JP6405989B2 - Stand-up assist device - Google Patents
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Description
本発明は、被補助者の立ち上がりを補助する立ち上がり補助装置に関するものである。 The present invention relates to a start-up assisting device that assists the start-up of a person being assisted.
従来、椅子等に着座した姿勢から自力で立ち上がることが困難な高齢者・身障者等の被補助者の立ち上がりを補助する立ち上がり補助装置に関する技術として、下記特許文献１に開示される移乗機が知られている。この特許文献１には、被補助者の立ち上がりを補助する移乗機として、台車本体に対して座面およびアームが鉛直方向に昇降することで座面に座る被補助者の立ち上がりを補助する構成と、台車本体に対してアームが回転することで座面に座る被補助者の立ち上がりを補助する構成とが開示されている。 Conventionally, a transfer machine disclosed in the following Patent Document 1 is known as a technology related to a stand-up assisting device that assists a stand-up of an assisting person such as an elderly person or a handicapped person who is difficult to stand up from a posture sitting on a chair or the like. ing. In this Patent Document 1, as a transfer machine that assists the rising of the person being assisted, the seating surface and the arm are moved up and down in the vertical direction with respect to the carriage body to assist the person who is sitting on the seating surface from rising. A configuration is disclosed in which the arm rotates with respect to the carriage body to assist the standing of the person who sits on the seating surface.
ところで、上記特許文献１に開示されるような構成では、直線運動するアームの動きもしくは直線運動の変換に応じて回転運動するアームの動きに応じて被補助者が持ち上げられることとなる。そうすると、被補助者が持ち上げられる軌跡が単調な軌跡（例えば、直線的な軌跡）となることから、人が自然に立ち上がる動作の軌跡と大きく異なってしまい、被補助者の体への負担が大きくなるという問題がある。また、この問題を解決するために、被補助者の胸部を支える支持部材を曲線的に移動させる機構を採用したとしても、被補助者や介護者等が、所望している位置調整に応じた操作を直感的に行うことは困難である。 By the way, in the configuration as disclosed in Patent Document 1, the person to be assisted is lifted according to the movement of the arm that moves linearly or the movement of the arm that rotates according to the conversion of the linear movement. As a result, the trajectory of the person being lifted becomes a monotonous trajectory (for example, a linear trajectory), which is significantly different from the trajectory of a person's standing up naturally, and the burden on the body of the assistant is large. There is a problem of becoming. In order to solve this problem, even if adopted mechanism for moving the supporting member for supporting the chest of the assistant curved manner, the assistant or caregiver or the like, depending on the position adjustment is desired to It is difficult to perform the operation intuitively.
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、被補助者を支える支持部材の位置調整を容易に行うことができる立ち上がり補助装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a stand-up assisting device that can easily adjust the position of a support member that supports a person being assisted. is there.
上記目的を達成するため、特許請求の範囲に記載の請求項１の発明では、被補助者の立ち上がりを補助する立ち上がり補助装置（１０）であって、ベース（２０）と、伸縮可能に構成され一端が前記ベースに対して傾動可能に連結されるアーム（３０）と、前記アームを前記ベースに対して傾動させる傾動機構（５０）と、前記アームを伸縮させる伸縮機構（６０）と、前記アームの他端に連結されて前記被補助者の胸部を支える支持部材（４０）と、前記支持部材を前記ベースが設置される設置面（Ｓ）に対して垂直方向に移動させる際に操作される垂直移動用操作手段（７４，７５）と、前記支持部材を前記設置面に対して水平方向に移動させる際に操作される水平移動用操作手段（７６，７７）と、前記傾動機構の傾動状態および前記伸縮機構の伸縮状態を検出する検出手段（５２，６２）と、前記垂直移動用操作手段および前記水平移動用操作手段による操作に応じて前記傾動機構および前記伸縮機構を制御する制御手段（７１）と、を備え、前記制御手段は、前記垂直移動用操作手段が操作されると、前記検出手段による検出結果に基づいて、前記支持部材の水平方向への移動を抑制するように、前記傾動機構の傾動量および前記伸縮機構の伸縮量を単位移動毎に繰り返し設定して、この設定された傾動量および伸縮量に応じて前記傾動機構および前記伸縮機構を制御し、前記水平移動用操作手段が操作されると、前記検出手段による検出結果に基づいて、前記支持部材の垂直方向への移動を抑制するように、前記傾動機構の傾動量および前記伸縮機構の伸縮量を単位移動毎に繰り返し設定して、この設定された傾動量および伸縮量に応じて前記傾動機構および前記伸縮機構を制御することを特徴とする。
なお、上記各括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
In order to achieve the above object, the invention of claim 1 according to claim 1 is a stand-up assisting device (10) that assists the stand-up of the person being assisted, and is configured to be extendable and contractable with the base (20). An arm (30) having one end tiltably connected to the base, a tilting mechanism (50) for tilting the arm with respect to the base, a telescopic mechanism (60) for expanding and contracting the arm, and the arm A support member (40) connected to the other end of the support member to support the chest of the person being assisted, and operated when the support member is moved in a direction perpendicular to the installation surface (S) on which the base is installed. Vertical movement operation means (74, 75), horizontal movement operation means (76, 77) operated when the support member is moved in the horizontal direction with respect to the installation surface, and the tilting state of the tilt mechanism And said Detection means (52, 62) for detecting the expansion / contraction state of the contraction mechanism, and control means (71) for controlling the tilting mechanism and the expansion / contraction mechanism in response to operations by the vertical movement operation means and the horizontal movement operation means. And when the vertical movement operating means is operated, the control means is configured to suppress the movement of the support member in the horizontal direction based on the detection result by the detecting means. The amount of tilting and the amount of stretching of the telescopic mechanism are repeatedly set for each unit movement, and the tilting mechanism and the telescopic mechanism are controlled according to the set amount of tilting and stretching. When operated, the amount of tilting of the tilting mechanism and the amount of expansion / contraction of the telescopic mechanism are unit transferred so as to suppress the vertical movement of the support member based on the detection result by the detecting means. Repeatedly set for each, and controls the tilting mechanism and the telescopic mechanism according to the tilt amount and deformation amount which is the setting.
