(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光の受光により制御される各種設備機器に対して光を投光する障害者用の操作器であって、
指向性のある光を投光する投光部と、
前記投光部から投光された光を受光する受光部と、
滑り止め機能が付与され前記投光部に設けられる接触部と、
弾性体を備えて前記投光部を保持する保持部とを有し、
前記保持部は、常時は前記投光部から投光される光が前記受光部外を照射する位置に前記投光部を保持し、前記接触部への操作者の接触により前記弾性体が弾性変形して前記投光部から投光される光を前記受光部の所望する位置に照射可能とすることを特徴とした障害者用の操作器。
【請求項２】
前記保持部は、一端側が固定された支柱及び前記弾性体を有して構成され、
前記投光部と前記支柱の他端側とが前記弾性体により連結される請求項１記載の障害者用の操作器。
【請求項３】
前記接触部には、接触センサーが設けられ、該接触センサーに接触しているときに起動状態となる請求項１または２に記載の障害者用の操作器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、上肢に障害を持つ人を支援する装置に関する。特に、上肢に障害を持つ人が操作するのに適した操作器であって、上肢を使用しないでも食事支援ロボットや介護者呼び出しシステムなどに対して、指示を与えることができる操作器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、上肢に障害を持つ人の食事を支援する装置として、食事支援ロボットがある。ここでは、図６を参照して、従来の食事支援ロボットを説明する。
【０００３】
食事支援ロボットは、レーザー光２を発する投光部１１を眼鏡１０に取り付けて構成された操作器９と、操作器９の発するレーザー光を操作パネル３にて受光し、該受光信号に応じて、食物７を把持し上肢に障害を持つ人８（以下、操作者８という。）の口元へ運ぶアーム４を制御する制御部５にて構成している。
【０００４】
該眼鏡１０をかけた操作者８が頭を動かすことによって、投光部１１の向きを変え、前記レーザー光２が操作パネル３上にて指し示している箇所を移動させる。
【０００５】
操作パネル３には、レーザー光２を受光する複数の受光部３１を有しており、各々の受光部３１からの入力信号に応じて左に移動・右に移動・手前に移動・後方に移動・食物をつかむなどの制御信号を制御部５に出力する。
【０００６】
次に、動作について説明する。今、介護者により、食事支援ロボットに電源が投入され、食物７がテーブル６に並べられている。
【０００７】
操作者８は、頭部を動かして、レーザー光２が受光部３１を照射するように移動させ、アーム４を自分の意志にて操作する。そして、アーム４を使って食物７をつかみ、口元に運んで食べるのである。これによって、上肢に障害を持つ人が、上肢を使用しないでも自分の意志により、自分のペースにて食事をとることができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来の操作器では、操作器を脱着したい場合、眼鏡がずれた場合、あるいは、電源の入り切りをする場合は、介護者に依頼しなければならないので、食事が終わるまで介護者の付き添いが必要であり、介護者にとって負担となっていた。また、上肢に障害を持つ人にとっても、介護者への遠慮からくる精神的な負担も大きかった。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、上肢に障害を持つ人自身が、介護者の手を借りることなく、食事支援ロボット、介護者呼び出しシステム、空気調和機、テレビなどを自立して操作できる操作器を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
光の受光により制御される各種設備機器に対して光を投光する障害者用の操作器であって、指向性のある光を投光する投光部と、前記投光部から投光された光を受光する受光部と、滑り止め機能が付与され前記投光部に設けられる接触部と、弾性体を備えて前記投光部を保持する保持部とを有し、前記保持部は、常時は前記投光部から投光される光が前記受光部外を照射する位置に前記投光部を保持し、前記接触部への操作者の接触により前記弾性体が弾性変形して前記投光部から投光される光を前記受光部の所望する位置に照射可能とした障害者用の操作器を提供する。
【００１１】
そして、操作者は、自由に動かすことが可能な部位にて前記接触部に力を加えて前記保持部を変形させ、操作者が加える力、当該力に対する保持部からの抗力、そして、操作者と操作器との接触部分における摩擦力を利用し、投光部を所望する方向に向け、前記指向性のある光の照射位置を移動させて前記設備機器を制御する。
【００１２】
【発明の実施形態】
以下、本発明を食事支援ロボットに適用した実施形態を例に説明する。図１は、食事支援ロボットの外観を上面から見た図を示している。食事支援ロボットは、操作者が操作する指向性のある光を発する操作器１と、操作器１から投光される光を受光し操作者の意志を制御部５に伝達する操作パネルル３と、該操作パネル３から入力される信号に基づきアーム４を制御する制御部５と、制御部５の制御信号により駆動し食物を把持して操作者８の口元まで移動するアーム４から構成されている。
