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身体状態判定システム及び運動状態判定システム並びにこれらシステムを備える移動台車 コモンズ 新技術説明会

国内特許コード P07P004574
整理番号 K015P20
掲載日 2007年8月24日
出願番号 特願2006-027795
公開番号 特開2007-202924
登録番号 特許第4665173号
出願日 平成18年2月3日(2006.2.3)
公開日 平成19年8月16日(2007.8.16)
登録日 平成23年1月21日(2011.1.21)
発明者
  • 平田 泰久
  • 小菅 一弘
出願人
  • 国立研究開発法人科学技術振興機構
発明の名称 身体状態判定システム及び運動状態判定システム並びにこれらシステムを備える移動台車 コモンズ 新技術説明会
発明の概要 【課題】各種機能の稼動状態を切換え、使用者の意思に近い移動制御を可能とする移動台車を提供する。
【解決手段】移動台車は、身体状態判定システム20と、運動状態判定システム30とを具備しており、身体状態判定システム20の身体状態判定手段23により判定された使用者の身体状態と、運動状態判定システム30の運動状態判定手段34により判定された使用者の運動状態とに応じて、機能切替制御手段40が、移動制御手段42を制御するための各種機能の稼動状態を切替える。これにより、移動台車の移動制御を使用者の意思に近づけることが可能となる。
【選択図】図5
従来技術、競合技術の概要


社会の高齢化が急速に進む中、加齢に伴う筋力の衰えや、転倒による怪我、身体能力の低下などにより、日常生活において走行機能が低下した高齢者が増えつつある。



これに伴い、人の移動を支援する機器の開発が盛んに進められており、特に、ロボット技術を適用した知的移動台車1などが提案されている((例えば特許文献1、非特許文献1、2、3参照)。また、病院内や工場内にて重量物の搬送等を目的とした知的能力を有する移動台車等の研究も数多く行われている(非特許文献4、5参照)。



【特許文献1】
特開2003-145485号公報
【非特許文献1】
M.Fujie、Y.Nemoto、S.Egawa、A.Sakai、S.Hattori、A.Koseki、T.Ishii、“Power Assisted Walking Support and Walk Rehabilitation”、Proc.of 1st International Workshop on Humanoid and Human Friendly Robotics、1998.学会創立20周年記念学術講演会、3L34、2002。
【非特許文献2】
王、河田、井上、CHEN、甲斐、石田、山本、木村、土谷、“転倒防止できる全方向移動型歩行訓練機”、日本ロボット学会創立20周年記念学術講演会、3L34、2002。
【非特許文献3】
J.Manual、H.wadosell、B.Graf、”Non-Holonomic Navigation System of aWalking-Aid Robot”、Proc.of IEEE Workshop on Robot and Human InteractiveCommunication、pp.518-523、2002.
【非特許文献4】
T.Hatsukari、N. Miyake、” Stability Evaluation of PowerAssist Transport System for Hospital Beds - Effect of Locations of Driving Wheels on Performance -”、Proc. of 36th InternationalSymposium on Robotics、TH114、pp. 1-5、2005.
【非特許文献5】
藤原、北野、山下、・前田、福永、” 全方向移動型パワーアシストカートの操作性向上”、日本ロボット学会誌、Vol.22、No.2、pp. 75-81、2004.

産業上の利用分野


本発明は、例えば、知的歩行支援機、パワーアシスト台車、支援型ストレッチャなどの移動台車、及びそれに搭載される判定システムに係り、詳しくは、使用者の身体状態を判定する身体状態判定システム、及び使用者の運動状態を判定する運動状態判定システム、及びそれらシステムを備えて、各種機能の稼動状態を切換える移動台車に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
使用者の意思に応じて移動し得る移動体に設置される身体状態判定システムにあって、
前記使用者の位置と前記移動体の位置との相対位置を検知する相対位置検知手段と、
前記相対位置検知手段の検知結果に基づき前記相対位置の分布状態を判定する相対位置分布判定手段と、
予め身体状態別に相対位置の分布モデルが記録された身体状態データベースと、
前記相対位置分布判定手段の判定結果と前記身体状態データベースとを比較参照し、前記使用者の身体状態を判定する身体状態判定手段と、
を備えたことを特徴とする身体状態判定システム。

【請求項2】
前記身体状態データベースは、体格別の前記相対位置の分布モデルが記録されてなり、
前記身体状態判定手段は、前記使用者の体格を判定してなる、
請求項1に記載の身体状態判定システム。

【請求項3】
前記身体状態データベースは、身体における障害部位別の前記相対位置の分布モデルが記録されてなり、
前記身体状態判定手段は、前記使用者の障害部位を判定してなる、
請求項1または2に記載の身体状態判定システム。