In addition, the code | symbol in each said parenthesis shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.
請求項１の発明では、被補助者の胸部を支える支持部材を、設置面に対して、垂直方向に移動させる際に操作される垂直移動用操作手段と、水平方向に移動させる際に操作される水平移動用操作手段とが設けられている。そして、制御手段は、垂直移動用操作手段が操作されると、検出手段による検出結果に基づいて、支持部材の水平方向への移動を抑制するように、傾動量および伸縮量を単位移動毎に繰り返し設定して、この設定された傾動量および伸縮量に応じて傾動機構および伸縮機構を制御する。また、制御手段は、水平移動用操作手段が操作されると、検出手段による検出結果に基づいて、支持部材の垂直方向への移動を抑制するように、傾動量および伸縮量を単位移動毎に繰り返し設定して、この設定された傾動量および伸縮量に応じて傾動機構および伸縮機構を制御する。 According to the first aspect of the present invention, the supporting member that supports the chest of the person being assisted is operated when the moving member is moved in the horizontal direction and the vertical movement operating means that is operated when the supporting member is moved in the vertical direction with respect to the installation surface. Horizontal movement operating means. Then, when the operation means for vertical movement is operated, the control means sets the amount of tilt and the amount of expansion / contraction for each unit movement so as to suppress the movement of the support member in the horizontal direction based on the detection result by the detection means. By repeatedly setting, the tilting mechanism and the expansion / contraction mechanism are controlled according to the set tilting amount and expansion / contraction amount. In addition, when the horizontal movement operation unit is operated, the control unit sets the tilt amount and the expansion / contraction amount for each unit movement so as to suppress the vertical movement of the support member based on the detection result by the detection unit. By repeatedly setting, the tilting mechanism and the expansion / contraction mechanism are controlled according to the set tilting amount and expansion / contraction amount.
これにより、支持部材を傾動機構および伸縮機構により曲線的に移動させることができる。特に、支持部材を一方向に移動させたい場合でも、垂直移動用操作手段を操作することで水平方向への移動が抑制されるようにして支持部材が垂直方向に移動し、水平移動用操作手段を操作することで垂直方向への移動が抑制されるようにして支持部材が水平方向に移動する。したがって、所望している位置調整に応じた操作を直感的に行うことができるので、被補助者を支える支持部材の位置調整を容易に行うことができる。 Accordingly, the support member can be moved in a curved manner by the tilting mechanism and the expansion / contraction mechanism. In particular, even when it is desired to move the support member in one direction, the support member moves in the vertical direction so that the movement in the horizontal direction is suppressed by operating the operation means for vertical movement. The support member moves in the horizontal direction so that the movement in the vertical direction is suppressed by operating. Therefore, since the operation according to the desired position adjustment can be performed intuitively, the position adjustment of the support member that supports the person being assisted can be easily performed.
請求項２の発明では、支持部材が移動可能な範囲に相当する座標空間を垂直方向および水平方向にて格子状に分割する複数の格子点に関する座標情報と、各格子点間移動をするために必要な傾動量および伸縮量に相当する格子点間移動情報とが、記憶手段に予め記憶されている。制御手段は、座標情報に基づいて複数の格子点のうち移動目標点となる格子点を求めてこの移動目標点までの傾動量および伸縮量を算出した後、移動方向の格子点に応じた格子点間移動情報に基づいて傾動量および伸縮量を格子点間移動毎に繰り返し設定する。 In the invention of claim 2, in order to move between each lattice point, coordinate information on a plurality of lattice points that divide the coordinate space corresponding to the range in which the support member can move into a lattice shape in the vertical direction and the horizontal direction. The inter-grid point movement information corresponding to the necessary tilt amount and expansion / contraction amount is stored in advance in the storage means. The control means obtains a lattice point to be a movement target point from a plurality of lattice points based on the coordinate information, calculates a tilt amount and an expansion / contraction amount to the movement target point, and then selects a lattice point corresponding to the lattice point in the movement direction. Based on the inter-point movement information, the tilt amount and the expansion / contraction amount are repeatedly set for each inter-grid point movement.
これにより、支持部材がいずれかの格子点に相当する位置まで移動した後は、格子点間移動情報に基づいて傾動量および伸縮量を設定することで、傾動量および伸縮量を単位移動毎に繰り返し算出する必要もないので、傾動量および伸縮量の設定に関して制御負荷を軽減することができる。 Thus, after the support member has moved to a position corresponding to one of the lattice points, the tilt amount and the expansion / contraction amount are set for each unit movement by setting the tilt amount and the expansion / contraction amount based on the movement information between the lattice points. Since it is not necessary to calculate repeatedly, the control load can be reduced with respect to the setting of the tilt amount and the expansion / contraction amount.
