| 【発明の名称】 |
柔軟ロボットアーム |
| 【発明者】 |
【氏名】吉原 征四郎
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| 【要約】 |
【課題】
【解決手段】 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 ベッド等の構造物に固定する支持部材にアームを連結する第一関節部にはアーム旋回駆動モータが搭載されていること、そしてこのアームとハンドを連結する第二関節部には一方向の回転が自由で他方向の回転は自由と拘束が切り替え選択可能なラチェット機構が搭載されていること、そしてハンド部の表層は柔軟材で覆われ、ハンド部にはヒンジ開閉テーブルとアーム駆動スイッチが搭載されていることを特徴とする柔軟ロボットアーム。
【請求項２】 ベッド等の構造物に固定する支持部材にアーム骨材を連結する関節部にはアーム骨材旋回駆動モータが搭載されていること、そしてこのアームの自由端部近傍は骨材のない空気袋部であり、このアーム部又は空気袋部にはアーム駆動スイッチが搭載されていることを特徴とする柔軟ロボットアーム。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は介護補助用ロボットアームであり、ベッドでの起床・就寝やソファーやいすでの起立・着席を補助するアームやこれを装着したベッドやソファーに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のロボットアームは鋼などの硬質材料で出来ており、ぶつかれば痛く、触れば冷たくて硬いなどの違和感や不快感があった。またその動きは機械的で優しさがなく、大型で重量があり、高価なばかりでなく、誤操作や誤動作があれば危険でもあり、介護用として、あるいはリハビリ等の訓練用として用いられることはなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は人に優しい、すなわち、柔らかくて、冷たくなくて、抱きついてもぶつかっても良く、誤操作や誤動作しても危険がなく、小型軽量で安価な介護用ロボットアームを提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は次のように構成する。
（１）ベッド等の構造物に固定する支持部材にアームを連結する第一関節部にはアーム旋回駆動モータが搭載されていること、そしてこのアームとハンドを連結する第二関節部には一方向の回転が自由で他方向の回転は自由と拘束が切り替え選択可能なラチェット機構が搭載されていること、そしてハンド部の表層は柔軟材で覆われ、ハンド部にはヒンジ開閉テーブルとアーム駆動スイッチが搭載されていることを特徴とする柔軟ロボットアーム。
（２）ベッド等の構造物に固定する支持部材にアーム骨材を連結する関節部にはアーム骨材旋回駆動モータが搭載されていること、そしてこのアームの自由端部近傍は骨材のない空気袋部であり、このアーム部又は空気袋部にはアーム駆動スイッチが搭載されていることを特徴とする柔軟ロボットアーム。
【０００５】
【構成１】ベッド等の構造物に固定する支持部材にアームを連結する第一関節部にはアーム旋回駆動モータが搭載されている。支柱部材はベッドやソファーや柱等の居住空間内の構造物に固定される。アームはアーム旋回モータによって旋回駆動される。モータの回転は減速機や電気的制御によって実用に適する速度に変換することができる。アームの旋回運動の方向はあらかじめ目的に応じて選定し、設計製作することができる。そしてこのアームとハンドを連結する第二関節部には一方向の回転が自由で他方向の回転は自由と拘束が切り替え選択可能なラチェット機構が搭載されている。ラチェット機構は公知の機構を用いることができる。ハンドの旋回運動方向はあらかじめ目的に応じて選定し、設計製作することができる。第二関節部に旋回駆動モータを搭載してハンドを旋回駆動することができるが、この場合にも一方向には所定の大きな旋回駆動力を発生するが、他方向には人体に害を及ぼさない程度の弱い旋回駆動力に制限されるようにラチェットと同様の機能を持たせる必要がある。そしてハンド部の表層はクッション材等を含む柔軟材で覆われ、ハンド部には食事等が可能なヒンジ開閉テーブルとアーム駆動スイッチが搭載されていることを特徴とする柔軟ロボットアームである。本発明では前記のアーム駆動スイッチに加えて、ハンド部に触った場合のその静電容量変化、又はその電気抵抗変化、又はその振動、又はその応力変化のいずれか一つ以上をスイッチ信号とすることができる。これらのスイッチとしては市販のもので十分な感度を有するものが多くあり、これらを利用すれば良い。
