JP5820966B2 - Head care unit - Google Patents

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総一郎 藤岡
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俊典 廣瀬
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Description

本発明は、医療又は美容などの分野において、人の頭部を自動でケアする頭部ケア装置に関する。 The present invention, in fields such as medical or beauty, on the head care unit to care a human head automatically.

人の頭部のケアには、頭髪および頭皮を含む人の頭部の洗浄およびマッサージが含まれる。 The person of the head of the care, include cleaning and massage of the human head, including the hair and scalp. 人の頭部のケアは、人手が必要であり、自動化が望まれている。 Care of the human head, manpower is required, automation is desired. そこで、頭部に対して洗浄液を噴射して、頭部を洗浄する自動頭部洗浄装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Therefore, by injecting the cleaning liquid with respect to the head, automatic head cleaning apparatus for cleaning the head it has been proposed (e.g., see Patent Document 1).

図13は、従来の自動頭部洗浄装置の要部の概略構成図である。 Figure 13 is a schematic diagram of a main part of the conventional automatic head cleaning apparatus. 図13に示すように、従来の自動頭部洗浄装置は、内周面に一定間隔でノズル1a、2aが設けられた円弧状の洗浄ユニット1を有する。 As shown in FIG. 13, the conventional automatic head cleaning device comprises a cleaning unit 1 inner nozzle 1a at regular intervals in the circumferential surface, 2a is arcuate provided.

ノズル1a、2aは、頭部に対向するように配置される。 Nozzles 1a, 2a are disposed to face the head. ノズル1a、2aは、洗浄ユニット1の内部の給液路(図示せず)を介して液切替部3に接続されており、液切替部3から供給された洗浄液を頭部に向けて噴射する。 Nozzles 1a, 2a, the internal liquid supply path of the cleaning unit 1 is connected to the liquid switching unit 3 via the (not shown), is injected toward the cleaning liquid supplied from the liquid switch portion 3 to the head .

洗浄ユニット1は、駆動部4により、矢印3cの方向に移動可能である。 Cleaning unit 1 is driven by unit 4 is movable in the direction of arrow 3c. また、洗浄ユニット1は、駆動部6により、支軸を中心として回転可能である。 The cleaning unit 1 is driven by unit 6, it is rotatable about the support shaft.

特開2001−149133号公報 JP 2001-149133 JP

しかしながら、上記従来の自動頭部洗浄装置は、ノズル1a、2aからの液の噴射により頭部を洗浄するものであり、人の頭部を擦り洗いするものではない。 However, the conventional automatic head cleaning apparatus is to clean the head by injection of the liquid from the nozzle 1a, 2a, do not scrub the human head. また、ケアユニットを人の頭部に押し当てて頭部の洗浄を行う場合、ケアユニットに頭髪が絡まる可能性がある。 In addition, in the case of performing the cleaning of the head is pressed against the care unit to a person's head, there is a possibility that the hair is tangled in the care unit.

そこで、本発明は、ケアユニットを頭部に押し当てて頭部の洗浄を行う際に、ケアユニットへの頭髪の絡まりの影響を軽減して快適な頭部のケアを実現可能な頭部ケア装置を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention is, by pressing the care unit to the head at the time of performing the cleaning of the head, hair of entanglement mitigation and comfortable head care capable of realizing the head care of the of the of the care unit and to provide a device.

上記目的を達成するために、本発明の頭部ケア装置は、第1支持部と、前記第1支持部に支持された人の頭部に当接する接触部を有するケアユニットと、前記ケアユニットを前記頭部の表面に平行な第2方向又は/及び前記第2方向に垂直な第1方向に移動させるアームと、前記第2方向における位置が相違する少なくとも2個の荷重センサで検出された荷重に基づいて、前記接触部に対して前記第1方向に加わる荷重を検出する荷重検出部と、を備えることを特徴とする。 To achieve the above object, the head care apparatus of the present invention, a care unit having a first support portion, a contact portion that contacts the supported person's head to the first support portion, the care unit and an arm moving in a first direction perpendicular to the second direction or / and the second direction parallel to the surface of the head, the position in the second direction is detected by at least two load sensors differ based on the load, characterized in that it comprises a load detection unit for detecting a load applied to said first direction with respect to the contact portion.

本発明によれば、ケアユニットを頭部に押し当てて頭部の洗浄を行う際に、ケアユニットへの頭髪の絡まりの影響を軽減して快適な頭部のケアを実現可能である。 According to the present invention, the care unit at the time of performing the cleaning of the head is pressed against the head, it is possible to realize a comfortable head of care to reduce the effect of entanglement of hair to the care unit.

本発明の実施の形態1にかかる自動頭部洗浄装置を示す斜視図である。 The automatic head cleaning apparatus according to a first embodiment of the present invention is a perspective view showing. 本実施の形態1にかかる自動頭部洗浄装置の要部を示す側面図である。 Main part of the automatic head cleaning apparatus according to the first embodiment is a side view showing a. 本実施の形態1にかかる自動頭部洗浄装置の左の洗浄ユニット及びアームを示す平面図である。 Is a plan view showing a left cleaning unit and the arm of the automatic head cleaning apparatus according to the first embodiment. 本実施の形態1にかかる自動頭部洗浄装置の左の洗浄ユニット及びアームを人の頭部側から見た図である。 Left cleaning unit and the arm of the automatic head cleaning apparatus according to the first embodiment is a view seen from the head side of a human. 本実施の形態1にかかる荷重検出部及びその周辺部を示す図2のK−K線断面図である。 The load detection unit and its peripheral portion according to the first embodiment is a line K-K cross-sectional view of FIG. 2 showing. 本実施の形態1にかかる荷重検出部及びその周辺部を示す図3のM−M線断面図である。 A line M-M sectional view of Fig. 3 showing the load detecting unit and its peripheral portion according to the first embodiment. 本実施の形態1にかかる荷重検出部に関連する制御システムのブロック図である。 It is a block diagram of a control system associated with the load detection unit according to the first embodiment. 本実施の形態1にかかる荷重検出部及びその周辺部を示す図3のN−N線断面図である。 It is a N-N line sectional view of FIG. 3 showing the load detecting unit and its peripheral portion according to the first embodiment. 接触子に頭髪が絡まった状態を示す図7Aと同様の断面図である。 It is a cross-sectional view similar Figure 7A showing a state in which the hair is entangled contacts. アームがスイング回動している状態を示す図7Aと同様の断面図である。 Arm is a cross-sectional view similar Figure 7A showing a state of swing rotation. アームのスイング回動中に接触子に頭髪が絡まった状態を示す図7Aと同様の断面図である。 It is a cross-sectional view similar Figure 7A showing a state in which the hair is tangled contacts during the swing rotation of the arm. 本実施の形態1にかかる荷重検出部に関連する制御動作の一例を示すフローチャートである。 An example of a control operation related to the load detection unit according to the first embodiment is a flowchart showing. 本発明の実施の形態2にかかる左の洗浄ユニット及びアームを示す側面図である。 It is a side view showing the left cleaning unit and arm according to a second embodiment of the present invention. 本実施の形態2にかかる重量キャンセル部に関連する制御動作の一例を示すフローチャートである。 An example of a control operation related to the weight canceling unit according to the second embodiment is a flowchart showing. 本発明の実施の形態3にかかる洗浄ユニットの内部を示す図5と同様の断面図である。 Is a sectional view similar to FIG. 5 showing the interior of the cleaning unit according to the third embodiment of the present invention. 従来の自動頭部洗浄装置の要部を示す概略構成図である。 It is a schematic diagram showing a main portion of a conventional automatic head cleaning apparatus.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. なお、同じ構成要素には同じ符号を付しており、説明を省略する場合もある。 The same components are denoted by the same reference numerals, it may be omitted the description. また、図面は理解し易くするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示している。 Also, the drawings are for ease of understanding, schematically shows the respective components mainly. さらに、一部の図面においては、各図の関係を明確にするために、図中にXYZ軸を図示している。 Moreover, in some of the drawings, to clarify the relationship of each figure illustrates the XYZ axes in FIG. X軸及びY軸は、互いに直角な水平方向に沿った軸であり、Z軸は、鉛直方向に沿った軸である。 X-axis and Y-axis is an axis along a horizontal direction perpendicular to each other, Z-axis is the axis along the vertical direction.

なお、本発明では、人の頭部を自動でケアする頭部ケア装置の一例として、人の頭部を自動で洗浄する自動頭部洗浄装置について説明する。 In the present invention, as an example of a head care apparatus caring for human head automatically, described automatic head cleaning apparatus for cleaning the human head automatically. 本発明において、「人の頭部をケアする」とは、人の頭皮の洗浄、人の頭髪の洗浄、人の頭部のマッサージ、の少なくとも1つを行うことを意味する。 In the present invention, the term "care for human head" washing of human scalp, washing human hair, the human head massage, means performing at least one of.

(実施の形態1) (Embodiment 1)
図1Aは、本発明の実施の形態1にかかる自動頭部洗浄装置11を示す全体斜視図である。 Figure 1A is an overall perspective view of an automatic head cleaning apparatus 11 according to the first embodiment of this invention.

図1Aに示すように、自動頭部洗浄装置11は、洗浄ユニット12L,12Rと、洗浄ユニット12L,12Rを移動させるアーム13L,13Rと、荷重検出部15と、ボウル18と、パイプ19L,19Rと、ボウル18に収容された頭部17を支持する枕部20と、自動頭部洗浄装置11の動作を制御する制御部14とを有する。 As shown in FIG. 1A, an automatic head cleaning device 11, the cleaning unit 12L, and 12R, cleaning unit 12L, and the arm 13L, 13R to move the 12R, the load detection unit 15, a bowl 18, the pipe 19L, 19R When, a pillow portion 20 supporting the head 17 accommodated in the bowl 18, and a control unit 14 for controlling the operation of the automatic head cleaning apparatus 11. 洗浄ユニット12L,12Rは、枕部20に支持された人の頭部17を擦るためのユニットである。 Cleaning unit 12L, 12R is a unit for scraping the human head 17 supported on the pillow portion 20. 洗浄ユニット12L,12Rは、ケアユニットの一例である。 Cleaning unit 12L, 12R is an example of a care unit. パイプ19L,19Rには、人の頭部17に向けて洗浄液及び水を噴射するノズルが設けられる。 Pipe 19L, the 19R, the nozzle for injecting the cleaning liquid and water toward the human head 17 are provided. ボウル18は、人の後頭部17a(図1B参照)を包み込むように収容する。 Bowl 18 houses so as to wrap the human occipital 17a (see FIG. 1B). 枕部20は、第1支持部であり、人の後頭部17aを支持する後頭部支持部の一例である。 Pillow portion 20, a first support portion, which is an example of occipital support portion for supporting the person's occipital 17a.

人の頭部17は、図1Bに示すように、鉛直上側を見上げた姿勢でボウル18にセットされる。 Human head 17, as shown in Figure 1B, is set to the bowl 18 in a posture looked up vertical upper side. ボウル18に人の頭部17が正しくセットされた状態では、頭部17の体軸方向はX軸方向に沿って配置され、頭部17の左右方向はY軸方向に沿って配置され、頭部17の前後方向はZ軸方向に沿って配置される。 In the state where the person's head 17 to the bowl 18 is set correctly, the body axis direction of the head 17 are disposed along the X-axis direction, the lateral direction of the head 17 is disposed along the Y-axis direction, the head longitudinal parts 17 are arranged along the Z-axis direction. 枕部20は、ボウル18内において、人の後頭部17aを鉛直下側から支持する。 Pillow unit 20 in the bowl 18, supports the person's occipital 17a from a vertical lower side.

