JP5460154B2 - 歩行介助装置 - Google Patents

Description

本発明は、要介護者の移動を補助する歩行介助装置に関する。

例えば、特許文献１には、歩行機能障害者の歩行を補助する歩行介助装置が開示されている。同文献記載の歩行介助装置は、保持部と車輪とを備えている。歩行機能障害者は、保持部に両腕を抱えられた状態で、歩行することができる。しかしながら、歩行障害が重度である場合は、同文献記載の歩行介助装置を用いても、歩行機能障害者が歩行できないこともある。この場合は、歩行機能障害者が乗って移動可能な歩行介助装置が必要になる。例えば、特許文献２には、立位の使用者を輸送可能な個人輸送機器が開示されている。

特開平７−１８４９６６号公報 特表２００８−５１３０５５号公報

しかしながら、特許文献２に記載の個人輸送機器は、歩行機能障害者用としては使用しにくい。その理由は、歩行障害が重度である場合は、自力で立位を保持するのが困難だからである。ここで、特許文献２に記載の個人輸送機器に椅子を設けることも考えられる。しかしながら、この場合、煩雑な動作を歩行機能障害者に強いることになる。すなわち、例えば、歩行機能障害者がベッドからトイレに移動する際、ベッドから立ち上がり、個人輸送機器の椅子に座り、ベッドからトイレまで個人輸送機器を移動させ、個人輸送機器の椅子から立ち上がり、トイレに座る必要がある。このように、歩行機能障害者は、移動の度に、逐一、起立→着座→起立→着座という一連の動作を行う必要がある。本発明の歩行介助装置は、上記課題に鑑みて完成されたものである。本発明は、要介護者の動作負担が軽い歩行介助装置を提供することを目的とする。

（１）上記課題を解決するため、本発明の歩行介助装置は、要介護者が立位で移動するための歩行介助装置であって、前記要介護者を立位で保持すると共に、該要介護者の起立動作および着座動作のうち少なくとも一方を支援する保持部と、立位の該要介護者が足裏を載せる搭乗部と、路面を移動する移動体と、を備えてなることを特徴とする。

本発明の歩行介助装置は、保持部を備えている。保持部は、要介護者を立位で保持することができる。このため、要介護者は、移動の際、一回起立するだけで済む。したがって、要介護者の動作負担が軽い。また、要介護者は立位のまま移動することができる。このため、健常者と同様の高さの目線を確保した状態で、移動することができる。また、保持部は、起立動作および着座動作のうち、少なくとも一方を支援することができる。保持部が起立動作を支援する場合は、要介護者が歩行介助装置に乗る際の動作を補助することができる。保持部が着座動作を支援する場合は、要介護者が歩行介助装置から降りる際の動作を補助することができる。

（２）好ましくは、上記（１）の構成において、さらに、複数の関節部と、該関節部の動作を制御する制御部と、を備え、該関節部を動かすことにより前記保持部の高さおよび角度のうち少なくとも一方を調整する構成とする方がよい。本構成によると、要介護者の体格（例えば、大人、子供、男性、女性、太め、細めなど）や姿勢などに応じて、保持部を動かすことができる。

（３）好ましくは、上記（２）の構成において、前記要介護者の起立動作および着座動作のうち少なくとも一方を支援する際、前記制御部は、該要介護者の動きに応じて前記関節部を動かし前記保持部を移動させる構成とする方がよい。本構成によると、要介護者の動きに保持部の動きを追随させることができる。このため、要介護者の動きを保持部により補助することができる。

（４）好ましくは、上記（２）または（３）の構成において、さらに、前記要介護者を検知可能な視覚センサを備え、該要介護者の起立動作を支援する際、前記制御部は、該視覚センサの画像情報を基に、前記保持部を該要介護者に近接させる構成とする方がよい。本構成によると、保持部が要介護者にアプローチする際、視覚センサの画像情報が用いられる。このため、要介護者の適切な部位に、保持部を近接させることができる。すなわち、要介護者の適切な部位を保持して、起立動作を支援することができる。

（５）好ましくは、上記（１）ないし（４）のいずれかの構成において、前記保持部は、空気圧を調整することにより拡縮可能なエアバッグを有する構成とする方がよい。本構成によると、保持部の弾力を調整することができる。

（６）好ましくは、上記（１）ないし（５）のいずれかの構成において、前記要介護者の起立動作を支援する際、該要介護者は前記搭乗部に足裏を載せ、さらに、該搭乗部における荷重分布を検知可能な荷重分布センサを備える構成とする方がよい。本構成によると、搭乗部の荷重分布から、要介護者の重心移動を認識することができる。このため、起立支援の際、歩行介助装置が倒れるのを抑制することができる。

（７）好ましくは、上記（１）ないし（６）のいずれかの構成において、さらに、前記要介護者の起立動作を支援する際、該要介護者の姿勢の変化に応じて、該要介護者の膝頭を膝裏方向に押圧する膝保持部を備える構成とする方がよい。本構成によると、要介護者が立ち上がりやすくなる。

本発明によると、要介護者の動作負担が軽い歩行介助装置を提供することができる。

本発明の歩行介助装置の一実施形態である歩行介助装置の前方から見た斜視図である。 同歩行介助装置の後方から見た斜視図である。 同歩行介助装置の右側面図である。 同歩行介助装置の収納状態の右側面図である。 同歩行介助装置の保持部の上面図である。 同歩行介助装置のブロック図である。 同歩行介助装置の呼出しステップにおける模式図である。 後方ＣＣＤカメラの画像の模式図である。 同歩行介助装置の保持動作ステップにおける模式図である。 同歩行介助装置の起立動作ステップにおける模式図（その１）である。 同歩行介助装置の起立動作ステップにおける模式図（その２）である。 同歩行介助装置の起立動作ステップにおける模式図（その３）である。 （ａ）〜（ｄ）は身長の高い要介護者の起立動作を支援する際の同歩行介助装置の動きを示す模式図である。（ｅ）〜（ｈ）は身長の低い要介護者の起立動作を支援する際の同歩行介助装置の動きを示す模式図である。 歩行モードにおける同歩行介助装置の右側面図である。 着座モードにおける同歩行介助装置の右側面図である。

