ロボット
【課題】外部の物体への衝撃の緩和に起因するロボットの作業量の低下を抑制することが可能なロボットを提供する。
【解決手段】このロボット１００は、第１アーム部１３と、第１アーム部１３に対して折れ曲がり可能に接続されている第２アーム部１４とを含むアーム１２と、第１アーム部１３側に設けられ、第１アーム部１３および第２アーム部１４を含むアーム１２を駆動するモータ１１とを備える。そして、通常時には、第２アーム部１４が第１アーム部１３に対して折れ曲がらずに、アーム１２が駆動されるとともに、外部の物体２００と衝突した時には、第２アーム部１４が第１アーム部１３に対して折れ曲がり、第２アーム部１４がアーム１２の移動方向と逆方向に移動することにより、外部の物体２００への衝撃を緩和するように構成されている。
【解決手段】このロボット１００は、第１アーム部１３と、第１アーム部１３に対して折れ曲がり可能に接続されている第２アーム部１４とを含むアーム１２と、第１アーム部１３側に設けられ、第１アーム部１３および第２アーム部１４を含むアーム１２を駆動するモータ１１とを備える。そして、通常時には、第２アーム部１４が第１アーム部１３に対して折れ曲がらずに、アーム１２が駆動されるとともに、外部の物体２００と衝突した時には、第２アーム部１４が第１アーム部１３に対して折れ曲がり、第２アーム部１４がアーム１２の移動方向と逆方向に移動することにより、外部の物体２００への衝撃を緩和するように構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ロボットに関し、特に、アームを備えるロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、アームを備えるロボットが知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
従来、産業用ロボットでは、産業用ロボットと工場内の作業員とが隔離されているので、産業用ロボットと作業員とが接触する機会が少なかった。一方、家庭内搬送ロボットや介護ロボットなど、生活支援分野において使用されるロボットでは、ロボットと人間などの外部の物体とが接触する機会が多いので、ロボットと人間とが衝突する場合があるという不都合がある。従来では、このような不都合を抑制するために、上記特許文献１に開示されているロボットは、関節と関節に接続されるアームとを備え、アームには、複数の触覚センサが設けられている。そして、アームが移動している最中において、触覚センサが人間などの外部の物体との衝突を検知したとき、アームと外部の物体との衝突を回避するように関節が駆動するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−８９０９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載のロボットでは、ロボットが外部の物体に衝突した後から、アームと外部の物体との衝突を回避するように関節が駆動されるまでの間の時間では、ロボットのアームは、外部の物体側に引き続き移動すると考えられる。このため、ロボットが外部の物体に衝突した後の外部の物体への衝撃が大きくなる。その結果、ロボットのアームが外部の物体と衝突しても、衝撃が大きくならないように、通常時におけるロボットのアームの移動速度を小さくする必要がある。このため、所定の時間内に行わせるロボットの作業量が低下してしまうという問題点がある。
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、外部の物体への衝撃の緩和に起因するロボットの作業量の低下を抑制することが可能なロボットを提供することである。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【０００７】
上記目的を達成するために、この発明の一の局面によるロボットは、第１アーム部と、第１アーム部に対して折れ曲がり可能に接続されている第２アーム部とを含むアームと、第１アーム部側に設けられ、第１アーム部および第２アーム部を含むアームを駆動するモータとを備え、通常時には、第２アーム部が第１アーム部に対して折れ曲がらずに、アームが駆動されるとともに、外部の物体と衝突した時には、第２アーム部が第１アーム部に対して折れ曲がり、第２アーム部がアームの移動方向と逆方向に移動することにより、外部の物体への衝撃を緩和するように構成されている。
【０００８】
この一の局面によるロボットでは、上記のように、外部の物体と衝突した時に、第２アーム部が第１アーム部に対して折れ曲がり、第２アーム部がアームの移動方向と逆方向に移動することにより、外部の物体への衝撃を緩和するように構成することによって、外部の物体と衝突した時に、第２アーム部が第１アーム部に対して折れ曲がるので、外部の物体と衝突した時の衝撃を緩和するように関節（モータ）が駆動してアームを移動させる場合と比べて、迅速に外部の物体への衝撃を緩和することができる。これにより、外部の物体への衝撃を緩和するために、通常時におけるアームの移動速度を小さくする必要がないので、外部の物体への衝撃の緩和に起因するロボットの作業量の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態によるロボットの全体構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態によるロボットの側面図である。
【図３】本発明の一実施形態によるロボットの上面図である。
【図４】本発明の一実施形態によるロボットのアームが外部の物体と衝突した状態を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態によるロボットのアームが外部の物体と衝突した状態における側面図である。
【図６】本発明の一実施形態によるロボットのアームの外部の物体への衝撃を緩和する動作を説明するための図である。
【図７】図６に示すロボットのアームの外部の物体への衝撃を緩和する状態における側面図である。
【図８】図６に示すロボットのアームの外部の物体への衝撃を緩和する動作を説明するためのフローチャートである。
【図９】比較例によるロボットのアームが外部の物体と衝突した状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１１】
まず、図１および図２を参照して、本発明の一実施形態によるロボット１００の構成について説明する。
【００１２】
図１に示すように、本実施形態によるロボット１００は、ロボット本体部１０と、ロボット本体部１０を制御する制御装置３０と、後述するモータ１１を駆動するサーボドライブ４０とを備えている。なお、制御装置３０は、本発明の「制御部」の一例である。
【００１３】
図１および図２に示すように、ロボット本体部１０には、モータ１１と、アーム１２（第１アーム部１３および第２アーム部１４）とがクラッチ１５を介して接続されている。モータ１１は、モータ本体部１１ａとモータ回転部１１ｂとを含んでいる。具体的には、アーム１２（後述する第１アーム部１３の根元部１３ａ）は、モータ１１に含まれるモータ回転部１１ｂとクラッチ１５を介して接続されている。クラッチ１５は、モータ１１とアーム１２とを接続状態または非接続状態にする機能を有する。なお、クラッチ１５は、本発明の「第２クラッチ」の一例である。
【００１４】
