(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被介護者の起立動作を支援する起立動作支援システムであって、
前記被介護者の首部又は背中部を保持する第１保持部、
前記被介護者の腰部を保持する第２保持部、
前記第１保持部と前記第２保持部とを連結して前記被介護者の脇を保持する第３保持部、及び、
前記被介護者の胸部に位置する第２連結部を有し、かつ前記第１保持部と前記第２保持部とを前記被介護者の前面にて連結する第１連結部、
を有する介護ベルトと、
前記第２連結部と連結し、前記第２連結部を牽引する牽引機構と、
前記牽引機構が、前記第２連結部を前記被介護者の前方かつ上方に向けて牽引した後、前記第２連結部を前記被介護者の後方かつ上方に向けて牽引するように前記牽引機構を制御する制御部と、
を備え、
前記牽引機構が、前記第２連結部を前記被介護者の前方かつ上方に向けて牽引する間、  前記上方を第１軸の正方向、前記後方を第２軸の正方向とし、前記第１軸と前記第２軸で規定される平面上における前記第２連結部の軌跡は下側に凸である
起立動作支援システム。
【請求項２】
前記制御部は、前記牽引機構が前記第２連結部を前記被介護者の前方かつ上方に向けて牽引している間において前記牽引機構の牽引速度を加速させるように制御する、
請求項１に記載の起立動作支援システム。
【請求項３】
前記第１保持部は、前記被介護者の身体後方から身体前方へ向かって、前記首部から前記胸部と胴部の側部とを保持するとともに、前記第２保持部は、前記胴部の側部を経由して前記背中部を保持する、
請求項１又は２に記載の起立動作支援システム。
【請求項４】
前記第１保持部は、前記被介護者の身体後方から身体前方へ向かって、肩部から前記胸部と胴部の側部とを保持するとともに、前記第２保持部は、前記胴部の側部を経由して前記背中部を保持する、
請求項１又は２に記載の起立動作支援システム。
【請求項５】
前記牽引機構は、前後一対の車輪を備える歩行機構を有する、
請求項１〜４のいずれか１つに記載の起立動作支援システム。
【請求項６】
前記牽引機構は、複数の関節部を有するアーム機構を有し、
前記起立動作支援システムは、さらに、
前記アーム機構に外部から加わる力に関する情報を取得する力取得部と、
前記アーム機構の位置に関する情報を取得する位置取得部と、
前記力取得部より取得された前記力に関する情報と、前記位置取得部より取得された前記位置に関する情報とより、前記アーム機構の動作情報を生成する動作情報生成部とを備え、
前記制御部は、前記動作情報生成部より生成された前記動作情報に基づき、前記アーム機構の動作を制御する、
請求項１〜５のいずれか１つに記載の起立動作支援システム。
【請求項７】
前記動作情報生成部は、
前記制御部が、前記第２連結部を前記被介護者の前方かつ上方に向けて牽引するように前記牽引機構を制御しているとき、前記力取得部より取得された第１の時刻における第１の力と、前記第１の時刻よりも前の第２の時刻における第２の力との差分を算出し、
前記第１の力と前記第２の力との前記差分の符号が反転した後に前記力取得部より取得された前記力の絶対値が閾値以上の場合、前記アーム機構が前記第２連結部を上方へ牽引する牽引速度を、前記差分の符号が反転する前の速度より大きくする動作情報を生成する、
請求項６に記載の起立動作支援システム。
【請求項８】
前記動作情報生成部は、
前記制御部が、前記第２連結部を前記被介護者の前方かつ上方に向けて牽引するように前記牽引機構を制御しているとき、前記力取得部より取得された第１の時刻における第１の力と、前記第１の時刻よりも前の第２の時刻における第２の力との差分を算出し、
前記第１の力と前記第２の力との前記差分の符号が反転した後、前記力取得部より取得された前記力の絶対値が大きいほど、前記アーム機構が前記第２連結部を上方へ牽引する牽引速度を大きくする動作情報を生成する、
請求項６に記載の起立動作支援システム。
【請求項９】
前記牽引機構と前記第２連結部との内の一方にバックル部を備え、他方にバックル受け部を備え、前記バックル部と前記バックル受け部とを着脱可能に連結する、
請求項１〜８のいずれか１つに記載の起立動作支援システム。
【請求項１０】
被介護者の首部又は背中部を保持する第１保持部、前記被介護者の腰部を保持する第２保持部、前記第１保持部と前記第２保持部とを連結して前記被介護者の脇を保持する第３保持部、及び、前記被介護者の胸部に位置する第２連結部を有し、かつ前記第１保持部と前記第２保持部とを前記被介護者の前面にて連結する第１連結部、
を有する介護ベルトと、
前記第２連結部と連結し、前記第２連結部を牽引する牽引機構と、
前記牽引機構の牽引動作を制御する制御部と、
を備える起立動作支援システムの前記制御部に対して、
第１期間において、前記牽引機構が前記第２連結部を前記被介護者の前方かつ上方に向けて牽引するように制御させ、
その後、前記牽引機構が前記第２連結部を前記被介護者の後方かつ上方に向けて牽引するように制御させ、
前記第１期間において、前記上方を第１軸の正方向、前記後方を第２軸の正方向とし、前記第１軸と前記第２軸で規定される平面上における前記第２連結部の軌跡は下側に凸である、
起立動作支援システムの制御部の制御方法。
【請求項１１】
被介護者の首部又は背中部を保持する第１保持部、前記被介護者の腰部を保持する第２保持部、前記第１保持部と前記第２保持部とを連結して前記被介護者の脇を保持する第３保持部、及び、前記被介護者の胸部に位置する第２連結部を有し、かつ前記第１保持部と前記第２保持部とを前記被介護者の前面にて連結する第１連結部、
を有する介護ベルトと、
前記第２連結部と連結し、前記第２連結部を牽引する牽引機構と、
前記牽引機構の牽引動作を制御する制御部と、
を備える起立動作支援システムの前記制御部に対して、
第１期間において、前記牽引機構が前記第２連結部を前記被介護者の前方かつ上方に向けて牽引するように制御させ、
その後、前記牽引機構が前記第２連結部を前記被介護者の後方かつ上方に向けて牽引するように制御させ、
前記第１期間において、前記上方を第１軸の正方向、前記後方を第２軸の正方向とし、前記第１軸と前記第２軸で規定される平面上における前記第２連結部の軌跡は下側に凸である、
起立動作支援システムの制御部用プログラム。
【請求項１２】
ロボットであって、
ユーザが装着するサポーターに含まれる連結部に接続され、前記連結部をｘ軸方向及び/またはｚ軸方向に移動させるアーム機構と、
動作情報データベースが保持する時刻と前記時刻における目標座標値を含むデータに基づいて、前記アーム機構を制御する制御手段を含み、
前記時刻、前記目標座標値は１対１対応しており、
前記目標座標値の各々は、対応する時刻に、前記アーム機構に関連する目標位置を示し、
前記ｘ軸、ｚ軸は前記アーム機構に含まれるアームが動作する仮想平面と平行で、前記ｘ軸とｚ軸は互いに直交し、ｚ軸は前記ロボットが設置される面に垂直で、
前記ロボットが設置される面から、前記ロボットに向かう方向が、前記ｚ軸の正方向で、
前記アーム機構の先端から前記連結部に向かう方向が、ｘ軸方向の正方向であり、
前記時刻がｔ１〜ｔ３の場合、前記目標座標値のｚ軸座標値は増加し、
前記時刻がｔ１〜ｔ２の場合、前記目標座標値のｘ軸座標値は減少し、
前記時刻がｔ２〜ｔ３の場合、前記目標座標値のｘ軸座標値は増加し、
ｔ１＜ｔ２＜ｔ３であり、
前記時刻がｔ１〜ｔ２の場合、前記ｘ軸と前記ｚ軸で規定されるｘｚ平面における前記目標座標の軌跡は下側に凸である、
ロボット。
【請求項１３】
前記サポーターは、
前記サポーターを装着した前記ユーザの左肩に沿う部分を有する左肩部と、
前記サポーターを装着したユーザの右肩に沿う部分を有する右肩部と、
前記サポーターを装着したユーザの左腰に沿う部分を有する左腰部と、
前記サポーターを装着したユーザの右腰に沿う部分を有する右腰部と、
前記左肩部、前記右肩部、前記左腰部、前記右腰部と接続され、かつ、前記サポーターを装着したユーザの背中に沿う部分を有する接続領域と、
前記連結部を含み、
前記連結部に、前記左肩部、前記右肩部、前記左腰部、前記右腰部が接続され、
前記ユーザが前記サポーターを装着した場合、前記連結部と前記接続領域の間に前記ユーザが位置する
請求項１２記載のロボット。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、被介護者が座位姿勢の状態から起立する際の動作を支援する起立動作支援システム、起立動作支援システムの制御部の制御方法、起立動作支援システムの制御部用プログラム、介護ベルト、並びに、ロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、各被介護者に応じて設定された軌道に沿って、当該軌道の始点または終点を遵守する起立動作支援ロボットが知られている。この起立動作支援ロボットは、被介護者の安全性を確保する観点から、軌道の始点（例えば、被介護者の着座姿勢に対応）または終点（例えば、被介護者の直立姿勢に対応）を遵守することは重要である点に着目して案出されたものである（特許文献１を参照）。また、被介護者の臀部を含む下半身をスリングで包み、スリングで前方斜め上方に持ち上げる、立ち上がり支援装置が知られている（特許文献２を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１５８３８６号公報
【特許文献２】特開２０１０−２４６６３５号公報
【発明の概要】
【０００４】
上述した従来の技術では、被介護者の支援の改善が求められていた。本開示の非限定的で例示的な一態様は、被介護者の支援の改善を可能にする。
【０００５】
本開示の一態様の付加的な恩恵及び有利な点は本明細書及び図面から明らかとなる。この恩恵及び／又は有利な点は、本明細書及び図面に開示した様々な態様及び特徴により個別に提供され得るものであり、その１以上を得るために全てが必要ではない。
【０００６】
本開示の一態様に係る起立動作支援システムは、被介護者の起立動作を支援する起立動作支援システムであって、前記被介護者の首部又は背中部を保持する第１保持部、前記被介護者の腰部を保持する第２保持部、前記第１保持部と前記第２保持部とを連結して前記被介護者の脇を保持する第３保持部、及び、前記被介護者の胸部に位置する第２連結部を有し、かつ前記第１保持部と前記第２保持部とを前記被介護者の前面にて連結する第１連結部、を有する介護ベルトと、前記第２連結部と連結し、前記第２連結部を牽引する牽引機構と、前記牽引機構が、前記第２連結部を前記被介護者の前方かつ上方に向けて牽引した後、前記第２連結部を前記被介護者の後方かつ上方に向けて牽引するように前記牽引機構を制御する制御部と、を備える起立動作支援システムである。
【０００７】
なお、これらの包括的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能な記録媒体で実現されてもよく、装置、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムおよびコンピュータ読み取り可能な記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体は、例えばＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ−Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）などの不揮発性の記録媒体を含む。
【０００８】
本開示によれば、被介護者の支援の改善ができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１Ａ】本開示の第１実施形態における起立動作支援システム（すなわち、起立動作支援装置）の一例としてのロボットシステムのロボットの構成の概要を被介護者と共に示す側面図
【図１Ｂ】本開示の第１実施形態にかかるロボットシステムにおいて、被介護者が座位姿勢の状態での、ロボットの構成の概要を被介護者と共に示す正面図
【図１Ｃ】本開示の第１実施形態にかかるロボットシステムにおいて、被介護者が起立姿勢の状態に至ったときの、ロボットの構成の概要を被介護者と共に示す正面図
【図１Ｄ】本開示の第１実施形態にかかるロボットシステムの介護ベルトと被介護者の体の位置との対応関係を示すための説明図
【図２】本開示発の第１実施形態におけるロボットシステムの詳細構成を示すブロック図
【図３Ａ】本開示の第１実施形態におけるロボットシステムの動作の概要を示す図
【図３Ｂ】本開示の第１実施形態におけるロボットシステムの動作の概要を示す図
【図３Ｃ】本開示の第１実施形態におけるロボットシステムの動作の概要を示す図
【図４Ａ】本開示の第１実施形態におけるホールド機構を被介護者に装着した状態でのホールド機構の詳細な構成を示す正面図
【図４Ｂ】本開示の第１実施形態におけるホールド機構を被介護者に装着した状態でのホールド機構の詳細な構成を示す左側面図
【図４Ｃ】本開示の第１実施形態におけるホールド機構を被介護者に装着した状態でのホールド機構の詳細な構成を示す背面図
【図４Ｄ】本開示の第１実施形態の第１変形例におけるホールド機構を被介護者に装着した状態でのホールド機構の詳細な構成を示す正面図
【図４Ｅ】本開示の第１実施形態の第１変形例におけるホールド機構を被介護者に装着した状態でのホールド機構の詳細な構成を示す左側面図
【図４Ｆ】本開示の第１実施形態の第１変形例におけるホールド機構を被介護者に装着した状態でのホールド機構の詳細な構成を示す背面図
【図４Ｇ】本開示の第１実施形態の第１変形例におけるホールド機構を被介護者に装着する位置を変更した状態でのホールド機構の詳細な構成を示す背面図
【図４Ｈ】本開示の第１実施形態の第２変形例におけるホールド機構を被介護者に装着した状態でのホールド機構の詳細な構成を示す正面図
【図４Ｉ】本開示の第１実施形態の第３変形例におけるホールド機構であって、第１保持部と第２保持部とが１つのベルト状の第４保持部で構成されるホールド機構の詳細な構成を示す正面図
【図４Ｊ】本開示の第１実施形態の第３変形例におけるホールド機構を被介護者に装着した状態でのホールド機構の詳細な構成を示す左側面図
【図４Ｋ】本開示の第１実施形態の第３変形例におけるホールド機構を被介護者に装着した状態でのホールド機構の詳細な構成を示す背面図
【図４Ｌ】本開示の第１実施形態の第４変形例におけるホールド機構の詳細な構成を示す正面図
