JP6058382B2 - Assistance robot - Google Patents
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Description
本発明は、要介助者の着座動作を支援する介助ロボットに関する。 The present invention relates to an assistance robot that supports the sitting operation of a person requiring assistance.
特許文献１には、介助ロボットが開示されている。同文献記載の介助ロボットは、保持部を備えている。保持部は、要介助者の胸部を保持した状態で、起立時または着座時の胸部の軌道に沿って、移動することができる。このため、同文献記載の介助ロボットによると、要介助者の起立動作および着座動作を支援することができる。
ここで、要介助者の起立動作を支援する場合は、椅子などに着座している要介助者を介助ロボットの保持部が迎えに行くことになる。この場合、保持部が要介助者に接近した時点で、要介助者と保持部との位置がずれていることが判明しても、要介助者は椅子に着座したままである。このため、要介助者に負担を強いることなく、要介助者と保持部との位置ずれを補正することができる。 Here, when supporting the standing person's standing operation, the holding part of the assistance robot is picked up by the person who is sitting on a chair or the like. In this case, even when it is determined that the positions of the person requiring assistance and the holder are shifted when the holding part approaches the person requiring assistance, the person requiring assistance remains seated on the chair. For this reason, it is possible to correct the positional shift between the person requiring assistance and the holding unit without imposing a burden on the person requiring assistance.
これに対して、要介助者の着座動作を支援する場合は、保持部が保持している要介助者を椅子の座面などに着座させることになる。この場合、要介助者が座面に接近した時点で、要介助者と座面との位置がずれていることが判明すると、要介助者を着座させることができない。このため、要介助者と座面との位置ずれを補正する際、要介助者に負担を強いることになる。要介助者に負担を強いないためには、着座動作を支援する前に、介助者が、介助ロボットの保持部の軌道を予測する必要がある。言い換えると、介助者が、起立状態の要介助者の着座位置を予測する必要がある。 On the other hand, when assisting the sitting operation of the person requiring assistance, the person requiring assistance held by the holding unit is seated on the seat surface of the chair or the like. In this case, if it is found that the position of the person requiring assistance and the seating surface are shifted when the person requiring assistance approaches the seating surface, the person requiring assistance cannot be seated. For this reason, when correcting the position shift between the person requiring assistance and the seating surface, a burden is imposed on the person requiring assistance. In order not to place a heavy burden on the care recipient, it is necessary for the assistant to predict the trajectory of the holding portion of the assistance robot before assisting the sitting operation. In other words, it is necessary for the assistant to predict the sitting position of the person in need of standing.
しかしながら、この場合、着座位置の予測は、介助者のスキルの熟練度に依存することになる。なお、特許文献２、３には、レーザ光により、物体の変位量や物体の有無を検出する技術が開示されている。これらの文献には、上記課題は開示、示唆されていない。
However, in this case, the prediction of the sitting position depends on the skill level of the assistant's skill.
そこで、本発明は、着座動作を支援する前に、起立状態の要介助者の着座位置を予測しやすい介助ロボットを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an assistance robot that can easily predict the sitting position of a person in need of standing in a standing state before assisting the sitting operation.
（１）上記課題を解決するため、本発明の介助ロボットは、要介助者の着座動作を支援する際に、着座対象物の座面に光を照射することにより、該座面に光像を形成する照射装置を備えることを特徴とする。 (1) In order to solve the above-described problem, the assistance robot of the present invention irradiates light on the seating surface of the object to be seated when supporting the seating motion of the person requiring assistance. An irradiation device to be formed is provided.
本発明の介助ロボットは、照射装置を備えている。照射装置は、座面に光を照射することにより、座面に光像を形成することができる。このため、当該光像を参照することにより、起立状態の要介助者の着座位置を予測することができる。 The assistance robot of the present invention includes an irradiation device. The irradiation device can form a light image on the seating surface by irradiating the seating surface with light. For this reason, by referring to the optical image, it is possible to predict the sitting position of the person requiring assistance in the standing state.
