WO2016103497A1 - 介助ロボット - Google Patents

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Publication number
WO2016103497A1
WO2016103497A1 PCT/JP2014/084659 JP2014084659W WO2016103497A1 WO 2016103497 A1 WO2016103497 A1 WO 2016103497A1 JP 2014084659 W JP2014084659 W JP 2014084659W WO 2016103497 A1 WO2016103497 A1 WO 2016103497A1
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WO
WIPO (PCT)
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holding unit
detector
contact
actuator
approach
Prior art date
Application number
PCT/JP2014/084659
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
丈二 五十棲
伸幸 中根
英明 野村
Original Assignee
富士機械製造株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 富士機械製造株式会社 filed Critical 富士機械製造株式会社
Priority to JP2016565837A priority Critical patent/JP6462721B2/ja
Priority to PCT/JP2014/084659 priority patent/WO2016103497A1/ja
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61G—TRANSPORT, PERSONAL CONVEYANCES, OR ACCOMMODATION SPECIALLY ADAPTED FOR PATIENTS OR DISABLED PERSONS; OPERATING TABLES OR CHAIRS; CHAIRS FOR DENTISTRY; FUNERAL DEVICES
    • A61G5/00—Chairs or personal conveyances specially adapted for patients or disabled persons, e.g. wheelchairs
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61G—TRANSPORT, PERSONAL CONVEYANCES, OR ACCOMMODATION SPECIALLY ADAPTED FOR PATIENTS OR DISABLED PERSONS; OPERATING TABLES OR CHAIRS; CHAIRS FOR DENTISTRY; FUNERAL DEVICES
    • A61G7/00—Beds specially adapted for nursing; Devices for lifting patients or disabled persons
    • A61G7/10—Devices for lifting patients or disabled persons, e.g. special adaptations of hoists thereto
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H3/00—Appliances for aiding patients or disabled persons to walk about
    • A61H3/04—Wheeled walking aids for patients or disabled persons
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J11/00—Manipulators not otherwise provided for

Definitions

  • the present invention relates to an assistance robot that assists the standing person in standing up.
  • Patent Document 1 describes an apparatus that assists a person being assisted in standing up.
  • the support member that supports the person being assisted moves up and down.
  • the support member is provided with two operation handles for the person being assisted to operate the ascending operation and the descending operation.
  • the person being assisted grips the support member and grips one of the operation handles, the support member rises, and when the other handle is gripped, the support member descends.
  • the support member When the user in the sitting position lowers the support member, the support member may be lowered too much and the support member may press the leg of the person being assisted.
  • the person being assisted may feel uncomfortable due to the pressing force of the support member.
  • An object of the present invention is to provide an assistance robot capable of preventing the person being assisted from feeling uncomfortable when the elevating part moves up and down.
  • the assistance robot includes a base, a holding part that holds a part of the body of the person being assisted, and moves up and down relative to the base, an actuator that drives the lifting and lowering operation of the holding part relative to the base, A detector provided in the holding unit that detects contact or approach to the object by the holding unit, and contact or approach to the object by the detector while the actuator is moving up and down the holding unit. And a control device that stops the movement of the holding unit toward the object by the actuator.
  • FIG. 8 is a sectional view taken along the line 8-8 in FIG. It is an enlarged view of the raising / lowering part 40, the holding
  • FIG. 8 is a sectional view taken along the line 8-8 in FIG. It is an enlarged view of the raising / lowering part 40, the holding
  • FIG. 8 is a sectional view taken along the line 8
  • the overall configuration of the assistance robot 1 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS.
  • the assistance robot 1 supports a part of the body (for example, the upper body) of the person being assisted M1 (shown in FIGS. 12 and 13) to assist the standing operation and the sitting operation.
  • the assistance robot 1 includes a base 10, elevating arms 20 and 30, an elevating unit 40, a holding unit 50, elevating actuators 70 and 80, longitudinal actuators 90 and 100, a detector 110, A control device 120 is provided.
  • front, rear, left and right are front, rear, left and right when the traveling direction of the assisting robot 1 is forward.
  • the base 10 is a part installed on the ground. As shown in FIG. 2, the base 10 is formed in a U shape that opens rearward in a plan view.
  • the base 10 includes four wheels 15-18 and can move forward and backward.
  • the elevating arms 20 and 30 are provided on the left and right sides of the upper surface of the base 10 and are provided so as to be extendable upward. As shown in FIGS. 1 and 5, the elevating arms 20 and 30 extend and contract linearly in a direction in which the upper end is inclined forward with respect to the lower end.
  • the elevating unit 40 is provided at the upper ends of the elevating arms 20 and 30. As the elevating arms 20 and 30 expand and contract in the vertical direction, the elevating unit 40 moves up and down with respect to the base 10. That is, as shown in FIGS. 1 and 5, the elevating unit 40 moves linearly in the direction of moving forward as it rises with respect to the base 10.
  • the holding part 50 is located above the elevating part 40 and is supported by the elevating part 40.
  • the holding unit 50 moves back and forth with respect to the lifting unit 40 and tilts.
  • the holding unit 50 holds a part of the body of the person being assisted M1.
  • maintenance part 50 is provided with the attachment 60 replaceable according to the care receiver M1.
  • the attachment 60 includes a main body 61 that can be attached to and detached from a main body frame 51 (described later) of the holding unit 50, a torso pad 62 that supports a torso that is a part of the body of the person being assisted M1, and left and right grips that the person being assisted by Grips 63a and 63b, left and right elbow placement parts 64a and 64b for placing the elbow part of the person being assisted M1, armpit holding parts 65a and 65b for holding both sides of the person to be assisted M1 on the left and right sides of the body bud 62, And the operation part 66 in which raising / lowering operation is performed by the care receiver M1 or a caregiver is provided.
  • the elevating actuators 70 and 80 drive the elevating operation of the elevating unit 40 with respect to the base 10.
  • Each of the lift actuators 70 and 80 drives expansion / contraction of the corresponding lift arms 20 and 30. That is, by driving the elevating actuators 70 and 80, the elevating unit 40 performs the operation from the state shown in FIG. 1 to the ascending position and the advancing position shown in FIG. 5 and vice versa.
  • the lift actuators 70 and 80 are provided across the base 10 and the lift arms 20 and 30.
  • the back-and-forth actuators 90 and 100 drive the holding unit 50 to move back and forth and tilt with respect to the elevating unit 40. That is, by driving the longitudinal actuators 90 and 100, the holding unit 50 performs the operation from the state shown in FIG. 1 to the forward position and the forward inclined state shown in FIG. Do.
  • the longitudinal actuators 90 and 100 are provided across the elevating unit 40 and the holding unit 50.
  • the detector 110 is provided in the holding unit 50 and detects contact or approach of the object by the holding unit 50. Specifically, the detector 110 is provided on the lower surface of the holding unit 50 and detects contact or approach to an object existing below the holding unit 50. In particular, the detector 110 is used for the purpose of detecting whether or not the leg of the person being assisted M1 is in contact with or close to the holding unit 50.
  • the detector 110 is provided only behind the holding unit 50 in the traveling direction and over the entire length in the width direction.
  • the detector 110 includes a first detector 111 disposed at the center, and second and third detectors 112 and 113 disposed on the left and right, respectively. Each of the first, second, and third detectors 111, 112, and 113 detects contact or approach to an object.
  • the control device 120 controls the elevating actuators 70 and 80 and the forward / backward moving actuators 90 and 100 according to the operation by the person being assisted M1. Furthermore, the control device 120 controls the lift actuators 70 and 80 and the longitudinal actuators 90 and 100 based on the detection result of the detector 110.
  • the assistance robot 1 includes a cover 11 of the base 10, covers 25 and 35 of the lifting arms 20 and 30, a cover 45 of the lifting and lowering unit 40, and an attachment 60 of the holding unit 50. . Therefore, the internal structure of the assistance robot 1 from which these are removed will be described with reference to FIGS.
  • the base 10 includes left and right frames 12 and 13 and a connecting frame 14 that connects the front end portions of the left and right frames 12 and 13.
  • the left and right frames 12 and 13 are arranged at an interval necessary for the care recipient M1 to enter.
  • Left and right rear wheels 15 and 16 are provided at the rear ends of the left and right frames 12 and 13, respectively.
  • Left and right front wheels 17 and 18 are provided at the front end portions of the left and right frames 12 and 13, respectively.
  • the left and right front wheels 17 and 18 turn according to the traveling direction of the assistance robot 1.
  • the left and right rear wheels 15 and 16 and the left and right front wheels 17 and 18 are wheels having no driving force, but may be driven by a motor or the like.
  • the elevating arms 20 and 30 include first arm portions 21 and 31, second arm portions 22 and 32, and third arm portions 23 and 33.
  • the 1st arm parts 21 and 31, the 2nd arm parts 22 and 32, and the 3rd arm parts 23 and 33 are formed in the shape of a straight long.
  • the first arm portions 21 and 31 are fixed to the left and right frames 12 and 13 of the base 10.
  • the first arm portions 21 and 31 are fixed to the base 10 by being tilted forward at a predetermined angle (for example, 80 degrees).
  • the second arm portions 22 and 32 slide in the longitudinal direction with respect to the first arm portions 21 and 31.
