JPWO2017141335A1 - 介助ロボット - Google Patents

Abstract

種々の使用状態に対応して、被介助者の着座動作を支援可能な介助ロボットを提供することを目的とする。介助ロボットにおける着座軌跡に基づく動作処理には、床面から規定の高さであり且つ座面の上方に被介助者の臀部が位置する固定着座位置まで保持部材を下降または上昇させるとともに保持部材を後退させる後退工程と、固定着座位置から被介助者が座面に着座するまで保持部材を下降させる下降工程と、が含まれる。

Description

本発明は、介助ロボットに関するものである。

特許文献１には、被介助者の上半身を保持する保持部材を適宜移動させて、被介助者の起立動作および着座動作を支援する介助ロボットが開示されている。このような介助ロボットにおいて、被介助者に違和感を与えないように、保持部材の位置を適宜制御させることが望まれる。特許文献１の介助ロボットは、起立動作および着座動作にそれぞれ対応した異なる移動軌跡を備える。これにより、起立動作または着座動作が要求動作として入力された場合に、介助ロボットは、要求動作に対応した移動軌跡に基づいて保持部材の位置を制御する。

国際公開第２０１４／１２２７５２号

ここで、座面高さや被介助者の体格によっては座位姿勢における被介助者の上半身の位置が異なる。そのため、介助ロボットにおける保持部材の位置は、移動軌跡に加えて、例えば座面高さや被介助者の体格などを示す設定値に基づいて制御される。具体的には、保持部材は、着座動作において設定値に対応する高さを終点とする着座軌跡に沿って移動される。このような構成では、適正な設定値を事前に入力する必要がある。また、座面高さが変更される場合や、体格の異なる被介助者に使用する場合には、これらに伴う設定値の修正が必要となる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、種々の使用状態に対応して、被介助者の着座動作を支援可能な介助ロボットを提供することを目的とする。

請求項１に係る介助ロボットは、床面に載置される基台と、被介助者の上半身を保持する保持部材と、保持部材を基台の上下方向および前後方向に移動可能に支持するとともに、保持部材を異なる複数の移動軌跡に沿って移動させる駆動装置と、被介助者が座面に着座する着座動作において、複数の移動軌跡のうち着座動作に対応する着座軌跡に基づいて保持部材を移動させる動作処理を実行して駆動装置の動作を制御する制御装置と、を備える。着座軌跡に基づく動作処理には、床面から規定の高さであり且つ座面の上方に被介助者の臀部が位置する固定着座位置まで保持部材を下降または上昇させるとともに保持部材を後退させる後退工程と、固定着座位置から被介助者が座面に着座するまで保持部材を下降させる下降工程と、が含まれる。

請求項１に係る発明の構成によると、保持部材は、着座軌跡に基づいて移動される場合に、固定着座位置を経由する。保持部材が固定着座位置を通過すると、保持部材に保持された被介助者は、臀部が座面の上方に位置する状態を維持されて、徐々に座位姿勢へと移行される。これにより、座面高さが不定であっても、また被介助者の体格や搭乗姿勢によらず、被介助者を確実に着座させることが可能となる。このように、介助ロボットは、座面高さや被介助者の体格などを示す設定値を事前に入力することを省略でき、また種々の使用状態に対応して、被介助者の着座動作を支援することができる。

実施形態の介助ロボットの外観の後方斜視図である。 介助ロボットの構造および座位姿勢にある被介助者を示す図である。 介助ロボットの構造および立位姿勢にある被介助者を示す図である。 介助ロボットのコントローラおよび制御装置を示すブロック図である。 着座軌跡に基づく動作処理を示すフローチャートである。 図５の動作処理における保持部材の移動軌跡、および保持部材の位置に対する保持部材の角度を示す図である。を示す図である。

＜実施形態＞
（介助ロボット１の構成）
介助ロボット１は、被介助者Ｍ（図２および図３に示す）に対して座位姿勢から立位姿勢への起立動作の支援、および立位姿勢から座位姿勢への着座動作の支援を行う。介助ロボット１が立位姿勢における被介助者Ｍの上半身を支持することで、一人の介助者が介助ロボット１を牽引等して、例えば介助施設における移動目標に移動させることができる。なお、「立位姿勢」とは、少なくとも被介助者Ｍの下半身が立っている状態を意味し、上半身が立っている状態を意味するものではない。

介助ロボット１は、図１および図４に示すように、基台１０、支持装置２０、コントローラ５０、および制御装置６０を備える。以下において、前後左右上下は、図１に示すように、被介助者Ｍから見た前後左右上下とする。基台１０は、被介助者Ｍが搭乗可能に構成され、被介助者Ｍが搭乗した状態で前後方向および左右方向に移動可能に構成される。基台１０は、図１および図２に示すように、フレーム１１と、支柱１２と、足載置台１３と、固定カバー１４と、複数の車輪１５とを備える。

