(57)【要約】  介助ロボット（１）は、基台（１０）と、基台（１０）に対して上下動可能、前後動可能及び傾動可能に設けられ、被介助者（Ｍ１，Ｍ２）の体の一部を保持する保持部（５０）と、保持部（５０）の上下動、前後動及び傾動をそれぞれ変化させる制御を行うことで、少なくとも被介助者（Ｍ１，Ｍ２）に対して座位姿勢から立位姿勢への起立補助を行う制御装置（１２０）と、を備え、制御装置（１２０）は、起立補助を行うときの保持部（５０）に保持された被介助者（Ｍ１，Ｍ２）の肩の位置の動作軌跡、並びに起立補助が完了したときの保持部（５０）に保持された被介助者（Ｍ１，Ｍ２）の肩の位置の高さ及び前後方向の位置の少なくとも一方が、異なるモードで保持部（５０）の上昇、前後動及び傾動をそれぞれ制御する。
2017141372.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台と、
前記基台に対して上下動可能、前後動可能及び傾動可能に設けられ、前記被介助者の体の一部を保持する保持部と、
前記保持部の上下動、前後動及び傾動をそれぞれ変化させる制御を行うことで、少なくとも前記被介助者に対して座位姿勢から立位姿勢への起立補助を行う制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、前記起立補助を行うときの前記保持部に保持された前記被介助者の肩の位置の動作軌跡、並びに前記起立補助が完了したときの前記保持部に保持された前記被介助者の肩の位置の高さ及び前後方向の位置の少なくとも一方が、異なるモードで前記保持部の上昇、前後動及び傾動をそれぞれ制御する、介助ロボット。
【請求項２】
前記異なるモードは、第１モード及び第２モードを含み、前記第１モードは、比較的重度の前記被介助者が使用するときのモードであり、前記第２モードは、比較的軽度の前記被介助者が使用するときのモードである、請求項１に記載の介助ロボット。
【請求項３】
前記制御装置は、前記第１モードでは、前記被介助者が前傾姿勢になる方向にのみ傾動するように前記保持部の傾動を制御し、前記第２モードでは、前記被介助者が前傾姿勢になる方向に傾動した後に逆方向に傾動するように前記保持部の傾動を制御する、請求項２に記載の介助ロボット。
【請求項４】
前記制御装置は、前記第１モードでは、前記保持部に保持された前記被介助者の肩が前方にのみ移動するように前記保持部の移動を制御し、前記第２モードでは、前記保持部に保持された前記被介助者の肩が前方に移動した後に後方に移動するように前記保持部の移動を制御する、請求項２または請求項３に記載の介助ロボット。
【請求項５】
前記制御装置は、前記保持部の傾斜角度が所定角度のとき、前記第１モードでの前記保持部に保持された前記被介助者の肩の位置の高さが、前記第２モードでの前記保持部に保持された前記被介助者の肩の位置の高さよりも低くなるように制御する、請求項２−４の何れか一項に記載の介助ロボット。
【請求項６】
前記制御装置は、前記保持部の傾斜角度が所定角度のとき、前記第１モードでの前記保持部に保持された前記被介助者の肩の位置が、前記第２モードでの前記保持部に保持された前記被介助者の肩の位置よりも後方に位置するように制御する、請求項２−５の何れか一項に記載の介助ロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、介助ロボットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載のロボットは、身体能力が異なる複数の被介助者の歩行による移動又は搭乗による移動を補助する。このロボットは、複数の歩行姿勢及び搭乗姿勢にそれぞれ応じた複数の形態種に変形可能に構成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１４／１２２７５１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のロボットは、被介助者の身体能力が異なるときに当該被介助者に適した移動を補助する。しかし、被介助者の座位姿勢から立位姿勢への起立補助は、単に被介助者の上半身を保持した状態で持ち上げるのみであり、被介助者の介護度合に応じた起立補助を行うことはできない。【０００５】
