JP5901083B2 - Self-supporting walking support device - Google Patents
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Description
本発明は、被介助者が杖を用いた歩行方法を習得及び習熟することを補助する自立式の歩行支援装置に関する。 The present invention relates to a self-supporting walking support apparatus that assists a person being assisted in learning and mastering a walking method using a walking stick.
現在、日本では高齢化社会が急速に進展(高齢化率20%超)しており、高齢者の生活の質の向上と共に、高齢者の積極的な社会参加が望まれている。このとき、積極的な社会参加のためには、身体機能(特に、下肢運動機能)の低下した高齢者であっても、車椅子等を利用をせず、自身の脚で自立した歩行が可能であることが好ましい。そして、歩行介助具を用いれば、歩行可能となる高齢者や片麻痺の患者は相当数存在するので、歩行介助具の正しい使用方法の習得及び習熟が容易にできるようになると、高齢者や片麻痺の患者の社会参加がおおいに促進されることになる。 Currently, an aging society is rapidly progressing in Japan (aging rate of over 20%), and the improvement of the quality of life of the elderly and the active participation of the elderly are desired. At this time, for active social participation, even elderly people with reduced physical function (especially lower limb motor function) can walk independently without using a wheelchair. Preferably there is. And with walking aids, there are a considerable number of elderly people and hemiplegic patients who can walk, so when it becomes easy to learn and learn how to use walking aids correctly, Social participation of paralyzed patients will be greatly promoted.
日常生活を補助する歩行介助具には、大別して杖タイプのものと歩行車タイプのものがある。ここで、歩行車タイプのものは、その使用方法の習得及び習熟に長時間の訓練を必要としないという利点があるが、大きくて重いため日常生活で気軽に使用するには不便であるという問題がある。一方、杖タイプのものは、小さくて軽く利便性が高いという利点があるが、その使用方法を習得及び習熟するためには訓練が必要になるという問題がある。例えば、パーキンソン病や小脳疾患等の患者は、最初の一歩を容易に踏み出すことができないこと(すくみ足)により歩行が困難となっているので、専門家の指導により専用の訓練場で訓練を行う必要がある。そこで、歩行前方に光を投射表示して、それを目標に容易に最初の一歩を踏み出すことができるようにした歩行介助具(多脚杖)が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Walking aids that assist in daily life can be broadly classified into cane type and walking car type. Here, the pedestrian-car type has the advantage that it does not require long hours of training to learn how to use it, but it is inconvenient to use easily in daily life because it is large and heavy. There is. On the other hand, the cane type has the advantage of being small, light and highly convenient, but has a problem that training is required to learn and master its usage. For example, patients with Parkinson's disease, cerebellar disease, etc. have difficulty walking because they cannot easily take the first step. There is a need. Therefore, a walking aid (multi-legged cane) has been proposed in which light is projected and displayed in front of walking so that the first step can be easily taken with the light as a target (see, for example, Patent Document 1). .
しかしながら、特許文献1の歩行介助具は、杖の使用方法を習得した者が、更に杖の使用方法に習熟する場合には有効となるものの、杖の使い方の習得を目標とする初心者にとっては、多脚式の杖(歩行面との支持点が4点)のため、安定性(バランスを保つ機能)は高いが、杖先を移動させるのに重くなり、手、腕、及び肩の負担が大きくなるという問題がある。なお、歩行介助具を単脚杖にすると重量が軽量化されるが、歩行面上の1点で支持を行うため安定性が低くなり、初心者に対しては安全性が低下するという問題がある。更に、初心者の場合、杖先を移動させてから、患脚を一歩踏み出し、次いで健脚を移動させるという一連の動作を、一定の歩行リズムで繰り返すことの習得が、重要となる。このため、特許文献1の歩行介助具を用いても、初心者の場合、歩行訓練の開始から一定の期間は、専門家(歩行訓練指導者)による1対1の指導が必要になるという問題が生じる。
However, although the walking aid of
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、被介助者が杖を用いた歩行方法を習得及び習熟することを効率的に補助すると共に、訓練のモチベーションも高めることが可能な自立式の歩行支援装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and it is a self-supporting walking that can efficiently assist a learner to acquire and master a walking method using a walking stick and can also increase the motivation of training. An object is to provide a support device.
前記目的に沿う本発明に係る自立式の歩行支援装置は、歩行時の支えとなる支持部材が立設された自走台車と、該支持部材に設けられた前記自走台車の操作部とを有し、前記操作部の操作によって床面上を前記自走台車が移動する自立式の歩行支援装置であって、
1)前記自走台車には、前記操作部を操作する被介助者の踏み出し位置情報を、音声及び/又は光でそれぞれ伝える聴覚案内手段及び/又は視覚案内手段を備えた教示部が設けられていること、
2)前記自走台車には、駆動用球体を用いた全方向移動機構が組み込まれ、前記操作部の操作によって、前記床面上を全方向に移動可能であること、
3)前記操作部は、前記支持部材の前後及び左右の傾動方向と、前記支持部材の回転方向を検知する力覚センサを備えること、
4)前記自走台車の周囲には、前記床面から隙間を有して取付けられた補助輪を有する転倒防止ストッパーが複数設けられていること、及び
5)前記支持部材には、高さ調整可能な操作用グリップと、該操作用グリップとは別に、昇降可能な補助グリップとが設けられ、しかも、前記操作用グリップと前記補助グリップは、前記力覚センサより高い位置に設けられていること、を特徴とする。
ここで、被介助者の踏み出し位置情報を音声で伝える場合は、聴覚案内手段(例えばスピーカ)が、被介助者の踏み出し位置情報を光(例えば、画像)で伝える場合は、視覚案内手段(例えばプロジェクタ)が、被介助者の踏み出し位置情報を音声及び光で伝える場合は、聴覚案内手段及び視覚案内手段がそれぞれ用いられる。
A self-supporting walking support apparatus according to the present invention that meets the above-described object comprises a self-propelled carriage provided with a support member standing upright and a control unit for the self-propelled carriage provided on the support member. A self-supporting walking support device in which the self-propelled carriage moves on the floor surface by operation of the operation unit,
1) The self-propelled carriage is provided with a teaching unit including an auditory guidance unit and / or a visual guidance unit that conveys stepping position information of a person who operates the operation unit by voice and / or light. Being
2) The self-propelled carriage incorporates an omnidirectional movement mechanism using a driving sphere, and can be moved in all directions on the floor surface by operation of the operation unit.
3) The operation unit includes a force sensor that detects front and rear and left and right tilt directions of the support member and a rotation direction of the support member.
4) Around the self-propelled carriage, there are provided a plurality of fall prevention stoppers having auxiliary wheels attached with a gap from the floor surface; and
5) The support member is provided with an operation grip whose height can be adjusted, and an auxiliary grip that can be lifted and lowered separately from the operation grip, and the operation grip and the auxiliary grip are provided with the force. It is characterized by being provided at a position higher than the sense sensor .
Here, when the stepped-in position information of the person being assisted is conveyed by voice, the auditory guidance means (for example, a speaker) is used. When the position information of the person being assisted is transmitted by light (for example, an image), the visual guidance unit (for example, an image). When the projector) conveys the stepped-out position information of the person being assisted by voice and light, auditory guidance means and visual guidance means are used, respectively.
本発明に係る自立式の歩行支援装置において、力覚センサは、例えば、支持部材の基端に取付けることができ、支持部材は、力覚センサを介して、自走台車の上部に立設されている。また、力覚センサにより、被介助者が操作部を操作した力の方向が分かるので、この力の方向のデータを教示部に入力して、被介助者の踏み出し位置情報と比較することで、被介助者による操作部の操作が適切であるか否かを判断できる。 In the self-supporting walking support device according to the present invention, the force sensor can be attached to, for example, the base end of the support member, and the support member is erected on the upper part of the self-propelled carriage via the force sensor. ing. Further, since the direction of the force by which the person being assisted operated the operation unit is known by the force sensor, by inputting the data of the direction of this force into the teaching unit and comparing it with the stepping position information of the person being assisted, It can be determined whether or not the operation of the operation unit by the person being assisted is appropriate.