【図４Ｍ】本開示の第１実施形態の第４変形例におけるホールド機構を有するロボットにおいて、図１Ｃに対応する正面図
【図５Ａ】本開示の第１実施形態における動作情報データベースの詳細を示す図
【図５Ｂ】本開示の変形例における動作情報データベースの詳細を示す図
【図５Ｃ】本開示の変形例における目標座標値を示す図
【図６Ａ】本開示の第１実施形態におけるロボットシステムの動作を示す図
【図６Ｂ】本開示の第１実施形態におけるロボットシステムの動作を示す図
【図６Ｃ】本開示の第１実施形態におけるロボットシステムの動作を示す図
【図６Ｄ】本開示の第１実施形態におけるロボットシステムの動作を示す図
【図６Ｅ】本開示の第１実施形態におけるロボットシステムの動作を示す図
【図７】本開示の第１実施形態における制御部のフローチャート
【図８】本開示の第２実施形態におけるロボットシステムの構成の概要を示す図
【図９】本開示の第２実施形態におけるロボットシステムの詳細構成を示すブロック図
【図１０】本開示の第２実施形態における動作情報データベースの詳細を示す図
【図１１Ａ】本開示の第２実施形態における動作情報のグラフ
【図１１Ｂ】本開示の第２実施形態における動作情報のグラフ
【図１１Ｃ】本開示の第２実施形態において、被介護者の背の違いにより、アーム機構に連結される連結部の軌道が違うことを示すグラフ
【図１１Ｄ】本開示の第２実施形態において、力の絶対値が閾値以上のとき、牽引速度を大きくする場合の一例を示すグラフ
【図１１Ｅ】本開示の第２実施形態において、力の絶対値が大きいほど、牽引速度を大きくする場合の一例を示すグラフ
【図１１Ｆ】本開示の第２実施形態において、力の絶対値が大きいほど、牽引速度を大きくする場合の別の例を示すグラフ
【図１２】本開示の第２実施形態における制御部のフローチャート
【図１３】本開示の第３実施形態におけるホールド機構の構成の概要を被介護者と共に示す図
【図１４Ａ】本開示の第３実施形態におけるホールド機構を使った動作を示す図
【図１４Ｂ】本開示の第３実施形態におけるホールド機構を使った動作を示す図
【図１４Ｃ】本開示の第３実施形態におけるホールド機構を使った動作を示す図
【図１４Ｄ】本開示の第３実施形態におけるホールド機構を使った動作を示す図
【図１５Ａ】本開示の第３実施形態の変形例におけるホールド機構を被介護者に装着した状態でのホールド機構の詳細な構成を示す正面図
【図１５Ｂ】図１５Ａの変形例におけるホールド機構を被介護者に装着した状態でのホールド機構の詳細な構成を示す側面図
【図１６Ａ】本開示の第３実施形態の別の変形例におけるホールド機構を被介護者に装着した状態でのホールド機構の詳細な構成を示す正面図
【図１６Ｂ】図１６Ａの変形例におけるホールド機構を被介護者に装着した状態でのホールド機構の詳細な構成を示す側面図
【図１７Ａ】高齢者の立ち上がり動作を示す図
【図１７Ｂ】高齢者の立ち上がり動作を示す図
【図１７Ｃ】高齢者の立ち上がり動作を示す図
【図１８Ａ】成人健常者の立ち上がり動作を示す図
【図１８Ｂ】成人健常者の立ち上がり動作を示す図
【図１８Ｃ】成人健常者の立ち上がり動作を示す図
【図１８Ｄ】成人健常者の立ち上がり動作を示す図
【図１８Ｅ】成人健常者の立ち上がり動作を示す図
【図１８Ｆ】成人健常者の立ち上がり動作を示す図
【図１９Ａ】本開示の第１実施形態におけるホールド機構の連結機構の詳細な構成を示す正面図
【図１９Ｂ】図１９Ａの連結機構のバックル部及びバックル受け部の詳細な構成を示す斜視図
【図１９Ｃ】図１９Ａの連結機構のバックル部及びバックル受け部の詳細な構成を示す平面図
【図１９Ｄ】図１９Ａの連結機構のバックル部及びバックル受け部の詳細な構成を示す側面図
【図１９Ｅ】図１９Ａの連結機構のバックル部をバックル受け部に挿入する状態を示す説明図
【図１９Ｆ】図１９Ａの連結機構のバックル部をバックル受け部に挿入する状態を示す説明図
【図１９Ｇ】図１９Ａの連結機構のバックル部をバックル受け部に挿入する状態を示す説明図
【図１９Ｈ】図１９Ａの連結機構のバックル部をバックル受け部に挿入する状態を示す説明図
【図１９Ｉ】図１９Ｇの連結機構のバックル部をバックル受け部に挿入する状態の底面図
【図１９Ｊ】図１９Ｈの連結機構のバックル部をバックル受け部に挿入する状態の底面図
【図１９Ｋ】本開示の第１実施形態の別の変形例におけるホールド機構の連結機構のバックル部及びバックル受け部の詳細な構成を示す斜視図
【図１９Ｌ】図１９Ｋのホールド機構の連結機構において、バックル部とバックル受け部とが係合している状態を示す斜視図
【図２０】本開示の変形例にかかるアーム機構の説明図
【図２１Ａ】本開示の変形例にかかる介護ベルトを被介護者が装着した状態の斜視図
【図２１Ｂ】図２１Ａの変形例にかかる介護ベルトを展開した状態での表面（すなわち、外面）を示す説明図
【図２１Ｃ】図２１Ａの変形例にかかる介護ベルトを展開した状態での裏面（すなわち、内面）を示す説明図
【図２１Ｄ】本開示の別の変形例にかかる介護ベルトの斜視図
【図２１Ｅ】図２１Ａの変形例にかかる介護ベルトを展開した状態での表面（すなわち、外面）を示す説明図
【図２２Ａ】本開示のさらに別の変形例にかかる本体機構と被介護者の斜視図
【図２２Ｂ】図２２Ａの変形例にかかる本体機構の斜視図
【図２２Ｃ】図２２Ａの変形例にかかる本体機構の正面図
【図２２Ｄ】図２２Ａの変形例にかかる本体機構の左側面図
【図２２Ｅ】図２２Ａの変形例にかかる本体機構の右側面図
【図２２Ｆ】図２２Ａの変形例にかかる本体機構の平面図
【図２２Ｇ】図２２Ａの変形例にかかる本体機構の底面図
【図２２Ｈ】図２２Ａの変形例にかかる本体機構の背面図
【図２２Ｉ】図２２ＣのＡ―Ａ'線断面図
【図２３Ａ】本開示の第１実施形態におけるロボットシステムの動作を示す図６Ａに対応する、特許文献２にかかる技術の動作を示す図
【図２３Ｂ】図６Ｂに対応する、特許文献２にかかる技術の動作を示す図
【図２３Ｃ】図６Ｃに対応する、特許文献２にかかる技術の動作を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１１】
図面を参照して本開示における実施形態を詳細に説明する前に、本開示の種々の態様について説明する。
【００１２】
本開示の第１態様によれば、被介護者の起立動作を支援する起立動作支援システムであって、前記被介護者の首部又は背中部を保持する第１保持部、前記被介護者の腰部を保持する第２保持部、前記第１保持部と前記第２保持部とを連結して前記被介護者の脇を保持する第３保持部、及び、前記被介護者の胸部に位置する第２連結部を有し、かつ前記第１保持部と前記第２保持部とを前記被介護者の前面にて連結する第１連結部、を有する介護ベルトと、前記第２連結部と連結し、前記第２連結部を牽引する牽引機構と、前記牽引機構が、前記第２連結部を前記被介護者の前方かつ上方に向けて牽引した後、前記第２連結部を前記被介護者の後方かつ上方に向けて牽引するように前記牽引機構を制御する制御部と、を備える起立動作支援システムを提供する。
【００１３】
本構成によって、起立動作初期時（即ち、着座姿勢の状態から臀部を離床させるとき）に、被介護者の前傾姿勢をできるだけ浅くし、成人健常者の動作に近づけるよう支援する起立動作支援システムを提供することが可能となる。
【００１４】
本開示の第２態様によれば、前記制御部は、前記牽引機構が前記第２連結部を前記被介護者の前方かつ上方に向けて牽引している間において前記牽引機構の牽引速度を加速させるように制御する、第１の態様に記載の起立動作支援システムを提供する。
【００１５】
本構成によって、起立動作初期時に、被介護者の前傾姿勢をできるだけ浅くし、臀部の離床を促すよう支援する起立動作支援システムを提供することが可能となる。
【００１６】
本開示の第３態様によれば、前記第１保持部は、前記被介護者の身体後方から身体前方へ向かって、前記首部から前記胸部と胴部の側部とを保持するとともに、前記第２保持部は、前記胴部の側部を経由して前記背中部を保持する、第１又は２の態様に記載の起立動作支援システムを提供する。
【００１７】
本構成によって、制御装置によって第２連結部に連結された牽引機構を制御する際に、肩部に障害があっても、制御したときの力が被介護者に直接伝わりやすくなる。
【００１８】
本開示の第４態様によれば、前記第１保持部は、前記被介護者の身体後方から身体前方へ向かって、肩部から前記胸部と胴部の側部とを保持するとともに、前記第２保持部は、前記胴部の側部を経由して前記背中部を保持する、第１又は２の態様に記載の起立動作支援システムを提供する。
【００１９】
本構成によって、制御装置によって第２連結部に連結された牽引機構を制御する際に、首部に障害があっても、制御したときの力が被介護者に直接伝わりやすくなる。
【００２０】
本開示の第５態様によれば、前記牽引機構は、前後一対の車輪を備える歩行機構を有する、第１〜４のいずれか１つの態様に記載の起立動作支援システムを提供する。
【００２１】
本構成によって、前記アーム機構によって座位姿勢から立位姿勢へ立ち上がった後、すぐに歩行を行うことができる。
【００２２】
本開示の第６態様によれば、前記牽引機構は、複数の関節部を有するアーム機構を有し、前記起立動作支援システムは、さらに、前記アーム機構に外部から加わる力に関する情報を取得する力取得部と、前記アーム機構の位置に関する情報を取得する位置取得部と、前記力取得部より取得された前記力に関する情報と、前記位置取得部より取得された前記位置に関する情報とより、前記アーム機構の動作情報を生成する動作情報生成部とを備え、前記制御部は、前記動作情報生成部より生成された前記動作情報に基づき、前記アーム機構の動作を制御する、第１〜５のいずれか１つの態様に記載の起立動作支援システムを提供する。
【００２３】
本構成によって、起立動作初期時に、被介護者の身長又は被介護者自身が持つ下半身又は上半身の筋力の違いに係わらず、被介護者の前傾姿勢をできるだけ浅くし、成人健常者の動作に近づけるよう支援する起立動作支援システムを提供することが可能となる。
【００２４】
本開示の第７態様によれば、前記動作情報生成部は、前記制御部が、前記第２連結部を前記被介護者の前方かつ上方に向けて牽引するように前記牽引機構を制御しているとき、前記力取得部より取得された第１の時刻における第１の力と、前記第１の時刻よりも前の第２の時刻における第２の力との差分を算出し、前記第１の力と前記第２の力との前記差分の符号が反転した後に前記力取得部より取得された前記力の絶対値が閾値以上の場合、前記アーム機構が前記第２連結部を上方へ牽引する牽引速度を、前記差分の符号が反転する前の速度より大きくする動作情報を生成する、第６の態様に記載の起立動作支援システムを提供する。
【００２５】
本開示の第８態様によれば、前記動作情報生成部は、前記制御部が、前記第２連結部を前記被介護者の前方かつ上方に向けて牽引するように前記牽引機構を制御しているとき、前記力取得部より取得された第１の時刻における第１の力と、前記第１の時刻よりも前の第２の時刻における第２の力との差分を算出し、前記第１の力と前記第２の力との前記差分の符号が反転した後、前記力取得部より取得された前記力の絶対値が大きいほど、前記アーム機構が前記第２連結部を上方へ牽引する牽引速度を大きくする動作情報を生成する、第６の態様に記載の起立動作支援システムを提供する。
【００２６】
第７又は第８の態様の構成によって、被介護者の身長又は被介護者自身が持つ下半身又は上半身の筋力の違いに応じて臀部離床のタイミングが異なっても自動で動作を生成することができる。
【００２７】
本開示の第９態様によれば、前記牽引機構と前記第２連結部との内の一方にバックル部を備え、他方にバックル受け部を備え、前記バックル部と前記バックル受け部とを着脱可能に連結する、第１〜８のいずれか１つの態様に記載の起立動作支援システムを提供する。
【００２８】
本構成によって、介護ベルトを装着している被介護者が、起立動作支援システムを利用してトイレなどの目的地に到着したとき、介護ベルトを牽引機構に対して容易に着脱することが可能となる。
【００２９】
本開示の第１０態様によれば、被介護者の首部又は背中部を保持する第１保持部、前記被介護者の腰部を保持する第２保持部、前記第１保持部と前記第２保持部とを連結して前記被介護者の脇を保持する第３保持部、及び、前記被介護者の胸部に位置する第２連結部を有し、かつ前記第１保持部と前記第２保持部とを前記被介護者の前面にて連結する第１連結部、を有する介護ベルトと、前記第２連結部と連結し、前記第２連結部を牽引する牽引機構と、前記牽引機構の牽引動作を制御する制御部と、を備える起立動作支援システムの前記制御部に対して、前記牽引機構が前記第２連結部を前記被介護者の前方かつ上方に向けて牽引するように制御させ、その後、前記牽引機構が前記第２連結部を前記被介護者の後方かつ上方に向けて牽引するように制御させる、起立動作支援システムの制御部の制御方法を提供する。
【００３０】
本構成によって、起立動作初期時（すなわち、着座姿勢の状態から臀部を離床させるとき）に、被介護者の前傾姿勢をできるだけ浅くし、成人健常者の動作に近づけるよう支援する起立動作支援システムの制御部の制御方法を提供することが可能となる。
【００３１】
本開示の第１１態様によれば、被介護者の首部又は背中部を保持する第１保持部、前記被介護者の腰部を保持する第２保持部、前記第１保持部と前記第２保持部とを連結して前記被介護者の脇を保持する第３保持部、及び、前記被介護者の胸部に位置する第２連結部を有し、かつ前記第１保持部と前記第２保持部とを前記被介護者の前面にて連結する第１連結部、を有する介護ベルトと、前記第２連結部と連結し、前記第２連結部を牽引する牽引機構と、前記牽引機構の牽引動作を制御する制御部と、を備える起立動作支援システムの前記制御部に対して、前記牽引機構が前記第２連結部を前記被介護者の前方かつ上方に向けて牽引するように制御させ、その後、前記牽引機構が前記第２連結部を前記被介護者の後方かつ上方に向けて牽引するように制御させる、起立動作支援システムの制御部用プログラムを提供する。
【００３２】
本構成によって、起立動作初期時（すなわち、着座姿勢の状態から臀部を離床させるとき）に、被介護者の身長又は被介護者自身が持つ下半身又は上半身の筋力の違いに係わらず、被介護者の前傾姿勢をできるだけ浅くし、成人健常者の動作に近づけるよう支援する起立動作支援システムの制御部用プログラムを提供することが可能となる。
【００３３】
