JP6726880B2 - ロボット、ロボットの制御方法、及び、プログラム - Google Patents
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Description
まず、本開示に係る一態様の着眼点について説明する。
図1A及び図1Bは、本実施の形態にかかる、起立又は着座動作支援システムの一例としてのロボットシステム1を使った作業の例を示しており、具体的には、被介護者7による座位姿勢から起立姿勢へ至る動作(以降、起立動作ともいう)、若しくは、起立姿勢から座位姿勢へ至る動作(以降、着座動作ともいう)を支援するロボット20の、被介護者7が着座姿勢である時の様子を示す側面図及び正面図である。被介護者7は、床面13上の腰掛部5に座ることにより、座位姿勢をとる。また、図1Cは、被介護者7が起立姿勢の状態に至ったときのロボットシステム1の正面図である。被介護者7の例は、高齢者のユーザである。または、被介護者7は、傷病者または負傷により日常動作が困難なユーザを含む。
介護ベルト3は、図1A〜図1Cに示すように、被介護者7に装着可能であって、被介護者7を保持するものであり、第1保持部3aと、第2保持部3bと、連結部3cとを備えて、連結部3cを介してロボットアームと着脱可能に構成されている。
歩行機構14は、矩形台14eと、一対の前輪14aと、一対の後輪14bと、前輪用ブレーキ14cと、後輪用ブレーキ14dとを備え、床面13上に置かれる。一対の前輪14aは、矩形台14eの前端の一対の角部に回転自在に配置される。一対の後輪14bは、矩形台14eの後端の一対の角部に回転自在に配置される。前輪用ブレーキ14cは、前輪14aにブレーキをかける。後輪用ブレーキ14dは、後輪14bにブレーキをかける。歩行機構14の上部にはアーム機構4が備えられる。すなわち、矩形台14eの前部の中央部には、アーム機構4が起立支持される。
アーム機構4は、歩行機構14の上部に備えられるとともに、先端が連結部3cを介してホールド機構3gに連結されて、制御部12により動作制御されつつ、被介護者7の起立又は着座動作、又は、起立及び着座動作を支援する動作パターンに従って動作する。つまり、動作パターンに従ってアーム機構4が動作することによって、アーム機構4と連結されているホールド機構3gの位置が動く。
第4アーム4fの前部には、ボタンなどが配置された操作盤などの入力インターフェース(入力IF)6が下向きに突出して、例えば取外し可能に設けられる。このように入力IF6を配置すれば、座位姿勢の被介護者7に対して、アーム機構4の側面から、入力IF6が操作可能に配置されることになる。入力IFは、被介護者7又は介護者を含むユーザにより操作される。
タイマー16は、ある一定時間(例えば、1msec)毎に、データベース入出力部9及び制御部12による処理を実行させるための指令を、データベース入出力部9及び制御部12に出力する。
データベース入出力部9は、動作情報データベース8と、制御部12との間で、データ(例えば、情報)の入出力を行う。
タイマー16からの指令に基づいてデータベース入出力部9及び制御部12による処理が実行されることで、アーム機構4の位置情報(例えば、第1エンコーダ43及び第2エンコーダ44からのそれぞれの回転角度情報をアーム機構4の位置情報に変換した位置情報)が、ある一定時間(例えば、1msec)毎に生成される。これらの生成された位置情報が、時刻を示す情報とともに、動作情報としてデータベース入出力部9を介して動作情報データベース8に出力されて、動作情報データベース8に記憶される。
図6は、中腰情報データベース21の情報内容の一例を示す。
中腰情報管理部22は、中腰情報データベース21の中腰情報を必要に応じて修正することで中腰情報データベース21の管理を行う。
制御部12は、入力IF6により入力されて指令に基づいてアーム機構4等を制御する。また、制御部12は、入力IF6により入力された前輪用ブレーキ14c及び後輪用ブレーキ14dのON/OFFの指令に基づいて、前輪用ブレーキ14c及び後輪用ブレーキ14dのブレーキを制御する。さらに、制御部12は、データベース入出力部9を介して、中腰情報データベース21から中腰情報を取得し、中腰情報を提示するよう提示部10へ指令する。
