(57)【要約】【課題】瞬時に旋回することができる歩行補助装置を提供する。【解決手段】歩行補助装置１は、ハンドル部２ａを有するフレーム体２と、フレーム体２の左右両側に配置された車輪３ａ〜３ｄと、各車輪３ａ〜３ｄをそれぞれ回転駆動させるインホイールモータ４ａ〜４ｄと、ハンドル部２ａに設けられた左右２つのコントローラーバー５ａ，５ｂと、制御ユニット６とから構成されている。制御ユニット６は、コントローラーバー５ａ，５ｂが逆方向に回転操作又は押し操作された場合、その操作された方向に応じて、右の車輪３ａ，３ｂと左の車輪３ｃ，３ｄとを逆方向に回転させるようにインホイールモータ４ａ〜４ｄを制御するＥＣＵを有している。【選択図】  図１
2009136489.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
歩行者が握るハンドル部を有するフレーム体と、
前記フレーム体の両側に配置された左右の車輪と、
前記各車輪をそれぞれ回転駆動させる複数の駆動部と、
前記ハンドル部に設けられた左右２つの操作部と、
前記２つの操作部が互いに逆方向に操作されたかどうかを判断する判断手段と、
前記判断手段により前記２つの操作部が互いに逆方向に操作されたと判断されると、前記２つの操作部の操作方向に応じて、前記左右の車輪を逆方向に回転させるように、前記各駆動部を制御する制御手段とを備えることを特徴とする歩行補助装置。
【請求項２】
前記判断手段は、前記２つの操作部の前後回転角度を検出する回転検出手段と、前記回転検出手段の検出信号に基づいて、前記２つの操作部が互いに逆方向に回転操作されたかどうかを判断する手段とを有することを特徴とする請求項１に記載の歩行補助装置。
【請求項３】
前記判断手段は、前記２つの操作部の前後押し力を検出する押し力検出手段と、前記押し力検出手段の検出信号に基づいて、前記２つの操作部が互いに逆方向に押し操作されたかどうかを判断する手段とを有することを特徴とする請求項１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、旋回動作可能な手押し車型の歩行補助装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の手押し車型の歩行補助装置としては、例えば特許文献１に記載されているように、ハンドル・グリップが中立の位置から回転している場合に、その回転量に対応した電気量に応じて左車輪用モータと右車輪用モータとの間に回転数差を生じさせることにより、旋回動作を容易に行うようにしたものが知られている。
【特許文献１】特開平４−１４３１７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来技術の手押し車型の歩行補助装置では、前に進みながら旋回するので、ある程度の旋回半径が必要となり、瞬時に旋回することができなかった。このため、急な障害物回避に対して十分対応できるものではなかったり、使用者にストレスを感じさせるという問題があった。
【０００４】
そこで本発明の目的は、瞬時に旋回することができる歩行補助装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、歩行者が握るハンドル部を有するフレーム体と、フレーム体の両側に配置された左右の車輪と、各車輪をそれぞれ回転駆動させる複数の駆動部と、ハンドル部に設けられた左右２つの操作部と、２つの操作部が互いに逆方向に操作されたかどうかを判断する判断手段と、判断手段により２つの操作部が互いに逆方向に操作されたと判断されると、２つの操作部の操作方向に応じて、左右の車輪を逆方向に回転させるように、各駆動部を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。
【０００６】
本発明に係わる歩行補助装置においては、左右２つの操作部が互いに逆方向に操作された場合に、各操作部の操作方向に応じて、左右の車輪を逆方向に回転させるように、各駆動部を制御する。これにより、左右の車輪は互いに逆方向に回転するので、大きな旋回半径を必要とせず、その場で瞬時に旋回することが可能となる。
【０００７】
