(57)【要約】  補介助者を保持する保持部材の補助動作を可能としつつ、他の介助機器等との抑制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、基台の進行方向を前方とした左右方向の両側にそれぞれ配置された一対の支持アームと、被介助者の体の一部を保持した状態で補助動作可能な保持装置と、保持装置の補助動作の駆動を行う補助動作アクチュエータと、を備える。補助動作アクチュエータは、一対の支持アームの左右方向の間に配置される。
2017017803.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台と、
前記基台の進行方向を前方とした左右方向の両側にそれぞれ配置され、前記基台に対して上下方向に伸縮可能な一対の支持アームと、
前記一対の支持アームの伸縮動作の駆動を行う昇降アクチュエータと、
前記一対の支持アームに直接または間接的に支持され、被介助者の体の一部を保持した状態で前記一対の支持アームに対して前後動または傾動を含む補助動作可能な保持装置と、
前記一対の支持アームの前記左右方向の間に配置され、前記保持装置に一体的に設けられ、前記保持装置の前記補助動作の駆動を行う補助動作アクチュエータと、
を備える介助ロボット。
【請求項２】
前記保持装置は、
前記一対の支持アームに固定される本体部と、
前記本体部に設けられ、前記補助動作を案内するガイド部材と、
前記ガイド部材に対して相対移動可能に保持されて前記ガイド部材の案内方向に沿って移動する被案内部材と、
前記被案内部材を保持して、当該被案内部材の移動により前記補助動作を行う動作部材と、
前記動作部材に取り付けられ、前記被介助者を保持する保持部材と、
を備える、請求項１に記載の介助ロボット。
【請求項３】
前記介助ロボットは、前記一対の支持アームのそれぞれに連結され、当該連結位置から前記進行方向の前方側に延伸するブラケットをさらに備え、
前記保持装置は、前記ブラケットを介して前記一対の支持アームに支持され、
前記保持装置と前記ブラケットとの連結位置は、前記一対の支持アームと前記ブラケットとの連結位置よりも前記進行方向の前方側に位置する、請求項１または２に記載の介助ロボット。
【請求項４】
基台と、
前記基台の進行方向を前方とした左右方向の両側にそれぞれ配置された一対の支持アームと、
前記一対の支持アームのそれぞれに連結され、当該連結位置から前記進行方向の前方側に延伸するブラケットと、
前記ブラケットを介して前記一対の支持アームに支持され、被介助者の体の一部を保持した状態で前記一対の支持アームに対して前後動および傾動を含む補助動作可能な保持装置と、
前記一対の支持アームの前記左右方向の間に配置され、前記保持装置に一体的に設けられ、前記保持装置の前記補助動作の駆動を行う補助動作アクチュエータと、を備え、
前記保持装置と前記ブラケットとの連結位置は、前記一対の支持アームと前記ブラケットとの連結位置よりも前記進行方向の前方側に位置する介助ロボット。
【請求項５】
前記保持装置は、
前記ブラケットを介して前記一対の支持アームに固定される本体部と、
前記本体部に設けられ、前記補助動作を案内するガイド部材と、
前記ガイド部材に対して相対移動可能に保持されて前記ガイド部材の案内方向に沿って移動する被案内部材と、
前記被案内部材を保持して、当該被案内部材の移動により前記補助動作を行う動作部材と、
前記動作部材に取り付けられ、前記被介助者を保持する保持部材と、
を備える、請求項３または４に記載の介助ロボット。
【請求項６】
前記補助動作には、前記一対の支持アームに対する前記保持部材の前後動および傾動が含まれ、
前記保持装置は、
互いの間隔が前記進行方向の前方側に向かうに従って広がる一対の前記ガイド部材と、
一対の前記ガイド部材のそれぞれに対応して前記動作部材に複数設けられ、互いの間隔を一定に維持された複数の前記被案内部材と、
を備える、請求項２または５に記載の介助ロボット。
【請求項７】
一対の前記ガイド部材は、水平面に対して前記進行方向の前方側が下方に傾斜してそれぞれ配置される、請求項６に記載の介助ロボット。
【請求項８】
一対の前記ガイド部材は、レール部材であり、且つ直線状に形成される、請求項６または７に記載の介助ロボット。
【請求項９】
前記補助動作は、前記保持部材の前後動に前記保持部材の傾動が連動する動作であり、
前記保持装置は、前記補助動作に伴う前記保持部材の上下方向の変位量が単調増加される、請求項２，５−８の何れか一項に記載の介助ロボット。
【請求項１０】
前記補助動作アクチュエータは、
前記保持装置の前記本体部に傾動不能に設けられる回転駆動源と、
前記保持装置の前記本体部に傾動不能に設けられ、前記回転駆動源の出力軸に連結されて前記回転駆動源により回転駆動されるねじ軸と、
前記保持装置の前記動作部材に傾動可能に設けられ、前記ねじ軸に係合して前記ねじ軸の回転に伴って前記ねじ軸に沿って移動するナット部材と、
を備える、請求項２，５−９の何れか一項に記載の介助ロボット。
【請求項１１】