（２）好ましくは、上記（１）の構成において、前記座面の少なくとも一部を含む撮像エリアを有し、前記照射装置の光軸に対して、傾斜した光軸を有する撮像装置と、該撮像エリアに対する前記光像の位置を基に、該座面の高度を測定する制御装置と、を備える構成とする方がよい。本構成によると、撮像エリアと光像との相対的な位置関係から、座面の高度を測定することができる。 (2) Preferably, in the configuration of (1), the imaging device includes an imaging area including at least a part of the seating surface, and has an optical axis inclined with respect to the optical axis of the irradiation device; It is better to have a configuration including a control device that measures the height of the seating surface based on the position of the optical image with respect to the imaging area. According to this configuration, the height of the seating surface can be measured from the relative positional relationship between the imaging area and the optical image.
（３）好ましくは、上記（１）または（２）の構成において、前記制御装置は、前記座面に対する、前記撮像エリアおよび前記光像のうち少なくとも一方の位置を基に、該座面に対する前記要介助者の位置ずれを判別する構成とする方がよい。本構成によると、座面と、撮像エリアおよび光像のうち少なくとも一方と、の相対的な位置関係から、座面に対する要介助者の位置ずれを判別することができる。 (3) Preferably, in the configuration of the above (1) or (2), the control device is configured to control the seat surface relative to the seat surface based on at least one position of the imaging area and the optical image. It is better to have a configuration for discriminating the position shift of the person requiring assistance. According to this configuration, it is possible to determine the position shift of the person requiring assistance with respect to the seat surface from the relative positional relationship between the seat surface and at least one of the imaging area and the optical image.
（４）好ましくは、上記（１）の構成において、前記座面における前記光像の位置は、前記要介助者の着座目安位置である構成とする方がよい。本構成によると、介助者や要介助者が光像を目視することにより、起立状態の要介助者の着座位置を予測することができる。 (4) Preferably, in the configuration of the above (1), the position of the optical image on the seating surface should be a seating reference position of the person requiring assistance. According to this configuration, the sitting position of the person requiring assistance in the standing state can be predicted by visually observing the optical image by the assistant or the person requiring assistance.
本発明によると、着座動作を支援する前に、起立状態の要介助者の着座位置を予測しやすい介助ロボットを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, before assisting seating operation | movement, the assistance robot which is easy to predict the seating position of the helper in a standing state can be provided.
以下、本発明の介助ロボットの実施の形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the assistance robot of the present invention will be described.
＜介助ロボットの構成＞
まず、本実施形態の介助ロボットの構成について説明する。図１に、本実施形態の介助ロボットの斜視図を示す。図２に、同介助ロボットのブロック図を示す。なお、図１においては、椅子９０を透過して示す。
<Configuration of assistance robot>
First, the structure of the assistance robot of this embodiment is demonstrated. FIG. 1 is a perspective view of the assistance robot according to the present embodiment. FIG. 2 shows a block diagram of the assistance robot. In FIG. 1, the
図１、図２に示すように、本実施形態の介助ロボット１は、走行部２と、制御装置３と、基部４と、左右一対の足部５Ｌ、５Ｒと、腕部６と、照射装置７０と、撮像装置７１と、を備えている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
