JPWO2020208831A1 - 介助装置 - Google Patents

Abstract

介助装置は、基台と、基台に設けられ、水平な第一中心軸周りに旋回する第一アームと、第一アームに設けられ、水平な第二中心軸周りに旋回する第二アームと、第二アームに設けられ、被介助者の上半身を支持する支持部材と、第一アームおよび第二アームを協調動作させる駆動装置と、を備える。第一アームは、起立動作の補助の実行前の初期状態において、被介助者の大腿部と下腿部とが屈曲する膝屈曲位置よりも前方に位置するように構成される。【選択図】図２

Description

本発明は、介助装置に関するものである。

特許文献１，２には、被介助者の起立動作を補助する介助装置が開示されている。特許文献１の介助装置は、被介助者を支持する支持部材を傾動する回転装置と、支持部材および回転装置を昇降する直動装置とからなる駆動装置を備える。特許文献２の介助装置は、支持部材を任意の位置および角度に移動可能とする３つの回転装置からなる駆動装置を備える。

国際公開第２０１８／１１６４７２号 特開２０１１−０１９５７１号公報

介助装置には、被介助者の起立動作を補助する支持部材の移動を可能としつつ、小型化や製造コストの観点から駆動装置を簡略化する要請がある。特に、駆動装置を構成する直動装置は、構成部材に要求される精度が高く製造コストの増加を招来しやすい。また、駆動装置を３以上の回転装置などにより構成すると、装置が大型化しやすく、電源や信号の経路の構成が複雑になるおそれがある。

本明細書は、被介助者の起立動作の補助を可能としつつ、小型化や製造コストの低減を図ることができる介助装置を提供することを目的とする。

本明細書は、基台と、前記基台に設けられ、水平な第一中心軸周りに旋回する第一アームと、前記第一アームに設けられ、水平な第二中心軸周りに旋回する第二アームと、前記第二アームに設けられ、被介助者の上半身を支持する支持部材と、前記支持部材に支持された前記被介助者の起立動作の補助において、前記第一アームおよび前記第二アームを協調動作させる制御装置と、を備え、前記第一アームは、前記起立動作の補助の実行前の初期状態において、前記被介助者の大腿部と下腿部とが屈曲する膝屈曲位置よりも前方に位置するように構成される介助装置を開示する。

本明細書は、基台と、前記基台に設けられ、水平な第一中心軸周りに旋回する第一アームと、前記第一アームに設けられ、水平な第二中心軸周りに旋回する第二アームと、前記第二アームに設けられ、被介助者の上半身を支持する支持部材と、前記支持部材に支持された前記被介助者の起立動作の補助において、前記第一アームおよび前記第二アームを協調動作させる制御装置と、を備え、前記起立動作を補助する動作処理には、前記起立動作の初期において前記第一アームの前旋回と並行して前記第二アームを後旋回させる第一工程が含まれる介助装置を開示する。

このような構成によると、基台に対して２箇所の関節を有する機構を構成する第一アームおよび第二アームによって支持部材を、所定の移動軌跡に沿って移動させることができる。これにより、介助装置は、被介助者の起立動作の補助を可能としている。また、介助装置は、第一アームの旋回および第二アームの旋回を協調させる構成からなり、直動装置や３以上の回転装置を備える構成と比較して、介助装置の小型化や製造コストの低減を図ることができる。

実施形態の介助装置を斜め後方から見た斜視図である。 座位姿勢の被介助者を支持する初期状態の介助装置を示す側面図である。 中間姿勢の被介助者を支持する介助装置を示す側面図である。 立位姿勢の被介助者を支持する立位支持状態の介助装置を示す側面図である。 起立動作の動作補助における第一アーム、第二アーム、および支持部材の動作、ならびに下側基準位置の移動軌跡および上側基準位置の移動軌跡を示す図である。 起立動作の動作補助における第二アームの動作、および第二アームの可動範囲を示す図である。 起立動作の動作補助の処理を示すフローチャートである。

１．介助装置１の構成
実施形態の介助装置１の構成について、図１−図４を参考して説明する。介助装置１は、被介助者Ｍ（図２などを参照）に対して座位姿勢から立位姿勢への起立動作の補助、および立位姿勢から座位姿勢への着座動作の補助を行う。介助装置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装置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、被介助者Ｍの下半身が立っている姿勢を意味する。なお、本明細書において、図４に示すように、座位姿勢から臀部Ｍｔを上昇されて下半身が立ち、且つ上半身が前傾した姿勢を被介助者Ｍの立位姿勢とする。つまり、起立動作の補助とは、被介助者Ｍの臀部Ｍｔを上昇させるとともに、上半身を前傾させて介助装置１に上半身の質量を預ける体勢とする動作の補助である。また、着座動作の補助とは、被介助者Ｍの臀部Ｍｔの位置を下降させる動作の補助である。

介助装置１は、図１に示すように、基台１０を備える。より詳細には、基台１０は、基台１０の本体をなすフレーム１１を有する。本実施形態において、基台１０は、フレーム１１に水平となるように設けられた足載置台１２を有する。足載置台１２には、被介助者Ｍの両脚Ｍｇが載置される。なお、介助装置１は、被介助者Ｍが要する介助水準によっては足載置台１２を有しない態様を採用し得る。基台１０は、足載置台１２の上面の前側寄りに上向きに設けられた第一アクチュエータ支持部１３を有する。