基台１０のフレーム１１は、床面２（接地面、地面）から僅かに離れた位置であって、床面２に対してほぼ水平に設けられる。支柱１２は、フレーム１１に固定されており、フレーム１１の前方上面から上方に向かって立った状態で設けられる。支柱１２は、フレーム１１の前方のうち、左右方向中央に配置される。なお、本実施形態において、介助ロボット１は、１本の支柱１２を有するが、２本以上の支柱１２を備えるようにしてもよい。

足載置台１３は、フレーム１１の上面後方に固定され、搭乗した被介助者Ｍの足を載置される。足載置台１３の上面には、被介助者Ｍの足の接地マーク１３ａが記されている。接地マーク１３ａは、被介助者Ｍに対して足の位置を案内する役割を有する。固定カバー１４は、図１に示すように、フレーム１１または支柱１２に固定される。固定カバー１４は、後述する駆動装置２３における昇降部３０の昇降本体３１の下側部分の周囲を覆って、駆動装置２３の内部を保護する。複数の車輪１５は、基台１０に設けられ、基台１０を床面２に対して移動可能に支持する。

支持装置２０は、基台１０に設けられ、被介助者Ｍを立位姿勢に支持可能に構成される（図３を参照）。本実施形態において、支持装置２０は、保持部材２１と、下腿当て部２２と、駆動装置２３とを有する。保持部材２１は、被介助者Ｍの上半身を保持する。本実施形態においては、保持部材２１は、被介助者Ｍの胴体に接触する胴体受部２１ａと、被介助者Ｍの両脇を抱える脇受部２１ｂとを備える。なお、保持部材２１は、胴体受部２１ａと脇受部２１ｂの何れか一方のみを備えるようにしてもよい。

胴体受部２１ａは、被介助者Ｍの胴体を下方から支持する。胴体受部２１ａは、面状に形成され、クッション材により形成される。胴体受部２１ａは、標準的な被介助者Ｍの胴体に応じた初期形状に形成され、個々の被介助者Ｍの胴体に応じて柔軟に変形する。本実施形態では、胴体受部２１ａは、被介助者Ｍの胸部から腹部に亘って接触する。

脇受部２１ｂは、円弧状に形成され、円弧開口が上方を向くように胴体受部２１ａの左右それぞれに配置される。脇受部２１ｂは、被介助者Ｍの脇を下方から支持することで、被介助者Ｍの上半身を支持する。さらに、脇受部２１ｂは、被介助者Ｍの両脇を前後方向から挟むことで、被介助者Ｍの前後動を規制する。従って、胴体受部２１ａおよび脇受部２１ｂは、保持部材２１により保持された状態の被介助者Ｍの肩の位置を規制できる。

下腿当て部２２は、座位姿勢における被介助者Ｍの下腿前部（脛部または膝部）を接触させることで、座位姿勢における被介助者Ｍの下半身の位置および姿勢を決める。特に、足の位置がある程度決定される。下腿当て部２２は、基台１０の支柱１２に固定される。下腿当て部２２は、２個の支持部材２２ａと、下腿当て本体２２ｂとを備える。

支持部材２２ａは、Ｌ字状に形成される。支持部材２２ａのＬ字状の一端が、支柱１２に固定され、支持部材２２ａのＬ字状の他端が、支柱１２より後方に位置する。下腿当て本体２２ｂは、支持部材２２ａの他端側に固定され、昇降カバー３３の後方且つ揺動支持部３２の下方に位置する。下腿当て本体２２ｂは、被介助者Ｍの下腿前部を接触させる部位であり、面状に形成され、クッション材により形成される。

駆動装置２３は、保持部材２１を基台１０の上下方向および前後方向に移動可能に支持するとともに、保持部材２１を異なる複数の移動軌跡に沿って移動させる装置である。本実施形態において、駆動装置２３は、昇降部３０と、揺動部４０とを有する。昇降部３０は、基台１０に対して上下方向に移動する。昇降部３０は、昇降本体３１と、揺動支持部３２と、昇降カバー３３とを備える。

昇降本体３１は、図２に示すように、上下方向に長尺状に形成される。昇降本体３１は、支柱１２の後面に上下方向に直動可能に設けられる。昇降本体３１は、支柱１２の後面のガイド（図示せず）に案内されるとともに、直動装置（図示せず）により駆動される。この昇降本体３１は、固定カバー１４により囲まれている。揺動支持部３２は、昇降本体３１の上端側に設けられ、左右方向に平行な揺動軸心３２ａを有する。

