移乗支援装置及び駆動制御方法
【課題】被介護者への不快感を低減することができる移乗支援装置を提供する。
【解決手段】本発明に係る移乗支援装置１００は、車輪１１１を有する台車１１と、車輪１１１の駆動手段１４、１５と、駆動手段１４、１５を制御する制御手段１８と、制御手段１８に対して操作信号を出力する操作手段１７と、台車１１に対して傾動自在に取り付けられたアーム１２と、アーム１２の他端部に設けられ、被介護者を保持する身体保持具１３と、を備える移乗支援装置であって、制御手段１８は、操作手段１７から入力される操作信号から駆動手段１４、１５に出力させる目標出力トルクを算出し、目標出力トルクが閾値より大きいと、目標出力トルクを閾値以下にする。
【解決手段】本発明に係る移乗支援装置１００は、車輪１１１を有する台車１１と、車輪１１１の駆動手段１４、１５と、駆動手段１４、１５を制御する制御手段１８と、制御手段１８に対して操作信号を出力する操作手段１７と、台車１１に対して傾動自在に取り付けられたアーム１２と、アーム１２の他端部に設けられ、被介護者を保持する身体保持具１３と、を備える移乗支援装置であって、制御手段１８は、操作手段１７から入力される操作信号から駆動手段１４、１５に出力させる目標出力トルクを算出し、目標出力トルクが閾値より大きいと、目標出力トルクを閾値以下にする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自立歩行が困難な人がベッドから車椅子へ、また便座からベッド等へ乗り移るような動作を行う場合に、これらの乗り移りの動作を支援する移乗支援装置及び当該移乗支援装置の駆動制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自立歩行が困難な被介護者にとって、ベッドから車椅子への移乗といった乗り移りの動作を一人で自立して行うことは容易でない。そのため、通常は介護者の手助けが必要となるが、移乗の手助けは介護者にとって肉体的な負担が大きく、また、被介護者にとっても精神的な負担が大きい。そのため、近年、自立歩行が困難な人の移乗動作を支援する装置が多く開発されている（例えば特許文献１〜５）。
【０００３】
これらの移乗支援装置においては、被介護者は移乗支援装置の身体保持具に抱き付いた状態で吊り上げられ、又は吊り下げられて移乗されることになる。被介護者の移乗の際には、被介護者が良好に身体保持具に抱き付くことができるように、移乗支援装置、しいては身体保持具を被介護者に近付ける。
【０００４】
ところで、特許文献６には、人がいる作業エリア内ではロボットアームの駆動手段の出力トルクを制限する移動ロボットシステムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−３０５０９２号公報
【特許文献２】特開２００５−２７９１９９号公報
【特許文献３】特開２００５−３０４７３５号公報
【特許文献４】特開平１０−１９２３４６号公報
【特許文献５】特公平７−８２８７号公報
【特許文献６】特開２００１−３４１０８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の移乗支援装置は、被介護者の移乗の際に、介護者が移乗支援装置の操作を誤って、身体保持具を被介護者に接触させて被介護者に不快感を与えてしまう可能性がある。それは、従来の移乗支援装置は、介護者が例えばジョイスティック等の操作手段を操作した際に、操作量に比例した出力トルクが駆動手段から出力されるように構成されているためである。
【０００７】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、被介護者への不快感を低減することができる移乗支援装置及び駆動制御方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る移乗支援装置は、車輪を有する台車と、前記車輪の駆動手段と、前記駆動手段を制御する制御手段と、前記制御手段に対して操作信号を出力する操作手段と、前記台車に対して傾動自在に取り付けられたアームと、前記アームの他端部に設けられ、被介護者を保持する身体保持具と、を備える移乗支援装置であって、前記制御手段は、前記操作手段から入力される操作信号から前記駆動手段に出力させる目標出力トルクを算出し、前記目標出力トルクが閾値より大きいと、前記目標出力トルクを閾値以下にする。これにより、介護者が操作手段を操作した際に、介護者が意図した大きさより大きな出力トルクが駆動手段に発生し、被介護者を身体保持具で不意に強く押し込むことがない。そのため、被介護者への不快感を低減することができる。しかも、介護者の操作性が向上し、介護の負担を低減することができる。
【０００９】
前記閾値は、前記車輪の回転速度が速くなるのに従って小さくなること、が好ましい。
【００１０】
本発明に係る移乗支援装置の駆動制御方法は、移乗支援装置の駆動制御方法であって、車輪の駆動手段に出力させる目標出力トルクを算出し、前記目標出力トルクが閾値より大きいと、前記目標出力トルクを閾値以下にする。これにより、介護者が操作手段を操作した際に、介護者が意図した大きさより大きな出力トルクが駆動手段に発生し、被介護者を身体保持具で不意に強く押し込むことがない。そのため、被介護者への不快感を低減することができる。しかも、介護者の操作性が向上し、介護の負担を低減することができる。
【００１１】
前記閾値は、前記車輪の回転速度が速くなるのに従って小さくなること、が好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
以上、説明したように、本発明によると、被介護者への不快感を低減することができる移乗支援装置及び駆動制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る第１実施形態の移乗支援装置を示す前方斜視図である。
【図２】本発明に係る第１実施形態の移乗支援装置のシステム構成を示すブロック図である。
【図３】ＥＣＵの処理フローを示す図である。
【図４】車輪の前進及び後進速度成分と操作信号との関係を示す図である。
【図５】車輪の旋回速度成分と操作信号との関係を示す図である。
【図６】アンプの処理フローを示す図である。
【図７】車輪の回転速度と駆動部の電流値との関係を示す図である。
【図８】本発明に係る第２実施形態の移乗支援装置における、制御部の処理フローを示す図である。
【図９】本発明に係る第５実施形態の移乗支援装置における、制御部に格納されている台車の速度変化と加速度との関係を示す図である。
【図１０】本発明に係る第６実施形態の移乗支援装置における、制御部に格納されている台車の速度変化と加速度との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら説明する。但し、本発明が以下の実施形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。
【００１５】
＜第１実施形態＞
本発明に係る第１実施形態の移乗支援装置を説明する。
移乗支援装置１００は、図１及び２に示すように、台車１１、アーム１２、身体保持具１３、第１駆動部１４、第２駆動部１５、第３駆動部１６、操作部１７、制御部１８を備える。
【００１６】