また、好ましくは、判断手段は、２つの操作部の前後回転角度を検出する回転検出手段と、回転検出手段の検出信号に基づいて、２つの操作部が互いに逆方向に回転操作されたかどうかを判断する手段とを有する。例えば右側の操作部を前側に回転操作し、左側の操作部を後側に回転操作をした場合には、右側の車輪を前側に回転させ、左側の車輪を後側に回転させることで、その場で瞬時に左旋回するようになる。
【０００８】
また、好ましくは、判断手段は、２つの操作部の前後押し力を検出する押し力検出手段と、押し力検出手段の検出信号に基づいて、２つの操作部が互いに逆方向に押し操作されたかどうかを判断する手段とを有する。例えば右側の操作部を前側に押し操作し、左側の操作部を後側に押し操作をした場合には、右側の車輪を前側に回転させ、左側の車輪を後側に回転させることで、その場で瞬時に左旋回するようになる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の歩行補助装置によれば、瞬時に旋回することができる。これにより、例えば急な障害物回避に十分に対応することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に、本発明に係わる歩行補助装置の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１１】
図１は、本発明に係わる歩行補助装置の一実施形態の外観を示す斜視図である。同図において、歩行補助装置１は、歩行者の歩行を補助する電動手押し車である。歩行補助装置１は、ハンドル部２ａを有するフレーム体２と、フレーム体２の左右両側に配置された車輪３ａ〜３ｄと、各車輪３ａ〜３ｄをそれぞれ独立に回転駆動させるインホイールモータ４ａ〜４ｄと、ハンドル部２ａに設けられた左右２つのコントローラーバー５ａ，５ｂと、制御ユニット６とから構成されている。
【００１２】
フレーム体２は、歩行者が握る上記のハンドル部２ａと、ハンドル部２ａの両端から前側斜め下方に延びる一対のメインフレーム２ｂと、各メインフレーム２ｂの略中央部から後側斜め下方にそれぞれ延びる一対のサブフレーム２ｃと、各メインフレーム２ｂに対して各サブフレーム２ｃを回動自在に連結する一対のジョイント２ｄとにより構成されている。各メインフレーム２ｂの下端部には、上記の車輪（前輪）３ａ，３ｃが取り付けられ、各サブフレーム２ｃの下端部には、上記の車輪（後輪）３ｂ，３ｄが取り付けられている。
【００１３】
ハンドル部２ａは、歩行者が把持可能な高さに設けられている。ハンドル部２ａには、歩行補助装置１の旋回動作を指示操作するための上記２つのコントローラーバー５ａ，５ｂが設けられている。
【００１４】
インホイールモータ４ａ〜４ｄは、車輪３ａ〜３ｄの回転駆動力を各々発生する電動モータである。
【００１５】
制御ユニット６は、フレーム体２のジョイント２ｄから吊り下げられている。制御ユニット６の内部には、ＥＣＵ２０及び電源部２１（図２参照）が設けられている。また、制御ユニット６は、荷物を収容するための荷室を兼ね備えている。
【００１６】
図２は、インホイールモータ４ａ〜４ｄを制御する制御系を示すブロック図である。図２において、歩行補助装置１は、右回転角度センサ１１ａと、左回転角度センサ１１ｂと、右押し力センサ１２ａと、左押し力センサ１２ｂと、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２０と、電源部２１とを備えている。
【００１７】
右回転角度センサ１１ａ及び左回転角度センサ１１ｂは、歩行者によって回転（捻り）操作されたコントローラーバー５ａ，５ｂの前後回転角度をそれぞれ検出するセンサである。右回転角度センサ１１ａ及び左回転角度センサ１１ｂの検出信号（回転角度信号）はＥＣＵ２０に送出される。
【００１８】
右押し力センサ１２ａ及び左押し力センサ１２ｂは、歩行者によって押し操作されたコントローラーバー５ａ，５ｂの前後押し力をそれぞれ検出するセンサである。右押し力センサ１２ａ及び左押し力センサ１２ｂの検出信号（押し力信号）はＥＣＵ２０に送出される。
【００１９】
ＥＣＵ２０は、回転角度センサ１１ａ，１１ｂから送出された回転角度信号と押し力センサ１２ａ，１２ｂから送出された信号とに基づいて、コントローラーバー５ａ，５ｂの操作状態を判断し、その判断結果に応じてインホイールモータ４ａ〜４ｄを制御する。
【００２０】
図３は、ＥＣＵ２０により実行される処理手順の詳細を示すフローチャートである。
