JP4696784B2 - Massage machine - Google Patents

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Description

本発明は、マッサージ機、殊に多関節型のアームの先端に施療子を配したマッサージ機に関するものである。   The present invention relates to a massage machine, and more particularly to a massage machine in which a treatment element is arranged at the tip of an articulated arm.

椅子の背もたれなどにマッサージ機構を配したマッサージ機が従来から提供されているが、これらマッサージ機においては上記背もたれなどのフレーム上にマッサージ機構を組み込んで、フレーム面と直交する方向に施療子の力制御を行い、フレーム面と平行な方向に施療子の位置制御を行うものとして構成されている。   Traditionally, massage machines with a massage mechanism on the back of the chair have been provided. In these massage machines, the massage mechanism is incorporated on the frame such as the back and the force of the treatment element is perpendicular to the frame surface. It is configured to control the position of the treatment element in a direction parallel to the frame surface.

一方、マッサージ機構における施療子を通じて力が加えられることでマッサージを受ける被施療者にしてみれば、施療子が当接する部位によって力が加えられる方向が異なっている方が、より効果的なマッサージとなることが多いのに対して、上記のような従来のマッサージ機ではこのような要望に応えることができなかった。   On the other hand, for a user who receives a massage by applying force through the treatment element in the massage mechanism, the direction in which the force is applied differs depending on the part where the treatment element abuts. In many cases, the conventional massage machine as described above cannot meet such demands.

また、被施療者の姿勢は固定されているわけではないために、上記要望に常に応えることができるようにすることも困難である。
特許第３４０２７２３号公報 In addition, since the posture of the user is not fixed, it is difficult to always meet the above demand.
Japanese Patent No. 3402723

本発明は上記の従来の問題点に鑑みて発明したものであって、被施療者のある部位に対する力の印加方向を変えて、より効果的なマッサージを行うことができるマッサージ機を提供することを課題とするものであり、更に被施療者の姿勢がどうであれ、上記マッサージを行うことができるマッサージ機を提供することを課題とするものである。   The present invention has been invented in view of the above-described conventional problems, and provides a massage machine that can perform more effective massage by changing the direction in which force is applied to a part of a user. It is another object of the present invention to provide a massage machine capable of performing the massage regardless of the posture of the user.

上記課題を解決するために本発明に係るマッサージ機は、回転または並進可能な３つ以上の関節で形成された多関節型アームの先端にマッサージ用施療子を配して該施療子を三次元的に可動としたマッサージ機であって、各関節を独立に駆動するアクチュエータと、各関節の回転または並進の変位を検知する変位センサと、上記施療子と人体との接触を検出する力センサと、上記アクチュエータを駆動する制御回路とを具備して、上記制御回路は上記変位センサから出力される各関節変位情報でアーム先端の位置を検知するものであるとともに三次元的に任意な向きに設定したベクトルでアーム先端の施療子を駆動するものであり、更に、アーム先端または各関節変位の目標値と、変位センサによって検出された現在変位もしくは変位センサによって検出された現在変位から算出されるアーム先端の現在位置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、アーム先端が被施療者に接している時の変位センサから出力される各関節変位情報と、アームにおける関節で連結されたリンクの予め与えられた長さ情報とから幾何学的に算出されるアーム先端位置情報からマッサージ対象である人体の体形ラインを検知する体形ライン検知手段とを備えており、アーム先端の施療子を駆動するベクトルの向きは前記人体の体形ライン検知手段で検知された体形ラインの接線または法線に対して設定されたものであることに特徴を有している。人体のある部位に対して施療子を介して力を加える方向を検知した人体ラインに対して設定することができるようにしたもので、人体の各部位に対して夫々有効な方向に力を加えることを容易に行うことができる。 In order to solve the above-described problems, a massage machine according to the present invention has a massage treatment element arranged at the tip of an articulated arm formed of three or more joints that can be rotated or translated, and the treatment element is three-dimensional. A movable massage machine, an actuator that drives each joint independently, a displacement sensor that detects a rotational or translational displacement of each joint, and a force sensor that detects contact between the treatment element and a human body, and and a control circuit for driving the actuator, set in the control circuit three-dimensionally any orientation with which detects the position of the arm end on each joint displacement information output from the displacement sensor was and drives the treatment element of the arm tip vector further arm tip or a target value of each joint displacement, the current displacement or displacement sensor which is detected by the displacement sensor Therefore, position control means for controlling each actuator based on the deviation from the current position of the arm tip calculated from the detected current displacement, and each output from the displacement sensor when the arm tip is in contact with the user Body line detection means for detecting a body line of a human body to be massaged from arm tip position information geometrically calculated from joint displacement information and length information given in advance of links connected by joints in the arm And the direction of the vector for driving the treatment element at the end of the arm is set with respect to the tangent or normal of the body line detected by the body line detection means of the human body. is doing. It can be set for the human body line that detects the direction in which force is applied to a certain part of the human body via the treatment element, and force is applied to each part of the human body in an effective direction. Can be done easily .

