JPH01230357A - 患者移床装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は病院やリハビリテーションセンタ等の医療施
設において、ベツド上に寝たきりの患者の補助、介助の
ために使用覆る患者移床装置の制御方法に関するもので
ある。

〈従来の技術〉 病院やリハビリテーションセンタ等の医療１Ｍ設におい
て、寝たきりの患者を自動的に抱き上げてトイレ、浴室
、治療至などへ搬送する患者移床装置は、介護人の負担
軽減のみならず、患者自身の意志による行動の補助等を
［］的としてその実現に対する社会的期待は高まってい
る。

第６図はその一例を示すもので、水平方向にスライドし
、ベツド十の患者を抱き上げる抱き上げ装置としてのシ
ート部１と、全方向移動台車２とからなっている。

シー　上部７は、水平部分３と、その前後の起伏部分４
とからなり、その形態を車椅子形状からス１−レッヂ↑
・−形状へ変化ざゼることができ、ベツド１２間におい
て、ス］〜レツチ１Ｐ−状態としτシート部１を水平方
向にスライドさせ、思召とベツド間に挿入覆ることによ
り患者抱き下げを可能としている。

第７図は第６図で示した患者移ＩＸ装置のシート部を示
したもので、水平部分３、起伏部分４の何れもがこの１
Ｍ造である。

このシート部は、一体となって水平方向にスライド可能
な上下二枚の平板５．６からなる挿入板７を基板１３上
に設（プ、上部の平板５にかけられ、上下で別々にベル
トローラ８．９に巻き取られる上ベル１へ１０と、下部
の平板６の上面から、その両端を通り、下方に導いた下
ベルト１４から’ｘＺす、この下ベルト１４は、その両
端を基板１３の前寄りに固定したものである。

第８図（ａ）　、（ｂ）　、（Ｃ）　、（ｄ）は上記の
装置を用いて行なう患者抱さ上けの様子を示づものであ
る。

即ち、挿入板７がスライド動作を行ない、患者１１とベ
ツド１２の間に挿入されるが、その際、下のベル１ヘロ
ーラ９のみが土ベルト１０＠繰り出して常に患者１１ど
ベル１〜１０どの相対関係が変化し４１いようにして、
平板５どベツド１２間の摩擦を軽減してスムーズな挿入
を可能としている。

又、下部の平板６は上部の平板５ど同時に患者１１とベ
ツド１２間に挿入されるがベツド１２と下ベルト１４の
相対関係は一定に保たれ、平板６どベツド１２間の摩擦
を軽減する働きを持つ。

又、上下のベル１ヘルー７８．９の駆動用に上下に各１
台づつのモータ１５．１６と、挿入板７の進退駆動用に
１台のモータがそれぞれ配置されている。

上記のようなＲ構をもつ抱き一トげ装置においては、抱
き上げ挿入時には挿入板７は患者１１に不快感を与えな
い程度の一定速度で動作させる必要がある。高速すぎる
と患者１１に痛み等の不快感を与えるおそれがあり、又
、速度が一定しない場合も不快である。

又、挿入時には挿入板７の進行に応じて下部のベルトロ
ーラ９を回転させて上ベルト１０を第８図（ｂ）の矢印
のように繰り出してやる必要がある。

このどぎ挿入板７の速度■ｂｄ（ｔ）、挿入板にかけら
れたベルトの下部部分での速度Ｖｂ２（１）とすると、 Ｖ、２（ｔ）　＝　２　Ｖｂ、（ｔ）　　　　・・・・
・・（１）となるように制御覆れば挿入板７の上部平板
５上のベルト１０は停止したままで患者接触位置に相対
的変化は生じないのでスムースな挿入が可能である。