足載置台１２の下側には、左右に３個ずつの車輪１６−１８が設けられる。各車輪１６−１８は、移動方向を転換する転舵機能を有する。最前の車輪１６は、移動を規制するロック機能を備える。介助装置１は、６個の車輪１６−１８の転舵機能により、前後方向の移動および方向転換だけでなく、横移動（真横への移動）や超信地旋回（その場旋回）が可能となっている。

介助装置１は、膝当て部材８０を備える。膝当て部材８０は、基台１０に設けられ、起立動作を補助される被介助者Ｍの膝が当接する部材である。膝当て部材８０は、被介助者Ｍの膝の位置を定めることにより、被介助者Ｍの起立動作や着座動作の安定化を図るために設けられる。膝当て部材８０は、支持ロッド８１、緩衝部材８２、および位置調整部８３により形成される。支持ロッド８１は、Ｌ字状に形成され、緩衝部材８２を支持する。

緩衝部材８２は、支持ロッド８１に設けられ、左右方向に延在するクッション材である。緩衝部材８２は、例えば布製や皮製の保護カバーで覆われる。位置調整部８３は、支持ロッド８１を前後方向にスライド可能に支持する。位置調整部８３は、被介助者Ｍの体格および着座姿勢に適合するように、緩衝部材８２の前後方向の位置を調整可能に構成される。支持ロッド８１および緩衝部材８２は、位置調整部８３を用いた位置調整の後に、図示しない位置決めピンにより前後方向の位置を設定される。

介助装置１は、第一アーム２１および第二アーム２２を備える。第一アーム２１は、図２に示すように、基台１０に設けられ、水平な第一中心軸２１Ａ周りに旋回する。第二アーム２２は、第一アーム２１に設けられ、水平な第二中心軸２２Ａ周りに旋回する。本実施形態において、第一アーム２１は、図２に示すように、被介助者の搭乗前の初期状態において第一中心軸２１Ａから上方に延伸するように形成される。また、第二アーム２２は、初期状態において第二中心軸２２Ａから後方に延伸するように形成される。

上記のように、第一アーム２１および第二アーム２２は、基台１０に対して２箇所の関節を有する動作機構を構成する。第一アーム２１および第二アーム２２は、被介助者Ｍの上半身を支持する支持部材４０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。また、第一アーム２１は、上下方向の中央部の下側よりに後向きに設けられ、互いに第一アーム２１の延伸方向に並んで配置された２つの第二アクチュエータ支持部２５および第三アクチュエータ支持部２６を有する。また、第二アーム２２は、左右方向の中央部から下方に突出し、且つ下向きに設けられた第四アクチュエータ支持部２７を有する。第一アーム２１および第二アーム２２の詳細構成については後述する。

介助装置１は、支持部材４０に支持された被介助者Ｍの起立動作を補助する動作処理において、第一アーム２１および第二アーム２２を旋回させる駆動装置３０を備える。本実施形態において、駆動装置３０は、第一アクチュエータ３１および第二アクチュエータ３２を備える。第一アクチュエータ３１および第二アクチュエータ３２は、伸縮可能なアクチュエータである。

より詳細には、第一アクチュエータ３１は、本体部３１ａおよび可動部３１ｂにより構成される。本体部３１ａは、端部が開口した円筒状に形成される。可動部３１ｂは、本体部３１ａより小径の柱状に形成され、一端を本体部３１ａの開口から挿入される。第一アクチュエータ３１は、図示しないモータの駆動力によって本体部３１ａに対して可動部３１ｂを延伸方向に移動させる。

また、第二アクチュエータ３２は、第一アクチュエータ３１と同種であるため詳細な説明を省略する。第二アクチュエータ３２の本体部３２ａおよび可動部３２ｂは、第一アクチュエータ３１の本体部３１ａおよび可動部３１ｂに相当する。なお、第一アクチュエータ３１および第二アクチュエータ３２は、上記のモータに代えて油圧や空気圧を用いた圧力駆動源などの別種の駆動源を用いることができる。

ここで、第一アクチュエータ３１および第二アクチュエータ３２は、第一アーム２１の後方に設けられる。また、第一アクチュエータ３１は、基台１０側から第一アーム２１側に向かって前方に傾斜して設けられる。具体的には、第一アクチュエータ３１は、本体部３１ａ側の一端を基台１０の第一アクチュエータ支持部１３に回転可能に設けられ、可動部３１ｂ側の他端を第一アーム２１の第二アクチュエータ支持部２５に回転可能に設けられる。

また、第二アクチュエータ３２は、第一アクチュエータ３１の上方に設けられるとともに、第一アーム２１側から第二アーム２２側に向かって後方に傾斜して設けられる。具体的には、第二アクチュエータ３２は、可動部３２ｂ側の一端を第一アーム２１の第三アクチュエータ支持部２６に回転可能に設けられ、本体部３２ａ側の他端を第二アーム２２の第四アクチュエータ支持部２７に回転可能に設けられる。

上記のような構成により、駆動装置３０は、第一アクチュエータ３１の伸張動作により第一アーム２１を第一中心軸２１Ａ周りに前旋回させ、第一アクチュエータ３１の短縮動作により第一アーム２１を後旋回させる。また、駆動装置３０は、第二アクチュエータ３２の伸張動作により第二アーム２２を第二中心軸２２Ａ周りに前旋回させ、第二アクチュエータ３２の短縮動作により第二アーム２２を後旋回させる。駆動装置３０は、制御装置７０により第一アクチュエータ３１および第二アクチュエータ３２の動作を制御される。