【０００６】
【作用１】アームは金属をむき出しにしないので柔らかく、金属と違って硬さや冷たさがなく軽量でもある。ベッド等の構造物に固定する支持部材にアームを連結する第一関節部にはアーム旋回駆動モータが搭載されているので、アームを計画した軌跡と速度で駆動できるようになる。そしてこのアームとハンドを連結する第二関節部には一方向の回転が自由で他方向の回転は自由と拘束が切り替え選択可能なラチェット機構が搭載されているので、ハンドは２関節の自由な動きが可能になり、ラチェット機構の効果によって人体がハンドとベッドなどの構造部ととの間に挟まれて怪我するような事故を防ぐことができるようになる。人はこのハンドに掴まってベッドでは起床・就寝が容易となり、ソファーやいすでは起立・着席等の補助とできる。人力が作用する方向にはラチェットは契合して回転力を支持又は伝達するが、このラチェット契合はボタン操作等により容易に解除できるので、誤操作や誤作動に対して安全である。第二関節部に旋回駆動モータを搭載してハンドを旋回駆動する場合にも、一方向には所定の大きな旋回駆動力を発生するが、他方向には人体に害を及ぼさない程度の弱い旋回駆動力に制限されるように、前記のラチェットと同様の安全機能を持たせるので、誤操作や誤動作しても前記と同様に事故を防ぐことができる。そしてハンド部の表層は柔軟材で覆われ、ハンド部にはヒンジ開閉テーブルとアーム駆動スイッチが搭載されているので、人との接点部分は柔らかく、冷たくなくて、抱きついてもぶつかっても良く、食事や読書などにも便利で、操作も容易である。前記のアーム駆動スイッチに加えて、ハンド部に触った場合のその静電容量変化、又はその電気抵抗変化、又はその振動、又はその応力のいずれか一つ以上をスイッチ信号とする場合には、スイッチ操作がハンド部を叩くなど極めて単純な操作によっても可能となり、極限まで簡便化できる。
【０００７】
【実施例１−１】図１と図３に示すように、ベッド等の構造物に固定する支持部材１にアーム２を連結する第一関節部３にはアーム旋回駆動モータが搭載されていること、そしてこのアーム２とハンド４を連結する第二関節部５には一方向の回転が自由で他方向の回転は自由と拘束が切り替え選択可能なラチェット機構が搭載されていること、そしてハンド部の表層は柔軟材で覆われ、ハンド部にはヒンジ開閉テーブル６とアーム駆動スイッチが搭載されていること、そしてアームとハンドの動きはほぼ水平面内であることを特徴とする柔軟ロボットアーム。
【０００８】
【実施例１−２】図２と図４に示すように、ベッド等の構造物に固定する支持部材１にアーム２を連結する第一関節部３にはアーム旋回駆動モータが搭載されていること、そしてこのアーム２とハンド４を連結する第二関節部５には一方向の回転が自由で他方向の回転は自由と拘束が切り替え選択可能なラチェット機構が搭載されていること、そしてハンド部の表層は柔軟材で覆われ、ハンド部にはヒンジ開閉テーブル６とアーム駆動スイッチが搭載されていること、そしてアームとハンドの動きは水平面に対して傾斜又は垂直であることを特徴とする柔軟ロボットアーム。
【０００９】
【実施例１−３】実施例１又は実施例２に記載の技術において、アーム駆動スイッチに加えて、ハンド部に触った場合のその静電容量変化、又はその電気抵抗変化、又はその振動、又はその応力のいずれか一つ以上をスイッチ信号とすることを特徴とする柔軟ロボットアーム。
【００１０】
【構成２】構成２は構成１に対し少なくともアームの自由端部近傍が空気袋であり、第二関節とラチェットを必ずしも必要としない点が異なる。すなわちベッド等の構造物に固定する支持部材にアーム骨材を連結する関節部にはアーム骨材旋回駆動モータが搭載されている。支柱部材はベッドやソファーや柱等の構造物に固定される。アーム骨材はアーム旋回モータによって旋回駆動される。モータの回転は減速機や電気的制御によって実用に適する速度に変換することができる。アームの旋回運動の方向はあらかじめ目的に応じて選定し、設計製作することができる。そしてこのアームの自由端部近傍は骨材のない空気袋部であり、このアーム部又は空気袋部にはアーム駆動スイッチが搭載されていることを特徴とする柔軟ロボットアームである。ハンドの旋回運動方向はあらかじめ目的に応じて選定し、設計製作することができる。