  • the third arm parts 23 and 33 slide in the longitudinal direction with respect to the second arm parts 22 and 32.
  • the elevating part 40 is fixed to the upper ends of the third arm parts 23 and 33.
  • the second arm portions 22 and 32 and the third arm portions 23 and 33 contract, most of the third arm portions 23 and 33 are moved to the first arm portions 21 and 31 and the third arm portions 23 and 33 as shown in FIG.
  • the second arm portions 22 and 32 are accommodated.
  • the raising / lowering part 40 is located in the lowest position.
  • the third arm portions 23 and 33 are moved to the first arm portions 21 and 31 as shown in FIGS. It is located in the position away from the 1st arm parts 21 and 31 without overlapping in the up-and-down direction.
  • the elevating part 40 is located at the uppermost position.
  • the elevating actuators 70 and 80 include rotational drive sources 71 and 81, first elevating mechanisms 72 and 82, and second elevating mechanisms 73 and 83.
  • the rotational drive sources 71 and 81 include a motor that outputs rotational driving force.
  • the rotational drive sources 71 and 81 may include a speed reduction mechanism.
  • the first elevating mechanisms 72 and 82 are connected to the rotation drive sources 71 and 81 and are mechanisms for elevating and lowering the second arm portions 22 and 32 with respect to the first arm portions 21 and 31.
  • the first elevating mechanisms 72 and 82 are screw mechanisms. Note that a belt mechanism can be applied to the first elevating mechanisms 72 and 82.
  • the first elevating mechanisms 72 and 82 include screw shafts 72a and 82a that are rotationally driven by rotational drive sources 71 and 81, and nut members 72b and 82b. In the present embodiment, the screw shafts 72 a and 82 a are fixed to the first arm portions 21 and 31, and the nut members 72 b and 82 b are fixed to the second arm portions 22 and 32.
  • the second elevating mechanisms 73 and 83 are mechanisms for elevating and lowering the third arm parts 23 and 33 with respect to the second arm parts 22 and 32.
  • the second elevating mechanisms 73 and 83 are belt mechanisms. Note that a screw mechanism can be applied to the second elevating mechanisms 73 and 83.
  • the second elevating mechanisms 73 and 83 include lower pulleys 73a and 83a and upper pulleys 73b and 83b that are rotatably provided at both ends of the second arm portions 22 and 32 in the longitudinal direction.
  • the second elevating mechanisms 73 and 83 include belts 73c and 83c suspended from the lower pulleys 73a and 83a and the upper pulleys 73b and 83b.
  • One of the belts 73c and 83c is fixed to the upper end connecting members 21a and 31a of the first arm portions 21 and 31, and the other of the belts 73c and 83c is fixed to the lower end connecting members 23a and 33a of the third arm portions 23 and 33. . That is, when the second arm portions 22 and 32 are lifted with respect to the first arm portions 21 and 31, the belts 73c and 83c are rotated in conjunction with the lifting operation.
  • the third arm parts 23 and 33 are raised with respect to the second arm parts 22 and 32 in conjunction with the rotation operation.
  • the operation of lowering the second arm portions 22 and 32 and the third arm portions 23 and 33 is an operation obtained by reversing the above operation.
  • the elevating part 40 includes a base 41 fixed to the upper ends of the third arm parts 23, 33, a swing support part 42 fixed to the base 41, and a guided member 43.
  • the holding part 50 includes a main body frame 51, a swing support part 52 fixed to the main body frame 51, and an arcuate guide path 53.
  • the guide path 53 holds the guided member 43 so as to be sandwiched from above and below by the guided member 43. That is, the guide path 53 moves the guided member 43 along the guide path 53 in an arc shape.
  • the main body frame 51 of the holding unit 50 moves back and forth with respect to the elevating unit 40 and tilts.
  • the back-and-forth actuators 90 and 100 drive the holding unit 50 to move back and forth and tilt with respect to the elevating unit 40.
  • the longitudinal actuators 90 and 100 include a supported member 91, a rotation drive source 92, a screw shaft 93, and a nut member 94.
  • the supported member 91 is swingably supported by the swing support portion 52 of the holding portion 50.
  • the rotational drive source 92 is a motor, for example, and is fixed to the supported member 91.
  • the screw shaft 93 is connected to the output shaft of the rotational drive source 92 and is rotationally driven by the rotational drive source 92.
  • the nut member 94 is swingably supported by the swing support portion 42 of the elevating unit 40. The nut member 94 engages with the screw shaft 93 and moves along the screw shaft 93 as the screw shaft 93 rotates.
  • the rotational drive source 92 rotates the screw shaft 93 by the rotational drive, and further moves the nut member 94 in the front-rear direction as the screw shaft 93 rotates.
  • the rotational drive source 92 rotates, the distance between the supported member 91 that supports one end of the screw shaft 93 and the nut member 94 changes.
  • the guided member 43 moves in an arc shape along the guide path 53, whereby the posture of the holding unit 50 with respect to the lifting unit 40 is determined.
  • the detector 110 includes a first detector 111, a second detector 112, and a third detector 113.
  • the first detector 111 is arranged at the center in the left-right direction of the traveling direction.
  • the first detector 111 includes a plurality of sensors 131, a guide 132, and a contact moving body 133.
  • the plurality of sensors 131 are provided only on the lower surface of the main body frame 51 (shown in FIG. 9) of the holding unit 50 only behind the holding unit 50 in the traveling direction.
  • the plurality of sensors 131 are arranged at equal intervals in the left-right direction of the traveling direction.
  • the plurality of sensors 131 are contact-type sensors, and detect a pressing load from below.
  • the plurality of sensors 131 may be non-contact sensors.
  • the guide 132 is provided on both outer sides of the plurality of sensors 131 in the left-right direction, and extends downward from the lower surface of the main body frame 51 of the holding unit 50.
  • the contact moving body 133 is supported by the guide 132 so as to be movable in the vertical direction, and has a wider width than the detection width of the plurality of sensors 131. In particular, the contact moving body 133 is locked against the guide 132 so as not to fall downward. However, the contact moving body 133 is allowed to move upward along the guide 132.
  • the contact moving body 133 includes a restraining plate 133a and an elastic material 133b.
  • the restraint plate 133a is formed of, for example, metal or resin. In a basic state where no external force is applied, the restraint plate 133a is positioned at a distance from the plurality of sensors 131. However, when the restraint plate 133a receives an external force from below to above, the restraint plate 133a can contact any of the plurality of sensors 131. That is, the restraining plate 133a is a member that contacts the plurality of sensors 131 and applies a pressing load.
  • the elastic material 133b is attached to the lower surface of the restraining plate 133a over the entire length.
  • the elastic material 133b is formed of foamed resin or highly flexible rubber.
  • the second detector 112 and the third detector 113 differ from the first detector 111 in that the number of sensors 131 is one and the size in the left-right width direction is small. It is comprised substantially the same as the vessel 111.
  • the components of the second detector 112 and the third detector 113 are denoted by the same reference numerals as the components of the first detector 111.
  • the control device 120 includes a calculation unit 121 such as a CPU and a storage unit 122 such as an HDD or a Flash SSD. Although not shown, the control device 120 includes an interface for communicating with the operation unit 66, the lifting actuators 70 and 80, and the longitudinal actuators 90 and 100 as external devices.
  • the calculation unit 121 acquires operation information from the operation unit 66 when the operation unit 66 is operated by the person being assisted M1.
  • the operation information is an ascending operation, a descending operation, and a stopping operation for the holding unit 50. Further, the calculation unit 121 acquires the current state information of each actuator 70, 80, 90, 100, for example, the rotation increment value of the motor. Then, the calculation unit 121 determines whether the lift actuators 70 and 80 and the forward / backward movement actuators are based on the acquired operation information, the current state of each actuator 70, 80, 90, 100, and information stored in the storage unit 122. 90 and 100 are synchronously controlled.
  • the storage unit 122 stores the relationship between the operation information, the current state of each actuator 70, 80, 90, 100 and the command value for each actuator 70, 80, 90, 100.
  • the calculation unit 121 drives the elevating actuators 70 and 80 while driving the longitudinal actuators 90 and 100. That is, as shown in FIG. 13, the holding unit 50 moves up and down while moving back and forth.
  • the rising height of the holding part 50 can be set according to the height of the person being assisted M1.
  • the arithmetic unit 121 of the control device 120 automatically stops the actuators 70, 80, 90, 100 when the detector 110 detects that an object has contacted or approached the holding unit 50. Specifically, as shown in FIG. 14, the control device 120 determines whether the elevating actuators 70 and 80 are in the process of lowering the holding unit 50 (S ⁇ b> 1). If the lifting / lowering actuators 70 and 80 are in the middle of the lowering operation of the holding unit 50 (S1: Yes), the control device 120 determines whether any of the plurality of sensors 131 is turned on by applying a load from the restraint plate 133a. Is determined (S2). In other words, the control device 120 determines whether or not it is detected that any object has contacted or approached the holding unit 50.
  • the person being assisted M1 is assumed to be in a sitting posture sitting on a seat (not shown).