本発明は、被介助者の介護度合に応じた起立補助を行える介助ロボットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の介助ロボットは、基台と、前記基台に対して上下動可能、前後動可能及び傾動可能に設けられ、前記被介助者の体の一部を保持する保持部と、前記保持部の上下動、前後動及び傾動をそれぞれ変化させる制御を行うことで、少なくとも前記被介助者に対して座位姿勢から立位姿勢への起立補助を行う制御装置と、を備える。【０００７】
そして、前記制御装置は、前記起立補助を行うときの前記保持部に保持された前記被介助者の肩の位置の動作軌跡、並びに前記起立補助が完了したときの前記保持部に保持された前記被介助者の肩の位置の高さ及び前後方向の位置の少なくとも一方が、異なるモードで前記保持部の上昇、前後動及び傾動をそれぞれ制御する。
これにより、被介助者の肩の位置の動作軌跡や前後方向の位置を設定できるので、被介助者の介護度合に応じた起立補助を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態の介助ロボット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２】図１の介助ロボットの平面図である。図の右側が進行方向前方である。
【図３】図１の介助ロボットを進行方向後方から見た図である。
【図４】図１の介助ロボットを進行方向前方から見た図である。
【図５】図１の介助ロボットにおける保持部を上昇させた状態の介助ロボットを進行方向右側から見た図である。
【図６】重介護の被介助者の起立補助時の動作を示す図である。
【図７】軽介護の被介助者の起立補助時の動作を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（１．介助ロボットの全体構成）
本実施形態の介助ロボットの全体構成について図を参照して説明する。この介助ロボットは、被介助者の体の一部（例えば、上半身）を支えて座位姿勢から立位姿勢への起立補助及び立位姿勢から座位姿勢への着座補助を行う。特に、被介助者の介護度合に応じた起立補助を行う。
【００１０】
すなわち、被介助者が重介護、例えば被介助者の体幹のバランスが悪い場合は、座位姿勢から中腰の立位姿勢への起立補助を行うモード（以下、「第１モード」という）が可能であり、被介助者が軽介護、例えば被介助者の体幹がしっかりしている場合は、座位姿勢から腰が立った立位姿勢への起立補助を行うモード（以下、「第２モード」という）が可能である。第２モードは、第1モードよりも介護程度が低い被介助者用の動作モードである。
【００１１】
図１−図５に示すように、介助ロボット１は、基台１０、昇降アーム２０，３０、昇降部４０、保持部５０、アタッチメント６０、足載置部２００、昇降アクチュエータ７０，８０、前後動アクチュエータ９０，１００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。
【００１２】
基台１０は、接地面に設置する部位である。基台１０は、平面視で後方に開口するＵ字形状に形成される（図２参照）。基台１０は、４つの車輪１５−１８を備え、前後進可能である。基台１０は、カバー１１で覆われる。
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、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（図１、図５参照）。
【００１３】
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、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（図１、図５参照）。昇降アーム２０，３０は、それぞれカバー２５，３５で覆われる。
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、被介助者の体の一部を保持する。保持部５０は、被介助者に応じて交換可能なアタッチメント６０を備える。
【００１４】
アタッチメント６０は、本体部６１、胴体パッド６２、左右のグリップ６３ａ，６３ｂ、左右の肘載置部６４ａ，６４ｂ、脇保持部６５ａ，６５ｂ、及び、操作部６６を備える。本体部６１は、保持部５０の本体フレーム５１に着脱可能に取り付けられる。胴体パッド６２は、クッション材によりほぼ板状に形成される。胴体パッド６２は、本体部６１の上面において、アタッチメント６０全体の左右方向の中央部且つ前後方向の中央部に位置する。
【００１５】
