JP7239234B2 - 歩行補助車 - Google Patents
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Description
車輪を有する本体フレームと、
前記本体フレームに設けられ、補助対象者の胴体を左右側方から支持するための胴体支持部と、
前記車輪をロックするためのロック部材をロック位置又は非ロック位置のいずれかに電磁的に移動可能に構成された電磁ロック機構と、を備え、
前記胴体支持部は、補助対象者の胴体を支持するための支持姿勢と、補助対象者の離脱を許容する離脱許容姿勢とを切り替え可能に構成されており、
所定第1操作に応じて前記胴体支持部の姿勢を前記支持姿勢に切り替えると共に前記ロック部材を前記非ロック位置に移動させ、
所定第2操作に応じて前記胴体支持部の姿勢を前記離脱許容姿勢に切り替えると共に前記ロック部材を前記ロック位置に移動させるように構成されている。
したがって、安全性と利便性との双方を向上可能となる。
以下、本開示の第1実施形態を、図面を参照して説明する。
図1~7に示すように、車輪1は、左右で対をなすように本体フレーム2に対して複数対設けられている。本実施形態では、一対の前車輪1F、一対の中車輪1C、一対の後車輪1Rを含む3対の車輪1が設けられているが、これに限定されない。例えば、車輪1の対数を変更してもよい。本実施形態では、車輪1は円盤状の車輪であるが、これに限定されず、ボール形状などを採用してもよい。本実施形態では、中車輪1Cには、3相ブラシレスモータ等の走行電動部が接続されており、補助対象者の歩行速度に応じた速度制御、左右の速度調整による斜行抑制制御などの走行制御がプロセッサ50(図8参照)により実行される。
本体フレーム2は、車輪1を有する下部フレーム20と、支持部3を有する上部フレーム21と、を有する。上部フレーム21は下部フレーム20に昇降自在に支持されている。上部フレーム21は、電動シリンダ等の昇降電動部60(図8参照)の駆動により上昇又は下降する。この構成によれば、上部フレーム21に設けられた支持部3を支えに補助対象者が立ち座り動作を容易に行うことが可能となる。なお、本体フレーム2には図示しないバッテリが搭載されており、各電動部及び制御部の動力源となっている。
なお、上部フレーム21のU字部位21a、アームレスト31、第1把手部32及び胴体支持部30は、それぞれ位置調整可能に構成されているが、詳細は後述する。
図1~7に戻り、胴体支持部30は、補助対象者の胴体を左右側方から支持するために上部フレーム21に設けられている。胴体支持部30は、補助対象者の胴体を支持するための支持姿勢P1(図4~6参照)と、補助対象者の離脱を許容する離脱許容姿勢P2(図11~13参照)とを切り替え可能に構成されている。本実施形態では、胴体支持部30は、胴体を左右側方から支持するために前後方向に延びる第1胴体パッド30aと、胴体を後方から支持するための第2胴体パッド30bと、を有する。第2胴体パッド30bが第1胴体パッド30aに対して回転により位置変更することにより、胴体支持部30の姿勢を支持姿勢P1又は離脱許容姿勢P2に切り替え可能に構成されている。図4及び図6に示すように、支持姿勢P1における第2胴体パッド30bは、第1胴体パッド30aの支持面30cの少なくとも一部よりも左右方向内側に突出する位置にある。図11及び図13に示すように、離脱許容姿勢P2における第2胴体パッド30bは、第1胴体パッド30aの支持面30cよりも左右方向外側に退避する位置にある。図6に示すように、第1胴体パッド30aの前端部は左右方向内側へ延びており、これにより補助対象者の前方への離脱を禁止している。