台車１１は、例えば平面視がコの字形状の枠体である。台車１１の後方には、左右両側にそれぞれ車輪１１１が回転可能に設けられている。右側の車輪１１１には、第１駆動部１４から回転駆動力が伝達される。左側の車輪１１１には、第２駆動部１５から回転駆動力が伝達される。また、台車１１の任意の位置には、補助輪１１２が回転可能に設けられている。
【００１７】
台車１１の後方には、制御部１８やバッテリ等の電源装置が格納されている格納部１１３が配置されている。格納部１１３の上端部には、第３の駆動部１６を介して傾動可能にアーム１２が設けられている。さらに格納部１１３の上端部には、操作部１７が設けられている。操作部１７は、後述するように第１及び第２駆動部１４、１５を操作するための台車操作部１７１と、第３駆動部１６等を操作するためのアーム操作部１７２と、を備える。
【００１８】
ちなみに、図１に示すように、台車１１は被介護者が移乗の際に着座する着座部１１４や、移乗の際に被介護者の足を載置するステップ１１５を備えていることが好ましい。ここで、台車１１の形状は特に限定されず、上述した構成要素を搭載することができる形状であれば良い。
【００１９】
アーム１２は、所謂ロボットアームである。アーム１２の一端は第３駆動部１６を介して格納部１１３に連結されている。その結果、アーム１２は、第３駆動部１６の駆動力によって台車１１の前後方向に傾動する。アーム１２の他端には身体保持具１３が設けられている。但し、本実施形態では、説明を簡単にするためにアーム１２と身体保持具１３との連結部を固定しているが、当該連結部に駆動部を設けて傾動可能な構成としても良い。
【００２０】
身体保持具１３は、被介護者の上半身を保持することができる大きさ、形状とされている。すなわち、身体保持具１３は、被介護者がその上半身を接触させ、両腕部で抱えた状態で保持できる程度の大きさ、形状の弾力部材である。ちなみに、図１に示すように、身体保持具１３は、移乗の際に被介護者をより確実に保持するべく、被介護者の脇の下に通される支持具１３１や被介護者が手で握るハンドル１３２を備えることが好ましい。
【００２１】
第１駆動部１４は、右側の車輪１１１を駆動させるべく、台車１１に設けられている。第２駆動部１５は、左側の車輪１１１を駆動させるべく、台車１１に設けられている。第１及び第２駆動部１４、１５は、例えば電動モータ、当該電動モータの出力トルクを増幅させる減速ギアなどを備える。第１及び第２駆動部１４、１５は、介護者（操作者）の台車操作部１７１及びアーム操作部１７２の操作に基づいて制御される。
【００２２】
第３駆動部１６は、アーム１２を傾動させるべく、台車１１の格納部１１３の上端部に設けられている。第３駆動部１６も、例えば電動モータ、当該電動モータの出力トルクを増幅させる減速ギアなどを備える。そして、第３駆動部１６は、介護者のアーム操作部１７２の操作に基づいて制御される。
【００２３】
台車操作部１７１は、第１駆動部１４を制御するために操作される第１台車操作部１７１１、第２駆動部１５を制御するために操作される第２台車操作部１７１２を備える。第１及び第２台車操作部１７１１、１７１２は、比較的台車１１が被介護者から離れており、長い距離移動する際に操作される。
【００２４】
第１台車操作部１７１１は、所謂ジョイスティックであって、ハンドル１７１１ａ、当該ハンドル１７１１ａに設けられた入力ボタン１７１１ｂ、当該ハンドル１７１１ａの操作量を電圧値（操作信号）に変換して制御部１８に出力する検出手段（図示は省略）を備える。介護者が入力ボタン１７１１ｂを押した状態で、ハンドル１７１１ａを操作した時のみ、当該操作信号が制御部１８に出力される。
【００２５】
第２台車操作部１７１２は、所謂ジョイスティックであって、ハンドル１７１２ａ、当該ハンドル１７１２ａに設けられた入力ボタン１７１２ｂ、当該ハンドル１７１２ａの操作量を電圧値に変換して制御部１８に出力する検出手段（図示は省略）を備える。介護者が入力ボタン１７１２ｂを押した状態で、ハンドル１７１２ａを操作した時のみ、当該操作信号が制御部１８に出力される。
【００２６】
例えば、入力ボタン１７１１ｂ、１７１２ｂを押した状態でハンドル１７１１ａ、１７１２ａを矢印Ａ方向に等しく押し込むと、台車１１を前進させるべく、第１及び第２駆動部１４、１５が制御される。逆に入力ボタン１７１１ｂ、１７１２ｂを押した状態でハンドル１７１１ａ、１７１２ａを矢印Ｂ方向に等しく引き込むと、台車１１を後進させるべく、第１及び第２駆動部１４、１５が制御される。そして、入力ボタン１７１１ｂ、１７１２ｂを押した状態でハンドル１７１１ａと１７１２ａとの押込量又は引込量に変化を付けると、台車１１を旋回させるべく、第１及び第２駆動部１４、１５が制御される。
【００２７】
アーム操作部１７２は、第１及び第２駆動部１４、１５を同時に制御したり、アーム１２を制御したりするために操作される。アーム操作部１７２は、台車１１が被介護者近傍に配置された状態で、被介護者を身体保持具１３で保持したり、被介護者を移乗したりする際に操作される。
【００２８】
アーム操作部１７２は、所謂ジョイスティックであって、ハンドル１７２１ａ、当該ハンドル１７２１ａに設けられた入力ボタン１７２１ｂ、当該ハンドル１７２１ａの操作量を電圧値に変換して制御部１８に出力する検出手段（図示は省略）を備える。介護者が入力ボタン１７２１ｂを押した状態で、ハンドル１７２１ａを操作した時のみ、当該操作信号が制御部１８に入力される。
【００２９】
例えば、入力ボタン１７２１ｂを押した状態でハンドル１７２１ａを矢印Ａ方向に移動させると、台車１１を前進させるべく、第１及び第２駆動部１４、１５が制御される。逆に入力ボタン１７２１ｂを押した状態でハンドル１７２１ａを矢印Ｂ方向に移動させると、台車１１を後進させるべく、第１及び第２駆動部１４、１５が制御される。そして、入力ボタン１７２１ｂを押した状態でハンドル１７２１ａを矢印Ｃ方向に押し込むと、アーム１２を上方向に傾動させるべく、第３駆動部１６が制御される。逆にハンドル１７２１ａを矢印Ｄ方向に押し込むと、アーム１２を下方向に傾動させるべく、第３駆動部１６が制御される。
【００３０】
制御部１８は、第１乃至第３駆動部１４、１５、１６を制御する。すなわち、制御部１８は、図２に示すように、演算処理装置や所定の記憶領域を含むＥＣＵ（Electronic Control Unit）１８１、第１駆動部１４に所定の出力トルクを発生させるための電流値を算出する第１アンプ１８２、第２駆動部１５に所定の出力トルクを発生させるための電流値を算出する第２アンプ１８３、第３駆動部１６に所定の出力トルクを発生させるための電流値を算出する第３アンプ１８４を備える。
【００３１】
ＥＣＵ１８１には、台車操作部１７１及びアーム操作部１７２からの操作信号が入力される。但し、本実施形態では、説明を簡単にするために、アーム操作部１７２から第１及び第２駆動部１４、１５を操作するべく、入力される操作信号を無視することとする。
【００３２】
すなわち、ＥＣＵ１８１は図３に示すように動作する。ＥＣＵ１８１は、第１台車操作部１７１１の検出手段からハンドル１７１１ａの操作量を示す電圧値を取得する（Ｓ１）。また、ＥＣＵ１８１は、第２台車操作部１７１２の検出手段からハンドル１７１２ａの操作量を示す電圧値を取得する。
【００３３】
