(57)【要約】【課題】従来の歩行補助装置は、利用者の利便性が不十分であった。【解決手段】本発明の歩行補助装置は、フレーム体１０と、フレーム体１０に備えられた駆動輪１２と、利用者が体重をかけるハンドル部１６と、フレーム体１０とハンドル部１６との間に設けられ、ハンドル部１６にかかる荷重と荷重方向を検出する荷重検出センサ１５と、フレーム体１０に設けられ、荷重検出センサ１５から入力される荷重情報に応じて駆動輪１２を制御する制御部１１と、を有し、制御部１１は、荷重情報がハンドル部１６をフレーム体に押しつける方向に荷重がかけられていることを示す場合に駆動輪１２をロック状態とし、荷重情報がハンドル部１６がフレーム体から離れる方向に荷重がかけられていることを示す場合に駆動輪１２のロックを解除して荷重方向に応じて駆動輪を制御する。【選択図】図１
2016077588.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレーム体と、
前記フレーム体に備えられた駆動輪と、
利用者が体重をかけるハンドル部と、
前記フレーム体と前記ハンドル部との間に設けられ、前記ハンドル部にかかる荷重と荷重方向を検出する荷重検出センサと、
前記フレーム体に設けられ、前記荷重検出センサから入力される荷重情報に応じて前記駆動輪を制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、荷重情報が前記ハンドル部を前記フレーム体に押しつける方向に荷重がかけられていることを示す場合に前記駆動輪をロック状態とし、前記荷重情報が前記ハンドル部が前記フレーム体から離れる方向に荷重がかけられていることを示す場合に前記駆動輪のロックを解除して前記荷重方向に応じて前記駆動輪を制御する歩行補助装置。
【請求項２】
前記フレーム体に設けられ、前記利用者の足元位置を検出する足元位置検出センサを更に有し、前記制御部は、前記足元位置検出センサから入力される足元位置情報に基づき前記駆動輪を駆動して前記フレーム体を移動させる請求項１に記載の歩行補助装置。
【請求項３】
前記フレーム体に設けられ、前記フレーム体の進行方向の障害物を検出する障害物センサを更に有し、前記制御部は、前記障害物センサから障害物を検出したことを通知する障害物存在通知を受けたことに応じて、障害物の存在を知らせる警報を外部に対して発する請求項１又は２に記載の歩行補助装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歩行補助装置に関し、例えば、駆動モータにより駆動される車輪により移動して利用者の歩行を補助する歩行補助装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
駆動モータにより車輪を回転させる歩行補助装置として、例えば特許文献１に記載される歩行補助装置がある。特許文献１に記載の歩行補助装置は、ハンドル部を有するフレーム体の左右両側に設けられた４つの車輪をそれぞれ回転駆動させるインホイールモータと、歩行者がハンドル部を握っているかどうかを検出するタッチセンサと、コントローラとを備えている。コントローラは、インホイールモータに生じる逆起電力を検出し、この逆起電力に基づいて各車輪の車輪速指令値を求め、その車輪速指令値に応じて各車輪を駆動させるようにインホイールモータを制御する。また、コントローラは、タッチセンサの検出信号に基づいて歩行者がハンドル部を握っていないと判断すると、各車輪を制動させるようにインホイールモータを制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１８３４０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の技術は、手押し車型の歩行補助装置であり、例えば手摺りにつかまって移動可能な利用者にとっては両手がふさがってしまい不便である。一方、手摺りは設置場所が限られている等の制限があるため、このような利用者に対しては転倒リスクを低減するために補助者が付き添う等の対処を行わなければならない問題がある。