CN1812867A - 助力搬运方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种助力搬运装置，其减轻在作业人员操作搬运手段来搬运仪表板(P)时对作业人员的负荷，该装置具备：握持仪表板(P)的仪表板握持手段(27)、在该仪表板握持手段(27)和所述搬运手段的连接部设置的浮动机构(30)、检测出该浮动机构(30)的变位量的变位检测手段(61)、和对该变位检测手段(61)检测出的变位量进行运算处理而计算出反力的位置指令运算部(62)；进而该装置将反力传达给操作所述搬运手段的作业人员。由此，本发明提供一种无论搬运物在作业时接触任何障碍物也不会损伤搬运物和障碍物的、且由接触引起的反力被适当地传递给作业人员的助力搬运装置。

Description

助力搬运方法及其装置

技术领域

本发明涉及一种在作业人员操作搬运手段来搬运搬运物时减轻对作业人员的负荷的助力搬运方法及其装置。

背景技术

以前，已知有应用了阻抗控制的作业助力装置，其中所述的阻抗控制与是否搬运重件无关，能在感觉宛如搬运轻件的同时进行搬运作业。该作业助力装置是一种动力助力(assist)装置，其具备：支撑重件的第1～8活动体、和使该活动体活动的各促动器(actuator)、和调整该促动器的输出的控制器，为了按照作业人员的意愿搬运在第8活动体上固定的重件，通过力传感器检测出作业人员向重件间接施加的力，根据该信息控制第1～8活动体，减轻对作业人员的负荷(例如，参照特开2000-84881号公报)。

但是，就在特开2000-84881号公报中公开的作业助力装置而言，存在的问题是，当作业人员在搬运重件过程中，或者将重件定位于安装对象部位进行安装时，无论重件接触任何障碍物，为了不使通过接触在重件上产生的反力传递给操作装置的作业人员，使作业人员无法感知重件接触障碍物，而继续进行原来的搬运作业，但有可能损伤重件或重件的安装对象部位。

发明内容

本发明正是鉴于以往的技术所具有的这种问题点而完成的发明，其目的在于，提供一种无论搬运物在作业时接触任何障碍物也不会损伤搬运物和障碍物的、且由接触引起的反力被适当传递给作业人员的助力搬运方法及其装置。

为了解决上述问题，本发明的之一是一种助力搬运方法，其减轻在作业人员操作搬运手段来搬运搬运物时对作业人员的负荷，其中，在搬运物接触障碍物等的情况下，使搬运物相对所述搬运手段浮动而缓和其冲击，同时检测出由浮动引起的搬运物的变位量，对该变位量进行运算处理而计算出与上述冲击相伴随的反力，将该反力传达给操作上述搬运手段的作业人员。

由此，当搬运物接触障碍物时，通过在搬运手段和搬运物之间设置浮动机构而使该冲击得到缓和，同时对浮动机构的变位量进行运算处理而计算出冲击力，借助搬运手段将该冲击力引起的反力传达给作业人员，所以当作业人员搬运搬运物或将搬运物安装在被安装部件上时，无论搬运物接触任何障碍物或被安装部件，都不会损伤搬运物或被安装部件，作业人员可以感受到搬运物接触到任何障碍物或被安装部件的触感，并同时可以高效率地进行作业。

本发明之二是一种助力搬运装置，其减轻在作业人员操作搬运手段来搬运搬运物时对作业人员的负荷，其中，具备：握持搬运物的握持手段、在该握持手段和上述搬运手段的连接部设置的浮动机构、检测出该浮动机构的变位量的变位检测手段、对该变位检测手段检测出的变位量进行运算处理而计算出反力的控制手段，将上述反力传达给操作上述搬运手段的作业人员。

由此，因为具备在握持搬运物的握持手段和上述搬运手段的连接部设置的浮动机构、检测出该浮动机构的变位量的变位检测手段、对该变位检测手段检测出的变位量进行运算处理而计算出反力的控制手段，所以当作业人员搬运搬运物或将搬运物安装在被安装部件上时，无论搬运物接触任何障碍物或被安装部件，都不会损伤搬运物或被安装部件。另外，作业人员可以感受到搬运物接触到任何障碍物或被安装部件的触感，并同时可以高效率地进行作业。

本发明之三是一种助力搬运方法，其减轻在作业人员操作搬运手段来搬运搬运物时对作业人员的负荷，其中，在设定搬运物可以自由移动的作业区域的同时，还设置与该作业区域相邻设置的、且在搬运物进入时使其产生规定的反力以便让搬运物返回至上述作业区域的限制区域。

由此，由于在设定搬运物可以自由移动的作业区域的同时，还设置与该作业区域相邻设置的、且在搬运物进入时使其产生规定的反力以便让搬运物返回至上述作业区域的限制区域，所以作业人员在没有意识到障碍物等且不给搬运物施加冲击的情况下，可以高效率地进行搬运作业。

本发明之四是一种助力搬运装置，其减轻在作业人员操作搬运手段来搬运搬运物时对作业人员的负荷，其中，具备：搬运物可以自由移动的作业区域、与该作业区域相邻设置且在搬运物进入时使其产生规定的反力以便让搬运物返回至上述作业区域的限制区域、和对已进入到该限制区域的搬运物的进入量进行运算处理而计算出上述反力的控制手段。

由此，由于具备搬运物可以自由移动的作业区域、该作业区域相邻设置且在搬运物进入时使其产生规定的反力以便让搬运物返回至上述作业区域的限制区域、和对已进入到该限制区域的搬运物的进入量进行运算处理而计算出上述反力的控制手段，所以作业人员在没有意识到障碍物等且不给搬运物施加冲击的情况下，可以高效率地进行搬运作业。

本发明之五是一种助力搬运方法，其减轻在作业人员操作搬运手段来搬运搬运物时对作业人员的负荷，其中，在使搬运物向上述搬运手段浮动的同时，检测出作业人员握持搬运物在想要搬运的方向上进行操作时的由浮动引起的搬运物的变位量，对该变位量进行运算处理并作为上述搬运手段的目标值，对搬运物进行助力搬运。

本发明之六是一种助力搬运装置，其减轻在作业人员操作搬运手段来搬运搬运物时对作业人员的负荷，其中，具备：握持搬运物的握持手段、安装在该握持手段上且将搬运物引导向作业人员希望的方向的操作手柄、在上述握持手段和上述搬运手段的连接部设置的浮动机构、检测出该浮动机构的变位量的变位检测手段、和对该变位检测手段检测出的变位量进行运算处理并作为上述搬运手段的目标值来对搬运物进行助力搬运的控制手段。

根据本发明之五和六，在保持未直接感觉到搬运手段的驱动的操作性良好的状态的同时，可以高效率地减轻对作业人员的负荷。另外，当作业人员搬运搬运物时或将其安装在被安装部件上时，对作业人员的负荷被减轻，无论搬运物接触任何障碍物或被安装部件，都不会损伤搬运物或被安装部件。进而，作业人员可以感受到搬运物接触到任何障碍物或被安装部件的触感，并同时可以高效率地进行作业。

本发明之七是一种助力搬运方法，其减轻施加给对在搬运手段上设置的操作手柄进行操作来搬运搬运物的作业人员的负荷，其中，检测出作业人员在想要搬运的方向上操作搬运物时施加到上述操作手柄上的操作力的方向和大小，同时，检测出搬运物接触障碍物时的外力的方向和大小，对上述操作力和上述外力的方向和大小进行运算处理并作为上述搬运手段的目标值来对搬运物进行助力搬运，同时还将由上述外力引起的反力传达给上述作业人员。

本发明之八是一种助力搬运装置，其减轻施加给对在搬运手段上设置的操作手柄进行操作来搬运搬运物的作业人员的负荷，其中，具备：握持手段，其握持搬运物；操作力检测手段，其设置在该握持手段和上述搬运手段的连接部，且检测出施加到上述操作手柄上的操作力的方向和大小；外力检测手段，其设置在上述握持手段和上述搬运手段的连接部，且检测出施加到上述握持手段的外力的方向和大小；控制手段，对上述操作力检测手段检测出的操作力的方向和大小以及上述外力检测手段检测出的外力的方向和大小进行运算处理，并作为上述搬运手段的目标值来对搬运物进行助力搬运；另外还将由上述外力引起的反力传达给上述作业人员。

根据本发明之七和八，在保持未直接感觉到搬运手段的驱动的操作性良好的状态的同时，可以高效率地减轻对作业人员的负荷。另外，当作业人员搬运搬运物时或将其安装在被安装部件上时，对作业人员的负荷被减轻，无论搬运物接触任何障碍物或被安装部件，都不会损伤搬运物或被安装部件。进而，作业人员可以感受到搬运物接触到任何障碍物或被安装部件的触感，并同时可以高效率地进行作业。

