JP2005061836A - 悪臭源検出排除方法及び悪臭源検出排除装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高齢者介護施設・病院等での悪臭の原因となり、さらに院内感染の原因となり得る排泄物を即時衛生的除去に利用することのできる悪臭源検出排除方法及び悪臭源検出排除装置を提供する。
【解決手段】床面１５に複数の悪臭検知用センサー（空気吸引口１０、管９、臭いセンサーユニット１２）を２次元的に配置し、悪臭検知用センサーの検知データを制御装置３７に伝送し、制御装置３７において前記検知データに基づいて悪臭源２０の種類、強さ及び発生場所を特定するとともに、自走式のロボット４０を準備し、ロボット４０は制御装置３７からの指令に基づいて悪臭源２０の近隣まで移動可能であり、ロボット４０は自身の中への悪臭源２０の収納、消毒剤・消臭剤の散布、悪臭源付近の清掃のうちの１又は２以上を行うことを特徴とする悪臭源検出排除方法及び装置。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、悪臭検知用センサーを用いて悪臭源を検出する方法および悪臭源を検出し排除する方法に関するものであり、特に高齢者介護施設・病院等での悪臭の原因となり、さらに院内感染の原因となり得る排泄物を即時衛生的除去に利用することのできる悪臭源検出排除方法及び悪臭源検出排除装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
悪臭防止法の制定により、環境・生活悪臭の防止と改善が社会的義務となっている。しかし、高齢者介護施設・病院等では、悪経営環境や人手不足により排泄物等の即時除去・消毒ができず、悪臭・非衛生の中での生活を余儀なくされている場合が多い。その結果、施設や院内での悪臭充満によって生活環境が劣悪になるばかりではなく、悪臭源が高齢者であることによる人間蔑視の原因となったり、これら施設の職員の定着率が低下することにもつながりかねない。また、衣類内排泄物滞留による皮膚炎症、落下汚物拡散による院内感染などの原因ともなり得る。
【０００３】
施設・病院における悪臭対策・衛生清掃はすべて人によって行われている。しかし、人手不足のため、排便・悪臭監視は行えず、職員が２〜３時間毎に排泄の有無にかかわらず一斉にオムツ交換・衣類着せ替え作業を行う。そのため職員の手洗いや洗濯が頻繁になり、皮膚が損傷してそこから院内感染する危険性がある。また、夜間等は一斉交換ができず、かぶれなどの皮膚炎発生の原因となっている。
【０００４】
施設・院内の清掃機会はさらに回数少なく、床や部屋に落ちた汚物は、それに気づいた職員や高齢者が除去する程度である。排泄物を処理するまでに時間が掛かることで悪臭は衣類や部屋に染みつき、施設内に臭いが充満している状況となる。
【０００５】
これら汚物起因の悪臭対策については、人件費・労働環境両面から増員等の人間による解決は現実的ではなく、無人で処理することのできる技術的対応が望まれている。
【０００６】
悪臭物質は、たんぱく質、炭水化物、高級脂肪酸などの高分子物質が、細菌などで分解されて生じる揮発性分子の複合体であり、特に人間、動物の排泄臭の主成分は便臭としては、メチルカプタン、硫化水素等、吉草酸など、尿臭はアンモニア、二酸化炭素である。特に問題となるのは大便で、硫化水素等の臭い分子は空気より比重が大きいため、拡散しながら地上にも降り、空気分子で薄められて再度上昇するため、臭いの持続時間が長い。また、人間の鼻には特に敏感に反応する。さらに、悪臭ばかりでなく、大便や汗、唾液中には多くの有害細菌が混入しており、施設、病院ではＶＲＥ（耐性腸球菌）拡散が大きな問題となっている。
【０００７】
従来からの消臭・消毒技術には、排除法、消臭法、換気法、隔絶法などがある。排除法では、即時性を要求され、排除の遅延は悪臭拡散や周囲汚染の原因となるため、人間による常時監視と排除が必要であるが、排除者が汚染されるという非衛生的な問題が残る。消臭法はよく採用される手法ではあるが、悪臭源の存在中、若しくは化学変化による臭いの消失まで消臭剤を散布し続ける必要がある。
消臭剤は一般的には芳香性を持つ化学薬品であり、多量の散布は環境、生態系への影響が懸念される。換気法は建て家等で採用されるが有害物質の換気には労働安全衛生法で規定される換気量を維持する必要があり、モーター駆動のためのエネルギー消費は大きなものになる。一方、隔絶法は臭いが来ないように蓋又はシールを施すものであるが、悪臭源の存在場所が特定された小規模エリアに限られる。
【０００８】
従来、臭いやガスの発生源を検索する方法や装置として、以下の発明が開示されている。
【０００９】
非特許文献１には、ガスセンサを２次元平面上に並べて巨大なセンサアレイを製作し、発生源から広がるガス濃度分布の全体像を計測する発明が記載されている。得られた像はコンピュータ画面上に可視化され、最も濃度の高い場所を探すことにより発生源がわかるとしている。
【００１０】
特許文献１〜３には、におい・ガス濃度を測定するガス濃度センサと風向を検出する装置を組み合わせて、におい・ガスの流れる方向を判定し、その判定結果に従って、本体を移動していくことにより、におい・ガス源の検知を行うことができる自律移動型におい・ガス源検知システム装置が記載されている。
【００１１】
特許文献４、５には、複数のガスセンサを二次元平面上に配列したセンサアレイを準備し、ガス濃度分布を有し相対速度を有するガス雲がセンサアレイ上を通過する状況を可視化し、ガス流の方向を判断する発明が記載されている。
【００１２】
【特許文献１】
特開平７−１２６７１号公報
【特許文献２】
特開平７−２６０６１８号公報
【特許文献３】
特開平８−２６１８９３号公報
【特許文献４】
特開２０００−１７１４２４号公報
【特許文献５】
特開２００１−９１４１６号公報
【非特許文献１】
