行驶车及床的制作方法

专利名称：行驶车及床的制作方法
技术领域：
本发明涉及向固定部的收容区域自动地移动的行驶车、以及行驶车自动地合体到固定部的床。
背景技术：
在医院或看护设施中，患者或被看护者等一天内数次从横躺在病房等的床上的状态移动到其他场所。此时，通常通过护士或看护者的手来进行将患者或被看护者等从床移载到例如轮椅的工作。并且，对该患者或被看护者等进行移载的工作会大大增加护士或看护者等的肉体上的负担。为了减轻这样的移载工作的负担，提出了将床的床部的一部分分离而能够作为轮椅来利用的床(例如参照专利文献1。)。图14是表示专利文献1所涉及的床的概略结构的立体图。专利文献1所记载的床，在将床的床部即床板在床本体1的宽度方向上分割为3 个的结构中，其中央的中央部床板2与台车3—起从床本体1分离，能够作为移动用的轮椅来进行利用。在将该中央部床板2与台车3 —起分离并取出的情况下，通过设置于床本体 1的旋转机构5使夹着中央部床板2的一侧的侧部床板4向床本体1上方移动。同样，在将中央部床板2与台车3 —起同床本体1合体而返回床状态的情况下，使台车3向床本体1内行驶，将中央部床板2设置在规定的场所。然后，使已经移动到床本体 1上方的侧部床板4下降旋转至与中央部床板2水平为止。现有技术文献专利文献专利文献1 日本实开平5-51330号公报

发明内容
发明所要解决的技术问题这样的现有的床中，将中央部床板2和台车3与床本体1合体的动作时通过人的手来进行的。因此，一边将中央部床板2相对于床本体1的框架6进行碰撞，一边进行中央部床板2相对于床本体1的进入位置校正或姿势校正。然而，如果一直持续按照这种方法对中央部床板2和床本体1进行合体，那么中央部床板2、床本体1都会持续受到冲撞，床的寿命缩短。本发明的目的在于提供一种能够不碰撞收容区域的侧壁地顺滑进入收容区域的行驶车及床。解决技术问题的技术手段为了实现该目的，本发明所涉及的行驶车是该收容在四边形区域的一侧成为进入口的收容区域中的自行式的行驶车，其特征在于，所述行驶车具备收容点取得机构，取得用以该行驶车的位置为基准的相对坐标来对所述收容区域的四角的位置进行表示的进入口侧的第一点和第二点、以及里侧的第三点和第四点；基准距离检测部，取得表示该行驶车与所述收容区域之间的距离的基准距离；以及移动控制部，在该行驶车接近所述收容区域时，在所述基准距离为第一校正距离以上的情况下，基于所述第一点和所述第二点控制该行驶车的移动，在所述基准距离小于所述第一校正距离的情况下，至少基于所述第三点和所述第四点控制该行驶车的移动。此外，本发明所涉及的行驶车是收容在四边形区域的一侧成为进入口的收容区域中的自行式的行驶车，其特征在于，所述行驶车具备收容点取得机构，具有坐标测定装置， 该坐标测定装置安装在该行驶车上、通过测定来取得以该行驶车的位置为基准的被检测物的多个部位的相对坐标，基于所述坐标测定装置的测定结果，取得用以该行驶车的位置为基准的相对坐标来对所述收容区域的四角的位置进行表示的进入口侧的第一点和第二点、 以及里侧的第三点和第四点；以及移动控制部，若所述第一点和所述第二点在所述坐标测定装置的测定范围内，则基于所述第一点和所述第二点控制该行驶车的向所述收容区域接近时的移动，若第一点和第二点的至少一方在所述坐标测定装置的测定范围外，则至少基于第三点和第四点控制该行驶车的向所述收容区域接近时的移动。进而可以是，所述收容点取得机构具备收容点检测部，该收容点检测部在从所述坐标测定装置取得的相对坐标之中将在正角度的范围内成为最短距离的角度及其距离作为所述第一点，在所述取得的相对坐标之中将在负角度的范围内成为最短距离的角度及其距离作为所述第二点，在所述取得的相对坐标之中将位于所述第一点与所述第二点的夹角内且在正角度的范围内成为最长距离的角度及其距离作为第三点，在所述取得的相对坐标之中将位于所述第一点与所述第二点的夹角内且在负角度的范围内成为最长距离的角度及其距离作为第四点。此外还可以是，所述收容点取得机构具备收容点检测部，在所述取得的相对坐标之中将在正角度的范围内成为最短距离的角度及其距离作为第一虚点，在所述取得的相对坐标之中将在负角度的范围内成为最短距离的角度及其距离作为第二虚点，在所述取得的相对坐标之中将在正角度的范围内成为最长距离的角度及其距离作为第三虚点，在所述取得的相对坐标之中将在负角度的范围内成为最长距离的角度及其距离作为第四虚点；以及收容区域识别部，将所述第一虚点与所述第二虚点的距离、所述第二虚点与所述第三虚点的距离、所述第三虚点与第四虚点的距离、所述第一虚点与第四虚点的距离的至少一个与预先存储的收容区域的基准尺寸进行比较，在一致的情况下，将所述第一虚点作为所述第一点，将所述第二虚点作为所述第二点，将所述第三虚点作为所述第三点，将所述第四虚点作为所述第四点。发明效果本发明能够使行驶车不碰撞在收容区域的侧壁地顺畅进入收容区域。


图1是本发明的实施方式一中的床的立体图。图2是本发明的实施方式一中的分离时的固定部和行驶车的立体图。图3是表示行驶车的功能结构和装置结构的框图。图4是本发明的实施方式一中的基台部的俯视图。
图5是本发明的实施方式一中的收容区域识别部的流程图。图6是本发明的实施方式一中的行驶车和固定部的足部的俯视图。图7是本发明的实施方式一中的合体准备中的行驶车和固定部的立体图。图8是本发明的实施方式一中的移动控制部的流程图。图9是表示本发明的实施方式一中的基准距离Ls与变量S之间的关系的图。图10是本发明的实施方式一中的基台部的俯视图。图11是本发明的实施方式一中的合体后的基台部和固定部的足部的俯视图。图12是本发明的实施方式二中的基台部的俯视图。图13是本发明的实施方式二中的移动控制部的流程图。图14是表示现有的床的概略结构的立体图。
具体实施例方式以下参照