また、上記のように、第一アクチュエータ３１および第二アクチュエータ３２がともに第一アーム２１の後方に設けられる構成とした。これにより、第一アーム２１に対して基台１０および第二アーム２２が配置された後方側に、第一、第二アクチュエータ３１，３２が収められるで、介助装置１の全体が前後方向にコンパクトになる。さらに、第一アクチュエータ３１および第二アクチュエータ３２が上記のように前方または後方に傾斜して設けられることにより、第一アーム２１の後方および第二アーム２２の下方に被介助者Ｍが搭乗するスペースを確保できる。

介助装置１は、被介助者Ｍの上半身を支持する支持部材４０を備える。支持部材４０は、第二アーム２２に設けられる。本実施形態において、支持部材４０は、胴体支持部４１、および一対の脇支持部４２を備える。胴体支持部４１は、被介助者Ｍの胴体形状に近い面状に形成される。胴体支持部４１は、柔軟な変形が可能な材料で形成されている。胴体支持部４１の支持面は、被介助者Ｍの上半身のうち胴体の前面に面接触して胴体を支持する。より詳細には、胴体支持部４１の支持面は、被介助者Ｍにおける胸部Ｍｂから腹部Ｍａに亘る範囲を支持する。胴体支持部４１は、第二アーム２２の後端部に取り付けられる。

また、胴体支持部４１は、第二アーム２２に対して前後方向に自由傾動可能に支持されている。具体的には、胴体支持部４１は、図２に示す状態から図２の時計回りに所定角度範囲を傾動可能に構成されている。上記の「自由傾動」とは、アクチュエータなどによって駆動される傾動ではなく、手動によって動かすことが可能な傾動を意味する。

一対の脇支持部４２は、胴体支持部４１に支持され、被介助者Ｍの脇を支持する。詳細には、一対の脇支持部４２は、胴体支持部４１の左右に設けられている。脇支持部４２は、胴体支持部４１に揺動可能に支持される。脇支持部４２は、棒状部材により、Ｌ字状に形成されている。脇支持部４２の表面は、柔軟な変形が可能な材料により覆われている。

介助装置１は、第一ハンドル５１および第二ハンドル５２を備える。第一ハンドル５１は、概ね四角形の枠形状に形成されている。第一ハンドル５１は、第二アーム２２の後端部から前上方向に延びるように形成されている。第一ハンドル５１の側方部分は、被介助者Ｍの両手によって把持される。さらに、第一ハンドル５１の側方部分および前方部分は、介助者によって介助装置１を移動させるために把持される。

第二ハンドル５２は、胴体支持部４１の前面に一体に設けられている。第二ハンドル５２は、横長のＵ字状に形成されている。第二ハンドル５２は、胴体支持部４１の下部に固定され左右方向に延びる基軸部分と、基軸部分の両端から第一ハンドル５１側に向かって延びる把持部分とを備える。

介助装置１は、被介助者Ｍまたは介助者の操作を受け付けるコントローラ６０を備える。コントローラ６０は、図１に示すように、上昇ボタン６１、下降ボタン６２、起立ボタン６３、および着座ボタン６４を備える。上昇ボタン６１および下降ボタン６２は、支持部材４０の上下方向位置の調整要求を受け付ける。起立ボタン６３は、起立動作の補助要求を受け付ける。着座ボタン６４は、着座動作の補助要求を受け付ける。なお、コントローラ６０は、例えば支持部材４０の移動軌跡に上下方向の調整移動が含まれる場合には、上昇ボタン６１および下降ボタン６２を省略することもできる。

介助装置１は、駆動装置３０を制御し、被介助者Ｍを支持する支持部材４０を移動させる制御装置７０を備える。制御装置７０は、被介助者Ｍの起立動作や着座動作の補助において、第一アーム２１および第二アーム２２を協調動作させる。ここで、上記の「協調動作」とは、第一アーム２１および第二アーム２２の一方が他方の状態に応じて動作することである。よって、第一アーム２１の旋回および第二アーム２２の旋回が協調する動作には、第一アーム２１および第二アーム２２の両方が旋回している状態と、一方のみが旋回している状態とが含まれる。駆動装置３０は、上記のように第一アーム２１および第二アーム２２を協調動作させることにより、支持部材４０を所定の移動軌跡に沿って移動させる。制御装置７０は、コントローラ６０を介して入力される調整要求または補助要求に応じて支持部材４０の移動を制御する。

なお、本実施形態において、コントローラ６０は、何れかのボタンが押下されている期間のみ動作要求（調整要求または補助要求）があるものとみなす。また、制御装置７０は、動作要求があった場合に、介助装置１の動作状態によってはその要求に応じた動作を実行しないことがある。これは、例えば被介助者Ｍの体勢が要求に応じた支持部材４０の移動に対して不適切である場合や、支持部材４０の移動が可動範囲の境界に到達している場合などが想定される。

２．第一アーム２１および第二アーム２２の詳細構成
上記のような構成からなる介助装置１の第一アーム２１および第二アーム２２の詳細構成について、図２および図４−図６を参照して説明する。ここで、被介助者Ｍの起立動作の補助を行う動作処理の実行前の状態を介助装置１の初期状態とする（図２を参照）。介助装置１の初期状態では、例えば被介助者Ｍの体格や、椅子９０の座面９１の高さに応じて支持部材４０の上下方向位置が調整される。また、支持部材４０の胴体支持部４１が立位姿勢にある被介助者Ｍの胴体を下方から支持した状態を立位支持状態とする（図４を参照）。

