JP5967379B2 - 自動ヘッドケアシステム及び自動ヘッドケア方法 - Google Patents

自動ヘッドケアシステム及び自動ヘッドケア方法 Download PDF

Info

Publication number
JP5967379B2
JP5967379B2 JP2013537401A JP2013537401A JP5967379B2 JP 5967379 B2 JP5967379 B2 JP 5967379B2 JP 2013537401 A JP2013537401 A JP 2013537401A JP 2013537401 A JP2013537401 A JP 2013537401A JP 5967379 B2 JP5967379 B2 JP 5967379B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
head
arm
arms
automatic
rotation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2013537401A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2013051224A1 (ja
Inventor
総一郎 藤岡
総一郎 藤岡
水野 修
修 水野
俊典 廣瀬
俊典 廣瀬
中村 徹
徹 中村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Original Assignee
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd filed Critical Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Publication of JPWO2013051224A1 publication Critical patent/JPWO2013051224A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5967379B2 publication Critical patent/JP5967379B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A45HAND OR TRAVELLING ARTICLES
    • A45DHAIRDRESSING OR SHAVING EQUIPMENT; EQUIPMENT FOR COSMETICS OR COSMETIC TREATMENTS, e.g. FOR MANICURING OR PEDICURING
    • A45D19/00Devices for washing the hair or the scalp; Similar devices for colouring the hair
    • A45D19/06Devices for washing the hair or the scalp; Similar devices for colouring the hair in the form of bowls or similar open containers
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A45HAND OR TRAVELLING ARTICLES
    • A45DHAIRDRESSING OR SHAVING EQUIPMENT; EQUIPMENT FOR COSMETICS OR COSMETIC TREATMENTS, e.g. FOR MANICURING OR PEDICURING
    • A45D19/00Devices for washing the hair or the scalp; Similar devices for colouring the hair
    • A45D19/14Closed washing devices, e.g. washing caps
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A45HAND OR TRAVELLING ARTICLES
    • A45DHAIRDRESSING OR SHAVING EQUIPMENT; EQUIPMENT FOR COSMETICS OR COSMETIC TREATMENTS, e.g. FOR MANICURING OR PEDICURING
    • A45D19/00Devices for washing the hair or the scalp; Similar devices for colouring the hair
    • A45D19/06Devices for washing the hair or the scalp; Similar devices for colouring the hair in the form of bowls or similar open containers
    • A45D19/08Adaptations of wash-basins
    • A45D19/10Backward lavabos
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H7/00Devices for suction-kneading massage; Devices for massaging the skin by rubbing or brushing not otherwise provided for
    • A61H7/006Helmets for head-massage
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H7/00Devices for suction-kneading massage; Devices for massaging the skin by rubbing or brushing not otherwise provided for
    • A61H7/007Kneading
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H7/00Devices for suction-kneading massage; Devices for massaging the skin by rubbing or brushing not otherwise provided for
    • A61H7/007Kneading
    • A61H2007/009Kneading having massage elements rotating on parallel output axis
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/12Driving means
    • A61H2201/1207Driving means with electric or magnetic drive
    • A61H2201/1215Rotary drive
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/50Control means thereof
    • A61H2201/5058Sensors or detectors
    • A61H2201/5071Pressure sensors
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2203/00Additional characteristics concerning the patient
    • A61H2203/04Position of the patient
    • A61H2203/0443Position of the patient substantially horizontal
    • A61H2203/0456Supine

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Dermatology (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Pain & Pain Management (AREA)
  • Physical Education & Sports Medicine (AREA)
  • Rehabilitation Therapy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Cleaning And Drying Hair (AREA)