提示部10は、中腰情報管理部22が決定した中腰情報に基づいて、アーム機構4の位置が中腰位置であるときに、アーム機構4の位置が中腰位置であることを示す情報を提示する。この情報のうち、ロボット20による起立動作支援における情報が第1信号に相当し、ロボット20による着座動作支援における情報が第2信号に相当する。
以下、制御部12で制御されるロボットシステム1の動作について説明する。ロボットシステム1のアーム機構4の動作手順とそれに伴う介護者18及び被介護者7の動作とについては、図3A〜図3C、図4A〜図4C、及び、図10A〜図10Cに示されている。ロボットシステム1の動作については、図11〜図15に示されている。
図12は、本実施の形態におけるロボットシステム1の初期化処理を示すフロー図である。図12に示されるフロー図は、図11の初期化処理(ステップS100)を詳細化して示すものである。
図13は、本実施の形態におけるロボットシステム1の起立処理を示すフロー図である。図13に示されるフロー図は、図11の起立処理(ステップS200)を詳細化して示すものである。
図14は、本実施の形態におけるロボットシステム1の歩行処理を示すフロー図である。図14に示されるフロー図は、図14の歩行処理(ステップS300)を詳細化して示すものである。
図15は、本実施の形態におけるロボットシステム1の着座処理を示すフロー図である。図15に示されるフロー図は、図11の着座処理(ステップS400)を詳細化して示すものである。
2 本体機構
3 介護ベルト
3a 第1保持部
3b 第2保持部
3c、4g 連結部
3g ホールド機構
4 アーム機構
4a 第1駆動部
4b 第2駆動部
4c 第1アーム
4d 第2アーム
4e 第3アーム
4f 第4アーム
5 腰掛部(ベッド又は椅子又は便座など)
6 入力IF
6a 電源ボタン
6b 上がるボタン
6c 下がるボタン
6d ブレーキボタン
6e 初期位置移動ボタン
7 被介護者
8 動作情報データベース
9 データベース入出力部
10 提示部
10a スピーカ
10b 振動デバイス
11 制御装置
12 制御部
13 床面
14 歩行機構
14a 前輪
14b 後輪
14c 前輪用ブレーキ
14d 後輪用ブレーキ
14e 矩形台
15 持ち手
16 タイマー
18 介護者
20 ロボット
21 中腰情報データベース
22 中腰情報管理部
31 バッテリ
41 第1モータ
42 第2モータ
43 第1エンコーダ
44 第2エンコーダ
Claims (13)
- ユーザの座位から立位に至る起立動作を支援する第1動作パターンに従って動作する動作機構であって、操作に基づいて前記動作を停止することが可能である動作機構と、
(i)前記第1動作パターンに従う動作の最中において、前記ユーザの中腰姿勢の位置に相当する前記動作機構の所定の位置を特定する第1情報を取得し、(ii)前記第1動作パターンに従って動作している前記動作機構の現時点における位置が、前記第1情報により特定される前記所定の位置を含む第1範囲に含まれるか否かを検知する制御部と、
前記制御部が、前記動作機構の位置が前記第1範囲に含まれることを検知すると、第1信号を提示する提示部と、
前記第1動作パターンに従う動作中に前記動作機構が所定時間以上停止している位置を特定する特定情報を記憶する記憶部とを備え、
前記制御部は、前記記憶部が記憶している前記特定情報を前記第1情報として取得し、取得した前記第1情報を用いて前記検知をする
ロボット。 - 前記記憶部は、複数のユーザそれぞれに対応付けて前記特定情報を記憶しており、
前記制御部は、
前記第1動作パターンに従う動作の前に、前記複数のユーザのうちのいずれのユーザであるかを示す識別情報を受け付け、受け付けた前記識別情報により示されるユーザに対応付けられた前記特定情報を前記第1情報として取得し、取得した前記第1情報を用いて前記検知をする
請求項1に記載のロボット。 - 前記動作機構は、さらに、
ユーザの立位から座位に至る着座動作を支援する第2動作パターンに従って動作し、
前記制御部は、さらに、
(i)前記第2動作パターンに従う動作の最中において、前記ユーザの中腰姿勢の位置に相当する前記動作機構の所定の位置を特定する第2情報を取得し、(ii)前記第2動作パターンに従って動作している前記動作機構の現時点における位置が前記第2情報により特定される前記所定の位置を含む第2範囲に含まれるか否かを検知し、
前記提示部は、さらに、