すなわち、本実施形態において、胴体支持部30は、補助対象者の胴体を左右側方だけでなく前後方向からも支持可能に構成されており、離脱許容姿勢P2は、補助対象者の後方への離脱を許容している。なお、前後関係を逆にすれば、胴体支持部30は離脱許容姿勢P2において補助対象者の前方への離脱を許容することになる。
そこで、本実施形態では、図4~6に示すように、第1胴体パッド30aは、電動部を介さずに上部フレーム21(本体フレーム2)に直接又は間接的に支持されている。このようにすれば、発生頻度が高い左右側方及び下方に向かう補助対象者の荷重を、電動部を介さずに支持することができ、電力消費を低減可能となる。一方、第2胴体パッド30bは、モータ等の姿勢変更用電動部63(図8参照)を介して第1胴体パッド30aに支持されている。
図9及び図10は、車輪の状態、電磁ロック機構4の位置、及びブレーキ部の関係を示す図である。図9(a)は、電磁ロック機構4が第1位置P3にあり、ロック部材40が非ロック位置LP2にあり、車輪1が非拘束状態である様子を示す。図9(b)は、電磁ロック機構4が第1位置P3にあり、ロック部材40がロック位置LP1にあり、車輪1が拘束状態である様子を示す。図10は、電磁ロック機構4が第2位置P4にあり、ロック部材40がロック位置LP1にあり、車輪1が非拘束状態である様子を示す。なお、図9及び図10は、電磁ロック機構4及びその周辺構成の動作をわかりやすく説明するために抽象化しており、厳密に示していない。
上記の通り、電磁ロック機構4は非励磁状態でロック部材40をロック位置LP1に位置するように構成されており、その結果、歩行補助車の電源がオフの場合には車体を動かすことができない。そこで、補助対象者以外の人(医療関係者、介護関係者)が容易に移動可能にするために、次の構成を採用している。この構成は任意であり、省略可能である。
なお、車輪が拘束状態であるかを検出するためのスイッチなどの車輪拘束センサ64(図8参照)が設けられている。
図8に示すように、プロセッサ50は、上昇指示ボタン71、下降指示ボタン72、姿勢変更指示ボタン73、電磁ロック解除操作部74、上限センサ61、下限センサ62、車輪拘束センサ64からの信号を受け、昇降電動部60、姿勢変更用電動部63、及び電磁ロック機構4(ロック用電動部41)の駆動を制御するように構成されている。電磁ロック解除操作部74は、補助対象者が操作しないように目立たない場所(例えば上部フレーム21の裏側など)に配置することが好ましい。
胴体支持部30は、図4に示すように、ボルトなどの締結具V1により上部フレーム21に固定されており、上部フレーム21に対する取付位置を変更することで高さを調整可能に構成されている。また、図4に示すボルトなどの締結具V2により、胴体支持部30は上部フレーム21に固定されており、図13に示すように、胴体支持部30が上部フレーム21に対する左右方向の取付位置を変更することで胴体支持部30同士の間隔W1を調整可能に構成されている。また、胴体支持部30(第1胴体パッド30a)は、図3に示す回転軸C1を中心に上下方向に首振り可能に構成されている。また、アームレスト31は、上部フレーム21に対する取付位置を変更することで、上部フレーム21に対する前後位置を変更可能に構成されている。また、アームレスト31は、図5に示すボルトなどの締結具V3により前後方向に対する傾斜角度α1を変更可能に構成されており、これにより、図13に示すように、胴体支持部30の水平方向の首振り調整が可能となっている。また、第1把手部32は、図3に示す締結具V4により上部フレーム21に対する取付位置を変更することで、水平方向を回転中心とした回転位置(握る部分の角度)が調整可能であり、更に図5に示すように前後方向の位置を調整可能に構成されている。
車輪1を有する本体フレーム2と、
本体フレーム2に設けられ、補助対象者の胴体を左右側方から支持するための胴体支持部30と、
車輪1をロックするためのロック部材40をロック位置LP1又は非ロック位置LP2のいずれかに電磁的に移動可能に構成された電磁ロック機構4と、を備える。
