JPH09294792A - マッサージ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 モータ82によって施療子を往復駆動するマッ
サージ装置において、施療子をマッサージ開始初期位置
まで容易に移動させることを可能とし、然も、快適且つ
効果的なマッサージを施す。 【解決手段】 各モータ82に角度センサー83及び力セン
サー84が連繋し、各モータ82の制御回路７は、力センサ
ー84の検出信号に基づく力制御と、角度センサー83の検
出信号に基づく位置制御が可能である。被施療者が最初
に施療子を初期位置まで移動させる際には、力目標値を
零とする力制御モードが設定される。これによって得ら
れる施療子の初期位置はメモリ71に格納される。マッサ
ージ動作開始に際しては、メモリ71に格納されている初
期位置を目標値とする位置制御モードが設定され、施療
子の初期移動が行なわれる。その後、マッサージ動作に
おいては、所定の力パターンを目標値とする力制御モー
ドが設定される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の自由度を有
するアーム機構の出力端に取り付けた施療子によって、
人体にマッサージを施すマッサージ装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来より、椅子の背もたれにマッサージ
機構を組み込んで、椅子に座った被施療者の背中等にマ
ッサージを施すマッサージ装置が普及している。例えば
図６に示すマッサージ装置は、椅子のフレーム(10)に、
昇降駆動機構(80a)を介して往復駆動機構(80b)を連結す
ると共に、該往復駆動機構(80b)の出力部にアーム(61)
を突設し、該アーム(61)の先端部に施療子(60)を取り付
けたものである。昇降駆動機構(80a)及び往復駆動機構
(80b)は夫々駆動源としてモータ(図示省略)を具えてお
り、該モータの回転は減速機構(図示省略)によって減速
され、出力部に往復動となって伝えられる。

【０００３】上記マッサージ装置においては、先ず、被
施療者(９)の身体に合わせて施療子(60)の初期位置を決
める。この際、リモートコントローラ等の操作により前
記昇降駆動機構(80a)や往復駆動機構(80b)を動作させ
て、施療子(60)を初期位置まで移動させる。その後、昇
降駆動機構(80a)及び往復駆動機構(80b)のモータを正逆
に回転させることによって、アーム(61)が一定の範囲で
昇降すると同時に前後に揺動し、施療子(60)によって被
施療者(９)にマッサージが施されるのである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しなしながら、従来の
マッサージ装置においては、被施療者(９)の身体に合わ
せて施療子(60)を初期位置まで移動させる際、リモート
コントローラの操作では精度のよい位置決めは困難であ
る。そこで、更に微調整を施すべく、手動によって施療
子(60)を最適位置まで移動させる必要が生じるが、この
場合、昇降駆動機構(80a)及び往復駆動機構(80b)を減速
機構の出力側から駆動することとなるから、大きな力が
必要となる問題があった。

【０００５】本発明の目的は、手動によって施療子を適
当な初期位置まで容易に移動させることが出来るマッサ
ージ装置を提供することである。

【０００６】

【課題を解決する為の手段】本発明に係るマッサージ装
置は、複数の自由度を有するアーム機構と、該アーム機
構を各自由度毎に駆動する複数のアクチュエータと、ア
ーム機構の出力端に取り付けられた施療子と、各アクチ
ュエータの動作を制御する制御回路とから構成される。
各アクチュエータには、夫々の自由度についての変位量
を検知するための変位センサーと、夫々の自由度につい
て発揮する力の大きさを検出するための力センサーとが
連繋している。又、制御回路は、各自由度について発揮
すべき力の目標値と力センサーによって検出された力現
在値との偏差に基づいて、各アクチュエータを制御する
力制御手段と、各自由度についての変位量の目標値と変
位センサーによって検出された変位現在値との偏差に基
づいて、各アクチュエータを制御する位置制御手段と、
施療子をマッサージ開始位置まで移動させる際に、力目
標値を実質的に零に設定して、力制御手段による力制御
モードを設定する第１モード制御手段と、力制御モード
による施療子の位置決めが完了した状態で、各変位セン
サーから出力される変位現在値を取り込んで、これを初
期位置データとして格納するメモリ手段と、マッサージ
動作開始に際して、前記メモリ手段に格納されている初
期位置データを目標値として、位置制御手段による位置
制御モードを設定する第２モード制御手段と、施療子の
位置決めが完了した状態で、所定の力パターンを目標値
として、力制御モードによるマッサージ動作を実行する
第３モード制御手段とを具えている。

