JP7011084B2 - 介助装置 - Google Patents
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Description
本発明は、介助装置に関するものである。
特許文献1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。この介助装置は、鉛直方向に直動する昇降部と、昇降部の上部に揺動可能に設けられる揺動部とを備える。この介助装置は、座位姿勢にある被介助者の上半身を支持するとともに、昇降部の移動および揺動部の旋回を協調させて被介助者を立位姿勢にするように起立動作を補助する。
ここで、被介助者が座位姿勢から立位姿勢に移行するまでの姿勢変化の過程によって、被介助者の負担が変動し得る。また、介助装置には、駆動装置を含む構成の簡易化によって軽量化や製造コストの低減が図られている。その一方で、介助装置には、限られた駆動装置の動作範囲において、起立動作を補助した際の被介助者の負担をより軽減することが求められている。
本明細書は、起立動作の補助の際の被介助者の負担をより軽減す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、被介助者の上半身を支持する支持部材と、前記基台に設けられ、鉛直軸に対して前方に傾斜した直動軸に沿って移動する昇降部と、前記昇降部に設けられ、水平な中心軸周りに旋回して前記支持部材を揺動させる揺動部と、前記被介助者の起立動作を補助する動作処理において、前記昇降部の移動および前記揺動部の旋回を協調させて前記支持部材の移動を制御する制御装置と、を備え、前記起立動作の前記動作処理には、前記揺動部を前旋回させることにより前記支持部材を傾倒させながら前記中心軸に対して前記支持部材における基準位置を上方移動および前方移動させるとともに、前記昇降部を下降させることにより前記基台に対して前記中心軸を下方移動および後方移動させて、前記支持部材に支持された前記被介助者を初期の座位姿勢から前記上半身が前傾した中間姿勢とする第一工程と、前記昇降部を上昇させて、前記被介助者を前記中間姿勢から立位姿勢とする第二工程と、が含まれる第一の介助装置を開示する。
本明細書は、基台と、被介助者の上半身を支持する支持部材と、前記基台に設けられ、鉛直軸に対して前方に傾斜した直動軸に沿って移動する昇降部と、前記昇降部に設けられ、水平な中心軸周りに旋回して前記支持部材を揺動させる揺動部と、前記被介助者の起立動作を補助する動作処理において、前記昇降部の移動および前記揺動部の旋回を協調させて前記支持部材の移動を制御する制御装置と、を備え、前記鉛直軸に対する前記直動軸の傾斜角度は、10度から25度の角度範囲で設定され、前記起立動作の前記動作処理には、前記揺動部を前旋回させるとともに前記昇降部を下降させて、前記支持部材に支持された前記被介助者を初期の座位姿勢から前記上半身が前傾した中間姿勢とする第一工程と、前記昇降部を上昇させて、前記被介助者を前記中間姿勢から立位姿勢とする第二工程と、が含まれる第二の介助装置を開示する。
第一および第二の介助装置の構成によると、被介助者は、座位姿勢から介助装置への乗り込みが完了した中間姿勢に至るまでにおいて、前進量が抑制されて円滑に支持部材へと体重を預けることができる。結果として、起立動作の補助の際の被介助者の負担をより軽減することができる。
1.介助装置1の構成
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。
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し、上半身の姿勢を問わない。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、駆動装置20、支持部材50、および制御装置60を備える。基台10は、フレーム11、支柱12、固定カバー13、足載置台14、下腿当て部15、および6個の車輪16-18などを備える。フレーム11は、基台10の本体をなす。支柱12は、フレーム11の前寄りの左右方向の中央から上方に延伸した状態でフレーム11に固定される。支柱12は、鉛直軸に対して前方に所定角度となるように設けられる。支柱12は、内部に後述する制御装置60を収容する。固定カバー13は、支柱12および後述する昇降部30の一部の周囲を覆って保護する。
足載置台14は、フレーム11に水平となるように設けられる。下腿当て部15は、左右一対の支持アーム151によりフレーム11に固定される。下腿当て部15は、足載置台14の上方に設けられる。下腿当て部15の本体は、左右の支持アーム151の後端に設けられ、左右方向に延在するクッション材である。下腿当て部15は、被介助者Mの下腿が接触する部位である。下腿当て部15は、足載置台14に対するクッション材の高さおよび前後方向の位置を調整可能に構成される。