本発明に係る自立式の歩行支援装置において、前記自走台車には、前記被介助者の前記床面上の脚位置及び足位置をそれぞれ検出する光センサ(測域センサともいう)が設けられていることが好ましい。
ここで、光センサの出力を教示部に入力して、被介助者の踏み出し位置情報と比較することで、被介助者の歩行動作を判定することができ、その結果を被介助者の踏み出し位置情報に反映させることができる。
In the self-supporting walking support apparatus according to the present invention, the self-propelled carriage is provided with an optical sensor (also referred to as a range sensor) that detects a leg position and a foot position on the floor surface of the person being assisted. It is preferable.
Here, by inputting the output of the optical sensor to the teaching unit and comparing it with the stepped position information of the person being assisted, the walking movement of the person being assisted can be determined, and the result is the stepped position of the person being assisted. It can be reflected in information.
本発明に係る自立式の歩行支援装置において、前記自走台車には、前記被介助者の前記床面上の前記脚位置及び前記足位置から求めた該被介助者と該自走台車との離間距離を、予め設定された範囲に保つ距離維持手段が設けられていることが好ましい。 In the self-supporting walking support apparatus according to the present invention, the self-propelled carriage includes the person being assisted and the self-propelled carriage obtained from the leg position and the foot position of the person being assisted on the floor surface. It is preferable that distance maintaining means for maintaining the separation distance in a preset range is provided.
本発明に係る自立式の歩行支援装置において、前記操作用グリップには、把持センサが設けられて、該把持センサからの出力によって該自立式の歩行支援装置の運転状態の切替えを行うことが好ましい。
ここで、運転状態の切換えとは、自走台車を、駆動可能状態(操作待ち状態)から一次停止状態へ、あるいは一次停止状態から駆動可能状態へ切換えること、教示部を、被介助者の踏み出し位置情報が出力可能な状態から一次停止状態へ、あるいは一次停止状態から出力可能な状態へ切換えることをさす。
In the walking assistance device of self-supporting according to the present invention, the prior SL operating grip, and the grip sensor is provided, that switches the operating state of the self-supporting of the walking assistance device by the output from the grip sensor preferable.
Here, the switching of the driving state means that the self-propelled carriage is switched from the drivable state (waiting for operation) to the primary stop state or from the primary stop state to the drivable state. Switching from a state where position information can be output to a primary stop state, or from a primary stop state to a state where it can be output.
また、補助グリップは、操作用グリップより被介助者側に設けられ、補助グリップの高さ位置は、操作用グリップの高さ位置より低い位置となっている。 Further , the auxiliary grip is provided on the person being assisted side from the operation grip, and the height position of the auxiliary grip is lower than the height position of the operation grip.
本発明に係る自立式の歩行支援装置において、前記自走台車の前側には、該自走台車の前方の障害物を検知する障害物検知センサが設けられていることが好ましい。 In the self-supporting walking support apparatus according to the present invention, it is preferable that an obstacle detection sensor for detecting an obstacle ahead of the self-propelled carriage is provided on the front side of the self-propelled carriage.
本発明に係る自立式の歩行支援装置において、前記操作部には、前記踏み出し位置情報の基になる操作データを入力する入力手段と、該操作データから作成した該踏み出し位置情報を出力する情報出力手段が設けられていることが好ましい。 In the self-supporting walking support apparatus according to the present invention, the operation unit inputs input means for inputting operation data as a basis of the stepping position information, and information output for outputting the stepping position information created from the operation data. Means are preferably provided.
本発明に係る自立式の歩行支援装置において、前記床面上での前記被介助者の足裏の圧力分布を測定する圧力分布検出手段を有していることが好ましい。
ここで、圧力分布検出手段は、例えば、被介助者が使用する靴底に取付けて足裏圧を検出する歪ゲージ、歪ゲージからの歪信号を増幅して送信する歪計測器(非介助者が歩行訓練中に携帯する)、歪信号を受信して足裏の圧力分布を求める圧力分布算出器(教示部に設置)で構成することができる。
The self-supporting walking support apparatus according to the present invention preferably includes pressure distribution detection means for measuring a pressure distribution on the sole of the person being assisted on the floor surface.
Here, the pressure distribution detecting means is, for example, a strain gauge that is attached to the shoe sole used by the person being assisted and detects the pressure on the sole, and a strain measuring instrument (non-assistant) that amplifies and transmits a strain signal from the strain gauge Can be carried during walking training), and can be configured by a pressure distribution calculator (installed in the teaching unit) that receives a strain signal and obtains the pressure distribution of the sole.
本発明に係る自立式の歩行支援装置においては、歩行時の支えとなる支持部材が立設された自走台車が、操作部の操作によって床面上を移動するので、被介助者の身体バランスを容易に保ちながら、歩行訓練を行うことができる。そして、歩行訓練では、教示部の聴覚案内手段及び/又は視覚案内手段により、被介助者が足を踏み出す際に必要な踏み出し位置情報が、音声及び/又は光でそれぞれ伝えられるので、被介助者の歩行訓練(例えば、脚動作、歩行リズム等)を効果的に補助できると共に、歩行訓練のモチベーションを上げることができる。 In the self-supporting walking support apparatus according to the present invention, the self-propelled carriage on which the supporting member that is a support for walking is moved on the floor surface by the operation of the operation unit. Walking training can be performed while keeping In the walking training, the position information necessary for the person to be stepped on by the auditory guidance means and / or visual guidance means of the teaching unit is transmitted by voice and / or light, respectively. Gait training (for example, leg movement, walking rhythm, etc.) can be effectively assisted, and motivation for walking training can be increased.
本発明に係る自立式の歩行支援装置においては、自走台車に、全方向移動機構が組み込まれ、操作部の操作によって、自走台車が床面上を全方向に移動可能であるので、被介助者が自立式の歩行支援装置を押したり、持上げたりする必要がなく、被介助者が自立式の歩行支援装置を操作する際の身体(例えば、手、腕、及び肩)の負担を軽減できると共に、歩行訓練時の疲れも軽減できる。 In the self-supporting walking support device according to the present invention, an omnidirectional movement mechanism is incorporated in the self-propelled carriage, and the self-propelled carriage can move in all directions on the floor surface by operation of the operation unit. The caregiver does not need to push or lift the self-supporting walking support device, reducing the burden on the body (for example, hands, arms, and shoulders) when the caretaker operates the self-supporting walking support device It can also reduce fatigue during walking training.
本発明に係る自立式の歩行支援装置においては、操作部が、支持部材の前後及び左右の傾動方向と、支持部材の回転方向を検知する力覚センサを備えるので、被介助者が操作部を操作する力を検知して、被介助者が指定した方向に自走台車を移動させることができる。 In the self-supporting walking support apparatus according to the present invention, the operation unit includes a force sensor that detects the front and rear and left and right tilt directions of the support member and the rotation direction of the support member. The self-propelled carriage can be moved in the direction designated by the person being assisted by detecting the operating force.
本発明に係る自立式の歩行支援装置において、自走台車に、被介助者の床面上の脚位置及び足位置をそれぞれ検出する光センサが設けられている場合、被介助者の動きを制約せずに、被介助者の歩行動作を検出することができる。 In the self-supporting walking support device according to the present invention, when the self-propelled carriage is provided with optical sensors that respectively detect the leg position and the foot position on the floor of the person being assisted, the movement of the person being assisted is restricted. The walking motion of the person being assisted can be detected without doing so.
