技术领域
[0001] 本说明书涉及对被辅助者的移乘动作进行辅助的辅助装置。
相关背景技术
[0002] 伴随于高龄化社会的进展,辅助装置的需求正在增大。辅助装置一般通过来自致动器的驱动而使支撑了被辅助者的身体的一部分的支撑部移动。通过辅助装置的导入,减轻了辅助者及被辅助者的身体上的负担,并且也缓和了护理人员的人手不足。作为辅助装置的一例,有对被辅助者从就座姿势起的移乘动作进行辅助的装置。与这种辅助装置相关的一技术例公开于专利文献1。
[0003] 专利文献1的人体移送装置具备装备有车轮的行驶部、位于行驶部的上部且支撑被辅助者的人体支撑部及沿着高度方向驱动人体支撑部的驱动部。此外,相当于驱动部的伸缩致动器与连杆机构组合而使用,伸缩致动器的伸长动作被转换为支撑部的圆弧状的摆动动作。由此,能够抑制辅助者的腰痛,并容易且迅速地进行被辅助者的移送。
[0004] 另外,专利文献2的辅助机器人具备相对于基台沿着上下方向上直动的升降部、以能够摆动的方式设于升降部的臂及设于臂的前端的支撑部。升降部及臂由不同的致动器驱动,而进行两个阶段的动作。由此,能够使升降部及臂协同动作,抑制了让辅助者感到不悦。
[0005] 现有技术文献
[0006] 专利文献1:日本特开2016-165313号公报
[0007] 专利文献2:国际公开第2017/060964号
具体实施方式
[0022] 1.实施方式的辅助装置1的结构
[0023] 参考图1~图6来对实施方式的辅助装置1进行说明。图1~图3是表示辅助装置1对被辅助者M从就座姿势至移乘时姿势进行辅助的动作的进行的侧视局部剖视图。
[0024] 辅助装置1对例如被辅助者M的床与轮椅之间的移乘或轮椅与坐便器之间的移乘等不同的两处之间的移乘进行辅助。辅助装置1支撑被辅助者M的躯干,对从就座姿势向移乘时姿势的移乘动作及从移乘时姿势向就座姿势的就座动作进行辅助。在此,移乘时姿势是臀部从座面浮起的姿势,包括站立姿势及弯腰姿势。也就是说,移乘时姿势包括上半身起立的状态及前屈的状态等。另外,辅助装置1在移乘的两处远离的情况下,能够移送移乘时姿势下的被辅助者M。
[0025] 辅助装置1由基台2、臂3、支撑部4、致动器5、连杆机构6、阻尼机构7及图示省略的控制部等构成。在图1中,阻尼机构7的配置位置由虚线示出。另外,在图2及图3中,阻尼机构7省略了图示。
[0026] 基台2由脚载置台21、后轮23、基台杆24、小腿抵靠部25、安装板26及前轮28等形成。脚载置台21接近地面F并大致水平地配置。脚载置台21是供被辅助者M放脚的部位。在脚载置台21的上表面的靠前侧处的左右方向上的中央向上地设有致动器支撑部22。左右一对后轮23设于脚载置台21的后侧的左右。
[0027] 左右一对基台杆24从脚载置台21的前表面的左右分别向前地设置。基台杆24从前方向上方弯曲后,向后方倾斜地延伸。小腿抵靠部25在两个基台杆24的上部向后地设置。小腿抵靠部25位于脚载置台21的靠前处的上方。小腿抵靠部25由缓冲件形成,被辅助者M的小腿附近能够接触。
[0028] 左右一对安装板26分别固定设置于基台杆24的从前方向上方弯曲的弯曲部的稍微靠上的位置且相向的内侧的位置。安装板26从基台杆24向前方延伸。在左右一对安装板26的上部分别设有臂支撑座27。在左右一对安装板26的下侧的前部设有左右一对前轮28。
通过前轮28及后轮23的转向功能,辅助装置1不仅能够进行直行移动及转弯移动,还能够进行横向移动及原地转向。此外,前轮28具备限制移动的锁定功能。
[0029] 臂3由棒状部件31、前部罩部件36、上部罩部件38及省略附图标记的各种构造件等形成。棒状部件31是下侧开放的大致U字状的棒状的部件。棒状部件31的两侧的下端32以能够摆动的方式支撑于安装板26的臂支撑座27。由此,臂3以相对于基台2的前后方向的摆动为动作方向。臂3向前方的摆动对应于使被辅助者M起立的起立方向,向后方的摆动对应于使被辅助者M就座的就座方向。
