように構成されている。

ダイヤル部１２は、電動車椅子１を左右方向へ旋回操作するために設けられている。ダイヤル部１２は、シャフト部３１に先端に回転操作可能に設けられている。ダイヤル部１２は、略円板状に形成されており、ユーザが把持し左右方向に回転操作可能である。

ダイヤル部１２の回転軸は、ユーザの前腕の捩れに対応して、鉛直方向の軸に対して、外側に所定角度だけ傾斜している。これにより、ユーザは前腕を無理に捩じることなく自然な状態でダイヤル部１２を把持し操作できるため、ユーザの操作負荷が軽減される。

第３センサ３２は、シャフト部３１の車両前後方向の傾動を検出する。第３センサ３２は、シャフト部３１の傾動量（傾斜角）及び傾動方向を検出する。第３センサ３２は、シャフト部３１に設けられている。第３センサ３２は、例えば、角度センサで構成されている。第３センサ３２は、検出したシャフト部３１の傾動量及び傾動方向を電動車椅子駆動制御部１５に出力する。

第２センサ１４は、ダイヤル部１２の回転量及び回転方向を検出する。第２センサ１４は、ダイヤル部１２に設けられている。第２センサ１４は、検出したダイヤル部１２の回転量及び回転方向を電動車椅子駆動制御部１５に出力する。

第３センサ３２により検出されたシャフト部３１の傾動量が電動車椅子１の前後方向の走行動作に関連付けられて、電動車椅子の走行動作が制御される。例えば、電動車椅子駆動制御部１５は、第３センサ３２により検出されたシャフト部３１の傾動量及び傾動方向に基づいて、電動車椅子１の前後方向の移動を制御する。

電動車椅子駆動制御部１５は、第３センサ３２により検出されたシャフト部３１の車両前方への傾動に基づいて、各モータ５を制御し、電動車椅子１を前方向に移動させる。電動車椅子駆動制御部１５は、第３センサ３２により検出されたシャフト部３１の車両後方への傾動に基づいて、各モータ５を制御し、電動車椅子１を後方向に移動させる。さらに、電動車椅子駆動制御部１５は、第３センサ３２により検出されたシャフト部３１の車両前後方向への傾動量が増加するほど、各モータ５を制御し、電動車椅子１の前後方向の移動速度を増加させる。

第２センサ１４により検出されたダイヤル部１２の回転量、及び／又は回転位置が、電動車椅子１の左右方向の旋回動作に関連付けられて、電動車椅子１の走行動作が制御される。例えば、電動車椅子駆動制御部１５は、第２センサ１４により検出されたダイヤル部１２の回転量及び回転方向に基づいて、電動車椅子１の旋回を制御する。電動車椅子駆動制御部１５は、第２センサ１４により検出されたダイヤル部１２の右方向への回転に基づいて、各モータ５を制御して、電動車椅子１を右方向へ旋回させる。電動車椅子駆動制御部１５は、第２センサ１４により検出されたダイヤル部１２の左方向への回転に基づいて、各モータ５を制御して、電動車椅子１を左方向へ旋回させる。電動車椅子駆動制御部１５は、第２センサ１４により検出されたダイヤル部１２の左右方向への回転量が増加するほど、各モータ５を制御し、電動車椅子１の左右方向の旋回速度を増加させる。

第３センサ３２は、シャフト部３１の傾動トルク及びその方向を検出するトルクセンサであってもよい。この場合、シャフト部３１はほとんど傾動しない構成であってもよい。トルクセンサは、例えば、３軸力覚センサである。第３センサ３２は、検出したシャフト部３１の傾動トルク及びその方向を電動車椅子駆動制御部１５に出力する。電動車椅子駆動制御部１５は、第３センサ３２により検出されたシャフト部３１の傾動トルク及びその方向に基づいて、各モータ５を制御して、電動車椅子１の前後方向の移動を制御する。電動車椅子駆動制御部１５は、第３センサ３２により検出されたシャフト部３１の傾動トルクが増加するほど、各モータ５を制御して、電動車椅子１の前後方向の移動速度を増加させる。