【００１１】
【作用２】作用２は作用１に対して、構成２が構成１に対して異なると同様の点が異なる。すなわち少なくともアームの自由端部近傍が空気袋であるために、アームとベッド等との間で挟圧される危険性が小さいため、第二関節とラチェットを必ずしも必要としない。空気袋の形状はあらかじめ使い勝手が良いように湾曲させておくことができる。ベッド等の構造物に固定する支持部材にアーム骨材を連結する関節部にはアーム骨材旋回駆動モータが搭載されており、これによってアームを計画した軌跡と速度で駆動できるようになる。人はこのハンドに掴まってベッドでの起床・就寝、ソファーやいすでの起立・着席等の補助とできる。例えばベッドでは人がアームに抱きついて、アームの力を借りて上半身を起こすことができるようになる。そしてハンド部の表層は柔軟材で覆われ、ハンド部にはヒンジ開閉テーブルとアーム駆動スイッチが搭載されているので、人との接点部分は柔らかく、冷たくなくて、抱きついてもぶつかっても良く、食事や読書などにも便利で、操作も容易になる。そしてこのアームの自由端部近傍は骨材のない空気袋部であり、このアーム部又は空気袋部にはアーム駆動スイッチが搭載されているので、人との接点部分は柔らかく、冷たくなくて、抱きついてもぶつかっても良く、食事や読書などにも便利で、操作も容易である。前記のアーム駆動スイッチに加えて、ハンド部に触った場合の空気袋の内部圧力変化、又はその静電容量変化、又はその電気抵抗変化、又はその振動、又はその応力のいずれか一つ以上をスイッチ信号とすれば、スイッチ操作がハンド部を叩くなど極めて簡便化できる。
【００１２】
【実施例２−１】図５に示すようにベッド等の構造物に固定する支持部材にアーム骨材７を連結する関節部３にはアーム骨材旋回駆動モータが搭載されていること、そしてこのアームの自由端部近傍は骨材のない空気袋部８であり、このアーム部２又は空気袋部８にはアーム駆動スイッチが搭載されていること、そしてアーム２と空気袋部８の動きはほぼ水平面内であることを特徴とする柔軟ロボットアーム。
【００１３】
【実施例２−２】図６に示すようにベッド等の構造物に固定する支持部材にアーム骨材７を連結する関節部３にはアーム骨材旋回駆動モータが搭載されていること、そしてこのアームの自由端部近傍は骨材のない空気袋部８であり、このアーム部２又は空気袋部８にはアーム駆動スイッチが搭載されていること、そしてアーム２と空気袋部８の動きは水平面に対して傾斜又は垂直であることを特徴とする柔軟ロボットアーム。
【００１４】
【構成３】構成１又は構成２記載のロボットアームを装着したベッド。
【００１５】
【作用３】構成１又は構成２に記載の柔軟ロボットアームをその支持部材部においてベッドに装着することによって、ベッドでの起床・就寝が容易になる。
【００１６】
【実施例３】実施例１−１、１−２、１−３、２−１、２−２に記載の柔軟ロボットアームをその支持部材部においてベッドに装着することによって、ベッドでの起床・就寝が容易になる。
【００１７】
【発明の効果】本発明によって人に優しい、すなわち、柔らかくて、冷たくなくて、抱きついてもぶつかっても良く、誤操作や誤動作しても危険がなく、小型軽量で安価な介護用ロボットアームを提供することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００１５９３７５
【氏名又は名称】吉原 征四郎
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| 【出願日】 |
平成１０年（１９９８）２月１８日 |
| 【代理人】 |
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| 【公開番号】 |
特開平１１−２２６０６２ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）８月２４日 |
| 【出願番号】 |
特願平１０−５４２８６ |
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