【００２１】
図３において、まず回転角度センサ１１ａ，１１ｂからの回転角度信号及び押し力センサ１２ａ，１２ｂからの押し力信号が入力される（手順Ｓ０１）。続いて、手順Ｓ０１において回転角度センサ１１ａ，１１ｂからの回転角度信号に基づいて、コントローラーバー５ａ，５ｂが回転されたかどうかを判断し（手順Ｓ０２）、コントローラーバー５ａ，５ｂが回転されたと判断された場合には、手順Ｓ０３に進む。一方、コントローラーバー５ａ，５ｂが回転されていないと判断された場合には、手順Ｓ０６に進む。
【００２２】
手順Ｓ０２においてコントローラーバー５ａ，５ｂが回転されたと判断された場合には、回転角度センサ１１ａ，１１ｂからの回転角度信号が互いに逆位相であるかどうかを判断することにより、コントローラーバー５ａ，５ｂの回転方向が逆方向であるかどうかを判断し（手順Ｓ０３）、コントローラーバー５ａ，５ｂの回転方向が逆方向であると判断された場合には、手順Ｓ０４に進む。一方、コントローラーバー５ａ，５ｂの回転方向が逆方向ではないと判断された場合には、手順Ｓ０５に進む。
【００２３】
手順Ｓ０３においてコントローラーバー５ａ，５ｂの回転方向が逆回転であると判断されたときは、歩行補助装置１をその場で旋回させるような回転トルク指令値を求め、手順Ｓ１１に進む（手順Ｓ０４）。具体的には、右の車輪３ａ，３ｂと左の車輪３ｃ，３ｄとの回転方向が逆方向となるような回転トルク指令値が求められる。
【００２４】
一方、手順Ｓ０３においてコントローラーバー５ａ，５ｂの回転方向が逆回転ではないと判断されたときは、歩行補助装置１を通常旋回させるような回転トルク指令値を求め、手順１１に進む（手順Ｓ０５）。具体的には、右の車輪３ａ，３ｂと左の車輪３ｃ，３ｄとの回転力が異なるような回転トルク指令値が求められる。
【００２５】
また、手順Ｓ０２においてコントローラーバー５ａ，５ｂが回転されていないと判断された場合には、押し力センサ１２ａ，１２ｂからの押し力信号に基づいて、コントローラーバー５ａ，５ｂの前後押し力の左右差が所定の力以上であるかを判断し（手順Ｓ０６）、前後押し力の左右差が所定の力以上であると判断された場合には、手順Ｓ０７に進む。一方、前後押し力の左右差が所定の力以上でないと判断された場合には、歩行者に旋回する意思がないものとして、手順Ｓ０１の処理に戻る。
【００２６】
続いて、押し力センサ１２ａ，１２ｂからの押し力信号に基づいて、コントローラーバー５ａ，５ｂの前後押し力の左右差の持続時間が所定の時間以上であるかを判断し（手順Ｓ０７）、前後押し力の左右差が所定の時間以上持続していると判断された場合には、手順Ｓ０８に進む。一方、前後押し力の左右差が所定の時間以上持続していないと判断された場合には、歩行者に旋回する意思がないものとして、手順Ｓ０１の処理に戻る。
【００２７】
次に、押し力センサ１２ａ，１２ｂからの押し力信号が互いに逆位相であるかどうかを判断することにより、コントローラーバー５ａ，５ｂの前後押し方向が逆方向であるかを判断し（手順Ｓ０８）、コントローラーバー５ａ，５ｂの前後押し方向が逆方向であると判断された場合には、歩行補助装置１をその場で旋回させるような回転トルク指令値を求め、手順Ｓ１１に進む（手順Ｓ０９）。このときの回転トルク指令値については、手順Ｓ０４と同様である。
【００２８】
一方、コントローラーバー５ａ，５ｂの前後押し方向が逆方向ではないと判断された場合には、歩行補助装置１を通常回転させるような回転トルク指令値を求め、手順Ｓ１１に進む（手順Ｓ１０）。このときの回転トルク指令値については、手順Ｓ０５と同様である。
【００２９】
手順Ｓ１１では、それぞれに求められた回転トルク指令値に応じたインホイールモータ駆動信号をインホイールモータ４ａ〜４ｄに送出し、インホイールモータ４ａ〜４ｄの駆動を制御する。
【００３０】
ここで、図４〜６に、歩行補助装置１が旋回する例を示す。
【００３１】
図４は、手順Ｓ０５において求められた回転トルク指令値に応じて、歩行補助装置１が通常旋回する一例を示す図である。同図に示すように、右のコントローラーバー５ａが前側に回転（捻り）操作され、左のコントローラーバー５ｂが前側に押されると、右の車輪３ａ，３ｂは前側に回転し、左の車輪３ｃ，３ｄは右の車輪３ａ，３ｂよりも小さい回転トルク（回転トルク０でもよい）で前側に回転する。これにより、歩行補助装置１が左旋回する。このとき、例えばコントローラーバー５ａを捻るときの角速度を速くすることで、歩行補助装置１を速く旋回させることができる。