第一アーム２１は、上記のように、第一中心軸２１Ａ周りに旋回可能に基台１０に設けられる。本実施形態において、第一アーム２１は、介助装置１の初期状態において、第一中心軸２１Ａから上方に延伸するように、第一中心軸２１Ａおよび第二中心軸２２Ａを通る第一仮想線ＭＬ１に沿った直線形状に形成される。また、第二アーム２２は、介助装置１の初期状態において、第二中心軸２２Ａから後方に延伸するように形成される。

ここで、第一中心軸２１Ａは、図２に示すように、前後方向において前車輪１６の取り付け位置の近傍に位置し、また基台１０と膝当て部材８０の上下方向の間に位置するように設定される。具体的には、第一中心軸２１Ａは、被介助者の膝屈曲位置ＰＫｂよりも低い位置とされる。また、第二中心軸２２Ａは、介助装置１の初期状態において、第一中心軸２１Ａより後方に位置する。つまり、第一アーム２１は、初期状態において、延伸方向が鉛直軸に対して後傾する。

さらに、第二中心軸２２Ａは、介助装置１の初期状態において、被介助者Ｍの大腿部Ｍｈと下腿部Ｍｅとが屈曲する膝屈曲位置ＰＫｂよりも前方に位置する。より詳細には、本実施形態において、上記の「膝屈曲位置ＰＫｂ」は、図２に示すように、起立動作の補助の開始時において、被介助者Ｍの大腿部Ｍｈの中心部を通り大腿部Ｍｈの延伸方向に延びる大腿仮想線ＮＬ１と、被介助者Ｍの下腿部Ｍｅの中心部を通り下腿部Ｍｅの延伸方向に延びる下腿仮想線ＮＬ２の交点である。このように、第一アーム２１は、介助装置１の初期状態において、後傾しつつ、第二中心軸２２Ａが被介助者Ｍの膝屈曲位置ＰＫｂよりも前方に位置するように構成される。

なお、第二中心軸２２Ａは、介助装置１の初期状態において、膝当て部材８０の真上または膝当て部材８０よりも前方に位置するようにしてもよい。また、第二中心軸２２Ａは、図４および図５に示すように、胴体支持部４１が立位姿勢にある被介助者Ｍの胴体を支持した立位支持状態において、胴体支持部４１のうち胴体に接触する部位の前端よりも前方に位置するようにしてもよい。第一アーム２１および第二アーム２２は、上記のような第一中心軸２１Ａおよび第二中心軸２２Ａの位置関係となるようにそれぞれ構成される。補足すると、第一アーム２１は、第一中心軸２１Ａから被介助者Ｍの胸部Ｍｂが位置する程度の高さまで延伸するとともに、介助装置１の初期状態において後傾している。

第二アーム２２は、介助装置１の初期状態において、第二中心軸２２Ａから被介助者Ｍの胸部Ｍｂに接触する支持部材４０の前面までの水平方向長さが確保される。また、第二アーム２２は、介助装置１の立位支持状態において、第二中心軸２２Ａから支持部材４０との連結部まで斜め後方に向かって延伸するように構成される。

上記のように、第二アーム２２に所定の長さが確保されることにより、支持部材４０に被介助者Ｍが胸部を接触させた体勢において、両脚Ｍｇと第一アーム２１との間に十分なスペースを形成できる。結果として、膝当て部材８０の位置調整可能な範囲を確保しつつ、膝当て部材８０を除く部材と被介助者Ｍの両脚Ｍｇとの干渉を防止できる。また、第二アーム２２の長さが確保されることにより、図４に示すように、立位支持状態において、第一アーム２１とともに十分な高さまで支持部材４０を上昇させることが可能となる。

なお、第一アーム２１の可動範囲Ｒｍ１には、図５に示すように、第一中心軸２１Ａおよび第二中心軸２２Ａを通る第一仮想線ＭＬ１が鉛直方向となる角度が含まれるようにしてもよい。本実施形態において、第一アーム２１の可動範囲Ｒｍ１は、第一仮想線ＭＬ１が鉛直軸と一致する角度に対して前後に２５度ずつ旋回可能な範囲に設定される。

また、第二アーム２２の可動範囲Ｒｍ２には、図６に示すように、第二中心軸２２Ａおよび支持部材４０に設定される基準位置を通る第二仮想線ＭＬ２が水平方向となる角度が含まれるようにしてもよい。本実施形態において、第二アーム２２の可動範囲Ｒｍ２は、第二仮想線ＭＬ２が水平軸と一致する角度に対して上下に２５度ずつ旋回可能な範囲に設定される。

なお、上記の基準位置には、図２に示すように、下側基準位置Ｐｂおよび上側基準位置Ｐｕを設定し得る。下側基準位置Ｐｂは、胴体支持部４１のうち胴体に接触する部位の下端に設定される。また、上側基準位置Ｐｕは、図２に示すように、胴体支持部４１のうち胴体に接触する部位の上端に設定される。なお、上側基準位置Ｐｕは、被介助者Ｍの脇の位置に設定されてもよい。