洗浄ユニット12L,12Rは、左右に一対設けられている。 Cleaning unit 12L, 12R are provided as a left and right pair. 一方の洗浄ユニット12Lは、人の頭部17の左側を擦るための左の洗浄ユニット12Lであり、他方の洗浄ユニット12Rは、人の頭部17の右側を擦るための右の洗浄ユニット12Rである。 One cleaning unit 12L is a left washing unit 12L for scraping the left human head 17, the other cleaning unit 12R is a right washing unit 12R for rubbing the right person's head 17 is there. 一方のアーム13Lは、左の洗浄ユニット12Lを移動させる左のアーム13Lであり、他方のアーム13Rは、右の洗浄ユニット12Rを移動させる右のアーム13Rである。 One arm 13L is left arm 13L to move the cleaning unit 12L of the left, the other arm 13R is the right arm 13R move right cleaning unit 12R.

パイプ19L,19Rは、左右に一対設けられている。 Pipe 19L, 19R are provided as a left and right pair. 一方のパイプ19Lは、左のアーム13Lに取り付けられた左のパイプ19Lであり、他方のパイプ19Rは、右のアーム13Rに取り付けられた右のパイプ19Rである。 One pipe 19L is a pipe 19L of the left attached to the left arm 13L, the other pipe 19R is a right pipe 19R attached to the right arm 13R.

図1B、図2及び図3を参照して、アーム13L及び洗浄ユニット12Lの構成について説明する。 FIG. 1B, with reference to FIGS. 2 and 3, the configuration of the arm 13L and cleaning unit 12L.

図1Bは、左のアーム13L及び洗浄ユニット12Lを示す側面図である。 Figure 1B is a side view showing the arm 13L and cleaning unit 12L of the left. 図2は、左の洗浄ユニット12L及びアーム13Lを示す平面図である。 Figure 2 is a plan view showing a cleaning unit 12L and the arm 13L of the left. 図3は、水平に配置された状態の左の洗浄ユニット12L及びアーム13Lを、人の頭部側から見た図である。 3, the cleaning unit 12L and the arm 13L of the left in a state of being horizontally disposed, as viewed from the head side of a human. なお、左右のアーム13L,13R及び洗浄ユニット12L,12Rは、互いに左右対称で同様の構造を有するため、以下の説明および図面において、右のアーム13R及び洗浄ユニット12Rに関連する図示及び説明は、省略している。 Incidentally, the left and right arms 13L, 13R and the cleaning unit 12L, 12R, in order to have a similar structure symmetrical to each other, in the following description and drawings, are shown and described relating to the right arm 13R and the cleaning unit 12R, It is omitted.

図2及び図3に示すように、洗浄ユニット12Lは、後述する荷重検出部15を収容するカバー32と、枕部20に支持された人の頭部17に当接する複数の接触子21とを有する。 As shown in FIGS. 2 and 3, the cleaning unit 12L includes a cover 32 for accommodating the load detection unit 15 described later, and a plurality of contacts 21 in contact with the person's head 17 supported on the pillow portion 20 a. 接触子21は接触部の一例である。 Contact 21 is an example of a contact portion.

接触子21は、カバー32の外側に露出して設けられている。 Contact 21 is provided exposed outside of the cover 32. 図3に示すように、接触子21は、2列に並べて配置されている。 As illustrated in FIG. 3, the contact 21 is arranged in two rows. 一方の列に属する各接触子21は、連結部22を介して、他方の列に属する1つの接触子21に連結されている。 Each contact 21 belonging to one row, via a connecting portion 22 is connected to one contact 21 belonging to the other row. 連結部22は、カバー32に対して回動可能である。 Connecting portion 22 is pivotable relative to the cover 32. 連結部22が回動することにより、連結部22に固定された一対の接触子21は、連結部22の回動軸を中心として揺動する。 By connecting portion 22 is rotated, the pair of contacts 21 fixed to the connecting portion 22 swings around the pivot axis of the connecting portion 22.

図2に示すように、アーム13Lは、洗浄ユニット12Lを支持するリンク機構13aと、リンク機構13aを支持する支持部13cと、を有する。 As shown in FIG. 2, arm 13L includes a link mechanism 13a for supporting the cleaning unit 12L, and the supporting portion 13c for supporting the link mechanism 13a, the.

リンク機構13aは、4本のリンクを有する5節リンク機構である。 Linkage 13a is a 5-link mechanism having four links. リンク機構13aは、支持軸36を介して洗浄ユニット12Lを支持している。 Linkage 13a supports the cleaning unit 12L via the support shaft 36. また、リンク機構13aは、2つの回動軸13b,13gを介して支持部13cに支持されている。 The link mechanism 13a includes two pivot shafts 13b, is supported by the supporting portion 13c via a 13 g. 回動軸13b,13gは、支持軸36に平行に設けられている。 The pivot shaft 13b, 13 g is provided in parallel to the support shaft 36. 一方の回動軸13bは、リンク機構13aのリンクに固定されており、支持部13cに回動可能に支持されている。 One of the pivot shaft 13b is fixed to the link of the link mechanism 13a, and is rotatably supported by the support portion 13c. また、回動軸13bは、第1駆動部13dに連結されている。 Further, the rotation shaft 13b is connected to the first driving portion 13d. 第1駆動部13dは、回動軸13bを軸周りに矢印A方向(図2参照)に回動させる。 The first driving unit 13d rotates in the direction of arrow A (see FIG. 2) around the axis of the rotation shaft 13b. 第1駆動部13dは、支持部13cの内部に設けられている。 The first driving portion 13d is provided inside the support portion 13c.

支持部13cは、連結軸13eを介して第2駆動部13fに駆動連結されている。 Supporting portion 13c is drivingly connected to the second drive unit 13f via a connecting shaft 13e. 連結軸13eは、支持軸36及び回動軸13b,13gに対して直角に配置されている。 Connecting shaft 13e, the support shaft 36 and the rotation shaft 13b, are arranged at right angles to 13 g. より具体的に、連結軸13eは、枕部20に載置された人の頭部17の略中心を通り、且つ、X軸に平行な方向に沿って配置されている。 More specifically, the connecting shaft 13e passes through the approximate center of the placed person's head 17 to the pillow portion 20, and are arranged along a direction parallel to the X axis. 第2駆動部13fは、連結軸13eを、軸周りに矢印B方向(図1B及び図2参照)に回動させる。 The second driving unit 13f has a coupling shaft 13e, is rotated in the direction of arrow B (see FIG. 1B and FIG. 2) around the axis. 支持部13cは、第2駆動部13fによって連結軸13eが回動することで、連結軸13eと共に回動する。 Supporting portion 13c, by connecting shaft 13e by the second drive unit 13f is rotated, it rotates together with connecting shaft 13e. 第2駆動部13fは、ボウル18のハウジングの内部に設けられている(図1参照)。 Second drive portion 13f is provided inside the housing of the bowl 18 (see FIG. 1).

図2に示すように、第1駆動部13dによってアーム13Lが矢印A方向に回動すると、洗浄ユニット12Lは、頭部17に対する第1方向に動く。 As shown in FIG. 2, when the arm 13L by the first driving unit 13d rotates in the direction of arrow A, the cleaning unit 12L moves in the first direction with respect to the head 17. 第1方向は、押圧方向の一例であると共に図2に示す矢印C方向であり、接触子21が当接する頭部17の表面に対する略法線方向である。 The first direction is a direction of arrow C shown in FIG. 2 with an example of a pressing direction, a direction substantially normal to the surface of the head 17 that contacts 21 abuts. 第1方向には、頭部17に近づく方向だけでなく、頭部17から離れる方向も含まれる。 The first direction, not only the direction toward the head 17, also includes a direction away from the head 17.

図1Bに示すように、第2駆動部13fによってアーム13Lが人の頭部17の略中心を通過する軸周りに矢印B方向に回動すると、洗浄ユニット12Lは、頭部17に沿った第2方向に動く。 As shown in FIG. 1B, the arm 13L by the second drive unit 13f is rotated in the direction of arrow B about an axis passing through the approximate center of the human head 17, the cleaning unit 12L includes a first along the head 17 move in two directions. 第2方向とは、移動方向の一例であると共に図1Bに示す矢印E方向であり、連結軸13eを中心とした回動方向である。 The second direction is a direction of arrow E shown in FIG. 1B with an example of a movement direction, a rotational direction about the connecting shaft 13e. 第2方向は、接触子21と人の頭部17の接触部においては、頭部17の表面に対する略接線方向に一致する。 The second direction, in the contact portion of the contact 21 and the human head 17, coincides substantially tangential to the surface of the head 17. 以下、洗浄ユニット12L,12Rを第2方向に移動させるようにアーム13L,13Rが回動することを、「スイング回動」と呼ぶ。 Hereinafter, the cleaning unit 12L, the arm 13L to move the 12R in the second direction, that 13R rotates, referred to as "swing rotation".

本実施の形態1にかかる自動頭部洗浄装置11は、枕部20に載せられた人の頭部17を洗浄するとき、上記のように洗浄ユニット12L,12Rを第1方向に動かして人の頭部17を押圧した状態で、上記のようにアーム13L,13Rを第2方向にスイング回動させる。 Automatic head cleaning apparatus 11 according to the first embodiment, when cleaning the human head 17 placed on the pillow portion 20, the person moving the cleaning unit 12L as described above, the 12R to the first direction the head 17 while pressing the arm 13L as described above, swings rotating the 13R in the second direction. 以上の動作に、パイプ19L,19Rのノズルからの洗浄液及び水の噴射を適宜組み合わせることで、人の頭部17が接触洗浄される。 The above operation, the pipe 19L, by properly combining the injection of the cleaning liquid and water from 19R nozzles, a person's head 17 is contacted cleaned. このとき、接触子21の揺動を適宜組み合わせることで、更なる洗浄効果を得ることができる。 In this case, by combining the swinging of the contact 21 as appropriate, it is possible to obtain a further cleaning effect.

本実施の形態1にかかる自動頭部洗浄装置11は、人の頭部17に対する略均一な押圧荷重での接触洗浄を実現するために、接触子21に対して第1方向に加わる荷重を検出する荷重検出部15を備える。 Automatic head cleaning apparatus according to the first embodiment 11, in order to realize the contact cleaning of a substantially uniform pressure load on the human head 17, detects the load applied in a first direction relative to the contact 21 It comprises a load detection unit 15 that.

本実施の形態1の自動頭部洗浄装置11は、荷重検出部15を有することを特徴の1つとする。 Automatic head cleaning apparatus 11 of the first embodiment, with one of the features that it has a load detection unit 15. そして、本実施の形態1の自動頭部洗浄装置11は、荷重検出部15を用いることで、例えば、接触子21への頭髪60の絡まりを検出することができるため、洗浄ユニット12への頭髪の絡まりの影響を軽減して、快適な頭部のケアを実現可能である。 Then, the automatic head cleaning apparatus 11 of the first embodiment, by using the load detection unit 15, for example, it is possible to detect entanglement of hair 60 to the contact 21, the hair of the cleaning unit 12 entanglement effect to reduce the of of, it is possible to realize a comfortable head of care.

図4、図5及び図7Aを参照して、荷重検出部15の構造について説明する。 4, with reference to FIGS. 5 and 7A, will be described the structure of the load detection unit 15. 図4は、荷重検出部15及びその周辺部を示す図2のK−K線断面図である。 Figure 4 is a line K-K cross-sectional view of FIG. 2 showing the load detection unit 15 and its peripheral portion. 図5は、荷重検出部15及びその周辺部を示す図3のM−M線断面図である。 Figure 5 is a line M-M sectional view of Fig. 3 showing the load detection unit 15 and its peripheral portion. 図7Aは、荷重検出部15及びその周辺部を示す図3のN−N線断面図である。 7A is a N-N line sectional view of FIG. 3 showing the load detection unit 15 and its peripheral portion.

