JPH10277095A

JPH10277095A - 救急ストレッチャー架台

Info

Publication number: JPH10277095A
Application number: JP9101102A
Authority: JP
Inventors: Toshifumi Babasaki; 敏文馬場▲崎▼
Original assignee: B B S SYSTEC KK
Current assignee: B B S SYSTEC KK
Priority date: 1997-04-02
Filing date: 1997-04-02
Publication date: 1998-10-20

Abstract

(57)【要約】【課題】輸送時における不規則な外力の変動に応じ
て、振動系を適切に維持して、上フレームにかかる振動
を抑制することのできる救急ストレッチャー架台を提供
する。【解決手段】上フレーム１３が、中間フレーム１２を
介して基盤１１上に設けられた救急ストレッチャー架台
１０であって、上フレーム１３の前後方向の変位、及び
その傾斜角度をそれぞれ検出するセンサ２５、２４と、
上下支持機構１４〜１７の基準位置を設定する上下位置
設定手段１８、１９、及び前後支持機構２０の基準位置
を設定する前後位置設定手段２１と、センサ２５、２４
の出力を入力とし、センサ２５、２４によって測定され
る変位及び傾斜角度の変動量を抑制するファジィ制御規
則を用いて、前後位置設定手段２１及び上下位置設定手
段１８、１９の各操作量を設定する制御装置２２とを有
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は患者を載せた救急用
ストレッチャー、車椅子等を車両、船舶、あるいは航空
機により輸送する際に、その患者に対して有害な振動を
抑制することのできる救急ストレッチャー架台に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】交通事故を始めとする不慮の事故、急
病、高齢者の疾病等様々な緊急事態が頻繁に発生してお
り、また、日々増加の兆しを見せている。このような一
刻を争う救急活動において、患者を病院に輸送する搬送
時間を短縮するために、救急車両あるいはその運転技術
の改善に向けて多大な努力が払われている。例えば、救
急車両の走行時における患者への振動、衝撃を緩和する
ための装置として、特開平４−３９４３７号公報には下
部、中間、上部の各フレーム間の一つに空気ばねから成
る上下方向防振手段を設けると共に、スタビライザー又
はＸリンクから成るローリング防止手段（防振手段）を
設け、他のフレーム間に積層ゴムから成る水平方向防振
手段を設け、下部フレームを車両側に、上部フレームを
輸送対象物側にそれぞれつないだことを特徴とする輸送
用除振装置が記載されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記特
開平４−３９４３７号公報に記載の方法では、以下の
〜に示すような問題点があった。上下方向、水平方向、及びローリングに対する振動を
各防振手段によってある程度吸収することはできるが、
各防振手段における弾性定数及び基準位置等が固定され
ているために、救急輸送時等に発生する不規則な外力に
対して、各防振手段からなる振動系を常に適正な状態に
維持することが困難である。各フレーム間には空気ばねが上下方向防振動手段とし
て設けられているが、このような空気ばねの弾性限界を
越えるような外力が作用した場合には効果がない。水平方向防振手段が積層ゴムからなるので、水平方向
の可動範囲を大きくとることが困難であり、また、外乱
に対する応答時間が長く固定されていて、ゆとりを持っ
て水平方向の振動を抑制できない。上部フレームの振動状態を評価する手段がなく、その
時点における振動状態に応じて上部フレームにかかる加
速度等の変動を抑制するような制御を行うことができな
い。

【０００４】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、輸送時における不規則な外力の変動に応じて、
上フレーム、中間フレーム及びその支持機構からなる振
動系を適切に制御して、上フレーム上の患者にかかる振
動を抑制することのできる救急ストレッチャー架台を提
供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的に沿う請求項１
記載の救急ストレッチャー架台は、ストレッチャーの載
置される上フレームが、中間フレームを介して基盤上に
設けられ、前記基盤に対する前記中間フレームの上下位
置、及び前記中間フレームに対する前記上フレームの前
後位置を、それぞれの基準位置に対して弾性的に保持す
る上下支持機構及び前後支持機構を備えた救急ストレッ
チャー架台であって、前記上フレームの前後方向の変
位、及びその傾斜角度をそれぞれ検出するセンサと、前
記上下支持機構の前記基準位置を設定する上下位置設定
手段、及び前記前後支持機構の前記基準位置を設定する
前後位置設定手段と、前記センサの出力を入力とし、前
記センサによって測定される変位及び傾斜角度の変動量
を抑制する制御規則を用いて、前記前後位置設定手段及
び前記上下位置設定手段の各操作量を設定する制御装置
とを有している。ここで、基準位置とは、前後支持機構
及び上下支持機構によって、基盤上に弾性的に保持され
た上フレームの無負荷状態における平衡位置をいう。セ
ンサとは、上フレーム、中間フレームにかかる加速度、
外力又は水平面に対する角度等を検知してその値を出力
する装置をいい、１又は２以上のセンサが上フレーム、
中間フレームに配置される。制御規則とは、変位及び傾
斜角度の変動量を入力として、この入力値に基づいて操
作量を決定するための手順の核となるルールである。変
位とは、中間フレームと上フレームとの間の前後方向の
相対距離をいうものとする。

