(57)【要約】【課題】本発明は、ジョイスティック型電動車椅子に適した新規な警告装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明によれば、ジョイスティックで操縦する電動車椅子に対して取り付け自在な警告装置であって、前記ジョイスティックの近傍位置に取り付け自在な台座と、前記台座に対して前記電動車椅子の進行方向前後左右に揺動自在に支持される第１のリンク部材と、前記ジョイスティックの操縦レバーと前記第１のリンク部材を連結する第２のリンク部材と、前記第１のリンク部材のＸＹ方向の位置を検出する位置検出手段と、前記電動車椅子に取り付け自在な警告発生手段と、前記警告発生手段を制御するコントローラと、を含み、前記コントローラは、前記位置検出手段から入力される入力信号の信号レベルが所定の閾値に達したことに応答して前記警告発生手段から警告を発生させる、警告装置が提供される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ジョイスティックで操縦する電動車椅子に対して取り付け自在な警告装置であって、
前記ジョイスティックの近傍位置に取り付け自在な台座と、
前記台座に対して前記電動車椅子の進行方向前後左右に揺動自在に支持される第１のリンク部材と、
前記ジョイスティックの操縦レバーと前記第１のリンク部材を連結する第２のリンク部材と、
前記第１のリンク部材のＸＹ方向の位置を検出する位置検出手段と、
前記電動車椅子に取り付け自在な警告発生手段と、
前記警告発生手段を制御するコントローラと、
を含み、
前記コントローラは、
前記位置検出手段から入力される入力信号の信号レベルが所定の閾値に達したことに応答して前記警告発生手段から警告を発生させる、
警告装置。
【請求項２】
前記警告発生手段は、警告灯を含み、
前記コントローラは、
前記入力信号の前記信号レベルが所定の閾値に達したことに応答して前記警告灯から警告光を発生させる、
請求項１に記載の警告装置。
【請求項３】
前記警告灯は、停止ランプを含み、
前記コントローラは、
前記電動車椅子の進行方向前方に傾倒した前記第１のリンク部材が中立位置方向に戻るときに入力される前記入力信号の高域周波数成分の信号レベルが所定の閾値に達したことに応答して前記停止ランプを点灯させる、
請求項２に記載の警告装置。
【請求項４】
前記警告灯は、右折ランプおよび左折ランプを含み、
前記コントローラは、
前記第１のリンク部材が前記電動車椅子の進行方向右方に傾倒したときに入力される前記入力信号の前記信号レベルが所定の閾値に達したことに応答して前記右折ランプを点滅させ、
前記第１のリンク部材が前記電動車椅子の進行方向左方に傾倒したときに入力される前記入力信号の前記信号レベルが所定の閾値に達したことに応答して前記左折ランプを点滅させる、
請求項２または３に記載の警告装置。
【請求項５】
前記警告灯は、後進ランプを含み、
前記コントローラは、
前記第１のリンク部材が前記電動車椅子の進行方向後方に傾倒したときに入力される前記入力信号の前記信号レベルが所定の閾値に達したことに応答して前記後進ランプを点滅させる、
請求項２〜４のいずれか一項に記載の警告装置。
【請求項６】
前記警告発生手段は、音声発生器を含み、
前記コントローラは、
前記音声発生器から前記警告として警報音を発生させる、
請求項１〜５のいずれか一項に記載の警告装置。
【請求項７】
ジョイスティックで操縦する電動車椅子に搭載される警告装置であって、
前記電動車椅子に取り付けられた警告発生手段と、
前記警告発生手段を制御するコントローラと、
を含み、
前記コントローラは、
前記ジョイスティックから入力されるジョイスティック信号の信号レベルが所定の閾値に達したことに応答して前記警告発生手段から警告を発生させる、
警告装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、警告装置に関し、より詳細には、ジョイスティックで操縦する電動車椅子に適した警告装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ジョイスティックで操縦する電動車椅子が身体障害者に広く用いられている（例えば、特許文献１）。