Description

本発明は、人の頭部を自動でケアする自動ヘッドケアシステムに関する。
人の頭部のケアの一例として、頭髪を含む人の頭部の洗浄がある。整髪や散髪などを行う美容の分野において、人の頭部の洗浄は、人手が必要であり、自動化が望まれている。また、医療の分野において、病院などに入院している患者などの頭部の洗浄は、同様に人手が必要であり、自動化が望まれている。
従来、人の頭部を自動で洗浄するものとして、例えば特許文献1に開示された自動洗髪機がある。この自動洗髪機は、人の頭部を収容するボウルと、ボウル内において頭部を下側から支持する頭部支えネットと、頭部に向けて下側から洗浄水を噴射する複数のノズルとを有する。この自動洗髪機は、ノズルから噴射水を噴射することで、頭部支えネットに支持された人の頭部の頭髪を洗浄する。この自動洗髪機は、各ノズルにおける噴射圧力が所定の時間間隔で切り替わるように制御する。特許文献1では、このような制御により、この自動洗髪機で頭髪を洗浄される人は、人の手でマッサージされているように感じることができるとしている。
国際公開第2010/090005号
しかしながら、特許文献1に開示された自動洗髪機を使用する場合、ボウル内での頭部の位置は、頭部支えネット上への頭部の置き方によって決まる。そのため、必ずしも適切な位置に頭部が位置しない可能性がある。頭部の位置によっては、自動洗髪機を使用して洗髪をする場合に、頭部の洗い残しが生じる可能性がある。
この問題を解消するため、この自動洗髪機に、人の頭部を所定位置に強制的に配置する装置を搭載することが考えられる。しかし、この場合、人の頭部に過度の負荷がかかる可能性がある。そのため、人の頭部への過度の負荷を防止するために、十分に安全な装置を開発することが求められる。
本発明は、これらの課題を解決するため、人の頭部を収容するボウル内の適切な位置に頭部を安全且つ確実に配置することができる自動ヘッドケアシステム及び自動ヘッドケア方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明に係る自動ヘッドケアシステムは、
人の頭部を頭部支持部で支持して収容するためのボウルと、
前記頭部支持部を挟んだ左右両側にそれぞれ配置された一対の支持軸と、
前記支持軸を中心として回動可能である一対のアーム回動軸と、
前記支持軸を中心として前記頭部支持部で支持された頭部の前後方向にスイング回動可能であり且つ前記アーム回動軸を中心として前記頭部に対して接近又は離反する方向に回動可能である一対のアームと、
前記一対のアームにそれぞれ設けられた複数の接触子と、
前記接触子の押圧力を検知する圧力センサと、
前記一対のアームの駆動を制御して前記頭部支持部に支持された頭部のケアを行なう制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記ボウル内への前記頭部の挿入の準備動作として、少なくとも一方の前記アームについて、前記支持軸を中心としたスイング回動の角度位置を前記アームが略水平方向に沿って配置される水平位置に制御する頭部挿入準備部と、
前記準備動作が実行されたアームについて、前記圧力センサで検知された押圧力が第1の圧力に達したとき、前記頭部が前記ボウル内へ挿入されたことを確認する頭部挿入確認部と、を有することを特徴とする。
また、上記目的を達成するために、本発明に係る自動ヘッドケア方法は、
ボウルに挿入された人の頭部を頭部支持部で支持して収容した後、一対のアームが前記頭部支持部を挟んだ左右両側にそれぞれ配置された一対の支持軸を中心として前記頭部の前後方向にスイング回動すると共に前記支持軸に略直角な方向に延びるアーム回動軸を中心として前記頭部に対して接近又は離反する方向に回動して、前記一対のアームにそれぞれ設けられた複数の接触子により前記頭部のケアを行なう自動ヘッドケア方法において、
少なくとも一方の前記アームについて、前記支持軸を中心としたスイング回動の角度位置を前記アームが略水平方向に沿って配置される水平位置に制御した後、
略水平方向に沿って配置された前記アームについて、圧力センサで検知された前記接触子の押圧力が第1の圧力に達したとき、前記頭部が前記ボウル内へ挿入されたことを確認することを特徴とする。
本発明によれば、頭部に過度の負荷がかかることを防止することができる。したがって、人の頭部をボウル内の適切な位置に安全且つ確実に配置することができる。
本発明の一実施形態に係る自動頭部洗浄システムの概略構成を示す図である。 図1に示される自動頭部洗浄システムの自動頭部洗浄装置を示す斜視図である。 図2に示される自動頭部洗浄装置の平面図である。 図2に示される自動頭部洗浄装置の概略構成を示す構成図である。 図2に示される自動頭部洗浄装置の駆動構成の第1要部を示す構成図である。 図2に示される自動頭部洗浄装置の駆動構成の第2要部を示す構成図である。 図2に示される自動頭部洗浄装置の駆動構成の第2要部を示す構成図である。 図2に示される自動頭部洗浄装置の駆動構成の第3要部の動作を説明するための説明図である。 図2に示される自動頭部洗浄装置の駆動構成の第2要部の具体例を示す斜視図である。 図2に示される自動頭部洗浄装置の接触ユニットの概略構成を示す斜視図である。 図2に示される自動頭部洗浄装置の駆動構成の第4要部の動作を説明するための説明図である。 図2に示される自動頭部洗浄装置の駆動構成の第4要部の動作を説明するための説明図である。 図2に示される自動頭部洗浄装置の第1の動作方向を説明するための説明図である。 図2に示される自動頭部洗浄装置の第2の動作方向を説明するための説明図である。 図2に示される自動頭部洗浄装置の第3の動作方向を説明するための説明図である。 図1に示される自動頭部洗浄システムの制御装置の構成を示す構成図である。 図14に示される制御装置のシステム動作フローを示すフローチャートである。 図15に示されるシステム動作フローにおけるキャリブレーションステップで作成される第2のテーブルの一例を示すテーブル模式図である。 図15に示されるシステム動作フローにおけるスキャニングステップで作成される第1のテーブルの一例を示すテーブル模式図である。 図15に示されるシステム動作フローにおける洗髪動作モードステップの詳細を示すフローチャートである。 図15に示されるシステム動作フローにおけるマッサージ動作モードステップの詳細を示すフローチャートである。 図14に示される制御装置のシステム制御部の構成要素を示すブロック図である。 図15に示されるシステム動作フローにおける頭部迎え入れステップの詳細を示すフローチャートである。 図21に示される頭部挿入準備ステップが実行されたときのアームの状態を模式的に示す平面図である。 図14に示される制御装置のアームスイング角度制御部及びアーム押圧角度制御部の構成を示すブロック図である。 図21に示される頭部挿入確認ステップ及び頭部高さ調整ステップにおいて一方又は両方のアームで下側から頭部を支持する場合に関して、当該アームのスイング回動について説明するための図である。 図21に示される頭部挿入確認ステップ及び頭部高さ調整ステップにおいて一方又は両方のアームで下側から頭部を支持する場合に関して、当該アームの押圧回動について説明するための図である。 図21に示されるスイング範囲決定ステップを説明するための図である。 図21に示される簡易スキャニングステップを説明するための図である。 図2に示される自動頭部洗浄装置の伸縮機構を説明するための説明図である。 図21に示される頭部挿入位置調整ステップの詳細を示す第1のフローチャートである。 図21に示される頭部挿入位置調整ステップの詳細を示す第2のフローチャートである。 図21に示される頭部高さ位置調整ステップの詳細を示す第1のフローチャートである。 図21に示される頭部高さ位置調整ステップの詳細を示す第2のフローチャートである。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。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。また、図面は、理解しやすくするために、それぞれの構成要素を主体として、模式的に示している。
なお、本実施形態の説明において、「水」という用語は、「湯」を含むものとして使用している。すなわち、本実施形態の説明における「水」という用語は「水又は湯」を意味し、「湯」という用語は「湯」のみを意味する。
本実施形態の説明では、人の頭部を自動でケアする自動ヘッドケアシステムの一例として、人の頭部を自動で洗浄する自動頭部洗浄システムについて説明する。なお、本実施形態の説明において、「人の頭部をケアする」という文言は、人の頭皮の洗浄、人の頭髪の洗浄(洗髪)、及び人の頭部のマッサージのうち少なくとも1つを行うことを意味する。また、本実施形態の説明において、「左」又は「右」という方向を示す用語は、頭部のケアを受ける人から見た方向を指す。
図1は、本実施形態に係る自動頭部洗浄システム1の概略構成を示す側面図である。図1に示すように、自動頭部洗浄システム1は、自動的に頭部を洗浄する自動頭部洗浄装置100と、自動頭部洗浄装置100を支持する支持台550と、自動頭部洗浄装置100により頭部10が洗浄される人8が着席するリクライニングシート500とを、有する。また、自動頭部洗浄装置100は、ボウル101及びフード113を有する。
リクライニングシート500は、座部501とフットレスト部502と背もたれ部503とを有する。背もたれ部503の下端部は、回転軸505を介してリクライニング可能に座部501に連結されている。ここで、リクライニングシート500を構成する座部501、フットレスト部502及び背もたれ部503のうち、フットレスト部502側を前側とし、背もたれ部503側を後側とした場合を考える。この場合、自動頭部洗浄装置100は、リクライニングシート500の後側に設置される。
また、リクライニングシート500は、床面509に載置される基台520に高さ調整装置510を介して支持されている。高さ調整装置510は、鉛直上下方向に伸縮可能に設けられている。リクライニングシート500及びこのリクライニングシート500上の人8の頭部10の高さは、この高さ調整装置510の伸縮により、高さ方向に調整可能である。なお、図1では図示を省略しているが、リクライニングシート500は、背もたれ部503をリクライニング駆動させるリクライニング装置508(図14参照)を有する。
基台520には、リクライニングシート500を前後方向に水平移動させる水平移動装置530が設けられている。リクライニングシート500上の人8の頭部10の前後方向の位置は、この水平移動装置530がリクライニングシート500を前後方向に水平移動させることにより、前後方向に位置調整可能である。
図2は、自動頭部洗浄装置100の概略構成を示す斜視図である。図3は、自動頭部洗浄装置100の概略構成を示す平面図である。また、図4は、自動頭部洗浄装置100の駆動機構の第1要部を示す構成図である。図5は、自動頭部洗浄装置100の駆動機構の第2要部を示す構成図である。なお、図4及び図5では、鉛直方向に沿った方向をZ軸とし、これに垂直な方向をX軸及びY軸として表示している。
図2及び図3に示すように、自動頭部洗浄装置100のボウル101は、人の頭部10の後頭部側の略半面を包み込むように収容する。ボウル101の底部には、人の頭部10を支持する頭部支持部11としての支持体112が設けられている。ボウル101を構成するハウジング101aの内部には、支柱102L,102Rが設置されている。この支柱102L,102Rは、頭部支持部11を挟んで左右両側に配置されている。
自動頭部洗浄装置100は、ボウル101内に人の頭部10を洗浄するための洗浄ユニット12を有する。洗浄ユニット12は、頭部支持部11を挟んで左側に配置された左洗浄ユニット12Lと、頭部支持部11を挟んで右側に配置された右洗浄ユニット12Rとを、有する。
ここでは、左右の洗浄ユニット12L,12Rのうち、左洗浄ユニット12Lの構成について説明する。なお、右洗浄ユニット12Rは、左右対称である点を除けば、左洗浄ユニット12Lと同様に構成されている。
左洗浄ユニット12Lは、その支持軸104Lが支柱102Lに連結され、支持軸104L周りに回動可能に構成されている。同様に、右洗浄ユニット12Rは、その支持軸104Rが支柱102Rに連結され、支持軸104R周りに回動可能に構成されている。支持軸104L,104Rは、頭部支持部11を挟んだ左右両側に向けて、それぞれ頭部10の左右方向に延びるように設けられている。
左洗浄ユニット12Lは、左アーム114Lとパイプ111Lとを備える。左アーム114Lは、アームハウジング115Lを備える。アームハウジング115Lは、頭部10の左半分の外形に沿うような形状を有する。具体的に、アームハウジング115Lは、例えば、その基端部から中央部にかけて略直線状に延び、その中央部から先端部にかけて略円弧状に延びる形状を有する。アームハウジング115Lの内部には、図4に示される第一アーム105L、第二アーム106L、第三アーム107L,108Lが収容されている。
図4に示すように、左洗浄ユニット12Lのパイプ111Lは、水、洗浄液及びコンディショナーのうちの少なくともいずれかを噴出するための複数のノズル110を有する。ノズル110は、頭部支持部11に対向するパイプ111Lの対向面に設けられている。また、パイプ111Lは、支持軸104Lに固定されたアーム基台103Lに取り付けられ、アーム基台103Lと共に支持軸104Lを中心に回動可能に設置されている。
第一アーム105Lは、アーム基台103Lに取り付けられ、アーム基台103Lと共に支持軸104Lを中心に回動可能に設置されている。
第一アーム105Lには、第二アーム106Lが回動自在に支持されている。第二アーム106Lには、2つの第三アーム107L,108Lが回動自在に支持されている。第三アーム107L,108Lには、人の頭部10に接触する複数の接触子109が取り付けられている。接触子109は、アームハウジング115Lの外部に露出するように設けられている。接触子109は、例えば、柔軟なゴム質素材で形成されている。
支柱102L内には、モータ201Lが配置されている。モータ201Lの回転出力は、モータ回転出力軸202Lに取り付けられた歯車203Lと、支持軸104Lに取り付けられた歯車204Lとを介して、支持軸104Lに伝達される。支持軸104Lに取り付けられたアーム基台103Lは、伝達されたモータ201Lの回転出力によって、矢印205Lの方向に回動自在に駆動可能に構成されている。
アーム基台103L内には、モータ206L及びアーム回動軸209Lが、配置されている。アーム回動軸209Lは、支持軸104Lに対して略直角に設けられ、支持軸104Lを中心としてアーム基台103L及びアーム105L,106L,107L,108Lと共に回動可能に構成されている。モータ206Lの回転出力は、モータ回転出力軸207Laに取り付けられた歯車207Lと、アーム回動軸209Lに取り付けられた歯車208Lとを介して、第一アーム105Lに伝達される。第一アーム105Lは、伝達されたモータ206Lの回転出力によって、アーム回動軸209L周りに矢印210Lの方向に回動自在に駆動可能に構成されている。
第一アーム105Lは、人の頭部10を押さえつける力を検出するための圧力センサ211Lを備えると共に、支持軸212Lによって第二アーム106Lを回動自在に支持している。第二アーム106Lは、支持軸213L,214Lによって各々第三アーム107L,108Lを回動自在に支持している。
自動頭部洗浄装置100は、水系バルブ216、洗浄液系バルブ217及びコンディショナー系バルブ218を有する。水系バルブ216、洗浄液系バルブ217及びコンディショナー系バルブ218の出力口は、並列接続され、配管219を介してパイプ111L,111Rに接続されている。
水系バルブ216は、その入力口が水系供給部(図示を省略)に接続され、外部から水が供給される。洗浄液系バルブ217は、その入力口に洗浄液と圧縮空気とを混合する混合部220が接続され、シャンプーなどの洗浄液を供給する洗浄液供給部222からの洗浄液と圧縮空気とを混合部220において混合したムース状の洗浄液が供給される。コンディショナー系バルブ218は、その入力口にコンディショナー供給部221が接続され、コンディショナー供給部221からのコンディショナーが供給される。
自動頭部洗浄装置100では、水系バルブ216、洗浄液系バルブ217及びコンディショナー系バルブ218を適宜制御することで、パイプ111L,111Rに設けられた複数のノズル110から、水、ムース状の洗浄液又はコンディショナーを噴出することができる。なお、コンディショナーの供給経路は、コンディショナーを霧状に噴出するように構成されてもよい。コンディショナーを霧状に噴出する場合、ノズル110とは別に、コンディショナーを噴霧可能なノズル(図示せず)を設けて、このノズルにコンディショナー系バルブ218を接続すればよい。
本実施形態の自動頭部洗浄装置100は、図27に示すように、左右のアーム114L,114Rに、アーム114L,114Rの長さを伸縮させるためのリンク機構が設けられている。本実施形態の自動頭部洗浄装置100は、図27に示すように、アーム114L,114Rを伸縮機構の一例である5節リンクで構成することで、アーム114L,114Rの長さを伸縮させることができる。このようなリンク機構を設けることで、より好適に、頭部10の形状及び大きさに対応したケアを行うことができる。本実施形態では、アーム114L,114Rの長さの伸縮は、図27に示す伸縮角度θを変化させることで行うことができる。
また、本実施形態の自動頭部洗浄装置100では、アーム114Rの先端にマグネット121を設け、アーム114Lの先端に磁気センサ122を設けている。マグネット121及び磁気センサ122は、アーム接近検出装置の一例である。アーム接近検出装置を用いることで、アーム114L,114R同士の接近およびアーム114L,114R間の距離を検出することができる。なお、アーム接近検出装置としては、超音波センサ又は距離センサなどを用いることも可能である。
ここで、まず、本発明の特徴である自動頭部洗浄装置100の動作フローについて説明する。なお、自動頭部洗浄装置100の具体的な構成については、図5〜図13を用いて後述する。
図14は、自動頭部洗浄システム1の制御装置700の構成を示す構成図である。
制御装置700は、アームスイング角度制御部701L,701Rと、アーム押圧角度制御部702L,702Rと、接触子群角度制御部703L,703Rとを有する。
アームスイング角度制御部701L,701Rと、アーム押圧角度制御部702L,702Rと、接触子群角度制御部703L,703Rとは、いずれも左右のアーム114L,114R毎に設けられている。左アームスイング角度制御部701Lは、左アーム114Lのスイング回動の角度を制御する。右アームスイング角度制御部701Rは、右アーム114Rのスイング回動の角度を制御する。左アーム押圧角度制御部702Lは、左アーム114Lの押圧回動の角度を制御する。右アーム押圧角度制御部702Rは、右アーム114Rの押圧回動の角度を制御する。左接触子群角度制御部703Lは、左アーム114Lの接触子群Lの揉み回動の角度を制御する。右接触子群角度制御部703Rは、右アーム114Rの接触子群Rの揉み回動の角度を制御する。
また、制御部の一例である制御装置700は、水系バルブ216の開閉を制御する水系バルブ制御部704と、洗浄液系バルブ217の開閉を制御する洗浄液系バルブ制御部705と、コンディショナー系バルブ218の開閉を制御するコンディショナー系バルブ制御部706とを有する。
さらに、制御装置700は、リクライニング装置508を制御するリクライニング制御部709と、高さ調整装置510を制御する高さ調整制御部710と、水平移動装置530を制御する水平移動制御部711とを有する。ただし、本実施形態において、リクライニング制御部709、高さ調整制御部710及び水平移動制御部711は、必ずしも制御装置700に設ける必要はなく、例えば、リクライニングシート500の動作を制御するための専用の制御装置に設けてもよい。また、本実施形態において、リクライニングシート500のリクライニング角度、高さ調整及び水平移動は、手動で行われるようにしてもよい。この場合、リクライニング制御部709、高さ調整制御部710及び水平移動制御部711は、不要である。
また、制御装置700は、人の操作入力を受け付ける操作部707を有する。操作部707は、例えばタッチパネル式の操作部であり、自動頭部洗浄システム1の各種動作状態を表示する機能を有する。ただし、自動頭部洗浄システム1は、操作部707とは別に、自動頭部洗浄システム1の各種動作状態を表示する表示部を有してもよい。
さらに、制御装置700は、システム制御部708を備える。システム制御部708は、上記各部(アームスイング角度制御部701L,701R、アーム押圧角度制御部702L,702R、接触子群角度制御部703L,703R、水系バルブ制御部704、洗浄液系バルブ制御部705、コンディショナー系バルブ制御部706、リクライニング制御部709、高さ調整制御部710、水平移動制御部711、及び操作部707)を総合的に管理制御する。システム制御部708には、各種情報を記憶するための記憶部708Aが設けられている。