本发明之九是一种助力搬运方法，其减轻施加给对搬运手段进行操作来搬运搬运物的作业人员的负荷，其中，检测出作业人员握持搬运物在想要搬运的方向上移动上述搬运手段时的操作力的方向和大小，对上述操作力的方向和大小进行运算处理并作为上述搬运手段的目标值来对搬运物进行助力搬运。

本发明之十是一种助力搬运装置，其减轻施加给对搬运手段进行操作来搬运搬运物的作业人员的负荷，其中，具备：握持手段，其握持搬运物；操作手柄，其安装在该握持手段上且将搬运物引导向作业人员希望的方向；外力检测手段，其设置在上述握持手段和上述搬运手段的连接部，并检测出施加到上述握持手段的外力的方向和大小；和控制手段，对该外力检测手段检测出的外力的方向和大小进行运算处理并作为上述搬运手段的目标值来对搬运物进行助力搬运。

根据本发明之九和十，在保持未直接感觉到搬运手段的驱动的操作性良好的状态的同时，可以高效率地减轻对作业人员的负荷。另外，当作业人员搬运搬运物时或将其安装在被安装部件上时，对作业人员的负荷被减轻，无论搬运物接触任何障碍物或被安装部件，都不会损伤搬运物或被安装部件。进而，作业人员可以感受到搬运物接触到任何障碍物或被安装部件的触感，并同时可以高效率地进行作业。

本发明之十一是一种助力搬运方法，其减轻在作业人员操作搬运手段来搬运搬运物时对作业人员的负荷，其中，具备：在搬运路径的每个规定位置上设定搬运区域和助力条件的条件设定工序、根据在上述条件设定工序中设定的每个规定位置的搬运区域和助力条件并通过运算设定相邻的规定位置间的搬运区域和助力条件的搬运区域设定工序，还设定部件的搬运区域。

由此，因为在搬运路径的每个规定位置设定搬运区域和助力条件，并在连接各规定位置间的整个搬运路径上自动设定搬运区域和助力条件，所以可以简单地进行搬运区域的设定。因此，可以高效率地与伴随搬运路径的变更和搬运部件的变更的助力条件的变更相对应。

本发明之十二是一种助力搬运方法，其减轻在作业人员操作搬运手段来搬运搬运物时对作业人员的负荷，其中，具备：根据多个示教点的位置数据和在每个示教点上设定的搬运区域数据来识别搬运路径和搬运区域的搬运区域识别工序、求出对搬运物进行支撑的搬运部的位置的搬运部位置识别工序、当搬运部的位置从搬运区域脱离时求出距离搬运部的位置最近的搬运路径而使搬运部移动至所求出的搬运路径的规定位置或所求出的搬运路径的搬运区域内的搬运部位置移动工序，当对搬运物进行支撑的搬运部的位置脱离搬运区域时，使搬运部恢复到搬运区域内。

由此，当搬运部脱离搬运区域时，可以使搬运部的位置自由移动到最近的搬运路径上或最近的搬运路径的搬运区域内。

附图说明

图1是表示应用了本发明的助力搬运方法及其装置的第1实施方式的仪表板安装站的概要示意图。

图2是浮动机构的概要图，(a)是立体图，(b)是表示内部的模式图。

图3是表示与本发明的助力搬运方法及其装置的第1实施方式的动力助力控制有关的控制系统的方框构成图。

图4是表示第1实施方式的反力探测控制的概念示意图。

图5～图7是表示作业区域设定方法的示意图。

图8是表示应用了本发明的助力搬运方法及其装置的第2实施方式的仪表板安装站的概要示意图。

图9是表示与本发明的助力搬运方法及其装置的第2实施方式的动力助力控制有关的控制系统的方框构成图。

图10是表示第2实施方式的助力搬运控制的概念示意图。

图11是表示应用了本发明的助力搬运方法及其装置的车辆用门的装配线的整体概要图。

图12是搬运手段的立体图。

图13是表示搬运手段的底盘的俯视图。

图14是搬运手段和握持手段的连接部的立体图。

图15是握持手段的示意图。

图16是表示与本发明的助力搬运方法及其装置的第3实施方式的动力助力控制有关的控制系统的方框构成图。

图17是第3实施方式的助力搬运控制的概念示意图。

图18是从内板侧观看门的示意图。

图19是门玻璃升降用调节器的示意图，(a)是从背面侧观看的示意图，(b)是从表面侧观看的示意图。

图20是在门内板内安装门玻璃升降用调节器的状态的示意图，(a)是在内板的开口部插入门玻璃升降用调节器时的状态图，(b)是插入后使门玻璃升降用调节器旋转并固定在内板上时的状态图。

图21是搬运手段和握持手段的连接部的立体图。

图22是表示与本发明的助力搬运方法及其装置的第4实施方式的动力助力控制有关的控制系统的方框构成图。

图23是第4实施方式的助力搬运控制的概念示意图。

图24是本发明的助力搬运方法及其装置的第5实施方式的方框构成图。

图25是表示示教工作程序的一个例子的图。

图26是表示助力参数表的一个例子的图。

图27是表示助力区域的设定方法的图。

图28是表示助力阻抗的切换特性的图。

图29是表示当前位置和助力区域的对应处理的示意图。

图30是当在示教点之间助力区域和助力阻抗发生变化时的助力区域和助力阻抗的计算处理的示意图(其之一)。

图31是当在示教点之间助力区域和助力阻抗发生变化时的助力区域和助力阻抗的计算处理的示意图(其之二)。

图32是暗墙的复归力计算和助力阻抗的切换处理的示意图。

具体实施方式

下面，根据附图对本发明的实施方式进行说明。

在车身装配线的仪表板安装站中，如图1所示，被在板式输送带设置的搭载夹具定位的车身Wa，被连续地以等速向箭头A方向搬运。

本发明的助力搬运方法及其装置的第1实施方式，具有如下所示的构成。其中，在图1中，表示助力搬运装置在车身Wa的左右方向(Y方向)上，去握持仪表板(installment panel)P的位置(原位置)和将仪表板P安装在车身Wa上的位置的2个状态。

在车身装配线的大致上方，在与车身装配线平行的方向(X方向)上设置有第1框体1。在第1框体1上设置有2根滑轨2和1根齿条3并与车身装配线平行。在2根滑轨2上以自由旋转的方式卡合多个滚柱4，在齿条3上啮合有被安装在发动机5上的行星齿轮6。多个滚柱4和发动机5都安装在支撑构件7上。发动机5是用于使助力搬运装置与车身Wa同步的发动机。

另外，在多个滚柱4和发动机5的支撑构件7上，连结有第2框体8。在第2框体8上设置有2根滑轨9和1根齿条10并与车身装配线垂直。在2根滑轨9上以自由旋转的方式卡合多个滚柱11，在齿条10上啮合有被安装在发动机12上的行星齿轮13。多个滚柱11和发动机12都安装在支撑构件14上。发动机12是用于使助力搬运装置在Y轴方向上动力助力驱动的发动机。

另外，在多个滚柱11和发动机12的支撑构件14上，连结有第3框体15。在第3框体15上设置有2根滑轨16和1根齿条17并与车身装配线平行。在2根滑轨16上以自由滑动的方式卡合多个导轨，在齿条17上啮合有被安装在发动机19上的行星齿轮20。多个导轨和发动机19都安装在工作台21的下面缘部。发动机19是用于使助力搬运装置在X轴方向上动力助力驱动的发动机。

进而，在工作台21的下面中央部，安装有套叠方式的导轨22，在导轨22的内部安装有输送螺钉(未图示)，在该输送螺钉上连结有发动机23。发动机23以竖立设置状态安装有工作台21。发动机23是用于使助力搬运装置在上下方向(Z方向)上动力助力驱动的发动机。

在导轨22的下端附近的与车身Wa对向的侧面，延伸设置有圆柱状的机械臂24，在其顶端设置有已收容了浮动机构的箱25。在朝车身Wa的行进方向的箱25的面上，设置有通过浮动机构握持仪表板P的仪表板握持手段27，在与车身Wa对向的箱25的面上，设置有操作手柄28。

如图2所示，浮动机构30具备：固定工作台32，其在车身Wa的左右方向(Y方向)上将已对滑轨31安装在前面端部；第1滑动工作台34，其将以自由滑动的方式卡合在滑轨31上导轨33安装在后面；第2滑动工作台37，其将以自由滑动的方式卡合在一对滑轨35上导轨36安装在后面，其中，所述的一对滑轨35是在第1滑动工作台34的前面端部被安装在车身Wa的上下方向(Z方向)上。

在固定工作台32的前面中央部设置定心用被夹持构件38，在第1滑动工作台34的后面，在可以夹持定心用被夹持构件38的状态下，设置有使活塞杆顶端与车身Wa的左右方向(Y方向)相对的一对定心用圆筒39。在定心用圆筒39上内置有变位传感器，可以时常确认第1滑动工作台34的车身Wa的左右方向(Y方向)的变位量。