本発明に係る自立式の歩行支援装置において、自走台車に、被介助者の床面上の脚位置及び足位置から求めた被介助者と自走台車との離間距離を、予め設定された範囲に保つ距離維持手段が設けられている場合、被介助者の操作部を介した操作とは独立して、自走台車は、距離維持手段を介して移動することができる。これにより、被介助者が不測の歩行動作を行った際に、自走台車は離間距離が維持されるように能動的に移動し、被介助者の転倒の危険性を解消することができる。 In the self-supporting walking support device according to the present invention, the distance between the person being assisted and the self-propelled carriage determined from the leg position and the foot position on the floor of the person being assisted is set in advance on the self-propelled trolley. In the case where the distance maintaining means for keeping the range is provided, the self-propelled carriage can move via the distance maintaining means independently of the operation through the operation unit of the person being assisted. Accordingly, when the caregiver performs an unexpected walking motion, the self-propelled carriage moves actively so that the separation distance is maintained, and the risk of the caregiver falling is eliminated.
本発明に係る自立式の歩行支援装置においては、支持部材に、高さ調整可能な操作用グリップが設けられているので、操作用グリップの高さ位置を操作者である被介助者の身長にあわせて設定することができる。これにより、自立式の歩行支援装置の操作が容易になる。 In the walking assistance device of self-supporting according to the present invention, the support member, the height adjustable operating grip is provided an operator the height position of the operation grip height the care Can be set together. This facilitates the operation of the self-supporting walking support device.
本発明に係る自立式の歩行支援装置において、操作用グリップに、把持センサが設けられて、把持センサからの出力によって自立式の歩行支援装置のオンオフ(運転状態の切替え)を行う場合、自立式の歩行支援装置操作のオンオフが容易に行える。 In the self-supporting walking support device according to the present invention, when a grip sensor is provided in the operation grip and the self-supporting walking support device is turned on and off (switching of driving state) by an output from the grip sensor, It is possible to easily turn on / off the operation of the walking assist device.
本発明に係る自立式の歩行支援装置においては、支持部材に、操作用グリップとは別に、昇降可能な補助グリップが設けられているので、補助グリップを下降させることで、被介助者のしゃがみ動作を補助でき、補助グリップを上昇させることで、被介助者の立ち上がり動作を補助できる。 In the walking assistance device of self-supporting according to the present invention, the support member separately from the operation grip so liftable auxiliary grip is provided, by lowering the auxiliary grip operation squatting of the care The assisting person's standing up motion can be assisted by raising the auxiliary grip.
本発明に係る自立式の歩行支援装置において、自走台車の前側に、自走台車の前方の障害物を検知する障害物検知センサが設けられている場合、被介助者に障害物が存在することを知らせることができると共に、自立式の歩行支援装置が障害物に過度に接近した際には、自立式の歩行支援装置を停止させることができる。これによって、歩行訓練時の被介助者の安全が確保できる。 In the self-supporting walking support device according to the present invention, when an obstacle detection sensor for detecting an obstacle ahead of the self-propelled carriage is provided on the front side of the self-propelled carriage, an obstacle exists in the person being assisted. In addition, the self-supporting walking support device can be stopped when the self-supporting walking support device approaches the obstacle excessively. Thereby, the safety of the person being assisted during walking training can be ensured.
本発明に係る自立式の歩行支援装置においては、自走台車の周囲に、複数の転倒防止用ストッパーが設けられているので、自立式の歩行支援装置が物に接触しても、大きく傾動することを防止できる。更に、操作中の被介助者がよろけても、自立式の歩行支援装置が被介助者と共に大きく傾斜するのが防止され、被介助者の転倒を防ぐことができる。これによって、歩行訓練時の被介助者の安全が確保できる。 In the self-supporting walking support device according to the present invention, since a plurality of fall prevention stoppers are provided around the self-propelled carriage, even if the self-supporting walking support device contacts an object, it tilts greatly. Can be prevented. Furthermore, even if the person being assisted does not move, the self-supporting walking support device is prevented from being largely inclined together with the person being assisted, and the person being assisted can be prevented from falling. Thereby, the safety of the person being assisted during walking training can be ensured.
本発明に係る自立式の歩行支援装置において、操作部に、踏み出し位置情報の基になる操作データを入力する入力手段と、操作データから作成した踏み出し位置情報を出力する情報出力手段が設けられている場合、操作データの入力が容易になると共に、被介助者の操作状況に応じて踏み出し位置情報の修正を容易に行うことができる。 In the self-supporting walking support device according to the present invention, the operation unit is provided with input means for inputting operation data that is the basis of the stepping position information, and information output means for outputting the stepping position information created from the operation data. In this case, the operation data can be easily input, and the stepping position information can be easily corrected according to the operation status of the person being assisted.
本発明に係る自立式の歩行支援装置において、床面上での被介助者の足裏の圧力分布を測定する圧力分布検出手段を有する場合、歩行訓練中の被介助者の歩行タイミング、足の踏み出し動作を正確に検出することができる。 In the self-supporting walking support device according to the present invention, when having pressure distribution detection means for measuring the pressure distribution of the sole of the person being assisted on the floor surface, the walking timing of the person being assisted during walking training, The stepping motion can be accurately detected.
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
図1〜図3に示すように、本発明の一実施の形態に係る自立式の歩行支援装置(以下、歩行支援装置ともいう)10は、歩行時の支えとなる支持部材11が立設された自走台車12と、支持部材11に設けられた自走台車12の操作部13とを有し、操作部13の操作によって床面14上を自走台車12が移動するものである。そして、自走台車12には、操作部13を操作する被介助者が歩行時に踏み出す足の踏み出し位置情報を、音声で伝える聴覚案内手段の一例であるスピーカ15と、光(例えば画像)で伝える視覚案内手段の一例であるプロジェクタ16とを備えた教示部17が設けられている。以下、詳細に説明する。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings for understanding of the present invention.