本发明的实施方式。另外，在以下的说明中，对相同的结构附加相同的附图标记并适当地省略说明。(实施方式一)图1是表示本发明的实施方式一所涉及的床的立体图。图2是表示分离后的固定部和行驶车的立体图。另外，为了便于理解，在行驶车12中设定具有相互正交的χ轴、y轴、ζ轴的坐标系 (参照图2)。设定由χ轴和y轴构成的平面是平行于地面的平面，χ轴朝向行驶车12的前方。此外，该坐标系设定在基台部18的中心。如图1及图2所示，本实施方式一的床10具备固定部11和行驶车12。该床10的固定部11具备基础部14a、在下方支撑该基础部14a的足部14b、和侧床部15。此外，该床10的行驶车12能够与固定部11相分离(或者合体)，并且作为能够从卧床姿势向倚座姿势变形的轮椅发挥功能。进而，行驶车12具备座部16、右肘放置部17a、 左肘放置部17b和基台部18。在行驶车12与固定部11合体而构成床10时，行驶车12的座部16及右肘放置部17a、左肘放置部17b作为床10的床部13发挥功能。另外，如图2所示，固定部11具备收容区域20，该收容区域20是该固定部11的中央部从一方的侧面凹陷而成的区域。通过在收容区域20中收纳行驶车12，使得固定部11和行驶车12合体而构成床10。收容区域20是从前壁M的中间部朝向里侧凹陷的区域，是由里侧壁51、右侧壁 52、左侧壁53和进入口 55包围成的矩形的区域。在此，里侧壁51是包含连接图4的点C 和点D的线的侧面。此外，右侧壁52是包含连接图4的点B和点D的线的侧面。此外，左侧壁53是包含连接图4的点A和点C的线的侧面。此外，进入口 55是包含连接图4的点 A和点B的线的面。在固定部11和行驶车12合体后的图1的状态时，床部13通过侧床部15、座部16、 右肘放置部17a、左肘放置部17b来构成。此外，如图1、图2所示，在右肘放置部17a配置有能够控制床10的动作的操作面板(遥控器)19。在固定部11和行驶车12合体的状态(图1的状态)下，操作面板19配置在床部13 (肘放置部17)的侧方。此外，在行驶车12作为轮椅发挥功能的状态(图2的状态)下，操作面板19配置在右肘放置部17a的上侧。通过操作面板19配置成上述那样的结构，能够使看护者或被看护者等更加容易地对床10 (及行驶车1 进行操作。S卩，通过做成这样的结构，能够在使睡在床10上的被看护者等保持着抬背或抬脚的放松姿势的同时对操作面板19进行操作，由此能够容易且迅速地将行驶车12从床的固定部11脱离或归还。因此，被看护者等不仅能够舒适地在床10上睡觉，而且还能够不需要移载而安全且舒适地利用图2所示形状的行驶车12 (轮椅)进行移动。通过这样的本实施方式一的结构，能够实现看护者的负担小的床10。进而，在床10的状态下，行驶车12 (轮椅)与固定部11成为一体，因此，在作为床10来使用时，不需要有行驶车12 (轮椅)的保管场所。此外，行驶车12 (轮椅)具有由马达等构成的车体驱动部31 (参照图幻，该马达具备使行驶车12行驶的驱动力。由该车体驱动部31对位于操作面板19的操纵杆32进行操作，而从固定部11分离的行驶车12能够作为轮椅自立行驶。进而，行驶车12具备从与固定部11分离的图2的状态合体到固定部11的收容区域20、进而自动地变形为为图1的状态的功能。行驶车12为了自动地与固定部11的收容区域20合体而具备坐标测定装置34(参照图幻。在本实施方式一的情况下，行驶车12所具备的坐标测定装置34用于在水平面内通过扫描激光来测定以行驶车12为基准的固定部 11的各部分的相对极坐标数据。行驶车12基于坐标测定装置34测定出的多个相对极坐标数据，一边进行进入位置校正和姿势校正，一边自动地进入收容区域20。另外，虽然图2中没有图示出坐标测定装置34，但是坐标测定装置34安装在左肘放置部17b侧的基台部18的y轴方向侧面上。接着，说明行驶车12所进行的进入位置校正和姿势校正的方法。图3是表示行驶车12的功能结构和装置结构的框图。行驶车12通过配置在基台部18和床面之间的4个车轮44而被支撑。车轮44具备使行驶车12能够全方位移动的功能，例如使用全向轮。此外，行驶车12具有分别向4个车轮44提供驱动力的车体驱动部31、对车体驱动部31发出停止、移动或移动方向等指示的人机接口(man machine interface)即操纵杆32、以及具备进行进入位置校正或姿势校正的自动引导功能的移动控制部33。行驶车12作为收容点取得机构具备坐标测定装置34、收容点检测部36以及收容区域识别部37。坐标测定装置34是通过测定来取得以行驶车12的位置为基准的被检测物21的多个部位的相对坐标的装置。在本实施方式一的情况下，坐标测定装置34安装在行驶车 12的侧面。从坐标测定装置34投射激光，对被检测物21反射的光进行受光，由此，通过投射光与入射光之间的相位差能够测定坐标测定装置34与被检测物21之间的距离。此外， 坐标测定装置34是能够使激光在水平面内旋转扫描的装置，并且是能够将对入射光进行受光时(投射激光时也一样)的激光的旋转角度与此时的距离的信息一起输出的装置。另外，在本实施方式一的情况下，坐标测定装置34安装在行驶车12的侧面，因此，至少不能够向行驶车12侧投射激光。因而，坐标测定装置34的有效测定区域是以行驶车12为中心的 180度的范围。实际上，由于行驶车12上具有突出部，所以有效测定区域要比180度的范围