このように構成された制御装置700は、操作部707にて受け付けられた操作入力に基づき、システム制御部708により、左アーム114Lと右アーム114Rのスイング角度及び押圧角度、接触子群L及び接触子群Rの揉み回動角度、リクライニングシート500のリクライニング角度、高さ調整及び水平移動、並びに、水系バルブ216、洗浄液系バルブ217及びコンディショナー系バルブ218の開閉を統合的に連携制御する。自動頭部洗浄システム1は、これにより、自動頭部洗浄動作を実現する。
図15を参照しながら、自動頭部洗浄システム1の制御装置700の動作フローについて説明する。図15に示す動作フローは、自動頭部洗浄システム1の制御装置700が起動することにより開始される。なお、本発明は、特に、図15のステップS206,S218の頭部迎え入れステップを有することを特徴とするものである。
制御装置700が起動すると、まず、キャリブレーションステップS201が実行される。このキャリブレーションステップS201は、圧力センサ211L,211Rと頭部10との間に介在する部材にかかる重力が圧力センサ211L,211Rの出力値に及ぼす影響を排除及び補正するためのテーブル902L(図16参照),902Rを、算出するステップである。キャリブレーションステップS201では、ボウル101内に頭部10が挿入されていない状態(接触子群L,Rに頭部10が接触していない状態)で、各アーム114L,114Rについて、スイング角度と押圧角度との組合せ毎に圧力センサ211L,211Rの値が測定される。そして、この測定値に基づいてテーブル902L,902Rが作成され、記憶部708Aに記憶される。このテーブル902L,902Rにおける圧力センサ211L,211Rの値は、ボウル101内に頭部10を挿入しない状態で、スイング角度θSL,θSRと押圧角度θPL,θPRとを変化させながら行う方法、又は、押圧角度θPL,θPRを所定の角度(例えば、10°)に固定した状態でスイング角度θSL,θSRを変化させながら行う方法、により測定される。これにより得られたテーブル902L,902Rの値に基づいて、以降のステップにおいて、圧力センサ211L,211Rと頭部10との間に介在する部材にかかる重力が圧力センサ211L,211Rの出力値に及ぼす影響を排除及び補正して、アーム114L,114Rの種々の姿勢に対応するオフセット値を算出する。
次に、モード選択操作確認ステップS202において、洗髪モード、マッサージモード又は終了モードのいずれかを選択する操作が人によりなされているか否かを、自動頭部洗浄装置100で判定する。ここで、洗髪モードとは、水系バルブ216、洗浄液系バルブ217又はコンディショナー系バルブ218の開閉を制御して洗髪を行うモードである。また、マッサージモードとは、左右のアーム114L,114R及び接触子群L,Rによって頭部10をマッサージするモードである。また、終了モードとは、制御装置700のシステム動作を終了するモードである。
モード選択操作確認ステップS202において、いずれかのモードの選択操作がなされたか否かが判定され、この判定により、選択操作が有ったこと(ステップS202の「YES」)が確認されると、次のステップに進む。
次の洗髪モード選択確認ステップS203では、人により選択されたモードが洗髪モードであるか否かを、自動頭部洗浄装置100で判定する。この判定により、洗髪モードの選択(ステップS203の「YES」)が確認されると、後述の洗髪モードが実行される。一方、洗髪モード選択確認ステップS203において、人により選択されたモードが洗髪モード以外のモードであること(ステップS203の「NO」)が確認されると、マッサージモード選択確認ステップS204に進む。
マッサージモード選択確認ステップS204では、人により選択されたモードがマッサージモード又は終了モードのいずれであるかを、自動頭部洗浄装置100で判定する。この判定により、マッサージモードの選択(ステップS204の「YES」)が確認されると、後述のマッサージモードが実行される。この判定により、終了モードの選択(ステップS204の「NO」)が確認されると、システム動作が終了する。
次に、洗髪モードについて説明する。
洗髪モードでは、先ず、第1の安全等確認ステップS205において、人の頭部10がボウル101に挿入される前に必要な確認動作が実行される。具体的に、この確認ステップS205では、人の頭部10における装着物の有無が確認される。より具体的には、例えば、人の頭部10の頭髪におけるヘアーピン又はヘアーバンドなどの装着物の有無が確認される。そして、自動頭部洗浄装置100は、何らかの装着物が有ると確認した場合は、該装着物を外すように人に注意を促すために、音声又は映像を出力する。また、第1の安全等確認ステップS205では、人の頭部10に上述のウォーターシールドバイザーが装着されているか否かを、自動頭部洗浄装置100で確認するようにしてもよい。この場合、ウォーターシールドバイザーが装着されていないことが確認されると、人にウォーターシールドバイザーの装着を促すために、音声又は映像を出力する。
次に、頭部迎え入れステップS206において、人の頭部10をボウル101に挿入するための準備動作が実行される。頭部迎え入れステップS206の具体的な動作については、本発明で最も特徴的な部分であるので、図20〜図29を用いて、後で詳しく説明する。
次のスキャニングステップS207では、テーブル901L(図17参照),901Rが取得され、記憶部708Aに記憶される。このスキャニングステップS207では、左右のアーム114L,114Rを頭部10に略一定の圧力で押さえ付けた状態(又は、所定のスイング角度ごとにリリースと押圧を切替えた状態)で、各アーム114L,114Rのスイング角度θSL,θSRを0°からゆっくり増大させながら、このスイング回動中における複数の所定スイング角度θSL,θSRでの押圧角度θPL,θPRを検出し、記憶部708Aに記憶する。このようにして、「スイング角度θSL,θSRの各値に対応する押圧角度θPL,θPRの値」を検出及び記憶する動作を、「スキャニング動作」という。テーブル901L,901Rは、このスキャニング動作により得られたスイング角度θSL,θSRと押圧角度θPL,θPRとの対応関係に基づいて、作成される。
次に、洗髪動作ステップS208が実行される。この洗髪動作ステップS208では、図18に示すように、ウォームアップステップS401、水洗いステップS402、シャンプーステップS403、揉み洗いステップS404、すすぎステップS405、水切りステップS406、コンディショナーステップS407、すすぎステップS408、及び水切りステップS409が順次実行される。
ウォームアップステップS401では、適温の湯を供給可能な状態にするための準備動作が実行される。具体的には、水系バルブ216を若干量だけ開くことで、自動頭部洗浄装置100に接続された給湯器(図示を省略)から供給される湯を少量流し続けた状態で、湯が適温になるまで待機する。
水洗いステップS402では、左右のアーム114L,114Rをスイング回動させながら複数のノズル110から湯を噴出させ、この湯を頭部10全体にかける。具体的には、最初に、左右のアーム114L,114Rが、押圧角度を0°の角度位置(リリース状態)に維持しながら、頭部10の前側(130°の角度位置)までスイング回動させる。続いて、アーム114L,114Rのスイング角度を頭部10の前側(130°の角度位置)に維持した状態で水系バルブ216を開き、パイプ111L,111Rの複数のノズル110から頭部10の頭髪に湯を噴出する。次に、左右のアーム114L,114Rを0°以上130°以下の角度範囲で数回にわたって往復させてスイング回動させながらノズル110から頭髪に湯を噴出することで、頭部10全体に湯を噴出して、頭髪に湯を馴染ませる。
さらに、水洗いステップS402では、左右のアーム114L,114Rのスイング角度及び押圧角度と、接触子群L,Rの揉み回動角度とを、複合的に変化させながら、頭部10に向けて湯を噴出することで、髪を揉み洗いする。最初は、接触子群L,Rを30°の位置に固定し、頭部10の前側(130°の角度位置)から後側(0°の角度位置)に向かうスイング回動時のみ押圧力制御をONにする動作を多用することが望ましい。この動作により、頭部10の前から後ろに向かってブラッシングするような動作を実現できる。
シャンプーステップS403では、左右のアーム114L,114Rをスイング回動させながら複数のノズル110から洗浄液を噴出させ、この洗浄液を頭部10全体にかける。具体的には、最初に、左右のアーム114L,114Rを、押圧角度を0°に維持した状態で、頭部10の前側(130°の角度位置)までスイング回動させる。続いて、アーム114L,114Rのスイング角度が頭部10の前側(130°の角度位置)に維持された状態で洗浄液系バルブ217が開き、パイプ111L,111Rの複数のノズル110から頭部10の髪にシャンプーなどの洗浄液が噴出される。左右のアーム114L,114Rを0°以上130°以下の角度範囲で数回にわたって往復させてスイング回動させながら、頭部10全体に洗浄液を噴出する。
揉み洗いステップS404では、左右のアーム114L,114Rを頭部10に接近する方向に押圧回動させることで頭部10に複数の接触子109を接触させ、複数の接触子109による揉み動作を行いながら左右のアーム114L,114Rをスイング回動させることにより、頭部10を揉み洗いする。具体的には、左右のアーム114L,114Rのスイング角度及び押圧角度と、接触子群L,Rの揉み回動とを、複合的に変化させ、接触子群L,Rによって頭部10全体にわたって揉み洗いする。揉み洗いステップS404において、左右のアーム114L,114Rの押圧力制御の押圧力指令値は、最初は低めに設定し、徐々にあるいは段階的に高くしていくことが望ましい。これにより、人にとって優しい揉み動作を導入し、人にとって不快感のない洗髪動作を実行することができる。
すすぎステップS405では、水洗いステップS402と同様に水系バルブ216を開き、ノズル110から湯を噴出させながら、左右のアーム114L,114Rのスイング角度及び押圧角度と、接触子群L,Rの揉み回動とを、複合的に変化させる。すすぎステップS405においては、最初に左右のアーム114L,114Rの押圧制御系をOFFにして、リリース状態で湯をかけて洗浄液を簡単に洗い流した後、押圧制御系をONにして、接触子群L,Rを往復して揉み回動させることで、効率よくすすぎを行うことができる。また、すすぎステップS405の終盤においては、接触子群L,Rを30°の位置に固定し、頭部10の前側(130°の角度位置)から後側(0°の角度位置)に向かうスイング回動時のみ押圧力制御をONにする動作を多用することが望ましい。この動作により、揉み洗いステップS404などによって乱れた髪を、ブラッシングするような効果を得ることができる。
水切りステップS406では、水系バルブ216を閉じて、ノズル110からの湯の噴出を禁止する。また、接触子群L,Rの揉み回動角度を固定した状態で、左右のアーム114L,114Rを往復させてスイング回動させる。具体的には、例えば、頭部10の前側(130°の角度位置)から後側(0°の角度位置)に向かうスイング回動時のみ押圧力制御をONにし、後側(0°の角度位置)から前側(130°の角度位置)に向かうスイング回動時には押圧力制御をOFFにしてリリース状態にすることが好ましい。この動作により、髪の逆撫でを回避しながら、髪に含んだ湯水を搾り出すような効果を得ることができる。
コンディショナーステップS407では、最初に、左右のアーム114L,114Rが、押圧角度をリリース状態に維持しながら、頭部10の前側(130°の位置)までスイング回動する。続いて、アーム114L,114Rが頭部10の前側(130°の角度位置)に停止した状態でコンディショナー系バルブ218を開き、パイプ111L,111Rの複数のノズル110から頭部10の髪にリンスなどのコンディショナーが噴出される。なお、ノズル110とは別にコンディショナー噴霧用のノズルが設けられた場合は、このコンディショナー噴霧用のノズルからコンディショナーが霧状に噴出される。左右のアーム114L,114Rは、0°以上130°以下の角度範囲で数回にわたって往復してスイング回動し、頭部10全体にコンディショナーが噴出される。コンディショナーステップS407の終盤には、コンディショナー系バルブ218を閉じてノズル110からのコンディショナーの噴出を禁止した状態で、頭部10の前側(130°の角度位置)から後側(0°の角度位置)に向かうスイング回動時のみ押圧力制御をONにし、後側(0°の角度位置)から前側(130°の角度位置)に向かうスイング回動時には押圧力制御をOFFにしてリリース状態にすることが好ましい。この動作により、コンディショナーを髪に馴染ませ、ブラッシングするような効果を得ることができる。
コンディショナーステップS407が終了すると、すすぎステップS405と同様のすすぎステップS408と、水切りステップS406と同様の水切りステップS409とが、順に実行される。なお、過剰なすすぎによりコンディショナー効果が低減することを回避するため、コンディショナーステップS407に続くすすぎステップS408におけるすすぎ時間は、シャンプーステップS403に続くすすぎステップS405に比べて短く設定することが好ましい。また、すすぎを必要としないコンディショナーを用いる場合、コンディショナーステップS407後のすすぎステップS408を省略することができる。
洗髪動作ステップS208において、以上のウォームアップステップS401、水洗いステップS402、シャンプーステップS403、揉み洗いステップS404、すすぎステップS405、水切りステップS406、コンディショナーステップS407、すすぎステップS408、及び水切りステップS409の実行中には、図15に示す第2の安全等確認ステップS209が、逐次実行される。
次に、第2の安全等確認ステップS209では、洗髪動作ステップS208の実行中における自動頭部洗浄システム1の状態が監視される。具体的には、例えば、自動頭部洗浄システム1の各モータの電流値又は動作角度などが監視され、異常があれば人に報知されると共に、洗髪動作を強制的に中断させるように指示される。
また、中断確認ステップS210では、洗髪動作ステップS208の実行中に人の操作による洗髪動作の中断指示、又は第2の安全等確認ステップS209による強制的な中断指示がされているか否かが確認される。この確認によりいずれかの中断指示が確認された場合(ステップS210の「YES」)、後述の中断処理ステップS211が実行されて、後述の頭部リリースステップS215と、後述のパイプ洗浄ステップS216とを経て、全体動作が終了する。一方、中断指示が確認されない場合(ステップS210の「NO」)、洗髪動作完了確認ステップS212に進む。
洗髪動作完了確認ステップS212では、図18に示される洗髪動作におけるウォームアップステップS401、水洗いステップS402、シャンプーステップS403、揉み洗いステップS404、すすぎステップS405、水切りステップS406、コンディショナーステップS407、すすぎステップS408、及び水切りステップS409の各ステップが完了したか否かが、確認される。この確認の結果、前記各ステップが完了していない場合(ステップS212の「NO」)、当該ステップの実行が継続される。一方、各ステップの完了が確認された場合(ステップS212の「YES」)、次の最終洗髪動作確認ステップS213に進む。最終洗髪動作確認ステップS213の判定により、洗髪動作における最終ステップ(図18に示す水切りステップS409)が完了していない場合(ステップS213の「NO」)、洗髪動作切替ステップS214において、図18に示される洗髪動作における次のステップに切り替えられる。
また、最終洗髪動作確認ステップS213において、洗髪動作ステップS208の最終ステップ(図18に示される水切りステップS409)の完了が確認された場合(ステップS213の「YES」)、頭部リリースステップS215に進む。
中断処理ステップS211について説明する。このステップS211では、まず、左右のアーム114L,114Rのスイング回動動作及び押圧回動動作と、接触子群L,Rの揉み回動動作とを停止し、水系バルブ216、洗浄液系バルブ217及びコンディショナー系バルブ218が全て閉じられる。押圧回動動作の停止にあたっては、押圧力制御がOFFとなり、このときの角度位置が保持される。その後、接触子群L,Rが頭部10から最大限離れるように、左右のアーム114L,114Rがリリース方向に限界まで押圧回動する。
頭部リリースステップS215について説明する。このステップS215では、左右のアーム114L,114Rが、頭部10を支持体112から離してボウル101の外へ出しやすくするための位置に配置される。具体的には、まず、中断処理ステップS211と同様に、左右のアーム114L,114Rのスイング回動動作及び押圧回動動作と、接触子群L,Rの揉み回動動作とを停止し、水系バルブ216、洗浄液系バルブ217及びコンディショナー系バルブ218が全て閉じられる。押圧回動動作の停止にあたっては、押圧力制御がOFFとなり、このときの角度位置が保持される。その後、接触子群L,Rが頭部10から最大限離れるように左右のアーム114L,114Rがリリース方向に限界まで押圧回動する。さらに、頭部リリースステップS215では、リリース方向への押圧回動が完了した左右のアーム114L,114Rが、頭部10の後側(0°の角度位置)までスイング回動する。これによって、後述する頭部迎え入れステップS206と同様に、左アーム114Lと右アーム114Rとが、互いに間隔を開けた状態でボウル101の底側に位置することとなる。そのため、人が頭部10をボウル101の外へ出す動作を安心して行うことができる。頭部リリースステップS215において、頭部10がボウル101の外へ出されたことが確認されると、次のパイプ洗浄ステップS216が実行される。なお、頭部10がボウル101の外へ出されたことの確認は、種々のセンサの検知により可能である。
パイプ洗浄ステップS216では、水系バルブ216が開かれ、パイプ111L,111R内に残ったコンディショナー等が洗い出される。これによって、次回、洗髪動作を実施するときに、パイプ111L,111R内に残ったコンディショナーなどが最初に人の頭部10に噴出されることを防ぐことができる。また、これによって、配管内に残ったコンディショナーなどが硬化して配管を詰まらせることを防止できる。
パイプ洗浄ステップS216が終了すると、洗髪モードの全動作が終了する。
以上の洗髪モードによれば、左右のアーム114L,114Rのスイング角度及び押圧角度と、接触子群L,Rの揉み回動角度と、水系バルブ、洗浄液系バルブ及びコンディショナー系バルブとを複合的に動作させることができ、人の首に負担をかけることなく安全に洗髪動作を実行することができる。
続いて、マッサージモードについて説明する。
マッサージモードでは、先ず、第3の安全等確認ステップS217において、人の頭部10の頭髪におけるヘアーピン又はヘアーバンドなどの装着物の有無が確認され、何らかの装着物が有れば、自動頭部洗浄装置100は、この装着物を外すように人に注意を促す。具体的な動作は、ウォーターシールドバイザーの装着確認が不要である点を除けば、洗髪モードにおける第1の安全等確認ステップS205と同様である。
次の頭部迎え入れステップS218では、洗髪モードにおける頭部迎え入れステップS206と同様の動作が実行される。前述のように、本発明の最も特徴的な部分である頭部迎え入れステップS206,S218の具体的な動作については、図20〜図29を用いて、後で詳しく説明する。
続くスキャニングステップS219では、洗髪モードにおけるスキャニングステップS207と同様の動作が実行される。
スキャニングステップS219が完了すると、マッサージ動作ステップS220が実行される。
このマッサージ動作ステップS220では、図19に示すように、スローインステップS501、マッサージステップS502、及びスローアウトステップS503が順次実行される。スローインステップS501、マッサージステップS502、及びスローアウトステップS503では、左右のアーム114L,114Rのスイング角度及び押圧角度と、接触子群L,Rの揉み回動角度とが複合的に動作され、接触子群L,Rによって頭部10を全体にわたってマッサージすることができる。左右のアーム114L,114Rの押圧力制御の押圧力指令値の設定については、スローインステップS501では押圧力が比較的弱く設定され、マッサージステップS502では押圧力が比較的強く設定され、スローアウトステップS503では押圧力が再び比較的弱く設定される。こうすることで、導入時及び終了時のマッサージ動作を人にとってやさしいマッサージ動作とすることができ、人にとって快適なマッサージ動作を実行することができる。なお、マッサージモードにおいては、水系バルブ216、洗浄液系バルブ217及びコンディショナー系バルブ218は、全て閉じられている。
第4の安全等確認ステップS221によって、マッサージ動作ステップS220(図19に示される各ステップS501,S502,S503)の実行中における自動頭部洗浄システム1の状態が監視される。具体的には、例えば、自動頭部洗浄システム1の各モータの電流値又は動作角度などが監視され、異常があれば人に報知されると共に、マッサージ動作を強制的に中断させるように指示する。