基部４は、表示装置４０を備えている。また、基部４には、後述する制御装置３が収容されている。表示装置４０は、タッチパネルである。左右一対の足部５Ｌ、５Ｒは、基部４の前縁の左右両端から、前方に突設されている。左右一対の足部５Ｌ、５Ｒは、要介助者の着座動作を支援する際、要介助者の左右両足の左右両外側に配置される。
The
走行部２は、左右一対の駆動輪２０Ｒと、左右一対の従動輪２１Ｌ、２１Ｒと、を備えている。左右一対の駆動輪２０Ｒは、基部４の後縁の左右両端付近に配置されている。左右一対の従動輪２１Ｌ、２１Ｒは、左右一対の足部５Ｌ、５Ｒの前端付近に配置されている。
The traveling
腕部６は、下段部６０と、中段部６１と、上段部６２と、保持部６３と、ハンドル６４と、を備えている。下段部６０は、上下方向に延在する角筒状を呈している。下段部６０は、揺動軸６０１を介して、基部４に対して上下方向（詳しくは、上下前後に展開する面方向）に揺動可能である。中段部６１は、上下方向に延在する角筒状を呈している。中段部６１は、下段部６０に対して、上下方向に往復動可能である。上段部６２は、上端が前側に突出するＬ字状を呈している。上段部６２は、中段部６１に対して、上下方向に往復動可能である。保持部６３は、前側に開口するＣ字状を呈している。保持部６３は、揺動軸６３１を介して、上段部６２に対して上下方向に揺動可能である。要介助者の着座動作を支援する際、保持部６３は、要介助者の胸部を保持する。ハンドル６４は、上段部６２と保持部６３との間に配置されている。要介助者の着座動作を支援する際、ハンドル６４は、要介助者により把持される。
The
照射装置７０は、保持部６３のＣ字右端前面に配置されている。照射装置７０は、左前下向きに、レーザ光Ｂを照射可能である。レーザ光Ｂは、本発明の「光」の概念に含まれる。すなわち、着座動作支援前の状態において、照射装置７０は、レーザ光Ｂを、椅子９０の座面Ｆに照射可能である。レーザ光Ｂにより、座面Ｆには、円形のスポットｂが形成される。スポットｂは、本発明の「光像」の概念に含まれる。
The
撮像装置７１は、保持部６３のＣ字左端前面に配置されている。撮像装置７１と照射装置７０とは、所定間隔だけ離間して、左右方向に並んでいる。撮像装置７１は、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ−Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサである。撮像装置７１は、右前下側に、四角形の撮像エリアａを有している。着座動作支援前の状態において、撮像エリアａには、座面Ｆの少なくとも一部が含まれている。また、撮像エリアａには、スポットｂが含まれている。
The
制御装置３は、基部４に収容されている。制御装置３は、コンピュータ３０と、入出力インターフェイス３１と、を備えている。コンピュータ３０は、演算部３００と、記憶部３０１と、を備えている。コンピュータ３０は、入出力インターフェイス３１を介して、撮像装置７１、照射装置７０、表示装置４０に接続されている。撮像装置７１の画像は、制御装置３により画像処理され、表示装置４０に表示される。
The
＜要介助者の着座動作支援時の介助ロボットの動き＞
次に、要介助者の着座動作支援時の介助ロボットの動きについて簡単に説明する。図３（ａ）に着座動作支援前の介助ロボットの右側面図を示す。図３（ｂ）に着座動作支援後の介助ロボットの右側面図を示す。
<The movement of the assistance robot when assisting the person who needs assistance>
Next, the movement of the assistance robot when assisting a person who needs assistance will be described briefly. FIG. 3A shows a right side view of the assisting robot before the sitting motion support. FIG. 3B shows a right side view of the assistance robot after the sitting motion support.
図３（ａ）、図３（ｂ）に示すように、着座動作支援時においては、保持部６３は、継続的に要介助者Ｈの胸部に密着している。すなわち、保持部６３は、着座時の要介助者Ｈの胸部の動きに追随して、所定の軌道（図２に示す記憶部３０１に格納されている）で移動する。
As shown in FIGS. 3A and 3B, the holding
図３（ｂ）に示すように、椅子９０の座面Ｆに対して、要介助者Ｈが理想的な姿勢で着座するためには、図３（ａ）に示す起立状態において、要介助者Ｈの臀部ｈが座面Ｆのどこに降りるか、予め予測しておく必要がある。
As shown in FIG. 3B, in order for the person requiring assistance H to sit in an ideal posture on the seat surface F of the
＜座面の位置の変化に対する画像の変化＞
次に、座面Ｆの位置が上下左右方向に変化する場合の、撮像装置７１の撮像エリアａ、つまり画像の変化について説明する。図４に、本実施形態の介助ロボットの、座面の位置が上下方向に変化する場合の、右側面図を示す。図５に、本実施形態の介助ロボットの、座面の位置が左右方向に変化する場合の、上面図を示す。図６に、本実施形態の介助ロボットの、座面の位置が上下左右方向に変化する場合の、撮像エリアを示す。なお、図６は、図４、図５に示す座面Ｆを、上から見ている。また、図６においては、撮像装置７１の撮像エリアａの中心（図形重心（図心））Ｃａを「＋」で、レーザ光Ｂのスポットｂの中心（図形重心（図心））Ｃｂを「・」で、座面Ｆの中心（図形重心（図心））Ｃｆを「×」で、各々示す。図６の九つの撮像エリアａは、いずれも図１、図２に示す表示装置４０に表示可能である。
<Changes in image in response to changes in seat position>
Next, an imaging area a of the
［座面の位置が上下方向に変化する場合］
図４に示すように、座面Ｆが上下方向中央位置ｍに設定されている場合、座面Ｆの高度は、要介助者に対して理想的な高度である。この場合、図６の（Ｍ，ｍ）（＝左右方向位置（Ｌ〜Ｒ），上下方向位置（ｕ〜ｄ））に示すように、撮像装置７１の撮像エリアａの中心（図形重心）Ｃａと、レーザ光Ｂのスポットｂの中心（図形重心）Ｃｂと、座面Ｆの中心（図形重心）Ｃｆと、は互いに一致する。言い換えると、撮像装置７１の光軸αとレーザ光Ｂの光軸βとは、座面Ｆの中心Ｃｄで、交差する。