本開示の第１２態様によれば、介護者が介助して被介護者の座位姿勢から立位姿勢への移動を支援する際に、前記被介護者に装着して前記被介護者の上半身を保持する介護ベルトであって、前記被介護者の首部又は背中部を保持する第１保持部と、前記被介護者の腰部を保持する第２保持部と、前記第１保持部と前記第２保持部とを連結して前記被介護者の脇を保持する第３保持部と、前記被介護者の胸部に位置し、前記第１保持部と前記第２保持部とを前記被介護者の前面にて連結し、前記介護者が把持可能な連結部と、を備える介護ベルトを提供する。
【００３４】
本構成によって、前記ホールド機構を装着した被介護者を介護者が前記連結部を把持して動作を支援することで、被介護者の立ち上がり時に、成人健常者の動作に近づけるよう支援することが可能となる。
【００３５】
本開示の第１３態様によれば、被介護者に装着可能な介護ベルトであって、前記被介護者の首部又は背中部を保持する第１保持部と、前記被介護者の腰部を保持する第２保持部と、前記第１保持部と前記第２保持部とを連結して前記被介護者の脇を保持する第３保持部と、前記第１保持部と前記第２保持部とを前記被介護者の前面にて連結する第１連結部と、前記被介護者の胸部に位置し、牽引機構と連結可能な第２連結部と、を備える介護ベルトを提供する。
【００３６】
本構成によって、起立動作初期時（すなわち、着座姿勢の状態から臀部を離床させるとき）に、被介護者の前傾姿勢をできるだけ浅くし、成人健常者の動作に近づけるよう支援する介護ベルトを提供することが可能となる。
【００３７】
本開示の第１４態様によれば、前記第１連結部は、前記第１保持部と前記第２保持部と前記第３保持部と比較して伸縮性の低い材質で構成される、第１３の態様に記載の介護ベルトを提供する。
【００３８】
本構成によって、牽引機構によって牽引される際、第１連結部が伸長することを防止できるため、牽引機構からの外力を第１連結部により確実に伝えることができる介護ベルトを提供することが可能となる。
【００３９】
本開示の第１５態様によれば、前記第２連結部は、前記第１連結部と比較して硬い材質で構成される、第１３又は１４の態様に記載の介護ベルトを提供する。
【００４０】
本構成によって、牽引機構によって牽引される際、第２連結部が伸長することを防止しつつ、かつ牽引機構からの外力によって破壊されることを防止できる介護ベルトを提供することが可能となる。第２連結部は、牽引機構から大きな外力が繰り返し負荷される部分であるため、一例として本構成とすれば、前記効果をより確実に達成できる。
【００４１】
本開示の第１６態様によれば、ロボットであって、ユーザが装着するサポーターに含まれる連結部に接続され、前記連結部をｘ軸方向及び/またはｚ軸方向に移動させるアーム機構と、動作情報データベースが保持する時刻と前記時刻における目標座標値を含むデータに基づいて、前記アーム機構を制御する制御手段を含み、前記時刻、前記目標座標値は１対１対応しており、前記目標座標値の各々は、対応する時刻に、前記アーム機構に関連する目標位置を示し、前記ｘ軸、ｚ軸は前記アーム機構に含まれるアームが動作する仮想平面と平行で、前記ｘ軸とｚ軸は互いに直交し、ｚ軸は前記ロボットが設置される面に垂直で、前記ロボットが設置される面から、前記ロボットに向かう方向が、前記ｚ軸の正方向で、前記アーム機構の先端から前記連結部に向かう方向が、ｘ軸方向の正方向であり、）前記時刻がｔ１〜ｔ３の場合、前記目標座標値のｚ軸座標値は増加し、前記時刻がｔ１〜ｔ２の場合、前記目標座標値のｘ軸座標値は減少し、前記時刻がｔ２〜ｔ３の場合、前記目標座標値のｘ軸座標値は増加し、ｔ１＜ｔ２＜ｔ３であるロボットを提供する。
【００４２】
本開示の第１７態様によれば、前記サポーターは、前記サポーターを装着した前記ユーザの左肩に沿う部分を有する左肩部と、前記サポーターを装着したユーザの右肩に沿う部分を有する右肩部と、前記サポーターを装着したユーザの左腰に沿う部分を有する左腰部と、前記サポーターを装着したユーザの右腰に沿う部分を有する右腰部と、前記左肩部、前記右肩部、前記左腰部、前記右腰部と接続され、かつ、前記サポーターを装着したユーザの背中に沿う部分を有する接続領域と、前記連結部を含み、前記連結部に、前記左肩部、前記右肩部、前記左腰部、前記右腰部が接続され、前記ユーザが前記サポーターを装着した場合、前記連結部と前記接続領域の間に前記ユーザが位置する第１６の態様に記載のロボットを提供する。
【００４３】
（本開示の基礎となった知見）
図１８Ａ〜図１８Ｆに、腰掛部５に座っている成人健常者１９の座位状態から起立状態での動作の様子を示す。図１８Ａから図１８Ｂに示すように、成人健常者１９は、座位状態から、上半身を前傾することで重心を前方へ移動する。次いで、図１８Ｃに示すように、成人健常者１９は、臀部を腰掛部５から離床させる。次いで、臀部離床後は、図１８Ｄ〜図１８Ｆに示すように、成人健常者１９は、前方へ移動した重心を後方へ戻しながら、膝を伸ばして起立動作に移行する。
【００４４】
一方、被介護者の多くは筋力低下のため動作速度が遅い。そのため、被介護者７は、起立動作初期時（すなわち、着座姿勢の状態から臀部を離床させるとき）には、図１７Ｂ及び図１７Ｃに示すように、深い前傾姿勢をとって、重心を前方へ移動させる必要がある。
【００４５】
そのため、特許文献１の手動モード時に、被介護者７の動きに合わせて、支持部の移動速度を変更させて、速度を遅めに設定した場合には、前傾姿勢が浅い軌道であると臀部の離床が困難になる。逆に、前傾姿勢が深い軌道であると、臀部の離床は可能だが、起立までの距離が長く、特に臀部を離床させた中腰の状態が長く続くため、被介護者７の下半身の負担が大きい。さらに、前傾姿勢が深い場合は、視線が地面に向いていることが多いため、起立動作時に視線が正面に移動するなど視線移動が起こり、被介護者７にめまい又はふらつきが起こりやすい。
【００４６】
すなわち、本発明者らは、起立動作初期時（すなわち、被介護者の着座姿勢の状態から臀部を離床させるとき）に、被介護者の前傾姿勢をできるだけ浅くし、成人健常者の動作に近づけるように支援することがよいことに気づいた。
【００４７】
また、本発明者らは、特許文献１に開示された起立動作支援ロボットは、可動域が大きいこと、被介護者の体重の大部分を支える必要があることより、大型で重いという課題が存在することにも気づいた。
【００４８】
そこで、本発明者らは、まず、被介護者の首部又は背中部の第１領域と腰部の第２領域とをホールド機構で保持可能とし、かつ、そのホールド機構を牽引機構で牽引するとき、被介護者の起立動作初期時（すなわち、着座姿勢の状態から臀部を離床させるとき）に、被介護者の前傾姿勢をできるだけ浅くし、成人健常者の動作に近づけるよう支援するような軌道で牽引するようにすればよいことを見出した。また、これにより装置の小型化、軽量化が図れることを見出した。
【００４９】
さらに、図２３Ａ〜図２３Ｃは、本開示の第１実施形態におけるロボットシステムの動作を示す図６Ａ〜図６Ｃに対応する、特許文献２にかかる技術の説明図である。
【００５０】
特許文献２にかかる立ち上がり支援装置は、図２３Ａに示すように、牽引機構１００１と、被介護者９０の身体に装着する装着部分（すなわち、スリング）９１，９２から延びたベルト９３，９４とが、連結部としてのリング１１４で連結されており、ベルト９３，９４が遊びを持ってゆるく弛む程度に長く構成されている。すなわち、ベルト９３，９４と装着部分９１，９２との連結部分であるリング１１４が、被介護者７の胸部７ｄになく、胸部７ｄから離れたはるか前方かつ上方に位置するとともに、リング１１４と装着部分９１，９２との間でベルト９３，９４に弛みが発生していることになる。すると、牽引機構１００１により、リング１１４からベルト９３，９４に伝達された力が、ベルト９３，９４から装着部分９１，９２に効率良く伝達されず、特に上側の装着部分９１に伝達される力が減少して、図６Ｂに点線で時計回りの矢印Ａで示すように被介護者７の上半身の後屈を促すことができにくくなる。
【００５１】
そのため、図２３Ｂに示すように、椅子８２から被介護者９０が起立するとき、特許文献２にかかる立ち上がり支援装置は、被介護者９０の上半身の後屈を促すことができず、介護者９０は背中が丸くなった状態で、強制的に前方斜め上方に引っ張られた起立動作を行う。特許文献２にかかる立ち上がり支援装置による支援をうけた被介護者９０は立ち上がりにくい。
【００５２】
さらに、装着部分９１，９２は被介護者７の身体前面を保持できないため、装着部分９１，９２が被介護者７の上半身から外れ、被介護者７が前方に転倒する可能性がある。
【００５３】
本開示の以下の実施形態では、これらの点に着目したものである。
【００５４】
以下、本開示にかかる実施形態にかかる起立動作支援システムなどについて詳細に説明する。
【００５５】
（第１実施形態）
図１Ａ及び図１Ｂは、本開示の第１実施形態にかかる起立動作支援システム（すなわち、起立動作支援装置）の一例としてのロボットシステム１を使った作業の例として、被介護者７の座位姿勢の状態から起立姿勢の状態への起立動作を支援するロボット２０の様子を示す側面図及び正面図である。被介護者７は、床１３上の腰掛部５に座ることにより、座位姿勢を採る。図１Ｃは、被介護者７が起立姿勢の状態に至ったときのロボットシステム１の正面図である。図１Ｄは、ロボットシステム１の介護ベルト３と被介護者７の体の位置との対応関係を示すための説明図である。図２は、第１実施形態におけるロボットシステム１の詳細構成を示すブロック図である。図３Ａ〜図３Ｃは、本開示の第１実施形態におけるロボットシステムの動作の概要を示す図である。
【００５６】
図１Ａ〜図２より、ロボットシステム１は、被介護者７の起立動作を支援する起立動作支援システムの一例であって、ロボット２０を備えるように構成される。ロボットシステム１としては、図２に示すように、ロボット２０の外部に動作情報データベース８を備えるが、動作情報データベース８は、具体的に図示していないが、ロボット２０内に備えるようにしてもよい。
【００５７】
ロボット２０は、床１３上に置かれており、本体機構２と、制御装置１１と、入力ＩＦ６とを備える。
【００５８】
本体機構２は、アーム機構４と、介護ベルト３と、歩行機構１４とを備える。アーム機構４は、少なくとも牽引機構の一例としてのロボットアームを有する。
【００５９】
《介護ベルト３》
介護ベルト３は、図１Ａ〜図１Ｃに示すように、ホールド機構３ｇと連結部３ｃとを備えて、被介護者７に装着可能である。
【００６０】
ホールド機構３ｇは、少なくとも、被介護者７の首部７ａ又は背中部７ｂを保持する第１保持部３ａと、被介護者７の腰部７ｃを保持する第２保持部３ｂと、第１保持部３ａと第２保持部３ｂとを連結して被介護者７の脇７ｇを保持する第３保持部３ｈとを有している。より具体的には、ホールド機構３ｇは、被介護者７の首部７ａ、又は背中部７ｂ、又は首部７ａ及び背中部７ｂである第１領域Ｒ１を保持可能な第１保持部３ａと、被介護者７の腰部７ｃである第２領域Ｒ２を保持可能な第２保持部３ｂとを有している。一例として、ホールド機構３ｇは、図１Ｄに示すように、被介護者７の首部７ａ又は背中部７ｂ又は首部７ａ及び背中部７ｂである第１領域Ｒ１から胸部７ｄを保持可能な第１保持部３ａと、被介護者７の胸部７ｄから脇部を除き胴部の両側部７ｆを経て腰部７ｃの第２領域Ｒ２を保持可能な第２保持部３ｂとを有する。
【００６１】
連結部３ｃは、被介護者７の胸部７ｄに位置する第２連結部３ｃｂと、第１保持部３ａと第２保持部３ｂとを被介護者７の前面にて連結する第１連結部３ｃａを有している。連結部３ｃは、ホールド機構３ｇを装着したときに被介護者７の胸部７ｄ（すなわち、胸部７ｄ付近すなわち、胸部７ｄとその周囲部分）に位置可能であり、かつ、ホールド機構３ｇに連結されており、後述するアーム機構４の一端（例えば、後端）に着脱可能に連結可能とする。ここで、胸部７ｄとは、胸部７ｄとその周囲部分（例えば、胸部７ｄ自体とその周囲の他に、胸部７ｄから正面に向けた所定距離（例えば３０ｃｍｍ）以内の範囲）を意味している。
【００６２】
ホールド機構３ｇのより具体的な一例を図４Ａ及び図４Ｂに示す。図１Ａ〜図１Ｅでは、図４Ａ〜図４Ｃのホールド機構３ｇを被介護者７が装着した場合の概要を示す。
【００６３】
図４Ａ〜図４Ｃのホールド機構３ｇの第１保持部３ａは、被介護者７の正面側から見て逆Ｕ字状の密閉された筒状部材で構成される。すなわち、第１保持部３ａは、被介護者７の身体後方から前方へ向かって、首部７ａを含む背中部７ｂの第１領域Ｒ１から両肩部７ｈ及びその前部及び胸部７ｄを通って下方に胴部の両側部７ｆの前部まで延在して、背中部７ｂの少なくとも第１領域Ｒ１を保持可能なように配置される。言い換えれば、被介護者７を前方に牽引するときに被介護者７の上半身の後屈を促しやすくするため、第１保持部３ａを首部７ａ又は背中部７ｂの第１領域Ｒ１に巻き付けて第１保持部３ａで被介護者７の上半身を保持させる必要がある。このため、第１保持部３ａである逆Ｕ字状の密閉された筒状部材を首部７ａの後側を含む第１領域Ｒ１に巻き付けたのち、それぞれの端部が、両肩部７ｈの前部及び胸部７ｄを通って、下方に、胴部の両側部７ｆの前部まで延在するように配置する。
【００６４】
一方、第２保持部３ｂは、被介護者７の上方側から見て被介護者７の前部両側から後方に突出したＵ字状の密閉された筒状部材で構成される。すなわち、第２保持部３ｂは、被介護者７の胴部の両側部７ｆで第１保持部３ａのそれぞれの一端に、第２保持部３ｂのＵ字状の密閉された筒状部材の端部がそれぞれ連結されて、胴部の両側部７ｆから腰部７ｃ付近の第２領域Ｒ２に巻き付けるように配置される。言い換えれば、被介護者７を前方に牽引するときに被介護者７の骨盤が前傾しやすくするために、第２保持部３ｂを腰部７ｃ付近の第２領域Ｒ２に巻き付けて第２保持部３ｂで被介護者７の腰付近を保持させる必要がある。このため、第２保持部３ｂであるＵ字状の密閉された筒状部材を、胴部の両側部７ｆから腰部７ｃ付近の第２領域Ｒ２に巻き付けて腰部７ｃ付近の第２領域Ｒ２を覆うように配置する。第１保持部３ａと第２保持部３ｂとは、互いに連通しかつ密閉空間の筒状部材を構成する。
【００６５】