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、手摺り等の歩行補助具の設置場所の制限を緩和しながら、利用者の転倒リスクを低減することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明にかかる歩行補助装置は、フレーム体と、前記フレーム体に備えられた駆動輪と、利用者が体重をかけるハンドル部と、前記フレーム体と前記ハンドル部との間に設けられ、前記ハンドル部にかかる荷重と荷重方向を検出する荷重検出センサと、前記フレーム体に設けられ、前記荷重検出センサから取得した荷重情報に応じて前記駆動輪を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、荷重情報が前記ハンドル部を前記フレーム体に押しつける方向に荷重がかけられていることを示す場合に前記駆動輪をロック状態とし、前記荷重情報が前記ハンドル部が前記フレーム体から離れる方向に荷重がかけられていることを示す場合に前記駆動輪のロックを解除して前記荷重方向に応じて前記駆動輪を制御する。
【０００７】
本発明にかかる歩行補助装置は、利用者が歩行の補助を得るためにハンドル部に荷重をかけた場合には駆動輪をロックすることで歩行補助装置を固定状態とする。一方、利用者が歩行して利用者と歩行補助装置とが離れた場合には、利用者がハンドル部を引っ張るように力を加えることで歩行補助装置が利用者に追従して移動する。これにより、本発明にかかる歩行補助装置は、利用者に追従して移動する手摺りのような動作となる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明にかかる歩行補助装置によれば、手摺り等の歩行補助具の設置場所の制限を緩和しながら、利用者の転倒リスクを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１にかかる歩行補助装置の正面図である。
【図２】実施の形態１にかかる歩行補助装置の側面図である。
【図３】実施の形態１にかかる歩行補助装置の上面図である。
【図４】実施の形態１にかかる歩行補助装置のブロック図である。
【図５】実施の形態１にかかる歩行補助装置の動作を説明するフローチャートである。
【図６】実施の形態１にかかる歩行補助装置の利用例を説明する図である。
【図７】実施の形態２にかかる歩行補助装置のハンドル部を説明する図である。
【図８】実施の形態３にかかる歩行補助装置の側面図である。
【図９】実施の形態３にかかる歩行補助装置のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略、及び簡略化がなされている。各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。
【００１１】
図１に実施の形態１にかかる歩行補助部１の正面図を示し、図２に側面図を示し、図３に上面図を示した。なお、図３では、実施の形態１にかかる歩行補助装置１を上面視した場合にフレーム体１０の下部に隠れてしまう構成要素を破線で示した。
【００１２】
図１〜図３に示すように、実施の形態１にかかる歩行補助装置１は、フレーム体１０、制御部１１、駆動輪１２、サスペンション機構１３、キャスタ１４、荷重検出センサ１５、ハンドル部１６、足元位置検出センサ１７を有する。
【００１３】
制御部１１は、フレーム体１０の下部（駆動輪１２が設置されている側）に設けられる。駆動輪１２は、サスペンション機構１３を介してフレーム体１０に取り付けられている。駆動輪１２は、例えばインホイールモータを備え、制御部１１からの指示に基づきインホイールモータが動作することで回転する。また、駆動輪１２は、インホイールモータがロック状態である場合ブレーキがかかったロック状態となる。また、図１〜図３に示す例では、駆動輪１２は、正面視した場合にフレーム体１０の両端に取り付けられる。駆動輪１２の直径は、段差５ｍｍ、傾斜５度程度の障害物を乗り越えられる程度の大きさであることが好ましい。
【００１４】