そこで、挿入板７の駆動モータ及び下ベル１〜ローラ９
の駆動モータ１６をそれぞれ別個に一定速度で回転させ
ることを考える。

一股に七−夕を一定速度で回転させるには、比例制御に
積分補償動作を加えた制御方式（即ち、ＰＩ制６Ｉ］）
が多く用いられている。

即ち、モータ駆動電流宕を として考える。

ここでωＯはモータの目標回転角速度、ωは角速度の現
在値である。

挿入板７と下ベルトローラ９の回転速度の目標値をそれ
ぞれの回転伝達機構を考慮したうえで（１）式を満足覆
るように選べばよい。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかし、上記のように各モータを別個のザーボ制御系で
構成する方式の場合、以下に述べるような問題点がある
。

挿入板７を患者１１とベツド１２の間に挿入する際、患
者１１の重量は挿入板駆動ザーボ系には外乱として作用
する。

即ち、患名−ベッド間への挿入板の挿入が開始された時
点で患者とベル１〜、挿入板の間にモータの回転に抵抗
する摩擦力が外乱として生じ、それまで一定速度で駆動
されていた挿入板の速度は低下づる。

ところが、ＰＩ副制御は現在速度と目標速度の誤差が大
きくなると積分項の出力が徐々に人さくなり、外乱に抵
抗するだけの出力がｊＮられ、患者重量に起因する摩擦
が存在しても一定時間後にはもとの速度に戻るという特
性がある。

一方この患者重量に起因する摩擦力は、挿入板駆動用モ
ータに対しては外乱として作用するが、下ベルトローラ
駆動用モータに対しては外乱とはならない。

挿入板駆動モータは板の挿入開始時点で一旦速度が落ち
るが、その門下ベル１ヘローラの駆動用モータは速度低
下はなく一定速度で回転し続ける。

挿入板速度が低下している間、前記（１）式の関係が崩
れてしまうために、どうしても余分な上ベルト１０が繰
り出されてしまい、第９図に示づようなたるみが生じる
ことになる。

続いて、この抱き上げ装置の上に載っている患者を、一
方のベル１〜ローラを巻き込み、他方のベル１−ローラ
を繰り出しの方向に回転さゼて装置上で移動させ、位置
すれの修正を行なうことを考えてみる。

この場合において、両ベルトローラ８．９は同一の速度
で回転ずれは“よいが、患者の荷重を引っ張るのは一方
のベル１ヘロ−ラである。従って、荷重の加わる方のベ
ル１−〇−ラは速度が低下覆るが他方のベルトローラに
は荷重が加わらないために一定の速度で回転し続ける。

イのため、前記の場合と同様に十ベルト１０のたるみが
生じることになる。このような」ニベルト１０のたるみ
は次に続く動作の妨げとなる。

即ち、」ニベルト１０のたるみがなくなるまで、ベルト
１０の引張力が岩者に伝わらない。

更にベルト１０の巻き吊の関係が不定どなるために抱き
上げを行なうたひに初期化動作が必要となる等の不都合
がある。

く課題を解決覆るだめの手段〉 この発明は、上記のような問題点を解決するためになさ
れたもので、二枚の平板を若干の間隙を存して上下に重
ねて一体とした挿入板を基板上に水平方向進退自在に取
り伺は、該基板の後方には上下一対のベルトを配置し、
該挿入板の上部の平部の前縁から上下にまわし後方へ導
いた上ベルトの両端を上下のベルトローラに巻き取らせ
てその端部をそれぞれ各ベルトローラに固定し、下部の
平板の上面からその両端をまわり下方に導いた下ベルト
の両端は、基板の前寄りに固定し、前記各ベル１〜〇−
ラをそれぞれ別個に正逆転させる駆動手段を設け、更に
該基板には前記挿入板を進退させる駆動手段を設けて挿
入時には挿入板を前進さゼるとともに、下部のベルトロ
ーラからベルトを繰り出すことにより、ベルトの上部は
静止状態のまま患者の下部に挿入ざゼるようにし、挿入
板の後退時には上下のベルトローラを駆動して挿入板と
ともにベル１−が後退するようにした患者移床装置にお
いて、上記ベルトローラ近辺にベルトのたるみを検出す
るためのテンションローラを取り付け、その−テンショ
ンローラにより検出されたたるみ吊により、ベルトロー
ラの回転速度を調節し、挿入板に対してベル１へのつま
りゃたるみのない動作を実説リ−るようにしたものであ
る。