その中でも特に、重度身体障害者にとって、数少なく残された機能（手、足、口、顎、など）を使って操縦することができるジョイスティック型の電動車椅子は、欠かせない移動手段となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−６４６２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に、重度身体障害者がジョイスティック型電動車椅子を操縦する場合、これを補助する目的で、介助者が電動車椅子の後ろをついて歩くことがあるが、その場合、介助者が電動車椅子の停止に気づくのが遅れて、前方の車椅子に蹴躓くことがよくあり、電動車椅子の搭乗者および介助者の双方にとって非常に危険である。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、ジョイスティック型電動車椅子に適した新規な警告装置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】
本発明者は、ジョイスティック型電動車椅子に適した新規な警告装置につき鋭意検討した結果、以下の構成に想到し、本発明に至ったのである。
【０００７】
すなわち、本発明によれば、ジョイスティックで操縦する電動車椅子に対して取り付け自在な警告装置であって、前記ジョイスティックの近傍位置に取り付け自在な台座と、前記台座に対して前記電動車椅子の進行方向前後左右に揺動自在に支持される第１のリンク部材と、前記ジョイスティックの操縦レバーと前記第１のリンク部材を連結する第２のリンク部材と、前記第１のリンク部材のＸＹ方向の位置を検出する位置検出手段と、前記電動車椅子に取り付け自在な警告発生手段と、前記警告発生手段を制御するコントローラと、を含み、前記コントローラは、前記位置検出手段から入力される入力信号の信号レベルが所定の閾値に達したことに応答して前記警告発生手段から警告を発生させる、警告装置が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
上述したように、本発明によれば、ジョイスティック型電動車椅子に適した新規な警告装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態の電動車椅子用警告装置を搭載した電動車椅子を示す図。
【図２】本実施形態の電動車椅子用警告装置の機構を説明するための図。
【図３】本実施形態の電動車椅子用警告装置の位置検出手段を説明するための図。
【図４】本実施形態の電動車椅子用警告装置のハードウェア構成を示す図。
【図５】本実施形態のコントローラのハードウェア構成を示す図。
【図６】本実施形態のコントローラのソフトウェア構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を図面に示した実施の形態をもって説明するが、本発明は、図面に示した実施の形態に限定されるものではない。なお、以下に参照する各図においては、共通する要素について同じ符号を用い、適宜、その説明を省略するものとする。
【００１１】
本発明の電動車椅子用警告装置は、ジョイスティックで操縦する電動車椅子（以下、単に、電動車椅子という場合がある）に対して後付け可能に構成されている。この点、図１（ａ）は、本実施形態の電動車椅子用警告装置（以下、単に、警告装置という場合がある）を取り付ける前のジョイスティック型の電動車椅子５０を示し、図１（ｂ）は、本実施形態の警告装置を取り付けた後の電動車椅子５０を示す。
【００１２】
図１（ａ）に示すように、電動車椅子５０は、操縦装置としてジョイスティック２０を搭載する。一方、本実施形態の警告装置は、図１（ｂ）に示すように、ジョイスティック２０の操縦レバー２２の動きを検知するための動き検知機構１０と、警告発生手段としての機能を果たす警告パネル３０と含んで構成されており、動き検知機構１０と警告パネル３０は、図示しないコントローラに対し、有線または無線を介して、通信可能に接続されている。
【００１３】
図１（ｂ）に拡大して示すように、動き検知機構１０は、ジョイスティック２０の近傍位置に取り付け自在な台座１２と、台座１２に支持されるリンク部材１４と、ジョイスティック２０の操縦レバー２２とリンク部材１４を連結するリンク部材１５を含んで構成されている。
【００１４】
また、図１（ｂ）に拡大して示すように、警告パネル３０は、警告灯としての機能を果たす、停止ランプ３２、後進ランプ３４、右折ランプ３６、および左折ランプ３７を含み、音声発生器３８としての機能を果たすスピーカーを含んで構成されている。
【００１５】
以上、本実施形態の警告装置の構成の概略を説明したが、続いて、動き検知機構１０とジョイスティック２０が連動する機構を図２に基づいて説明する。ここで、図２（ａ）は、動き検知機構１０とジョイスティック２０を車椅子５０の側面から見た図を示し、図２（ｂ）は、動き検知機構１０とジョイスティック２０を車椅子５０の正面から見た図を示す。