昇降カバー３３は、図１に示すように、昇降部３０に固定され、昇降本体３１および揺動支持部３２を囲む。さらに、昇降カバー３３は、支柱１２および固定カバー１４を囲む。なお、本実施形態においては、介助ロボット１は、１本の支柱１２に対応して１個の昇降部３０を有する。これに対して、介助ロボット１は、仮に２本以上の支柱１２を有する場合には、支柱１２の数に対応する数の昇降部３０を有する構成としてもよい。

揺動部４０は、保持部材２１を昇降部３０に対して基台１０の前後方向に移動させるとともに、保持部材２１を基台１０の左右方向に平行な軸周りに回転させる。揺動部４０は、揺動本体４１と、アーム４２と、グリップ４３とを備える。揺動本体４１は、保持部材２１の胴体受部２１ａを着脱可能に取り付けられる。

アーム４２は、昇降部３０の揺動支持部３２の揺動軸心３２ａを中心軸として回転可能に設けられる。アーム４２は、アーム駆動装置（図示せず）によって回転される。介助ロボット１が起立補助を行う場合には、アーム４２は、後方に延びた状態から前側に旋回する。一方で、介助ロボット１が着座補助を行う場合には、アーム４２は、後方に延びる状態となるように後側に旋回する。

グリップ４３は、前後方向視でＵ字状に形成され、グリップ４３のＵ字状の両端が、揺動本体４１に固定される。グリップ４３の中央部は、胴体受部２１ａおよび揺動本体４１の前方に位置し、保持部材２１に保持された状態の被介助者Ｍにより把持される。また、グリップ４３は、介助者が介助ロボット１を牽引等する場合にも用いられる。

上記のような構成により、揺動部４０は、アーム４２の先端側の揺動本体４１に取り付けられた保持部材２１を基台１０の左右方向に平行な軸（揺動軸心３２ａ）周りに回転させる。揺動部４０は、保持部材２１を回転させることによって、保持部材２１の前後方向の位置に対して規定された角度となるように保持部材２１を揺動させる。

コントローラ５０は、操作者（介助者または被介助者Ｍ）による操作を受け付ける入力装置である。本実施形態において、コントローラ５０は、図４に示すように、起立スイッチ５１と、着座スイッチ５２と、上昇スイッチ５３と、下降スイッチ５４とを有する。起立スイッチ５１は、保持部材２１の現在位置および現在角度を含む現在状態から、被介助者Ｍを立位姿勢とする起立動作の実行要求の操作を受け付ける。着座スイッチ５２は、保持部材２１の現在状態から、被介助者Ｍを座位姿勢とする着座動作の実行要求の操作を受け付ける。

上昇スイッチ５３は、保持部材２１を現在状態から上昇させる上昇動作の実行要求の操作を受け付ける。下降スイッチ５４は、保持部材２１を現在状態から下降させる下降動作の実行要求の操作を受け付ける。コントローラ５０は、制御装置６０と通信可能に接続され、各スイッチの何れか１つのみが押下されている場合に、押下されているスイッチに対応した動作を入力された要求動作として制御装置６０に送信する。

制御装置６０は、コントローラ５０より送信された要求動作に応じて保持部材２１を上下動および揺動させるように、駆動装置２３の動作を制御する。制御装置６０は、支柱１２の側方において、基台１０のフレーム１１に固定される。制御装置６０は、記憶部６１と、軌跡設定部６２と、駆動制御部６３とを有する。記憶部６１は、起立動作用データ７１と、着座動作用データ７２とを記憶する。

起立動作用データ７１は、被介助者Ｍの起立動作に対応する保持部材２１の移動軌跡である起立軌跡８１（図６の上段を参照）を示す二次元座標データである。着座動作用データ７２は、被介助者Ｍの着座動作に対応する保持部材２１の移動軌跡である着座軌跡８２（図６の上段を参照）を示す二次元座標データである。二次元座標データの原点は、保持部材２１の可動域における任意の基準点としてもよいし、介助ロボット１の重心位置としてもよい。

ここで、保持部材２１の起立軌跡８１および着座軌跡８２は、例えば保持部材２１における基準点が駆動装置２３の動作によって移動する軌跡である。具体的には、起立軌跡８１は、図６に示すように、第一位置Ｐ１から第二位置Ｐ２までの曲線状の軌跡である。また、着座軌跡８２は、第二位置Ｐ２から第三位置Ｐ３までの曲線状の軌跡と、第三位置Ｐ３から第一位置Ｐ１までの直線状の軌跡とから構成される軌跡である。