３．介助装置１による起立動作の動作処理
介助装置１による起立動作を補助する動作処理について、図２−図７を参照して説明する。上記の起立動作の動作処理には、支持部材４０を前方移動させる第一工程と、支持部材４０を前方移動および上昇させる第二工程とが含まれる。動作処理の第一工程および第二工程は、実際には一連で実行され、支持部材４０が滑らかな移動軌跡を辿る場合には、工程の切り替わりを体感できるとは限らない。

本実施形態において、被介助者Ｍの上半身の質量が概ね支持部材４０に預けられるように、支持部材４０を前進させる工程を第一工程と称する。第一工程には、起立動作の初期において第一アーム２１の前旋回と並行して第二アーム２２を後旋回させる動作が含まれる。第一工程の実行により、被介助者Ｍは、図２に示す初期状態である座位姿勢から、図３に示す上半身が前傾した中間姿勢に移行される。また、被介助者Ｍの上半身を上昇させるように、支持部材４０を前進および上昇させる行程を第二工程と称する。このとき、被介助者Ｍは、図３に示す中間姿勢から、図４に示す終了状態である両脚Ｍｇが伸びた立位姿勢に移行される。

ここで、第一アーム２１の旋回および第二アーム２２の旋回が協調すると、揺動する支持部材４０には、基台１０に対して前進する部位と後退する部位が存在することがあり、同様に基台１０に対して上昇する部位と下降する部位が存在することがある。そこで、以下では、支持部材４０と一体的に移動する位置に設定された基準位置の移動を支持部材４０の移動として説明する。なお、上記の基準位置には、図２に示すように、下側基準位置Ｐｂおよび上側基準位置Ｐｕを設定し得る。

図２−図５に示すように、被介助者Ｍの起立動作中において、下側基準位置Ｐｂは、第一移動軌跡Ｔｂに沿って移動する。また、被介助者Ｍの起立動作中において、上側基準位置Ｐｕは、第二移動軌跡Ｔｕに沿って移動する。つまり、制御装置７０は、下側基準位置Ｐｂが第一移動軌跡Ｔｂに沿って移動するように、または上側基準位置Ｐｕが第二移動軌跡Ｔｕに沿って移動するように、第一アーム２１の旋回および第二アーム２２の旋回を協調させて支持部材４０の移動を制御する。

図２に示すように、起立動作を補助する動作処理の初期には、被介助者Ｍは、椅子９０の座面９１に臀部Ｍｔが接触している着座した状態（座位姿勢の状態）にある。介助装置１は、被介助者Ｍまたは介助者による操作によって、起立動作を補助する動作処理の初期状態とされる。上記の操作には、被介助者Ｍに対する介助装置１の位置調整、および被介助者Ｍの体格等に応じた支持部材４０の高さ調整が含まれる。

介助装置１の初期状態において、被介助者Ｍは、足載置台１２に両脚を載置する。このとき、被介助者Ｍは、胴体の前面を胴体支持部４１に面接触させる。また、被介助者Ｍは、膝を膝当て部材８０の後面に接触させる。さらに、被介助者Ｍは、第一ハンドル５１を把持する。このとき、被介助者Ｍの体格によっては、被介助者Ｍの脇と脇支持部４２との間にある程度の隙間が生じることがある。このように、介助装置１への乗り込み準備を終えた初期状態において、被介助者Ｍは、図２に示すように、上半身がある程度前傾した姿勢となる。

続いて、被介助者Ｍまたは介助者がコントローラ６０の起立ボタン６３を押下し、起立動作の補助要求が入力されると、制御装置７０は、図７に示すように、被介助者Ｍを初期の座位姿勢から上半身が前傾した中間姿勢とする第一工程を実行する（Ｓ１０）。詳細には、制御装置７０は、先ず第二アーム２２が可動範囲Ｒｍ２のうち後側の旋回端に位置するか否かを判定する（Ｓ１１）。制御装置７０は、例えば駆動装置３０の第二アクチュエータ３２の動作状態に基づいて、第二アーム２２の旋回位置を取得し上記の判定を行う。

第二アーム２２が可動範囲Ｒｍ２のうち後側の旋回端よりも前側に位置する場合には（Ｓ１１：Ｎｏ）、制御装置７０は、第一アーム２１を前旋回させるとともに第二アーム２２を後旋回させる（Ｓ１２）。これにより、制御装置７０は、基台１０に対して支持部材４０を前進させるとともに、基台１０に対して支持部材４０の高さを維持または下降させる。

一方で、第二アーム２２が可動範囲Ｒｍ２のうち後側の旋回端に位置する場合には（Ｓ１１：Ｙｅｓ）、制御装置７０は、第二アーム２２の後旋回が規制されるので、第二アーム２２を第二中心軸２２Ａに対して停止させた状態で第一アーム２１を前旋回させる（Ｓ１３）。これにより、制御装置７０は、基台１０に対して支持部材４０を前進させる。

続いて、制御装置７０は、第一アーム２１が規定角度未満であるか否かを判定する（Ｓ１４）。制御装置７０は、例えば駆動装置３０の第一アクチュエータ３１の動作状態に基づいて、第一アーム２１の旋回位置を取得し上記の判定を行う。第一アーム２１が規定角度未満の場合には（Ｓ１４：Ｎｏ）、制御装置７０は、上記の処理（Ｓ１１−Ｓ１３）を繰り返す。