以下、本発明の歩行介助装置の実施の形態について説明する。

＜歩行介助装置の機械的構成＞
まず、本実施形態の歩行介助装置の機械的構成について説明する。図１に、本実施形態の歩行介助装置の前方から見た斜視図を示す。図２に、同歩行介助装置の後方から見た斜視図を示す。図３に、同歩行介助装置の右側面図を示す。図４に、同歩行介助装置の収納状態の右側面図を示す。なお、図１においてはフロントパネル２０１およびサイドパネル２００Ｒの一部を、図２においてはヒップボード２５の一部を、図３および図４においてはサイドパネル２００Ｒおよび駆動輪２９Ｒを、それぞれ透過して示す。また、図３、図４においては、フロントパネル２０１の後面に配置されている部材を、適宜省略して示す。

図１〜図４に示すように、歩行介助装置１は、下肢フレーム２０と、上肢フレーム２１と、保持部２２と、フットボード２３と、ニーサポート２４と、ヒップボード２５と、一対の駆動軸２６と、上肢フレーム用揺動軸２７と、保持部用揺動軸２８と、一対の駆動輪２９Ｌ、２９Ｒと、一対の下肢フレーム用揺動軸３０と、を備えている。

下肢フレーム用揺動軸３０、上肢フレーム用揺動軸２７、保持部用揺動軸２８は、各々、本発明の関節部に含まれる。フットボード２３は、本発明の搭乗部に含まれる。ニーサポート２４は、本発明の膝保持部に含まれる。一対の駆動輪２９Ｌ、２９Ｒは、各々、本発明の移動体に含まれる。

（下肢フレーム２０、下肢フレーム用揺動軸３０）
下肢フレーム２０は、一対のサイドパネル２００Ｌ、２００Ｒと、フロントパネル２０１と、を備えている。一対のサイドパネル２００Ｌ、２００Ｒは、各々、上下方向に延びる板状を呈している。一対のサイドパネル２００Ｌ、２００Ｒは、左右方向に対向して配置されている。一対のサイドパネル２００Ｌ、２００Ｒ間の間隔は、下方から上方に向かって狭まっている。フロントパネル２０１は、下方から上方に向かって尖る台形状を呈している。フロントパネル２０１は、一対のサイドパネル２００Ｌ、２００Ｒの前縁間に配置されている。

左右一対の下肢フレーム用揺動軸３０は、下肢フレーム２０の下端とフットボード２３の前端とを連結している。一方の下肢フレーム用揺動軸３０は、サイドパネル２００Ｌの下端内面に固定されている。他方の下肢フレーム用揺動軸３０は、サイドパネル２００Ｒの下端内面に固定されている。二つの下肢フレーム用揺動軸３０は、下肢フレーム用モータ（図略）により、フットボード２３に対して回動可能である。

（駆動軸２６、駆動輪２９Ｌ、２９Ｒ）
駆動軸２６は、二つ配置されている。一方の駆動軸２６は、サイドパネル２００Ｌの下端外面に配置されている。他方の駆動軸２６はサイドパネル２００Ｒの下端外面に配置されている。二つの駆動軸２６は、各々、駆動輪用モータ（図略）により、互いに独立して回動可能である。駆動輪２９Ｌは、左方の駆動軸２６に固定されている。駆動輪２９Ｒは、右方の駆動軸２６に固定されている。このため、駆動輪２９Ｌ、２９Ｒは、互いに独立して回動可能である。駆動軸２６は、下肢フレーム用揺動軸３０と、略同軸上に配置されている。

（フットボード２３）
フットボード２３は、ボード本体２３０と、左右一対のアーム２３１と、フットボード用エアシリンダ２３２と、従動輪２３３と、を備えている。ボード本体２３０は、長方形板状を呈している。従動輪２３３は、ボード本体２３０の下面の後縁付近に配置されている。

アーム２３１は、Ｌ字状を呈している。左側のアーム２３１の一端は、左側の下肢フレーム用揺動軸３０に環装されている。左側のアーム２３１の他端は、ボード本体２３０の左前隅に固定されている。右側のアーム２３１の一端は、右側の下肢フレーム用揺動軸３０にに環装されている。右側のアーム２３１の他端は、ボード本体２３０の右前隅に固定されている。アーム２３１は、下肢フレーム用揺動軸３０に対して、独立して回動可能である。

フットボード用エアシリンダ２３２は、シリンダ本体２３２ａと、ピストン２３２ｂと、を備えている。シリンダ本体２３２ａの一端は、フロントパネル２０１の後面に、揺動可能に取り付けられている。ピストン２３２ｂの一端は、シリンダ本体２３２ａの他端に対して、出入り可能である。ピストン２３２ｂの他端は、ボード本体２３０の上面に、揺動可能に取り付けられている。シリンダ本体２３２ａにピストン２３２ｂを出し入れすることにより、ボード本体２３０を揺動させることができる。

（ニーサポート２４）
ニーサポート２４は、サポート本体２４０と、左右一対の被ガイドレール２４１と、ニーサポート用エアシリンダ２４２と、左右一対のガイドブロック２４３と、を備えている。サポート本体２４０は、長方形板状を呈している。サポート本体２４０の後面には、クッションが配置されている。