【０００７】上記マッサージ装置においては、先ず、力
目標値を実質的に零として、力制御モードが設定され
る。この状態で、被施療者が施療子に力をかけて、施療
を受けるべき適切な位置まで施療子を移動させる。この
過程で、各自由度について発揮すべき力の目標値は零に
設定されているから、制御偏差は、力センサーによって
検出された力現在値となって、この制御偏差を零とする
べく制御動作が行なわれる。即ち、各自由度について、
夫々の力現在値と同じ大きさで逆向きの力が発揮される
様、制御が行なわれる。この結果、被施療者が施療子に
及ぼすべき力は、零に向かって低下することになり、容
易に施療子を移動させることが可能となる。力制御モー
ドによる施療子の位置決めが完了した状態で、各変位セ
ンサーから出力される変位現在値は、初期位置データと
してメモリ手段に格納される。

【０００８】手動による施療子の位置決めを行なった直
後にマッサージ動作を行なわしめる場合は、続いて、所
定の力パターンを目標値とする力制御モードが設定され
る。一方、マッサージ動作開始に際して、施療子が初期
位置からずれている場合には、前記メモリ手段に格納さ
れている初期位置データを目標値とする位置制御モード
が設定される。これによって、各アクチュエータが駆動
され、施療子は初期値まで移動し、位置決めされること
になる。その後、所定の力パターンを目標値とする力制
御モードが設定される。

【０００９】力制御によるマッサージ動作においては、
施療子が被施療者に及ぼすべき力を所定のパターンで変
化させる様、制御が行なわれるので、被施療者が多少移
動した場合でも、適切な力でマッサージが施される。

【００１０】具体的構成において、制御回路は更に、被
施療者識別用のＩＤデータを入力するためのＩＤ入力手
段と、前記メモリ手段に初期位置データを格納する際
に、該初期位置データと共にＩＤデータをメモリ手段に
格納するデータ登録手段と、位置制御モードの設定に際
してＩＤデータが入力されたとき、該ＩＤデータに対応
して登録されている初期位置データを読み出すデータ読
出し手段とを具えている。

【００１１】該具体的構成においては、力制御モードに
よる施療子の位置決めによって得られた初期位置データ
をメモリ手段に格納する際、同時に自己のＩＤデータを
入力することによって、初期位置データはＩＤデータと
共にメモリ手段に格納される。その後、施療子が初期位
置からずれている状態でマッサージ動作を開始する際に
は、被施療者は自己のＩＤデータを入力する。これによ
って、メモリ手段に登録されている自己の初期位置デー
タが読み出され、該データを目標値とする位置制御によ
って、施療子は自動的に初期位置まで移動する。

【００１２】

【発明の効果】本発明に係るマッサージ装置によれば、
目標値を零とする力制御によって、施療子を適切な初期
位置まで容易に移動させることが出来、然も、所定の力
パターンを目標値とする力制御によって、快適且つ効果
的なマッサージを受けることが出来る。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につ
き、図面に沿って具体的に説明する。本発明に係るマッ
サージ装置は、図１に示す如く椅子のフレーム(１)に取
り付けられており、一対の施療子(６)(６)によって被施
療者の肩などを揉むことが可能である。尚、図１に示す
マッサージ装置は、両肩に対応した位置に左右一対が取
り付けられるが、これらは同一の構成を有しているの
で、一方については図示及び説明を省略する。

【００１４】図示の如く、フレーム(１)には固定ベース
(11)が固定され、該固定ベース(11)上に、垂直の出力軸
を有する第１モータ(２)が取り付けられている。第１モ
ータ(２)の出力軸には、昇降ベース(21)が連結され、該
昇降ベース(21)上に、前後水平方向の出力軸を有する第
２モータ(３)が取り付けられている。第２モータ(３)の
出力軸には、前後水平方向の移動が案内された往復ブロ
ック(31)が連繋している。従って、往復ブロック(31)
は、第１モータ(２)によって垂直のＸ軸方向に往復駆動
が可能であると共に、第２モータ(３)によって水平のＹ
軸方向に往復駆動が可能である。