〈実施例〉 第２図はこの発明の原理を示すもので、前記挿入板７の
後方のベルトローラ８．９から巻き出された」ニベル１
へ１０のベルトローラ８からベルトローラ９までの間に
、テンション維持のためのテンションローラ２１をそれ
ぞれ設ける。

該各ランジョンローラ２１は第３図のように、それぞれ
スプリング２２によって常にベル１へを押さえつりる方
向に力を発生するように構成され、ベルト１０にたるみ
ができないように支えている。

しかし、患者とベツド間に挿入板７を仲人したときの抵
抗は相当な速度変化を挿入板７に与えるため、ベルト１
０のたるみは相当量となり、このデンジコンローラ２１
のみてはたるみを吸収覆ることはできない。

そこで、テンション１」−ラ２１の変位量を第３図のよ
うなポデンシ］メータ等の変位計測用センサ２３を用い
で測定し、そのベル［−たるみ量を減少さゼるようにベ
ルトローラ８．９を制御する、即ち、挿入板７が前方に
動作している場合に、ベル１へ１０のたるみか生じてお
れば、ベルトロ〜う８．９の回転速度を減少させ、その
逆にベルト１゜が張りすぎる場合はベルトローラ８．９
の回転速度を速くするように制御１′？ｌる。

つき゛に、第４図の実施例について、その作用を説明す
る。この図に示すように、各変位置を与える。即ち挿入
板７の変位を×１テンションローラ２１の変位をｙとし
、それぞれ挿入板７が前方に進む方向及びたるみが生じ
る方向を正とする。

又、ベルトローラ８．９の回転方向をベルト１０が巻出
される方向を正とし、ベルトローラ８．９を駆動づるモ
ータ１５．１６に正の電流を与えれば、ベルトローラ８
．９が正の方向に回転するものとする。テンションロー
ラ２１の変位ｙはベルト１ｏのたるみが生じるにつれて
第５図のａ、ｂ、ｃのように変化する。ｙ軸はベルトが
完全に張った状態をＶ＝Ｏとし、ベルト１０が若干たる
んで・いる第５図すに示すベルト状態を最適なベルトの
張り状態ど考え、その位置をｙ６とし、このｙ。を目標
値とづる。

挿入板７の速度Ｘとぬ及び現在のテンションローラ２１
の位置ｙの関係からベルトローラ駆動モータ１５．１６
に与えるべき電流りの正負は次のように求められる。

；ｉ＞Ｏ”’　　７−７ｏ＞ＯｒＢｌｌ、”　　ａＬ＞
０、ｔ＞ｏ　　１１％りＹ−γ。（Ｏｎ’ｂｒｉ”　　
ａＬ〈０’ｔ−＜ｏｖ）　Ｉ−だ〉Ｏｒ、＋シ１１”　
　へ、／、（Ｏｉく○　力゛　”７−ｙＯイ０　諦１１
゛△ソ〉Ｏこれは挿入板７が前方に動いてベル１−１０
のたるみが生じていればモータ１５．１６へ与える電流
値の増減△↓を負にするといった関係を挿入板７の動作
方向それぞれに応じて書き下したものである。

この関係により基本的な制御系を作ることができる。

それを第１図に示づ。仲人板７は通常の板速度制御系３
１により速度制御１ｉ−る。その速度の方向に応じてベ
ル１〜ローラ８．９の回転方向を定めるためにベルトロ
ーラ８．９の制御系内にＸの正負に応じてベルトローラ
８．９へ与える電流を反転させるスイッチングブロック
３２を設（プである。