前記施療子が人体を押圧する時の反力を計測する力センサを前記アームの先端に備えており、前記制御回路は予め設定された力の向き及び力の目標値と、上記力センサによって検出された力の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を備えていることが好ましい。 The treatment element is equipped with a force sensor for measuring the reaction force when pressing the body to the distal end of the arm, wherein the control circuit and the target value of the orientation and force preset force detected by the force sensor It is preferable to include force control means for controlling each actuator based on a deviation from the current value of the generated force.

上記目標値を記憶する記憶手段を備えたものとすれば、予め設定しておいた揉みマッサージや指圧マッサージ等のマッサージ動作を得ることができる。   If the storage means for storing the target value is provided, a massage operation such as a massage massage or acupressure massage set in advance can be obtained.

そして、アーム先端の施療子を駆動するベクトルの向き及び大きさの調整用の操作部を備えていると、被施療者の好みに応じた方向と大きさの力を加えることができる。   And if it has the operation part for adjustment of the direction and magnitude | size of the vector which drives the treatment element of the arm front-end | tip, the force of the direction and magnitude | size according to a user's liking can be applied.

位置制御手段はアーム先端の目標軌跡を体形ラインの接線方向に逐次変更する手段を備えていると、人体の凹凸形状に依存せず、常に目標軌跡を維持することができる。   If the position control means includes means for sequentially changing the target locus of the arm tip in the tangential direction of the body shape line, the target locus can always be maintained without depending on the uneven shape of the human body.

また力を加える方向と、位置制御手段による位置制御での目標軌跡を含む面とを直交関係として、位置制御手段によるアーム先端の施療子の位置制御は、力印加方向を除いた上記面上に目標をセットしたフィードバック位置制御としていると、位置制御の変位誤差が力制御誤差となって現れてしまうことがない。 Also the direction to apply a force, in an orthogonal relationship with the plane containing the target locus of the position control by the position control means, the position control of the arm tip of the treatment element by the position control means, the surface excluding the force application direction When the feedback position control is set with the target set on the top, the displacement error of the position control does not appear as a force control error.

本発明は、三次元的に任意な向きに設定したベクトルでアーム先端の施療子を駆動するものであるために、人体のある部位に対して施療子を介して力を加える方向を任意とすることができ、各部位に対して夫々より効果的なマッサージを行うことができるものであり、しかも人体のある部位に対して施療子を介して力を加える方向を、検知した人体ラインに対して設定するために、人体の各部位に対して夫々有効な方向に力を加えることを容易に行うことができる。 Since the present invention drives the treatment element at the end of the arm with a vector set in an arbitrary direction in three dimensions, the direction in which force is applied to a certain part of the human body via the treatment element is arbitrary. It is possible to perform more effective massage on each part , and the direction in which force is applied to the part of the human body via the treatment element is detected with respect to the detected human body line. In order to set, it is possible to easily apply force to each part of the human body in an effective direction .