【００１５】往復ブロック(31)には、一対の施療子(６)
(６)を具えたヘッド(41)が取り付けられており、該ヘッ
ド(41)は、往復ブロック(31)上に取り付けられた第３モ
ータ(４)によってφ軸回りに回転駆動される。又、一対
の施療子(６)(６)は、ヘッド(41)に取り付けられた第４
モータ(５)によってθ軸回りに開閉駆動される。

【００１６】上述の如く、一対の施療子(６)(６)は、図
１中に示すＸ軸方向、Ｙ軸方向、φ軸回り、及びθ軸回
りの合計４自由度についての駆動が可能であって、これ
ら４自由度についての駆動を互いに協調させることによ
って、様々なモードのマッサージ動作が実現される。

【００１７】図２は、上記マッサージ装置において、任
意の１軸についての駆動制御系を表わしている。尚、他
の３軸についても同様の駆動制御系が構成されており、
前記第１乃至第４モータ(２)(３)(４)(５)を図２中では
モータ(82)で代表している。従って、以下の制御動作
は、各モータ(２)(３)(４)(５)を駆動源とする４つの駆
動制御系の夫々について実行される。

【００１８】モータ(82)はモータドライバ(81)から供給
される電流によって駆動される。該モータ(82)には、出
力軸の回転角度を検出するための角度センサー(83)と、
出力軸が発揮する力を検出するための力センサー(84)が
内蔵されている。斯くして、モータドライバ(81)、モー
タ(82)、角度センサー(83)及び力センサー(84)を具えた
アクチュエータ(８)が構成される。

【００１９】アクチュエータ(８)を駆動制御するべく、
マイクロコンピュータからなる制御回路(７)が装備され
ている。該制御回路(７)には、後述の各種データを格納
するためのメモリ(71)が接続されている。

【００２０】被施療者がマッサージ装置に対して各種の
指令を与えるための遠隔制御器(以下、リモコンという)
(72)が装備されており、該リモコン(72)からの制御信号
はインターフェース(73)を介して制御回路(７)へ入力さ
れる。又、アクチュエータ(８)の角度センサー(83)及び
力センサー(84)による検出信号はＡ／Ｄコンバータ(74)
を介して制御回路(７)へ入力される。これらの入力信号
に応じて制御回路(７)はアクチュエータ(８)に対する制
御信号を作成し、該制御信号はＤ／Ａコンバータ(75)を
経て、アクチュエータ(８)のモータドライバ(81)へ供給
される。この結果、アクチュエータ(８)のモータ(82)が
駆動され、後述の各種動作が実現されるのである。

【００２１】施療子の初期位置登録 被施療者(９)が初めて施療を受ける場合、先ず、力目標
値を零とする力制御モードが設定される。図４は、前記
制御回路(７)が力制御モードにおいて構成する制御ブロ
ックを表わしている。モータ(82)の出力軸(85)が発揮す
る力が力センサー(84)によって検出され、該検出信号と
力目標値との偏差が、周知のＰＩＤ調節器(70)へ供給さ
れ、これによって作成された制御信号がモータドライバ
(81)へ入力される。モータドライバ(81)は、制御信号に
応じた駆動電流を発生して、モータ(82)へ供給する。こ
の結果、モータ(82)は、制御偏差を零に近づける様に駆
動される。ここで、力目標値が零に設定されていると、
モータ(82)は、力センサー(84)による検出信号が零とな
る様に駆動されることになる。

【００２２】上記の力制御モードが設定された状態で、
被施療者は図１に示すヘッド(41)や施療子(６)(６)を把
持して、施療子(６)(６)を施療対象となる肩の位置部ま
で移動させる。これによって図４の出力軸(85)に外力が
作用することになり、モータ(82)は、前述の力制御によ
って、この外力を打ち消す様に駆動される。従って、被
施療者がヘッド(41)や施療子(６)(６)に及ぼすべき力
は、零に向かって低下することになり、容易に施療子を
肩の位置まで移動させることが可能となる。