なお、図１Ｂ〜図１Ｃ及び図４Ａ〜図４Ｃなどに示すように、第２保持部３ｂの被介護者７の両脇７ｇの部分において、第１保持部３ａと第２保持部３ｂとを連結して両脇７ｇを保持可能な密閉された筒状の第３保持部３ｈを一体的に備えるようにしてもよい。このようにすることにより、被介護者７の牽引動作時に、第３保持部３ｈで両脇７ｇをより確実に保持可能として、被介護者７の上方への牽引時に被介護者７の上方への移動を、より確実にアシスト可能としている。しかしながら、第１保持部３ａと第２保持部３ｂとで被介護者７の体を保持して、前方への牽引及び上方への牽引などの起立動作支援が十分に行える場合には、第３保持部３ｈを省略することも可能である。なお、図１Ａは、第３保持部３ｈを省略した例を図示している。
【００６６】
第１保持部３ａと第２保持部３ｂと第３保持部３ｈとは一例として、それぞれ、外装は塩化ビニール又はナイロンなどを使用し、密閉された筒状部材の内部には空気を充填して構成する。さらに、第１保持部３ａと第２保持部３ｂとには、それぞれ、空気をそれぞれ供給して充填するためのバルブ３ｆを備える。
【００６７】
なお、この例では、第１保持部３ａと第２保持部３ｂと第３保持部３ｈとのそれぞれの内部に空気を充填する。が、空気を充填する代わりに、ウレタン素材などの柔軟素材をそれぞれの内部に備える構造でも良い。その場合は、空気を充填するためのバルブ３ｆは不要である。
【００６８】
連結部３ｃは、一例として図１Ａ〜図１Ｃに示すようにアーム機構４の一端に連結され、被介護者７の胸部７ｄの中央付近で且つ第１保持部３ａと第２保持部３ｂとの中間付近に、第１保持部３ａと第２保持部３ｂとのそれぞれの端部が連結される付近に架け渡されるように備えられる。連結部３ｃとアーム機構４の一端（例えば、後端）とは、一例としてネジを使って固定して連結しているが、アーム機構４の一端と連結部３ｃとが連結できる方法であれば、任意の方法でも良い。例えば、図１９Ａに示すようなバックル部３ｉとバックル受け部３ｊとを利用して、アーム機構４の一端にあるバックル部３ｉと連結部３にあるバックル受け部３ｊとが容易に着脱可能に連結されるようにしてもよい。
【００６９】
具体的には、アーム機構４の一端と連結部３ｃとのいずれか一方にバックル部３ｉを設け、いずれか他方に、バックル部３ｉと対向する位置に、バックル受け部３ｊを設けるようにしている。
【００７０】
図１９Ａ〜図１９Ｄに示すように、各バックル部３ｉは、円柱状の軸部１０１の一端に操作部１００が固定され、円板状の軸固定部１０２に対して回転自在に貫通し、軸部１０１の他端近傍に、軸部１０１の直径方向沿いに留め具１０３が両側に突出して固定されて構成されている。軸固定部１０２は、アーム機構４の一端に固定される。
【００７１】
各バックル受け部３ｊは、軸部１０１と留め具１０３とが貫通する貫通穴１０４を有する円板状の受け固定部１０５で構成されている。受け固定部１０５は、連結部３ｃに固定される。
【００７２】
よって、図１９Ｅ〜図１９Ｊに示すように、各バックル部３ｉの操作部１００を回転させると、軸部１０１が軸固定部１０２に対して回転し、軸部１０１と一緒に留め具１０３が回転する。このため、バックル部３ｉの軸部１０１と留め具１０３との位相が、バックル受け部３ｊの貫通穴１０４の位相と一致させたのち、バックル部３ｉの軸部１０１と留め具１０３とをバックル受け部３ｊの貫通穴１０４内に貫通させたのち（図１９Ｇ及び図１９Ｉ参照）、操作部１００を例えば９０度回転させると、留め具１０３が受け固定部１０５と係合して貫通穴１０４から抜けず、バックル部３ｉがバックル受け部３ｊに係止されることになる（図１９Ｈ及び図１９Ｊ参照）。一方、操作部１００を例えばさらに９０度回転させて、バックル部３ｉの軸部１０１と留め具１０３との位相が、バックル受け部３ｊの貫通穴１０４の位相と一致させたのち（図１９Ｇ及び図１９Ｉ参照）、バックル部３ｉの軸部１０１と留め具１０３とをバックル受け部３ｊの貫通穴１０４から抜き去ることにより、バックル部３ｉがバックル受け部３ｊから係止解除されることになる。
【００７３】
このようにして、アーム機構４の一端にあるバックル部３ｉと連結部３にあるバックル受け部３ｊとが容易に着脱可能に連結されることになる。
【００７４】
なお、この例に限らず、例えば、図１９Ｋ及び図１９Ｌに示すようなバックル部３ｍとバックル受け部３ｎとの変形例を用いることもできる。この例では、バックル部３ｍの操作部（例えば、ボタン）１００ａを軸部１０１ａの軸方向に単に押し下げることで、軸部１０１ａの先端がバックル受け部３ｎのキャップ状の受け固定部１０５ａの凹部１０４ａ内に係止されて固定される。操作部１００ａによる固定方法は、例えば留め具１０３ａの内部にボールを備え、操作部１００ａにより押し出されたボールが、受け固定部１０５ａの凹部１０４ａの内面に係合して固定される。バックル部３ｍとバックル受け部３ｎとを外すときは、再度、操作部１００ａを押し下げれば、ボールが操作部１００ａ内に入り込み、凹部１０４ａの内面に対する係合が解除されて、バネなどの付勢力で、操作部１００ａが軸部１０１ａの軸方向に押し上げられる。
【００７５】
これらの構造により、被介護者７が緊急にトイレへ移動したい場合などに、被介護者７に介護ベルト３をあらかじめ装着しておき、トイレへの移乗、移動時にバックル部３ｉとバックル受け部３ｊを使ってロボットシステム１に対して短時間で容易に着脱することができるようになる。
【００７６】
なお、一例として、連結部３ｃは、第１保持部３ａと第２保持部３ｂと第３保持部３ｈと比較して伸縮性の低い材質で構成する。これにより、介護ベルト３がアーム機構４によって牽引される際、連結部３ｃが伸長することを防止できるため、アーム機構４からの外力をホールド機構３ｇにより確実に伝えることができる。
【００７７】
なお、連結部３ｃを介してアーム機構４からの力が左右均等にホールド機構３ｇに作用させるため、ホールド機構３ｇの第１保持部３ａは、正面から見て左右対称の形状となっており、かつ、第２保持部３ｂは上から見て左右対称の形状となっている。
【００７８】
また、第１保持部３ａと第２保持部３ｂとは、それぞれ、任意の箇所で分離できるようにして、被介護者７がホールド機構３ｇを装着しやすいようにしてもよい。例えば、図４Ｃに示す第１脱着部３ｄ、第２脱着部３ｅなどとして示すように、例えば面ファスナーなどの脱着部を第１保持部３ａと第２保持部３ｂとに設けて、第１保持部３ａと第２保持部３ｂとが第１脱着部３ｄ及び第２脱着部３ｅで分離されることにより、被介護者７の体に対してホールド機構３ｇを容易に脱着できるようにしても良い。また、図４Ｃは被介護者７の背中で脱着しているが、第１脱着部３ｄ又は第２脱着部３ｅを長くして、いずれか一方の脇で脱着するようにしても良い。これにより、被介護者７が背中に手が回りにくい場合にでも、脇で脱着が可能となる。
【００７９】
なお、ホールド機構３ｇは、図４Ａ〜図４Ｃのホールド機構３ｇに限定されるものではなく、以下のような変形例にかかるホールド機構としてもよい。
【００８０】
まず、第１実施形態の第１変形例として、ホールド機構３ｇは、図４Ｄ〜図４Ｆに示すホールド機構３ｇ−１としてもよい。この図４Ｄ〜図４Ｆに示すホールド機構３ｇ−１では、第１保持部３ａを背中側でタスキ状(すなわち、Ｘ字状)に交差して装着して、被介護者７の背中部７ｂを含む第１領域Ｒ１を保持可能とする。
【００８１】
また、この図４Ｄ〜図４Ｆに示すホールド機構３ｇ−１の第２保持部３ｂは、図４Ｇに示すように、腰部７ｃの下部付近まで下げて装着して、第２保持部３ｂにより腰部７ｃを含む第２領域Ｒ２を保持可能とするようにしても良い。
【００８２】
また、第１実施形態の第２変形例として、図４Ｈに示すように、ホールド機構３ｇ−２の連結部３ｃを上下に２箇所備え、それぞれをアーム機構４の第１保持部３ａにまたがるように連結するようにしても良い。
【００８３】
また、第１実施形態の第３変形例として、第１保持部３ａを首部７ａ又は背中部７ｂに巻き付ける別の例として、図４Ｉ〜図４Ｋに示すように、第１保持部３ａで背中部７ｂを保持するホールド機構３ｇ−３を備えるようにしてもよい。具体的には、図４Ｉ〜図４Ｋに示すように、第１保持部３ａと第２保持部３ｂとが１つのベルト状の第４保持部３ｋを構成する。この第４保持部３ｋは、被介護者７の背中部７ｂの下部と両脇７ｇと腰部７ｃとを保持可能とする。より具体的には、第４保持部３ｋは、第１領域Ｒ１を保持する第１保持部３ａに対応する第１保持部対応部３ｋ−１と、第２領域Ｒ２を保持する第２保持部３ｂに対応する第２保持部対応部３ｋ−２とが一体的に１つの幅広のベルトで構成されている。第１保持部対応部３ｋ−１は、被介護者７の身体後方から前方へ向かって、首部７ａに代えて肩甲骨の下部付近の部位の背中部７ｂの第１領域Ｒ１から胸部７ｄの両側部を経て胸部７ｄに至る領域を保持している。第２保持部対応部３ｋ−２は、被介護者７の身体後方から前方へ向かって、腰部７ｃ付近の第２領域Ｒ２から胴部の両側部７ｆを経て胴部の前部に至る領域を保持している。この例でも、第３保持部３ｈを第４保持部３ｋに一体的に設けても良い。
【００８４】
また、第１実施形態の第４変形例として、図４Ｌ及び図４Ｍに示すように、連結部３ｃをベルトの細い部材ではなく、厚みのある又は弾力性のある矩形の板部材の連結部３ｃ−１で構成してもよい。さらに、図１９Ａの点線で示すように、アーム機構４の先端が連結部３ｃ−１に対してバックル部３ｉとバックル受け部３ｊとなどで着脱可能に連結されつつ、連結部３ｃ−１を介護ベルト３の内部に挿入する形で、連結部３ｃとアーム機構４との連結構造を構成するようにしても良い。このように構成すれば、アーム機構４が誤って連結部３ｃ−１を介してホールド機構３ｇに当接しても、その力を緩和することができ、被介護者７に過大な力が作用することを防ぐことができる。
【００８５】
《歩行機構１４》
歩行機構１４は、少なくとも一対の車輪１４ａ、１４ｂを備える。一例として、歩行機構１４は、矩形台１４ｅと、一対の前輪１４ａと、一対の後輪１４ｂと、前輪用ブレーキ１４ｃと、後輪用ブレーキ１４ｄとを備え、床１３上に置かれる。一対の前輪１４ａは、矩形台１４ｅの前端の一対の角部に回転自在に配置される。一対の後輪１４ｂは、矩形台１４ｅの後端の一対の角部に回転自在に配置される。前輪用ブレーキ１４ｃは、一対の前輪１４ａにブレーキをかける。後輪用ブレーキ１４ｄは、一対の後輪１４ｂにブレーキをかける。歩行機構１４の上部にはアーム機構４が備えられる。すなわち、矩形台１４ｅの前部の中央部には、アーム機構４が起立支持される。一例として一対の前輪１４ａと一対の後輪１４ｂとは、図３Ｃに示す状態で、被介護者７が前方方向（例えば、図３Ｃの左方向）に力を加えることで回転し、歩行器として被介護者７の歩行を支援することができる。なお、この例では、一対の前輪１４ａと一対の後輪１４ｂとは被介護者７が押すことで回転するようにしたが、例えばモータをそれぞれ又はいずれかに備えて、被介護者７の押す力をアシストすることで、楽に移動できるような構成としても良い。さらに前輪用ブレーキ１４ｃと後輪用ブレーキ１４ｄとは一例として電磁ブレーキで構成し、入力ＩＦ６により一対の前輪１４ａ又は一対の後輪１４ｂのブレーキＯＮ／ＯＦＦを行うことができるようにする。前輪用ブレーキ１４ｃをＯＮにすることで、一対の前輪１４ａにブレーキをかけることができる。後輪用ブレーキ１４ｄをＯＮにすることで、一対の後輪１４ｂにブレーキをかけることができる。前輪用ブレーキ１４ｃをＯＦＦにすることで、一対の前輪１４ａのブレーキを解除することができる。後輪用ブレーキ１４ｄをＯＦＦにすることで、一対の後輪１４ｂのブレーキを解除することができる。なお、一例として電磁ブレーキとしたが、手動ブレーキとしても良い。
【００８６】
《アーム機構４》
アーム機構４は、第２連結部３ｃｂと連結し、第２連結部３ｃｂを牽引する牽引機構の一例であるロボットアームを有している。一例として、アーム機構４は、歩行機構１４の上部に備えられるとともに、先端が連結部３ｃを介してホールド機構３ｇに連結される。アーム機構４は、一例として、第１モータ４１と、第１モータ４１の回転軸の回転数（例えば回転角度）を検出する第１エンコーダ４３と、第２モータ４２と、第２モータ４２の回転軸の回転数を検出する第２エンコーダ４４とを備える２自由度のロボットアームである。第１エンコーダ４３と第２エンコーダ４４とからの回転角度情報をアーム機構４の位置情報に変換した位置情報を基に第１モータ４１と第２モータ４２とを制御装置１１で制御する。この制御により、一例として、図３Ａ〜図３Ｃに示すように、ロボットシステム１を駆動して、座位姿勢にある被介護者７の臀部７ｅが腰掛部５からの離床を支援するため、ホールド機構３ｇの第１保持部３ａと第２保持部３ｂとを、同時に、被介護者７の正面方向の前方に向けて牽引動作可能で、かつ、その後、上方に向けて牽引動作可能となっている。
【００８７】
より詳しくは、アーム機構４は、複数の関節部を有しており、具体的には、第１アーム４ｃと、第２アーム４ｄと、第３アーム４ｅと、第４アーム４ｆと、第１駆動部４ａと、第２駆動部４ｂとを備えるロボットアームで構成される。第１アーム４ｃは、矩形台１４ｅの前部の中央において、矩形台１４ｅから上方に向けて起立するように、下端が固定される。第１アーム４ｃの上端には、第１駆動部４ａを内蔵する第１関節部を介して、第２アーム４ｄの前端が回動可能に連結される。第２アーム４ｄの後端は、第２駆動部４ｂを内蔵する第２関節部を介して、第３アーム４ｅの下端に回動可能に連結される。第３アーム４ｅの上端は、第４アーム４ｆの前端に、第３アーム４ｅと第４アーム４ｆとのそれぞれの軸方向が互いに直交してＬ字状に屈曲するように固定される。第４アーム４ｆの後端には、介護ベルト３の連結部３ｃに着脱可能に連結される連結部４ｇを有している。
【００８８】
第１駆動部４ａは、第１アーム４ｃと第２アーム４ｄとの間の関節部に配置され、例えば、第１アーム４ｃに対して第２アーム４ｄを回転させる第１モータ４１と、その回転角度情報を検出する第１エンコーダ４３とで構成される。よって、後述する制御部１２での制御の下に、第１アーム４ｃに対して第２アーム４ｄを所定角度回動させるように駆動することができる。第２駆動部４ｂは、第２アーム４ｄと第３アーム４ｅとの間の関節部に配置され、例えば、第２アーム４ｄに対して第３アーム４ｅを回転させる第２モータ４２と、その回転角度情報を検出する第２エンコーダ４４とで構成される。第１エンコーダ４３及び第２エンコーダ４４からのそれぞれの回転角度情報は、アーム機構４の位置情報に変換されて、位置情報として制御部１２で使用される。よって、後述する制御部１２での制御の下に、第２アーム４ｄに対して第３アーム４ｅを所定角度回動させて所望の位置に移動するように駆動することができる。
【００８９】