足載置台14の下側には、左右に3個ずつの車輪16-18が設けられている。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。
駆動装置20は、被介助者Mの上半身を支持する支持部材50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。本実施形態において、駆動装置20は、昇降駆動部21、揺動駆動部22、昇降部30、および揺動部40を備える。駆動装置20は、制御装置60により昇降駆動部21および揺動駆動部22の動作を制御される。駆動装置20は、昇降部30の移動および揺動部40の旋回を協調させることにより、支持部材50を所定の移動軌跡に沿って移動可能に構成される。
昇降部30は、基台10に設けられる。昇降部30は、鉛直軸に対して前方に傾斜した直動軸Anに沿って移動する。鉛直軸に対する直動軸Anの傾斜角度θの詳細については後述する。昇降部30は、支柱12の後面に設けられたガイド(図示せず)によって、直動軸An方向に移動可能に案内される。昇降部30は、アクチュエータとしての昇降駆動部21の駆動によって支柱12のガイドに沿って移動する。
昇降部30は、上記のように直動軸Anが鉛直軸に対して前方に傾斜しているため、上昇に伴い前進し、また下降に伴い後退する。昇降部30の内部には、揺動部40を旋回させる揺動駆動部22が収容される。昇降部30は、揺動部40を中心軸Ar周りに回転可能に支持する。昇降部30は、周囲を覆う昇降カバー31により保護されている。
揺動部40は、昇降部30に設けられる。揺動部40は、中心軸Ar周りに旋回して支持部材50を揺動させる。揺動部40は、図2に示すように、揺動本体41、アーム42、および第一ハンドル43を備える。揺動本体41は、支持部材50を着脱される取り付け部である。アーム42は、揺動本体41に一体的に固定される。アーム42の一端は、昇降部30の中心軸Ar周りに回転可能に支持される。アーム42は、揺動駆動部22の駆動によって回転される。介助装置1が起立動作の補助を行う場合には、アーム42は、後方に延びた状態から主として前旋回する。一方で、介助装置1が着座動作の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主として後旋回する。
第一ハンドル43は、概ね四角形の枠形状に形成されている。第一ハンドル43は、揺動本体41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43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43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。上記のような構成により、揺動部40は、基台10の左右方向に平行な水平軸(中心軸Ar)周りに旋回して、アーム42の先端側の揺動本体41に取り付けられた支持部材50を揺動させる。
支持部材50は、被介助者Mの上半身を支持する部材である。支持部材50は、胴体支持部51、一対の脇支持部52、および第二ハンドル53などを備える。胴体支持部51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51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51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51の支持面は、被介助者Mにおける胸部から腹部に亘る範囲を支持する。胴体支持部51は、揺動本体41に取り付けられている。
また、胴体支持部51は、揺動本体41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51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52は、胴体支持部51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52は、胴体支持部51の左右に設けられている。脇支持部52は、胴体支持部51に揺動可能に支持される。脇支持部52は、棒状部材により、L字状に形成されている。脇支持部52の表面は、柔軟な変形が可能な材料により覆われている。第二ハンドル53は、胴体支持部51の前面に一体に設けられている。第二ハンドル53は、横長のU字状に形成されている。第二ハンドル53は、胴体支持部51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43側に向かって延びる把持部分とを備える。