ＥＣＵ１８１には、予め電圧値と車輪１１１の目標回転速度との関係を示す電圧−速度情報が格納されている。ＥＣＵ１８１は、当該電圧−速度情報を用いて、入力される電圧値から、左右の車輪１１１の前進及び後進速度成分、及び旋回速度成分を算出する（Ｓ２）。
【００３４】
具体的に云うと、第１台車操作部１７１１の検出手段から入力される電圧値をＶ１とし、第２台車操作部１７１２の検出手段から入力される電圧値をＶ２とする。但し、第１台車操作部１７１１の検出手段から入力される電圧値をＶ２とし、第２台車操作部１７１２の検出手段から入力される電圧値をＶ１としても良い。
【００３５】
本実施形態では、ＥＣＵ１８１は車輪１１１の直進及び後進速度成分ＳＰＤ１をＶ１+Ｖ２から算出する。このとき、ＥＣＵ１８１には、図４に示すように、ＳＰＤ１を導き出すための電圧―速度情報が格納されている。ＥＣＵ１８１は、当該電圧−速度情報を用いて、Ｖ１+Ｖ２の値から、左右の車輪１１１それぞれの直進及び後進速度成分ＳＰＤ１を算出する。
【００３６】
また、ＥＣＵ１８１は車輪１１１の旋回速度成分ＳＰＤ２をＶ１−Ｖ２から算出する。このとき、ＥＣＵ１８１には、図５に示すように、ＳＰＤ２を導き出すための電圧―速度情報が格納されている。ＥＣＵ１８１は、当該電圧−速度情報を用いて、Ｖ１−Ｖ２の値から、左右の車輪１１１それぞれの旋回速度成分ＳＰＤ２を算出する。
【００３７】
そして、ＥＣＵ１８１は、右側の車輪１１１の目標回転速度ＳＰＤ＿ＲをＳＰＤ１＋ＳＰＤ２から算出する（Ｓ３）。一方、ＥＣＵ１８１は、左側の車輪１１１の目標回転速度ＳＰＤ＿ＬをＳＰＤ１−ＳＰＤ２から算出する（Ｓ３）。ＥＣＵ１８１は、算出した右側の車輪１１１の目標回転速度ＳＰＤ＿Ｒを第１アンプ１８２に出力する。ＥＣＵ１８１は、算出した左側の車輪１１１の目標回転速度ＳＰＤ＿Ｌを第２アンプ１８３に出力する。
【００３８】
第１及び第２アンプ１８２、１８３は、第１及び第２駆動部１４、１５の目標出力トルクを算出する。すなわち、第１及び第２アンプ１８２、１８３は、図６に示すように動作する。第１及び第２アンプ１８２、１８３は、左右の車輪１１１の目標回転速度ＳＰＤ＿Ｒ、ＳＰＤ＿Ｌを取得する（Ｓ１１）。第１及び第２アンプ１８２、１８３は、それぞれ左右の車輪１１１の目標回転速度ＳＰＤ＿Ｒ、ＳＰＤ＿Ｌに基づいて、目標出力トルクとして目標電流値Ｉ＿Ｒ、Ｉ＿Ｌを算出する（Ｓ１２）。例えば、第１及び第２アンプ１８２、１８３には、左右の車輪１１１の目標回転速度ＳＰＤ＿Ｒ、ＳＰＤ＿Ｌと、当該目標回転速度ＳＰＤ＿Ｒ、ＳＰＤ＿Ｌを実現するために、第１及び第２駆動部１４、１５が必要とする電流値と、の関係を示す速度−電流情報が格納されている。第１及び第２アンプ１８２、１８３は、当該速度−電流情報を用いて、取得した目標回転速度ＳＰＤ＿Ｒ、ＳＰＤ＿Ｌから、目標電流値Ｉ＿Ｒ、Ｉ＿Ｌを算出する。
【００３９】
第１及び第２アンプ１８２、１８３は、目標電流値Ｉ＿Ｒ、Ｉ＿Ｌが閾値より大きいか否かを判断する（Ｓ１３）。すなわち、第１及び第２アンプ１８２、１８３には、第１台車操作部１７１１のハンドル１７１１ａや第２台車操作部１７１２のハンドル１７１２ａを操作した際に、介護者が意図した大きさより大きな出力トルクが第１及び第２駆動部１４、１５に発生し、被介護者を身体保持具１３で不意に強く押し込むことがないように設定された、車輪１１１の回転速度と第１及び第２駆動部１４、１５の電流値との関係を示す速度−電流情報が格納されている。第１及び第２アンプ１８２、１８３は、当該速度−電流情報を用いて、車輪１１１の目標回転速度ＳＰＤ＿Ｒ、ＳＰＤ＿Ｌから、当該目標回転速度ＳＰＤ＿Ｒ、ＳＰＤ＿Ｌでの電流値を閾値として算出し、目標電流値Ｉ＿Ｒ、Ｉ＿Ｌが当該閾値より大きいか否かを判断する。つまり、第１及び第２アンプ１８２、１８３は、当該速度−電流情報を用いて、車輪１１１の目標回転速度ＳＰＤ＿Ｒ、ＳＰＤ＿Ｌから、当該目標回転速度ＳＰＤ＿Ｒ、ＳＰＤ＿Ｌでの出力トルクの上限値を閾値として算出するのである。
【００４０】
そして、第１及び第２アンプ１８２、１８３は、目標電流値Ｉ＿Ｒ、Ｉ＿Ｌが当該閾値より大きいと判断すると、目標電流値Ｉ＿Ｒ、Ｉ＿Ｌを当該閾値以下に設定し、当該設定電流値で第１及び第２駆動部１４、１５を駆動させる。これにより、第１台車操作部１７１１のハンドル１７１１ａや第２台車操作部１７１２のハンドル１７１２ａを操作した際に、介護者が意図した大きさより大きな出力トルクが第１及び第２駆動部１４、１５に発生し、被介護者を身体保持具１３で不意に強く押し込むことがない。そのため、被介護者への不快感を低減することができる。しかも、介護者の操作性が向上し、介護の負担を低減することができる。
【００４１】
一方、第１及び第２アンプ１８２、１８３は、目標電流値Ｉ＿Ｒ、Ｉ＿Ｌが当該閾値以下であると判断すると、当該目標電流値Ｉ＿Ｒ、Ｉ＿Ｌで第１及び第２駆動部１４、１５を駆動させる。
【００４２】
ちなみに、車輪１１１の回転速度と第１及び第２駆動部１４、１５の電流値との関係、即ち当該閾値は、図７に示すように、車輪１１１の回転速度が速くなるに従って小さくなるように設定されていることが好ましい。これは、低速では段差乗り越え能力を確保するために大きな出力トルクを確保するためであり、高速では大きな出力トルクがなくても慣性エネルギで段差を乗り越えることができるからである。これにより、被介護者への不快感を低減しつつも、どのような速度領域であっても良好に段差を乗り越えることができる移乗支援装置を実現できる。
なお、以下に示すような構成でも、被介護者への不快感を低減することができる。
【００４３】
＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態を説明する。
本実施形態の移乗支援装置は、第１実施形態の移乗支援装置１００と略同様の構成であるため、重複する説明は省略するが、制御部での処理が異なる。
【００４４】
本実施形態の制御部は、台車操作部１７１を用いて第１及び第２駆動部１４、１５を操作するときを台車モードとし、アーム操作部１７２を用いて第１乃至第３駆動部１４、１５、１６を操作するときを移乗モードとして認識する。そこで、制御部は、被介護者を身体保持具１３で押し込んでしまう可能性が高い、移乗モード時に第１及び第２駆動部１４、１５の出力トルクを制限する。
【００４５】
すなわち、制御部は、図８に示すように動作する。制御部は、入力ボタン１７２１ｂからの入力であると判断すると、移乗モードであると認識し、アーム操作部１７２からの電圧値を取得する（Ｓ１０１）。そして、制御部は、第１実施形態と略同様にアーム操作部１７２からの電圧値に基づいて、目標電流値（目標出力トルク）を算出する（Ｓ１０２）。制御部は、算出した目標出力トルクが被介護者に台車１１を近付ける側に発生するものか否かを判断する（Ｓ１０３）。算出した目標出力トルクが被介護者に台車１１を近付ける側に発生するものである場合、目標出力トルクが閾値として設定された出力トルクの上限値より大きいか否かを判断する（Ｓ１０４）。閾値としては、被介護者を身体保持具１３で押し込んでも当該被介護者が不快を殆ど感じない程度の速度に第１及び第２駆動部１４、１５が制御されるように設定される。制御部は、目標出力トルクが閾値より大きい場合、目標出力トルクを閾値以下に設定し、当該設定値で第１及び第２駆動部１４、１５を制御する（Ｓ１０５）。
一方、制御部は、算出した目標出力トルクが被介護者に台車１１を近付ける側に発生するものでない場合、目標出力トルクで第１及び第２駆動部１４、１５を制御する。