【００１６】
動き検知機構１０において、リンク部材１４は、台座１２に対してＸＹ方向に揺動自在に支持されている。ここで、本実施形態では、台座１２は、そのＹ方向が車椅子５０の進行方向の前後方向に合致し、そのＸ方向が車椅子５０の進行方向の左右方向に合致するように、車椅子５０のフレームに対して取り付けられる。
【００１７】
一方、リンク部材１５によって、ジョイスティック２０の操縦レバー２２の根元の部分とリンク部材１４の上端部とが、並進２自由度の対偶１６ａ、１６ｂを介して連結されている。これにより、車椅子５０のフレーム、操縦レバー２２、リンク部材１５およびリンク部材１４が四節リンク機構を構成し、これは、操縦レバー２２とリンク部材１４を２つの「てこ」とする両てこ機構となる。
【００１８】
その結果、図２（ａ）に示すように、操縦レバー２２を前後に傾倒すると、これに追従してリンク部材１４が前後に傾倒し、図２（ｂ）に示すように、操縦レバー２２を左右に傾倒すると、これに追従してリンク部材１４が左右に傾倒するようになる。
【００１９】
一方、台座１２の内部には、位置検出手段１３として、２軸ポテンションメーターが搭載されている。ここで、位置検出手段１３は、図３に示すように、リンク部材１４が車椅子５０の進行方向前方に傾倒した場合には、その傾倒量に応じた正のＹ軸電圧（＋）を出力し、リンク部材１４が進行方向後方に傾倒した場合には、その傾倒量に応じた負のＹ軸電圧（−）を出力し、リンク部材１４が進行方向右方に傾倒した場合には、その傾倒量に応じた正のＸ軸電圧（＋）を出力し、リンク部材１４が進行方向左方に傾倒した場合には、その傾倒量に応じた負のＸ軸電圧（−）を出力するようになっている。
【００２０】
そして、図４に示すように、位置検出手段１３が出力した検出信号（Ｘ軸電圧、Ｙ軸電圧）は、Ａ／Ｄ変換回路４０でデジタル信号に変換された後、コントローラ１００に入力される。なお、コントローラ１００は、電動車椅子５０の任意の場所に配置することができ、動き検知機構１０の台座１２の中に配置してもよいし、他の適切な場所に配置してもよい。
【００２１】
図５は、コントローラ１００のハードウェア構成を示す。図５に示すように、コントローラ１００に入力される入力信号１（Ｙ軸電圧）と入力信号２（Ｘ軸電圧）は、各々が２つの系に分岐する。
【００２２】
まず、入力信号１（Ｙ軸電圧）の系について説明する。
【００２３】
入力信号１の一方の系では、ローパスフィルタ１０２が入力信号１の高域ノイズを除去し、その下流のハイパスフィルタ１０３が入力信号１の高域周波数成分を取り出して比較回路１０４に入力する。これを受けて、比較回路１０４は、ハイパスフィルタ１０３から入力された入力信号１の高域周波数成分の信号レベルと閾値１を比較し、当該信号レベルが閾値１に達している場合には、「停止検出信号」をドライブ回路４２（図４）と音声信号生成回路１０８の双方に出力する。なお、本実施形態では、閾値１として、停止操作時における操縦レバー２２の動きに追従して進行方向前方に傾倒したリンク部材１４が中立位置方向に戻るときの動きの加速度に対応する入力信号１の高域周波数成分を検出しうるような適切な負の値が設定される。
【００２４】
入力信号１の他方の系では、入力信号１が比較回路１０５に直接入力する。これを受けて、比較回路１０５は、入力された入力信号１の信号レベルと閾値２を比較し、当該信号レベルが閾値２に達している場合には、「後進検出信号」をドライブ回路４４（図４）と音声信号生成回路１０８の双方に出力する。なお、本実施形態では、閾値２として、リンク部材１４が進行方向後方に所定量傾倒したことを検出しうるような適切な負の値が設定される。
【００２５】
ここで、中立位置にあるリンク部材１４が進行方向後方に傾倒するときに入力される入力信号１は常に負の値を取るが、通常、後進操作の際には、リンク部材１４はゆっくりと後方に傾倒するので、比較回路１０４に入力される信号のレベルが閾値１（負の値）に達するより前に、リンク部材１４の進行方向後方の傾倒量が所定量に達して入力信号１の信号レベルが閾値２（負の値）に達する結果、「後進検出信号」が先に出力される。
【００２６】
また、中立位置にあるリンク部材１４が進行方向前方に傾倒するときに入力される入力信号１は常に正の値を取るので、比較回路１０５に入力される信号レベルが閾値２（負の値）に達することはなく、加えて、当該入力信号１の高域周波数成分の信号レベルが閾値１（負の値）に達することもないので、この場合はいずれの検出信号も出力されない。