軌跡設定部６２は、起立動作または着座動作が要求動作として入力された場合に、保持部材２１の現在の状態に基づいて、起立軌跡８１または着座軌跡８２の何れか一方を基準軌跡として設定する。駆動制御部６３は、設定された基準軌跡に基づいて保持部材２１を移動させる。具体的には、駆動制御部６３は、昇降部３０および揺動部４０の動作を同期させて、保持部材２１が基準軌跡に沿って移動するように駆動装置２３の動作を制御する。

このような構成によると、制御装置６０は、例えばコントローラ５０の着座スイッチ５２が押下された場合に、要求された着座動作に対応する着座軌跡８２に沿って保持部材２１の移動を制御する他に、起立軌跡８１に沿って保持部材２１の移動を制御することがある。このように、要求動作（着座動作）に対応しない移動軌跡（起立軌跡８１）に基づいて保持部材２１の動作処理が実行されるのは、介助ロボット１の使用状態によっては現在位置に至るまでの軌跡に沿って遡るように移動した方が好適な場合があり、基準軌跡の最適化を図ることを目的としている。

また、被介助者Ｍが椅子９０の座面９１に着座する着座動作において、軌跡設定部６２により要求動作に対応する移動軌跡である着座軌跡８２が基準軌跡として設定された場合には、制御装置６０の駆動制御部６３は、着座軌跡８２に基づいて保持部材２１を移動させる動作処理（以下、「着座軌跡８２に基づく動作処理」と称する）を実行して駆動装置２３の動作を制御する。なお、制御装置６０は、着座スイッチ５２を介して着座動作の実行要求を入力している期間に、即ち着座スイッチ５２が押下されている期間に、駆動装置２３の動作を制御する。

上記の着座軌跡８２に基づく動作処理には、後退工程と下降工程とが含まれる。後退工程は、床面２から規定の高さであり且つ座面９１の上方に被介助者Ｍの臀部Ｍｂが位置する固定着座位置Ｐｆまで保持部材２１を下降または上昇させるとともに保持部材２１を後退させる工程である。固定着座位置Ｐｆは、本実施形態において、上記の「第三位置Ｐ３」に相当する。固定着座位置Ｐｆの規定の高さは、介助ロボット１が対応可能な最上高さに座面９１がある場合に、当該座面９１に被介助者Ｍの臀部Ｍｂを接触させる保持部材２１の高さ以上に設定される。

上記の「介助ロボット１が対応可能な最上高さ」とは、介助ロボット１の構成上、介助ロボット１に搭乗した被介助者Ｍを適正に着座させることが可能な座面９１の高さの範囲の最大値に相当する。そして、固定着座位置Ｐｆの規定の高さは、本実施形態において、仮に最上高さに座面９１があるとして、当該座面９１に被介助者Ｍの臀部Ｍｂを接触させる保持部材２１の高さに設定されている。また、固定着座位置Ｐｆの前後方向の位置は、本実施形態において、揺動部４０の動作に伴う保持部材２１の可動域における後端に設定されている。

このような構成により、保持部材２１は、現在位置によっては、後退工程において下降または上昇されながら後退する（図６の上段を参照）。なお、保持部材２１の現在の高さが固定着座位置Ｐｆの規定の高さと一致している場合には、保持部材２１は、後退工程において高さを維持されながら後退する。また、保持部材２１の現在位置から固定着座位置Ｐｆまでの移動軌跡は、被介助者Ｍが移動に伴って不快に感じないように適宜補正され、例えば滑らかな円弧状に設定される。これにより、後退工程は、着座軌跡８２に基づく動作処理の実行時における保持部材２１の位置および固定着座位置Ｐｆに基づいて設定された移動軌跡で保持部材２１を後退させる。

着座軌跡８２に基づく動作処理に含まれる下降工程は、固定着座位置Ｐｆから被介助者Ｍが座面９１に着座するまで保持部材２１を下降させる工程である。なお、上記のように固定着座位置Ｐｆの前後方向の位置が保持部材２１の可動域における後端に設定されていることから、下降工程は、昇降部３０のみの動作により保持部材２１を下降させる。また、下降工程は、一定の移動軌跡で保持部材２１を下降させる。下降工程における一定の移動軌跡は、昇降部３０を駆動する直動装置によることから、本実施形態において、上下方向に延びる直線状に設定される。

上記のような構成により、下降工程は、被介助者Ｍの臀部Ｍｂが座面９１に向かって垂直に下降するように保持部材２１を下降させることになる。ここで、「垂直に下降する」とは、基台１０の支柱１２や駆動装置２３の設置誤差によって発生し得る傾斜角度を許容するものであり、保持部材２１が概ね垂直に下降する構成を意味する。