第４アーム４ｆの前部には、ボタンなどが配置された操作盤などの入力インターフェース（すなわち、入力ＩＦ）６が下向きに突出して設けられる。このように入力ＩＦ６を配置すれば、座位姿勢での被介護者７に対して、アーム機構４の側面から、入力ＩＦ６が操作可能に配置されることになる。よって、被介護者７が入力ＩＦ６を使って種々の指令を入力することで（例えばボタンを押下するなどで）、ロボットシステム１の車輪（前輪及び後輪）のブレーキＯＮ又はＯＦＦ、ロボットシステム１の電源のＯＮ又はＯＦＦ、及び、立ち上がり開始ボタンのＯＮ又はＯＦＦなどを入力することができる。さらに、第３アーム４ｅの中間部から後ろ向きに（例えば、被介護者側に向けて）、持ち手１５が突出して備えられており、被介護者７が、座位又は起立時に両手で握って持つことができる。なお、持ち手１５は、被介護者７の肘を置くことができる長さで設置しても良い。これにより、立ち上がり時には持ち手として機能し、歩行時には肘を置くことで、より安定して歩行することが可能となる。さらに、第４アーム４ｆは、上部にウレタンなどの緩衝材を備える構成としても良い。これにより、被介護者７が前方へ転倒するなどして顔又は上半身が第４アーム４ｆに接触した場合の衝撃を、緩和することができる。
【００９０】
制御装置１１は、データベース入出力部９と、タイマー１６と、制御部１２とを備える。制御部１２は、第２連結部３ｃｂを被介護者７の前方かつ上方に向けて牽引した後、第２連結部３ｃｂを被介護者７の後方かつ上方に向けて牽引するようにアーム機構４を制御する。一例として、制御装置１１は、アーム機構４の第１駆動部４ａと第２駆動部４ｂとをそれぞれ独立して駆動制御し、少なくとも、座位姿勢にある被介護者７の臀部７ｅが腰掛部５から離床するように、ホールド機構３ｇの第１保持部３ａと第２保持部３ｂとを、同時に、被介護者７の正面方向の前方に向けて牽引動作するとともに、その後、被介護者７が起立姿勢となるまで、介護ベルト３を、被介護者７の上方に向けて牽引動作するように制御して、被介護者７の起立動作を支援する。より詳しくは、制御装置１１の制御動作により、図３Ａに矢印で示すように、ホールド機構３ｇの第１保持部３ａと第２保持部３ｂとを、同時に、アーム機構４で牽引するように制御装置１１で制御して、被介護者７をその座位姿勢から前方に牽引する。このように、第１保持部３ａと第２保持部３ｂとを、同時に、アーム機構４で牽引するとき、まず、被介護者７の首部７ａ又は背中部７ｂの第１領域Ｒ１を前方に牽引することにより、被介護者７は、背筋が反って伸びることで立ち上がりやすくなる。また、この牽引と同時に、被介護者７の腰部７ｃの第２領域Ｒ２を前方に牽引することにより、被介護者７は、骨盤が前方方向に移動して離床しやすくなる。よって、例えば、腰部７ｃの第２領域Ｒ２を前方に牽引する場合と比較して、第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２との両方を同時に前方に牽引するほうが、被介護者７にとって、臀部７ｅを腰掛部５から確実に離床させやすくなる。次いで、図３Ｂに矢印で示すように上方に牽引して被介護者７の臀部７ｅを腰掛部５から離床させ、図３Ｃの起立姿勢に至るまで、一連の動作を支援する。ここで、制御動作を開始してから被介護者７の臀部７ｅを腰掛部５から離床させるまでが、第１の状態である。この第１の状態以降で被介護者７が起立姿勢に至るまでが、第２の状態である。
【００９１】
《タイマー１６》
タイマー１６は、ある一定時間（例えば、１ｍｓｅｃ毎）の経過後に、データベース入出力部９及び制御部１２を実行させるための指令を、データベース入出力部９及び制御部１２に出力する。
【００９２】
《入力ＩＦ６》
また、入力ＩＦ６は、例えばアーム機構４に配置され、ロボットシステム１の電源の開始及び終了、前輪用ブレーキ１４ｃ及び後輪用ブレーキ１４ｄのＯＦ／ＯＦＦ、及び、立ち上がり開始及び終了を指示するための操作インターフェースで、例えばボタンなどで構成される。
【００９３】
《動作情報データベース８》
タイマー１６からの指令に基づいて制御部１２が実行され、アーム機構４の位置情報（第１エンコーダ４３及び第２エンコーダ４４からのそれぞれの回転角度情報をアーム機構４の位置情報に変換した位置情報）が、タイマー１６からの実行指令を利用してデータベース入出力部９及び制御部１２を実行させて、ある一定時間毎（例えば、１ｍｓｅｃ毎）に生成される。これらの生成された位置情報が、時刻と共に、この第１実施形態では動作情報としてデータベース入出力部９を介して動作情報データベース８に出力されて、動作情報として動作情報データベース８に記憶される。なお、第１実施形態では、動作情報は、入力ＩＦ６などにより、予め生成されて記憶される。
【００９４】
図５Ａは、動作情報データベース８の情報内容の一例を示す。
【００９５】
（１）「時刻」の欄は、アーム機構４が動作している際の時刻に関する情報を示す。第１実施形態では、時刻についてはミリ秒（ｍｓｅｃ）単位系で示す。
【００９６】
（２）「位置」の欄は、アーム機構４の第１及び第２エンコーダ４３、４４などで検出される角度情報を変換したアーム機構４の位置情報を示す。具体的には、ロボットシステム１の進行方向（例えば、前後方向）ｘ軸と上下方向ｚ軸との２軸の位置である。なお、第１実施形態では、位置についてはメートル（ｍ）単位系で示す。
【００９７】
《データベース入出力部９》
データベース入出力部９は、動作情報データベース８と、制御部１２との間で、データ（すなわち、情報）の入出力を行う。
【００９８】
《制御部１２》
制御部１２は、データベース入出力部９から入力された動作情報に追従するように、アーム機構４の第１モータ４１と第２モータ４２とをそれぞれ独立して動かす。加えて、入力ＩＦ６により入力された前輪用ブレーキ１４ｃ及び後輪用ブレーキ１４ｄのＯＮ／ＯＦＦの指令に基づいて、前輪用ブレーキ１４ｃ及び後輪用ブレーキ１４ｄのブレーキを制御する。
【００９９】
以下、制御部１２で制御されるロボットシステム１の動作について説明する。
【０１００】
図６Ａ〜図６Ｅにロボットシステム１のアーム機構４の動作手順と、それに伴う被介護者７の動作とを、図７のフローチャートを用いて説明する。
【０１０１】
まず、図６Ａに示すように、被介護者７は、床１３上に配置された、ベッド、椅子、又は、トイレの便座などの腰掛部５に座る。次に、介護者などにより、ロボットシステム１のロボット２０が、腰掛部５に座った被介護者７の正面に配置される。
【０１０２】
次に、図７のステップＳ１０１で、被介護者７が、ロボット２０の入力ＩＦ６によりロボットシステム１の電源をＯＮにする。
【０１０３】
次に、ステップＳ１０２で、被介護者７が、入力ＩＦ６により前輪用ブレーキ１４ｃ及び後輪用ブレーキ１４ｄをＯＮにすることで、制御部１２Ｂにより、歩行機構１４の前輪１４ａと後輪１４ｂとがそれぞれ回転しないようにブレーキがかけられる。このようにすることにより、アーム機構４で連結部３ｃを介してホールド機構３ｇを牽引するとき、歩行機構１４が移動せず、アーム機構４からの力が、連結部３ｃを介してホールド機構３ｇに確実に伝達されるようにしている。
【０１０４】
次に、被介護者７は、アーム機構４に連結された介護ベルト３のホールド機構３ｇを体に装着し、持ち手１５を両手で把持する。
【０１０５】
次に、ステップＳ１０３で、被介護者７が、入力ＩＦ６の立ち上がり開始ボタンを押下することで、ロボットシステム１が動作を開始する。この例では、立ち上がり開始ボタンを押した状態で動作し、立ち上がり開始ボタンを離すと、ロボットシステム１が動作を停止する。これ以降のステップＳ１０４〜ステップＳ１０６では、ロボットシステム１の制御装置１１により、アーム機構４の第１駆動部４ａと第２駆動部４ｂとをそれぞれ独立して駆動制御し、図３Ａの被介護者７の座位姿勢から図３Ｂの被介護者７の臀部７ｅを腰掛部５から離床させるように、図３Ｃの起立動作を支援する。
【０１０６】
次に、ステップＳ１０４で、制御部１２は、データベース入出力部９から動作情報を取得する。
【０１０７】
次に、ステップＳ１０５で、制御部１２は、データベース入出力部９から取得した動作情報に追従するようにアーム機構４を駆動するため、第１モータ４１と第２モータ４２とをそれぞれ独立して駆動制御する。一例として、制御部１２の制御の下で、図６Ａから図６Ｂに示すように、前方方向（例えば、図６Ａの左方向）に移動するようにアーム機構４を制御部１２で制御する。すると、図６Ｂに示すように、ホールド機構３ｇの第１保持部３ａと第２保持部３ｂとが同時に前方方向へアーム機構４により牽引される。このとき、アーム機構４により連結部３ｃを介して第１保持部３ａを前方へ牽引することで、図６Ｂに点線で時計回りの矢印Ａで示すように被介護者７の上半身の後屈を促し、さらに、連結部３ｃを介して第２保持部３ｂを前方へ牽引することで、図６Ｂに点線で反時計回りの矢印Ｂで示すように被介護者７の骨盤の前傾を促すことが可能となる。このように被介護者７の前傾をアーム機構４でアシストすることで、被介護者７の臀部７ｅの腰掛部５からの離床を促し、同時に被介護者７の上半身の後屈を促すことで、被介護者７が腰掛部５から立ち上がり易くなる。また、被介護者７の上半身の後屈を促すことで、被介護者７は、前傾姿勢を深く取ることなく、座位姿勢から立位姿勢へスムーズに移行することが可能となる。
【０１０８】
なお、アーム機構４により連結部３ｃを介して第１保持部３ａを前方へ（例えば、前方かつ上方に向けて）牽引するとき（言い換えれば、牽引動作を開始してから被介護者７の臀部７ｅを腰掛部５から離床させるまでの第１の状態において）、制御部１２の制御によるアーム機構４の第１モータ４１と第２モータ４２との駆動により、前方に対して牽引速度が徐々に加速するように牽引することもできる。このようにすれば、被介護者７の上半身の後屈と骨盤の前傾とを、より一層促すことができて、被介護者７の起立動作をより円滑に支援することができる。
【０１０９】
次に、図６Ｃに示すように被介護者７の臀部７ｅの腰掛部５からの離床の段階（すなわち、第１の状態の終了時点）で、図６Ｄに上向きの矢印で示すように、アーム機構４を上方へ移動するように制御部１２でアーム機構４を駆動制御する。すると、アーム機構４の上向きの移動により被介護者７は上方にアシストされ、図６Ｅにて被介護者７は立ち上がりを完了する。この時点で、被介護者７は立位姿勢の状態となっている。
【０１１０】
次に、ステップＳ１０６で、被介護者７は、押下している入力ＩＦ６を戻す（すなわち、離す）ことで、制御部１２による立ち上がり動作の制御動作及びアーム機構４の駆動は停止する。なお、ステップＳ１０６以前においても、被介護者７は、押下している入力ＩＦ６を戻すことで、制御部１２による立ち上がり動作の制御動作及びアーム機構４の駆動は、途中で停止することができる。
【０１１１】
次に、ステップＳ１０７で、被介護者７は、入力ＩＦ６により、前輪用ブレーキ１４ｃ及び後輪用ブレーキ１４ｄをＯＦＦにする。
【０１１２】
さらに、ステップＳ１０８で、被介護者７は、入力ＩＦ６により電源をＯＦＦにする。被介護者７は、図６Ｅに示すように立位姿勢の状態となった後、被介護者７が前方へ力を加えることで、被介護者７の力で前輪１４ａと後輪１４ｂとがそれぞれ自在に回転し、歩行機構１４は、歩行器として被介護者７の歩行を支援することができる。
【０１１３】
《第１実施形態の効果》
アーム機構４に第１保持部３ａと第２保持部３ｂとで構成されるホールド機構３ｇと連結部３ｃとを介護ベルト３として備えて、制御部１２の制御の下にアーム機構４で牽引動作するように介護ベルト３を前方に移動させることができる。この結果、起立動作初期時に（すなわち、着座姿勢の状態から臀部７ｅを離床させる第１の状態において）、被介護者７の前傾姿勢をできるだけ浅くし、成人健常者の動作に近づけることができるよう動作を支援することが可能となる。
【０１１４】
（第２実施形態）
図８は、本開示の第２実施形態にかかる起立動作支援システム（すなわち、起立動作支援装置）の一例としてのロボットシステム１Ｂを使った作業の例として、被介護者７の座位姿勢の状態から起立姿勢の状態への動作を支援するロボット２０Ｂの様子を示す。図９は、本開示の第２実施形態におけるロボットシステム１Ｂの詳細構成を示すブロック図である。
【０１１５】
この第２実施形態にかかる起立動作支援システム１Ｂでは、データベース入出力部９から動作情報を取得する代わりに、力取得部の一例である力検出部１７で検出した力と位置情報とを基に動作情報生成部１０で動作情報を生成して取得するものであり、力検出部１７と動作情報生成部１０とを備えることが、第１実施形態と大きく異なる。力検出部１７は、アーム機構４に外部から加わる力に関する情報を取得する。動作情報生成部１０は力検出部１７より取得された力に関する情報と、後述する第１エンコーダ４３と第２エンコーダ４４とより取得された位置に関する情報とより、アーム機構４の動作情報を生成する。よって、この第２実施形態では、後述する制御部１２Ｂは、動作情報生成部１０より生成された動作情報に基づき、アーム機構４の動作を制御する。以下、詳細に説明する。
【０１１６】
第１実施形態の図１Ａ〜図２と同様に、ロボットシステム１Ｂのロボット２０Ｂは、床１３上に置かれている。ロボット２０Ｂは、本体機構２と、制御装置１１Ｂと、入力ＩＦ６と、力検出部１７とを備える。
【０１１７】
本体機構２は、第１実施形態と同様に、アーム機構４と、介護ベルト３と、歩行機構１４とを備える。
【０１１８】
制御装置１１Ｂは、データベース入出力部９と、タイマー１６と、制御部１２Ｂと、動作情報生成部１０とを備える。
【０１１９】
歩行機構１４と介護ベルト３とタイマー１６と入力ＩＦ６とは、第１実施形態と同様であるため、これらの説明を省略する。
【０１２０】
被介護者７は、第１実施形態と同様に、介護ベルト３のホールド機構３ｇにより保持されていて、座位姿勢時に腰掛部５（例えば、ベッド、椅子、又は、トイレの便座など）に座っている。アーム機構４の側面には、ボタンなどが配置された操作盤などの入力ＩＦ６を第１実施形態と同様に配置する。
【０１２１】
第１実施形態と異なる点について、以下、詳細に説明する。
【０１２２】
《力検出部１７》
まず、アーム機構４に力検出部１７を備えて、被介護者７がアーム機構４に加える力を力検出部１７により検出する。力検出部１７は、被介護者７が、入力ＩＦ６からロボットシステム１Ｂの動作開始情報を入力することで（例えばボタンを押下するなど）、ロボットシステム１Ｂの制御装置１１Ｂの制御動作を開始させたのち、検出を開始する。力検出部１７により、被介護者７がアーム機構４に加える力を検出し、力検出部１７で検出した力とアーム機構４の位置とに基づいて、動作情報生成部１０で動作を生成し、制御部１２Ｂによりアーム機構４の動作を制御する。