以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基いて説明すると、図２は本発明に係るマッサージ機の一例を示すもので、椅子１の背もたれ２に左右一対のマッサージ機構３，３を配している。これらマッサージ機構３，３は、少なくとも３つ以上の回転または並進可能な関節３０で形成された多関節型アーム３１の先端を人体に接触する施療子３２としたもので、ここでは人体の手指を模したものとするために上記アーム３１を複数併設している。そして各アーム３１における各関節３０には個別に駆動されるアクチュエータ（モータ）と、各関節３０の回転または並進の変位を検知するロータリエンコーダ等からなる変位センサとが配されている。   Hereinafter, the present invention will be described based on an embodiment shown in the accompanying drawings. FIG. 2 shows an example of a massage machine according to the present invention, and a pair of left and right massage mechanisms 3 and 3 are arranged on a backrest 2 of a chair 1. ing. These massage mechanisms 3 and 3 are the treatment elements 32 that contact the human body with the tip of an articulated arm 31 formed of at least three or more rotatable or translatable joints 30. A plurality of the arms 31 are provided side by side for the sake of imitation. Each joint 30 in each arm 31 is provided with an actuator (motor) that is individually driven, and a displacement sensor including a rotary encoder that detects a rotational or translational displacement of each joint 30.

関節３０の構成は多関節型のアーム３１の先端の施療子３２を三次元的に動かすことができるものであれば、どのようなものでもよいが、図３に示したものでは、Ｚ軸回りの回転を行う第１関節３０と、Ｚ軸を含む面内の回転を行う第２，第３関節３０，３０の総計３つの関節３０で構成している。   The joint 30 may have any configuration as long as the treatment element 32 at the tip of the articulated arm 31 can be moved three-dimensionally. In the configuration shown in FIG. The first joint 30 that performs the rotation and the second and third joints 30 and 30 that perform the in-plane rotation including the Z axis include a total of three joints 30.

上記の各モータは、図４に示すように、モータドライバ及びＤ／Ａコンバータを介して制御回路に接続され、変位センサ（ロータリエンコーダ）はカウンタを介して制御回路に接続されている。図４中の力センサは、アーム３１の先端の施療子３２に配されて施療子３１と人体との接触及び施療子３２が人体を押圧する時の反力を計測するものであり、Ａ／Ｄコンバータを介して制御回路に接続されている。また、図４中の記憶装置は、力センサの出力と、上記変位センサの出力とを基に算出した人体の体形ラインや、施療子３２の駆動時の変位や力の目標値を記憶するものである。   As shown in FIG. 4, each of the motors is connected to a control circuit via a motor driver and a D / A converter, and a displacement sensor (rotary encoder) is connected to the control circuit via a counter. The force sensor in FIG. 4 is arranged on the treatment element 32 at the tip of the arm 31 and measures the contact between the treatment element 31 and the human body and the reaction force when the treatment element 32 presses the human body. It is connected to the control circuit via a D converter. The storage device in FIG. 4 stores a human body shape line calculated based on the output of the force sensor and the output of the displacement sensor, and target values of displacement and force when the treatment element 32 is driven. It is.

上記制御回路は図５に示す位置及び力のフィードバック制御を行って多関節型アーム３１を駆動している。すなわち、位置ゲインをＫｐ、速度ゲインをＫｖ、力の比例ゲインをＫｆｐ、目標変位をｑｄ、位置センサから得られる現在の変位をｑ、位置偏差（ｑｄ−ｑ）をｅ１、目標の力をｆｄ、力センサから得られる現在の力をｆ、力偏差（ｆｄ−ｆ）をｅ２、アーム先端の力を各モータ出力に変換する行列をＪとする時、モータ指令値ｕは   The control circuit drives the articulated arm 31 by performing position and force feedback control shown in FIG. That is, the position gain is Kp, the speed gain is Kv, the force proportional gain is Kfp, the target displacement is qd, the current displacement obtained from the position sensor is q, the position deviation (qd-q) is e1, and the target force is fd. When the current force obtained from the force sensor is f, the force deviation (fd−f) is e2, and the matrix for converting the arm tip force into each motor output is J, the motor command value u is

Figure 0004696784
Figure 0004696784

で決定している。 It is decided by.