「半導体ガスセンサアレイによるガス濃度分布の可視化」Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｓｅｎｓｏｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｒｅｓｅａｒｃｈ， ＳＴ−８８−４， ＩＥＥ ｏｆ Ｊａｐａｎ， １９８８， ｐｐ．３３−４２
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１〜５に記載の方法は、いずれも気流に乗って流れるプルームの中に入り、風上に存在する悪臭源に到達しようとする方法である。従って、対象とする空間に気流が存在することが前提であり、かつプルームが見つからないときにはプルームを探すためにセンサーを常に移動させる必要があるので不便である。
また、気流が存在しなければ悪臭源に到達することができない。
【００１４】
悪臭源は、人が保持して移動する場合と、床等に落下して場所が固定している場合とがある。悪臭源が移動する場合と固定する場合とでは悪臭源排除のための方策が異なるので、悪臭源が移動するか固定かを判定する必要がある。従来知られている方法では、悪臭源が移動するか固定かを判定することができない。
【００１５】
従来知られている悪臭源センサーは、いずれも悪臭源を特定するのみであり、悪臭源そのものを除去する機能は有していない。
【００１６】
本発明は、上記課題を解決し、悪臭検知用センサーを用いて悪臭源を検出する方法および悪臭源を検出し排除する方法を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明の要旨とするところは以下の悪臭検出方法及び悪臭検出排除方法である。
（１）床面に複数の悪臭検知用センサーを２次元的に配置し、該悪臭検知用センサーの検知データを制御装置３７に伝送し、悪臭の種類と強さ毎に色相、明度、彩度の１又は２以上を割り当て、前記悪臭検知用センサーを配置した臭い検知範囲をスクエアエリア３６として分割し、各スクエアエリア毎に画面を碁盤目状に分割して表示することのできる画像表示装置３５を準備し、制御装置３７に伝送された検知データに基づいて悪臭の種類と強さに応じてスクエアエリア毎に割り当てた色彩で彩色して画像表示装置３５に表示することで、悪臭源２０の種類、強さ及び発生場所を２次元的な濃淡彩色画像として可視化することを特徴とする悪臭源検出方法。
（２）前記悪臭検知用センサーでの検出を経時的に行い、時間経過による前記画像表示装置に表示された濃淡彩色画像の移動の有無によって、悪臭源２０の発生場所の移動の有無を判定することを特徴とする上記（１）に記載の悪臭源検出方法。
（３）床面１５に複数の悪臭検知用センサーを２次元的に配置し、該悪臭検知用センサーの検知データを制御装置３７に伝送し、制御装置３７において前記検知データに基づいて悪臭源２０の種類、強さ及び発生場所を特定する悪臭源検出方法であって、前記悪臭検知用センサーでの検出を経時的に行い、悪臭源２０の発生場所の移動の有無を判定することを特徴とする悪臭源検出方法。
（４）床面１５に複数の悪臭検知用センサーを２次元的に配置し、該悪臭検知用センサーの検知データを制御装置３７に伝送し、制御装置３７において前記検知データに基づいて悪臭源２０の種類、強さ及び発生場所を特定するとともに、自走式のロボット４０を準備し、ロボット４０は制御装置３７からの指令に基づいて悪臭源２０の近隣まで移動可能であり、ロボット４０は自身の中への悪臭源２０の収納、消毒剤・消臭剤の散布、悪臭源付近の清掃のうちの１又は２以上を行うことを特徴とする悪臭源検出排除方法。
（５）自走式のロボット４０を準備し、上記（２）又は（３）に記載の悪臭源検出方法において制御装置３７は悪臭源２０が固定していると判断したときはロボット４０に対して悪臭源２０の近隣まで移動する指令を発し、ロボット４０は制御装置３７からの指令に基づいて悪臭源２０の近隣まで移動可能であり、ロボット４０は自身の中への悪臭源２０の収納、消毒剤・消臭剤の散布、悪臭源付近の清掃のうちの１又は２以上を行うことを特徴とする悪臭源検出排除方法。
（６）ロボット４０が制御装置３７からの指令に基づいて悪臭源２０の近隣まで移動した後、ロボット４０が有する臭いセンサー５４によってさらに悪臭源２０に接近することを特徴とする上記（４）又は（５）に記載の悪臭源検出排除方法。
（７）悪臭検知用センサーをさらに壁面１６、天井面１７、室内空間１８の１又は２以上の場所に配置し、悪臭検知用センサーを３次元的に配置することを特徴とする上記（１）乃至（３）のいずれかに記載の悪臭源検出方法。
（８）悪臭検知用センサーをさらに壁面１６、天井面１７、室内空間１８の１又は２以上の場所に配置し、悪臭検知用センサーを３次元的に配置することを特徴とする上記（４）乃至（６）のいずれかに記載の悪臭源検出排除方法。
【００１８】
また、本発明の要旨とするところは以下の悪臭検出装置及び悪臭検出排除装置である。
（９）床面１５に２次元的に配置した複数の悪臭検知用センサーと、該悪臭検知用センサーからの検知データを受ける制御装置３７と、画像表示装置３５とを有し、悪臭の種類と強さ毎に色相、明度、彩度の１又は２以上を割り当て、前記悪臭検知用センサーを配置した臭い検知範囲をスクエアエリア３６として分割し、画像表示装置３５は各スクエアエリア毎に画面を碁盤目状に分割して表示することができ、制御装置３７に伝送された検知データに基づいて悪臭の種類と強さに応じてスクエアエリア毎に割り当てた色彩で彩色して画像表示装置３５に表示することで、悪臭源２０の種類、強さ及び発生場所を２次元的な濃淡彩色画像として可視化することを特徴とする悪臭源検出装置。
（１０）前記悪臭検知用センサーでの検出を経時的に行い、時間経過による画像表示装置３５に表示された濃淡彩色画像の移動の有無によって、悪臭源２０の発生場所の移動の有無を判定することを特徴とする上記（９）に記載の悪臭源検出装置。
