JPH1085283A - 自立歩行支援機 - Google Patents
自立歩行支援機Info
- Publication number
- JPH1085283A JPH1085283A JP8246121A JP24612196A JPH1085283A JP H1085283 A JPH1085283 A JP H1085283A JP 8246121 A JP8246121 A JP 8246121A JP 24612196 A JP24612196 A JP 24612196A JP H1085283 A JPH1085283 A JP H1085283A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- motor
- storage battery
- control means
- self
- voltage
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 下肢機能に障害をもつ人のために、歩行、起
立、着座動作の支援を１台で実現し、自立した生活を援
助する自立歩行支援機を提供する。 【解決手段】 蓄電池１３の電圧を制御手段１２により
検出し、定格値と現在値の差分に応じて、モータ７を駆
動するＰＷＭのオンオフ時間のデューティ（一定周期の
パルスのオンオフ時間の比率）を変化させ、定格値に略
等しくなるように回転数を制御し、また、モータ回転数
の調節手段１６により、モータ７の最大出力の設定を変
更可能にすることにより、蓄電池充電直後の支持体の昇
降速度の一定化を図るとともに、使用者の障害の程度に
合わせた速度調節を可能にし、使い勝手が向上し、汎用
性が高く、しかも安全性に配慮した自立歩行支援機を提
供することができる。
立、着座動作の支援を１台で実現し、自立した生活を援
助する自立歩行支援機を提供する。 【解決手段】 蓄電池１３の電圧を制御手段１２により
検出し、定格値と現在値の差分に応じて、モータ７を駆
動するＰＷＭのオンオフ時間のデューティ（一定周期の
パルスのオンオフ時間の比率）を変化させ、定格値に略
等しくなるように回転数を制御し、また、モータ回転数
の調節手段１６により、モータ７の最大出力の設定を変
更可能にすることにより、蓄電池充電直後の支持体の昇
降速度の一定化を図るとともに、使用者の障害の程度に
合わせた速度調節を可能にし、使い勝手が向上し、汎用
性が高く、しかも安全性に配慮した自立歩行支援機を提
供することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、下肢機能に障害を
もつ人のために、その歩行、起立、着座動作を支援する
自立歩行支援機に関する。
もつ人のために、その歩行、起立、着座動作を支援する
自立歩行支援機に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、下肢機能に障害をもつ人のための
歩行補助装置として、（１）実公平６−４１５４３号公
報記載の歩行補助器、（２）特公平３−５４５８８号公
報記載の歩行補助具がある。これらの装置では、上半身
を支える支持部を、無段階的に調節して固定支持できる
ようにして、使用者が無理なく、上半身を支えることが
できるようにしたものであり、無段階的に高さを調節す
るために、昇降装置としてガススプリングを内蔵する手
段が採用されていた。
歩行補助装置として、（１）実公平６−４１５４３号公
報記載の歩行補助器、（２）特公平３−５４５８８号公
報記載の歩行補助具がある。これらの装置では、上半身
を支える支持部を、無段階的に調節して固定支持できる
ようにして、使用者が無理なく、上半身を支えることが
できるようにしたものであり、無段階的に高さを調節す
るために、昇降装置としてガススプリングを内蔵する手
段が採用されていた。
【０００３】一方、起立、着座動作を支援するものとし
て（３）特開平１−２８４２４７号公報記載の立上り補
助装置がある。この装置では、支持体の上下移動を実現
させるため、モータ、上昇スイッチ、下降スイッチとい
った電気的手段と、ラック、ウォームギア、ピニオン、
ウォームホイールといった複数のギアにより構成されて
いた。
て（３）特開平１−２８４２４７号公報記載の立上り補
助装置がある。この装置では、支持体の上下移動を実現
させるため、モータ、上昇スイッチ、下降スイッチとい
った電気的手段と、ラック、ウォームギア、ピニオン、
ウォームホイールといった複数のギアにより構成されて
いた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た従来技術（１）、（２）では、支持部の高さを調節で
きるが、使用者の起立動作、着座動作と連動するもので