ちなみに、アーム３１の先端の施療子３２の位置（座標ｘ,ｙ,ｚ）は、図３に示すように、各関節３０の角度をｑ１，ｑ２，ｑ３、アーム３１における各リンクの長さをｌ１，ｌ２，ｌ３とする時、次の式   Incidentally, as shown in FIG. 3, the position of the treatment element 32 at the tip of the arm 31 (coordinates x, y, z) is the angle of each joint 30 as q1, q2, q3, and the length of each link in the arm 31. When l1, l2, and l3,

Figure 0004696784
Figure 0004696784

で得ることができる。 Can be obtained at

そして、力センサの出力から施療子３２が人体に接していると判断される時の施療子３２の位置情報を人体における異なるところに施療子３２を接触させることで複数集めることで、人体の体形ラインを知ることができる。この場合、３点での位置情報を体形面の方程式ｚ＝ａｘ＋ｂｙ＋ｃに代入して体形面パラメータａ，ｂ，ｃを決定するとよい。また上記３点の座標を逐次更新することによって、被施療者の姿勢変化などにも対応することができる。   The body shape of the human body is obtained by collecting a plurality of pieces of positional information of the treatment element 32 when the treatment element 32 is determined to be in contact with the human body from the output of the force sensor by bringing the treatment element 32 into contact with different places in the human body. You can know the line. In this case, the body surface parameters a, b, and c may be determined by substituting the position information at three points into the body surface equation z = ax + by + c. Further, by sequentially updating the coordinates of the three points, it is possible to cope with changes in the posture of the user.

ここにおいて、多関節型のアーム３１の先端に施療子３２を設けたマッサージ機１では、図１に示すように、被施療者のある部位に対して任意の方向の力ベクトルを加えることができる。また、上記のように体形ラインを検知していれば、上記部位が変わったり被施療者の姿勢が変化しても、体形ラインの法線方向あるいは体形ラインに対してある角度をなす方向に力を加えることができる。   Here, in the massage machine 1 in which the treatment element 32 is provided at the tip of the articulated arm 31, as shown in FIG. 1, a force vector in an arbitrary direction can be applied to a certain part of the user. . In addition, if the body line is detected as described above, the force is applied in the normal direction of the body line or in a direction that forms an angle with the body line even if the above-mentioned part changes or the posture of the user changes. Can be added.

このための制御について説明すると、前記体形面方程式ｚ＝ａｘ＋ｂｙ＋ｃより、手先の幾何拘束条件φ(χ)は、次式で与えられる。ただし、χはアーム先端の三次元位置ベクトル（χ＝(ｘ,ｙ,ｚ)T）である（Tは転置を示す）。 The control for this will be described. From the body surface equation z = ax + by + c, the geometric constraint condition φ (χ) of the hand is given by the following equation. Here, χ is a three-dimensional position vector (χ = (x, y, z) T ) of the arm tip (T indicates transposition).

φ(χ)＝ｚ−ａｘ−ｂｙ−ｃ＝０
従って体形面の法線ベクトルφｘは、
φｘ＝（∂φ(χ)／∂χ）T
＝（∂φ(χ)／∂ｘ，∂φ(χ)／∂ｙ，∂φ(χ)／∂ｚ）T
と表される。 φ (χ) = z-ax-by-c = 0
Therefore, the normal vector φx of the body shape surface is
φx = (∂φ (χ) / ∂χ) T
= (∂φ (χ) / ∂x, ∂φ (χ) / ∂y, ∂φ (χ) / ∂z) T
It is expressed.

ここでアーム先端位置χ＝(ｘ,ｙ,ｚ)Tと関節座標系ｑ＝（ｑ1,ｑ2,ｑ3）Tとのヤコビアンを Here, the Jacobian of the arm tip position χ = (x, y, z) T and the joint coordinate system q = (q1, q2, q3) T is

Figure 0004696784
Figure 0004696784

と定義すると、体形面法線方向へ力を発揮するための各関節力（各モータ指令値）への変換ベクトルＪφを、上記２式から
Ｊφ(ｑ)T＝Ｊｘ(ｑ)T（∂φ／∂χ）／｜φｘ｜
で定義することができる。 , The transformation vector J φ to each joint force (each motor command value) for exerting the force in the normal direction of the body surface is obtained from the above two formulas: J φ (q) T = J x (q) T (∂φ / ∂χ) / | φx |
Can be defined in