（１１）床面１５に２次元的に配置した複数の悪臭検知用センサーと、該悪臭検知用センサーからの検知データ受ける制御装置３７とを有し、制御装置３７において前記検知データに基づいて悪臭源２０の種類、強さ及び発生場所を特定する悪臭源検出装置であって、前記悪臭検知用センサーでの検出を経時的に行い、悪臭源２０の発生場所の移動の有無を判定することを特徴とする悪臭源検出装置。
（１２）床面１５に２次元的に配置した複数の悪臭検知用センサーと、該悪臭検知用センサーからの検知データ受ける制御装置３７と、自走式のロボット４０とを有し、制御装置３７において前記検知データに基づいて悪臭源２０の種類、強さ及び発生場所を特定するとともに、ロボット４０は制御装置３７からの指令に基づいて悪臭源２０の近隣まで移動可能であり、ロボット４０は自身の中への悪臭源２０の収納、消毒剤・消臭剤の散布、悪臭源付近の清掃のうちの１又は２以上を行うことを特徴とする悪臭源検出排除装置。
（１３）自走式のロボット４０を有し、上記（１０）又は（１１）に記載の悪臭源検出装置において制御装置３７は悪臭源２０が固定していると判断したときはロボット４０に対して悪臭源２０の近隣まで移動する指令を発し、ロボット４０は制御装置３７からの指令に基づいて悪臭源２０の近隣まで移動可能であり、ロボット４０は自身の中への悪臭源２０の収納、消毒剤・消臭剤の散布、悪臭源付近の清掃のうちの１又は２以上を行うことを特徴とする悪臭源検出排除装置。
（１４）ロボット４０が制御装置３７からの指令に基づいて悪臭源２０の近隣まで移動した後、ロボット４０が有する臭いセンサー５４によってさらに悪臭源２０に接近することを特徴とする上記（１２）又は（１３）に記載の悪臭源検出排除装置。
（１５）悪臭検知用センサーをさらに壁面１６、天井面１７、室内空間１８の１又は２以上の場所に配置し、悪臭検知用センサーを３次元的に配置することを特徴とする上記（９）乃至（１１）のいずれかに記載の悪臭源検出装置。
（１６）悪臭検知用センサーをさらに壁面１６、天井面１７、室内空間１８の１又は２以上の場所に配置し、悪臭検知用センサーを３次元的に配置することを特徴とする上記（１２）乃至（１４）のいずれかに記載の悪臭源検出排除装置。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明で用いる悪臭検知用センサーは、通常は臭いセンサーユニット１２、空気吸引口１０及びその両者を結合する管９からなり、空気吸引口１０で吸引した空気を管９で誘導し、臭いセンサーユニット１２において悪臭を検知する。
【００２０】
本発明においては、図１に示すように床面１５に複数の悪臭検知用センサーを２次元的に配置する。本発明が悪臭源２０として主要な対象とする大便臭の主成分は硫化水素（比重１．２）、メチルメルカプタンなどであり、その臭いプルームは床上を這う特徴がある。従って、床面１５に悪臭検知用センサーを２次元的に配置することにより、悪臭源２０からの悪臭を検出することが可能であり、また２次元的に配置した各センサーからの検出結果に基づき、悪臭源の種類、強さ及び発生場所を特定することができる。
【００２１】
悪臭検知用センサーの検知データを制御装置３７に伝送する。
【００２２】
本発明（１）の悪臭源検出方法において、制御装置３７では、悪臭の種類と強さ毎に色相、明度、彩度の１又は２以上を割り当てる。例えば、悪臭の種類毎に色相を定め、悪臭の強さに応じて明度を変化させることができる。さらに、悪臭検知用センサーを配置した臭い検知範囲をスクエアエリア３６として分割する。
最も単純には、図３（ｂ）に示すように、各悪臭検知用センサー毎に１つのスクエアエリア３６を割り当てることができる。次に、図３（ａ）に示すように、各スクエアエリア毎に画面を碁盤目状に分割して表示することのできる画像表示装置３５を準備する。制御装置３７に伝送された検知データに基づいて悪臭の種類と強さに応じてスクエアエリア毎に割り当てた色彩で彩色して画像表示装置３５に表示する。これにより、悪臭源２０の種類、強さ及び発生場所を２次元的な濃淡彩色画像として可視化することができる。制御装置３７としてはパーソナルコンピュータを用いることができ、画像表示装置３５としてパーソナルコンピュータの表示装置を用いることができる。もちろん、制御装置３７と画像表示装置３５とが遠隔の別々の位置に配置されていても良い。
【００２３】
画像表示装置３５は職員詰所に配置される。職員が画像表示装置３５のエリア情報を観察することにより、悪臭源２０の存在有無を認識することができる。職員が詰所に不在のときは、検出悪臭強度が予め設定しておいた閾値よりも高い場合には、職員の携帯通信機器（例えばＰＨＳ）に警報を発信して画像表示装置３５を観察することを促すことができる。
【００２４】
悪臭検知用センサーでの検出を経時的に継続的に行われる。本発明（２）の悪臭源検出方法において、時間経過に伴い、画像表示装置３５に表示された悪臭源２０の存在を表す濃淡彩色画像の位置が変われば、その悪臭源２０が移動していること、即ち悪臭源２０が排泄高齢者であることがわかり、その現在位置を把握することができる。一方、悪臭源２０を表す濃淡彩色画像の位置が変わらなければ、床上あるいは寝床内の汚物であることがわかる。すなわち、悪臭源２０の移動の有無によって、悪臭源２０の発生場所の移動の有無を判定することが可能である。
【００２５】
本発明（３）の悪臭源検出方法において、床面１５に２次元的に配置した悪臭検知用センサーの検知データを制御装置３７に伝送する。制御装置３７においては検知データを解析し、悪臭源２０の種類毎に臭い強さの２次元的分布を把握し、その結果として悪臭源２０の発生場所を特定することができる。
【００２６】
もし室内に気流がなければ、臭い強度の分布は悪臭源を中心として同心円状に徐々に強度が弱くなる分布として現れる。このような場合、画像表示装置３５に現れる画像は図３（ｂ）に示すような画像となり、スクエアエリア３６ａが悪臭源２０の存在位置であると認識することができる。
【００２７】