As shown in FIGS. 1 to 3, a self-supporting walking support device (hereinafter also referred to as a walking support device) 10 according to an embodiment of the present invention is provided with a
図4、図5に示すように、自走台車12には、全方向移動機構18が組み込まれ、操作部13の操作によって、自走台車12は、床面14上を全方向に移動可能となっている。ここで、全方向移動機構18は、平面視して正三角形の頂点位置P1、P2、P3にそれぞれ配置される3つの駆動用球体19、20、21と、隣り合って配置される駆動用球体19と駆動用球体20、駆動用球体20と駆動用球体21、駆動用球体21と駆動用球体19を、それぞれ同時に同一方向に回転駆動させる3つの駆動手段22、23、24とを有している。なお、各駆動手段22、23、24は、制御部25(図3参照)により、その動力(移動方向、移動距離、及び移動速度)が制御されている。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
ここで、自走台車12は、3つの駆動用球体19、20、21及び3つの駆動手段22、23、24を内側に収容する六角筒状のフレーム26と、フレーム26の上部に取付けられた円形載置台27とを有している。そして、円形載置台27の下方には、各駆動用球体19、20、21が、円形載置台27の下面28に取付けられた全方向に(360度)回転可能な支持用ボール型キャスター29、30、31を介して、回転可能に設けられている。なお、各支持用ボール型キャスター29、30、31は、それぞれ駆動用球体19、20、21の頂点位置に接触している。
Here, the self-propelled
各駆動用球体19、20、21は、合成樹脂製(例えば、ウレタン樹脂製)の弾性材料で構成され、その直径は、例えば、50〜100mm(好ましくは、70〜100mm)程度で、同一形状(同一直径)となっている。このため、円形載置台27の下面28は床面14と平行になり、各駆動用球体19、20、21が回転する時の回転速度は同一となる。また、各駆動用球体19、20、21の回転中心は、平面視して正三角形の重心Gを中心として120度の等角度に、しかも、重心Gから等距離にそれぞれ配置されている(すなわち、正三角形の頂点位置P1、P2、P3に配置されている)。
Each driving
駆動手段22(駆動手段23、24も同様)は、隣り合って配置される駆動用球体19と駆動用球体20の周面に同時に接触するロータ32と、ロータ32を回転駆動する駆動用モータ33とを有する。ここで、ロータ32は、その回転軸34の軸心が、床面14と平行になるように、また軸心の高さ位置が、各駆動用球体19、20の回転中心と同一高さ位置となるように、平面視して駆動用球体19と駆動用球体20の回転中心を結ぶ線上に配置されている。なお、ロータ32の直径は、駆動用球体19と駆動用球体20の直径よりも小さい。これにより、ロータ32を床面14に接触させることなく、2つの駆動用球体19、20を同時に同一方向に回転駆動できる。
The drive means 22 (the drive means 23 and 24 are also the same) includes a
駆動用球体19(駆動用球体20、21も同様)は、その周面がフレーム26の内側面35に取付けられた車輪型キャスター36に接触している。この車輪型キャスター36は、一方向に回転可能な公知のものであり、駆動手段22、24のロータ32とは、駆動用球体19を挟み込むように取付けられている。その結果、図2において、駆動用球体19の横方向の位置決めがなされる。そして、車輪型キャスター36が一方向に回転可能なため、駆動用球体19は、図2において、上下方向(縦方向)に回転可能にガイドされてフレーム26の内側面35に取付けられる。また、車輪型キャスター36の設置個数は、1つの駆動用球体に対して2つ以上とすることもできる。
なお、全方向移動機構18の駆動原理、駆動制御方法は、特開2010−30360号公報(球体駆動式全方向移動装置)に開示されているため、その詳細内容については省略する。
The driving sphere 19 (the same applies to the driving
In addition, since the drive principle and drive control method of the
図1〜図3に示すように、自走台車12の円形載置台27の上部には、全方向移動機構18の制御部25及びバッテリーを備えた電源部(図示せず)を収納する収納部37が設けられ、収納部37の外側にはカバー部材38が設けられている。また、自走台車12の後側には、フレーム26に当接させて後方に突出する第1の箱部材39が設けられ、第1の箱部材39内には、操作部13を操作する被介助者の床面14上の左右の足位置、例えば踵位置を検出する光センサの一例である第1のレーザレンジセンサ40が収納されている。なお、符号41は、第1のレーザレンジセンサ40で使用するレーザ光線の通過用に第1の箱部材39の後部側に形成した第1のスリット41である。
As shown in FIGS. 1 to 3, in the upper part of the circular mounting table 27 of the self-propelled
第1のレーザレンジセンサ40では、床面14上の被介助者の踵に相当する高さ位置に床面14と平行に設定される平面内で、第1のレーザレンジセンサ40内に設けられた基準位置を中心としてレーザ光線を一定の角度範囲で走査しながら発射し、被介助者の左右の踵でそれぞれ反射したレーザ光線が受光されるまでの時間を求めることで、被介助者の左右の踵までの距離をそれぞれ測定している。このため、第1のレーザレンジセンサ40の基準位置に対する被介助者の左右の踵位置をそれぞれ求めることができ、自走台車12と被介助者の左右の踵位置との間の各踵離間距離がそれぞれ分かる。また、各踵離間距離の変化から、被介助者の左右の踵位置の移動が求まり、被介助者の歩行動作が分かる。
In the first
ここで、自走台車12と被介助者の左右の踵位置との間の踵離間距離のデータは、第1の箱部材39内に設けられ、距離維持手段の一部を構成する第1の距離維持手段42に入力される。第1の距離維持手段42は、各踵離間距離のデータから、踵離間距離がそれぞれ予め設定された範囲内の距離であるか否かを判定する第1の距離判定機能と、踵離間距離が予め設定された範囲から外れる場合、踵離間距離が予め設定された範囲内となるように、自走台車12の移動方向、移動距離、及び移動速度を求める第1の演算機能と、演算された移動方向に移動速度で移動距離だけ自走台車12を移動させる制御信号が全方向移動機構18の制御部25から出力されるように、制御信号用のデータを制御部25に向けて出力する第1の出力機能とを有している。なお、第1の距離維持手段42は、第1の距離判定機能、第1の演算機能、及び第1の出力機能を発現する各プログラムを、例えばCPUに組み込むことで形成することができる。
Here, the data of the heel separation distance between the self-propelled
収納部37の上部には、第2の箱部材43が設けられ、第2の箱部材43内には、操作部13を操作する被介助者の床面14上の左右の脚位置(例えば膝位置)を検出する光センサの一例である第2のレーザレンジセンサ44が収納されている。なお、符号45は、第2のレーザレンジセンサ44で使用するレーザ光線の通過用に第2の箱部材43の後部側に形成した第2のスリットである。
A
第2のレーザレンジセンサ44では、床面14上の被介助者の膝に相当する高さ位置に床面14と平行に設定される平面内で、第2のレーザレンジセンサ44内に設けられた基準位置を中心としてレーザ光線を一定の角度範囲で走査しながら発射し、被介助者の左右の膝でそれぞれ反射したレーザ光線が受光されるまでの時間を求めることで、被介助者の左右の膝までの距離を測定している。このため、第2のレーザレンジセンサ44の基準位置に対する被介助者の左右の膝位置をそれぞれ求めることができ、自走台車12と被介助者の左右の膝位置との間の各膝離間距離がそれぞれ分かる。また、各膝離間距離の変化から、被介助者の左右の膝位置の移動が求まり、被介助者の歩行動作が分かる。
The second
ここで、自走台車12と被介助者の左右の膝位置との間の膝離間距離のデータは、収納部37内に設けられ、距離維持手段の他の一部を構成する第2の距離維持手段46に入力される。第2の距離維持手段46は、各膝離間距離のデータから、膝離間距離がそれぞれ予め設定された範囲内の距離であるか否かを判定する第2の距離判定機能と、膝離間距離が予め設定された範囲から外れる場合、膝離間距離が予め設定された範囲内となるように、自走台車12の移動方向、移動距離、及び移動速度を求める第2の演算機能と、演算された移動方向に移動速度で移動距離だけ自走台車12を移動させる制御信号が全方向移動機構18の制御部25から出力されるように、制御信号用のデータを制御部25に向けて出力する第2の出力機能とを有している。なお、第2の距離維持手段46は、第2の距離判定機能、第2の演算機能、及び第2の出力機能を発現する各プログラムを、例えばCPUに組み込むことで形成することができる。
Here, the data of the knee separation distance between the self-propelled
更に、第2の箱部材43内には、自走台車12の前方の障害物を検知するレーザ式の障害物検知センサ47が収納されている。そして、第2の箱部材43の前部には、障害物検知センサ47で使用するレーザ光線の通過用に幅方向に沿って水平スリット48が形成され、障害物検知センサ47では、自走台車12の前方の床面14から一定高さ位置(例えば、100〜500mmの範囲の高さ位置)に床面14と平行に設定される平面内で、障害物検知センサ47内に設けられた基準位置を中心としてレーザ光線を一定の角度範囲で走査しながら発射し、自走台車12の前方の障害物で反射したレーザ光線が受光されるまでの時間を求めることで、障害物までの距離を測定している。なお、レーザ光線が発射されてから受光されるまでの時間範囲を設定することで、自走台車12の前方の一定距離内に存在する障害物のみを検知できる。このため、自走台車12と前方の障害物との距離が予め設定した第1の距離に到達した時点で、障害物検知センサ47に設けた音発生手段(例えば、スピーカ、ベル、ブザー等)から警報信号として音を発生させることができる。また、自走台車12と前方の障害物との距離が予め設定した第2の距離(第1の距離より小さい値)に到達した時点で、障害物検知センサ47から自走台車12を停止させる停止信号を、全方向移動機構18の制御部25に出力することができ、自走台車12を強制的に停止させることができる。