另外，在第1滑动工作台34的前面中央部设置有定心用被夹持构件34，在第2滑动工作台37的后面，在可以夹持定心用被夹持构件40的状态下，设置有使活塞杆顶端与车身Wa的上下方向(Z方向)相对的一对定心用圆筒41。在定心用圆筒41上内置有变位传感器，可以时常确认第2滑动工作台37的车身Wa的上下方向(Z方向)的变位量。

进而，在第2滑动工作台37的前面，在车身Wa的行进方向上设置了朝向活塞杆顶端的圆筒42，同时设置有与圆筒42平行的一对导轨43。在圆筒42的活塞杆顶端和导轨43的顶端固定设置有长方体形状的滑块44，在滑块44的前面设置有连结仪表板握持手段27的机械臂45。其中，在圆筒42上内置有变位传感器，可以时常确认滑块44的车身Wa的前后方向(X方向)的变位量。

如图1所示，仪表板握持手段27是由下述构成，即通过在机械臂45的顶端连结的构件46在车身Wa的左右方向(Y方向)上并朝向长度方向安装的基台47、在基台47的前面左右两端且在车身Wa的左右方向(Y方向)上安装的一对滑轨48、在以自由滑动的方式卡合在滑轨48上的导轨49上安装的一对滑动工作台50，具有在滑动工作台50上安装的多个结合销51的一对支撑机械臂52、使支撑机械臂52朝向仪表板26的标准孔26滑动的一对圆筒(cylinder)53。

另外，在制成仪表板握持手段27的箱(box)25的操作手柄28的安装部上，内置检测出正交3轴方向的力的测力传感器(力传感器)，时常检测出施加在车身Wa的左右方向(Y方向)、车身Wa的前后方向(X方向)、车身Wa的上下方向(Z方向)的力。由这些力传感器检测出的力用于本装置的动力助力控制。

另一方面，由在浮动机构30的各圆筒39、41、42中内置的变位传感器检测出的变位量，被用于产生当仪表板握持手段27握持的仪表板接触车身Wa或障碍物等时的反力。

如图3所示，与助力搬运方法及其装置的第1实施方式中的动力助力控制有关的控制系统，是由在操作手柄28的安装部上设置的对正交3轴方向的力进行检测的力传感器60、在浮动机构30上设置的对正交3轴方向的变位量进行检测的变位传感器61、位置指令运算部62、位置控制部63、作为助力驱动用促动器的发动机(Y轴用)12、(X轴用)19、(Z轴用)23、检测出发动机12、19、23的位置/速度的位置/速度检测手段64构成。

将力传感器60检测出的施加在车身Wa的左右方向(Y方向)、车身WA的前后方向(X方向)、车身Wa的上下方向(Z方向)的力的信息输入到位置指令运算部62。在位置指令运算部62，根据这些力的信息，运算出用于使各发动机(Y轴用)12、(X轴用)19、(Z轴用)23助力驱动的助力驱动用数据F，并输入到位置控制部63。

用位置控制部63进行控制以便通过助力驱动用数据F使各发动机(Y轴用)12、(X轴用)19、(Z轴用)23助力驱动。此时，通过位置/速度检测手段64检测出各发动机(Y轴用)12、(X轴用)19、(Z轴用)23的位置和速度，并反馈给位置指令运算部62和位置控制部63。

另外，如图4所示，当仪表板握持手段27所握持的仪表板P接触车身Wa或障碍物等时，在浮动机构30上设置的3个变位传感器61的至少一个检测出变位量x，该变位量x被输入到位置指令运算部62。其中，图4表示1轴(X轴)，连结仪表板握持手段27和助力搬运装置的机械臂24的浮动机构30的X轴用圆筒42具有与弹簧相同的特性。

在位置指令运算部62中，根据变位量x的信息计算出反力产生用数据f。这里，例如设f＝K·x，将K作为可以设定成任意值的弹簧常数，能够创造出刚性感，因此，变位量x越大，作业人员就会感受到更大的反力。其中，不仅变位量x可以用于反力的计算，其速度、加速度也可以用于反力的计算。

然后，在位置指令运算部62中，从用于使各发动机(Y轴用)12、(X轴用)19、(Z轴用)23助力驱动的助力驱动用数据F减去反力产生用数据f，将使用其减法运算结果(F-f)计算出来的位置的指令值输入到位置控制部63。

在位置控制部63中，通过减法运算结果(F-f)进行控制，以使各发动机(Y轴用)12、(X轴用)19、(Z轴用)23产生反力并同时进行助力驱动。此时，通过位置/速度检测手段64检测出各发动机(Y轴用)12、(X轴用)19、(Z轴用)23的位置和速度，并反馈给位置指令运算部62和位置控制部63。

另外，在本发明的助力搬运方法及其装置中，如果想在助力操作时在作动范围内的空间自由移动，因为与车身Wa等发生干扰，如图5所示，为了在车身Wa的前后方向(X方向)的作动范围内夹持作业区域We，设置可以软件限制活动范围的限制器，而不设置具有冲击感的机械性限制器，在超过该限制器的范围内可以设定限制区域La、Lb。其中，为了在车身Wa的左右方向(Y方向)和车身Wa的上下方向(Z方向)的作动范围内夹持作业区域We，可以设置限制区域。

在作业区域We，进行通过通常的阻抗控制的动力助力驱动，在限制区域La、Lb，切换成使用包括刚性特性的式子(f＝Kd·(x-xd)，x＞xd或x＜-xd)的控制式子的阻抗控制。这里，f是指使仪表板P从限制区域La、Lb返回至作业区域We而发挥作用的力，Kd是指可以设定成任意值的弹簧常数，x是指工件(仪表板P)的端部的坐标值，xd是指例如具有工件(仪表板P)的端部接触的可能性的车身Wa的坐标值，(x-xd)是指工件(仪表板P)向限制区域La、Lb的进入量(从作业区域We的进入距离)。

另外，弹簧常数Kd可以用软件设定成任意的值，所以也可以在每个限制区域，例如在限制区域La和限制区域Lb改变其值，还可以在限制区域La、Lb内根据从作业区域We的距离使其值发生变化。

另外，如图6所示，当使工件(仪表板P)与用板式输送带搬运的车身Wa同步并从前门用开口部投入到车身Wa内而安装在规定位置上时，可以进行设定以使作业区域We和限制区域La、Lb与车身Wa同步移动。此时，也可以用车身Wa侧的坐标系设定作业区域We和限制区域La、Lb。

进而，如图7所示，在自握持工件(仪表板P)直到安装到车身Wa的1个循环中，可以按照工作模式(工件投入准备模式、工件投入模式、车身内移动模式)切换限制区域。

例如，在工件投入准备模式和工件投入模式中，可以在与工件的行进方向(Y方向)正交的车身Wa的前后方向(X方向)的作动范围的两端设定限制区域La、Lb。另外，在车身内移动模式中，可以在具有工件与车身Wa接触的可能性的车身Wa的左右方向(Y方向)的作动范围的两端设定限制区域Lc、Ld，在车身Wa的前后方向(X方向)的作动范围的一端设定限制区域Lb。因此，可以使工件(仪表板P)沿着限制区域La、Lb、Lc、Ld移动。

对如上所述构成的第1实施方式的助力搬运装置的工作以及助力搬运方法进行说明。为了握持被搬运到图1所示的仪表板提供位置B的仪表板P，作业人员对在原位置处于停止状态的助力搬运装置的操作手柄28进行操作，使一对支撑机械臂52处于打开状态，移动仪表板握持手段27直到已在转向架(未图示)搭载了仪表板P的仪表板提供位置B。

然后，在使结合销51与仪表板P的标准孔26对向之后，通过驱动圆筒53将结合销51插入到标准孔26中，仪表板握持手段27握持仪表板P。进而，从转向架提起仪表板P，在想要移动仪表板P的方向上对操作手柄28进行操作，此时，各发动机(Y轴用)12、(X轴用)19、(Z轴用)23进行减轻作业人员的负荷的助力驱动。

接着，对操作手柄28进行操作，使仪表板P与车身Wa同步移动，进而将仪表板P从车身Wa的前门用开口部搬运到车身Wa内，并将其移动到在车身Wa内设置的仪表板安装用定位销Wp的附近。此时，仪表板安装用定位销Wp与形成仪表板P的销插入用引导孔的托架接触、或者仪表板P的端部接触车身Wa的可能性较高。

当仪表板P接触车身Wa时，在设置于浮动机构30上的圆筒39、31、42当中，位于将仪表板P推回的方向上的圆筒发生收缩，由内置于圆筒内的变位传感器检测出其变位量。根据变位传感器检测出的变位量，控制各发动机(Y轴用)12、(X轴用)19、(Z轴用)23，以使操作助力搬运装置的作业人员感受到伴随仪表板P和车身Wa的接触的反力。

通过这样的助力控制，作业人员感知到仪表板P接近其安装位置，在将仪表板P搬运到仪表板P的车身Wa的安装部附近之后，通过用手进行微妙的位置调整，可以进行组装作业。此时的位置调整的范围，因为可以用浮动机构30进行吸收，所以不对本装置施加冲击。

