手動車いす・ベッド等に容易に着脱可能な駆動装置による知的モビリティーに関する研究

使用可轻松安装到手动轮椅、床等上或从其上拆卸的驱动装置的智能移动研究。

基本信息

批准号：
20H04562
负责人：
和田正義
金额：
$ 8.65万
依托单位：
Tokyo University of Science (2021-2023)Tokyo University of Agriculture and Technology (2020)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、利用者が手動車いすに座ったまま着脱が可能で従来のジョイスティック操作に加えて介護者による操作や、半自動操作などによる自在な動きを実現するために、手動車いすに後付けが可能な電動の駆動装置を開発し、これを基本要素として介護・介助者あるいは車いす利用者自身の移動支援を行う知的モビリティーシステムについて研究を行うことを目的としている。これまでで差動駆動方式を採用し、動力伝達機構に力検出機能を組み込んだアクティブキャスタの試作をそれぞれ完了した。差動駆動方式では、走行速度が速くなると操舵軸の制御安定性が低下することがわかり、これに対して予測制御の手法を取り入れ、仕様である時速10㎞の走行を可能とした。また、ジョイスティック操作による車輪駆動の機能に加えて、コンピュータからの指令に対して車いすの動作を可能とするシステムの構築を行った。これは、コンピュータの画面上をタッチ操作することで車いすの制御を行う方式に加え、レーザーセンサで介助者の動きを検出し、介助者の動作に追従して車いすが動作する方式もあわせて検討を行った。また、パワーアシスト台車の制御においては、台車の走行方向などにより、旋回中心を可変にする制御手法を考案し、これにより操作者の操縦感を向上させることができることを示した。また、複数の2輪移動ロボットを用いた大型搬送物の全方向協調移動制御では、搬送物とロボットの相対的角度を測定する機能を開発し、これにより搬送物の正確な移動制御が可能になることを示した。

这项研究旨在开发一种电动驱动器件，坐在手动轮椅上时可以连接和脱离，并为了实现自由运动，例如通过护理人员和半自动操作，除了传统的操纵杆操作外，其目的是开发电动驱动器设备，以开发一个可以依附于手动驾驶员或支持手动式式式运动型式运动的电动驱动器，并依靠手动驾驶员，并提供了谨慎的驾驶措施，并提供了谨慎的运动，以培训式的运动型驾驶员的运动，以防手动驾驶员的行动或驾驶员的运动。他们本身，将其作为基本元素。以前，我们已经完成了使用差异驱动系统的主动立脚架原型，并将力检测功能纳入电力传输机制。使用差分驱动系统，发现转向轴的控制稳定性在驱动速度增加时会降低，并且已经采用了预测控制方法来以10 km/h的指定速度驾驶。除了使用操纵杆操作的车轮驱动器的功能外，还构建了一个系统，该系统允许轮椅以响应计算机的命令而操作。还考虑了通过触摸计算机屏幕来控制轮椅的方法，以及一种根据看护人使用激光传感器的移动来操作轮椅的方法，并根据看护人的运动来操作轮椅。此外，在控制电动辅助手推车时，已经设计了一种控制方法，即根据购物车的驾驶方向，转弯的中心可能是可变的，因此操作员可以提高可操作性。此外，在使用多个两轮移动机器人的大型输送物体的全向协调运动控制中，已经开发了一个函数来测量输送物体和机器人的相对角度，表明可以对传达对象进行准确的运动控制。