この式は、上述のように体形面に対して法線方向に力を発揮するための各関節３０への変換ベクトルであるが、体形面パラメータａ，ｂ，ｃを変更することにより、任意の方向へ力を発揮するための各関節への変換ベクトルを得ることができる。また、体形面情報を逐次更新することにより、体形ラインに対して常に指定の方向に力の向きをセットすることができる。   This expression is a conversion vector to each joint 30 for exerting a force in the normal direction to the body surface as described above. By changing the body surface parameters a, b, and c, any expression can be obtained. A transformation vector for each joint for exerting a force in the direction can be obtained. Further, by sequentially updating the body surface information, the direction of the force can always be set in the designated direction with respect to the body line.

また、前記椅子１の肘掛け上などに図９に示すような操作部４を設けて、この操作部４を用いて被施療者が与えた向き及び大きさの力をアーム３１が出力するようにしてもよい。図示例の操作部４は、被施療者が指で操作面４０を押す時の向き及び強さを３軸力センサ４１を用いて検出し、検出された強さを前記フィードバック制御に際しての目標の力とするとともに、検出された向きで上記の力が得られるように各関節３０を制御することで、被施療者が望む方向及び強さのマッサージを得られるものとなる。   Further, an operation unit 4 as shown in FIG. 9 is provided on the armrest of the chair 1 so that the arm 31 outputs the force of the direction and size given by the user using the operation unit 4. May be. The operation unit 4 in the illustrated example detects the direction and strength when the user presses the operation surface 40 with a finger using the triaxial force sensor 41, and the detected strength is a target for the feedback control. By controlling each joint 30 so that the above force can be obtained in the detected direction as well as the force, a massage having the direction and strength desired by the user can be obtained.

ところで、位置フィードバック制御及び力フィードバック制御を行う時の制御則は次のように表される。   By the way, a control law when performing position feedback control and force feedback control is expressed as follows.

Figure 0004696784
Figure 0004696784

この時、揉みマッサージなどのために人体に対して押し込むだけでなく、人体の体表面に沿って移動させる動きを行わせる時、その目標とする軌跡を設定して、施療子３２はこの軌跡に沿って移動するように位置制御することになるが、この軌跡（図６では楕円軌跡ｔ）を含む平面を目標軌跡面Ｔと定義すると、体形ラインＬに対して目標軌跡面Ｔが常に接線方向となるように逐次変更しつつ位置制御を行う。図中Ｍは目標軌跡面Ｔと体形ラインＬとの接触線であり、体形ラインＬの曲面に沿って目標軌跡ｔを逐次変更することになる。   At this time, when not only pushing into the human body for massaging massage, but also making a movement to move along the body surface of the human body, a target locus is set, and the treatment element 32 follows this locus. Although the position is controlled so as to move along the plane, if a plane including this locus (the elliptical locus t in FIG. 6) is defined as the target locus surface T, the target locus surface T is always tangential to the body line L. Position control is performed while sequentially changing so that. In the figure, M is a contact line between the target locus surface T and the body shape line L, and the target locus t is sequentially changed along the curved surface of the body shape line L.

逐次変更に際しては体形ラインの情報が必要となるが、法線方向が前記法線ベクトルφｘにより求まるために、体形ライン上に座標系を定義することができる上に、この座標系はアーム３１の先端の施療子３２と被施療者の接触点により定義されるために逐次変更される。そして目標軌跡面Ｔをこの座標系に定義することで、目標軌跡ｔは常に体形ラインＬの接線方向となるようにすることができる。この結果、人体表面の凹凸形状の影響を受けることなく、常に目標軌跡ｔを維持することができることを意味する。   The information of the body line is required for the sequential change. Since the normal direction is obtained from the normal vector φx, a coordinate system can be defined on the body line, and the coordinate system can be used for the arm 31. Since it is defined by the contact point between the treatment element 32 at the front end and the user, it is sequentially changed. By defining the target locus plane T in this coordinate system, the target locus t can always be in the tangential direction of the body line L. As a result, it means that the target trajectory t can always be maintained without being affected by the uneven shape of the human body surface.