当以上的组装作业结束时，作业人员在仪表板握持手段27向车身Wa的外面出来的时点，对作业结束的操作开关进行操作。于是，助力搬运装置在不接触车身Wa或线周边的设备等的情况下自动恢复到原位置。

另外，仪表板握持手段27的作业区域We可以通过限制区域La、Lb而预先设定，所以作业人员在搬运仪表板P的过程中不会使仪表板P接触车身Wa或线周边的设备等。

另外，即使作业人员对操作手柄28进行操作以便仪表板握持手段27从作业区域We移动到限制区域La、Lb，作为动力助力驱动用促动器的发动机12、19、23被控制，以便不出现冲击，且产生使仪表板握持手段27返回至作业区域We的反力，所以不会向本装置或仪表板P施加冲击。因此，作业人员可以在没有意识到作业区域We和限制区域La、Lb的边界的情况下进行作业。

接着，如图8所示，就本发明的助力搬运方法及其装置的第2实施方式而言，如果除外在仪表板握持手段27上设置有一对操作手柄28a、28b这一点和控制系统，是与上述的第1实施方式相同的构成。

如图9所示，第2实施方式的与动力阻力控制有关的控制系统，是由在浮动机构30上设置的对正交3轴方向的变位量进行检测的变位传感器61、目标值运算部65、控制部66、作为助力驱动用促动器的发动机(Y轴用)12、(X轴用)19、(Z轴用)23、检测出发动机12、19、23的位置/速度的位置/速度检测手段64构成。

如图10所示，当作业人员握住操作手柄28a、28b在希望的方向引导由仪表板握持手段27握持的仪表板P时，在浮动机构30上设置的3个变位传感器61的至少一个检测出变位量，将该变位量输入到目标值运算部65。

另外，即使在仪表板握持手段27所握持的仪表板P接触车身Wa或障碍物等的情况下，在浮动机构30上设置的3个变位传感器61的至少一个检测出变位量，将该变位量输入到目标值运算部65。其中，图10表示1轴(X轴)，连结仪表板握持手段27和助力搬运装置的机械臂24的浮动机构30的X轴用圆筒42具有与弹簧相同的特性。

在目标值运算部65中，根据变位传感器61的变位量计算出助力搬运装置的目标值(目标轨道、速度或助力等)。例如，设X：变位传感器61的变位量、pd：目标轨道、Kd：优选的弹簧常数、Dd：优选的粘性摩擦系数、Md：优选的质量时，如下所示的式(1)成立。

d²pd/dt²＝(Kdx+Dddx/dt)/Md  ………………(1)

其中，为了简单化，只用1轴(X轴)表示。实际上为3轴(X、Y、Z)。

另外，在目标值运算部65中，通过式(1)计算出用于使各发动机(Y轴用)12、(X轴用)19、(Z轴用)23助力驱动的目标值(目标轨道、速度或助力等)，向控制部66输入。

在控制部66中，控制各发动机(Y轴用)12、(X轴用)19、(Z轴用)23，以便追随通过目标值运算部65的运算结果(轨道：pd，速度：dpt/dt，加速度：d²pd/dt²等)。此时，通过位置/速度检测手段64检测出各发动机12、19、23的位置/速度，将其反馈给目标值运算部65和控制部66。

对如上所述构成的第2实施方式的助力搬运装置的工作以及助力搬运方法进行说明。为了握持被搬运到图8所示的仪表板提供位置B的仪表板P，作业人员对在原位置处于停止状态的助力搬运装置的操作手柄28a、28b进行操作，使一对支撑机械臂52处于打开状态，移动仪表板握持手段27直到已在转向架(未图示)搭载了仪表板P的仪表板提供位置B。

然后，在使结合销51与仪表板P的标准孔26对向之后，通过驱动圆筒53将结合销51插入到标准孔26中，仪表板握持手段27握持仪表板P。进而，从转向架提起仪表板P，在想要移动仪表板P的方向上对操作手柄28a、28b进行操作，此时，各发动机(Y轴用)12、(X轴用)19、(Z轴用)23进行减轻作业人员的负荷的助力驱动。

接着，对操作手柄28a、28b进行操作，使仪表板P与车身Wa同步移动，进而将仪表板P从车身Wa的前门用开口部搬运到车身Wa内，并将其移动到在车身Wa内设置的仪表板安装用定位销Wp的附近。此时，仪表板安装用定位销Wp与形成仪表板P的销插入用引导孔的托架接触、或者仪表板P的端部接触车身Wa的可能性较高。

当仪表板P接触车身Wa时，在设置于浮动机构30上的圆筒39、31、42当中，位于将仪表板P推回的方向上的圆筒发生收缩，由内置于圆筒内的变位传感器检测出其变位量。根据变位传感器检测出的变位量，控制各发动机(Y轴用)12、(X轴用)19、(Z轴用)23，以使操作助力搬运装置的作业人员感受到伴随仪表板P和车身Wa的接触的反力。

通过这样的助力控制，作业人员感知到仪表板P接近其安装位置，在将仪表板P搬运到仪表板P的车身Wa的安装部附近之后，通过用手进行微妙的位置调整，可以进行组装作业。此时的位置调整的范围，因为可以用浮动机构30进行吸收，所以不对本装置施加冲击。

当以上的组装作业结束时，作业人员在仪表板握持手段27向车身Wa的外面出来的时点，对作业结束的操作开关进行操作。于是，助力搬运装置在不接触车身Wa或线周边的设备等的情况下自动恢复到原位置。

接着，就本发明的助力搬运方法及其装置的第3实施方式而言，被应用于车辆用门装配线的门玻璃升降用调节器安装工序部，在以间距的方式输送的车辆用门上，可以有效安装门玻璃升降用调节器。

即，如图11所示，车辆用门装配线101具备：用于以间距的方式输送车辆用门W的门搬运线102、和从门搬运线102的上游向下游顺次配置的多个组装工序部103，在这些组装工序部，在门W上对各安装部件进行安装。

此外，该安装工序部103的一部分成为用于安装门玻璃升降用调节器R的工序部，在用于安装门玻璃升降用调节器R的工序部，设置有如12所示的搬运手段104。

门搬运线102将同一车辆的右侧和左侧的门W作为一组，以间距的方式进行搬运，在一片长方形状的托板p(图12)上以朝向同一方向的状态将内板Wi侧排成一列并在起立的状态下载置，同时沿着搬运线邻近配置多个托板p，同时以一定的行程进行输送，一定时间后停止，如此反复。

如图12所示，搬运手段104具备：在跨过门搬运线102的状态下跨过设置的门型的底盘105、可以相对于底盘105在多轴方向上移动的握持手段106，握持手段106是作为用于安装门玻璃升降用调节器R(图19)的安装装置而被构成，同时在配置于底盘105的附近的部件提供位置A、和已停止的门W的安装位置B之间自由移动。

首先，当从相关的设备机器等开始说明时，在底盘105的上部的横梁构件107的一侧侧面，设置上下一对的滑轨108，在滑轨108之间设置有齿条109。

此外，在滑轨108上，通过导轨111以自由滑动的方式卡合滑动工作台112，在滑动工作台112上安装有作为促动器之一的第1发动机(X轴用)113，通过第1发动机113驱动的行星齿轮向滑动工作台112的背面侧伸出，在齿条109上啮合。为此，通过第1发动机113的作动，滑动工作台112可以在左右方向上移动。

另外，在滑动工作台112的表面通过安装台安装支撑工作台115，在支撑工作台115的表面侧设置一对导轨116，同时在支撑工作台115的背面侧安装作为促动器之一的第2发动机(Z轴用)117，第2发动机117的旋转轴向支撑工作台115的表面侧渗出，同时在其顶端安装有行星齿轮(未图示)。此外，该行星齿轮与如下所述的升降工作台118的齿条119啮合。

升降工作台118具备：以自由滑动的方式卡合在支撑工作台115的导轨116上的一对滑轨121、和在滑轨121之间配置的齿条119，可以通过第2发动机117的作动进行升降移动。

在升降工作台118的下端部设置向前方凸出的支撑台122，在支撑体122的上面设置有作为促动器的一部分的第3发动机(水平旋转S轴用)123。此外，第3发动机123的输出轴通过齿轮与从支撑台122的下方向水平前方渗出的水平机械臂124的基端部连结，如图13所示，通过第3发动机123的驱动，水平机械臂124可以绕着基端侧的垂直轴进行旋转。

