(57)【要約】【課題】アームの接触時における故障および被補助者に与える不快感を軽減し、更には補助内容の変更に対しても容易に対応可能な上肢動作補助装置を提供する。【解決手段】被補助者の上肢動作を補助する上肢動作補助装置に、台上に載置され、内部に画成された収容部１８に制御装置が収容された装置本体１２と、装置本体１２に設けられて被補助者が把持操作可能な操作部３６を有し、被補助者の動きに応じて三次元動作が可能な多関節アーム２２と、多関節アーム２２の自由端部側に設けられた補助器具４４と、装置本体１２の上面側に設けられた緩衝部材２０とを備えた。【選択図】図１
2009219647.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被補助者の上肢動作を補助する上肢動作補助装置であって、
台上に載置され、内部に画成された収容部に制御装置が収容された装置本体と、
前記装置本体に設けられて被補助者が把持操作可能な操作部を有し、被補助者の動きに応じて三次元動作が可能な多関節アームと、
前記多関節アームの自由端部側に設けられた補助器具と、
前記装置本体の上面側に設けられた緩衝部材とを備えた
ことを特徴とする上肢動作補助装置。
【請求項２】
前記操作部は、前記多関節アームの自由端部に設けられて中空の筒状に形成されると共に、前記補助器具には、前記操作部内へ弾性変形しつつ差込み可能な弾性部材を備えた請求項１記載の上肢動作補助装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上肢に障害をもつ身体障害者や高齢者等の被補助者の上肢動作を補助する上肢動作補助装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、上肢を自分の意思に従って自由に動かせない高齢者や身体障害者等のために、自力で食事動作やその他の日常生活動作等を行なえるように上肢の動きを補助するロボットが知られている(例えば特許文献１)。この特許文献１に記載された上肢動作補助装置では、台等に多関節アームの基端部が接続された本体を固定して安定性を高めつつ、該多関節アームの自由端部側に設けた装具を被補助者の上肢に装着して、被補助者が動いた際に装具に加えられた力情報に基づいて自由端部を移動させることにより、上肢動作を補助するよう構成されている。
【特許文献１】特開平１１−２５３５０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このような上肢動作補助装置は、前述したように、自己意思に基づく自由な動作が困難な高齢者や障害者等に利用されることから、被補助者の本来の意思に反した力が装置に加えられることがある。被補助者が本来の意思に反して加えた力に応じて多関節アームの自由端部が移動した場合には、多関節アームが本体や台等に接触して故障が発生する原因になると共に、接触した衝撃で被補助者に不快感を与えることに繋がり、上肢動作補助装置の使用に被補助者が消極的になる問題が指摘される。また、従来の上肢動作補助装置では、食事動作の補助のように１つの動作を補助するものであるため、異なる動作を補助するためには、補助目的に応じた装置を個別に用意する必要があり、被補助者に多大な経済的負担を強いることとなって現実的でなく、１台の装置で幅広い動作補助に対応できることが求められる。
【０００４】
そこで、本発明は、アームの接触時における故障および被補助者に与える不快感を軽減し、更には補助内容の変更に対しても容易に対応可能な上肢動作補助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】
【０００５】
前記課題を克服し、所期の目的を達成するために、本願の請求項１に係る上肢動作補助装置は、
被補助者の上肢動作を補助する上肢動作補助装置であって、
台(50)上に載置され、内部に画成された収容部(18)に制御装置が収容された装置本体(12)と、
前記装置本体(12)に設けられて被補助者が把持操作可能な操作部(36)を有し、被補助者の動きに応じて三次元動作が可能な多関節アーム(22)と、
前記多関節アーム(22)の自由端部側に設けられた補助器具(44)と、
前記装置本体(12)の上面側に設けられた緩衝部材(20)とを備えたことを要旨とする。