同様に、第２センサ１４は、ダイヤル部１２の回転トルク及び回転方向を検出するトルクセンサであってもよい。第２センサ１４は、検出したダイヤル部１２の回転トルク及び回転方向を電動車椅子駆動制御部１５に出力する。電動車椅子駆動制御部１５は、第２センサ１４により検出されたダイヤル部１２の回転トルク及び回転方向に基づいて、電動車椅子１の旋回を制御する。電動車椅子駆動制御部１５は、第２センサ１４により検出されたダイヤル部１２の左右方向への回転トルクが増加するほど、各モータ５を制御し、電動車椅子１の左右方向の旋回速度を増加させる。

電動車椅子駆動制御部１５は、電動車椅子１の後進時に、その後進状態を報知装置３３を用いて、ユーザに対し報知してもよい。これにより、ユーザは電動車椅子１の後進を明確に認識でき、安全性が向上する。報知装置３３は、例えば、着座部２１、肘掛け部２２などユーザと接触する部分を振動させる振動装置、警告灯を点灯／点滅させるライト、警告音を出力するスピーカ、などである。さらに、電動車椅子駆動制御部１５は、電動車椅子１周辺の障害物を検出したときに、その旨を報知装置３３を用いて、ユーザに対し報知してもよい。

実施形態３
本発明の実施形態３に係る電動車椅子操作装置３０は、シャフト部３１の車両上下方向への動作に応じて電動車椅子１を前後方向へ移動させる。シャフト部３１は、肘掛け部２２の先端側に車両上下方向に動作可能に設けられている（図１４）。

なお、シャフト部３１は、中立位置で鉛直方向に向いているが、中立位置で前後方向へ傾斜していてもよい（図１５）。このシャフト部３１の傾斜角度は、ユーザの操作姿勢に応じて調整可能であってもよい。これにより、ユーザはより最適な姿勢でダイヤル部１２を操作できる。

第３センサ３２は、シャフト部３１の車両上下方向の移動を検出する。第３センサ３２は、シャフト部３１の車両上下方向の移動量及び移動方向を検出する。第３センサ３２は、検出したシャフト部３１の車両上下方向の移動量及び移動方向を電動車椅子駆動制御部１５に出力する。電動車椅子駆動制御部１５は、第３センサ３２により検出されたシャフト部３１の車両上下方向の移動量及び移動方向に基づいて、電動車椅子１の前後方向の移動を制御する。

電動車椅子駆動制御部１５は、第３センサ３２により検出されたシャフト部３１の車両下方への移動に基づいて、各モータ５を制御し、電動車椅子１を前方向に移動させる。電動車椅子駆動制御部１５は、第３センサ３２により検出されたシャフト部３１の車両上方への移動に基づいて、各モータ５を制御し、電動車椅子１を後方向に移動させる。電動車椅子駆動制御部１５は、第３センサ３２により検出されたシャフト部３１の車両上下方向への移動量が増加するほど、各モータ５を制御し、電動車椅子１の前後方向の移動速度を増加させる。なお、電動車椅子駆動制御部１５は、シャフト部３１の車両下方への移動に基づいて電動車椅子１を後方向に移動させ、シャフト部３１の車両上方への移動に基づいて電動車椅子１を前方向に移動させてもよい。

電動車椅子駆動制御部１５は、第２センサ１４により検出されたダイヤル部１２の回転量及び回転方向に基づいて、電動車椅子１の旋回を制御する。

本実施形態３に係る電動車椅子操作装置３０において、ユーザは、シャフト部３１を上下方向へ操作することで、電動車椅子１を前後方向へ移動させ、ダイヤル部１２を左右方向へ回転操作することで、電動車椅子１を左右方向へ旋回させることができる。したがって、操作負荷の高い、手首の回内及び回外運動と指の連携動作を必要としないため、ユーザの操作負荷を大幅に軽減できる。

なお、第３センサ３２は、シャフト部３１の車両上下方向の移動力の大きさ及び方向を検出する力覚センサであってもよい。この場合、シャフト部３１は、ほとんど車両上下方向へ移動しない構成であってもよい。第３センサ３２は、検出したシャフト部３１の車両上下方向の移動力の大きさ及び方向を電動車椅子駆動制御部１５に出力する。

