JP2010131063A - 移乗支援装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被介護者にとってストレスが緩和される移乗支援装置を提供する。
【解決手段】移動可能な台車部1と、水平回転および傾動可能であって基端が台車部に取り付けられたアーム部2と、アーム部2に取り付けられた身体保持具3と、アーム部2を駆動させる駆動手段と、駆動手段を駆動制御する制御部と、を備える。そして、身体保持具3は、人体に接触する側の面において人体との接触で生じる接触圧力を分散させる面圧分散部材40を備える。
【選択図】図3

Description

本発明は、移乗支援装置に関する。
例えば、自立歩行が困難な人がベッドから車椅子に乗り移ったり、車椅子から便座等へ乗り移るような動作を行う際に乗り移り動作を支援する移乗支援装置に関する。

自立歩行が困難な被介護者にとってはベッドから車椅子へ移動するような乗り移り動作を一人で自立して行うことは容易でない。通常は介護者の手助けが必要となるが、乗り移り動作の手助けは介護者にとって肉体的な負担が大きく、また、被介護者にとっても精神的な負担が大きい。近年、自立歩行が困難な人の乗り移り動作を支援する装置が開発されている。

例えば、特許文献1には、回転盤上に支柱を傾動可能に起立させ、支柱先端に受板（保持具）を設けた移乗支援装置が開示されている。
この移乗支援装置を用いて被介護者が乗り移り動作を行う場合、まず、支柱を傾けて受板を被介護者の体に寄せる。そして、被介護者が保持具に乗り掛かったり、しがみついたりして受板に体をもたせかけるようにして体重を預けるようにする。この状態で支柱を起き上がらせると、被介護者の体が持ち上がる。移乗先に移動した後、支柱を傾けると乗り移り動作が完了する。
特開2006-305092号公報

乗り移り動作の際、被介護者は自身の体重を受板に預けることになるが、このとき被介護者の体が強く圧迫されて、ストレスを感じたり、ときには痛みを伴う苦痛があるという問題があった。
図15は、従来の受板（保持具）に被介護者の体重を預けた状態を模式的に示す図である。図15に示されるように、受板200の形状と被介護者Nの体形とが適合しないため、受板200と体との接触面積が狭い。
そして、この狭い接触面積に全体重を預けることになるため、局所的な大きな圧力が被介護者の体にかかってしまい、被介護者の体に大きなストレスが生じていた。

本発明の目的は、被介護者にとってストレスが緩和される移乗支援装置を提供することにある。

本発明の移乗支援装置は、移動可能な台車部と、水平回転および傾動可能であって基端が前記台車部に取り付けられたアーム部と、前記アーム部に取り付けられた身体保持具と、前記アーム部を駆動させる駆動手段と、前記駆動手段を駆動制御する制御部と、を備え、前記身体保持具は、人体に接触する側の面において人体との接触で生じる接触圧力を分散させる面圧分散部材を備えることを特徴とする。

このような構成において、被介護者の体が身体保持具に接近してきて、面圧分散部材と被介護者の体とが接触すると、被介護者の体から面圧分散部材に接触圧がかかる。すると、面圧分散部材は、接触圧によって柔軟に形状を変える。面圧分散部材が変形することにより、被介護者の体と面圧分散部材との接触面積が大きくなる。これによって、被介護者の体が面圧分散部材の広い面積で受け止められる。被介護者と接触面積が広くなることにより、体圧が分散して、被介護者の体に局所的な大きな力がかからなくなる。

ここで、面圧分散部材は被介護者の体形に合わせて形状を変える柔軟性を有するため、体圧によって生じる摩擦力が弱くなる恐れがある。
特許文献1（特開2006-305092号公報）に記載されているような受板に面圧分散部材を設け、その面圧分散部材に被介護者の体重を乗せるだけでは、被介護者の体を安定に保持しにくくなる。そこで、面圧分散部材において被介護者の体と接する側の面には、滑り止め防止手段が設けられていることが好ましい。滑り止め防止手段としては、表面を粗面に加工してもよく、滑り止め防止のフィルム等を貼付してもよい。

本発明では、前記身体保持具は、回動軸を介して連結された複数の可動板と、前記回動軸にそれぞれ設けられ前記可動板を回動させる駆動モータと、人体に接触する側の面において人体との接触で生じる接触圧力の面分布を測定する面圧測定センサと、を備え、前記制御部は、前記面圧測定センサの測定結果に基づいて身体からの接触圧が広い範囲にかかるように前記複数の可動板を駆動させることが好ましい。