Further, a laser type
図1、図2、図5に示すように、自走台車12のフレーム26の周囲には、複数(本実施の形態では、周方向に等間隔で3つ)の転倒防止用ストッパー49が設けられている。ここで、転倒防止用ストッパー49は、フレーム26に基側が取付けられ、先側を外側にて向けて床面14に対して平行配置された腕部材50と、腕部材の先端部に設けられた取付け部材51を介して、床面14から、例えば5〜20mmの隙間を有して取付けられた補助輪52とを有している。なお、補助輪45は、床面14と接した際に、床面14上の接触部に立てた垂線を軸に360度回転可能な構成となっている。これによって、歩行支援装置10(自走台車12)が傾くと、傾いた方向に近接する補助輪52が床面14に接触し、歩行支援装置10が更に傾くことを防止して、歩行支援装置10が転倒することを防止する。また、補助輪52を、通常は床面14から浮き上がるようにして設けることで、自走台車12が任意の方向へ移動することを妨げないようにしている。
As shown in FIGS. 1, 2, and 5, a plurality of (three in the present embodiment at equal intervals in the circumferential direction)
図1、図2に示すように、被介助者が歩行する際に、被介助者の歩行時の支えとなる支持部材11は、第2の箱部材43の中央部を貫通し、自走台車12の円形載置台27上に設けられた収納部37の天井板53の中央部に立設された取付け部54と、取付け部54に昇降可能に連結された連結材55と、連結材55に締結部材の一例であるボルト56を介して固定された操作棒57と、操作棒57の先部に基部が取付けられ、先側が左右両側に分岐して把持部58を形成している操作用グリップ59とを有している。
As shown in FIGS. 1 and 2, when the person being assisted walks, the
取付け部54は、取付け部54の基端に固定されたベース61を有している。そして、ベース61を介して、力覚センサの一例である静電容量型6軸力覚センサ(以下、単に6軸力覚センサともいう)60の検出部(図示せず)が、取付け部54の基端に接続されている。ベース61を介して、取付け部54の基端に6軸力覚センサ60を接続しているので、支持部材11に被介助者の体重が負荷されても、6軸力覚センサ60の破損が防止できる。なお、6軸力覚センサ60を天井板53の中央部に固定することで、取付け部54が天井板53の中央部に立設される。更に、取付け部54は、連結材55に設けられたスライド部62を幅方向両側から挟持してスライド部62が昇降するのを両側からガイドするガイド部63と、連結材55にシリンダ本体64が取付けられ、シリンダロッド65の先部がベース61に固定された流体圧シリンダ66とを有している。また、連結材55の長手方向中央より先側の領域には、連結材55の後側(自走台車12の後側)に向けて、左右に分岐した把持部67を備えた補助グリップ68が取付けられている。このような構成とすることにより、補助グリップ68を昇降可能に設けることができる。なお、シリンダロッド65を駆動させた際に、第2の箱部材43の上方から突出するシリンダ本体64及びシリンダロッド65を覆うために、カバー部材69が設けられている。
The
操作棒57の基側には、一定のピッチ(例えば、10〜30mmのピッチ)で雌ねじ部70が長さ方向に沿って形成されている。そして、連結材55の先側に雌ねじ部70と同一のピッチで形成された貫通孔(図示せず)を介して連結材55に挿入されたボルト56の先側を操作棒57の雌ねじ部70にねじ込むことにより、操作棒57を連結材55に固定している。ボルト56をねじ込む雌ねじ部70の位置を選択することにより、操作用グリップ59の高さ調整を行うことができる。
On the base side of the
また、操作用グリップ59の把持部58には、把持部58が把持されたことを圧力変化で検知するシート状の把持センサ71が設けられ、把持センサ71からの出力信号は教示部17及び全方向移動機構18の制御部25にそれぞれ入力される。これによって、把持センサ71からの出力によって、歩行支援装置10の運転状態の切替えを行うことができる。ここで、運転状態の切換えとは、自走台車12を、駆動可能状態(操作待ち状態)から一次停止状態へ、あるいは一次停止状態から駆動可能状態へ切換えること、教示部17を、被介助者の踏み出し位置情報が出力可能な状態から一次停止状態へ、あるいは一次停止状態から出力可能な状態への切換えることをさす。なお、把持センサ71で把持部58が把持されたことを検知する場合、被介助者毎に把持力が異なるため、被介助者毎に圧力変化の閾値を設定して、把持部58が把持されているか否かを確実に判定できるようにする。
In addition, the
操作用グリップ59の把持部58が被介助者の手で把持されて、操作用グリップ59が歩行支援装置10(自走台車12)を移動させたい方向(歩行方向)に押し出されると、操作用グリップ59に加えられた力は、操作棒57、連結材55、及び取付け部54を介してベース61に伝わり、6軸力覚センサ60により、取付け部54(支持部材11)の前後及び左右の傾動方向と、取付け部54(支持部材11)の回転方向が検知される。そして、6軸力覚センサ60からの出力信号が、全方向移動機構18の制御部25に入力され、制御部25では自走台車12を移動させる制御信号が形成され、制御信号が駆動手段22、23、24に入力される。これにより自走台車12は、被介助者の指定した方向(歩行方向)に移動する。
When the
図6に示すように、歩行支援装置10は、床面14上での被介助者の足裏の圧力分布を測定する圧力分布検出手段73を有している。そして、圧力分布検出手段73は、被介助者が歩行時に装着する靴の底面に貼着する圧力分布測定器74と、被介助者が携帯し、圧力分布測定器74で得られたデータを送信する送信手段の一例である発信器75と、自走台車12に取付けられ、発信器75から送信されたデータを受信して足裏の圧力分布を求める圧力検出部76(図3参照)とを有している。ここで、圧力分布測定器74は、靴の底面に分散配置された複数の歪センサ77と、歪センサ77を覆う保護部材78とを有している。なお、圧力検出部76で得られた足裏の圧力分布は、教示部17に入力される。これによって、足を踏み出して床面14を加圧する際の状況、踏み出された足が床面14に接地して体重移動が行われる際の状況が把握でき(歩行リズムが分かり)、被介助者の踏み出し位置情報の適切な出力が可能になる。
As shown in FIG. 6, the walking assist
図1〜図3に示すように、教示部17は、歩行支援装置10の操作データを入力する機能を備えた入力手段79(例えば、タッチパネル及び各種情報記憶メディア用のデータ読取り機器)と、入力された操作データを記憶する機能を備えた記憶手段80とを有している。ここで、操作データは、例えば、杖を使用して歩行を行う場合の「杖先を移動させてから、患脚を一歩踏み出し、次いで健脚を移動させる」という一連の動作を、一定の歩行リズムで繰り返す基準動作データと、杖を使用した歩行訓練を行う被介助者の身体データ(例えば、下肢の各部位の寸法データ、歩行速度、把持部58を把持した際の把持力等)を含む。そして、基準動作データは、歩行訓練指導者の指導により十分訓練した健常者による杖歩行をステレオカメラで撮影した映像から、杖歩行運動パターン(例えば、股関節、膝関節、足関節の動作)の分析から得られるものである。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
また、教示部17は、記憶手段80から操作データを読み込んで、被介助者に適した杖を使用した歩行動作データである被介助者の踏み出し位置情報(リファレンスデータ)を作成する機能を備えたデータ作成手段81と、データ作成手段81で求めた被介助者の踏み出し位置情報に沿って、踏み出し位置情報をスピーカ15とプロジェクタ16にそれぞれ出力する機能を備えた情報出力手段82と、被介助者の踏み出し位置情報と被介助者の実際の歩行動作を比較して、被介助者による操作部13の操作が適切であるか否か、被介助者の歩行動作が被介助者の踏み出し位置情報に合っているか否かを判断して、褒め言葉や修正の指示等を、スピーカ15とプロジェクタ16を介して音声と光でそれぞれ伝える機能を備えた補正情報出力手段83と、被介助者の踏み出し位置情報と被介助者の実際の歩行動作を記憶する機能を備えた第2の記憶手段84と、第2の記憶手段84に記憶されたデータから選択されたデータを表示器(例えば、入力手段79に設けられ、タッチパネルを表示する表示画面、プロジェクタ16)に出力する表示手段85とを有している。ここで、被介助者による操作部13の操作状況と被介助者の歩行動作は、第1、第2のレーザレンジセンサ40、44により求めた自走台車12に対する被介助者の左右の踵及び膝の位置のデータから求める。また、歩行リズムは、圧力検出部76から入力された足裏の圧力分布の時間変化から求める。
In addition, the
更に、教示部17には、教示部17をオンオフする第1の機能と、入力手段79、記憶手段80、データ作成手段81、第2の記憶手段84、及び表示手段85をオンオフする第2の機能、スピーカ15、プロジェクタ16、入力手段79、記憶手段80、データ作成手段81、情報出力手段82、及び補正情報出力手段83をオンオフする(すなわち、踏み出し位置情報を出力するか否かのモード選択する)第3の機能と、自走台車12の制御部25、第1のレーザレンジセンサ40、第1の距離維持手段42、第2のレーザレンジセンサ44、第2の距離維持手段46、障害物検知センサ47、静電容量型6軸力覚センサ60、及び把持センサ71をオンオフする第4の機能と、把持センサ71からの出力に基づいて、スピーカ15、プロジェクタ16、情報出力手段82、補正情報出力手段83、第2の記憶手段84、及び表示手段85を、把持部58が把持状態の際には稼動させ、把持部58が非把持状態の際には一次停止させる第5の機能とを備えた起動手段86とを有している。ここで、起動手段86は、教示部17のオンオフに対応して、オンオフする。なお、教示部17は、上記の各機能を発現するプログラムを、例えば携帯型の情報処理機器(例えば、パーソナルコンピュータ)に搭載することにより形成できる。なお、符号87は、操作棒57の先側に取付けられて、教示部17の入力手段79を載置する支持台である。
Further, the