  • the leg part L of the person being assisted M1 exists below the holding part 50. That is, the leg part L of the person being assisted M1 is located between the holding part 50 and the seat part.
  • the person being assisted M1 operates the operation unit 66 of the assistance robot 1 to lower the holding unit 50.
  • the person being assisted M1 consciously stops the lowering operation of the holding unit 50 before the detector 110 comes into contact with its leg.
  • the person being assisted M1 may temporarily forget to consciously stop the lowering operation of the holding unit 50 and continue the lowering operation unconsciously.
  • the leg part L of the person being assisted M1 comes into contact with the elastic member 133b of the first detector 111, for example.
  • the leg portion L of the person being assisted M1 may contact the elastic member 133b of the second detector 112 or the elastic member 133b of the third detector 113.
  • the leg L of the person being assisted M1 is sandwiched between the holding unit 50 and the seat. Then, the leg portion L of the person being assisted M1 moves the elastic member 133b of the first detector 111 together with the restraint plate 133a, and the restraint plate 133a applies a pressing load to any of the plurality of sensors 131. . Then, any of the plurality of sensors 131 detects that any object has contacted or approached the holding unit 50.
  • the control device 120 automatically stops the lowering operation of the actuators 70 and 80 (S3).
  • the longitudinal actuators 90 and 100 are synchronized with the lifting actuators 70 and 80, when the lifting actuators 70 and 80 are automatically stopped, the longitudinal actuators 90 and 100 are also automatically stopped. In this way, the control device 120 automatically stops the movement of the holding unit 50 toward the leg L of the person being assisted, so that the leg L of the person being assisted by the holding part 50 and the seat is Further, it is prevented from being pinched with a strong force.
  • the control device 120 performs the return process as it is. That is, when the lifting actuators 70 and 80 are in the middle of raising the holding unit 50, the raising operation of the holding unit 50 by the lifting actuators 70 and 80 is continued. Further, when none of the plurality of sensors 131 is turned on in S2 of the above process (S2: No), the control device 120 performs a return process. That is, unless any of the plurality of sensors 131 is turned on, the control device 120 does not perform the automatic stop process in S3.
  • the control device 120 automatically stops the lifting / lowering operation of the holding unit 50.
  • the leg part L of the person being assisted M1 is already sandwiched between the holding part 50 and the seat part. Since the elastic material 133b is provided on the lowermost surface of the detector 110, the elastic material 133b becomes a contact surface with the leg portion L of the person being assisted M1.
  • the restraining plate 133a since the restraining plate 133a is in contact with the sensor 131, the restraining plate 133a cannot move relative to a portion (support surface) where the restraining plate 133a and the elastic material 133b are supported, that is, the lower surface of the main body frame 51 of the holding unit 50.
  • the contact surface of the elastic material 133b with the leg L can be moved. That is, as shown in FIG. 16, when the person being assisted M1 moves the leg L upward, the contact surface of the elastic member 133b is deformed into a concave shape. Thus, the contact surface of the elastic member 133b is moved to the main body frame 51 side (support surface side) of the holding unit 50 by the elastic force of the elastic member 133b itself when a load is applied by the leg portion L of the person being assisted M1. Is allowed to move. And the control force with respect to the leg part L by the elastic material 133b becomes small. Although the person being assisted M1 is sandwiched between the legs L, the person M1 has some degree of freedom of movement of the legs L.
  • the restraint plate 133a and the elastic member 133b of the first detector 111 are raised in a horizontal state, and any one of the plurality of sensors 131 is turned on.
  • the restraint plate 133a and the elastic member 133b of the first detector 111 are inclined. In this state, any one of the plurality of sensors 131 is turned on. In this case, the same operation as described above is performed.
  • the control apparatus 120 determines whether the raising / lowering operation
  • the control device 120 prohibits the descending operation by the lifting actuators 70 and 80 (S13). . That is, even if the lowering operation is performed by the operation unit 66, the elevating actuators 70 and 80 do not perform the lowering operation of the holding unit 50. Therefore, the holding
  • the control device 120 When the ascending operation is performed in the operation unit 66 by the person being assisted M1 or the assistant during the automatic stop of the holding unit 50 (S12: No), the control device 120 is controlled by the lifting actuators 70 and 80. The ascending operation is performed (S14). And the control apparatus 120 performs a return process. Even when the automatic stop is not being performed in S11 (S11: No), the control device 120 performs a return process.
  • the elevating actuators 70 and 80 are once automatically stopped, the elevating actuators 70 and 80 are maintained in the stopped state even if the lowering operation is performed by the operation unit 66. If the raising operation is performed by the operation unit 66, thereafter, the holding unit 50 performs the lifting operation by the lifting actuators 70 and 80 in accordance with the lifting operation by the operation unit 66.
  • ⁇ Second embodiment> The automatic stop process by the calculating part 121 of the control apparatus 120 in the assistance robot 1 of 2nd embodiment is demonstrated with reference to FIG.
  • the calculation unit 121 of the control device 120 determines whether or not the elevating actuators 70 and 80 are performing the lowering operation of the holding unit 50 (S21). If the lowering operation of the holding unit 50 is not in progress (S21: No), the control device 120 performs the return process as it is.
  • the control device 120 determines whether any of the plurality of sensors 131 is turned on by applying a load from the restraint plate 133a. Is determined (S22). Even when none of the plurality of sensors 131 is ON (S22: No), the control device 120 performs a return process.
  • the control device 120 automatically stops the lowering operation of the holding unit 50 by the lifting actuators 70 and 80, and the holding unit 50 by the lifting actuators 70 and 80. Is increased by a predetermined amount (S23). That is, the holding unit 50 moves by a predetermined amount in a direction away from the leg portion L of the person being assisted M1.
  • the predetermined amount may be an amount such that the person being assisted M1 feels that the leg L is not sandwiched.
  • the control device 120 automatically stops the operation of the elevating actuators 70 and 80 (S24).
  • the holding part 50 is automatically stopped at a position slightly away from the leg part L of the person being assisted M1, so that the leg part L of the person being assisted is sandwiched between the holding part 50 and the seat part. Is prevented.
  • the detector 210 of the assistance robot 1 of 3rd embodiment is demonstrated with reference to FIG.
  • the detector 210 includes a first detector 211, a second detector 212, and a third detector 213, similarly to the detector 110 of the first embodiment.
  • Each detector 211, 212, 213 includes a non-contact proximity sensor 231, a guide 232, an elastic body 233, and a contact moving body 234.
  • the guide 232 and the contact moving body 234 are the same as in the first embodiment.
  • the contact moving body 234 includes a restraining plate 234a and an elastic material 234b.
  • the non-contact proximity sensor 231 is disposed at the same position as the sensor 131 in the first embodiment. However, the non-contact type proximity sensor 231 is provided on the main body frame 51 of the holding unit 50, and is turned on when the distance from the restraining plate 234a constituting the contact moving body 234 becomes a predetermined value or less. That is, after the non-contact proximity sensor 231 is turned on, the restraint plate 234a can be moved to the holding unit 50 side.
  • the elastic body 233 is provided on the outer peripheral side of the guide 232 and urges the restraining plate 234a downward with respect to the main body frame 51 of the holding unit 50.
  • the elastic body 233 is, for example, a coil spring, a disc spring, or rubber.
  • the processing of the control device 120 is the same as in the first embodiment or the second embodiment.
  • the detector 210 of this embodiment is different from the above-described embodiment in the following points by including the elastic body 233.
  • the restraining plate 234a can move to the main body frame 51 side of the holding unit 50.
  • the elastic body 233 is interposed between the main body frame 51 of the holding unit 50 and the restraint plate 234a, the restraint plate 234a is supported in a state having an elastic force.
  • the elastic force of the elastic body 233 acts, so that the contact surface of the elastic member 133b with the leg L can be moved upward.
  • the restriction force on the leg L by the elastic material 234b is further reduced.
  • the assistance robot 1 includes a base 10, a holding unit 50 that holds a part of the body of the person being assisted M ⁇ b> 1, and moves up and down with respect to the base 10, and the base 10.
  • Actuators 70 and 80 for driving the raising and lowering operation of the holding unit 50 with respect to the detector, detectors 110 and 210 provided in the holding unit 50 for detecting contact or approach to an object by the holding unit 50, and the actuators 70 and 80
  • the controller 120 that stops the movement of the holding unit 50 toward the object by the actuators 70 and 80 when the detectors 110 and 210 detect contact or approach to the object while the unit 50 is moving up and down.
  • the detector 110 when the detector 110 is turned on, a part of the body of the person being assisted M1 is not in direct contact with the holding unit 50, but indirectly held. It will be in the state which is contacting the part 50.
  • the detector 110 detects that the holding unit 50 has contacted the leg L of the person being assisted M1.
  • the detector 210 detects that the holding unit 50 has approached the leg L of the person being assisted M1 in a non-contact manner.
  • the detectors 110 and 210 are provided on the lower surface of the holding unit 50, and contact or approach an object that exists below the holding unit 50.
  • the controller 120 detects and holds the actuators 70 and 80 when the detectors 110 and 210 detect contact or approach to the object while the holding units 50 are being lowered.