このような構成において、人体との接触で生じる接触圧力が面圧測定センサによって測定され、接触の位置およびその圧力の大きさが制御部に出力される。
制御部は、駆動モータに駆動指令を与えて可動板を回動させる。このとき、可動板を被介護者の体に接触する方向に回動させることによって被介護者の体と身体保持具との接触面積を大きくする。すると、被介護者が体重を保持具に預けてもたれかかった場合でも体重が一ヶ所にかからず、広い範囲で面圧が分散される。
したがって被介護者の体の一部に大きな力がかかるなどのストレスをなくなり、乗り移り動作における肉体的、精神的負担が軽減される。

以下、本発明の実施の形態を図示するとともに図中の各要素に付した符号を参照して説明する。
本発明に係る第1実施形態について説明する。
図1は、本発明の第1実施形態に係る移乗支援装置の側面図である。
移乗支援装置10は、台車部1と、台車部1に連結されたロボットアーム部2と、ロボットアーム部2に取付けられた保持具3と、を備えている。

台車部1は、台車本体11と、台車部1を押して移動させるためのハンドル部12と、台車本体11の前方に取付けられた左右一対の前方補助輪13と、台車本体11の後方に取付けられた左右一対の後方補助輪14と、台車本体11の略中央部に取付けられ台車部1を駆動する左右一対の駆動車輪15と、を有している。左右一対の駆動車輪15には、各駆動車輪15を駆動する左右一対の第6モータ16が夫々連結されている。

ロボットアーム部2は、多関節型のアームであって、第1アーム部21と、第2アーム部22と、第3アーム部23と、を有している。第1アーム部21は、ヨー軸及びピッチ軸回りの回転が可能となるように、第1関節部51を介して台車本体11の土台部11aに連結されている。第2アーム部22は、ピッチ軸回りの回転が可能となるように、第2関節部52を介して第1アーム部21に連結されている。
第3アーム部23の一端は、ピッチ軸回りで回転が可能となるように、第3関節部を介して第2アーム部22に連結されている。（図1中では、第3関節部は第3アーム部の背面にあって見えないため不図示）
第3アーム部23の他端には、ロール軸回りの回転が可能となるように、第4関節部を介して保持具3を取付けるための取付部24が連結されている。（図1中では、第4関節部は第3アーム部に内蔵されていて見えないため不図示）
取付部24は、保持具3の取付け／取外しが可能な周知の取付構造（例えば、ボルト及びナットを用いた締結構造、嵌合構造）を有する。

ここで、ヨー軸とは、第1アーム部21の回転軸であり、鉛直方向の軸である。
ピッチ軸とは、第1アーム部21、第2アーム部22および第3アーム部23を上下方向へ回動させる際の回転軸である。
ロール軸とは、第3アーム部23に対して取付部24及び保持具3を回転させる際の回転軸であり、第3アーム部23の軸線に相当する。

台車本体11の土台部11aには、第1アーム部21をヨー軸回りに回転駆動する第1モータ（駆動手段）61が設けられている。
第1関節部51には、第1アーム部21をピッチ軸回りに回転駆動する第2モータ（駆動手段）62が設けられている。
第2関節部52には、第2アーム部22をピッチ軸回りに回転駆動する第3モータ（駆動手段）63が設けられている。
第3関節部には、第3アーム部23をピッチ軸回りに回転駆動する第4モータ（駆動手段）64が設けられている。
第4関節部には、取付部24及び保持具3をロール軸回りに回転駆動する第5モータ（駆動手段）65が設けられている。

第1から第6モータ61、62、63、64、65は、駆動回路18を介して制御部17に接続されており、制御部17からの制御信号によって回転駆動する。また、土台部11aおよび各関節部（51、52）には、第1から第5モータ61、62、63、64、65の回転駆動量を検出するポテンショメータ等の回転センサ71、72、73、74、75が夫々設けられている。回転センサ71、72、73、74、75は、制御部17に接続されており、検出した回転駆動量を制御部17に対して出力する。

図2は、移乗支援装置のシステム構成を示すブロック図である。
台車部1には、第1から第6モータ61、62、63、64、65、16の回転駆動を制御する制御部17が設けられている。
制御部17は、制御処理、演算処理等と行うCPU（Central Processing Unit）17aと、ＣＰＵ17aによって実行される制御プログラム、演算プログラム等が記憶されたROM（Read Only Memory）17bと、処理データ等を一時的に記憶するRAM（Random Access Memory）17cと、を有する、マイクロコンピュータを中心に構成されている。