通过这样的第1～第3发动机(X轴、Z轴、S轴)113、117、123的驱动，可以改变搬运物(门玻璃升降用调节器R)的三维空间的位置。

进而，如图14所示，在水平机械臂124的顶端，设置有作为输出轴相互正交的促动器的一部分的第4～第6发动机(旋转用)125、127、128。即，在水平机械臂124的顶端侧上面以起立状态安装第4发动机(旋转α轴用)125，在第4发动机125的输出轴上连结垂直机械臂126，在垂直机械臂126的下端通过托架127a安装第5发动机(旋转β轴用)127，在第5发动机127的输出轴上通过托架128a安装第6发动机(旋转γ轴用)128，在第6发动机128的输出轴上通过操作手柄129的安装部129a和箱130安装有握持手段106。

通过这样的第4～第6发动机(α轴、β轴、γ轴)125、127、128的驱动，可以改变搬运物(门玻璃升降用调节器R)在三维空间的姿态。

另外，在操作手柄129的安装部129a上，设置有检测出通过作业人员对操作手柄129进行操作而产生的操作力的方向和大小的6轴的操作输入用力觉传感器，在箱130上设置有检测出搬运物(门玻璃升降用调节器R)接触障碍物时的外力的方向和大小的6轴的干扰检测用力觉传感器。由这些力觉传感器检出的力被用于控制本装置的动力阻力控制。

如上所述的第1～第6发动机(X轴、Z轴、S轴、α轴、β轴、γ轴)113、117、123、125、127、128的各促动器，可以进行不需要作业人员存在的自动搬运模式、和虽然需要作业人员存在但可以减轻作业人员的负荷的助力搬运模式的切换控制。另外，当模式切换开关被切换成自动搬运模式时，握持手段106在预先示教的经路上自动移动，当切换成助力搬运模式时，作业人员通过操作手柄129间接使握持手段106移动，此时减轻施加给作业人员的负荷。

接着，对握持手段106进行说明。如图15所示，握持手段106具备箱130和通过操作手柄129的安装部129a与第6发动机128的输出轴连结的底盘工作台131，在底盘工作台131上，设置有用于握持门玻璃升降用调节器R的握持结构部132、用于在门W的规定位置上对门玻璃升降用调节器R进行定位的定位结构部133、和用于将门玻璃升降用调节器R安装在门W上的紧固结构部134。

此外，使用握持结构部132所握持的门玻璃升降用调节器R，通过如18所示的门W的内板Wi的开口部H，插入到内板Wi和外板Wo之间的空间部内，在用定位结构部133进行定位之后，通过紧固结构部134并用螺栓等紧固固定。

握持结构部132具备：在底盘工作台131的前面安装的第1圆筒135、在第1圆筒135的活塞杆135a顶端上结合的基板136、在基板136的前面安装的发动机137、和在发动机137的旋转轴上并安装于前面侧的工作台138，在工作台138上通过各托架139安装多个吸附衬垫141和带凸台的定位销142，带凸台的定位销142可以被插入到门玻璃升降用调节器R的标准孔k(图19(b))中。

另外，在基板136的侧部设置滑轨(未图示)，同时该滑轨以自由滑动的方式嵌合在从底盘工作台131的前面延伸出来的导轨143上。为此，通过第1圆筒135的作动，基板136可以在与底盘工作台131面垂直的方向上滑动，另外，通过发动机137的作动，工作台138可以规定角度转动。

此外，在将带凸台的定位销142插入到门玻璃升降用调节器R的标准孔k中的状态下，通过使吸附衬垫在门玻璃升降用调节器R的板部表面(图19(b)的面)进行吸附，可以握持门玻璃升降用调节器R，另外通过发动机137将门玻璃升降用调节器R倾斜成不干扰内板Wi的开口部H周缘那样的姿态而插入，然后可以将门玻璃升降用调节器R的姿态变换成安装姿态。

在从底盘工作台131的前面延伸出来的支柱147的顶端部，通过托架150安装支撑构件144，在支撑构件144上安装有用于插入到内板标准孔的带凸台部的销145、和抵接在内板的规定部位的树脂或橡胶制等的内板抵接构件146。此外，定位结构部133是在夹持握持结构部132的状态下被设置一对。

此外，在将定位结构部133的带凸台部的销145插入到内板的标准孔t(图18)的同时，通过使内板抵接手段106抵接在规定场所的内板Wi上，可以进行门W和握持手段106的定位。

紧固结构部134具备：螺帽扳手148，其相对于在被固定于底盘工作台131侧的支柱147的侧面上形成滑轨(未图示)，通过导轨以自由滑动的方式卡合；和第2圆筒151，其用于使螺帽扳手148朝向内板Wi侧进行进退活动。第2圆筒151通过连结构件152被连结在与螺帽扳手148成为一体的带导轨的工作台149上。

此外，通过第2圆筒151的伸缩作动，螺帽扳手148朝向内板Wi侧进行进退活动。其中，螺帽扳手148也设置成一对。此外，如果以安装姿态对门玻璃升降用调节器R进行定位，螺帽扳手148前进，通过拧螺栓进行固定作业。

其中，当在作业人员握住误操作自动停机开关的同时在想要移动的方向上按压操作手柄129时，从自动搬运模式切换到助力搬运模式，可以以较轻的力进行搬运，当作业人员从误操作自动停机开关松手时，切换成自动搬运模式。

如图16所示，与第3实施方式的动力助力控制有关的控制系统，是由设置在操作手柄128的安装部并检测出通过作业人员施加到操作手柄上的操作力的方向和大小的6轴的操作输入用力觉传感器160，设置在箱130上并检测出搬运物(门玻璃升降用调节器R)接触障碍物时的外力的方向和大小的6轴的干扰检测用力觉传感器161，目标值运算部162，控制部163，作为助力驱动用促动器的位置控制用的发动机(X轴、Z轴、S轴)113、117、123以及姿态控制用的发动机(α轴、β轴、γ轴)125、127、128，和检测出各发动机113、117、123、125、127、128的位置/速度的位置/速度检测手段164构成。

如图17所示，当作业人员握住操作手柄129在希望的方向引导由握持手段106握持的门玻璃升降用调节器R时，在操作手柄129的安装部129a上设置的6轴的操作输入用力觉传感器160当中有至少1轴检测出操作力，将该操作力输入到目标值运算部162。

另外，即使在握持手段106所握持的门玻璃升降用调节器R接触门W或障碍物等的情况下，在箱130上设置的6轴的干扰检测用力觉传感器161当中有至少1轴检测出外力，将该外力输入到目标值运算部162。其中，图17表示1轴(X轴)。

在目标值运算部162中，根据由操作输入用力觉传感器160检测出的操作力(方向和大小)和由干扰检测用力觉传感器161检测出的外力(方向和大小)，计算出助力搬运装置的目标值(目标轨道、速度或助力等)。

例如，设F_X：由干扰检测用力觉传感器161检测出的X轴方向的力、N_X：由干扰检测用力觉传感器161检测出的绕着X轴的力矩、f_X：由操作输入用力觉传感器160检测出的X轴方向的力、n_X：由操作输入用力觉传感器160检测出的绕着X轴的力矩、x：X轴方向的目标轨道、θ：绕着X轴旋转的目标轨道、M：优选的质量、I：优选的惯性力矩、D_Xd：优选的X轴方向的粘性摩擦系数、D_θd：优选的绕着X轴的粘性摩擦系数时，如下所示的式(2)、(3)成立。

d²x/dt²＝(f_X-F_X-D_Xd·dx/dt)/M  ………………(2)

d²θ/dt²＝(n_X-N_X-D_θd·dθ/dt)/I  ………………(3)

其中，为了简单化，只用1轴方向(X轴方向)表示式子。实际上关于6轴(X轴、Z轴、Y轴、α轴、β轴、γ轴)，式(2)、(3)是成立的。

另外，在目标值运算部162中，通过式(2)、(3)计算出用于使位置控制用的发动机(X轴、Z轴、S轴)113、117、123以及姿态控制用的发动机(α轴、β轴、γ轴)125、127、128助力驱动的目标值(目标轨道、速度或助力等)，向控制部163输入。

在控制部163中，控制位置控制用的发动机(X轴、Z轴、S轴)113、117、123以及姿态控制用的发动机(α轴、β轴、γ轴)125、127、128，以便追随通过目标值运算部162的运算结果(轨道：x，速度：dx/dt，加速度：d²x/dt²等)。此时，通过位置/速度检测手段164检测出位置控制用的发动机(X轴、Z轴、S轴)113、117、123以及姿态控制用的发动机(α轴、β轴、γ轴)125、127、128的位置和速度，将其反馈给目标值运算部162和控制部163。

对如上所述构成的第3实施方式的助力搬运装置的工作以及助力搬运方法进行说明。

当沿着门搬运线102以间距的方式输送左右一对的门W时，与此相伴随，通过搬运手段104将门玻璃升降用调节器R自动搬运到安装位置B。即，当握持手段106握持部件提供位置A的门玻璃升降用调节器R时，按照通过自动搬运模式设定的经路朝向安装位置B附近的规定点进行自动搬运。这里，通过握持手段106的门玻璃升降用调节器R的握持可以是通过自动模式的握持，还可以是通过助力模式的握持。