  • the descending operation of the unit 50 is stopped. Thereby, it can prevent reliably that the leg part L of the care receiver M1 is pinched by the holding
  • the assistance robot 1 of 1st, 2nd, 3rd embodiment is provided with the operation part 66 by which the raising / lowering operation of the holding
  • the control device 120 causes the detectors 110 and 210 to move the object to the object while the actuators 70 and 80 are moving up the holding unit 50. Even when the contact or approach is detected, the ascending operation of the holding unit 50 by the actuators 70 and 80 is continued. During the raising operation of the holding unit 50, the leg portion L of the person being assisted M ⁇ b> 1 is not sandwiched between the holding units 50. Therefore, even if the detectors 110 and 210 are turned on, the holding unit 50 can be moved to a desired upper position at an early stage by continuing the ascending operation of the holding unit 50.
  • the detectors 110 and 210 are the sensors 131 and 231 provided in the holding
  • 132, 232 and guides 132, 232 are movably supported in the vertical direction, have a width wider than the detection width of the sensors 131, 231 and are held by the sensors 131, 231 by contact or approach to the sensors 131, 231.
  • the sensors 131 and 231 having a narrow detection width the detection range of contact or approach to the object by the holding unit 50 can be set wide.
  • the detectors 110 and 210 move to the holding
  • the detectors 110 and 210 give elastic force to the contact surface with an object on the basis of the support surface by the holding
  • the control device 120 when the detector 110 detects contact or approach to an object, the control device 120 does not move the holding unit 50 up and down by the actuators 70 and 80. The raising / lowering operation of the holding part 50 by 70 and 80 is stopped. That is, the holding unit 50 stops immediately. For the person being assisted M1, the operation of the holding unit 50 becomes very easy to understand.
  • the control device 120 moves the holding unit 50 away from the object by the actuators 70 and 80 when the detectors 110 and 210 detect contact or approach to the object. After the movement, the lifting and lowering operation of the holding unit 50 by the actuators 70 and 80 is stopped.
  • the person being assisted M1 contacts or approaches the holding unit 50, the person being assisted M1 has the degree of freedom of movement of the leg L.
  • the detectors 110 and 210 are provided only in the rearward direction of the holding unit 50 and over the entire length in the width direction. While minimizing the number of sensors 131 and 231, uncomfortable feeling when the leg portion L of the person being assisted M1 is pinched is reliably suppressed.
  • the lifting and lowering of the holding unit 50 is performed by the lifting actuators 70 and 80 that move linearly in the vertical direction.
  • the lifting actuators 70 and 80 that move linearly in the vertical direction.
  • the lifting arms 20 and 30 swing with respect to the base 10
  • the lifting arms 20 and 30 swing and hold.
  • the part 50 will move up and down. That is, the raising and lowering of the holding unit 50 is performed by the swinging actuator.
  • the automatic stop process by the control apparatus 120 in the said embodiment and the process after an automatic stop are applicable also in the said structure. That is, when the holding unit 50 is lowered due to the swinging of the lifting arms 20 and 30, the swinging of the lifting arms 20 and 30 is detected when the detectors 110 and 210 detect contact or approach to the object by the holding unit 50. Will automatically stop.

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Abstract

昇降部材が昇降する際に、被介助者に不快を感じることを防止できる介助ロボットを提供する。介助ロボット（１）は、基台（１０）と、被介助者（Ｍ１）の体の一部を保持し、基台（１０）に対して昇降する保持部（５０）と、基台（１０）に対する保持部（５０）の昇降動作の駆動を行うアクチュエータ（７０，８０）と、保持部（５０）に設けられ、保持部（５０）による物体への接触又は接近を検出する検出器（１１０，２１０）と、アクチュエータ（７０，８０）が保持部（５０）の昇降動作を行っている最中に検出器（１１０，２１０）により物体への接触又は接近を検出した場合に、アクチュエータ（７０，８０）による保持部（５０）の物体側への移動を停止する制御装置（１２０）とを備える。

Description

介助ロボット
　本発明は、被介助者の起立動作を補助する介助ロボット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装置が記載されている。当該装置は、被介助者を支持する支持部材が昇降動作する。支持部材には、被介助者が上昇動作及び下降動作を操作するための２つの操作ハンドルが設けられている。被介助者が支持部材を把持し、一方の操作ハンドルを把持操作することで支持部材が上昇し、他方の操作ハンドルを把持操作することで支持部材が下降する。