室内に気流が存在すれば、悪臭源２０を扇の要として扇形に臭いが分布し、扇の要から徐々に臭い強度が弱くなる分布として現れる。このような場合、画像表示装置３５に現れる画像は図３（ｃ）に示すような画像となり、スクエアエリア３６ｂが悪臭源２０の存在位置であると認識することができる。
【００２８】
このような臭いの２次元的分布パターンを解析することによって悪臭源の場所を特定することができる。臭いの２次元的分布パターンの解析にあたっては、画像表示装置３５は必須ではなく、制御装置３７による演算及び解析のみで悪臭源の場所を特定することも可能である。
【００２９】
このような悪臭検知用センサーでの検出を経時的に行えば、時間経過とともに悪臭源２０の発生場所が移動するかしないかを判定することができる。上記の通り、悪臭源２０が移動していれば悪臭源が排泄高齢者であることがわかり、その現在位置を把握することができる。一方、悪臭源２０が移動していなければ、床上あるいは寝床内の汚物であることがわかる。
【００３０】
本発明（４）の悪臭源検出排除方法は、床面１５に２次元的に配置した悪臭検知用センサーに基づいて悪臭源２０の位置を検出し、自走式のロボット４０に指令を発してロボット４０によって悪臭源２０を排除する方法である。まず上記本発明（３）の悪臭源検出方法と同様に悪臭検知用センサーの検知データを解析し、悪臭源２０の種類毎に臭い強さの２次元的分布を把握し、その結果として悪臭源２０の発生場所を特定する。次に、図４に示すような自走式のロボット４０を準備する。ロボット４０は制御装置３７からの指令に基づいて悪臭源２０の近隣まで移動可能である。悪臭源２０まで移動したロボット４０は、ロボット自身の中へ悪臭源２０を収納することができる。また、ロボット４０から消毒剤・消臭剤を散布することができる。さらに、悪臭源付近の清掃を行うことができる。これら作業のうちの１又は２以上を行うことにより、悪臭源２０を排除する。
【００３１】
ロボット４０は通常は指定された待機位置に待機し、制御装置３７からの指令に基づいて悪臭源近隣まで移動するに際しては予め定めた経路をたどることができる。室内を歩行する人との衝突を極力避けるためである。また、室内に存在する固定された障害物の位置を記憶し、障害物をよけながら悪臭源近隣まで移動することができる。
【００３２】
上記のようなロボット４０は床上を走行し、床上に落ちている悪臭源２０を回収する機能を有する。従って、このようなロボット４０によって排除することのできる悪臭源２０は、あくまで床上に落下している汚物等の悪臭源であり、室内を移動する人が保有する悪臭源を排除することはできない。従って、床面１５に２次元的に配置した悪臭検知用センサーに基づいて悪臭源２０の位置を検出し、さらにその悪臭源２０がロボット４０によって排除可能な悪臭源である場合に限ってロボットに排除指示を出すこととすれば好ましい。
【００３３】
本発明（５）の悪臭源検出排除方法は、上記本発明（２）（３）の悪臭源検出方法を適用し、悪臭源２０が固定していると判断したときは制御装置３７からロボット４０に対して上記本発明（４）と同様に悪臭源２０の排除指令を発する。
本発明（２）においては、時間経過に伴い、画像表示装置３５に表示された悪臭源２０を表す濃淡彩色画像の位置が変わらなければ、床上あるいは寝床内の汚物であると判定できる。制御装置３７は、画像表示装置３５を観察した職員の判定結果の入力をまち、入力された判定結果が固定汚物である場合に、ロボット４０に対して悪臭源２０の排除指令を発することができる。本発明（３）においては、制御装置３７自身が悪臭源２０の位置特定および悪臭源２０の移動の有無を判定し、制御装置３７が固定悪臭源と判定したときにロボット４０に対して悪臭源２０の排除指令を発することができる。
【００３４】
ロボット４０は床上を走行するので、固定悪臭源のうち、床上に落ちている悪臭源２０はロボット４０によって排除可能であるが、寝床上の悪臭源はロボット４０によっては排除することができない。寝床の所在地は予め判明しているので、悪臭源２０の位置が寝床の位置と一致しているときには、ロボット４０に対して排除指令を出さないこととすることができる。あるいは、ロボット自身が寝床の所在地情報を有し、悪臭源の位置が寝床の位置と一致しているときには、たとえ排除指令が出されてもロボットがその指令を無視する制御としても良い。
【００３５】
本発明の悪臭源検出方法においては、まず床面１５に２次元的に配置した悪臭検知用センサーに基づいて悪臭源２０の位置を検出する。悪臭検知用センサーの２次元配置間隔を狭くするほど位置検出精度は向上するが、必要となるセンサー個数の増大を招き、設備コストが増大するので好ましくない。センサー間隔は５０〜１００ｃｍ程度が妥当である。従って、この検出方法では、悪臭源の位置を５０〜１００ｃｍ程度の精度で検出することができる。
【００３６】
制御装置３７からの指令によって悪臭源２０の近隣まで接近したロボット４０は、悪臭源２０が５０〜１００ｃｍ程度の範囲内に存在するとみなし、その範囲全域において悪臭源２０の収納、消毒剤・消臭剤の散布、悪臭源付近の清掃等の悪臭源排除作業を行うこととしても良い。ただし、悪臭源排除作業範囲が広いので、作業に要する時間が長時間化し、かえって汚物を作業範囲内に拡散してしまう可能性があり、消毒剤・消臭剤使用量が多くなって室内環境を悪化させる懸念がある。
【００３７】
本発明（６）の悪臭源検出排除方法においては、ロボット４０が制御装置３７からの指令に基づいて悪臭源２０の近隣まで移動した後、ロボット４０が有する臭いセンサー５４によってさらに悪臭源２０に接近する。悪臭源２０の存在位置をより狭い範囲として特定することができるので、悪臭源排除作業を行う範囲も狭い範囲とすることができる。この結果、作業時間の短縮、汚物拡散の防止、消毒剤・消臭剤使用量の低減を図ることができる。
【００３８】