当到达安装位置B附近的规定点时，各促动器的模式切换成助力搬运装置。为此，作业人员通过在握住握持手段106的误操作自动停机开关的同时在想要移动的方向上按压操作手柄129，将握持手段106移动到安装位置B。此外，当门W的内板Wi的开口部H时，如图20(a)所示，操作其他开关，门玻璃升降用调节器R倾斜成不干扰开口部H周缘那样的姿态而插入。

接着，在上述的开口部H通过作业之后，将定位结构部133的带凸台部的销145插入到内板Wi的标准孔t直到凸台部与表面抵接，通式，将内板抵接构件146抵接在内板Wi表面上，由此进行定位。随后，复归门玻璃升降用调节器R的倾斜，箱内板Wi侧移动若干，由此使门玻璃升降用调节器R和内板Wi抵接。

接着，如果已安装了螺栓的状态的螺帽扳手148箱内板Wi侧前进，使螺栓插通到内板Wi的螺栓孔x，由被安装到门玻璃升降用调节器R上的螺母紧固而固定，则在图20(b)所示的状态下被安装。

当向左右任何一方的门W的操作完成时，作业人员从误操作自动停机开关松手。于是，握持手段106的作动模式被切换成自动搬运模式，握持手段106按照已确定的经路自动移动到部件提供位置A，然后握持下一个门玻璃升降用调节器R并通过相同的步骤自动搬运到安装位置B附近。

此外，当搬运到规定的点时，通过与上述相同的步骤切换成助力搬运模式，采用相同的步骤安装到左右另一方侧的门W上。此外，直到向2个门W的安装完成，门搬运线102的搬运处于停止的状态，当向2个门W的安装完成时，通过以间距的方式搬运，下一个托板p(门W)移动来。

根据如上所述的要领，如果使用握持手段106在门W上安装门玻璃升降用调节器R，可以极为有效地进行作业，另外，因为内板Wi和外板Wo被预先成为一体化，所以不会损坏其他的门组装部件的组装的自由度。

其中，当通过自动搬运模式在作业过程中出现任何故障时，通过将操作开关切换成助力模式，可以通过助力模式进行所有地点之间的搬运，此时，使部件搬运手段104复归到利用自动搬运模式确定的点和区域时的阻抗设定，可以自动进行。

接着，如图21所示，就本发明的助力搬运方法及其装置的第4实施方式的构成而言，除了在通过箱130被装于第6发动机128的输出轴上安装操作手柄229这一点和控制系统之外，其它于上述的第3实施方式相同。

如图22所示，第4实施方式中于助力控制有关的控制系统，是由设置在箱130上并检测出搬运物(门玻璃升降用调节器R)接触障碍物时的外力的方向和大小的6轴的干扰检测用力觉传感器161，目标值运算部262，控制部263，作为助力驱动用促动器的位置控制用的发动机(X轴、Z轴、S轴)113、117、123以及姿态控制用的发动机(α轴、β轴、γ轴)125、127、128，和检测出各发动机113、117、123、125、127、128的位置/速度的位置/速度检测手段164构成。

如图23所示，当作业人员握住操作手柄229在希望的方向引导由握持手段106握持的门玻璃升降用调节器R时，在箱130上设置的6轴的干扰检测用力觉传感器161当中有至少1轴检测出操作力，将该操作力输入到目标值运算部262。

另外，即使在握持手段106所握持的门玻璃升降用调节器R接触门W或障碍物等的情况下，在箱130上设置的6轴的干扰检测用力觉传感器161当中有至少1轴检测出外力，将该外力输入到目标值运算部262。其中，图23表示1轴(X轴)。

在目标值运算部262中，根据由干扰检测用力觉传感器161检测出的操作力和外力，计算出助力搬运装置的目标值(目标轨道、速度或助力等)。例如，设F_X：由干扰检测用力觉传感器161检测出的X轴方向的力、N_X：由干扰检测用力觉传感器161检测出的绕着X轴的力矩、x：X轴方向的目标轨道、θ：绕着X轴旋转的目标轨道、M：优选的质量、I：优选的惯性力矩、D_Xd：优选的X轴方向的粘性摩擦系数、D_θd：优选的绕着X轴的粘性摩擦系数时，如下所示的式(4)、(5)成立。

d²x/dt²＝(-F_X-D_Xd·dx/dt)/M  ………………(4)

d²θ/dt²＝(-N_X-D_θd·dθ/dt)/I  ………………(5)

其中，为了简单化，只用1轴方向(X轴方向)表示式子。实际上关于6轴(X轴、Z轴、Y轴、α轴、β轴、γ轴)，式(4)、(5)是成立的。

另外，在目标值运算部262中，通过式(4)、(5)计算出用于使位置控制用的发动机(X轴、Z轴、S轴)113、117、123以及姿态控制用的发动机(α轴、β轴、γ轴)125、127、128助力驱动的目标值(目标轨道、速度或助力等)，向控制部263输入。

在控制部263中，控制位置控制用的发动机(X轴、Z轴、S轴)113、117、123以及姿态控制用的发动机(α轴、β轴、γ轴)125、127、128，以便追随通过目标值运算部262的运算结果(轨道：x，速度：dx/dt，加速度：d²x/dt²等)。此时，通过位置/速度检测手段164检测出位置控制用的发动机(X轴、Z轴、S轴)113、117、123以及姿态控制用的发动机(α轴、β轴、γ轴)125、127、128的位置和速度，将其反馈给目标值运算部262和控制部263。

接着，就本发明的助力搬运方法及其装置的第5实施方式而言，被应用于图11所示的车辆用门装配线的门玻璃升降用调节器安装工序部。车辆用门装配线101具备：用于以间距的方式输送车辆用门W的门搬运线102、和从门搬运线102的上游向下游顺次配置的多个组装工序部103，在这些组装工序部，在门W上对各安装部件进行安装。

此外，该安装工序部103的一部分成为用于安装门玻璃升降用调节器R的工序，设置有如12所示的部件搬运手段(搬运手段)104。部件搬运手段104可以搬运作为部件的门玻璃升降用调节器R而进行安装。

如图24所示，控制装置360是由示教装置I/F(接口)部361、组装控制部362、搬运/助力控制部363构成。控制装置360是使用微机系统而构成。

搬运/助力控制部363具备：助力参数生成部364、助力参数表365、位置运算部366、搬运区域设定部367、状态显示部368、发动机驱动控制部369。

助力参数生成部364根据来自示教装置300并通过示教装置I/F部361提供的各种命令和数据，作成助力参数表365。其中，在通过示教装置300设定远距离操作模式的情况下，从示教装置300输出的各种命令等，通过示教装置I/F部361和助力参数生成部364被提供给发动机驱动控制部369。由此，从可以从示教装置300一侧个别驱动各发动机313、317、323、325，使握持手段106移动到需要的位置。

位置运算部366根据由对滑动工作台112的位置进行检测的第1位置编码器312、对支撑工作台115的位置进行检测的第2位置编码器318、对水平机械臂124的转动位置(旋转角)进行检测的第3位置编码器324、对垂直机械臂126的转动位置(旋转角)进行检测的第4位置编码器326所检测出的位置数据(包括角度数据)，通过运算求出握持手段106的当前位置。

3维的当前位置数据被提供给助力参数生成部364和搬运区域设定部367。另外，当前位置数据从助力参数生成部364并通过示教装置I/F部361被提供给示教装置300。示教装置300可以在图像显示装置的画面上显示当前位置数据。另外，示教装置300可以将当前位置数据设定为示教点位置。

示教装置300可以通过示教装置I/F部361将预先作成的示教工作程序提供给搬运/助力控制部363。

助力参数生成部364具备储存示教工作程序的不易失性存储器。助力参数生成部364将由示教装置300提供的示教工作程序写入到不易失性存储器中。每当从示教装置300提供示教工作程序时，助力参数生成部364对在不易失性存储器中储存的示教工作程序进行更新。当向控制装置360提供电源时，助力参数生成部364读出在不易失性存储器中储存的示教工作程序并生成助力参数表365。

通过示教工作程序，在每个示教点设定助力区域的宽度W和高度H、暗墙(假想墙)的弹簧系数AK和摩擦系数AD、假想质量M、假想摩擦系数D、反力系数HK、反力摩擦系数HD，同时设定到下一个示教点是采用自动移动还是切换成助理搬运。进而，根据需要，设定针对作业人员的操作指导等的声音输出。

图25是表示示教工作程序的一个例子的图。行编号0002表示通过助力区域设定命令，将助力区域的宽度W设为200毫米、助力区域的高度H设为100毫米、暗墙的弹簧系数AK设为10、暗墙的摩擦系数AD设为70的例子。行编号0003表示通过助力阻抗设定命令，将假想质量M设为10、反力系数HK设为50、反力摩擦系数HD设为100的例子。通过助力区域设定命令和助力阻抗设定命令而设定的各数值，直到通过助力区域设定命令和助力阻抗设定命令来设定各数值之前是有效的。行编号0005表示以速度V＝200(毫米/秒)自动移动至下一个示教点P2的设定例子。行编号0008表示使敦促向助力模式的切换的声音消息输出的例子。行编号0015将直到下一个示教点P4的助力移动速度V设定成30(毫米/秒)的例子。