また、中断確認ステップS222では、マッサージ動作ステップS220の実行中に人の操作によるマッサージ動作の中断指示、又は第4の安全等確認ステップS221による強制的な中断指示がされているか否かが、確認される。この確認の結果、いずれかの中断指示が確認された場合(ステップS222の「YES」)、後述の中断処理ステップS223が実行されて、後述の頭部リリースステップS227を経て、全体動作が終了する。一方、中断指示が確認されない場合(ステップS222の「NO」)、マッサージ動作完了確認ステップS224に進む。
マッサージ動作完了確認ステップS224では、図19に示されるマッサージ動作におけるスローインステップS501、マッサージステップS502、スローアウトステップS503の各ステップが完了したか否かが、確認される。この確認の結果、各ステップが完了していない場合(ステップS224の「NO」)、当該ステップの実行が継続される。一方、各ステップの完了が確認された場合(ステップS224の「YES」)、次の最終マッサージ動作確認ステップS225に進む。最終マッサージ動作確認ステップS225の判定により、マッサージ動作における最終ステップ(図19に示すスローアウトステップS503)が完了していない場合(ステップS225の「NO」)、マッサージ動作切替ステップS226において、図19に示されるマッサージ動作における次のステップに切り替えられる。
また、最終マッサージ動作確認ステップS225において、マッサージ動作ステップS220の最終ステップ(図19に示されるスローアウトステップS503)の完了が確認された場合(ステップS225の「YES」)、頭部リリースステップS227に進む。
中断処理ステップS223について説明する。このステップS223では、まず、左右のアーム114L,114Rのスイング回動動作及び押圧回動動作と、接触子群L,Rの揉み回動動作とを、停止させる。押圧回動動作の停止にあたっては、押圧力制御がOFFとなり、このときの角度位置が保持される。その後、接触子群L,Rが頭部10から最大限離れるように、左右のアーム114L,114Rがリリース方向に限界まで押圧回動する。
頭部リリースステップS227について説明する。このステップS227では、まず、中断処理ステップS223と同様、左右のアーム114L,114Rのスイング回動動作及び押圧回動動作と、接触子群L,Rの揉み回動動作とを、停止させる。押圧回動動作の停止にあたっては、押圧力制御がOFFとなり、このときの角度位置が保持される。その後、接触子群L,Rが頭部10から最大限離れるように、左右のアーム114L,114Rがリリース方向に限界まで押圧回動する。さらに、頭部リリースステップS215では、リリース方向への押圧回動が完了した左右のアーム114L,114Rが、頭部10の後側(0°の角度位置)までスイング回動する。
これによって、後述する頭部迎え入れステップS218と同様、左アーム114Lと右アーム114Rとが、互いに間隔を開けた状態でボウル101の底側に位置することになるため、人が頭部10をボウル101の外へ出す動作を、安心して行うことができる。
頭部リリースステップS227が完了すると、マッサージモードの全動作が終了する。
以上説明したマッサージモードによれば、左右のアーム114L,114Rのスイング角度及び押圧角度と、接触子群L,Rの揉み回動角度とを、複合的に動作させることができ、人の首に負担をかけることなく安全にマッサージ動作を実行することができる。
以下、上述の洗髪モード又はマッサージモードの頭部迎え入れステップS206,S218について、具体的に説明する。頭部迎え入れステップS206,S218は、前述のように、本発明の最も特徴的な部分である。
図20は、頭部迎え入れステップS206,S218に関連するシステム制御部708の各構成要素を示す。
図20に示すように、システム制御部708は、姿勢調整部708Bと、頭部挿入準備部708Cと、頭部水平移動制御部708Dと、頭部挿入確認部708Eと、頭部挿入完了確認部708Fと、擬似的弾力形成部708Gと、簡易スキャニング部708Hと、頭部高さ調整制御部708Iと、頭部支持制御部708Jと、上下動追従制御部708Kと、水平移動追従制御部708Lとを有する。これら各部708B〜708Lの構成について、頭部迎え入れステップS206,S218の具体的動作と併せて説明する。なお、洗髪モードとマッサージモードのいずれにおいても、頭部迎え入れステップS206,S218では同様の動作が実行されるため、ここでは、両者を代表して洗髪モードの頭部迎え入れステップS206の具体的動作について説明する。
図21は、洗髪モードの頭部迎え入れステップS206の詳細を示すフローチャートである。
図21に示すように、頭部迎え入れステップS206では、姿勢調整ステップS301、頭部挿入位置調整ステップS302、スイング範囲決定ステップS305、頭部高さ位置調整ステップS306が、順に実行される。
姿勢調整ステップS301では、リクライニングシート500上に座った人8が楽な姿勢で頭部10をボウル101にセットできるように、姿勢調整部708Bにより、リクライニングシート500の高さ、前後位置及びリクライニング角度が調整される。具体的には、姿勢調整部708Bからの指令により、リクライニング制御部709がリクライニング装置508を制御することでリクライニングシート500のリクライニング角度が調整され、高さ調整制御部710が高さ調整装置510を制御することでリクライニングシート500の高さが調整され、水平移動制御部711が水平移動装置530を制御することでリクライニングシート500の前後位置が調整される。姿勢調整部708Bは、例えば操作部707からの入力信号に基づいて、リクライニング制御部709、高さ調整制御部710及び水平移動制御部711へ指令値を出力する。ただし、姿勢調整ステップS301では、リクライニングシート500の調整を手動で行ってもよい。姿勢調整ステップS301において、リクライニングシート500の調整が手動で行われる場合、リクライニングシート500の調整が完了したときに操作部707の所定のボタン(図示せず)を操作するように人に促す報知を行ってもよい。この報知は、映像又は音声等によって行われる。
続いて、頭部挿入位置調整ステップS302について、図28A及び図28Bを用いて説明する。図28A及び図28Bのフローは、頭部挿入位置調整ステップS302の詳細を示すフローチャートである。
頭部挿入位置調整ステップS302では、まず、頭部挿入準備部708Cにより、ボウル101内に頭部10が挿入されるための準備動作(図28A及び図28BのステップS601〜ステップS617)が実行される。図22に示すように、この準備動作では、左右のアーム114L,114Rのスイング角度θSL,θSRが、アーム114L,114Rが略水平方向に沿って配置されるときの水平位置θに制御され、左右のアーム114L,114Rの押圧角度θPL,θPRが、所定の押圧位置θに制御される。押圧位置θは、頭部10の大きさに応じて設定される。具体的には、まず、ステップS601で、頭部10の大きさが小さいものから順にSサイズ、Mサイズ、Lサイズの3段階に分類される。そして、ステップS602で、これらのサイズに対応して、押圧限界角度θP_limが例えば12°(Sサイズ)、10°(Mサイズ)、8°(Lサイズ)に設定される。このように設定される押圧限界角度θP_limは、頭部10の各サイズにおいて、自動頭部洗浄装置100のアーム114L,114Rを用いて頭部10を押圧可能な(ケア可能な)最大角度として設定されている。頭部10のサイズは、例えば、操作部707により頭部10のサイズを選択する操作がなされること、又は、カメラにより検知されることで、設定される。
続いて、ステップS603で、左右のアーム114L,114Rのスイング角度θを変化させることでアーム114L,114Rを略水平位置に回動させると共に、伸縮角度θを変化させることで頭サイズに応じてアーム114L,114Rを伸縮させる。そして、擬似的弾性力を形成するために、ステップS604で、圧力センサ211L,211Rの押圧力制御をONにして、押圧力目標値である第1の圧力P1を設定し、圧力センサ211L,211Rで検出される押圧力が第1の圧力P1以下となるようにアーム114L,114Rの押圧角度θをシステム制御部708で制御する。このステップS601〜S604により、頭部挿入の準備動作が完了する。
この頭部挿入の準備動作が完了すると、頭部水平移動制御部708Dにより、ボウル101内へ頭部10を挿入する動作が実行される。具体的には、頭部水平移動制御部708Dからの指令により水平移動制御部711で水平移動装置530を制御することで、リクライニングシート500及びこのシート上の人の頭部10が、ボウル101に対して挿入又は排出される方向に略水平方向に移動する。この略水平方向の移動により、ボウル101への頭部10の挿入量が調整される。ただし、本実施形態では、ボウル101への頭部10の挿入量の調整を、必ずしも水平移動装置530を用いて行う必要はなく、リクライニングシート500上に座った人8が自ら頭部10を動かすことで行ってもよい。
なお、上記の頭部挿入の準備動作は、左右一方のアーム114L,114Rいずれか(例えば、アーム114L)のみについて実行してもよい。この場合、頭部挿入の準備動作を行わない他方のアーム(例えば、アーム114R)では、頭部支持制御部708Jにより、頭部10を支持する頭部支持動作が実行される。頭部支持動作では、他方のアーム114Rのスイング角度θSRが、アーム114Rにより頭部10を下側から支持可能な角度位置に制御される。これにより、頭部10の下側に配置されたアーム114Rと支持体112とによって、頭部10を一層安定的に支持することができる。図24Aに示すように、頭部支持制御部708Jによる頭部支持動作が実行された状態で頭部10がボウル101への挿入量調整のために前後方向に水平移動する際、水平移動追従制御部708Lにより、頭部支持動作が実行されたアーム114Rについて、頭部10の水平移動に合わせて複数の接触子109が水平移動するようにスイング回動が制御される。これにより、頭部10の水平移動中において、頭部10を支持するアーム114Rの接触子109と頭部10との水平移動を同期させることができるため、リクライニングシート500上に座った人8の不快感を抑制することができる。
続いて、上記の準備動作が実行されたアーム114L,114Rについて、図28A及び図28BのステップS605〜S615に示すように、頭部挿入確認部708Eにより、ボウル101内に頭部10が十分に挿入されたか否かが確認される。具体的には、まず、ステップS605で、圧力センサ211L,211Rで検知された頭部10に対する接触子109の押圧力の値が、第1の圧力P1と略等しいか否かをシステム制御部708で判定する。そして、圧力センサ211L及び圧力センサ211Rで検出された押圧力の値が第1の圧力P1と略等しくない場合(ステップS605の「NO」)、ステップS606で、押圧角度θPL,θPRが、押圧限界角度θP_limと略等しいか否かをシステム制御部708で判定する。ここで、略等しくない場合(ステップS606の「NO」)は、ステップS605に戻り、略等しい場合(ステップS606の「YES」)は、ステップS607に進む。ステップS607は、ステップS606での判定結果に基づいて、アーム114L,114Rへの押圧力が不十分である、すなわち、ボウル101内への頭部10の挿入が不十分であるとして、「頭を奥に移動させて、深く挿入させてください」というガイドメッセージを映像又は音声で出力した後、ステップS605に戻る。
続いて、ステップS605で圧力センサ211L及び圧力センサ211Rで検出された値が第1の圧力P1と略等しくなった場合(ステップS605の「YES」)、ステップS608で、頭10の左右における位置のズレを検査する。ステップS608で、圧力センサ211Lの値と圧力センサ211Rの値が略等しいか否か、かつ、押圧角度θPLと押圧角度θPRとが略等しいか否かを、システム制御部708で判定する。ステップS608でいずれかが略等しくないと判定された場合(ステップS608の「NO」)、ステップS609で、頭部10が左右どちらに位置ずれしているかを判定する。ステップS609で、押圧角度θPLとθPRのどちらが大きいかをシステム制御部708で判定し、押圧角度θPLが大きい場合(ステップS609の「θPL」)、頭部10が右側に位置ずれしているとして、ステップS610で、「頭を左側に移動させてください」というガイドメッセージを、映像又は音声により出力する。また、ステップS609で、押圧角度θPRが大きい場合(ステップS609の「θPR」)、頭部10が左側に位置ずれしているとして、ステップS611で、「頭を右側に移動させてください」というガイドメッセージを、映像又は音声により出力する。そして、ステップS610又はS611でガイドメッセージを出力した後、ステップS605に戻る。
続いて、ステップS608で、どちらも略等しいと判定された場合(ステップS608の「YES」)、ステップS612で、押圧角度θPL,θPRが、押圧限界角度θP_limから−1°の範囲に含まれるか否か((θP_lim−1°)<θ<θP_lim)を、システム制御部708で判定する。そして、ステップS612で範囲に含まれないと判定された場合(ステップS612の「NO」)、ボウル101内へ頭部10を挿入しすぎているとして、「頭を足の方向に移動させて、挿入を浅くしてください」というガイドメッセージを、映像又は音声により出力した後、ステップS605に戻る。
ステップS612で範囲に含まれると判定された場合(ステップS612の「YES」)、ボウル101内への頭部挿入位置調整が完了したとして、ステップS614で、「頭の挿入位置が正しく調整されました。」というガイドメッセージを、映像又は音声で出力して、頭部10がボウル101内へ十分に挿入されたことが確認される。左右のアーム114L,114R両方について準備動作が実行されている場合、左右の圧力センサ211L,211Rのいずれにおいても第1の圧力P1の押圧力が検知されたときに、頭部10がボウル101内へ十分に挿入されたと判断される。このようにすることで、頭部10の位置を検出するために複雑な検出装置を用いることなく、圧力センサ211L,211Rにより容易に頭部10の挿入を確認することができる。
その後、ステップS615で押圧力制御をOFFにして、ステップS616でアームをリリースする(押圧角度θPL,θPRが0°の位置にアーム114L,114Rを回動させる)。そして、初期位置にアーム114L,114Rを移動させるために、ステップS617で、伸縮角度θが0°の位置にアーム114L,114Rを回動させ、スイング角度θSL,θSRが0°の位置にアーム114L,114Rを回動させる。
なお、以上説明した各ステップにおいて出力されるガイドメッセージは、ガイドメッセージを受けた人に、頭部10の位置調整を行ってもらうために出力される。そのため、水平移動装置520によりリクライニングシート500を自動的に水平移動させるなどにより、頭部10の位置が自動調整される場合は、このガイドメッセージを出力する代わりに、圧力センサ211L,211Rの値などに基づいて、自動調整の動作を行う。
なお、本実施形態のステップS604〜S614では、準備動作が実行されたアーム114L,114Rについて圧力センサ211L,211Rにより第1の圧力P1以上の押圧力が検知されたとき、擬似的弾力形成部708Gにより、当該アーム114L,114Rに擬似的な弾力性を付与する弾力形成動作を実行している。弾力形成動作では、頭部10に接近する方向への押圧位置θを超える押圧回動を禁止しつつ、頭部10に対する接触子109の押圧力が第1の圧力P1に維持されるように、アーム114L,114Rの押圧回動が制御される。この制御により、準備動作が実行されたアーム114L,114Rが弾力性を有する壁のように機能するため、頭部10に過度の負荷がかかることを防止することができる。したがって、人の頭部10をボウル101内の適切な位置に安全且つ確実にセットすることができる。弾力形成動作等の種々の動作において、アーム114L,114Rの押圧回動は、上述の通り、アーム押圧角度制御部702L,702Rにより制御される。また、種々の動作において、アーム114L,114Rのスイング回動は、上述の通り、アームスイング角度制御部701L,701Rにより制御される。図23は、左アームスイング角度制御部701L及び左アーム押圧角度制御部702Lの構成を示すブロック図である。なお、右アームスイング角度制御部701Rは左アームスイング角度制御部701Lと同様の構成であり、右アーム押圧角度制御部702Rは左アーム押圧角度制御部702Lと同様の構成であるため、詳細な説明を省略する。左アームスイング角度制御部701Lは、比較器602Lと位置制御器603Lとを有する。左アーム押圧角度制御部702Lは、比較器802L,805L、安定化補償器803L、リミッタ804L、位置制御器806Lを有する。図23に示すように、押圧回動用のモータ206Lには、モータ206Lの回転角度に同期してパルス信号を発生させるエンコーダ801Lが内蔵されている。このエンコーダ801Lが発生させるパルス信号は、モータ206Lの回転角度(押圧角度θPL)を示す情報として、比較器805Lに送られる。また、比較器802Lでは、システム制御部708に指令された押圧力、すなわち第1の圧力P1と、圧力センサ211Lで検知された圧力とが比較されて誤差が算出される。この誤差信号は、安定化補償器803Lとリミッタ804Lとを経由して、比較器805Lに送られる。安定化補償器803Lは、制御系を安定させるためのものである。リミッタ804Lは、弾力形成動作を実行する場合に、頭部10に対する接触子109の押圧力を第1の圧力P1以下に制限するためのものである。比較器805Lでは、リミッタ804Lから送られる指令値の信号と、エンコーダ801Lから送られる現状の押圧角度θPLの信号とが比較されて誤差が算出され、この誤差信号が、アーム114Lの押圧角度を制御する位置制御器806Lを経由してモータ206Lに送られる。リミッタ804Lが動作するとき、比較器805Lに送られる指令値が第1の圧力P1以下に制限されるため、上記の弾力形成動作を実行することができる。一方、スイング回動用のモータ201Lには、モータ201Lの回転角度に同期してパルス信号を発生させるエンコーダ601Lが内蔵されている。このエンコーダ601Lが発生させるパルス信号は、モータ201Lの回転角度(スイング角度θSL)を示す情報として、比較器602Lに送られる。比較器602Lでは、システム制御部708に指令されたスイング角度θSLと、エンコーダ601Lから送られた現状のスイング角度θSLとが比較された誤差信号が、算出される。この誤差信号が、アーム114Lのスイング角度を制御する位置制御器603Lを経由して、モータ201Lに送られる。この誤差信号により、アーム114Lは、システム制御部708の指令値に従ってスイング回動可能となっている。
続いて、図21に示すスイング範囲決定ステップS305では、アーム114L,114Rのスイング角度θSL,θSRの範囲を、決定する。図25を参照して、左アーム114Lの場合について説明する。図25に示すように、スイング範囲決定ステップS305では、スイング角度θSLに関して、原点(θSL=0°)と、水平位置θと、上限点θSMAXとを決定することで、スイング角度θSLの範囲を決定する。これら各角度位置は、例えば、人が手動でアーム114Lを動かして各角度位置についての所望の位置でアーム114Lを停止させ、操作部707により位置を決定する操作を行うことで、決定される。
続いて、図21に示す頭部高さ位置調整ステップS306では、簡易スキャニング部708Hにより簡易スキャニング動作を実行した後に、頭部高さ調整制御部708Iにより頭部高さ位置調整を行う(図29A、図29BのステップS701〜S722)。簡易スキャニング動作は、上述したスキャニング動作と同様の動作を簡易に行うものであり、スイング角度θSL,θSRにおける3つの角度位置において、圧力センサ211L,211Rにより検知される押圧力が第1の圧力P1となるときの押圧角度θPL,θPRが検出され、記憶部708Aに記憶される。
ここで、簡易スキャニングを行う3つの角度位置において、額位置の場合をi=1とし、水平位置の場合をi=2とし、原点位置の場合をi=3とする。そして、各角度位置におけるスイング角度をθSiとし、各角度位置における押圧角度をθPiとし、各角度位置における伸縮角度をθXiとする。まず、ステップS701で、i=1と定義する。次に、ステップS702で、伸縮角度θを頭部10のサイズに応じた角度に回動させて、アーム114L,114Rを伸縮させる。次に、ステップS703で、スイング角度θを各角度位置におけるスイング角度θSiに回動させる。続いて、ステップS704で、押圧力制御をONにして、押圧力目標値である第1の圧力P1を設定する。次に、ステップS705では、圧力センサ211L,211Rで検出された圧力が、第1の圧力P1と略等しいか否かを、システム制御部708で判定する。ステップS705で略等しくない場合(ステップS705の「NO」)、検出された圧力が第1の圧力P1と略等しくなるまでステップS705を繰り返す。