制御装置60は、支柱12の内部に設けられる。制御装置60は、昇降駆動部21および揺動駆動部22を制御する。制御装置60は、被介助者Mの起立動作や着座動作を補助する動作処理において、被介助者Mまたは介助者からの指令に基づいて、昇降駆動部21および揺動駆動部22を駆動させて、昇降部30の移動および揺動部40の旋回を協調させて支持部材50の移動を制御する。
なお、制御装置60は、被介助者Mまたは介助者からの指令を受け付ける図略の操作装置に対する操作に基づいて、上記の制御を行う。制御装置60には、起立動作を補助する動作処理や、着座動作を補助する動作処理を実行するための補助プログラムが記憶されている。また、支柱12の内部には、繰り返しの充放電が可能な図略のバッテリが設けられている。バッテリは、昇降駆動部21および揺動駆動部22の駆動に共用される。
2.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6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50を前傾させる第一工程と、支持部材50を上昇させる第二工程とが含まれる。なお、上記の第一工程には、支持部材50を上昇させる動作が含まれることがあり、同様に上記の第二工程には、支持部材50を前進させる動作が含まれることがある。また、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50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。
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6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50を前傾させる第一工程と、支持部材50を上昇させる第二工程とが含まれる。なお、上記の第一工程には、支持部材50を上昇させる動作が含まれることがあり、同様に上記の第二工程には、支持部材50を前進させる動作が含まれることがある。また、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50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50に預けられるように、支持部材50を傾動させるとともに前進させる工程を第一工程と称する。このとき、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に示す上半身が大きく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50を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部が伸びた立位姿勢に移行される。
ここで、昇降部30の移動と揺動部40の旋回が協調すると、揺動する支持部材50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50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50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。
下側基準位置Pbは、胴体支持部51のうち胴体に接触する部位の下端に設定される。図2-図4、図6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。つまり、制御装置60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、昇降部30の移動および揺動部40の旋回を協調させて支持部材50の移動を制御する。
また、上側基準位置Puは、図2に示すように、胴体支持部51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。図2-図4、図6に示すように、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60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、昇降部30の移動および揺動部40の旋回を協調させて支持部材50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状態では、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)である。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にセットされる。介助装置1の初期状態とは、起立動作の動作処理において、支持部材50が可動範囲の後側に位置するように、揺動部40が後方に延びた状態である。この初期状態において、被介助者Mは、足載置台14に足を載置する。