【０１２３】
具体的には、図８に示すように、力検出部１７は、アーム機構４の第３アーム４ｅの上端と第４アーム４ｆの前端との連結部分付近に備えられる。アーム機構４に外部（例えば、被介護者７）から加えられた力情報を力検出部１７で検出する。力検出部１７で検出した情報は、データベース入出力部９を介して、時刻とともに動作情報データベース８に記憶される。一例として、力検出部１７は、ロボットシステム１Ｂの上下方向の力と前後方向の力が計測可能な２軸の力センサ、又は、手前方向の回転も含めた３軸力センサなどで構成される。
【０１２４】
《アーム機構４》
アーム機構４は、第１実施形態と同様に、歩行機構１４の上部に備えられ、一例として、第１モータ４１と第１エンコーダ４３とを第１関節部に有するとともに第２モータ４２と第２エンコーダ４４とを第２関節部に有する２自由度アームである。第１実施形態と同様に、第１エンコーダ４３と第２エンコーダ４４とからの情報を基に第１モータ４１と第２モータ４２とを制御装置１１Ｂで制御することで、一例として、図３Ａ〜図３Ｃに示すようにロボットシステム１Ｂを駆動することができる。第１エンコーダ４３と第２エンコーダ４４とは、アーム機構４の位置に関する情報を取得する位置取得部の一例として機能する。さらに、持ち手１５が第１実施形態と同様に備えられており、被介護者７が座位又は起立時に手で握って持つことができる。
【０１２５】
《動作情報データベース８》
第１実施形態と同様に、タイマー１６からの指令に基づいて制御部１２が実行され、アーム機構４の位置情報（例えば、第１エンコーダ４３及び第２エンコーダ４４からのそれぞれの回転角度情報をアーム機構４の位置情報に変換した位置情報）が、タイマー１６からの実行指令を利用して、データベース入出力部９及び制御部１２を実行させて、ある一定時間毎（例えば、１ｍｓｅｃ毎）に生成される。これらの生成された位置情報が、時刻と共に、データベース入出力部９を介して動作情報データベース８に出力されて、動作情報データベース８に記憶される。第２実施形態では、後述するように、動作情報データベース８に記憶された力検出部１７で検出された力の情報と位置情報と時刻の情報を基にして、動作情報生成部１０で動作情報が生成されて動作情報データベース８に記憶される。
【０１２６】
図１０は、動作情報データベース８の情報内容の一例を示す。
【０１２７】
（１）「時刻」の欄は、アーム機構４が動作している際の時刻に関する情報を示す。第２実施形態では、時刻についてはミリ秒（ｍｓｅｃ）単位系で示す。
【０１２８】
（２）「位置」の欄は、アーム機構４の第１及び第２エンコーダ４３、４４などで検出される角度情報を変換したアーム機構４の位置情報を示す。具体的には、図８に示すように、アーム機構４の一端を原点Ｏとし、ロボットシステム１Ｂの進行方向逆向きを正としたｘ軸と上向きを正としたｚ軸との２軸の位置とし、原点からの相対座標として示す。なお、第２実施形態では、位置についてはメートル（ｍ）単位系で示す。
【０１２９】
（３）「力」の欄は、アーム機構４に備えられた力検出部１７で検出される、アーム機構４にかかる力を示す。具体的には、ロボットシステム１Ｂの進行方向逆向きを正としたｘ軸と上向きを正としたｚ軸との２軸のそれぞれにかかる力の情報である。第２実施形態では、力についてはニュートン（Ｎ）単位系で示す。
【０１３０】
《データベース入出力部９》
データベース入出力部９は、動作情報データベース８と、制御部１２と、力検出部１７と、動作情報生成部１０との間で、データ（すなわち、情報）の入出力を行う。
【０１３１】
《動作情報生成部１０》
動作情報生成部１０は、動作情報データベース８に記憶された時刻と位置と力との情報を、データベース入出力部９より取得して、これらの位置と力との情報に基づいて、アーム機構４の動作情報を生成して、動作情報データベース８に記憶する。
【０１３２】
この動作情報の生成について、図１１Ａを利用しながら説明する。図１１Ａは、動作情報生成部１０で生成した動作情報のグラフを示す。図１１Ａは、横軸に時間を示し、縦軸にｘ軸の位置の情報とｚ軸の位置の情報とを示し、加えて、ｘ軸の力の情報とｚ軸の力の情報とを示す。
【０１３３】
まず、図６Ａに示すように、被介護者７は、腰掛部５に座った座位姿勢からの立ち上がり動作を開始する（具体的には、後述する、第１実施形態のステップＳ１０１からステップＳ１０３と同様なステップＳ２０１からステップＳ２０３を参照）。次に、図６Ｂに左向きの矢印で示すように、進行方向（例えばｘ軸負方向）にアーム機構４を移動させる（後述するステップＳ２０５参照）ように、制御部１２Ｂで第１モータ４１と第２モータ４２とをそれぞれ独立して駆動制御するための動作情報を動作情報生成部１０で生成する。
【０１３４】
このステップＳ２０５の動作は、図１１Ａでは、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの区間として示される。この時刻ｔ１でｘ軸方向の力とｚ軸方向の力とが大きく変化する。これは、時刻ｔ１が、進行方向に引く動作により臀部７ｅが離床を始めるタイミングであることを意味し、臀部７ｅが離床することで、ｘ軸方向の力が減少し、さらにｚ軸方向の力が減少する。
【０１３５】
動作情報生成部１０は、このｔ１の時刻を自動的に検出する。具体的には、動作情報生成部１０は、力検出部１７で検出された時刻ｔ１と時刻ｔ０とのそれぞれの時刻のｘ軸方向の力とｚ軸方向の力とを基に、ｘ軸方向の力とｚ軸方向の力とのそれぞれの差分（一例として、第１の時刻における第１の力と、第１の時刻（例えば時刻ｔ１）よりも前の第２の時刻（例えば時刻ｔ０）における第２の力との差分）を算出する。次いで、時刻ｔ２と時刻ｔ１とでも同様に、ｘ軸方向の力とｚ軸方向の力とのそれぞれの差分（別の例として、第１の時刻における第１の力と、第１の時刻（例えば時刻ｔ２）よりも前の第２の時刻（例えば時刻ｔ１）における第２の力との差分）を動作情報生成部１０で算出する。以後同様に、隣接する時刻間での差分を動作情報生成部１０で算出し続ける。
【０１３６】
次いで、差分の符号が反転した時点を動作情報生成部１０で検出する。差分の符号が反転した時点（この例では、時刻ｔ２）の直前の時刻ｔ１が、力が大きく変化する変化点である。この変化点を、動作情報生成部１０で検出したタイミングで、ｚ軸の位置を上方に移動させる（具体的には、図１１Ａの時刻ｔ１以降のｚ軸の位置を上方に移動させる）ように動作情報生成部１０で動作情報を生成する。すなわち、図１１Ｄに示すように、第１の力と第２の力との差分の符号が反転した後に力検出部１７で検出された力Ｆの絶対値|Ｆ|が閾値以上の場合、アーム機構４が第２連結部３ｃｂを上方へ牽引する牽引速度Ｖ２を、差分の符号が反転する前の速度Ｖ１より大きくするように動作情報を動作情報生成部１０で生成する。絶対値|Ｆ|は例えば１０［Ｎ］であり、速度Ｖ２は例えば１．１×Ｖ１（すなわち、速度Ｖ１に対して１０％の加速）である。
【０１３７】
また、別の例として、図１１Ｅに示すように、力検出部１７で検出された力Ｆの絶対値|Ｆ|が大きいほど、アーム機構４が第２連結部３ｃｂを上方へ牽引する牽引速度Ｖを大きくするように動作情報を動作情報生成部１０で生成するようにしてもよい。図１１Ｅは、牽引速度Ｖと力Ｆの絶対値|Ｆ|とが正比例関係となっている。
【０１３８】
前記別の例には、図１１Ｆに示す場合も含まれる。すなわち、図１１Ｆは、牽引速度Ｖと力Ｆの絶対値|Ｆ|とが、左下から右上方向に階段状に延びるグラフで表されている。このような場合も、巨視的に見れば、牽引速度Ｖと力Ｆの絶対値|Ｆ|とが正比例関係となっているとみなすことができる。よって、図１１Ｆも、図１１Ｅと同様に、力Ｆの絶対値|Ｆ|が大きいほど、牽引速度Ｖを大きくする場合である。なお、Δ|Ｆ|は例えば１［Ｎ］であり、ΔＶは例えば１［ｍ／ｓｅｃ］である。
【０１３９】
このように構成することにより、図６Ｃに示すように、アーム機構４を、前方へ移動しつつ上方へ移動する動作を、動作情報生成部１０で動作情報として生成することが可能となる。また、ホールド機構３ｇの第１保持部３ａで被介護者７の上半身を保持しているために、被介護者７の上半身の後屈が有効に働き、立ち上がりやすくなっている。なおこの例では、ｘ軸方向の力とｚ軸方向の力との変化点を検出しているが、ｘ軸方向の力で検出するなど、どちらか一方向の力を使うようにしても良い。
【０１４０】
次に、図６Ｄに示すように、被介護者７を上方へ持ち上げる際の速度を、ｚ軸の力の情報で動作情報生成部１０で決定する。
【０１４１】
具体的には、図１１Ａの時刻ｔ１以降に示すようにｚ軸の力が下方向に加わっている場合は、アーム機構４により所定の速度ｓｚで被介護者７を上方に持ち上げる。所定の速度ｓｚはｚ軸の力が大きくなるほど（すなわち、値は負の方向に大きくなる）所定の速度ｓｚが上方向に大きくなることで加速し、ｚ軸の力が小さくなるほど所定の速度ｓｚが小さくなることで減速させるように、ｚ軸の力に応じて可変させるようにしても良い。しかしながら、図１１Ｂに示すように、ｔ１時刻以降のｚ軸方向の力がｚ軸上方向に加わっている場合は、その力が０となる位置まで、アーム機構４によりｚ軸方向の上方への持ち上げ速度を加速するよう動作情報を動作情報生成部１０で生成する。また、別の例として、ｚ軸の上方向の力が大きくなるほど（すなわち、値は正の方向に大きくなる）より上方向に加速し、ｚ軸の力がより小さくなるほど減速させるなど、ｚ軸の力に応じて可変させるようにしても良い。なお、ｚ軸の力の符号によって加速する割合を変えても良いし、身長又は体重毎に割合を変えるようにしても良い。これにより、下半身の筋力が十分有り自らの筋力で上方に立ち上がることができる場合には、その動きに追従するよう持ち上げ速度を加速することで、スムーズに立ち上がることができる。なお、この例では、力が０となる位置まで加速するように動作情報を動作情報生成部１０で生成しているが、例えば、アーム機構４によりｚ軸方向の上方向の力になるように減速するように動作情報を動作情報生成部１０で生成することで、被介護者７の下半身に負荷を与えられるため、被介護者７のリハビリ目的にも利用できる。また、軸の力が下方向に加わっている場合は、その力に応じて速度を可変させる際に、力を加えてもあまり加速しないように加速の割合を少なくしても良い。これにより、被介護者７が力を加えても加速しないことから、あまりアシスト感を感じることがなくなり、被介護者７の下半身の筋力を使いながら起立する、いわゆるリハビリの使い方も可能となる。さらに、被介護者７が上方向から下方向に力のかけ具合を変化させた場合に、力Ｆが０となるときの速度を０より大きな値に設定しておくことで、上方向から下方向に力Ｆが切り替わる際に力Ｆが０となり、速度ｓｚが０となることを防ぐことができ、スムーズな起立が可能となる。また、力Ｆが０となるときの速度を０に設定することで、力Ｆの符号の切り替え時点で停止し、被介護者７が下方向から上方向に力Ｆのかけ具合を変化させている、すなわち被介護者７が自らの力で起立していっているということが「停止する動作」で提示することが可能となる。図６Ｅの終了地点の位置は、被介護者７の身長で予め決められた所定の位置で停止する。ｔ１時刻以降のｚ軸方向の力がｚ軸下方向に加わっている場合は、ｚ軸方向の力が上方向の力になる位置まで、ｚ軸方向の上方への持ち上げ速度を加速する。ｚ軸方向の力が上方向の力になった時点で、ｚ軸方向の上方への持ち上げ速度を加速せず、一定速度で上方に移動させる。これにより、下半身の筋力が低下し、自らの筋力で上方に立ち上がることができない場合には、上方向に加速することで、楽に立ち上がることができるようになる。さらに上方向の力になった時点で加速しないようにすることで、必要以上のアシストをしないようにできる。これにより、被介護者の下半身の筋力を使いながら、足りない力をアシストすることができるようになる。
【０１４２】
以上の動作情報を動作情報生成部１０で生成し、データベース入出力部９を介して、動作情報生成部１０で動作情報データベース８に記憶する。
【０１４３】
なお、力検出部１７の値を、例えばアーム機構４に設置されたモニタなどに提示することで、どれぐらいアーム機構４に力を加えているかを確認できるようにしても良い。その場合は、多くの力をかけているほど、被介護者７自身の下半身などの身体を使えていないということなので、例えば、リハビリ装置の進捗を被介護者７自身で確認することができるようになる。さらに、記憶された過去の力情報と比較することで、以前からどれぐらいリハビリの効果があるのかを確認することができる。
【０１４４】
《制御部１２Ｂ》
制御部１２Ｂは、データベース入出力部９から入力された動作情報の位置情報と力情報に追従するようにアーム機構４の第１モータ４１と第２モータ４２とを動かす。加えて、制御部１２Ｂは、入力ＩＦ６により入力された前輪用ブレーキ１４ｃ及び後輪用ブレーキ１４ｄのＯＮ／ＯＦＦの指令に基づいて、前輪用ブレーキ１４ｃ及び後輪用ブレーキ１４ｄのブレーキを制御する。
【０１４５】
以下、動作情報生成部１０で生成された動作情報を制御部１２Ｂで制御されるロボットシステム１Ｂの動作について説明する。
【０１４６】
図６Ａ〜図６Ｅにロボットシステム１Ｂのアーム機構４の動作手順とそれに伴う被介護者の動作とを図１２のフローチャートを用いて説明する。
【０１４７】
図６Ａに示すように、被介護者７は、床１３上に配置された、ベッドなどの腰掛部５に座る。次に、介護者などにより、ロボットシステム１のロボット２０Ｂが、腰掛部５に座った被介護者７の正面に配置される。
【０１４８】
次に、図１２のステップＳ２０１で、被介護者７が、ロボット２０Ｂの入力ＩＦ６によりロボットシステム１Ｂの電源をＯＮにする。
【０１４９】
次に、ステップＳ２０２で、被介護者７が、入力ＩＦ６により前輪用ブレーキ１４ｃ及び後輪用ブレーキ１４ｄをＯＮにすることで、制御部１２Ｂにより、歩行機構１４の前輪１４ａと後輪１４ｂとがそれぞれ回転しないようにブレーキがかけられる。
【０１５０】
次に、被介護者７は、アーム機構４に連結された介護ベルト３のホールド機構３ｇを体に装着し、持ち手１５を両手で把持する。
【０１５１】