【０００６】請求項２記載の救急ストレッチャー架台
は、請求項１記載の救急ストレッチャー架台において、
前記制御規則がファジィ集合を規定するメンバーシップ
関数によりそれぞれ設定される前件部及びこれに対応す
る後件部の対からなるルール群からなり、かつ前記制御
装置が前記変動量に対応する前記前件部毎の適合度をそ
れぞれ計算し、それぞれの該適合度を用いて前記後件部
毎のメンバーシップ関数を集約し、これをデファジィフ
ィケーション処理して前記操作量を設定するファジィコ
ントローラ部を有する。ファジィ集合とは、大きい、小
さい、少し小さい等のラベル付けされた範囲で規定され
る集合であり、ラベルに対する制御対象とする変動量の
適合度を指定するメンバーシップ関数によって定義され
る。ファジィ集合で規定される前件部（条件部）は、操
作量を設定するための前提条件を表しており、ラベルに
対する適合度の値に応じて、後件部（結論部）で実行す
べき操作量のメンバーシップ関数が規定される。デファ
ジィフィケーション処理（非ファジィ化処理ともいう）
とは、ファジィ推論によって得られた結果（ファジィ集
合）から、確定値である操作量を算出する操作をいう。
一般的にはメンバーシップ関数で表されたファジィ集合
の重心位置を与える値をもって、その操作量とする、い
わゆる重心法が適用できる。

【０００７】請求項３記載の救急ストレッチャー架台
は、請求項１又は２記載の救急ストレッチャー架台にお
いて、前記上下支持機構が空気ばねからなり、かつ前記
上下位置設定手段が該空気ばね内の空気圧を調整する空
気圧レギュレータを有する。請求項４記載の救急ストレ
ッチャー架台は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の
救急ストレッチャー架台において、前記前後支持機構に
は前記上フレームをスプリング等の弾性要素を介して保
持するガイド部材が備えられていると共に、前記前後位
置設定手段がモータによって該ガイド部材の位置を制御
するベルト機構を有する。請求項５記載の救急ストレッ
チャー架台は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の救
急ストレッチャー架台において、前記センサが、変位セ
ンサ及び錘を有する振り子型の角度センサであり、それ
ぞれ前記基準位置に対する変位及び振り角度を前記変動
量とする。

【０００８】請求項６記載の救急ストレッチャー架台
は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の救急ストレッ
チャー架台において、前記救急ストレッチャー架台は、
前記中間フレームに加えて更に、前記上フレームの左右
位置をその基準位置に対して移動させるための別の中間
フレームが設けられていて、前記上フレームの左右位置
をその基準位置に対して弾性的に保持する左右支持機構
と、該左右支持機構の前記基準位置を設定する左右位置
設定手段と、前記上フレームの左右方向の変位を検出す
るセンサとが設けられている。請求項７記載の救急スト
レッチャー架台は、ストレッチャーの載置される上フレ
ームを、輸送手段に取付けられる基盤の基準位置に対し
て、前後方向及び左右方向にそれぞれ弾性的に支持する
前後支持機構及び左右支持機構を備えた救急ストレッチ
ャー架台であって、前記前後支持機構の前記基準位置を
設定する前後位置設定手段と、前記左右支持機構の前記
基準位置を設定する左右位置設定手段と、前記上フレー
ムの左右方向の変位又は前記上フレームの傾斜角度、及
び前記上フレームの前後方向の変位をそれぞれ検出する
センサと、該センサの出力を入力としファジィ制御規則
を用いて、前記前後位置設定手段及び前記左右位置設定
手段の各操作量を設定する制御装置とを有している。

【０００９】

【発明の実施の形態】続いて、添付した図面を参照しつ
つ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発
明の理解に供する。ここに図１は本発明の一実施の形態
に係る救急ストレッチャー架台の説明図、図２は同救急
ストレッチャー架台の一部拡大平断面図、図３は同救急
ストレッチャー架台の一部拡大側面図、図４は同救急ス
トレッチャー架台の空気ばねの動作状態を示す説明図、
図５はファジィ制御の実施時における救急ストレッチャ
ー架台の変位及び加速度の変化を示す図である。

【００１０】救急ストレッチャー架台１０は図１〜３に
示すように、輸送手段の一例である救急車１９ａの車体
内に固定される基盤１１と、基盤１１の上に上下支持機
構の一例である４個の空気ばね１４〜１７を介して弾性
的に支持される中間フレーム１２と、前後支持機構の一
例であるスライド機構２０を介して中間フレーム１２上
に配置され、ストレッチャー４５の載置される上フレー
ム１３と、該スライド機構２０における上フレーム１３
の基準位置を前後方向に移動させるためのモータの一例
であるサーボモータ２３を駆動源とする前後位置設定手
段の一例であるベルト機構２１と、空気ばね１４〜１７
の空気圧を調整するための上下位置設定手段の一例であ
る２基の空気圧レギュレータ１８、１９と、空気圧レギ
ュレータ１８、１９に空気を供給するための空気タンク
４３と、中間フレーム１２に固定配置される角度センサ
２４及び上フレーム１３及び中間フレーム１２間の前後
方向の変位を検出するための変位センサ２５と、該セン
サ２４、２５から入力される信号を処理して、サーボモ
ータ２３及び空気圧レギュレータ１８、１９をそれぞれ
制御するための制御装置２２とを有する。なお、サーボ
モータ２３は図１においては、図２、図３とは逆に、図
の左側に配置している。以下においては図１に示すよう
に救急車１９ａ内に配置された基盤１１の面上における
進行方向（前後方向）をｙ軸、基盤１１の面に対して直
角となる上下方向をｚ軸、ｙ軸及びｚ軸に対してそれぞ
れ直角となる左右方向をｘ軸とする直交座標系を用い、
その基準点を基盤１１上に設定した場合について説明す
る。