特開平９－６６０８２号公報
　座位姿勢の使用者が、支持部材を下降させているときに、支持部材を下降させすぎて支持部材が被介助者の脚部を押し付けるおそれがある。支持部材の押し付け力によって、被介助者は不快に感じることがある。
　本発明は、昇降部が昇降する際に、被介助者に不快を感じることを防止できる介助ロボットを提供することを目的とする。
　介助ロボットは、基台と、被介助者の体の一部を保持し、前記基台に対して昇降する保持部と、前記基台に対する前記保持部の昇降動作の駆動を行うアクチュエータと、前記保持部に設けられ、前記保持部による物体への接触又は接近を検出する検出器と、前記アクチュエータが前記保持部の昇降動作を行っている最中に前記検出器により前記物体への接触又は接近を検出した場合に、前記アクチュエータによる前記保持部の前記物体側への移動を停止する制御装置とを備える。
　被介助者の体の一部が保持部に接触した場合又は保持部に接近した場合に、保持部の物体側へ移動が停止するため、被介助者が保持部によって押し付けられることを防止できる。その結果、被介助者が不快を感じることを防止できる。
第一実施形態の介助ロボット１を進行方向右側から見た図である。図の右側が進行方向前方である。 図１の介助ロボット１の平面図である。図の右側が進行方向前方である。 介助ロボット１を進行方向後方から見た図である。 介助ロボット１を進行方向前方から見た図である。 図１の介助ロボット１における保持部を上昇させた状態の介助ロボット１を進行方向右側から見た図である。 図１の介助ロボット１の内部構造を示し、介助ロボット１を進行方向右側から見た図である。 図６の介助ロボット１の左側から見た図、すなわち介助ロボット１を進行方向後方から見た図である。 図７の８－８断面図である。 図８の上部における昇降部４０、保持部５０及び前後動アクチュエータ９０，１００の拡大図である。 図１の介助ロボット１の検出器１１０の拡大図であって、左右方向の縦断面図である。 介助ロボット１の制御装置１２０のブロック図である。 被介助者Ｍ１が着座姿勢のときの介助ロボット１を進行方向右側から見た図である。 被介助者Ｍ１が起立姿勢のときの介助ロボット１を進行方向右側から見た図である。 図１１の制御装置１２０の演算部１２１の自動停止処理を示すフローチャートである。 第一検出器１１１のセンサ１３１がＯＮのときの検出器１１０の状態を示す図である。 第一検出器１１１のセンサ１３１がＯＮになった後における検出器１１０の状態を示す図である。 第一検出器１１１のセンサ１３１がＯＮになるときの他の態様の検出器１１０の状態を示す図である。 図１１の制御装置１２０の演算部１２１の自動停止後の処理を示すフローチャートである。 第二実施形態の介助ロボット１の制御装置１２０の演算部１２１の自動停止処理を示すフローチャートである。 第三実施形態の介助ロボット１の検出器２１０の拡大図であって、左右方向の縦断面図である。
　＜第一実施形態＞
　（１．介助ロボット１の全体構成）
　第一実施形態の介助ロボット１の全体構成について、図１－図５を参照して説明する。介助ロボット１は、被介助者Ｍ１（図１２，図１３に示す）の体の一部（例えば、上半身）を支えて起立動作及び着座動作を補助する。介助ロボット１は、図１－図５に示すように、基台１０、昇降アーム２０，３０、昇降部４０、保持部５０、昇降アクチュエータ７０，８０、前後動アクチュエータ９０，１００、検出器１１０及び制御装置１２０を備える。以下の説明において、前後左右は、介助ロボット１の進行方向を前方としたときの前後左右とする。
　基台１０は、地面に設置する部位である。基台１０は、図２に示すように、平面視で、後方に開口するＵ字形状に形成される。基台１０は、４つの車輪１５－１８を備え、前後進可能である。
　昇降アーム２０，３０は、基台１０の上面のうち左右それぞれに設けられ、上方に向かって伸縮可能に設けられる。昇降アーム２０，３０は、図１及び図５に示すように、上端が下端に対して前方に傾斜する方向に、直線状に伸縮する。昇降部４０は、昇降アーム２０，３０の上端に設けられる。昇降アーム２０，３０が上下方向に伸縮することで、昇降部４０は、基台１０に対して昇降する。つまり、図１及び図５に示すように、昇降部４０は、基台１０に対して上昇するにつれて、前方に移動する方向に直動する。
　保持部５０は、昇降部４０の上側に位置し、昇降部４０に支持される。保持部５０は、昇降部４０に対して前後動し且つ傾動する。保持部５０は、被介助者Ｍ１の体の一部を保持する。保持部５０は、被介助者Ｍ１に応じて交換可能なアタッチメント６０を備える。
　アタッチメント６０は、保持部５０の本体フレーム５１（後述する）に着脱可能な本体部６１、被介助者Ｍ１の体の一部である胴体を支持する胴体パッド６２、被介助者Ｍ１が把持する左右のグリップ６３ａ，６３ｂ、被介助者Ｍ１の肘部を載置する左右の肘載置部６４ａ，６４ｂ、胴体バッド６２の左右において被介助者Ｍ１の両脇を保持する脇保持部６５ａ，６５ｂ、及び、被介助者Ｍ１又は介助者によって昇降操作が行われる操作部６６を備える。
　昇降アクチュエータ７０，８０は、基台１０に対する昇降部４０の昇降動作の駆動を行う。昇降アクチュエータ７０，８０のそれぞれは、対応する昇降アーム２０，３０の伸縮を駆動する。つまり、昇降アクチュエータ７０，８０の駆動により、昇降部４０が、基台１０に対して図１に示す状態から図５に示す上昇位置且つ前進位置への動作、及び、その逆の動作を行う。昇降アクチュエータ７０，８０は、基台１０及び昇降アーム２０，３０に亘って設けられる。
　前後動アクチュエータ９０，１００は、昇降部４０に対する保持部５０の前後動且つ傾動の駆動を行う。つまり、前後動アクチュエータ９０，１００の駆動により、保持部５０が、昇降部４０に対して図１に示す状態から図５に示す前進位置且つ前傾状態への動作、及び、その逆の動作を行う。前後動アクチュエータ９０，１００は、昇降部４０及び保持部５０に亘って設けられる。
　検出器１１０は、保持部５０に設けられ、保持部５０による物体への接触又は接近を検出する。詳細には、検出器１１０は、保持部５０の下面に設けられ、保持部５０の下方に存在する物体への接触又は接近を検出する。特に、検出器１１０は、被介助者Ｍ１の脚部が保持部５０に接触又は接近したか否かを検出する目的で用いられる。検出器１１０は、保持部５０の進行方向の後方のみ、且つ、幅方向全長に亘って設けられる。検出器１１０は、中央部に配置される第一検出器１１１、左右それぞれに配置される第二、第三検出器１１２，１１３を備える。第一、第二、第三検出器１１１，１１２，１１３のそれぞれが、物体への接触又は接近を検出する。
　制御装置１２０は、被介助者Ｍ１による操作に応じて、昇降アクチュエータ７０，８０、前後動アクチュエータ９０，１００を制御する。さらに、制御装置１２０は、検出器１１０の検出結果に基づいて、昇降アクチュエータ７０，８０、前後動アクチュエータ９０，１００を制御する。
　（２．介助ロボット１の内部構造）
　介助ロボット１は、図１－図５に示すように、基台１０のカバー１１、昇降アーム２０，３０のそれぞれのカバー２５，３５、昇降部４０のカバー４５、保持部５０のアタッチメント６０を備える。そこで、これらを取り除いた介助ロボット１の内部構造について、図６－図９を参照して説明する。
　基台１０は、左右フレーム１２，１３、及び、左右フレーム１２，１３の前端部を連結する連結フレーム１４を備える。左右フレーム１２，１３は、被介助者Ｍ１が入るために必要な間隔を開けて配置される。左右フレーム１２，１３の後端部には、左右後輪１５，１６がそれぞれ設けられる。左右フレーム１２，１３の前端部には、左右前輪１７，１８がそれぞれ設けられる。左右前輪１７，１８は、介助ロボット１の進行方向に応じて旋回する。ここで、本実施形態においては、左右後輪１５，１６及び左右前輪１７，１８は、駆動力を有しない車輪であるが、モータ等により駆動するようにしてもよい。
　昇降アーム２０，３０は、第一アーム部２１，３１、第二アーム部２２，３２及び第三アーム部２３，３３を備える。第一アーム部２１，３１、第二アーム部２２，３２及び第三アーム部２３，３３は、直線の長尺状に形成される。第一アーム部２１，３１は、基台１０の左右フレーム１２，１３のそれぞれに固定される。第一アーム部２１，３１は、基台１０に対して前方に所定角度（例えば８０度）にて傾斜させて固定される。
　第二アーム部２２，３２は、第一アーム部２１，３１に対して長手方向にスライドする。第二アーム部２２，３２が収縮した際には、第二アーム部２２，３２の大部分が第一アーム部２１，３１に収容される。
　第三アーム部２３，３３は、第二アーム部２２，３２に対して長手方向にスライドする。第三アーム部２３，３３の上端には、昇降部４０が固定される。第三アーム部２３，３３が収縮した際には、第三アーム部２３，３３の大部分が第二アーム部２２，３２に収容される。
　従って、第二アーム部２２，３２及び第三アーム部２３，３３が収縮した際には、図１に示すように、第三アーム部２３，３３の大部分が第一アーム部２１，３１及び第二アーム部２２，３２に収容される。このとき、昇降部４０は最下位置に位置する。一方、第二アーム部２２，３２及び第三アーム部２３，３３が伸張した際には、図５－図８に示すように、第三アーム部２３，３３は、第一アーム部２１，３１に上下方向に重なることなく、第一アーム部２１，３１から上方に離れた位置に位置する。このとき、昇降部４０は最上位置に位置する。
　昇降アクチュエータ７０，８０は、回転駆動源７１，８１、第一昇降機構７２，８２及び第二昇降機構７３，８３を備える。回転駆動源７１，８１は、回転駆動力を出力するモータを備える。適宜、回転駆動源７１，８１は、減速機構を備えるようにしてもよい。