このとき、被介助者Mは、胴体の前面を胴体支持部51に面接触させる。また、被介助者Mは、下腿を下腿当て部15の後面に接触させる。さらに、被介助者Mは、第一ハンドル43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52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または介助者が起立動作の補助操作を開始すると、制御装置60は、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。具体的には、制御装置60は、第一工程において、先ず揺動部40を前旋回させることにより支持部材50を傾倒させる。このとき、支持部材50の下側基準位置Pbおよび上側基準位置Puは、図5に示すように、中心軸Arに対して上方移動および前方移動する。なお、図5の破線は、座位姿勢の被介助者Mを支持する介助装置1を示し、図5の実線は、中間姿勢の被介助者Mを支持する介助装置1を示し、図5の一点鎖線は、立位姿勢の被介助者Mを支持する介助装置1を示す。
また、制御装置60は、第一工程において、揺動部40の前旋回に協調させて昇降部30を下降させる。このとき、昇降部30は、直動軸Anが鉛直軸に対して前方に傾斜していることにより、図5に示すように、基台10に対して中心軸Arを下方移動および後方移動する。これにより、第一工程は、支持部材50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。このとき、被介助者Mの体格や椅子90の座面91の高さによっては、被介助者Mの臀部Mtが座面91から浮いた状態となり得る。
ここで、図5は、第一工程を実行の前後における介助装置1の各部位を、昇降部30を基準に示す。下側基準位置Pbは、揺動部40の前旋回に伴って中心軸Arに対して上方移動量BV1だけ上昇するとともに、前方移動量BH1だけ前進する。そして、第一工程は、中心軸Arが下方移動量LV1だけ下降するように昇降部30を下降させる。このとき、昇降部30は、後方移動量LH1だけ後退する。
これにより、下側基準位置Pbは、図6に示すように、上方移動量BV1と下方移動量LV1との差分(BV1-LV1)に相当する上昇量NV1だけ全体として上昇する。また、下側基準位置Pbは、前方移動量BH1と後方移動量LH1の差分(BH1-LH1)に相当する前進量NH1だけ全体として前進する。
一方で、上側基準位置Puは、揺動部40の前旋回に伴って中心軸Arに対して上方移動量UV1だけ上昇するとともに、前方移動量UH1だけ前進する。これに対して、第一工程は、中心軸Arが下方移動量LV1だけ下降するように昇降部30を下降させる。このとき、昇降部30は、後方移動量LH1だけ後退する。
これにより、上側基準位置Puは、図6に示すように、上方移動量UV1と下方移動量LV1との差分(UV1-LV1)に相当する上昇量MV1だけ全体として上昇する。また、上側基準位置Puは、前方移動量UH1と後方移動量LH1の差分(UH1-LH1)に相当する前進量MH1だけ全体として前進する。
結果として、第一工程は、支持部材50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6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。
ところで、第一工程における基準位置(下側基準位置Pbまたは上側基準位置Pu)の上昇量NV1,MV1は、種々の値を設定することが可能である。なお、上昇量NV1,MV1を適宜設定することにより、直動軸Anの傾斜角度θに応じて前進量NH1,MH1が定まる。また、前進量NH1,MH1を適宜設定することにより、上昇量NV1,MV1が定まるようにしてもよい。
本実施形態において、第一工程は、図6に示すように、下側基準位置Pbの前進量NH1が所定量以下となるように、且つ下側基準位置Pbの上昇量NV1を上側基準位置Puの上昇量MV1より大きくなるように各部の動作を制御する。これにより、第一工程は、支持部材50に支持された被介助者Mの胸部Mbが前進しながら上昇し、且つ被介助者Mの腹部Maが前後方向位置を概ね維持されながら胸部Mbの上昇量よりも大きく上昇するように支持部材50を移動させる。
このような起立動作の初期において腰部を一端曲げる動作は、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50に預ける動作に近く、自然な動作である。また、中間姿勢において被介助者Mの重心の前後方向位置は、被介助者Mの足が足載置台14に接触する前後方向範囲の内部にある。よって、中間姿勢の被介助者Mは、自力では起立できなくとも、自身の足により自身を安定して支え易い姿勢にある。これにより、第一工程において、被介助者Mが支持部材50に体重を預けた中間姿勢に円滑に移行することができ、被介助者Mの負担をより軽減することができる。