[When the seat position changes vertically]
As shown in FIG. 4, when the seat surface F is set at the vertical center position m, the altitude of the seat surface F is an ideal altitude for the person requiring assistance. In this case, as shown in (M, m) (= left and right direction position (LR), up and down direction position (ud)) in FIG. 6, the center (graphic gravity center) Ca of the imaging area a of the
これに対して、座面Ｆが、上下方向中央位置ｍよりも上側の、上位置ｕに設定されている場合、図６の（Ｍ，ｕ）に示すように、撮像装置７１の撮像エリアａの中心Ｃａは、座面Ｆの中心Ｃｆに対して、左後側にずれる。また、レーザ光Ｂのスポットｂの中心Ｃｂは、座面Ｆの中心Ｃｆに対して、右後側にずれる。また、スポットｂの中心Ｃｂは、撮像エリアａの中心Ｃａに対して、右側にずれる。 On the other hand, when the seat surface F is set to the upper position u, which is above the center position m in the vertical direction, as shown in (M, u) of FIG. The center Ca is shifted to the left rear side with respect to the center Cf of the seating surface F. Further, the center Cb of the spot b of the laser beam B is shifted to the right rear side with respect to the center Cf of the seating surface F. The center Cb of the spot b is shifted to the right with respect to the center Ca of the imaging area a.
これに対して、座面Ｆが、上下方向中央位置ｍよりも下側の、下位置ｄに設定されている場合、図６の（Ｍ，ｄ）に示すように、撮像エリアａの中心Ｃａは、座面Ｆの中心Ｃｆに対して、右前側にずれる。また、スポットｂの中心Ｃｂは、座面Ｆの中心Ｃｆに対して、左前側にずれる。また、スポットｂの中心Ｃｂは、撮像エリアａの中心Ｃａに対して、左側にずれる。 On the other hand, when the seat surface F is set at the lower position d, which is lower than the center position m in the vertical direction, as shown in (M, d) of FIG. Is shifted to the right front side with respect to the center Cf of the seating surface F. The center Cb of the spot b is shifted to the left front side with respect to the center Cf of the seating surface F. The center Cb of the spot b is shifted to the left with respect to the center Ca of the imaging area a.
［座面の位置が左右方向（座面幅方向）に変化する場合］
図５に示すように、座面Ｆが左右方向中央位置Ｍに設定されている場合、座面Ｆの左右方向位置は、要介助者に対して理想的な位置である。この場合、図６の（Ｍ，ｍ）に示すように、撮像エリアａの中心Ｃａと、スポットｂの中心Ｃｂと、座面Ｆの中心Ｃｆと、は互いに一致する。言い換えると、撮像装置７１の光軸αとレーザ光Ｂの光軸βとは、座面Ｆの中心Ｃｄで、交差する。
[When the position of the seat surface changes in the left-right direction (the seat surface width direction)]
As shown in FIG. 5, when the seat surface F is set to the center position M in the left-right direction, the position in the left-right direction of the seat surface F is an ideal position for the person requiring assistance. In this case, as shown in FIG. 6 (M, m), the center Ca of the imaging area a, the center Cb of the spot b, and the center Cf of the seating surface F coincide with each other. In other words, the optical axis α of the
これに対して、座面Ｆが、左右方向中央位置Ｍよりも左側の、左位置Ｌに設定されている場合、図６の（Ｌ，ｍ）に示すように、撮像エリアａの中心Ｃａに対して、座面Ｆの中心Ｃｆが左側にずれる。撮像エリアａの中心Ｃａと、スポットｂの中心Ｃｂと、は一致している。 On the other hand, when the seat surface F is set to the left position L on the left side of the center position M in the left-right direction, as shown in (L, m) of FIG. On the other hand, the center Cf of the seating surface F is shifted to the left side. The center Ca of the imaging area a is coincident with the center Cb of the spot b.