胴体支持部30は、補助対象者の胴体を支持するための支持姿勢P1と、補助対象者の離脱を許容する離脱許容姿勢P2とを切り替え可能に構成されている。
所定第1操作(姿勢変更指示ボタン73)に応じて胴体支持部30の姿勢を支持姿勢P1に切り替えると共にロック部材40を非ロック位置LP2に移動させ、
所定第2操作(姿勢変更指示ボタン73)に応じて胴体支持部30の姿勢を離脱許容姿勢P2に切り替えると共にロック部材40をロック位置LP1に移動させるように構成されている。
したがって、安全性と利便性との双方を向上可能となる。
図1~14に示す実施形態では、上部フレーム21が下部フレーム20に昇降自在に支持され、昇降電動部の動力で上部フレーム21が昇降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、歩行リハビリ専用の歩行補助車であれば、上部フレーム21が下部フレーム20に固定されていてもよい。勿論、上部フレーム21と下部フレーム20とを昇降自在に構成して、ねじやボルトなどの固定具で高さ調整可能にしてもよい。
図1~8に示す実施形態では、中車輪1Cには、3相ブラシレスモータ等の走行電動部が接続されており、補助対象者の歩行速度に応じた速度制御、左右の速度調整による斜行抑制制御などの走行制御がプロセッサ50(図8参照)により実行される。左右それぞれの中車輪1Cは走行電動部(モータ等)が独立しており、別々の駆動量で制御可能である。図1~8に示す実施形態に歩行バランス調整機能を実装してもよい。歩行者を補助するための駆動輪である中車輪1Cのアシスト力は、予め操作によって設定された設定値となる。図示しない操作パネルには、「直進できる」、「左に曲がりやすい」及び「右に曲がりやすい」に対応する操作を入力可能な操作部(操作ボタン等)が設けられている。「直進できる」が設定されている場合には、左右の駆動輪である中車輪1Cのアシスト力が設定値となる。「右に曲がりやすい」が設定されている場合には、左の駆動輪である中車輪1Cのアシスト力が設定値となり、右の駆動輪である中車輪1Cのアシスト力が(設定値+1)となる。「左に曲がりやすい」が設定されている場合には、右の駆動輪である中車輪1Cのアシスト力が設定値となり、左の駆動輪である中車輪1Cのアシスト力が(設定値+1)となる。
緊急停止スイッチを設けてもよい。緊急停止スイッチが押されると、駆動輪である中車輪1Cを動かす走行電動部(モータ等)を止める。例えば、緊急停止スイッチが押された場合に歩行補助車全体の電源を遮断するように構成すると、第2胴体パッド30bが支持姿勢P1のまま動かなくなり、不具合が生じる。走行電動部を止めることで、その不具合を回避するためである。
第2実施形態の歩行補助車について説明する。第1実施形態と同じ構成には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
第2実施形態では、歩行補助車がデータロガーを有するが、データロガーを設ける対象としては歩行補助車に限定されず、福祉用具であれば採用可能である。福祉用具としては、電動歩行補助車、歩行車、シルバーカー、横押しカート、ショッピングカート、杖、手すり、椅子などが挙げられる。図16は、福祉用具のデータ取得システムを示す。図16に示すシステムは、電動歩行補助車に適用されたデータロガーを示す。データロガーは、各種センサ(加速度センサ、ジャイロセンサ、回転計、荷重センサ等)又は福祉用具のマイコン(電動歩行補助車のマイコン)から計測値、制御情報等のデータを取得する。データロガーは、ネットワークを介してデータをクラウド等のストレージに保存する。データロガーは、例えば次に記載の少なくとも1つのデータを取得可能に構成されている。
