(57)【要約】【課題】バッテリセルに異常が生じた際に、アームを安定させることができる移乗支援装置の制御システムを提供する。【解決手段】本発明の一形態に係る移乗支援装置の制御システムは、アーム４の駆動手段６２と、アーム４の固定手段６３と、駆動手段６２に電源を供給する第１の電源装置６４と、第１の電源装置６４が有するバッテリセル６４ｂと並列に設けられるバイパス回路６４ｄと、バッテリセル６４ｂ又はバイパス回路６４ｄを第１の電源装置６４の他のバッテリセル６４ａ及び６４ｃと直列に接続する切替手段６４ｅと、バッテリセル６４ｂの異常検出手段６６と、駆動手段６２、固定手段６３及び切替手段６４ｅを制御する制御手段６７と、を備え、制御手段６７は、バッテリセル６４ｂに異常が生じると、固定手段６３を制御してアーム４を固定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アームに設けられた保持手段に被介護者を保持して前記被介護者の移乗を支援する装置の制御システムであって、
前記アームの駆動手段と、
前記アームの固定手段と、
前記駆動手段に電源を供給する第１の電源装置と、
前記第１の電源装置が有するバッテリセルと並列に設けられるバイパス回路と、
前記バッテリセル又は前記バイパス回路を前記第１の電源装置の他のバッテリセルと直列に接続する切替手段と、
前記バッテリセルの異常検出手段と、
前記駆動手段、前記固定手段及び前記切替手段を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記バッテリセルに異常が生じると、前記固定手段を制御して前記アームを固定する移乗支援装置の制御システム。
【請求項２】
前記駆動手段に電源を供給し、前記第１の電源装置と並列に設けられる第２の電源装置を備える請求項１に記載の移乗支援装置の制御システム。
【請求項３】
前記制御手段は、前記固定手段を制御してアームを固定した後、前記バイパス回路を前記第１の電源装置の他のバッテリセルに接続するために前記切替手段を制御する前に、前記駆動手段への電源の供給を遮断する請求項１又は２に記載の移乗支援装置の制御システム。
【請求項４】
前記保持手段に設けられる圧力検出手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記圧力検出手段の検出結果に基づいて、前記被介護者が前記保持手段に安定した状態で保持されているか否かを判定し、前記被介護者が前記保持手段に安定した状態で保持されていると、前記固定手段を制御して前記アームを固定する請求項１乃至３のいずれか１項に記載の移乗支援装置の制御システム。
【請求項５】
前記保持手段に設けられる滑り検出手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記滑り検出手段の検出結果に基づいて、前記被介護者が前記保持手段に安定した状態で保持されているか否かを判定し、前記被介護者が前記保持手段に安定した状態で保持されていると、前記固定手段を制御して前記アームを固定する請求項１乃至４のいずれか１項に記載の移乗支援装置の制御システム。
【請求項６】
前記被介護者が着座する着座手段と、
前記着座手段に設けられる圧力検出手段と、をさらに備え、
前記制御手段は、前記圧力検出手段の検出結果に基づいて、前記被介護者が前記着座手段に安定した状態で着座しているか否かを判定し、前記被介護者が前記着座手段に安定した状態で着座していると、記固定手段を制御して前記アームを固定する請求項１乃至５のいずれか１項に記載の移乗支援装置の制御システム。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の移動支援装置の制御システムを備える移乗支援装置。
【請求項８】
アームに設けられた保持手段に被介護者を保持して前記被介護者の移乗を支援する装置の制御方法であって、
第１の電源装置で前記アームの駆動手段に電源を供給するステップと、
前記第１の電源装置のバッテリセルに異常が生じると、前記アームを固定するステップと、
前記第１の電源装置のバッテリセルに異常が生じると、前記バッテリセルと並列に設けられるバイパス回路と前記第１の電源装置の他のバッテリセルとを直列に接続するステップと、
を備える移乗支援装置の制御方法。
【請求項９】
前記アームを固定した後、前記バッテリセルと並列に設けられるバイパス回路と前記第１の電源装置の他のバッテリセルとを直列に接続する前に、前記駆動手段への電源の供給を遮断する請求項８に記載の移乗支援装置の制御方法。
【請求項１０】
前記保持手段に設けられる圧力検出手段の検出結果に基づいて、前記被介護者が前記保持手段に安定した状態で保持されているか否かを判定し、前記被介護者が前記保持手段に安定した状態で保持されていると、前記アームを固定する請求項８又は９に記載の移乗支援装置の制御方法。
【請求項１１】
前記保持手段に設けられる滑り検出手段の検出結果に基づいて、前記被介護者が前記保持手段に安定した状態で保持されているか否かを判定し、前記被介護者が前記保持手段に安定した状態で保持されていると、前記アームを固定する請求項８乃至１０のいずれか１項に記載の移乗支援装置の制御方法。
【請求項１２】
前記被介護者が着座する着座手段に設けられる圧力検出手段の検出結果に基づいて、前記被介護者が前記着座手段に安定した状態で着座しているか否かを判定し、前記被介護者が前記着座手段に安定した状態で着座していると、前記アームを固定する請求項８乃至１１のいずれか１項に記載の移乗支援装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移乗支援装置の制御システム及び制御方法、移乗支援装置に関し、特にアームに設けられた保持部に被介護者を保持して当該被介護者の移乗を支援する装置の制御システム及び制御方法、移乗支援装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、特許文献１及び２に開示されているように、アームに設けられた保持部に被介護者を保持して、当該被介護者の移乗を支援する装置が開発されている。このような移乗支援装置は、アームの関節部分に設けられた駆動部を駆動させることで、被介護者を上昇又は下降させる。駆動部は、例えば介護者の操作部の操作に基づいて、制御部によって制御される。