【００１１】ここで、図２、図３はそれぞれ、前記制御
装置２２及びセンサを除く救急ストレッチャー架台１０
の詳細を示す平断面図、及び側断面図である。前記スラ
イド機構２０は、上フレーム１３に固定されたブラケッ
ト２６と、ブラケット２６により両端を支持された二本
のガイドロッド２８、２８ａと、ガイドロッド２８、２
８ａに嵌合し移動できる状態で取りつけられ、中間フレ
ーム１２に対して固定配置されるガイドロッド受け３０
ａ、３０ｂと、ガイドロッド２８、２８ａに嵌合して移
動可能に配置された複数のスプリング受け２７と、スプ
リング受け２７間及びスプリング受け２７とガイドロッ
ド受け３０ａ、３０ｂ間、あるいはスプリング受け２７
とブラケット２６間に配置される弾性要素の一例である
複数のスプリング３１とを有する。なお、上フレーム１
３と中間フレーム１２間には上フレーム１３の重量を支
持すると共に、上フレーム１３のｙ軸方向の移動を滑ら
かに行うためのスライドガイド４４が配置されている。
このようにして、上フレーム１３がガイドロッド受け３
０ａ、３０ｂの前後に配置されたスプリング３１による
前後方向の弾性力のバランスによって支持されるように
なっている。

【００１２】上フレーム１３に対して固定配置されるガ
イド部材３０の位置を規定するためのベルト機構２１
は、中間フレーム１２に固定される２つのプーリ３２、
３３と、プーリ３２、３３間、及びプーリ３３とサーボ
モータ２３の駆動プーリ３４間にそれぞれ配置されるベ
ルト２９、２９ａと、ベルト２９をｙ軸方向に移動させ
るためのサーボモータ２３と、ベルト２９上に取付けら
れるガイド部材３０とを有する。なお、サーボモータ２
３は中間フレーム１２又は基盤１１のいずれかに配置す
ることができるが、本実施の形態においては中間フレー
ム１２上に配置している例を示している。サーボモータ
２３は制御装置２２からの信号によって制御され、上フ
レーム１３のｙ軸方向における基準位置ｙあるいは現在
位置を所望の値に制御することが可能である。サーボモ
ータ２３は回転軸に付加される外力の大きさに応じて回
転できる構造のモータであり、基準位置ｙを中心点とし
た上フレーム１３の弾性的な前後運動を許容することが
できる。このようにして、ｙ座標で指定されるガイド部
材３０の位置を変化させると、それに応じてガイドロッ
ド２８、２８ａ及びスプリング３１を介して規制される
上フレーム１３の弾性的な平衡位置（基準位置ｙ）が決
まるようになっている。また、時間ｔに対する基準位置
ｙの微分量である移動速度ｄｙ／ｄｔ等も必要に応じて
調整することができるようになっている。

【００１３】空気ばね１４〜１７は基盤１１上の４隅に
配置され、各空気ばね１４〜１７内の空気圧あるいは空
気量を空気圧レギュレータ１８、１９を作動させること
によって変化させ、上下方向（ｚ軸方向）における上フ
レーム１３上の４つの基準位置Ｚ₁〜Ｚ₄をそれぞれに
独立に調整できるようになっている。なお、空気圧レギ
ュレータ１８、１９には空気タンク４３を介して空気が
供給されるようになっている。そして、救急車１９ａに
備えるバッテリーを電源として、電源変換器により直流
から交流に変換し、図示しないコンプレッサを作動さ
せ、図示しないメイン空気圧レギュレータを経由して空
気タンク４３に圧縮空気が貯蔵されるようになってい
る。なお、本実施の形態においては、進行方向に向かっ
て左側にある前後の空気ばね１４、１５と、右側にある
前後の空気ばね１６、１７とをそれぞれ同一の組として
制御する簡略化した制御方法を採用している。このた
め、上フレーム１３の左右の基準位置をそれぞれＺ
_L（＝Ｚ₁＝Ｚ₂）、Ｚ_r（＝Ｚ₃＝Ｚ₄）として簡略
化して表記することができ、それぞれ２基の空気圧レギ
ュレータ１８、１９を用いて空気ばね１４、１５と空気
ばね１６、１７のそれぞれの基準位置Ｚ_L、Ｚ_rを制御
する。

【００１４】図１に示すようにセンサの一例である角度
センサ２４は、左右方向の揺れ、あるいは加速度等を検
知するための中間フレーム１２に配置された振り子型の
センサであり、図４に示すようにｙ軸の方向を軸として
回転自在に配置された錘４２と、錘４２の下端と回転中
心とを結ぶ線分が基盤１１の面に対してなす角度（９０
゜−θ）あるいはその余角である傾斜角度θを変動量と
して出力する。従って、基盤１１を乗せた車体の揺れに
対応して変化するこの傾斜角度θを測定して、必要に応
じて時間ｔに対する傾斜角度θの微分量Δθ（＝ｄθ／
ｄｔ）を計算して、これらの変動を評価することができ
る。センサの一例である加速度センサは、例えば錘、ば
ね、ダンパーの各要素を有する機械系からなり、ばね、
ダンパーによって保持される錘の動きを機械的あるいは
電気的に検出して、ｙ軸方向等の特定方向の加速度を測
定するセンサ等が使用できる。なお、本実施の形態にお
いては、上フレーム１３と中間フレーム１２とにおける
ｙ軸方向の変位Ｄを検出して、必要に応じて時間ｔに対
する変位Ｄの微分量ΔＤ（＝ｄＤ／ｄｔ）を測定できる
変位センサ２５と、中間フレーム１２の側面に取りつけ
られた角度センサ２４とを用いた。また、角度センサ及
び変位センサは実質的に上フレーム１３又は中間フレー
ム１２の傾斜角度θ、及び上フレームのｙ軸方向の変位
Ｄを検出できるものであれば、中間フレーム１２、上フ
レーム１３あるいはそれ以外の位置に取りつけてもよ
い。