【００３２】
図５は、手順Ｓ０４において求められた回転トルク指令値に応じて、歩行補助装置１がその場旋回する一例を示す。同図に示すように、右のコントローラーバー５ａが前側に回転（捻り）操作され、左のコントローラーバー５ｂが後側に回転（捻り）操作されると、右の車輪３ａ，３ｂは前側に回転し、左の車輪３ｃ，３ｄは後側に回転する。これにより、歩行補助装置１がその場で瞬時に左旋回する。このとき、例えばコントローラーバー５ａ，５ｂを捻るときの角速度を速くすることで、歩行補助装置１を速く旋回させることができる。
【００３３】
また、図６は、手順Ｓ０９において求められた回転トルク指令値に応じて、歩行補助装置１がその場旋回する他の例を示す図である。同図に示すように、右のコントローラーバー５ａが前側に押し操作され、左のコントローラーバー５ｂが後側に押し操作されると、右の車輪３ａ，３ｂは前側に回転し、左の車輪３ｃ，３ｄは後側に回転する。これにより、歩行補助装置１がその場で瞬時に左旋回する。このとき、例えばコントローラーバー５ａ，５ｂの押し力を大きくすることで、歩行補助装置１を速く旋回させることができる。
【００３４】
以上において、インホイールモータ４ａ〜４ｄは、各車輪３ａ〜３ｄをそれぞれ回転駆動させる複数の駆動部を構成する。コントローラーバー５ａ，５ｂは、ハンドル部２ａに設けられた左右２つの操作部を構成する。回転角度センサ１１ａ，１１ｂ及び押し力センサ１２ａ，１２ｂと、ＥＵＣ２０の手順Ｓ０１、Ｓ０２、Ｓ０３、Ｓ０８とは、２つのコントローラーバー５ａ，５ｂが互いに逆方向に操作されたかどうかを判断する判断手段を構成する。ＥＣＵ２０の手順Ｓ０４、Ｓ０９、Ｓ１１は、判断手段により２つのコントロールバー５ａ，５ｂが互いに逆方向に操作されたと判断されると、２つのコントローラーバー５ａ，５ｂの操作方向に応じて、左右の車輪３ａ〜３ｄを逆方向に回転させるように、インホイールモータ４ａ〜４ｄを制御する制御手段を構成する。
【００３５】
以上のように本実施形態の歩行補助装置１にあっては、ハンドル部２ａに設けられた左右のコントローラーバー５ａ，５ｂが互いに逆方向に回転操作又は押し操作された場合、その操作された方向に応じて、右の車輪３ａ，３ｂと左の車輪３ｃ，３ｄとは互いに逆方向に回転するので、大きな旋回半径を必要とせず、その場で瞬時に旋回することが可能となる。これにより、コントローラーバー５ａ，５ｂに対するレスポンスが速くなるため、例えば急な障害物が存在しても迅速に回避することが可能となる。また、歩行者が感じるストレスを軽減することもできる。
【００３６】
なお、上記実施形態では、全ての車輪３ａ〜３ｄに対して回転駆動力を与えるインホイールモータ４ａ〜４ｄを設けたが、前輪のみに回転駆動力を与えても良いし、後輪のみに回転駆動力を与えても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】歩行補助装置の外観を示す斜視図である。
【図２】歩行補助装置の制御系を示すブロック図である。
【図３】ＥＣＵにより実行される処理手順の詳細を示すフローチャートである。
【図４】通常旋回の一例を示す図である。
【図５】回転操作によるその場旋回の一例を示す図である。
【図６】押し力操作によるその場旋回の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００３８】
１…歩行補助装置、２…フレーム体、２ａ…ハンドル部、３ａ〜３ｄ…車輪、４ａ〜４ｄ…インホイールモータ（駆動部）、５ａ，５ｂ…コントローラーバー（操作部）、１１ａ…右回転角度センサ（回転角度検出手段、判断手段）、１１ｂ…左回転角度センサ（回転角度検出手段、判断手段）、１２ａ…右押し力センサ（押し力検出手段、判断手段）、１２ｂ…左押し力センサ（押し力検出手段、判断手段）、２０…ＥＣＵ（判断手段、制御手段）。
【図１】
2009136489.tif 000003
【図２】
2009136489.tif 000004
【図３】
2009136489.tif 000005
【図４】
2009136489.tif 000006
【図５】
2009136489.tif 000007
【図６】
2009136489.tif 000008