左側のガイドブロック２４３は、左側のサイドパネル２００Ｌの右面に配置されている。右側のガイドブロック２４３は、右側のサイドパネル２００Ｒの左面に配置されている。ガイドブロック２４３は、一対のブロック片２４３ａを備えている。一対のブロック片２４３ａは、上下方向に所定間隔だけ離間して配置されている。

左右一対の被ガイドレール２４１は、弧状を呈している。左右一対の被ガイドレール２４１は、サポート本体２４０の前面の左右両縁付近から、前方に突設されている。左側の被ガイドレール２４１は、左側のガイドブロック２４３の一対のブロック片２４３ａ間を、弧状に摺動可能である。右側の被ガイドレール２４１は、右側のガイドブロック２４３の一対のブロック片２４３ａ間を、弧状に摺動可能である。

ニーサポート用エアシリンダ２４２は、シリンダ本体２４２ａと、ピストン２４２ｂと、を備えている。シリンダ本体２４２ａの一端は、フロントパネル２０１の後面上縁付近に、揺動可能に取り付けられている。ピストン２４２ｂの一端は、シリンダ本体２４２ａの他端に対して、出入り可能である。ピストン２４２ｂの他端は、サポート本体２４０の前面上縁付近に、揺動可能に取り付けられている。シリンダ本体２４２ａにピストン２４２ｂを出し入れすると、ガイドブロック２４３に対して被ガイドレール２４１が摺動する。このため、下肢フレーム２０に対して、サポート本体２４０を弧状に動かすことができる。

（ヒップボード２５）
ヒップボード２５は、ボード本体２５０と、パイプ２５１と、シャフト２５２と、ヒップボード用揺動軸２５３と、を備えている。ヒップボード用揺動軸２５３は、サイドパネル２００Ｒの右面から突設されている。シャフト２５２は、ヒップボード用揺動軸２５３の外周面から突設されている。パイプ２５１は、シャフト２５２の先端に配置されている。シャフト２５２は、パイプ２５１に対して、出入り可能である。パイプ２５１は、シャフト２５２に対して、回動可能である。ボード本体２５０は、長方形板状を呈している。パイプ２５１は、ボード本体２５０の右前隅に固定されている。

ヒップボード用揺動軸２５３を回動させることにより、ヒップボード２５全体を揺動させることができる。シャフト２５２に対してパイプ２５１を回動させることにより、シャフト２５２に対してボード本体２５０を揺動させることができる。パイプ２５１に対してシャフト２５２を出入りさせることにより、ヒップボード用揺動軸２５３に対してボード本体２５０を離間あるいは近接させることができる。

（上肢フレーム用揺動軸２７、上肢フレーム２１）
上肢フレーム用揺動軸２７は、下肢フレーム２０の上端と上肢フレーム２１の下端とを連結している。上肢フレーム用揺動軸２７は、上肢フレーム用モータ（図略）により、下肢フレーム２０に対して回動可能である。上肢フレーム２１は、直方体箱状を呈している。上肢フレーム２１は、上肢フレーム用揺動軸２７に固定されている。上肢フレーム用揺動軸２７を回動させることにより、下肢フレーム２０に対して、上肢フレーム２１を揺動させることができる。上肢フレーム２１の下端には、溝部が形成されている。溝部からは、カメラ用ホイール４１１ａが表出している。カメラ用ホイール４１１ａは、上肢フレーム用揺動軸２７に対して、独立して回動可能である。

（保持部用揺動軸２８、保持部２２）
保持部用揺動軸２８は、上肢フレーム２１の後端と保持部２２の前端とを連結している。保持部用揺動軸２８は、保持部用モータ（図略）により、上肢フレーム２１に対して回動可能である。図５に、本実施形態の歩行介助装置の保持部の上面図を示す。図５に示すように、保持部２２は、中央部２２０Ｃと、左翼部２２０Ｌと、右翼部２２０Ｒと、左翼部用揺動軸２２１Ｌと、右翼部用揺動軸２２１Ｒと、左右一対のグリップ２２２Ｌ、２２２Ｒと、ディスプレイ２２３と、を備えている。

中央部２２０Ｃは、上方から見て、Ｔ字板状を呈している。中央部２２０Ｃの前端は、保持部用揺動軸２８に固定されている。中央部２２０Ｃの後面には、中央エアバッグ２２４Ｃが配置されている。左右一対のグリップ２２２Ｌ、２２２Ｒは、中央部２２０Ｃの前面に配置されている。左右一対のグリップ２２２Ｌ、２２２Ｒは、駆動輪２９Ｌ、２９Ｒの操作のために用いられる。ディスプレイ２２３は、中央部２２０Ｃの上方に配置されている。ディスプレイ２２３には、歩行介助装置１の速度、走行ルートなどが表示される。また、ディスプレイ２２３のタッチパネル部を介して、要介護者は、各種コマンド、データなどを入力することができる。

左翼部用揺動軸２２１Ｌは、中央部２２０Ｃの左端と左翼部２２０Ｌの前端とを連結している。左翼部用揺動軸２２１Ｌは、左翼部用モータ（図略）により、中央部２２０Ｃに対して回動可能である。左翼部２２０Ｌは、弧板状を呈している。左翼部２２０Ｌは、左翼部用揺動軸２２１Ｌに固定されている。図５に細線で示すように、左翼部用揺動軸２２１Ｌを回動させることにより、中央部２２０Ｃに対して、左翼部２２０Ｌを揺動させることができる。左翼部２２０Ｌの右面および上面には、左方エアバッグ２２４Ｌが配置されている。