【００４６】
このように、被介護者を身体保持具１３で保持する際、最もアーム操作部１７２の操作が困難な場面において、介護者がアーム操作部１７２を操作した際に、介護者が意図した大きさより大きな出力トルクが第１及び第２駆動部１４、１５に発生し、被介護者を身体保持具１３で不意に強く押し込むことがない。そのため、被介護者への不快感を低減することができる。しかも、介護者の操作性が向上し、介護の負担を低減することができる。
【００４７】
＜第３実施形態＞
本発明の第３実施形態を説明する。
本実施形態の移乗支援装置は、第１実施形態の移乗支援装置１００等と略同様の構成であるため、重複する説明は省略するが、制御部での処理が異なる。
【００４８】
第１及び第２実施形態では、目標出力トルクが閾値を超えないように制御しているが、本実施形態の制御部は、目標出力トルクが閾値を超えると、停止指令信号を生成し、当該停止指令信号に基づいて第１及び第２駆動部１４、１５を停止させる。例えば、介護者が第１及び第２台車操作部１７１１、１７１２やアーム操作部１７２を操作しているにも関わらず、台車１１が被介護者などに接触して停止すると、制御部は第１及び第２駆動部１４、１５の回転速度を上昇させるために、大きな目標出力トルクを算出する。そこで、本実施形態の制御部は急激に目標出力トルクが上昇し、閾値より大きくなると、台車１１が被介護者などに接触したと判断し、停止指令信号を生成して第１及び第２駆動部１４、１５の駆動を停止させる。
【００４９】
このように、目標出力トルクが閾値より大きくなったか否かを判断するだけで、容易に台車１１が被介護者などに接触したか否かを判断することができ、当該判断に基づいて第１及び第２駆動部１４、１５を制御することができる。そのため、被介護者を身体保持具１３で不意に強く押し込むことがない。そのため、被介護者への不快感を低減することができる。しかも、介護者の操作性が向上し、介護の負担を低減することができる。
【００５０】
＜第４実施形態＞
本発明の第４実施形態を説明する。
本実施形態の移乗支援装置は、第１実施形態の移乗支援装置１００等と略同様の構成であるため、重複する説明は省略するが、制御部での処理が異なる。
【００５１】
本実施形態の制御部は、台車モードのときと、移乗モードのときと、で閾値である設定された出力トルクの上限値を変更している。すなわち、制御部は、台車モードでの閾値に比べて、移乗モードでの閾値を小さく設定している。これは、台車モードのときは場所を大きく移動したいため、移乗支援装置を速く移動させる必要があり、移乗モードのときは被介護者の近傍やベッド周辺、トイレ等の狭い空間で移乗支援装置を移動させるため、移乗支援装置を遅く移動させる必要があるからである。
【００５２】
このように移乗モードでの閾値を、台車モードでの閾値に比べて小さくしたので、被介護者を身体保持具１３で不意に押し込むことを、より確実に防ぐことができる。そのため、被介護者への不快感を低減することができる。しかも、介護者の操作性が向上し、介護の負担を低減することができる。
【００５３】
＜第５実施形態＞
本発明の第５実施形態を説明する。
本実施形態の移乗支援装置は、第１実施形態の移乗支援装置１００等と略同様の構成であるため、重複する説明は省略するが、制御部での処理が異なる。
【００５４】
本実施形態の制御部は、台車１１の前進時と後進時とで加速度を変更している。すなわち、制御部には、予め第１及び第２駆動部１４、１５の所定の回転速度を実現するべく、当該回転速度に到達させるための加速度が設定されている。ここで、本実施形態では、図９に示すように、台車１１を前進させるときの第１及び第２駆動部１４、１５の加速度（Ａ＿ａｃｃ）を、台車１１を後進させるときの第１及び第２駆動部１４、１５の加速度（Ａ＿ｄｅｃ）に比べて、小さく設定している。
【００５５】
このように台車１１を前進させるときの加速度を、台車１１を後進させるときの加速度に比べて小さくしたので、台車１１の前進時に所定の速度に到達するのが遅く、被介護者を身体保持具１３で不意に押し込み難くなる。そのため、被介護者への不快感を低減することができる。しかも、介護者の操作性が向上し、介護の負担を低減することができる。
【００５６】
＜第６実施形態＞
本発明の第６実施形態を説明する。
本実施形態の移乗支援装置は、第１実施形態の移乗支援装置１００等と略同様の構成であるため、重複する説明は省略するが、制御部での処理が異なる。
【００５７】
本実施形態の制御部は、図１０に示すように、第５実施形態の制御に加えて、介護者が入力ボタン１７１１ｂ、１７１２ｂ、１７２１ｂの押し込みを解除すると、台車１１の前進方向への速度が０になるように、台車１１の後進方向へ大きな加速度（Ａ＿ｍａｘ）で減速させる。つまり、介護者が入力ボタン１７１１ｂ、１７１２ｂ、１７２１ｂの押し込みを解除するときは、被介護者に身体保持具１３が近付き過ぎて、緊急に台車１１の被介護者側への移動（前進）を停止させたい場合などであるので、このような場合に迅速に台車１１の移動を停止させることができる。そのため、被介護者を身体保持具１３で不意に押し込み難くなり、被介護者への不快感を低減することができる。しかも、介護者の操作性が向上し、介護の負担を低減することができる。
【００５８】
以上、本発明に係る移乗支援装置及び駆動制御方法の実施形態を説明したが、上記の構成に限らず、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲で、変更することが可能である。
【符号の説明】
【００５９】
Ｉ＿Ｒ、Ｉ＿Ｌ 目標電流値
ＳＰＤ＿Ｒ、ＳＰＤ＿Ｌ 目標回転速度
ＳＰＤ１ 前進及び後進速度成分
ＳＰＤ２ 旋回速度成分
１００ 移乗支援装置
１１ 台車
１２ アーム
１３ 身体保持具
１４ 第１駆動部、１５ 第２駆動部、１６ 第３駆動部
１７ 操作部
１７１ 台車操作部、１７１１ 第１台車操作部、１７１１ａ ハンドル、１７１１ｂ 入力ボタン、１７１２ 第２台車操作部、１７１２ａ ハンドル、１７１２ｂ 入力ボタン
１７２ アーム操作部、１７２１ａ ハンドル、１７２１ｂ 入力ボタン
１８ 制御部
１８１ ＥＣＵ
１８２ 第１アンプ、１８３ 第２アンプ、１８４ 第３アンプ
１１１ 車輪
１１２ 補助輪
１１３ 格納部
１１４ 着座部
１１５ ステップ
１３１ 支持具
１３２ ハンドル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自立歩行が困難な人がベッドから車椅子へ、また便座からベッド等へ乗り移るような動作を行う場合に、これらの乗り移りの動作を支援する移乗支援装置及び当該移乗支援装置の駆動制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自立歩行が困難な被介護者にとって、ベッドから車椅子への移乗といった乗り移りの動作を一人で自立して行うことは容易でない。そのため、通常は介護者の手助けが必要となるが、移乗の手助けは介護者にとって肉体的な負担が大きく、また、被介護者にとっても精神的な負担が大きい。そのため、近年、自立歩行が困難な人の移乗動作を支援する装置が多く開発されている（例えば特許文献１〜５）。
【０００３】