7小。另外，在将坐标测定装置34安装在行驶车12的角部的情况下，能够将有效测定区域增大至例如270度的范围。收容点检测部36通过分析由坐标测定装置34得到的相对极坐标数据(例如针对 120度的最大测定范围以1度的间隔所取得的数据)，来检测收容点。另外，收容点检测部36检测出的收容点是指，正角度的最短距离的第一虚点A、负角度的最短距离的第二虚点B、正角度的最长距离的第三虚点C、负角度的最长距离的第四虚点D、以及极坐标数据的角度为0度的中心点H。关于这些收容点的详细情况将在后面描述。另外，收容点检测部36检测出的收容点也可以是，正角度的最短距离的第一点 P1、负角度的最短距离的第二点P2、位于第一点Pl与第二点P2的夹角内的正角度的最长距离的第三点P3、位于第一点Pl与第二点P2的夹角内的负角度的最长距离的第四点P4、以及极坐标数据的角度为0度的中心点H。在此所述的正角度是指，从坐标测定装置34发射的激光以垂直于行驶车12的侧面的y轴为基准，以ζ轴为中心绕逆时针方向旋转的角度，负角度是指，以y轴为基准，以ζ 轴为中心绕顺时针方向旋转的角度。另外，坐标测定装置34设置在基台部18的侧面，坐标测定装置34的中心线与基台部18的y轴方向重合。收容区域识别部37是识别由收容点检测部36检测出的第一虚点A、第二虚点B、 第三虚点C、第四虚点D形成的四边形的四边是否是包围收容区域20的四边的处理部。详细情况将在后面描述。此外，行驶车12具备基准距离检测部35，该基准距离检测部35基于收容点检测部36检测出的收容点，来算出在收容区域20内设定的基准点I^s与行驶车12之间的距离即基准距离Ls。此外，行驶车12具有自动引导开始开关38，若在收容区域识别部37中识别为被检测物是包围收容区域20的壁，则该自动引导开始开关38点亮并等待操作者的指示。该自动引导开始开关38配置于操作面板19。此外，行驶车12具备非接触式传感器40，在xy平面内移动时检测与前壁M等的被检测物21的接触。此外，行驶车12具备将床10从卧床姿势向倚座姿势变形或从倚座姿势向卧床姿势变形的变形驱动部41、以及发出指示以使固定部11与行驶车12从合体的状态向分离的状态变形的分离开关43。该分离开关43与自动引导开始开关38、操纵杆32并列地配置在操作面板19上。接着，说明行驶车12在何种情况下能够通过自动引导与固定部11合体。图4是对行驶车的基台部及被检测物从上方进行表示的俯视图。在此，所谓被检测物21是指，在收容区域识别部37识别出收容区域20之前坐标测定装置34测定的对象物，如该图4所示，在行驶车12接近收容区域20时，固定部11的里侧壁51、右侧壁52、左侧壁53、前壁M成为被检测物21。此外，旋转角度θ是以y轴为基准绕ζ轴旋转的角度。首先，为了使固定部11和行驶车12从分离的状态变为合体的状态，操作者(被看护者等)使用操纵杆32进行操作，使行驶车12接近收容区域20。此时，行驶车12的坐标测定装置34(行驶车12的左侧方)朝向收容区域20。另外，坐标测定装置34由于安装在基台部18的y轴方向的左侧壁53上，所以，优选搭乘在行驶车12上的操作者(被看护者等)朝着左侧用右手操作操纵杆32。然后，车体驱动部31按照操纵杆32的操作，驱动4个车轮44。另外，车轮44是能够进行全方位驱动的车轮，具体而言使用了全向轮。在此，安装于基台部18的左侧壁53的坐标测定装置34利用最大测定范围为扫描角度士60度(以y轴方向为基准角0度)、有效距离为細、角度分辨率为1度的激光距离传感器。检测区域是指，通过扫描该激光而坐标测定装置34能够检测的范围，坐标测定装置34在检测区域内，测定坐标测定装置34与被检测物21之间的距离，将该距离与测定该距离时的角度一起输出。而且，为了使行驶车12和固定部11合体，根据坐标测定装置34测定出的极坐标数据，通过收容点检测部36检测被检测物21的第一虚点A、第二虚点B、第三虚点C、第四虚点D，并通过收容区域识别部37进行识别。另外，在此所述的被检测物21的凹陷是指行驶车12接近收容区域20的情况下的收容区域20。另外，在此，行驶车12在识别为该被检测物21的凹陷就是收容区域20之前的阶段，没有将被检测物21的凹陷识别为收容区域20。因此，在识别前的说明中，将假定为收容区域20的区域记载为被检测物21的凹陷。此外，在本实施方式一的情况下，收容点检测部36只检测第三虚点C和第四虚点 D位于第一虚点A与第二虚点B的夹角内的情况。这是因为，根据该条件，通过利用第一虚点A、第二虚点B、第三虚点C、第四虚点D，能够检测出被检测物21的凹陷。收容区域识别部37识别由收容点检测部36检测出的第一虚点A、第二虚点B、第三虚点C、第四虚点D这四点形成的四边形是否是收容区域20。另外，收容区域识别部37中的识别通过比较根据坐标测定装置34检测出的第一虚点A、第二虚点B、第三虚点C、第四虚点D这四点的极坐标数据算出的四边的尺寸、和事先登录的收容区域20的尺寸来进行。也就是说，收容区域识别部37判断由坐标测定装置34 检测出的第一虚点A、第二虚点B、第三虚点C、第四虚点D形成的四边形是否是行驶车12应合体的收容区域20。具体而言，将坐标测定装置34的中心线H的左侧规定为正角度，将右侧规定为负角度，检测出正角度的最短距离的第一虚点A的极坐标数据(L1, θ》、负角度的最短距离的第二虚点B的极坐标数据(L2, θ 2)、位于第一虚点A与第二虚点B的夹角内的正角度的最长距离的第三虚点C的极坐标数据(L3, θ 3)、位于第一虚点A与第二虚点B的夹角内的负角度的最长距离的第四虚点D的极坐标数据(L4, θ4)这四点，比较由该四点形成的四边形的形状和预先记录在驶车12的记录部(未图示)中的收容区域20的形状，在上述形状在规定的误差范围内一致的情况下将被检测物21的凹陷识别为收容区域20。图5是收容区域识别部37的流程图，使用该流程图来说明收容区域20的检测。首先，坐标测定装置34始终以高速用激光扫描检测区域，来测定被检测物21各部分的距离及角度。并且，收容点检测部36每进行一次激光扫描都根据该测定出的极坐标数据来检测第一虚点Α、第二虚点B、第三虚点C、第四虚点D这四点。而且，收容区域识别部37每进行一次激光扫描都利用下述的式子(数式1)来算