また、アーム１２は、アーム１２のモータ１１側（矢印Ｘ１方向側）に設けられる第１アーム部１３と、アーム１２の先端側（矢印Ｘ２方向側）に設けられる第２アーム部１４とを含んでいる。ここで、本実施形態では、第２アーム部１４のアーム１２が延びる方向の長さＬ１は、第１アーム部１３のアーム１２が延びる方向の長さＬ２よりも小さい（Ｌ１＜Ｌ２）。また、第１アーム部１３の先端部１３ｂと、第２アーム部１４の根元部１４ａとは、クラッチ１６を介して接続されている。なお、クラッチ１６は、本発明の「第１クラッチ」の一例である。また、クラッチ１６は、第１アーム部１３と第２アーム部１４とを接続状態または非接続状態にする機能を有する。なお、クラッチ１５およびクラッチ１６は、通常時（モータ１１によって、アーム１２が回転駆動されている時）には、接続された状態となっている。
【００１５】
また、第２アーム部１４の先端部１４ｂ（矢印Ｘ２方向側）の矢印Ｙ１方向側の側面には、接触センサ１７が設けられている。なお、接触センサ１７は、本発明の「センサ」の一例である。ここで、本実施形態では、アーム１２と外部の物体２００との衝突を接触センサ１７が検知した時、制御装置３０が、クラッチ１５およびクラッチ１６を非接続状態にすることにより、第２アーム部１４がアーム１２の回転方向である矢印Ｒ１方向と逆方向の矢印Ｒ２方向に移動することによって、外部の物体２００（図３参照）への衝撃を緩和するように構成されている。また、ロボット本体部１０には、モータ１１の駆動および第１アーム部１３の移動を停止させるための外部ブレーキ１８が設けられている。そして、アーム１２と外部の物体２００との衝突を接触センサ１７が検知した時、モータ１１の回生ブレーキと外部ブレーキ１８とによって、モータ１１の駆動を停止するように構成されている。
【００１６】
また、図２に示すように、ロボット本体部１０のモータ回転部１１ｂの矢印Ｙ２方向側の側面には、Ｙ方向に延びるように棒状の固定部１９が設けられている。固定部１９は、モータ回転部１１ｂの回転に伴って回転するように構成されている。また、第２アーム部１４の下面（矢印Ｚ１方向側）には、矢印Ｚ１方向側に延びるように棒状の固定部２０が設けられている。固定部２０は、第２アーム部１４の移動に伴って移動するように構成されている。また、第１アーム部１３の根元部１３ａの矢印Ｙ２方向側の側面には、たとえばリング状の部材からなるガイド部２１が設けられている。また、第１アーム部１３の先端部１３ｂの矢印Ｙ２方向側の側面にも、たとえばリング状の部材からなるガイド部２２が設けられている。
【００１７】
ここで、本実施形態では、ロボット本体部１０には、モータ回転部１１ｂに設けられる固定部１９に一方端が接続され、第２アーム部１４に設けられる固定部２０に他方端が接続されるワイヤ２３が取り付けられている。なお、ワイヤ２３は、本発明の「接続部材」の一例である。また、ワイヤ２３は、ガイド部２１およびガイド部２２を介して、固定部１９と固定部２０とに接続されている。そして、アーム１２と外部の物体２００との衝突を接触センサ１７が検知した時、制御装置３０によりクラッチ１５およびクラッチ１６が非接続状態にされるとともに、第１アーム部１３が外部の物体２００側に移動することにより、第２アーム部１４がワイヤ２３により引っ張られて、第２アーム部１４が矢印Ｒ２方向（図３参照）に移動することによって、外部の物体２００への衝撃を緩和するように構成されている。
【００１８】
また、図１に示すように、制御装置３０は、ＣＰＵ３１と、メモリ３２と、通信インターフェイス３３と、入出力信号インターフェイス３４とを備えている。メモリ３２は、ＣＰＵ３１に接続されている。通信インターフェイス３３は、ＣＰＵ３１に接続されているとともに、サーボドライブ４０に接続されている。入出力信号インターフェイス３４は、ＣＰＵ３１に接続されている。また、入出力信号インターフェイス３４は、外部ブレーキ１８と、クラッチ１５と、クラッチ１６と、接触センサ１７とに接続されている。また、サーボドライブ４０は、モータ１１に接続されている。
【００１９】
次に、図３を参照して、本発明のロボット１００の通常時の動作について説明する。
【００２０】
まず、制御装置３０から生成されたモーション指令が、通信インターフェイス３３を介して、サーボドライブ４０に伝達される。次に、サーボドライブ４０では、モーション指令に応じたモータ電流が生成されるとともに、モータ１１に出力される。そして、このモータ電流により、モータ１１（モータ回転部１１ｂ）が駆動される。このとき、クラッチ１５およびクラッチ１６は、接続状態にされており、アーム１２の第１アーム部１３および第２アーム部１４は、一体となって、クラッチ１５を回転中心としてモータ回転部１１ｂとともに回転方向Ｒに回転する。なお、固定部１９および固定部２０は、それぞれ、モータ回転部１１ｂおよび第２アーム部１４に固定されているので、クラッチ１５およびクラッチ１６が接続状態である通常時には、アーム１２が移動している間にワイヤ２３に張力はかからない。
【００２１】
次に、図３〜図８を参照して、本実施形態によるロボット１００のアーム１２が外部の物体２００と衝突した時の制御装置３０の動作について説明する。
【００２２】
まず、図３に示すように、アーム１２がモータ１１によって回転方向Ｒ（たとえば矢印Ｒ１方向）に沿って駆動される。このとき、図８のステップＳ１に示すように、接触センサ１７が外部の物体２００との接触（衝突）を検知したか否かが判断される。なお、接触センサ１７が外部の物体２００との接触を検知するまで、ステップＳ１の判断は、繰り返される。
【００２３】
次に、図４に示すように、アーム１２が外部の物体２００と衝突する。このとき、ステップＳ１において、接触センサ１７が外部の物体２００との接触（衝突）を検知したと判断される。そして、ステップＳ２に進む。ステップＳ２では、制御装置３０から、通信インターフェイス３３を介して、サーボドライブ４０にモータ１１のモーション制御処理が指令される。これにより、サーボドライブ４０では、モータ電流の生成が停止される。その結果、モータ１１の回転は、回生ブレーキによって減速する。そして、ステップＳ３に進む。
【００２４】
ステップＳ３では、制御装置３０から、入出力信号インターフェイス３４を介して、クラッチ１５およびクラッチ１６に接続の解除が指令される。これにより、クラッチ１５およびクラッチ１６が、接続状態から非接続状態になる。そして、ステップＳ４に進む。
【００２５】
ステップＳ４では、制御装置３０から、入出力信号インターフェイス３４を介して、外部ブレーキ１８に制動が指令される。これにより、モータ１１の駆動が、外部ブレーキ１８により制動（停止）される。なお、モータ１１の停止は、上記ステップＳ２におけるモータ１１の回生ブレーキと、ステップＳ４における外部ブレーキ１８との両方によって行われる。また、上記ステップＳ３において、クラッチ１５が解除されており、アーム１２とモータ１１とが非接続状態になっているので、モータ１１にアーム１２の慣性力が伝達されない。これにより、アーム１２がモータ１１に接続されている場合と比べて、より短い回転距離（時間）でモータ回転部１１ｂが停止される。
【００２６】