はなかった。また、従来技術（３）は、起立動作、着座
動作を支援するが歩行動作を支援するものではなく、ま
た、単純な電気的手段で実現しているため、安全性に対
する配慮に欠け、介助者なしで使用できるものではなか
った。更に、障害の程度に合わせた設定変更もできない
ものであった。
た従来技術（１）、（２）では、支持部の高さを調節で
きるが、使用者の起立動作、着座動作と連動するもので
はなかった。また、従来技術（３）は、起立動作、着座
動作を支援するが歩行動作を支援するものではなく、ま
た、単純な電気的手段で実現しているため、安全性に対
する配慮に欠け、介助者なしで使用できるものではなか
った。更に、障害の程度に合わせた設定変更もできない
ものであった。
【０００５】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、歩行、起立、着座動作の支援を１台で実現し、
下肢に障害のある人の自立歩行を有効に支援できる自立
歩行支援機を提供することを目的としている。
もので、歩行、起立、着座動作の支援を１台で実現し、
下肢に障害のある人の自立歩行を有効に支援できる自立
歩行支援機を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、昇降部材の昇降動作により
使用者の身体を起立位置から着座位置まで上下動させる
昇降機構と、昇降部材を昇降動作させるためのモータ
と、モータを制御するための制御手段と、蓄電池電源と
を備えてなる自立歩行支援機において、制御手段が、蓄
電池の電圧を検出し、電圧レベルに応じて、モータの回
転数を制御することを特徴とする。
に、請求項１記載の発明は、昇降部材の昇降動作により
使用者の身体を起立位置から着座位置まで上下動させる
昇降機構と、昇降部材を昇降動作させるためのモータ
と、モータを制御するための制御手段と、蓄電池電源と
を備えてなる自立歩行支援機において、制御手段が、蓄
電池の電圧を検出し、電圧レベルに応じて、モータの回
転数を制御することを特徴とする。
【０００７】請求項２記載の発明は、制御手段が、モー
タを制御するための一定周期のパルスを生成し、蓄電池
電圧の定格値と現在値を比較し、パルスのオン時間を変
更することを特徴とする。
タを制御するための一定周期のパルスを生成し、蓄電池
電圧の定格値と現在値を比較し、パルスのオン時間を変
更することを特徴とする。
【０００８】請求項３記載の発明は、制御手段がモータ
の最大出力の調節手段を備えたことを特徴とする。
の最大出力の調節手段を備えたことを特徴とする。
【０００９】以上の構成から明らかなように、本発明で
は、蓄電池の電圧レベルに応じて、モータの回転数を制
御するもので、特に、蓄電池充電直後で、蓄電池電圧が
定格値を上回っている場合、モータの回転数を下げるも
のである。つまり、定格値以上の場合でも、昇降部材の
昇降速度が著しく変化することはないものとなる。
は、蓄電池の電圧レベルに応じて、モータの回転数を制
御するもので、特に、蓄電池充電直後で、蓄電池電圧が
定格値を上回っている場合、モータの回転数を下げるも
のである。つまり、定格値以上の場合でも、昇降部材の
昇降速度が著しく変化することはないものとなる。
【００１０】また、請求項３記載の発明では、モータの
回転数設定の調節手段を備えたので、使用者の障害の程
度に合わせて、昇降部材の昇降速度を調節できるものに
なる。
回転数設定の調節手段を備えたので、使用者の障害の程
度に合わせて、昇降部材の昇降速度を調節できるものに
なる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る自立歩行支援
機の実施形態について、添付図面を参照しながら詳細に
説明する。
機の実施形態について、添付図面を参照しながら詳細に
説明する。
【００１２】図１は自立歩行支援機の外観図、図２は同
自立歩行支援機の構成を示す縦断面図、図３は同自立歩
行支援機の構成を示す横断面図である。
自立歩行支援機の構成を示す縦断面図、図３は同自立歩
行支援機の構成を示す横断面図である。
【００１３】図１乃至図３において、フレームは、左フ
レーム１、右フレーム２と左右フレーム１、２を結ぶセ
ンターフレーム３によって構成され、左右フレーム１、
２の下部に移動機構４が設けられており、この移動機構
としては、複数の車輪で構成され、本実施形態では、前
輪４ａ、中間輪４ｂ、後輪４ｃで構成されている。
レーム１、右フレーム２と左右フレーム１、２を結ぶセ
ンターフレーム３によって構成され、左右フレーム１、
２の下部に移動機構４が設けられており、この移動機構
としては、複数の車輪で構成され、本実施形態では、前
輪４ａ、中間輪４ｂ、後輪４ｃで構成されている。
【００１４】昇降機構は、左右フレーム１、２外側か