右翼部用揺動軸２２１Ｒ、右翼部２２０Ｒは、左翼部用揺動軸２２１Ｌ、左翼部２２０Ｌと、同様の構成を備えている。また、右翼部用揺動軸２２１Ｒ、右翼部２２０Ｒは、中央部２２０Ｃを挟んで、左翼部用揺動軸２２１Ｌ、左翼部２２０Ｌに対して、左右対称に配置されている。このため、説明を割愛する。

中央部２２０Ｃ（中央エアバッグ２２４Ｃ）、左翼部２２０Ｌ（左方エアバッグ２２４Ｌ）、右翼部２２０Ｒ（右方エアバッグ２２４Ｒ）は、全体としてＣ字状に連なっている。左翼部用揺動軸２２１Ｌ、右翼部用揺動軸２２１Ｒを回動させることにより、Ｃ字開口幅を変更することができる。

＜歩行介助装置の電気的構成＞
次に、本実施形態の歩行介助装置の電気的構成について説明する。図６に、本実施形態の歩行介助装置のブロック図を示す。図１〜図６に示すように、歩行介助装置１は、制御ボックス４０と、リモコン４１０と、各種センサ（前方ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ−Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）カメラ４１１、後方ＣＣＤカメラ４１２、保持部用揺動軸トルクセンサ４１３、上肢フレーム用揺動軸トルクセンサ４１４、下肢フレーム用揺動軸トルクセンサ４１５、左翼部用揺動軸トルクセンサ４１６、右翼部用揺動軸トルクセンサ４１７、左方エアバッグ用荷重センサ４１８、右方エアバッグ用荷重センサ４１９、ジャイロセンサ４２０、加速度センサ４２１、荷重分布センサ４２２、八つの距離センサ４２３）と、各種アクチュエータ（保持部用モータ４３０、上肢フレーム用モータ４３１、下肢フレーム用モータ４３２、左翼部用モータ４３３、右翼部用モータ４３４、中央エアコンプレッサ４３５、左方エアコンプレッサ４３６、右方エアコンプレッサ４３７、二つの駆動輪用モータ４３８）と、バッテリ４４０と、を備えている。制御ボックス４０は、本発明の制御部に含まれる。後方ＣＣＤカメラ４１２は、本発明の視覚センサに含まれる。

制御ボックス４０は、コンピュータ４００と、入出力部４０１と、受光部４０２と、を備えている。コンピュータ４００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）４００ａと、メモリ４００ｂと、を備えている。上記各種センサおよび各種アクチュエータは、入出力部４０１に電気的に接続されている。各種アクチュエータと入出力部４０１との間には、各々、駆動回路（図略）が介装されている。また、リモコン４１０は、受光部４０２に、所定の信号を伝送可能である。また、前記グリップ２２２Ｌ、２２２Ｒ、ディスプレイ２２３、ニーサポート用エアシリンダ２４２、フットボード用エアシリンダ２３２も、入出力部４０１に電気的に接続されている。

制御ボックス４０は、フロントパネル２０１の後面に配置されている。コンピュータ４００のメモリ４００ｂには、複数の要介護者の身体データ（身長、体重、胸囲、座高、足の膝上部の長さ、足の膝下部の長さなど）が格納されている。また、メモリ４００ｂには、起立動作支援プログラム、着座動作支援プログラムなどが格納されている。すなわち、要介護者が起立動作あるいは着座動作を行う際の保持部２２、ニーサポート２４の軌跡、速度、各種揺動軸のトルクなどが、各要介護者ごとに格納されている。リモコン４１０は、歩行介助装置１とは別体である。リモコン４１０は、要介護者が歩行介助装置１を遠隔操作する際に用いられる。前方ＣＣＤカメラ４１１は、上肢フレーム２１下端のカメラ用ホイール４１１ａに固定されている。上肢フレーム２１が揺動し角度が変わっても、前方ＣＣＤカメラ４１１を前方に向けることができる。前方ＣＣＤカメラ４１１は、前方確認のために用いられる。後方ＣＣＤカメラ４１２は、ディスプレイ２２３の後方に配置されている。後方ＣＣＤカメラ４１２は、後方確認および要介護者の表情確認のために用いられる。

保持部用揺動軸トルクセンサ４１３は保持部用揺動軸２８に、上肢フレーム用揺動軸トルクセンサ４１４は上肢フレーム用揺動軸２７に、下肢フレーム用揺動軸トルクセンサ４１５は下肢フレーム用揺動軸３０に、左翼部用揺動軸トルクセンサ４１６は左翼部用揺動軸２２１Ｌに、右翼部用揺動軸トルクセンサ４１７は右翼部用揺動軸２２１Ｒに、それぞれ配置されている。これら各種トルクセンサは、各種揺動軸のトルクを、それぞれ検知するために用いられる。

左方エアバッグ用荷重センサ４１８は左方エアバッグ２２４Ｌに、右方エアバッグ用荷重センサ４１９は右方エアバッグ２２４Ｒに、それぞれ配置されている。これら荷重センサは、各々、対応するエアバッグが要介護者から受ける荷重を検知するために用いられる。

ジャイロセンサ４２０は、フロントパネル２０１の後面に配置されている。ジャイロセンサ４２０は、歩行介助装置１の傾斜を検知するために用いられる。加速度センサ４２１は、フロントパネル２０１の後面に配置されている。加速度センサ４２１は、歩行介助装置１の加速度を検知するために用いられる。

