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漕ぎ動作判定に基づく制御を行う車椅子 コモンズ 新技術説明会

国内特許コード P130008748
整理番号 KG0109-JP01
掲載日 2013年3月22日
出願番号 特願2012-119492
公開番号 特開2013-244156
登録番号 特許第5948149号
出願日 平成24年5月25日(2012.5.25)
公開日 平成25年12月9日(2013.12.9)
登録日 平成28年6月10日(2016.6.10)
発明者
  • 中後 大輔
出願人
  • 学校法人関西学院
発明の名称 漕ぎ動作判定に基づく制御を行う車椅子 コモンズ 新技術説明会
発明の概要 【課題】搭乗者の操作以外の要因によって車椅子が移動する場合であっても、車輪の回転を制御できる車椅子を提供する。
【解決手段】搭乗者は、左車輪12a及び右車輪12bを漕ぐことにより、車椅子1を操作する。回転角センサ16a,16bは、左車輪12a及び右車輪12bの回転位置を検出する。制御装置2は、検出される回転位置に基づいて、左車輪12aの速度V及び右車輪12bの速度Vを取得する。制御装置2は、速度Vの変化に基づいて、搭乗者が左車輪12aを漕いだか否かを判定し、速度Vの変化に基づいて、搭乗者が右車輪12bを漕いだか否かを判定する。制御装置2は、判定結果に応じた制御信号をブレーキ17a,17bの少なくとも一方に出力する。これにより、左車輪12a及び右車輪12bの少なくとも一方の回転が制御される。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要


車椅子は、歩行が困難な高齢者、障害者の移動を補助するために用いられる。車椅子の搭乗者は、車輪に取り付けられたハンドリムを操作することにより、車椅子を前後方向に動かすことができる。搭乗者は、左車輪の回転速度と右車輪の回転速度とを調整することによって、車椅子を旋回させることができる。



車椅子が斜面上を水平に移動する場合、車椅子が、搭乗者の意図に反して下方向に移動する現象(片流れ現象)が発生する。たとえば、歩道が車道に向かって傾斜している場合、車椅子は、搭乗者の意図に関係なく、歩道から車道の方へ移動する。このように、搭乗者が、車椅子を意図通りに動かせないことがある。



特許文献1には、左車輪及び右車輪にそれぞれ組み込まれたパウダブレーキを制御することによって、目標経路に沿って移動することができるパッシブ型移動台車が記載されている。しかし、特許文献1には、目標経路を設定する方法が具体的に記載されていない。



非特許文献1には、搭乗者が車椅子を漕いだときに発生する入力トルクの最大値と、入力トルクが最大値に達するまでの時間とを用いて、車椅子の走行軌道を推定することが記載されている。しかし、非特許文献1に記載されている方法は、搭乗者が車椅子を漕ぎ始めてから、入力トルクが最大値に達するまで、車椅子の走行軌道を制御することができない。



また、非特許文献1に記載されている方法は、搭乗者が車椅子を操作することを前提としている。非特許文献1では、重力など、搭乗者の漕ぎ動作以外の要因によって車椅子が移動することが考慮されていない。

産業上の利用分野


本発明は、車椅子に関し、さらに詳しくは、搭乗者の漕ぎ動作に応じて回転する左車輪及び右車輪を備える車椅子に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
搭乗者の漕ぎ動作に応じて回転する左車輪及び右車輪を備える車椅子であって、
前記左車輪の速度を取得する第1速度取得部と、
前記右車輪の速度を取得する第2速度取得部と、
前記第1速度取得部により取得された左車輪の速度の変化を、前記搭乗者の所定の漕ぎ動作によって生じると予測される前記左車輪及び前記右車輪の速度の予測変化と比較することにより、前記搭乗者が前記左車輪を漕いだか否かを判定し、前記第2取得部により取得された右車輪の速度の変化を前記予測変化と比較することにより、前記搭乗者が前記右車輪を漕いだか否かを判定する漕ぎ動作判定部と、
前記漕ぎ動作判定部による判定結果に応じて、前記左車輪及び前記右車輪の少なくとも一方の回転を制御する回転制御部とを備える車椅子。

【請求項2】
請求項1に記載の車椅子であって、
前記回転制御部は、前記漕ぎ動作判定部により前記搭乗者が前記左車輪及び前記右車輪を漕いでいないと判定された場合、前記左車輪及び前記右車輪の回転を停止させる、車椅子。

【請求項3】
請求項1又は2に記載の車椅子であって、さらに、
前記漕ぎ動作判定部により前記搭乗者が前記左車輪及び前記右車輪を漕いだと判定された場合、前記漕ぎ動作が開始された後の前記左車輪及び前記右車輪の平均速度を推定する両側速度推定部を備え、
前記回転制御部は、前記推定された左車輪の平均速度と前記推定された右車輪の平均速度とを用いて、前記左車輪及び前記右車輪の少なくとも一方の回転を制御する、車椅子。