以下、本発明に係る立ち上がり補助装置の一実施形態について図を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る立ち上がり補助装置１０の正面図である。図２は、図１の立ち上がり補助装置１０の側面図である。図３は、立ち上がり補助装置１０から胸当て４０等を外した状態を示す斜視図である。図４は、支持部４１ａ，４１ｂの開閉状態を説明する説明図である。図５は、図１の立ち上がり補助装置１０の電気的構成を概略的に示すブロック図である。なお、図３では、便宜上、アーム本体３２ａの第２レール部材３４等の図示を省略している。また、図４では、胸当て４０の被補助者が接触するカバー部等が外されて胸当て用フレーム４０ａが露出する状態を示している。
Hereinafter, an embodiment of a rising assist device according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a front view of a rising
本実施形態に係る立ち上がり補助装置１０は、椅子等に着座した姿勢から自力で立ち上がることが困難な高齢者・身障者等の被補助者の立ち上がりを補助する装置である。この立ち上がり補助装置１０は、図１〜図５に示すように、主に、ベース２０と、伸縮可能なアーム３０と、胸当て４０と、傾動機構５０と、伸縮機構６０と、傾動機構５０および伸縮機構６０を制御する制御ユニット７０とを備えている。
The stand-up assisting
ベース２０は、ベース本体２１および４つの車輪２２を備えている。ベース本体２１は、被補助者が立ち上がり補助時に足を乗せるためのものであって、被補助者が踏む場所を明確にするため、その上面に足型２１ａが形成されている。各車輪２２は、ベース本体２１の下面の四隅に設けられている。また、ベース本体２１の前端にはアーム３０等を支える一対の支柱２３ａ，２３ｂが立設するように配置されている。また、両支柱２３ａ，２３ｂの上端部には、足型２１ａに足を乗せた被補助者の膝を支持するための膝当て２４が設けられている。
The
アーム３０は、図３に示すように、両支柱２３ａ，２３ｂに対してそれぞれ傾動可能に連結される傾動片３１ａ，３１ｂと、伸縮可能な一対のアーム本体３２ａ，３２ｂとを備えている。アーム本体３２ａは、一端が傾動片３１ａに固定される第１レール部材３３と、この第１レール部材３３に対し摺動自在に設けられる第２レール部材３４と、第２レール部材３４に対してその長手方向の沿い回転自在に支持されるスクリューネジ３５と、第１レール部材３３に固定されて、スクリューネジ３５の回転に応じて当該スクリューネジ３５をその長手方向に相対的に移動させるナット部材３６と、を備えている。また、アーム本体３２ｂもアーム本体３２ａと同様に、一端が傾動片３１ｂに固定される第１レール部材３３、第２レール部材３４、スクリューネジ３５およびナット部材３６を備えている。このように構成されるアーム本体３２ａ，３２ｂは、そのスクリューネジ３５の回転に応じて第１レール部材３３に対して第２レール部材３４が相対的に摺動（スライド）することで、伸縮するように構成されている。
As shown in FIG. 3, the
これにより、アーム３０は、伸縮可能に構成され、一端がベース２０に対して傾動可能に連結されることとなる。
Accordingly, the
胸当て４０は、被補助者の胸部を支える支持部材であって、アーム３０の両アーム本体３２ａ，３２ｂの他端に連結されて固定されている。胸当て４０の両側部には、一対の支持部４１ａ，４１ｂが設けられている。
The
両支持部４１ａ，４１ｂは、胸部が胸当て４０に支持された被補助者の脇下を支持する部材である。両支持部４１ａ，４１ｂは、胸当て４０と両支持部４１ａ，４１ｂとにより囲まれる空間に被補助者が入り込みやすくするため、開閉自在に胸当て４０に組み付けられている。図４に示すように、この両支持部４１ａ，４１ｂの開閉（回動）により支持部間の距離が調整されることとなる。特に、両支持部４１ａ，４１ｂは、その開閉（回動）位置が図略のロック機構によりロック自在に構成されている。
Both
傾動機構５０は、アーム３０をベース２０に対して傾動させるための機構であって、減速機付の傾動用モータ５１を備えている。傾動用モータ５１は、ベース２０の支柱に設置されており、制御ユニット７０により駆動制御されて、図２に示す点Ｐを基準に、ベース２０に対するアーム３０の傾動角度θを調整するように機能する。この傾動用モータ５１には、その回転角等を検出する検出手段としてセンサ５２が設けられており、このセンサ５２の検出結果が制御ユニット７０に出力されるように構成されている。
The
伸縮機構６０は、アーム３０を伸縮させるための機構であって、減速機付の伸縮用モータ６１を備えている。伸縮用モータ６１は、胸当て４０の裏面近傍に設置されており、制御ユニット７０により駆動制御されて、アーム３０のスクリューネジ３５を回転させることで、アーム３０を伸縮させてその伸縮長さＬを調整するように機能する。この伸縮用モータ６１には、その回転角等を検出する検出手段としてセンサ６２が設けられており、このセンサ６２の検出結果が制御ユニット７０に出力されるように構成されている。
The expansion /
図５に示すように、制御ユニット７０は、主に、立ち上がり補助装置１０の全体的制御を司る制御部７１を備えており、この制御部７１に、メモリ７２および操作部７３などが接続されている。制御部７１は、マイコンを主体として構成されるものであり、ＣＰＵ、システムバス、入出力インタフェース等を有し、メモリ７２とともに情報処理装置として機能している。メモリ７２は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性メモリなどの公知の半導体メモリなどによって構成されており、立ち上がり補助処理を動作させる動作プログラムや各種制御パターンなどの様々なデータを記憶可能に構成されている。なお、制御部７１は、「制御手段」の一例に相当し、メモリ７２は、「記憶手段」の一例に相当し得る。
As shown in FIG. 5, the
図６は、操作部７３の４つのキー７４〜７７の配置を示す説明図である。
操作部７３は、胸当て４０を移動させる際に操作される４つのキー７４〜７７（図６参照）を含めた複数のキーを備えており、使用者のキー操作に応じて制御部７１に対して操作信号を与える構成をなしている。特に、キー７４は、胸当て４０をベース２０が設置される設置面Ｓ（図２参照）に対して垂直方向上側に移動させる際に操作されるキーとして構成されており、キー７５は、胸当て４０を垂直方向下側に移動させる際に操作されるキーとして構成されている。また、キー７６は、胸当て４０を水平方向右側に移動させる際に操作されるキーとして構成されており、キー７７は、胸当て４０を水平方向左側に移動させる際に操作されるキーとして構成されている。なお、キー７４およびキー７５は、「垂直移動用操作手段」の一例に相当し、キー７６およびキー７７は、「水平移動用操作手段」の一例に相当し得る。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing the arrangement of the four
The
次に、このように構成される立ち上がり補助装置１０において、傾動機構５０および伸縮機構６０を制御部７１にて制御することでアーム３０および胸当て４０をベース２０に対して移動させる立ち上がり補助処理について、以下に説明する。