これにより、例えば第一アーム２１が規定角度に到達する前に、第二アーム２２が可動範囲Ｒｍ２のうち後側の旋回端に到達した場合には第二アーム２２の後旋回が停止された状態で第一アーム２１が前旋回される。また、第一アーム２１が規定角度に到達した場合には（Ｓ１４：Ｙｅｓ）、制御装置７０は、被介助者Ｍが中間姿勢に移行したとして、第一工程（Ｓ１０）を終了し、第二工程（Ｓ２０）の実行に移行する。

ここで、第一工程において、第一アーム２１を前旋回させると、第二中心軸２２Ａは、基台１０に対して前方移動するとともに上方移動する。このとき、制御装置７０は、支持部材４０の角度が維持されるように、第一アーム２１の前旋回に対する第二アーム２２の後旋回を制御する。このとき、第一工程では被介助者Ｍの上半身の質量が支持部材４０に徐々に預けられるので、支持部材４０の角度は、維持または前傾するように制御されることが好適である。

上記のような制御によると、第一アーム２１の前旋回の実行前後における水平軸と第一仮想線ＭＬ１がなす第一角度θ１１，θ１２の変化量（θ１２−θ１１）は、第二アーム２２の後旋回の実行前後における第一仮想線ＭＬ１と第二仮想線ＭＬ２がなす第二角度θ２１，θ２２の変化量（θ２２−θ２１）以下となる。なお、第一工程の実行後の第一角度θ１２は、上記の第一アーム２１の規定角度に相当する。

また、支持部材４０は、第一工程の実行前後の角度θ３１，θ３２が維持または僅かに増加する（θ３１≦θ３２）。さらに、第一工程において、支持部材４０に設定される下側基準位置Ｐｂおよび上側基準位置Ｐｕのそれぞれの上方移動量ＢＶ１，ＵＶ１は、ほぼ０となる。また、第一工程において、下側基準位置Ｐｂおよび上側基準位置Ｐｕは、前進量ＢＨ１，ＵＨ１だけ前進する。

結果として、第一工程は、支持部材４０に支持された被介助者Ｍを初期の座位姿勢（図２を参照）から、被介助者Ｍの上半身が前傾した中間姿勢（図３を参照）とする。このとき、下側基準位置Ｐｂは、図５に示すように、位置Ｐｂ１から位置Ｐｂ２まで第一移動軌跡Ｔｂに沿って移動する。同様に、上側基準位置Ｐｕは、位置Ｐｕ１から位置Ｐｕ２まで第二移動軌跡Ｔｕに沿って移動する。このように、起立動作の第一段階として座位姿勢から中間姿勢に移行するように腰部を曲げる動作は、被介助者Ｍが自ら腰部を屈曲させながら体重を支持部材４０に預ける動作に近く、自然な動作である。

続いて、起立動作の動作処理が継続されて、制御装置７０は、第一アーム２１および第二アーム２２をともに前旋回させて、被介助者Ｍを前記中間姿勢から立位姿勢とする第二工程（Ｓ２０）を実行する。詳細には、制御装置７０は、第一アーム２１の前旋回を継続するとともに、第二アーム２２の動作を後旋回または停止状態から前旋回に切り替える。

そして、制御装置７０は、第一アーム２１が可動範囲Ｒｍ１のうち前側の旋回端に到達していない場合には（Ｓ２２：Ｎｏ）、第一アーム２１の前旋回を維持する。一方で、制御装置７０は、第一アーム２１が可動範囲Ｒｍ１のうち前側の旋回端に到達した場合には（Ｓ２２：Ｙｅｓ）、第一アーム２１の前旋回を停止する（Ｓ２３）。同様に、制御装置７０は、第二アーム２２が可動範囲Ｒｍ２のうち前側の旋回端に到達していない場合には（Ｓ２４：Ｎｏ）、第二アーム２２の前旋回を維持する。一方で、制御装置７０は、第二アーム２２が可動範囲Ｒｍ２のうち前側の旋回端に到達した場合には（Ｓ２４：Ｙｅｓ）、第二アーム２２の前旋回を停止する（Ｓ２５）。

上記のような制御によると、制御装置７０は、第二工程（Ｓ２０）の初期において、第一アーム２１および第二アーム２２がともに前旋回するように駆動装置３０を制御する。そして、第二工程の実行により、支持部材４０に設定される下側基準位置Ｐｂおよび上側基準位置Ｐｕは、上方移動量ＢＶ２，ＵＶ２だけ上昇し、前進量ＢＨ２，ＵＨ２だけ前進する。結果として、第二工程は、支持部材４０に支持された被介助者Ｍを中間姿勢（図３を参照）から、被介助者Ｍの両脚Ｍｇが伸びた立位姿勢（図４を参照）とする。

このとき、下側基準位置Ｐｂは、図５に示すように、位置Ｐｂ２から位置Ｐｂ３まで第一移動軌跡Ｔｂに沿って移動する。同様に、上側基準位置Ｐｕは、位置Ｐｕ２から位置Ｐｕ３まで第二移動軌跡Ｔｕに沿って移動する。これにより、被介助者Ｍの上半身は、中間姿勢から上昇しながら前進する。従って、第二工程では、被介助者Ｍの背筋が伸びた状態が維持される。また、被介助者Ｍの上半身は、支持部材４０により安定して支持される。