(1)機器の型番又はID:製造時の書き込みから取得可能である。ユーザ本人への価値サービスに利用可能である。
(2)MACアドレス:マイコン情報から取得可能である。器具の識別が可能となり、例えば歩行能力の変化を検知するために利用できる。それにより早期介入を促進可能となる。
(3)時刻:ネットワークから取得可能である。健康状態の変化の検知に利用できる。それにより早期介入を促進可能となる。
(4)加速度:加速度センサから取得可能である。他機器や施設、システムとの連携により、生活、健康などの改善提案が可能となる。
(5)角速度:ジャイロセンサから取得可能である。装着型ロボットとの連携が可能となる。
(6)GPS:スマートフォンのGPSやGPSユニットを搭載することで取得可能である。端末から利用者への情報、サービスの提案に利用可能である。
(7)荷重(利用者が器具へのせる体重):荷重センサ、ロードセル、力覚センサ等から取得可能である。家族や介護者への価値サービスの提供に利用可能である。
(8)血圧、脈拍等のバイタル情報:グリップ内蔵のバイタルセンサ又はカメラから取得可能である。位置情報を提供できる。それにより見守りなどのサービスと連携可能となる。
(9)アシスト情報:電動歩行車のマイコンから取得可能である。移動経路情報を取得できる。それにより見守りなどのサービスと連携可能となる。また、安否確認が可能となる。
(10)歩数、速度、歩幅:駆動輪に取り付けた回転計、駆動輪の回転数(電動アシスト制御情報)、ToFセンサ、距離センサ等から取得可能である。介護事業者への価値サービスの提供に利用可能である。
(11)傾斜情報:加速度センサ又はジャイロセンサから取得可能である。活動情報が取得でき、介入や指導が可能となる。通所以外の時間の活動量を増やして介護度の改善を図ることが可能となる。
(12)転倒情報:加速度センサ又はジャイロセンサから取得可能である。器具のメーカ又はレンタル業者への価値サービスが提供可能となる。
(13)制動又は減速:電動アシスト制御情報から取得可能である。機器の保守に利用可能である。
(14)停止時間:駆動輪に取り付けた回転計から取得可能である。自治体への価値サービスを提供可能となる。
(15)衝突又は段差による振動:加速度センサ又はジャイロセンサからの計算により取得可能である。歩道劣化検知が可能となる。例えば高齢者に危険な歩道を検知して自治体へ共有することが可能になる。
(16)人体又は障害物の検知:カメラまたはToFセンサから取得可能である。
(17)機器や器具の異常、故障検知:電動アシスト制御情報またはロガーユニットの制御情報から取得可能である。
(18)気温:温度センサ、湿度センサ、GPS情報からの気象情報APIから取得可能である。
(19)通信端末:マイコン情報から取得可能である。
(20)移動経路:加速度センサ、ジャイロセンサまたは回転計からの計算により取得可能である。
(21)画像認識(人、物体、行動):カメラから取得可能である。
(22)空間認識(地理、目的地):スマートフォンのアプリからの目的地情報またはカメラから取得可能である。
(23)ナビゲーションからの情報提供:スマートフォンのアプリからの目的地情報
(24)個人認証:IDとパスワード、カメラによる顔認証、指紋センサによる指紋認証などの種々の認証手段から取得可能である。
以下は、上記情報を分析することで得られるデータである。
(25)使用時間(一日あたり、週あたり、月あたり、年あたり)
(26)移動距離(一日あたり、週あたり、月あたり、年あたり)
(27)使用頻度(一日あたり、週あたり、月あたり、年あたり)
(28)健康(変化、傾向、比較)
(29)歩行(能力、速度、頻度、変化、比較)
(30)活動(度合、傾向、変化、比較)
(31)位置情報
(32)移動経路、歩行経路
(33)安否確認
(34)機器情報(不具合、消耗、整備時期の提案)