【００１３】
操作器１は、指向性を有する光２（以下、レーザー光２という。）を照射する投光部１１と、投光部１１を保持する保持部１７とから構成されている。
【００１４】
そして、保持部１７は、操作者８が投光部１１を操作しやすい位置に調整可能なフレキシブルチューブからなる支柱１５と、投光部１１と支柱１５とをバネである弾性体１３とにより連結した構造である。弾性体１３は、バネに限られることなく、外力が加わると変形し、外力がなくなると一定の形状に戻る性質を有する物であればどのようなものでも良い。
【００１５】
投光部１１は、操作者の頬骨部分と接触する滑り止め機能を有するフェルト材の接触部１２を有している。この接触部１２の滑り止め機能、つまり、操作者の頬骨部分を接触部１２に押圧し、この押圧力と垂直方向に頬骨部分を動かしたとき生ずる摩擦力を利用して、上肢を使うことなく投光部１１の発する光の指示方向を自由に変えることができる。この接触部１２は、操作者８に直接触れるため、抗菌性の素材や取り替え可能にしておくのが好ましい。なお、投光部１１の電源は、支柱１５の内部を通っている電源線から供給されている。本実施形態では、電源線により電源供給をしているが、本発明はこれに限られるものではなく、投光部１１に電池を内蔵するようにしても良い。
【００１６】
また、操作器１には、食事支援ロボット及び操作器１の起動／停止を行うスイッチ１４を支柱１５に設け、上肢に障害を持つ操作者８が上肢を使うことなしにこめかみにて、スイッチ１４を操作することができる。
【００１７】
支柱１５は固定部１６により、テーブル６に固定されている。なお、支柱１５の固定はテーブル６に限らず、ベット柵や天井などに取り付けてもよい。
【００１８】
本実施形態では、支柱１５にフレキシブルチューブを使用しているが、操作者の体型や使用するときの体勢に応じて調整可能であれば、フレキシブルチューブに限られるものではない。
【００１９】
操作器１の操作方法を説明する。図１に示しているように、操作器１は、弾性体１３の変形していない状態において操作パネル３に光が照射されないように、支柱１５により調整保持されている。
【００２０】
そして、図２に示すように、操作者８が頬骨部分を接触部１２に押しあてると、弾性体１３が変形し投光部１１から投光しているレーザー光２を後述する操作パネル３の複数の受光部３１に選択的に照射することができる。
【００２１】
操作パネル３は、レーザー光２を受光する複数の受光部３１を設けている。各受光部３１は、レーザー光２を受光すると、それぞれの受光部３１に応じたアーム４の制御信号を制御部５に出力する。
【００２２】
制御部５は、前記操作パネル３や後述する食物把持提供部４２から入力されるセンサー信号に応じて、アーム４を制御する。
【００２３】
アーム４は、搬送部４１と食物把持提供部４２から構成されている。搬送部４１は、制御部５からの制御信号により、食物把持提供部４２を食物７のある場所まで運ぶ。
【００２４】
食物把持提供部４２は、図３に示すように、導電性のスプーン４２１とフォーク４２２と操作者８の口がスプーン４２１に接触するのを検出する接触センサー４２３により構成している。接触センサー４２３は、スプーン４２１に操作者８の口が触れることによるスプーン４２１の電荷が変化するのを検出している。
【００２５】
そして、食物を把持していないときは、Ａに示すようにスプーン４２１とフォーク４２２とが開いた状態になっている。
【００２６】
また、制御部５から食物の把持制御信号を受けるとＢに示すようにスプーン４２１とフォーク４２２にて食物７を把持するとともに、スプーン４２１とフォーク４２２を水平状態になるように持ち上げる。
【００２７】
Ｂの状態にて搬送部４１が操作者８の口元に移動させ、接触センサー４２３が操作者８の口がスプーン４２１に接触するのを検出すると、Ｃに示すようにフォーク４２２を図の左方向に引き下げる。そして、接触センサー４２３が口の接触がなくなったことを検出すると、操作者８が食物を食べ終わったと判断しＡの状態に戻り待機する。
【００２８】
図４をもとに、食事支援ロボットの信号の流れを説明する。操作器１から投光されるレーザー光２を操作パネル３の受光部３１にて受光する。
【００２９】
受光した受光部３１から制御部５の入力インターフェース５１を介して演算器５２に制御信号が入力される。そして、記憶部５３に記憶されているプログラムにしたがって入出力インターフェース５４を介して、搬送部４１または食物把持提供部４２を制御する。
【００３０】
また、接触センサー４２３の検出信号が入出力インターフェース５４を介して演算器５２に入力されると、記憶部５３に記憶されているプログラムにしたがって食物把持提供部４２を制御する。
【００３１】
次に、以上のように構成されている食事支援ロボット全体の動作について、図５を参照して説明する。今、介護者によって、図１に示すように食物７がテーブル６に並べられ、操作器１の支柱１５を調整して、操作者８が操作しやすいように設置されているとする。
【００３２】
先ず、ステップ１において、上肢に障害を持つ操作者８は、こめかみを使ってスイッチ１４を操作する。この操作により、食事支援ロボットが起動状態となり、操作器１の投光部１１からレーザー光２の投光が開始される。このとき、レーザー光２は、受光部３１を照射しないように支柱１５にて調整されている。