荷重分布センサ４２２は、フットボード２３のボード本体２３０に配置されている。荷重分布センサ４２２は、フットボード２３のボード本体２３０における、要介護者の重心を検知するために用いられる。距離センサ４２３は、ボード本体２３０の後縁に三つ、左右両縁に一つずつ、フロントパネル２０１の前面下縁に三つ、配置されている。距離センサ４２３は、歩行介助装置１と隣接物との間の距離を検知するために用いられる。

保持部用モータ４３０は保持部用揺動軸２８に、上肢フレーム用モータ４３１は上肢フレーム用揺動軸２７に、下肢フレーム用モータ４３２は下肢フレーム用揺動軸３０に、左翼部用モータ４３３は左翼部用揺動軸２２１Ｌに、右翼部用モータ４３４は右翼部用揺動軸２２１Ｒに、それぞれ連結されている。これら各種モータは、各種揺動軸を、それぞれ回動させるために用いられる。

中央エアコンプレッサ４３５、左方エアコンプレッサ４３６、右方エアコンプレッサ４３７は、フロントパネル２０１の後面に配置されている。各種エアコンプレッサには、各々、空気圧センサが配置されている。中央エアコンプレッサ４３５は中央エアバッグ２２４Ｃの空気圧を、左方エアコンプレッサ４３６は左方エアバッグ２２４Ｌの空気圧を、右方エアコンプレッサ４３７は右方エアバッグ２２４Ｒの空気圧を、それぞれ調整するために用いられる。二つの駆動輪用モータ４３８は、駆動軸２６に連結されている。二つの駆動輪用モータ４３８は、各々、駆動輪２９Ｌ、２９Ｒを回動させるために用いられる。

＜歩行介助装置の動作＞
次に、本実施形態の歩行介助装置の動きについて説明する。

（起立動作支援）
まず、本実施形態の歩行介助装置の起立動作支援時の動きについて説明する。起立動作支援時の動きは、呼出しステップと、自走ステップと、保持準備ステップと、保持動作ステップと、起立動作ステップと、を有している。

呼出しステップにおいては、要介護者が歩行介助装置１を呼び出す。図７に、本実施形態の歩行介助装置の呼出しステップにおける模式図を示す。なお、ヒップボード２５は省略して示す。図７に示すように、要介護者Ａは、ベッド９０に腰掛けている。要介護者Ａがリモコン４１０の「呼出しボタン」を押すと、受光部４０２を介してコンピュータ４００に、歩行介助装置１を呼び出す命令が伝送される。

自走ステップにおいては、歩行介助装置１が自走し、要介護者Ａの近くまで移動する。要介護者Ａからの呼出しを受け、ＣＰＵ４００ａは、駆動輪用モータ４３８を駆動し、駆動輪２９Ｌ、２９Ｒを回動させる。すなわち、歩行介助装置１を走行させる。この際、前方ＣＣＤカメラ４１１、後方ＣＣＤカメラ４１２、八つの距離センサ４２３により、周囲の安全を確認する。障害物が走行ルート上にあるとＣＰＵ４００ａが判断した場合、ＣＰＵ４００ａは駆動輪用モータ４３８を適切に駆動し当該障害物を迂回する。ジャイロセンサ４２０は、走行時における歩行介助装置１のバランスをとる。歩行介助装置１は、要介護者Ａの前方の所定位置で停止する。

保持準備ステップにおいては、要介護者Ａを保持する準備を行う。図８に、後方ＣＣＤカメラの画像の模式図を示す。図８に示すように、ＣＰＵ４００ａには、後方ＣＣＤカメラ４１２の画像４１２ａが伝送される。まず、ＣＰＵ４００ａは、画像４１２ａとメモリ４００ｂに格納された身体データとを比較し、複数の要介護者の中から、今回呼び出した要介護者Ａが誰であるかを判別する。次に、ＣＰＵ４００ａは、歩行介助装置１を微速後進させる。ＣＰＵ４００ａは、後方の距離センサ４２３からの信号により、ボード本体２３０が要介護者Ａのつま先の直前に来たと判断した位置で、歩行介助装置１を停止させる。続いて、ＣＰＵ４００ａは、ジャイロセンサ４２０からの信号により、フットボード用エアシリンダ２３２を駆動する。そして、フットボード２３のボード本体２３０を、略水平状態にする。それから、要介護者Ａは、ボード本体２３０に両足を載せる。荷重分布センサ４２２は、要介護者Ａの両足裏の荷重分布を検知する。ＣＰＵ４００ａは、当該荷重分布から要介護者Ａがボード本体２３０に両足を載せたことを認識する。

保持動作ステップにおいては、保持部２２により要介護者Ａの胴部を保持する。ＣＰＵ４００ａは、要介護者Ａの身体データ、姿勢に応じて、保持部用モータ４３０、上肢フレーム用モータ４３１、下肢フレーム用モータ４３２、左翼部用モータ４３３、右翼部用モータ４３４を駆動する。すなわち、歩行介助装置１を、要介護者Ａの身体データ、姿勢に応じて、変形させる。

図９に、本実施形態の歩行介助装置の保持動作ステップにおける模式図を示す。なお、ヒップボード２５は省略して示す。図９に示すように、保持部２２は、要介護者Ａの胴部を、三方（前方、左方、右方）から保持する。すなわち、中央エアバッグ２２４Ｃが要介護者Ａの胸部に弾接した状態で、ＣＰＵ４００ａは、左翼部２２０Ｌおよび右翼部２２０Ｒを、要介護者Ａを挟み込む方向に揺動させる。左方エアバッグ用荷重センサ４１８および右方エアバッグ用荷重センサ４１９の荷重が所定値に到達したところで、ＣＰＵ４００ａは、左翼部２２０Ｌおよび右翼部２２０Ｒの揺動を停止する。