図4、図5及び図7Aに示すように、荷重検出部15は、洗浄ユニット12Lのカバー32の内部に収容されている。 4, as shown in FIGS. 5 and 7A, the load detection unit 15 is accommodated in the cover 32 of the cleaning unit 12L. 荷重検出部15は、2つの荷重センサ51a,51bと、第1算出部51cと、を有する。 Load detection unit 15 has two load sensors 51a, and 51b, a first calculation unit 51c, a. 第1算出部51cは、荷重算出部の一例である。 The first calculation unit 51c is an example of a load calculation unit.

第1算出部51cは、電子回路を有する電子部品である。 The first calculation unit 51c, an electronic component having an electronic circuit. 第1算出部51cは、カバー32の内部において荷重センサ51a,51bの近傍に搭載されている。 The first calculation unit 51c is mounted load sensors 51a, in the vicinity of 51b inside the cover 32. 第1算出部51cは、荷重センサ51a,51bで検出された値に基づいて、接触子21に対して第1方向に加えられた荷重を算出する。 The first calculation unit 51c, the load sensor 51a, based on the detected value 51b, calculates a load applied in a first direction relative to the contact 21.

荷重センサ51a,51bは、第2方向において、間隔を空けて並置されている。 Load sensors 51a, 51b, in the second direction and are juxtaposed at intervals. すなわち、2つの荷重センサ51a,51bは、人の頭部17の表面に沿った第2方向に相違する位置に、それぞれ配置されている。 That is, the two load sensors 51a, 51b is in a position different in the second direction along the surface of the human head 17, is disposed, respectively. 第2方向において、荷重センサ51a,51bの中心間距離は2Lであり、各荷重センサ51a,51bの中心と支持軸36の中心との距離はLである。 In the second direction, the load sensors 51a, 51b the distance between the centers of a 2L, the load sensors 51a, the distance between the center and the center of the support shaft 36 and 51b is L.

荷重センサ51a,51bは、互いに同じ構造および大きさを有するロードセルである。 Load sensors 51a, 51b are load cell having the same structure and size with each other. 図5に示すように、荷重センサ51aは、互いに平行に配置された一対の板ばね54,55と、一方の板ばね54に貼り付けられた複数の歪ゲージ54aと、を備える。 As shown in FIG. 5, the load sensors 51a includes a pair of leaf springs 54 and 55 which are parallel to each other, a plurality of strain gauges 54a stuck on one of the leaf spring 54.

各板ばね54,55は、第2方向及び第1方向に直交する方向に延設されている。 The plate springs 54 and 55 are extended in the direction perpendicular to the second direction and the first direction. 2枚の板ばね54,55は、スペーサ52,53を介して積層されている。 Two plate springs 54 and 55 are laminated through a spacer 52 and 53. 板ばね54,55の積層方向は、第1方向に平行であり且つ第2方向に直交する方向である。 Stacking direction of the plate springs 54 and 55, which is a direction orthogonal is and in a second direction parallel to the first direction.

図4及び図5に示すように、スペーサ52,53は、板ばね54,55の長さ方向に間隔を空けて配置されている。 As shown in FIGS. 4 and 5, the spacers 52 and 53 are spaced apart in the longitudinal direction of the leaf spring 54, 55. 一方のスペーサ52には、板ばね54,55の一端部が固定されている。 On one of the spacer 52, one end portion of the leaf spring 54, 55 is fixed. 他方のスペーサ53には、板ばね54,55の他端部が固定されている。 The other spacer 53, the other end of the leaf spring 54, 55 is fixed.

図5に示すように、歪ゲージ54aは、一方の板ばね54の両面に2個ずつ設けられている。 As shown in FIG. 5, the strain gauges 54a are provided two by two on both sides of one plate spring 54. 板ばね54の各面において、2個の歪ゲージ54aは、板ばね54の長さ方向に間隔を空けて配置されている。 On each side of the leaf spring 54, the two strain gauges 54a, are spaced in the longitudinal direction of the leaf spring 54. なお、歪ゲージ54aは、板ばね54の一方の面にのみ設けられていてもよい。 Incidentally, the strain gauges 54a may be provided only on one side of the leaf spring 54.

以上の構成により、荷重センサ51a,51bは、板ばね54と板ばね55の積層方向の荷重のみを検出することができる。 With the above configuration, the load sensor 51a, 51b may be detected only the load in the stacking direction of the plate spring 54 and the leaf spring 55.

図4及び図5に示すように、板ばね54,55の長さ方向において、荷重センサ51a,51bの一端部は、洗浄ユニット12Lの台座部37に固定されている。 As shown in FIGS. 4 and 5, in the longitudinal direction of the leaf spring 54 and 55, the load sensor 51a, the one end portion of 51b is fixed to the pedestal portion 37 of the cleaning unit 12L. また、荷重センサ51a,51bの他端部では、アーム13Lの支持軸36がスペーサ52を貫通している。 Further, the load sensor 51a, the other end of the 51b, the support shaft 36 of the arm 13L penetrates the spacer 52. 荷重センサ51a,51bを固定するための台座部37は、カバー32の内面に固定または一体に設けられている。 Pedestal 37 for fixing the load sensor 51a, and 51b are provided in the fixed or integral with the inner surface of the cover 32. また、台座部37には、第1算出部51cが取り付けられている。 Further, the pedestal portion 37, is attached first calculator 51c. 一方のスペーサ52は、支持軸を支持する支持部の一例である。 One spacer 52 is an example of a support portion for supporting the support shaft. スペーサ52には、スペーサ52を第2方向に貫通する貫通穴52aが設けられ、貫通穴52aに支持軸36が挿通されている。 The spacer 52, through holes 52a penetrating the spacer 52 in the second direction is provided, the support shaft 36 is inserted into the through hole 52a. スペーサ52は、貫通穴52aに装着された軸受52bを介して、支持軸36を軸回転方向に回動可能、且つ、軸並進方向に拘束して支持している。 The spacer 52 is, via a bearing 52b mounted in the through hole 52a, can rotate the support shaft 36 in the rotation direction, and is supported by constraining the axial translation direction.

図4及び図7Aに示すように、支持軸36は、一対の孔部34に挿通されている。 As shown in FIGS. 4 and 7A, the support shaft 36 is inserted through a pair of holes 34. 一対の孔部34は、それぞれカバー32の内部と外部を繋ぐ。 A pair of holes 34, each connecting the interior of the cover 32 and the outside. 支持軸36と各孔部34の周壁との間には隙間が設けられている。 A gap is provided between the support shaft 36 and the peripheral wall of the hole 34. つまり、支持軸36はカバー32に固定されていない。 That is, the support shaft 36 is not fixed to the cover 32. そのため、人の頭部17から洗浄ユニット12Lの接触子21に加えられた荷重は、カバー32から台座部37及び荷重センサ51a,51bを介して支持軸36に伝えられる。 Therefore, the load applied to the contact 21 of the washing unit 12L from the human head 17, it is transmitted from the cover 32 pedestal portion 37 and the load sensor 51a, 51b to the support shaft 36 via the. そのため、接触子21に加えられた荷重が荷重センサ51a,51bに加わることになり、荷重センサ51a,51bによって、洗浄ユニット12Lの接触子21に加わる荷重を検出することができる。 Therefore, it becomes possible to load applied to the contact 21 is applied to the load sensor 51a, 51b, it is possible to load sensor 51a, by 51b, for detecting the load applied to the contacts 21 of the cleaning unit 12L.

一般に、洗浄ユニット12Lの接触子21によって人の頭部17を押さえるときの荷重を荷重センサ51a,51bによって検出するために、荷重センサ51a,51bの変位量は、数十μm程度で設計される。 In general, in order to detect the load load sensors 51a to, 51b when pressing the human head 17 by contact 21 of the cleaning unit 12L, the load sensor 51a, the amount of displacement of 51b is designed with several tens μm approximately . そのため、この変位を許容するために、支持軸36と孔部34の周壁との間には、組立誤差等を考慮して1mm程度の隙間を設ける。 Therefore, in order to permit this displacement, between the peripheral wall of the support shaft 36 and the hole 34 is provided with a gap of about 1mm in consideration of assembly error and the like.

洗浄ユニット12Lは、人の頭部17に押し当てられたとき、支持軸36を中心に回動することで、頭部17の表面に沿って配置される。 Cleaning unit 12L, when pressed against the human head 17, by rotating about the support shaft 36 is disposed along the surface of the head 17. このとき、板ばね54,55は、接触子21との接触位置近傍における人の頭部17の表面に対して、略平行に配置される。 At this time, the plate spring 54 and 55, to the surface of the human head 17 in the vicinity contact position with the contacts 21, are substantially parallel to each other. つまり、板ばね54,55の積層方向は、接触子21との接触位置近傍における人の頭部17の表面の法線方向に、略等しくなる。 That is, the stacking direction of the leaf spring 54 and 55, in the direction normal to the surface of the human head 17 in the vicinity contact position with the contact 21, it is substantially equal. したがって、荷重センサ51a,51bは、頭部17の表面に対する法線方向、すなわち、接触子21による人の頭部17に対する第1方向に加わる荷重を、検出することができる。 Therefore, the load sensor 51a, 51b is the direction normal to the surface of the head 17, i.e., the load applied to the first direction with respect to the human head 17 by contact 21 can be detected.

上述した通り、荷重センサ51a,51bは、カバー32で覆われている。 As described above, the load sensor 51a, 51b is covered with a cover 32. また、カバー32の孔部34の周壁と支持軸36との隙間は、弾性部33によって封止されている。 Further, the gap of the peripheral wall of the hole portion 34 of the cover 32 and the support shaft 36 is sealed by the elastic portion 33. そのため、カバー32の内部への水の浸入が防止され、荷重センサ51a,51bが水で濡れることを防止できる。 Therefore, entry of water into the cover 32 is prevented, it is possible to prevent the load sensor 51a, 51b is wetted with water. 弾性部33には、例えば、ゴム材料よりなる柔らかいリング状部材が用いられる。 The elastic portion 33, for example, a soft ring-shaped member made of a rubber material is used. 弾性部33の柔らかさとしては、接触子21から弾性部33を介して支持軸36に伝わる荷重の伝達を十分に抑制できる程度の柔らかさが、望ましい。 The softness of the resilient portion 33, softness enough to sufficiently suppress the transmission of the load transmitted from the contactor 21 to the support shaft 36 via the elastic unit 33 is desirable. これにより、支持軸36と孔部34の周壁との隙間を弾性部33によって封止しても、洗浄ユニット12Lに加えられた荷重が確実に荷重センサ51a,51bに伝えられるため、荷重センサ51a,51bによる荷重検出が可能である。 Thus, because even the gap between the peripheral wall of the support shaft 36 and the hole 34 is sealed by the elastic portion 33, the load applied to the cleaning unit 12L is reliably load sensor 51a, it is transmitted to 51b, the load sensor 51a , it is possible to load detection by 51b.

図6、図7A、図7B、図8A及び図8Bを参照して、荷重検出部15に関連する制御システムについて説明する。 6, 7A, 7B, and 8A and 8B, a description will be given of a control system associated with the load detection unit 15.

図6は、荷重検出部15に関連する制御システムのブロック図である。 Figure 6 is a block diagram of a control system associated with the load detection unit 15. 図7A、図7B、図8A及び図8Bは、荷重検出部15及びその周辺部を示す図3のN−N線断面図である。 7A, 7B, 8A and 8B are N-N line sectional view of FIG. 3 showing the load detection unit 15 and its peripheral portion. より具体的に、図7Aは、アーム13Lが停止している状態を示し、図7Bは、アーム13Lの停止中に接触子21に頭髪60が絡まった状態を示し、図8Aは、アーム13Lがスイング回動している状態を示し、図8Bは、アーム13Lのスイング回動中に接触子21に頭髪60が絡まった状態を示している。 More specifically, FIG. 7A shows a state where the arm 13L is stopped, FIG. 7B shows a state where the hair 60 is entangled contact 21 during the stop of the arm 13L, FIG. 8A, the arm 13L is It shows a state where the swing pivot, Figure 8B shows a state where hair 60 is entangled contact 21 during the swing rotation of the arm 13L.