[0030] 为了限制臂3的摆动角度,省略附图标记的止动机构设于臂支撑座27附近。棒状部件31从左右的下端32向上方延伸,在中途向后方斜上方弯曲地延伸,在后方的上部合二为一。臂3的整体形状由从臂支撑座27向上方延伸的臂前部34及与臂前部34的上部相连并向后方斜上方延伸的臂上部35构成。
[0031] 前部罩部件36构成臂前部34。前部罩部件36在棒状部件31的前侧隔开间隔地配置。前部罩部件36以两个侧面向后折弯的方式形成,区划出内部空间。在前部罩部件36的内部空间收纳有图示省略的蓄电池。蓄电池成为致动器5及控制部的电源。
[0032] 上部罩部件38与前部罩部件36相连而形成,构成臂上部35。上部罩部件38在棒状部件31的上侧接近地配置。上部罩部件38以两个侧面向下折弯的方式形成,区划出内部空间。在上部罩部件38的内部空间的前下侧设有连杆机构6。另外,在内部空间的后上侧设有支撑部安装座33。
[0033] 支撑部4包含躯干支撑部41及左右一对腋下支撑部45地形成。躯干支撑部41以能够摆动的方式支撑于臂上部35的支撑部安装座33。由此,支撑部4以相对于臂3的前后方向的摆动为动作方向。支撑部4向前方的摆动对应于使被辅助者M起立的起立方向,向后方的摆动对应于使被辅助者M就座的就座方向。躯干支撑部41具有把手42。把手42形成为大致四边形的框形状。把手42是供被辅助者M把持的部位,并且也是为了使辅助装置1移动而供辅助者把持的部位。
[0034] 躯干支撑部41由基板43及躯干接触部件44等形成。基板43使用金属制或树脂制的刚性较大的板材而呈大致矩形地形成。在基板43设置上述把手42、安装于支撑部安装座33的部位及后述的第二连杆部件62。
[0035] 躯干接触部件44使用具有柔软性的材料而形成为比基板43大,安装于基板43的上表面。躯干接触部件44能够设为例如由表层及基层构成的双层构造。作为表层的形成材料,能够例示低回弹性的聚氨酯泡沫,作为基层的形成材料,能够例示低燃烧性的聚氨酯泡沫。躯干支撑部41能够支撑作为被辅助者M的身体的一部分的躯干的胸部至腹部附近。
[0036] 左右一对腋下支撑部45安装于躯干支撑部41的左右两侧的靠胸部处。腋下支撑部45形成为呈钝角地弯曲的L字状。腋下支撑部45由芯部件46(参照图4)及外周部件47等形成。芯部件46例如通过弯曲金属制或硬质树脂制的圆棒或管而形成。
[0037] 外周部件47使用缓冲件而形成为覆盖芯部件46的外周的筒状。腋下支撑部45的从安装侧的基端到弯曲位置为止的较短的直线状部分成为肩承受部,从弯曲位置到前端为止的较长的直线状部分成为腋下进入部。肩承受部支撑被辅助者M的肩部的前表面。腋下进入部向被辅助者M的躯干的两侧的腋下进入。躯干支撑部41及腋下支撑部45也可以具备布制或皮制的可拆装的罩。
[0038] 致动器5是伸缩致动器,由主体部51、可动部52及电动机53等构成。主体部51是上下较长的粗径的圆筒状的部件,具有向上方开口的开口部。主体部51的下端支撑于基台2的致动器支撑部22。可动部52是上下较长的细径的圆棒状的部件。可动部52的上端连接于连杆机构6的第一连杆部件61。可动部52的下部嵌入于主体部51的开口部。
[0039] 电动机53安装于主体部51的下部的前侧。电动机53由图示省略的控制部控制流动的电流的方向,来对可动部52的伸长动作及收缩动作进行驱动。通过来自电动机53的驱动,可动部52相对于主体部51进行伸缩动作。另外,致动器5能够取代电动机53而使用利用了液压或气压的压力驱动源等其他种类的驱动源。