続いて、本発明の一実施の形態に係る自立式の歩行支援装置10の作用について説明する。
図7に示すように、教示部17をオンする(S−1)。次いで、入力手段79の、例えば、タッチパネル及びデータ読取り機器を介して、歩行訓練を行う被介助者(利用者)の身体データ(利用者データ)を入力する(S−2)。なお、被介助者の身体データが入力されると、データ作成手段81により、歩行動作データである被介助者の踏み出し位置情報(リファレンスデータ)が作成される(T−1)。そして、利用者データが入力された後、踏み出し位置情報を出力するか否かのモード選択を行う(S−3)。ここで、踏み出し位置情報を出力する(教示有)の場合は、歩行支援装置10により歩行訓練の指導が自動で行われる。一方、踏み出し位置情報を出力しない(教示無)の場合は、歩行支援装置10により歩行訓練の指導は行われず(手動訓練となって)、歩行訓練の指導者の指導の下で、歩行訓練が行われる。そして、操作用グリップ59(把持部58)が把持されることにより、歩行訓練が開始される(S−4)。
Then, the effect | action of the self-supporting
As shown in FIG. 7, the
歩行訓練が開始されると、モード選択内容が確認され、モード選択内容が教示無の場合は(S−5)、被介助者(利用者)が操作用グリップ59の把持部58を把持して、操作用グリップ59を歩行方向(前方向)に押し出すと、操作用グリップ59に加えられた力は、連結材55を介して取付け部54に伝達され、6軸力覚センサ60により取付け部54の前後及び左右の傾動方向と、取付け部54の回転方向が検知される。そして、6軸力覚センサ60からの出力信号が、全方向移動機構18の制御部25に入力され、制御部25では自走台車12を移動させる制御信号が形成され、制御信号が駆動手段22、23、24に入力される。これにより自走台車12は、被介助者の指定した方向(歩行方向)に、予め設定された距離だけ移動して停止する。なお、自走台車12が予め設定された距離だけ移動して停止した状態は、杖を用いた歩行訓練を行う場合の、杖を持上げて前方に移動させて、床面に設置させた状態に対応する。
When the walking training is started, the mode selection content is confirmed. When the mode selection content is not taught (S-5), the person being assisted (user) holds the
従って、被介助者は、患脚を一歩踏み出し、次いで健脚を移動させることができ、1歩前進することができる。このとき、第1のレーザレンジセンサ40により、自走台車12に対する被介助者の左右の踵位置と、自走台車12と被介助者の左右の踵位置との間の踵離間距離がそれぞれ求められ、被介助者の左右の踵位置の移動から被介助者の歩行動作が検出される。また、第2のレーザレンジセンサ44により、自走台車12に対する被介助者の左右の膝位置と、自走台車12と被介助者の左右の膝位置との間の各膝離間距離がそれぞれ求められ、各膝離間距離の変化から、被介助者の左右の膝位置の移動が求まり、被介助者の歩行動作が検出される。また、圧力分布検出手段73により、被介助者が足を踏み出して床面14を加圧する際の状況、踏み出された足が床面14に接地して体重移動が行われる際の状況が把握できる(歩行リズムが分かる)。
Therefore, the person being assisted can step out the affected leg and then move the healthy leg, and can advance one step. At this time, the first
更に、踵離間距離のデータは、第1の距離維持手段42に入力され、各踵離間距離が予め設定された範囲内の距離であるか否かが判定される。ここで、踵離間距離が予め設定された範囲から外れる場合、踵離間距離が予め設定された範囲内となるように、自走台車12が移動する。また、膝離間距離のデータは、第2の距離維持手段46に入力され、各膝離間距離が予め設定された範囲内の距離であるか否かが判定される。ここで、膝離間距離が予め設定された範囲から外れる場合、膝離間距離が範囲内となるように、自走台車12が移動する。これによって、被介助者が歩行訓練中に転倒することが防止できる(以上、S−6)。
Furthermore, the data of the eyelid separation distance is input to the first
第1のレーザレンジセンサ40による自走台車12に対する被介助者の左右の踵位置と、第2のレーザレンジセンサ44による自走台車12に対する被介助者の左右の膝位置から、被介助者の1歩移動する歩行動作が完了したことが検知されると、操作用グリップ59の把持部58が非把持状態であるか(訓練が終了したか)が確認される(S−7)。操作用グリップ59の把持部58が非把持状態の場合、第2の記憶手段84に保存された歩行訓練のデータを、表示手段85を介して表示器(例えば、入力手段79に設けられ、タッチパネルを表示する表示画面)に出力し(S−8)、歩行訓練が終了する。一方、操作用グリップ59の把持部58が把持状態である(訓練が終了していない)場合、操作用グリップ59が非把持状態となるまで、教示無の確認(S−5)と歩行動作(S−6)が繰り返される。
From the left and right heel position of the person being assisted with respect to the self-propelled
ここで、自走台車12の前方の障害物が存在する場合、自走台車12と前方の障害物との距離が障害物検知センサ47により測定され、自走台車12と障害物との距離が予め設定した第1の距離を超えている場合、自走台車12は前方向に移動することができる。そして、自走台車12の前方向への移動が繰り返されて、自走台車12と障害物との距離が予め設定した第1の距離に到達した時点で、障害物検知センサ47に設けた音発生手段から警報音が発生する。これによって、自走台車12の移動方向(歩行方向)を変更することができる。ここで、自走台車12の移動方向が変更されず、自走台車12が更に障害物に接近して、自走台車12と前方の障害物との距離が予め設定した第2の距離に到達した時点で、障害物検知センサ47から自走台車12を停止させる停止信号が出力されて、自走台車12は強制的に停止する。
Here, when there is an obstacle in front of the self-propelled
モード選択(S−3)において、踏み出し位置情報の出力が選択された場合(S−5において教示有)、歩行訓練が開始すると、データ作成手段81で作成されたリファレンスデータが、情報出力手段82を介してスピーカ15とプロジェクタ16からそれぞれ出力される。そして、被介助者はファレンスデータに従った歩行動作(教示歩行動作)を行う(T−2)。以下、教示歩行動作(T−2)について、説明する。なお、被介助者の1歩移動する歩行動作が完了した後の処理は、モード選択(S−3)において、踏み出し位置情報の出力が選択されなかった場合と同様なので、説明は省略する。
In the mode selection (S-3), when the output of the step position information is selected (instructed in S-5), when the walking training is started, the reference data created by the
図8(A)に示すように、教示歩行動作が開始されると(TT−1)、定位置指示として、スピーカ15から、例えば、「左右の足をそろえて杖を握ってください」という音声が出力される(TT−2)。そして、左右の足(踵)の位置が、第1のレーザレンジセンサ40により確認され、左右の踵位置が予め設定された範囲内に存在している場合、スピーカ15から、例えば、「OKです」という音声、あるいは「ピンポン」という音が出力される。一方、左右の踵位置が予め設定された範囲の外に存在している場合、再度、定位置指示として、スピーカ15から、「左右の足をそろえて杖を握ってください」という音声が出力され(TT−2)、左右の踵位置が予め設定された範囲内に配置されるまで、定位置指示が繰り返される(TT−3)。なお、図8(B)に、定位置指示に従った左右の足位置(初期足位置PH)と、自走台車12の操作用グリップ59の初期位置PSをそれぞれ示す。
As shown in FIG. 8A, when the teaching walking motion is started (TT-1), as a fixed position instruction, for example, a voice “Please hold the cane with the left and right feet together” from the
被介助者の足位置が定位置指示に従っていることが確認されると、杖移動の指示として、スピーカ15から、例えば、「杖(操作用グリップ59)を前に出して(押して)ください」という音声が出力される(TT−4)。図8(C)に、杖移動の指示に従って自走台車12が移動して杖(操作用グリップ59)が初期位置PSから、LSだけ前方に移動した状態を示す。ここで、杖(操作用グリップ59)が移動したことは、例えば、第1のレーザレンジセンサ40による自走台車12に対する被介助者の左右の踵位置の変化から検知する。なお、杖(操作用グリップ59)の移動量LSは、例えば、第1のレーザレンジセンサ40による踵離間距離が、予め設定された範囲内となるように設定されている。
When it is confirmed that the position of the person being assisted follows the fixed position instruction, for example, “please push (push) the cane (grip for operation 59) forward” from the
杖(操作用グリップ59)の移動が確認されると、スピーカ15から、患脚が左脚の場合、例えば、「左足を前に出して下さい」という音声、あるいは「ピンポン」という音を出力すると共に、プロジェクタ16から、被介助者の左足の前方の床面14上に、左足の踏み出し位置として、左足の足画像を表示する患足移動教示を行う(TT−5)。そして、被介助者の左足が、左足の踏み出し位置として表示された左足の足画像に重なるように踏み出されたか否かが判定される(TT−6)。図8(D)に、被介助者の左足が、初期位置PHから、WHだけ前方に踏み出されて、左足の足画像に重なった状態を示す。