図５において、悪臭源２０が存在するスクエアエリア３６の外の位置にいたロボット４０ａが、移動してスクエアエリア３６内の位置のロボット４０ｂまで到達すると、悪臭源２０に十分に近接しているので、その領域では悪臭源２０からの距離が近いほど臭いの強さが強くなる。図５においては、悪臭源２０から同心円状に臭い強さの等高線を表現している。従って、ロボット４０ｂの位置付近で２点間の臭いの強さ比較を行い、臭いが強い方向に向かっていけば、最終的には悪臭源２０に到達することができる。
【００３９】
ロボット４０が有する本発明の臭い源探査ソナー４１は、上記原理に基づくものである。例えば図５に示すように、ロボット４０に旋回可能なアームを取り付け、アームの先端に臭いセンサー５４を設けて臭い源探査ソナー４１とする。アームを旋回し、臭いセンサー５４の位置毎に臭いの強さを測定する。図５の例では、臭いセンサーが５４ａの位置にいるときに臭いの強さが弱く、５４ｃの位置にいるときに臭いの強さが強ければ、悪臭源２０の位置は、５４ａと５４ｃを結んだ直線の５４ｃ方向延長上に存在すると推定することができる。この推定結果に基づいてロボット４０を進行させることにより、最終的にロボット４０は悪臭源２０に到達することができる。
【００４０】
大便臭をはじめとする悪臭源２０のプルームは、前述の通り床上を這う特徴があるので、悪臭検知用センサー配置位置としてはまず床面１５に２次元的に配置した。本発明（７）の悪臭源検出方法、本発明（８）の悪臭源検出排除方法では、床面１５への２次元的配置に加え、図２に示すように、悪臭検知用センサーをさらに壁面１６、天井面１７、室内空間１８の１又は２以上の場所に配置し、悪臭検知用センサーを３次元的に配置する。このように悪臭検知用センサーを３次元的に配置することにより、悪臭源の検出精度をより一層向上することができる。
【００４１】
移動する人体臭を検出する場合は、廊下や部屋の壁面１６や家具などの腰高の位置にセンサーを配置すると良い。より悪臭源の位置に近い高さにセンサーを配置することができ、検出精度を上げることができる。図２に示される空気吸引口１０ｂ、管９ｂ、臭いセンサーユニット１２ｂがそれである。
【００４２】
室内に上昇流が存在する場合には、悪臭源２０からのプルームが上昇空気流に乗って上昇し、床面１５のセンサーにプルームが到達しないこととなる。このような上昇流をはじめとする空気流があって、拡散による検出精度低下の恐れがある場合には、センサーの検出位置として室内空間１８を選択すると良い。例えば、図２に示すように、センサーの空気吸引管９ｃを天井面１７から支持金具１９を用いて吊り下げ、空気吸引口１０ｃを床上１ｍ、あるいは床上２ｍの位置に配置し、上昇してきたプルームをこの空気吸引口１０ｃにおいて捕捉し、管９ｃを経由して臭いセンサーユニット１２ｃで検出を行う。
【００４３】
このように、室内等に臭いセンサーあるいは臭いセンサーに至る空気吸引口１０を３次元的に配置することで、空中にある悪臭源（下着中の汚物等）や空気中へ拡散・上昇・移動した悪臭に対しても検出が可能となる。
【００４４】
臭いセンサーを３次元的に配置した場合、画像表示装置３５におけるスクエアエリア３６の表示は、例えば図３（ｄ）に示すようになる。図３（ｄ）の画面内に表示される全体は部屋の室内空間全体を示し、その中に表示される色彩を有する複数の立方体が、それぞれ３次元のスクエアエリア３６を示す。図３（ｄ）に示す例では、壁面に沿った腰高のセンサー位置を示すスクエアエリア３６ｃにおいて悪臭源の存在を示し、これは移動する人体臭であった。また、床面のセンサー位置を示すスクエアエリア３６ｄにおいて悪臭源の存在を示し、これは落下した汚物であった。
【００４５】
次に、本発明で用いる悪臭検知用センサーの具体的態様について図１に基づいて説明する。
【００４６】
悪臭検知用センサーの本体は臭いセンサーユニット１２である。臭いセンサーユニット１２を臭い検出位置に配置しても良いが、通常は施設・病院等の廊下、居室、若しくは共同利用広間などの床や天井、壁など通行に邪魔にならないところに配置する。臭い検出位置からは離れていることが多いので、図１に示すように、臭い検出位置に空気吸引口１０を配置し、空気吸引口１０から管９を経由して臭いセンサーユニット１２まで空気を導入する。
【００４７】
臭いセンサーユニット１２は、図１（ｂ）に示すように、臭いセンサー１、空気吸引ポンプ２、空気清浄化機器３（椰子殻活性炭入りフィルター付き）、電磁弁４、センサー制御装置５（信号変換・増幅器、比較演算など）、センサー電源回路６、ケーシング８などを備えている。臭いセンサーユニット１２と制御装置３７あるいはテレメータ通信システム２１との間の通信機器、例えばモデム７も具備している。
【００４８】
臭いセンサー１としては、硫化水素、メチルメルカプタンに対してプルームの拡散の中で０．０１ｐｐｍ以上を確実に検知する必要性から、酸化亜鉛系基板型薄膜半導体を使用すると好ましい。また、空気吸引ポンプ２は４００ｍｌ／ｍｉｎ、吸引圧力１０００Ｐａ程度のマイクロポンプを使用すると好ましい。
【００４９】
床上には１０ｍｍに及ぶ境界層が形成され、プルームの接地を阻む。そこで、直接に臭いセンサー１で検知を行わず、臭いセンサーユニット１２の空気吸引ポンプ２から管９を介してつながれた空気吸引口１０を設置個所に固定し、この空気吸引口１０から臭いを吸引することで、実質上空気吸引口１０の位置が臭いの検出位置となる。
【００５０】
床面１５に悪臭検知用センサーを２次元的に配置する本発明において、具体的には空気吸引口１０を床面に２次元的に配置する。空気吸引口１０から部屋等の端に置かれた臭いセンサーユニット１２に至る管９については、床上配管では人が躓いたり、カート等の邪魔になる危険性がある。また管９を人が踏みつけることで変形等の損傷を受ける可能性もある。その場合には管９は床下に埋め込む等の床上平滑化を行う。また、空気吸引口１０としてはフィルター１１を付けたラッパ状の口を埋め込み、そこにホースを連結する。以上のようにして空気吸引口１０を検出したい悪臭源２０の性質、位置、移動の有無により床面に数十ｍｍ〜１０００ｍｍの間隔を開けて２次元的に配置する。
【００５１】