【０００３】
ここで、特許文献３には、移動ロボットの消費電力の急激な変化により当該移動ロボットの動作が不安定にならないように、第１電源と第２電源とを用いて移動ロボットに電源を供給する技術が開示されている。
【０００４】
また、特許文献４には、複数の電源装置を用いて駆動部に電源を供給する技術が開示されている。具体的に云うと、特許文献４の電池システムは、複数のセルを有する電池モジュールを複数直列に接続して組電池を構成し、いずれかの電池モジュールに異常が検出された際に当該電池モジュールを組電池から除外するためのバイパス回路を備えている。そして、制御部は、電池モジュールの異常が検出されていない場合には切替スイッチを電池モジュールが直列に接続されるように制御し、電池モジュールの異常が検出されている場合には切替スイッチを電池モジュールがバイパス回路に接続されるように制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−７３５０１号公報
【特許文献２】特開２０１０−１６２６２６号公報
【特許文献３】特開２００８−１６０９９４号公報
【特許文献４】特開２００８−２８８１０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１及び２の技術は、補助の電源装置を備えていないため、電源装置に異常が生じた際に対応することができない。
【０００７】
特許文献３の技術は、補助の電源装置を備えているので、消費電力の急激な変化により移動ロボットの動作が不安定となることを防ぐことができる。しかし、補助の電源装置は、通常動作で足りない電力を補うためのものであるので、電源装置に異常が生じた際に対応するものではない。
【０００８】
特許文献４の技術は、電池モジュールに異常が生じた際に対応することはできるが、電池モジュールに異常が生じた際に大きな電圧降下が生じる。詳細には、図２２に示すように、全ての電池モジュールが直列に接続された状態（電圧：Ｖｎ）から一つの電池モジュールに異常が生じ、当該一つの電池モジュールを迂回するバイパス回路に接続された際に、装置の消費電流が大きいと、大きな電圧降下が生じ、電池システムが供給する電圧が装置の動作電圧Ｖｒより小さくなる。その結果、装置は駆動部の動作を停止するように制御する。その後、装置は電池システムから供給される電圧が動作電圧Ｖｒより大きくなると、駆動部の動作を再開させ、以後、電池システムは、電池モジュールが一つ少ない状態の電圧Ｖｎ'を装置に供給する。このような特許文献４の技術を移乗支援装置に適用すると、駆動部の動作が停止している際にアームが不安定になる可能性がある。ちなみに、状態Ａは、バイパス回路に切り替える前の状態である。状態Ｂは、バイパス回路に切替中の状態である。状態Ｃは、バイパス回路に切り替えた後の状態である。これは、図７及び図８でも同様である。
【０００９】
本発明の目的は、このような問題を解決するためになされたものであり、バッテリセルに異常が生じた際にアームを安定させることができる移乗支援装置の制御システム及び制御方法、移乗支援装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一形態に係る移乗支援装置の制御システムは、アームに設けられた保持手段に被介護者を保持して前記被介護者の移乗を支援する装置の制御システムであって、前記アームの駆動手段と、前記アームの固定手段と、前記駆動手段に電源を供給する第１の電源装置と、前記第１の電源装置が有するバッテリセルと並列に設けられるバイパス回路と、前記バッテリセル又は前記バイパス回路を前記第１の電源装置の他のバッテリセルと直列に接続する切替手段と、前記バッテリセルの異常検出手段と、前記駆動手段、前記固定手段及び前記切替手段を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記バッテリセルに異常が生じると、前記固定手段を制御して前記アームを固定する。
【００１１】
上記移乗支援装置の制御システムにおいて、前記駆動手段に電源を供給し、前記第１の電源装置と並列に設けられる第２の電源装置を備えること、が好ましい。
【００１２】
上記移乗支援装置の制御システムにおいて、前記制御手段は、前記固定手段を制御してアームを固定した後、前記バイパス回路を前記第１の電源装置の他のバッテリセルに接続するために前記切替手段を制御する前に、前記駆動手段への電源の供給を遮断すること、が好ましい。
【００１３】
上記移乗支援装置の制御システムにおいて、前記保持手段に設けられる圧力検出手段をさらに備え、前記制御手段は、前記圧力検出手段の検出結果に基づいて、前記被介護者が前記保持手段に安定した状態で保持されているか否かを判定し、前記被介護者が前記保持手段に安定した状態で保持されていると、前記固定手段を制御して前記アームを固定すること、が好ましい。
【００１４】
上記移乗支援装置の制御システムにおいて、前記保持手段に設けられる滑り検出手段をさらに備え、前記制御手段は、前記滑り検出手段の検出結果に基づいて、前記被介護者が前記保持手段に安定した状態で保持されているか否かを判定し、前記被介護者が前記保持手段に安定した状態で保持されていると、前記固定手段を制御して前記アームを固定すること、が好ましい。
【００１５】
上記移乗支援装置の制御システムにおいて、前記被介護者が着座する着座手段と、前記着座手段に設けられる圧力検出手段と、をさらに備え、前記制御手段は、前記圧力検出手段の検出結果に基づいて、前記被介護者が前記着座手段に安定した状態で着座しているか否かを判定し、前記被介護者が前記着座手段に安定した状態で着座していると、記固定手段を制御して前記アームを固定すること、が好ましい。