これらの移乗支援装置においては、被介護者は移乗支援装置の身体保持具に抱き付いた状態で吊り上げられ、又は吊り下げられて移乗されることになる。被介護者の移乗の際には、被介護者が良好に身体保持具に抱き付くことができるように、移乗支援装置、しいては身体保持具を被介護者に近付ける。
【０００４】
ところで、特許文献６には、人がいる作業エリア内ではロボットアームの駆動手段の出力トルクを制限する移動ロボットシステムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−３０５０９２号公報
【特許文献２】特開２００５−２７９１９９号公報
【特許文献３】特開２００５−３０４７３５号公報
【特許文献４】特開平１０−１９２３４６号公報
【特許文献５】特公平７−８２８７号公報
【特許文献６】特開２００１−３４１０８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の移乗支援装置は、被介護者の移乗の際に、介護者が移乗支援装置の操作を誤って、身体保持具を被介護者に接触させて被介護者に不快感を与えてしまう可能性がある。それは、従来の移乗支援装置は、介護者が例えばジョイスティック等の操作手段を操作した際に、操作量に比例した出力トルクが駆動手段から出力されるように構成されているためである。
【０００７】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、被介護者への不快感を低減することができる移乗支援装置及び駆動制御方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る移乗支援装置は、車輪を有する台車と、前記車輪の駆動手段と、前記駆動手段を制御する制御手段と、前記制御手段に対して操作信号を出力する操作手段と、前記台車に対して傾動自在に取り付けられたアームと、前記アームの他端部に設けられ、被介護者を保持する身体保持具と、を備える移乗支援装置であって、前記制御手段は、前記操作手段から入力される操作信号から前記駆動手段に出力させる目標出力トルクを算出し、前記目標出力トルクが閾値より大きいと、前記目標出力トルクを閾値以下にする。これにより、介護者が操作手段を操作した際に、介護者が意図した大きさより大きな出力トルクが駆動手段に発生し、被介護者を身体保持具で不意に強く押し込むことがない。そのため、被介護者への不快感を低減することができる。しかも、介護者の操作性が向上し、介護の負担を低減することができる。
【０００９】
前記閾値は、前記車輪の回転速度が速くなるのに従って小さくなること、が好ましい。
【００１０】
本発明に係る移乗支援装置の駆動制御方法は、移乗支援装置の駆動制御方法であって、車輪の駆動手段に出力させる目標出力トルクを算出し、前記目標出力トルクが閾値より大きいと、前記目標出力トルクを閾値以下にする。これにより、介護者が操作手段を操作した際に、介護者が意図した大きさより大きな出力トルクが駆動手段に発生し、被介護者を身体保持具で不意に強く押し込むことがない。そのため、被介護者への不快感を低減することができる。しかも、介護者の操作性が向上し、介護の負担を低減することができる。
【００１１】
前記閾値は、前記車輪の回転速度が速くなるのに従って小さくなること、が好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
以上、説明したように、本発明によると、被介護者への不快感を低減することができる移乗支援装置及び駆動制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る第１実施形態の移乗支援装置を示す前方斜視図である。
【図２】本発明に係る第１実施形態の移乗支援装置のシステム構成を示すブロック図である。
【図３】ＥＣＵの処理フローを示す図である。
【図４】車輪の前進及び後進速度成分と操作信号との関係を示す図である。
【図５】車輪の旋回速度成分と操作信号との関係を示す図である。
【図６】アンプの処理フローを示す図である。
【図７】車輪の回転速度と駆動部の電流値との関係を示す図である。
【図８】本発明に係る第２実施形態の移乗支援装置における、制御部の処理フローを示す図である。
【図９】本発明に係る第５実施形態の移乗支援装置における、制御部に格納されている台車の速度変化と加速度との関係を示す図である。
【図１０】本発明に係る第６実施形態の移乗支援装置における、制御部に格納されている台車の速度変化と加速度との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら説明する。但し、本発明が以下の実施形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。
【００１５】
＜第１実施形態＞
本発明に係る第１実施形態の移乗支援装置を説明する。
移乗支援装置１００は、図１及び２に示すように、台車１１、アーム１２、身体保持具１３、第１駆動部１４、第２駆動部１５、第３駆動部１６、操作部１７、制御部１８を備える。
【００１６】
台車１１は、例えば平面視がコの字形状の枠体である。台車１１の後方には、左右両側にそれぞれ車輪１１１が回転可能に設けられている。右側の車輪１１１には、第１駆動部１４から回転駆動力が伝達される。左側の車輪１１１には、第２駆動部１５から回転駆動力が伝達される。また、台車１１の任意の位置には、補助輪１１２が回転可能に設けられている。
【００１７】
台車１１の後方には、制御部１８やバッテリ等の電源装置が格納されている格納部１１３が配置されている。格納部１１３の上端部には、第３の駆動部１６を介して傾動可能にアーム１２が設けられている。さらに格納部１１３の上端部には、操作部１７が設けられている。操作部１７は、後述するように第１及び第２駆動部１４、１５を操作するための台車操作部１７１と、第３駆動部１６等を操作するためのアーム操作部１７２と、を備える。
【００１８】
ちなみに、図１に示すように、台車１１は被介護者が移乗の際に着座する着座部１１４や、移乗の際に被介護者の足を載置するステップ１１５を備えていることが好ましい。ここで、台車１１の形状は特に限定されず、上述した構成要素を搭載することができる形状であれば良い。
【００１９】
アーム１２は、所謂ロボットアームである。アーム１２の一端は第３駆動部１６を介して格納部１１３に連結されている。その結果、アーム１２は、第３駆動部１６の駆動力によって台車１１の前後方向に傾動する。アーム１２の他端には身体保持具１３が設けられている。但し、本実施形態では、説明を簡単にするためにアーム１２と身体保持具１３との連結部を固定しているが、当該連結部に駆動部を設けて傾動可能な構成としても良い。
【００２０】
身体保持具１３は、被介護者の上半身を保持することができる大きさ、形状とされている。すなわち、身体保持具１３は、被介護者がその上半身を接触させ、両腕部で抱えた状態で保持できる程度の大きさ、形状の弾力部材である。ちなみに、図１に示すように、身体保持具１３は、移乗の際に被介護者をより確実に保持するべく、被介護者の脇の下に通される支持具１３１や被介護者が手で握るハンドル１３２を備えることが好ましい。
【００２１】