前記保持装置と前記ブラケットとの連結位置は、前記ガイド部材における前記進行方向の中央部よりも前記進行方向の後方側に位置する、請求項５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１，２には、被介助者の起立動作および着座動作を補助する介助ロボットが開示されている。特許文献２の介助ロボットは、保持部材により被介助者を保持した状態で移動可能に構成されている。特許文献２の介助ロボットおいて、基台の左右方向の両側に配置された一対の支持アームにより上記の保持部材が支持される。このような構成により、特許文献２の介助ロボットは、補助された状態にある被介助者の脚部の周囲のスペースを確保している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−２１７６８６号公報
【特許文献２】特開２０１３−１６２８９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
被介助者の動作を補助する介助ロボットには、被介助者を保持する保持部材の前後動や傾動など種々の補助動作を可能とすることが求められる。一方で、介助ロボットには、乗降の容易化などを目的として、他の介助機器等との干渉を起こしにくい構成であることが求められる。【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、補介助者を保持する保持部材の補助動作を可能としつつ、他の介助機器等との干渉を抑制でき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】
請求項１に係る介助ロボットは、基台と、前記基台の進行方向を前方とした左右方向の両側にそれぞれ配置され、前記基台に対して上下方向に伸縮可能な一対の支持アームと、前記一対の支持アームの伸縮動作の駆動を行う昇降アクチュエータと、前記一対の支持アームに直接または間接的に支持され、被介助者の体の一部を保持した状態で前記一対の支持アームに対して前後動または傾動を含む補助動作可能な保持装置と、前記一対の支持アームの前記左右方向の間に配置され、前記保持装置に一体的に設けられ、前記保持装置の前記補助動作の駆動を行う補助動作アクチュエータと、を備える。【０００７】
請求項４に係る介助ロボットは、基台と、前記基台の進行方向を前方とした左右方向の両側にそれぞれ配置された一対の支持アームと、前記一対の支持アームのそれぞれに連結され、当該連結位置から前記進行方向の前方側に延伸するブラケットと、前記ブラケットを介して前記一対の支持アームに支持され、被介助者の体の一部を保持した状態で前記一対の支持アームに対して前後動および傾動を含む補助動作可能な保持装置と、前記一対の支持アームの前記左右方向の間に配置され、前記保持装置に一体的に設けられ、前記保持装置の前記補助動作の駆動を行う補助動作アクチュエータと、を備える。前記保持装置と前記ブラケットとの連結位置は、前記一対の支持アームと前記ブラケットとの連結位置よりも前記進行方向の前方側に位置する。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１に係る発明の構成によると、保持装置が一対の支持アームにより支持されるので、補助された状態にある被介助者の脚部の周囲のスペースを確保できる。保持装置の補助動作を駆動する補助動作アクチュエータは、一対の支持アームの間に配置される。これにより、補助動作アクチュエータを中心部に集約でき、また保持装置の周囲のスペースを確保できる。よって、一対の支持アームの上端部にアクチュエータを介在させて保持装置を配置する構成と比較して、他の介助機器等との干渉を抑制できる。【０００９】
請求項４に係る発明の構成によると、保持装置が一対の支持アームにより支持されるので、補助された状態にある被介助者の脚部の周囲のスペースを確保できる。保持装置の補助動作を駆動する補助動作アクチュエータは、一対の支持アームの間で、且つ一対の支持アームよりも前方に配置される。これにより、補助動作アクチュエータを中心部に集約しつつ、一対の支持アームの間にスペースを確保できる。よって、保持装置と一対の支持アームとの間にアクチュエータを介在させて配置する構成と比較して、他の介助機器等との干渉をより確実に抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態における介助ロボットを進行方向の右上側から見た斜視図である。
【図２】図１の介助ロボットの各種カバー部材を取り除いて内部構造を示す斜視図である。
【図３】図２の介助ロボットを上方から見た上面図である。
【図４】図２の介助ロボットを進行方向右側から見た側面図である。
【図５】図２の介助ロボットにおける昇降アームが伸長し、且つ補助部材が前端側に移動した状態を進行方向右側から見た側面図である。
【図６】補助動作アクチュエータを透視して示すとともに、保持装置の補助動作を示す拡大側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の介助ロボットを具体化した実施形態について図面を参照して説明する。介助ロボットは、被介助者の起立動作および着座動作の補助に用いられる。
【００１２】
＜実施形態＞
（１．介助ロボット１の全体構成）
介助ロボット１は、被介助者の体の一部（例えば、上半身）を支えて起立動作および着座動作を補助する。介助ロボット１は、図１および図２に示すように、基台１０、一対の昇降アーム２０、昇降アクチュエータ３０、保持装置５０、補助動作アクチュエータ８０、および制御装置９０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。
【００１３】