【００２７】
また、進行方向前方に傾倒したリンク部材１４が中立位置方向に戻る場合には、入力信号１は常に正の値を取るので、比較回路１０５に入力される信号レベルが閾値２（負の値）に達することはないが、一方で、停止操作時における操縦レバー２２の動きに追従して進行方向前方に傾倒したリンク部材１４が中立位置方向に戻る際には、入力信号１の高域周波数成分の信号レベルが閾値１（負の値）に達するため「停止検出信号」が出力されることになる。
【００２８】
次に、入力信号２（Ｘ軸電圧）の系について説明する。
【００２９】
入力信号２の一方の系では、入力信号２が比較回路１０６に直接入力する。これを受けて、比較回路１０６は、入力された入力信号１の信号レベルと閾値３を比較し、当該信号レベルが閾値３に達している場合には、「右折検出信号」をドライブ回路４６（図４）と音声信号生成回路１０８の双方に出力する。なお、本実施形態では、閾値３として、リンク部材１４が進行方向右方に所定量傾倒したことを検出しうるような適切な正の値が設定される。
【００３０】
入力信号２の他方の系では、入力信号２が比較回路１０７に直接入力する。これを受けて、比較回路１０７は、入力された入力信号２の信号レベルと閾値４を比較し、当該信号レベルが閾値４に達している場合には、「左折検出信号」をドライブ回路４７（図４）と音声信号生成回路１０８の双方に出力する。なお、本実施形態では、閾値４として、リンク部材１４が進行方向左方に所定量傾倒したことを検出しうるような適切な負の値が設定される。
【００３１】
ここで、中立位置にあるリンク部材１４が進行方向右方に傾倒するときに入力される入力信号２は常に正の値を取り、比較回路１０７に入力される信号のレベルが閾値４（負の値）に達することはなく、リンク部材１４の進行方向右方の傾倒量が所定量に達することで入力信号２の信号レベルが閾値３（正の値）に達したときに「右折検出信号」が出力される。
【００３２】
また、中立位置にあるリンク部材１４が左方向に傾倒するときに入力される入力信号２は常に負の値を取り、比較回路１０６に入力される信号のレベルが閾値１（正の値）に達することはなく、リンク部材１４の進行方向左方の傾倒量が所定量に達することで入力信号２の信号レベルが閾値４（負の値）に達したときに「左折検出信号」が出力される。
【００３３】
なお、本実施形態では、音声信号生成回路１０８は、比較回路１０４、１０５、１０６、１０７から入力される検出信号（停止・後進・右折・左折）の各々に対応する音声信号を生成し、ドライブ回路４８（図４）に出力する。
【００３４】
以上、位置検出手段１３からの入力信号を受けて４種類の検出信号（停止・後進・右折・左折）を出力する機能をハードウェア的に実現する実施形態を説明してきたが、本発明の別の実施形態では、上述したのと同等の機能をソフトウェア的に実現してもよい。
【００３５】
図６は、上述したのと同等の機能をソフトウェア的に実現した場合のコントローラ１００の機能ブロックを示す。ただし、図６においては、「停止検出信号」を出力するための機能構成のみを示しており、他の検出信号を出力するための機能構成については、その説明を省略するものとする。
【００３６】
まず、入力信号１（Ｙ軸電圧）は、移動平均処理部１１０と比較処理部１１４の双方に入力される。これを受けて、移動平均処理部１１０は、入力信号１に対して移動平均を施してこれを平滑化することで高域ノイズを除去し、ノイズ除去後の移動平均信号を遅延処理部１１２に出力する。
【００３７】
一方、遅延処理部１１２は、移動平均処理部１１０から入力された移動平均信号を遅延した遅延信号を生成し、加算処理部１１３に出力する。ここで、遅延信号は、移動平均信号から、進行方向前方に傾倒したリンク部材１４が中立位置方向に戻るときの動きの加速度に対応する入力信号１の高域周波数成分を取り除いた信号として生成される。
【００３８】
これを受けて、加算処理部１１３は、遅延処理部１１２から入力される遅延信号と閾値信号１を加算した比較信号を比較処理部１１４に出力する。なお、本実施形態では、閾値信号１として、停止操作時における操縦レバー２２の動きに追従して進行方向前方に傾倒したリンク部材１４が中立位置方向に戻るときの動きの加速度に対応する入力信号１の高域周波数成分を検出しうるような適切な信号レベル（負の値）が設定される。
【００３９】
これを受けて、比較処理部１１４は、入力信号１と加算処理部１１３から入力される比較信号を比較して、入力信号１が比較信号に到達するか否かを判断し、入力信号１が比較信号に到達した場合に「停止検出信号」を出力する。
