-全方向移動車いす-

研究概要

 真横も含めて360度,全方向へ移動可能な車いす(Omni-Directional Mobile Wheelchair)の開発を行っています.本研究室では,1998年に本プロジェクトが開始して以来,全方向移動機構に関する研究はもちろん,車いすを利用する搭乗者や介護者のための操作支援に関する研究を行っています.

操作支援システムの研究

 車いすは,搭乗者だけでなく,介助者も操作を行います.操作時に生じる衝突の危険や身体的負担の増加,操作性の悪化などに対して,本研究室では,様々な捜査支援システムに関する研究を行っています.

■ハプティックジョイスティックを用いた障害物回避

 本システムは搭乗者の障害物回避操作を支援するものです.距離センサを用いた環境情報に基づき,ジョイスティック が障害物の方向に倒れにくくなることで,搭乗者に障害物の存在を間接的に知らせるハプティックフィードバック方式を提案し,安全な走行を可能にしています.

■介助者用パワーアシスト

 車椅子は,搭乗者はもちろんのこと,介助者にとっても重要な介助機器です.そこで,介助者の負担を減らすためのパワーアシスト技術を開発しています.まず,介助者が操作する力を力覚センサにより検知し,その情報により,介護者の意図する進行方向と速度を計算します.そして,この進行方向と速度の指令をモータに与えます.これにより,介護者は小さな力で車椅子を自由に動かすことができます.

全方向移動機構の研究

 従来の全方向移動車いすは,オムニホイールと呼ばれる車輪の外周にフリーローラを配置した特殊な車輪を用いたものが多くあります. また,本研究室における全方向移動車いすにおいても,オムニホイールを用いて全方向移動を実現していました. オムニホイールは容易に全方向移動が実現できるという利点がありますが,構造上,段差越え性能が低いことや,振動・騒音が発生するなどの問題を抱えています. そこで本研究では,通常のタイヤを用いて移動可能なキャスタ型機構に,動力分配機構として応用される差動歯車機構を組み合わせた差動駆動操舵機構(Differential Drive Steering System: DDSS)の開発を行い,問題点の解決を可能としました.
駆動出力時の歯車の動作
操舵出力時の歯車の動作

その他の全方向移動ロボット

 その他の全方向移動ロボットの応用例として,本研究室では,全方向移動ベッド(Omni-Directional Mobile Bed)及び全方向移動台車(Omni-Carrier)の開発を行っています.

■全方向移動ベッド

 本研究室にて開発した全方向移動ベッドは,パワーアシストシステムによる操作が可能です. 通常,病院や介護施設などにおけるベッドの移動は二名以上で行われます. 本システムにより,ベッドを一人で操作することが可能となります. さらに,障害物衝突回避機能を実装することで,狭い廊下やドアを通過する際の安全性を高めることが可能となります.

■Omni-Carrier

 “Omni-Carrier”は新たな全方向移動プラットフォームとして開発されました. 円形状の車体により,操作時の前後左右の概念をなくし,操作者は自由な姿勢から自由な方向へロボットを移動させることができます. さらに,パワーアシストシステムを応用することで,より直観的な操作も可能としました.

全方向移動ベッド
Omni-Carrier

研究内容

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