[0040] 致动器5进行从缩短长度伸长至预定的中途长度的第一伸长动作、从中途长度伸长至伸长长度的第二伸长动作及从伸长长度经过中途长度而收缩至缩短长度的收缩动作。作为第一伸长动作的行程长度,能够例示30mm,作为第二伸长动作的行程长度,能够例示
60mm。
[0041] 连杆机构6由第一连杆部件61、第二连杆部件62及限制部件63等构成。第一连杆部件61是具有支撑点611、前臂部612及后臂部616的在前后方向上细长的部件。支撑点611配置于臂上部35的中央附近。并且,支撑点611由臂3的摆动轴部以能够摆动的方式支撑。由此,第一连杆部件61以支撑点611为中心进行摆动。
[0042] 前臂部612从支撑点611向前方延伸。在前臂部612的靠前处的下部设有连接销613。连接销613将前臂部612与致动器5的可动部52的上端连结。在前臂部612的靠前处的上部形成有限制突部614。在前臂部612的前端设有阻尼器卡合部615。在阻尼器卡合部615与臂3之间设有阻尼机构7(详情后述)。
[0043] 后臂部616从支撑点611向后方延伸。在后臂部616的靠后处卡合销617以沿着左右方向延伸的方式设置。如图1~图3所示,卡合销617从逆时针的方向与第二连杆部件62卡合,将第二连杆部件62向下方按压而使第二连杆部件62摆动。
[0044] 第二连杆部件62固定于支撑部4的基板43,并向前方延伸。由此,支撑部4及第二连杆部件62以支撑部安装座33为中心而一体地摆动。限制部件63固定于臂上部35的靠前处的构造件。第一连杆部件61的限制突部614能够与限制部件63抵接。
[0045] 图示省略的控制部由操作器及控制主体部等构成。操作器具有操作致动器5的上升按钮及下降按钮。操作器由辅助者操作。控制主体部使用具有CPU且利用软件进行动作的计算机装置而构成。控制主体部根据上升按钮及下降按钮的操作信息来控制向致动器5的电动机53流动的电流的有无及流动的方向。
[0046] 2.阻尼机构7的结构
[0047] 接着,参考图4来对阻尼机构7的结构进行说明。在图4中示出了阻尼机构7进行动作以前的原状态。另外,在图4及后面出现的图6中,臂3的一部分省略了图示。在构成臂3的棒状部件31的靠下部处设有阻尼器支撑座39。另外,如上所述,在构成连杆机构6的第一连杆部件61上设有阻尼器卡合部615。阻尼机构7以架设于臂3与第一连杆部件61之间的方式设置。
[0048] 详细而言,阻尼机构7是具有主体部71及可动部72的伸缩型的机构。主体部71具有粗径的圆柱形状的外观。主体部71具有向上方开口的缸及油室。缸及油室形成为油密且充满工作油。缸及油室相互通过油路而连通,工作油流入流出。油路的截面积被缩得较窄,因此通过工作油的流入流出而产生阻力。主体部71的下端以能够旋转的方式支撑于阻尼器支撑座39。
[0049] 可动部72形成为细径的圆棒状。可动部72的上端以能够旋转的方式与第一连杆部件61的阻尼器卡合部615卡合。可动部72的下部嵌入于主体部71的缸。由此,在维持了主体部71的缸的油密的状态下,可动部72能够进行相对于缸出入的伸缩动作。
[0050] 在可动部72从主体部71进行伸长动作时,工作油从油室向缸流入,产生阻力。相反,在可动部72进行缩短动作时,工作油从缸向油室流出,产生阻力。也就是说,阻尼机构7是在伸缩双向上产生阻力的双向式的阻尼机构。另外,阻力的大小与可动部72的动作速度相称地变化,大致与可动部72的动作速度成正比。
[0051] 另外,在通常时的辅助动作中,阻尼机构7也会成为致动器5的负荷。然而,由于通常时的动作是低速,所以阻尼机构7只是微小的负荷。因此,致动器5无需在性能上提升等级,可以是与不具备阻尼机构7的结构的情况相同的致动器。
[0052] 3.实施方式的辅助装置1的辅助动作