ステップS705で略等しい場合(ステップS705の「YES」)、この第1の圧力P1を維持しながらアーム114L,114Rの伸縮角度θを大きくして、アーム114L,114Rを伸ばす。そして、ステップS707では、アーム114Lとアーム114Rとが所定の距離まで近づいたか否かを、アーム接近検出装置の一例であるマグネット121及び磁気センサ122を用いて検出する。2つのアーム114L,114Rが所定の距離まで近づいていない場合(ステップS707の「NO」)、ステップS706に戻って所定の距離まで近づける。2つのアーム114L,114Rが所定の距離まで近づいた場合(ステップS707の「YES」)、ステップS708で、アーム114L,114Rの伸張動作を停止し、その時の伸縮角度θXiを維持する。続いて、ステップS709で、現在のスイング角度θSiに応じた押圧角度θPiと、伸縮角度θXiを、取得する。続いて、ステップS710で、押圧力制御をOFFにして、ステップS711で、アーム114L,114Rをリリースし(押圧角度θを0°に回動させ)、伸縮角度θを頭サイズに応じた初期の値になるように回動させる。そして、これらステップS703〜S711を、iが3になるまで、ステップS712及びステップS713を通して、繰り返す。
次に、ステップS714で、i=1の額位置の押圧角度θP1と、i=3の原点位置の押圧角度θP3を比較する。ここで、額位置の押圧角度θPL1と原点位置の押圧角度θPL3が略等しくない場合、又は、額位置の押圧角度θPR1と原点位置の押圧角度θPR3が略等しくない場合(ステップS714の「NO」)、ステップS715を行う。ステップS715では、額位置の押圧角度θPL1,θPR1と原点位置の押圧角度θPL3,θPR3のどちらが大きいかを比較する。額位置の押圧角度θPL1,θPR1が、原点位置の押圧角度θPL3,θPR3より小さい場合(ステップS715の「YES」)、頭部10が額側に偏った位置に配置されていると判断して、ステップS716で、「頭の高さを下げてください」というガイドメッセージを、映像又は音声で出力する。その後、ステップS717で頭の高さの調整が完了しているか否かを判定した後、ステップS701に戻る。また、額位置の押圧角度θPL1,θPR1が、原点位置の押圧角度θPL3,θPR3より大きい場合(ステップS715の「NO」)、頭部10が原点側(後頭部側)に偏った位置に配置されていると判断して、ステップS718で、「頭の高さを上げてください」というガイドメッセージを、映像又は音声で出力する。その後、ステップS719で頭の高さの調整が完了しているか否かを判定した後、ステップS701に戻る。
額位置の押圧角度θPL1と原点位置の押圧角度θPL3が略等しく、且つ、額位置の押圧角度θPR1と原点位置の押圧角度θPR3が略等しい場合(ステップS714の「YES」)、ステップS720を行う。ステップS720で、i=1の額位置の伸縮角度θX1と、i=3の原点位置の伸縮角度θX3を比較する。ここで、額位置の伸縮角度θXL1と原点位置の伸縮角度θXL3が略等しくない場合、又は、額位置の伸縮角度θXR1と原点位置の伸縮角度θXR3が略等しくない場合(ステップS720の「NO」)、ステップS721を行う。ステップS721では、額位置の伸縮角度θXL1,θXR1と原点位置の伸縮角度θXL3,θXR3のどちらが大きいかを比較する。額位置の伸縮角度θXL1,θXR1が、原点位置の伸縮角度θXL3,θXR3より大きい場合(額位置のアーム114L,114Rが原点位置のアーム114L,114Rより伸縮していない場合、ステップS721の「YES」)、頭部10が額側に偏った位置に配置されていると判断して、ステップS716で、「頭の高さを下げてください」というガイドメッセージを、映像又は音声で出力する。その後、ステップS717で頭の高さの調整が完了しているか否かを判定した後、ステップS701に戻る。また、額位置の押圧角度θPL1,θPR1が、原点位置の押圧角度θPL3,θPR3より小さい場合(ステップS721の「NO」)、頭部10が原点側(後頭部側)に偏った位置に配置されていると判断して、ステップS718で、「頭の高さを上げてください」というガイドメッセージを、映像又は音声で出力する。その後、ステップS719で頭の高さの調整が完了しているか否かを判定した後、ステップS701に戻る。
額位置の伸縮角度θXL1と原点位置の伸縮角度θXL3が略等しく、且つ、額位置の伸縮角度θXR1と原点位置の伸縮角度θXR3が略等しい場合(ステップS720の「YES」)、ステップS722を行う。ステップS722では、頭部10の高さ位置の調整が完了したとして、「頭の高さ位置が正しく調整されました」というガイドメッセージを、映像又は音声で出力する。このようにして、図21の頭部高さ位置調整ステップS306が行われる。
なお、図29BのステップS722の後に、必要に応じて、水平位置におけるスイング角度θS2の時の押圧角度θP2、伸縮角度θX2を評価し、頭部挿入位置の再調整を行っても良い。このように、頭部10の挿入位置及び高さ位置の調整を行った後に、再度、水平位置における調整を行うことで、リクライニングシート500上に座った人8の不快感を抑制することができる。
続いて、図26を参照して左アーム114Lの場合について簡易スキャニング動作の具体例を説明する。図26に示すように、簡易スキャニング動作では、スイング角度θSLに関して、水平位置θと、水平位置θよりも上側の角度θU1と、水平位置θよりも下側の角度θL1との3箇所でスキャニングされる。スキャニングの方法は、上述したスキャニング動作と同様であるため、詳細な説明を省略する。
上側の角度θU1としては、例えば、スイング範囲決定ステップS305で決定された上限点θSMAXが設定される。下側の角度θL1としては、水平位置θとの差θ(θ−θL1)が、上側の角度θU1と水平位置θとの差θ(θU1−θ)に等しくなる角度に設定されることが好ましい。これにより、次の頭部高さ位置調整ステップS306で実行される頭部10の高さ調整を精度よく行うことができる。
ただし、簡易スキャニング動作において、上側の角度θU1及び下側の角度θL1は、上記と異なる角度に設定されてもよい。例えば、下側の角度θL1を原点(θSL=0°)に設定してもよい。また、簡易スキャニング動作では、必ずしも3点のスイング角度θSL,θSRで行う必要はなく、例えば2点のスイング角度θSL,θSRで行ってもよい。
図21に戻って説明する。頭部高さ位置調整ステップS306では、図29A、図29Bを用いて説明したように、頭部高さ調整制御部708Iにより頭部10の高さ調整が実行される。この頭部10の高さ調整では、簡易スキャニング動作で検出及び記憶された押圧角度θPL,θPRに対して、スイング角度θSL,θSRによるズレ量が低減されるように、頭部10の高さが調整される。例えば、簡易スキャニング動作において、上側の角度θU1に比べて下側の角度θL1において押圧角度θPL,θPRが大きかった場合、頭部10の高さが低くなるように調整される。また、上側の角度θU1に比べて下側の角度θL1において押圧角度θPL,θPRが小さかった場合、頭部10の高さが高くなるように調整される。これにより、高さ方向に関しても、頭部10が最適な位置にセットされる。
具体的に、頭部10の高さ調整は、高さ調整制御部710により高さ調整装置510を制御し、リクライニングシート500の高さを調整することにより行われる。なお、高さ調整装置510が用いられない場合は、手動によるリクライニングシート500の高さ調整を促すように、映像又は音声等により報知を行ってもよい。
また、図24Bに示すように、頭部10の高さ調整の際、頭部支持制御部708Jにより、左右の少なくとも一方のアーム114L,114Rについて頭部支持動作が実行されてもよい。これにより、頭部10の下側に配置されたアーム114L,114Rと支持体112とによって、頭部10を一層安定的に支持することができる。
この場合、上下動追従制御部708Kにより、頭部支持動作が実行されたアーム114L,114Rについて、頭部10の上下動に合わせて複数の接触子109が上下動するように押圧回動が制御されるようにしてもよい。これにより、頭部10の高さ調整中において、頭部10の姿勢が変わることによる首への負担を軽減することができ、人の不快感を軽減することができる。
以下、図5〜図13を参照しながら、自動頭部洗浄装置100の具体的な構成について説明する。
図5では、左洗浄ユニット12Lの第三アーム107L,108Lを、頭部10の表皮面から図4の法線方向215Lに向けて見た図が示されている。図5では、駆動伝達系を説明するために、アーム基台103L、第一アーム105L、第二アーム106Lなどの各配置については、模式的に表現している。
図5に示すように、第二アーム106L内には、モータ301Lが配置されている。モータ301Lの回転出力は、モータ回転出力軸に取り付けられた歯車302Lと、ドライブシャフト304に取り付けられた歯車303Lとを介して、ドライブシャフト304Lに伝達される。ドライブシャフト304Lは、伝達されたモータ301Lの回転出力によって、回動自在に駆動される。
ドライブシャフト304Lの一端に取り付けられた歯車305Lの回転出力は、円筒ラック306Lを介して、第三アーム107Lに取り付けられた歯車307L及び歯車311Lに伝達される。円筒ラック306Lは、第二アーム106Lに支持軸213Lによって回動自在に支持されると共に、支持軸213Lに平行な方向に移動可能に保持されている。円筒ラック306Lが支持軸213Lに平行な方向に移動することにより、歯車307Lが回動軸308L周りに回動すると共に、歯車311Lが回動軸312L周りに回動する。
円筒ラック306Lは、全体形状が略円筒状に形成されると共に、その側面に軸対称のラック機構306Laを備えている。ラック機構306Laは、ドライブシャフト304Lに取り付けられた歯車305Lに係合すると共に、歯車307L及び歯車311Lに係合するように設けられている。
歯車307Lには、2個の接触子109を連結する第四アーム309Lが結合されている。2個の接触子109は、歯車307Lと一体的に回動駆動される。同様に、歯車311Lには、2個の接触子109を連結する第四アーム310Lが結合されている。2個の接触子109は、歯車311Lと一体的に回動駆動される。第四アーム309L,310Lは、揉み動作用アーム部の一例である。
一方、ドライブシャフト304Lの他端に取り付けられた歯車313Lの回転出力は、円筒ラック314Lを介して、第三アーム108Lに取り付けられた歯車315L及び歯車318Lに伝達される。円筒ラック314Lは、全体形状が略円筒状に形成されると共に、その側面に軸対称のラック機構314Laを備えている。また、円筒ラック314Lは、第二アーム106Lに支持軸214Lによって回動自在に支持されると共に、支持軸214Lに平行な方向に移動可能に保持されている。円筒ラック314Lが支持軸214Lに平行な方向に移動することにより、歯車315Lが回動軸316L周りに回動すると共に、歯車318Lが回動軸319L周りに回動する。
歯車315Lには、2個の接触子109を連結する第四アーム317Lが結合されている。2個の接触子109は、歯車315Lと一体的に回動軸316Lを中心に移動する。同様に、歯車318Lには、2個の接触子109を連結する第四アーム320Lが結合されている。2個の接触子109は、歯車318Lと一体的に回動軸319Lを中心に移動する。第四アーム317L,320Lは、揉み動作用アーム部の一例である。
図6A及び図6Bは、自動頭部洗浄装置100の駆動構成の第3要部の動作を説明するための説明図である。図6Aでは、円筒ラック306L,314L、歯車307L,311L,315L,318L、第四アーム309L,310L,317L,320L及び接触子109を模式的に示している。図6Bでは、第四アーム309L,310L,317L,320L及び接触子109を示しており、円筒ラック306L,314L及び歯車307L,311L,315L,318Lの図示を省略している。なお、図6A及び図6Bでは、第二アーム106L及び第三アーム107L,108Lは、一体として、模式的にバー27として表示している。
図6Aに示すように、左洗浄ユニット12Lでは、円筒ラック306Lが矢印27aの方向に移動すると、円筒ラック306Lの両側に隣接する歯車307L,311Lが、それぞれ矢印27b,27cの方向に回転する。これに伴って、歯車307L,311Lに第四アーム309L,310Lを介して取り付けられた接触子109が、矢印27d,27eの方向に互いに逆方向に移動する。
同様に、円筒ラック314Lが矢印27aの方向に移動するとき、円筒ラック314Lの両側に隣接する歯車315L,318Lが、それぞれ矢印27b,27cの方向に回転する。これに伴って、歯車315L,318Lに第四アーム317L,320Lを介して取り付けられた接触子109が、矢印27d,27eの方向に互いに逆方向に移動する。
また、円筒ラック306L,314Lが矢印27aの方向に移動するとき、隣接する異なる第三アーム107L,108L(図5参照)に取り付けられた隣接する歯車307L,318Lは、互いに逆の方向に回転する。その結果、歯車307L,318Lに第四アーム309L,320Lを介して取り付けられた接触子109は、矢印27d,27eの方向に互いに逆方向に移動する。このように、円筒ラック306L,314Lが矢印27aの方向に移動するとき、円筒ラック306L,314Lの軸方向と直交する方向に隣接する2個の接触子109は、矢印27d,27eの方向に近接又は離反するように移動する。
接触子109が人の頭部10の頭皮に接触した後に円筒ラック306L,314Lが矢印27aの方向に移動すると、接触子109に接触した頭皮の領域を互いに近づける(又は引き離す)ことができる。これにより、人の頭部10の頭皮が縮められ(又は伸ばされ)、人の頭部10の頭皮が揉まれる。
また、接触子109が人の頭部10の頭髪に接触した状態で円筒ラック306L,314Lが矢印27aの方向に移動すると、接触子109の間に位置する頭髪を挟む(又は引っ張る)ことができる。これにより、頭髪を構成する髪の束を様々な方向に変位させて移動させることができ、髪の束を揉むことができる。
一方、円筒ラック306L,314Lを矢印27aと反対の方向に移動させると、図6Bに示すように、歯車307L,311L,315L,318L及び接触子109が、それぞれ図6Aに示す動作方向と反対方向に移動する。左洗浄ユニット12Lでは、円筒ラック306L,314Lを矢印27aの方向と矢印27aと反対の方向に往復運動させることで、図6Aに示す状態Aと図6Bに示す状態Bとを交互に繰り返し、接触子109を揺動させる。これにより、前述のように複数の接触子109によって頭部10を揉むような動作、すなわち、揉み動作が実現される。
右洗浄ユニット12Rは、左右対称である点を除けば、左洗浄ユニット12Lと同様に構成されている。
すなわち、図2〜図4に示すように、右洗浄ユニット12Rは、右アーム114Rとパイプ111Rとを備える。右アーム114Rは、アームハウジング115Rを有する。アームハウジング115Rには、第一〜第三アーム105R,106R,107R,108Rが収容されている。パイプ111Rは、パイプ111Lと同様に構成され、支持軸104Rに固定されたアーム基台103Rに取り付けられている。第一アーム105Rは、アーム基台103Rに取り付けられ、アーム基台103Rと共に支持軸104Rを中心に回動可能に構成されている。第一アーム105Rには、第二アーム106Rが回動自在に支持されている。第二アーム106Rには、2つの第三アーム107R,108Rが回動自在に支持されている。第三アーム107R,108Rには、人の頭部10に接触する複数の接触子109が取り付けられている。接触子109は、アームハウジング115Rの外部に露出して設けられている。
支柱102R内に配置されたモータ201Rの回転出力は、モータ回転出力軸202Rに取り付けられた歯車203Rと、支持軸104Rに取り付けられた歯車204Rとを介して、支持軸104Rに伝達される。支持軸104Rに取り付けられたアーム基台103Rは、矢印205Rの方向に回動自在に駆動可能に構成されている。アーム基台103R内に配置されたアーム回動軸209Rは、支持軸104Rに対して略直角に設けられ、支持軸104Rを中心としてアーム基台103R及びアーム105R,106R,107R,108Rと共に回動可能となっている。モータ206Rの回転出力は、モータ回転出力軸207Raに取り付けられた歯車207Rと、第一アーム105Rのアーム回動軸209Rに取り付けられた歯車208Rとを介して、第一アーム105Rに伝達される。伝達されたモータ206Lの回転出力により、第一アーム105Rは、アーム回動軸209R周りに矢印210Rの方向に回動自在に駆動可能に構成されている。第一アーム105Rは、人の頭部10を押さえつける力を検出するための圧力センサ211Rを備えると共に、支持軸212Rによって第二アーム106Rを回動自在に支持している。第二アーム106Rは、支持軸213R,214Rによって各々第三アーム107R,108Rを回動自在に支持している。また、第三アーム107R,108Rには、それぞれ、円筒ラックと係合する歯車が取り付けられている。円筒ラックは、第二アーム106Rに支持軸213R,214Rによって回動自在に支持されると共に、支持軸213R,214Rに平行な方向に移動可能に保持されている。この歯車には、2個の接触子109を連結する第四アームが結合されている。2個の接触子109は、第二アーム106R内に配置されたモータ301R(図14参照)によって、この歯車と一体的に回動駆動される。
次に、自動頭部洗浄装置100の駆動構成の第2要部の具体例について説明する。
図7は、自動頭部洗浄装置100の駆動構成の第2要部の具体例を示す側面図である。図8は、自動頭部洗浄装置100の駆動構成の第2要部の具体例を示す斜視図である。なお、図7及び図8では、第二アーム及び第三アームによって構成されるヘッドケアユニット40の具体例を示している。また、図7及び図8では、第二アーム及び第三アームは、略直線状に形成したものを示し、第三アームに取り付けられる歯車は、扇状に形成したものを示している。
図7及び図8に示すように、自動頭部洗浄装置100のヘッドケアユニット40は、第二アーム106Lと、第三アーム107L,108Lとによって構成されている。ヘッドケアユニット40は、第二アーム106Lに配置されたモータ301Lからの出力を伝達するドライブシャフト304Lと、ドライブシャフト304Lの両端に配置された歯車305L,313Lにそれぞれ係合する2つの円筒ラック306L,314Lと、2つの円筒ラック306L,314Lの中心軸306Lb,314Lbにそれぞれ一致する支持軸213L,214Lに回動自在に保持される第三アーム107L,108Lと、を備えている。
ヘッドケアユニット40では、モータ301Lの回転出力が、ドライブシャフト304Lの両端に配置された歯車305L,313L及び円筒ラック306L,314Lを介して、第三アーム107L,108Lに取り付けられた歯車307L,311L,315L,318Lに伝達される。伝達されたモータ301Lの回転出力によって、歯車307L,311L,315L,318Lが回動し、歯車307L,311L,315L,318Lにそれぞれ取り付けられた2個の接触子109が回動する。
2個の円筒ラック306L,314Lは、それぞれ、支持軸213L,214Lによって第二アーム106Lに回動自在に支持されている。また、円筒ラック306Lに係合する歯車307Lは、第三アーム107Lに回動自在に保持された回動軸308Lに結合されている。回動軸308Lは、2個の接触子109を連結する第四アーム309Lに結合されている。これにより、歯車307Lと接触子109とは、回動軸308L周りに一体的に回動できるようになっている。なお、回動軸308Lは、例えば第三アーム107Lを挟む上下方向にフランジ部を備えるなど、円筒ラック306Lと歯車307Lとの係合状態を維持するように構成されている。
歯車307Lと同様に、歯車311L,315L,318Lは、それぞれの回動軸312L,316L,319L周りに接触子109と一体的に回動可能に構成されている。ヘッドケアユニット40では、人の頭部10に接触する接触ユニット13は、第三アーム107Lに取り付けられた歯車307L、回動軸308L、第四アーム309L及び接触子109によって構成されている。接触ユニット13は、第三アーム108Lの先端に配置された2個の接触子109を回動させる中心軸を有する歯車307Lを備えている。
図9は、自動頭部洗浄装置100の接触ユニット13の概略構成を示す斜視図である。なお、図9では、第三アーム107Lに取り付けられた歯車307Lを円形状として示している。図9に示すように、接触ユニット13では、人の頭部10に接触する2個の接触子109が、略V字状に形成された第四アーム309Lの先端に配置されている。また、接触ユニット13では、歯車307Lが結合される回動軸308Lと第四アーム309Lの対称軸309Laとが、一致するように配置されている。
前述したように、接触ユニット13では、歯車307Lと接触子109とは、回動軸308L周りに一体的に回動される。なお、接触ユニット13では、2個の接触子109は、回動軸308L周りに回動される。だが、接触ユニット13では、2個の接触子109は、これら2個の接触子109を結ぶ直線に沿った方向に移動させることも可能であり、また、これら2個の接触子109を結ぶ直線と直交する方向に移動させることも可能である。
第四アーム309Lは、一対の分岐部309Lbと連結部309Lcとを有する。連結部309Lcは、回動軸308Lに結合されている。一対の分岐部309Lbは、先端に接触子109が配置されると共に、対称軸309Laに対して対称に配置される。連結部309Lcは、V字状に配置される2つの分岐部309Lbの頂点において2つの分岐部309Lbを連結する。