また、図７に示すように、軌跡を制御したい面（体形ライン接面（ｘ，ｙ平面）に平行な面）Ｐに対して直交する方向の力を制御する場合、上記の面Ｐと関節変位のヤコビアン（接面ヤコビアン）は次式で与えられる。   In addition, as shown in FIG. 7, when controlling the force in the direction orthogonal to the surface (surface parallel to the body line tangent surface (x, y plane)) P to be controlled, the surface P and the joint The displacement Jacobian (tangential Jacobian) is given by the following equation.

Figure 0004696784
Figure 0004696784

この時、目標軌跡はｘｙ方向にのみ与えて、ｘｄxy＝（ｘｄ，ｙｄ）Tと表すことができ、アーム３１先端のｘｙに関する位置ｘxy＝（ｘ，ｙ）Tを位置制御する。変換ベクトルＪφを求めての力制御を同時に行うことから、制御入力は次式で与えられる（ただし、Ｋpxyは位置ゲイン、Ｋvxyは速度ゲイン）。 At this time, the target trajectory is given only in the xy direction and can be expressed as xdxy = (xd, yd) T, and the position xxy = (x, y) T regarding the xy at the tip of the arm 31 is controlled. Since performing force control of seeking transformation vector J phi same time, the control input is given by the following equation (where, K pxy position gain, K Vxy speed gain).

Figure 0004696784
Figure 0004696784

体形ラインの奥行き方向には位置の目標値を一切与えていないのは、位置制御の変位誤差が力制御に影響を及ぼすことを避けたためである。図８に体形ラインを検出しながら位置と力の制御を行う際のフローチャートを示す。   The reason why no target position value is given in the depth direction of the body shape line is that the displacement error of the position control avoids affecting the force control. FIG. 8 shows a flowchart when the position and force are controlled while detecting the body shape line.

なお、力センサによるところの力フィードバックも含めるならば、制御入力は次式のものとする。   If the force feedback by the force sensor is included, the control input is as follows.

Figure 0004696784
Figure 0004696784

力センサや体形ライン検知手段は必ずしも必要としない。予め与えられた体形ラインを前提として多関節型のアーム３１を駆動しても、人体のある部位に対して施療子を介して力を加える方向を任意とすることができるからである。図１０はこの場合のブロック回路図を示している。   A force sensor and body shape line detection means are not necessarily required. This is because even if the articulated arm 31 is driven on the premise of a body shape line given in advance, the direction in which a force is applied to a certain part of the human body via the treatment element can be made arbitrary. FIG. 10 shows a block circuit diagram in this case.

本発明の実施の形態の一例における動作説明図である。It is operation | movement explanatory drawing in an example of embodiment of this invention. (a)は同上の斜視図、(b)は同上の要部拡大斜視図である。(a) is a perspective view of the same, (b) is an enlarged perspective view of the main part of the same. 同上のアームの説明図である。It is explanatory drawing of an arm same as the above. 同上のブロック回路図である。It is a block circuit diagram same as the above. 同上の制御系のブロック図である。It is a block diagram of a control system same as the above. 目標軌跡面の説明図である。It is explanatory drawing of a target locus surface. 同上の位置制御及び力制御の説明図である。It is explanatory drawing of position control and force control same as the above. 同上のフローチャートである。It is a flowchart same as the above. 同上の操作部の概略図である。It is the schematic of an operation part same as the above. 他例のブロック回路図である。It is a block circuit diagram of another example.