本実施形態では、被補助者に適した立ち上がり補助を実現するため、被補助者の立ち上がりを補助する際の胸当て４０の軌跡が複数パターン用意されている。この胸当て４０の軌跡は、傾動用モータ５１および伸縮用モータ６１を所定の制御パターンで駆動制御することでなされるもので、その軌跡に関連付けられた複数の制御パターンが予め設定されてメモリ７２に記憶されている。そして、胸当て４０の軌跡を選択する操作部７３の操作に応じて制御部７１による立ち上がり補助処理が開始され、選択された胸当て４０の軌跡に対応してメモリ７２から読み出された制御パターンに基づいて傾動用モータ５１および伸縮用モータ６１が駆動制御されることで、被補助者の立ち上がり補助が実施される。
Next, in the stand-up assisting
In the present embodiment, in order to realize standing assistance suitable for the assistant, a plurality of patterns of the locus of the
また、上記立ち上がり補助処理では、操作部７３のキー７４またはキー７５の押圧操作により、その位置から胸当て４０を垂直方向に移動させるための処理（以下、垂直方向移動処理ともいう）がなされ、操作部７３のキー７６またはキー７７の押圧操作により、その位置から胸当て４０を水平方向に移動させるための処理（以下、水平方向移動処理ともいう）がなされる。
Further, in the above-described auxiliary assistance process, a process for moving the
このように各キー７４〜７７の操作に応じてなされる垂直方向移動処理および水平方向移動処理について、図７〜図９を参照して説明する。なお、図７は、移動開始原点座標（ｘｏ，ｙｏ）の算出方法を説明する説明図である。図８は、式（３）により算出される伸縮長さＬｖを説明する説明図である。図９は、式（４）により算出される伸縮長さＬｈを説明する説明図である。
The vertical direction moving process and the horizontal direction moving process performed according to the operations of the
まず、二次元座標での胸当て４０の位置を算出する移動開始原点座標の算出方法について、図７を参照して説明する。
図２からわかるように、伸縮機構６０によるアーム３０のスライド方向は、傾動機構５０によるアーム３０の傾倒中心（回動中心）からずれているため、移動開始原点座標を算出する際には図７に示すオフセット距離Ｈを考慮する必要がある。そうすると、センサ５２およびセンサ６２の検出結果から求められる傾動角度αおよび伸縮長さＬｏにおける二次元座標での胸当て４０の位置を移動開始原点座標（ｘｏ，ｙｏ）とするとき、この移動開始原点座標（ｘｏ，ｙｏ）は、以下の式（１）（２）で算出することができる。
ｘｏ＝Ｌｏ×ｃｏｓ（α）−Ｈ×ｃｏｓ（９０°−α） ・・・（１）
ｙｏ＝Ｌｏ×ｓｉｎ（α）＋Ｈ×ｓｉｎ（９０°−α） ・・・（２）
First, a method of calculating the movement start origin coordinates for calculating the position of the
As can be seen from FIG. 2, the sliding direction of the
xo = Lo × cos (α) −H × cos (90 ° −α) (1)
yo = Lo × sin (α) + H × sin (90 ° −α) (2)
次に、操作部７３のキー７４またはキー７５が押圧操作されることでなされる垂直方向移動処理時について、図８を参照して説明する。
例えば、キー７４が押圧操作されることで垂直方向上側への移動が指示されると、まず、上記式（１）（２）により移動開始原点座標（ｘｏ，ｙｏ）が算出される。そして、傾動角度がαからβになるように所定角度分だけ変更する際に、ｘ座標がｘｏを維持するために必要な伸縮長さＬｖが下記の式（３）により算出される。なお、上記所定角度は、予め決められた所定値であり、傾動機構５０による傾動可能な角度に対して十分に小さな値に設定されている。
Ｌｖ＝（ｘｏ＋Ｈ×ｃｏｓ（９０°−β））／ｃｏｓ（β） ・・・（３）
Next, the vertical movement process performed by pressing the key 74 or the key 75 of the
For example, when a movement upward in the vertical direction is instructed by pressing the key 74, first, the movement start origin coordinates (xo, yo) are calculated by the above formulas (1) and (2). When the tilt angle is changed by a predetermined angle so as to change from α to β, the expansion / contraction length Lv necessary for maintaining the x coordinate to be xo is calculated by the following equation (3). The predetermined angle is a predetermined value determined in advance, and is set to a sufficiently small value with respect to an angle at which the
Lv = (xo + H × cos (90 ° −β)) / cos (β) (3)
上記式（３）により伸縮長さＬｖが算出されると、制御部７１は、傾動角度βとなるように傾動機構５０の傾動用モータ５１を駆動するとともに、伸縮長さＬｖとなるように伸縮機構６０の伸縮用モータ６１を駆動する。これにより、胸当て４０は、（ｘｏ，ｙｏ）から目標座標（ｘｏ，ｙ１）に向けて垂直移動することとなる。
When the expansion / contraction length Lv is calculated by the above equation (3), the
その際、制御部７１は、傾動角度がβとなるタイミングと、伸縮長さがＬｖとなるタイミングとが一致するように傾動用モータ５１および伸縮用モータ６１を駆動することで、垂直方向への移動の直線性を高めている。特に、本実施形態では、伸縮長さがＬｖとなるまでに必要な伸縮用モータ６１の回転量と傾動角度がβとなるまでに必要な傾動用モータ５１の回転量とを比較して必要な回転量が少ない方のモータの回転数を低下させて、上記タイミングの一致を図っている。
At that time, the
上述のように算出された伸縮長さＬｖに応じて胸当て４０が（ｘｏ，ｙｏ）から目標座標（ｘｏ，ｙ１）に移動している際に、（ｘｏ，ｙ１）を移動開始原点座標として傾動角度をβからさらに上記所定角度分だけ変更する際に、ｘ座標がｘｏを維持するために必要な伸縮長さＬｖが上記式（３）により算出される。そして、胸当て４０が（ｘｏ，ｙ１）に到達した後、改めて算出された伸縮長さＬｖに応じて胸当て４０を（ｘｏ，ｙ１）から新たな目標座標に向けて垂直移動させる。このような伸縮長さＬｖの算出と目標座標への垂直移動とをキー７４の押圧操作中に繰り返すことで、胸当て４０が垂直方向上側に移動することなる。すなわち、胸当て４０の水平方向への移動を抑制するように、傾動機構５０の傾動量および伸縮機構６０の伸縮量を単位移動毎に繰り返し設定して、この設定された傾動量および伸縮量に応じて傾動機構５０および伸縮機構６０を制御する。