なお、荷重検出部15は、洗浄ユニット12L,12R毎に設けられているが、図6には、一方の荷重検出部15のみを図示している。 Incidentally, the load detection unit 15, cleaning unit 12L, but are provided for each 12R, FIG. 6 shows only one of the load detection unit 15.

図6に示すように、荷重センサ51a,51bの出力信号は、第1算出部51cに入力される。 As shown in FIG. 6, the load sensor 51a, the output signal of 51b is input to the first calculation unit 51c. 第1算出部51cは、接触子21に対して第1方向に加わる荷重を算出する第2算出部51dと、接触子21に対して第2方向に加わる荷重を算出する第3算出部51eと、を有する。 The first calculation unit 51c, a third calculating unit 51e for calculating a second calculation unit 51d for calculating a load applied in a first direction relative to the contact 21, a load applied in a second direction relative to the contact 21 It has a. 第2算出部51dは、荷重センサ51a,51bで検出される検出値の和に基づいて第1方向(押圧方向)の荷重を算出する、押圧方向荷重算出部の一例である。 Second calculating section 51d calculates the load in the first direction (pressing direction) based on a sum of the detected value detected load sensor 51a, at 51b, which is an example of a pressing direction load calculator. 第3算出部51eは、荷重センサ51a,51bで検出される検出値の差に基づいて第2方向(移動方向)の荷重を算出する、移動方向荷重算出部の一例である。 Third calculation section 51e calculates the load in the second direction (moving direction) on the basis of the difference between the detection value detected load sensor 51a, at 51b, which is an example of a movement direction load calculator.

第1算出部51cにより算出された算出値の信号は制御部14に入力される。 Signal calculation value calculated by the first calculating unit 51c is input to the control unit 14. 制御部14は、判定部16と、種々の情報を記憶する記憶部24と、を有する。 Control unit 14 includes a determination unit 16, a storage unit 24 for storing various information. 判定部16は、第3算出部51eで算出された第2方向の荷重が、所定の値よりも大きいか否かを判定する。 Determining unit 16 determines the load of the second direction calculated by the third calculating portion 51e is, whether greater than a predetermined value.

制御部14から出力される制御信号は、第1駆動部13d及び第2駆動部13fに入力される。 Control signal output from the control unit 14 is input to the first driving portion 13d and the second drive unit 13f. つまり、制御部14は、荷重検出部15で検出された検出値に基づいて第1駆動部13d及び第2駆動部13fを制御することで、アーム13L,13Rの動作を制御する。 That is, the control unit 14, by controlling the first driving portion 13d and the second drive unit 13f on the basis of the detected value detected by the load detection unit 15, controls the operation of the arm 13L, 13R.

図7A、図7B、図8A及び図8Bを参照して、第2算出部51d及び第3算出部51eによる荷重算出方法について、説明する。 FIGS. 7A, 7B, and 8A and 8B, the load calculation method according to the second calculation unit 51d, and a third calculation unit 51e, will be described.

図7A、図7B、図8A及び図8Bにおいて、符号が付された各種寸法および各種荷重の大きさは、次の通りである。 FIGS. 7A, 7B, 8A and 8B, the size of various dimensions and various loads symbol is affixed are as follows.

先ず、上述したように、第2方向に関して、荷重センサ51a,51bの中心間距離は2Lであり、各荷重センサ51a,51bの中心と支持軸36の中心との距離はLである。 First, as described above, with respect to the second direction, load sensors 51a, 51b the distance between the centers of a 2L, the distance between the center of each load sensor 51a, the center of 51b support shaft 36 is L. また、第2方向に関して、一対の接触子21の中心間の距離を2Sとし、各接触子21の中心と支持軸36の中心との距離をSとする。 Further, with respect to the second direction, the distance between the centers of the pair of contacts 21 and 2S, the distance between a center of the support shaft 36 of each contact 21 and S. 第1方向に関して、人の頭部17に対する接触子21の接触面と支持軸36との距離をHとする。 With respect to the first direction, the distance of the contact surface of the contact 21 against a person's head 17 and the support shaft 36 and H. FL1は、一方の荷重センサ51aの検出値であり、FL2は、他方の荷重センサ51bの検出値である。 FL1 is the detected value of one of the load sensors 51a, FL2 is the detected value of the other of the load sensor 51b. Fn1は、一方の接触子21に加わる第1方向の荷重であり、Fn2は、他方の接触子21に加わる第1方向の荷重である。 Fn1 is load in the first direction applied to one of the contacts 21, Fn2 are load in the first direction applied to the other of the contacts 21. また、図8A及び図8Bにおいて、Fs1は、一方の接触子21に加わる第2方向の荷重であり、Fs2は、他方の接触子21に加わる第2方向の荷重である。 Further, in FIGS. 8A and 8B, is Fs1, a load in the second direction applied to one of the contacts 21, Fs2 is a load in the second direction applied to the other of the contacts 21.

洗浄ユニット12Lが第2方向に移動していない状態を示す図7A及び図7Bを参照して、第2算出部51dで接触子21に加わる第1方向の荷重を算出する方法について、説明する。 Cleaning unit 12L is with reference to FIGS. 7A and 7B show a state where not moved in the second direction, the method of calculating the load in the first direction applied to the contacts 21 in the second calculating unit 51d, will be described.

接触子21が人の頭部17に当接すると、第2算出部51dは、荷重センサ51a,51bの検出値FL1,FL2に基づいて、接触子21に加わる第1方向の荷重を算出する。 When the contact 21 comes into contact with the human head 17, the second calculating unit 51d is a load sensor 51a, based on the 51b of the detection value FL1, FL2, and calculates the load in the first direction applied to the contacts 21. 具体的に、第2算出部51dは、下記(数式1)のように荷重センサ51aの検出値FL1及び荷重センサ51bの検出値FL2を加算して、接触子21に加わる第1方向の荷重Fyを算出する。 Specifically, the second calculating unit 51d is following by adding the detected value FL2 detection values ​​FL1 and load sensors 51b of the load sensor 51a as shown in (Equation 1), the load Fy in the first direction applied to the contacts 21 It is calculated.

[数1] [Number 1]
Fy=FL1+FL2 ・・・・・(数式1) Fy = FL1 + FL2 ····· (Equation 1)

ここで、本実施の形態1の荷重検出部15の構成では、接触子21に加わる第1方向の荷重は、図7Bに示すように接触子21に頭髪60が絡まった場合でも、ほとんど変化しない。 Here, in the configuration of the load detecting portion 15 of the first embodiment, the load in the first direction applied to the contacts 21, even if the hair 60 is entangled in contact 21 as shown in FIG. 7B, almost no change . したがって、接触子21に頭髪60が絡まっても、上記(数式1)を用いて、接触子21に加わる第1方向の荷重Fyを算出できる。 Accordingly, even if hair 60 is entangled with the contact 21, by using the (Formula 1) can be calculated load Fy in the first direction applied to the contacts 21.

制御部14は、第1方向の荷重Fyに基づいて、接触子21に加わる第1方向の荷重が、予め記憶部24に記憶された大きさになるように、アーム13L,13Rを制御する。 Control unit 14, based on the load Fy in the first direction, the load in the first direction applied to the contacts 21, so that the size of previously stored in the storage unit 24, controls the arm 13L, 13R. このように制御することにより、自動頭部洗浄装置11は、人の頭部17に対して略均一な押圧荷重で接触洗浄を行なうことができる。 With this control, automatic head cleaning apparatus 11 can make contact washed with a substantially uniform pressing load against the person's head 17.

続いて、図8A及び図8Bを参照して、洗浄ユニット12Lが第2方向に移動している場合に、第2算出部51dにより、接触子21に加わる第1方向の荷重を算出する方法、及び、第3算出部51eにより、接触子21に加わる第2方向の荷重を算出する方法について説明する。 How Subsequently, with reference to FIGS. 8A and 8B, when the cleaning unit 12L is moved in the second direction, the second calculating section 51d, calculates the load in the first direction applied to the contacts 21, and, the third calculation unit 51e, a description will be given of a method of calculating the load in the second direction applied to the contacts 21.

図8Aに示すように、アーム13Lのスイング回動によって洗浄ユニット12Lが第2方向に移動しているとき、接触子21と人の頭部17との間に摩擦力が生じるため、接触子21には、第1方向の荷重Fn1,Fn2だけでなく、第2方向の荷重Fs1,Fs2も加わる。 As shown in Figure 8A, when the cleaning unit 12L by the swing rotation of the arm 13L is moving in a second direction, the frictional force between the contact 21 and the person's head 17 occurs, the contact 21 the well load Fn1, Fn2 in the first direction, the load in the second direction Fs1, Fs2 also added.

接触子21に第2方向の荷重Fs1,Fs2が加わると、支持軸36に力のモーメントMeが発生する。 When the load in the second direction Fs1, Fs2 is applied to the contact 21, the moment Me force is generated in the support shaft 36. 距離2Lを隔てて第2方向に並置された荷重センサ51a,51bは、支持軸36の中心を挟むように設置されている。 The second direction juxtaposed load sensor 51a at a distance 2L, 51b is installed so as to sandwich the center of the support shaft 36. そのため、支持軸36にモーメントMeが発生すると、片方の荷重センサ51aに正の荷重が加わり、他方の荷重センサ51bに負の荷重が加わる。 Therefore, when the moment Me is generated in the support shaft 36, joined by positive load on one of the load sensors 51a, negative load is applied to the other of the load sensor 51b. つまり、アーム13Lのスイング回動中、荷重センサ51a,51bの検出値FL1,FL2には、接触子21に加わる第1方向の荷重Fn1,Fn2による荷重成分に加えて、支持軸36に生じるモーメントMeによる正または負の荷重成分が含まれる。 That is, during the swing rotation of the arm 13L, a load sensor 51a, and 51b of the detection value FL1, FL2, in addition to the load component of the first direction of the load Fn1, Fn2 applied to the contact 21, resulting in the support shaft 36 Moment It includes positive or negative load component by Me.

モーメントMeにより一方の荷重センサ51aに加わる正の荷重成分の絶対値は、他方の荷重センサ51bに加わる負の荷重成分の絶対値に略等しい。 The absolute value of the positive load component applied to the one load sensor 51a by moment Me is substantially equal to the absolute value of the negative load component applied to the other of the load sensor 51b. そのため、上記(数式1)のように、2つの荷重センサ51a,51bの検出値FL1,FL2を加算すると、モーメントMeにより両荷重センサ51a,51bに加わる荷重成分が相殺されて、モーメントMeによる影響を十分に抑制できる。 Therefore, as described above (Equation 1), two load sensors 51a, when adding the detection value FL1, FL2 of 51b, both load sensors 51a by moment Me, load component applied to 51b are canceled, the influence of the moment Me the can be sufficiently suppressed. よって、実施の形態1の荷重検出部15は、アーム13L,13Rがスイング回動しているときも、上記(数式1)を用いることによって、接触子21に加わる第1方向の荷重Fyをほぼ正確に算出することができる。 Therefore, the load detection unit 15 in the first embodiment, the arms 13L, even when the 13R is swinging pivot, by using the above (Equation 1), substantially the load Fy in the first direction applied to the contacts 21 it can be calculated accurately.