（着座軌跡に基づく動作処理）
制御装置６０による着座軌跡８２に基づく動作処理について、図５および図６を参照して説明する。着座軌跡８２に基づく動作処理は、例えばコントローラ５０の着座スイッチ５２が押下された後に、軌跡設定部６２により着座動作の基準軌跡に着座軌跡８２が設定された場合に実行される。なお、軌跡設定部６２により着座動作の基準軌跡に起立軌跡８１が設定された場合には、着座軌跡８２に基づく動作処理は実行されない。

また、下記の動作処理の実行中において、着座スイッチ５２が継続して押下されて、着座動作の実行要求が常に入力されているものとする。制御装置６０は、操作者が着座スイッチ５２を離した時点で動作処理を中断して、駆動装置２３の動作を停止させる。

制御装置６０は、図５に示すように、先ず、保持部材２１の現在位置を取得する（ステップ１１（以下、「ステップ」を「Ｓ」と表記する））。保持部材２１の現在位置は、例えば駆動装置２３における直動装置におけるリニアスケールやアーム駆動装置における角度検出器による検出結果に基づいて算出される。

次に、制御装置６０は、保持部材２１の現在位置が固定着座位置Ｐｆよりも前側か否かを判定する（Ｓ１２）。ここで、固定着座位置Ｐｆの前後方向の位置が保持部材２１の可動域における後端に設定されている。そこで、制御装置６０は、保持部材２１の現在位置が保持部材２１の可動域における後端にあるか否かをもって、保持部材２１が現在位置に達するまでに固定着座位置Ｐｆを経由したか否かを判別している。

制御装置６０は、保持部材２１の現在位置が固定着座位置Ｐｆよりも前側である場合には（Ｓ１２：Ｙｅｓ）、保持部材２１が固定着座位置Ｐｆを経由していない状態であるため、後退工程を実行する（Ｓ１３）。これにより、保持部材２１は、現在位置から固定着座位置Ｐｆまで所定の移動軌跡に沿って後退するとともに、鉛直軸に対してなす角度θが小さくなるように回転する。保持部材２１が前後方向の可動域の後端に位置する固定着座位置Ｐｆに到達すると、保持部材２１の角度θは、図６の下段に示すように、最小となる。

続いて、制御装置６０は、下降工程を実行する（Ｓ１４）。これにより、保持部材２１は、一定の移動軌跡に沿って垂直に下降する。具体的には、固定着座位置Ｐｆから被介助者Ｍが座面９１に着座するまで保持部材２１が直線状に下降される。下降工程においては、駆動装置２３のうち昇降部３０のみが駆動され、揺動部４０は休止状態にある。よって、保持部材２１が下降している期間において、保持部材２１の角度θは、最小の状態を維持される。

一方で、制御装置６０は、着座軌跡８２に基づく動作処理の実行時において保持部材２１の現在位置が固定着座位置Ｐｆよりも前側でない場合には（Ｓ１２：Ｎｏ）、保持部材２１が固定着座位置Ｐｆにあるか既に経由している状態にあるため、下降工程のみを実行する（Ｓ１４）。これにより、保持部材２１は、現在位置から一定の移動軌跡に沿って垂直に下降する。

保持部材２１がある程度下降すると、被介助者Ｍの臀部Ｍｂが椅子９０の座面９１に乗った状態となる。操作者は、被介助者Ｍが座位姿勢に移行されたことを確認して、着座スイッチ５２を離す。制御装置６０により実行された下降工程は、操作者が着座スイッチ５２を離した場合、または保持部材２１の上下方向の可動域の下端に達した場合に終了する。

上記のような動作処理によると、保持部材２１が下降工程（Ｓ１４）の前に固定着座位置Ｐｆを経由することから、下降工程（Ｓ１４）において被介助者Ｍの臀部Ｍｂが座面９１の上方に位置する状態が維持されている。そのため、座面９１の高さが不定であっても、また被介助者Ｍの体格や搭乗姿勢によらず、操作者の操作によって下降終了する高さを調整することが可能である。また、操作者は、これら一連の動作を着座スイッチ５２の押下する操作のみで実行させることが可能である。

さらに、下降工程に移行した後に、着座スイッチ５２が離され再度押下された場合には、保持部材２１は、固定着座位置Ｐｆに再度移動することなく、下降工程が再開されて下降される（Ｓ１２：Ｎｏ、Ｓ１４）。これにより、操作者は、被介助者Ｍの状態を確認しながら保持部材２１を間欠的に下降させることが可能である。