また、アーム１２（第１アーム部１３）の移動も外部ブレーキ１８によって停止される一方、回転が停止されるモータ回転部１１ｂと異なり、図６に示すように、第１アーム部１３は、慣性力によって矢印Ｒ１方向に微小な距離だけ移動する。すなわち、平面的に見て（上方から見て）、モータ回転部１１ｂ側の固定部１９と第１アーム部１３のガイド部２１とが重なっている状態（図４および図５参照）から、第１アーム部１３のガイド部２１がモータ回転部１１ｂ側の固定部１９より矢印Ｒ１方向に移動した状態（図６および図７参照）となる。そして、ワイヤ２３の他方端は、モータ回転部１１ｂの固定部１９に固定されているので、第２アーム部１４の固定部２０は、ガイド部２２側に引っ張られる。その結果、第２アーム部１４は、ワイヤ２３により、矢印Ｒ２方向に引っ張られる。これにより、アーム１２が外部の物体２００に衝突した後の外部の物体２００への衝撃が緩和される。
【００２７】
次に、図９を参照して、上記した実施形態との比較のために、アーム３０２にクラッチが設けられていない比較例によるロボット３００が外部の物体２００と衝突した時の動作について説明する。
【００２８】
図９に示すように、比較例によるロボット３００は、モータ３０１と、モータ３０１に接続されるアーム３０２と、接触センサ３０３とを備えている。このロボット３００では、モータ３０１とアーム３０２との間には、本実施形態と異なり、クラッチは、設けられていない。また、アーム３０２は、本実施形態と異なり、クラッチは設けられておらず、折り曲げ不可能に構成されている。また、外部ブレーキも設けられていない。このため、アーム３０２が外部の物体２００に衝突した後、アーム３０２がモータ３０１の回生ブレーキによって停止されるまでの間に、アーム３０２は、点線で示すアーム３０２ａのように矢印Ｒ１方向に移動する。その結果、本実施形態と異なり、アーム３０２が外部の物体２００に衝突した後の外部の物体２００への衝撃は、比較的大きくなる。
【００２９】
本実施形態では、上記のように、外部の物体２００と衝突した時に、第２アーム部１４が第１アーム部１３に対して折れ曲がるので、外部の物体２００と衝突した時の衝撃を緩和するように関節（モータ１１）が駆動してアーム１２を移動させる場合と比べて、迅速に外部の物体２００への衝撃を緩和することができる。これにより、外部の物体２００への衝撃を緩和するために、通常時におけるアーム１２の移動速度を小さくする必要がないので、外部の物体２００への衝撃の緩和に起因するロボット１００の作業量の低下を抑制することができる。
【００３０】
また、本実施形態では、上記のように、第１アーム部１３と第２アーム部１４との間に、第１アーム部１３と第２アーム部１４とを接続または非接続状態にするクラッチ１６と、クラッチ１６の接続または非接続状態を制御する制御装置３０とを設ける。そして、アーム１２が外部の物体２００と衝突した時に、制御装置３０によりクラッチ１６を非接続状態にすることにより、第２アーム部１４をアーム１２の移動方向（矢印Ｒ１方向）と逆方向（矢印Ｒ２方向）に移動させることによって、外部の物体２００への衝撃を緩和するように構成する。これにより、アーム１２が外部の物体２００と衝突した時に、クラッチ１６が非接続状態になるので、容易に、第１アーム部１３を移動方向（矢印Ｒ１方向）と逆方向（矢印Ｒ２方向）に移動させることができる。
【００３１】
また、本実施形態では、上記のように、第２アーム部１４に一方端を固定し、モータ１１側に他方端を固定したワイヤ２３を設ける。そして、アーム１２が外部の物体２００と衝突した時に、制御装置３０によりクラッチ１６を非接続状態にするとともに、第１アーム部１３を外部の物体２００側に移動させる。また、第２アーム部１４がワイヤ２３により引っ張られて、第２アーム部１４がアーム１２の移動方向（矢印Ｒ１方向）と逆方向（矢印Ｒ２方向）に移動することによって、外部の物体２００への衝撃を緩和するように構成する。これにより、第２アーム部１４がワイヤ２３により引っ張られるので、第２アーム部１４を移動方向（矢印Ｒ１方向）と逆方向（矢印Ｒ２方向）に迅速に移動させることができる。
【００３２】
また、本実施形態では、上記のように、第２アーム部１４（固定部２０）と、モータ１１側（固定部１９）とをワイヤ２３により接続する。これにより、第１アーム部１３の移動に伴ってワイヤ２３が引っ張られることにより、容易に、第２アーム部１４を移動方向（矢印Ｒ１方向）と逆方向（矢印Ｒ２方向）に移動させることができる。
【００３３】
また、本実施形態では、上記のように、ワイヤ２３の他方端を、第１アーム部１３と接続され第１アーム部１３を回転駆動するモータ回転部１１ｂに固定する。これにより、モータ回転部１１ｂはアーム１２の移動に伴って回転するので、クラッチ１５およびクラッチ１６が接続状態である通常時において、アーム１２が移動している間にワイヤ２３に張力がかかるのを抑制することができる。
【００３４】
また、本実施形態では、上記のように、アーム１２に取り付けられ外部の物体２００との衝突を検知する接触センサ１７を設ける。そして、外部の物体２００との衝突を接触センサ１７が検知した際に、制御装置３０によってクラッチ１６を非接続状態にすることにより、第２アーム部１４をアーム１２の移動方向（矢印Ｒ１方向）と逆方向（矢印Ｒ２方向）に移動させることによって、外部の物体２００への衝撃を緩和するように構成する。これにより、外部の物体２００との衝突が接触センサ１７により検知されるので、容易に、クラッチ１６を非接続状態にして、外部の物体２００への衝撃を緩和することができる。
【００３５】
また、本実施形態では、上記のように、モータ１１と第１アーム部１３との間にモータ１１と第１アーム部１３とを接続または非接続状態にするクラッチ１５を設ける。そして、アーム１２と外部の物体２００との衝突を接触センサ１７が検知した際に、制御装置３０によってクラッチ１５およびクラッチ１６を非接続状態にして、第１アーム部１３を外部の物体２００側（矢印Ｒ１方向）に移動させる。また、第２アーム部１４がワイヤ２３により引っ張られて、第２アーム部１４がアーム１２の移動方向（矢印Ｒ１方向）と逆方向（矢印Ｒ２方向）に移動することによって、外部の物体２００への衝撃を緩和するように構成する。これにより、クラッチ１５が非接続状態になっているので、容易に、第１アーム部１３がワイヤ２３を引っ張ることができるとともに、クラッチ１６が非接続状態になっているので、容易に、第２アーム部１４をアーム１２の移動方向（矢印Ｒ１方向）と逆方向（矢印Ｒ２方向）に移動させることができる。また、アーム１２と外部の物体２００との衝突を接触センサ１７が検知した際に、制御装置３０によってクラッチ１５を非接続状態にすることにより、モータ１１や第２アーム部１４に対して慣性モーメントの大きい第１アーム部１３の慣性力が伝達されないので、クラッチ１５によりアーム１２がモータ１１に接続されている通常時に比べて、より短い回転距離（時間）でモータ回転部１１ｂの回転を停止させることができる。
【００３６】
また、本実施形態では、上記のように、モータ１１と別個にモータ１１に取り付けられる外部ブレーキ１８を設ける。そして、アーム１２と外部の物体２００との衝突を接触センサ１７が検知した際に、制御装置３０によりモータ１１の回生ブレーキと外部ブレーキ１８とによって、モータ１１の駆動を停止するように構成する。これにより、モータ１１が回生ブレーキのみならず外部ブレーキ１８によっても停止されるので、モータ１１をより迅速に停止させることができる。その結果、外部の物体２００への衝撃を、より緩和することができる。
【００３７】