電動車椅子駆動制御部１５は、第３センサ３２により検出されたシャフト部３１の車両上下方向の移動力の大きさ及び方向に基づいて、各モータ５を制御して、電動車椅子１の前後方向の移動を制御する。電動車椅子駆動制御部１５は、第３センサ３２により検出されたシャフト部３１の移動力の大きさが増加するほど、各モータ５を制御して、電動車椅子１の前後方向の移動速度を増加させる。

また、電動車椅子駆動制御部１５は、第３センサ３２により検出されたシャフト部３１の車両上下方向の動作及びシャフト部３１の車両前後方向の傾動に基づいて、各モータ５を制御して、電動車椅子１の前後方向の移動を制御してもよい。例えば、電動車椅子駆動制御部１５は、シャフト部３１の車両下方への移動に基づいて電動車椅子１を前方向に移動させ、シャフト部３１の車両後方への傾動に基づいて電動車椅子１を後方向に移動させてもよい。

本実施形態３において、上記実施形態１及び２と同一部分に同一符号を付して、詳細な説明は省略する。

本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、上記実施形態の構成を任意に組み合わせてもよい。

１電動車椅子、２車椅子本体、３駆動輪、４従動倫、５モータ、１０電動車椅子操作装置、１１スライド部、１２ダイヤル部、１３第１センサ、１４第２センサ、１５電動車椅子駆動制御部、２１着座部、２２肘掛け部、３０電動車椅子操作装置、３１シャフト部、３２第３センサ、１１１スライドバー、１１２バネ、１１３接触部、１１４中間部、１１５ダンパー