このように、装置本体を台上に載置するよう構成したことで、上肢動作補助装置を任意の場所に運んで使用することができ、被補助者の利便性が格段に向上する。また、装置本体の上面側に緩衝部材を設けたことで、多関節アームと装置本体との接触時の故障を防止すると共に、被補助者に与える衝撃を軽減できる。
【０００６】
請求項２に係る上肢動作補助装置は、前記操作部(36)は、前記多関節アーム(22)の自由端部に設けられて中空の筒状に形成されると共に、前記補助器具(44)には、前記操作部(36)内へ弾性変形しつつ差込み可能な弾性部材(48)を備えたことを要旨とする。
このように、操作部に対して補助器具を着脱できるから、取付ける補助器具を補助目的に応じて交換することで、１台の装置を幅広い補助目的に利用することができ、被補助者の経済的負担を大幅に軽減することができる。また、補助器具を交換するに際しては、筒状の操作部から補助器具を抜き出した後に、別の補助器具の弾性部材を弾性変形させつつ筒状の操作部内へ差込むだけの簡単な操作でよいから、被補助者の利便性が高まり、装置利用が促される効果を期待できる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る上肢動作補助装置によれば、アーム接触時における衝撃が緩和されるから、装置の故障を防止し得ると共に被補助者に与える不快感を軽減でき、更には被補助者に対する補助内容の変更に対しても容易に対応できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明に係る上肢動作補助装置につき好適な実施例を挙げて、添付図面を参照しながら、以下詳細に説明する。また、以下の説明において、「前」、「後」、「左」、「右」とは、図１に示した方向を基準として指称するものとする。
【実施例】
【０００９】
図１に示すように、実施例に係る上肢動作補助装置１０は、各種の設置台５０上に載置される装置本体１２と、該装置本体１２に設けられた多関節アーム２２と、該多関節アーム２２の自由端部側に設けられた補助器具４４とから基本的に構成されている。前記装置本体１２は、設置台５０上に設置されるベース体１４と、該ベース体１４に対して着脱可能なカバー体１６とから内部に収容部１８を画成する中空箱状に形成されて、該収容部１８内に、前記多関節アーム２２を駆動制御する制御装置や電源装置等が収容されている。なお、前記装置本体１２を載置する設置台５０としては、例えば、机や洗面台、化粧台、上肢動作補助装置１０を置くための専用台等が挙げられるが、これに限られるものではなく、上肢動作補助装置１０を移動可能に設置し得るものであれば何れのものであってもよい。
【００１０】
ここで、前記装置本体１２のカバー体１６は、図１に示すように、前面から上面に亘って連続的に湾曲した曲面形状に形成されており、該カバー体１６の上面から前面を覆うように柔軟な素材からなる緩衝部材２０が着脱可能に配設されている。緩衝部材２０としては、シリコンゴムやポリウレタンフォーム等の弾性発泡体が好適に採用されるが、これに限らず、緩衝部材２０として利用可能な従来公知の各種素材を採用し得るものである。
【００１１】
前記多関節アーム２２は、図１に示すように、前記装置本体１２の後部に配設されて鉛直方向に回転軸が延在し、前記収容部１８内に収容された駆動モータにより水平方向に回転される第１軸部２４と、該第１軸部２４に対して一方の端部(図１の下端部)が回転可能に連結され、当該第１軸部２４の回転軸に対して直交する方向に回転軸が延在する第１アーム部２６と、該第１アーム部２６の他方の端部に対して回転可能に連結され、回転軸が当該第１アーム部２６の回転軸と平行に延在する第２アーム部２８と、該第２アーム部２８に対して回転可能に連結され、該第２アーム部２８に沿って回転軸が延在する第２軸部３０と、該第２軸部３０に対して回転可能に連結され、回転軸が第２アーム部２８と直交する方向に延在する第３アーム部３２と、該第３アーム部３２に対して回転可能に連結され、該第３アーム部３２に沿って回転軸が延在する第３軸部３４と、該第３軸部３４と一体的に回転するよう設けられ、被補助者が把持操作可能な操作部３６とを備えている。また、前記第１軸部２４と第１アーム部２６との連結位置、第１アーム部２６と第２アーム部２８との連結位置、第２アーム部２８と第２軸部３０との連結位置、第２軸部３０と第３アーム部３２との連結位置、第３アーム部３２と第３軸部３４との連結位置には、前記制御装置に接続する駆動モータ(図示せず)が夫々独立して配設されており、各部の連結位置を独立して回転させ得るようになっている。すなわち、前記第１〜第３軸部２４,３０,３４および第１〜第３アーム部２６,２８,３２の夫々が協働することで、自由端部(操作部３６)を三次元移動させ得るよう構成されている。