また、本実施形態では、上記のように、第２アーム部１４が延びる方向の長さＬ１を、第１アーム部１３が延びる方向の長さＬ２よりも小さくなるように構成する。これにより、第２アーム部１４の重量（慣性力）が小さくなるので、第２アーム部１４を移動方向（矢印Ｒ１方向）と逆方向（矢印Ｒ２方向）により迅速に移動させることができる。その結果、外部の物体２００への衝撃を、さらに緩和することができる。
【００３８】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００３９】
たとえば、上記実施形態では、第１アーム部１３と第２アーム部１４とがクラッチ１６により接続されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、第１アーム部１３と第２アーム部１４とが弾性変形可能なバネ部材により接続されていてもよい。
【００４０】
また、上記実施形態では、ロボット１００にアーム１２が１つ設けられる例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ロボット１００に複数のアーム１２が設けられていてもよい。
【００４１】
また、上記実施形態では、アーム１２と外部の物体２００との接触（衝突）を接触センサ１７により検知する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、アーム１２と外部の物体２００とが接近するのを赤外線センサなどの非接触センサにより検知してもよい。これにより、アーム１２と外部の物体２００とが接触（衝突）する前に、モータ１１の駆動の停止動作を開始することができるので、外部の物体２００への衝撃をより緩和（回避）することができる。
【００４２】
また、上記実施形態では、アーム１２が外部の物体２００と衝突した時に、クラッチ１５とクラッチ１６との両方が非接続状態になる例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、アーム１２が外部の物体２００と衝突した時に、少なくとも第１アーム部１３と第２アーム部１４とを接続するクラッチ１６が非接続状態になれば、外部の物体２００との衝突により第２アーム部１４がアーム１２の移動方向と逆方向に移動することによって、外部の物体２００への衝撃を緩和することが可能である。
【００４３】
また、上記実施形態では、モータ回転部１１ｂの固定部１９と第２アーム部１４の固定部２０とに本発明の接続部材の一例としてワイヤ２３が接続される例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、ワイヤ２３に変えて、モータ回転部１１ｂの固定部１９と第２アーム部１４の固定部２０とに帯状や板バネ状の接続部材を接続してもよい。
【００４４】
また、上記実施形態では、第２アーム部１４が延びる方向の長さＬ１が、第１アーム部１３が延びる方向の長さＬ２よりも小さくなる例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、第２アーム部１４が延びる方向の長さを、第１アーム部１３が延びる方向の長さ以上にしてもよい。
【００４５】
また、上記実施形態では、ワイヤ２３の一方端が第２アーム部１４の固定部２０に固定されるとともに、他方端がモータ回転部１１ｂの固定部１９に固定されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、ワイヤ２３の一方端を第２アーム部１４に直接固定するとともに、他方端をモータ回転部１１ｂに直接固定してもよい。
【符号の説明】
【００４６】
１１ モータ
１１ｂ モータ回転部
１２ アーム
１３ 第１アーム部
１４ 第２アーム部
１５ クラッチ（第２クラッチ）
１６ クラッチ（第１クラッチ）
１７ 接触センサ（センサ）
１８ 外部ブレーキ
２３ ワイヤ（接続部材）
３０ 制御装置（制御部）
１００ ロボット
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ロボットに関し、特に、アームを備えるロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、アームを備えるロボットが知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
従来、産業用ロボットでは、産業用ロボットと工場内の作業員とが隔離されているので、産業用ロボットと作業員とが接触する機会が少なかった。一方、家庭内搬送ロボットや介護ロボットなど、生活支援分野において使用されるロボットでは、ロボットと人間などの外部の物体とが接触する機会が多いので、ロボットと人間とが衝突する場合があるという不都合がある。従来では、このような不都合を抑制するために、上記特許文献１に開示されているロボットは、関節と関節に接続されるアームとを備え、アームには、複数の触覚センサが設けられている。そして、アームが移動している最中において、触覚センサが人間などの外部の物体との衝突を検知したとき、アームと外部の物体との衝突を回避するように関節が駆動するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−８９０９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載のロボットでは、ロボットが外部の物体に衝突した後から、アームと外部の物体との衝突を回避するように関節が駆動されるまでの間の時間では、ロボットのアームは、外部の物体側に引き続き移動すると考えられる。このため、ロボットが外部の物体に衝突した後の外部の物体への衝撃が大きくなる。その結果、ロボットのアームが外部の物体と衝突しても、衝撃が大きくならないように、通常時におけるロボットのアームの移動速度を小さくする必要がある。このため、所定の時間内に行わせるロボットの作業量が低下してしまうという問題点がある。
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、外部の物体への衝撃の緩和に起因するロボットの作業量の低下を抑制することが可能なロボットを提供することである。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【０００７】
上記目的を達成するために、この発明の一の局面によるロボットは、第１アーム部と、第１アーム部に対して折れ曲がり可能に接続されている第２アーム部とを含むアームと、第１アーム部側に設けられ、第１アーム部および第２アーム部を含むアームを駆動するモータとを備え、通常時には、第２アーム部が第１アーム部に対して折れ曲がらずに、アームが駆動されるとともに、外部の物体と衝突した時には、第２アーム部が第１アーム部に対して折れ曲がり、第２アーム部がアームの移動方向と逆方向に移動することにより、外部の物体への衝撃を緩和するように構成されている。
【０００８】
この一の局面によるロボットでは、上記のように、外部の物体と衝突した時に、第２アーム部が第１アーム部に対して折れ曲がり、第２アーム部がアームの移動方向と逆方向に移動することにより、外部の物体への衝撃を緩和するように構成することによって、外部の物体と衝突した時に、第２アーム部が第１アーム部に対して折れ曲がるので、外部の物体と衝突した時の衝撃を緩和するように関節（モータ）が駆動してアームを移動させる場合と比べて、迅速に外部の物体への衝撃を緩和することができる。これにより、外部の物体への衝撃を緩和するために、通常時におけるアームの移動速度を小さくする必要がないので、外部の物体への衝撃の緩和に起因するロボットの作業量の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態によるロボットの全体構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態によるロボットの側面図である。