9出由收容点检测部36检测出的四点形成的四边形的四边。[式1]Lm = ^fEf + L^"-IL1L2Cmiffl + )JL^、I J^-/^ 2 ^jf^^i C 5(I )Ijc = .^I12 +132 — JL1L3 cos(0t(数式 1)在此，利用上述式子(数式1)，算出四边形四边的长度，即第一虚点A至第二虚点 B间的长度Lab、第三虚点C至第四虚点D间的长度Lm、第二虚点B至第三虚点C间的长度 Lbc、第二虚点B至第四虚点D间的长度Lbd (步骤S01)。接着，比较该算出的四边和预先登录的表示收容区域20的基准尺寸。图6是表示将基础部1 从固定部11拆卸之后的状态的图，是足部14b和基台部 18的俯视图。坐标测定装置34安装于基台部18的左侧壁53，该坐标测定装置34用于测定基台部18的到足部14b的极坐标数据。在本实施方式一中，收容区域20为长方形，所以，第一点Pl至第二点P2间的长度与第三点P3至第四点P4间的长度相同，设该长度为Lpd。在此所述的第一点P1、第二点P2、第三点P3、第四点P4是指表示收容区域20的四角在水平面内的位置的以行驶车12为基准的相对坐标。在被检测物21的凹陷被判断为收容区域20的状态下，第一虚点A、第二虚点B、第三虚点C、第四虚点D分别成为第一点P1、 第二点P2、第三点P3、第四点P4。但是，在以下的计算中，在表示由收容点检测部36进行检测而识别为收容区域20之前的收容点的情况下，使用第一虚点A、第二虚点B、第三虚点C、 第四虚点D，在识别了收容区域20之后，利用第一点P1、第二点P2、第三点P3、第四点P4。此外，在本实施方式一中，第一点Pl至第三点P3间的长度与第二点P2至第四点 P4间的长度相同，将该长度设为Lpw。并且，Lpd和Lpw在预先计算出来的基础上事先登录在收容区域识别部37中，收容区域识别部37判断‘、Lcd, Lac, Lbd, Lpd、Lpw是否满足下述的关系式(数式2)的全部。0. 95 ^ LabZLpw ^ 1. 050. 95 ( LDC/Lpw ^ 1. 050. 95 ( LAC/Lpd ^ 1. 050. 95 ( LBD/Lpd 彡 1· 05…(数式 2)在Lab、Lcd, Lac, Lbd, Lpd、Lpw满足该关系式(数式2)的全部的情况下，收容区间识别部37识别为由检测出的第一虚点A、第二虚点B、第三虚点C、第四虚点D的四点形成的四边形是收容区域20 (步骤。然后，判断为能够将行驶车12向收容区域20自动引导，发送自动引导可能信号，位于操作面板19的自动引导开始开关38点亮(步骤S03)。另外，在此，Lab, Lcd, Lac, Lbd, Lpd、Lpw满足该关系式(数式2)的全部是指，对算出的四边和收容区域20的基准尺寸进行比较，比较的结果两者在5%程度的误差范围内。在该情况下判断为由检测出的四点形成的四边形是收容区域20，但该判断的条件能够根据状况适当地进行变更。
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另一方面，LAB、Lm、LAC、LBD、Lpd、LpW只要不满足上述关系式(数式2)的至少一个， 就结束行驶车12的自动引导的处理。另外，每当坐标测定装置34扫描一次激光(一圈)，收容区域识别部37进行上述的是否是收容区域20的判断，并进行能否进行自动引导的判断。而且，在判断为能够进行自动引导的情况下，自动引导开始开关38点亮。通过该自动引导开始开关38的点亮，使操作者(被看护者等)知晓行驶车12能够自动地与固定部11合体，如果需要行驶车12的合体就按下自动引导开始开关38。于是，变形驱动部41 工作，如图7所示，将座部16的下方部从基础部14a向上抬起。然后，若变成了座部16的下方部不再碰撞基础部Ha的状态，则移动控制部33对车体驱动部31发送动作指令，行驶车12 —边朝向y轴方向进行进入位置校正和姿势校正，一边与固定部11合体。此时，搭乘在行驶车12上的操作者(被看护者等)与行驶车12 —起移动。接着，说明行驶车12自动地进入固定部11的收容区域20的方法。为了使行驶车 12顺畅地进入收容区域20，根据行驶车12与收容区域20的位置关系，来变更行驶车12的进入位置校正和姿势校正的控制规则因此，移动控制部33取得基准距离检测部35所取得的基准距离Ls。其中，如图6 所示，基准距离Ls是指在从收容区域20的里侧边(连接第三点P3和第四点P4的边)向坐标测定装置34引划垂线时的垂线的长度。此外，该垂线与里侧边的交点是收容区域20 的基准点Ps。而且，移动控制部33根据基准距离Ls的距离，变更行驶车12的进入位置校正和姿势校正的控制规则，从而能够顺畅地进入收容区域20。使用图8的移动控制部33的流程图来说明进入位置校正和姿势校正的控制规则的变更。首先，移动控制部33取得基准距离检测部35所取得的基准距离Ls (步骤Sll)。 其中，基准距离检测部35使用第一虚点A (第一点Pl)、第二虚点B (第二点P》的极坐标数据及中心点H的距离LH来算出基准距离Ls。但是，基准距离检测部35中的基准距离Ls的取得不限于此，也可以是，使用第三虚点C(第三点P3)、第四虚点D (第四点P4)的极坐标数据及中心点的距离LH(参照图4)进行计算，此外，由于通过进行姿势校正使得中心线(通过中心点H、坐标测定装置34及基台部18的中心的直线)与收容区域20的里侧边几乎垂直，所以也可以将中心线距离LH作为基准距离Ls。此外，能够使第三虚点C(第三点P3)与第四虚点D(第四点P4)之间的最短距离为基准距离Ls等，任意地选择运算方法。S卩，基准距离Ls只要表示收容区域20中的固定部11与行驶车12之间的距离关系即可。此外，从坐标测定装置34向里侧边引划垂线，将该垂线与里侧边的交点定义为基准点Ps，但是，基准点I3S只要是收容区域20的中心或重心等成为基准的点即可，也可以是其他部分(步骤Sll)。接着，判别所取得的基准距离Ls是否为第一校正距离m以上(步骤S12)。第一校正距离m的详细情况将在后面描述。在基准距离Ls为第一校正距离m以上的情况下(行驶车12与收容区域20的距离较远的情况下)，取得收容点检测部36检测出的正角度的最短距离的第一虚点A的极坐标数据(L1, θ》和负角度的最短距离的第二虚点B的极坐标数据(L2, θ 2)(步骤S13)。