[0053] 接着,对实施方式的辅助装置1的辅助动作进行说明。以后,以对被辅助者M从就座姿势向移乘时姿势进行辅助的动作为中心进行说明。辅助者首先使致动器5恢复至缩短长度,而设为图1所示的初始状态。第一连杆部件61成为顺时针地进行了摆动的状态,第二连杆部件62成为逆时针地进行了摆动的状态。在第一连杆部件61的限制突部614与限制部件63之间具有间隙。
[0054] 接着,辅助者把持把手42而使辅助装置1移动,使辅助装置1向就座姿势下的被辅助者M接近。被辅助者M使下半身向支撑部4的下方的区域进入,将双脚载置于脚载置台21。被辅助者M通过使小腿的一部分与小腿抵靠部25接触来得到稳定的姿势。在此,第二连杆部件62能够从第一连杆部件61的卡合销617离开而顺时针地摆动。也就是说,支撑部4向前方自由摆动。因此,能够扩大支撑部4的下方的区域,被辅助者M能够容易地使下半身进入,不会感到拘束。
[0055] 接着,被辅助者M使躯干前倾而与躯干支撑部41进行面接触,并且利用两腋下向腋下支撑部45倚靠。此时,由于躯干支撑部41摆动到起立的方向(图1中的逆时针的方向),所以躯干的前倾角度可以较小。另外,由于腋下支撑部45成为大致水平或稍微后端向下,所以被辅助者M能够容易地向腋下支撑部45倚靠。此时的被辅助者M的姿势成为初始姿势。上述被辅助者M的一系列动作也可以由辅助者辅助。在初始姿势下,被辅助者M的臀部挨着座面。因此,被辅助者M的由体重引起的载荷由臀部支撑,被辅助者M处于轻松的姿势。
[0056] 接着,辅助者按压操作器的上升按钮,而进行辅助动作。开始了第一伸长动作的致动器5经由连接销613而将第一连杆部件61的前臂部612向上方推动。由此,第一连杆部件61逆时针地摆动(参照图1中的箭头A1)。通过第一连杆部件61的逆时针的摆动,卡合销617按压第二连杆部件62而使其摆动。
[0057] 第二连杆部件62顺时针地摆动,支撑部4向前方(起立方向)摆动(参照图1中的箭头A2)。该动作持续至致动器5伸长至预定的中途长度为止,成为图2所示的状态。此时,腋下支撑部45成为前端向下,因此被辅助者M向后方的移动被限制而不会从支撑部4脱落。在图2的状态下,限制突部614与限制部件63抵接,第一连杆部件61的摆动结束。因此,支撑部4的摆动也结束。并且,被辅助者M的臀部成为从座面离开的瞬间的状态。
[0058] 此外,当致动器5开始第二伸长动作时,第一连杆部件61不摆动而压接于臂3。臂3由致动器5驱动,顺时针地向前方(起立方向)摆动(参照图2中的箭头A3)。同时,致动器5向前方倾斜转动。另外,支撑部4相对于臂3维持固定的姿势。该动作持续至图3的末期状态为止。由此,被辅助者M的上半身向前方斜上方移动并进一步前倾。其结果是,被辅助者M的臀部从座面大幅上升,被辅助者成为腿部伸长的移乘时姿势。
[0059] 4.阻尼机构7的动作及作用
[0060] 接着,对阻尼机构7的动作及作用进行说明。在实施方式的辅助装置1中,基台2、臂3、致动器5及第一连杆部件61构成了四节连杆,留有动作的自由度。尽管如此,在通常时,在限制突部614与限制部件63抵接以后,该抵接状态被维持,因此四节连杆的形状被稳定地保持。但是,当作用了使臂3向前方摆动的方向的外力时,臂3向前方(起立方向)自由摆动而四节连杆的形状变化。图5是示出不依赖于致动器5的驱动状态而图2所示的臂3的当前位置变化为起立方向后的状态的图。
[0061] 四节连杆的形状变化的现象例如在被辅助者M猛烈地乘上了支撑部4的情况下产生。换言之,根据从被辅助者M作用的外力的方向及大小,有时臂3会向起立方向自由摆动。此时,如图5所示,限制突部614与限制部件63之间的抵接状态消除。另外,由于第二连杆部件62仅从一个方向与第一连杆部件61的卡合销617卡合,所以无法制止臂3的当前位置向起立方向变化而容许该变化。