【００１６】
本発明の一形態に係る移乗支援装置は、上記移乗支援装置の制御システムを備える。
【００１７】
本発明の一形態に係る移乗支援装置の制御方法は、アームに設けられた保持手段に被介護者を保持して前記被介護者の移乗を支援する装置の制御方法であって、第１の電源装置で前記アームの駆動手段に電源を供給するステップと、前記第１の電源装置のバッテリセルに異常が生じると、前記アームを固定するステップと、前記第１の電源装置のバッテリセルに異常が生じると、前記バッテリセルと並列に設けられるバイパス回路と前記第１の電源装置の他のバッテリセルとを直列に接続するステップと、を備える。
【００１８】
上記の移乗支援装置の制御方法において、前記アームを固定した後、前記バッテリセルと並列に設けられるバイパス回路と前記第１の電源装置の他のバッテリセルとを直列に接続する前に、前記駆動手段への電源の供給を遮断すること、が好ましい。
【００１９】
上記の移乗支援装置の制御方法において、前記保持手段に設けられる圧力検出手段の検出結果に基づいて、前記被介護者が前記保持手段に安定した状態で保持されているか否かを判定し、前記被介護者が前記保持手段に安定した状態で保持されていると、前記アームを固定すること、が好ましい。
【００２０】
上記の移乗支援装置の制御方法において、前記保持手段に設けられる滑り検出手段の検出結果に基づいて、前記被介護者が前記保持手段に安定した状態で保持されているか否かを判定し、前記被介護者が前記保持手段に安定した状態で保持されていると、前記アームを固定すること、が好ましい。
【００２１】
上記の移乗支援装置の制御方法において、前記被介護者が着座する着座手段に設けられる圧力検出手段の検出結果に基づいて、前記被介護者が前記着座手段に安定した状態で着座しているか否かを判定し、前記被介護者が前記着座手段に安定した状態で着座していると、前記アームを固定すること、が好ましい。
【発明の効果】
【００２２】
以上、説明したように、本発明によると、バッテリセルに異常が生じた際に、アームを安定させることができる移乗支援装置の制御システム及び制御方法、移乗支援装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係る実施の形態１の移乗支援装置を概略的に示す図である。
【図２】本発明に係る実施の形態１の移乗支援装置の制御システムを概略的に示すブロック図である。
【図３Ａ】第１の電源装置と第２の電源装置とを示し、切替部によって第１の電源装置の全てのバッテリセルが直列に接続されている状態を示す図である。
【図３Ｂ】第１の電源装置と第２の電源装置とを示し、切替部によってバイパス回路と第１の電源装置の他のバッテリセルとが直列に接続されている状態を示す図である。
【図４】本発明に係る実施の形態１の移乗支援装置の制御システムにおける、固定部を概略的に示す図である。
【図５Ａ】移乗支援装置を用いて被介護者を移乗する工程において、移乗支援装置を被介護者に近付けた様子を概略的に示す図である。
【図５Ｂ】移乗支援装置を用いて被介護者を移乗する工程において、移乗支援装置の保持部に被介護者を保持した様子を概略的に示す図である。
【図５Ｃ】移乗支援装置を用いて被介護者を移乗する工程において、移乗支援装置のアームの動作によって被介護者を上昇させた様子を概略的に示す図である。
【図５Ｄ】移乗支援装置を用いて被介護者を移乗する工程において、移乗支援装置で被介護者を移乗先に移動した様子を概略的に示す図である。
【図５Ｅ】移乗支援装置を用いて被介護者を移乗する工程において、移乗支援装置のアームの動作によって被介護者を下降させた様子を概略的に示す図である。
【図５Ｆ】移乗支援装置を用いて被介護者を移乗する工程において、移乗支援装置で被介護者を移乗先の着座位置に着座させた様子を概略的に示す図である。
【図６】本発明に係る実施の形態１の移乗支援装置の制御方法の流れを示すフローチャート図である。
【図７】駆動部等の消費電流が大きい状態で、一つのバッテリセルが故障した際における、切替部を切り替える前、切替中、切り替え後の電圧の変化を示す図である。
【図８】駆動部等の消費電流が少ない状態で、一つのバッテリセルが故障した際における、切替部を切り替える前、切替中、切り替え後の電圧の変化を示す図である。
【図９】本発明に係る実施の形態２の移乗支援装置の制御システムを概略的に示すブロック図である。
【図１０】本発明に係る実施の形態の移乗支援装置の制御方法の流れを示すフローチャート図である。
【図１１】圧力検出部の検出値を模式的に示す図である。
【図１２】本発明に係る実施の形態３の移乗支援装置の制御システムを概略的に示すブロック図である。
【図１３】滑り検出部の検出値を模式的に示す図である。
【図１４】本発明に係る実施の形態４の移乗支援装置を概略的に示す図である。
【図１５】本発明に係る実施の形態４の移乗支援装置の制御システムを概略的に示すブロック図である。
【図１６】圧力検出部の検出値を模式的に示す図である。
【図１７】本発明に係る実施の形態５の移乗支援装置の制御システムを概略的に示すブロック図である。
【図１８】保持部に設けた圧力検出部の検出値と、着座部に設けた圧力検出部の検出値と、を模式的に示す図である。
【図１９】異なる固定部を概略的に示す図である。
【図２０】異なる固定部を概略的に示す図である。
【図２１】異なる固定部を概略的に示す図である。
【図２２】関連する制御システムにおいて、一つのバッテリセルが故障した際における、切替部を切り替える前、切替中、切り替え後の電圧の変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
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の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。
【００２５】
＜実施の形態１＞
本発明の実施の形態１に係る移乗支援装置の制御システム及び制御方法、移乗支援装置を説明する。