ここで、被介助者の左足の踏み出し状態は、第1のレーザレンジセンサ40による自走台車12に対する被介助者の左の踵位置と、第2のレーザレンジセンサ44による自走台車12に対する被介助者の左の膝位置から行う。
When the movement of the cane (grip for operation 59) is confirmed, if the affected leg is the left leg, for example, a voice saying "Put your left foot forward" or a sound "ping pong" is output from the
Here, the stepped state of the left foot of the person being assisted includes the position of the left heel of the person being assisted with respect to the self-propelled
ここで、被介助者の左足が、左足の踏み出し位置として表示された左足の足画像に重なっていないと判定された場合(TT−6)、再度、患足移動教示(TT−5)が行われ、被介助者の左足が、左足の足画像に重なるまで、患足移動教示が繰り返される(TT−5)。なお、被介助者の左足は、初期足位置PHに対して移動しているので、現在の被介助者の左足位置に対して、それぞれ踵離間距離と膝離間距離を求めて、踵離間距離及び膝離間距離が予め設定された範囲内の距離でない場合は、自走台車12が移動して、すなわち、杖位置補正が行われる(TT−7)。
Here, when it is determined that the left foot of the person being assisted does not overlap the foot image of the left foot displayed as the stepping position of the left foot (TT-6), the affected foot movement teaching (TT-5) is performed again. The affected foot movement teaching is repeated until the left foot of the person being assisted overlaps the foot image of the left foot (TT-5). Incidentally, the left foot of the caregiver, so moving the initial foot position P H, with respect to the left foot position of the current the care receiver, respectively seeking heel clearance and knee distance, heels distance When the knee separation distance is not within the preset range, the self-propelled
被介助者の左足が、左足の踏み出し位置として表示された左足の足画像に重なっていると判定された場合(TT−6)、スピーカ15から、健脚である右脚に対して、例えば、「右足を前に出して下さい」という音声、あるいは「ピンポン」という音を出力すると共に、プロジェクタ16から、被介助者の右足の前方の床面14上に、右足の踏み出し位置として、右足の足画像を表示する健足移動教示を行う(TT−8)。次いで、被介助者の右足が、右足の踏み出し位置として表示された右足の足画像に重なるように踏み出されたか否かが判定される(TT−9)。そして、被介助者の右足が、右足の踏み出し位置として表示された右足の足画像に重なるように踏み出されたことが確認されると、被介助者の1歩行動作が完了したので、次の被介助者の1歩行動作が開始される(TT−1)。また、図8(E)に、被介助者の右足が、初期位置PHから、WHだけ前方に踏み出されて、右足の足画像に重なった状態(被介助者がWHだけ前方に移動した状態)を示す。
なお、被介助者の右足の踏み出し状態は、第1のレーザレンジセンサ40による自走台車12に対する被介助者の右の踵位置と、第2のレーザレンジセンサ44による自走台車12に対する被介助者の右の膝位置から行う。
When it is determined that the left foot of the person being assisted overlaps the foot image of the left foot displayed as the stepping position of the left foot (TT-6), for example, “ “Please put your right foot forward” or “Ping-pong” sound is output, and the foot image of the right foot is projected from the
Note that the stepped state of the right foot of the person being assisted is determined by the first
ここで、被介助者の右足が、右足の踏み出し位置として表示された右足の足画像に重なっていないと判定された場合(TT−9)、再度、健足移動教示(TT−8)が行われ、被介助者の右足が、右足の足画像に重なるまで、健足移動教示が繰り返される(TT−8)。なお、被介助者の右足は、初期足位置PHに対して移動しているので、現在の被介助者の右足位置に対して、それぞれ踵離間距離と膝離間距離を求めて、踵離間距離及び膝離間距離が予め設定された範囲内の距離でない場合は、自走台車12が移動して、すなわち、杖位置補正が行われる(TT−10)。
Here, when it is determined that the right foot of the person being assisted does not overlap the foot image of the right foot displayed as the stepping position of the right foot (TT-9), the healthy foot movement teaching (TT-8) is performed again. Then, the healthy foot movement teaching is repeated until the right foot of the person being assisted overlaps the foot image of the right foot (TT-8). Incidentally, the right foot of the caregiver, so moving the initial foot position P H, with respect to the right foot position of the current the care receiver, respectively seeking heel clearance and knee distance, heels distance If the knee separation distance is not within the preset range, the self-propelled
以上、説明したように、自立式の歩行支援装置10においては、歩行時の支えとなる支持部材11が立設された自走台車12が、操作部13の操作によって床面14上を移動するので、被介助者の身体バランスを容易に保ちながら、歩行訓練を行うことができる。そして、歩行訓練では、教示部17のスピーカ15とプロジェクタ16により、被介助者が足を踏み出す際に必要な踏み出し位置情報(リファレンスデータ)が音声と映像でそれぞれ伝えられるので、被介助者の歩行訓練(例えば、脚動作、歩行リズム等)を効果的に補助できると共に、歩行訓練のモチベーションを上げることができる。
As described above, in the self-supporting
また、自立式の歩行支援装置10では、自走台車12に、全方向移動機構18が組み込まれ、被介助者が操作用グリップ59の把持部58を把持して前方に押す操作によって、自走台車12を床面14上で前方に移動させることができ、被介助者は自立式の歩行支援装置10を押したり、持上げたりする必要がなく、被介助者が自立式の歩行支援装置10を操作する際の身体(例えば、手、腕、及び肩)の負担を軽減できると共に、歩行訓練時の疲れも軽減できる。
Further, in the self-supporting
以上、本発明を、実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載した構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。
例えば、被介助者が歩行時に踏み出す足の踏み出し位置情報を、床面上に足画像として表示したが、床面上に、被介助者が装着した靴に外接するサイズの円、四角形、三角形等の図形で表示するようにしてもよい。
また、起動手段に、情報出力手段から出力される被介助者の踏み出し位置情報を、(1)音声、(2)光(画像)、又は(3)音声及び光(画像)のいずれか1で行うことを選択する伝達(出力)方法の選択機能を設けることができる。これにより、起動手段において、音声による情報伝達の方法が選択されると聴覚案内手段の一例であるスピーカから、光による情報伝達の方法が選択されると視覚案内手段の一例であるプロジェクタから、音声及び光による情報伝達の方法が選択されると聴覚案内手段の一例であるスピーカ及び視覚案内手段の一例であるプロジェクタから、それぞれ被介助者の踏み出し位置情報が伝達される。
As described above, the present invention has been described with reference to the embodiment. However, the present invention is not limited to the configuration described in the above-described embodiment, and the matters described in the scope of claims. Other embodiments and modifications conceivable within the scope are also included.