悪臭検知用センサーを３次元的に配置する本発明においては、図２に示すように、床面１５に２次元的に配置したセンサーに加え、悪臭検知用センサーの空気吸引口１０をさらに壁面１６、天井面１７、室内空間１８の１又は２以上の場所に配置する。例えば前述の通り、センサーの空気吸引管９を天井から吊り下げ、空気吸引口１０を床上１ｍ、あるいは床上２ｍの位置に配置し、上昇してきたプルームをこの空気吸引口１０において捕捉する。
【００５２】
空気吸引口１０から吸引された臭い成分である硫化水素は、臭いセンサー１の酸化亜鉛表面の酸素を奪い、電気抵抗を下げることで臭い強度が検知される。ここにおいて、空気中の水の酸素分子やその他の臭い分子が酸化亜鉛表面につくことで、検知量に誤差が生じる問題がある。この対策として湿度等外来分子の影響を除くため、臭いの影響の少ない個所にも臭いセンサーユニット１２と空気吸引管１０を配置し、そこでの検知数値を基準値とし、部屋に配置した各臭いセンサーユニット１２と空気吸引管１０での測定値と前記基準値との差をもってその場所での臭いの強度とすると好ましい。
【００５３】
臭い監視は２４時間連続であるが、臭い強度の信頼性確保のためには、定期的に酸化亜鉛表面の硫化水素を脱離する必要がある。このために、大便臭の吸引を２０秒間行った後、電磁弁４を切り替え、空気清浄器３で清浄化した空気を３０秒間センサーに吹き付けると良い。
【００５４】
臭いセンサー１の電気抵抗変化はブリッジにて電圧変化に変換した後、増幅・ベース調整（センサーの個体差を除くために規定の電圧幅に調整）した後、０〜２００ｍＶの臭い強度信号とする。多数の臭いセンサー１からの臭い強度信号は、制御装置３７に集められる。臭いセンサー１と制御装置３７との間の信号の授受については、アナログ信号のまま伝送する方法、デジタル信号に変換して伝送する方法のいずれも用いることができる。また、臭いセンサー１と制御装置３７の間を有線で通信することも無線で通信することもできる。臭いセンサー１と制御装置３７との間にテレメータ通信システム２１を介在させ、臭いセンサー１からテレメータ通信システム２１までの間は有線又は無線通信、テレメータ通信システム２１と制御装置３７との間は有線又は無線通信としても良い。
【００５５】
好ましくは、各臭いセンサーユニット１２にモデム７を配置し、臭いセンサー１からセンサー制御装置５まではアナログ有線通信、センサー制御装置５からモデム７まではデジタル有線通信、モデム７からテレメータ通信システム２１まではＰＨＳ無線通信、テレメータ通信システム２１から制御装置３７のＰＨＳ接点モデム３１まではＰＨＳ無線通信とするとよい。
【００５６】
図３に示すように、制御装置３７においては、ＰＨＳ接点モデム３１で各臭いセンサー１からの信号を受信し、信号変換器３２でアナログ信号に変換し、演算処理装置３４に送られる。
【００５７】
本発明（１）においては、悪臭検知用センサーを配置した臭い検知範囲をスクエアエリア３６として分割し、各スクエアエリア毎に画面を碁盤目状に分割して表示することのできる画像表示装置３５を用いる。悪臭の種類と強さ毎に色相、明度、彩度の１又は２以上を割り当てる。明度は濃度と言い換えることもできる。例えば、硫化水素やメチルカプタンは、酸化亜鉛系基板型薄膜センサで検出することができ、これらを検出したときは赤で表示する。また、アンモニアや二酸化炭素は、酸化錫系基板型厚膜センサで検出可能であり、これらを検出したときは黄色で表示する。さらに酸化錫系熱線型焼結半導体センサによって上記以外の気体を検出することが可能であり、これらが検出されたときは青で表示すると良い。さらに臭いの強度に応じて色の濃度を変化させる。
【００５８】
画像表示装置３５の画面上では予め、悪臭検知用センサーの空気吸引口１０を配置した臭い検知位置を中心とする臭い検知範囲をスクエアエリア３６としてセンサーを配置した部屋を碁盤目状に分割しておく。悪臭検知用センサーを床面１５に２次元状に配置している場合には、スクエアエリア３６もその床面を表示する２次元の碁盤目状となる。センサーを３次元状に配置した場合には、床面１５や壁面１６など悪臭の発生が想定される場所を網羅して配置したセンサー配置位置に対応してスクエアエリア３６を割り当てる。ひとつの部屋、廊下で１画面とし、センサーを配置した部屋数だけ画面を作っておく。
【００５９】
演算処理装置３４に送られた臭いデータに基づき、画像処理装置３３で画像処理を行い、この画像処理装置３３からの色彩信号により、臭いを検知した部屋を示す画面上のスクエアエリア３６は臭い強度に応じた濃度の色で塗り潰される。
【００６０】
図３（ｂ）には、室内に気流がない場合の画像表示装置３５に現れる画像を示す。臭い強度の分布は悪臭源２０を中心として同心円状に徐々に強度が弱くなる分布として現れるので、スクエアエリア３６ａが悪臭源２０の存在位置であると認識することができる。図３（ｃ）には、室内に気流が存在する場合の画像表示装置３５に現れる画像を示す。悪臭源２０を扇の要として扇形に臭いが分布し、扇の要から徐々に臭い強度が弱くなる分布として現れるので、スクエアエリア３６ｂが悪臭源２０の存在位置であると認識することができる。
【００６１】
スクエアエリアの色彩表示は間欠測定において、次の測定値が検出されるまで同じ画像を表示し続ける。臭いセンサーの測定間隔は５０秒間隔程度が好ましい。この場合、職員が画像表示装置３５を観察し、５０秒経過毎に画像表示装置３５の色つけスクエアエリアの位置が変化すれば、悪臭源が移動しているということであり、人に排泄があったことがわかる。また、時間が経過しても色つきスクエアエリアの位置が変わらず、濃度のみが変化する場合には、床上等に落下した汚物があることがわかる。
【００６２】
制御装置３７の演算処理装置３４では、検出悪臭強度が予め設定しておいた閾値よりも高い場合には、職員の携帯通信機器（例えばＰＨＳ）に警報を発信して画像表示装置３５を観察することを促すことができる。
【００６３】