ベル１ヘロ−ラ８．９の制卸系３５自体は第２図のよう
に前期各テンションロ〜う２１の変位Ｍｙに対するフィ
ードバック系を構成すればよいが、ｙの値がｙ。に−・
致しでいても挿入板７が動作している間はベルトローラ
８．９の回転を維持しな（プればならないので積分要素
３３を入れたものである。

ただし、挿入板７が停止すると、ベル１〜ローラ８．９
も停止さぜなければならないので、スイッチングブロッ
ク３２の中に板速度がθに近くなればベルトローラ８．
９の回転も強制的にθにするような不感帯をつくってお
く。

以上のような制御系を上下のベルトローラ８．９それぞ
れに対して構成づればよいが、挿入板７の挿入時及び引
き抜き時には挿入板７の上部の平板５の上面に接するベ
ルト１０の上部の部分は動がさないて、ベルト１０の下
側部分を挿入板７の２倍の速度で巻き出すことが必要ど
なる。

この場合は第１図に示しであるようなスイッチ３４を上
側のベルトローラ８の制卸系に設り、上側のベルトロー
ラ８を静止させてａ３＜ということで対処できる。

く効果〉 この発明は上記のような構成と作用により、ベルトのた
るみを直接検出し、この検出値をフィードバックして、
この検出値にもとづいてベルトローラの回転速度を調節
し、ベルトのつまりゃたるみをなくすことができるもの
であるから、従来の挿入板の動作位置とベルトローラの
回転位置により制御づ゛る間接的な方法に比較して一層
効果的なベル１への制御が行なえるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の制御方法を実施する装置のブ［］ツ
ク図、第２図は制御方法の原理を示す側面図、第３図は
変位に１測用セン勺の一例を示す拡大縦断面図、第４図
はこの発明の詳細な説明覆る側面図、第５図は同上の一
部の拡大側面図、第６図はこの発明方法を実施する恐者
移床装置の斜視図、第７図は同上のシー１へ部分の斜視
図、第８図は（ａ）、（ｂ）、（Ｃ）、（ｄ）は上記装
置による抱き上げの様子を示す行程別画面図、第９図は
ベルトのたるみを示す側面図である。 ５．６・・・平板　　　　　　　　　７・・・挿入板８
．９・・・ベルトローラ　　　　　１０・・・十ベルト
１１・・・患者　　　　　　　　　　　１２・・・ベツ
ド１４・・・下ベルト　　　　　　　　　１５．１６・
・・モータ３１・・・板速度制御系 ３２・・・スイッチングブロック ３３・・・積分要素　　　　　　　　　３４・・・スイ
ッチ３５・・・ベルト駆動上−タ制御系

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 二枚の平板を、若干の間隙を存して上下に重ねて一体と
   した挿入板を基板上に水平方向進退自在に取り付け、該
   基板の後方には上下一対のベルトローラを配置し、該挿
   入板の上部の平板の前縁から上下にまわし後方へ導いた
   上ベルトの両端を、該上下のベルトローラに巻き取らせ
   てその端部をそれぞれ各ベルトローラに固定し、下部の
   平板の上面からその両端をまわり下方に導いた下ベルト
   の両端は、基板の前寄りに固定し、前記各ベルトローラ
   をそれぞれ別個に正逆転させる駆動手段を設け、更に、
   該基板には前記挿入板を進退させる駆動手段を設けて挿
   入時には挿入板を前進させるとともに、下部のベルトロ
   ーラからベルトを繰り出すことにより、ベルトの上部は
   静止状態のまま患者の下部に挿入させるようにし、挿入
   板の後退時には上下のベルトローラを駆動して挿入板と
   ともにベルトが後退するようにした患者移床装置におい
   て、ベルトローラ近辺にベルトのたるみを検出するため
   のテンションローラを取り付け、そのテンションローラ
   により検出されたたるみ量により、ベルトローラの回転
   速度を調節し、挿入板に対してベルトのつまりや、たる
   みのない動作を実現するようにしたことを特徴とする患
   者移送装置の制御方法。