キャスタ１４は、フレーム体１０の下部に設けられる。キャスタ１４は、例えば、駆動輪１２の中間線を延長した軸に沿って、制御部１１の前後に設けられる。荷重検出センサ１５は、ハンドル部１６とフレーム体１０との間に設けられる。荷重検出センサ１５は、例えば、ハンドル部１６に加わる力を検出する力覚センサである。
【００１５】
ハンドル部１６は、利用者が握るハンドルであって、荷重検出センサ１５上に設けられている。また、ハンドル部１６は、上部に手摺り部が設けられ、この手摺り部がシャフト部を介して荷重検出センサ１５に取り付けられる。
【００１６】
足元位置検出センサ１７は、例えば、カメラ等の画像情報を取得可能なセンサである。足元位置検出センサ１７は、利用者の足元位置を検出する。足元位置検出センサ１７は、フレーム体１０上において、歩行補助装置１を利用する際に利用者が位置する側に設けられる。
【００１７】
続いて、実施の形態１にかかる歩行補助装置１のブロック図を図４に示す。図４に示すブロック図は、実施の形態１にかかる歩行補助装置１を動作させるために必要な機能ブロックのみを示すものである。
【００１８】
図４に示すように、実施の形態１にかかる歩行補助装置１は、機能ブロックとして、制御部１１、駆動輪１２、荷重検出センサ１５、足元位置検出センサ１７を有する。
【００１９】
荷重検出センサ１５は、ハンドル部１６に加えられた荷重を検出して荷重情報を出力する。この荷重情報は、フレーム体１０の前後方向（例えば、ｘ軸方向）、左右方向（例えば、ｙ軸方向）、上下方向（例えば、ｚ軸方向）に加えられた荷重の大きさを示す情報を含む。
【００２０】
足元位置検出センサ１７は、検出した利用者の足元の位置を通知する情報として足元位置情報を出力する。
【００２１】
制御部１１は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）等の処理部１１ａと、バッテリと、を少なくとも有する。そこで、図４では、制御部１１内の処理部１１ａを示した。なお、歩行補助装置１は、制御部１１内のバッテリから供給される電力に基づき動作する。また、処理部１１ａは、荷重検出センサ１５から荷重情報が入力される。そして、処理部１１ａは、入力された荷重情報に基づき駆動輪１２をロック状態とするか、ロックを解除して駆動輪１２を回転させるか否かを制御する。また、処理部１１ａは、荷重検出センサ１５から入力される荷重情報のうちｘ軸方向の情報とｙ軸方向の情報とに基づき歩行補助装置１の移動方向を決定し、決定した移動方向に対して歩行補助装置１が移動するように駆動輪１２に指示値を与える。更に、処理部１１ａは、足元位置検出センサ１７から入力される足元位置情報に応じて、駆動輪１２のロック解除後にどの程度歩行補助装置１を移動させるか、或いは、どのような軌跡で歩行補助装置１を移動させるかを駆動輪１２に指示する。
【００２２】
続いて、実施の形態１にかかる歩行補助装置１の動作について説明する。そこで、実施の形態１にかかる歩行補助装置１の動作を説明するフローチャートを図５に示す。なお、図５に示すフローチャートは、実施の形態１にかかる歩行補助装置１が起動した後の動作を示すものであり、歩行補助装置１は、起動後に図５に示した処理を継続するものとする。
【００２３】
図５に示すように、実施の形態１にかかる歩行補助装置１は、荷重検出センサ１５からｚ軸方向の入力があるまで待機状態を維持する（ステップＳ１、Ｓ２）。この待機状態では、処理部１１ａが駆動輪をロック状態とするように制御する。そして、荷重検出センサ１５から荷重情報が入力された場合（ステップＳ２のＹＥＳの枝）、処理部１１ａは入力された荷重情報の大きさを判断する（ステップＳ３）。
【００２４】
処理部１１ａは、荷重情報がｚ軸方向にゼロ以下の値を示す荷重或いは負の荷重がかけられていること（例えば、フレーム体１０にハンドル部１６を押しつける方向に荷重かけられている状態）を示す場合（ステップＳ３のＮＯの枝）、駆動輪をロック状態とするように制御する（ステップＳ４）。このステップＳ４では、駆動輪１２をロック状態とすることで歩行補助装置１は利用者の体重を支持する。一方、処理部１１ａは、荷重情報がＺ軸方向に正の荷重がかけられていること（例えば、フレーム体１０からハンドル部１６を引っ張り上げる方向に荷重かけられている状態）を示す場合（ステップＳ３のＹＥＳの枝）、歩行補助装置１を利用者に追従させるように動作させる（ステップＳ５）。このステップＳ５では、処理部１１ａは、駆動輪１２のロックを解除して、荷重検出センサ１５から入力される荷重情報のうちｘ軸方向の情報とｙ軸方向の情報とを用いて駆動輪１２を制御して歩行補助装置１の進行方向を制御する。より具体的には、処理部１１ａは、荷重情報のｘ軸方向の情報とｙ軸方向の情報とから利用者が歩行補助装置１を引っ張っている方向を判断し、歩行補助装置１が引っ張られる方向に歩行補助装置１を移動させる。
