JPH069588B2 - 看護介助ロボット - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は看護介助ロボットに係り、さらに詳細には、
入浴を指定された入浴深さに正確に行うことのできる看
護介助ロボットに関する。

〔従来の技術〕

現在、身障者や患者の入浴介助はほとんどの場合人手に
頼っている。このため、看護にあたる看護婦の中に腰痛
が多く発生し、職業病となっている。

このような状況を解決する手段として、ロボットに入浴
介助を行わせることが考えられる。その１つとして例え
ばロボットの腕に入浴者を支えるための入浴者支え板を
設け、この支え板で入浴者を支え、看護人が操作ボタン
を押すことにより前記支え板を手動操作し、前記入浴者
を適宜に浴槽内に降ろす方法が考えられる。

しかしながら、このような方法では、入浴者をお湯に降
ろす前後に、誤っておぼれさせたりしないように慎重に
操作しなければならず、操作の手際が悪くなり無駄な時
間を必要とする事があるばかりでなく、場合によって
は、誤操作により入浴者をおぼれさせてしまう危険があ
る。また入浴者のかげになり看護人から見にくくなてい
るロボットの腕及び入浴者支え板等が浴槽の底にぶつか
らないように注意しなければならず、大変煩わしい、と
いう問題点がある。

また、前述のように操作者が手動操作するのでなく、テ
ィーチングプレイバック方式により介助させることも考
えられるが、このような方法では、実際介助時に、浴槽
の状態や浴湯の量、患者の状態等の条件が種々に変化す
るため介助作業の度にティーチングを行わねばならず、
実用上、大変不便であるという問題点がある。

〔発明の目的〕

この発明の目的は、前述の技術の問題点を解決すること
であり、入浴者をおぼれさせたり、入浴者支え板等を浴
槽にぶつけたりすることなく、迅速かつ最適状態に入浴
者を入浴させることのできる看護介助ロボットを提供す
ることである。

〔発明の概要〕

前述のごとき従来の問題に鑑みて、本発明は、移動自在
の脚部に立設した胴部に個別に上下駆動自在に設けた左
右の腕の先端部を、複数の関節軸を介して上下方向及び
左右方向に揺動駆動可能に設け、上記各先端部に入浴者
を支える支え板を設けると共に各支え板の少なくとも一
方に水面を検知する水面検知センサを設け、かつ入浴深
さを指定する指定スイッチを設け、前記左右の腕の上下
動および各腕の各関節軸の動作を制御することにより前
記各支え板の位置を制御して各支え板上の入浴者を前記
指定スイッチによって指定された入浴深さに入浴する構
成としてなるものである。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を第１図乃至第５図を参照し
ながら説明する。第１図はこの実施例を実施する為の看
護介助ロボットの斜視図、第２図は前記ロボットの腕を
所望の位置、姿勢に位置決めするための軸の説明図、第
３図は前記各軸の動作を制御するための電気制御系統の
ブロック図、第４図は前記ロボットを使用して行う本発
明の一実施例のフローチャート、第５図は前記フローチ
ャートに従って入浴者を入浴させる場合の動作説明図で
ある。

第１図を参照するに、この看護介助ロボット１は、脚部
３に胴部５を立設し、この胴部５に上下動自在に左、右
の腕７，９を設けた構成である。前記脚部３には例えば
適宜の車輪１１が設けられており、該ロボット１を前後
左右いずれの方向へも移動できるようにしている。

前記左右の腕７，９は全く同じ構成であるので以下左腕
７について説明すると、該左腕７には第１、第２、第
３、第４、第５関節７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅが設
けられると共に、その先端部に入浴者を支えるための入
浴者支え板７ｆが設けられている（なお、以下右腕９の
対応する構成要素は例えば９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ，９
ｅ，９ｆの如き参照番号で示す）。

第２図を参照しながら、前記左腕７の駆動機構について
説明すると、該腕７は胴部５に設けられた垂直軸７Ｖに
そのナット部で螺合され、該垂直軸７Ｖの左右方向への
回転により全体として上下に駆動されるようになってい
る。また第１関節７ａ、２関節７ｂに設けられた第１関
節軸７Ｈ_１、第２図関節軸７Ｈ_２を適宜に回転させるこ
とにより、腕先端部を上、下方向に揺動させるようにし
ている。更に、第３関節７ｃ及び第４関節７ｄに設けら
れた第３関節軸７Ｒ_１、及び第４間節軸７Ｒ_２を回転さ
せることにより、腕先端部特に前記入浴者支え板７ｆを
左、右に揺動又は捩り動作させるようにしている。更に
又、第５関節７ｅの第５関節軸７Ｔを回転させることに
より前記入浴者支え板７ｆを左、右に旋回動作させるよ
うにしている。