（実施形態の構成による効果）
介助ロボット１は、床面２に載置される基台１０と、被介助者Ｍの上半身を保持する保持部材２１と、保持部材２１を基台１０の上下方向および前後方向に移動可能に支持するとともに、保持部材２１を異なる複数の移動軌跡に沿って移動させる駆動装置２３と、被介助者Ｍが座面９１に着座する着座動作において、複数の移動軌跡のうち着座動作に対応する着座軌跡８２に基づいて保持部材２１を移動させる動作処理を実行して駆動装置２３の動作を制御する制御装置６０と、を備える。着座軌跡８２に基づく動作処理には、床面２から規定の高さであり且つ座面９１の上方に被介助者Ｍの臀部Ｍｂが位置する固定着座位置Ｐｆまで保持部材２１を下降または上昇させるとともに保持部材２１を後退させる後退工程（Ｓ１３）と、固定着座位置Ｐｆから被介助者Ｍが座面９１に着座するまで保持部材２１を下降させる下降工程（Ｓ１４）と、が含まれる。

このような構成によると、保持部材２１は、着座軌跡８２に基づいて移動される場合に、固定着座位置Ｐｆを経由する。保持部材２１が固定着座位置Ｐｆを通過すると、保持部材２１に保持された被介助者Ｍは、臀部Ｍｂが座面９１の上方に位置する状態を維持されて、徐々に座位姿勢へと移行される。これにより、座面高さが不定であっても、また被介助者Ｍの体格や搭乗姿勢によらず、下降終了する高さを調整し、被介助者Ｍを確実に着座させることが可能となる。このように、介助ロボットは、座面高さや被介助者Ｍの体格などを示す設定値を事前に入力することを省略でき、また種々の使用状態に対応して、被介助者の着座動作を支援することができる。

また、駆動装置２３は、基台１０に対して上下方向に移動する昇降部３０と、保持部材２１を昇降部３０に対して基台１０の前後方向に移動させるとともに、保持部材２１を基台１０の左右方向に平行な軸周りに回転させる揺動部４０と、を有する。後退工程（Ｓ１３）は、揺動部４０の動作に伴う保持部材２１の可動域における後端まで保持部材２１を後退させる。下降工程（Ｓ１４）は、昇降部３０のみの動作により保持部材２１を下降させる。
このような構成によると、下降工程（Ｓ１４）における動作が昇降部３０のみとなり簡潔となる。また、下降工程（Ｓ１４）において、保持部材２１の角度を維持して下降させることができる。

また、後退工程（Ｓ１３）は、着座軌跡８２に基づく動作処理の実行時における保持部材２１の位置および固定着座位置Ｐｆに基づいて設定された移動軌跡で保持部材２１を後退させる。下降工程（Ｓ１４）は、一定の移動軌跡で保持部材２１を下降させる。
このような構成によると、後退工程（Ｓ１３）では、状況に応じた移動軌跡で適切に被介助者Ｍの着座動作を支援できる。また、下降工程（Ｓ１４）では、座面９１高さが不定であっても、また被介助者Ｍの体格や搭乗姿勢によらず、被介助者Ｍを確実に着座させることができる。

また、下降工程（Ｓ１４）は、被介助者Ｍの臀部Ｍｂが座面９１に向かって垂直に下降するように保持部材２１を下降させる。
このような構成によると、下降工程（Ｓ１４）において被介助者Ｍの臀部Ｍｂが座面９１の上方に位置する状態が確実に維持される。よって、何れの高さにおいても着座が可能となるため、種々の座面９１高さに対応できる。

また、固定着座位置Ｐｆの規定の高さは、介助ロボット１が対応可能な最上高さに座面９１がある場合に、当該座面９１に被介助者Ｍの臀部Ｍｂを接触させる保持部材２１の高さ以上に設定される。
このような構成によると、仕様上の最上高さ以下の座面高さに対応可能となり、後退工程（Ｓ１３）および下降工程（Ｓ１４）の実行によって被介助者Ｍを確実に座位姿勢へと移行できる。

また、制御装置６０は、着座軌跡８２に基づく動作処理において、保持部材２１の現在位置が固定着座位置Ｐｆよりも前側の場合に（Ｓ１２：Ｙｅｓ）後退工程および下降工程を実行し（Ｓ１３，Ｓ１４）、保持部材２１の現在位置が固定着座位置Ｐｆよりも前側でない場合に（Ｓ１２：Ｎｏ）下降工程のみを実行する（Ｓ１４）。
このような構成によると、固定着座位置Ｐｆを経由していない場合には、保持部材２１は、固定着座位置Ｐｆを経由して下降される。これにより、仮に保持部材２１の現在の高さが固定着座位置Ｐｆの規定の高さよりも低い場合でも、保持部材２１は、固定着座位置Ｐｆの規定の高さまで上昇される。一方で、固定着座位置Ｐｆを既に経由している場合には、固定着座位置Ｐｆへの移動が省略され、保持部材２１は、適宜高さまで下降される。これにより、保持部材２１の現在状態に応じた移動制御が可能となる。