第１駆動部１４は、右側の車輪１１１を駆動させるべく、台車１１に設けられている。第２駆動部１５は、左側の車輪１１１を駆動させるべく、台車１１に設けられている。第１及び第２駆動部１４、１５は、例えば電動モータ、当該電動モータの出力トルクを増幅させる減速ギアなどを備える。第１及び第２駆動部１４、１５は、介護者（操作者）の台車操作部１７１及びアーム操作部１７２の操作に基づいて制御される。
【００２２】
第３駆動部１６は、アーム１２を傾動させるべく、台車１１の格納部１１３の上端部に設けられている。第３駆動部１６も、例えば電動モータ、当該電動モータの出力トルクを増幅させる減速ギアなどを備える。そして、第３駆動部１６は、介護者のアーム操作部１７２の操作に基づいて制御される。
【００２３】
台車操作部１７１は、第１駆動部１４を制御するために操作される第１台車操作部１７１１、第２駆動部１５を制御するために操作される第２台車操作部１７１２を備える。第１及び第２台車操作部１７１１、１７１２は、比較的台車１１が被介護者から離れており、長い距離移動する際に操作される。
【００２４】
第１台車操作部１７１１は、所謂ジョイスティックであって、ハンドル１７１１ａ、当該ハンドル１７１１ａに設けられた入力ボタン１７１１ｂ、当該ハンドル１７１１ａの操作量を電圧値（操作信号）に変換して制御部１８に出力する検出手段（図示は省略）を備える。介護者が入力ボタン１７１１ｂを押した状態で、ハンドル１７１１ａを操作した時のみ、当該操作信号が制御部１８に出力される。
【００２５】
第２台車操作部１７１２は、所謂ジョイスティックであって、ハンドル１７１２ａ、当該ハンドル１７１２ａに設けられた入力ボタン１７１２ｂ、当該ハンドル１７１２ａの操作量を電圧値に変換して制御部１８に出力する検出手段（図示は省略）を備える。介護者が入力ボタン１７１２ｂを押した状態で、ハンドル１７１２ａを操作した時のみ、当該操作信号が制御部１８に出力される。
【００２６】
例えば、入力ボタン１７１１ｂ、１７１２ｂを押した状態でハンドル１７１１ａ、１７１２ａを矢印Ａ方向に等しく押し込むと、台車１１を前進させるべく、第１及び第２駆動部１４、１５が制御される。逆に入力ボタン１７１１ｂ、１７１２ｂを押した状態でハンドル１７１１ａ、１７１２ａを矢印Ｂ方向に等しく引き込むと、台車１１を後進させるべく、第１及び第２駆動部１４、１５が制御される。そして、入力ボタン１７１１ｂ、１７１２ｂを押した状態でハンドル１７１１ａと１７１２ａとの押込量又は引込量に変化を付けると、台車１１を旋回させるべく、第１及び第２駆動部１４、１５が制御される。
【００２７】
アーム操作部１７２は、第１及び第２駆動部１４、１５を同時に制御したり、アーム１２を制御したりするために操作される。アーム操作部１７２は、台車１１が被介護者近傍に配置された状態で、被介護者を身体保持具１３で保持したり、被介護者を移乗したりする際に操作される。
【００２８】
アーム操作部１７２は、所謂ジョイスティックであって、ハンドル１７２１ａ、当該ハンドル１７２１ａに設けられた入力ボタン１７２１ｂ、当該ハンドル１７２１ａの操作量を電圧値に変換して制御部１８に出力する検出手段（図示は省略）を備える。介護者が入力ボタン１７２１ｂを押した状態で、ハンドル１７２１ａを操作した時のみ、当該操作信号が制御部１８に入力される。
【００２９】
例えば、入力ボタン１７２１ｂを押した状態でハンドル１７２１ａを矢印Ａ方向に移動させると、台車１１を前進させるべく、第１及び第２駆動部１４、１５が制御される。逆に入力ボタン１７２１ｂを押した状態でハンドル１７２１ａを矢印Ｂ方向に移動させると、台車１１を後進させるべく、第１及び第２駆動部１４、１５が制御される。そして、入力ボタン１７２１ｂを押した状態でハンドル１７２１ａを矢印Ｃ方向に押し込むと、アーム１２を上方向に傾動させるべく、第３駆動部１６が制御される。逆にハンドル１７２１ａを矢印Ｄ方向に押し込むと、アーム１２を下方向に傾動させるべく、第３駆動部１６が制御される。
【００３０】
制御部１８は、第１乃至第３駆動部１４、１５、１６を制御する。すなわち、制御部１８は、図２に示すように、演算処理装置や所定の記憶領域を含むＥＣＵ（Electronic Control Unit）１８１、第１駆動部１４に所定の出力トルクを発生させるための電流値を算出する第１アンプ１８２、第２駆動部１５に所定の出力トルクを発生させるための電流値を算出する第２アンプ１８３、第３駆動部１６に所定の出力トルクを発生させるための電流値を算出する第３アンプ１８４を備える。
【００３１】
ＥＣＵ１８１には、台車操作部１７１及びアーム操作部１７２からの操作信号が入力される。但し、本実施形態では、説明を簡単にするために、アーム操作部１７２から第１及び第２駆動部１４、１５を操作するべく、入力される操作信号を無視することとする。
【００３２】
すなわち、ＥＣＵ１８１は図３に示すように動作する。ＥＣＵ１８１は、第１台車操作部１７１１の検出手段からハンドル１７１１ａの操作量を示す電圧値を取得する（Ｓ１）。また、ＥＣＵ１８１は、第２台車操作部１７１２の検出手段からハンドル１７１２ａの操作量を示す電圧値を取得する。
【００３３】
ＥＣＵ１８１には、予め電圧値と車輪１１１の目標回転速度との関係を示す電圧−速度情報が格納されている。ＥＣＵ１８１は、当該電圧−速度情報を用いて、入力される電圧値から、左右の車輪１１１の前進及び後進速度成分、及び旋回速度成分を算出する（Ｓ２）。
【００３４】
具体的に云うと、第１台車操作部１７１１の検出手段から入力される電圧値をＶ１とし、第２台車操作部１７１２の検出手段から入力される電圧値をＶ２とする。但し、第１台車操作部１７１１の検出手段から入力される電圧値をＶ２とし、第２台車操作部１７１２の検出手段から入力される電圧値をＶ１としても良い。
【００３５】
本実施形態では、ＥＣＵ１８１は車輪１１１の直進及び後進速度成分ＳＰＤ１をＶ１+Ｖ２から算出する。このとき、ＥＣＵ１８１には、図４に示すように、ＳＰＤ１を導き出すための電圧―速度情報が格納されている。ＥＣＵ１８１は、当該電圧−速度情報を用いて、Ｖ１+Ｖ２の値から、左右の車輪１１１それぞれの直進及び後進速度成分ＳＰＤ１を算出する。
【００３６】
また、ＥＣＵ１８１は車輪１１１の旋回速度成分ＳＰＤ２をＶ１−Ｖ２から算出する。このとき、ＥＣＵ１８１には、図５に示すように、ＳＰＤ２を導き出すための電圧―速度情報が格納されている。ＥＣＵ１８１は、当該電圧−速度情報を用いて、Ｖ１−Ｖ２の値から、左右の車輪１１１それぞれの旋回速度成分ＳＰＤ２を算出する。
【００３７】
そして、ＥＣＵ１８１は、右側の車輪１１１の目標回転速度ＳＰＤ＿ＲをＳＰＤ１＋ＳＰＤ２から算出する（Ｓ３）。一方、ＥＣＵ１８１は、左側の車輪１１１の目標回転速度ＳＰＤ＿ＬをＳＰＤ１−ＳＰＤ２から算出する（Ｓ３）。ＥＣＵ１８１は、算出した右側の車輪１１１の目標回転速度ＳＰＤ＿Ｒを第１アンプ１８２に出力する。ＥＣＵ１８１は、算出した左側の車輪１１１の目標回転速度ＳＰＤ＿Ｌを第２アンプ１８３に出力する。
【００３８】
第１及び第２アンプ１８２、１８３は、第１及び第２駆動部１４、１５の目標出力トルクを算出する。すなわち、第１及び第２アンプ１８２、１８３は、図６に示すように動作する。第１及び第２アンプ１８２、１８３は、左右の車輪１１１の目標回転速度ＳＰＤ＿Ｒ、ＳＰＤ＿Ｌを取得する（Ｓ１１）。第１及び第２アンプ１８２、１８３は、それぞれ左右の車輪１１１の目標回転速度ＳＰＤ＿Ｒ、ＳＰＤ＿Ｌに基づいて、目標出力トルクとして目標電流値Ｉ＿Ｒ、Ｉ＿Ｌを算出する（Ｓ１２）。例えば、第１及び第２アンプ１８２、１８３には、左右の車輪１１１の目標回転速度ＳＰＤ＿Ｒ、ＳＰＤ＿Ｌと、当該目標回転速度ＳＰＤ＿Ｒ、ＳＰＤ＿Ｌを実現するために、第１及び第２駆動部１４、１５が必要とする電流値と、の関係を示す速度−電流情報が格納されている。第１及び第２アンプ１８２、１８３は、当該速度−電流情報を用いて、取得した目標回転速度ＳＰＤ＿Ｒ、ＳＰＤ＿Ｌから、目標電流値Ｉ＿Ｒ、Ｉ＿Ｌを算出する。