【００１５】制御装置２２は、図１に示すように、角度
センサ２４、変位センサ２５からそれぞれ出力されるセ
ンサ信号を変動量（θ、Ｄ）として増幅するための角度
アンプ３５、及び振動変位アンプ３６とサーボモータ２
３を駆動させるためのモータドライバ３７と、角度アン
プ３５及び振動変位アンプ３６でそれぞれ増幅されたセ
ンサ信号θ、Ｄをアナログ／デジタル変換してコンピュ
ータ４０に入力するためのＡ／Ｄコンバータ３８と、コ
ンピュータ４０から出力される操作量Ｙ、Ｚ_L、Ｚ_rを
デジタル／アナログ変換してモータドライバ３７、及び
空気圧レギュレータ１８、１９に送るためのＤ／Ａコン
バータ３９と、Ａ／Ｄコンバータ３８から入力されるセ
ンサ信号θ、Ｄをファジィコントローラ部４１を用いて
ファジィ推論して、Ｄ／Ａコンバータ３９に出力する操
作信号（操作量Ｙ、Ｚ_L、Ｚ_r）を設定するためのコン
ピュータ４０とを有する。

【００１６】ファジィコントローラ部４１とは、コンピ
ュータ４０内におけるファジィ制御を行うためのソフト
ウエア、ハードウエアをいう。ファジィコントローラ部
４１には、ラベル付けされたファジィ集合によってそれ
ぞれ定義される前件部と後件部の対からなるファジィ制
御規則からなるルール群がその記憶部に予め入力されて
おり、このルール群、及び入力されるセンサ信号θ、Ｄ
を用いて、後述するファジィ推論により基準位置を操作
するための操作信号Ｙ、Ｚ_L、Ｚ_rを決定する装置であ
る。前記ルール群は、上フレーム１３における振動を緩
和するための経験的な知識を集約した前件部と後件部の
対で構成される複数のルールからなる。各ルールは例え
ば、変位Ｄが負側に大きく（Ｎ_L）、かつその微分量Δ
Ｄが中位（Ｎ_M）となる場合を前件部に記載される条件
として、後件部にはその条件を満たすときに実行すべき
制御操作を、例えば基準位置ｙを正側に少し大きくする
（Ｐ_S）等のように記述する。なお、前記変位Ｄ、及び
その微分量ΔＤにおけるラベルＮ_L、Ｎ_M及び操作量Ｙ
におけるラベルＰ_Sに対応するメンバーシップ関数をそ
れぞれ設定しておく。そして、このような前記の例のル
ールは以下に示すようなｉｆ〜ｔｈｅｎ形式の構文によ
って示される。ｉｆＤ＝Ｎ_L ａｎｄ ΔＤ＝Ｎ_M ｔｈｅｎＹ＝
Ｐ_S なお、前記の前件部における（Ｄ＝Ｎ_L）のような表記
法は、変動量である変位ＤがＮ_L（負側に大きい）の状
態であることを表しており、また後件部における（Ｙ＝
Ｐ_S）のような表記法は、操作量であるＹをラベルＰ_S
の状態に設定することを表す。また、ｉｆ〜ｔｈｅｎ形
式の文中のａｎｄは２以上の条件が同時に成立すること
を意味している。

【００１７】ここでメンバーシップ関数で定義された前
件部（Ｄ＝Ｎ_L、ΔＤ＝Ｎ_M）の内容に対する、その時
点での変位Ｄ、速度である微分量ΔＤの適合度βを以下
のようにして算出する。算出法の一例として、まず、Ｄ
＝Ｎ_L、及びΔＤ＝Ｎ_Mの内容をそれぞれ表すメンバー
シップ関数に対して各変動量がそれに属する適合度を求
めてそれぞれの適合度の小さい方の値をもってそのルー
ル（制御規則）の適合度βとする。次に、後件部（Ｙ＝
Ｐ_S）に対応するメンバーシップ関数の領域から前記求
めた適合度βより大きくなる領域の部分を削除して、こ
の頭切りされて得られる関数の形を所望のメンバーシッ
プ関数とすることができる。そして、以上の操作を各ル
ール毎に行って、それぞれのルール毎に対応するメンバ
ーシップ関数を求め、それらの和集合からなる関数を適
合度βに対応する操作量Ｙのメンバーシップ関数として
設定する。また、前記和集合を求める際に、予め各ルー
ル毎のメンバーシップ関数に重み付け係数ｗを乗じて、
経験的にあるいはシミュレーションを実行することによ
り得られるルール毎の重要度をファジィ推論に反映させ
て、より柔軟に制御を行うこともできる。最後に、非フ
ァジィ化処理により確定値である操作量Ｙを決定して、
これをＹの操作信号として出力する。なお、本実施の形
態における非ファジィ化処理に際しては、メンバーシッ
プ関数で表される領域の重心を求めて、これを操作量と
する一般的な方法を採用したが、必要に応じて公知のミ
ニマックス重心法（Ｍｉｎ−Ｍａｘ重心法）、代数積加
算重心法等の他の方法を適用してもよい。なお、本実施
の形態においては、ファジィコントローラ部４１は、前
記ルールの記憶部、メンバーシップ関数の設定部及びフ
ァジィ推論部等を専用の記憶部として備えており、以上
説明したようなファジィ推論の処理を行うことができる
記憶演算部である。