本発明（４）の悪臭源検出排除方法は、床面１５に２次元的に配置した悪臭検知用センサーに基づいて悪臭源２０の位置を検出し、自走式のロボット４０に指令を発してロボットによって悪臭源を排除する。本発明（５）の悪臭源検出排除方法は、さらに悪臭源が固定していると判断したときに制御装置３７からロボット４０に対して悪臭源の排除指令を発する。このとき、制御装置３７の演算処理装置３４では、検出悪臭強度が予め設定しておいた閾値よりも高い場合に、ロボットに対して悪臭源の排除指令を発することとすることができる。制御装置３７からロボット４０への信号は、ＰＨＳ信号とすることができる。
【００６４】
システムの信頼性確保のため、臭いセンサーユニット１２の空気吸引ポンプ２の電流値も常時監視しておき、吸引口閉塞などによる異常事態でポンプの電流値が閾値以上になった場合、職員の携帯通信機器（例えばＰＨＳ）に警報を発信することとするとよい。
【００６５】
本発明のロボット４０の好ましい実施態様について図４に基づいて説明する。
【００６６】
ロボット４０は、臭い源探査ソナー４１、ＰＨＳ受信装置４２、ジャイロ式誘導装置４３、走行装置４４、動力用バッテリー４５、汚物吸引口４６、バキュームポンプ４７、回転ブラシ４８、汚物タンク４９、消臭・消毒スプレー５０、消臭・消毒剤タンク５１、障害物検知・衝突回避器５２、音声式警報機５６から構成される。
【００６７】
制御装置３７からロボット４０へのＰＨＳ信号により、ロボット４０は施設内の待機位置から走行を開始し、粗探査行動モードにより悪臭源２０の周囲５０〜１００ｃｍ以内の領域に自動走行する。
【００６８】
粗探査行動モードとは、ロボットの待機位置から臭いの吸引口を中心とした検知エリア（５０〜１００ｃｍ）の範囲内に入るための走行である。臭いセンサからの検出信号により、ロボットに搭載されたＣＰＵのメモリー上に予め記憶させておいた空気吸引口１０を中心とした検知エリア（画像上のスクエアエリア３６に相当する）のマップに割り当てられた場所識別記号に発信信号からの検出場所記号が一致することで、検出エリアを認識し、搭載しているジャイロの軸をモータ駆動でその方向に合わせ、検出エリアに向かって走行する。そして、ロボット４０は空気吸引口１０を中心とする検出エリア（空気吸引口１０から５０〜１００ｃｍ）にかかったところで停止する。その方法は、ロボット４０にはＰＨＳ発信機を搭載し、制御装置３７にロボット４０の位置信号を発信しておいて、ロボット４０の位置を制御装置３７で認識しておき、制御装置上のエリアマップ（ＣＰＵのメモリー上に予め記憶させておいた空気吸引口１０を中心とした検知エリア）内に入ったことを確認した時点でロボット４０に停止信号を発信し、ロボット４０がその停止信号を受信した時点で走行モータを停止させる。
【００６９】
途中の経路ではジャイロ式誘導装置４３と障害物検知・衝突回避器５２により、障害物を避けながら自分の位置を見失わずに走行する。障害物検知・回避器５２はロボット４０に取り付けた光電センサ（非接触）とリミットスイッチ（接触）の両方で障害物の接近と接触を検知する。光電センサによりロボット４０が障害物に接近あるいは人などが接近することを事前に検知し、減速のうえ、センサの検知範囲外まで、方向を転換させて回避行動をとる。また、リミットスイッチに物が接触すれば、走行モーターにブレーキをかけてその場で停止する。このとき、ロボット４０には、ジャイロ誘導装置４３を搭載しているため、回避・停止行動でどの方向を向いても、向かうべき方向は認識されており、検出エリアに向かって再走行できる。
【００７０】
制御装置３７からの指令によって悪臭源２０の近隣まで接近したロボット４０は、悪臭源が５０〜１００ｃｍ程度の範囲内に存在するとみなし、その範囲全域において悪臭源の収納、消毒剤・消臭剤の散布、悪臭源付近の清掃等の悪臭源排除作業を行うこととしても良い。
【００７１】
好ましい実施の態様において、ロボット４０は臭い源探査ソナー４１を備えているので、ロボット４０が制御装置３７からの指令に基づいて悪臭源の近隣まで移動した後、ロボットが有する臭い源探査ソナー４１によってさらに悪臭源に接近する。
【００７２】
本実施例のロボットは、図５に示す臭い源探査ソナー４１を有する。ロボット４０に取り付けた旋回可能なアームの先端に臭いセンサー５４を設ける。アームを旋回し、臭いセンサー５４の位置毎に臭いの強さを測定する。図５に示す例では、臭いセンサーが５４ａの位置にいるときに臭いの強さが弱く、５４ｃの位置にいるときに臭いの強さが強ければ、悪臭源２０の位置は、５４ａと５４ｃを結んだ直線の５４ｃ方向延長上に存在すると推定することができる。この推定結果に基づいてロボット４０を進行させることにより、最終的にロボット４０は悪臭源２０に到達することができる。
【００７３】
臭い源探査ソナー４１を使用して悪臭源の中心とロボット４０の中心とを一致させ、汚物吸引口４６からバキュームポンプ４７による吸引力で悪臭源２０の汚物を吸引する。吸引汚物は、バキューム配管５３を経て汚物タンク４９内に一時収容する。汚物除去後の消毒のために、消臭・消毒剤ノズル５５が汚物吸引口６中心部に下降してきて汚物除去跡に向けて消臭・消毒剤ノズル５５先端から消臭・消毒剤を散布、終了後に消臭・消毒剤ノズル５５はロボット内部に引っ込む。
回転ブラシ４８は汚物吸引口４６の周囲に取り付けた毛羽立ち式ブラシである。
悪臭源２０の中心とロボット４０の中心を一致させたあと、ロボット中心に位置した後、回転ブラシ３８付き汚物吸引口４６が床面まで下降、汚物吸引後、消臭、消毒ノズルが内部に引っ込んだ後、回転ブラシ４８部が汚物吸引口４６とともに回転、同時にロボット４０が汚物吸引口４６の直径に相当する距離を数回往復することで、床面に残った悪臭源２０の残渣と消臭、消毒液をふき取る。再度、臭い源探査ソナー４１の臭いセンサー５４で臭いを検出して、臭いが閾値以下であれば、汚物処理完了として、誘導装置により待機位置へと戻る。
【００７４】