【００２３】力制御モードによる施療子の位置決めが完
了すると、図２に示す角度センサー(83)から出力される
変位現在値は、Ａ／Ｄコンバータ(74)及び制御回路(７)
を経て、初期位置データとしてメモリ(71)に格納され
る。尚、被施療者は、施療子の位置決めに際し、リモコ
ン(72)を操作して、自己のＩＤデータを入力することが
可能である。入力されたＩＤデータは、前記４つの駆動
制御系についての初期位置データと共に、メモリ(71)に
登録される。

【００２４】施療子の初期移動 前記の初期位置の登録終了直後にマッサージ動作を開始
する場合、即ちマッサージ動作開始に際して施療子が初
期位置に設定されている場合を除き、位置制御モードが
設定されて、施療子の初期位置への移動が行なわれる。

【００２５】図５は、前記制御回路(７)が位置制御モー
ドにおいて構成する制御ブロックを表わしている。モー
タ(82)の出力軸(85)の回転角度が角度センサー(83)によ
って検出され、該検出信号と変位目標値との偏差が、周
知のＰＩＤ調節器(70)へ供給され、これによって作成さ
れた制御信号がモータドライバ(81)へ入力される。モー
タドライバ(81)は、制御信号に応じた駆動電流を発生し
て、モータ(82)へ供給する。ここで、変位目標値が初期
位置に設定されていると、モータ(82)は、施療子を初期
位置へ向けて移動させる様、駆動される。

【００２６】尚、マッサージ動作の開始に際して、被施
療者がＩＤデータを入力すると、該ＩＤデータと共に登
録されている初期位置データがメモリ(71)から読み出さ
れ、該初期位置データが前記変位目標値として設定され
る。

【００２７】マッサージ動作 施療子が初期位置に設定された後、所定の力パターンを
目標値とする力制御モードが設定される。力制御による
マッサージ動作においては、施療子が被施療者に及ぼす
べき力を所定のパターンで変化させる様、制御が行なわ
れる。従って、被施療者が多少移動した場合でも、適切
な力でマッサージが施される。

【００２８】図３は、上記の動作を実現するべく、制御
回路(７)が実行する具体的な制御手続きを表わしてい
る。先ずステップＳ１にて、後述の制御の切換えに用い
るフラグTouch_flagをＮＯに設定し、更にステップＳ２
で力目標値Frefを０に設定した後、ステップＳ３にて力
制御モードを設定する。

【００２９】次に、ステップＳ４では、力現在値Fnowの
絶対値と、被施療者が施療子等に接触したと判断するた
めの力現在値の閾値Flimとを比較し、前者がより大きい
場合はステップＳ５にてフラグTouch_flagをＹＥＳに設
定した後、又、それ以外の場合はフラグを変更すること
なくステップＳ６へ移行する。被施療者が施療子の初期
移動を行なうために、施療子に力を加えると、ステップ
Ｓ４にてＹＥＳと判断され、ステップＳ５にてフラグTo
uch_flagはＹＥＳに設定される。

【００３０】ステップＳ６では、フラグTouch_flagがＹ
ＥＳであるか否かを判断し、ＹＥＳのときはステップＳ
７に移行して、更にＩＤデータの入力があったか否かを
判断する。ここで、ＮＯと判断されたときは、ステップ
Ｓ４に戻る。被施療者が初期移動を行なった場合、フラ
グTouch_flagはＹＥＳであるから、ステップＳ７へ移行
して、その後のＩＤデータの入力に待機する。そして、
初期移動完了後、ＩＤデータが入力されたとき、ステッ
プＳ８にて、入力されたＩＤデータと初期位置データを
メモリに登録する。その後、ステップＳ９に移行して、
マッサージ動作を開始する。

【００３１】被施療者が本装置によって過去に施療を受
けた経験を有するときは、ＩＤデータ及び初期位置デー
タは登録済みであるから、施療子の初期移動を行なうこ
となく、ＩＤデータの入力を行なう。この場合、ステッ
プＳ４にてＮＯ、ステップＳ５にてＮＯと判断されて、
ステップＳ１０へ移行し、ＩＤデータの入力に待機す
る。