另外，由于已经将被检测物21的凹陷识别为收容区域20，所以，进入口侧弯曲点的第一点Pl是第一虚点A，收容区域20进入口侧弯曲点的第二点P2是第二虚点B。为了使行驶车12进入收容区域20，以收容区域20的第一点P1、第二点P2(第一虚点A、第二虚点B)为基准进行行驶车12的进入位置校正和姿势校正。在基准距离Ls为第一校正距离m以上的情况下使用第一点P1、第二点P2(第一虚点A、第二虚点B)进行进入位置校正、姿势校正的理由在于，第一点P1、第二点P2与行驶车12之间的距离比第三点 P3、第四点P4与行驶车12之间的距离短，距离/角度数据的检测精度更好。在本实施方式一的情况下，在基准距离Ls为第一校正距离m以下的情况下，第一校正距离m设定成使得第一点Pl和第二点P2在坐标测定装置34的正确测定范围之外的距离。在此，正确测定范围是指坐标测定装置34能够正确测定第一点Pl和第二点P2的范围。例如，在将坐标测定装置34能够测定第一点Pl和第二点P2的极限范围设为最大测定范围的情况下，正确测定范围是比最大测定范围窄30%的范围。在本实施方式的情况下， 最大测定范围为120度，所以正确测定范围为84度(士42度)。另外，进入位置校正是指，对基台部18(行驶车12)的位置进行校正，以使坐标测定装置34的位置靠近于连接收容区域20的第一点Pl和第二点P2这两点的线段的垂直二等分线或者连接第三点P3和第四点P4这两点的线段的垂直二等分线。此外，姿势校正是指，对基台部18 (行驶车12)的姿势进行校正，以使图6所示的基台部18的侧面18a平行于连接收容区域20的第一点Pl和第二点P2这两点的线段、或者连接第三点P3和第四点 P4这两点的线段。通过上述的两个校正，进行相对于收容区域20的基台部18(行驶车12) 的位置及姿势的校正，使行驶车12能够与固定部11合体。进入位置校正和姿势校正根据下述的式子(数式幻来进行。[式2]
(数式3)
vCOVF；是为了进行进入位置校正而作用于基台部18的χ轴方向的力，F/是为了进行进入位置校正而作用于基台部18的y轴方向的力，Fv0是为了进行姿势校正而作用于基台部18的力矩。Ka/是与第一点P1、第二点P2(第一虚点A、第二虚点B)有关的进入位置校正增益、Kmx是与第三点P3、第四点P4(第三虚点C、第四虚点D)有关的进入位置校正增益、Kab0 是与第一点P1、第二点P2(第一虚点A、第二虚点B)有关的姿势校正增益、K。/是与第三点 P3、第四点P4(第三虚点C、第四虚点D)有关的姿势校正增益。S是随基准距离Ls变化的变量(图9示出了基准距离Ls与变量S之间的关系)。 在此，由于基准距离Ls彡第一校正距离Ni，因此S = 1。而且，进行进入位置校正，使行驶车12与第一点Pl的距离即距离L1等于行驶车12 与第二点P2的距离即距离L2,并且进行基台部18的姿势校正，使图10所示的距离L1C0s θ 与距离L2C0s θ 2相等(步骤S14)。之后，行驶车12朝向收容区域20移动。每当坐标测定装置34对检测区域整体进行一次扫描，进行一次进入位置校正和姿势校正(步骤S15)。另一方面，当在步骤S12中判断为基准距离Ls不是第一校正距离m以上的情况下，判断基准距离Ls是否为第二校正距离N2以上(步骤S16)。在基准距离Ls为第二校正距离N2以上的情况下，取得收容点检测部36检测出的正角度的最短距离的第一虚点A的极坐标数据(L1, 和负角度的最短距离的第二虚点B 的极坐标数据(L2, θ 2)、位于第一虚点A与第二虚点B的夹角内的正角度的最长距离的第三虚点C的极坐标数据(L3, θ3)和位于第一虚点A与第二虚点B的夹角内的负角度的最长距离的第四虚点D的极坐标数据(L4, θ 4)(步骤S17)。另外，由于被检测物21的凹陷是收容区域20，所以，第一点Pl是第一虚点Α，收容区域20的第二点Ρ2是第二虚点B，第三点Ρ3是第三虚点C，第四点Ρ4是第四虚点D。为了使行驶车12进入收容区域20，使用收容区域20的第一点Ρ1、第二点Ρ2 (第一虚点Α、第二虚点B)、收容区域20的第三点Ρ3、第四点Ρ4(第三虚点C、第四虚点D)及基准距离Ls，进行基台部18的进入位置校正和姿势校正。此时，将基于基准距离Ls所参照的点逐渐从第一点P1、第二点P2向第三点P3、第四点P4切换。上述那样在基准距离Ls为第二校正距离N2以上且小于第一校正距离附的情况下，一边切换一边使用第一点P1、第二点P2、以及第三点P3、第四点P4这四点的理由在于， 若基准距离Ls比第一校正距离附短，则第一点P1、第二点P2在坐标测定装置34的正确测定范围之外，很难进行正确的测定。但是，如果忽然间从第一点P1、第二点P2切换至第三点P3、第四点P4，那么由于行驶车12与第一点P1、第二点P2的距离和行驶车12与第三点 P3、第四点P4的距离的检测精度不同(与第一点P1、第二点P2的距离比与第三点P3、第四点P4的距离短，距离/角度数据的检测精度更好)，使得基台部18的进入位置校正和姿势校正的大小不连续，动作有可能会不稳定，所以使用变量S，逐渐地切换进行校正的点。第二校正距离N2是指，如果基准距离Ls成为第二校正距离N2以下的距离，则不再能基于第一点P1、第二点P2进行进入位置校正和姿势校正的距离，在本实施方式的情况下，是使第一点P1、第二点P2在坐标测定装置34的最大测定范围之外的距离。进入位置校正和姿势校正根据上述的式子(数式幻来进行。Ka/是与第一点P1、第二点P2 (第一虚点A、第二虚点B)有关的进入位置校正增益、Kmx是与第三点P3、第四点P4(第三虚点C、第四虚点D)有关的进入位置校正增益、Kab0 是与第一点P1、第二点P2(第一虚点A、第二虚点B)有关的姿势校正增益、K。