When the
次に、操作部７３のキー７６またはキー７７が押圧操作されることでなされる水平方向移動処理時について、図９を参照して説明する。
例えば、キー７７が押圧操作されることで水平方向左側への移動が指示されると、まず、上記式（１）（２）により移動開始原点座標（ｘｏ，ｙｏ）が算出される。そして、傾動角度がαからβになるように上記所定角度分だけ変更する際に、ｙ座標がｙｏを維持するために必要な伸縮長さＬｈが下記の式（４）により算出される。
Ｌｈ＝（ｙｏ−Ｈ×ｓｉｎ（９０°−β））／ｓｉｎ（β） ・・・（４）
Next, the horizontal movement processing performed by pressing the key 76 or the key 77 of the
For example, when a movement to the left in the horizontal direction is instructed by pressing the key 77, first, the movement start origin coordinates (xo, yo) are calculated by the above formulas (1) and (2). Then, when the tilt angle is changed by the predetermined angle so as to change from α to β, the expansion / contraction length Lh necessary for maintaining the y coordinate yo is calculated by the following equation (4).
Lh = (yo−H × sin (90 ° −β)) / sin (β) (4)
上記式（４）により伸縮長さＬｈが算出されると、制御部７１により、傾動角度βとなるように傾動機構５０の傾動用モータ５１が駆動されるとともに、伸縮長さＬｈとなるように伸縮機構６０の伸縮用モータ６１が駆動される。これにより、胸当て４０は、（ｘｏ，ｙｏ）から目標座標（ｘ１，ｙｏ）に向けて垂直移動することとなる。
When the expansion / contraction length Lh is calculated by the above equation (4), the
その際、制御部７１は、Ｐ制御、ＰＩ制御などのフィードバック制御により、傾動角度がβとなるタイミングと伸縮長さがＬｖとなるタイミングとが一致するように、傾動用モータ５１および伸縮用モータ６１を駆動することで、水平方向への移動の直線性を高めている。特に、本実施形態では、伸縮長さがＬｈとなるまでに必要な伸縮用モータ６１の回転量と傾動角度がβとなるまでに必要な傾動用モータ５１の回転量とを比較して必要な回転量が少ない方のモータの回転数を低下させて、上記タイミングの一致を図っている。
At that time, the
上述のように算出された伸縮長さＬｈに応じて胸当て４０が（ｘｏ，ｙｏ）から目標座標（ｘ１，ｙｏ）に移動している際に、（ｘ１，ｙｏ）を移動開始原点座標として傾動角度をβからさらに上記所定角度分だけ変更する際に、ｙ座標がｙｏを維持するために必要な伸縮長さＬｈが上記式（４）により算出される。そして、胸当て４０が（ｘ１，ｙｏ）に到達した後、改めて算出された伸縮長さＬｈに応じて胸当て４０を（ｘ１，ｙｏ）から新たな目標座標に向けて垂直移動させる。このような伸縮長さＬｈの算出と目標座標への垂直移動とをキー７７の押圧操作中に繰り返すことで、胸当て４０が水平方向左側に移動することなる。すなわち、胸当て４０の垂直方向への移動を抑制するように、傾動機構５０の傾動量および伸縮機構６０の伸縮量を単位移動毎に繰り返し設定して、この設定された傾動量および伸縮量に応じて傾動機構５０および伸縮機構６０を制御する。
When the
図１０は、収容状態の立ち上がり補助装置１０を示す側面図である。なお、図１０では、便宜上、アーム３０の傾動片３１ａを保護するカバー等の図示を省略している。
また、このように構成される立ち上がり補助装置１０は、収容時には、操作部７３に対する収容用の操作に応じて、制御部７１により、図１０に示すように、アーム３０が収縮するように伸縮機構６０が制御されるとともに、アーム３０がベース２０に向かって傾動するように傾動機構５０が制御される。これにより、ベース２０に対して全長が短くなったアーム３０が近接するため、立ち上がり補助装置１０が折り畳まれて収容に適したコンパクトな状態となる。
FIG. 10 is a side view showing the rising
Further, the stand-up assisting
以上説明したように、本実施形態に係る立ち上がり補助装置１０では、被補助者の胸部を支える胸当て４０を、設置面Ｓに対して、垂直方向に移動させる際に操作されるキー７４，７５と、水平方向に移動させる際に操作されるキー７６，７７とが設けられている。そして、制御部７１は、キー７４，７５が操作されると、センサ５２およびセンサ６２による検出結果に基づいて、胸当て４０の水平方向への移動を抑制するように、傾動機構５０の傾動量および伸縮機構６０の伸縮量を単位移動毎に繰り返し設定して、この設定された傾動量および伸縮量に応じて傾動機構５０および伸縮機構６０を制御する。また、制御部７１は、キー７６，７７が操作されると、センサ５２およびセンサ６２による検出結果に基づいて、胸当て４０の垂直方向への移動を抑制するように、傾動機構５０の傾動量および伸縮機構６０の伸縮量を単位移動毎に繰り返し設定して、この設定された傾動量および伸縮量に応じて傾動機構５０および伸縮機構６０を制御する。
As described above, in the standing
これにより、胸当て４０を傾動機構５０および伸縮機構６０により曲線的に移動させることができる。特に、胸当て４０を一方向に移動させたい場合でも、キー７４，７５を操作することで水平方向への移動が抑制されるようにして胸当て４０が垂直方向に移動し、キー７６，７７を操作することで垂直方向への移動が抑制されるようにして胸当て４０が水平方向に移動する。したがって、所望している位置調整に応じた操作を直感的に行うことができるので、被補助者を支える胸当て４０の位置調整を容易に行うことができる。
Thereby, the
なお、垂直方向移動処理および水平方向移動処理では、単位移動毎に傾動角度を所定角度分だけ変更することを前提に垂直方向または水平移動に必要な伸縮長さを繰り返し算出することに限らず、伸縮長さを所定長さ分だけ変更することを前提に垂直方向または水平移動に必要な傾動角度の差分を繰り返し算出してもよい。 The vertical movement process and the horizontal movement process are not limited to repeatedly calculating the expansion / contraction length necessary for the vertical or horizontal movement on the assumption that the tilt angle is changed by a predetermined angle for each unit movement, The difference in tilt angle required for vertical or horizontal movement may be repeatedly calculated on the assumption that the stretchable length is changed by a predetermined length.