また、介助ロボット１は、着座動作の実行要求の操作を受け付ける着座スイッチ５２をさらに備える。制御装置６０は、着座スイッチ５２を介して着座動作の実行要求を入力している期間に、駆動装置２３の動作を制御する。
このような構成によると、制御装置６０は、着座スイッチ５２を押下されている期間に、昇降部３０および揺動部４０の動作を制御する。これにより、操作者は、着座スイッチ５２に対する操作のみで、保持部材２１の後退と下降を行うことが可能となる。また、操作者は、着座スイッチ５２を離すことで、保持部材２１の移動を停止できる。このように、複数のスイッチを用いることなく着座スイッチ５２に対する操作のみによって、不定な座面９１高さに対応しつつ、被介助者Ｍを確実に座位姿勢へと移行できる。

＜実施形態の変形態様＞
（後退工程の要否について）
実施形態において、制御装置６０は、保持部材２１の現在位置が固定着座位置Ｐｆよりも前側か否かを判断することによって（Ｓ１２）、後退工程および下降工程を実行するか（Ｓ１２：Ｙｅｓ，Ｓ１３，Ｓ１４）、下降工程のみを実行するか（Ｓ１２：Ｎｏ，Ｓ１４）を判断した。これに対して、後退工程の要否は、他の基準に基づいて判断されてもよい。

具体的には、保持部材２１の前後方向の位置に加えて、保持部材２１の上下方向の位置を勘案してもよい。また、固定着座位置Ｐｆと現在位置の距離や、固定着座位置Ｐｆと現在位置とを通る直線の角度などに基づいて、後退工程の実行の要否を判定してもよい。これにより、不要に固定着座位置Ｐｆを経由することが防止され、被介助者Ｍおよび介助ロボット１を操作する操作者に違和感を与えることなく、被介助者Ｍの着座動作を支援することが可能となる。

（下降工程の移動軌跡について）
実施形態において、下降工程（Ｓ１４）における保持部材２１の移動軌跡は、一定の軌跡に沿って下降するものとした。これに対して、制御装置６０は、保持部材２１の現在状態や被介助者Ｍの体格等を勘案して、下降工程（Ｓ１４）における保持部材２１の移動軌跡を補正するようにしてもよい。

また、制御装置６０は、下降工程（Ｓ１４において、被介助者Ｍの臀部Ｍｂが座面９１に向かって垂直に下降するように保持部材２１を下降させる。これに対して、制御装置６０は、座面９１の上方に被介助者Ｍの臀部Ｍｂが位置する状態を維持可能であれば、例えば保持部材２１を固定着座位置Ｐｆから後退させながら下降させてもよい。

（固定着座位置Ｐｆについて）
実施形態において、固定着座位置Ｐｆの前後方向の位置は、揺動部４０の動作に伴う保持部材２１の可動域における後端に設定される。これに対して、固定着座位置Ｐｆは、当該位置に保持部材２１が移動された場合に、座面９１の上方に被介助者Ｍの臀部Ｍｂが位置するのであれば、保持部材２１の可動域における後端よりも前側に設定してもよい。

（駆動装置の態様）
実施形態において、駆動装置２３は、基台１０に対して上下方向に移動する昇降部３０と、保持部材２１を揺動させる揺動部４０とを有する構成とした。これに対して、駆動装置２３は、保持部材２１を基台の上下方向および前後方向に移動可能に支持するとともに、保持部材２１を異なる複数の移動軌跡に沿って移動させることが可能である構成であれば、種々の態様を採用し得る。

具体的には、揺動部４０は、アーム４２を回転させて揺動本体４１を前後方向に移動させつつ揺動本体４１を軸周りに回転させる他に、例えば昇降部３０の上部に前後方向に傾斜したレールによって揺動本体４１が支持される構成としてもよい。このような構成によると、揺動本体４１がレールに沿って移動することによって、揺動本体４１に取り付けられた保持部材２１が前後方向に移動するとともに、傾斜させることが可能である。

その他に、駆動装置２３は、基台１０に設けられ、左右方向に平行な軸周りに回転する回転部材と、当該回転部材に設けられ、回転部材の径方向に伸縮可能な伸縮アームとを備える構成としてもよい。または、駆動装置２３は、左右方向に平行な軸周りに回転する第一回転部材と、当該第一回転部材に設けられ、第一回転部材の回転軸と平行な軸周りに回転する第二回転部材とを備える構成としてもよい。

このような構成において、伸縮アームまたは第二回転部材に保持部材２１が取り付けられることにより、保持部材２１は、基台１０の上下方向および前後方向に移動可能であり、複数の移動軌跡に沿った移動が可能である。そして、複数の移動軌跡のうち着座軌跡８２に基づく動作処理を実行する場合に、後退工程および下降工程を適宜実行することにより、実施形態と同様の効果を奏する。