/是与第三点 P3、第四点P4(第三虚点C、第四虚点D)有关的姿势校正增益。如图9所示，在基准距离Ls为第一校正距离附以下且第二校正距离N2以上之间时，S是与基准距离Ls成正比的数值，基准距离Ls变大则S也变大，Ls变小则S也变小。而且，进行进入位置校正，使距离L1与距离L2相等，并且距离L3与距离L4相等，此外进行姿势校正，使图10所示的距离L1COS θ i与距离L2COS θ 2相等，并且距离L3COS θ 3与距离L4Cose4相等(步骤S18)。之后，行驶车12朝向收容区域20移动。另一方面，当在步骤S16中基准距离Ls不是第二校正距离Ν2以上的情况下，判断基准距离Ls是否为第三校正距离Ν3以上(步骤S19)。若基准距离Ls为第三校正距离Ν3以上，则取得收容点检测部36检测出的第三虚点C的极坐标数据(L3、θ 3)和第四虚点D的极坐标数据(L4、θ 4)(步骤S20)。
另外，由于被检测物21的凹陷是收容区域20，所以，第一点Pl是第一虚点A，第二点P2是第二虚点B，第三点P3是第三虚点C，第四点P4是第四虚点D。进入位置校正和姿势校正根据上述的式子(数式幻来进行。KCDX是与第三点P3、第四点P4(第三虚点C、第四虚点D)有关的进入位置校正增益，Km0是与第三点P3、第四点P4(第三虚点C、第四虚点D)有关的姿势校正增益(图9示出了基准距离Ls与变量S之间的关系。)。在此，S = 0。而且，进行进入位置校正，使距离L3与距离L4相等，并且进行姿势校正，使图10所示的距离L3COS θ 3与距离L4COS θ 4相等(步骤S21)。在基准距离Ls小于第二校正距离Ν2的情况下使用第三点Ρ3、第四点Ρ4(第三虚点C、第四虚点D)进行进入位置校正和姿势校正的理由在于，为了仅通过能够可靠地测定的第三点Ρ3、第四点Ρ4来进行进入位置校正和姿势校正。这是因为，若基准距离Ls比第二校正距离Ν2短，则第一点Ρ1、第二点Ρ2在坐标测定装置34的最大测定范围之外，所以使用能够检测出的第三点Ρ3、第四点Ρ4来进行进入位置校正和姿势校正。另一方面，在步骤S19中基准距离Ls小于第三校正距离Ν3的情况下，不进行由移动控制部33进行的进入位置校正和姿势校正，而使行驶车12向收容区域20方向移动。第三校正距离Ν3是指，如果基准距离Ls成为第三校正距离Ν3以下的距离，则不再能够基于第三点Ρ3、第四点Ρ4进行进入位置校正和姿势校正，在本实施方式的情况下， 是使第三点Ρ3、第四点Ρ4在坐标测定装置34的最大测定范围之外的距离。上述那样不进行基台部18的位置校正和姿势校正而直接前进的理由在于，由于第三点Ρ3、第四点Ρ4位于坐标测定装置34的最大测定范围外，因此，行驶车12已经一定程度上进入了收容区域20，已经通过姿势控制将行驶车12的姿势控制成了应收容在收容区域20中的姿势(步骤S15)。然后，将基准距离Ls与第一校正距离Ni、第二校正距离Ν2、第三校正距离Ν3进行比较的同时，使行驶车12向收容区域20的方向移动。然后，对是否检测到了从非接触式传感器40发送的信号进行检测(步骤S22)。然后，若如图11所示那样行驶车12的非接触式传感器40与收容区域20的里侧壁51抵接，则移动控制部33接收定位信号，使车体驱动部31停止行驶车12的动作(步骤 S23)。在此，作为非接触式传感器40示例了通过抵接来检测行驶车12与固定部11的接近的微开关，但是不限于此。例如，也可以是使用超声波或光以非接触的方式检测物体的接近的传感器等。也可以根据坐标测定装置34的距离信息来检测接近，使坐标测定装置34 作为非接触式传感器40发挥功能。然后，移动控制部33对变形驱动部41发送变形信号，使已从基础部18向上抬起的座部16的下方部落下，与基础部18重叠。然后在床10形成床部13(步骤S24)。另一方面，如果在步骤S22中没有检测到定位信号，则返回至步骤S11，再次取得基准距离Ls。由此，行驶车12通过自动引导与固定部11的收容区域20合体而变形为床。此时， 行驶车12能够一边一点点地切换用于进行进入位置校正和姿势校正的收容区域20的检测点一边顺畅地进入，使固定部11与行驶车12合体。
最后，非接触式传感器40与形成收容区域20的固定部11接触而行驶车12停止， 非接触式传感器40的前端只是触碰到固定部11的程度，因接触带给固定部11或行驶车12 的损伤非常小。此外，通过在非接触式传感器40刚要接触到收容区域20时进行减速，能够进一步减轻带给固定部11、行驶车12的损伤。此外，若在床10合体的状态下，操作者(被看护者等)按下分离开关43，则能够将固定部11和行驶车12变形为分离的状态。床10不仅能够进行合体还能够进行分离。另外，在本实施方式一中，作为取得用于位置校正和姿势校正的标记即收容区域 20的收容点的机构，使用了扫描激光来取得距离信息和角度信息的坐标测定装置34，根据检测出的极坐标数据求出正角度的最短点、负角度的最短点、正角度的最长点、负角度的最长点，作为收容点。但是，本发明不限于此。例如，也可以是，在收容区域20的与第一点P1、 第二点P2、第三点P3、第四点P4对应的位置预先设置反射件等的标记部件，通过安装在行驶车12上的摄像机对标记部件的附近进行摄像，并且，通过图像解析等来取得标记部件相对于行驶车12的相对坐标。具体而言可以是，通过红外线LED等对标记部件照射红外线等，利用红外线摄像机对其反射光进行摄像，将亮度最强的点作为第一点P1、第二点P2、第三点P3、第四点P4，通过图像解析来确定其相对坐标。在该情况下，由于判断出了来自标示器的反射光是收容区域20的四角，因此不需要进行凹陷是否是收容区域20的识别，只执行进入位置校正、姿势校正。此外，收容区域20也可以不是长方形而是梯形、平行四边形、菱形等，能够通过事先存储基准尺寸来适用本发明。