次に、ステップＳ２０３で、被介護者７が、入力ＩＦ６の立ち上がり開始ボタンを押下することで、ロボットシステム１Ｂが動作を開始する。この例では、立ち上がり開始ボタンを押した状態で動作し、立ち上がり開始ボタンを離すと、ロボットシステム１Ｂが動作を停止する。これ以降のステップＳ２０４〜ステップＳ２０６では、ロボットシステム１Ｂの制御装置１１Ｂにより、アーム機構４の第１駆動部４ａと第２駆動部４ｂとをそれぞれ独立して駆動制御し、図３Ａの被介護者７の座位姿勢から図３Ｂの被介護者７の臀部７ｅを腰掛部５から離床させるように、図３Ｃの起立動作を支援する。
【０１５２】
次に、ステップＳ２０４で、力検出部１７で、被介護者７がアーム機構４に加える力を検出する。
【０１５３】
次に、ステップＳ２０５で、動作情報生成部１０は、力検出部１７で検出した力とアーム機構４の位置情報とに基づいて、動作情報を生成し、データベース入出力部９を介して動作情報データベース８に記憶する。
【０１５４】
次に、ステップＳ２０６で、制御部１２Ｂはデータベース入出力部９から動作情報を取得し、制御部１２Ｂは、アーム機構４がデータベース入出力部９から取得した動作情報に追従するようにアーム機構４を駆動するため、第１モータ４１と第２モータ４２をそれぞれ独立して駆動して制御する。
【０１５５】
一例として、制御部１２の制御の下で、図６Ａから図６Ｂに示すように、前方方向（例えば、図６Ａの左方向）に移動するようにアーム機構４を制御部１２Ｂで制御する。すると、図６Ｂに示すように、ホールド機構３ｇの第１保持部３ａと第２保持部３ｂとが同時に前方方向へアーム機構４により牽引される。このとき、アーム機構４により連結部３ｃを介して第１保持部３ａを前方へ牽引することで、図６Ｂに点線で時計回りの矢印Ａで示すように被介護者７の上半身の後屈を促し、さらに、連結部３ｃを介して第２保持部３ｂを前方へ牽引することで、図６Ｂに点線で反時計回りの矢印Ｂで示すように被介護者７の骨盤の前傾を促すことが可能となる。このように被介護者７の前傾をアーム機構４でアシストすることで、被介護者７の臀部７ｅの腰掛部５からの離床を促し、同時に被介護者７の上半身の後屈を促すことで、被介護者７が腰掛部５から立ち上がり易くなる。また、被介護者７の上半身の後屈を促すことで、被介護者７は、前傾姿勢を深く取ることなく、座位姿勢から立位姿勢へスムーズに移行することが可能となる。
【０１５６】
次に、図６Ｃに示すように被介護者７の臀部７ｅの腰掛部５からの離床の段階（すなわち、第１の状態の終了時点）で、図６Ｄに上向きの矢印で示すように、アーム機構４を上方へ移動するように制御部１２Ｂでアーム機構４を駆動制御する。
【０１５７】
この第２実施形態では、力検出部１７で検出した力とアーム機構４の位置情報とに基づいて、動作情報を動作情報生成部１０で生成するため、例えば被介護者７の背の違い又は前傾速度の違いなどに応じて、臨機応変に動作情報を動作情報生成部１０で生成することができる。
【０１５８】
一例として、図１１Ｃに、被介護者７の背の違いにより、アーム機構４と連結される連結部３ｃの軌道が違うことを説明する。図１１Ｃの縦軸はロボットシステム１の上下方向ｚ軸を示し、横軸はロボットシステム１の進行方向（例えば、前後方向）ｘ軸を示す。図１１Ｃの軌道Ａは、身長１８０ｃｍの被介護者７の連結部３ｃの軌道である。図１１Ｃの軌道Ｂは、身長１６７ｃｍの被介護者７の連結部３ｃの軌道である。図１１Ｃの軌道Ｃは、身長１５５ｃｍの被介護者７の連結部３ｃの軌道である。身長が高い人ほど軌道が高く、逆に、身長が低い人ほど軌道が低くなっている。
【０１５９】
前記したように、アーム機構４の上向きの移動により、被介護者７は上方にアシストされ、図６Ｅにて被介護者７は立ち上がりを完了する。この時点で、被介護者７は立位姿勢の状態となっている。
【０１６０】
次に、ステップＳ２０７にて、被介護者７は、押下している入力ＩＦ６を戻す（すなわち、離す）ことで、制御部１２Ｂによる立ち上がり動作の制御動作及びアーム機構４の駆動は停止する。なお、ステップＳ２０７以前においても、被介護者７は、押下している入力ＩＦ６を戻すことで、制御部１２Ｂによる立ち上がり動作の制御動作及びアーム機構４の駆動は、途中で停止する。
【０１６１】
次に、ステップＳ２０８で、被介護者７は、入力ＩＦ６により、前輪用ブレーキ１４ｃ及び後輪用ブレーキ１４ｄをＯＦＦにする。
【０１６２】
さらに、ステップＳ２０９で、被介護者７は、入力ＩＦ６により電源をＯＦＦにする。被介護者７は、図６Ｅに示すように立位姿勢の状態となった後、被介護者７が前方へ力を加えることで、被介護者７の力で前輪１４ａと後輪１４ｂとがそれぞれ自在に回転し、歩行機構１４は、歩行器として被介護者７の歩行を支援することができる。
【０１６３】
《第２実施形態の効果》
動作情報データベース８に記憶された位置情報と力検出部１７で検出し動作情報データベース８に記憶された力とに基づいて、動作情報生成部１０でアーム機構４の動作情報を生成するため、例えば背の違い又は前傾速度の違いなどに応じて、臨機応変に動作情報を動作情報生成部１０で生成することができる。この結果、起立動作初期時に（すなわち、着座姿勢の状態から臀部７ｅを離床させる第１の状態において）、被介護者７の前傾姿勢をできるだけ浅くし、成人健常者の動作に近づけることができるように動作を支援することができる。
【０１６４】
（第３実施形態）
図１３及び図１４Ａ〜図１４Ｄは、アーム機構４と歩行機構１４とを備えずに、本開示の第３実施形態の介護ベルト３を使って、介護者１８が、介助して、被介護者７の座位姿勢から起立姿勢の状態への移動動作を支援する様子を示す。この場合、介護者１８が、被介護者７の胸部７ｄに位置しかつ第１保持部３ａと第２保持部３ｂとを被介護者７の前面にて連結する連結部３ｃを把持可能としている。
【０１６５】
図１４Ａに示すように、被介護者７は介護ベルト３を身に付けて（すなわち、装着して）上半身を保持し、図１４Ａにて介護者１８が介護ベルト３の連結部３ｃを握って、介護者１８の手前に引く。介護者１８が手前に引くことによって、第１保持部３ａと第２保持部３ｂとに介護者１８からの力が伝達され、図１４Ｂの点線の反時計回りの矢印Ｂのように被介護者７の臀部７ｅの腰掛部５からの離床を促すとともに、図１４Ｂの点線の時計回りの矢印Ａのように被介護者７の上半身の後屈を促す。このとき、ホールド機構３ｇの第１保持部３ａと第２保持部３ｂとを、同時に、被介護者７の正面方向の前方に向けて、介護者１８が牽引動作することが大切である。図１４Ｂに矢印で示すように、ホールド機構３ｇの第１保持部３ａと第２保持部３ｂとを、同時に、介護者１８が牽引することにより、被介護者７をその座位姿勢から前方に牽引する。このように、第１保持部３ａと第２保持部３ｂとを、同時に、介護者１８が牽引するとき、まず、被介護者７の首部７ａ又は背中部７ｂの第１領域Ｒ１を前方に牽引することにより、被介護者７は、背筋が反って伸びることで立ち上がりやすくなる。また、この牽引と同時に、被介護者７の腰部７ｃの第２領域Ｒ２を前方に牽引することにより、被介護者７は、骨盤が前方方向に移動して離床しやすくなる。よって、例えば、腰部７ｃの第２領域Ｒ２を前方に牽引する場合と比較して、第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２との両方を同時に前方に牽引するほうが、被介護者７にとって、臀部７ｅを腰掛部５から確実に離床させやすくなる。
【０１６６】
次に、図１４Ｃに示すように、介護者１８は、被介護者７の臀部７ｅの腰掛部５からの離床を確認したタイミングで、上方で且つ少し後方へ引き上げるように、介護ベルト３に連結部３ｃを介して力を加える。そのとき、介護者１８は、介護ベルト３の第２保持部３ｂ又は第３保持部３ｈで被介護者７の脇７ｇを支えることで、被介護者７は起立動作に移行する。
【０１６７】
なお、図１５Ａ及び図１５Ｂに示すように、連結部３ｃを、介護者１８が手で把持しやすいようにするため、Ｕ字状に湾曲した連結部３ｃ−２としてもよい。
【０１６８】
また、連結部３ｃは１個ではなく、複数個設けても良い。例えば、図１６Ａ及び図１６Ｂに示すように、第１保持部３ａのＵ字状の密閉された筒状部材の前側部分において、それぞれＵ字状に湾曲した連結部３ｃ−３を設けるようにしてもよい。
【０１６９】
《第３実施形態の効果》
被介護者７が介護ベルト３を装着し、介護者１８が連結部３ｃを引くことで、立ち上がりの支援を容易に行うことができる。
【０１７０】
《第１及び第２及び第３実施形態の変形例》
なお、第１実施形態及び第２実施形態において、ロボットシステム１、１Ｂにアーム機構４を有する歩行機構１４を備える構成としているが、アーム機構４を、ベッドサイド、トイレ、又は、車椅子などの腰掛部５側に備える構成でも良い。
【０１７１】
また、牽引機構は、例えばアーム機構４として説明しているが、これに限定されない。牽引機構は、被介護者７の起立動作を補助するため、介護ベルト３に対しての外力を負荷するものであれば良い。一例として、図２０に示すように、床１３に起立した滑車取付部材３１の上端に、滑車３２を回転自在に取り付けておく。そして、紐３０の一端は、介護ベルト３の連結部３ｃに固定され、紐３０の他端は、滑車３２を介して被介護者７に把持される。被介護者７が紐３０を引くことにより、介護ベルト３は、被介護者７の正面方向の前方に向けて牽引される。本明細書において、かかる構成も牽引機構に含まれる。
【０１７２】
また、本開示の変形例にかかる介護ベルト３Ｇを図２１Ａ〜図２１Ｃに示す。この例では、介護ベルト３Ｇの連結部３ｃは、第１連結部３ｃａと第２連結部３ｃｂとで構成している。第１連結部３ｃａは、被介護者７の胸部７ｄに位置しており、ホールド機構３ｇ−４の第１保持部３ａと第２保持部３ｂとの両方又はいずれか一方に連結され、ウレタンなどの柔らかい素材で構成されている。第２連結部３ｃｂは、第１連結部３ｃａの内部に板状の硬い材質の芯材で設けられ、牽引機構の連結部４ｇと着脱可能に連結可能としている。図２１Ｂの上側が背中側３３ａであり、下側が胸側３３ｂである。
【０１７３】
このような構成の介護ベルト３Ｇは、一対の第１保持部３ａ間の穴３ｐに被介護者７の首部７ａを通して介護ベルト３Ｇを被り、背中側から延びた両側の第２保持部３ｂのワンタッチ装着用のバックル部２９ｂをそれぞれ前に回して、身体前面で、前側バックル部２９ａに着脱可能に係合させることにより、装着可能となっている。この結果、第１保持部３ａは、被介護者７の首部７ａと背中部７ｂとを保持し、第２保持部３ｂは、被介護者７の腰部７ｃを保持することができる。
【０１７４】
また、介護ベルト３のホールド機構３ｇ−５の変形例として、図２１Ｄに示すように、ゼッケン（例えば、ビブス）タイプの胴衣であってもよい。このような例も、本願の介護ベルトの一例である。
【０１７５】
また、図２２Ａ〜図２２Ｉは、本体機構２の一例である。この例では、持ち手１５がＵ字状の平板で構成されて、被介護者７は両手の肘を置くことができる長さで設置されている。被介護者７が操作する入力ＩＦ６は、第３アーム４ｅと第４アーム４ｆとの連結部分に配置されている。一方、本体機構２の正面には、介護者が操作可能な介護者側の入力ＩＦ６Ｇと発光部６Ｈとが備えられているとともに、その近傍に丸いハンドル状の介護者側の持ち手１５Ｇが備えられている。よって、被介護者７は、何ら操作しなくても、介護者側で介護者側の入力ＩＦ６Ｇを操作して、本体機構２のアーム機構４の動作を開始させたのち、介護者が介護者側の持ち手１５Ｇを握って歩行機構１４を被介護者７の正面方向にの前方に向けて移動させることにより、牽引動作を行い、被介護者７が座位姿勢の状態から起立する際の起立動作を支援することができる。発光部６Ｈは、介護者側の入力ＩＦ６Ｇ又は入力ＩＦ６と関連して、電源のオンオフ状態、アーム機構４の駆動状態、歩行機構１４の移動タイミングなどの通知などのために、ＬＥＤ等を適宜発光又は点滅させることができるようにしている。
【０１７６】
本開示の介護ベルトは、筋力が低下した被介護者の補助目的以外で使用してもよい。例えば、筋力が低下した被介護者に加えて、重たい荷物を抱えた成人健全者がユーザとして、介護ベルトを起立動作を補助するサポーターとして装着してもよい。
【０１７７】
ロボット２０の構成、アーム機構４の制御は下記のようであってもよい。
【０１７８】
ロボット２０は、例えば、図１Ａ、図８、図２１Ａ〜図２１Ｃに示すように、被介護者７であるユーザが装着する介護ベルト３Ｇであるサポーターに含まれる連結部３ｃ（連結部３ｃは第１連結部３ｃａと第２連結部３ｃｂを含む）に接続され、連結部３ｃをｘ軸方向及び/またはｚ軸方向に移動させるアーム機構４を含む。なお、例えば、図８に示すように、ｘ軸、ｚ軸はアーム機構４に含まれるアームが動作する仮想平面と平行で、ｘ軸とｚ軸は互いに直交し、ｚ軸はロボット２０Ｂが設置される面（例えば床１３）に垂直で、ロボット２０Ｂが設置される面（例えば床１３）から、ロボット２０Ｂに向かう方向が、ｚ軸の正方向で、アーム機構４の先端（連結部４ｇ）から連結部３ｃに向かう方向が、ｘ軸方向の正方向である。
【０１７９】
動作情報データベース８は図５Ｂに示すようなデータを保持してもよい。図５Ｂに示すデータは、時刻ｔｉにおけるアーム機構４の先端が位置すべき位置すなわち目標座標値ｐｉ（Ｘｉ、Ｚｉ）を示す。
【０１８０】
ロボット２０は、動作情報データベース８が保持する時刻（図５Ｂにおける時刻）とその時刻における目標座標値（図５Ｂにおける位置）を含むデータに基づいて、アーム機構４を制御する制御装置１１を含む。
【０１８１】
図５Ｂ、図５Ｃに示すように、時刻がｔ０〜ｔ５１の場合、目標座標値のｚ軸座標値は増加し、時刻がｔ０〜ｔ３０の場合、目標座標値のｘ軸座標値は減少し、時刻がｔ３０〜ｔ５１の場合、目標座標値のｘ軸座標値は増加し、ｔ０＜ｔ１＜ｔ２８＜ｔ２９＜ｔ３０＜ｔ３１＜ｔ３２＜ｔ５０＜ｔ５１である。
【０１８２】
制御装置１１が図５Ｂに示すデータに基づいて、ロボット２０を制御することで、連結部３ｃは、時刻ｔ０〜ｔ３０において、ユーザの前方かつ上方に向けて移動し、その後に、すなわち、時刻ｔ３０〜ｔ５１において、連結部３ｃは、ユーザの後方かつ上方に向けて移動する。すなわち、連結部３ｃを含むサポーターを装着したユーザは、ロボット２０より、時刻ｔ０〜ｔ３０において、ユーザの前方かつ上方に向けての移動補助を受け、その後に、すなわち、時刻ｔ３０〜ｔ５１において、連結部３ｃを含むサポーターを装着したユーザは、ロボット２０より、ユーザの後方かつ上方に向けての移動補助を受ける。ｔ０を起立動作補助の開始時間、ｔ５１を起立動作補助の終了時間としてもよい。
【０１８３】