ら、左右フレーム１、２上部に抜き差し自在に取り付け
られた昇降部材５と、この昇降部材５の上端に取り付け
た支持体６により構成されており、支持体６は、左右の
昇降部材５から後方に、地面に対して略平行で、かつ中
央部が前方へ略コ字状に窪んだ形状となっている。
ら、左右フレーム１、２上部に抜き差し自在に取り付け
られた昇降部材５と、この昇降部材５の上端に取り付け
た支持体６により構成されており、支持体６は、左右の
昇降部材５から後方に、地面に対して略平行で、かつ中
央部が前方へ略コ字状に窪んだ形状となっている。
【００１５】昇降部材５の駆動機構は、センターフレー
ム３に配置したモータ７と、モータ軸に取り付けたウォ
ーム８と、ウォーム８が噛み合うウォームホイール９
と、ウォームホイール９と同軸で左右フレーム１、２に
収納したピニオン１０と、ピニオン１０と噛み合うラッ
ク１１とから構成されており、ラック１１が昇降部材５
に内蔵され、モータ７が回転することによって、昇降機
構が使用者の身体を起立位置から着座位置まで昇降させ
るのである。
ム３に配置したモータ７と、モータ軸に取り付けたウォ
ーム８と、ウォーム８が噛み合うウォームホイール９
と、ウォームホイール９と同軸で左右フレーム１、２に
収納したピニオン１０と、ピニオン１０と噛み合うラッ
ク１１とから構成されており、ラック１１が昇降部材５
に内蔵され、モータ７が回転することによって、昇降機
構が使用者の身体を起立位置から着座位置まで昇降させ
るのである。
【００１６】また、制御手段１２、蓄電池１３は、セン
ターフレーム３内に収納されている。
ターフレーム３内に収納されている。
【００１７】図４は、本発明に係る自立歩行支援機に使
用する制御手段１２の構成を示すブロック図である。
用する制御手段１２の構成を示すブロック図である。
【００１８】制御手段１２は、マイコン１４とモータ駆
動回路１５と調節手段１６と蓄電池電圧検出回路１７に
より構成されている。蓄電池１３は、マイコン１４へ電
源供給するとともに、マイコン１４によって常時、蓄電
池電圧検出回路１７を経て電圧を監視されている。マイ
コン１４がモータ駆動回路１５をオンさせることによっ
てモータ７が回転する。蓄電池電圧の定格値と現在値が
マイコン１４内で比較され、その差に対応して、モータ
７を駆動するＰＷＭ（PuIse width moduIation）のオン
オフ時間のデューティ（一定周期のパルスのオンオフ時
間の比率）を変化させ、モータ７の回転数を制御する。
特に、蓄電池充電直後のように、電圧が高い場合には、
ＰＷＭのデューティが少なくなるように制御する。
動回路１５と調節手段１６と蓄電池電圧検出回路１７に
より構成されている。蓄電池１３は、マイコン１４へ電
源供給するとともに、マイコン１４によって常時、蓄電
池電圧検出回路１７を経て電圧を監視されている。マイ
コン１４がモータ駆動回路１５をオンさせることによっ
てモータ７が回転する。蓄電池電圧の定格値と現在値が
マイコン１４内で比較され、その差に対応して、モータ
７を駆動するＰＷＭ（PuIse width moduIation）のオン
オフ時間のデューティ（一定周期のパルスのオンオフ時
間の比率）を変化させ、モータ７の回転数を制御する。
特に、蓄電池充電直後のように、電圧が高い場合には、
ＰＷＭのデューティが少なくなるように制御する。
【００１９】図５は、ＰＷＭのデューティとモータの回
転数を示すグラフである。
転数を示すグラフである。
【００２０】モータ７は、デューティが大きいほど、回
転数が大きくなり、更に、印加される電圧が高いほど、
回転数が大きくなる。本発明の実施形態では、蓄電池１
３の電圧が、直接モータ７に印加されるため、蓄電池１
３の定格電圧時をモータ７の最大出力状態としてデュー
ティ１００％とするものである。尚、本実施形態では、
定格電圧を２４Ｖとして扱うものとする。
転数が大きくなり、更に、印加される電圧が高いほど、
回転数が大きくなる。本発明の実施形態では、蓄電池１
３の電圧が、直接モータ７に印加されるため、蓄電池１
３の定格電圧時をモータ７の最大出力状態としてデュー
ティ１００％とするものである。尚、本実施形態では、
定格電圧を２４Ｖとして扱うものとする。
【００２１】そして、蓄電池１３の電圧が２４Ｖ以上の
場合は、デューティ１００％の時の回転数になるよう
に、デューティを変更するのである。蓄電池電圧とデュ
ーティの関係は、図５の回転数Ｎに対応する各電圧のデ
ューティを求め、これを数式化して、マイコン１４内に
予め記憶させ、演算するものである。
場合は、デューティ１００％の時の回転数になるよう
に、デューティを変更するのである。蓄電池電圧とデュ
ーティの関係は、図５の回転数Ｎに対応する各電圧のデ