保持動作ステップにおいては、保持部用揺動軸トルクセンサ４１３により保持部用揺動軸２８のトルクを、上肢フレーム用揺動軸トルクセンサ４１４により上肢フレーム用揺動軸２７のトルクを、下肢フレーム用揺動軸トルクセンサ４１５により下肢フレーム用揺動軸３０のトルクを、左翼部用揺動軸トルクセンサ４１６により左翼部用揺動軸２２１Ｌのトルクを、右翼部用揺動軸トルクセンサ４１７により右翼部用揺動軸２２１Ｒのトルクを、それぞれ継続的に監視する。

起立動作ステップにおいては、要介護者Ａがベッド９０から立ち上がるのを補助する。図１０に、本実施形態の歩行介助装置の起立動作ステップにおける模式図（その１）を示す。図１１に、同歩行介助装置の起立動作ステップにおける模式図（その２）を示す。図１２に、同歩行介助装置の起立動作ステップにおける模式図（その３）を示す。なお、ヒップボード２５は省略して示す。

図１０に示すように、起立動作ステップの前段においては、メモリ４００ｂの起立動作支援プログラムに従って、ＣＰＵ４００ａは、保持部用モータ４３０、上肢フレーム用モータ４３１、下肢フレーム用モータ４３２、左翼部用モータ４３３、右翼部用モータ４３４を適宜駆動し、所定の軌跡で保持部２２を動かす。このため、保持部２２に保持されたまま、要介護者Ａの胴部も略同じ軌跡で移動する。したがって、要介護者Ａは、胴部の移動に応じて、ベッド９０から立ち上がる。

図１１に示すように、起立動作ステップの後段においては、要介護者Ａは膝を伸ばす必要がある。この際、ＣＰＵ４００ａは、メモリ４００ｂの起立動作支援プログラムに従って、ニーサポート用エアシリンダ２４２を駆動する。すなわち、サポート本体２４０を後方に移動させ、要介護者Ａの膝頭を後方（膝裏方向）に押圧する。このため、図１２に示すように、要介護者Ａは、簡単に膝を伸ばすことができる。

このようにして、要介護者Ａは、ボード本体２３０上に起立することができる。要介護者Ａの両脇は、保持部２２により引き続き保持されている。なお、起立動作ステップにおいても、保持動作ステップ同様に、各種トルクセンサにより、各種揺動軸のトルクを継続的に監視する。また、荷重分布センサ４２２から得られる要介護者Ａの荷重分布の変化から、重心移動を監視する。また、ジャイロセンサ４２０により、要介護者Ａの重心が移動しても歩行介助装置１が倒れないように、バランスをとる。また、各種トルクセンサ、各種荷重センサ、荷重分布センサ４２２、ジャイロセンサ４２０の信号から、要介護者Ａの動作と保持部２２の動作とが同期していないとＣＰＵ４００ａが判断した場合は、要介護者Ａの動作に保持部２２の動作を同期させる。また、後方ＣＣＤカメラ４１２の画像から要介護者Ａの表情変化を監視し、要介護者Ａが苦痛を受けているとＣＰＵ４００ａが判断した場合は、非常停止する。なお、ＣＰＵ４００ａは、要介護者Ａの顔面の特徴点（例えば、目、眉、鼻、口角など）の変位量から、要介護者Ａの表情変化を判断する。

（移動支援）
続いて、本実施形態の歩行介助装置の移動支援時の動きについて説明する。移動支援時においては、ちょうど保持部２２に要介護者Ａがおぶさるような姿勢のまま（ただし足裏はボード本体２３０に載っている）、要介護者Ａが歩行介助装置１を前進させる。具体的には、要介護者Ａは、グリップ２２２Ｌ、２２２Ｒを介して駆動輪２９Ｌ、２９Ｒを操作し、歩行介助装置１の速度、進行方向を調整する。この際、前方ＣＣＤカメラ４１１、後方ＣＣＤカメラ４１２、八つの距離センサ４２３により、周囲の安全を確認する。要介護者Ａは、歩行介助装置１を、着座予定位置（例えば、椅子、便座など）の直近で停止させる。

移動支援ステップにおいても、起立動作ステップ同様に、各種トルクセンサにより、各種揺動軸のトルクを継続的に監視する。また、荷重分布センサ４２２から得られる要介護者Ａの荷重分布の変化から、重心移動を監視する。また、ジャイロセンサ４２０により、歩行介助装置１のバランスをとる。また、後方ＣＣＤカメラ４１２の画像から、要介護者Ａの表情変化を監視し、要介護者Ａが苦痛を受けているとＣＰＵ４００ａが判断した場合は、非常停止する。

（着座動作支援）
続いて、本実施形態の歩行介助装置の着座動作支援時の動きについて説明する。着座動作支援時においては、まず、前方ＣＣＤカメラ４１１により、ＣＰＵ４００ａが着座予定位置を認識する。次いで、ＣＰＵ４００ａからの指示により、歩行介助装置１は、着座予定位置に要介護者Ａの背中が正対するように、移動する。続いて、歩行介助装置１は、上記起立動作支援時の動きと逆の動き（つまり、図１２→図１１→図１０→図９という順序の動き）を行うことにより、要介護者Ａが着座予定位置に着座するのを補助する。