Claims

電動車椅子の前後進及び旋回操作を行うための電動車椅子操作装置であって、
車両前後方向に延在し、ユーザの前腕を載置する肘掛け部と、
前記肘掛け部に対して車両前後方向に相対移動可能に該肘掛け部に設けられたスライド部と、
前記肘掛け部の先端側に配置され、前記スライド部に連動して前記肘掛け部に対して車両前後方向に相対移動すると共に、前記ユーザが把持し回転操作可能なダイヤル部と、
前記スライド部の車両前後方向の移動量及び／又は基準に対する位置を検出する第１センサと、
前記ダイヤル部の回転量、回転位置、及び／又は回転トルクを検出する第２センサと、
前記第１センサにより検出された前記スライド部の車両前後方向の移動量及び／又は基準に対する移動位置が前記電動車椅子の前後方向の走行動作に関連付けられ、前記第２センサにより検出されたダイヤル部の回転量、回転位置、及び／又は回転トルクが、前記電動車椅子の左右方向の旋回動作に関連付けられて、前記電動車椅子の走行動作が制御されるための電動車椅子駆動制御部と、
を備える、ことを特徴とする電動車椅子操作装置。
電動車椅子の前後進及び旋回操作を行うための電動車椅子操作装置であって、
車両前後方向に延在し、ユーザの前腕を載置する肘掛け部と、
前記肘掛け部の先端側に、車両前後方向に傾動可能となるように設けられたシャフト部と、
前記シャフト部の先端に設けられ、前記ユーザが把持し回転操作可能なダイヤル部と、
前記シャフト部の傾動量、基準に対する位置、及び／又は傾動トルクを検出する第３センサと、
前記ダイヤル部の回転量、回転位置、及び／又は回転トルクを検出する第２センサと、
前記第３センサにより検出された前記シャフト部の傾動量、基準に対する位置、及び／又は傾動トルクが前記電動車椅子の前後方向の走行動作のみに関連付けられ、前記第２センサにより検出されたダイヤル部の回転量、回転位置、及び／又は回転トルクが、前記電動車椅子の左右方向の旋回動作に関連付けられて、前記電動車椅子の走行動作が制御されるための電動車椅子駆動制御部と、
を備える、ことを特徴とする電動車椅子操作装置。
電動車椅子の前後進及び旋回操作を行うための電動車椅子操作装置であって、
車両前後方向に延在し、ユーザの前腕を載置する肘掛け部と、
前記肘掛け部の先端側に、車両上下方向の動作が可能となるように設けられたシャフト部と、
前記シャフト部の先端に設けられ、前記ユーザが把持し回転操作可能なダイヤル部と、
前記シャフト部の移動量、基準に対する位置、及び／又は移動力を検出する第３センサと、
前記ダイヤル部の回転量、回転位置、及び／又は回転トルクを検出する第２センサと、
前記第３センサにより検出された前記シャフト部の移動量、基準に対する位置、及び／又は移動力が前記電動車椅子の前後方向の走行動作のみに関連付けられ、前記第２センサにより検出されたダイヤル部の回転量、回転位置、及び／又は回転トルクが、前記電動車椅子の左右方向の旋回動作に関連付けられて、前記電動車椅子の走行動作が制御されるための電動車椅子駆動制御部と、
を備える、ことを特徴とする電動車椅子操作装置。
請求項１乃至３のうちいずれか１項記載の電動車椅子操作装置であって、
前記ダイヤル部の回転軸は、鉛直方向の軸に対して、ユーザの外側に所定角度だけ傾斜している、ことを特徴とする電動車椅子操作装置。
電動車椅子の車両前後方向に延在し、ユーザの前腕を載置する肘掛け部と、
前記肘掛け部に対して車両前後方向に相対移動可能に該肘掛け部に設けられたスライド部と、
前記肘掛け部の先端側に配置され、前記スライド部に連動して前記肘掛け部に対して車両前後方向に相対移動すると共に、前記ユーザが把持し回転操作可能なダイヤル部と、
を備える電動車椅子操作装置の車両操作方法であって、
前記スライド部の車両前後方向の移動量及び／又は基準に対する位置を検出するステップと、
前記ダイヤル部の回転量、回転位置、及び／又は回転トルクを検出するステップと、
前記検出された前記スライド部の車両前後方向の移動量及び／又は基準に対する移動位置が前記電動車椅子の前後方向の走行動作に関連付けられ、前記検出されたダイヤル部の回転量、回転位置、及び／又は回転トルクが、前記電動車椅子の左右方向の旋回動作に関連付けられて、前記電動車椅子の走行動作が制御されるステップと、
を含む、ことを特徴とする電動車椅子操作装置の車両操作方法。
電動車椅子の車両前後方向に延在し、ユーザの前腕を載置する肘掛け部と、
前記肘掛け部の先端側に、車両前後方向に傾動可能となるように設けられたシャフト部と、
前記シャフト部の先端に設けられ、前記ユーザが把持し回転操作可能なダイヤル部と、
を備える電動車椅子操作装置の車両操作方法であって、
前記シャフト部の傾動量、基準に対する位置、及び／又は傾動トルクを検出するステップと、
前記ダイヤル部の回転量、回転位置、及び／又は回転トルクを検出するステップと、
前記検出された前記シャフト部の傾動量、基準に対する位置、及び／又は傾動トルクが前記電動車椅子の前後方向の走行動作のみに関連付けられ、前記検出されたダイヤル部の回転量、回転位置、及び／又は回転トルクが、前記電動車椅子の左右方向の旋回動作に関連付けられて、前記電動車椅子の走行動作が制御されるステップと、
を含む、ことを特徴とする電動車椅子操作装置の車両操作方法。
電動車椅子の車両前後方向に延在し、ユーザの前腕を載置する肘掛け部と、
前記肘掛け部の先端側に、車両上下方向の動作が可能となるように設けられたシャフト部と、
前記シャフト部の先端に設けられ、前記ユーザが把持し回転操作可能なダイヤル部と、
を備える電動車椅子操作装置の車両操作方法であって、
前記シャフト部の移動量、基準に対する位置、及び／又は移動力を検出するステップと、
前記ダイヤル部の回転量、回転位置、及び／又は回転トルクを検出するステップと、
前記検出された前記シャフト部の移動量、基準に対する位置、及び／又は移動力が前記電動車椅子の前後方向の走行動作のみに関連付けられ、前記検出されたダイヤル部の回転量、回転位置、及び／又は回転トルクが、前記電動車椅子の左右方向の旋回動作に関連付けられて、前記電動車椅子の走行動作が制御されるステップと、
を含む、ことを特徴とする電動車椅子操作装置の車両操作方法。