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係る立ち上がり補助装置について、図１１および図１２を用いて説明する。なお、図１１は、第２実施形態における垂直方向移動処理および水平方向移動処理の要部を示す説明図である。図１２は、垂直方向移動処理における目標格子点Ｐｏの設定方法を説明する説明図である。
本第２実施形態では、格子点間移動情報を利用することで垂直方向移動処理および水平方向移動処理における演算処理負荷を軽減する点が主に上記第１実施形態と異なる。このため、第１実施形態と実質的に同様の構成部分には同一符号を付して説明を省略する。
[Second Embodiment]
Next, a stand-up assisting apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 11 is an explanatory diagram showing the main parts of the vertical direction movement process and the horizontal direction movement process in the second embodiment. FIG. 12 is an explanatory diagram for explaining a method of setting the target grid point Po in the vertical direction movement process.
The second embodiment is mainly different from the first embodiment in that the calculation processing load in the vertical direction movement process and the horizontal direction movement process is reduced by using the movement information between lattice points. For this reason, substantially the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
本実施形態では、垂直方向移動処理および水平方向移動処理における演算処理負荷を軽減することを目的に、図１１に示すように、胸当て４０が二次元座標にて移動可能な範囲に相当する座標空間を垂直方向および水平方向にて格子状に分割する複数の格子点Ｐｎが予め設定される。そして、この複数の格子点Ｐｎに関する座標情報と、各格子点間移動をするために必要な傾動機構５０の傾動量および伸縮機構６０の伸縮量に相当する格子点間移動情報とが、メモリ７２に予め記憶されている。
In the present embodiment, for the purpose of reducing the calculation processing load in the vertical direction movement process and the horizontal direction movement process, as shown in FIG. A plurality of grid points Pn that divide a grid pattern in the vertical direction and the horizontal direction are set in advance. Then, the coordinate information regarding the plurality of lattice points Pn and the inter-grid point movement information corresponding to the amount of tilting of the
例えば、図１１の格子点Ｐ１から格子点Ｐ２に移動するために必要な傾動量および伸縮量、格子点Ｐ３から格子点Ｐ４に移動するために必要な傾動量および伸縮量など、隣り合う格子点間全てについて傾動量および伸縮量が予め算出されて、格子点間移動情報としてメモリ７２に記憶されている。特に、必要な傾動量および伸縮量は、格子点から隣接する次の格子点に移動する際にその方向にて移動の直線性が保たれるように設定されている。
For example, adjacent lattice points such as a tilt amount and an expansion / contraction amount necessary for moving from the lattice point P1 to the lattice point P2 in FIG. 11 and a tilt amount and an expansion / contraction amount necessary for moving from the lattice point P3 to the lattice point P4. The tilt amount and the expansion / contraction amount are calculated in advance for all the intervals, and are stored in the
そして、垂直方向移動処理および水平方向移動処理では、座標情報に基づいて複数の格子点Ｐｎのうち移動目標点となる格子点（以下、目標格子点Ｐｏともいう）を求めてこの目標格子点Ｐｏまでの傾動量および伸縮量を算出した後、移動方向の格子点に応じた格子点間移動情報に基づいて傾動量および伸縮量を格子点間移動毎に繰り返し設定する。 In the vertical direction movement process and the horizontal direction movement process, a lattice point (hereinafter also referred to as a target lattice point Po) that is a movement target point among a plurality of lattice points Pn is obtained based on the coordinate information, and this target lattice point Po is obtained. After calculating the tilt amount and the expansion / contraction amount up to, the tilt amount and the expansion / contraction amount are repeatedly set for each movement between the lattice points based on the movement information between the lattice points corresponding to the lattice points in the moving direction.
