JPH11226062A - 柔軟ロボットアーム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】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。 【構成】ベッド等の構造物に固定する支持部材にアーム
を連結する関節部にはアーム旋回駆動モータが搭載され
ている。このアームとハンドを連結する関節部にはラチ
ェット機構が搭載されている。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。アームは骨材を含む空気
袋とすることができる。

Description

【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。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の柔軟ロボットアームの概念図で、アー
ムとハンドの動きがほぼ水平の場合である。

【図２】本発明の柔軟ロボットアームの概念図で、アー
ムとハンドの動きが水平面から傾斜しているか垂直の場
合である。

【図３】本発明の第１図のハンドのヒンジ開閉テーブル
の概念図である。

【図４】本発明の第２図のハンドのヒンジ開閉テーブル
の概念図である。

【図５】本発明の柔軟ロボットアームの概念図で、アー
ムと空気袋部の動きがほぼ水平の場合である。

【図６】本発明の柔軟ロボットアームの概念図で、アー
ムと空気袋部の動きが水平面から傾斜しているか垂直の
場合である。

【符号の説明】

１：支持部材、２：アーム、３：第一関節部、関節部、
旋回駆動モータ、４：ハンド、５：第二関節部、ラチェ
ット、６：ヒンジ開閉テーブル７：骨材、８：空気袋
部、９：ベッド、１０：床、１１：アームとハンドの連
結部、１２：コンプレッサとアキュムレータ、１３：ア
ーム等旋回位置、１４：掴み部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【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。
2. 【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。