　第一昇降機構７２，８２は、回転駆動源７１，８１に連結され、第一アーム部２１，３１に対して第二アーム部２２，３２を昇降する機構である。第一昇降機構７２，８２は、ねじ機構である。なお、第一昇降機構７２，８２は、ベルト機構を適用することもできる。第一昇降機構７２，８２は、回転駆動源７１，８１により回転駆動するねじ軸７２ａ，８２ａと、ナット部材７２ｂ，８２ｂとを備える。本実施形態においては、ねじ軸７２ａ，８２ａは、第一アーム部２１，３１に固定され、ナット部材７２ｂ，８２ｂは、第二アーム部２２，３２に固定される。つまり、ねじ軸７２ａ，８２ａが回転駆動源７１，８１により回転することにより、ナット部材７２ｂ，８２ｂが昇降する。このようにして、第二アーム部２２，３２が第一アーム部２１，３１に対して昇降する。
　第二昇降機構７３，８３は、第二アーム部２２，３２に対して第三アーム部２３，３３を昇降する機構である。第二昇降機構７３，８３は、ベルト機構である。なお、第二昇降機構７３，８３は、ねじ機構を適用することもできる。第二昇降機構７３，８３は、第二アーム部２２，３２の長手方向の両端に回転可能に設けられる下プーリ７３ａ，８３ａ及び上プーリ７３ｂ，８３ｂを備える。
　さらに、第二昇降機構７３，８３は、下プーリ７３ａ，８３ａ及び上プーリ７３ｂ，８３ｂに懸架されるベルト７３ｃ，８３ｃを備える。ベルト７３ｃ，８３ｃの一方が第一アーム部２１，３１の上端連結部材２１ａ，３１ａに固定され、ベルト７３ｃ，８３ｃの他方が第三アーム部２３，３３の下端連結部材２３ａ，３３ａに固定される。つまり、第二アーム部２２，３２が第一アーム部２１，３１に対して上昇すると、当該上昇動作に連動してベルト７３ｃ，８３ｃが回転する。当該回転動作に連動して、第三アーム部２３，３３が第二アーム部２２，３２に対して上昇する。第二アーム部２２，３２及び第三アーム部２３，３３が下降する動作は、上記動作を逆転させた動作となる。
　昇降部４０は、図９に示すように、第三アーム部２３，３３の上端に固定される基部４１、基部４１に固定される揺動支持部４２、及び、被案内部材４３を備える。保持部５０は、本体フレーム５１、本体フレーム５１に固定される揺動支持部５２、及び、円弧状の案内路５３を備える。案内路５３は、被案内部材４３により上下方向から挟み込まれるようにして、被案内部材４３を保持する。つまり、案内路５３は、被案内部材４３を案内路５３に沿って円弧状に移動させる。被案内部材４３が案内路５３に沿って円弧状に移動することによって、保持部５０の本体フレーム５１が、昇降部４０に対して前後動し且つ傾動する。
　前後動アクチュエータ９０，１００は、昇降部４０に対する保持部５０の前後動且つ傾動の駆動を行う。前後動アクチュエータ９０，１００は、図９に示すように、被支持部材９１、回転駆動源９２、ねじ軸９３及びナット部材９４を備える。被支持部材９１は、保持部５０の揺動支持部５２に揺動可能に支持される。回転駆動源９２は、例えばモータであって、被支持部材９１に固定される。ねじ軸９３は、回転駆動源９２の出力軸に連結され、回転駆動源９２により回転駆動される。ナット部材９４は、昇降部４０の揺動支持部４２に揺動可能に支持される。ナット部材９４は、ねじ軸９３に係合し、ねじ軸９３の回転に伴ってねじ軸９３に沿って移動する。
　つまり、回転駆動源９２は、その回転駆動によってねじ軸９３を回転させ、さらにねじ軸９３の回転に伴ってナット部材９４を前後方向に移動させる。回転駆動源９２の回転に伴って、ねじ軸９３の一端を支持する被支持部材９１とナット部材９４との距離が変化する。このとき、上述したように、被案内部材４３が案内路５３に沿って円弧状に移動することによって、保持部５０の昇降部４０に対する姿勢は決定する。
　（３．検出器１１０の内部構造）
　検出器１１０の内部構造について、図１０を参照して説明する。検出器１１０は、第一検出器１１１、第二検出器１１２及び第三検出器１１３を備える。
　第一検出器１１１は、進行方向の左右方向の中央部に配置される。第一検出器１１１は、複数のセンサ１３１、ガイド１３２、接触移動体１３３を備える。複数のセンサ１３１は、保持部５０の本体フレーム５１（図９に示す）の下面のうち、保持部５０の進行方向の後方のみに設けられる。複数のセンサ１３１は、進行方向の左右方向に、等間隔に並べて配置される。複数のセンサ１３１は、接触式のセンサであって、下方からの押付荷重を受けた場合に検出する。なお、複数のセンサ１３１は、非接触式のセンサとしてもよい。
　ガイド１３２は、複数のセンサ１３１の左右方向の両外側に設けられ、保持部５０の本体フレーム５１の下面から下方に延びて設けられる。接触移動体１３３は、ガイド１３２に上下方向に移動可能に支持され、複数のセンサ１３１による検出幅より広い横幅を有する。特に、接触移動体１３３は、ガイド１３２対して下方に落下しないように係止される。ただし、接触移動体１３３は、ガイド１３２に沿って上方への移動を許容される。
　接触移動体１３３は、拘束板１３３ａ、及び、弾性材１３３ｂを備える。拘束板１３３ａは、例えば金属又は樹脂により形成される。そして、外力が付与されていない基本状態においては、拘束板１３３ａは、複数のセンサ１３１に対して距離を隔てて位置する。ただし、拘束板１３３ａが下方から上方への外力を受けた場合には、拘束板１３３ａが複数のセンサ１３１の何れかに接触し得る。つまり、拘束板１３３ａが、複数のセンサ１３１に接触して押付荷重を付与する部材となる。弾性材１３３ｂは、拘束板１３３ａの下面に全長に亘って取り付けられる。弾性材１３３ｂは、発泡樹脂や柔軟性の高いゴムにより形成される。
　第二検出器１１２及び第三検出器１１３は、第一検出器１１１に対してセンサ１３１の数が１個であることと、且つ、左右幅方向の寸法が小さい点が異なるが、第一検出器１１１と実質的に同様に構成される。なお、図面上では、第二検出器１１２及び第三検出器１１３の各構成は、第一検出器１１１の各構成と同符号を付す。
　（４．制御装置１２０の構成及び介助ロボット１の動作）
　制御装置１２０の構成及び介助ロボット１の動作について、図１２－図１８を参照して説明する。制御装置１２０は、ＣＰＵなどの演算部１２１と、ＨＤＤやＦｌａｓｈ　ＳＳＤなどの記憶部１２２とを備える。図示しないが、制御装置１２０は、外部機器としての操作部６６、昇降アクチュエータ７０，８０及び前後動アクチュエータ９０，１００との通信を行うためのインターフェースを備える。
　演算部１２１は、被介助者Ｍ１により操作部６６が操作された場合に、操作部６６から操作情報を取得する。操作情報は、保持部５０に対する上昇動作、下降動作及び停止動作である。さらに、演算部１２１は、現在の各アクチュエータ７０，８０，９０，１００の状態情報、例えば、モータの回転インクリメント値を取得する。そして、演算部１２１は、取得した操作情報、現在の各アクチュエータ７０，８０，９０，１００の状態、及び、記憶部１２２に記憶されている情報に基づいて、昇降アクチュエータ７０，８０及び前後動アクチュエータ９０，１００を同期制御する。ここで、記憶部１２２には、操作情報と、現在の各アクチュエータ７０，８０，９０，１００の状態と、各アクチュエータ７０，８０，９０，１００に対する指令値との関係を記憶する。
　被介助者Ｍ１が座位姿勢のときに、被介助者Ｍ１が保持部５０のアタッチメント６０の胴体パッド６２に保持された直後には、図１２に示すように、演算部１２１は、まず前後動アクチュエータ９０，１００を駆動して、保持部５０を前後動し且つ傾動させる。その後、演算部１２１は、前後動アクチュエータ９０，１００を駆動しつつ、昇降アクチュエータ７０，８０を駆動する。つまり、図１３に示すように、保持部５０は、前後動し且つ傾動しながら、上昇する。保持部５０の上昇高さは、被介助者Ｍ１の身長に応じて設定可能である。また、被介助者Ｍ１が立位姿勢のときから座位姿勢に移行する場合においても、同様に、昇降アクチュエータ７０，８０による昇降動作と、前後動アクチュエータ９０，１００による前後動且つ傾動とが協調して行われる。
　さらに、制御装置１２０の演算部１２１は、検出器１１０によって物体が保持部５０に接触又は接近したことを検出した場合には、各アクチュエータ７０，８０，９０，１００を自動的に停止させる。詳細には、図１４に示すように、制御装置１２０は、昇降アクチュエータ７０，８０が保持部５０の下降動作を行っている最中であるか否かを判定する（Ｓ１）。昇降アクチュエータ７０，８０が保持部５０の下降動作の最中であれば（Ｓ１：Ｙｅｓ）、制御装置１２０は、複数のセンサ１３１の何れかが拘束板１３３ａから荷重を付与されてＯＮしたか否かを判定する（Ｓ２）。つまり、制御装置１２０は、保持部５０に何らかの物体が接触又は接近したことの検出の有無を判定する。
　ここで、制御装置１２０が、保持部５０に何らかの物体が接触又は接近したことを検出する状態について、図１５を参照して説明する。被介助者Ｍ１は、座部（図示せず）に着座している座位姿勢とする。この場合、被介助者Ｍ１の脚部Ｌが、保持部５０の下方に存在する。つまり、被介助者Ｍ１の脚部Ｌは、保持部５０と座部との間に位置する。さらに、被介助者Ｍ１は、介助ロボット１の操作部６６を操作して、保持部５０を下降させているとする。
　通常は、被介助者Ｍ１が、検出器１１０が自身の脚部に接触する前に保持部５０の下降動作を意識的に停止する。しかし、被介助者Ｍ１が、保持部５０の下降動作を意識的に停止するのを一時的に忘れて無意識に下降動作を継続することがある。このような場合には、被介助者Ｍ１の脚部Ｌが、例えば第一検出器１１１の弾性材１３３ｂに接触する。もちろん、被介助者Ｍ１の脚部Ｌが、第二検出器１１２の弾性材１３３ｂ又は第三検出器１１３の弾性材１３３ｂに接触する場合もある。