【００２６】
先ず、本実施の形態の移乗支援装置の制御システム及び制御方法を簡単に説明する。この制御システム及び制御方法は、アームに設けられた保持部に被介護者を保持して当該被介護者の移乗を支援する装置に好適に用いられる。
【００２７】
制御システム及び制御方法は、第１の電源装置で移乗支援装置のアームの駆動部に電源を供給している際に、第１の電源装置のバッテリセルに異常が生じると、アームを固定した後に、異常が生じたバッテリセルと並列に設けられるバイパス回路と、第１の電源装置の他のバッテリセルと、を直列に接続する。このように第１の電源装置のバッテリセルに異常が生じると、先ずアームを固定するので、大きな電圧降下が生じて、アームが不安定になることがない。このとき、第１の電源装置と並列に補助電源装置として第２の電源装置を備える場合は、第１の電源装置のバッテリセルに異常が生じてからアームが固定されるまで、第２の電源装置で駆動部を駆動させることができるので、アームが不安定になることがない。しかも、アームを固定するので、第２の電源装置の電圧が低下して駆動部が停止しても、アームが不安定になることがなく、より安定して被介護者を保持することができる。
【００２８】
次に、上述の制御システムを適用した移乗支援装置を説明する。この移乗支援装置は、図１及び図２に示すように、台車１、台車１に設けられる支柱２、支柱２に設けられる腕置部３、支柱２に設けられるアーム４、アーム４に設けられる保持部５、制御システム６等を備えている。
【００２９】
台車１は、車輪７（７ａ、７ｂ）を備えている。前方側の車輪７ａ又は後方側の車輪７ｂは、自在キャスタで構成されている。ちなみに、車輪７ａ又は７ｂは、駆動モータ等の駆動源によって駆動する構成とされていることが好ましく、図示を省略した駆動操作部を介護者が操作することで当該駆動源を制御することができる。
【００３０】
アーム４は、ロボットアームである。詳細には、アーム４は、第１のアーム４ａ、第２のアーム４ｂを備えている。第１のアーム４ａの一方の端部は、支柱２の上端部に連結されている。第１のアーム４ａの他方の端部は、第２のアーム４ｂの一方の端部に回転可能に連結されている。第２のアーム４ｂの他方の端部には、保持部５が連結されている。
【００３１】
ここで、第１のアーム４ａの他方の端部と第２のアーム４ｂの一方の端部との連結部分には、減速器や制御システム６の構成要素の１つである駆動モータ等の駆動源（駆動部）６２等が設けられている。この駆動部６２が回転駆動することで、第２のアーム４ｂの他方の端部が上下方向に回転し、保持部５に保持した被介護者を上昇又は下降させる。
【００３２】
腕置部３及び保持部５は、被介護者が移乗される際に用いられる。詳細には、図１に示すように、腕置部３は、被介護者が移乗される際に、被介護者の腕を支持する。また、保持部５は、被介護者が移乗される際に、被介護者の上半身を支持する。例えば、保持部５は、被介護者の胸部近傍が接触した状態で、当該被介護者の胴部を包み込むような形状とされている。
【００３３】
制御システム６は、図２及び図３Ａ、Ｂに示すように、アーム操作部６１、駆動部６２、固定部６３、第１及び第２の電源装置６４及び６５、バイパス回路６４ｄ、切替部６４ｅ、異常検出部６６、制御部６７、リレー回路６８を備えている。
【００３４】
アーム操作部６１は、介護者が保持部５に保持された被介護者を上昇又は下降させるために操作される。例えば、アーム操作部６１は、ジョイスティック等を有し、当該ジョイスティックを介護者が操作することで、その操作信号が制御部６７に出力される。制御部６７は、入力される操作信号に基づいて駆動部６２を制御すると共に、第１及び第２の電源装置６４及び６５から駆動部６２に電源が供給又は遮断されるように、リレー回路６８に指令信号を出力する。
【００３５】
駆動部６２は、上述したように第１のアーム４ａの他方の端部と第２のアーム４ｂの一方の端部との連結部分に設けられている。
【００３６】
固定部６３は、例えば第１のアーム４ａの他方の端部と第２のアーム４ｂの一方の端部との連結部分に設けられる減速器の歯車の回転を拘束し、少なくとも第２のアーム４ｂにおける下方向への回転動作を拘束する。
【００３７】
固定部６３の構成としては、例えば図４に示すようにラチェット方式が採用される。すなわち、固定部６３は、減速器８の歯車８ａに噛み合わされる爪部６３ａ、爪部６３ａが歯車８ａに噛み合わされるように当該爪部６３ａを付勢する弾性部材６３ｂ、一組の電磁石６３ｃ、一組の電磁石６３ｃの電源のＯＮ／ＯＦＦを操作する電源操作部６３ｄを備えている。
【００３８】
爪部６３ａは、例えば減速器８の筐体８ｃ内に回転可能に設けられている。弾性部材６３ｂの一方の端部は爪部６３ａに連結され、他方の端部が減速器８の筐体８ｃに連結されている。弾性部材６３ｂは、例えばコイルバネ等で構成されており、圧縮された状態で爪部６３ａと減速器８の筐体８ｃとの間に配置されている。
【００３９】
一組の電磁石６３ｃは、電源操作部６３ｄの制御に基づいて、第１及び第２の電源装置６４及び６５からの電源が供給又は遮断される。電源操作部６３ｄは、制御部６７から入力される指令信号に基づいて、第１及び第２の電源装置６４及び６５から一組の電磁石６３ｃに電源を供給又は遮断する。
【００４０】
このような固定部６３は、以下のように動作する。例えば第１の電源装置６４のバッテリセル６４ｂが正常な場合、制御部６７は一組の電磁石６３ｃに電源を供給する旨の指令信号を電源操作部６３ｄに出力する。電源操作部６３ｄは、入力される指令信号に基づいて、一組の電磁石６３ｃに電源を供給する。これにより、一組の電磁石６３ｃは相互が引き合わされるように磁気誘引力を発揮する。その結果、爪部６３ａは、減速器８の歯車８ａとの噛み合わせ状態が解除されるように回転し、減速器８の歯車の回転が自由な状態となる。
【００４１】