これに対して、座面Ｆが、左右方向中央位置Ｍよりも右側の、右位置Ｒに設定されている場合、図６の（Ｒ，ｍ）に示すように、撮像エリアａの中心Ｃａに対して、座面Ｆの中心Ｃｆは右側にずれる。撮像エリアａの中心Ｃａと、スポットｂの中心Ｃｂと、は一致している。 On the other hand, when the seat surface F is set to the right position R on the right side of the center position M in the left-right direction, as shown in (R, m) of FIG. On the other hand, the center Cf of the seating surface F is shifted to the right side. The center Ca of the imaging area a is coincident with the center Cb of the spot b.
［座面の位置が左上、右上、左下、右下方向に変化する場合］
図６の（Ｌ，ｕ）に示すように、（Ｍ，ｍ）に対して、座面Ｆが左上側に設定されている場合、（Ｍ，ｕ）と比較して、撮像エリアａの中心Ｃａに対して、座面Ｆの中心Ｃｆが左側にずれる。図６の（Ｒ，ｕ）に示すように、（Ｍ，ｍ）に対して、座面Ｆが右上側に設定されている場合、（Ｍ，ｕ）と比較して、撮像エリアａの中心Ｃａに対して、座面Ｆの中心Ｃｆが右側にずれる。図６の（Ｌ，ｄ）に示すように、（Ｍ，ｍ）に対して、座面Ｆが左下側に設定されている場合、（Ｍ，ｄ）と比較して、撮像エリアａの中心Ｃａに対して、座面Ｆの中心Ｃｆが左側にずれる。図６の（Ｒ，ｄ）に示すように、（Ｍ，ｍ）に対して、座面Ｆが右下側に設定されている場合、（Ｍ，ｄ）と比較して、撮像エリアａの中心Ｃａに対して、座面Ｆの中心Ｃｆが右側にずれる。
[When the seat surface position changes to upper left, upper right, lower left, lower right]
As shown in (L, u) of FIG. 6, when the seat surface F is set on the upper left side with respect to (M, m), the center of the imaging area a is compared with (M, u). The center Cf of the seating surface F is shifted to the left with respect to Ca. As shown in (R, u) of FIG. 6, when the seat surface F is set on the upper right side with respect to (M, m), the center of the imaging area a is compared with (M, u). The center Cf of the seating surface F is shifted to the right side with respect to Ca. As shown in (L, d) of FIG. 6, when the seat surface F is set on the lower left side with respect to (M, m), the center of the imaging area a is compared with (M, d). The center Cf of the seating surface F is shifted to the left with respect to Ca. As shown in (R, d) of FIG. 6, when the seat surface F is set on the lower right side with respect to (M, m), the imaging area a is compared with (M, d). The center Cf of the seating surface F is shifted to the right side with respect to the center Ca.