【００４０】
再び図４に戻って説明を続ける。
【００４１】
コントローラ１００から停止検出信号が入力されたことを受けて、ドライブ回路４２は、停止ランプ３２を一定時間点灯させる。これと同時に、コントローラ１００から音声信号が入力されたことを受けて、ドライブ回路４８は、音声発生器３８に停止を警告する所定の警報音（連続音）を発生させる。
【００４２】
また、コントローラ１００から後進検出信号が入力されたことを受けて、ドライブ回路４４は、後進ランプ３４を一定時間点滅させる。これと同時に、コントローラ１００から音声信号が入力されたことを受けて、ドライブ回路４８は、音声発生器３８に後進を警告する所定の警報音（断続音）を発生させる。
【００４３】
また、コントローラ１００から右折検出信号が入力されたことを受けて、ドライブ回路４６は、右折ランプ３６を一定時間点滅させる。これと同時に、コントローラ１００から音声信号が入力されたことを受けて、ドライブ回路４８は、音声発生器３８に右折を警告する所定の警報音（断続音）を発生させる。
【００４４】
また、コントローラ１００から左折検出信号が入力されたことを受けて、ドライブ回路４７は、左折ランプ３７を一定時間点滅させる。これと同時に、コントローラ１００から音声信号が入力されたことを受けて、ドライブ回路４８は、音声発生器３８に左折を警告する所定の警報音（断続音）を発生させる。
【００４５】
以上、説明したように、本実施形態によれば、車椅子５０の搭乗者は、警告のために何らの追加的な操作を行うことなく、通常通り、ジョイスティック２０を操作するだけで、警告パネル３０が操作（停止、後進、右折、左折）に応じた警告（警告光、警報音）を自動的に遅滞なく発生する。これにより、特に、電動車椅子５０の後ろをついて歩く介助者は、電動車椅子５０の停止を遅滞なく気づくことができるので、危険が回避される。
【００４６】
なお、本実施形態では、進行方向前方に傾倒したリンク部材１４が中立位置方向に戻るときの動きの加速度に対応する入力信号１の高域周波数成分の信号レベルに基づいて停止検出信号の出力の要否を判断するので、停止操作を意図しない操縦レバー２２の微動やゆっくりとした動きに反応して誤った停止警告が発生することが防止される。
【００４７】
さらに、本実施形態の警告装置は、ジョイスティック型電動車椅子に対して、大きな改造を加えることなく、簡単に後付けができるので、既存の電動車椅子のユーザにとって経済的である。
【００４８】
以上、本発明について実施形態をもって説明してきたが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。
【００４９】
まず、上述した実施形態では、ジョイスティック２０の操縦レバー２２の動きを動き検知機構１０を介して検出し、その検出信号に基づいて警告を発生する態様を説明したが、別の実施形態では、ジョイスティック２０が出力するジョイスティック信号（Ｘ軸電圧、Ｙ軸電圧）を直接的に監視するようにし、当該ジョイスティック信号に上述したのと同様の信号処理を施した結果に基づいて警告を発生するようにしてもよい。
【００５０】
また、別の実施形態では、上述した構成の他に、４つの操作（停止、後進、右折、左折）に対応する４つの手動スイッチを補助的に設け、各手動スイッチの操作に応答して４つの警告灯（停止ランプ３２、後進ランプ３４、右折ランプ３６、左折ランプ３７）が警告を発生するようにしてもよい。
【００５１】
その他、当業者が推考しうる実施態様の範囲内において、本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００５２】
１０…動き検知機構、１２…台座、１３…位置検出手段、１４，１５…リンク部材、１６ａ，１６ｂ…対偶、２０…ジョイスティック、２２…操縦レバー、２４…台座、３０…警告パネル、３２…停止ランプ、３４…後進ランプ、３６…右折ランプ、３７…左折ランプ、３８…音声発生器、４０…Ａ／Ｄ変換回路、４２，４４，４６，４７，４８…ドライブ回路、５０…電動車椅子、１００…コントローラ、１０２…ローパスフィルタ、１０３…ハイパスフィルタ、１０４，１０５，１０６，１０７…比較回路、１０８…音声信号生成回路、１１０…移動平均処理部、１１２…遅延処理部、１１３…加算処理部、１１４…比較処理部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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