[0062] 若比较图2与图5则可知,不依赖于致动器5的驱动状态,臂3的摆动位置向起立方向变化摆动角度α。在假设不具备阻尼机构7的情况下,臂3会从图2的状态向图5的状态急速地进行摆动动作。臂3的急速的摆动动作对于被辅助者M而言难以预想。因此,被辅助者M会对臂3的出乎预料的摆动动作感到不安或吃惊,使用舒适性下降。
[0063] 在此,图4示出了与图2的状态对应的阻尼机构7的原状态。另外,图6示出了与图5的状态对应的阻尼机构7的动作状态。在从图4的状态向图6的状态变化的过程中,阻尼机构7的可动部72进行缩短动作。因此,阻尼机构7对从图2的状态向图5的状态变化的臂3的摆动动作作用阻力。由此,臂3向起立方向的摆动动作的进展被抑制,换言之,臂3的摆动动作慢慢地进行。
[0064] 另外,在杉树辅助装置1的辅助动作的反方向下,即在对被辅助者M从移乘时姿势向就座姿势进行辅助的情况下,辅助装置1大致从图3经由图2而移向图1的状态。在该情况下,虽然是致动器5的收缩动作,当被辅助者M对脚用力而要维持移乘时姿势时,成为图5的状态。然后,当被辅助者M不再对脚用力时,向图2的状态变化。在假设不具备阻尼机构7的情况下,臂3会从图5的状态向图2的状态急速地向就座方向进行摆动动作。
[0065] 在该情况下,阻尼机构7抑制臂3的摆动动作的进行。也就是说,阻尼机构7对从图5的状态向图2的状态变化的臂3的摆动动作作用阻力。由此,臂3向就座方向的摆动动作的进行被抑制,臂3的摆动动作慢慢地进行。也就是说,阻尼机构7对臂3的动作方向的两侧的急速的摆动动作产生阻力。
[0066] 不限定于此,阻尼机构7也可以是在伸长方向及缩短方向中的一方产生阻力的单向式的机构。单向阻尼机构对臂3的动作方向中的重要度高的一侧的急速的摆动动作产生阻力。并且,能够对臂3的动作方向中的另一侧的动作实施其他对策或省略对策。
[0067] 在实施方式的辅助装置1中,在装置的动作中留有自由度,臂3的当前位置有时不依赖于致动器5的驱动状态而变化,对于被辅助者M而言难以预想。尽管如此,因为阻尼机构7对臂3的至少一侧的难以预想的动作产生阻力,所以臂3的动作的进行被抑制。由此,难以预想的动作慢慢地进行,因此被辅助者M不会感到不安,并且也不会吃惊。因此,可确保辅助装置1的良好的使用舒适性。
[0068] 5.实施方式的变形及应用
[0069] 另外,双向式的阻尼机构7比单向阻尼机构昂贵。因此,也可以采用并列地设置在伸长方向上产生阻力的单向阻尼机构及在缩短方向上产生阻力的单向阻尼机构的变形方式。单向阻尼机构的价格小于双向式的阻尼机构7的一半。因此,在变形方式中,能够实现成本下降。
[0070] 另外,阻尼机构也可以是夹设于臂3对第一连杆部件61以能够摆动的方式进行支撑的摆动轴部的旋转型的机构。旋转型的阻尼机构例如构成为通过相对旋转的两个部件的摩擦而产生阻力。旋转型的阻尼机构对第一连杆部件61相对于臂3的摆动产生阻力。
[0071] 此外,对于将实施方式的臂3及支撑部4一体化而设为支撑臂部且支撑臂部进行升降动作或前后方向的摆动动作的结构,也能够设置阻尼机构7。另外,致动器5不限于伸缩致动器,也可以是旋转驱动式的致动器。此外,连杆机构6的结构能够适当变形。除此之外,本实施方式能够进行各种各样的变形和应用。
[0072] 附图标记说明
[0073] 1:辅助装置 2:基台 3:臂 39:阻尼器支撑座 4:支撑部 5:致动器 51:主体部 52:可动部 53:电动机 6:连杆机构 61:第一连杆部件 614:限制突部 615:阻尼器卡合部
617:卡合销 62:第二连杆部件 63:限制部件 7:阻尼机构 71:主体部 72:可动部 M:被辅助者。