前記制御部が、前記動作機構の位置が前記第2範囲に含まれることを検知すると、第2信号を提示する
請求項1又は2に記載のロボット。 - 前記第1情報により特定される位置と、前記第2情報により特定される位置とは異なる
請求項3に記載のロボット。 - ユーザの座位から立位に至る起立動作を支援する第1動作パターンに従って動作する動作機構と、
(i)前記第1動作パターンに従う動作の最中における前記動作機構の所定の位置を特定する第1情報を取得し、(ii)前記第1動作パターンに従って動作している前記動作機構の現時点における位置が、前記第1情報により特定される前記所定の位置を含む第1範囲に含まれることを検知すると、前記動作機構による動作の速度を低下させる制御部とを備える
ロボット。 - 前記動作機構は、操作に基づいて前記動作を停止することが可能であり、
前記ロボットは、さらに、
前記第1動作パターンに従う動作中に前記動作機構が所定時間以上停止している位置を特定する特定情報を記憶する記憶部を備え、
前記制御部は、前記記憶部が記憶している前記特定情報を前記第1情報として取得し、取得した前記第1情報を用いて前記検知をする
請求項5に記載のロボット。 - 前記記憶部は、複数のユーザそれぞれに対応付けて前記特定情報を記憶しており、
前記制御部は、
前記第1動作パターンに従う動作の前に、前記複数のユーザのうちのいずれのユーザであるかを示す識別情報を受け付け、受け付けた前記識別情報により示されるユーザに対応付けられた前記特定情報を前記第1情報として取得し、取得した前記第1情報を用いて前記検知をする
請求項6に記載のロボット。 - 前記動作機構は、さらに、
ユーザの立位から座位に至る着座動作を支援する第2動作パターンに従って動作し、
前記制御部は、さらに、
(i)前記第2動作パターンに従う動作の最中において、前記ユーザの中腰姿勢の位置に相当する前記動作機構の所定の位置を特定する第2情報を取得し、(ii)前記第2動作パターンに従って動作している前記動作機構の現時点における位置が、前記第2情報により特定される前記所定の位置を含む第2範囲に含まれることを検知すると、前記動作機構による動作の速度を低下させる
請求項5〜7のいずれか1項に記載のロボット。 - 前記第1情報により特定される位置と、前記第2情報により特定される位置とは異なる
請求項8に記載のロボット。 - ロボットの制御方法であって、
前記ロボットは、
ユーザの座位から立位に至る起立動作を支援する第1動作パターンに従って動作する動作機構であって、操作に基づいて前記動作を停止することが可能である動作機構と、
前記第1動作パターンに従う動作中に前記動作機構が所定時間以上停止している位置を特定する特定情報を記憶する記憶部とを備え、
前記制御方法は、
前記第1動作パターンに従う動作の最中において、前記ユーザの中腰姿勢の位置に相当する前記動作機構の所定の位置を特定する第1情報を取得する取得ステップと、
前記第1動作パターンに従って動作している前記動作機構の現時点における位置が、前記第1情報により特定される前記所定の位置を含む第1範囲に含まれるか否かを検知する制御ステップと、
前記動作機構の位置が前記第1範囲に含まれることを前記制御ステップで検知すると、第1信号を提示する提示ステップとを含み、
前記制御ステップでは、前記記憶部が記憶している前記特定情報を前記第1情報として取得し、取得した前記第1情報を用いて前記検知をする
制御方法。 - 請求項10に記載の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
- ユーザの座位から立位に至る起立動作を支援する第1動作パターンに従って動作する動作機構を備えるロボットの制御方法であって、
前記第1動作パターンに従う動作の最中において、前記ユーザの中腰姿勢の位置に相当する前記動作機構の所定の位置を特定する第1情報を取得する取得ステップと、
前記第1動作パターンに従って動作している前記動作機構の現時点における位置が、前記第1情報により特定される前記所定の位置を含む第1範囲に含まれることを検知すると、前記動作機構による動作の速度を低下させる制御ステップとを含む
制御方法。 - 請求項12に記載の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
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