＜作用効果＞
次に、本実施形態の歩行介助装置１の作用効果について説明する。本実施形態の歩行介助装置１は、保持部２２を備えている。保持部２２は、要介護者Ａを立位で保持することができる。このため、要介護者Ａは、移動の際、一回起立するだけで済む。したがって、要介護者Ａの動作負担が軽い。また、要介護者Ａは立位のまま移動することができる。このため、健常者と同様の高さの目線を確保した状態で、移動することができる。また、保持部２２は、前方から要介護者Ａを保持することができる。このため、要介護者Ａは、あたかも保持部２２におぶさるような姿勢のまま移動することができる。すなわち、立位であるにもかかわらず、要介護者Ａは、楽な姿勢で移動することができる。また、保持部２２は、要介護者Ａの起立動作および着座動作を支援することができる。

また、本実施形態の歩行介助装置１は、三つの揺動軸（保持部用揺動軸２８、上肢フレーム用揺動軸２７、下肢フレーム用揺動軸３０）を備えている。このため、要介護者Ａの体格（例えば、大人、子供、男性、女性、太め、細めなど）や姿勢などに応じて、保持部２２を動かすことができる。図１３（ａ）〜（ｄ）に、身長の高い要介護者の起立動作を支援する際の本実施形態の歩行介助装置の動きを示す。図１３（ｅ）〜（ｈ）に、身長の低い要介護者の起立動作を支援する際の同歩行介助装置の動きを示す。なお、ニーサポート２４、ヒップボード２５は省略して示す。図１３に示すように、要介護者Ａの身長が高い場合と低い場合とでは、下肢フレーム２０、上肢フレーム２１、保持部２２の動きが異なる。このように、本実施形態の歩行介助装置１によると、要介護者Ａの体格や姿勢などに応じて、保持部２２の高さや角度などを調整することができる。また、本実施形態の歩行介助装置１によると、三つの揺動軸を適切に制御することにより、要介護者Ａの胴部の動きに、保持部２２の動きを追随させることができる。

また、本実施形態の歩行介助装置１によると、保持部２２が要介護者Ａの脇の下にアプローチする際、後方ＣＣＤカメラ４１２の画像情報が用いられる。このため、要介護者Ａの脇の下に、確実に保持部２２を当接させることができる。また、本実施形態の歩行介助装置１によると、中央エアバッグ２２４Ｃ、左方エアバッグ２２４Ｌ、右方エアバッグ２２４Ｒの空気圧を調整することにより、要介護者Ａが保持部２２から受ける弾力を、調整することができる。

また、本実施形態の歩行介助装置１によると、荷重分布センサ４２２により、ボード本体２３０の荷重分布を検出することができる。このため、要介護者Ａの重心移動を認識することができる。したがって、起立支援の際、歩行介助装置１が倒れるのを抑制することができる。また、本実施形態の歩行介助装置１によると、ニーサポート２４により、要介護者Ａの起立動作を支援する際、要介護者Ａの膝頭を膝裏方向に押圧することができる。このため、要介護者Ａが膝を伸ばしやすくなる。

また、本実施形態の歩行介助装置１によると、中央エアバッグ２２４Ｃ、左方エアバッグ２２４Ｌ、右方エアバッグ２２４Ｒが個別に配置されている。このため、各種エアバッグの空気圧に、差を設けることができる。例えば、要介護者Ａの胴部が上昇する場合は、左方エアバッグ２２４Ｌおよび右方エアバッグ２２４Ｒの空気圧を中央エアバッグ２２４Ｃの空気圧よりも高く設定することにより、要介護者Ａの両脇を下方からしっかりと支持することができる。また、要介護者Ａの胴部が前方に移動する場合は、中央エアバッグ２２４Ｃの空気圧を左方エアバッグ２２４Ｌおよび右方エアバッグ２２４Ｒの空気圧よりも高く設定することにより、要介護者Ａの胸部を前方からしっかりと支持することができる。

また、本実施形態の歩行介助装置１は、歩行モード、着座モードに切り替えることも可能である。図１４に、歩行モードにおける本実施形態の歩行介助装置の右側面図を示す。図１５に、着座モードにおける同歩行介助装置の右側面図を示す。図１４に示すように、歩行モードにおいては、フットボード２３が折り畳まれている。要介護者Ａは、保持部２２により胴部を保持された状態で、歩行訓練を行うことができる。図１５に示すように、着座モードにおいては、ヒップボード２５が後方に展開されている。要介護者Ａは、ヒップボード２５に座った状態で、移動することができる。

＜その他＞
以上、本発明の歩行介助装置の実施の形態について説明した。しかしながら、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。

例えば、ニーサポート２４、ヒップボード２５は配置しなくてもよい。また、駆動輪２９Ｌ、２９Ｒは、例えば、無限軌道、脚、蛇行可能な多節体などでもよい。また、各種トルクセンサとして、例えば、シャント抵抗式、ホールモジュール式のトルクセンサを用いてもよい。また、各種ＣＣＤカメラの代わりに、例えば、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）カメラ、赤外カメラなどを用いてもよい。また、各種荷重センサとして、例えば、歪みゲージ式の荷重センサを用いてもよい。また、加速度センサ４２１として、例えば、機械式、光学式、半導体式の加速度センサを用いてもよい。また、荷重分布センサ４２２として、例えば、感圧素子を複数有する感圧フィルムセンサを用いてもよい。また、ボード本体２３０に荷重センサを複数配置することにより、重心管理を行ってもよい。また、距離センサ４２３として、例えば、超音波式、レーザ式の距離センサを用いてもよい。また、各種モータの代わりに、油圧シリンダ、エアシリンダ、人工筋肉など他のアクチュエータを用いてもよい。同様に、各種エアシリンダの代わりに、油圧シリンダ、モータ、人工筋肉など他のアクチュエータを用いてもよい。