また、ロボットアーム部2の取付部24には、介護者が移乗支援装置10を操作するための操作部25が設けられ、操作部25は、力センサ25cを介してロボットアーム部2の取付部24に連結されている。力センサ25cは、操作部25に対して加えられた操作力の大きさ、方向、モーメント等に応じた操作を検出し、操作信号を制御部17に対して出力する。
制御部17は、力センサ25cからの操作信号と、回転センサ71、72、73、74、75からの回転駆動量と、に基づいて、第1から第5モータ61、62、63、64、65のフィードバック制御を行う。
これにより、介護者は、移乗支援装置10のロボットアーム部2を所望の位置へ容易かつ正確に移動させることができる。

図3は、保持具の斜視図である。
保持具3は、ロボットアーム部2の取付部24に取付けられる。
保持具3は、被介護者の胴体を抱えるように保持する胴体サポート部31と、被介護者の下肢部を支持する下肢サポート部32と、を有している。

下肢サポート部32は、略逆T字状に形成されており、胴体サポート部31の下部に接続されている。なお、胴体サポート部31及び下肢サポート部32は、一体で構成されているが、別体で夫々構成されていてもよい。

胴体サポート部31は、被介護者の胸部に当接する胸部サポート部31aと、胸部の側面をサポートする一対の側面サポート部31bと、頭部の顎を支持する頭部サポート部31cと、胸部サポート部31aおよび側面サポート部31bにおいて被介護者の体と接触する側の面に設けられた面圧分散部材40と、を備えている。

一対の側面サポート部31bは、相対するように形成されており、胸部サポート部31aの両側縁から略垂直方向へ夫々延びている。また、頭部サポート部31cは、胸部サポート部31aの上部に凸状に形成されている。なお、胸部サポート部31a、側面サポート部31b、及び頭部サポート部31cは、一体で構成されているが、別体で夫々構成されていてもよい。

胸部サポート部31aおよび側面サポート部31bにおいて被介護者の体と接触する面には面圧分散部材40が設けられている。
面圧分散部材40は、硬すぎず、柔らかすぎず、適度な弾性と粘性を備えた部材であって、一部にかかった圧力を分散させる。
面圧分散部材40は、被介護者の体と接触した際、被介護者の体から掛かる体圧に応じてその形状を変え、被介護者の体との接触面積が大きくなるように変形する。
被介護者と面圧分散部材40との間で生じる体圧が分散され、被介護者の体に局所的に大きな圧力負担が生じないようになる。

面圧分散部材40は、一枚のシート状であって、胸部サポート部31aおよび側面サポート部31bの一面に貼り付けられている。
面圧分散部材40は、発泡樹脂などによる軟質発泡体（フォーム素材）で構成されていてもよく、クッション性に優れた不織布（フェルト）であってもよく、あるいは、軟質材料のゲルやゾルを封入した流体包装物であってもよい。

図4は、保持具3に被介護者を保持した状態を示す図である。
被介護者は、胴体サポート部31に両手を添えるだけで、自ずと保持具3に抱きかかえられつつ、下肢サポート部32上に自然に座るような姿勢で、保持具3に保持される。
このとき、面圧分散部材40によって被介護者の体圧が分散されるため、被介護者の体の一部だけに局所的に圧力がかかることがない。その結果、痛みやストレスを感じることなく保持具3に捕まることができる。

ここで、図5は、被介護者の体が保持具3に接触し始めた状態を示す図である。
また、図6は、被介護者が保持具3に捕まったときの保持具3と被介護者との接触状態を示す図である。
図5に示されるように、被介護者の体が胴体サポート部31に接近してきて面圧分散部材40と被介護者の体とが接触すると、被介護者の体から面圧分散部材40に接触圧がかかる。すると、面圧分散部材40は、接触圧によって柔軟に形状を変える。
面圧分散部材40が変形することにより、図6に示されるように被介護者の体と面圧分散部材40との接触面積が大きくなる。これによって、被介護者の体が面圧分散部材40の広い面積で受け止められる。被介護者と接触面積が広くなることにより、体圧が分散して、被介護者の体に局所的な大きな力がかからなくなる。

次に、移乗支援装置10を用いた乗り移り動作について簡単に説明する。
図7(a)から(c)は、移乗支援装置を用いて、ベッドに寝ている被介護者を車椅子へ移乗させる移乗方法の一例を示す図である。
まず、介護者は、操作部25を操作することで、移乗支援装置10をベッドに接近させ、続いてロボットアーム部2の保持具3をベッド端に着座している被介護者の胴体へ接近させる。そして、被介護者に保持具に抱きかかえさせる（図7(a)）。その後、介護者は、操作部25を操作することで、ロボットアーム部２により、被介護者をベッドから持ち上げ、車椅子に接近させる（図7(b)）。