基台１０は、地面に設置する部位である。基台１０は、図３に示すように、上方からの平面視で、後方に開口するＵ字形状に形成される。基台１０は、２つの前輪１５および２つの後輪１６を備える。基台１０は、進行方向に前進および後退可能に構成される。基台１０には、図１に示すように、内部を覆って保護する基台用カバー１１が装着される。
【００１４】
一対の昇降アーム２０（本発明の「支持アーム」相当する）は、基台１０の進行方向を前方とした左右方向の両側にそれぞれ配置される。昇降アーム２０は、本実施形態において、基台１０に対して上下方向に伸縮可能に構成される。昇降アーム２０は、図４および図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。一対の昇降アーム２０には、図１に示すように、内部を覆って保護するアーム用カバー２５が装着される。
【００１５】
昇降アクチュエータ３０は、基台１０に対する一対の昇降アーム２０の伸縮動作の駆動を行う。本実施形態において、昇降アクチュエータ３０は、一対の昇降アーム２０のそれぞれに対応して配置される。昇降アクチュエータ３０の駆動により、昇降アーム２０の上部に設けられた保持装置５０は、基台１０に対して下降端にある状態（図４を参照）、上昇端にある状態（図５を参照）、およびこれらの間の所定位置にある状態を適宜制御される。
【００１６】
ブラケット４０は、一対の昇降アーム２０に保持装置５０を取り付けるための部材である。ブラケット４０は、本実施形態において、一対の昇降アーム２０のそれぞれに対応して一対で配置される。ブラケット４０は、昇降アーム２０の伸縮動作に伴って、基台１０に対して上下方向に昇降する。
【００１７】
保持装置５０は、被介助者の体の位置を保持した状態で一対の昇降アーム２０に対して前後動または傾動を含む補助動作可能に構成される。なお、「補助動作」には、本実施形態において、被介助者の胴体を基台１０に対して前後方向に移動させる前後動、および被介助者の胴体を基台１０に対して所定の角度まで前傾させる傾動の両方が含まれる。より詳細には、本実施形態の「補助動作」は、上記の前後動に傾動が連動する動作である。
【００１８】
保持装置５０は、図３に示すように、上方からの平面視で、一対の昇降アーム２０の間に配置される。また、保持装置５０は、図２〜図５に示すように、ブラケット４０を介して一対の昇降アーム２０に支持される。なお、介助ロボット１は、保持装置５０がブラケット４０を介さずに一対の昇降アーム２０に直接的に支持される構成としてもよい。
【００１９】
補助動作アクチュエータ８０は、保持装置５０の補助動作の駆動を行う。本実施形態において、補助動作アクチュエータ８０は、一対の昇降アーム２０の間における中間位置Ｐｍに対して左右方向の中心を揃えて配置され、保持装置５０に一体的に設けられる。補助動作アクチュエータ８０の駆動により、保持装置５０は、図６の実線で示すようにアタッチメント６０を最後端で且つ起こした状態、図６の破線で示すようにアタッチメント６０を最前端で且つ傾斜させた状態、およびこれらの間の所定位置で且つ対応する角度にある状態を適宜制御される。
【００２０】
制御装置９０は、介助ロボット１を用いて被介助者の介助を行う介助者の操作に応じて、昇降アクチュエータ３０および補助動作アクチュエータ８０の動作を制御する。制御装置９０は、本実施形態において、基台１０のメインフレーム１４に収容される。制御装置９０は、昇降アクチュエータ３０および補助動作アクチュエータ８０に対して電力を供給可能に配線される。制御装置９０は、上記操作を含む入力信号に基づいて、昇降アクチュエータ３０および補助動作アクチュエータ８０の各種動作の駆動を制御する。
【００２１】
（２．基台１０の構成）
介助ロボット１は、図１に示すように、基台１０の基台用カバー１１、昇降アーム２０のアーム用カバー２５、ブラケット４０および保持装置５０の保持用カバー５３により内部を覆って保護される。図２〜図６は、各種カバーを取り除いた介助ロボット１の内部構造を示す。
【００２２】
基台１０は、サイドフレーム１２およびメインフレーム１４を備える。サイドフレーム１２は、被介助者が介助ロボット１の内側に入るために必要な左右方向の間隔を開けて配置される。メインフレーム１４は、左右のサイドフレーム１２の前端部同士を連結する。メインフレーム１４は、昇降アクチュエータ３０や補助動作アクチュエータ８０の駆動に必要な制御装置９０やバッテリー等を収容する。
【００２３】
サイドフレーム１２の前端部には、左右一対の前輪１５がそれぞれ設けられる。サイドフレーム１２の後端部には、左右一対の後輪１６がそれぞれ設けられる。一対の前輪１５は、介助ロボット１の進行方向に応じて旋回する。ここで、前輪１５および後輪１６は、本実施形態において、駆動する機能を有しない。介助ロボット１は、前輪１５または後輪１６を電動モータ等により駆動可能な駆動輪とする構成を採用し得る。
【００２４】
（３．昇降アーム２０および昇降アクチュエータ３０の詳細構成）
一対の昇降アーム２０は、第一アーム部２１、第二アーム部２２、および第三アーム部２３をそれぞれ備える。第一アーム部２１、第二アーム部２２および第三アーム部２３は、直線の長尺状に形成される。第一アーム部２１は、基台１０のサイドフレーム１２に固定される。第一アーム部２１は、基台１０に対して前方に所定角度（例えば８０度）だけ傾斜した状態で固定される。
【００２５】