続いて、起立動作の動作処理が継続されて、制御装置60は、昇降部30の動作を下降から上昇に切り替えて昇降部30を上昇させて、被介助者Mを中間姿勢(図3を参照)から、被介助者Mの両脚部が伸びた立位姿勢(図4を参照)とする第二工程を実行する。具体的には、第二工程は、揺動部40を前旋回させるとともに、昇降部30を上昇させる。
第二工程において、下側基準位置Pbは、図5に示すように、揺動部40の前旋回に伴って中心軸Arに対して上方移動量BV2だけ上昇するとともに、前方移動量BH2だけ前進する。そして、第二工程は、中心軸Arが上方移動量LV2だけ上昇するように昇降部30を上昇させる。このとき、昇降部30は、前方移動量LH2だけ前進する。
これにより、下側基準位置Pbは、図6に示すように、2つの上方移動量BV2,LV2の和(BV2+LV2)に相当する上昇量NV2だけ全体として上昇する。また、下側基準位置Pbは、2つの前方移動量BH2,LH2の和(BH2+LH2)に相当する前進量NH2だけ全体として前進する。
一方で、上側基準位置Puは、揺動部40の前旋回に伴って中心軸Arに対して上方移動量UV2だけ上昇するとともに、前方移動量UH2だけ前進する。そして、第二工程は、中心軸Arが上方移動量LV2だけ上昇するように昇降部30を上昇させる。このとき、昇降部30は、前方移動量LH2だけ前進する。
これにより、上側基準位置Puは、図6に示すように、2つの上方移動量UV2,LV2の和(UV2+LV2)に相当する上昇量MV2だけ全体として上昇する。また、上側基準位置Puは、2つの前方移動量UH2,LH2の和(UH2+LH2)に相当する前進量MH2だけ全体として前進する。
結果として、第二工程は、支持部材50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の両脚部が伸びた立位姿勢(図4を参照)とする。このとき、下側基準位置Pbは、図6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50により安定して支持される。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60は、介助装置1への指令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、例えば下腿のうち膝が下腿当て部15に接触した状態を維持されることがある。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。
3.昇降部30の直動軸Anの傾斜角度θ
本実施形態において、介助装置1は、起立動作の動作処理の第一工程において、被介助者Mが支持部材50に体重を徐々に預けた中間姿勢への移行を行う。ここで、被介助者Mが座位姿勢から中間姿勢、中間姿勢から立位姿勢に移行するまでの姿勢変化の過程によっては被介助者Mが受ける負担が変動し得る。具体的には、例えば被介助者Mの体重が十分に支持部材50に預けられていない状態で、支持部材50の前進量が多くなると、被介助者Mの上半身が前方に引っ張られて快適性が低下する。
本実施形態において、介助装置1は、起立動作の動作処理の第一工程において、被介助者Mが支持部材50に体重を徐々に預けた中間姿勢への移行を行う。ここで、被介助者Mが座位姿勢から中間姿勢、中間姿勢から立位姿勢に移行するまでの姿勢変化の過程によっては被介助者Mが受ける負担が変動し得る。具体的には、例えば被介助者Mの体重が十分に支持部材50に預けられていない状態で、支持部材50の前進量が多くなると、被介助者Mの上半身が前方に引っ張られて快適性が低下する。
上記のように、起立動作の補助における快適性が低下すると、被介助者Mの身体的および心理的な負担が増加するおそれがある。そのため、介助装置1には、被介助者Mをより自然な動作で補助することが求められる。これに対して、介助装置1が複雑に動作可能な駆動装置20を備えるようにすると、軽量化や小型化、製造コストの低減に反することになり得る。よって、介助装置1には、限られた駆動装置の動作範囲において、起立動作を補助した際の被介助者Mの負担をより軽減することが求められている。
そこで、本実施形態の介助装置1は、鉛直軸に対して前方に傾斜した直動軸Anに沿って移動する昇降部を備え、起立動作の動作処理の第一工程において揺動部40を前旋回させるとともに昇降部30を下降させる構成を採用する。上記のような構成によると、第一工程において昇降部30を所定量だけ下降させると、下降量と直動軸Anの傾斜角度θとに応じた分だけ揺動部40の旋回中心である中心軸Arが基台10に対して後方移動する。