以上、説明したように、座面Ｆの位置が上下左右方向に変化する場合、撮像装置７１の撮像エリアａ、つまり画像が変化する。
As described above, when the position of the seating surface F changes in the vertical and horizontal directions, the imaging area a of the
＜要介助者の着座動作支援前の介助ロボットの動き＞
次に、要介助者の着座動作支援前の介助ロボット１の動きについて説明する。図７に、要介助者の着座動作支援前の介助ロボットの動きに関するフローチャートを示す。まず、図３（ａ）に示すように、起立状態の要介助者Ｈを保持している介助ロボット１の前側に、介助者（図略）が椅子９０を配置する。次に、図２に示す演算部３００は、撮像装置７１、照射装置７０、表示装置４０を起動する（図７のＳ１（ステップ１。以下同様。））。図１に示すように、椅子９０の座面Ｆには、レーザ光Ｂのスポットｂが形成される。表示装置４０には、図６に示すように、撮像装置７１の撮像エリアａの画像が表示される。
<The movement of the assistance robot before assisting the person who needs assistance>
Next, the movement of the
ここで、図２に示す記憶部３０１には、複数の椅子９０の種類ごとに、座面Ｆの形状データ、マスタデータが格納されている。なお、座面Ｆの形状データとは、座面Ｆの形状、端部に関するデータをいう。また、座面Ｆのマスタデータとは、左右方向中央位置Ｍにある座面Ｆの高度が変化する場合の、撮像エリアａ、スポットｂ、座面Ｆに関するデータをいう。例えば、図６に示す（Ｍ，ｍ）、（Ｍ，ｕ）、（Ｍ，ｄ）の画像をいう。
Here, the
また、記憶部３０１には、座面Ｆの高度ずれに関する高度しきい値、着座予定高度変更しきい値（＞高度しきい値）が格納されている。なお、高度ずれとは、具体的には、図６の（Ｍ，ｍ）の状態（撮像エリアａの中心Ｃａ＝スポットｂの中心Ｃｂ＝座面Ｆの中心Ｃｆ）を基準とした場合の、例えば（Ｍ，ｕ）や（Ｍ，ｄ）の状態の、中心Ｃａに対する中心Ｃｂ、Ｃｆのずれをいう。
In addition, the
また、記憶部３０１には、座面Ｆの左右ずれに関する左右しきい値が格納されている。なお、左右ずれとは、具体的には、図６の（Ｍ，ｍ）の状態（撮像エリアａの中心Ｃａ＝スポットｂの中心Ｃｂ＝座面Ｆの中心Ｃｆ）を基準とした場合の、例えば（Ｌ，ｍ）や（Ｒ，ｍ）の状態の、中心Ｃａに対する中心Ｃｆのずれをいう。
Further, the
図２に示す演算部３００は、撮像エリアａの画像から、高度ずれを測定する。そして、測定された高度ずれと、高度しきい値と、を比較する（図７のＳ２）。比較の結果、高度ずれ＜高度しきい値の場合、演算部３００は、図４に示す上下方向中央位置ｍ（理想的な高度）に対して、実際の座面Ｆの高度が、許容範囲内であると判別する。
The
一方、比較の結果、高度ずれ≧高度しきい値の場合、演算部３００は、図４に示す上下方向中央位置ｍに対して、実際の座面Ｆの高度が、許容範囲外であると判別する。この場合は、測定された高度ずれと、着座予定高度変更しきい値と、を比較する（図７のＳ７）。
On the other hand, as a result of the comparison, when the altitude deviation ≧ the altitude threshold value, the
比較の結果、高度ずれ＜着座予定高度変更しきい値の場合、演算部３００は、要介助者Ｈの着座予定高度を変更する（図７のＳ９）。すなわち、演算部３００は、実際の座面Ｆの高度に合わせて、要介助者Ｈを着座させる高度を変更する。具体的には、プログラムを切り替える。例えば、図４に示す理想的な高度ｍに対して実際の座面Ｆの高度が高い場合は、理想的な高度自体を、より高い高度（例えば高度ｕ）に変更する。一方、図４に示す理想的な高度ｍに対して実際の座面Ｆの高度が低い場合は、理想的な高度自体を、より低い高度（例えば高度ｄ）に変更する。そして、再度、高度ずれをチェックする（図７のＳ２）。
As a result of the comparison, if the altitude deviation <the planned sitting height change threshold value, the
一方、比較の結果、高度ずれ≧着座予定高度変更しきい値の場合（高度ずれが過大な場合）は、もはや着座予定高度を変更しても、座面Ｆに要介助者Ｈを快適に着座させることは困難である。この場合は、介助者が椅子９０自体を交換する（図７のＳ８）。すなわち、座面Ｆの高度を変更する。そして、再度、高度ずれをチェックする（図７のＳ２）。
On the other hand, as a result of comparison, if altitude deviation ≧ scheduled planned altitude change threshold value (when the altitude deviation is excessive), even if the planned altitude is no longer changed, the person in need of assistance H is seated comfortably on the seating surface F. It is difficult to make it. In this case, the assistant exchanges the