第二アーム部２２は、第一アーム部２１に対して長手方向にスライドする。第二アーム部２２は、第二アーム部２２の大部分が第一アーム部２１に収容されて、第一アーム部２１に対して収縮した状態とされる。第三アーム部２３は、第二アーム部２２に対して長手方向にスライドする。第三アーム部２３の上端には、ブラケット４０が固定される。第三アーム部２３は、第三アーム部２３の大部分が第二アーム部２２に収容されて、第二アーム部２２に対して収縮した状態とされる。
【００２６】
従って、図４に示すように、第三アーム部２３の大部分が第二アーム部２２に収容され、且つこの第二アーム部２２の大部分が第一アーム部２１に収容されて、昇降アーム２０が上下方向に最小に収縮した状態とされる。このとき、昇降アーム２０の上端に固定されたブラケット４０は、最下位置に位置する状態となる。
【００２７】
一方で、図５に示すように、第三アーム部２３が第一アーム部２１に上下方向に重なることなく、第三アーム部２３が第一アーム部２１から上方に離れた位置にて第二アーム部２２に支持され、昇降アーム２０が上下方向に最大に伸長した状態とされる。このとき、昇降アーム２０の上端に固定されたブラケット４０は、最上位置に位置する状態となる。
【００２８】
昇降アクチュエータ３０は、基台１０および昇降アーム２０に亘って設けられる。昇降アクチュエータ３０は、回転駆動源３１、第一昇降機構３２、および第二昇降機構３３を備える。回転駆動源３１は、制御装置９０より電力を供給されて駆動力を出力する電動モータと、駆動力を減速する減速機構とを有する。
【００２９】
第一昇降機構３２は、回転駆動源３１が出力する駆動力により、第一アーム部２１に対して第二アーム部２２を昇降させる送りねじ機構を有する。第二昇降機構３３は、第一昇降機構３２の駆動に連動して、第二アーム部２２に対して第三アーム部２３を昇降させるベルト機構を有する。このような構成により、回転駆動源３１による駆動力の回転方向および回転数に応じて第一昇降機構３２および第二昇降機構３３が駆動して、昇降アーム２０が伸縮される。
【００３０】
（４．ブラケット４０の構成）
ブラケット４０は、本実施形態において、一対の昇降アーム２０のそれぞれに対応して一対で配置される。一対のブラケット４０は、左右対称の形状からなり、第一取付部材４１および第二取付部４２をそれぞれ有する。第一取付部材４１の一端は、昇降アーム２０における第三アーム部２３の上端に接続される。第一取付部材４１の他端は、第二取付部４２の一端に連結される。第二取付部４２の他端は、保持装置５０に下面部に連結される。
【００３１】
このような構成により、ブラケット４０は、昇降アーム２０の伸縮動作に伴って、基台１０に対して上下方向に昇降する。また、一対のブラケット４０それぞれは、図３に示すように、全体形状としては一対の昇降アーム２０との連結位置Ｐ１から進行方向の前方側に延伸する形状をなしている。よって、図３および図４に示すように、保持装置５０とブラケット４０との連結位置Ｐ２は、一対の昇降アーム２０とブラケット４０との連結位置Ｐ１よりも進行方向の前方側に位置する。
【００３２】
（５．保持装置５０および補助動作アクチュエータ８０の構成）
補助動作可能な保持装置５０は、図３に示すように、一対の昇降アーム２０の間における中間位置Ｐｍに対して左右方向の中心を揃えて配置される。また、保持装置５０は、図２〜図５に示すように、ブラケット４０を介して一対の昇降アーム２０に支持される。これにより、保持装置５０は、一対の昇降アーム２０に荷重を分散して支持される。
【００３３】
保持装置５０は、駆動本体５１（本発明の「本体部」に相当する）、動作フレーム５２（本発明の「動作部材」に相当する）、アタッチメント６０（本発明の「保持部材」に相当する）、および一対のレール機構７０を備える。駆動本体５１は、長手方向視で上方に開口するＵ字状に形成される。駆動本体５１は、ブラケット４０を介して一対の昇降アーム２０に固定される。また、駆動本体５１は、保持装置５０の補助動作を駆動する補助動作アクチュエータ８０の主要部を収容する。
【００３４】
動作フレーム５２は、一対のレール機構７０を介して駆動本体５１に保持される。動作フレーム５２は、後述するレール機構７０の第一被案内部材７３および第二被案内部材７４を保持して、当該第一被案内部材７３および第二被案内部材７４の移動により駆動本体５１に対して前後動しながら傾動する補助動作を行う。動作フレーム５２には、保持用カバー５３およびアタッチメント６０が着脱可能に取り付けられる。
【００３５】
アタッチメント６０は、被介助者に応じて適宜交換される。アタッチメント６０は、取付部６１と、胴体パッド６２、グリップ６３、および左右の脇保持部６４を備える。取付部６１は、保持装置５０の動作フレーム５２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形成される。胴体パッド６２は、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。胴体パッド６２は、被介助者の胴体における胸部から腹部に亘って保持する。
【００３６】
グリップ６３は、アタッチメント６０における前方部に固定される。グリップ６３は、アタッチメント６０に保持された被介助者が把持可能に形成される。また、グリップ６３の前部は、被介助者の介助を行う介助者が把持する部位であり、介助ロボット１を牽引等する際に用いられる。左右の脇保持部６４は、円弧状に形成され、胴体パッド６２の左右方向の両側にそれぞれ配置される。脇保持部６４は、被介助者の両脇に挟まれて、被介助者の前後動を規制する。