従って、前記各軸７Ｖ，７Ｈ_１，７Ｈ_２，７Ｒ_１，７Ｒ
_２，７Ｔを適宜に駆動、回転させることにより前記入浴
者支え板７ｆが所望の位置に所望の姿勢で位置決めされ
るものである。

次に前記ロボット１の電気制御系統を第１図及び第３図
に基づいて説明すると、前記ロボット１の胴部５には、
入浴介助開始ボタン１３、上半身支え板指定ボタン１５
及び入浴深さ指定ボタン１７が設けられている。前記入
浴者介助開始ボタン１３は前記ロボットの入浴介助を開
始するためのボタンである。また、前記上半身支え板指
定ボタン１５は、前記左右の入浴者支え板７ｆ，９ｆの
うち上半身側を支える支え板を指定するためのボタンで
あり、例えば２個の押しボタンのうちいずれかをオンと
することにより上半身支え板をロボットに教示するもの
である。更に、入浴深さ指定ボタン１７は、入浴者をど
の深さまで入浴させるか指定するためのボタンであり、
例えば予じめ設定された入浴深さと一対一に対応づけら
れた４個のボタンの何れかをオンとすることにより、ロ
ボットに所望の入浴深さを教示するものである。

また、前記左右の入浴者支え板７ｆ，９ｆの下面には適
宜の水面検知センサ１９が設けられている。この水面検
知センサは、例えば浮子式の者であり入浴者支え板７
ｆ，９ｆが水面に達するとオン信号を出力する。

第３図に示されるように、前記入浴介助開始ボタン１
３、上半身支え板指定ボタン１５、入浴深さ指定ボタン
１７及び水面検知センサ１９の出力は、例えばマイクロ
コンピュータ２１のディジタルインプット（ＤＩ）２３
に入力されている。

このマイクロコンピュータ２１は周知のものであり、前
記ディジタルインプット２３の他、ＣＰＵ２５、ディジ
タルアウトプット（ＤＯ）２７、ＲＡＭ２９、ＲＯＭ３
１及びシリアルＩ／Ｏ（ＳＩＯ）３３等より構成されて
いる。

前記ＣＰＵ２５は、例えばＲＯＭ３１に書き込まれたプ
ログラムに従ってディジタルインプット２３から必要と
される外部データを取込み、又、ＲＡＭ２９との間でデ
ータの授受を行い、演算処理し、必要に応じて処理した
データをシリアルＩ／Ｏ３３へ出力するものである。

このシリアルＩ／Ｏ３３には、前記各軸７Ｖ，…及び９
Ｖ，…，９Ｒ_２，…を駆動するための各サーボモータＭ
の駆動部３７Ｖ，…及び３９Ｖ，…３９Ｒ_２…が接続さ
れている。

従ってシリアルＩ／Ｏ３３は、前記ＣＰＵ２５から処理
データを受け取ると、このデータを適宜前記駆動部３７
Ｖ，…，３９Ｖ…３７Ｒ_２…へ出力する。そして各駆動
部３７Ｖ，…，３９Ｖ…３７Ｒ_２が、各タコジェネレー
タＴＧ、エンコーダＥからの帰還を得ながら、各軸のサ
ーボモータＭへ駆動信号を出力し、前記各軸７Ｖ，…，
９Ｖ，…，９Ｒ_２，…を適宜に駆動せしめるものであ
る。

従って、この看護介助ロボット１は、前記入浴介助開始
ボタン１３、上半身支え板指定ボタン１５、入浴深さ指
定ボタン１７、水面検知センサ１９からの入力データに
基づいて、前記各軸７Ｖ，７Ｈ_１…７Ｔ，９Ｖ，９Ｈ_１
…９Ｔを適宜に駆動し、前記入浴者支え板７ｆ，９ｆを
所望の態様で動作せしめるものである。