実際の座面Ｆの高度が許容範囲内の場合は（図７のＳ２）、図２に示す演算部３００は、撮像エリアａの画像から、左右ずれを測定する。そして、測定された左右ずれと、記憶部３０１の左右しきい値と、を比較する（図７のＳ３）。比較の結果、左右ずれ＜左右しきい値の場合、演算部３００は、図５に示す左右方向中央位置Ｍ（理想的な位置）に対して、実際の座面Ｆの位置が、許容範囲内であると判別する。
When the actual height of the seating surface F is within the allowable range (S2 in FIG. 7), the
一方、比較の結果、左右ずれ≧左右しきい値の場合、演算部３００は、図５に示す左右方向中央位置Ｍに対して、実際の座面Ｆの位置が、許容範囲外であると判別する。この場合は、現在置いてある椅子９０の位置を、介助者が左右方向に移動させる。または、介助ロボット１の位置を、介助者が左右方向に移動させる（図７のＳ６）。すなわち、介助ロボット１と、椅子９０と、の相対的な左右方向位置関係を補正する。そして、再度、左右ずれをチェックする（図７のＳ３）。
On the other hand, as a result of the comparison, when the left / right deviation ≧ the left / right threshold value, the
実際の座面Ｆの左右方向位置が許容範囲内の場合、図２に示す演算部３００は、高度ずれ、および左右ずれのチェックを完了する（図７のＳ４）。この場合は、図３（ａ）、図３（ｂ）に示すように、介助ロボット１は、要介助者Ｈの着座動作の支援を実行する。ここで、椅子９０の座面Ｆの位置は、支援前に既に調整されている。このため、介助ロボット１は、要介助者Ｈの臀部ｈを、座面Ｆの理想的な位置に降ろすことができる。
When the actual lateral position of the seating surface F is within the allowable range, the
＜作用効果＞
次に、本実施形態の介助ロボット１の作用効果について説明する。本実施形態の介助ロボット１は、図１に示すように、照射装置７０を備えている。照射装置７０は、座面Ｆにレーザ光Ｂを照射することにより、座面Ｆにスポットｂを形成することができる。このため、スポットｂを参照することにより、起立状態の要介助者Ｈの着座位置を予測することができる。
<Effect>
Next, the effect of the
また、本実施形態の介助ロボット１によると、図６に示すように、撮像エリアａとスポットｂとの相対的な位置関係から、座面Ｆの高度を測定することができる。また、本実施形態の介助ロボット１によると、図６に示すように、座面Ｆと、撮像エリアａおよびスポットｂのうち少なくとも一方と、の相対的な位置関係から、座面Ｆに対する要介助者Ｈの水平方向の位置ずれを判別することができる。
Moreover, according to the
また、本実施形態の介助ロボット１によると、図１に示すように、照射装置７０および撮像装置７１が、保持部６３の左右方向（幅方向）両端に配置されている。図３（ａ）、図３（ｂ）に示すように、着座動作の際、要介助者Ｈの胸部は、照射装置７０と撮像装置７１との間に保持される。このため、照射装置７０からのレーザ光Ｂ、および撮像装置７１の撮像エリアａが、要介助者Ｈに干渉しない。
Further, according to the
また、図３（ａ）に示すように、要介助者Ｈの体格によらず、要介助者Ｈが起立している場合の保持部６３の角度は一定（例えば水平）である。このため、要介助者Ｈの体格によらず、同じ角度から、座面Ｆに、撮像エリアａ、スポットｂを形成することができる。したがって、要介助者Ｈの体格の相違によらず、図２に示す記憶部３０１のマスタデータ、高度しきい値、左右しきい値の汎用性が高い。また、本実施形態の介助ロボット１によると、図１に示すように、光としてレーザ光Ｂが用いられている。レーザ光Ｂは直進性に優れているため、スポットｂが鮮明である。
Moreover, as shown to Fig.3 (a), the angle of the holding |
＜その他＞
以上、本発明の介助ロボット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。
<Others>
The embodiment of the assistance robot according to the present invention has been described above. However, the embodiment is not particularly limited to the above embodiment. Various modifications and improvements that can be made by those skilled in the art are also possible.