具体的には、キー７４〜７７のいずれかが押圧操作されると、まず、上記式（１）（２）により移動開始原点座標（ｘｏ，ｙｏ）が算出される。次に、この移動開始原点座標（ｘｏ，ｙｏ）から最も近い格子点を求めて、この最も近い格子点に対して指示方向に位置する格子点が上記目標格子点Ｐｏとして設定される。
Specifically, when any of the
例えば、キー７４が押圧操作されることで垂直方向上側への移動が指示されて、図１２に示すように移動開始原点座標（ｘｏ，ｙｏ）が算出されると、この移動開始原点座標（ｘｏ，ｙｏ）から最も近い格子点（図１２のＰｍ参照）が求められる。そして、この格子点Ｐｍに対して垂直方向上側に位置する格子点が上記目標格子点Ｐｏとして設定される。 For example, when the key 74 is pressed to instruct movement upward in the vertical direction and the movement start origin coordinates (xo, yo) are calculated as shown in FIG. 12, the movement start origin coordinates (xo) are calculated. , Yo), the closest lattice point (see Pm in FIG. 12) is obtained. Then, a lattice point positioned on the upper side in the vertical direction with respect to the lattice point Pm is set as the target lattice point Po.
このように上記目標格子点Ｐｏが設定されると、移動開始原点座標（ｘｏ，ｙｏ）から目標格子点Ｐｏに向かうように、制御部７１により、傾動機構５０の傾動用モータ５１が駆動されるとともに伸縮機構６０の伸縮用モータ６１が駆動される。これにより、胸当て４０は、（ｘｏ，ｙｏ）から目標格子点Ｐｏに向けて移動することとなる。
When the target grid point Po is set in this way, the
上述のように胸当て４０が目標格子点Ｐｏに移動している際に、この目標格子点Ｐｏの垂直方向上側に位置する格子点が次の目標格子点Ｐｏに設定される。次に、前回の目標格子点Ｐｏから次の目標格子点Ｐｏまで移動するための傾動量および伸縮量に相当する格子点間移動情報がメモリ７２から読み出される。そして、胸当て４０が前回の目標格子点Ｐｏに到達すると、上述のように読み出された格子点間移動情報に基づいて、次の目標格子点Ｐｏに向かうように、傾動機構５０の傾動用モータ５１が駆動されるとともに伸縮機構６０の伸縮用モータ６１が駆動される。これにより、胸当て４０は、次の目標格子点Ｐｏに向けて垂直移動する。
As described above, when the
このような垂直方向上側に位置する目標格子点Ｐｏへの垂直移動をキー７４の押圧操作中に繰り返すことで、胸当て４０が垂直方向上側に移動することなる。すなわち、胸当て４０の水平方向への移動を抑制するように、傾動機構５０の傾動量および伸縮機構６０の伸縮量を単位移動（格子間移動）毎に繰り返し設定して、この設定された傾動量および伸縮量に応じて傾動機構５０および伸縮機構６０を制御する。
By repeating such vertical movement to the target grid point Po located on the upper side in the vertical direction during the pressing operation of the key 74, the
以上説明したように、本実施形態に係る立ち上がり補助装置１０では、複数の格子点Ｐｎに関する座標情報と、各格子点間移動をするために必要な傾動量および伸縮量に相当する格子点間移動情報とが、メモリ７２に予め記憶されている。制御部７１は、座標情報に基づいて複数の格子点Ｐｎのうち移動目標点となる目標格子点Ｐｏを求めてこの目標格子点Ｐｏまでの傾動量および伸縮量を算出した後、移動方向の格子点に応じた格子点間移動情報に基づいて傾動量および伸縮量を格子点間移動毎に繰り返し設定する。
As described above, in the rising
これにより、胸当て４０がいずれかの格子点（目標格子点Ｐｏ）に相当する位置まで移動した後は、格子点間移動情報に基づいて傾動量および伸縮量を設定することで、傾動量および伸縮量を単位移動毎に繰り返し算出する必要もないので、傾動量および伸縮量の設定に関して制御負荷を軽減することができる。
Thereby, after the
［他の実施形態］
なお、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、以下のように具体化してもよい。
（１）傾動機構５０は、上述したように減速機付の傾動用モータ５１によりアーム３０をベース２０に対して傾動させるように構成されることに限らず、他のアクチュエータ等を用いてアーム３０をベース２０に対して傾動させるように構成されてもよい。
[Other Embodiments]
In addition, this invention is not limited to said each embodiment, You may actualize as follows.