胴体パッド６２は、上面をわずかに後方に傾斜して設けられる。胴体パッド６２は、被介助者の胸部から腹部に亘って、且つ、左脇部近傍から右脇部近傍に亘って支持する。胴体パッド６２の上縁は、被介助者の頭部の動作を妨げないように、凹状に形成される。胴体パッド６２の下縁は、脚部を進入できるように、且つ、腰部を安定して支持できるように、凹状に形成される。
【００１６】
グリップ６３ａ，６３ｂは、本体部６１の左右それぞれにおける前方に固定される。肘載置部６４ａ，６４ｂは、本体部６１の左右それぞれにおける後方に配置される。脇保持部６５ａ，６５ｂは、円弧状に形成され、胴体バッド６２の左右それぞれに配置される。操作部６６は、被介助者又は介助者が操作するモード選択ボタンを備える。被介助者が操作部６６におけるモード選択ボタンを操作すると、昇降部４０が昇降動作を行い、且つ、昇降部４０の昇降動作に連動して保持部５０が前後動し且つ傾動する。
【００１７】
足載置部２００は、基台１０のＵ字形状の開口内に設けられ、足載置部２００には被介助者の足が載置される。足載置部２００は、基台１０のＵ字形状の開口における前側の内側面に設けられる図略の軸部材により回転可能に支持される。これにより、足載置部２００は、基台１０のＵ字形状の開口において接地面に対し略水平な状態から略垂直な状態又は略垂直な状態から略水平な状態に旋回可能となる。よって、足載置部２００の使用が不要な被介助者の場合、足載置部２００をコンパクトに収納できるので、ロボット動作や介助動作の邪魔となることはない。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
制御装置１２０は、被介助者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。
【００２０】
（２．被介助者及び介助ロボットの動作）
先ず、図６を参照して重介護の被介助者Ｍ１に適用される第１モードについて説明する。なお、図６においては、介助ロボット１のアタッチメント６０（肘載置部６４ａ，６４ｂを除く）の図示を省略する。ここで、介助ロボット１は、動作前においては、昇降部４０は最も降下した位置に位置決めされ、保持部５０は最も後退した位置に水平状態で位置決めされる。そして、足載置部２００は、水平状態に位置決めされる。また、被介助者Ｍ１は、接地面Ｇに載置されている椅子Ｃに着座している。
【００２１】
被介助者Ｍ１は、図６の実線で示すように、足を足載置部２００に載せ、両腕を伸ばして脇保持部６５ａ，６５ｂのＵ字の内側を通して両手でグリップ６３ａ，６３ｂをそれぞれ把持する。そして、被介助者Ｍ１は、両脇の下に脇保持部６５ａ，６５ｂをそれぞれ挟み込み、胸を胴体パッド６２に押し付け、両肘を肘載置部６４ａ，６４ｂにそれぞれ載せる。以上の動作は介助者が行ってもよい。そして、被介助者Ｍ１又は介助者は、操作部６６における第１モードのモード選択ボタンを操作する。
【００２２】
すると、制御装置１２０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、保持部５０は、前方に移動しつつ斜め前下方に向かう傾斜が急になっていく方向に傾動、すなわち水平面に対する傾斜角度が０（実線で示す水平状態）から傾斜角度θ１ｍ（一点鎖線で示す傾斜状態）を経て最終の傾斜角度θ１ｅ（＞θ１ｍ、二点鎖線で示す傾斜状態）に徐々に増加しながら上昇する。そして、保持部５０が、傾斜角度θ１ｅの最終状態に達したら、制御装置１２０は、前後動アクチュエータ９０，１００及び昇降アクチュエータ７０，８０を駆動停止する。
【００２３】
以上の第１モードの動作中、被介助者Ｍ１は、座位姿勢から斜め前方に引き上げられ、最終的に中腰の立位姿勢になる。このときの被介助者Ｍ１の肩（網掛けの円で示す）の位置は、保持部５０の傾斜角度が０のときにＱ１ｓであったものが、保持部５０の傾斜角度がθ１ｍのときはＱ１ｓから前方斜め上方のＱ１ｍに移動し、保持部５０の傾斜角度がθ１ｅのときはＱ１ｍから更に前方斜め上方のＱ１ｅに移動する。つまり、第１モードにおける被介助者Ｍ１の肩の移動は、前方への移動のみで終了する（太線矢印で示す動作軌跡ＱＱ１）。
【００２４】
次に、図７を参照して軽介護の被介助者Ｍ２に適用される第２モードについて説明する。なお、図７においても、介助ロボット１のアタッチメント６０（肘載置部６４ａ，６４ｂを除く）の図示を省略する。そして、介助ロボット１は、動作前においては、昇降部４０は最も降下した位置に位置決めされ、保持部５０は最も後退した位置に水平状態で位置決めされる。また、被介助者Ｍ２は、接地面Ｇに載置されている椅子Ｃに着座している。ただし、足載置部２００は、接地面Ｇに対し略垂直状態に位置決めされる。