介護ベルト３Ｇであるサポーターは下記のようであってもよい。
【０１８４】
図２１Ｅに示すように、介護ベルト３Ｇ（サポーター）は、サポーターを装着したユーザの左肩に沿う部分を有する左肩部３０１と、サポーターを装着したユーザの右肩に沿う部分を有する右肩部３０２と、サポーターを装着したユーザの左腰に沿う部分を有する左腰部３０３と、サポーターを装着したユーザの右腰に沿う部分を有する右腰部３０４と、左肩部３０１、右肩部３０２、左腰部３０３、右腰部３０４と接続され、かつ、サポーターを装着したユーザの背中に沿う部分を有する接続領域３０５と、連結部３ｃ（連結部３ｃは第１連結部３ｃａと第２連結部３ｃｂを含む）を含む。
【０１８５】
連結部３ｃは、例えば、連結部３ｃｂに含まれるバックル部３ｉを介してアーム機構４の先端と連結される。複数のバックル部３ｉの中心を結ぶ線は、アーム機構４によって、ｘ軸方向の牽引力の与えられる線（牽引線）となる。
【０１８６】
連結部３ｃは連結部の左上部３１１（牽引線より上部で、連結部３ｃの左右対称線の図に向かって右側）で左肩部３０１と接続され、連結部３ｃは連結部３ｃの右上部３１２（牽引線より上部で、連結部３ｃの左右対称線の図に向かって左側）で右肩部３０２と接続され、連結部は連結部の左下部３１３（牽引線より下部で、連結部３ｃの左右対称線の図に向かって右側）で左腰部３０３と接続され、連結部は連結部の右下部３１４（牽引線より下部で、連結部３ｃの左右対称線の図に向かって左側）で右腰部３０４と接続される。
【０１８７】
つまり、連結部３ｃに、左肩部３０１、右肩部３０２、左腰部３０３、右腰部３０４が接続される。ユーザがサポーターを装着した場合、連結部３ｃと接続領域３０５の間にユーザが位置する。
【０１８８】
なお、本開示を第１〜第３実施形態及び変形例に基づいて説明してきたが、本開示は、前記の第１〜第３実施形態及び変形例に限定されないのはもちろんである。以下のような場合も本開示に含まれる。
【０１８９】
各実施形態において、制御装置１１、１１Ｂのうちの任意の一部は、それ自体がソフトウェアで構成することができる。よって、例えば、本願明細書のそれぞれの実施形態の制御動作を構成するステップを有するコンピュータプログラムとして、記憶装置（例えばハードディスク等）などの記録媒体に読み取り可能に記憶させ、そのコンピュータプログラムをコンピュータの一時記憶装置（例えば半導体メモリ等）に読み込んでＣＰＵを用いて実行することにより、前記した各ステップを実行することができる。
【０１９０】
より詳しくは、前記各制御装置の一部又は全部は、具体的には、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスクユニット、ディスプレイユニット、キーボード、マウスなどから構成されるコンピュータシステムである。前記ＲＡＭ又はハードディスクユニットには、コンピュータプログラムが記憶されている。前記マイクロプロセッサが、前記コンピュータプログラムにしたがって動作することにより、各部は、その機能を達成する。ここでコンピュータプログラムは、所定の機能を達成するために、コンピュータに対する指令を示す命令コードが複数個組み合わされて構成されたものである。
【０１９１】
例えば、ハードディスク又は半導体メモリ等の記録媒体に記録されたソフトウェア・プログラムをＣＰＵ等のプログラム実行部が読み出して実行することによって、各構成要素が実現され得る。なお、前記実施形態又は変形例における制御装置を構成する要素の一部又は全部を実現するソフトウェアは、以下のようなプログラムである。つまり、このプログラムは、１つの態様によれば、被介護者の首部又は背中部を保持する第１保持部、前記被介護者の腰部を保持する第２保持部、前記第１保持部と前記第２保持部とを連結して前記被介護者の脇を保持する第３保持部、及び、前記被介護者の胸部に位置する第２連結部を有し、かつ前記第１保持部と前記第２保持部とを前記被介護者の前面にて連結する第１連結部を有する介護ベルトと、前記第２連結部と連結し、前記第２連結部を牽引する牽引機構と、前記牽引機構の牽引動作を制御する制御部と、を備える起立動作支援システムの前記制御部に対して、前記牽引機構が前記第２連結部を前記被介護者の前方かつ上方に向けて牽引するように制御させ、その後、前記牽引機構が前記第２連結部を前記被介護者の後方かつ上方に向けて牽引するように制御させる、起立動作支援システムの制御部用プログラムである。
【０１９２】
また、別の態様にかかるプログラムによれば、被介護者に装着可能であり、前記被介護者の首部又は背中部である第１領域を保持可能な第１保持部と、前記被介護者の腰部である第２領域を保持可能な第２保持部とを有するホールド機構と、前記被介護者の胸部付近に位置可能であり、前記ホールド機構に連結された連結部とを備える介護ベルトと、前記連結部を介して前記ホールド機構に連結され、座位姿勢にある前記被介護者の臀部が離床するように前記介護ベルトを、前記被介護者の正面方向の前方に向けて牽引動作する牽引機構とを備える起立動作支援システムで使用されて、前記被介護者の起立動作を支援する起立動作支援用プログラムであって、コンピュータに、前記座位姿勢にある前記被介護者の前記臀部が離床するまでの第１の状態において前記被介護者を前記前方に牽引するように前記牽引機構による前記介護ベルトの牽引動作を制御するステップを実行させるための起立動作支援用プログラムである。
【０１９３】
また、このプログラムは、サーバなどからダウンロードされることによって実行されてもよく、所定の記録媒体（例えば、ＣＤ−ＲＯＭなどの光ディスク、磁気ディスク、又は、半導体メモリなど）に記録されたプログラムが読み出されることによって実行されてもよい。
【０１９４】
また、このプログラムを実行するコンピュータは、単数であってもよく、複数であってもよい。すなわち、集中処理を行ってもよく、あるいは分散処理を行ってもよい。
【０１９５】
さらに、前記様々な実施形態又は変形例のうちの任意の実施形態又は変形例を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。
【０１９６】
また、実施形態同士の組み合わせ又は実施例同士の組み合わせ又は実施形態と実施例との組み合わせが可能であると共に、異なる実施形態又は実施例の中の特徴同士の組み合わせも可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１９７】
本開示にかかる起立動作支援システム、起立動作支援システムの制御部の制御方法、起立動作支援システムの制御部用プログラム、介護ベルト、ロボットは被介護者の立ち上がり又は歩行をアシストするための起立動作支援システム、起立動作支援システムの制御部の制御方法、起立動作支援システムの制御部用プログラム、介護ベルト、ロボットとして適用が可能である。
【符号の説明】
【０１９８】
１，１Ｂ  ロボットシステム
２  本体機構
３，３Ｇ  介護ベルト
３ａ  第１保持部
３ｂ  第２保持部
３ｃ，３ｃ−１，３ｃ−２，３ｃ−３  連結部
３ｃａ  第１連結部
３ｃｂ  第２連結部
３ｄ，３ｅ  脱着部
３ｆ  バルブ
３ｇ，３ｇ−１，３ｇ−２，３ｇ−３，３ｇ−４，３ｇ−５  ホールド機構
３ｈ  第３保持部
３ｉ，３ｍ  バックル部
３ｊ，３ｎ  バックル受け部
３ｋ  第４保持部
３ｐ  穴
４  アーム機構
４ａ  第１駆動部
４ｂ  第２駆動部
４ｃ  第１アーム
４ｄ  第２アーム
４ｅ  第３アーム
４ｆ  第４アーム
４ｇ  連結部
５  腰掛部（例えばベッド又は椅子又は便座など）
６  入力ＩＦ
６Ｇ  介護者側の入力ＩＦ
７  被介護者
７ａ  首部
７ｂ  背中部
７ｃ  腰部
７ｄ  胸部
７ｅ  臀部
７ｆ  胴部の側部
７ｇ  脇
７ｈ  肩部
８  動作情報データベース
９  データベース入出力部
１０  動作情報生成部
１１，１１Ｂ  制御装置
１２，１２Ｂ  制御部
１３  床
１４  歩行機構
１４ａ  前輪
１４ｂ  後輪
１４ｃ  前輪用ブレーキ
１４ｄ  後輪用ブレーキ
１４ｅ  矩形台
１５  持ち手
１５Ｇ  介護者側の持ち手
１６  タイマー
１７  力検出部
１８  介護者
１９  成人健常者
２０，２０Ｂ  ロボット
３０  紐
３１  滑車取付部材
３２  滑車
３３ａ  背中側
３３ｂ  胸側
４１  第１モータ
４２  第２モータ
４３  第１エンコーダ
４４  第２エンコーダ
１００  操作部
１０１  軸部
１０２  軸固定部
１０３  留め具
１０４  貫通穴
１０５  受け固定部
Ｒ１  第１領域
Ｒ２  第２領域
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
0006544691.tif 000003
【図１Ｃ】
0006544691.tif 000004
【図１Ｄ】
0006544691.tif 000005
【図２】
0006544691.tif 000006
【図３Ａ】
0006544691.tif 000007
【図３Ｂ】
0006544691.tif 000008
【図３Ｃ】
0006544691.tif 000009
【図４Ａ】
0006544691.tif 000010
【図４Ｂ】
0006544691.tif 000011
【図４Ｃ】
0006544691.tif 000012
【図４Ｄ】
0006544691.tif 000013
【図４Ｅ】
0006544691.tif 000014
【図４Ｆ】
0006544691.tif 000015
【図４Ｇ】
0006544691.tif 000016
【図４Ｈ】
0006544691.tif 000017
【図４Ｉ】
0006544691.tif 000018
【図４Ｊ】
0006544691.tif 000019
【図４Ｋ】
0006544691.tif 000020
【図４Ｌ】
0006544691.tif 000021
【図４Ｍ】
0006544691.tif 000022
【図５Ａ】
0006544691.tif 000023
【図５Ｂ】
0006544691.tif 000024
【図５Ｃ】
0006544691.tif 000025
【図６Ａ】
0006544691.tif 000026
【図６Ｂ】
0006544691.tif 000027
【図６Ｃ】
0006544691.tif 000028
【図６Ｄ】
0006544691.tif 000029
【図６Ｅ】
0006544691.tif 000030
【図７】
0006544691.tif 000031
【図８】
0006544691.tif 000032
【図９】
0006544691.tif 000033
【図１０】
0006544691.tif 000034
【図１１Ａ】
0006544691.tif 000035
【図１１Ｂ】
0006544691.tif 000036
【図１１Ｃ】
0006544691.tif 000037
【図１１Ｄ】
0006544691.tif 000038
【図１１Ｅ】
0006544691.tif 000039
【図１１Ｆ】
0006544691.tif 000040
【図１２】
0006544691.tif 000041
【図１３】
0006544691.tif 000042
【図１４Ａ】
0006544691.tif 000043
【図１４Ｂ】
0006544691.tif 000044
【図１４Ｃ】
0006544691.tif 000045
【図１４Ｄ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６Ａ】
0006544691.tif 000049
【図１６Ｂ】
0006544691.tif 000050
【図１７Ａ】
0006544691.tif 000051
【図１７Ｂ】
0006544691.tif 000052
【図１７Ｃ】
0006544691.tif 000053
【図１８Ａ】
0006544691.tif 000054
【図１８Ｂ】
0006544691.tif 000055
【図１８Ｃ】
0006544691.tif 000056
【図１８Ｄ】
0006544691.tif 000057
【図１８Ｅ】
0006544691.tif 000058
【図１８Ｆ】
0006544691.tif 000059
【図１９Ａ】
0006544691.tif 000060
【図１９Ｂ】
0006544691.tif 000061
【図１９Ｃ】
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【図１９Ｄ】
0006544691.tif 000063
【図１９Ｅ】
0006544691.tif 000064
【図１９Ｆ】
0006544691.tif 000065
【図１９Ｇ】
0006544691.tif 000066
【図１９Ｈ】
0006544691.tif 000067
【図１９Ｉ】
0006544691.tif 000068
【図１９Ｊ】
0006544691.tif 000069
【図１９Ｋ】
0006544691.tif 000070
【図１９Ｌ】
0006544691.tif 000071
【図２０】
0006544691.tif 000072
【図２１Ａ】
0006544691.tif 000073
【図２１Ｂ】
0006544691.tif 000074
【図２１Ｃ】
0006544691.tif 000075
【図２１Ｄ】
0006544691.tif 000076
【図２１Ｅ】
0006544691.tif 000077
【図２２Ａ】
0006544691.tif 000078
【図２２Ｂ】
0006544691.tif 000079
【図２２Ｃ】
0006544691.tif 000080
【図２２Ｄ】
0006544691.tif 000081
【図２２Ｅ】
0006544691.tif 000082
【図２２Ｆ】
0006544691.tif 000083
【図２２Ｇ】
0006544691.tif 000084
【図２２Ｈ】
0006544691.tif 000085
【図２２Ｉ】
0006544691.tif 000086
【図２３Ａ】
0006544691.tif 000087
【図２３Ｂ】
0006544691.tif 000088
【図２３Ｃ】
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