【００３３】
そして、ステップ２にて、操作者８は、接触部１２に頬骨部分を押し当て、操作パネル３にレーザー光２が照射されるように投光部１１を頭部を動かして操作する。レーザー光２を受光した受光部３１の出力に応じてアーム４が移動する。例えば、アーム４を右方向に移動し、食物を取り上げ食べる動作を図２を参照して説明する。操作パネル３上に配置されている受光部３１Ｒ（右方向矢印）にレーザー光２をあてる。受光部３１Ｒ（右方向矢印）にてレーザー光２を受光しているときのみ、食物把持提供部４２が、右に移動するように搬送部４１が駆動する。一方、レーザー光２を受光しなくなると、搬送部４１の動きは止まる。このようにして、食物把持提供部４２を移動させ食物７の上に停止させる。次いで、受光部３１Ｄ（下方向矢印）にレーザー光２をあて、搬送部４１を下方向に駆動させる。
【００３４】
次に、ステップ３、４、５にて、受光部３１Ｈ（つかむ）にレーザー光２をあてると、その位置にて食物把持提供部４２が駆動し、食物７をスプーン４２１とフォーク４２２にて把持した後、スプーン４２１を水平状態にし、食物７を操作者８の口元まで運ぶ。この一連の動作は、受光部３１Ｈにて所定時間（例えば、１秒間）連続して、レーザー光２を受光すると自動的に動作する。その後は、スプーン４２１の接触センサー４２３が操作者８の口の接触を検出すると、フォーク４２２をスプーン４２１から引き下げる。そして、操作者８が食物７を食べるのを終了し、口をスプーン４２１から離すと、食物把持提供部４２は通常の姿勢に戻る。なお、この一連の動作を取りやめたいときは、キャンセル信号を送出する受光部３１（図示しない。）にレーザー光２を照射させることにより行なうことができる。キャンセル信号を受信すると、アーム４は把持動作する前の状態に戻る。
【００３５】
これらの動作を繰り返して、食事をすることができる。そして、食事を終了するときは、ステップ６にて接触部１２から顔を離して、こめかみを使って、スイッチ１４を操作すると、アーム４が所定の待機位置に戻り、食事支援ロボットを停止させる。
【００３６】
これにより、上肢に障害を持つ人が、自分の意志にて食事支援ロボットの起動から食事支援ロボットの制御、終了までを上肢を使うことなく行うことができる。また、操作者８が食事を途中で休止したいときも、操作器１を自分の意志にて顔から外すことができるので、眼鏡を装着する場合に比べ操作者８が自由に食事を行うことができる。
【００３７】
以上、食事支援ロボットを例に本発明の実施の形態を説明したが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、介護者を呼び出すシステムでは、操作器のレーザー光を受光する受光部と受光信号を処理する制御手段を設け、レーザー光を受光部が受光するとブザーを鳴動させることができる。また、テレビ、電話、電動ベッド、空気調和機など、種々の設備機器を制御するための操作器に適用できる。
【００３８】
また、これまで、投光する光をレーザー光として説明してきたが、指向性を有しており受光部をスポット照射できるものであれば、レーザー光に限るものではない。また、装置の起動開始及び停止を支柱に設けたスイッチにて説明したが、接触部に接触センサーを設けて、接触しているときに装置を起動状態にできるようにしてもよい。
【００３９】
【発明の効果】
本発明に係る障害者用の操作器は、上肢に障害を持った人であっても、操作器の着脱を介護者の助けを必要とせず自分自身で行うことができるので、長時間にわたる操作器の装着による不快感を我慢する必要がなくなる。
【００４０】
また、操作器の起動も介護者に頼むことなく行なうことができるので、操作性の向上および電力消費を削減することができる。
【００４１】
更に、介護者呼び出しシステムなど、操作者が装置の起動から操作までを完全に自立して行う必要のあるステムを上肢の不自由な人が使用できるようになる。
【００４２】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る食事支援ロボットを上から見た外観図である。
【図２】本発明に係る食事支援ロボットの操作状態を示す図である。
【図３】食事支援ロボットの食物把持提供部の動作説明図である。
【図４】食事支援ロボットの信号の流れを示す図である。
【図５】食事支援ロボットの動作フローを表す図である。
【図６】従来の食事支援ロボットの例を示す図である。
【符号の説明】
１・・・・・  操作器
１１・・・・  投光部
１２・・・・  接触部
１３・・・・  弾性体
１４・・・・  スイッチ
１５・・・・  支柱
１６・・・・  固定部
１７・・・・  保持部
２・・・・・  レーザー光（指向性を有する光）
３・・・・・  操作パネル
３１・・・・  受光部
４・・・・・  アーム部
４１・・・・  搬送部
４２・・・・  食物把持提供部
５・・・・・  制御部
６・・・・・  テーブル
７・・・・・  食物
８・・・・・  操作者（上肢に障害を持つ人）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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