続いて、アーム13Lのスイング回動中に、第3算出部51eにより第2方向の荷重を算出する方法について説明する。 Subsequently, during the swing rotation of the arm 13L, a description will be given of a method of calculating the load in the second direction by the third calculation unit 51e.

第3算出部51eは、荷重センサ51a,51bの検出値FL1,FL2の差に基づいて、接触子21に対して加わる第2方向の荷重Fsを算出する。 Third calculation unit 51e is a load sensor 51a, on the basis of the difference between the detected value FL1, FL2 of 51b, and calculates the load Fs of the second direction exerted against the contact 21. 具体的な算出方法は次の通りである。 Specific calculation method is as follows.

上記のモーメントMeは、一対の接触子21に第1方向及び第2方向の荷重が加えられることによって生じる。 Additional moment Me is caused by the load of the first and second directions is applied to the pair of contacts 21. そのため、モーメントMeは、一対の接触子21に加わる第1方向及び第2方向の荷重に基づいて、下記(数式2)によって求められる。 Therefore, moment Me, based on the weight of the first and second directions acting on the pair of contacts 21 is determined by the following (Equation 2).

[数2] [Number 2]
Me=(Fn1−Fn2)×S+(Fs1+Fs2)×H ・・・(数式2) Me = (Fn1-Fn2) × S + (Fs1 + Fs2) × H ··· (Equation 2)

一対の接触子21に加わる第1方向の荷重Fn1,Fn2は概ね等しいため、 Fn1=Fn2 と仮定できる。 Load in the first direction applied to the pair of contacts 21 Fn1, Fn2 because generally equal, it can be assumed that Fn1 = Fn2. そのため、上記(数式2)は、下記の(数式3)に変形することができる。 Therefore, the (Equation 2) can be transformed to the following (Equation 3).

[数3] [Number 3]
Me=(Fs1+Fs2)×H ・・・(数式3) Me = (Fs1 + Fs2) × H ··· (Equation 3)

一対の接触子21に加わる第2方向の総荷重Fsは、各接触子21に加わる第2方向の荷重Fs1,Fs2の和であるため、 Fs=Fs1+Fs2 が成り立つ。 Total load Fs of the second direction exerted on the pair of contacts 21 are the sum of the load Fs1, Fs2 of the second direction exerted on each contact 21, Fs = Fs1 + Fs2 holds. そのため、上記(数式3)は、下記の(数式4)に変形することができる。 Therefore, the (Equation 3) can be deformed in the following (Equation 4).

[数4] [Number 4]
Me=Fs×H ・・・(数式4) Me = Fs × H ··· (Equation 4)

また、モーメントMeは、荷重センサ51a,51bで検出される荷重FL1,FL2に基づいて、下記の(数式5)によって算出することができる。 Further, moment Me, based on the load FL1, FL2 is detected load sensor 51a, at 51b, may be calculated by the following (Equation 5). 2つの荷重センサ51a,51bは、支持軸36の中心を挟むように配置されているため、下記の(数式5)では、荷重センサ51a,51bの検出値FL1,FL2の差に基づいてモーメントMeが算出される。 Two load sensors 51a, 51b, because they are arranged so as to sandwich the center of the support shaft 36, the following (Equation 5), moment Me on the basis of the difference between the load sensor 51a, 51b of the detection value FL1, FL2 There is calculated.

[数5] [Number 5]
Me=(FL1−FL2)×L ・・・・・(数式5) Me = (FL1-FL2) × L ····· (Equation 5)

上記の(数式4)及び(数式5)に基づいて、下記の(数式6)が得られる。 Based on the above (Equation 4) and (Equation 5), the following (Equation 6) is obtained.

[数6] [6]
Fs=(FL1−FL2)L/H ・・・・・(数式6) Fs = (FL1-FL2) L / H ····· (Equation 6)

以上のように、第3算出部51eは、モーメントMeにより生じる2つの荷重センサ51a,51bの検出値FL1,FL2の差に基づく上記(数式6)によって、接触子21に加わる第2方向の荷重Fsを算出することができる。 As described above, the third calculation unit 51e includes two load sensors 51a caused by moment Me, the above based on the difference 51b of the detection value FL1, FL2 (Equation 6), a load in the second direction applied to the contacts 21 it is possible to calculate the Fs.

また、本実施の形態1にかかる自動頭部洗浄装置11は、第3算出部51eで算出された第2方向に加わる荷重Fsに基づいて、異常の有無を検出することもできる。 The automatic head cleaning apparatus 11 according to the first embodiment can also be based on the load Fs applied to the second direction calculated by the third calculating portion 51e, for detecting the presence or absence of abnormality. ここでの異常とは、例えば、接触子21への頭髪60の絡まり等である。 Here the abnormality is, for example, such as entanglement of hair 60 to the contacts 21. 以下、異常の有無の検出について具体的に説明する。 It will be specifically described below detection of the presence or absence of abnormality.

図8Aに示すように、アーム13Lのスイング回動中に特に異常が発生していていないとき、第3算出部51eにより算出される第2方向の荷重Fsは、接触子21と人の頭部17との間に生じる摩擦力に略等しい。 As shown in Figure 8A, when the particular abnormal during the swing rotation of the arm 13L is not not occur, the load Fs of the second direction calculated by the third calculating portion 51e has contacts 21 and a human head approximately equal to the frictional force generated between the 17.

しかしながら、例えば図8Bに示すように、アーム13Lのスイング回動中に接触子21に頭髪60が絡まるなどの異常が発生した場合、接触子21には、第2方向への接触子21の移動を妨げようとする方向に、通常の摩擦力よりも大きな力が発生する。 However, for example, as shown in FIG 8B, when an abnormality such as during a swing rotation of the arm 13L hair 60 is entangled contact 21 occurs, the contact 21, the movement of the contact 21 in the second direction in a direction to be to obstruct a large force is generated than normal friction. ここで、通常の摩擦力とは、摺動抵抗以外の移動に伴う抵抗力がなく、且つ、移動に伴う抵抗力の大きな変化がない状態で、接触子21と人の頭部17との間に生じる摩擦力である。 Here, the normal frictional forces, without resistance force accompanying the movement of the non-sliding resistance, and, in a large change in the absence of resistance due to the movement, between the contact 21 and the person's head 17 a frictional force generated. 異常の発生によって各接触子21に加わる第2方向の荷重Fs1,Fs2が正常時に比べて大きくなると、支持軸36に生じるモーメントMeが正常時に比べて大きくなるため、2つの荷重センサ51a,51bの検出値FL1,FL2の差が大きくなり、第3算出部51eにより算出される荷重Fsも大きくなる。 Load the second direction exerted on each contact 21 by the occurrence of abnormality Fs1, the Fs2 is larger than in the normal, since the moment Me occurring on the support shaft 36 is larger than that in the normal, two load sensors 51a, 51b of the difference between the detected value FL1, FL2 becomes large, even larger load Fs calculated by the third calculating portion 51e.

また、洗浄ユニット12Lが第2方向に移動していないときであっても、被洗浄者が起き上がろうとして頭部17が枕部20から離れるように動いたときなど、頭部17が動く場合がある。 The cleaning unit 12L is even when not moving in the second direction, such as when the head 17 is moved away from the pillow unit 20 as will be cleaned's get up, if the head 17 is moved is there. このように頭部17が動く場合、2つの荷重センサ51a,51bの検出値FL1,FL2の差は、正常時に比べて大きくなる。 Thus, when the head 17 moves, two load sensors 51a, the difference between the detected value FL1, FL2 of 51b, larger than that in the normal. この場合も、第3算出部51eにより算出される荷重Fsは正常時に比べて大きくなる。 Again, the load Fs calculated by the third calculating portion 51e is larger than that in the normal.

以上の現象を利用して、制御部14の判定部16は、第3算出部51eで算出された第2方向の荷重Fsが所定の値よりも大きいか否かに基づいて、異常の有無を判定する。 By utilizing the phenomenon above, the determination unit 16 of the controller 14, the load Fs of the second direction calculated by the third calculation unit 51e based on whether greater than a predetermined value, the presence or absence of an abnormality judge. 判定部16により判定可能な異常の具体例としては、例えば、接触子21に頭髪60が絡まること、被洗浄者が起き上がることによって枕部20から頭部17が離れること、人の頭部17の表面の凹凸に接触子21が引っ掛かること等が挙げられる。 Examples of possible decision abnormality by the determination unit 16, for example, the hair 60 is entangled contact 21, the pillow portion 20 by the cleaning person gets up the head 17 is moved away, the person's head 17 like contact 21 is caught by the unevenness of the surface thereof.

判定部16による判定のために、記憶部24には、通常の摩擦力の荷重よりも大きな所定の値Fsmaxが予め記憶される。 For the determination by the determination unit 16, the storage unit 24, a large predetermined value Fsmax are stored in advance than the load normal frictional forces. 荷重Fsmaxは、例えば、垂直抗力と摩擦力で定義される摩擦係数が3以上であるときの荷重に設定される。 Load Fsmax is set to, for example, load when the friction coefficient defined by the normal force and the friction force is greater than or equal to three.

判定部16は、第3算出部51eで算出された第2方向の荷重Fsが、予め記憶部24に記憶された値Fsmaxよりも大きければ、異常が発生したと判定する。 Determining unit 16 determines that the load Fs of the second direction calculated by the third calculating portion 51e is larger than the value Fsmax previously stored in the storage unit 24, abnormality occurs. 判定部16により異常が判定されると、自動頭部洗浄装置11は、第1緊急動作を行うように制御部14によって制御される。 When abnormality is judged by the judging unit 16, the automatic head cleaning apparatus 11 is controlled by the controller 14 to perform the first emergency operation. 第1緊急動作は、例えば、アーム13L,13Rの移動及び接触子21の揺動を急停止させる動作、人の頭部17から洗浄ユニット12L,12Rを離間させる動作等である。 The first emergency operation, for example, the arms 13L, 13R move and suddenly stopped to operate the swinging of the contact 21 of an operation or the like to separate the cleaning unit 12L, 12R from the person's head 17. 本実施の形態1の自動頭部洗浄装置11は、第1緊急動作が行われることにより、被洗浄者に不快感を与える可能性を低くすると共に、被洗浄者の安全を確保することができる。 Automatic head cleaning apparatus 11 of the first embodiment, since the first emergency operation is performed, as well as reduce the possibility of discomfort to be cleaned's safety can be ensured of the cleaning person .

なお、人の頭部17の表面に対して接触子21が押し当てられる力の大きさは、頭部17の形状によっても異なる。 The size of against which force push contact 21 against the surface of the human head 17, varies depending on the shape of the head 17. そのため、洗浄ユニット12L,12Rに対する頭部17の表面の傾きが大きいときほど、2つの荷重センサ51a,51bの検出値FL1,FL2の差が大きくなる。 Therefore, the cleaning unit 12L, as when the slope of the surface of the head 17 with respect to a large 12R, 2 two load sensors 51a, the difference between the detection value FL1, FL2 of 51b increases. したがって、人の頭部17に接触子21を押し当てながら洗浄ユニット12L,12Rを第2方向に移動させることで、頭部17の形状のスキャニングを行うとき、2つの荷重センサ51a,51bの検出値FL1,FL2の差に基づいて、頭部17の表面の曲率を精密に検出することができる。 Therefore, by moving the washing unit 12L while pressing the contact 21 to the human head 17, the 12R in the second direction, when performing scanning of the shape of the head 17, two load sensors 51a, 51b detect the based on the difference between the values ​​FL1, FL2, the curvature of the surface of the head 17 can be precisely detected.

図9に示すフローチャートを参照して、本実施の形態1にかかる荷重検出部15に関連する制御動作の一例について説明する。 With reference to the flowchart shown in FIG. 9, an example of a control operation related to the load detection unit 15 according to the first embodiment.