【図３】本発明の一実施形態によるロボットの上面図である。
【図４】本発明の一実施形態によるロボットのアームが外部の物体と衝突した状態を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態によるロボットのアームが外部の物体と衝突した状態における側面図である。
【図６】本発明の一実施形態によるロボットのアームの外部の物体への衝撃を緩和する動作を説明するための図である。
【図７】図６に示すロボットのアームの外部の物体への衝撃を緩和する状態における側面図である。
【図８】図６に示すロボットのアームの外部の物体への衝撃を緩和する動作を説明するためのフローチャートである。
【図９】比較例によるロボットのアームが外部の物体と衝突した状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１１】
まず、図１および図２を参照して、本発明の一実施形態によるロボット１００の構成について説明する。
【００１２】
図１に示すように、本実施形態によるロボット１００は、ロボット本体部１０と、ロボット本体部１０を制御する制御装置３０と、後述するモータ１１を駆動するサーボドライブ４０とを備えている。なお、制御装置３０は、本発明の「制御部」の一例である。
【００１３】
図１および図２に示すように、ロボット本体部１０には、モータ１１と、アーム１２（第１アーム部１３および第２アーム部１４）とがクラッチ１５を介して接続されている。モータ１１は、モータ本体部１１ａとモータ回転部１１ｂとを含んでいる。具体的には、アーム１２（後述する第１アーム部１３の根元部１３ａ）は、モータ１１に含まれるモータ回転部１１ｂとクラッチ１５を介して接続されている。クラッチ１５は、モータ１１とアーム１２とを接続状態または非接続状態にする機能を有する。なお、クラッチ１５は、本発明の「第２クラッチ」の一例である。
【００１４】
また、アーム１２は、アーム１２のモータ１１側（矢印Ｘ１方向側）に設けられる第１アーム部１３と、アーム１２の先端側（矢印Ｘ２方向側）に設けられる第２アーム部１４とを含んでいる。ここで、本実施形態では、第２アーム部１４のアーム１２が延びる方向の長さＬ１は、第１アーム部１３のアーム１２が延びる方向の長さＬ２よりも小さい（Ｌ１＜Ｌ２）。また、第１アーム部１３の先端部１３ｂと、第２アーム部１４の根元部１４ａとは、クラッチ１６を介して接続されている。なお、クラッチ１６は、本発明の「第１クラッチ」の一例である。また、クラッチ１６は、第１アーム部１３と第２アーム部１４とを接続状態または非接続状態にする機能を有する。なお、クラッチ１５およびクラッチ１６は、通常時（モータ１１によって、アーム１２が回転駆動されている時）には、接続された状態となっている。
【００１５】
また、第２アーム部１４の先端部１４ｂ（矢印Ｘ２方向側）の矢印Ｙ１方向側の側面には、接触センサ１７が設けられている。なお、接触センサ１７は、本発明の「センサ」の一例である。ここで、本実施形態では、アーム１２と外部の物体２００との衝突を接触センサ１７が検知した時、制御装置３０が、クラッチ１５およびクラッチ１６を非接続状態にすることにより、第２アーム部１４がアーム１２の回転方向である矢印Ｒ１方向と逆方向の矢印Ｒ２方向に移動することによって、外部の物体２００（図３参照）への衝撃を緩和するように構成されている。また、ロボット本体部１０には、モータ１１の駆動および第１アーム部１３の移動を停止させるための外部ブレーキ１８が設けられている。そして、アーム１２と外部の物体２００との衝突を接触センサ１７が検知した時、モータ１１の回生ブレーキと外部ブレーキ１８とによって、モータ１１の駆動を停止するように構成されている。
【００１６】
また、図２に示すように、ロボット本体部１０のモータ回転部１１ｂの矢印Ｙ２方向側の側面には、Ｙ方向に延びるように棒状の固定部１９が設けられている。固定部１９は、モータ回転部１１ｂの回転に伴って回転するように構成されている。また、第２アーム部１４の下面（矢印Ｚ１方向側）には、矢印Ｚ１方向側に延びるように棒状の固定部２０が設けられている。固定部２０は、第２アーム部１４の移動に伴って移動するように構成されている。また、第１アーム部１３の根元部１３ａの矢印Ｙ２方向側の側面には、たとえばリング状の部材からなるガイド部２１が設けられている。また、第１アーム部１３の先端部１３ｂの矢印Ｙ２方向側の側面にも、たとえばリング状の部材からなるガイド部２２が設けられている。
【００１７】
ここで、本実施形態では、ロボット本体部１０には、モータ回転部１１ｂに設けられる固定部１９に一方端が接続され、第２アーム部１４に設けられる固定部２０に他方端が接続されるワイヤ２３が取り付けられている。なお、ワイヤ２３は、本発明の「接続部材」の一例である。また、ワイヤ２３は、ガイド部２１およびガイド部２２を介して、固定部１９と固定部２０とに接続されている。そして、アーム１２と外部の物体２００との衝突を接触センサ１７が検知した時、制御装置３０によりクラッチ１５およびクラッチ１６が非接続状態にされるとともに、第１アーム部１３が外部の物体２００側に移動することにより、第２アーム部１４がワイヤ２３により引っ張られて、第２アーム部１４が矢印Ｒ２方向（図３参照）に移動することによって、外部の物体２００への衝撃を緩和するように構成されている。
【００１８】
また、図１に示すように、制御装置３０は、ＣＰＵ３１と、メモリ３２と、通信インターフェイス３３と、入出力信号インターフェイス３４とを備えている。メモリ３２は、ＣＰＵ３１に接続されている。通信インターフェイス３３は、ＣＰＵ３１に接続されているとともに、サーボドライブ４０に接続されている。入出力信号インターフェイス３４は、ＣＰＵ３１に接続されている。また、入出力信号インターフェイス３４は、外部ブレーキ１８と、クラッチ１５と、クラッチ１６と、接触センサ１７とに接続されている。また、サーボドライブ４０は、モータ１１に接続されている。
【００１９】
次に、図３を参照して、本発明のロボット１００の通常時の動作について説明する。
【００２０】
まず、制御装置３０から生成されたモーション指令が、通信インターフェイス３３を介して、サーボドライブ４０に伝達される。次に、サーボドライブ４０では、モーション指令に応じたモータ電流が生成されるとともに、モータ１１に出力される。そして、このモータ電流により、モータ１１（モータ回転部１１ｂ）が駆動される。このとき、クラッチ１５およびクラッチ１６は、接続状態にされており、アーム１２の第１アーム部１３および第２アーム部１４は、一体となって、クラッチ１５を回転中心としてモータ回転部１１ｂとともに回転方向Ｒに回転する。なお、固定部１９および固定部２０は、それぞれ、モータ回転部１１ｂおよび第２アーム部１４に固定されているので、クラッチ１５およびクラッチ１６が接続状態である通常時には、アーム１２が移動している間にワイヤ２３に張力はかからない。
【００２１】