このとき、被介護者Nは体重を保持具3に預けることになるが、保持具3の面圧分散部材40が被介護者Nの体圧を分散させるので、被介護者Nは体に局所的な負担を感じることなく快適に保持具3につかまることができる。さらに、介護者Cは操作部25を操作して被介護者Nを車椅子に乗せ、最後に被介護者Nから保持具3を取り外す（図7(c)）。
このように、介護者Cは、移乗支援装置10を操作して、被介護者Nを容易に移乗させることができる。

（第2実施形態）
次に、本発明の第2実施形態について説明する。
第2実施形態の基本的構成は第1実施形態に同様であるが、第2実施形態では被介護者からの体圧に応じて積極的に保持具の形状を変えるように駆動させる点に特徴を有する。
図8は、第2実施形態における保持具の構成を示す図である。
図9は、保持具の断面図である。
図10は、第２実施形態の制御システム構成を示すブロック図である。

第2実施形態において保持具100は、複数の回動軸によって変形可能に構成されているとともに、表面に面圧測定センサ80を備えている。
保持具100の胴体サポート部110は、胸部サポート部120と側面サポート部130、130とを有するところ、側面サポート部130、130は回動軸131、132を介して胸部サポート部120に取り付けられている。これにより、側面サポート部130,130が胸部サポート部120に対して閉じたり、開いたりする。さらに、胸部サポート部120は、中央部分である中央基板121と、その両側に回動軸124、125を介して回動可能に設けられた回動板122、123と、を備えて構成されている。

ここで、図8、図9中、中央基板121に対して左側の回動板を第1回動板122、右側の回動板を第2回動板123とする。
ここに、中央基板121、第1回動板122、第2回動板123および側面サポート部130、130がそれぞれ回動軸を介して連結された複数の可動板となる。
中央基板121と第1回動板122とを連結する回動軸124を駆動するモータを第7モータ126とし、中央基板121と第2回動板123とを連結する回動軸125を駆動するモータを第8モータ127とする。
また、第1回動板122と側面サポート部130とを連結する回動軸131を駆動するモータを第9モータ133とし、第2回動板123と側面サポート部130とを連結する回動軸132を駆動するモータを第10モータ134とする。
これら回動軸124、125、131、132には、それぞれ回転センサ76、77、78、79が設けられており、検出した回転量を制御部17に出力する。

なお、第2実施形態においては、頭部サポート部31cが胸部サポート部120の駆動を阻害しないようにすることが必要となる。
頭部サポート部31cを柔軟な素材で構成したり、胸部サポート部120の回動軸124、125に対応する位置には切り込みを設けておくことが例として挙げられる。

面圧測定センサ80は、面圧分散部材40の表面に設けられている。
面圧測定センサ80としては、二次元的な圧力分布を測定できるセンサであれば既知のものを採用できる。
ただし、面圧分散部材40とともに被介護者の体形に合わせてある程度変形することが必要となるため、柔軟性を有することが好ましく、すなわち、面圧測定センサ80がシート状である場合には柔軟性のある素材で形成されていることが好ましい。
あるいは、複数個の圧力センサを面圧分散部材40の表面に格子上に設けてもよい。

制御部17には、面圧測定センサ80による圧力測定結果が所定のサンプリングタイミングで入力されており、制御部17は、圧力測定結果に応じて第7〜第10モータ126、127、133、134の駆動を制御する。
このとき、制御部17は、面圧測定センサ80と被介護者Nとの接触圧が局所的に大きな圧力にならず、広い範囲に均等の圧力がかかるようにモータを駆動する。

第2実施形態の動作について図11、図12を参照して説明する。
図11は、被介護者Nの体が保持具100に接触し始めの状態を示す図である。
この図11のように、被介護者Nの体が保持具100に接触しはじめの段階では、保持具100と被介護者Nとの接触面積が狭く、この狭い接触範囲だけに圧力がかかることになる。
このときの接触圧は、面圧測定センサ80によって測定され、接触部の位置およびその圧力の大きさが制御部17に出力される。
制御部17は、中央基板121に対応する範囲の接触圧が局所的に大きくなる場合には、第7および第8モータ126、127に駆動指令を与えて回動板122、123を回動させる。このように回動板122、123を被介護者の体に接触する方向に回動させることによって被介護者Nの体と保持具100との接触面積を大きくする。