【００２５】
被介助者Ｍ２は、図７の実線で示すように、足を接地面Ｇに置き、両腕を伸ばして脇保持部６５ａ，６５ｂのＵ字の内側を通して両手でグリップ６３ａ，６３ｂをそれぞれ把持する。そして、被介助者Ｍ２は、両脇の下に脇保持部６５ａ，６５ｂをそれぞれ挟み込み、胸を胴体パッド６２に押し付け、両肘を肘載置部６４ａ，６４ｂにそれぞれ載せる。そして、被介助者Ｍ２又は介助者は、操作部６６における第２モードのモード選択ボタンを操作する。
【００２６】
すると、制御装置１２０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、保持部５０は、前方に移動しつつ斜め前下方に向かう傾斜が急になっていく方向に傾動、すなわち水平面に対する傾斜角度が０（実線で示す水平状態）から傾斜角度θ２ｍ（一点鎖線で示す傾斜状態）を経て最大の傾斜角度θ２ｅ（＞θ２ｍ、二点鎖線で示す傾斜状態）に徐々に増加しながら上昇する。なお、本例では、第２モードの最大の傾斜角度θ２ｅは、第１モードの最大の傾斜角度θ１ｅと同一となる。
【００２７】
続いて、保持部５０は、後方に移動しつつ斜め前下方に向かう傾斜が緩くなっていく方向に傾動、すなわち水平面に対する傾斜角度が最大の傾斜角度θ２ｅから最終の傾斜角度が０（破線で示す水平状態）に徐々に減少しながら上昇する。そして、保持部５０が、最終の傾斜角度が０の状態に達したら、制御装置１２０は、前後動アクチュエータ９０，１００及び昇降アクチュエータ７０，８０を駆動停止する。
【００２８】
以上の第２モードの動作中、被介助者Ｍ２は、座位姿勢から斜め前方に引き上げられた後、斜め後方に引き上げられて最終的に腰が立った立位姿勢になる。このときの被介助者Ｍ２の肩（網掛けの円で示す）の位置は、保持部５０の傾斜角度が０のときにＱ２ｓであったものが、保持部５０の傾斜角度がθ２ｍのときはＱ２ｓから前方斜め上方のＱ２ｍに移動し、保持部５０の傾斜角度がθ２ｅのときはＱ２ｍから更に前方斜め上方のＱ２ｅに移動し、保持部５０の傾斜角度が再び０のときはＱ２ｅから後方斜め上方のＱ２ｆに移動する。つまり、第２モードにおける被介助者Ｍ２の肩の移動は、前方へ移動した後に後方に移動して終了する（太線矢印で示す動作軌跡ＱＱ２）。
【００２９】
ここで、図６及び図７に示すように、保持部５０は、動作開始時は第１、第２モード共に水平状態にある。そして、第１モードでは、保持部５０の傾斜角度は徐々に急になり、最終的に傾斜角度はθ１ｅとなる。一方、第２モードでは、保持部５０の傾斜角度は第１モードと同様に徐々に急になり、第１モードの最終の傾斜角度θ１ｅと同一の傾斜角度θ２ｅに達した後は徐々に緩くなり、最終的に水平状態となる。
【００３０】
そして、第１、第２モードにおいて保持部５０の傾斜角度が同一（θ１ｅ＝θ２ｅ）のときの被介助者Ｍ１，Ｍ２の肩の位置を比較すると、図６及び図７に示すように、第１モードにおける被介助者Ｍ１の肩の位置の接地面Ｇからの垂直方向の高さＨ１は、第２モードにおける被介助者Ｍ２の肩の位置の接地面Ｇからの垂直方向の高さＨ２よりも低くなる。これにより、体幹のバランスが悪い被介助者Ｍ１は、腰を伸ばさなくてもよいので、楽な姿勢で体を保持できる。また、体幹がしっかりしている被介助者Ｍ２は、腰がほぼ立った状態になるので、最終的な腰が立った立位姿勢に楽に移行できる。
【００３１】
また、図６及び図７に示すように、第１モードにおける被介助者Ｍ１の肩の前後方向の位置（初期位置Ｑ１ｓから水平方向に距離Ｐ１の位置）は、第２モードにおける被介助者Ｍ２の肩の前後方向の位置（初期位置Ｑ１ｓから水平方向に距離Ｐ２の位置）よりも後方に位置する。これにより、体幹のバランスが悪い被介助者Ｍ１は、保持部５０に体をもたせかけられるので、楽な姿勢で移動できる。また、体幹がしっかりしている被介助者Ｍ２は、過度な前かがみにならないので、最終的な腰が立った立位姿勢に楽に移行できる。
【００３２】
なお、被介助者Ｍ１，Ｍ２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。
【００３３】
（３．効果）