次に、図３〜図８を参照して、本実施形態によるロボット１００のアーム１２が外部の物体２００と衝突した時の制御装置３０の動作について説明する。
【００２２】
まず、図３に示すように、アーム１２がモータ１１によって回転方向Ｒ（たとえば矢印Ｒ１方向）に沿って駆動される。このとき、図８のステップＳ１に示すように、接触センサ１７が外部の物体２００との接触（衝突）を検知したか否かが判断される。なお、接触センサ１７が外部の物体２００との接触を検知するまで、ステップＳ１の判断は、繰り返される。
【００２３】
次に、図４に示すように、アーム１２が外部の物体２００と衝突する。このとき、ステップＳ１において、接触センサ１７が外部の物体２００との接触（衝突）を検知したと判断される。そして、ステップＳ２に進む。ステップＳ２では、制御装置３０から、通信インターフェイス３３を介して、サーボドライブ４０にモータ１１のモーション制御処理が指令される。これにより、サーボドライブ４０では、モータ電流の生成が停止される。その結果、モータ１１の回転は、回生ブレーキによって減速する。そして、ステップＳ３に進む。
【００２４】
ステップＳ３では、制御装置３０から、入出力信号インターフェイス３４を介して、クラッチ１５およびクラッチ１６に接続の解除が指令される。これにより、クラッチ１５およびクラッチ１６が、接続状態から非接続状態になる。そして、ステップＳ４に進む。
【００２５】
ステップＳ４では、制御装置３０から、入出力信号インターフェイス３４を介して、外部ブレーキ１８に制動が指令される。これにより、モータ１１の駆動が、外部ブレーキ１８により制動（停止）される。なお、モータ１１の停止は、上記ステップＳ２におけるモータ１１の回生ブレーキと、ステップＳ４における外部ブレーキ１８との両方によって行われる。また、上記ステップＳ３において、クラッチ１５が解除されており、アーム１２とモータ１１とが非接続状態になっているので、モータ１１にアーム１２の慣性力が伝達されない。これにより、アーム１２がモータ１１に接続されている場合と比べて、より短い回転距離（時間）でモータ回転部１１ｂが停止される。
【００２６】
また、アーム１２（第１アーム部１３）の移動も外部ブレーキ１８によって停止される一方、回転が停止されるモータ回転部１１ｂと異なり、図６に示すように、第１アーム部１３は、慣性力によって矢印Ｒ１方向に微小な距離だけ移動する。すなわち、平面的に見て（上方から見て）、モータ回転部１１ｂ側の固定部１９と第１アーム部１３のガイド部２１とが重なっている状態（図４および図５参照）から、第１アーム部１３のガイド部２１がモータ回転部１１ｂ側の固定部１９より矢印Ｒ１方向に移動した状態（図６および図７参照）となる。そして、ワイヤ２３の他方端は、モータ回転部１１ｂの固定部１９に固定されているので、第２アーム部１４の固定部２０は、ガイド部２２側に引っ張られる。その結果、第２アーム部１４は、ワイヤ２３により、矢印Ｒ２方向に引っ張られる。これにより、アーム１２が外部の物体２００に衝突した後の外部の物体２００への衝撃が緩和される。
【００２７】
次に、図９を参照して、上記した実施形態との比較のために、アーム３０２にクラッチが設けられていない比較例によるロボット３００が外部の物体２００と衝突した時の動作について説明する。
【００２８】
図９に示すように、比較例によるロボット３００は、モータ３０１と、モータ３０１に接続されるアーム３０２と、接触センサ３０３とを備えている。このロボット３００では、モータ３０１とアーム３０２との間には、本実施形態と異なり、クラッチは、設けられていない。また、アーム３０２は、本実施形態と異なり、クラッチは設けられておらず、折り曲げ不可能に構成されている。また、外部ブレーキも設けられていない。このため、アーム３０２が外部の物体２００に衝突した後、アーム３０２がモータ３０１の回生ブレーキによって停止されるまでの間に、アーム３０２は、点線で示すアーム３０２ａのように矢印Ｒ１方向に移動する。その結果、本実施形態と異なり、アーム３０２が外部の物体２００に衝突した後の外部の物体２００への衝撃は、比較的大きくなる。
【００２９】
本実施形態では、上記のように、外部の物体２００と衝突した時に、第２アーム部１４が第１アーム部１３に対して折れ曲がるので、外部の物体２００と衝突した時の衝撃を緩和するように関節（モータ１１）が駆動してアーム１２を移動させる場合と比べて、迅速に外部の物体２００への衝撃を緩和することができる。これにより、外部の物体２００への衝撃を緩和するために、通常時におけるアーム１２の移動速度を小さくする必要がないので、外部の物体２００への衝撃の緩和に起因するロボット１００の作業量の低下を抑制することができる。
【００３０】
また、本実施形態では、上記のように、第１アーム部１３と第２アーム部１４との間に、第１アーム部１３と第２アーム部１４とを接続または非接続状態にするクラッチ１６と、クラッチ１６の接続または非接続状態を制御する制御装置３０とを設ける。そして、アーム１２が外部の物体２００と衝突した時に、制御装置３０によりクラッチ１６を非接続状態にすることにより、第２アーム部１４をアーム１２の移動方向（矢印Ｒ１方向）と逆方向（矢印Ｒ２方向）に移動させることによって、外部の物体２００への衝撃を緩和するように構成する。これにより、アーム１２が外部の物体２００と衝突した時に、クラッチ１６が非接続状態になるので、容易に、第１アーム部１３を移動方向（矢印Ｒ１方向）と逆方向（矢印Ｒ２方向）に移動させることができる。
【００３１】
また、本実施形態では、上記のように、第２アーム部１４に一方端を固定し、モータ１１側に他方端を固定したワイヤ２３を設ける。そして、アーム１２が外部の物体２００と衝突した時に、制御装置３０によりクラッチ１６を非接続状態にするとともに、第１アーム部１３を外部の物体２００側に移動させる。また、第２アーム部１４がワイヤ２３により引っ張られて、第２アーム部１４がアーム１２の移動方向（矢印Ｒ１方向）と逆方向（矢印Ｒ２方向）に移動することによって、外部の物体２００への衝撃を緩和するように構成する。これにより、第２アーム部１４がワイヤ２３により引っ張られるので、第２アーム部１４を移動方向（矢印Ｒ１方向）と逆方向（矢印Ｒ２方向）に迅速に移動させることができる。
【００３２】
また、本実施形態では、上記のように、第２アーム部１４（固定部２０）と、モータ１１側（固定部１９）とをワイヤ２３により接続する。これにより、第１アーム部１３の移動に伴ってワイヤ２３が引っ張られることにより、容易に、第２アーム部１４を移動方向（矢印Ｒ１方向）と逆方向（矢印Ｒ２方向）に移動させることができる。
【００３３】
また、本実施形態では、上記のように、ワイヤ２３の他方端を、第１アーム部１３と接続され第１アーム部１３を回転駆動するモータ回転部１１ｂに固定する。これにより、モータ回転部１１ｂはアーム１２の移動に伴って回転するので、クラッチ１５およびクラッチ１６が接続状態である通常時において、アーム１２が移動している間にワイヤ２３に張力がかかるのを抑制することができる。
【００３４】
また、本実施形態では、上記のように、アーム１２に取り付けられ外部の物体２００との衝突を検知する接触センサ１７を設ける。そして、外部の物体２００との衝突を接触センサ１７が検知した際に、制御装置３０によってクラッチ１６を非接続状態にすることにより、第２アーム部１４をアーム１２の移動方向（矢印Ｒ１方向）と逆方向（矢印Ｒ２方向）に移動させることによって、外部の物体２００への衝撃を緩和するように構成する。これにより、外部の物体２００との衝突が接触センサ１７により検知されるので、容易に、クラッチ１６を非接続状態にして、外部の物体２００への衝撃を緩和することができる。