【００３７】
一対のレール機構７０は、駆動本体５１の左右両側の側面と動作フレーム５２の内周面との間にそれぞれ設けられる。レール機構７０は、駆動本体５１に対する動作フレーム５２の移動経路を構成する。レール機構７０は、第一レール部材７１、第二レール部材７２、第一被案内部材７３、第二被案内部材７４、第一連結軸７５、および第二連結軸７６を有する。第一レール部材７１および第二レール部材７２は、駆動本体５１の側面に固定される案内路であり、本発明の「ガイド部材」に相当する。
【００３８】
第一レール部材７１および第二レール部材７２は、本実施形態において、ともに直線状に形成される。第一レール部材７１は、駆動本体５１の長手方向に平行に配置される。第二レール部材７２は、第一レール部材７１の下方において、駆動本体５１の長手方向に対して傾斜して配置される。さらに、第一レール部材７１および第二レール部材７２は、水平面（図６の左右方向を含む平面）に対して進行方向の前方側が下方に傾斜して配置される。換言すると、第一レール部材７１および第二レール部材７２は、それぞれの後端部に対してそれぞれの前端部が低くなるように傾斜して配置される。
【００３９】
上記のような位置関係において、第一レール部材７１および第二レール部材７２は、図６に示すように、互いの間隔が進行方向の前方側に向かうに従って広がるように配置される。つまり、第一レール部材７１および第二レール部材７２の後方側のレール間距離Ｓｒよりも前方側のレール間距離Ｓｆの方が大きくなるように（Ｓｒ＜Ｓｆ）、第一レール部材７１および第二レール部材７２は、非平行に配置される。
【００４０】
第一被案内部材７３は、第一レール部材７１に対して相対移動可能に保持されて、第一レール部材７１の案内方向（第一レール部材７１の延伸方向）に沿って移動する。第二被案内部材７４は、第二レール部材７２に対して相対移動可能に保持されて、第二レール部材７２の案内方向（第二レール部材７２の延伸方向）に沿って移動する。第一被案内部材７３および第二被案内部材７４は、例えば対応するレール部材のレール溝に係合しつつ転動可能な転動体により構成される。
【００４１】
第一連結軸７５は、第一被案内部材７３に設けられ、動作フレーム５２に対して第一被案内部材７３が当該第一連結軸７５の軸線周りに相対回転可能に動作フレーム５２と第一被案内部材７３とを連結する。第二連結軸７６は、第二被案内部材７４に設けられ、動作フレーム５２に対して第二被案内部材７４が当該第二連結軸７６の軸線周りに相対回転可能に動作フレーム５２と第二被案内部材７４とを連結する。
【００４２】
上記のように、第一被案内部材７３および第二被案内部材７４の各々は、一対の第一レール部材７１および第二レール部材７２に対応して設けられる。さらに、第一被案内部材７３および第二被案内部材７４は、第一連結軸７５および第二連結軸７６を介して、動作フレーム５２を回転可能に支持する。このような構成により、第一被案内部材７３および第二被案内部材７４は、動作フレーム５２によって、互いの間隔を一定に維持される。なお、一対のレール機構７０は、左右対称に構成される。
【００４３】
また、本実施形態において、保持装置５０とブラケット４０との連結位置Ｐ２は、一対の第一レール部材７１および第二レール部材７２における進行方向の中央部Ｐ３よりも進行方向の後方側に位置する。つまり、保持装置５０は、一対の第一レール部材７１および第二レール部材７２に対する第一被案内部材７３および第二被案内部材７４の可動範囲における中央部Ｐ３よりも後方側にて、ブラケット４０を介して一対の昇降アーム２０に支持される。
【００４４】
補助動作アクチュエータ８０は、上述したように、一対の昇降アーム２０に対する保持装置５０の前後動および傾動を含む補助動作の駆動を行う。ここで、介助ロボットには、補助動作アクチュエータが複数設けられるタイプがある。このタイプは、例えば一対の支持アーム（本実施形態における昇降アーム２０に相当する）により保持装置を支持する構成において、保持装置と一方の支持アームとの間、および保持装置と他方の支持アームとの間の両方に同期して駆動するアクチュエータを備える。
【００４５】
これに対して、本実施形態の介助ロボット１は、一本化された単数の補助動作アクチュエータ８０により一対の昇降アーム２０に支持された保持装置５０の補助動作を駆動する構成を採用する。補助動作アクチュエータ８０は、回転駆動源８１、ねじ軸８２、およびナット部材８３を備える。
【００４６】
回転駆動源８１は、制御装置９０より電力を供給されて駆動力を出力する電動モータと、駆動力を減速する減速機構とを有する。回転駆動源８１は、保持装置５０の駆動本体５１に固定される。ねじ軸８２は、減速機構を介して回転駆動源８１の出力軸に連結され、回転駆動源８１により回転駆動される。ねじ軸８２は、駆動本体５１にねじ軸８２の軸線周りに回転可能に支持されている。つまり、回転駆動源８１およびねじ軸８２は、保持装置５０の駆動本体５１に傾動不能に設けられている。
【００４７】