一方、例えば第１の電源装置６４のバッテリセル６４ｂに異常が生じた場合、制御部６７は一組の電磁石６３ｃへの電源の供給を遮断する旨の指令信号を電源操作部６３ｄに出力する。電源操作部６３ｄは、入力される指令信号に基づいて、一組の電磁石６３ｃへの電源の供給を遮断する。これにより、一組の電磁石６３ｃの磁気誘引力は消失する。その結果、爪部６３ａは、弾性部材６３ｂによって付勢されて減速器８の歯車８ａと噛み合うように回転し、減速器８の歯車８ａの回転が拘束される。但し、固定部の構成は上記の限りでなく、後述する構成でも良い。
【００４２】
第１の電源装置６４は、制御システム６が機能するように、駆動部６２、固定部６３、制御部６７等に電源を供給する。第１の電源装置６４は、図３Ａ、Ｂに示すように、複数（本実施の形態では３個、但し、個数は特に限定されない。）のバッテリセル６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、バイパス回路６４ｄ、切替部６４ｅを備えている。バッテリセル６４ａ、６４ｂ、６４ｃは、直列に接続されている。
【００４３】
バイパス回路６４ｄは、複数のバッテリセルのうち、少なくとも一つのバッテリセルを迂回するように、当該バッテリセルと並列に設けられている。本実施の形態のバイパス回路６４ｄは、バッテリセル６４ｂを迂回するように、当該バッテリセル６４ｂと並列に、かつバッテリセル６４ａと６４ｃとの間に設けられている。
【００４４】
切替部６４ｅは、バッテリセル６４ｂ又はバイパス回路６４ｄのいずれか一方を選択し、選択した一方をバッテリセル６４ａ及び６４ｃと直列に接続する。つまり、切替部６４ｅはセレクタである。
【００４５】
切替部６４ｅは、制御部６７から入力される指令信号に基づいて制御される。つまり、第１の電源装置６４のバッテリセル６４ｂが正常な場合、制御部６７はバッテリセル６４ｂを他のバッテリセル６４ａ及び６４ｃと直列に接続する旨の指令信号を切替部６４ｅに出力する。切替部６４ｅは、入力される指令信号に基づいて、図３Ａに示すように、バッテリセル６４ｂを他のバッテリセル６４ａ及び６４ｃと直列に接続する。
【００４６】
第１の電源装置６４のバッテリセル６４ｂに異常が生じた場合、制御部６７はバイパス回路６４ｄを他のバッテリセル６４ａ及び６４ｃと直列に接続する旨の指令信号を切替部６４ｅに出力する。切替部６４ｅは、入力される指令信号に基づいて、図３Ｂに示すように、バイパス回路６４ｄを他のバッテリセル６４ａ及び６４ｃと直列に接続する。
【００４７】
第２の電源装置６５は、第１の電源装置６４と並列に設けられており、第１の電源装置６４と共に、制御システム６が機能するように、駆動部６２、固定部６３、制御部６７等に電源を供給する。第２の電源装置６５も例えば複数のバッテリセルが直列に接続されている。但し、第２の電源装置６５は、補助電源装置として機能するものであれば良い。
【００４８】
異常検出部６６は、第１の電源装置６４のバッテリセルの異常を検出する。本実施の形態の異常検出部６６は、第１の電源装置６４のバッテリセル６４ｂの異常を検出する。この異常検出部６６は、例えば抵抗値検出部として機能し、検出したバッテリセル６４ｂの抵抗値を制御部６７に出力する。
【００４９】
制御部６７は、アーム操作部６１から入力される操作信号に基づいて、駆動部６２を制御する。このとき、制御部６７は、異常検出部６６から入力される第１の電源装置６４のバッテリセル６４ｂの抵抗値をモニタリングし、予め設定された閾値以上の抵抗値が検出されると、バッテリセル６４ｂに異常が生じたと判定する。そして、制御部６７は、アーム４を固定するために固定部６３の一組の電磁石６３ｃを制御し、その後、バイパス回路６４ｄを第１の電源装置６４の他のバッテリセル６４ａ及び６４ｃに接続するために切替部６４ｅを制御する。なお、バッテリセル６４ｂに異常が生じたと判定した後の制御部６７の動作については後述する。
【００５０】
リレー回路６８は、制御部６７から入力される指令信号に基づいて、第１及第２の電源装置６４及び６５から駆動部６２に電源を供給又は遮断する。
【００５１】
つまり、上述の移乗支援装置は、制御システム６を除いて一般的な移乗支援装置と同様の構成とされており、図５Ａ〜図５Ｆに示すように被介護者を移乗する。但し、図５Ａ〜図５Ｆは移乗支援装置を用いた被介護者の移乗動作を概略的に示すものであって、移乗支援装置の構成が図１に示す移乗支援装置と異なっている。
【００５２】
先ず、図５Ａに示すように、ベッド等に着座する被介護者に移乗支援装置を近づける。次に、図５Ｂに示すように、保持部５に被介護者の胸部近傍を接触させ、保持部５で被介護者を保持する。次に、図５Ｃに示すように、保持部５で被介護者を保持した状態で駆動部６２を駆動させてアーム４を上方に回転させ、被介護者を上昇させる。そして、図５Ｄに示すように、被介護者を上昇させた状態で、移乗支援装置を移乗先の着座位置まで移動させる。さらには、図５Ｅに示すように、駆動部６２を駆動させてアーム４を下方に回転させ、被介護者を下降させる。最後に、図５Ｆに示すように、被介護者を移乗先の着座位置に着座させると、被介護者の移乗が終了する。
【００５３】
このような被介護者の移乗において、第１の電源装置６４のバッテリセル６４ｂに異常が生じると、制御システム６は図６に示すように制御方法を実施する。
【００５４】
先ず、制御部６７は、異常検出部６６から入力される第１の電源装置６４のバッテリセル６４ｂの抵抗値をモニタリングし、予め設定された閾値以上の抵抗値が検出されると、バッテリセル６４ｂに異常が生じたと判断する（Ｓ１）。
【００５５】
次に、制御部６７は、駆動部６２の消費電流等から当該駆動部６２が駆動中か否かを判定する（Ｓ２）。ここで、例えば駆動部６２が駆動中で消費電流が大きい場合、第１の電源装置６４のバッテリセル６４ｂに異常が生じると、第２の電源装置６５の電圧Ｖｓが駆動部６２等に印加されることになるが、その際に図７に示すように、大きな電圧降下が生じる。その後、第２の電源装置６５の電圧が消費されて駆動部６２の動作電圧より小さくなると、制御部６７は、切替部６４ｅの切り替え後に第１の電源装置６４のバッテリセル６４ａ及び６４ｃの電圧が当該駆動部６２の動作電圧Ｖｒ以上になるまで、駆動部６２の動作を停止させる。このとき、アーム４が不安定となるので、判定の結果、駆動部６２が駆動中の場合、制御部６７は、駆動部６２に指令信号を出力して当該駆動部６２でアーム４の回転を停止させた状態に維持する（Ｓ３）。そして、制御部６７は、電源操作部６３ｄに指令信号を出力して、固定部６３の一組の電磁石６３ｃへの電源の供給を遮断し、爪部６３ａで減速器８の歯車８ａの回転を拘束してアーム４を固定する（Ｓ４）。