【請求項4】
前記相対位置検知手段は、使用者の両足位置をそれぞれ検出する検出センサと、該検出センサにより検出された両足位置の中点を演算する中点演算手段と、を有し、該中点演算手段により演算された前記中点を前記相対位置として検知してなる、
請求項1ないし3のいずれか1項に記載の身体状態判定システム。

【請求項5】
使用者の意思に応じて移動し得る移動体に設置される運動状態判定システムにあって、
前記使用者の位置と該移動体の位置との相対位置を検知する相対位置検知手段と、
前記移動体の移動速度を検出する移動体速度検出手段と、
前記相対位置検知手段の検知結果と前記移動体速度検出手段の検出結果とに基づき、前記使用者の移動速度を判定する使用者速度判定手段と、
予め運動状態別に前記相対位置の範囲が記録された運動状態データベースと、
前記移動体の移動速度、前記使用者の移動速度、及び前記相対位置検知手段の検知結果と前記運動状態データベースとの比較結果に基づき、前記使用者の運動状態を判定する運動状態判定手段と、
を備えたことを特徴とする運動状態判定システム。

【請求項6】
前記運動状態データベースは、歩行状態の相対位置範囲、停止状態の相対位置範囲、及び異常状態の相対位置範囲が記録されてなり、
前記運動状態判定手段は、前記使用者の運動状態として、少なくとも前記歩行状態、前記停止状態、及び前記異常状態を判定してなる、
請求項5に記載の運動状態判定システム。

【請求項7】
前記相対位置検知手段は、使用者の両足位置をそれぞれ検出する検出センサと、該検出センサにより検出された両足位置の中点を演算する中点演算手段と、を有し、該中点演算手段により演算された前記中点を前記相対位置としてなる、
請求項5または6に記載の運動状態判定システム。

【請求項8】
前記相対位置検知手段は、前記使用者の上半身位置を検知する上半身位置検知手段を有し、
前記運動状態判定手段は、前記上半身位置検知手段により検知された前記上半身位置と、前記相対位置検知手段により検知された前記両足位置の中点とに基づき、前記使用者の運動状態として、少なくとも着座状態,起立状態及びそれらの中間状態を判定してなる、
請求項7に記載の運動状態判定システム。

【請求項9】
使用者の身体の一部と連結し得る連結部と、使用者の歩行移動に合せて転動し得る車輪とを有する移動台と、前記車輪による前記移動台の移動を制御し得る移動制御手段と、を備えた移動台車であって、
前記移動台を前記移動体として、前記請求項1ないし4のいずれか1項に記載の身体状態判定システムと、前記請求項5ないし8のいずれか1項に記載の運動状態判定システムと、を具備し、
前記身体状態判定手段により判定された前記使用者の身体状態と、前記運動状態判定手段により判定された前記使用者の運動状態と、に応じて、前記移動制御手段を制御するための各種機能の稼動状態を切替える機能切替制御手段を備えた、
ことを特徴とする移動台車。

【請求項10】
前記移動制御手段は、前記車輪を制動するブレーキであり、
パッシブ型として構成されてなる、
請求項9に記載の移動台車。

【請求項11】
前記機能切替制御手段は、前記身体状態判定手段により判定された前記使用者の判定状態に基づいてリハビリテーション機能を稼動してなり、
前記移動制御手段は、前記リハビリテーション機能に基づき前記移動台の移動を制御してなり、
前記使用者の歩行状態を正常な歩行状態に矯正するためのリハビリテーション器具として用いられてなる、
請求項9または10に記載の移動台車。

【請求項12】
相対位置検知手段により検知された前記相対位置を随時記録する相対位置記録手段と、
前記相対位置記録手段により記録された複数の前記相対位置の時系列的な変化に基づき、身体状態変化を判定する身体状態変化判定手段と、
前記身体状態変化判定手段により判定された前記身体状態変化を前記移動制御手段による前記移動台の移動の制御に反映させる身体変化反映手段と、を備えてなる、
請求項9ないし11のいずれか1項に記載の移動台車。

【請求項13】
相対位置検知手段により検知された前記相対位置を随時記録する相対位置記録手段と、
前記相対位置記録手段により記録された複数の前記相対位置の時系列的な変化に基づき、環境状態変化を判定する環境状態変化判定手段と、
前記環境状態変化判定手段により判定された前記環境状態変化を前記移動制御手段による前記移動台の移動の制御に反映させる環境変化反映手段と、を備えてなる、
請求項9ないし12のいずれか1項に記載の移動台車。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2006027795thum.jpg
出願権利状態 登録
参考情報 (研究プロジェクト等) さきがけ 相互作用と賢さ 領域
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