ューティを求め、これを数式化して、マイコン１４内に
予め記憶させ、演算するものである。
【００２２】本実施形態では次のように数式化してい
る。
る。
【００２３】 Ｄ＝１００−（Ｖ−２４）×４．１６ ……（Ｉ） （Ｉ）式において、Ｄはデューティ（％）、Ｖは蓄電池
電圧（Ｖ）であり、４．１６は装置における係数であ
り、装置の実施形態によって異なるものである。
電圧（Ｖ）であり、４．１６は装置における係数であ
り、装置の実施形態によって異なるものである。
【００２４】一方、制御手段１２は、調節手段１６を備
えており、この調節手段１６は、例えば可変抵抗器のよ
うに、外部からの操作によって、調節量がマイコン１４
に信号として入力され、デューティを変更するのであ
る。本発明の実施形態では、定格電圧２４Ｖをモータの
最大出力状態としてデューティ１００％としたが、調節
手段１６の操作によっては、最大出力を９０％や８０％
等に設定することも可能である。
えており、この調節手段１６は、例えば可変抵抗器のよ
うに、外部からの操作によって、調節量がマイコン１４
に信号として入力され、デューティを変更するのであ
る。本発明の実施形態では、定格電圧２４Ｖをモータの
最大出力状態としてデューティ１００％としたが、調節
手段１６の操作によっては、最大出力を９０％や８０％
等に設定することも可能である。
【００２５】 Ｄ＝｛１００−（Ｖ−２４）×４．１６｝−Ｃ ……（II） （II）式において、Ｃは調節されたデューティ（％）で
あり、これによって、調節手段１６の操作があった場合
にも、前記の蓄電池電圧とデューティの関係は成り立つ
のである。
あり、これによって、調節手段１６の操作があった場合
にも、前記の蓄電池電圧とデューティの関係は成り立つ
のである。
【００２６】図６は、本発明の制御手段１２におけるモ
ータ回転数制御処理を示すフローチャート図である。
ータ回転数制御処理を示すフローチャート図である。
【００２７】まず、マイコン１４からの指令により、モ
ータ駆動回路１５がオンすると（ステップＳ１）、モー
タ７がオンし（ステップＳ２）、そして、マイコン１４
内で蓄電池電圧と定格値とを比較し、蓄電池電圧が定格
値を上回る場合には（ステップＳ３“Ｙ”）、ＰＷＭの
デューティを（Ｉ）式または（II）式に基づき減少させ
（ステップＳ５）、モータ７の回転数制御を終了するの
である（ステップＳ４）。
ータ駆動回路１５がオンすると（ステップＳ１）、モー
タ７がオンし（ステップＳ２）、そして、マイコン１４
内で蓄電池電圧と定格値とを比較し、蓄電池電圧が定格
値を上回る場合には（ステップＳ３“Ｙ”）、ＰＷＭの
デューティを（Ｉ）式または（II）式に基づき減少させ
（ステップＳ５）、モータ７の回転数制御を終了するの
である（ステップＳ４）。
【００２８】また、マイコン１４内で蓄電池電圧と定格
値とを比較し、蓄電池電圧が定格値以下の場合には（ス
テップＳ３“Ｎ”）、モータ７の回転数制御を終了する
のである（ステップＳ４）。尚、装置運転中は、常時マ
イコン１４内で蓄電池電圧と定格値との比較を行ない、
その結果に応じて前記の処理を行なうのである。
値とを比較し、蓄電池電圧が定格値以下の場合には（ス
テップＳ３“Ｎ”）、モータ７の回転数制御を終了する
のである（ステップＳ４）。尚、装置運転中は、常時マ
イコン１４内で蓄電池電圧と定格値との比較を行ない、
その結果に応じて前記の処理を行なうのである。
【００２９】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、蓄
電池の電圧レベルに応じて、モータの回転数を制御する
もので、特に、蓄電池充電直後で、蓄電池電圧が所定値
（定格値）を上回っている場合、モータの回転数を下げ
ることを特徴とするもので、蓄電池電圧が定格値以上の
場合でも、昇降部材の昇降速度が著しく速くなることは
ないため、使い勝手、安全性に配慮できるものとなる。
電池の電圧レベルに応じて、モータの回転数を制御する
もので、特に、蓄電池充電直後で、蓄電池電圧が所定値
（定格値）を上回っている場合、モータの回転数を下げ
ることを特徴とするもので、蓄電池電圧が定格値以上の
場合でも、昇降部材の昇降速度が著しく速くなることは
ないため、使い勝手、安全性に配慮できるものとなる。
【００３０】また、モータの最大出力の調節手段を備え
ており、昇降部材の昇降速度を病院や施設内で、設置者
やサービスマンが調節することが可能であるため、千差
万別の使用者の障害の程度症状に合わせて、きめ細かく
対応できるものとなる。
ており、昇降部材の昇降速度を病院や施設内で、設置者
やサービスマンが調節することが可能であるため、千差
万別の使用者の障害の程度症状に合わせて、きめ細かく
対応できるものとなる。
【図１】本発明の一実施形態を示す自立歩行支援機の外
観図である。
観図である。
【図２】本発明の一実施形態を示す自立歩行支援機のフ
レームの縦断面図である。
レームの縦断面図である。
【図３】本発明の一実施形態を示す自立歩行支援機のフ
レームの横断面図である。
レームの横断面図である。
【図４】本発明の一実施形態を示す自立歩行支援機の制
御手段のブロック図である。
御手段のブロック図である。
【図５】本発明の一実施形態を示すＰＷＭのデューティ
とモータの回転数を示すグラフである。
とモータの回転数を示すグラフである。
【図６】本発明の一実施形態を示す自立歩行支援機にお
けるモータの回転数制御処理のフローチャート図であ
る。
けるモータの回転数制御処理のフローチャート図であ
る。
１…左フレーム ２…右フレーム ３…センターフレーム ４…移動機構 ５…昇降部材 ６…支持体 ７…モータ ８…ウォーム ９…ウォームホイール １０…ピニオン １１…ラック １２…制御手段 １３…蓄電池 １４…マイコン １５…モータ駆動回路 １６…調節手段 １７…蓄電池電圧検出回路
Claims (3)
- 【請求項１】 昇降部材の駆動により、使用者の身体を
起立位置から着座位置まで上下動させる昇降機構と、昇
降機構を駆動するモータと、モータを制御する制御手段
と、蓄電池電源とを備えてなる自立歩行支援機におい
て、前記制御手段が、蓄電池の電圧を検出し、電圧レベ
ルに応じて、モータの回転数を制御することを特徴とす
る自立歩行支援機。 - 【請求項２】 制御手段が、モータを制御するための一
定周期のパルスを生成し、蓄電池電圧の定格値と現在値
を比較し、パルスのオン時間を変更することを特徴とす
る請求項１記載の自立歩行支援機。 - 【請求項３】 制御手段が、モータの最大出力の調節手
段を備えたことを特徴とする請求項１または２記載の自
立歩行支援機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8246121A JPH1085283A (ja) | 1996-09-18 | 1996-09-18 | 自立歩行支援機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8246121A JPH1085283A (ja) | 1996-09-18 | 1996-09-18 | 自立歩行支援機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1085283A true JPH1085283A (ja) | 1998-04-07 |
Family
ID=17143803
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8246121A Pending JPH1085283A (ja) | 1996-09-18 | 1996-09-18 | 自立歩行支援機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1085283A (ja) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0644399U (ja) * | 1992-11-18 | 1994-06-10 | 国産電機株式会社 | 直流電動機の保護装置 |
| JP3015752U (ja) * | 1995-03-14 | 1995-09-12 | ダイワ精工株式会社 | 魚釣用電動リール |
| JPH0847295A (ja) * | 1994-08-04 | 1996-02-16 | Sanyo Electric Co Ltd | モータ制御装置 |
| JPH0856998A (ja) * | 1994-08-24 | 1996-03-05 | O G Giken Kk | バッテリー警告器付リフト |
| JPH08215250A (ja) * | 1995-02-20 | 1996-08-27 | Hitachi Ltd | 屈伸動作補助装置 |
| JPH08215249A (ja) * | 1995-02-17 | 1996-08-27 | Hitachi Ltd | 屈伸動作補助装置並びに歩行動作補助装置 |
-
1996
- 1996-09-18 JP JP8246121A patent/JPH1085283A/ja active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0644399U (ja) * | 1992-11-18 | 1994-06-10 | 国産電機株式会社 | 直流電動機の保護装置 |
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