　保持部５０がさらに下降動作を継続すると、被介助者Ｍ１の脚部Ｌは、保持部５０と座部とにより挟まれた状態となる。そうすると、被介助者Ｍ１の脚部Ｌが第一検出器１１１の弾性材１３３ｂを拘束板１３３ａと共に上方へ移動させ、拘束板１３３ａが複数のセンサ１３１の何れかに押付荷重を付与することになる。そして、複数のセンサ１３１の何れかは、保持部５０に何らかの物体が接触又は接近したことを検出することになる。
　このようにして、複数のセンサ１３１の何れかがＯＮになると（Ｓ２：Ｙｅｓ）、制御装置１２０が、各アクチュエータ７０，８０の下降動作を自動的に停止する（Ｓ３）。ここで、前後動アクチュエータ９０，１００は、昇降アクチュエータ７０，８０と同期されるため、昇降アクチュエータ７０，８０が自動的に停止すると、前後動アクチュエータ９０，１００も自動的に停止する。このように、制御装置１２０が保持部５０の被介助者Ｍ１の脚部Ｌ側への移動を自動的に停止することで、被介助者Ｍ１の脚部Ｌが保持部５０と座部とによりさらに強い力で挟まれることが防止される。
　上記処理のＳ１において下降動作の最中でなければ（Ｓ１：Ｎｏ）、制御装置１２０は、そのままリターン処理を行う。つまり、昇降アクチュエータ７０，８０が保持部５０の上昇動作を行っている最中であれば、昇降アクチュエータ７０，８０による保持部５０の上昇動作を継続する。また、上記処理のＳ２において、複数のセンサ１３１の何れもがＯＮとならない場合にも（Ｓ２：Ｎｏ）、制御装置１２０はリターン処理を行う。つまり、複数のセンサ１３１の何れかがＯＮとならなければ、制御装置１２０は、Ｓ３における自動的な停止処理を行うことはない。
　ここで、保持部５０の下降動作が自動的に停止した後の状態について図１６を参照して説明する。上述したように、複数のセンサ１３１のＯＮによって、制御装置１２０が保持部５０の昇降動作を自動的に停止する。このとき、被介助者Ｍ１の脚部Ｌは、既に、保持部５０と座部との間に挟まれている。検出器１１０の最下面には、弾性材１３３ｂが設けられるため、弾性材１３３ｂが被介助者Ｍ１の脚部Ｌとの接触面となる。一方、拘束板１３３ａは、センサ１３１に接触した状態となるため、拘束板１３３ａ及び弾性材１３３ｂが支持される部位（支持面）、すなわち保持部５０の本体フレーム５１の下面に対して移動できない。
　弾性材１３３ｂは、弾性変形可能であるため、拘束板１３３ａが移動できないとしても、弾性材１３３ｂによる脚部Ｌとの接触面は、移動可能となる。つまり、図１６に示すように、被介助者Ｍ１が脚部Ｌを上方へ移動させようとすると、弾性材１３３ｂの接触面が凹状に変形する。このように、弾性材１３３ｂの接触面は、被介助者Ｍ１の脚部Ｌにより荷重が作用した場合に、弾性材１３３ｂ自身の弾性力によって保持部５０の本体フレーム５１側（支持面側）への移動を許容される。そして、弾性材１３３ｂによる脚部Ｌに対する規制力が小さくなる。被介助者Ｍ１は脚部Ｌを挟まれてはいるものの、脚部Ｌの動作自由度をある程度有している。
　上記は、第一検出器１１１の拘束板１３３ａ及び弾性材１３３ｂが水平状態で上昇して、複数のセンサ１３１の何れかがＯＮする状態とした。この他に、図１７に示すように、例えば、被介助者Ｍ１の右の脚部Ｌが、第一検出器１１１の弾性材１３３ｂに接触した場合には、拘束板１３３ａ及び弾性材１３３ｂが傾いた状態で上昇して、複数のセンサ１３１の何れかがＯＮとなる。この場合も、上記同様の動作が行われる。
　次に、下降動作が自動的に停止された後における制御装置１２０の処理について図１８を参照して説明する。制御装置１２０は、保持部５０の昇降動作が自動的な停止中であるか否かを判定する（Ｓ１１）。自動的な停止中であれば（Ｓ１１：Ｙｅｓ）、制御装置１２０は、被介助者Ｍ１又は介助者によって操作部６６の昇降操作が行われたか否か、特に下降操作が行われたか否かを判定する（Ｓ１２）。
　制御装置１２０は、被介助者Ｍ１又は介助者によって操作部６６にて下降操作が行われた場合には（Ｓ１２：Ｙｅｓ）、昇降アクチュエータ７０，８０による下降動作を行うことを禁止する（Ｓ１３）。つまり、操作部６６によって下降操作が行われたとしても、昇降アクチュエータ７０，８０は、保持部５０の下降動作を行わない。従って、保持部５０は、自動的に停止した位置にてそのまま位置し続ける。そして、制御装置１２０はリターン処理を行う。
　保持部５０の自動的な停止中において、被介助者Ｍ１又は介助者によって操作部６６にて上昇操作が行われた場合には（Ｓ１２：Ｎｏ）、制御装置１２０は、昇降アクチュエータ７０，８０による上昇動作を行う（Ｓ１４）。そして、制御装置１２０は、リターン処理を行う。また、Ｓ１１において自動的な停止中でない場合にも（Ｓ１１：Ｎｏ）、制御装置１２０は、リターン処理を行う。
　このように、昇降アクチュエータ７０，８０が一旦自動的に停止した場合には、操作部６６にて下降操作が行われたとしても、昇降アクチュエータ７０，８０はそのまま停止した状態を維持する。そして、操作部６６にて上昇操作が行われれば、その後は、操作部６６における昇降操作に応じて、昇降アクチュエータ７０，８０により保持部５０が昇降動作を行う。
　＜第二実施形態＞
　第二実施形態の介助ロボット１における制御装置１２０の演算部１２１による自動停止処理について図１９を参照して説明する。制御装置１２０の演算部１２１は、昇降アクチュエータ７０，８０が保持部５０の下降動作を行っている最中であるか否かを判定する（Ｓ２１）。保持部５０の下降動作の最中でなければ（Ｓ２１：Ｎｏ）、制御装置１２０は、そのままリターン処理を行う。
　昇降アクチュエータ７０，８０が保持部５０の下降動作の最中であれば（Ｓ２１：Ｙｅｓ）、制御装置１２０は、複数のセンサ１３１の何れかが拘束板１３３ａから荷重を付与されてＯＮしたか否かを判定する（Ｓ２２）。複数のセンサ１３１の何れもがＯＮとならない場合にも（Ｓ２２：Ｎｏ）、制御装置１２０はリターン処理を行う。
　複数のセンサ１３１の何れかがＯＮになると（Ｓ２２：Ｙｅｓ）、制御装置１２０は、昇降アクチュエータ７０，８０による保持部５０の下降動作を自動的に停止し、昇降アクチュエータ７０，８０により保持部５０を所定量上昇させる（Ｓ２３）。つまり、保持部５０は、被介助者Ｍ１の脚部Ｌから遠ざかる方向へ所定量移動する。所定量とは、被介助者Ｍ１が脚部Ｌを挟まれていないと感じる程度の量であればよい。続いて、制御装置１２０は、昇降アクチュエータ７０，８０の動作を自動的に停止させる（Ｓ２４）。このように、保持部５０は、被介助者Ｍ１の脚部Ｌからわずかに離れた位置で自動的に停止することで、被介助者Ｍ１の脚部Ｌが保持部５０と座部とにより挟まれることが防止される。
　＜第三実施形態＞
　第三実施形態の介助ロボット１の検出器２１０について、図２０を参照して説明する。検出器２１０は、第一実施形態の検出器１１０と同様に、第一検出器２１１、第二検出器２１２及び第三検出器２１３を備える。
　各検出器２１１，２１２，２１３は、非接触式近接センサ２３１、ガイド２３２、弾性体２３３、及び、接触移動体２３４を備える。ガイド２３２及び接触移動体２３４は、第一実施形態と同様である。接触移動体２３４は、拘束板２３４ａ及び弾性材２３４ｂを備える。
　非接触式近接センサ２３１は、第一実施形態におけるセンサ１３１と同一位置に配置される。ただし、非接触式近接センサ２３１は、保持部５０の本体フレーム５１に設けられ、接触移動体２３４を構成する拘束板２３４ａとの距離が所定値以下となると、ＯＮとなる。つまり、非接触式近接センサ２３１がＯＮとなった後において、拘束板２３４ａは保持部５０側へ移動可能となる。弾性体２３３は、ガイド２３２の外周側に設けられ、保持部５０の本体フレーム５１を基準として拘束板２３４ａに対して下方へ付勢する。弾性体２３３は、例えば、コイルスプリング、皿ばね、ゴムなどである。
　本実施形態において、制御装置１２０の処理は、第一実施形態又は第二実施形態と同様である。ただし、本実施形態の検出器２１０は弾性体２３３を備えることにより、上記実施形態とは以下の点において相違する。
　保持部５０の動作が自動的に停止したときには、非接触式近接センサ２３１と拘束板２３４ａとは離れている。そのため、拘束板２３４ａは、保持部５０の本体フレーム５１側へ移動することができる。ただし、弾性体２３３が、保持部５０の本体フレーム５１と拘束板２３４ａとの間に介在するため、拘束板２３４ａは弾性力を有する状態で支持されていることになる。
　つまり、弾性材２３４ｂの弾性力に加えて、弾性体２３３の弾性力が作用することによって、弾性材１３３ｂによる脚部Ｌとの接触面は、上方へ移動可能となる。弾性材２３４ｂによる脚部Ｌに対する規制力がさらに小さくなる。被介助者Ｍ１は脚部Ｌを挟まれてはいるものの、脚部Ｌの動作自由度を十分に有することになる。
　＜まとめ＞
　第一、第二、第三実施形態の介助ロボット１は、基台１０と、被介助者Ｍ１の体の一部を保持し、基台１０に対して昇降する保持部５０と、基台１０に対する保持部５０の昇降動作の駆動を行うアクチュエータ７０，８０と、保持部５０に設けられ、保持部５０による物体への接触又は接近を検出する検出器１１０，２１０と、アクチュエータ７０，８０が保持部５０の昇降動作を行っている最中に検出器１１０，２１０により物体への接触又は接近を検出した場合に、アクチュエータ７０，８０による保持部５０の物体側への移動を停止する制御装置１２０とを備える。
　被介助者Ｍ１の体の一部が保持部５０に接触した場合又は保持部５０に接近した場合に、保持部５０の物体側へ移動が停止するため、被介助者Ｍ１が保持部５０によって押し付けられることを防止できる。その結果、被介助者Ｍ１が不快を感じることを防止できる。なお、第一、第二実施形態の介助ロボット１においては、検出器１１０がＯＮとなるときには、被介助者Ｍ１の体の一部が直接保持部５０に接触していないが、間接的に保持部５０に接触している状態となる。つまり、第一、第二実施形態の介助ロボット１では、検出器１１０は、保持部５０が被介助者Ｍ１の脚部Ｌに接触したことを検出するものである。一方、第三実施形態の介助ロボット１では、検出器２１０は、保持部５０が被介助者Ｍ１の脚部Ｌに非接触で且つ接近したことを検出するものである。