【００２５】
なお、制御部１１は、足元位置検出センサ１７から入力される足元位置情報に基づき歩行補助装置１の移動後の停止位置を制御する、或いは、どのような軌跡で歩行補助装置１を移動させるかを制御しても良い。
【００２６】
続いて、実施の形態１にかかる歩行補助装置１の利用例について説明する。そこで、図６に歩行補助装置１の利用例を説明する図を示す。図６では、利用者が歩行補助装置１を支えとして利用しながら移動する例を示している。
【００２７】
図６に示すように、利用者が歩行補助装置１のハンドル部１６を持つと（最も左側の図）、ハンドル部１６がフレーム体１０に押しつけられるため、荷重検出センサ１５から制御部１１に負の値を有する荷重情報が入力される。そのため、歩行補助装置１は、駆動輪をロックさせる。これにより、歩行補助装置１は利用者の支えとして機能する。
【００２８】
続いて、利用者が歩行補助装置１のハンドル部１６に体重を預けて移動する（左側から２番目の図）。このとき、ハンドル部１６がフレーム体１０に押しつけられるため、荷重検出センサ１５から制御部１１に負の値を有する荷重情報が入力される。そのため、歩行補助装置１は、駆動輪をロックさせる。これにより、歩行補助装置１は利用者の支えとして機能する。
【００２９】
続いて、利用者が歩行補助装置１のハンドル部１６を軽く手で引っ張る（左から３番目の図）。このとき、ハンドル部１６はフレーム体１０から離れる方向に引っ張られるため、荷重検出センサ１５から制御部１１に正の値を有する荷重情報が入力される。これにより、歩行補助装置１は、駆動輪のロックを解除する。
【００３０】
続いて、駆動輪のロックが解除された歩行補助装置１が利用者の動きに追従して移動する。このとき、歩行補助装置１は、荷重検出センサ１５から制御部１１に与えられた荷重情報のｘ軸方向の情報とｙ軸方向の情報とに基づいて移動方向を制御する。なお、歩行補助装置１の移動中の軌跡は足元位置検出センサ１７から得られる足元位置情報に基づき制御されるものであっても良い。また、歩行補助装置１の停止位置は、ハンドル部１６への荷重の変化に応じて決定しても良く、足元位置検出センサ１７から得られる足元位置情報に基づき決定しても良い。
【００３１】
上記説明より、実施の形態１にかかる歩行補助装置１は、利用者がハンドル部１６に加える加重の変化に応じて駆動輪のロックとロック解除とを制御する。また、実施の形態１にかかる歩行補助装置１は、駆動輪のロック解除後に利用者の移動方向に追従するように移動する。これにより、実施の形態１にかかる歩行補助装置１は、歩行に補助が必要な利用者の移動範囲を制限することなく、利用者の転倒リスクを低減することができる。
【００３２】
また、実施の形態１にかかる歩行補助装置１では、足元位置検出センサ１７により利用者の足元位置を検出し、この足元位置の情報に基づき歩行補助装置１が移動する軌跡、或いは、停止位置を制御することができる。これにより、実施の形態１にかかる歩行補助装置１は、自装置が利用者の動きの妨げになることを回避して、利用者の転倒リスクをさらに低減することができる。
【００３３】
実施の形態２
実施の形態２では、ハンドル部１６の形態について説明する。そこで、歩行補助装置１に適用可能なハンドル部の例を図７に示す。なお、図７では、２つのタイプを示したが、他の形態のハンドル部を用いることもできる。
【００３４】
図７に示すタイプ１は、フレーム体１０から高さ方向に延びるように設けられるシャフト部２１の先端に、シャフト部２１と直交する方向に延在する手摺り部２０を有する。このような形態のハンドル部を用いることで、手摺りに近い使用感を利用者に与えることができる。