接触ユニット13では、第四アーム309Lは、V字状に配置される分岐部309Lcの頂点から接触子109に至る領域の少なくとも一部に弾性体を含むように構成されている。図9に示す接触ユニット13の第四アーム309Lでは、分岐部309Lbが弾性体の一例である板バネとして構成されている。
接触ユニット13では、2個の接触子109が人の頭部10に接触している状態で接触ユニット13の人の頭部10への押し付け力が大きくなると、接触ユニット13のV字状に配置される2つの分岐部309Lbの頂点と人の頭部10との離間距離が小さくなって、2個の接触子109の相互の間隔が大きくなる。逆に、2個の接触子109が人の頭部10に接触している状態で接触ユニット13の人の頭部10への押し付け力が小さくなると、接触ユニット13のV字状に配置される2つの分岐部309Lbの頂点と人の頭部10との離間距離が大きくなって、2個の接触子109の相互の間隔が小さくなる。
このように、接触ユニット13の2個の接触子109が人の頭部10に接触している状態で接触ユニット13の人の頭部10への押し付け力が変化すると、接触ユニット13のV字状に配置される2つの分岐部309Lbの頂点と人の頭部10との離間距離が変更され、2個の接触子109の相互の間隔が変更される。すなわち、接触ユニット13の人の頭部10への押し付け力を変化させることによって、接触ユニット13の2個の接触子109の相互の間隔を調整することができる。そのため、自動頭部洗浄装置100では、人の頭部10の形状に応じて効率良く確実に洗浄することができる。
また、接触ユニット13が人の頭部10に沿って移動すると、接触ユニット13の接触子109は、人の頭部10の頭皮10aの表面形状に倣って滑らかに効率良く移動する。接触子109は、頭皮10aに沿って移動することにより頭皮10aに対してせん断応力を発生させると共に、頭皮10aに押し付けられることにより頭皮10aに対して垂直応力を発生させる。自動頭部洗浄装置100では、人の頭部10の形状に倣って接触子109の位置を変えながら洗浄が行われることで、人の頭部10を洗い残しがなく全体にムラなく効率よく洗浄できる。
接触ユニット13では、接触子109が人の頭部10に押し付けられているとき、接触子109が取り付けられた第四アーム309Lの対称軸309Laは、人の頭部10の中心に向くように位置付けられ、接触子109が人の頭部10に接触する接線に垂直な法線と略同一の方向に位置付けられる。
このようにして、接触子109は、板バネとして構成される分岐部309Lbの弾性力によって人の頭部10の中心に向かって押し当てられるので、人の頭部10の表面形状に倣って精度良く移動する。これにより、人の頭部10を、滑らかに効率良く洗浄することができる。
なお、接触ユニット13に、V字状に配置される一対の分岐部309Lbの間の開き角度を調整する開き角度調整機構(図示を省略)を設け、この開き角度調整機構によって一対の分岐部309Lbの間の開き角度を所定の角度範囲に弾性的に維持しても良い。この開き角度調整機構は、好ましくは一対の分岐部309Lbの間の開き角度が、60°以上150°以下の範囲となるように構成される。
このようにして構成された接触ユニット13を備えたヘッドケアユニット40では、2つの接触ユニット13がそれぞれ第三アーム107L,108Lに回動自在に保持され、第三アーム107L,108Lがそれぞれ第二アーム106Lに支持軸213L,214Lによって回動自在に保持されている。
第二アーム106Lは、第一アーム105Lに支持軸212Lによって回動自在に保持されている。第一アーム105Lが人の頭部10に向かう方向に回動されることにより、人の頭部10に向かう方向に第二アーム106Lが移動し、第三アーム107L,108Lに取り付けられた接触子109を人の頭部10に接触させる。
図10A及び図10Bは、自動頭部洗浄装置100の駆動構成の第4要部の動作を説明するための説明図である。図10A及び図10Bでは、2つの接触ユニット13の接触子109が人の頭部10の頭皮10aに接触する状態を示している。なお、図10A及び図10Bでは、2つの接触ユニット13と、2つの接触ユニット13が取り付けられる第三アーム107Lと、1つの分割ユニット部14を示している。1つの分割ユニット部14は、第三アーム107Lに支持されると共に、第二アーム106Lに支持される円筒ラック306Lを含んで構成される。図10A及び図10Bでは、円筒ラック306Lと係合する歯車305も示している。
図10Aに示すように、第二アーム106Lが人の頭部10に向かう方向に移動すると、第三アーム107Lが人の頭部10に向かう方向に移動し、第三アーム107Lに取り付けられた一方の接触ユニット13が人の頭部10の頭皮10aに押し付けられる。第二アーム106Lの人の頭部10に向かう方向への移動は、第一アーム105Lの人の頭部10に向かう方向への移動に伴って引き起こされ、第一アーム105Lの移動は、モータ206Lの動作を制御することで行われる。
第三アーム107Lに取り付けられた一方の接触ユニット13が人の頭部10の頭皮10aに押し付けられると、2個の接触子109は、押し付けられる方向と直交する方向において互いに離れる方向に移動する。なお、図10A及び図10Bでは、2個の接触子109が重なった状態で示されている。
第二アーム106Lが人の頭部10に向かう方向にさらに移動し、接触ユニット13の人の頭部10への押し付け力が増大すると、図10Bに示すように、第三アーム107Lが傾き、第三アーム107Lに取り付けられた他方の接触ユニット13が人の頭部10に押し付けられる。なお、第三アーム107Lが傾いても、円筒ラック306Lと歯車307L及び311Lとの係合状態は維持されるように構成されている。
自動頭部洗浄装置100では、接触ユニット13を人の頭部10に押し付ける押し付け力は、モータ206L(図4参照)の動作を制御することで変化させることができる。モータ206Lは、押し付け力を変化させる押し付けアクチュエータとして機能する。モータ206Lの動作は、圧力センサ211L,211Rによって検出される人の頭部10を押さえつける力に基づいて調整することが可能であり、人の頭部10に所定の圧力を印加するように制御される。これにより、人の頭部10の各部形状に対して、複数の接触子109が頭部10を押し付ける最適な位置を保ち、最適な接触圧力を印加して洗髪を行うことができる。
なお、人の頭部10との接触を検出するための圧力センサを複数の接触子109に設け、この圧力センサの検出信号に基づいてモータ206Lの動作を制御することも可能である。また、分割ユニット部14(例えば、分割ユニット部14の第三アーム107L,108L)に、人の頭部10との距離を検出するための距離センサを設け、この距離センサの検出信号に基づいてモータ206Lの動作を制御することも可能である。
ヘッドケアユニット40では、第三アーム107L,108Lは、それぞれ第二アーム106Lに支持軸213L,214Lによって回動自在に支持され、洗浄ユニット12Lの長手方向に設けられる2つの分割ユニット部14は、第二アーム106Lに回動自在に支持されている。前述したように、第二アーム106Lは、第一アーム105Lに支持軸212Lによって回動自在に支持されている。
ヘッドケアユニット40では、第二アーム106Lが人の頭部10に向かう方向に移動すると、第三アーム107Lが人の頭部10に向かう方向に移動し、第二アーム106Lに取り付けられた一方の分割ユニット部14が人の頭部10の頭皮10aに押し付けられる。第二アーム106Lが人の頭部10に向かう方向にさらに移動すると、第二アーム106Lに取り付けられた他方の分割ユニット部14が人の頭部10の頭皮10aに押し付けられ、2つの分割ユニット部14の頭部支持部11に対向する側に設けられた各接触子109が人の頭部10の頭皮10aに接触する。
このように、本実施形態にかかるヘッドケアシステム40は、接触ユニット13と、接触ユニット13を回動自在に保持する第三アーム107L,108Lと、第三アーム107L,108Lを回動自在に保持する支持軸213L,214Lと、円筒ラック306L,314Lと、複数の接触子109を揺動させるモータ301Lと、を備えている。ここで、第三アーム107L,108Lは、チルトステージの一例である。歯車307L,311L,315L,318Lは、回動歯車の一例である。支持軸213L,214Lは、チルトステージ回動軸の一例である。モータ301Lは、揺動アクチュエータの一例である。接触ユニット13は、複数の接触子109を先端に備えると共に、複数の接触子109を回動させる中心軸を有する歯車307L,311L,315L,318Lを備える。円筒ラック306L,314Lは、支持軸213L,214Lに平行な方向に移動可能に保持されると共に、該方向に移動されることにより接触ユニット13の歯車307L,311L,315L,318Lを回動させる。モータ301Lは、円筒ラック306L,314Lを支持軸213L,214Lに平行な方向に移動させ、歯車307L,311L,315L,318Lを回動させて、複数の接触子109を揺動させる。
また、ヘッドケアシステム40は、支持軸213L,214Lを人の頭部10へ移動させる押し付け機構を備えている。この押し付け機構によって支持軸213L,214Lを人の頭部10へ移動させると共にモータ301Lによって複数の接触子109を揺動させることにより、複数の接触子109によって人の頭部10に応力を作用させることができる。なお、この押し付け機構は、モータ206L、歯車207L,208L、第一アーム105L及び第二アーム106Lによって構成されている。
これにより、人の頭部10の形状が異なる場合においても、人の頭部10の形状に応じて人の頭部10の頭皮及び頭髪を効率良く確実に洗浄することができる。これにより、水やシャンプーなどの使用量を低減できると共に、汚れた水などの量を低減することができる。
また、本実施形態のヘッドケアユニット40は、接触ユニット13を回動自在に保持する第三アームを2つ有しているが、本発明は、これに限定されるものでなく、3つ以上の第三アームを有するようにしてもよい。このように、ヘッドケアユニット40において、複数の第三アームを有することにより、人の頭部10の広い範囲に亘って洗浄することができ、さらに効率良く洗浄することができる。
なお、ヘッドケアユニット40では、円筒ラック306L,314Lの両側に配置される接触ユニット13がそれぞれ水平方向に配置されているので、ヘッドケアユニット40の厚み方向を薄くすることができる。そのため、ヘッドケアユニット40は、小型形状にすることができる。
自動頭部洗浄装置100では、人の頭部10の形状に応じて洗浄ユニット12を動作させて洗髪することができる。これにより、自動頭部洗浄装置100は、人の頭部10を効率よく洗髪することが可能であり、水やシャンプーなどの使用量を低減できると共に汚れた水などの量を低減することができる。
なお、水系供給部及び水系バルブ216によって、洗浄ユニット12L,12Rに水を供給する給水部が構成されている。また、洗浄ユニット12L,12Rに洗浄液を供給する洗浄液供給部は、洗浄液供給部222、混合部220及び洗浄液系バルブ217によって構成されている。また、洗浄ユニット12L,12Rにコンディショナーを供給するコンディショナー供給部は、コンディショナー供給部221及びコンディショナー系バルブ218によって構成されている。
図3に示すように、自動頭部洗浄装置100では、ボウル101の底部101aに、2つの排水口101bが設けられ、洗浄に使用した水などが排水口101bから排出される。なお、排水口101bには排水管(図示を省略)が接続され、洗浄に使用した水などは、この排水管を介して外部に排水処理される。
ボウル101には、首を支えるための切欠部101cと、人の頭部10の後頭部を支えるための支持体112とが設けられている。切欠部101cは、ボウル101の左右方向中央部に設けられている。切欠部101cに人の首がセットされることで、ボウル101内において人の頭部10が左右方向における中央部に位置決めされる。支持体112は、上下左右に位置調整可能に構成され、例えば人の頭部10の位置を検出するカメラなどの位置検出手段によって検出された人の頭部10の位置に基づいて位置調整可能である。
支持体112は、好ましくは洗浄ユニット12L,12Rの支持軸104L,104Rが人の耳近傍の位置になるように位置調整される。人の耳近傍の位置を基点に洗浄ユニット12L,12Rを駆動させることで、人の首にかかる負担を抑制することができる。なお、支持体112に支持された人の頭部10の後頭部を洗浄するように支持体112を構成することも可能である。
また、ボウル101に設置された支柱102L,102Rは、支柱102L,102Rに取り付けられる支持軸104L,104Rの軸方向に移動可能に構成されている。これにより、支持体112に支持された人の頭部10の大きさに応じて、人の頭部10とアーム基台103L,103Rとの距離を調整することができる。
ボウル101には、洗浄時に水やシャンプーなどが外部に飛散することを防止するために、開閉可能に構成されるフード113が着脱可能に取り付けられている。なお、フード113は、洗浄時に圧迫感や不安感をできるだけ与えないように、透明な材料によって形成されることが好ましい。
また、自動頭部洗浄装置100において、図2に示すように、洗浄ユニット12L,12Rの接触子109を覆うカバー125を設けることも可能である。カバー125は、1つの接触子109を覆うように設けてもよく、複数の接触子109を覆うように設けてもよい。
このように、接触子109にカバー125を装着させることにより、接触子109に水、シャンプー又は汚れなどが付着したりすることを防止することができる。カバー125に汚れなどが付着した場合には、カバー125を交換することで、人の頭部10に接触する部分を綺麗にすることが可能である。また、頭部を洗浄される人ごとにカバー125を交換することで、常に清潔な状態で人の頭部10を洗浄することができる。
なお、自動頭部洗浄装置100により人8の頭部10を洗浄する際、頭部10にバイザー型のウォーターシールドバイザー(図示を省略)を装着してもよい。この場合、ノズル110から噴出された水などがウォーターシールドバイザーにより遮られ、人8の顔に水などがかかることを防止することができる。
自動頭部洗浄システム1は、後述するように、自動頭部洗浄システム1の全体の動作を総合的に制御する制御装置700(図1参照)を備える。制御装置700は、洗浄ユニット12L,12Rをそれぞれ独立に駆動させることができる。制御装置700は、モータ201L,201R、モータ206L,206R、及びモータ301Lなどの各種動作を制御する。ここで、モータ201L,201Rは、洗浄ユニット12L,12Rをそれぞれ支持軸104L,104Rを中心として回動自在に駆動させるものであり、モータ206L,206Rは、洗浄ユニット12L,12Rをそれぞれアーム回動軸209L,209Rを中心として回動自在に駆動させるものであり、モータ301Lは、接触子109を回動駆動させるものである。
なお、自動頭部洗浄装置100は、人の頭部10を自動で洗髪する装置であることに加えて、ノズル110から水やシャンプーなどを噴出しない状態では、接触子109によって人の頭部10を自動でマッサージする装置として使用することも可能である。
以下、図11〜図13を用いて、自動頭部洗浄装置100における座標極性などの定義についての説明を行う。なお、図11〜図13では、左右のアーム114L,114Rを代表して、左アーム114Lのみを図示しているが、右アーム114Rについても同様の定義が適用される。また、以下の説明において、左アーム114Lに設けられた複数の接触子109を「接触子群L」と総称し、右アーム114Rに設けられた複数の接触子109を「接触子群R」と総称する。
図11は、自動頭部洗浄装置100の第1の動作方向を説明するための説明図である。本実施形態では、図11に示すように、アーム回動軸209L周りに左アーム114Lが人の頭部10の表面に対して接近したり離反したりするように回動することを「押圧回動する」と称する。また、左アーム114Lが頭部10に接近する方向を「押圧方向(矢印401の方向)」と称し、左アーム114Lが頭部10から離反する方向を「リリース方向(矢印402の方向)」と称する。また、左アーム114Lが頭部10から一番離れた角度位置を0°とし、押圧方向を正方向と称する。
図12は、自動頭部洗浄装置100の第2の動作方向を説明するための説明図である。図12に示すように、自動頭部洗浄装置100では、支持軸104L周りに左アーム114Lが頭部10の前後方向に回動することを「スイング回動する」と称する。また、頭部10の後側の角度位置を0°とし、頭部10の前側に向かった方向(矢印403の方向)を正方向とする。本実施形態では、左アーム114Lが130°までスイング回動することができるように構成されている。
図13は、自動頭部洗浄装置100の第3の動作方向を説明するための説明図である。図13に示すように、自動頭部洗浄装置100では、左アーム114Lの一部を構成する第三アーム107L,108Lの第四アーム309L,310L,317L,320Lには、複数の接触子109が取り付けられている。第三アーム107L,108Lから見て、矢印404の向きは、左アーム114Lが頭部10の前側にスイング回動する方向である。
図13において、破線で示した接触子群Lの位置角度を0°とし、矢印405の方向を正極性方向とする。接触子群Lは、実線で示した状態まで回動可能であり、本実施の形態1では、60°まで回動することができるように構成されている。接触子109が2個一対で取り付けられた第四アーム309L,310L,317L,320Lが、回動軸308L,312L,316L,319L周りにそれぞれ回動することを、「揉み回動する」と称する。
なお、「同相の押圧回動」とは、左アーム114Lと右アーム114Rとが常に同一方向(押圧方向又はリリース方向)に押圧回動することを意味する。「逆相の押圧回動」とは、左アーム114Lと右アーム114Rとが常に反対方向(押圧方向及びリリース方向)に押圧回動することを意味する。
また、「同相のスイング回動」とは、左アーム114Lと右アーム114Rとが常に同一方向(頭部10の前側に向かう方向又は後側に向かう方向)にスイング回動することを意味する。「逆相のスイング回動」とは、左アーム114Lと右アーム114Rとが常に反対方向(頭部10の前側に向かう方向及び後ろ側に向かう方向)にスイング回動することを意味する。なお、左右のアーム114L,114Rが逆相でスイング回動する場合、両アーム114L,114Rのスイング回動の角度位置の和は、常に最大角度(130°)に等しい値になる。
さらに、左右の接触子群L,Rを比較する場合、「同相の揉み回動」とは、両接触子群L,Rが常に左右対称の動きで揉み回動することを意味する。また、左右の接触子群L,Rを比較する場合、「逆相の揉み回動」とは、両接触子群L,Rが常に点対称の動きで揉み回動することを意味する。
一方、第四アーム309L,310L,317L,320L同士を比較する場合、「同相の揉み回動」とは、比較対象の第四アーム同士が常に同一方向に揉み回動することを意味する。また、この場合、「逆相の揉み回動」とは、比較対象の第四アーム同士が常に反対方向に揉み回動することを意味する。なお、比較対象の第四アーム同士が逆相で揉み回動する場合、両者の揉み回動の角度位置の和は、常に最大角度(60°)に等しい値になる。
以上、上述の実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の効果を逸脱しない範囲で、種々の変更を加えても良い。
本発明により制御される自動ヘッドケアシステムは、美容、理容などの分野及び介護、看護などの医療分野で広く利用することができ、有用である。
1 自動頭部洗浄システム
10 頭部
11 頭部支持部
100 自動頭部洗浄装置
101 ボウル
104L,104R,212L,212R,213L,213R,214L,214R 支持軸
105L,105R 第一アーム
106L,106R 第二アーム
107L,107R,108L,108R 第三アーム
309L,309R,310L,310R,317L,317R,320L,320R 第四アーム
109 接触子
110 ノズル
111L,111R パイプ
114L 左アーム
114R 右アーム
115L,115R アームハウジング
125 カバー
211L,211R 圧力センサ
216 水系バルブ
217 洗浄液系バルブ
218 コンディショナー系バルブ
500 リクライニングシート
510 高さ調整装置
530 水平移動装置
700 制御装置
701L,701R アームスイング角度制御部
702L,702R アーム押圧角度制御部
703L,703R 接触子群角度制御部
704 水系バルブ制御部
705 洗浄液系バルブ制御部
706 コンディショナー系バルブ制御部
707 操作部
708 システム制御部
708A 記憶部
708B 姿勢調整部
708C 頭部挿入準備部
708D 頭部水平移動制御部
708E 頭部挿入確認部
708F 頭部挿入完了確認部
708G 擬似的弾力形成部
708H 簡易スキャニング部
708I 頭部高さ調整制御部
708J 頭部支持制御部
708K 上下動追従制御部
708L 水平移動追従制御部