第1実施形態では、上限センサ61が上部フレーム21の高さ位置を検出することで、使用者に応じて設定された上限位置にて上部フレーム21が止まるように構成されている。第4実施形態では、上部フレーム21の上限位置を機械的要素で設定変更可能に構成されている。
具体的には、図17及び図18に示すように、第4実施形態の福祉用具(歩行補助車)は、使用者の荷重を受ける荷重受部21X(上部フレーム21)と、荷重受部21Xを昇降自在に支持するベース20X(下部フレーム20)と、を有し、荷重受部21Xはベース20Xに昇降自在に支持されている。図17及び図18に示す例では、ベース20Xと荷重受部21Xを互いに昇降自在に接続するガススプリング22と、荷重受部21X(上部フレーム21)の昇降動作を許可するために操作される昇降操作部23(レバー)と、を有する。昇降操作部23を操作している状態ではガススプリング22のロックが解除され、ガススプリング22が伸縮動作可能となり、荷重受部21Xにかかる荷重に応じて昇降動作する。
図21は、第4実施形態の歩行補助車の左側面図である。図22は、左側の中車輪1C及び後車輪1Rを内側から見た側面図である。歩行補助車は、使用者の荷重を受ける本体フレーム2と、本体フレーム2の左右片側それぞれに配置される3つ以上の車輪1(図中では3つ)と、を有する。左右片側の3つ以上の車輪1は、駆動輪である第1車輪1C(中車輪1C)及び駆動力を持たない従動輪である第2車輪1R(後車輪1R)を有する。第1車輪1C(中車輪1C)及び第2車輪1R(後車輪1R)は、車輪フレーム10に設けられ、車輪フレーム10は、第1車輪1Cが設けられる部位10b(第1車輪1Cの回転軸10b)と第2車輪1Rが設けられる部位10cとの間にあるフレーム回転軸10aを中心として揺動可能に本体フレーム2に支持されている。
図23は、第4実施形態の第1車輪1Cと第2車輪1Rと車輪フレーム10と本体フレーム2との位置関係を示す側面図である。図22及び図23に示すように、荷重が作用するのは、第1車輪1Cの回転軸10b、第2車輪1Rの回転軸10d及びフレーム回転軸10aである。図23に示すように、フレーム回転軸10aは、前後方向及び鉛直方向を通る断面において、第1車輪1Cの回転軸10bと第2車輪1Rの回転軸10dとを結ぶ仮想直線L1よりも下方にあることが好ましい。フレーム回転軸10aが仮想直線L1よりも下方にあれば、前方へ向かう第1車輪1Cが段差に衝突したときに第1車輪1Cに対して上方へ向かおうとする力F1が作用する。この力F1の方向は段差を乗り越えるために第1車輪1Cが動く方向(上方)と一致するため、図24に示す構成に比べて、第1車輪1Cが段差を乗り越えやすくなる。
図22に示すように、第1車輪1C及び第2車輪1Rが、水平方向に平行な平坦路面Roに接地している状態において、第1車輪1Cの回転軸10bからフレーム回転軸10aまでの水平方向における距離W1は、フレーム回転軸10aから第2車輪1Rの回転軸10dまでの水平方向における距離W2よりも小さいことが好ましい。仮に、W1>W2であれば、第1車輪1Cよりも第2車輪1Rに荷重がかかりやすくなり、第1車輪1Cのグリップ力及び制動力が低下する可能性があるからである。W1<W2であれば、第2車輪1Rよりも第1車輪1Cに荷重がかかりやすくなり、第1車輪1Cのグリップ力及び制動力を向上させることが可能となる。W1=W2であれば、第1車輪1Cと第2車輪1Rの両輪に等しく荷重がかかりやすくなる。図22に示す第4実施系形態では、W1:W2=1:2であるが、この比に限定されない。
足腰が弱い補助対象者の転倒の仕方として少なくとも2つ考えられる。1つ目の転倒態様は、足を地面につけた状態で脱力して膝だけが前に折れ曲がり、胴体が下方に沈み込む転倒である。この態様の転倒を防止又は抑制するためには、図17、図18及び図21に示すように、歩行補助車が規定する補助対象者が起立すべき起立領域Ar1の前方に、折れ曲がる膝に接触して膝のそれ以上の折れ曲がりを防止する膝サポータ80を設けることが好ましい。