次に、前記看護介助ロボットを用いて行う本発明の一実
施例を、第４図、第５図を参照しながら説明する。

第４図に示すように、入浴介助制御を開始すると、ま
ず、ステップ４０１で左、右の入浴者支え板７ｆ，９ｆ
を水平に揃えると共にこの支え板７ｆ，９ｆで入浴者を
支持する。その際、この実施例では右腕の支え板９ｆで
入浴者の上半身を支持し、左腕を支え板７ｆで該入浴者
の下半身を支持するものとする。

ステップ４０１で入浴者を支えると、次にステップ４０
２で、前記入浴者の上半身を左、右どちらの支え板で支
えたか、及び入浴者の入浴深さはいずれにするかをそれ
ぞれ前記上半身支え板指定ボタン１５及び入浴深さ指定
ボタン１７で指定する。前述のように前記ロボットの右
腕の支え板９ｆで入浴者を支え、例えば深さＬまで入浴
者を入浴させる場合には、前記上半身支え板指定ボタン
１５の右側ボタンをオンとすると共に、深さＬに対応す
る入力深さボタン１７を選択する。

前記入力を終えると、ステップ４０３で、入浴介助開始
ボタン１３をオンとする。

入浴介助開始ボタン１３をオンとすると、ステップ４０
４で、ＣＰＵ２５が起動し、シリアルＩ／Ｏ３３を介し
て左、右垂直軸駆動部３７Ｖ，３９Ｖに適宜の駆動信号
を出力し、各サーボモータＭ及び垂直軸７Ｖ，９Ｖを介
して左、右の入浴者支え板７ｆ，９ｆを高速下降させる
（第５図（ａ）の状態）。

ステップ４０５で、水面検知センサ１９からの信号を読
みとり、入浴者支え板７ｆ，９ｆが水面に到達したか否
かを判断する。そして、入浴者支え板７ｆ，９ｆがまだ
水面に達していなければ「ＮＯ」を判断し、ステップ４
０４へ戻る。ステップ４０４と４０５の動作をくり返し
ていると、前記支え板７ｆ，９ｆが水面に達し、水面検
知センサ１９が検知信号を出力するので、ステップ４０
５で、「ＹＥＳ」を選択しステップ４０６へ進む（第５
図（ｂ）の状態）。

ステップ４０６では、前記上半身側を支える右腕支え板
９ｆの下降を停止すべく、右垂直軸駆動部３９Ｖへ停止
信号を出力する。

次いで、ステップ４０７で、前記下半身側を支える左腕
支え板７ｆの下降速度を減速すべく、左垂直軸駆動部３
７Ｖへ減速駆動信号を出力する。更に、これと同時に前
記上半身側の支え板９ｆを下半身側の支え板７ｆの下降
に合わせて適宜に回転すべく、ステップ４０８で、右第
４関節軸駆動部３９Ｒ_２へ適宜の回転駆動信号を出力す
る。

このステップ４０６、４０７、４０８の処理により入浴
者は、仰臥姿勢から座り姿勢に起こされると共に上半身
側の支え板が入浴者の背中に平行に当接するよう制御さ
れるから、安楽に支持されるものである。

こうして、上半身側の支え板９ｆを一定高さに保持し、
入浴者を座り姿勢に保ったまま、下半身側の支え板７ｆ
を低速で下降させると、ステップ４０９で、該下半身側
の支え板７ｆが所定深さＬに達したか否かを判断し、ま
だ所定深さに達していなければ「ＮＯ」を選択し、ステ
ップ４０７へ戻る。そして、以下ステップ４０７、４０
８、４０９の動作をくり返すと、そのうち前記下半身側
の支え板７ｆが前記所定水深Ｌに達するので、ステップ
４０９で「ＹＥＳ」を選択し、ステップ４１０で、前記
左垂直軸駆動部３７Ｖに停止信号を出力し、下半身側の
入浴者支え板７ｆの下降を停止すると、ステップ４１１
でこの実施例の入浴介助を終了する（第５図（ｃ）の状
態）。

従って、本実施例によれば、入浴者支え板７ｆ，９ｆに
設けた水面検知センサ１９で腕の下降動作の制御を行う
ようにしたので、入浴者をおぼれさせたり、ロボットの
腕を浴槽にぶつけたりすることなく最適姿勢で入浴者を
入浴させることができる。