【００１８】続いて、救急ストレッチャー架台１０の使
用例について更に詳しく説明する。前記したようにファ
ジィ制御における制御規則は、制御対象物に取付けられ
ている変位センサ２５、角度センサ２４から入力される
変動量Ｄ、θと、サーボモータ２３、空気ばね１４、１
５と空気ばね１６、１７の操作量Ｙ、Ｚ_L、Ｚ_rとの関
係をｉｆ〜ｔｈｅｎ形式の構文からなるルール群に記述
したものである。前件部（ｉｆ部）に状態変数である変
動量（中間フレーム１２における傾斜角度θ、変位Ｄ、
それらの微分量等）の値の範囲をラベルとして記述し、
後件部（ｔｈｅｎ部）にサーボモータ２３、空気ばね１
４、１５と空気ばね１６、１７を操作するための操作量
の状態が同じくラベルを用いて記述されている。そし
て、このように記述された輸送対象物である患者等が受
ける衝撃、揺れ、振動を極力低くするようなルールを用
いて、輸送対象物が受ける変化を理想的な状態に維持す
るようにしたものである。このようなファジィ制御を用
いることにより、上フレーム１３上に固定配置されたス
トレッチャー等が受ける振動等の変化に対してきめ細か
く対応しながら、ストレッチャー上の患者に対して優し
い制御を行える。即ち、救急車１９ａの発進時の加速、
停車時の減速、及び路面状況などにより起こる振動、揺
れ、衝撃等を変位センサ２５及び角度センサ２４により
検知し、この値をファジィ制御により処理して、サーボ
モータ２３、及び空気ばね１４〜１７を制御することに
より、上フレーム１３を滑らかに移動するようにして、
ストレッチャー上の患者が受ける振動、加速度等を軽減
させる。

【００１９】以下に（１）前後方向（ｙ軸方向）、
（２）左右方向のローリング（傾斜揺れ）、及び（３）
上下方向（ｚ軸方向）における振動の制御方法をさらに
具体的に説明する。（１）前後方向の振動の制御上フレーム１３は基盤１１上の基準位置を中心に約±１
５０ｍｍの範囲で前後方向に可動できるようになってお
り、前後方向に設けられたスプリング３１の作用により
弾性的に支持されている。このため、救急車１９ａの発
進時にはガイドロッド受け３０ａ、３０ｂの後部のスプ
リング３１が引っ張られ、また前部のスプリング３１が
圧縮されることにより、衝撃的な振動を吸収しながら上
フレーム１３が後部へ移動する。この時、変位センサ２
５は正側（Ｐ）への値を示す。この振動変位（変位Ｄ）
と、変位Ｄの微分量ΔＤを基にしてファジィコントロー
ラ部４１により推論して操作量Ｙを決定して、サーボモ
ータ２３を作動させて、上フレーム１３にかかる加速度
Ｇを少なくするように柔らかく基準点に戻すような制御
を行うことができる。救急車１９ａにブレーキをかけた
時には発進時とは逆に、上フレーム１３が逆方向（負側
（Ｎ））に急激に移動しようとするが、この移動を押さ
えぎみに追従させていき、変位Ｄの微分量ΔＤの正負が
反転する前の時点でモータを逆回転させるための操作量
Ｙを負荷するような制御規則を設定する。また、停止時
には停止時の状態に対応するルールに従って操作量Ｙが
制御される。即ち、上フレーム１３の変位Ｄをおよそ零
にするような制御を行う。ギヤチェンジ時に発生する加
速度変化に対しても、上フレーム１３に衝撃のかからな
いルールが設定されているために、ギヤチェンジの際の
ルールが効果的に適用されて、急激な変動を抑えてサイ
ンカーブで表されるような緩やかな制御状態を実現する
ことができる。表１、表２は変動量である変位Ｄを用い
て操作量Ｙを設定するための制御規則の一例である前後
方向ファジィ制御ルールを示しており、各ルールは前件
部及び後件部を有するｉｆ〜ｔｈｅｎ形式の構文から構
成されている。