图26是表示助力参数表的一个例子的图。助力参数生成部364通过解读图25所示的示教工作程序，作成如图26所示使各示教点和各种参数一致的助力参数表365。其中，该助力参数表365被储存在RAM等易失性存储器中。由此，搬运区域设定部367高速读出助力参数。

图27是表示助力区域的设定方法的图。搬运区域设定部367按照助力参数表365设定助力区域。搬运区域设定部367沿着连接各示教点P1～P6的搬运经路(示教轨迹)，在于搬运经路正交的平面将宽度W、高度H的空间区域设定成为助力区域。将助力区域设成其中心为搬运经路(视角轨迹)。当示教点之间宽度W和高度H不同时，以沿着搬运经路使宽度W和高度H缓慢变化的方式进行设定。其中，图27表示门玻璃升降用调节器R的搬运经路的一个例子，示教点P1相当于部件提供位置A，示教点P5相当于安装位置B。

搬运区域设定部367判断由位置运算部366提供的握持手段106的当前位置(搬运动额部件的位置)在哪个助力区域，计算暗墙的复归力，同时进行助力阻抗的切换。当握持手段106向从助力区域脱离的方向移动时，从搬运区域设定部367输出易暗墙弹簧系数为基础的复归力。

发动机驱动控制部369驱动各发动机313、317、323、325，以使复归力发挥作用，所以握持手段106(搬运部件)并未从助力区域脱离。换言之，无论自动移动、助力移动的任何情况下，只在由暗墙划分的隧道形状的搬运区域内可以移动握持手段106。其中，在本实施方式中，表示了形成矩形的助力区域的例子，但助力区域的形状可以根据搬运的部件的形状或作业形态等进行适当设定。

图28是表示助力阻抗的切换特性的图。在自动移动和助力移动的初期阶段，为了得到适合高速搬运部件的特性，将假想质量M和假想摩擦系数D设定得较小。另外，在组装时假想质量M和假想摩擦系数D成为最大值，得到适合细微移动部件得特性，同时增大反力系数HK和反力摩擦系数HD，可以准确地得到组装效应。

图29是当前位置和助力区域的一致处理的示意图。如图29(a)所示，搬运区域设定部367探查距当前点(当前位置)最近的示教点(teachingpoint)，在这里，作为距离最短的示教点，选择P(N)。接着，搬运区域设定部367对下述进行检查，即就连结距当前点最短的示教点P(N)的2个线段P(N-1)～P(N)、P(N)～P(N+1)而言，检查从当前点的垂线的的交点是否在线段内。如图29(b)(例1)所示，在垂线的交点位于线段内的情况下，选择交点和当前点的距离更近的线段。如(例2)所示，在垂线的交点位于一条线段内的情况下，选择有该交点的线段。如(例3)所示，在不位于两条线段内的情况下，选择从与线段的延长线的交点到P(N)的距离更近的线段。

图30和图31是在示教点间助力区域和助力阻抗发生变化时助力区域和助力阻抗的计算处理的示意图。搬运区域设定部367在选择线段时，对所选择的线段(搬运经路)计算出当前位置的助力区域。如图30所示，在选择线段Pa～Pb并通过一方的示教点Pa和另一方的示教点Pb而使助力区域的范围不同的情况下，助力区域的范围在每个搬运位置(当前点)发生变化，因此需要在每个当前点逐次设定助力区域。在图30中，在一方的示教点Pa中，将助力区域的宽度设成Wa，将高度设成Ha；在另一方的示教点Pb中，将助力区域的宽度设成Wb，将高度设成Hb。各示教点之间的距离为L。因此，当垂线交点位于线段Pa～Pb内时，如果将自示教点Pa至当前点的垂线交点的距离设为a，在该位置的助力区域的宽度W通过下式(6)求出。

另外，助力区域的高度H通过下述式(7)求出。

W＝Wa-(Wa-Wb)×a÷L  ………………(6)

H＝Ha-(Ha-Hb)×a÷L  ………………(7)

在垂直交点位于示教点Pa以外的情况下，设定成W＝Wa、H＝Ha。另外，在垂直交点位于示教点Pb以外的情况下，设定成W＝Wb、H＝Hb。

搬运区域设定部367同样计算出暗墙弹簧系数AK和暗墙摩擦系数AD。具体地说，在将示教点Pa的弹簧系数设成Aka、摩擦系数设成ADa、示教点Pb的弹簧系数设成AKb、摩擦系数设成ADb的情况下，通过式(8)求出距离a的位置处的弹簧系数AK，摩擦系数AD通过式(9)求出。

AK＝AKa-(AKa-AKb)×a÷L  ………………(8)

AD＝ADa-(ADa-ADb)×a÷L  ………………(9)

如图31所示，通过相同的计算方法算出当前点处的假想质量M和假想摩擦系数D，另外，计算出反力系数HK和反力摩擦系数HD。

图32是暗墙的复归力计算和助力阻抗的切换处理的示意图。当对当前点进行助力区域、助力阻抗的设定时，搬运区域设定部367根据当前点和助力区域的位置关系计算出暗墙的复归力，以及进行助力阻抗的切换。如例1所示，当当前点位于助力区域内时，复归力F为0。如例2所示，当从宽度或高度方向露出时，计算出与露出量相对应的复归力。如例3所示，当从宽度和高度方向露出时，计算出宽度方向的复归力和高度方向的复归力合成之后的复归力。另外，对于助力阻抗，在助力区域之外通过切换成将暗墙的摩擦系数AD加到假想摩擦系数D上得到的值(D+AD)，表示暗墙的粘性。

如图24所示的发动机驱动控制部369根据通过搬运区域设定部367计算出来的复归力驱动各发动机313、317、323、325，以便使当前点(握持手段106的位置即搬运部件的搬运位置)恢复到助力区域内。由此，在向搬运手段104投入电源的初期状态下，当在握持手段106的位置位于搬运区域之外时，可以使握持手段106自动恢复到搬运区域内的规定位置。此外，在使握持手段106的位置恢复到搬运区域内之后，可以通过自动搬运模式或助力搬运模式并通过搬运经路移动握持手段106。

在图24中，370是切换自动搬运模式和助力搬运模式的模式切换开关。371是误操作自动停机开关，该误操作自动停机开关371是3位置转换开关，在以适当的力操作开关杆期间，开关成为打开(闭合)状态；在非操作状态和强力握住开关杆的情况下，开关成为关闭(断开)状态。发动机驱动控制部369即使将模式切换开关371设定在辅助搬运模式侧，在误操作自动停机开关371置于关闭(断开)的状态下，停止向各发动机313、317、323、325的电力提供，停止作业辅助力(助力)的供给。

误操作自动停机开关371被设置于操作杆的手握部(助力把手)上，所述的手握部被设置在握持手段106的底盘工作台131上。在操作杆上设置有用于检测由作业人员施加的操作力和操作方向的操作用力觉传感器372。操作用力觉传感器372使用可以分别检测出至少3轴方向的操作力的传感器。具体地说，通过使用压力传感器或测力传感器至少3个，可以检测出各方向的操作力。发动机驱动控制部369在助力搬运模式中，与各方向的操作力相对应，对由各发动机313、317、323、325提供的作业辅助力(助力)进行控制。

搬运部件通过浮动机构以浮动的状态被安装在垂直机械臂126上。当搬运部件或握持结构部132与安装部等抵接时，在浮动状态下发生变位，由变位传感器检测出该变位。发动机驱动控制部369根据由变位传感器306检测出的变位方向和变位量和反力系数HK和反力摩擦系数HD，计算出组装效应力，减轻从各发动机313、317、323、325提供的作业辅助力(助力)。由此，作业人员通过操作杆可以感受到组装效应力。

在各发动机313、317、323、325的输出轴侧，分别设置有制动结构313A、317A、323A、325A。这些制动结构313A、317A、323A、325A是以使各发动机的旋转机械停止的方式被构成的。制动结构313A、317A、323A、325A是例如当向螺线管等提供电力时接触制动状态的构成。

发动机驱动控制部369在各发动机313、317、323、325的运转之前将各制动结构313A、317A、323A、325A控制在解除状态下。发动机驱动控制部369从停止各发动机313、317、323、325的运转的时点，直到已经过了预先设定的延迟时间之后，将各制动结构313A、317A、323A、325A控制在制动状态下。其中，在是可以检测出各发动机313、317、323、325的旋转的构成的情况下，在发动机停止旋转的时点，可以将各制动结构313A、317A、323A、325A控制在制动状态下。如此，可以消除使部件搬运停止时的冲击。