これにより、支持部材50の基台10に対する上昇量および前進量を低減して、傾動する支持部材50の移動量の適正化を図っている。昇降部30の直動軸Anの傾斜角度θは、上記のような制御が可能となるように、中心軸Arと支持部材50との距離や揺動部40の使用角度を考慮して適宜設定される。本実施形態において、昇降部30の直動軸Anの傾斜角度θは、一例として以下の第一態様から第三態様の少なくとも一つを満たすように設定される。
第一態様において、鉛直軸に対する直動軸Anの傾斜角度θは、下側基準位置Pbの動作との関係により設定される。具体的には、第一工程において基台10に対する下側基準位置Pbの上方移動量(上昇量NV1)が、揺動部40の前旋回に伴う中心軸Arに対する下側基準位置Pbの上方移動量BV1の90%-70%となるように揺動部40の前旋回に協調して昇降部30を下降させたとする。換言すると、揺動部40の前旋回に伴う上方移動量BV1の10%-30%を相殺するように、昇降部30を下降させる(例えば、BV1*0.1=LV1)。
そして、揺動部40の前旋回に伴う中心軸Arに対する支持部材50における下側基準位置Pbの前方移動量BH1と、昇降部30の下降に伴う基台10に対する中心軸Arの後方移動量LH1との比(BH1:LH1)が3:1から1:2となるように、直動軸Anの傾斜角度θが所定の角度範囲で設定される。上記の角度範囲に含まれる具体的な数値は、中心軸Arと下側基準位置Pbとの距離、下側基準位置Pbの第一工程の開始位置Pb1、第一工程の終了位置Pb2によって変動し得る。但し、傾斜角度θは、上記の比(BH1:LH1)が3:1から1:2を満たす角度範囲に収まるように設定される。
第二態様において、鉛直軸に対する直動軸Anの傾斜角度θは、上側基準位置Puの動作との関係により設定される。具体的には、第一工程において、基台10に対する上側基準位置Puの高さが規定範囲Rs内に維持されるように揺動部40の前旋回に協調して昇降部30を下降させたとする。換言すると、揺動部40の前旋回に伴う上方移動量UV1の一部を相殺して上昇量MV1が規定範囲Rs内となるように、昇降部30を下降させる(例えば、UV1*0.2=LV1)。なお、上記の「規定範囲Rs」は、図6に示すように、揺動部40の前旋回に伴う上方移動量UV1の0%-80%の範囲に設定される。
そして、揺動部40の前旋回に伴う中心軸Arに対する支持部材50における上側基準位置Puの前方移動量UH1と、昇降部30の下降に伴う基台10に対する中心軸Arの後方移動量LH1との比(UH1:LH1)が5:1から5:3となるように、直動軸Anの傾斜角度θが所定の角度範囲で設定される。上記の角度範囲に含まれる具体的な数値は、第一態様と同様に、中心軸Arと上側基準位置Puとの距離、上側基準位置Puの第一工程の開始位置Pu1、第一工程の終了位置Pu2によって変動し得る。但し、傾斜角度θは、上記の比(UH1:LH1)が5:1から5:3を満たす角度範囲に収まるように設定される。
第三態様として、鉛直軸に対する直動軸Anの傾斜角度θは、10度から30度の角度範囲で設定される。上記のように、起立動作の補助において被介助者Mをより自然な動作で補助するために、揺動部40の前旋回に昇降部30の下降を協調させるには、中心軸Arと基準位置(下側基準位置Pb、上側基準位置Pu)との距離などを考慮して、直動軸Anの傾斜角度θを設定する必要がある。
一方で、被介助者Mの体格など個々に異なる対象にそれぞれ対応して、起立動作を補助する必要もある。上記のような事情に鑑みると、直動軸Anの傾斜角度θは、10度から30度の角度範囲で設定することにより、例えば昇降部30の移動速度などを調整して被介助者Mをより自然な動作で補助することが可能な第一移動軌跡Tb、および第二移動軌跡Tuに沿って支持部材50を移動させることができる。
また、第一工程における支持部材50の基台10に対する前進量の十分な低減を図るために、直動軸Anの傾斜角度θを大きく設定することが考えられる。一方で、傾斜角度θを過度に大きく設定すると、第二工程における支持部材50の基台10に対する前進量が多くなる。このとき、立位姿勢にある被介助者Mの上半身の重心が足載置台14に載置された足の前後方向位置に近いほど安定性が向上する。このように、第一工程および第二工程における使用快適性の向上、および起立動作の終了状態にある立位姿勢の安定性の向上の観点からは、鉛直軸に対する直動軸Anの傾斜角度θは、15度から25度の角度範囲で設定されることが好適である。
また、上記の第一態様および第三態様において、制御装置60は、第一工程における下側基準位置Pbの前方移動量(前進量NH1)が第二工程における下側基準位置Pbの前方移動量(前進量NH2)より小さくなるように(NH1<NH2)、支持部材50における下側基準位置Pbの移動を制御する。これにより、下側基準位置Pbの付近に位置する被介助者Mの腹部Maは、第一工程よりも乗り込みが完了した第二工程において基台10に対して前進する。よって、介助装置1の使用快適性がさらに向上する。