【００２０】

【表１】

【００２１】

【表２】

【００２２】ここで、ラベルであるＮ_L、Ｎ_M、
Ｎ_S、Ｚ_R、Ｐ_S、Ｐ_M、及びＰ_Lはそれぞ
れ、負側に大きく、負側に中位、負側に少し、
その時点の値に保持する、正側に少し、正側に中
位、及び正側に大きくなるような変動量、あるいは操
作量の状態を表していて、それぞれについて固有のメン
バーシップ関数が設定されているものとする。本実施の
形態において変位Ｄの負側とは、救急車両の進行方向
を、正側とはその後退方向を意味するものとする。ま
た、速度ΔＤは救急車１９ａの進行方向を正側（Ｐ）、
後退方向を負側（Ｎ）とし、後件部においては進行方向
を正側（Ｐ）、後退方向を負側（Ｎ）としている。所定
の値、例えば１．０等に重み付け係数ｗを設定して、そ
の得られた結果を基にして、重み付け係数ｗの補正を繰
り返し行うことにより、外乱に対して振動の少ない制御
状態を維持させることが可能になる。

【００２３】（２）左右方向のローリング等の制御空気ばね１４〜１７の基準位置Ｚ₁〜Ｚ₄は各空気ばね
１４〜１７に標準となる空気圧がかかった状態を定常状
態として設定される。そして、この定常状態における基
準位置（静止状態における錘の位置）を中心に約±４５
゜の範囲で傾斜角度θが変わるようになっている。図４
に示すように救急車１９ａがカーブや、悪路等にかかっ
た時、錘４２に遠心力が加わり傾斜角度が変化する。即
ち、右カーブの場合には錘４２が進行方向に対して左側
に傾斜して傾斜角度θは負の値をとる（図４（ｂ））。
逆に、左カーブの場合には錘４２が進行方向に対して右
側に傾斜して傾斜角度θは正の値をとる（図４
（ｃ））。この左カーブの場合、傾斜角度θ、あるいは
その微分量を用いて、ファジィコントローラ部４１によ
り、左側の空気ばね１４、１５の空気圧を減少させ、右
側の空気ばね１６、１７の空気圧を増加させる。これに
より図４（ａ）に示すように中間フレーム１２の傾斜角
度θを調整することができる。また、カーブが終了すれ
ば、角度センサ２４の錘４２はその基準位置に戻ってい
き、それにつれて通常の基準位置の空気圧の状態に復帰
させて、水平となる位置を保持する。ここで、表３は左
側の空気ばね１４、１５及び右側の空気ばね１６、１７
の基準位置Ｚ_L、Ｚ_rを制御するための、制御規則の一
例である上下方向ファジィ制御ルール（Ａ〜Ｉ）を示し
ており、左右の揺れに対して抵抗するように上フレーム
１３の姿勢あるいは、上フレーム１３にかかる加速度を
調整して、救急車１９ａの不規則な走行状態に対して
も、患者に負担の大きい衝撃を与えることなく安全に輸
送することを可能とする。

【００２４】

【表３】

【００２５】（３）上下方向の振動の制御本発明の実施の形態に係る救急ストレッチャー架台１０
は、空気ばね１４〜１７自体の弾性による防振効果によ
り上下振動を小さくすると共に、前記した複数のルール
群によるファジィ制御により、上下方向の振動を効果的
に抑制することができる。なお、ファジィ制御システム
を停止（ｏｆｆ）にすると、空気ばね１４〜１７の空気
が全部抜けて、中間フレーム１２の下部に取付られた図
示しないガイドが基盤１１上の図示しないガイド孔に挿
入されて、中間フレーム１２が固定される。

【００２６】ここで、図５はファジィ制御を行った場合
における救急車走行時の上フレーム１３の変位Ｄと加速
度Ｇの変化を示したグラフである。図５に示すように変
位Ｄ及び加速度Ｇの変化が緩やかになりギヤチェンジ、
急ブレーキ、停止等の運転操作に伴う衝撃力を効果的に
抑制できる。これに対してストレッチャー架台が車両の
床に固定されている場合には、発進、急カーブ、急加
速、減速、停止時等に加速度が急激に変化しても変位Ｄ
及び傾斜角度θの変動が規制され、ストレッチャー上の
救急患者に加速度の負荷が直接的にかかるために患者の
苦痛が大きくなる。

【００２７】なお、本発明の救急ストレッチャー架台は
コンパクトに設計でき、かつ安価に製造できることを狙
いとして開発されたものであり、外国、例えば米国等に
おけるの巾広の救急車から、国産の巾が狭く奥行きの短
い救急車等にも広く適用することが可能である。具体的
にはストレッチャーの車輪の下端又はストレッチャーの
台の下端、即ち上フレームの上端から救急車両内部の床
面（基盤の下端）までの距離を１５０ｃｍ程度にするこ
とができ、既成の救急車への適用が容易に図られる。

【００２８】以上、本発明の実施の形態を説明したが、
本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではな
く、要旨を逸脱しない条件の変更等は全て本発明の適用
範囲である。例えば、本実施の形態においては、前後位
置設定手段、及び上下位置設定手段とを有する救急スト
レッチャー架台について述べたが、これに加えてストレ
ッチャー架台の左右方向の位置を設定する左右位置設定
手段及びこの左右方向の変位を検出するセンサを設ける
ことにより、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸の三方向の位置制御から
なるファジィ制御を行うこともでき、これも本発明の適
用範囲である。これによって、救急ストレッチャー架台
に対する防振効果をさらに高めることが可能である。ま
た、ｚ軸方向（上下方向）の制御を省略して、ｘ軸方向
（左右方向）、ｙ軸方向（前後方向）の変位の変動に対
してファジィ制御規則を適用して、左右位置設定手段及
び前後位置設定手段の各操作量を決定することもでき
る。なお、この場合には、空気ばね等の緩衝部材を介し
て左右位置設定手段及び前後位置設定手段を基盤上に設
けることにより上下方向の振動を吸収することもでき
る。さらに、前記左右位置設定手段、左右支持機構、及
び前後位置設定手段、前後支持機構はそれぞれ上フレー
ムと基盤間に配置される二枚の中間フレーム上に設けら
れる。そして、それぞれの設定手段及び支持機構は、ほ
ぼ同様の機械構成のものを互いに直角方向に作動できる
ようにしてそれぞれ配置され、前後方向及び左右方向に
運動する二枚の中間フレームの上下の順序はいずれが上
であってもよい。ここで、ｘ軸方向の上フレームの位置
を設定するための左右位置設定手段としては、電動モー
タ、サーボモータ、エアシリンダ等の駆動手段を用いる
ことができる。