状态显示部368具备对搬运手段104的动作状态或机械臂等进行显示的各种显示器，同时还具备向作业人员发生操作引导等声音消息的声音合成装置等。

组装控制部362对握持手段106的各种动作进行控制。组装控制部263在操作吸附开关381时，驱动吸附用泵388使搬运部件吸附在吸附衬垫341上。组装控制部362在操作前进开关382或后退开关383时，驱动第1圆筒335，使紧固结构334的基板336前进或后退。组装控制部362在操作右旋转开关384或左旋转开关385时，驱动发动机337使搬运部件的姿态倾斜或复归到原来的姿态。组装控制部362在操作组装开始开关386时，使第2圆筒351驱动，同时通过螺帽扳手驱动部389驱动螺帽扳手348，进行拧紧螺栓的作业。组装控制部362在操作组装完成开关387时，结束拧紧螺栓的作业，同时将组装完成通知给搬运/助力控制部363。

接着，对通过自动搬运模式提供部件、通过助力搬运模式安装部件、通过自动搬运模式恢复到部件接收位置(原点)的动作的一个具体例子进行说明。在这里，模式切换开关370被设定在自动搬运模式一侧，握持手段106复归到部件接收位置(原点)。搬运/助力控制部363在检测已操作了未图示的部件接收完成开关时，经过示教点P2将握持手段106自动搬运到示教点P3，然后停止搬运。搬运/助力控制部363产生敦促向助力搬运模式的切换的声音消息。搬运/助力控制部363当将模式切换开关370切换到助力搬运模式侧、误操作自动停机开关371成为打开状态时，根据操作用力觉传感器372的输出向握持手段106的移动提供动力助力。由此，完成助力移动和助力定位，完成部件的安装。

搬运/助力控制部363在从组装控制部362接收到组装完成的通知时，产生敦促向自动运转模式的切换的声音消息。搬运/助力控制部363当将模式切换开关370切换到自动搬运模式侧、误操作自动停机开关371成为关闭状态、操作未图示的自动运转起动开关时，开始握持手段106的自动移动。由此，握持手段106经过示教点P6向部件接收位置(原点)P1移动。

在本实施方式中，在自动移动经路上设定助力区域，所以随着向部件的组装位置的靠近，助力区域变窄，可以将部件助力移动组装位置的附近。进而，向部件的组装位置的靠近，助力阻抗增大，所以作业人员可以准确地进行定位和组装作业。

另外，在本实施方式中，即使在握持手段106的位置从自动移动经路脱离的情况下，也可以将握持手段106自动恢复到自动搬运经路或其搬运区域(助力区域)内。

(工业上的可利用性)

根据本发明，在作业人员搬运搬运物或将搬运物安装到被安装部件上时，无论搬运物接触任何的障碍物或被安装部件，都可以在不损伤搬运物或被安装部件的情况下，感受到搬运物接触到任何障碍物或被安装部件的触感，并同时可以高效率地进行作业。

另外，作业人员在没有意识到障碍物等且不给搬运物施加冲击的情况下，可以高效率地进行搬运作业。

因此，通过将本发明应用于难以完全自动化的汽车生产线的组装作业等，在可以改善作业环境的同时，可以实现价格性能比的改善。

Claims (12)

1.一种助力搬运方法，其减轻在作业人员操作搬运手段来搬运搬运物时对作业人员的负荷，其中，

在搬运物接触障碍物等的情况下，使搬运物相对所述搬运手段浮动而缓和其冲击，同时检测出由浮动引起的搬运物的变位量，对该变位量进行运算处理而计算出与所述冲击相伴随的反力，将该反力传达给操作所述搬运手段的作业人员。

2.一种助力搬运装置，其减轻在作业人员操作搬运手段来搬运搬运物时对作业人员的负荷，其中，

具备：握持搬运物的握持手段、

在该握持手段和所述搬运手段的连接部设置的浮动机构、

检测出该浮动机构的变位量的变位检测手段、和

对该变位检测手段检测出的变位量进行运算处理而计算出反力的控制手段；

将所述反力传达给操作所述搬运手段的作业人员。

3.一种助力搬运方法，其减轻在作业人员操作搬运手段来搬运搬运物时对作业人员的负荷，其中，

在设定搬运物可以自由移动的作业区域的同时，还设置与该作业区域相邻设置的、且在搬运物进入时使其产生规定的反力以便让搬运物返回至所述作业区域的限制区域。

4.一种助力搬运装置，其减轻在作业人员操作搬运手段搬运搬运物时对作业人员的负荷，其中，具备：

搬运物可以自由移动的作业区域、

与该作业区域相邻设置且在搬运物进入时使其产生规定的反力以便让搬运物返回至所述作业区域的限制区域、和

对已进入到该限制区域的搬运物的进入量进行运算处理而计算出所述反力的控制手段。

5.一种助力搬运方法，其减轻在作业人员操作搬运手段来搬运搬运物时对作业人员的负荷，其中，

在使搬运物相对所述搬运手段浮动的同时，检测出作业人员握持搬运物在想要搬运的方向上进行操作时的由浮动引起的搬运物的变位量，对该变位量进行运算处理并作为所述搬运手段的目标值，对搬运物进行助力搬运。

6.一种助力搬运装置，其减轻在作业人员操作搬运手段来搬运搬运物时对作业人员的负荷，其中，具备：

握持搬运物的握持手段、

安装在该握持手段上且将搬运物引导向作业人员希望的方向的操作手柄、

在所述握持手段和所述搬运手段的连接部设置的浮动机构、

检测出该浮动机构的变位量的变位检测手段、和

对该变位检测手段检测出的变位量进行运算处理并作为所述搬运手段的目标值来对搬运物进行助力搬运的控制手段。

7.一种助力搬运方法，其减轻施加给对在搬运手段上设置的操作手柄进行操作来搬运搬运物的作业人员的负荷，其中，

检测出作业人员在想要搬运的方向上操作搬运物时施加到所述操作手柄上的操作力的方向和大小，同时，检测出搬运物接触障碍物时的外力的方向和大小，对所述操作力和所述外力的方向和大小进行运算处理并作为所述搬运手段的目标值来对搬运物进行助力搬运，同时还将由所述外力引起的反力传达给所述作业人员。

8.一种助力搬运装置，其减轻施加给对在搬运手段上设置的操作手柄进行操作来搬运搬运物的作业人员的负荷，其中，

具备：握持手段，其握持搬运物；

操作力检测手段，其设置在该握持手段和所述搬运手段的连接部，且检测出施加到所述操作手柄上的操作力的方向和大小；

外力检测手段，其设置在所述握持手段和所述搬运手段的连接部，且检测出施加到所述握持手段的外力的方向和大小；和

控制手段，对所述操作力检测手段检测出的操作力的方向和大小以及所述外力检测手段检测出的外力的方向和大小进行运算处理，并作为所述搬运手段的目标值来对搬运物进行助力搬运，

将由所述外力引起的反力传达给所述作业人员。

9.一种助力搬运方法，其减轻在操作搬运手段来搬运搬运物时对作业人员的负荷，其中，

检测出作业人员握持搬运物在想要搬运的方向上移动所述搬运手段时的操作力的方向和大小，对所述操作力的方向和大小进行运算处理并作为所述搬运手段的目标值来对搬运物进行助力搬运。

10.一种助力搬运装置，其减轻在操作搬运手段来搬运搬运物时对作业人员的负荷，其中，具备：

握持手段，其握持搬运物；

操作手柄，其安装在该握持手段上且将搬运物引导向作业人员希望的方向；

外力检测手段，其设置在所述握持手段和所述搬运手段的连接部，并检测出施加到所述握持手段的外力的方向和大小；和

控制手段，对该外力检测手段检测出的外力的方向和大小进行运算处理并作为所述搬运手段的目标值来对搬运物进行助力搬运。

11.一种助力搬运方法，其减轻在作业人员操作搬运手段来搬运搬运物时对作业人员的负荷，其中，

包括：在搬运路径的每个规定位置设定搬运区域和助力条件的条件设定工序、和

根据在所述条件设定工序中设定的所述每个规定位置的搬运区域和助力条件，将相邻的规定位置间的搬运区域和助力条件通过运算而设定的搬运区域设定工序，

还设定有部件的搬运区域。

12.一种助力搬运方法，其减轻在作业人员操作搬运手段来搬运搬运物时对作业人员的负荷，其中，

包括：根据多个示教点的位置数据和在每个示教点上设定的搬运区域数据来识别搬运路径和搬运区域的搬运区域识别工序、

求出对搬运物进行支撑的搬运部的位置的搬运部位置识别工序、和

当搬运部的位置从搬运区域脱离时求出离搬运部的位置最近的搬运路径而使搬运部移动至所求出的搬运路径的规定位置或所求出的搬运路径的搬运区域内的搬运部位置移动工序，

当对搬运物进行支撑的搬运部的位置脱离搬运区域时，使搬运部恢复到搬运区域内。

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