【００５６】
次に、制御部６７は、リレー回路６８に指令信号を出力して、第１及び第２の電源装置６４及び６５からの駆動部６２への電源の供給を遮断する（Ｓ５）。このように、駆動部６２の電源の供給を遮断すると、第２の電源装置６５の消費電圧が少なくて済むので、第２の電源装置６５を小型化することができ、ひいては移乗支援装置の小型化及び軽量化に寄与できる。
【００５７】
その後、制御部６７は、切替部６４ｅに指令信号を出力して、バッテリセル６４ｂを他のバッテリセル６４ａ及び６４ｃと直列に接続している切替部６４ｅを切り替え、バイパス回路６４ｄを他のバッテリセル６４ａ及び６４ｃと直列に接続する（Ｓ６）。そして、図７に示すように、第１の電源装置６４のバッテリセル６４ａ及び６４ｃの復帰中の電圧が、駆動部６２の動作電圧Ｖｒ以上になると、制御部６７は、リレー回路６８に指令信号を出力して、駆動部６２への電源の供給を再開し、駆動部６２を駆動させる（Ｓ７）。以後、制御部６７は、電源操作部６３ｄに指令信号を出力して、固定部６３の一組の電磁石６３ｃに電源を供給してアーム４の固定を解除し、第１の電源装置６４のバッテリセル６４ａ及び６４ｃの復帰後の電圧Ｖｎ'を駆動部６２等に印加する。
【００５８】
一方、判定の結果、駆動部６２が停止中の場合は、図８に示すように、電圧降下が小さく、且つ第２の電源装置６５の容量に余裕が有るが、制御部６７は、電源操作部６３ｄに指令信号を出力して、固定部６３の一組の電磁石６３ｃへの電源の供給を遮断し、爪部６３ａで減速器８の歯車８ａの回転を拘束してアーム４を固定する（Ｓ８）。
【００５９】
次に、制御部６７は、リレー回路６８に指令信号を出力して、第１及び第２の電源装置６４及び６５からの駆動部６２への電源の供給を遮断し（Ｓ９）、その後、切替部６４ｅに指令信号を出力して当該切替部６４ｅを切り替えてバイパス回路６４ｄを他のバッテリセル６４ａ及び６４ｃと直列に接続する（Ｓ１０）。以後、制御部６７は、電源操作部６３ｄに指令信号を出力して、固定部６３の一組の電磁石６３ｃに電源を供給してアーム４の固定を解除し、第１の電源装置６４のバッテリセル６４ａ及び６４ｃの復帰後の電圧Ｖｎ'を駆動部６２等に印加する。
【００６０】
このような移乗支援装置の制御システム及び制御方法、移乗支援装置は、第１の電源装置６４のバッテリセル６４ｂに異常が生じると、先ずアーム４を固定するので、大きな電圧降下が生じたり、第２の電源装置６５の電圧が低下したりしても、当該アーム４が不安定になることが無い。
【００６１】
しかも、アーム４を固定するので、その際の駆動部６２の消費電圧は少なくて済み、第２の電源装置６５を小型化することができる。このとき、駆動部６２への電源の供給を遮断すると、駆動部６２の消費電圧が無くなり、さらに第２の電源装置６５を小型化することができる。これにより、移乗支援装置の小型化及び軽量化に寄与できる。
また、第２の電源装置６５が第１の電源装置６４と並列に設けられているので、第１の電源装置６４のバッテリセルに異常が生じてからアーム４が固定されるまで、第２の電源装置６５で駆動部６２を駆動させることができるので、アーム４が不安定になることがない。
【００６２】
＜実施の形態２＞
本発明の実施の形態２に係る移乗支援装置の制御システム及び制御方法、移乗支援装置を説明する。本実施の形態の移乗支援装置の制御システム及び制御方法、移乗支援装置は、実施の形態１の移乗支援装置の制御システム及び制御方法、移乗支援装置と略同様であるので、重複する説明は省略する。また、共通の要素には共通の符号を付する。
【００６３】
本実施の形態の移乗支援装置は、実施の形態１の移乗支援装置に対して、図９に示すように、圧力検出部９を備えている点が相違する。圧力検出部９は、保持部５における被介護者と接触する面に設けられている。圧力検出部９は、保持部５に被介護者の胸部近傍を接触させた際の圧力を検出し、検出値を制御部６７に出力する。
【００６４】
このように圧力検出部９から検出値が制御部６７に入力される制御システム６０１は、図１０に示すように制御方法を実施する。すなわち、本実施の形態の制御方法は、実施の形態１の制御方法と略同様であるが、Ｓ１とＳ２との間で、制御部６７は、圧力検出部９から入力される検出値に基づいて、被介護者が保持部５に安定した状態で保持されているか否かを判定する（Ｓ１１）。
【００６５】
詳細には、図１１に示すように、圧力検出部９が検出した所定の時間（ｔ）内の圧力の最大値と最小値との差（ｄ１）が閾値以上か否かを判定する。圧力検出部９が検出した所定の時間（ｔ）内の圧力の最大値と最小値との差（ｄ１）が閾値以上の場合は、制御部６７は被介護者が保持部５に安定した状態で保持されていないと判定し、もう一度Ｓ１１の工程に戻る。
【００６６】
一方、圧力検出部９が検出した所定の時間（ｔ）内の圧力の最大値と最小値との差（ｄ１）が閾値より小さい場合は、制御部６７は被介護者が保持部５に安定した状態で保持されていると判定し、Ｓ２の工程に移動する。その後の工程は実施の形態１の制御方法と同様であるので省略する。
【００６７】
このような移乗支援装置の制御システム及び制御方法、移乗支援装置は、被介護者が保持部５に安定した状態で保持されていることを確認した後で、アーム４を固定するので、安全性が高く、しかも被介護者に安心感を与えることができる。
【００６８】
＜実施の形態３＞