１：歩行介助装置。
２０：下肢フレーム、２１：上肢フレーム、２２：保持部、２３：フットボード（搭乗部）、２４：ニーサポート（膝保持部）、２５：ヒップボード、２６：駆動軸、２７：上肢フレーム用揺動軸（関節部）、２８：保持部用揺動軸（関節部）、２９Ｌ：駆動輪（移動体）、２９Ｒ：駆動輪（移動体）、３０：下肢フレーム用揺動軸（関節部）、４０：制御ボックス（制御部）、９０：ベッド。
２００Ｌ：サイドパネル、２００Ｒ：サイドパネル、２０１：フロントパネル、２２０Ｃ：中央部、２２０Ｌ：左翼部、２２０Ｒ：右翼部、２２１Ｌ：左翼部用揺動軸、２２１Ｒ：右翼部用揺動軸、２２２Ｌ：グリップ、２２２Ｒ：グリップ、２２３：ディスプレイ、２２４Ｃ：中央エアバッグ、２２４Ｌ：左方エアバッグ、２２４Ｒ：右方エアバッグ、２３０：ボード本体、２３１：アーム、２３２：フットボード用エアシリンダ、２３２ａ：シリンダ本体、２３２ｂ：ピストン、２３３：従動輪、２４０：サポート本体、２４１：被ガイドレール、２４２：ニーサポート用エアシリンダ、２４２ａ：シリンダ本体、２４２ｂ：ピストン、２４３：ガイドブロック、２４３ａ：ブロック片、２５０：ボード本体、２５１：パイプ、２５２：シャフト、２５３：ヒップボード用揺動軸、４００：コンピュータ、４００ａ：ＣＰＵ、４００ｂ：メモリ、４０１：入出力部、４０２：受光部、４１０：リモコン、４１１：前方ＣＣＤカメラ、４１１ａ：カメラ用ホイール、４１２：後方ＣＣＤカメラ（視覚センサ）、４１２ａ：画像、４１３：保持部用揺動軸トルクセンサ、４１４：上肢フレーム用揺動軸トルクセンサ、４１５：下肢フレーム用揺動軸トルクセンサ、４１６：左翼部用揺動軸トルクセンサ、４１７：右翼部用揺動軸トルクセンサ、４１８：左方エアバッグ用荷重センサ、４１９：右方エアバッグ用荷重センサ、４２０：ジャイロセンサ、４２１：加速度センサ、４２２：荷重分布センサ、４２３：距離センサ、４３０：保持部用モータ、４３１：上肢フレーム用モータ、４３２：下肢フレーム用モータ、４３３：左翼部用モータ、４３４：右翼部用モータ、４３５：中央エアコンプレッサ、４３６：左方エアコンプレッサ、４３７：右方エアコンプレッサ、４３８：駆動輪用モータ、４４０：バッテリ。
Ａ：要介護者。

Claims (8)

1. 要介護者が立位で移動するための歩行介助装置であって、
   前記要介護者を立位で保持すると共に、該要介護者の起立動作および着座動作のうち少なくとも一方を支援する保持部と、立位の該要介護者が足裏を載せる搭乗部と、路面を転動する車輪である移動体と、を備え、
   該保持部は、一対の翼部と、一対の該翼部間に配置される中央部と、を有し、
   一対の該翼部および該中央部には、各々、エアバッグが配置され、
   三つの該エアバッグは、各々、空気圧を調整することにより拡縮し、該要介護者に対する弾力を互いに独立して調整可能であることを特徴とする歩行介助装置。
2. さらに、前記搭乗部に対して回動可能な下肢フレームと、前記保持部に対して回動可能な上肢フレームと、該搭乗部と該下肢フレームとを相対的に回動可能に連結する第一関節部と、該下肢フレームと該上肢フレームとを相対的に回動可能に連結する第二関節部と、該上肢フレームと該保持部とを相対的に回動可能に連結する第三関節部と、該第一関節部、該第二関節部、該第三関節部の動作を制御する制御部と、を備え、該第一関節部、該第二関節部、該第三関節部のうち、少なくとも一つを動かすことにより前記保持部の高さおよび角度のうち少なくとも一方を調整する請求項１に記載の歩行介助装置。
3. 前記要介護者の起立動作および着座動作のうち少なくとも一方を支援する際、前記制御部は、該要介護者の動きに応じて、前記第一関節部、前記第二関節部、前記第三関節部のうち、少なくとも一つを動かし前記保持部を移動させる請求項２に記載の歩行介助装置。
4. さらに、前記要介護者を検知可能な視覚センサを備え、
   該要介護者の起立動作を支援する際、前記制御部は、該視覚センサの画像情報を基に、前記保持部を該要介護者に近接させる請求項２または請求項３に記載の歩行介助装置。
5. 前記移動体は、路面を自走可能な駆動輪と、該駆動輪に従って路面を転動する従動輪と、を有し、
   前記第一関節部と、該駆動輪の駆動軸と、は同軸上に配置されている請求項２ないし請求項４のいずれかに記載の歩行介助装置。
6. さらに、前記搭乗部を上下方向に揺動させるアクチュエータを備え、
   前記従動輪は、該搭乗部に配置され、
   該アクチュエータが該搭乗部を上側に揺動させることにより、該従動輪が路面から離れる請求項５に記載の歩行介助装置。
7. 前記要介護者の起立動作を支援する際、該要介護者は前記搭乗部に足裏を載せ、
   さらに、該搭乗部における荷重分布を検知可能な荷重分布センサを備える請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の歩行介助装置。
8. さらに、前記要介護者の起立動作を支援する際、該要介護者の姿勢の変化に応じて、該要介護者の膝頭を膝裏方向に押圧する膝保持部を備える請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の歩行介助装置。

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