【００１２】
ここで、前記操作部３６は、前記第３軸部３４に連結された円盤状の保護部３８と、該保護部３８における第３軸部３４とは反対側に形成されて被補助者が把持可能な程度の直径寸法に設定された中空筒状の把持部４０とから構成されて、該把持部４０より保護部３８が大径になるよう形成されている。なお、この保護部３８と把持部４０の夫々は、前記第３軸部３４と同軸状に形成される。そして、前記保護部３８内には、前記制御装置に接続された力覚センサ(図示せず)が内蔵されており、被補助者が把持部４０を移動させた際の力を力覚センサが検出し、該力覚センサの検出に基づいて制御装置が各駆動モータを駆動して多関節アーム２２を動作させるよう構成される。また、前記保護部３８の外周面には、前記装置本体１２と同様に、柔軟な素材からなる緩衝部材４２が着脱可能に配設されている。
【００１３】
また、図２に示すように、前記補助器具４４は、被補助者の動作目的に合わせた器具本体４６(図２ではスプーン)に、棒状の弾性部材４８を取付けて構成されており、該弾性部材４８を前記把持部４０内へ弾性変形させつつ差込むことで、補助器具４４が把持部４０に取付けられるようになっている。なお、図２には、補助器具４４の例としてスプーンを示したが、フォークや、歯ブラシ、筆記用具等を器具本体４６として弾性部材４８を取付けた補助器具４４が準備されており、スプーン状の補助器具４４と交換し得るようになっている。また、前記弾性部材４８の外周面には、周方向に離間する複数箇所に、長手方向に沿って延在する溝が形成されており、弾性部材４８の弾性変形を容易になし得るよう構成されている。
【００１４】
〔実施例の作用〕
次に、前述のように構成した実施例に係る上肢動作補助装置１０の作用につき説明する。なお、多関節アーム２２の自由端部(操作部３６)に、補助器具４４としてスプーンが取付けられている。
【００１５】
実施例に係る上肢動作補助装置１０は、多関節アーム２２の自由端部側に設けた操作部３６の把持部４０を被補助者が把持して動かした際に、該操作部３６の保護部３８内に設けた力覚センサで当該被補助者の動作を検知して各駆動モータを駆動制御し、被補助者の動作意図に基づいて補助器具４４が移動するよう多関節アーム２２を動作させる。すなわち、被補助者に自己の意思により動作している感覚を与えることで、被補助者の自発的な動作が促され、高いリハビリ効果が期待できる。このとき、実施例の上肢動作補助装置１０では、前記把持部４０を筒状に形成したことで、把持部４０を押したり引いたりすることによっても多関節アーム２２を動かすことができるから、握力の弱い被補助者であっても動作補助することができる。
【００１６】
ところで、被補助者の多くは身体障害者や高齢者等のように自己意思に基づいて自由な動作を行なうのが困難な場合が多く、前記上肢動作補助装置１０が被補助者の意図しない動作がなされることがある。前記多関節アーム２２は、自由端部側の移動範囲が広いことから、図３に示すように、被補助者の動作によっては自由端部側に設けられた操作部３６が装置本体１２に接触する。ここで、前記装置本体１２には、上面から前面に亘って緩衝部材２０を全体的に配設したことで、操作部３６が装置本体１２に接触した際の衝撃が緩和され、装置本体１２や多関節アーム２２の故障を効果的に防止できる。また、接触時に被補助者に伝わる衝撃も軽減されるから、被補助者に与える不快感を抑制でき、被補助者が上肢動作補助装置１０を躊躇うことなく使用できるようになる。また、図１または図３に示すように、前記操作部３６は、被補助者が把持操作する把持部４０より基端部側(第３軸部３４側)に、該把持部４０より大径の保護部３８を形成したことで、装置本体１２との接触時に、把持部４０を把持した被補助者の手指が挟み込まれるのを防止でき、装置使用に対する安心感が向上する。
【００１７】
