もしあなたが車椅子生活になったら
何らかの病気や事故により、車椅子生活を余儀なくされるとしましょう。その時、今までのように自宅から学校まで、いつもの経路で通えるでしょうか?建物内は自由に移動できるでしょうか?
おそらく移動に支障をきたす段差や溝があります。場所によっては、エレベーターがなく階段だけという建物もあります。現在、バリアフリー化が進んでいるものの、点字ブロックのような取り除くことのできない段差や溝が存在します。また、スロープがあっても遠かったり、傾斜が急かもしれません。このように「車椅子使用者」というだけで、移動に大きな制約がつきまとってくるのです。
車椅子の行動範囲の拡大
もしも車椅子で何にも気にせず、何処へでも行けるようになったら、車椅子使用者の生活が一変するでしょう。
そこで本研究では「車椅子の行動範囲の拡大」の中でも、「段差を走破する」という点に注目し、機械工学の知識を活かして研究を行っています。
可変径車輪
この車輪には、足が収納された「通常状態」と、足を展開して階段を走行しやすくする「展開状態」があります。
「通常状態」では、通常の車輪と同様に平地を走行することができます。
「展開状態」では、車輪径の増加に伴い昇段に必要な力の軽減ができます。また、足に内蔵されたバネの弾性を利用し、昇段時の衝撃を軽減することができます。
近年では、耐久性向上に向けた車輪パーツの金属化を行っており、足の間隔部分を弾性体により補完した可変径車輪や取り付けやすさを向上させた小型化可変径車輪の開発を行っています。
可変径車輪の有効性の証明
我々の研究目的は、可変径車輪が通常の車輪よりも優れていることを力学的に証明することです。
そのために、躍度(加速度の時間微分)を用いた安定性の評価、MATLABによる可変径車輪を用いた車椅子の走行シミュレーション、モーションキャプチャによる階段昇降時の車軸の軌跡の測定など、様々な方法で力学分析を行っています。