【００２９】本実施の形態においては、左右一組の空気
ばねを２基の空気圧レギュレータにより制御したが、空
気ばねをそれぞれ独立に制御することにより、より自由
度の高い制御を行うことができ、上フレームにかかるよ
り複雑な振動に対して、有効な防振効果が得られる。ま
た、センサにはｘ、ｙ、ｚ軸方向の加速度成分をそれぞ
れ測定することのできる加速度センサ等を用いることが
でき、それぞれの方向に対応する、支持機構及びその位
置設定手段を設けてファジィ制御を行うことにより上フ
レームにかかる不規則な三次元振動を効果的に緩和させ
ることができる。さらに、本発明を精密機械、美術工芸
品、生鮮食品、飲食物、医薬品等の壊れやすいもの運搬
に対して適用することが可能である。

【００３０】

【発明の効果】請求項１〜６記載の救急ストレッチャー
架台においては、上下支持機構の基準位置を設定する上
下位置設定手段と、前後支持機構の基準位置を設定する
前後位置設定手段とが設けられているので、各支持機構
により弾性的に支持される上フレーム及び中間フレーム
の基準位置をそれぞれ独立に調整することができる。ま
た、上フレーム及び中間フレームの変位又は傾斜角度の
変動量を検出するセンサを備えているので、上フレーム
及び中間フレームの状態を確定値として正確に検知する
ことできる。そして、センサから出力される変動量であ
る変位又は傾斜角度等の変動量を抑制する制御規則を用
いて、前後位置設定手段及び上下位置設定手段の各操作
量を設定する制御装置を有しているので、上フレームに
負荷される振動等を効果的に抑制することができる。従
って、輸送時における救急患者にかかる衝撃、揺れ等の
負荷を軽減できると共に、高速輸送が可能となり、救急
時における救急患者の延命率を向上させることができ
る。本発明は老人病院、老人ホーム、老人擁護施設等に
おける高齢者の輸送車両にも適用でき、高齢者に不安を
与えることなく快適に輸送することができる。

【００３１】特に、請求項２記載の救急ストレッチャー
架台においては、制御規則がファジィ集合によりそれぞ
れ設定されるルール群からなり、かつ制御装置がファジ
ィコントローラ部を有するので、上フレームにかかる衝
撃を緩和するためのノウハウを制御規則に反映させるこ
とができ、さらに効果的に輸送時の有害な振動を防止す
ることができる。また、請求項３記載の救急ストレッチ
ャー架台は、上下支持機構が空気ばねからなる構成であ
り、それぞれの弾性的な基準位置を確実に保持させるこ
とができる。そして、上下位置設定手段が空気ばね内の
空気圧を調整する空気圧レギュレータを有するので、空
気圧を容易に調整できると共に、装置をコンパクトに構
成できる。請求項４記載の救急ストレッチャー架台は、
前後支持機構には上フレームをスプリング等の弾性要素
を介して保持するガイド部材が備えられていると共に、
前後位置設定手段がモータによって該ガイド部材の位置
を制御するベルト機構を有するので、位置の制御操作が
確実であり、振動等の外乱に対して速い応答性が得られ
る。

【００３２】請求項５記載の救急ストレッチャー架台に
おいては、センサが、変位センサ及び錘を有する振り子
型の角度センサであり、それぞれ基準位置に対する変位
及び振り角度を変動量とするので、精密な機械系が必要
でなく装置構成上メンテナンスが容易である。請求項６
記載の救急ストレッチャー架台においては、救急ストレ
ッチャー架台は、中間フレームに加えて更に、上フレー
ムの左右位置をその基準位置に対して移動させるための
別の中間フレームが設けられていて、上フレームの左右
位置をその基準位置に対して弾性的に保持する左右支持
機構と、左右支持機構の基準位置を設定する左右位置設
定手段と、上フレームの左右方向の変位を検出するセン
サとが設けられているので、左右方向の変位を変動量と
して取り込んで、これに制御規則を適用して左右位置設
定手段の操作量を決定することが可能となり、中間フレ
ーム上に配置された上フレームの動きを三次元的にきめ
細かく制御することができる。

【００３３】請求項７記載の救急ストレッチャー架台に
おいては、前後支持機構の基準位置を設定する前後位置
設定手段と、左右支持機構の基準位置を設定する左右位
置設定手段と、上フレームの左右方向の変位又は上フレ
ームの傾斜角度、及び上フレームの前後方向の変位をそ
れぞれ検出するセンサと、該センサの出力を入力としフ
ァジィ制御規則を用いて、前後位置設定手段及び左右位
置設定手段の各操作量を設定する制御装置とを有するの
で、救急ストレッチャー架台の輸送中における前後方向
及び左右方向の過度の衝撃を抑制することができ、救急
ストレッチャー架台上の救急患者にかかる衝撃、揺れ等
の負荷を軽減でき、救急時における救急患者の延命率を
向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る救急ストレッチャ
ー架台の構成図である。