For example, the stepping position information of the foot that the caregiver steps when walking is displayed as a foot image on the floor, but the circle, square, triangle, etc. of the size circumscribing the shoe worn by the caregiver on the floor You may make it display with the figure of.
Further, the starter's stepping position information of the person being assisted is output by any one of (1) audio, (2) light (image), or (3) audio and light (image). A function for selecting a transmission (output) method for selecting what to do can be provided. As a result, when the information transmission method by voice is selected in the activation means, the speaker, which is an example of the auditory guidance means, and when the information transmission method by light is selected, the projector, which is an example of the visual guidance means, When the information transmission method using light is selected, the stepped-out position information of the person being assisted is transmitted from a speaker, which is an example of auditory guidance means, and a projector, which is an example of visual guidance means.
10:自立式の歩行支援装置、11:支持部材、12:自走台車、13:操作部、14:床面、15:スピーカ、16:プロジェクタ、17:教示部、18:全方向移動機構、19、20、21:駆動用球体、22、23、24:駆動手段、25:制御部、26:フレーム、27:円形載置台、28:下面、29、30、31:支持用ボール型キャスター、32:ロータ、33:駆動用モータ、34:回転軸、35:内側面、36:車輪型キャスター、37:収納部、38:カバー部材、39:第1の箱部材、40:第1のレーザレンジセンサ、41:第1のスリット、42:第1の距離維持手段、43:第2の箱部材、44:第2のレーザレンジセンサ、45:第2のスリット、46:第2の距離維持手段、47:障害物検知センサ、48:水平スリット、49:転倒防止用ストッパー、50:腕部材、51:取付け部材、52:補助輪、53:天井板、54:取付け部、55:連結材、56:ボルト、57:操作棒、58:把持部、59:操作用グリップ、60:静電容量型6軸力覚センサ、61:ベース、62:スライド部、63:ガイド部、64:シリンダ本体、65:シリンダロッド、66:流体圧シリンダ、67:把持部、68:補助グリップ、69:カバー部材、70:雌ねじ部、71:把持センサ、73:圧力分布検出手段、74:圧力分布測定器、75:発信器、76:圧力検出部、77:歪センサ、78:保護部材、79:入力手段、80:記憶手段、81:データ作成手段、82:情報出力手段、83:補正情報出力手段、84:第2の記憶手段、85:表示手段、86:起動手段、87:支持台
10: self-supporting walking support device, 11: support member, 12: self-propelled carriage, 13: operation unit, 14: floor surface, 15: speaker, 16: projector, 17: teaching unit, 18: omnidirectional movement mechanism, 19, 20, 21: driving sphere, 22, 23, 24: driving means, 25: control unit, 26: frame, 27: circular mounting table, 28: lower surface, 29, 30, 31: ball-type caster for support, 32: Rotor, 33: Drive motor, 34: Rotating shaft, 35: Inner surface, 36: Wheel caster, 37: Storage part, 38: Cover member, 39: First box member, 40: First laser Range sensor 41: 1st slit 42: 1st distance maintenance means 43: 2nd box member 44: 2nd laser range sensor 45: 2nd slit 46: 2nd distance maintenance Means 47: Obstacle detection sensor 48 Horizontal slit, 49: Stopper for preventing toppling, 50: Arm member, 51: Mounting member, 52: Auxiliary wheel, 53: Ceiling board, 54: Mounting portion, 55: Connecting material, 56: Bolt, 57: Operating rod, 58 : Gripping part, 59: grip for operation, 60: capacitive 6-axis force sensor, 61: base, 62: slide part, 63: guide part, 64: cylinder body, 65: cylinder rod, 66: fluid pressure Cylinder, 67: gripping part, 68: auxiliary grip, 69: cover member, 70: female screw part, 71: gripping sensor, 73: pressure distribution detecting means, 74: pressure distribution measuring device, 75: transmitter, 76: pressure detection , 77: strain sensor, 78: protection member, 79: input means, 80: storage means, 81: data creation means, 82: information output means, 83: correction information output means, 84: second storage means, 85 :table Means, 86: start-up means, 87: support base
Claims (7)
1)前記自走台車には、前記操作部を操作する被介助者の踏み出し位置情報を、音声及び/又は光でそれぞれ伝える聴覚案内手段及び/又は視覚案内手段を備えた教示部が設けられていること、
2)前記自走台車には、駆動用球体を用いた全方向移動機構が組み込まれ、前記操作部の操作によって、前記床面上を全方向に移動可能であること、
3)前記操作部は、前記支持部材の前後及び左右の傾動方向と、前記支持部材の回転方向を検知する力覚センサを備えること、
4)前記自走台車の周囲には、前記床面から隙間を有して取付けられた補助輪を有する転倒防止ストッパーが複数設けられていること、及び
5)前記支持部材には、高さ調整可能な操作用グリップと、該操作用グリップとは別に、昇降可能な補助グリップとが設けられ、しかも、前記操作用グリップと前記補助グリップは、前記力覚センサより高い位置に設けられていること、を特徴とする自立式の歩行支援装置。 A self-propelled carriage provided with a support member standing upright during walking; and an operation portion of the self-propelled carriage provided on the support member, and the self-propelled vehicle is operated on the floor by the operation of the operation portion. A self-supporting walking support device in which a carriage moves,
1) The self-propelled carriage is provided with a teaching unit including an auditory guidance unit and / or a visual guidance unit that conveys stepping position information of a person who operates the operation unit by voice and / or light. Being
2) The self-propelled carriage incorporates an omnidirectional movement mechanism using a driving sphere, and can be moved in all directions on the floor surface by operation of the operation unit.
3) The operation unit includes a force sensor that detects front and rear and left and right tilt directions of the support member and a rotation direction of the support member.
4) Around the self-propelled carriage, there are provided a plurality of fall prevention stoppers having auxiliary wheels attached with a gap from the floor surface; and
5) The support member is provided with an operation grip whose height can be adjusted, and an auxiliary grip that can be lifted and lowered separately from the operation grip, and the operation grip and the auxiliary grip are provided with the force. A self-supporting walking support device characterized by being provided at a position higher than the sense sensor .
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