【００３５】
また、本実施形態では、上記のように、モータ１１と第１アーム部１３との間にモータ１１と第１アーム部１３とを接続または非接続状態にするクラッチ１５を設ける。そして、アーム１２と外部の物体２００との衝突を接触センサ１７が検知した際に、制御装置３０によってクラッチ１５およびクラッチ１６を非接続状態にして、第１アーム部１３を外部の物体２００側（矢印Ｒ１方向）に移動させる。また、第２アーム部１４がワイヤ２３により引っ張られて、第２アーム部１４がアーム１２の移動方向（矢印Ｒ１方向）と逆方向（矢印Ｒ２方向）に移動することによって、外部の物体２００への衝撃を緩和するように構成する。これにより、クラッチ１５が非接続状態になっているので、容易に、第１アーム部１３がワイヤ２３を引っ張ることができるとともに、クラッチ１６が非接続状態になっているので、容易に、第２アーム部１４をアーム１２の移動方向（矢印Ｒ１方向）と逆方向（矢印Ｒ２方向）に移動させることができる。また、アーム１２と外部の物体２００との衝突を接触センサ１７が検知した際に、制御装置３０によってクラッチ１５を非接続状態にすることにより、モータ１１や第２アーム部１４に対して慣性モーメントの大きい第１アーム部１３の慣性力が伝達されないので、クラッチ１５によりアーム１２がモータ１１に接続されている通常時に比べて、より短い回転距離（時間）でモータ回転部１１ｂの回転を停止させることができる。
【００３６】
また、本実施形態では、上記のように、モータ１１と別個にモータ１１に取り付けられる外部ブレーキ１８を設ける。そして、アーム１２と外部の物体２００との衝突を接触センサ１７が検知した際に、制御装置３０によりモータ１１の回生ブレーキと外部ブレーキ１８とによって、モータ１１の駆動を停止するように構成する。これにより、モータ１１が回生ブレーキのみならず外部ブレーキ１８によっても停止されるので、モータ１１をより迅速に停止させることができる。その結果、外部の物体２００への衝撃を、より緩和することができる。
【００３７】
また、本実施形態では、上記のように、第２アーム部１４が延びる方向の長さＬ１を、第１アーム部１３が延びる方向の長さＬ２よりも小さくなるように構成する。これにより、第２アーム部１４の重量（慣性力）が小さくなるので、第２アーム部１４を移動方向（矢印Ｒ１方向）と逆方向（矢印Ｒ２方向）により迅速に移動させることができる。その結果、外部の物体２００への衝撃を、さらに緩和することができる。
【００３８】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００３９】
たとえば、上記実施形態では、第１アーム部１３と第２アーム部１４とがクラッチ１６により接続されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、第１アーム部１３と第２アーム部１４とが弾性変形可能なバネ部材により接続されていてもよい。
【００４０】
また、上記実施形態では、ロボット１００にアーム１２が１つ設けられる例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ロボット１００に複数のアーム１２が設けられていてもよい。
【００４１】
また、上記実施形態では、アーム１２と外部の物体２００との接触（衝突）を接触センサ１７により検知する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、アーム１２と外部の物体２００とが接近するのを赤外線センサなどの非接触センサにより検知してもよい。これにより、アーム１２と外部の物体２００とが接触（衝突）する前に、モータ１１の駆動の停止動作を開始することができるので、外部の物体２００への衝撃をより緩和（回避）することができる。
【００４２】
また、上記実施形態では、アーム１２が外部の物体２００と衝突した時に、クラッチ１５とクラッチ１６との両方が非接続状態になる例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、アーム１２が外部の物体２００と衝突した時に、少なくとも第１アーム部１３と第２アーム部１４とを接続するクラッチ１６が非接続状態になれば、外部の物体２００との衝突により第２アーム部１４がアーム１２の移動方向と逆方向に移動することによって、外部の物体２００への衝撃を緩和することが可能である。
【００４３】
また、上記実施形態では、モータ回転部１１ｂの固定部１９と第２アーム部１４の固定部２０とに本発明の接続部材の一例としてワイヤ２３が接続される例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、ワイヤ２３に変えて、モータ回転部１１ｂの固定部１９と第２アーム部１４の固定部２０とに帯状や板バネ状の接続部材を接続してもよい。
【００４４】
また、上記実施形態では、第２アーム部１４が延びる方向の長さＬ１が、第１アーム部１３が延びる方向の長さＬ２よりも小さくなる例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、第２アーム部１４が延びる方向の長さを、第１アーム部１３が延びる方向の長さ以上にしてもよい。
【００４５】
また、上記実施形態では、ワイヤ２３の一方端が第２アーム部１４の固定部２０に固定されるとともに、他方端がモータ回転部１１ｂの固定部１９に固定されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、ワイヤ２３の一方端を第２アーム部１４に直接固定するとともに、他方端をモータ回転部１１ｂに直接固定してもよい。
【符号の説明】
【００４６】
１１ モータ
１１ｂ モータ回転部
１２ アーム
１３ 第１アーム部
１４ 第２アーム部
１５ クラッチ（第２クラッチ）
１６ クラッチ（第１クラッチ）
１７ 接触センサ（センサ）
１８ 外部ブレーキ
２３ ワイヤ（接続部材）
３０ 制御装置（制御部）
１００ ロボット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１アーム部と、前記第１アーム部に対して折れ曲がり可能に接続されている第２アーム部とを含むアームと、
前記第１アーム部側に設けられ、前記第１アーム部および前記第２アーム部を含む前記アームを駆動するモータとを備え、
通常時には、前記第２アーム部が前記第１アーム部に対して折れ曲がらずに、前記アームが駆動されるとともに、外部の物体と衝突した時には、前記第２アーム部が前記第１アーム部に対して折れ曲がり、前記第２アーム部が前記アームの移動方向と逆方向に移動することにより、前記外部の物体への衝撃を緩和するように構成されている、ロボット。
【請求項２】
前記第１アーム部と前記第２アーム部との間に設けられ、前記第１アーム部と前記第２アーム部とを接続または非接続状態にする第１クラッチと、
前記第１クラッチの接続または非接続状態を制御する制御部とをさらに備え、
前記アームが前記外部の物体と衝突した時に、前記制御部が、前記第１クラッチを非接続状態にすることにより、前記第２アーム部が前記アームの移動方向と逆方向に移動することによって、前記外部の物体への衝撃を緩和するように構成されている、請求項１に記載のロボット。