まず、荷重センサ51a,51bにより荷重FL1,FL2を計測する(ステップS01)。 First, measure the load FL1, FL2 load sensor 51a, the 51b (step S01). 続いて、第3算出部51eにより、ステップS01で計測された検出値FL1,FL2と、上記(数式6)に基づいて、接触子21に加わる第2方向の荷重Fsを算出する(ステップS02)。 Subsequently, by the third calculating portion 51e, and the detected value FL1, FL2 that has been measured in step S01, based on the above (Equation 6), to calculate the load Fs of the second direction applied to the contacts 21 (step S02) .

次のステップS03では、判定部16により、ステップS02で算出された第2方向の荷重Fsが、予め記憶部24に記憶された値Fsmaxよりも大きいか否かを判定する。 In the next step S03, determined by the determination unit 16, the second direction of the load Fs calculated in step S02 is whether or not larger than a value Fsmax previously stored in the storage unit 24. 第2方向の荷重Fsが所定値Fsmaxよりも大きい場合(ステップS03のYes)、判定部16は、異常が発生したと判定し、引き続きステップS04の判定を行う。 If the load Fs of the second direction is larger than a predetermined value Fsmax (Yes in step S03), the determination unit 16 determines that an abnormality has occurred, continue the determination in step S04.

ステップS04において、判定部16は、アーム13Lが移動中か否か、すなわち、アーム13Lのスイング回動により洗浄ユニット12Lが第2方向に移動しているか否かを判定する。 In step S04, the determination unit 16 determines whether the arm 13L is either moving, i.e., whether the cleaning unit 12L by the swing rotation of the arm 13L is moving in the second direction.

洗浄ユニット12Lが第2方向に移動していない場合(ステップS04のNo)、判定部16は、起き上がりを検出する(ステップS05)。 If cleaning unit 12L is not moved in the second direction (No in step S04), the determination unit 16 detects the rising (step S05). ここで、起き上がりとは、被洗浄者が起き上がろうとして、被洗浄者の頭部17が枕部20から離れるように動いたことである。 Here, the rising, as will be cleaned person get up, is that the object to be cleaned's head 17 is moved away from the pillow unit 20. また、ステップS05において、制御部14は、第2緊急動作を実行させる。 Further, in step S05, the control unit 14 causes the second emergency operation. 第2緊急動作は、第1緊急動作の一例であり、例えば、表示又は音声等による警告処理、人の頭部17から左右の洗浄ユニット12L,12Rを離間させる動作等である。 The second emergency operation is an example of a first emergency operation, for example, warning processing by display or sound or the like, it is from a human head 17 right and left of the washing unit 12L, operations and the like to separate the 12R. ステップS05の第2緊急動作が実行されることにより、起き上がろうとする被洗浄者の安全が確保される。 By the second emergency operation of step S05 is executed, the safety of the cleaning person to be get up is ensured.

一方、洗浄ユニット12Lが第2方向に移動している場合(ステップS04のYes)、判定部16は、接触子21に頭髪60が絡まっていると判断し、制御部14は、第3緊急動作を実行させる(ステップS06)。 On the other hand, if the cleaning unit 12L is moving in the second direction (Yes in step S04), the determination unit 16 determines that the hair 60 is entangled with the contact 21, the control unit 14, the third emergency operation is executed (step S06). 第3緊急動作は、第1緊急動作の一例であり、例えば、アーム13Lの移動を停止させる動作である。 The third emergency operation is an example of a first emergency operation, for example, is an operation to stop the movement of the arm 13L. ステップS06の第3緊急動作が実行されることにより、被洗浄者の頭髪60が洗浄ユニット12Lによって引っ張られることが抑制され、被洗浄者に対して不快感を与えることを防止できる。 By the third emergency operation of step S06 is executed, is prevented from hair 60 of the cleaning person is pulled by the cleaning unit 12L, it is possible to prevent the uncomfortable feeling to be cleaned person.

ステップS03の判定の結果、第2方向の荷重Fsが所定値Fsmax以下である場合(ステップS03のNo)、判定部16は、自動頭部洗浄装置11の動作が正常であると判断し、ステップS07〜ステップS09の処理が実行される。 Is determined in step S03, when the load Fs of the second direction is less than a predetermined value Fsmax (No in step S03), the determination unit 16, the operation of the automatic head cleaning apparatus 11 is determined to be normal, step processing S07~ step S09 is executed.

ステップS07では、第2算出部51dにより、ステップS01で計測された検出値FL1,FL2と、上記(数式1)に基づいて、接触子21に加わる第1方向の荷重Fyを算出する。 In step S07, the second calculation unit 51d, and the detected value FL1, FL2 that has been measured in step S01, based on the above (Equation 1) to calculate the load Fy in the first direction applied to the contacts 21. 第1方向の荷重Fyは、前述のように押圧荷重である。 Load Fy in the first direction is a pressing load as mentioned above.

続くステップS08において、制御部14は、ステップS07で算出された荷重Fyに基づいて、接触子21に加わる第1方向の荷重が、予め記憶部24に記憶された所定値となるように、第1方向におけるアーム13Lの移動をフィードバック制御する。 In the following step S08, the control unit 14 based on the load Fy calculated in step S07, as the load in the first direction applied to the contact 21 becomes the previously predetermined value stored in the storage unit 24, the a feedback control of the movement of the arm 13L in one direction. ステップS08のフィードバック制御により、人の頭部17は、略均一な押圧荷重で快適に接触洗浄される。 By the feedback control in step S08, a person's head 17, is comfortable contact washed with a substantially uniform pressing load.

続くステップS09において、制御部14は、第2方向における洗浄ユニット12Lの移動または停止が引き続き実行されるように、アーム13Lのスイング回動を制御する。 In the following step S09, the control unit 14, the movement or stopping of the cleaning unit 12L in the second direction it continues to run, controls the swing rotation of the arm 13L.

なお、図9に示す制御は一例に過ぎず、自動頭部洗浄装置11の動作順序、ステップS05及びステップS06の緊急動作の内容等は、本実施の形態に限定されるものではない。 The control shown in FIG. 9 is only an example, the operation sequence of the automatic head cleaning apparatus 11, such as the contents of the emergency operation of step S05 and step S06 is not limited to this embodiment. 例えば、図9に示す制御では、被洗浄者の起き上がり、及び、頭髪60の絡まりという2種類の異常の有無が判定され、第2方向の荷重Fsの閾値に関して、いずれの異常の判定にも同じ閾値Fsmax(図9のステップS03)が用いられる。 For example, the control shown in FIG. 9, rising of the object to be cleaned's and two types of presence or absence of abnormality of tangling of the hair 60 is the determination with respect to the threshold of the load Fs of the second direction, the same also to the determination of any abnormality threshold Fsmax (step S03 in FIG. 9) is used. だが、ここで、異常の種類毎に異なる閾値を用いて異常の有無を判定してもよい。 But, here, it may determine the presence or absence of an abnormality by using different thresholds for each type of abnormality.

以上のように、本実施の形態1にかかる自動頭部洗浄装置11は、荷重検出部15として2個の荷重センサ51a,51bを用いることで、第2方向の荷重による影響を低減しつつ、第1方向の荷重を検出できる。 As described above, the automatic head cleaning apparatus 11 according to the first embodiment, two load sensors 51a as the load detection unit 15, by using the 51b, while reducing the influence of the load in the second direction, It can detect the load of the first direction. また、本実施の形態1にかかる自動頭部洗浄装置11は、一方向のみの荷重を検出する1種類の荷重センサを用いて、第1方向の荷重だけでなく、第2方向の荷重も検出できるため、構成の簡素化および装置の小型化が可能になると共に、コストが低減される。 The automatic head cleaning apparatus 11 according to the first embodiment, using one load sensor for detecting a load in only one direction, not only the load in the first direction, the load of the second direction detected since it, it becomes possible to miniaturize the simplification and device configuration, costs are reduced.

なお、装置の形態として、第2方向の荷重の検出を省略する場合は、第3算出部51eを省略することができる。 Incidentally, the form of the device, may be omitted detection of the load in the second direction, it is possible to omit the third calculation unit 51e. この場合でも、第1方向荷重の検出は、上記(数式1)に従って行うことができる。 In this case, detection of the first direction load can be carried out according to the above (Equation 1).

(実施の形態2) (Embodiment 2)
図10は、本発明の実施の形態2にかかる洗浄ユニット12L及びアーム13Lを示す側面図である。 Figure 10 is a side view showing the cleaning unit 12L and the arm 13L according to a second embodiment of the present invention.

以下、本実施の形態2が実施の形態1と異なる点について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, the second embodiment is the different from the first embodiment will be described with reference to the drawings.

自動頭部洗浄装置11がアーム13L,13Rをスイング回動させると、洗浄ユニット12L,12Rは、第2方向に沿って移動する。 Automatic head cleaning device 11 causes the swing pivot of the arm 13L, 13R, the cleaning unit 12L, 12R moves in the second direction. したがって、洗浄ユニット12L,12Rは、水平に配置されるポジションP2よりも上側(頭部17の額側)のポジションP1、及び、ポジションP2よりも下側(頭部17の後頭部側)のポジションP3に配置されることがある。 Therefore, the cleaning unit 12L, 12R, the position than the position P2 which is disposed horizontally above position P1 of (forehead side of the head 17) and, below the position P2 (occipital side of the head 17) P3 it may be disposed. また、洗浄ユニット12L,12Rは、荷重検出部15を介してアーム13L,13Rに支持される。 The cleaning unit 12L, 12R are supported arm 13L, to 13R through the load detection unit 15. そのため、洗浄ユニット12L,12Rの第2方向における位置によっては、洗浄ユニット12L,12Rの重量が、荷重検出部15の荷重検出に影響を与えることがある。 Therefore, the cleaning unit 12L, the position in the second direction 12R, the cleaning unit 12L, the weight of the 12R is, may have effects on the load detection of the load detection unit 15. つまり、ポジションP1及びポジションP3では、荷重検出部15により検出される第1方向の荷重Fyに、洗浄ユニット12L,12Rの重量のうちの第1方向の成分が含まれる。 That is, in the position P1 and the position P3, the first direction of the load Fy detected by the load detection unit 15, cleaning unit 12L, includes a first direction component of the weight of the 12R. 鉛直方向(矢印G方向)は一定であるのに対して、第1方向は、第2方向における洗浄ユニット12L,12Rの位置に応じて変化する。 Whereas the vertical direction (direction of arrow G) is constant, the first direction, the cleaning unit 12L in the second direction, varies depending on the position of the 12R. そのため、洗浄ユニット12L,12Rの重量のうちの第1方向の成分の大きさは、アーム13L,13Rの回動量により変化する。 Therefore, the size of the first direction component of the weight of the cleaning units 12L, 12R is, the arms 13L, varies by rotation of 13R.

このような洗浄ユニット12L,12Rの重量の影響を排除するために、本実施の形態2にかかる自動頭部洗浄装置11は、荷重検出部15で検出される第1方向の荷重Fyのうち、洗浄ユニット12L,12Rの重量の第1方向の成分による荷重をキャンセルするための重量キャンセル部61を備える。 Such cleaning unit 12L, in order to eliminate the influence of the weight of the 12R, automatic head cleaning apparatus 11 according to the second embodiment, among the load Fy in the first direction detected by the load detection unit 15, comprising a weight canceller 61 for canceling the cleaning unit 12L, the load by the first direction component of the weight of the 12R. 重量キャンセル部61は、第1算出部51cに接続されている。 Weight canceling unit 61 is connected to the first calculation unit 51c.