此外，用于表示收容点的坐标不限于极坐标，能够使用正交坐标等任意的坐标。(实施方式二)本实施方式二是与实施方式一相同的床10，行驶车12被向固定部11的收容区域 20引导而进行合体。关于通过收容区域识别部37来识别由收容点检测部36检测出的四点形成的四边形的四边是否为收容区域20的方法，与实施方式一相同。但是，对行驶车12进行引导使其进入固定部11的收容区域20的方法不同，以下详细地进行说明图12是行驶车12的基台部18和被检测物21的俯视图。最大测定范围Φ ζ是坐标测定装置34能够测定的最大的测定范围，该图12所示的形成了最大测定范围Φζ的扇形的虚线表示检测区域。此外，正确测定范围Φ 是存在于最大测定范围Φζ内且能够可靠地检测被检测物的弯曲点的范围(在本实施方式的情况下，正确测定范围φ 是比最大测定范围Φζ小30%的区域。)。另外，该正确测定范围Φ t可以是，移动控制部33等从车体驱动部31取得行驶车 12的移动速度，在行驶车12的移动速度较快的情况下较大地设定，在移动速度较慢的情况下较小地设定。此外，如图12所示，坐标测定装置34的中心线也是最大测定范围Φ ζ、正确测定范围Φ 的中心线，将中心线的左侧设为正角度，将右侧设为负角度。为了使行驶车12顺畅地进入收容区域20，需要根据行驶车12与收容区域20之间的位置关系来变更行驶车12的进入位置校正和姿势校正的控制规则。而且，在本实施方式二中，使用正确测定范围Φ 进行行驶车12的进入位置校正和姿势校正。与使用基准距离Ls变更行驶车12的进入位置校正和姿势校正的控制规则的
15方法相比，由于仅通过坐标测定装置34测定出的角度来变更控制规则，因此不需要算出基准距离Ls。利用图13的移动控制部33的流程图来说明使用了正确测定范围Φ t的控制规则的变更。首先，取得收容点检测部36检测出的正角度的最短距离的第一虚点A的极坐标数据(L1, O1)和负角度的最短距离的第二虚点B的极坐标数据(L2, θ 2)、正角度的最长距离的第三虚点C的极坐标数据(L3, θ3)和负角度的最长距离的第四虚点D的极坐标数据(L4, θ4)(步骤 S31)。然后，判别第一虚点A和第二虚点B的双方是否在正确测定范围Φ 内(步骤 S32)。在此，若第一虚点A和第二虚点B的双方在正确测定范围Φ t内(满足 0J ( Φ /2、| θ2| ( Φ /2的两个关系)，则为了使行驶车12进入收容区域20，以收容
区域20的第一点Ρ1、第二点Ρ2 (第一虚点Α、第二虚点B)为基准进行行驶车12的进入位置校正和姿势校正。使用第一点Ρ1、第二点Ρ2(第一虚点Α、第二虚点B)进行进入位置校正和姿势校正的理由在于，坐标测定装置34远离第三点Ρ3、第四点Ρ4，仅通过与坐标测定装置34靠近的进入口的侧弯曲第一点Ρ1、Ρ2来进行进入位置校正和姿势校正更能够提高引导的精度 (步骤S33)。然后，向收容区域20移动(步骤S34)。另一方面，当在步骤S32中第一虚点A和第二虚点B的至少一方不在正确测定范围Φ 内的情况下，判断是否是第一虚点A和第二虚点B的一方在正确测定范围Φ 内而另一方在正确测定范围Φ 外(| Θ」< cjn/2、I θ2| > φ /2，或者，I θ J > cjn/2、
θ 21彡φ t/2的情况)(步骤S35)。若第一虚点A和第二虚点B中的一方在正确测定范围Φ 内而另一方在正确测定范围Φ t外，则为了使行驶车12进入收容区域20，以收容区域20的第一点P1、第二点 P2 (第一虚点A、第二虚点B)、第三点P3、第四点P4 (第三虚点C、第四虚点D)为基准进行行驶车12的进入位置校正和姿势校正。为了使行驶车12进入收容区域20，使用收容区域20的第一点P1、第二点P2 (第一虚点A、第二虚点B)、收容区域20的第三点P3、第四点P4(第三虚点C、第二虚点B)进行进入位置校正及姿势校正。另外，在进入位置校正和姿势校正中利用与上述的式子(数式幻相同的式子。在实施方式一中S与基准距离Ls成正比，但是，在本实施方式二中，S是与I θ」、I θ2|之中较小一方的角度成正比的关系(步骤S36)。另一方面，当在步骤S32中判断为第一虚点A和第二虚点B的双方都在正确测定范围Φ t外的情况下，判断正角度的最长距离的第三虚点C和负角度的最长距离的第四虚点D的双方是否在Φ t内(步骤S37)。如果第三虚点C和第四虚点D的双方都在Φ t内，则为了使行驶车12进入收容区域20，使用收容区域20的第三点P3、第四点P4(第三虚点C、第四虚点D)进行进入位置校正和姿势校正。
16
其中，使用第三点P3、第四点P4(第三虚点C、第四虚点D)进行进入位置校正和姿势校正的理由在于，由于前侧弯曲第一点PI、P2在坐标测定装置34的检测区域外，所以仅通过能够可靠地测定出的第三点P3、第四点P4来进行进入位置校正和姿势校正(步骤 S38)。另一方面，当在步骤S37中第三虚点C和第四虚点D的至少一方在Φ t外的情况下，不进行由移动控制部33进行的进入位置校正和姿势校正，而使行驶车12向收容区域20 方向移动。上述这样不进行位置校正和姿势校正而直接前进的理由在于，若第一点P1、第二点P2在坐标测定装置34的检测区域外，则行驶车12已经一定程度上进入了收容区域20， 已经将行驶车12的姿势控制成了与收容区域20基本相同。然后，判断是否检测到了从非接触式传感器40发送的定位信号(步骤S39)。在此，进行步骤S39的移动动作，直至检测到定位信号40为止。然后，若如图11 所示那样行驶车12的非接触式传感器40按压在收容区域20的奥面，则接收定位信号，使移动动作停止(步骤S40)。然后，移动控制部33对变形驱动部41发送变形信号而使已经从基础部18向上抬起的座部16的下方部落下，与基台部18重叠。然后在床10上设定床部13 (步骤S41)。另一方面，如果在步骤S39中没有检测到定位信号，则返回至S11，再次取得基准距离Ls。由此，行驶车12通过自动引导与固定部11的收容区域20合体而变形为床10。此时，行驶车12能够一边一点点地对用于进行进入位置校正和姿势校正的收容区域20的检测点进行切换一边顺畅地进入，能够使固定部11与行驶车12顺畅地合体。产业上的可利用性本发明所涉及的行驶车能够不碰撞到侧壁地通过自动引导向收容区域移动，因此能够用于床等的合体装置。附图标记说明