【００３２】そして、ＩＤデータが入力されたとき、ス
テップＳ１１にて位置制御モードを設定すると共に、ス
テップＳ１２にて、入力されたＩＤデータに対応して登
録されている位置データが読み出され、該データが目標
変位値に設定される。この結果、施療子は、被施療者の
肩の位置まで初期移動し、位置決めされることになる。
その後、ステップＳ１３にて力制御モードが設定された
上で、ステップＳ９に移行し、マッサージ動作が開始さ
れるのである。

【００３３】上述の本発明に係るマッサージ装置によれ
ば、初めて施療を受ける被施療者については、１回目の
施療時に、施療子を自己の肩の位置まで初期移動させる
ことによって、施療子の初期位置を登録することが可能
である。ここで、施療子の初期移動は軽い力で行なうこ
とが出来る。又、初期位置の登録が済んでいる被施療者
については、自己のＩＤデータを入力することによっ
て、施療子を初期位置まで自動的に移動させることが出
来るので、適切な位置で快適な施療を受けることが出来
る。更に本発明に係るマッサージ装置では、マッサージ
動作に力制御が採用されているので、被施療部の多少の
位置ずれに拘わらず、常に最適な力で施療が行なわれ、
高いマッサージ効果が得られる。

【００３４】上記実施の形態の説明は、本発明を説明す
るためのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を
限定し、或は範囲を減縮する様に解すべきではない。
又、本発明の各部構成は上記実施の形態に限らず、特許
請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能で
あることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るマッサージ装置の斜視図である。

【図２】該マッサージ装置の駆動制御系の構成を示すブ
ロック図である。

【図３】該マッサージ装置における制御手続きを表わす
フローチャートである。

【図４】力制御モードの制御ブロック図である。

【図５】位置制御モードの制御ブロック図である。

【図６】従来のマッサージ装置の概略構成を表わす側面
図である。

【符号の説明】

(１) フレーム (２) 第１モータ (３) 第２モータ (４) 第３モータ (５) 第４モータ (41) ヘッド (６) 施療子 (８) アクチュエータ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の自由度を有するアーム機構と、該
   アーム機構を各自由度毎に駆動する複数のアクチュエー
   タと、アーム機構の出力端に取り付けられた施療子と、
   各アクチュエータの動作を制御する制御回路とから構成
   されるマッサージ装置において、各アクチュエータに
   は、夫々の自由度についての変位量を検知するための変
   位センサーと、夫々の自由度について発揮する力の大き
   さを検出するための力センサーとが連繋し、制御回路
   は、 各自由度について発揮すべき力の目標値と力センサーに
   よって検出された力現在値との偏差に基づいて、各アク
   チュエータを制御する力制御手段と、 各自由度についての変位量の目標値と変位センサーによ
   って検出された変位現在値との偏差に基づいて、各アク
   チュエータを制御する位置制御手段と、 施療子をマッサージ開始位置まで移動させる際に、力目
   標値を実質的に零に設定して、力制御手段による力制御
   モードを設定する第１モード制御手段と、 力制御モードによる施療子の位置決めが完了した状態
   で、各変位センサーから出力される変位現在値を取り込
   んで、これを初期位置データとして格納するメモリ手段
   と、 マッサージ動作開始に際して、前記メモリ手段に格納さ
   れている初期位置データを目標値として、位置制御手段
   による位置制御モードを設定する第２モード制御手段
   と、 施療子の位置決めが完了した状態で、所定の力パターン
   を目標値として、力制御モードによるマッサージ動作を
   実行する第３モード制御手段とを具えていることを特徴
   とするマッサージ装置。
2. 【請求項２】 制御回路は更に、 被施療者識別用のＩＤデータを入力するためのＩＤ入力
   手段と、 前記メモリ手段に初期位置データを格納する際に、該初
   期位置データと共にＩＤデータをメモリ手段に格納する
   データ登録手段と、 位置制御モードの設定に際してＩＤデータが入力された
   とき、該ＩＤデータに対応して登録されている初期位置
   データを読み出すデータ読出し手段とを具えている請求
   項１に記載のマッサージ装置。