図10に示すように、ポジションP1にある洗浄ユニット12Lの重量は、頭部17に対して第1方向の正方向(+側)に大きく作用する。 As shown in FIG. 10, the weight of the cleaning unit 12L in the position P1 is greatly acting in a first direction in the positive direction relative to the head 17 (+ side). この場合、重量キャンセル部61は、荷重検出部15により検出された第1方向の荷重Fyから、洗浄ユニット12Lの重量の第1方向の成分による荷重を減算する。 The weight canceling unit 61, the first direction load Fy detected by the load detection unit 15 subtracts the load by the first direction component of the weight of the cleaning unit 12L.

ポジションP2にある洗浄ユニット12Lの重量は、頭部17に対して第1方向に作用しない。 Weight of the cleaning unit 12L in position P2 does not act in a first direction relative to the head 17. この場合、重量キャンセル部61は、荷重検出部15により検出された第1方向の荷重Fyに対して加算も減算もしない。 The weight canceling unit 61, also not be subtracted added to the first direction of the load Fy detected by the load detection unit 15.

ポジションP3にある洗浄ユニット12Lの重量は、頭部17に対して第1方向の負方向(−側)に大きく作用する。 Weight of the cleaning unit 12L in the position P3, the first direction of the negative direction relative to the head 17 - which acts largely on (side). この場合、重量キャンセル部61は、荷重検出部15により検出された第1方向の荷重Fyから、洗浄ユニット12Lの重量の第1方向の成分による荷重を加算する。 The weight canceling unit 61, the first direction load Fy detected by the load detection unit 15, adds the load by the first direction component of the weight of the cleaning unit 12L.

このように、洗浄ユニット12L,12Rの重量の影響度合は、洗浄ユニット12L,12Rの位置に応じて変化する。 Thus, the degree of influence of the weight of the cleaning unit 12L, 12R, the cleaning unit 12L, vary according to the position of the 12R. そのため、重量キャンセル部61は、洗浄ユニット12L,12Rの位置に応じて異なる荷重値を、荷重検出部15の検出値に加算または減算する必要がある。 Therefore, the weight canceling unit 61, cleaning unit 12L, the load value varies according to the position of the 12R, it is necessary to add or subtract the detected value of the load detection unit 15. この目的のため、重量キャンセル部61による加算または減算には、記憶部24(図6参照)に記憶されたアーム重量の補正値データが用いられる。 For this purpose, the addition or subtraction by weight canceling unit 61, the storage unit 24 the arm weight correction value data stored in (see FIG. 6) is used. アーム重量の補正値データには、アーム13L,13Rの回転位置(アーム角度)と、洗浄ユニット12L,12Rの重量をキャンセルするための荷重値とが含まれる。 The arm weight of correction value data, the arms 13L, the rotational position of the 13R and (arm angle), the cleaning unit 12L, includes a load value for canceling the weight of the 12R.

なお、アーム重量の補正値データは、例えば、自動頭部洗浄装置11による洗浄動作の開始前に、頭部17に接触子21が当接しないようにアーム13L,13Rをスイング回動させながら荷重検出部15の検出値を読み取ることによって、生成することができる。 Incidentally, the arm weight of correction value data, for example, before the start of the cleaning operation by the automatic head cleaning apparatus 11, the arm as the contact 21 in the head 17 does not contact 13L, while allowed to swing pivot 13R load by reading the detected value of the detector 15, it can be generated. また、アーム13L,13Rの重量、重心等、系の物理特性が分かっている場合には、アーム13L,13Rの回転位置θの関数として補正値を算出することも可能である。 The weight of the arm 13L, 13R, when the center of gravity or the like, the physical properties of the system are known, it is possible to calculate the correction value as a function of the arms 13L, 13R rotational position θ of.

図11に示すフローチャートを参照して、本実施の形態2における重量キャンセル部61に関連する制御動作の一例について説明する。 With reference to the flowchart shown in FIG. 11, an example of a control operation related to the weight canceling unit 61 in the second embodiment.

なお、図11に示すフローチャートでは、開始/終了処理、第2方向の荷重Fsの算出処理等の詳細が省略されている。 In the flowchart shown in FIG. 11, the start / termination processing, details of calculation processing of the load Fs of the second direction is omitted.

まず、荷重センサ51a,51bにより荷重FL1、FL2を計測する(ステップS11)。 First, to measure the load FL1, FL2 load sensor 51a, the 51b (step S11). 続いて、第1算出部51cにより、ステップS11で計測された検出値FL1,FL2と、上記(数式1)に基づいて、接触子21に加わる第1方向の荷重Fyを算出する(ステップS12)。 Subsequently, the first calculating unit 51c, a detection value FL1, FL2 that has been measured in step S11, based on the above (Equation 1) to calculate the load Fy in the first direction applied to the contacts 21 (step S12) . ここで、第1方向の荷重Fyは、押圧荷重である。 Here, load Fy in the first direction is a pressing load.

次に、アーム13Lの回転位置θを検出する(ステップS13)。 Next, to detect the rotational position θ of the arm 13L (Step S13). 回転位置θは、例えば、洗浄ユニット12Lが水平に配置されるときの位置を基準角度0°としてもよいし、アーム13Lのスイング回動可能範囲の終端を基準角度0°としてもよい。 The rotational position theta, for example, the position may be used as the reference angle 0 ° and when the cleaning unit 12L is disposed horizontally, the end of swing rotation range of the arm 13L may be used as the reference angle 0 °. 回転位置θは、例えば、アーム13Lの第2駆動部13fに設けられた回転エンコーダ(図示せず)の出力値に基づいて算出できる。 Rotational position θ, for example, can be calculated based on the output value of the rotation encoder provided to the second drive portion 13f of the arm 13L (not shown).

続いて、回転位置θと関連づけられた補正値のテーブルとして記憶部24に記憶されたアーム重量の補正値データから、補正値Fya(θ)を読み出す(ステップS14)。 Then, reading from the arm by weight of the correction value data stored in the storage unit 24 as a table of associated with the rotational position theta correction value, the correction value Fya the (theta) (step S14). 補正値Fya(θ)は、正又は負の符号を含む値である。 Correction value Fya (theta) is a value including a positive or negative sign.

次に、ステップS12で算出された荷重Fyに、ステップS14で読み出された補正値Fya(θ)を加算することで、洗浄ユニット12Lの重量の影響がキャンセルされた荷重Fyrを算出する(ステップS15)。 Next, the load Fy calculated in step S12, by adding the read correction value Fya (theta) at step S14, the weight of the impact of the cleaning unit 12L calculates the load Fyr has been canceled (step S15). 荷重Fyrは、実際の押圧荷重である。 Load Fyr is the actual pressing load. なお、ステップS15において、補正値Fya(θ)が負の値である場合は、荷重Fyが減算されることになる。 Incidentally, in step S15, when the correction value Fya (theta) is a negative value, so that the load Fy is subtracted.

続くステップS16において、制御部14は、ステップS15で算出された荷重Fyrに基づいて、接触子21に加わる第1方向の荷重が予め記憶部24に記憶された所定値となるように、第1方向におけるアーム13Lの移動をフィードバック制御する。 In the following step S16, the control unit 14 based on the load Fyr calculated in step S15, to a predetermined value the load in the first direction is previously stored in the storage unit 24 applied to the contact 21, first a feedback control of the movement of the arm 13L in the direction. ステップS16のフィードバック制御により、人の頭部17は、略均一な押圧荷重で快適に接触洗浄される。 By the feedback control in step S16, a person's head 17, is comfortable contact washed with a substantially uniform pressing load.

続くステップS17において、制御部14は、第2方向における洗浄ユニット12Lの移動または停止が引き続き実行されるようにアーム13Lのスイング回動を制御する。 In the following step S17, the control unit 14 controls the swing rotation of the arm 13L as moving or stopping the cleaning unit 12L in the second direction is performed subsequently.

このように、本実施の形態2にかかる自動頭部洗浄装置11は、洗浄ユニット12L,12Rの重量が荷重検出部15に加わっても、この重量の影響をキャンセルすることで、荷重検出部15によって第1方向の荷重を正確に検出することができる。 Thus, the automatic head cleaning apparatus 11 according to the second embodiment, the cleaning unit 12L, also the weight of the 12R is applied to the load detection unit 15, by canceling the influence of the weight, the load detection unit 15 a load in the first direction can be detected accurately by.

なお、図11に示す制御は一例に過ぎず、自動頭部洗浄装置11の動作順序等は本実施の形態2に限定されるものではない。 The control shown in FIG. 11 is only an example, the operation sequence and the like of the automatic head cleaning apparatus 11 is not limited to the second embodiment.

ところで、支持軸36が洗浄ユニット12L,12Rの重心を通らない場合、洗浄ユニット12L,12Rの重量は、荷重検出部15によって検出される第2方向の荷重Fsにも影響を与えることがある。 Incidentally, when the support shaft 36 does not pass the center of gravity of the cleaning unit 12L, 12R, the cleaning unit 12L, the weight of 12R may also affect load Fs of the second direction detected by the load detection unit 15. 例えば、図10に示すポジションP2にある洗浄ユニット12Lの重量は、第2方向に大きく働く。 For example, the weight of the cleaning unit 12L in position P2 shown in FIG. 10 acts largely in the second direction.

よって、重量キャンセル部61は、荷重検出部15によって検出される第1方向の荷重Fyだけでなく、第2方向の荷重Fsについても、洗浄ユニット12L,12Rの重量の影響をキャンセルしてもよい。 Therefore, the weight canceling unit 61, not only load Fy in the first direction detected by the load detection unit 15, for the load Fs of the second direction, the cleaning unit 12L, may cancel the effect of the weight of the 12R . この場合、重量キャンセル部61は、洗浄ユニット12L,12Rの重量の第2方向の成分による荷重値を、荷重検出部15により検出された第2方向の荷重Fsに対して加算又は減算することで、洗浄ユニット12L,12Rの重量の影響をキャンセルするように補正することができる。 The weight canceling unit 61, cleaning unit 12L, the load value by the second direction component of the weight of the 12R, by addition or subtraction with respect to the second direction of the load Fs detected by the load detection unit 15 , cleaning unit 12L, it can be corrected so as to cancel the weight of influence of 12R.

(実施の形態3) (Embodiment 3)
図12は、本発明の実施の形態3にかかる洗浄ユニット62Lを示す断面図である。 Figure 12 is a sectional view showing a cleaning unit 62L according to the third embodiment of the present invention. 図12は、実施の形態1の図5に対応するものである。 Figure 12 corresponds to Figure 5 of the first embodiment.

以下、本実施の形態3が実施の形態1と異なる点について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, the third embodiment is the different from the first embodiment will be described with reference to the drawings.

洗浄ユニット62Lは、内部に洗浄液及び水が入らないような防水構造にする必要がある。 Cleaning unit 62L, it is necessary to waterproof so as not cleaning fluid and water from entering inside. そこで、本実施の形態3の自動頭部洗浄装置は、カバー72を第1方向に貫通する突出部71を介して、アーム13Lと荷重センサ51aとを連結することにより、荷重センサ51a,51bが第1方向に動いても高い防水性を得ることができる。 Therefore, the automatic head cleaning apparatus of the third embodiment, through the projection 71 penetrating the cover 72 in the first direction, by coupling the arm 13L and the load sensor 51a, the load sensor 51a, 51b is also it moves in the first direction it is possible to obtain high waterproof. 以下、洗浄ユニット62Lの具体的な構造について説明する。 Hereinafter, a specific structure of the cleaning unit 62L will be described.

洗浄ユニット62Lは、荷重センサ51a,51bを収容するカバー72と、荷重センサ51a,51bから第1方向に突出してカバー72を第1方向に貫通する突出部71と、突出部71が挿通されるカバー72の孔部72aの周壁と突出部71との隙間を封止するリング状の弾性部73と、を有する。 Cleaning unit 62L includes a cover 72 for accommodating the load sensor 51a, the 51b, the protrusion 71 which penetrates the load sensor 51a, the cover 72 projects from 51b in a first direction in a first direction, the projection 71 is inserted having a ring-shaped resilient portion 73 to seal the gap between the peripheral wall of the hole portion 72a of the cover 72 and the projecting portion 71, a.