また、上記の第二態様および第三態様において、制御装置60は、第一工程における基台10に対する上側基準位置Puの前方移動量(前進量MH1)が第二工程における基台10に対する上側基準位置Puの前方移動量(前進量MH2)より小さくなるように(MH1<MH2)、支持部材50における上側基準位置Puの移動を制御する。
且つ、制御装置60は、第一工程における基台10に対する上側基準位置Puの上方移動量(上昇量MV1)が第二工程における基台10に対する上側基準位置Puの上方移動量(上昇量MV2)の2/3以下となるように(MV1≦(2/3)*MV2)、支持部材50における上側基準位置Puの移動を制御する。これにより、上側基準位置Puの付近に位置する被介助者Mの脇や胸部Mbは、第一工程よりも乗り込みが完了した第二工程において基台10に対して上昇するとともに前進する。これにより、介助装置1の使用快適性がさらに向上する。
4.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51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50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50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、揺動本体41とアーム42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。
実施形態において、基準位置は、胴体支持部51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50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50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、揺動本体41とアーム42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。
実施形態において、起立動作を補助する動作処理において、第一工程および第二工程のそれぞれには、揺動部40を前旋回させる動作が含まれ、揺動部40を後旋回させる動作が含まれないものとした。これに対して、例えば介助水準の相違により立位姿勢において被介助者Mの上半身をある程度起こす必要がある場合には、少なくとも一方の工程に揺動部40の後旋回が含まれるように、昇降部30の移動と揺動部40の旋回を協調させて支持部材50の移動を制御する構成としてもよい。
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60は、これらの介助装置1の状態と入力される指令に基づいて、各種工程を組み合わせて、昇降部30の移動と揺動部40の旋回を協調させて支持部材50の移動を制御する構成としてもよい。
また、実施形態において、第一工程の始点は、介助装置1の初期状態である。また、第一工程の終点、および第二工程の始点は、被介助者Mの体重が支持部材50に預けられて被介助者Mが中間姿勢となった状態である。また、第二工程の終点は、被介助者Mが立位姿勢となるように、昇降部30が所定の高さに到達したときの状態である。
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、その他に昇降部30の高さや揺動部40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50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第一工程において、中心軸Arが下降しながら後退するように、揺動部40の旋回に昇降部の昇降を協調させることにより、被介助者Mの負担を軽減できる。
1:介助装置、 10:基台、 20:駆動装置、 30:昇降部、 40:揺動部、 支持部材50、 51:胴体支持部、 52:脇支持部、 60:制御装置、 An:直動軸、 Ar:中心軸、 M:被介助者、 Mb:胸部、 Ma:腹部、 Mt:臀部、 Pd:下側基準位置、 Pu:上側基準位置、 Td:(下側基準位置の)移動軌跡、 Tu:(上側基準位置の)移動軌跡
Claims (11)
- 基台と、
被介助者の上半身を支持する支持部材と、
前記基台に設けられ、鉛直軸に対して前方に傾斜した直動軸に沿って移動する昇降部と、
前記昇降部に設けられ、水平な中心軸周りに旋回して前記支持部材を揺動させる揺動部と、