図26は、下部フレーム20を構成する一部の部材(樹脂カバー及び金属フレームの一部)を隠した左側面図である。図26に示すように、下肢サポータ8は、下肢サポータ8の上端部8aの位置を前後方向に変更可能に、水平方向に平行な回転軸8eを中心として回転可能に下部フレーム20に支持されている。この構成により、補助対象者に応じて適切な設定が可能となる。支点86aを中心に回転可能に下部フレーム20に支持されるアーム86が設けられている。下肢サポータ8には波状長孔87aを有する一対の板材87が設けられている。アーム86の先端に設けられたピンが波状長孔87aに挿通され、締結具87bを操作することで締結又は開放される。波状長孔87aは複数の変曲部及び端部を有し、複数の変曲部及び端部のうちのいずれかに係る位置にピンを配置することで複数の候補位置のうちの所望の位置に位置決め可能である。
以上のように、第4実施形態のように、歩行補助車は、本体フレーム2は、車輪1を有する下部フレーム20と、補助対象者の荷重を受ける上部フレーム21と、を有し、上部フレーム21は下部フレーム20に昇降自在に支持されており、歩行補助車は、下部フレーム20及び上部フレーム21の昇降動作に応じて互いに遠近可能に構成され、互いに接触することで上部フレーム21の更なる上昇を規制する第1位置決め部材24及び第2位置決め部材25を有し、第1位置決め部材24は、下部フレーム20及び上部フレーム21のうちの一方に固定され、第2位置決め部材25は、下部フレーム20及び上部フレーム21のうちの他方に位置変更可能に取り付けられ、第2位置決め部材25の取付位置を変更することで、第2位置決め部材25と第1位置決め部材24の接触部位が変更され、それにより上部フレームの上限位置が変更されるように構成されていることが好ましい。
2 本体フレーム
20 下部フレーム
21 上部フレーム
30 胴体支持部
4 電磁ロック機構
40 ロック部材
65 報知部
73 姿勢変更指示ボタン(所定第1操作、所定第2操作)
74 電磁ロック解除操作部(所定第3操作)
P1 支持姿勢
P2 離脱許容姿勢
LP1 ロック位置
LP2 非ロック位置
P3 第1位置
P4 第2位置
Claims (2)
- 歩行する補助対象者が腕を置くためのアームレストと、前記アームレストに置いた腕で握ることが可能な把手部と、を有する上部フレームと、
前記補助対象者の前方において上下方向に延びる接続部を介して、前記上部フレームを支持し、車輪を有する下部フレームと、
前記補助対象者の胴体を左右側方から支持可能な第1胴体パッドと、
前記第1胴体パッドよりも少なくとも一部が上方に位置し、後方へ転倒しそうなった前記補助対象者の胴体を後方から支持可能な第2胴体パッドと、
前記補助対象者の膝が前に折り曲がり胴体が下方に沈み込む転倒動作の際に、前記補助対象者の折り曲げた膝に接触して当該膝のそれ以上の折れ曲がりを防止する膝サポータと、
前記膝サポータよりも下方に位置し、前記補助対象者が後方に転倒しようとする場合にその足又は下腿が路面と前記下部フレームの間に挟まれてしまうことを防止する車体下侵入禁止ガイドと、
を備え、
前記膝サポータが形成するサポート面は、側面視で後方に突出する第1曲面を有し、
前記車体下侵入禁止ガイドが形成するサポート面は、側面視で後方に突出する第2曲面を有し、
前記第1曲面の曲率半径は、前記第2曲面の曲率半径よりも小さい、歩行補助車。 - 前記第2胴体パッドは、前記補助対象者の胴体を支持するための支持姿勢と、前記補助対象者の離脱を許容する離脱許容姿勢と、を切り替え可能に構成されている、請求項1に記載の歩行補助車。
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