また、被補助者の動作によっては、図４に示すように、自由端部側に設けられた操作部３６が設置台５０に接触することも起こり得る。ここで、前記操作部３６における保護部３８は、被補助者が把持操作する把持部４０より大径に形成されており、設置台５０には保護部３８が接触することになる。そして前記保護部３８の外周面には緩衝部材４２が設けられているから、保護部３８が設置台５０に接触した場合でも、その衝撃が緩和されて多関節アーム２２の故障を効果的に防止し得ると共に、接触時に被補助者に伝わる衝撃も軽減され、被補助者に与える不快感を抑制し得る。更に、前記保護部３８を把持部４０より大径に形成したことで、図４に示すように、保護部３８が設置台５０に接触した際に把持部４０と設置台５０との間には空間ができ、把持部４０を把持した被補助者の手指の挟み込みが防止され、装置使用に対する安心感が向上する。このように、前記装置本体１２の上面から前面に亘って緩衝部材２０を設けると共に、保護部３８の外周面にも緩衝部材４２を設けたことで、上肢動作補助装置１０の故障を防止しつつ、手指の挟み込みに対する被補助者の不安感を大幅に低減できるから、上肢動作補助装置１０の使用意欲を惹起して高いリハビリ効果が期待される。
【００１８】
そして、実施例に係る上肢動作補助装置１０は、装置本体１２が設置台５０上に載置されるだけであるから、被補助者の動作補助に適した場所まで装置を運んで使用することができ、被補助者の利便性が格段に向上する。例えば、リハビリ施設と自宅との間で移動させて使用することで、被補助者の都合に合わせて自由にリハビリを行なうことが可能となる。また、食事動作の補助に利用する場合には、前記装置を食卓上に載置して利用することができ、歯磨き動作の補助に利用する場合には、洗面台上に載置して利用することができるから、複数の動作を補助する場合に、補助目的に合わせて装置を準備する必要がなく、不必要な経済的負担を強いることはない。
【００１９】
また、異なる動作補助を行なうには、補助する動作に合わせて補助器具４４を交換できる必要がある。実施例の上肢動作補助装置１０では、前記操作部３６の把持部４０を中空筒状に形成し、この把持部４０に対して補助器具４４を抜き差しするだけで、必要な補助器具４４に交換できる。すなわち、操作部３６(把持部４０)に対して補助器具４４を着脱できるから、把持部４０に取付ける補助器具４４を変更すれば、１台の装置で幅広い動作補助を行なうことができ、補助目的に合わせて装置を準備する必要がなく、被補助者の経済的負担を大幅に軽減することができる。また、補助器具４４を交換するに際しては、筒状の把持部４０から補助器具４４を抜き出した後に、別の補助器具４４に設けた弾性部材４８を弾性変形させつつ把持部４０内へ差込むだけの簡単な操作でよい。すなわち、複雑な工程を経ることなく補助器具４４を交換できるから、被補助者や介助者等に負担を強いることはない。また、前記弾性部材４８の外周面に、周方向に離間する複数箇所に、長手方向に沿って延在する溝を形成したことで、弾性部材４８を容易に弾性変形させることができ、補助器具４４の交換作業をより簡単に行なうことができる。
【００２０】
〔変更例〕
なお、実施例に係る上肢動作補助装置は、前述した構成に限られず種々の変更が可能である。
例えば、実施例では、装置本体の上面から前面に亘って緩衝部材を設けるようにしたが、側面にも緩衝部材を設けることも可能である。すなわち、装置本体において多関節アームが接触する可能性がある部位に緩衝部材を設けるようにすればよい。
【００２１】
実施例では、操作部に対して補助器具を抜き差しするよう構成したが、これに限られるものではなく、補助器具を操作部に対して着脱交換可能な構成であれば、係合フックと係合孔とを利用した構成やその他の従来公知の構成を採用し得る。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施例に係る上肢動作補助装置を示す斜視図である。
【図２】実施例に係る上肢動作補助装置の操作部と補助器具とを分解して示す斜視図である。
【図３】実施例に係る上肢動作補助装置の操作部が装置本体に接触した状態を示す側面図である。
【図４】実施例に係る上肢動作補助装置の操作部が設置台に接触した状態を示す側面図である。
【符号の説明】
【００２３】
１２  装置本体
１８  収容部
２０  緩衝部材
２２  多関節アーム
３６  操作部
４４  補助器具
４８  弾性部材
５０  設置台(台)
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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