前記被介助者の起立動作を補助する動作処理において、前記昇降部の移動および前記揺動部の旋回を協調させて前記支持部材の移動を制御する制御装置と、を備え、
前記起立動作の前記動作処理には、
前記揺動部を前旋回させることにより前記支持部材を傾倒させながら前記中心軸に対して前記支持部材における基準位置を上方移動および前方移動させるとともに、前記昇降部を下降させることにより前記基台に対して前記中心軸を下方移動および後方移動させて、前記支持部材に支持された前記被介助者を初期の座位姿勢から前記上半身が前傾した中間姿勢とする第一工程と、
前記昇降部を上昇させて、前記被介助者を前記中間姿勢から立位姿勢とする第二工程と、が含まれる介助装置。 - 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に設定される、請求項1に記載の介助装置。 - 前記制御装置は、前記第一工程における前記基準位置の前方移動量が前記第二工程における前記基準位置の前方移動量より小さくなるように、前記支持部材における前記基準位置の移動を制御する、請求項2に記載の介助装置。
- 前記鉛直軸に対する前記直動軸の傾斜角度は、前記第一工程において前記基台に対する前記基準位置の上方移動量が前記揺動部の前旋回に伴う前記中心軸に対する前記基準位置の上方移動量の90%-70%となるように前記揺動部の前旋回に協調して前記昇降部を下降させたときに、前記揺動部の前旋回に伴う前記中心軸に対する前記支持部材における前記基準位置の前方移動量と前記昇降部の下降に伴う前記基台に対する前記中心軸の後方移動量との比が3:1から1:2となる角度範囲で設定される、請求項2または3に記載の介助装置。
- 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上端に設定される、請求項1に記載の介助装置。 - 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、前記被介助者の脇の位置に設定される、請求項1に記載の介助装置。 - 前記制御装置は、前記第一工程における前記基台に対する前記基準位置の前方移動量が前記第二工程における前記基台に対する前記基準位置の前方移動量より小さくなるように、且つ前記第一工程における前記基台に対する前記基準位置の上方移動量が前記第二工程における前記基台に対する前記基準位置の上方移動量の2/3以下となるように、前記支持部材における前記基準位置の移動を制御する、請求項5または6に記載の介助装置。
- 前記鉛直軸に対する前記直動軸の傾斜角度は、前記第一工程において前記基台に対する前記基準位置の高さが規定範囲内に維持されるように前記揺動部の前旋回に協調して前記昇降部を下降させたときに、前記揺動部の前旋回に伴う前記中心軸に対する前記支持部材における前記基準位置の前方移動量と前記昇降部の下降に伴う前記基台に対する前記中心軸の後方移動量との比が5:1から5:3となる角度範囲で設定される、請求項5-7の何れか一項に記載の介助装置。
- 前記第一工程は、前記支持部材に支持された前記被介助者の胸部が前進しながら上昇し、且つ前記被介助者の腹部が前後方向位置を維持されながら前記胸部の上昇量よりも大きく上昇するように前記支持部材を移動させる、請求項1-8の何れか一項に記載の介助装置。
- 前記鉛直軸に対する前記直動軸の傾斜角度は、10度から30度の角度範囲で設定される、請求項1-9の何れか一項に記載の介助装置。
- 基台と、
被介助者の上半身を支持する支持部材と、
前記基台に設けられ、鉛直軸に対して前方に傾斜した直動軸に沿って移動する昇降部と、
前記昇降部に設けられ、水平な中心軸周りに旋回して前記支持部材を揺動させる揺動部と、
前記被介助者の起立動作を補助する動作処理において、前記昇降部の移動および前記揺動部の旋回を協調させて前記支持部材の移動を制御する制御装置と、を備え、
前記鉛直軸に対する前記直動軸の傾斜角度は、10度から30度の角度範囲で設定され、
前記起立動作の前記動作処理には、
前記揺動部を前旋回させるとともに前記昇降部を下降させて、前記支持部材に支持された前記被介助者を初期の座位姿勢から前記上半身が前傾した中間姿勢とする第一工程と、
前記昇降部を上昇させて、前記被介助者を前記中間姿勢から立位姿勢とする第二工程と、が含まれる介助装置。
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-
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- 2018-10-04 JP JP2020551032A patent/JP7011084B2/ja active Active
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