（着座スイッチについて）
実施形態において、着座スイッチ５２は、コントローラ５０に設けられている。これに対して、着座スイッチ５２は、着座動作の実行要求の操作を受け付け可能であれば、種々の態様を採用し得る。具体的には、例えば基台１０等に設けられて操作者の脚部による操作を受け付ける操作ペダルや、グリップ４３等に設けられて操作者の把持による操作を受け付ける操作レバーを着座スイッチとしてもよい。

１：介助ロボット、 ２：床面
１０：基台
１１：フレーム、 １２：支柱
１３：足載置台、 １３ａ：接地マーク
１４：固定カバー、 １５：車輪
２０：支持装置
２１：保持部材、 ２１ａ：胴体受部、 ２１ｂ：脇受部
２２：下腿当て部、 ２２ａ：支持部材、 ２２ｂ：下腿当て本体
２３：駆動装置、
３０：昇降部
３１：昇降本体、 ３２：揺動支持部、 ３２ａ：揺動軸心
３３：昇降カバー
４０：揺動部、
４１：揺動本体、 ４２：アーム、 ４３：グリップ
５０：コントローラ
５１：起立スイッチ、 ５２：着座スイッチ
５３：上昇スイッチ、 ５４：下降スイッチ
６０：制御装置
６１：記憶部、 ６２：軌跡設定部、 ６３：駆動制御部
７１：起立動作用データ、 ７２：着座動作用データ
８１：起立軌跡、 ８２：着座軌跡
９０：椅子、 ９１：座面
Ｍ：被介助者、 Ｍｂ：（被介助者の）臀部
Ｐ１：第一位置、 Ｐ２：第二位置、 Ｐ３：第三位置
Ｐｆ：固定着座位置

Claims (7)

1. 床面に載置される基台と、
   被介助者の上半身を保持する保持部材と、
   前記保持部材を前記基台の上下方向および前後方向に移動可能に支持するとともに、前記保持部材を異なる複数の移動軌跡に沿って移動させる駆動装置と、
   前記被介助者が座面に着座する着座動作において、前記複数の移動軌跡のうち前記着座動作に対応する着座軌跡に基づいて前記保持部材を移動させる動作処理を実行して前記駆動装置の動作を制御する制御装置と、を備え、
   前記着座軌跡に基づく前記動作処理には、
   前記床面から規定の高さであり且つ前記座面の上方に前記被介助者の臀部が位置する固定着座位置まで前記保持部材を下降または上昇させるとともに前記保持部材を後退させる後退工程と、
   前記固定着座位置から前記被介助者が前記座面に着座するまで前記保持部材を下降させる下降工程と、が含まれる介助ロボット。
2. 前記駆動装置は、
   前記基台に対して上下方向に移動する昇降部と、
   前記保持部材を前記昇降部に対して前記基台の前後方向に移動させるとともに、前記保持部材を前記基台の左右方向に平行な軸周りに回転させる揺動部と、を有し、
   前記後退工程は、前記揺動部の動作に伴う前記保持部材の可動域における後端まで前記保持部材を後退させ、
   前記下降工程は、前記昇降部のみの動作により前記保持部材を下降させる、請求項１に記載の介助ロボット。
3. 前記後退工程は、前記着座軌跡に基づく前記動作処理の実行時における前記保持部材の位置および前記固定着座位置に基づいて設定された移動軌跡で前記保持部材を後退させ、
   前記下降工程は、一定の移動軌跡で前記保持部材を下降させる、請求項１または２に記載の介助ロボット。
4. 前記下降工程は、前記被介助者の臀部が前記座面に向かって垂直に下降するように前記保持部材を下降させる、請求項１−３の何れか一項に記載の介助ロボット。
5. 前記固定着座位置の規定の高さは、前記介助ロボットが対応可能な最上高さに前記座面がある場合に、当該座面に前記被介助者の臀部を接触させる前記保持部材の高さ以上に設定される、請求項１−４の何れか一項に記載の介助ロボット。
6. 前記制御装置は、前記着座軌跡に基づく前記動作処理において、前記保持部材の現在位置が前記固定着座位置よりも前側の場合に前記後退工程および前記下降工程を実行し、前記保持部材の現在位置が前記固定着座位置よりも前側でない場合に前記下降工程のみを実行する、請求項１−５の何れか一項に記載の介助ロボット。
7. 前記介助ロボットは、前記着座動作の実行要求の操作を受け付ける着座スイッチをさらに備え、
   前記制御装置は、前記着座スイッチを介して前記着座動作の実行要求を入力している期間に、前記駆動装置の動作を制御する、請求項１−６の何れか一項に記載の介助ロボット。

Images