Claims (14)

  1. 人の頭部を頭部支持部で支持して収容するためのボウルと、
    前記頭部支持部を挟んだ左右両側にそれぞれ配置された一対の支持軸と、
    前記支持軸を中心として回動可能である一対のアーム回動軸と、
    前記支持軸を中心として前記頭部支持部で支持された頭部の前後方向にスイング回動可能であり且つ前記アーム回動軸を中心として前記頭部に対して接近又は離反する方向に回動可能である一対のアームと、
    前記一対のアームにそれぞれ設けられた複数の接触子と、
    前記接触子の押圧力を検知する圧力センサと、
    前記一対のアームの駆動を制御して前記頭部支持部に支持された頭部のケアを行なう制御部と、を備え、
    前記制御部は、
    前記ボウル内への前記頭部の挿入の準備動作として、少なくとも一方の前記アームについて、前記支持軸を中心としたスイング回動の角度位置を前記アームが略水平方向に沿って配置される水平位置に制御する頭部挿入準備部と、
    前記準備動作が実行されたアームについて、前記圧力センサで検知された押圧力が第1の圧力に達したとき、前記頭部が前記ボウル内へ挿入されたことを確認する頭部挿入確認部と、を有する、
    自動ヘッドケアシステム。
  2. 前記制御部は、
    前記準備動作が実行されたアームについて、前記圧力センサで検知された押圧力が第1の圧力に達したとき、前記アームに擬似的な弾力性を付与する弾力形成動作として、前記押圧力が第1の圧力に維持されるように前記アームの回動を制御する擬似的弾力形成部を有する、
    請求項1に記載の自動ヘッドケアシステム。
  3. 前記制御部は、
    前記頭部挿入確認部により前記頭部の挿入が確認された後、簡易スキャニング動作として、前記圧力センサにより検知される押圧力が第2の圧力となるときの前記スイング回動の角度位置を検出する簡易スキャニング部と、
    前記簡易スキャニング動作で検出された角度位置における押圧角度のズレ量が低減されるように、前記頭部の高さを調整する又は前記頭部の高さ調整を報知する頭部高さ調整制御部と、を有する、
    請求項1又は2に記載の自動ヘッドケアシステム。
  4. 前記制御部は、
    前記頭部の高さ調整の際、前記頭部を支持する頭部支持動作として、少なくとも一方の前記アームにおいて、前記アームにより前記頭部を下側から支持可能な位置に前記スイング回動の角度位置を制御する頭部支持制御部を有する、
    請求項3に記載の自動ヘッドケアシステム。
  5. 前記制御部は、
    前記頭部の高さ調整の際、前記頭部支持動作が実行されたアームについて、前記頭部の上下動に合わせて前記複数の接触子が上下動するように前記アームの回動を制御する上下動追従制御部を有する、
    請求項4に記載の自動ヘッドケアシステム。
  6. 前記制御部は、
    前記準備動作が完了した状態において、前記頭部が前記ボウルに対して略水平に移動する際、前記頭部支持動作が実行されたアームの前記複数の接触子が水平移動するように前記スイング回動を制御する水平移動追従制御部を有する、
    請求項1から5のいずれか1項に記載の自動ヘッドケアシステム。
  7. 前記頭部に水又は湯を供給する給水部と、前記頭部に洗浄液を供給する洗浄液供給部と、前記頭部にコンディショナーを供給するコンディショナー供給部と、をさらに備え、
    前記制御部は、水、湯、洗浄液又はコンディショナーを前記頭部に供給すると共に、前記一対のアームの駆動を制御して前記頭部支持部に支持された頭部の洗浄を行なう、
    請求項1から6のいずれか1項に記載の自動ヘッドケアシステム。
  8. ボウルに挿入された人の頭部を頭部支持部で支持して収容した後、一対のアームが前記頭部支持部を挟んだ左右両側にそれぞれ配置された一対の支持軸を中心として前記頭部の前後方向にスイング回動すると共に前記支持軸に略直角な方向に延びるアーム回動軸を中心として前記頭部に対して接近又は離反する方向に回動して、前記一対のアームにそれぞれ設けられた複数の接触子により前記頭部のケアを行なう自動ヘッドケア方法において、
    少なくとも一方の前記アームについて、前記支持軸を中心としたスイング回動の角度位置を前記アームが略水平方向に沿って配置される水平位置に制御した後、
    略水平方向に沿って配置された前記アームについて、圧力センサで検知された前記接触子の押圧力が第1の圧力に達したとき、前記頭部が前記ボウル内へ挿入されたことを確認する、
    自動ヘッドケア方法。
  9. 略水平方向に沿って配置された前記アームについて、前記圧力センサで検知された押圧力が第1の圧力に達したとき、前記アームに擬似的な弾力性を付与する弾力形成動作として、前記押圧力が第1の圧力に維持されるように前記アームの回動を制御する、
    請求項8に記載の自動ヘッドケア方法。
  10. 前記ボウル内への前記頭部の挿入が確認された後、簡易スキャニング動作として、前記圧力センサにより検知される押圧力が第2の圧力となるときの前記スイング回動の角度位置を検出し、
    前記簡易スキャニング動作で検出された前記押圧回動の角度位置における押圧角度のズレ量が低減されるように、前記頭部の高さを調整する又は前記頭部の高さ調整を報知する、
    請求項8又は9に記載の自動ヘッドケア方法。
  11. 前記頭部の高さ調整の際、前記頭部を支持する頭部支持動作として、少なくとも一方の前記アームのスイング回動の角度位置を前記アームにより前記頭部を下側から支持可能な位置に制御する、
    請求項10に記載の自動ヘッドケア方法。
  12. 前記頭部の高さ調整の際、前記頭部支持動作が実行されたアームについて、前記頭部の上下動に合わせて前記複数の接触子が上下動するように前記アームの回動を制御する、
    請求項11に記載の自動ヘッドケア方法。
  13. 前記ボウルに対して前記頭部が挿入又は排出する方向に略水平に移動した際、略水平方向に沿って配置された前記アームについて、前記頭部の水平移動に合わせて前記複数の接触子が水平移動するように前記スイング回動を制御する、
    請求項8から12のいずれか1項に記載の自動ヘッドケア方法。
  14. 水、湯、洗浄液又はコンディショナーを前記頭部に供給すると共に、前記一対のアームにそれぞれ設けられた複数の接触子により前記頭部の洗浄を行なう、
    請求項8から13のいずれか1項に記載の自動ヘッドケア方法。
JP2013537401A 2011-10-03 2012-09-26 自動ヘッドケアシステム及び自動ヘッドケア方法 Expired - Fee Related JP5967379B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011219223 2011-10-03
JP2011219223 2011-10-03
PCT/JP2012/006160 WO2013051224A1 (ja) 2011-10-03 2012-09-26 自動ヘッドケアシステム及び自動ヘッドケア方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2013051224A1 JPWO2013051224A1 (ja) 2015-03-30
JP5967379B2 true JP5967379B2 (ja) 2016-08-10