ロボットが稼働するのは施設内・病院内での稼働であるので、ロボット本体５８には、生活者に威圧感や恐怖を与えず、むしろ和みを与えるペットのような外観覆い５７を取り付ける。また、走行中に人に接近したことを認識したときには、音声式警報機５６でやさしく警告を発する。人の接近は光電センサーによる障害物検知により行う。
【００７５】
【発明の効果】
本発明は、床面に悪臭検知用センサーを２次元的に配置し、悪臭の種類と強さに応じてスクエアエリア毎に割り当てた色彩で彩色して画像表示装置に表示することにより、悪臭源の種類、強さ及び発生場所を２次元的な濃淡彩色画像として可視化することができる。
【００７６】
本発明は、悪臭検知用センサーでの検出を経時的に行い、悪臭源の発生場所の移動の有無を判定することにより、悪臭源が床上の落下物か人が保有するものであるかを識別することができる。
【００７７】
本発明は、床面に二次元的に配置した悪臭検知用センサーの検知結果に基づき、ロボットを走行させ、ロボットは自身の中への悪臭源の収納、消毒剤・消臭剤の散布、悪臭源付近の清掃等を行うことにより、悪臭源を検出した上で排除することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の悪臭検知用センサーとその配置状況を示す図であり、（ａ）は悪臭検知用センサーの配置状況、（ｂ）は配置した悪臭検知用センサーの断面図である。
【図２】３次元的に配置した本発明の悪臭検知用センサーの配置状況を示す図である。
【図３】本発明の悪臭源検出装置を示す図であり、（ａ）は装置構成図、（ｂ）〜（ｄ）は画像表示装置に表示したスクエアエリアを示す図である。
【図４】本発明の悪臭源排除に用いるロボットを示す図であり、（ａ）はロボット本体を示す図、（ｂ）はロボットの外観を示す図である。
【図５】ロボットの臭い探査ソナーの動作状況を示す図である。
【符号の説明】
１ 臭いセンサー
２ 空気吸引ポンプ
３ 空気清浄器
４ 電磁弁
５ センサー制御装置
６ センサー電源回路
７ モデム
８ ケーシング
９ 管
１０ 空気吸引口
１１ フィルター
１２ 臭いセンサーユニット
１５ 床面
１６ 壁面
１７ 天井面
１８ 室内空間
１９ 支持金具
２０ 悪臭源（汚物）
２１ テレメータ通信システム
３１ ＰＨＳ接点モデム
３２ 信号変換器
３３ 画像処理装置
３４ 演算処理装置
３５ 画像表示装置
３６ スクエアエリア
３７ 制御装置
４０ ロボット
４１ 臭い源探査ソナー
４２ ＰＨＳ受信装置
４３ ジャイロ式誘導装置
４４ 走行装置
４５ 動力用バッテリー
４６ 汚物吸引口
４７ バキュームポンプ
４８ 回転ブラシ
４９ 汚物タンク
５０ 消毒・消臭スプレー
５１ 消毒・消臭剤タンク
５２ 障害物検知・衝突回避器
５３ バキューム配管
５４ 臭いセンサー
５５ 消毒・消臭剤ノズル
５６ 音声式警報器
５７ 外観覆い
５８ ロボット本体

Claims (8)

1. 床面に複数の悪臭検知用センサーを２次元的に配置し、該悪臭検知用センサーの検知データを制御装置に伝送し、悪臭の種類と強さ毎に色相、明度、彩度の１又は２以上を割り当て、前記悪臭検知用センサーを配置した臭い検知範囲をスクエアエリアとして分割し、各スクエアエリア毎に画面を碁盤目状に分割して表示することのできる画像表示装置を準備し、前記制御装置に伝送された検知データに基づいて悪臭の種類と強さに応じてスクエアエリア毎に割り当てた色彩で彩色して画像表示装置に表示することで、悪臭源の種類、強さ及び発生場所を２次元的な濃淡彩色画像として可視化することを特徴とする悪臭源検出方法。
2. 前記悪臭検知用センサーでの検出を経時的に行い、時間経過による前記画像表示装置に表示された濃淡彩色画像の移動の有無によって、悪臭源の発生場所の移動の有無を判定することを特徴とする請求項１に記載の悪臭源検出方法。
3. 床面に複数の悪臭検知用センサーを２次元的に配置し、該悪臭検知用センサーの検知データを制御装置に伝送し、該制御装置において前記検知データに基づいて悪臭源の種類、強さ及び発生場所を特定する悪臭源検出方法であって、前記悪臭検知用センサーでの検出を経時的に行い、悪臭源の発生場所の移動の有無を判定することを特徴とする悪臭源検出方法。
4. 床面に複数の悪臭検知用センサーを２次元的に配置し、該悪臭検知用センサーの検知データを制御装置に伝送し、該制御装置において前記検知データに基づいて悪臭源の種類、強さ及び発生場所を特定するとともに、自走式のロボットを準備し、該ロボットは前記制御装置からの指令に基づいて悪臭源の近隣まで移動可能であり、ロボットは自身の中への悪臭源の収納、消毒剤・消臭剤の散布、悪臭源付近の清掃のうちの１又は２以上を行うことを特徴とする悪臭源検出排除方法。
5. 自走式のロボットを準備し、請求項２又は３に記載の悪臭源検出方法において前記制御装置は悪臭源が固定していると判断したときは該ロボットに対して悪臭源の近隣まで移動する指令を発し、ロボットは制御装置からの指令に基づいて悪臭源の近隣まで移動可能であり、ロボットは自身の中への悪臭源の収納、消毒剤・消臭剤の散布、悪臭源付近の清掃のうちの１又は２以上を行うことを特徴とする悪臭源検出排除方法。
6. ロボットが制御装置からの指令に基づいて悪臭源の近隣まで移動した後、ロボットが有する臭いセンサーによってさらに悪臭源に接近することを特徴とする請求項４又は５に記載の悪臭源検出排除方法。
7. 悪臭検知用センサーをさらに壁面、天井面、室内空間の１又は２以上の場所に配置し、悪臭検知用センサーを３次元的に配置することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の悪臭源検出方法。
8. 悪臭検知用センサーをさらに壁面、天井面、室内空間の１又は２以上の場所に配置し、悪臭検知用センサーを３次元的に配置することを特徴とする請求項４乃至６のいずれかに記載の悪臭源検出排除方法。

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