又、左、右いずれかの入浴者支え板が水面に達するまで
は、高速で下降するようにしたので、無駄な時間を要す
ることなく迅速に入浴させることができる。

更に、一個のセンサを用いるだけで入浴介助制御ができ
るので、構成簡単となると共に、水面に達するまでは、
上半身支え板７ｆ，９ｆの高さ位置のみを、又、水面に
達してからは下半身支え板７ｆの深さ位置のみを監視す
ればよいこととしたので、位置監視が容易となり、従っ
て制御プログラムを簡易とすることができる。

なお、前記実施例においては、入浴水深位置を予じめ設
定し、下半身側の支え板７ｆがこの深さに達するまでは
下降を続行するようにしたが、浴槽のお湯が少ない場合
には、例えば下半身側の支え板７ｆ下面に浴槽底検知セ
ンサを設け、該センサが検知動作したならば、該センサ
からの検知信号で前記下半身側の支え板７ｆの下降を停
止させるようにすることもできる。このようにすれば、
一層確実に看護介助ロボットの誤動作を防止することが
できる。

〔発明の効果〕

以上のごとき実施例の説明より理解されるように、要す
るに本発明は、移動自在の脚部３に立設した胴部５に個
別に上下駆動自在に設けた左右の腕７，９の先端部を、
複数の関節軸を介して上下方向及び左右方向に揺動駆動
可能に設け、上記各先端部に入浴者を支える支え板７
ｆ，９ｆを設けると共に各支え板７ｆ，９ｆの少なくと
も一方に水面を検知する水面検知センサ１９を設け、か
つ入浴深さを指定する指定スイッチ１７を設け、前記左
右の腕７，９の上下動および各腕７，９の各関節軸の動
作を制御することにより前記各支え板７ｆ，９ｆの位置
を制御して各支え板７ｆ，９ｆ上の入浴者を前記指定ス
イッチ１７によって指定された入浴深さに入浴する構成
としてなるものである。

上記構成より明らかなように、本発明においては、看護
介助ロボットにおいて入浴者を支持する支え板７ｆ，９
ｆには水面検知センサ１９が設けてあり、しかも入浴深
さを指定する指定スイッチ１７が備えられているから、
看護介助ロボットにおける左右の腕７，９を制御し乍ら
入浴を行うとき、前記指定スイッチ１７によって指定さ
れた深さに正しく入浴することができるものである。

すなわち、水面検知センサ１９が支え板に設けてあるこ
と、及び指定スイッチ１７が設けてあることにより、湯
量が多く深い場合であっても、その深さに拘りなく指定
された正確な深さで入浴することができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施するために用いる看護介助ロボッ
トの斜視図、第２図は前記看護介助ロボットの関節軸等
の説明図、第３図は前記ロボットの電気制御系統のブロ
ック図、第４図は前記看護介助ロボットを用いて行う本
発明の一実施例のフローチャート、第５図は前記フロー
チャートに基づく入浴者等の動作説明図である。 ７，９……左、右腕 ７ｆ，９ｆ……左、右入浴者支え板 ７Ｖ，９Ｖ……左、右垂直軸 １３……入浴介助開始ボタン １５……上半身支え板指定ボタン １７……入浴深さ指定ボタン １９……水面検知センサ ２５……ＣＰＵ、３１……ＲＯＭ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】移動自在の脚部（３）に立設した胴部
   （５）に個別に上下駆動自在に設けた左右の腕（７，
   ９）の先端部を、複数の関節軸を介して上下方向及び左
   右方向に揺動駆動可能に設け、上記各先端部に入浴者を
   支える支え板（７ｆ，９ｆ）を設けると共に各支え板
   （７ｆ，９ｆ）の少なくとも一方に水面を検知する水面
   検知センサ（１９）を設け、かつ入浴深さを指定する指
   定スイッチ（１７）を設け、前記左右の腕（７，９）の
   上下動および各腕（７，９）の各関節軸の動作を制御す
   ることにより前記各支え板（７ｆ，９ｆ）の位置を制御
   して各支え板（７ｆ，９ｆ）上の入浴者を前記指定スイ
   ッチ（１７）によって指定された入浴深さに入浴する構
   成としてなることを特徴とする看護介助ロボット。