【請求項３】
前記第２アーム部に一方端が固定され、前記モータ側に他方端が固定される接続部材をさらに備え、
前記アームが前記外部の物体と衝突した時に、前記制御部が、前記第１クラッチを非接続状態にするとともに、前記第１アーム部が前記外部の物体側に移動することにより、前記第２アーム部が前記接続部材により引っ張られて、前記第２アーム部が前記アームの移動方向と逆方向に移動することによって、前記外部の物体への衝撃を緩和するように構成されている、請求項２に記載のロボット。
【請求項４】
前記接続部材は、前記第２アーム部に一方端が固定され、前記モータ側に他方端が固定されるワイヤ状の接続部材を含む、請求項３に記載のロボット。
【請求項５】
前記モータは、前記第１アーム部と接続され、前記第１アーム部を回転駆動するモータ回転部を含み、
前記接続部材の他方端は、前記モータ回転部に固定されている、請求項３または４に記載のロボット。
【請求項６】
前記アームに取り付けられ、前記外部の物体との衝突を検知するセンサをさらに備え、
前記外部の物体との衝突が前記センサにより検知された際に、前記制御部が、前記第１クラッチを非接続状態にすることにより、前記第２アーム部が前記アームの移動方向と逆方向に移動することによって、前記外部の物体への衝撃を緩和するように構成されている、請求項２〜５のいずれか１項に記載のロボット。
【請求項７】
前記モータと前記第１アーム部との間に設けられ、前記モータと前記第１アーム部とを接続または非接続状態にする第２クラッチをさらに備え、
前記アーム部と前記外部の物体との衝突が前記センサにより検知された際に、前記制御部が、前記第１クラッチおよび前記第２クラッチを非接続状態にして、前記第１アーム部が前記外部の物体側に移動することにより、前記第２アーム部が前記接続部材により引っ張られて、前記第２アーム部が前記アームの移動方向と逆方向に移動することによって、前記外部の物体への衝撃を緩和するように構成されている、請求項６に記載のロボット。
【請求項８】
前記モータと別個に設けられ、前記モータに取り付けられる外部ブレーキをさらに備え、
前記アームと前記外部の物体との衝突が前記センサにより検知された際に、前記制御部が、前記モータの回生ブレーキと前記外部ブレーキとによって、前記モータの駆動を停止するように構成されている、請求項６または７に記載のロボット。
【請求項９】
前記第２アーム部の前記アームが延びる方向の長さは、前記第１アーム部の前記アームが延びる方向の長さよりも小さくなるように構成されている、請求項１〜８のいずれか１項に記載のロボット。
【請求項１】
第１アーム部と、前記第１アーム部に対して折れ曲がり可能に接続されている第２アーム部とを含むアームと、
前記第１アーム部側に設けられ、前記第１アーム部および前記第２アーム部を含む前記アームを駆動するモータとを備え、
通常時には、前記第２アーム部が前記第１アーム部に対して折れ曲がらずに、前記アームが駆動されるとともに、外部の物体と衝突した時には、前記第２アーム部が前記第１アーム部に対して折れ曲がり、前記第２アーム部が前記アームの移動方向と逆方向に移動することにより、前記外部の物体への衝撃を緩和するように構成されている、ロボット。
【請求項２】
前記第１アーム部と前記第２アーム部との間に設けられ、前記第１アーム部と前記第２アーム部とを接続または非接続状態にする第１クラッチと、
前記第１クラッチの接続または非接続状態を制御する制御部とをさらに備え、
前記アームが前記外部の物体と衝突した時に、前記制御部が、前記第１クラッチを非接続状態にすることにより、前記第２アーム部が前記アームの移動方向と逆方向に移動することによって、前記外部の物体への衝撃を緩和するように構成されている、請求項１に記載のロボット。
【請求項３】
前記第２アーム部に一方端が固定され、前記モータ側に他方端が固定される接続部材をさらに備え、
前記アームが前記外部の物体と衝突した時に、前記制御部が、前記第１クラッチを非接続状態にするとともに、前記第１アーム部が前記外部の物体側に移動することにより、前記第２アーム部が前記接続部材により引っ張られて、前記第２アーム部が前記アームの移動方向と逆方向に移動することによって、前記外部の物体への衝撃を緩和するように構成されている、請求項２に記載のロボット。
【請求項４】
前記接続部材は、前記第２アーム部に一方端が固定され、前記モータ側に他方端が固定されるワイヤ状の接続部材を含む、請求項３に記載のロボット。
【請求項５】
前記モータは、前記第１アーム部と接続され、前記第１アーム部を回転駆動するモータ回転部を含み、
前記接続部材の他方端は、前記モータ回転部に固定されている、請求項３または４に記載のロボット。
【請求項６】
前記アームに取り付けられ、前記外部の物体との衝突を検知するセンサをさらに備え、
前記外部の物体との衝突が前記センサにより検知された際に、前記制御部が、前記第１クラッチを非接続状態にすることにより、前記第２アーム部が前記アームの移動方向と逆方向に移動することによって、前記外部の物体への衝撃を緩和するように構成されている、請求項２〜５のいずれか１項に記載のロボット。
【請求項７】
前記モータと前記第１アーム部との間に設けられ、前記モータと前記第１アーム部とを接続または非接続状態にする第２クラッチをさらに備え、
前記アーム部と前記外部の物体との衝突が前記センサにより検知された際に、前記制御部が、前記第１クラッチおよび前記第２クラッチを非接続状態にして、前記第１アーム部が前記外部の物体側に移動することにより、前記第２アーム部が前記接続部材により引っ張られて、前記第２アーム部が前記アームの移動方向と逆方向に移動することによって、前記外部の物体への衝撃を緩和するように構成されている、請求項６に記載のロボット。
【請求項８】
前記モータと別個に設けられ、前記モータに取り付けられる外部ブレーキをさらに備え、
前記アームと前記外部の物体との衝突が前記センサにより検知された際に、前記制御部が、前記モータの回生ブレーキと前記外部ブレーキとによって、前記モータの駆動を停止するように構成されている、請求項６または７に記載のロボット。
【請求項９】
前記第２アーム部の前記アームが延びる方向の長さは、前記第１アーム部の前記アームが延びる方向の長さよりも小さくなるように構成されている、請求項１〜８のいずれか１項に記載のロボット。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−１１０９７１（Ｐ２０１２−１１０９７１Ａ）
【公開日】平成２４年６月１４日（２０１２．６．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２５９０６２（Ｐ２０１０−２５９０６２）
【出願日】平成２２年１１月１９日（２０１０．１１．１９）
【出願人】（０００００６６２２）株式会社安川電機 (2,482)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月１４日（２０１２．６．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月１９日（２０１０．１１．１９）
【出願人】（０００００６６２２）株式会社安川電機 (2,482)
【Ｆターム（参考）】
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