本実施形態の介助ロボット１は、基台１０と、基台１０に対して上下動可能、前後動可能及び傾動可能に設けられ、被介助者Ｍ１，Ｍ２の体の一部を保持する保持部５０と、保持部５０の上下動、前後動及び傾動をそれぞれ変化させる制御を行うことで、少なくとも被介助者Ｍ１，Ｍ２に対して座位姿勢から立位姿勢への起立補助を行う制御装置１２０と、を備える。
【００３４】
そして、制御装置１２０は、起立補助を行うときの保持部５０に保持された被介助者Ｍ１，Ｍ２の肩の位置の動作軌跡、並びに起立補助が完了したときの保持部５０に保持された被介助者Ｍ１，Ｍ２の肩の位置の高さ及び前後方向の位置の少なくとも一方が、異なるモードで保持部５０の上昇、前後動及び傾動をそれぞれ制御する。
これにより、被介助者Ｍ１，Ｍ２の肩の位置の動作軌跡や前後方向の位置を設定できるので、被介助者Ｍ１，Ｍ２の介護度合に応じた起立補助を行うことができる。
【００３５】
また、異なるモードは、第１モード及び第２モードを含み、第１モードは、比較的重度の被介助者Ｍ１が使用するときのモードであり、第２モードは、比較的軽度の被介助者Ｍ２が使用するときのモードであるので、被介助者の介護程度に応じてモードを的確に選択できる。
【００３６】
また、制御装置１２０は、第１モードでは、保持部５０に保持された被介助者Ｍ１の肩が前方にのみ移動するように保持部５０の移動を制御し、第２モードでは、保持部５０に保持された被介助者Ｍ２の肩が前方に移動した後に後方に移動するように保持部５０の移動を制御する。これにより、被介助者Ｍ１が重介護の場合は、保持部５０にもたれて体を支えることができ、被介助者Ｍ２が軽介護の場合は、立位姿勢をとることが容易となる。
【００３７】
また、制御装置１２０は、第１モードでは、保持部５０に保持された被介助者Ｍ１の肩が前方にのみ移動するように保持部５０の移動を制御し、第２モードでは、保持部５０に保持された被介助者Ｍ２の肩が前方に移動した後に後方に移動するように保持部５０の移動を制御する。これにより、被介助者が重介護Ｍ１、例えば被介助者の体幹のバランスが悪い場合は、座位姿勢から中腰の立位姿勢への起立補助を行うことが可能であり、被介助者Ｍ２が軽介護、例えば被介助者の体幹がしっかりしている場合は、座位姿勢から腰が立った立位姿勢への起立補助を行うことが可能である。
【００３８】
また、制御装置１２０は、保持部５０の傾斜角度が所定角度のとき、第１モードでの保持部５０に保持された被介助者Ｍ１の肩の位置の高さが、第２モードでの保持部５０に保持された被介助者Ｍ２の肩の位置の高さよりも低くなるように制御する。これにより、体幹のバランスが悪い被介助者Ｍ１は、腰を伸ばさなくてもよいので、楽な姿勢で体を保持できる。また、体幹がしっかりしている被介助者Ｍ２は、腰がほぼ立った状態になるので、最終的な腰が立った立位姿勢に楽に移行できる。
【００３９】
また、制御装置１２０は、保持部５０の傾斜角度が所定角度のとき、第１モードでの保持部５０に保持された被介助者Ｍ１の肩の位置が、第２モードでの保持部５０に保持された被介助者Ｍ２の肩の位置よりも後方に位置するように制御する。これにより、体幹のバランスが悪い被介助者Ｍ１は、保持部５０に体をもたせかけられるので、楽な姿勢で移動できる。また、体幹がしっかりしている被介助者Ｍ２は、過度な前かがみにならないので、最終的な腰が立った立位姿勢に楽に移行できる。
【００４０】
（４．その他）
上述の実施形態の介助ロボット１は、第１モード及び第２モードの２つの動作モードを有していたが、３つ以上の異なる動作モードを有するようにしてもよい。介助ロボット１は、被介助者の介護程度に応じた少なくとも２つの動作モードを有していればよい。
【符号の説明】
【００４１】
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、  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、  １２０：制御装置、  ２００：足載置部、  Ｍ１，Ｍ２：被介助者
【図１】
2017141372.tif 000003
【図２】
2017141372.tif 000004
【図３】
2017141372.tif 000005
【図４】
2017141372.tif 000006
【図５】
2017141372.tif 000007
【図６】
2017141372.tif 000008
【図７】
2017141372.tif 000009
【国際調査報告】
2017141372.tif 000010
2017141372.tif 000011