本発明の実施の形態３に係る移乗支援装置の制御システム及び制御方法、移乗支援装置を説明する。本実施の形態の移乗支援装置の制御システム及び制御方法、移乗支援装置は、実施の形態１の移乗支援装置の制御システム及び制御方法、移乗支援装置と略同様であるので、重複する説明は省略する。また、共通の要素には共通の符号を付する。
【００６９】
本実施の形態の移乗支援装置は、実施の形態１の移乗支援装置に対して、図１２に示すように、滑り検出部１０を備えている点が相違する。滑り検出部１０は、保持部５における被介護者と接触する面に設けられている。滑り検出部１０は、保持部５に被介護者の胸部近傍を接触させた際の滑り量を検出し、検出値を制御部６７に出力する。
【００７０】
このように滑り検出部１０から検出値が制御部６７に入力される制御システム６０２は、以下の流れで制御方法を実施する。なお、制御方法の流れ自体は、実施の形態２と同様であるので、図１０を流用して説明する。
【００７１】
本実施の形態の制御方法は、Ｓ１とＳ２との間で、制御部６７が、滑り検出部１０から入力される検出値に基づいて、被介護者が保持部５に安定した状態で保持されているか否かを判定する（Ｓ１１）。
【００７２】
詳細には、図１３に示すように、滑り検出部１０が検出した所定の時間（ｔ）内の滑り量の最大値（ｄ２）が閾値以上か否かを判定する。滑り検出部１０が検出した所定の時間（ｔ）内の滑り量の最大値（ｄ２）が閾値以上の場合は、制御部６７は被介護者が保持部５に安定した状態で保持されていないと判定し、もう一度Ｓ１１の工程に戻る。
【００７３】
一方、滑り検出部１０が検出した所定の時間（ｔ）内の滑り量の最大値（ｄ２）が閾値より小さい場合は、制御部６７は被介護者が保持部５に安定した状態で保持されていると判定し、Ｓ２の工程に移動する。その後の工程は実施の形態１の制御方法と同様であるので省略する。
【００７４】
このような移乗支援装置の制御システム及び制御方法、移乗支援装置は、被介護者が保持部５に安定した状態で保持されていることを確認した後で、アーム４を固定するので、安全性が高く、しかも被介護者に安心感を与えることができる。
【００７５】
＜実施の形態４＞
本発明の実施の形態４に係る移乗支援装置の制御システム及び制御方法、移乗支援装置を説明する。本実施の形態の移乗支援装置の制御システム及び制御方法、移乗支援装置は、実施の形態２の移乗支援装置の制御システム及び制御方法、移乗支援装置と略同様であるので、重複する説明は省略する。また、共通の要素には共通の符号を付する。
【００７６】
実施の形態２の移乗支援装置は、保持部５に圧力検出部９を設けたが、本実施の形態の移乗支援装置は、図１４及び図１５に示すように、被介護者が着座する着座部１１を備え、当該着座部１１における被介護者の臀部が接触する面に圧力検出部１２を設けている。圧力検出部１２は、着座部１１に被介護者が着座した際の圧力を検出し、検出値を制御部６７に出力する。
【００７７】
このように圧力検出部１２から検出値が制御部６７に入力される制御システム６０３は、以下の流れで制御方法を実施する。なお、制御方法の流れ自体は、実施の形態２と同様であるので、図１０を流用して説明する。
【００７８】
本実施の形態の制御方法は、Ｓ１とＳ２との間で、制御部６７は、圧力検出部１２から入力される検出値に基づいて、被介護者が着座部１１に安定した状態で着座しているか否かを判定する（Ｓ１１）。
【００７９】
詳細には、図１６に示すように、圧力検出部１２が検出した所定の時間（ｔ）内の圧力の最大値と最小値との差（ｄ３）が閾値以上か否かを判定する。圧力検出部１２が検出した所定の時間（ｔ）内の圧力の最大値と最小値との差（ｄ３）が閾値以上の場合は、制御部６７は被介護者が着座部１１に安定した状態で着座していないと判定し、もう一度Ｓ１１の工程に戻る。
【００８０】
一方、圧力検出部１２が検出した所定の時間（ｔ）内の圧力の最大値と最小値との差（ｄ３）が閾値より小さい場合は、制御部６７は被介護者が着座部１１に安定した状態で着座していると判定し、Ｓ２の工程に移行する。その後の工程は実施の形態１の制御方法と同様であるので省略する。
【００８１】
このような移乗支援装置の制御システム及び制御方法、移乗支援装置は、被介護者が着座部１１に安定した状態で着座していることを確認した後で、アーム４を固定するので、安全性が高く、しかも被介護者に安心感を与えることができる。
【００８２】
＜実施の形態５＞
本発明の実施の形態５に係る移乗支援装置の制御システム及び制御方法、移乗支援装置を説明する。本実施の形態の移乗支援装置の制御システム及び制御方法、移乗支援装置は、実施の形態２及び４の移乗支援装置の制御システム及び制御方法、移乗支援装置と略同様であるので、重複する説明は省略する。また、共通の要素には共通の符号を付する。
【００８３】
実施の形態２の移乗支援装置は保持部５に圧力検出部９を設け、実施の形態４の移乗支援装置は着座部１１に圧力検出部１２を設けたが、本実施の形態の移乗支援装置は、図１７に示すように、実施の形態２及び４の両方の構成を備えている。そのため、圧力検出部９及び１２の検出値が制御部６７に入力される。
【００８４】
このように圧力検出部９及び１２から検出値が制御部６７に入力される制御システム６０４は、以下の流れで制御方法を実施する。なお、制御方法の流れ自体は、実施の形態２と同様であるので、図１０を流用して説明する。
【００８５】
本実施の形態の制御方法は、Ｓ１とＳ２との間で、制御部６７は、圧力検出部９及び１２から入力される検出値に基づいて、被介護者が着座部１１に安定した状態で着座しているか否かを判定する（Ｓ１１）。
【００８６】
詳細には、図１８に示すように、保持部５に設けた圧力検出部９が検出した所定の時間（ｔ）内の圧力の平均値が着座部１１に設けた圧力検出部１２が検出した所定の時間（ｔ）内の圧力の平均値より大きいか否かを判定する。保持部５に設けた圧力検出部９が検出した所定の時間（ｔ）内の圧力の平均値が着座部１１に設けた圧力検出部１２が検出した所定の時間（ｔ）内の圧力の平均値より大きい場合は、制御部６７は被介護者が着座部１１に安定した状態で着座していないと判定し、もう一度Ｓ１１の工程に戻る。