符号の説明Explanation of symbols

１ 椅子
２ 背もたれ
３ マッサージ機構
３０ 関節
３１ アーム
３２ 施療子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Chair 2 Backrest 3 Massage mechanism 30 Joint 31 Arm 32 Treatment child

Claims (6)

回転または並進可能な３つ以上の関節で形成された多関節型アームの先端にマッサージ用施療子を配して該施療子を三次元的に可動としたマッサージ機であって、
各関節を独立に駆動するアクチュエータと、各関節の回転または並進の変位を検知する変位センサと、上記施療子と人体との接触を検出する力センサと、上記アクチュエータを駆動する制御回路とを具備して、
上記制御回路は上記変位センサから出力される各関節変位情報でアーム先端の位置を検知するものであるとともに三次元的に任意な向きに設定したベクトルでアーム先端の施療子を駆動するものであり、
更に、上記制御回路は、アーム先端または各関節変位の目標値と、変位センサによって検出された現在変位もしくは変位センサによって検出された現在変位から算出されるアーム先端の現在位置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、
アーム先端が被施療者に接している時の変位センサから出力される各関節変位情報と、アームにおける関節で連結されたリンクの予め与えられた長さ情報とから幾何学的に算出されるアーム先端位置情報からマッサージ対象である人体の体形ラインを検知する体形ライン検知手段とを備えており、
アーム先端の施療子を駆動するベクトルの向きは前記人体の体形ライン検知手段で検知された体形ラインの接線または法線に対して設定されたものであることを特徴とするマッサージ機。 A massage machine in which a massage treatment element is arranged at the tip of an articulated arm formed of three or more joints that can rotate or translate, and the treatment element is three-dimensionally movable.
An actuator that drives each joint independently; a displacement sensor that detects a rotational or translational displacement of each joint; a force sensor that detects contact between the treatment element and a human body; and a control circuit that drives the actuator. do it,
The control circuit detects the position of the arm tip from each joint displacement information output from the displacement sensor and drives the treatment element at the arm tip by a vector set in an arbitrary direction three-dimensionally . ,
Further, the control circuit is based on a deviation between the target value of the arm tip or each joint displacement and the current displacement detected by the displacement sensor or the current position of the arm tip calculated from the current displacement detected by the displacement sensor. Position control means for controlling each actuator;
Arm calculated geometrically from each joint displacement information output from the displacement sensor when the arm tip is in contact with the user and the length information given in advance of the link connected by the joint in the arm A body shape line detecting means for detecting a body shape line of a human body to be massaged from the tip position information,
The massaging machine characterized in that the direction of the vector for driving the treatment element at the end of the arm is set with respect to the tangent or normal of the body line detected by the body line detection means of the human body . 前記施療子が人体を押圧する時の反力を計測する力センサを前記アームの先端に備えており、前記制御回路は予め設定された力の向き及び力の目標値と、上記力センサによって検出された力の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を備えていることを特徴とする請求項１記載のマッサージ機。 A force sensor that measures a reaction force when the treatment element presses the human body is provided at the tip of the arm, and the control circuit detects a predetermined force direction and force target value and the force sensor. The massage machine according to claim 1, further comprising force control means for controlling each actuator based on a deviation from the current value of the applied force . 前記目標値を記憶する記憶手段を備えていることを特徴とする請求項１または２記載のマッサージ機。 The massage machine according to claim 1, further comprising storage means for storing the target value . 前記アーム先端の施療子を駆動するベクトルの向き及び大きさの調整用の操作部を備えていることを特徴とする請求項１記載のマッサージ機。 The massage machine according to claim 1, further comprising an operation unit for adjusting the direction and size of a vector for driving the treatment element at the tip of the arm . 前記位置制御手段はアーム先端の目標軌跡を前記体形ラインの接線方向に逐次変更する手段を備えていることを特徴とする請求項１または４記載のマッサージ機。 The massage machine according to claim 1 or 4, wherein the position control means includes means for sequentially changing a target locus of an arm tip in a tangential direction of the body shape line . 力を加える方向と、位置制御手段による位置制御での目標軌跡を含む面とを直交関係として、前記位置制御手段によるアーム先端の施療子の位置制御は、力印加方向を除いた上記面上に目標をセットしたフィードバック位置制御としていることを特徴とする請求項５記載のマッサージ機。 The position control of the treatment element at the end of the arm by the position control means is performed on the surface excluding the force application direction, with the direction in which the force is applied and the surface including the target locus in the position control by the position control means being orthogonally related. 6. The massage machine according to claim 5, wherein feedback position control is performed with a target set .
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