なお、第二工程の終了時に下側基準位置Ｐｂが到達する位置Ｐｂ３は、第一移動軌跡Ｔｂ上において適宜変動し得る。例えば、制御装置７０は、介助装置１へ補助要求が入力されなくなった場合に、起立動作の動作処理の終了とする。そのため、終了時における下側基準位置Ｐｂ（位置Ｐｂ３）によっては、起立姿勢にある被介助者Ｍは、図４に示す姿勢の他に、例えば膝が膝当て部材８０に接触しない状態とされることがある。これは、上側基準位置Ｐｕと位置Ｐｕ３との関係においても同様である。

４．実施形態の構成による効果
実施形態の介助装置１は、被介助者Ｍの両脚Ｍｇが載置される基台１０と、水平な第一中心軸２１Ａ周りに旋回する第一アーム２１と、水平な第二中心軸２２Ａ周りに旋回する第二アーム２２と、被介助者Ｍの上半身を支持する支持部材４０と、第一アーム２１および第二アーム２２を旋回させる駆動装置３０と、を備える。また、第一アーム２１は、初期状態において第二中心軸２２Ａが第一中心軸２１Ａよりも後方に位置し、且つ被介助者Ｍの大腿部Ｍｈと下腿部Ｍｅとが屈曲する膝屈曲位置ＰＫｂよりも前方に位置するように構成される。

また、起立動作を補助する動作処理には、第一アーム２１を前旋回させるとともに第二アーム２２を後旋回（Ｓ１２）または停止（Ｓ１３）させて支持部材４０に支持された被介助者Ｍを初期の座位姿勢から上半身が前傾した中間姿勢とする第一工程（Ｓ１０）と、第一アーム２１および第二アーム２２をともに前旋回させて（Ｓ２１）、被介助者Ｍを中間姿勢から立位姿勢とする第二工程（Ｓ２０）と、が含まれる。

上記のような構成によると、基台１０に対して２箇所の関節を有する機構を構成する第一アーム２１および第二アーム２２によって支持部材４０を、所定の移動軌跡Ｔｄ，Ｔｕに沿って移動させることができる。これにより、介助装置１は、被介助者Ｍの起立動作の補助を可能としている。また、駆動装置３０は、第一アーム２１の旋回および第二アーム２２の旋回を協調させる構成からなり、直動装置や３以上の回転装置を備える構成と比較して、介助装置１の小型化や製造コストの低減を図ることができる。

５．実施形態の変形態様
実施形態において、基準位置は、胴体支持部４１のうち被介助者Ｍの胴体に接触する部位の下端、上端、または被介助者Ｍの脇の位置に設定されるものとした。これに対して、基準位置は、支持部材４０と一体的に移動する位置に設定されたものであれば適宜位置に設定することができる。例えば、基準位置は、支持部材４０が実施形態にて例示したように胴体支持部を備える構成において、被介助者Ｍの胸部Ｍｂの位置に設定してもよい。また、基準位置は、支持部材４０と第二アーム２２の連結部に設定してもよい。このような構成においても実施形態と同様の効果を奏する。

また、起立動作の動作処理は、一連で実行される第一工程と第二工程との２工程により構成されるものとした。これに対して、起立動作の動作処理には、別の工程が適宜含まれるようにしてもよい。例えば、動作処理には、介助装置１を現在状態から初期状態とするための準備工程や、一旦実行された各工程を中止した後に再開した場合の復旧工程などが含まれ得る。制御装置７０は、これらの介助装置１の動作状態と入力される補助要求または調整要求に基づいて、各種工程を組み合わせて、第一アーム２１の旋回と第二アーム２２の旋回を協調させて支持部材４０の移動を制御する構成としてもよい。

実施形態では上記のように第一工程および第二工程を定義したが、その他に第一アーム２１や第二アーム２２の角度、第一移動軌跡Ｔｂにおける下側基準位置Ｐｂの位置、第二移動軌跡Ｔｕにおける上側基準位置Ｐｕの位置、支持部材４０の角度、被介助者Ｍの姿勢などによって工程を区分してもよい。何れの区分においても、座位姿勢から中間姿勢まで移行させる工程において、第二アーム２２を後旋回（可動範囲Ｒｍ２のうち後側の旋回端に到達している場合には停止）させながら第一アーム２１を前旋回させることにより、実施形態と同様の効果を奏する。

１：介助装置、 １０：基台、 ２１：第一アーム、 ２２：第二アーム、 ２１Ａ：第一中心軸、 ２２Ａ：第二中心軸、 ３０：駆動装置、 ３１：第一アクチュエータ、 ３２：第二アクチュエータ、 ４０：支持部材、 ４１：胴体支持部、 ４２：脇支持部、 ６０：コントローラ、 ７０：制御装置、 ８０：膝当て部材、 Ｍ：被介助者、 Ｍｔ：臀部、 Ｍｇ：両脚、 Ｍｈ：大腿部Ｍｈ、 Ｍｅ：下腿部、ＮＬ１：大腿仮想線、 ＮＬ２：下腿仮想線、 ＭＬ１：第一仮想線、 ＭＬ２：第二仮想線、 Ｒｍ１，Ｒｍ２：可動範囲、 ＰＫｂ：膝屈曲位置、 Ｐｂ，Ｐｕ：基準位置

Claims (15)