上記実施形態においては、図１に示すように、保持部に照射装置７０と撮像装置７１とを配置した。しかしながら、照射装置７０だけを配置してもよい。この場合は、介助者や要介助者Ｈが、座面Ｆ上のスポットｂ（着座目安位置）を目視して、座面Ｆの高度、左右方向位置を確認すればよい。この場合であっても、座面Ｆ上に何等着座の目安が無い場合と比較して、起立状態の要介助者Ｈの着座位置を予測しやすい。
In the above embodiment, as shown in FIG. 1, the
図１に示すように、撮像装置７１の種類については特に限定しない。例えば、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサであってもよい。また、照射装置７０の種類は特に限定しない。例えば、電球、蛍光灯、発光ダイオードなどであってもよい。図６に示す撮像エリアａにおける座面Ｆの判別方法は特に限定しない。座面Ｆと座面Ｆ周囲との間の、色の違いや輝度の違いを基に、座面Ｆ（特に座面Ｆの端部）を判別してもよい。
As shown in FIG. 1, the type of the
また、図１に示す表示装置４０は、基部４に対して、着脱可能であってもよい。こうすると、図３（ａ）に示すように、起立状態の要介助者Ｈが、自身が把持した表示装置４０から、座面Ｆやスポットｂを確認しやすい。また、表示装置４０は、上段部６２やハンドル６４に配置してもよい。この場合も、起立状態の要介助者Ｈが、表示装置４０から、座面Ｆやスポットｂを確認しやすい。また、着座対象物は椅子９０に限定しない。例えば、ベッド、車椅子、トイレなどであってもよい。
The
１：介助ロボット。
２：走行部、２０Ｒ：駆動輪、２１Ｌ、２１Ｒ：従動輪。
３：制御装置、３０：コンピュータ、３００：演算部、３０１：記憶部、３１：入出力インターフェイス。
４：基部、４０：表示装置。
５Ｌ、５Ｒ：足部。
６：腕部、６０：下段部、６０１：揺動軸、６１：中段部、６２：上段部、６３：保持部、６３１：揺動軸、６４：ハンドル。
７０：照射装置、７１：撮像装置。
９０：椅子（着座対象物）。
α、β：光軸、Ｂ：レーザ光（光）、Ｃａ〜Ｃｆ：中心、Ｆ：座面、Ｈ：要介助者、Ｌ：左位置、Ｍ：左右方向中央位置、Ｒ：右位置、ａ：撮像エリア、ｂ：スポット（光像）、ｈ：臀部、ｕ：上位置、ｍ：上下方向中央位置、ｄ：下位置。
1: Assistance robot.
2: traveling part, 20R: driving wheel, 21L, 21R: driven wheel.
3: control device, 30: computer, 300: arithmetic unit, 301: storage unit, 31: input / output interface.
4: Base, 40: Display device.
5L, 5R: feet.
6: Arm part, 60: Lower stage part, 601: Oscillating shaft, 61: Middle stage part, 62: Upper stage part, 63: Holding part, 631: Oscillating axis, 64: Handle.
70: Irradiation device, 71: Imaging device.
90: Chair (sitting object).
α, β: optical axis, B: laser beam (light), Ca to Cf: center, F: seating surface, H: assistance required, L: left position, M: left and right center position, R: right position, a : Imaging area, b: spot (light image), h: buttocks, u: upper position, m: vertical center position, d: lower position.
Claims (4)
該撮像エリアに対する前記光像の位置を基に、該座面の高度を測定する制御装置と、
を備える請求項１に記載の介助ロボット。 An imaging device having an imaging area including at least a portion of the seating surface and having an optical axis inclined with respect to the optical axis of the irradiation device;
A control device for measuring the height of the seating surface based on the position of the optical image with respect to the imaging area;
The assistance robot according to claim 1, comprising:
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Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
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