【００３９】
第１及び第２アンプ１８２、１８３は、目標電流値Ｉ＿Ｒ、Ｉ＿Ｌが閾値より大きいか否かを判断する（Ｓ１３）。すなわち、第１及び第２アンプ１８２、１８３には、第１台車操作部１７１１のハンドル１７１１ａや第２台車操作部１７１２のハンドル１７１２ａを操作した際に、介護者が意図した大きさより大きな出力トルクが第１及び第２駆動部１４、１５に発生し、被介護者を身体保持具１３で不意に強く押し込むことがないように設定された、車輪１１１の回転速度と第１及び第２駆動部１４、１５の電流値との関係を示す速度−電流情報が格納されている。第１及び第２アンプ１８２、１８３は、当該速度−電流情報を用いて、車輪１１１の目標回転速度ＳＰＤ＿Ｒ、ＳＰＤ＿Ｌから、当該目標回転速度ＳＰＤ＿Ｒ、ＳＰＤ＿Ｌでの電流値を閾値として算出し、目標電流値Ｉ＿Ｒ、Ｉ＿Ｌが当該閾値より大きいか否かを判断する。つまり、第１及び第２アンプ１８２、１８３は、当該速度−電流情報を用いて、車輪１１１の目標回転速度ＳＰＤ＿Ｒ、ＳＰＤ＿Ｌから、当該目標回転速度ＳＰＤ＿Ｒ、ＳＰＤ＿Ｌでの出力トルクの上限値を閾値として算出するのである。
【００４０】
そして、第１及び第２アンプ１８２、１８３は、目標電流値Ｉ＿Ｒ、Ｉ＿Ｌが当該閾値より大きいと判断すると、目標電流値Ｉ＿Ｒ、Ｉ＿Ｌを当該閾値以下に設定し、当該設定電流値で第１及び第２駆動部１４、１５を駆動させる。これにより、第１台車操作部１７１１のハンドル１７１１ａや第２台車操作部１７１２のハンドル１７１２ａを操作した際に、介護者が意図した大きさより大きな出力トルクが第１及び第２駆動部１４、１５に発生し、被介護者を身体保持具１３で不意に強く押し込むことがない。そのため、被介護者への不快感を低減することができる。しかも、介護者の操作性が向上し、介護の負担を低減することができる。
【００４１】
一方、第１及び第２アンプ１８２、１８３は、目標電流値Ｉ＿Ｒ、Ｉ＿Ｌが当該閾値以下であると判断すると、当該目標電流値Ｉ＿Ｒ、Ｉ＿Ｌで第１及び第２駆動部１４、１５を駆動させる。
【００４２】
ちなみに、車輪１１１の回転速度と第１及び第２駆動部１４、１５の電流値との関係、即ち当該閾値は、図７に示すように、車輪１１１の回転速度が速くなるに従って小さくなるように設定されていることが好ましい。これは、低速では段差乗り越え能力を確保するために大きな出力トルクを確保するためであり、高速では大きな出力トルクがなくても慣性エネルギで段差を乗り越えることができるからである。これにより、被介護者への不快感を低減しつつも、どのような速度領域であっても良好に段差を乗り越えることができる移乗支援装置を実現できる。
なお、以下に示すような構成でも、被介護者への不快感を低減することができる。
【００４３】
＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態を説明する。
本実施形態の移乗支援装置は、第１実施形態の移乗支援装置１００と略同様の構成であるため、重複する説明は省略するが、制御部での処理が異なる。
【００４４】
本実施形態の制御部は、台車操作部１７１を用いて第１及び第２駆動部１４、１５を操作するときを台車モードとし、アーム操作部１７２を用いて第１乃至第３駆動部１４、１５、１６を操作するときを移乗モードとして認識する。そこで、制御部は、被介護者を身体保持具１３で押し込んでしまう可能性が高い、移乗モード時に第１及び第２駆動部１４、１５の出力トルクを制限する。
【００４５】
すなわち、制御部は、図８に示すように動作する。制御部は、入力ボタン１７２１ｂからの入力であると判断すると、移乗モードであると認識し、アーム操作部１７２からの電圧値を取得する（Ｓ１０１）。そして、制御部は、第１実施形態と略同様にアーム操作部１７２からの電圧値に基づいて、目標電流値（目標出力トルク）を算出する（Ｓ１０２）。制御部は、算出した目標出力トルクが被介護者に台車１１を近付ける側に発生するものか否かを判断する（Ｓ１０３）。算出した目標出力トルクが被介護者に台車１１を近付ける側に発生するものである場合、目標出力トルクが閾値として設定された出力トルクの上限値より大きいか否かを判断する（Ｓ１０４）。閾値としては、被介護者を身体保持具１３で押し込んでも当該被介護者が不快を殆ど感じない程度の速度に第１及び第２駆動部１４、１５が制御されるように設定される。制御部は、目標出力トルクが閾値より大きい場合、目標出力トルクを閾値以下に設定し、当該設定値で第１及び第２駆動部１４、１５を制御する（Ｓ１０５）。
一方、制御部は、算出した目標出力トルクが被介護者に台車１１を近付ける側に発生するものでない場合、目標出力トルクで第１及び第２駆動部１４、１５を制御する。
【００４６】
このように、被介護者を身体保持具１３で保持する際、最もアーム操作部１７２の操作が困難な場面において、介護者がアーム操作部１７２を操作した際に、介護者が意図した大きさより大きな出力トルクが第１及び第２駆動部１４、１５に発生し、被介護者を身体保持具１３で不意に強く押し込むことがない。そのため、被介護者への不快感を低減することができる。しかも、介護者の操作性が向上し、介護の負担を低減することができる。
【００４７】
＜第３実施形態＞
本発明の第３実施形態を説明する。
本実施形態の移乗支援装置は、第１実施形態の移乗支援装置１００等と略同様の構成であるため、重複する説明は省略するが、制御部での処理が異なる。
【００４８】
第１及び第２実施形態では、目標出力トルクが閾値を超えないように制御しているが、本実施形態の制御部は、目標出力トルクが閾値を超えると、停止指令信号を生成し、当該停止指令信号に基づいて第１及び第２駆動部１４、１５を停止させる。例えば、介護者が第１及び第２台車操作部１７１１、１７１２やアーム操作部１７２を操作しているにも関わらず、台車１１が被介護者などに接触して停止すると、制御部は第１及び第２駆動部１４、１５の回転速度を上昇させるために、大きな目標出力トルクを算出する。そこで、本実施形態の制御部は急激に目標出力トルクが上昇し、閾値より大きくなると、台車１１が被介護者などに接触したと判断し、停止指令信号を生成して第１及び第２駆動部１４、１５の駆動を停止させる。
【００４９】
このように、目標出力トルクが閾値より大きくなったか否かを判断するだけで、容易に台車１１が被介護者などに接触したか否かを判断することができ、当該判断に基づいて第１及び第２駆動部１４、１５を制御することができる。そのため、被介護者を身体保持具１３で不意に強く押し込むことがない。そのため、被介護者への不快感を低減することができる。しかも、介護者の操作性が向上し、介護の負担を低減することができる。
【００５０】
＜第４実施形態＞
本発明の第４実施形態を説明する。
本実施形態の移乗支援装置は、第１実施形態の移乗支援装置１００等と略同様の構成であるため、重複する説明は省略するが、制御部での処理が異なる。
【００５１】