1. 基台と、
   前記基台に設けられ、水平な第一中心軸周りに旋回する第一アームと、
   前記第一アームに設けられ、水平な第二中心軸周りに旋回する第二アームと、
   前記第二アームに設けられ、被介助者の上半身を支持する支持部材と、
   前記支持部材に支持された前記被介助者の起立動作の補助において、前記第一アームおよび前記第二アームを協調動作させる制御装置と、を備え、
   前記第一アームは、前記起立動作の補助の実行前の初期状態において、前記被介助者の大腿部と下腿部とが屈曲する膝屈曲位置よりも前方に位置するように構成される介助装置。
2. 前記膝屈曲位置は、前記起立動作の補助の開始時において、前記被介助者の大腿部の中心部を通り前記大腿部の延伸方向に延びる大腿仮想線と、前記被介助者の下腿部の中心部を通り前記下腿部の延伸方向に延びる下腿仮想線との交点である、請求項１に記載の介助装置。
3. 前記第一アームは、前記初期状態において前記第一中心軸から上方に延伸し、
   前記第二アームは、前記初期状態において前記第二中心軸から後方に延伸する、請求項１または２に記載の介助装置。
4. 前記第一アームの可動範囲には、前記第一中心軸および前記第二中心軸を通る第一仮想線が鉛直方向となる角度が含まれ、
   前記第二アームの可動範囲には、前記第二中心軸および前記支持部材の基準位置を通る第二仮想線が水平方向となる角度が含まれる、請求項３に記載の介助装置。
5. 前記第一アームは、前記第一中心軸から上方に延伸するように前記第一仮想線に沿った直線形状に形成される、請求項４に記載の介助装置。
6. 前記介助装置は、
   伸縮可能なアクチュエータであって、一端を前記基台に設けられ、他端を前記第一アームに設けられ、伸張動作により前記第一アームを前記第一中心軸周りに前旋回させる第一アクチュエータと、
   伸縮可能なアクチュエータであって、一端を前記第一アームに設けられ、他端を前記第二アームに設けられ、伸張動作により前記第二アームを前記第二中心軸周りに前旋回させる第二アクチュエータと、
   をさらに備える、請求項１−５の何れか一項に記載の介助装置。
7. 前記第一アクチュエータおよび前記第二アクチュエータは、前記第一アームの後方に設けられる、請求項６に記載の介助装置。
8. 前記第一アクチュエータは、前記基台側から前記第一アーム側に向かって前方に傾斜して設けられ、
   前記第二アクチュエータは、前記第一アクチュエータの上方に設けられるとともに、前記第一アーム側から前記第二アーム側に向かって後方に傾斜して設けられる、請求項７に記載の介助装置。
9. 座位姿勢から臀部を上昇されて下半身が立ち且つ上半身が前傾した姿勢を前記被介助者の立位姿勢とし、
   前記支持部材は、面状に形成され、前記被介助者の前記上半身のうち胴体の前面に面接触して前記胴体を支持する胴体支持部を有し、
   前記胴体支持部は、前記立位姿勢にある前記被介助者の前記胴体を支持し、
   前記第一アームは、前記胴体支持部が前記立位姿勢にある前記被介助者の前記胴体を支持した状態において、前記第二中心軸が前記胴体支持部のうち前記胴体に接触する部位の前端よりも前方に位置するように形成される、請求項１−８の何れか一項に記載の介助装置。
10. 前記介助装置は、前記基台に設けられ、前記起立動作を補助される前記被介助者の膝が当接する膝当て部材をさらに備え、
    前記第一アームは、前記第一中心軸が前記基台と前記膝当て部材の上下方向の間に位置するように配置され、且つ前記初期状態において前記第二中心軸が前記膝当て部材の真上または前記膝当て部材より前方に位置するように配置される、請求項１−９の何れか一項に記載の介助装置。
11. 前記起立動作を補助する動作処理には、前記起立動作の初期において前記第一アームの前旋回と並行して前記第二アームを後旋回させる第一工程が含まれる、請求項１−１０の何れか一項に記載の介助装置。
12. 基台と、
    前記基台に設けられ、水平な第一中心軸周りに旋回する第一アームと、
    前記第一アームに設けられ、水平な第二中心軸周りに旋回する第二アームと、
    前記第二アームに設けられ、被介助者の上半身を支持する支持部材と、
    前記支持部材に支持された前記被介助者の起立動作の補助において、前記第一アームおよび前記第二アームを協調動作させる制御装置と、を備え、
    前記起立動作を補助する動作処理には、前記起立動作の初期において前記第一アームの前旋回と並行して前記第二アームを後旋回させる第一工程が含まれる介助装置。
13. 前記制御装置は、前記第一工程において前記第一アームを前旋回させるとともに前記第二アームを後旋回させる場合に、前記前記支持部材の基準位置の高さが維持または下降されるように第一アームの前旋回に対して前記第二アームの後旋回を協調させる、請求項１１または１２の何れか一項に記載の介助装置。
14. 前記制御装置は、前記第一工程において前記第一アームを前旋回と並行して前記第二アームを後旋回させる際に、前記支持部材の角度が維持されるように前記第一アームの前旋回に対して前記第二アームの後旋回を協調させる、請求項１１−１３の何れか一項に記載の介助装置。
15. 前記支持部材は、
    面状に形成され、前記被介助者の前記上半身のうち胴体の前面に面接触して前記胴体を支持する胴体支持部と、
    前記胴体支持部に支持され、前記被介助者の脇を支持する脇支持部と、を有し、
    前記基準位置は、前記胴体支持部のうち前記胴体に接触する部位の下端または上端、若しくは前記被介助者の脇の位置に設定される、請求項４または１３に記載の介助装置。

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