ナット部材８３は、一対のレール機構７０の各第一被案内部材７３に固定され、各第一被案内部材７３同士を連結する。ナット部材８３は、本実施形態において、それぞれの第一被案内部材７３が第一連結軸７５を介して保持装置５０の動作フレーム５２に対して相対回転可能であることから、動作フレーム５２に傾動可能となっている。ナット部材８３は、ねじ軸８２に係合し、ねじ軸８２の回転に伴ってねじ軸８２に沿って移動する。補助動作アクチュエータ８０は、上述したように、一対の昇降アーム２０の間における中間位置Ｐｍに対して左右方向の中心を揃えて配置され、保持装置５０に一体的に設けられる。
【００４８】
補助動作アクチュエータ８０は、回転駆動源８１の回転駆動によってねじ軸８２を回転させ、当該回転に伴ってナット部材８３をねじ軸８２の軸線方向に移動させる。このとき、レール機構７０の第一被案内部材７３および第二被案内部材７４が互いの間隔を一定に維持されているため、第一レール部材７１および第二レール部材７２の間隔および傾斜角度により動作フレーム５２の姿勢が決定される。結果として、動作フレーム５２は、直動機構である補助動作アクチュエータ８０の駆動によって、一対の昇降アーム２０および駆動本体５１に対して前後動しながら傾動する。
【００４９】
また、本実施形態の補助動作は、上述したように、アタッチメント６０の前後動にアタッチメント６０の傾動が連動する動作である。このような補助動作において、アタッチメント６０は、一対のレール機構７０により形成される動作フレーム５２の移動経路に沿って移動し、当該移動に伴って上下方向にある程度変位する。この上下方向の変位は、昇降アーム２０の伸縮によらないものである。
【００５０】
これに対して、本実施形態では、第一レール部材７１および第二レール部材７２の傾斜角度が適宜設定される。これにより、保持装置５０は、補助動作に伴うアタッチメント６０の上下方向の変位量が単調増加されるような構成としている。具体的には、アタッチメント６０は、図６に示すように、最後端から最前端へと移動した場合に、被介助者の胴体を保持する保持中心Ｎ１，Ｎ２が徐々に下降するように構成されている。即ち、アタッチメント６０の補助動作に伴って、アタッチメント６０の下方向への変位量が単調増加するように構成されている。
【００５１】
（６．介助ロボット１の動作）
制御装置９０は、例えば介助者による操作を受け付けた場合に、当該操作に関する操作情報を取得する。操作情報には、保持装置５０の昇降動作および補助動作が含まれる。制御装置９０は、現在の昇降アクチュエータ３０と補助動作アクチュエータ８０の状態情報（例えば、電動モータの回転インクリメント値など）を取得する。
【００５２】
制御装置９０は、取得した操作情報、昇降アクチュエータ３０と補助動作アクチュエータ８０の状態情報、および予め記憶されている設定情報に基づいて、昇降アクチュエータ３０および補助動作アクチュエータ８０の駆動を同期制御する。上記の設定情報には、例えば被介助者の伸長に応じて設定されたアタッチメント６０の上昇高さや、立位姿勢における被介助者の上体の前傾度合いを示すモード設定が含まれる。
【００５３】
より具体的には、被介助者の起立動作を補助する場合には、介助ロボット１は、保持装置５０により座位姿勢にある被介助者を保持して、アタッチメント６０を前方に移動させながら被介助者の上体が前傾するように傾動させる。同時に、介助ロボット１は、一対の昇降アーム２０を伸長させて、所定の上昇高さまでアタッチメント６０を上昇させる。その後に、介助ロボット１は、例えば予め設定されたモードに応じて、被介助者の上体を起こすようにアタッチメント６０を後方に移動させながら傾動させる。また、被介助者の着座動作を補助する場合には、介助ロボット１は、起立動作の補助する場合のアタッチメント６０の動作を概ね逆順で行うようにして、一対の昇降アーム２０および保持装置５０を動作させる。
【００５４】
ここで、補助動作アクチュエータ８０は、上記のように、一対の昇降アーム２０の間における中間位置Ｐｍに対して、当該保持装置５０の左右方向の中心を揃えて配置される。このような構成によると、一対の昇降アーム２０に対応して複数のアクチュエータを有する構成と比較して、部品点数が低減され、また複数のアクチュエータを対象とする同期制御が不要となり動作制御が簡易になる。また、駆動源としての補助動作アクチュエータ８０と左右の昇降アーム２０までの距離を等しいので重心位置が左右方向の中央となる。これにより、介助ロボット１の動作の安定化が図られている。
【００５５】
（７．実施形態の構成による効果）
介助ロボット１は、基台１０と、基台１０の進行方向を前方とした左右方向の両側にそれぞれ配置され、基台１０に対して上下方向に伸縮可能な一対の支持アーム（昇降アーム２０）と、一対の支持アーム（昇降アーム２０）の伸縮動作の駆動を行う昇降アクチュエータ３０と、一対の支持アーム（昇降アーム２０）に直接または間接的に支持され、被介助者の体の一部を保持した状態で一対の支持アーム（昇降アーム２０）に対して前後動または傾動を含む補助動作可能な保持装置５０と、一対の支持アーム（昇降アーム２０）の左右方向の間に配置され、保持装置５０に一体的に設けられ、保持装置５０の補助動作の駆動を行う補助動作アクチュエータ８０と、を備える。
【００５６】
このような構成によると、保持装置５０が一対の昇降アーム２０により支持されるので、補助された状態にある被介助者の脚部の周囲のスペースを確保できる。また、保持装置５０の補助動作を駆動する補助動作アクチュエータ８０は、一対の昇降アーム２０の間に配置される。これにより、補助動作アクチュエータ８０を中心部に集約でき、また保持装置５０の周囲のスペースを確保できる。よって、一対の昇降アーム２０の上端部にアクチュエータを介在させて保持装置５０を配置する構成と比較して、他の介助機器等との干渉を起こしにくい構成となり、当該干渉を抑制できる。