本実施形態の制御部は、台車モードのときと、移乗モードのときと、で閾値である設定された出力トルクの上限値を変更している。すなわち、制御部は、台車モードでの閾値に比べて、移乗モードでの閾値を小さく設定している。これは、台車モードのときは場所を大きく移動したいため、移乗支援装置を速く移動させる必要があり、移乗モードのときは被介護者の近傍やベッド周辺、トイレ等の狭い空間で移乗支援装置を移動させるため、移乗支援装置を遅く移動させる必要があるからである。
【００５２】
このように移乗モードでの閾値を、台車モードでの閾値に比べて小さくしたので、被介護者を身体保持具１３で不意に押し込むことを、より確実に防ぐことができる。そのため、被介護者への不快感を低減することができる。しかも、介護者の操作性が向上し、介護の負担を低減することができる。
【００５３】
＜第５実施形態＞
本発明の第５実施形態を説明する。
本実施形態の移乗支援装置は、第１実施形態の移乗支援装置１００等と略同様の構成であるため、重複する説明は省略するが、制御部での処理が異なる。
【００５４】
本実施形態の制御部は、台車１１の前進時と後進時とで加速度を変更している。すなわち、制御部には、予め第１及び第２駆動部１４、１５の所定の回転速度を実現するべく、当該回転速度に到達させるための加速度が設定されている。ここで、本実施形態では、図９に示すように、台車１１を前進させるときの第１及び第２駆動部１４、１５の加速度（Ａ＿ａｃｃ）を、台車１１を後進させるときの第１及び第２駆動部１４、１５の加速度（Ａ＿ｄｅｃ）に比べて、小さく設定している。
【００５５】
このように台車１１を前進させるときの加速度を、台車１１を後進させるときの加速度に比べて小さくしたので、台車１１の前進時に所定の速度に到達するのが遅く、被介護者を身体保持具１３で不意に押し込み難くなる。そのため、被介護者への不快感を低減することができる。しかも、介護者の操作性が向上し、介護の負担を低減することができる。
【００５６】
＜第６実施形態＞
本発明の第６実施形態を説明する。
本実施形態の移乗支援装置は、第１実施形態の移乗支援装置１００等と略同様の構成であるため、重複する説明は省略するが、制御部での処理が異なる。
【００５７】
本実施形態の制御部は、図１０に示すように、第５実施形態の制御に加えて、介護者が入力ボタン１７１１ｂ、１７１２ｂ、１７２１ｂの押し込みを解除すると、台車１１の前進方向への速度が０になるように、台車１１の後進方向へ大きな加速度（Ａ＿ｍａｘ）で減速させる。つまり、介護者が入力ボタン１７１１ｂ、１７１２ｂ、１７２１ｂの押し込みを解除するときは、被介護者に身体保持具１３が近付き過ぎて、緊急に台車１１の被介護者側への移動（前進）を停止させたい場合などであるので、このような場合に迅速に台車１１の移動を停止させることができる。そのため、被介護者を身体保持具１３で不意に押し込み難くなり、被介護者への不快感を低減することができる。しかも、介護者の操作性が向上し、介護の負担を低減することができる。
【００５８】
以上、本発明に係る移乗支援装置及び駆動制御方法の実施形態を説明したが、上記の構成に限らず、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲で、変更することが可能である。
【符号の説明】
【００５９】
Ｉ＿Ｒ、Ｉ＿Ｌ 目標電流値
ＳＰＤ＿Ｒ、ＳＰＤ＿Ｌ 目標回転速度
ＳＰＤ１ 前進及び後進速度成分
ＳＰＤ２ 旋回速度成分
１００ 移乗支援装置
１１ 台車
１２ アーム
１３ 身体保持具
１４ 第１駆動部、１５ 第２駆動部、１６ 第３駆動部
１７ 操作部
１７１ 台車操作部、１７１１ 第１台車操作部、１７１１ａ ハンドル、１７１１ｂ 入力ボタン、１７１２ 第２台車操作部、１７１２ａ ハンドル、１７１２ｂ 入力ボタン
１７２ アーム操作部、１７２１ａ ハンドル、１７２１ｂ 入力ボタン
１８ 制御部
１８１ ＥＣＵ
１８２ 第１アンプ、１８３ 第２アンプ、１８４ 第３アンプ
１１１ 車輪
１１２ 補助輪
１１３ 格納部
１１４ 着座部
１１５ ステップ
１３１ 支持具
１３２ ハンドル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪を有する台車と、
前記車輪の駆動手段と、
前記駆動手段を制御する制御手段と、
前記制御手段に対して操作信号を出力する操作手段と、
前記台車に対して傾動自在に取り付けられたアームと、
前記アームの他端部に設けられ、被介護者を保持する身体保持具と、
を備える移乗支援装置であって、
前記制御手段は、前記操作手段から入力される操作信号から前記駆動手段に出力させる目標出力トルクを算出し、前記目標出力トルクが閾値より大きいと、前記目標出力トルクを閾値以下にする移乗支援装置。
【請求項２】
前記閾値は、前記車輪の回転速度が速くなるのに従って小さくなることを特徴とする請求項１に記載の移乗支援装置。
【請求項３】
移乗支援装置の駆動制御方法であって、
車輪の駆動手段に出力させる目標出力トルクを算出し、前記目標出力トルクが閾値より大きいと、前記目標出力トルクを閾値以下にする移乗支援装置の駆動制御方法。
【請求項４】
前記閾値は、前記車輪の回転速度が速くなるのに従って小さくなることを特徴とする請求項３に記載の移乗支援装置の駆動制御方法。
【請求項１】
車輪を有する台車と、
前記車輪の駆動手段と、
前記駆動手段を制御する制御手段と、
前記制御手段に対して操作信号を出力する操作手段と、
前記台車に対して傾動自在に取り付けられたアームと、
前記アームの他端部に設けられ、被介護者を保持する身体保持具と、
を備える移乗支援装置であって、
前記制御手段は、前記操作手段から入力される操作信号から前記駆動手段に出力させる目標出力トルクを算出し、前記目標出力トルクが閾値より大きいと、前記目標出力トルクを閾値以下にする移乗支援装置。
【請求項２】
前記閾値は、前記車輪の回転速度が速くなるのに従って小さくなることを特徴とする請求項１に記載の移乗支援装置。
【請求項３】
移乗支援装置の駆動制御方法であって、
車輪の駆動手段に出力させる目標出力トルクを算出し、前記目標出力トルクが閾値より大きいと、前記目標出力トルクを閾値以下にする移乗支援装置の駆動制御方法。
【請求項４】
前記閾値は、前記車輪の回転速度が速くなるのに従って小さくなることを特徴とする請求項３に記載の移乗支援装置の駆動制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−１３０９３６（Ｐ２０１１−１３０９３６Ａ）
【公開日】平成２３年７月７日（２０１１．７．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２９３９１３（Ｐ２００９−２９３９１３）
【出願日】平成２１年１２月２５日（２００９．１２．２５）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月７日（２０１１．７．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月２５日（２００９．１２．２５）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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