さらに、中央基板121および回動板122、123に対応する範囲の接触圧が大きく、側面サポート部130、130に対応する範囲の接触圧が小さい場合には、第9および第10モータ133、134に駆動指令を与えて側面サポート部130、130を被介護者の体に接触する方向に回動させる。
すると、図12のように、被介護者Nの体を広い面積で受け止めることになる。

このように保持具100が被介護者Nの体形に合わせて形を変えるように駆動されると、保持具100と被介護者Nの体との接触面積が大きくなる。すると、被介護者Nが体重を保持具100に預けてもたれかかった場合でも体重が一ヶ所にかからず、広い範囲で面圧が分散される。したがって被介護者Nの体の一部に大きな力がかかるなどのストレスをなくなり、乗り移り動作における肉体的、精神的負担が軽減される。

なお、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれる。
上記実施形態においては面圧分散部材40が一つのシート状である場合を示したが、面圧分散部材40がより変形しやすいように、例えば、図13のように面圧分散部材40に穴41を設けてもよく、図14のように面圧分散部材を複数個40a〜40hに分けて配設してもよい。
さらに、図13、図14に示した面圧分散部材の変形例の表面に面圧測定センサを設けるとともに胴体サポート部を回動軸で回動可能としてもよい。

保持具の構成としては、頭部サポート部や下肢サポート部を有する構成を例示したが、頭部サポート部や下肢サポート部がなく、胴体サポート部110だけを有する保持具であってもよい。
また、面圧分散部材を胴体サポート部の表面に配設した場合を例示したが、下肢サポート部および頭部サポート部にも面圧分散部材を配置してもよい。

第1実施形態に係る移乗支援装置の側面図。 第1実施形態において、移乗支援装置のシステム構成を示すブロック図。 第1実施形態において、保持具の斜視図。 第1実施形態において、保持具に被介護者を保持した状態を示す図。 第1実施形態において、被介護者の体が保持具に接触し始めた状態を示す図。 第1実施形態において、被介護者が保持具に捕まったときの保持具と被介護者との接触状態を示す図。 第1実施形態において、移乗支援装置を用いてベッドに寝ている被介護者を車椅子へ移乗させる移乗方法の一例を示す図。 第2実施形態における保持具の構成を示す図。 第2実施形態における保持具の断面図。 第2実施形態の制御システム構成を示すブロック図。 被介護者の体が保持具に接触し始めの状態を示す図。 被介護者の体を保持具によって受け止めた状態を示す図。 本発明の変形例を示す図。 本発明の変形例を示す図。 従来の受板（保持具）に被介護者の体重を預けた状態を模式的に示す図。

符号の説明

1…台車部、2…ロボットアーム部、3…保持具、10…移乗支援装置、11…台車本体、11a…土台部、12…ハンドル部、13…前方補助輪、14…後方補助輪、15…駆動車輪、16…第6モータ、17…制御部、18…駆動回路、21…第1アーム部、22…第2アーム部、23…第3アーム部、24…取付部、25…操作部、25c…力センサ、25…操作部、31…胴体サポート部、31a…胸部サポート部、31b…側面サポート部、31c…頭部サポート部、32…下肢サポート部、40…面圧分散部材、41…穴、51…第1関節部、52…第2関節部、61…第1モータ、71〜79…回転センサ、80…面圧測定センサ、100…保持具、110…胴体サポート部、120…胸部サポート部、121…中央基板、122…第1回動板、123…第2回動板、124…回動軸、125…回動軸、126…第7モータ、127…第8モータ、130…側面サポート部、131…回動軸、132…回動軸、133…第9モータ、134…第10モータ、200…受板。

Claims (2)

1. 移動可能な台車部と、
   水平回転および傾動可能であって基端が前記台車部に取り付けられたアーム部と、
   前記アーム部に取り付けられた身体保持具と、
   前記アーム部を駆動させる駆動手段と、
   前記駆動手段を駆動制御する制御部と、を備え、
   前記身体保持具は、人体に接触する側の面において人体との接触で生じる接触圧力を分散させる面圧分散部材を備える
   ことを特徴とする移乗支援装置。
2. 請求項1に記載の移乗支援装置において、
   前記身体保持具は、回動軸を介して連結された複数の可動板と、前記回動軸にそれぞれ設けられ前記可動板を回動させる駆動モータと、人体に接触する側の面において人体との接触で生じる接触圧力の面分布を測定する面圧測定センサと、を備え、
   制御部は、前記面圧測定センサの測定結果に基づいて身体からの接触圧が広い範囲にかかるように前記複数の可動板を駆動させる
   ことを特徴とする移乗支援装置。

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