【００５７】
介助ロボット１は、基台１０と、基台１０の進行方向を前方とした左右方向の両側にそれぞれ配置された一対の支持アーム（昇降アーム２０）と、一対の支持アーム（昇降アーム２０）のそれぞれに連結され、当該連結位置Ｐ１から進行方向の前方側に延伸するブラケット４０と、ブラケット４０を介して一対の支持アーム（昇降アーム２０）に支持され、被介助者の体の一部を保持した状態で一対の支持アーム（昇降アーム２０）に対して前後動および傾動を含む補助動作可能な保持装置５０と、一対の支持アーム（昇降アーム２０）の左右方向の間に配置され、保持装置５０に一体的に設けられ、保持装置５０の補助動作の駆動を行う補助動作アクチュエータ８０と、を備える。保持装置５０とブラケット４０との連結位置Ｐ２は、一対の支持アーム（昇降アーム２０）とブラケット４０との連結位置Ｐ１よりも進行方向の前方側に位置する。
【００５８】
このような構成によると、保持装置５０が一対の昇降アーム２０により支持されるので、補助された状態にある被介助者の脚部の周囲のスペースを確保できる。保持装置５０の補助動作を駆動する補助動作アクチュエータ８０は、一対の昇降アーム２０の間で、且つ一対の昇降アーム２０よりも前方に配置される。これにより、補助動作アクチュエータ８０を中心部に集約しつつ、一対の昇降アーム２０の間にスペースを確保できる。よって、保持装置５０と一対の昇降アーム２０との間にアクチュエータを介在させて配置する構成と比較して、他の介助機器等との干渉を起こしにくい構成となり、当該干渉をより確実に抑制できる。
【００５９】
さらに、介助ロボット１を左右方向から見て、一対の昇降アーム２０とブラケット４０との連結位置Ｐ１が荷重の支点となる。そのため、補助動作アクチュエータ８０と被介助者との荷重バランスがよくなり、装置全体としての動作安定性を向上できる。
【００６０】
また、保持装置５０は、直接またはブラケット４０を介して間接的に一対の支持アーム（昇降アーム２０）に固定される本体部（駆動本体５１）と、本体部（駆動本体５１）に設けられ、補助動作を案内するガイド部材（第一レール部材７１、第二レール部材７２）と、ガイド部材（第一レール部材７１、第二レール部材７２）に対して相対移動可能に保持されてガイド部材の案内方向（第一レール部材７１、第二レール部材７２）に沿って移動する被案内部材（第一被案内部材７３、第二被案内部材７４）と、被案内部材（第一被案内部材７３、第二被案内部材７４）を保持して、当該被案内部材（第一被案内部材７３、第二被案内部材７４）の移動により補助動作を行う動作部材（動作フレーム５２）と、動作部材（動作フレーム５２）に取り付けられ、被介助者を保持する保持部材（アタッチメント６０）と、を備える。
【００６１】
このような構成によると、一対の第一レール部材７１および第二レール部材７２により荷重を受けることができるので、保持装置５０の耐荷重を向上できる。また、補助動作アクチュエータ８０に伝達される荷重を低減できるので、補助動作アクチュエータ８０を小型化することが可能となる。
【００６２】
また、補助動作には、一対の支持アーム（昇降アーム２０）に対する保持部材（アタッチメント６０）の前後動および傾動が含まれる。保持装置５０は、互いの間隔が進行方向の前方側に向かうに従って広がる一対のガイド部材（第一レール部材７１、第二レール部材７２）と、一対のガイド部材（第一レール部材７１、第二レール部材７２）のそれぞれに対応して動作部材（動作フレーム５２）に複数設けられ、互いの間隔を一定に維持された複数の被案内部材（第一被案内部材７３、第二被案内部材７４）と、を備える。
【００６３】
このような構成によると、一対の第一レール部材７１および第二レール部材７２に沿った一対の第一被案内部材７３および第二被案内部材７４の動作によって、前後動および傾動を含む補助動作を駆動することが可能となる。また、一対の第一レール部材７１および第二レール部材７２により一対の第一被案内部材７３および第二被案内部材７４を支持するため、保持装置５０の耐荷重をさらに向上できる。
【００６４】
また、一対のガイド部材（第一レール部材７１，第二レール部材７２）は、水平面に対して進行方向の前方側が下方に傾斜してそれぞれ配置される。
【００６５】
このような構成によると、一対の第一レール部材７１および第二レール部材７２がともに前下がりになるように配置される。これにより、保持装置５０が前方に移動されると、第一被案内部材７３および第二被案内部材７４が下方に移動する。よって、保持装置５０に保持されて前方に移動する被介助者の進路を一対のレール機構７０が遮ることがなく、当該移動を妨げず、また被介助者の視界を良好にできる。また、被介助者の上体の前後動に連動して被介助者の上体を傾動させる補助動作において、被介助者の好適な保持高さを維持した制御が可能となる。
【００６６】
また、一対のガイド部材は、レール部材（第一レール部材７１、第二レール部材７２）であり、且つ直線状に形成される。
【００６７】