なお、図12には、一方の荷重センサ51aに設けられた突出部71が図示されているが、突出部71は、他方の荷重センサ51bにも同様に設けられる。 Incidentally, in FIG. 12, although the projection 71 provided on one of the load sensors 51a are shown, the protruding portions 71 are provided similarly to the other load sensor 51b. ただし、一方の荷重センサ51aにのみ突出部71を設けるようにしてもよい。 However, it is also possible to only provide a projection 71 on one of the load sensor 51a.

弾性部73には、例えば、いわゆるOリングが使用される。 The elastic portion 73, for example, so-called O-ring is used. 孔部72aの周壁と突出部71との隙間がリング状の弾性部73で封止されていることで、防水性が確保されている。 By the gap between the peripheral wall of the hole portion 72a and the protruding portion 71 is sealed by a ring-shaped elastic portion 73, the waterproof is ensured.

突出部71は、断面円形の棒状部である。 Projection 71 is a rod-shaped portion of circular cross section. 突出部71は、略均一の径を有する。 Projection 71 has a diameter substantially uniform. 突出部71の先端は、カバー72の外部に突出している。 The tip of the protruding portion 71 protrudes to the outside of the cover 72. 突出部71の先端部には、突出部71を第2方向に貫通する貫通穴71aが設けられている。 The tip portion of the protruding portion 71, through holes 71a are provided through the protruding portion 71 in the second direction. 貫通穴71aには、軸受(図示せず)を介して支持軸36が挿通されている。 The through hole 71a, the support shaft 36 is inserted through a bearing (not shown). これにより、支持軸36は、突出部71によって軸回転方向に回動可能、且つ、軸並進方向に拘束されて支持されている。 Thus, the support shaft 36, rotatable in the rotation direction by the projection 71, and are supported by being restrained in the axial direction of translation. つまり、本実施の形態3において、突出部71は、支持軸36を支持する支持部として機能する。 In other words, in the third embodiment, the projecting portion 71 functions as a support portion for supporting the support shaft 36.

このように、アーム13Lと荷重センサ51aは、カバー72を第1方向に貫通する突出部71と、突出部71に支持された支持軸36とを介して連結されている。 Thus, the arms 13L and the load sensor 51a is provided with a projection 71 which penetrates the cover 72 in the first direction, it is connected via a support shaft 36 which is supported by the projection 71. 突出部71は略均一の径を有するため、突出部71が荷重センサ51a,51bと共に第1方向に動いても、突出部71と孔部71aの周壁との隙間は略一定の間隔に維持される。 Since the protruding portion 71 having a diameter substantially uniform, the projection 71 is a load sensor 51a, also moves in the first direction together with 51b, the gap between the peripheral wall of the projecting portion 71 and the hole 71a is maintained at a substantially constant distance that. 突出部71と孔部71aの周壁との隙間は、リング状の弾性部73によって略一定の力で封止されるため、洗浄ユニット62Lは、高い防水性を発揮できる。 Gap between the peripheral wall of the projecting portion 71 and the hole 71a, because the sealed with a substantially constant force by the ring-shaped elastic portion 73, the cleaning unit 62L can exhibit high water resistance.

以上のように、本実施の形態3によれば、簡単な構成で、高い防水性を有する洗浄ユニット62Lを得ることができる。 As described above, according to the third embodiment, with a simple structure, it is possible to obtain a cleaning unit 62L with high waterproofness.

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらは例示に過ぎず、本発明を逸脱しない範囲で、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した形態で実施することができる。 Above, it has been described several embodiments of the present invention, they are merely illustrative and that without departing from the present invention, various modifications based on the knowledge of those skilled in the art, carried out in a form subjected to improved can.

例えば、上述の実施形態では、荷重検出部が荷重センサを2個備える場合について説明したが、本発明において、荷重検出部は、人の頭部の表面に沿った第2方向の位置が相違する3個以上の荷重センサを備えてもよい。 For example, in the embodiment described above has described the case where the load detection unit comprises two load sensors, in the present invention, the load detection unit is different from the second position along the surface of a human head it may be provided three or more load sensors.

本発明の頭部ケア装置は、頭髪洗浄を行う医療や美容、理容などの分野で有用である。 Head care apparatus of the present invention, medical and cosmetic performing hair washing, are useful in fields such as hairdressing.

11 自動頭部洗浄装置 12L,12R,62L 洗浄ユニット 13L,13R アーム 13a リンク機構 13b 回動軸 13c 支持部 13d 第1駆動部 13f 第2駆動部 14 制御部 15 荷重検出部 16 判定部 17 頭部 18 ボウル 19L,19R パイプ 20 枕部 21 接触子 24 記憶部 32,72 カバー 33,73 弾性部 34,72a 孔部 36 支持軸 37 台座部 51a,51b 荷重センサ 51c 第1算出部 51d 第2算出部 51e 第3算出部 52,53 スペーサ 54,55 板ばね 54a 歪ゲージ 61 重量キャンセル部 71 突出部 11 automatic head cleaning apparatus 12L, 12R, 62L cleaning unit 13L, 13R arm 13a linkage 13b pivot shaft 13c supporting portion 13d first driver 13f second drive unit 14 control unit 15 load detection unit 16 determination unit 17 heads 18 bowl 19L, 19R pipe 20 pillows 21 contact element 24 storage unit 32, 72 cover 33, 73 elastic portion 34,72a hole 36 support shaft 37 pedestal 51a, 51b the load sensor 51c first calculator 51d second calculator 51e third calculation section 52, 53 spacer 54, 55 leaf spring 54a strain gauges 61 weight canceller 71 protrusion

Claims (13)

  1. 第1支持部と、 A first support portion,
    前記第1支持部に支持された人の頭部に当接する接触部を有するケアユニットと、 And care unit having a contact portion for contacting a person's head is supported by the first support portion,
    前記ケアユニットを前記頭部の表面に平行な第2方向又は/及び前記第2方向に垂直な第1方向に移動させるアームと、 An arm for moving the care unit in a first direction perpendicular to the second direction or / and the second direction parallel to the surface of the head,
    前記第2方向における位置が相違する少なくとも2個の荷重センサで検出された荷重に基づいて、前記接触部に対して前記第1方向に加わる荷重を検出する荷重検出部と、を備える、 Based on the load detected by the at least two load sensors of position in the second direction are different, and a load detection unit for detecting a load applied to said first direction with respect to the contact portion,
    頭部ケア装置。 Head care apparatus.
  2. 前記荷重検出部は、前記荷重センサで検出される検出値の和に基づいて、前記接触部に対して前記第1方向に加わる荷重を検出する、 The load detecting unit, based on the sum of the detection value detected by the load sensor detects a load applied to said first direction with respect to the contact portion,
    請求項1記載の頭部ケア装置。 Head care apparatus according to claim 1.
  3. 前記荷重検出部は、前記荷重センサで検出される検出値の差に基づいて、前記接触部に対して前記第2方向に加わる荷重を算出する第1算出部を有する、 The load detecting unit, based on the difference between the detection value detected by the load sensor comprises a first calculation unit for calculating a load applied to the second direction with respect to the contact portion,
    請求項1又は2記載の頭部ケア装置。 Head care apparatus according to claim 1 or 2, wherein.
  4. 前記第2方向に加わる荷重が所定の値よりも大きいか否かに基づいて、異常の有無を判定する判定部を備える、 The load applied in the second direction is based on whether greater than a predetermined value, and a determination unit that determines presence of abnormality,
    請求項3記載の頭部ケア装置。 Head care apparatus according to claim 3, wherein.
  5. 前記判定部は、前記アームが前記第2方向に移動しているとき、前記第2方向に加わる荷重が所定の値よりも大きいか否かに基づいて、前記第1支持部に支持された前記頭部の髪が前記接触部に絡まっているか否かを判定する、 Wherein the determination unit, when the arm is moving in the second direction, load applied to the second direction based on whether or not larger than a predetermined value, which is supported by the first support portion hair of the head is determined whether the entangled to the contact portion,
    請求項4記載の頭部ケア装置。 Head care apparatus according to claim 4, wherein.
  6. 前記判定部は、前記アームが停止しているとき、前記第2方向に加わる荷重が所定の値よりも大きいか否かに基づいて、前記第1支持部から前記頭部が離れたか否かを判定する、 The determination unit, when the arm is stopped, the load applied to the second direction based on whether or not larger than a predetermined value, whether the head is separated from the first support portion judge,
    請求項4又は5記載の頭部ケア装置。 Head care apparatus according to claim 4 or 5, wherein.
  7. 前記荷重センサは、1方向の荷重のみを検出するセンサである、 The load sensor is a sensor for detecting only the load in one direction,
    請求項1から6いずれか1項記載の頭部ケア装置。 Head care apparatus according to any one of claims 1 to 6.
  8. 前記荷重センサは、ロードセルである、 The load sensor is a load cell,
    請求項1から7いずれか1項記載の頭部ケア装置。 Head care apparatus according to any one of claims 1 to 7.
  9. 前記荷重センサは、互いに平行に配置された一対の板ばねと、一方の前記板ばねに貼り付けられた少なくとも2つの歪ゲージと、を備える、 The load sensor comprises a pair of leaf springs arranged parallel to each other, and at least two strain gauges affixed to one of the leaf spring, and
    請求項8記載の頭部ケア装置。 Head care apparatus according to claim 8, wherein.
  10. 前記荷重センサは、前記アームの支持軸が貫通した支持部を備え、 The load sensor comprises a support portion supporting shaft of the arm is penetrated,
    前記支持部は、前記支持軸を軸回転方向に回動可能、且つ、軸並進方向に拘束して支持する、 The support portion can rotate the support shaft in the rotation direction, and is supported by constraining the axial translation direction,
    請求項1から9いずれか1項記載の頭部ケア装置。 Head care apparatus according to any one of claims 1-9.
  11. 前記荷重検出部で検出される前記第1方向の荷重のうち、前記ケアユニットの重量のうちの前記第1方向の成分による荷重をキャンセルするための重量キャンセル部を備える、 Of the load in the first direction detected by the load detecting unit, and a weight canceling unit for canceling the load applied by the first direction of the component of the weight of the care unit,
    請求項1から10いずれか1項記載の頭部ケア装置。 Head care apparatus according to any one of claims 1 10.
  12. 前記ケアユニットは、前記荷重センサを収容するカバーと、前記カバーの孔部の周壁と前記アームの支持軸との隙間を封止する弾性部と、を更に備える、 The care unit further comprises a cover for accommodating the load sensor, and a resilient portion for sealing the gap between the supporting shaft of the peripheral wall and the arm of the hole of the cover,
    請求項1から11いずれか1項記載の頭部ケア装置。 Head care apparatus of claims 1 11, wherein any one.
  13. 前記ケアユニットは、前記荷重センサを収容するカバーと、前記カバーを前記第1方向に貫通するように前記荷重センサから突出し、前記カバーの外側において前記アームに連結された突出部と、前記カバーの孔部の周壁と前記突出部との隙間を封止する弾性部と、を更に備える、 The care unit, and a cover for accommodating the load sensor protrudes from the load sensor so as to penetrate through the cover in the first direction, and a projecting portion connected to the arm on the outside of the cover, the cover further comprising an elastic portion for sealing the peripheral wall of the hole and the clearance between the projecting portion,
    請求項1から11いずれか1項記載の頭部ケア装置。 Head care apparatus of claims 1 11, wherein any one.
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