【００３５】
図７に示すタイプ２は、フレーム体１０から高さ方向に延びるように設けられるシャフト部３１の先端に、シャフト部３１と直交する方向に延在する肘支持部３０を有する。肘支持部３０は、半円状にくぼんだ部分に肘をのせることができるように形成される。このような形態のハンドル部を用いることで、利用者は、歩行補助装置１に多くの体重をかけるようにして歩行補助装置１を利用することができる。
【００３６】
なお、シャフト部２１、３１は伸縮可能なように形成されていることが好ましい。利用者の体型は様々であり、伸縮可能なシャフト部２１、３１を用いることで多くの体型に対応することができる。
【００３７】
実施の形態３
実施の形態３では、実施の形態１にかかる歩行補助装置１の別の形態について説明する。そこで、実施の形態３にかかる歩行補助装置２の側面図を図８に示す。図８に示すように、実施の形態３にかかる歩行補助装置２は、実施の形態１にかかる歩行補助装置１に障害物センサ４０を追加したものである。また、実施の形態３にかかる歩行補助装置２では、実施の形態１にかかる歩行補助装置１の制御部１１が制御部４１に置き換えられている。
【００３８】
障害物センサ４０は、フレーム体１０に設けられ、フレーム体１０の進行方向の障害物を検出する。障害物センサ４０は、障害物を検出可能なカメラ、レーザーセンサ、無線センサ等を利用することができる。制御部４１は、制御部１１の機能に加えて、障害物センサ４０から障害物を検出したことを通知する障害物存在通知を受けたことに応じて、障害物の存在を知らせる警報を外部に対して発する。
【００３９】
続いて、実施の形態３にかかる歩行補助装置２のブロック図を図９に示す。図９に示すブロック図は、実施の形態３にかかる歩行補助装置２を動作させるために必要な機能ブロックのみを示すものである。
【００４０】
図９に示すように、実施の形態３にかかる歩行補助装置２では、制御部４１内に処理部１１ａと警報部４２とが備えられる。また、障害物センサ４０は、処理部１１ａに障害物存在通知を与える。処理部１１ａは、進行方向に障害物が有ることを通知する障害物存在通知の入力があった場合、警報部４２に警報を発することを指示する。障害物センサ４０は、例えば、警告音、音声、或いはハンドル部１６を振動させる等の方法で利用者に障害物の存在を知らせる。
【００４１】
ここで、障害物が存在した場合に、歩行補助装置１が自立的に障害物を回避する制御を行った場合、利用者に危険がおよぶ可能性がある。そのため、障害物に対しては、警報を行うのみの方が安全性が高い。
【００４２】
上記説明より、実施の形態３にかかる歩行補助装置２は、障害物センサ４０を備えることで、障害物の存在を利用者に通知して、利用者の安全性をよりたかめることができる。
【００４３】
上記説明は、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は既に述べた実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００４４】
１、２  歩行補助装置
１０  フレーム体
１１、４１  制御部
１１ａ  処理部
１２  駆動輪
１３  サスペンション機構
１４  キャスタ
１５  荷重検出センサ
１６  ハンドル部
１７  足元位置検出センサ
２０  手摺り部
２１、３１  シャフト部
３０  肘支持部
４０  障害物センサ
４２  警報部
【図１】
2016077588.tif 000003
【図２】
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【図３】
2016077588.tif 000005
【図４】
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【図５】
2016077588.tif 000007
【図６】
2016077588.tif 000008
【図７】
2016077588.tif 000009
【図８】
2016077588.tif 000010
【図９】
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