10床
11固定部
12行驶车
13床部
14a基础部
14b足部
15侧床部
16座部
17a右肘放置部
17b左肘放置部
18基台部
19操作面板
20收容区域
21被检测物
31车体驱动部
32操纵杆
33移动控制部
34坐标测定装置
35基准距离检测部
36收容点检测部
37收容区域识别部
38自动引导开始开关
40非接触式传感器
41变形驱动部
43分离开关
44车轮
权利要求
1.一种行驶车，该行驶车是自行式的行驶车，收容在四边形区域的一侧成为进入口的收容区域中，其中，所述行驶车具备收容点取得机构，取得用以该行驶车的位置为基准的相对坐标来对所述收容区域的四角的位置进行表示的进入口侧的第一点和第二点、以及里侧的第三点和第四点；基准距离检测部，取得表示该行驶车与所述收容区域之间的距离的基准距离；以及移动控制部，在该行驶车接近所述收容区域时，在所述基准距离为第一校正距离以上的情况下，基于所述第一点和所述第二点控制该行驶车的移动，在所述基准距离小于所述第一校正距离的情况下，至少基于所述第三点和所述第四点控制该行驶车的移动。
2.如权利要求1所述的行驶车，其中，在所述基准距离小于所述第一校正距离且为第二校正距离以上的情况下，所述移动控制部基于第一点、第二点、第三点和第四点控制该行驶车的移动，在所述基准距离小于所述第二校正距离的情况下，所述移动控制部基于第三点和第四点控制该行驶车的移动。
3.一种行驶车，该行驶车是自行式的行驶车，收容在四边形区域的一侧成为进入口的收容区域中，其中，所述行驶车具备收容点取得机构，具有坐标测定装置，该坐标测定装置安装在该行驶车上、通过测定来取得以该行驶车的位置为基准的被检测物的多个部位的相对坐标，基于所述坐标测定装置的测定结果，取得用以该行驶车的位置为基准的相对坐标来对所述收容区域的四角的位置进行表示的进入口侧的第一点和第二点、以及里侧的第三点和第四点；以及移动控制部，若所述第一点和所述第二点在所述坐标测定装置的测定范围内，则基于所述第一点和所述第二点控制该行驶车的向所述收容区域接近时的移动，若第一点和第二点的至少一方在所述坐标测定装置的测定范围外，则至少基于第三点和第四点控制该行驶车的向所述收容区域接近时的移动。
4.如权利要求3所述的行驶车，其中，若第一点和第二点在所述坐标测定装置的最大测定范围内且第一点和第二点的至少一方在正确测定范围外，则所述移动控制部基于第一点、第二点、第三点和第四点控制该行驶车的移动，在所述第一点和所述第二点在最大测定范围外的情况下，所述移动控制部基于所述第三点和所述第四点控制该行驶车的移动。
5.如权利要求1或2所述的行驶车，其中，所述收容点取得机构具备坐标测定装置，该坐标测定装置安装在该行驶车上，用于测定以该行驶车的位置为基准的被检测物的多个部位的相对坐标。
6.如权利要求3 5中任一项所述的行驶车，其中，所述收容点取得机构具备收容点检测部，该收容点检测部在从所述坐标测定装置取得的相对坐标之中将在正角度的范围内成为最短距离的角度及其距离作为所述第一点，在所述取得的相对坐标之中将在负角度的范围内成为最短距离的角度及其距离作为所述第二点，在所述取得的相对坐标之中将位于所述第一点与所述第二点的夹角内且在正角度的范围内成为最长距离的角度及其距离作为第三点，在所述取得的相对坐标之中将位于所述第一点与所述第二点的夹角内且在负角度的范围内成为最长距离的角度及其距离作为第四点。
7.如权利要求3 5中任一项所述的行驶车，其中，所述收容点取得机构具备收容点检测部，在所述取得的相对坐标之中将在正角度的范围内成为最短距离的角度及其距离作为第一虚点，在所述取得的相对坐标之中将在负角度的范围内成为最短距离的角度及其距离检测为第二虚点，在所述取得的相对坐标之中将在正角度的范围内成为最长距离的角度及其距离作为第三虚点，在所述取得的相对坐标之中将在负角度的范围内成为最长距离的角度及其距离作为第四虚点；以及收容区域识别部，将所述第一虚点与所述第二虚点的距离、所述第二虚点与所述第三虚点的距离、所述第三虚点与第四虚点的距离、所述第一虚点与第四虚点的距离的至少一个与预先存储的收容区域的基准尺寸进行比较，在一致的情况下，将所述第一虚点作为所述第一点，将所述第二虚点作为所述第二点，将所述第三虚点作为所述第三点，将所述第四虚点作为所述第四点。
8.一种床，其中，所述床具备权利要求1 7中任一项所述的行驶车；以及固定部，具有用于收容所述行驶车的收容区域，该收容区域的四边形区域的一侧成为进入口。
全文摘要
收容在四边形区域的一侧成为进入口(55)的收容区域(20)中的自行式的行驶车(12)，其中，该行驶车具备收容点取得机构，用以行驶车(12)的位置为基准的相对坐标来表示收容区域(20)的四角位置的进入口(55)侧的第一点和第二点、以及里侧的第三点和第四点；以及基准距离检测部(35)，取得表示行驶车(12)与收容区域(20)之间的距离的基准距离Ls；以及移动控制部(33)，在行驶车(12)接近收容区域(20)时，在基准距离Ls为第一校正距离N1以上的情况下，基于第一点和第二点控制行驶车(12)的移动，在基准距离Ls小于第一校正距离N1的情况下，至少基于第三点、和第四点控制行驶车(12)的移动。
文档编号A61G7/00GK102171621SQ20108000281
公开日2011年8月31日 申请日期2010年7月29日 优先权日2009年7月30日
发明者中村彻, 久米洋平, 塚田将平, 河上日出生 申请人:松下电器产业株式会社