【００８７】
一方、保持部５に設けた圧力検出部９が検出した所定の時間（ｔ）内の圧力の平均値が着座部１１に設けた圧力検出部１２が検出した所定の時間（ｔ）内の圧力の平均値より小さい場合は、制御部６７は被介護者が着座部１１に安定した状態で着座していると判定し、Ｓ２の工程に移行する。その後の工程は実施の形態１の制御方法と同様であるので省略する。
【００８８】
このような移乗支援装置の制御システム及び制御方法、移乗支援装置は、被介護者が着座部１１に安定した状態で着座していることを確認した後で、アーム４を固定するので、安全性が高く、しかも被介護者に安心感を与えることができる。
【００８９】
＜その他の形態＞
固定部の構成は、上述の限りでなく、図１９に示すように、ブレーキ方式を採用することもできる。詳細には、固定部６３１は、減速器８の出力軸８ｂに設けられる回転板６３ｅ、回転板６３ｅの周面に押し当てられる押し当て部材６３ｆ、押し当て部材６３ｆが回転板６３ｅの周面に押し当てられるように当該押し当て部材６３ｆを付勢する弾性部材６３ｇ、一組の電磁石６３ｈ、一組の電磁石６３ｈの電源のＯＮ／ＯＦＦを操作する電源操作部６３ｉを備える。つまり、固定部６３１は、上述の固定部６３と略同様の動作をするが、回転板６３ｅの周面に押し当て部材６３ｆを押し当てることで、出力軸８ｂの回転を拘束する。
【００９０】
また、図２０に示す固定部６３２は、駆動部６２の出力軸６２ａにウォームギヤ６２ｂを設け、当該ウォームギヤ６２ｂと減速器８の歯車８ａとを噛み合わせている。駆動部６２を制御して出力軸６２ａの回転を拘束することで、簡単に減速器８の歯車８ａの回転を拘束することができる。
【００９１】
また、図２１に示す固定部６３３は、駆動部６２の出力軸６２ａにウォームギヤ６２ｂを設け、さらにウォームギヤ６２ｂから回転駆動力が伝達されるようにラック６２ｃが設けられている。このラック６２ｃは、減速器８の歯車８ａと噛み合わされている。このような構成でも、駆動部６２を制御して出力軸６２ａの回転を拘束することで、簡単に減速器８の歯車８ａの回転を拘束することができる。
なお、上記実施の形態の固定部は、減速器８の歯車８ａの回転を拘束することで、アーム４の回転を固定しているが、アーム４を固定できれば構成は特に限定されない。
【００９２】
以上、本発明に係る移乗支援装置の制御システム及び制御方法、移乗支援装置の実施の形態を説明したが、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。
【００９３】
上記実施の形態では、バッテリセル６４ｂと並列にバイパス回路６４ｄを設けているがこの限りでない。バイパス回路６４ｄは、バッテリセル６４ａや６４ｃと並列に設けても良く、それぞれのバッテリセルと並列に設けても良い。さらには、バイパス回路６４ｄは、複数のバッテリセルと並列に設けても良い。
【００９４】
上記実施の形態では、説明を明瞭にするために、第２のアーム４ｂのみが上下方向に動作する構成とされているが、複数のアームが動作するロボットアームでも良い。
【００９５】
上記実施の形態では、被介護者を保持部に保持しているが、被介護者をスリングに保持しても良い。このとき、スリングに圧力検出部を設けると良い。
【符号の説明】
【００９６】
１  台車
２  支柱
３  腕置部
４  アーム、４ａ  第１のアーム、４ｂ  第２のアーム
５  保持部
６  制御システム
７（７ａ、７ｂ）  車輪
８  減速器、８ａ  歯車、８ｂ  出力軸、８ｃ  筐体
９  圧力検出部
１０  滑り検出部
１１  着座部
１２  圧力検出部
６１  アーム操作部
６２  駆動部、６２ａ  出力軸、６２ｂ  ウォームギヤ、６２ｃ  ラック
６３  固定部、６３ａ  爪部、６３ｂ  弾性部材、６３ｃ  電磁石、６３ｄ  電源操作部
６４  第１の電源装置
６４ａ、６４ｂ、６４ｃ  バッテリセル
６４ｄ  バイパス回路
６４ｅ  切替部
６５  第２の電源装置
６６  異常検出部
６７  制御部
６８  リレー回路
６０１  、６０１、６０２、６０４  制御システム
６３１  固定部、６３ｅ  回転板、６３ｆ  押し当て部材、６３ｇ  弾性部材、６３ｈ  電磁石、６３ｉ  電源操作部
６３２、６３３  固定部
【図１】
2012223335.tif 000003
【図２】
2012223335.tif 000004
【図３Ａ】
2012223335.tif 000005
【図３Ｂ】
2012223335.tif 000006
【図４】
2012223335.tif 000007
【図５Ａ】
2012223335.tif 000008
【図５Ｂ】
2012223335.tif 000009
【図５Ｃ】
2012223335.tif 000010
【図５Ｄ】
2012223335.tif 000011
【図５Ｅ】
2012223335.tif 000012
【図５Ｆ】
2012223335.tif 000013
【図６】
2012223335.tif 000014
【図７】
2012223335.tif 000015
【図８】
2012223335.tif 000016
【図９】
2012223335.tif 000017
【図１０】
2012223335.tif 000018
【図１１】
2012223335.tif 000019
【図１２】
2012223335.tif 000020
【図１３】
2012223335.tif 000021
【図１４】
2012223335.tif 000022
【図１５】
2012223335.tif 000023
【図１６】
2012223335.tif 000024
【図１７】
2012223335.tif 000025
【図１８】
2012223335.tif 000026
【図１９】
2012223335.tif 000027
【図２０】
2012223335.tif 000028
【図２１】
2012223335.tif 000029
【図２２】
2012223335.tif 000030