このような構成によると、汎用的な直線状のレール部材を適用できるので、保持装置５０の製造コストを低減できる。また、非平行に配置された一対の第一レール部材７１および第二レール部材７２により前後動に連動して傾動させることができるので、それぞれの動作に独立したアクチュエータを設ける構成と比較して、補助動作アクチュエータ８０を兼用にできる。よって、保持装置５０のうち被介助者を保持する部位の周囲にスペースを確保することができる。
【００６８】
また、補助動作は、保持部材（アタッチメント６０）の前後動に保持部材（アタッチメント６０）の傾動が連動する動作である。保持装置５０は、補助動作に伴う保持部材（アタッチメント６０）の上下方向の変位量が単調増加される。
【００６９】
このような構成によると、被介助者の上体の前後動に連動して被介助者の上体を傾動させる補助動作において、被介助者の保持高さを好適に制御できる。これにより、被介助者に対する補助動作において、被介助者に不快を感じさせることなく各種動作を補助できる。
【００７０】
また、補助動作アクチュエータ８０は、保持装置５０の本体部（駆動本体５１）に傾動不能に設けられる回転駆動源８１と、保持装置５０の本体部（駆動本体５１）に傾動不能に設けられ、回転駆動源８１の出力軸に連結されて回転駆動源８１により回転駆動されるねじ軸８２と、保持装置５０の動作部材（動作フレーム５２）に傾動可能に設けられ、ねじ軸８２に係合してねじ軸８２の回転に伴ってねじ軸８２に沿って移動するナット部材８３と、を備える。
【００７１】
このような構成によると、補助動作アクチュエータ８０は、送りねじ機構により構成される。このとき、保持装置５０においては、アタッチメント６０がレール機構７０により保持されるので、送りねじ機構のねじ軸８２に加えられる負荷が軽減される。よって、送りねじ機構による安定した補助動作の駆動を制御できるとともに、保持装置５０および補助動作アクチュエータ８０からなるユニットの耐久性を向上できる。
【００７２】
また、保持装置５０とブラケット４０との連結位置Ｐ２は、ガイド部材（第一レール部材７１、第二レール部材７２）における進行方向の中央部Ｐ３よりも進行方向の後方側に位置する。
【００７３】
このような構成によると、保持装置５０は、一対の第一レール部材７１および第二レール部材７２に対する一対の第一被案内部材７３および第二被案内部材７４の可動範囲に対して、中央部Ｐ３より後方側でブラケット４０を介して一対の昇降アーム２０に支持される。これにより、保持装置５０のうち被介助者を保持する部位の周囲にスペースを確実に確保することができる。
【００７４】
＜実施形態の変形態様＞
実施形態において、介助ロボット１は、補助動作に保持装置５０の前後動および傾動を含むものとした。これに対して、保持装置５０を昇降可能に支持する一対の支持アーム（実施形態における昇降アーム２０）を備える構成においては、補助動作が前後動または傾動のみであるものとして、本発明を適用することが可能である。
【００７５】
また、実施形態において、一対の支持アームは、保持装置５０を昇降可能に支持する一対の昇降アーム２０であるものとした。これに対して、補助動作に保持装置５０の前後動および傾動の両方が含まれる構成においては、一対の支持アームが昇降機能を有しないものとして、本発明を適用することが可能である。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。
【００７６】
実施形態において、保持装置５０は、レール機構７０を備える構成とした。このレール機構７０は、少なくとも１組のレール部材および被案内部材から構成されるものとしてもよい。また、レール部材は、直線状の他に、湾曲させた曲線状等に形成されるようにしてもよい。また、レール機構７０に換えて、または併用して、カム孔を有するガイド部材によりピンを支持して、アタッチメント６０の移動経路を案内する構成としてもよい。
【００７７】
また、昇降アクチュエータ３０および補助動作アクチュエータ８０には、直動機構として送りねじ機構を採用した。この他に、昇降アクチュエータ３０および補助動作アクチュエータ８０は、種々の直動機構や、アタッチメント６０の移動軌跡に応じた駆動機構を適用することができる。何れの構成においても、実施形態と同様の効果を奏する。
【符号の説明】
【００７８】
１：介助ロボット
１０：基台、  ２０：昇降アーム（支持アーム）
３０：昇降アクチュエータ、  ４０：ブラケット
５０：保持装置
５１：駆動本体（本体部）、  ５２：動作フレーム（動作部材）
６０：アタッチメント（保持部材）
７０：レール機構
７１：第一レール部材（ガイド部材）
７２：第二レール部材（ガイド部材）
７３：第一被案内部材、  ７４：第二被案内部材
８０：補助動作アクチュエータ、
８１：回転駆動源、  ８２：ねじ軸、  ８３：ナット部材
９０：制御装置
Ｐ１：第一連結位置、  Ｐ２：第二連結位置
Ｐ３：レール中央部、  Ｐｍ：中間位置
Ｓｒ，Ｓｆ：レール間距離
【図１】
2017017803.tif 000003
【図２】
2017017803.tif 000004
【図３】
2017017803.tif 000005
【図４】
2017017803.tif 000006
【図５】
2017017803.tif 000007
【図６】
2017017803.tif 000008
【国際調査報告】
2017017803.tif 000009
2017017803.tif 000010
2017017803.tif 000011
2017017803.tif 000012