【図２】同救急ストレッチャー架台の一部拡大平断面図
である。

【図３】同救急ストレッチャー架台の一部拡大側断面図
である。

【図４】同救急ストレッチャー架台の空気ばねの動作状
態を示す説明図である。

【図５】ファジィ制御の実施時における救急ストレッチ
ャー架台の変位及び加速度の変化を示す図である。

【符号の説明】

１０救急ストレッチャー架台１１基盤１２中間フレーム１３上フレー
ム１４空気ばね（上下支持機構）１５空気ばね
（上下支持機構）１６空気ばね（上下支持機構）１７空気ばね
（上下支持機構）１８空気圧レギュレータ（上下位置設定手段）１９空気圧レギュレータ（上下位置設定手段）２０スライド機構（前後支持機構）１９ａ救急車２１ベルト機構（前後位置設定手段）２２制御装置２３サーボモ
ータ２４角度センサ２５変位セン
サ２６ブラケット２７スプリン
グ受け２８ガイドロッド２８ａガイド
ロッド２９ベルト２９ａベルト３０ガイド部材３０ａガイド
ロッド受け３０ｂガイドロッド受け３１スプリン
グ３２プーリ３３プーリ３４駆動プーリ３５角度アン
プ３６振動変位アンプ３７モータド
ライバ３８Ａ／Ｄコンバータ３９Ｄ／Ａコ
ンバータ４０コンピュータ４１ファジィ
コントローラ部４２錘４３空気タン
ク４４スライドガイド４５ストレッ
チャー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ストレッチャーの載置される上フレーム
が、中間フレームを介して基盤上に設けられ、前記基盤
に対する前記中間フレームの上下位置、及び前記中間フ
レームに対する前記上フレームの前後位置を、それぞれ
の基準位置に対して弾性的に保持する上下支持機構及び
前後支持機構を備えた救急ストレッチャー架台であっ
て、前記上フレームの前後方向の変位、及びその傾斜角度を
それぞれ検出するセンサと、前記上下支持機構の前記基準位置を設定する上下位置設
定手段、及び前記前後支持機構の前記基準位置を設定す
る前後位置設定手段と、前記センサの出力を入力とし、前記センサによって測定
される変位及び傾斜角度の変動量を抑制する制御規則を
用いて、前記前後位置設定手段及び前記上下位置設定手
段の各操作量を設定する制御装置とを有することを特徴
とする救急ストレッチャー架台。
【請求項２】前記制御規則がファジィ集合を規定する
メンバーシップ関数によりそれぞれ設定される前件部及
びこれに対応する後件部の対からなるルール群からな
り、かつ前記制御装置が前記変動量に対応する前記前件
部毎の適合度をそれぞれ計算し、それぞれの該適合度を
用いて前記後件部毎のメンバーシップ関数を集約し、こ
れをデファジィフィケーション処理して前記操作量を設
定するファジィコントローラ部を有することを特徴とす
る請求項１記載の救急ストレッチャー架台。
【請求項３】前記上下支持機構が空気ばねからなり、
かつ前記上下位置設定手段が該空気ばね内の空気圧を調
整する空気圧レギュレータを有することを特徴とする請
求項１又は２記載の救急ストレッチャー架台。
【請求項４】前記前後支持機構には前記上フレームを
スプリング等の弾性要素を介して保持するガイド部材が
備えられていると共に、前記前後位置設定手段がモータ
によって該ガイド部材の位置を制御するベルト機構を有
することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記
載の救急ストレッチャー架台。
【請求項５】前記センサが、変位センサ及び錘を有す
る振り子型の角度センサであり、それぞれ前記基準位置
に対する変位及び振り角度を前記変動量とすることを特
徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の救急スト
レッチャー架台。
【請求項６】前記救急ストレッチャー架台は、前記中
間フレームに加えて更に、前記上フレームの左右位置を
その基準位置に対して移動させるための別の中間フレー
ムが設けられていて、前記上フレームの左右位置をその
基準位置に対して弾性的に保持する左右支持機構と、該
左右支持機構の前記基準位置を設定する左右位置設定手
段と、前記上フレームの左右方向の変位を検出するセン
サとが設けられていることを特徴とする請求項１〜５の
いずれか１項に記載の救急ストレッチャー架台。
【請求項７】ストレッチャーの載置される上フレーム
を、輸送手段に取付けられる基盤の基準位置に対して、
前後方向及び左右方向にそれぞれ弾性的に支持する前後
支持機構及び左右支持機構を備えた救急ストレッチャー
架台であって、前記前後支持機構の前記基準位置を設定する前後位置設
定手段と、前記左右支持機構の前記基準位置を設定する
左右位置設定手段と、前記上フレームの左右方向の変位
又は前記上フレームの傾斜角度、及び前記上フレームの
前後方向の変位をそれぞれ検出するセンサと、該センサ
の出力を入力としファジィ制御規則を用いて、前記前後
位置設定手段及び前記左右位置設定手段の各操作量を設
定する制御装置とを有することを特徴とする救急ストレ
ッチャー架台。