Family

ID=48043409

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013537401A Expired - Fee Related JP5967379B2 (ja) 2011-10-03 2012-09-26 自動ヘッドケアシステム及び自動ヘッドケア方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20140373265A1 (ja)
JP (1) JP5967379B2 (ja)
CN (1) CN103813733A (ja)
WO (1) WO2013051224A1 (ja)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105433575B (zh) * 2015-11-25 2019-08-09 新昌县泽宇智能科技有限公司 智能洗发机器人洗头位调整机构
CN105455382B (zh) * 2015-11-25 2019-08-09 新昌县泽宇智能科技有限公司 智能洗发机器人后脑清洗装置
JP6041973B1 (ja) 2015-12-29 2016-12-14 株式会社セリックス 自動洗髪機
CN108433317A (zh) * 2018-05-17 2018-08-24 柴海英 一种多功能自动洗头设备
CN109378047B (zh) * 2018-12-20 2021-04-23 新昌县馁侃农业开发有限公司 多功能按摩式冲头床
CN109864862B (zh) * 2019-02-20 2020-08-18 中国人民解放军陆军军医大学第一附属医院 智能医用脚踏垫
CN116672239A (zh) * 2020-04-07 2023-09-01 彭志军 一种易弯折与可调节的气囊超声按摩保健装置
KR102542116B1 (ko) * 2021-05-10 2023-06-13 오철규 안마모듈 헤드 보관함을 갖는 안마 로봇

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3636961A (en) * 1970-12-04 1972-01-25 Romeo F John Automatic shampoo machine
CH682629A5 (fr) * 1990-09-28 1993-10-29 Albert Schmidhauser Appareil de massage du cuir chevelu.
JPH0621636U (ja) * 1992-04-18 1994-03-22 株式会社アイデイアジャパン 皮膚表面に平行に摩擦する頭部温熱マッサージャ。
JP2649128B2 (ja) * 1992-08-31 1997-09-03 三洋電機株式会社 自動洗髪機
JP2938334B2 (ja) * 1994-02-28 1999-08-23 三洋電機株式会社 自動洗髪機
JPH1119221A (ja) * 1997-06-30 1999-01-26 Takayoshi Fukuyama 育毛方法及びその装置
JP2000245524A (ja) * 1999-02-26 2000-09-12 Ohiro Seisakusho:Kk 自動洗髪機
JP2002360333A (ja) * 2001-06-11 2002-12-17 Ohiro Seisakusho:Kk 自動洗髪機
JP2003245119A (ja) * 2002-02-22 2003-09-02 Sekisui House Ltd 洗髪装置
US20040127822A1 (en) * 2002-12-26 2004-07-01 David Eisenberg Hair care unit
JP5162490B2 (ja) * 2009-02-06 2013-03-13 ハイアール グループ コーポレーション 自動洗髪機
EP2371235A1 (en) * 2010-03-31 2011-10-05 Sanyo Electric Co., Ltd. Automatic hair washing machine

Also Published As

Publication number Publication date
US20140373265A1 (en) 2014-12-25
WO2013051224A1 (ja) 2013-04-11
CN103813733A (zh) 2014-05-21
JPWO2013051224A1 (ja) 2015-03-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5967379B2 (ja) 自動ヘッドケアシステム及び自動ヘッドケア方法
JP5555776B2 (ja) 自動洗髪装置
JP5502208B2 (ja) 自動ヘッドケアシステムの制御方法および自動洗髪システムの制御方法、自動ヘッドケアシステム
JP5967380B2 (ja) 自動ヘッドケア方法、並びに自動ヘッドケアシステム
JP5501466B2 (ja) 自動ヘッドケア装置および自動頭部洗浄装置
JP5793702B2 (ja) 自動頭部ケア装置及び自動頭部ケア方法
JP5502237B2 (ja) ヘッドケアシステム及びこれを用いた洗髪装置
JP5793703B2 (ja) 自動頭部ケア装置及び自動頭部ケア方法
JP2009254797A (ja) マッサージ機
KR100551578B1 (ko) 자동 세발기
JP5947825B2 (ja) マッサージ機
JP5886689B2 (ja) マッサージ機
JP5948117B2 (ja) マッサージ機
JP5576995B2 (ja) マッサージ機
KR102672665B1 (ko) 리클라이닝 전동 샴푸대
JP5800355B2 (ja) 椅子型マッサージ機

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20150422

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160607

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160621

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5967379

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees