JPWO2016143039A1 - 検出装置及び介助ロボット - Google Patents
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Abstract
Description
(1−1.検出装置1の構成)
第一実施形態の検出装置1の構成について、図1−図4を参照して説明する。検出装置1は、基準部材11、移動部材12、駆動機構13、駆動源14、インクリメンタルエンコーダ15(以下、エンコーダと称する)、ドッグ16、センサ17及び制御装置18を備える。
次に、スリットSの詳細構成について、図5を参照して説明する。図5に示すように、ドッグ16は、複数のスリットSを備える。ドッグ16の一端から他端側に行くに従って、隣り合うスリットSの離間距離Lが大きくなる。隣り合うスリットS1,S2の離間距離、スリットS2,S3の離間距離、スリットS3,S4の離間距離は、順にL1,L2,L3である。
次に、制御装置18の詳細構成について、図5、図7−図11を参照して説明する。ここで、スリットSは、図5に示す構成の場合とする。ただし、適宜、図6に示す構成のスリットSの場合について付記する。
次に、検出装置1の動作を説明する。検出装置1は、最初に原点の設定を行う。そこで、制御部20が駆動源14を制御して、移動部材12を動作させる。このとき、移動部材12が動作する方向は図1の右側でも左側でもよい。
第二実施形態の検出装置2について、図12を参照して説明する。本実施形態の検出装置2のうち第一実施形態の検出装置1の構成と同一構成については、同一符号を付す。検出装置2の制御装置28は、制御部20、カウント位置取得部30及び状態検出部50を備える。状態検出部50は、カウント値の増減数取得部41、関係データ記憶部52、現在位置検出部43、制御位置算出部54及び比較部55を備える。
第三実施形態の検出装置3について、図13を参照して説明する。本実施形態の検出装置3のうち第一実施形態の検出装置1の構成と同一構成については、同一符号を付す。検出装置3の制御装置38は、制御部60、カウント位置取得部30及び状態検出部40を備える。すなわち、検出装置3は、第一実施形態の検出装置1に対して、制御部60のみ相違する。
第四実施形態の検出装置4については、図14及び図15を参照して説明する。本実施形態の検出装置3のうち第一実施形態の検出装置1又は第二実施形態の検出装置2の構成と同一構成については、同一符号を付す。
(5−1.介助ロボット100の全体構成)
本実施形態の介助ロボット100は、上述した検出装置1,2,3,4の何れかを備える。介助ロボット100の全体構成について、図16及び図17を参照して説明する。介助ロボット100は、被介助者M1の体の一部(例えば、上半身)を支えて起立動作及び着座動作を補助する。介助ロボット100は、基台110、昇降アーム120,130、昇降部140、保持部150、昇降アクチュエータ170,180、前後動アクチュエータ190,200及び制御装置220を備える。以下の説明において、前後左右は、介助ロボット100の進行方向を前方としたときの前後左右とする。
各部のカバーを取り除いた介助ロボット100の内部構造について、図18−図20を参照して説明する。基台110には、4つの車輪がそれぞれ設けられる。昇降アーム120,130は、第一アーム部材121,131、第二アーム部材122,132及び第三アーム部材123,133を備える。第一アーム部材121,131、第二アーム部材122,132及び第三アーム部材123,133は、直線の長尺状に形成される。第一アーム部材121,131は、基台110の左右フレーム112,113のそれぞれに固定される。第一アーム部材121,131は、基台110に対して前方に所定角度(例えば80度)にて傾斜させて固定される。
制御装置220による昇降アクチュエータ170,180の制御は、第一実施形態の検出装置1における制御装置18の制御と実質的に同様に適用できる。第一アーム部材121,131、第二アーム部材122,132、第一昇降機構172,182、回転駆動源171,181、インクリメンタルエンコーダ174,184、ドッグ175,185、センサ176,186は、検出装置1における基準部材11、移動部材12、駆動機構13、駆動源14、エンコーダ15、ドッグ16、センサ17に相当する。つまり、制御装置220の状態検出部40の原点設定部44により、回転駆動源171,181のそれぞれを制御する制御部20における原点が設定される。
第五実施形態の介助ロボット100は、第一から第四実施形態の検出装置1を第二アーム部材122,132の昇降の動作に適用した。この他に、昇降部140に対する保持部150の前後の動作に適用することもできる。
第一から第四実施形態の検出装置1,2,3,4は、基準部材11と、基準部材11に対して相対移動する移動部材12と、基準部材11に対して移動部材12が所定量を相対移動する毎にカウント値を増減するインクリメンタルエンコーダ15と、インクリメンタルエンコーダ15のカウント値に基づいて、基準部材11と移動部材12との相対移動を駆動する駆動源14と、基準部材11と移動部材12の一方に配置され、隣り合うスリットSの離間距離及びスリットS自身の隙間幅の少なくとも一方を複数種に形成される複数のスリットSを備えるドッグ16と、基準部材11と移動部材12の他方に配置され、スリットSの有無を検出するセンサ17と、基準部材11に対して移動部材12が相対移動する場合に、センサ17の検出結果に基づいて、隣り合うスリットSの離間距離又はスリットS自身の隙間幅に対応するカウント開始位置Ps及びカウント終了位置Peを取得するカウント位置取得部30と、カウント開始位置Psからカウント終了位置Peまでのカウント値の増減数を取得し、取得したカウント値の増減数に基づいて移動部材12の状態を検出する状態検出部40,50,85とを備える。
に適用される。つまり、検出装置1,2,3,4を介助ロボット100の当該部位に適宜適用することで、介助ロボット100は、保持部150の前後位置の検出を容易にでき、原点設定を短時間で行うことができ、制御位置の実際位置からのずれを検出できる。
Claims (10)
- 基準部材と、
前記基準部材に対して相対移動する移動部材と、
前記基準部材に対して前記移動部材が所定量を相対移動する毎にカウント値を増減するインクリメンタルエンコーダと、
前記インクリメンタルエンコーダの前記カウント値に基づいて、前記基準部材と前記移動部材との相対移動を駆動する駆動源と、
前記基準部材と前記移動部材の一方に配置され、隣り合うスリットの離間距離及び前記スリット自身の隙間幅の少なくとも一方を複数種に形成される複数のスリットを備えるドッグと、
前記基準部材と前記移動部材の他方に配置され、前記スリットの有無を検出するセンサと、
前記基準部材に対して前記移動部材が相対移動する場合に、前記センサの検出結果に基づいて、前記隣り合うスリットの離間距離又は前記スリット自身の隙間幅に対応するカウント開始位置及びカウント終了位置を取得するカウント位置取得部と、
前記カウント開始位置から前記カウント終了位置までの前記カウント値の増減数を取得し、取得した前記カウント値の増減数に基づいて前記移動部材の状態を検出する状態検出部と、
を備える、検出装置。 - 前記カウント位置取得部は、前記隣り合うスリットの離間距離に対応する前記カウント開始位置及び前記カウント終了位置を取得し、
前記状態検出部は、
前記隣り合うスリットの離間距離に対応する前記カウント値の増減数と前記移動部材の相対位置との関係が設定されるカウント数−位置関係データを予め記憶し、
前記カウント開始位置から前記カウント終了位置までの前記カウント値の増減数を取得し、
取得した前記カウント値の増減数と前記カウント数−位置関係データとに基づいて、現在の前記移動部材の相対位置を検出する、請求項1に記載の検出装置。 - 前記カウント位置取得部は、前記スリット自身の隙間幅に対応する前記カウント開始位置及び前記カウント終了位置を取得し、
前記状態検出部は、
前記スリット自身の隙間幅に対応する前記カウント値の増減数と前記移動部材の相対位置との関係が設定されるカウント数−位置関係データを予め記憶し、
前記カウント開始位置から前記カウント終了位置までの前記カウント値の増減数を取得し、
取得した前記カウント値の増減数と前記カウント数−位置関係データに基づいて、現在の前記移動部材の相対位置を検出する、請求項1に記載の検出装置。 - 前記駆動源は、前記移動部材の相対位置の原点と前記カウント値とに基づいて制御され、
前記状態検出部は、現在の前記移動部材の相対位置に基づいて前記原点を設定する、請求項2又は3に記載の検出装置。 - 前記状態検出部は、
取得した前記カウント値の増減数と前記カウント数−位置関係データとに基づいて、現在の前記移動部材の相対位置を検出する現在位置検出部と、
前記移動部材の相対位置の原点と前記駆動源の制御に用いられる前記インクリメンタルエンコーダの累積カウント値とに基づいて現在の前記移動部材の相対位置を算出する制御位置算出部と、
前記現在位置検出部により検出される現在の前記移動部材の相対位置と、前記制御位置算出部により算出される現在の前記移動部材の相対位置とを比較する比較部と、
を備える、請求項2−4の何れか一項に記載の検出装置。 - 前記検出装置は、
前記基準部材、前記移動部材、前記駆動源、前記インクリメンタルエンコーダ、前記ドッグ及び前記センサを含む第一ユニットと、
前記基準部材、前記移動部材、前記駆動源、前記インクリメンタルエンコーダ、前記ドッグ及び前記センサを含む第二ユニットと、
を備え、
前記第一ユニットの前記駆動源と前記第二ユニットの前記駆動源とは、同期して動作し、
前記カウント位置取得部は、前記第一ユニットの前記センサの検出結果及び前記第二ユニットの前記センサの検出結果に基づいて、前記第一ユニット及び前記第二ユニットのそれぞれの前記カウント開始位置及び前記カウント終了位置を取得し、
前記状態検出部は、
前記第一ユニット及び前記第二ユニットのそれぞれの前記カウント値の増減数を取得し、
取得した前記第一ユニット及び前記第二ユニットのそれぞれの前記カウント値の増減数に基づいて、前記第一ユニットの前記移動部材の相対位置と、前記第二ユニットの前記移動部材の相対位置との相違を検出する、請求項1に記載する検出装置。 - 前記状態検出部は、
前記第一ユニット及び前記第二ユニットのそれぞれにおいて、前記基準部材に対して前記移動部材が相対移動する場合に、
前記第一ユニットの前記カウント値の増減数と前記第二ユニットの前記カウント値の増減数とが相違する場合に、前記第一ユニットの前記移動部材の相対位置と、前記第二ユニットの前記移動部材の相対位置とが相違すると検出する、請求項6に記載の検出装置。 - 基台と、
前記基台に対して昇降する昇降部と、
前記基台と前記昇降部とを連結し、相対移動する複数のアーム部材により構成される昇降アームと、
被介助者の体の一部を保持し、前記昇降部に配置される保持部と、
請求項1−7の何れか一項に記載の検出装置と、
を備え、
前記基準部材及び前記移動部材は、前記昇降アームにおける相対移動する前記複数のアーム部材である、介助ロボット。 - 基台と、
前記基台に対して昇降する昇降部と、
前記基台と前記昇降部とをそれぞれ連結し、相対移動する複数のアーム部材によりそれぞれ構成される一対の昇降アームと、
被介助者の体の一部を保持し、前記昇降部に配置される保持部と、
請求項6又は7に記載の検出装置と、
を備え、
前記第一ユニットの前記基準部材及び前記移動部材は、一方の前記昇降アームにおける相対移動する前記複数のアーム部材であり、
前記第二ユニットの前記基準部材及び前記移動部材は、他方の前記昇降アームにおける相対移動する前記複数のアーム部材である、介助ロボット。 - 基台と、
前記基台に対して昇降する昇降部と、
前記基台と前記昇降部とを連結する昇降アームと、
被介助者の体の一部を保持し、前記昇降部に対して前後動する保持部と、
請求項1−7の何れか一項に記載の検出装置と、
を備え、
前記基準部材及び前記移動部材は、前記昇降部及び前記保持部である、介助ロボット。
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