(1) The
（２）伸縮機構６０は、上述したようにスクリューネジ３５を回転させることでアーム３０を伸縮させるように構成されることに限らず、伸縮可能に構成されるアームを他のアクチュエータ等を用いて伸縮させるように構成されてもよい。
(2) The expansion /
（３）立ち上がり補助装置１０は、胸当て４０および両支持部４１ａ，４１ｂにより被補助者の上半身を保持することに限らず、胸当て４０のみにより被補助者の上半身を保持してもよいし、さらに被補助者の上半身等を支持する支持用部材をも用いて被補助者の上半身を保持してもよい。
(3) rising assisting
１０…立ち上がり補助装置
２０…ベース
３０…アーム
４０…胸当て（支持部材）
５０…傾動機構
５２…センサ（検出手段）
６０…伸縮機構
６２…センサ（検出手段）
７１…制御部（制御手段）
７３…操作部
７４，７５…キー（垂直移動用操作手段）
７６，７７…キー（水平移動用操作手段）
10 ... Rise assisting
50:
60 ...
71: Control unit (control means)
73 ...
76, 77 ... key (operating means for horizontal movement)
Claims (2)
ベースと、
伸縮可能に構成され一端が前記ベースに対して傾動可能に連結されるアームと、
前記アームを前記ベースに対して傾動させる傾動機構と、
前記アームを伸縮させる伸縮機構と、
前記アームの他端に連結されて前記被補助者の胸部を支える支持部材と、
前記支持部材を前記ベースが設置される設置面に対して垂直方向に移動させる際に操作される垂直移動用操作手段と、
前記支持部材を前記設置面に対して水平方向に移動させる際に操作される水平移動用操作手段と、
前記傾動機構の傾動状態および前記伸縮機構の伸縮状態を検出する検出手段と、
前記垂直移動用操作手段および前記水平移動用操作手段による操作に応じて前記傾動機構および前記伸縮機構を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記垂直移動用操作手段が操作されると、前記検出手段による検出結果に基づいて、前記支持部材の水平方向への移動を抑制するように、前記傾動機構の傾動量および前記伸縮機構の伸縮量を単位移動毎に繰り返し設定して、この設定された傾動量および伸縮量に応じて前記傾動機構および前記伸縮機構を制御し、
前記水平移動用操作手段が操作されると、前記検出手段による検出結果に基づいて、前記支持部材の垂直方向への移動を抑制するように、前記傾動機構の傾動量および前記伸縮機構の伸縮量を単位移動毎に繰り返し設定して、この設定された傾動量および伸縮量に応じて前記傾動機構および前記伸縮機構を制御することを特徴とする立ち上がり補助装置。 A start-up assisting device that assists the supportee in starting up,
Base and
An arm that is configured to be extendable and one end of which is tiltably connected to the base;
A tilt mechanism for tilting the arm with respect to the base;
A telescopic mechanism for extending and contracting the arm;
A support member connected to the other end of the arm and supporting the chest of the person being assisted ,
Operating means for vertical movement operated when moving the support member in a direction perpendicular to the installation surface on which the base is installed;
Horizontal movement operating means operated when moving the support member in the horizontal direction with respect to the installation surface;
Detecting means for detecting a tilting state of the tilting mechanism and a stretching state of the telescopic mechanism;
Control means for controlling the tilting mechanism and the telescopic mechanism according to operations by the vertical movement operating means and the horizontal movement operating means,
The control means includes
When the vertical movement operating means is operated, the tilting amount of the tilting mechanism and the expansion / contraction amount of the telescopic mechanism are controlled so as to suppress the movement of the support member in the horizontal direction based on the detection result by the detecting means. Is repeatedly set for each unit movement, and the tilt mechanism and the expansion / contraction mechanism are controlled according to the set tilt amount and expansion / contraction amount,
When the horizontal movement operation unit is operated, the tilting amount of the tilting mechanism and the expansion / contraction amount of the telescopic mechanism are set so as to suppress the vertical movement of the support member based on the detection result by the detecting unit. Is repeatedly set for each unit movement, and the tilting mechanism and the expansion / contraction mechanism are controlled according to the set tilting amount and expansion / contraction amount.
前記制御手段は、前記座標情報に基づいて前記複数の格子点のうち移動目標点となる格子点を求めてこの移動目標点までの前記傾動量および前記伸縮量を算出した後、移動方向の格子点に応じた前記格子点間移動情報に基づいて前記傾動量および前記伸縮量を格子点間移動毎に繰り返し設定することを特徴とする請求項１に記載の立ち上がり補助装置。 For coordinate space corresponding to a range in which the support member can move, coordinate information regarding a plurality of lattice points that divide the coordinate space into a lattice shape in the vertical direction and the horizontal direction, and movement between the lattice points Storage means for storing in advance the inter-grid point movement information corresponding to the tilt amount and the expansion / contraction amount required for
The control means obtains a lattice point to be a movement target point from the plurality of lattice points based on the coordinate information, calculates the tilt amount and the expansion / contraction amount to the movement target point, and then moves the lattice point in the movement direction. The rising assist device according to claim 1, wherein the tilt amount and the expansion / contraction amount are repeatedly set for each movement between grid points based on the movement information between grid points according to points.
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