【請求項4】
請求項3に記載の車椅子であって、
前記回転制御部は、前記取得された左車輪の速度と前記取得された右車輪の速度との実測比が、前記推定された左車輪の平均速度と前記推定された右車輪の平均速度との基準比に一致するように、前記左車輪及び前記右車輪の少なくとも一方の回転を制御する、車椅子。

【請求項5】
請求項1又は請求項2に記載の車椅子であって、さらに、
前記漕ぎ動作判定部により前記搭乗者が前記左車輪及び前記右車輪の一方を漕いだと判定された場合、前記漕ぎ動作が開始された後の当該一方の車輪の平均速度を推定する片側速度推定部を備え、
前記回転制御部は、前記取得された左車輪の速度と前記取得された右車輪の速度との実測比が、前記推定された一方の車輪の平均速度と前記漕ぎ動作が開始されたときの他方の車輪の速度との基準比に一致するように、前記左車輪及び前記右車輪の回転を制御する、車椅子。

【請求項6】
請求項4又は請求項5に記載の車椅子であって、さらに、
前記実測比を前記基準比と比較し、その比較結果に基づいて、前記左車輪及び前記右車輪のいずれを制御するかを決定する制御対象決定部を備え、
前記回転制御部は、前記制御対象決定部により決定された車輪の回転を制御する、車椅子。

【請求項7】
請求項1又は請求項2に記載の車椅子であって、さらに、
前記漕ぎ動作判定部により前記搭乗者が前記左車輪及び前記右車輪の一方を漕いだと判定された場合、前記漕ぎ動作が開始された後の当該一方の車輪の平均速度を推定する片側速度推定部を備え、
前記回転制御部は、前記一方の車輪の速度が前記速度推定部により推定された平均速度となるように、前記一方の車輪の回転を制御する、車椅子。

【請求項8】
請求項7に記載の車椅子であって、
前記回転制御部は、他方の車輪の速度が、前記搭乗者が漕ぎ動作を開始したときの速度となるように、前記他方の車輪の回転を制御する、車椅子。

【請求項9】
請求項1~請求項8のいずれか1項に記載の車椅子であって、さらに、
前記車椅子の前後方向の加速度を取得する加速度取得部を備え、
前記漕ぎ動作判定部は、前記加速度取得部により前方向の加速度が所定期間継続して取得された場合、前記搭乗者が前記左車輪及び前記右車輪の少なくとも一方を漕いだか否かを判定する、車椅子。

【請求項10】
請求項に記載の車椅子であって、
前記漕ぎ動作判定部は、
前記取得された左車輪の速度の変化と前記予測変化との第1相違度を算出し、前記取得された右車輪の速度の変化と前記予測変化との第2相違度を算出する相違度算出部と、
前記算出された第1相違度が所定の範囲に存在する場合、前記搭乗者が前記左車輪を漕いだと判定し、前記算出された第2相違度が前記所定の範囲に存在する場合、前記搭乗者が前記右車輪を漕いだと判定する相違度比較部とを含む、車椅子。

【請求項11】
請求項10に記載の車椅子であって、
前記相違度算出部は、複数の予測変化を取得し、前記第1相違度及び前記第2相違度を予測変化ごとに算出し、
前記相違度比較部は、各予測変化に対応する第1相違度のうち最小の第1相違度が前記所定の範囲に存在する場合、前記搭乗者が前記左車輪を漕いだと判定し、各予測変化に対応する第2相違度のうち最小の第2相違度が前記所定の範囲に存在する場合、前記搭乗者が前記右車輪を漕いだと判定する、車椅子。

【請求項12】
搭乗者の漕ぎ動作に応じて回転する左車輪及び右車輪を備える車椅子に搭載され前記左車輪及び右車輪の回転を制御する制御装置、として動作するコンピュータに、
前記左車輪の速度を取得するステップと、
前記右車輪の速度を取得するステップと、
前記取得された左車輪の速度の変化を、前記搭乗者の所定の漕ぎ動作によって生じると予測される前記左車輪及び前記右車輪の速度の予測変化と比較することにより、前記搭乗者が前記左車輪を漕いだか否かを判定するステップと、
前記取得された右車輪の速度の変化を前記予測変化と比較することにより、前記搭乗者が前記右車輪を漕いだか否かを判定するステップと、
前記左車輪を漕いだか否かの判定結果及び前記右車輪を漕いだか否かの判定結果に応じて、前記左車輪の回転及び前記右車輪の少なくとも一方の回転を制御するステップとを実行させるためのプログラム。
国際特許分類(IPC)
画像

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JP2012119492thum.jpg
出願権利状態 登録
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