　また、第一、第二、第三実施形態の介助ロボット１においては、検出器１１０，２１０は、保持部５０の下面に設けられ、保持部５０の下方に存在する物体への接触又は接近を検出し、制御装置１２０は、アクチュエータ７０，８０が保持部５０の下降動作を行っている最中に検出器１１０，２１０により物体への接触又は接近を検出した場合に、アクチュエータ７０，８０による保持部５０の下降動作を停止する。これにより、被介助者Ｍ１の脚部Ｌが保持部５０によって挟まれることを確実に防止できる。
　また、第一、第二、第三実施形態の介助ロボット１は、被介助者Ｍ１又は介助者によって保持部５０の昇降操作が行われる操作部６６を備え、制御装置１２０は、検出器１１０，２１０による検出によって下降動作を停止した状態において、被介助者Ｍ１又は介助者により操作部６６にて下降操作が行われた場合にはアクチュエータ７０，８０による保持部５０の下降動作を行わず、操作部６６にて上昇操作が行われた場合にはアクチュエータ７０，８０による保持部５０の上昇動作を行う。このように、一旦停止した後において、保持部５０の上昇動作のみが許容されることで、被介助者Ｍ１が保持部５０によって押し付けられることを防止できる。
　また、第一、第二、第三実施形態の介助ロボット１においては、制御装置１２０は、アクチュエータ７０，８０が保持部５０の上昇動作を行っている最中に検出器１１０，２１０により物体への接触又は接近を検出した場合であっても、アクチュエータ７０，８０による保持部５０の上昇動作を継続する。保持部５０の上昇動作中には、被介助者Ｍ１の脚部Ｌが保持部５０に挟まれることはない。そこで、検出器１１０，２１０がＯＮとなったとしても、保持部５０の上昇動作は継続させることで、保持部５０が上方の所望の位置へ早期に移動できる。
　また、第一、第二、第三実施形態の介助ロボット１においては、検出器１１０，２１０は、保持部５０に設けられるセンサ１３１，２３１と、保持部５０に設けられ、上下方向に延びるガイド１３２，２３２と、ガイド１３２，２３２に上下方向に移動可能に支持され、センサ１３１，２３１の検出幅より広い横幅を有し、センサ１３１，２３１への接触又は接近により、センサ１３１，２３１により保持部５０による物体への接触又は接近を検出させる接触移動体１３３，２３３とを備える。検出幅の狭いセンサ１３１，２３１によって、保持部５０による物体への接触又は接近の検出範囲を幅広に設定できる。
　また、第一、第二、第三実施形態の介助ロボット１においては、検出器１１０，２１０は、保持部５０による物体への接触又は接近を検出した後に、物体による保持部５０側への移動を許容する。被介助者Ｍ１の脚部Ｌが検出器１１０，２１０に接触した後であっても、被介助者Ｍ１は、脚部Ｌを上方へ移動させることができる。従って、被介助者Ｍ１は不快を感じることを抑制できる。
　また、第一、第二、第三実施形態の介助ロボット１においては、検出器１１０，２１０は、保持部５０による支持面を基準として物体との接触面に弾性力を付与し、接触面は、検出器１１０，２１０が保持部５０による物体への接触又は接近を検出した後に、弾性力によって支持面側への移動を許容される。接触面が支持面に対して弾性力を付与されるため、被介助者Ｍ１に対する柔軟性が向上する。
　また、第一実施形態の介助ロボット１においては、制御装置１２０は、検出器１１０により物体への接触又は接近を検出した場合に、アクチュエータ７０，８０による保持部５０の昇降動作することなく、アクチュエータ７０，８０による保持部５０の昇降動作を停止する。つまり、保持部５０が直ちに停止する。被介助者Ｍ１にとって、保持部５０の動作が非常に理解しやすくなる。
　また、第二実施形態の介助ロボット１においては、制御装置１２０は、検出器１１０，２１０により物体への接触又は接近を検出した場合に、アクチュエータ７０，８０により保持部５０を物体から遠ざかる方向へ移動させた後に、アクチュエータ７０，８０による保持部５０の昇降動作を停止する。被介助者Ｍ１が保持部５０に接触又は接近した場合に、被介助者Ｍ１は、脚部Ｌの動作自由度を有する。
　また、第一、第二、第三実施形態の介助ロボット１においては、検出器１１０，２１０は、保持部５０の進行方向の後方のみ、且つ、幅方向全長に亘って設けられる。センサ１３１，２３１の数を最小限としつつ、確実に、被介助者Ｍ１の脚部Ｌが挟まれたときの不快感が抑制される。
　なお、上記実施形態において、保持部５０の昇降は、上下方向に直動する昇降アクチュエータ７０，８０により行われる場合とした。この他に、上記実施形態の構成とは異なるが、仮に昇降アーム２０，３０が基台１０に対して揺動する構成である場合には、昇降アーム２０，３０が揺動することによって、保持部５０が昇降することになる。つまり、保持部５０の昇降が、揺動用アクチュエータにより行われることになる。そして、上記実施形態における制御装置１２０による自動的な停止処理、及び、自動的な停止後の処理については、当該構成においても適用できる。つまり、昇降アーム２０，３０が揺動することによって保持部５０が下降する場合に、検出器１１０，２１０が保持部５０による物体への接触又は接近を検出すると、昇降アーム２０，３０の揺動を自動的に停止する。
１：介助ロボット、　１０：基台、　２０，３０：昇降アーム、　４０：昇降部、　５０：保持部、　５１：本体フレーム、　６０：アタッチメント、　７０，８０：昇降アクチュエータ、　９０，１００：前後動アクチュエータ、　１１０，２１０：検出器、　１１１，２１１：第一検出器、　１１２，２１２：第二検出器、　１１３，２１３：第三検出器、　１２０：制御装置、　１３１，２３１：センサ、　１３２，２３２：ガイド、　１３３，２３４：接触移動体、　１３３ａ，２３４ａ：拘束板、　１３３ｂ，２３４ｂ：弾性材、　２３３：弾性体、　Ｌ：脚部（物体）、　Ｍ１：被介助者

Claims (10)

  1. 　基台と、
    　被介助者の体の一部を保持し、前記基台に対して昇降する保持部と、
    　前記基台に対する前記保持部の昇降動作の駆動を行うアクチュエータと、
    　前記保持部に設けられ、前記保持部による物体への接触又は接近を検出する検出器と、
    　前記アクチュエータが前記保持部の昇降動作を行っている最中に前記検出器により前記物体への接触又は接近を検出した場合に、前記アクチュエータによる前記保持部の前記物体側への移動を停止する制御装置と、
    　を備える、介助ロボット。
  2. 　前記検出器は、前記保持部の下面に設けられ、前記保持部の下方に存在する前記物体への接触又は接近を検出し、
    　前記制御装置は、前記アクチュエータが前記保持部の下降動作を行っている最中に前記検出器により前記物体への接触又は接近を検出した場合に、前記アクチュエータによる前記保持部の下降動作を停止する、請求項１に記載の介助ロボット。
  3. 　前記制御装置は、前記アクチュエータが前記保持部の上昇動作を行っている最中に前記検出器により前記物体への接触又は接近を検出した場合であっても、前記アクチュエータによる前記保持部の上昇動作を継続する、請求項２に記載の介助ロボット。
  4. 　前記介助ロボットは、前記被介助者又は介助者によって前記保持部の昇降操作が行われる操作部を備え、
    　前記制御装置は、前記検出器による検出によって前記下降動作を停止した状態において、前記被介助者又は前記介助者により前記操作部にて下降操作が行われた場合には前記アクチュエータによる前記保持部の下降動作を行わず、前記操作部にて上昇操作が行われた場合には前記アクチュエータによる前記保持部の上昇動作を行う、請求項２又は３に記載の介助ロボット。
  5. 　前記検出器は、
    　前記保持部に設けられるセンサと、
    　前記保持部に設けられ、上下方向に延びるガイドと、
    　前記ガイドに上下方向に移動可能に支持され、前記センサの検出幅より広い横幅を有し、前記センサへの接触又は接近により、前記センサにより前記保持部による前記物体への接触又は接近を検出させる接触移動体と、
    　を備える、請求項１－４の何れか一項に記載の介助ロボット。
  6. 　前記検出器は、前記保持部による前記物体への接触又は接近を検出した後に、前記物体による前記保持部側への移動を許容する、請求項１－５の何れか一項に記載の介助ロボット。
  7. 　前記検出器は、前記保持部による支持面を基準として前記物体との接触面に弾性力を付与し、
    　前記接触面は、前記検出器が前記保持部による前記物体への接触又は接近を検出した後に、前記弾性力によって前記支持面側への移動を許容される、請求項６に記載の介助ロボット。
  8. 　前記制御装置は、前記検出器により前記物体への接触又は接近を検出した場合に、前記アクチュエータによる前記保持部の昇降動作することなく、前記アクチュエータによる前記保持部の昇降動作を停止する、請求項１－７の何れか一項に記載の介助ロボット。
  9. 　前記制御装置は、前記検出器により前記物体への接触又は接近を検出した場合に、前記アクチュエータにより前記保持部を前記物体から遠ざかる方向へ移動させた後に、前記アクチュエータによる前記保持部の昇降動作を停止する、請求項１－７の何れか一項に記載の介助ロボット。
  10. 　前記検出器は、前記保持部の進行方向の後方のみ、且つ、幅方向全長に亘って設けられる、請求項１－９の何れか一項に記載の介助ロボット。
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