JP2014148027A - 警報装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】ロボットが作業するロボット作業領域に侵入してしまう人間に警告を与えるがことができる警報装置を提供すること。
【解決手段】警報装置1は、ロボット100が作業するロボット作業領域200の外側に設定された侵入禁止領域に人間が侵入したことを検出する検出部と、前記侵入禁止領域に侵入した人間に気体を噴出して警告を行う噴出部と、前記噴出部の作動を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記検出部により人間が前記侵入禁止領域に侵入したことが検出されると、前記噴出部により前記侵入禁止領域に侵入した人間に前記気体を噴出するよう構成されている。
【選択図】図1

Description

本発明は、警報装置に関するものである。
近年、産業用ロボット(ロボット)の技術進歩は著しく、これまでは、ロボットと作業者(人間)は、分け隔てられて生産作業(作業)を行ってきたが、作業者と共存して作業を行うロボットが提案されてきている。
現在の産業用ロボットシステムでは、作業者が作業を行う作業空間(作業領域)とロボットが作業を行う作業空間とを分け隔てるために、ロボットの作業空間を囲う防護柵や、防護装置を設けている。
また、作業者がロボットの作業空間に入り込むと、それを検知するセンサーを設け、そのセンサーにより作業者がロボットの作業空間に入り込んだことが検知されると、その情報がロボットに送信され、ロボットが停止するようになっている。すなわち、作業者とロボットとは分離して存在するものであり、安全策や安全装置もそのような視点、思想で設計されている。なお、作業者がロボットの作業空間に入り込んだ場合にロボットを停止させると、ロボットの停止中は生産が停止するという問題がある。
これに対して、作業者とロボットとが共存して作業を行うことは、作業者とロボットとが作業空間を共有して作業を行うため、ロボットの作業空間に作業者が容易に入り込んでしまうので、これまでとは異なる安全策や安全装置が要求されている。
ここで、特許文献1には、作業者の周りにロボット動作禁止領域を設定し、ロボットがロボット動作禁止領域と干渉した場合は、ロボットを停止させる装置が開示されている。また、特許文献1に記載の装置では、ロボット動作禁止領域の外側に、予め決められた大きさのマージンを持ったロボット動作禁止予備領域を設定し、ロボットがロボット動作禁止予備領域と干渉した場合は、音、光または作業者に装着された振動装置の振動により、警告を行うようになっている。
特開2004−243427号公報
しかしながら、特許文献1に記載された装置では、音により警告を行う場合は、騒音等により、警告音を聞き取ることができないという問題がある。また、警告音が大きい場合でも、その警告音がどの作業者への警告であるのかが判らないという問題がある。
また、光により警告を行う場合は、まず、警告ランプの点灯による場合は、作業者は、作業対象物を注視しており、作業者の視界に必ずしも警告ランプが入っているとは限らず、警告ランプの点灯を見過ごしてしまうという問題がある。また、照明光のような広範囲を照明する光を発する場合は、ロボットは、画像処理による検査を行っている場合があり、その光がロボットの制御に影響を与え、ロボットが誤動作してしまうという問題がある。また、光がどの作業者への警告であるのかが判らないという問題がある。
また、作業者に装着された振動装置の振動により警告を行う場合は、振動装置を装着していない作業に対しては、警告を行うことができないという問題がある。また、作業者に装着された振動装置の振動は、作業者に伝達され難く、作業者は、その振動を感知できない場合がある。
本発明の目的は、ロボットが作業するロボット作業領域に侵入してしまう人間に警告を与えることができる警報装置を提供することにある。
このような目的は、下記の本発明により達成される。
(適用例1)
本発明の警報装置は、ロボットが作業するロボット作業領域の外側に設定された侵入禁止領域に人間が侵入したことを検出する検出部と、
前記侵入禁止領域に侵入した人間に気体を噴出して警告を行う噴出部と、
前記噴出部の作動を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記検出部により人間が前記侵入禁止領域に侵入したことが検出されると、前記噴出部により前記侵入禁止領域に侵入した人間に前記気体を噴出するよう構成されていることを特徴とする。
これにより、人間は、侵入禁止領域に侵入したことを確実に認識することができ、ロボット作業領域に人間が侵入してしまうことを防止することができる。これによって、ロボットを停止させる必要がない。
すなわち、侵入禁止領域に侵入した人間に気体を噴出して警告を行うので、大きな騒音がする場合、目や耳が不自由な場合においても、皮膚感覚により、確実にその気体による警告を感知することができる。
また、侵入禁止領域に侵入しない人間には気体を噴出せず、侵入した人間に気体を噴出するので、複数の人間が居る場合、確実にどの人間への警告であるのかが判る。
また、気体を噴出して警告を行うので、その気体でロボットが誤動作してしまうことはなく、ロボットは正常に作動することができる。
また、環境を汚染することがなく、ロボットを損傷させることもない。
(適用例2)
本発明の警報装置では、前記侵入禁止領域は、前記ロボット作業領域までの距離に応じて、複数の単位領域に分割されており、
前記噴出部は、前記人間が侵入した前記各単位領域毎に前記気体の噴出パターンを変えるよう構成されていることが好ましい。
これにより、人間は、ロボット作業領域に対してどの程度接近し、どの程度危険であるのかを把握することができ、ロボット作業領域に人間が侵入してしまうことをより確実に防止することができる。
(適用例3)
本発明の警報装置では、前記気体の噴出パターンは、前記気体の単位時間当たりの流量設定であることが好ましい。
これにより、人間は、ロボット作業領域に対してどの程度接近し、どの程度危険であるのかをより確実に把握することができる。
(適用例4)
本発明の警報装置では、前記噴出部は、間欠的に前記気体を噴出するものであり、
前記気体の噴出パターンは、前記気体の噴出間隔、噴出回数および1回当たりの噴出時間のうちの少なくとも1つであることが好ましい。
これにより、人間は、ロボット作業領域に対してどの程度接近し、どの程度危険であるのかをより確実に把握することができる。
(適用例5)
本発明の警報装置では、前記気体は、低温液化ガスから発生させたガスが含まれ、
前記噴出部は、前記気体を噴出することにより、白煙を形成するものであることが好ましい。
これにより、人間は、気体が当たることによる皮膚感覚と、白煙を視認すること(視覚)により、侵入禁止領域に侵入したことを確実に認識することができ、ロボット作業領域に侵入してしまうことをより確実に防止することができる。
(適用例6)
本発明の警報装置では、前記噴出部は、前記気体を噴出することにより、白煙を形成するものであることが好ましい。
これにより、人間は、気体が当たることによる皮膚感覚と、白煙を視認すること(視覚)により、侵入禁止領域に侵入したことを確実に認識することができ、ロボット作業領域に侵入してしまうことをより確実に防止することができる。
(適用例7)
本発明の警報装置では、前記気体は、COであることが好ましい。
これにより、より確実に白煙を形成することができる。
(適用例8)
本発明の警報装置では、前記噴出部から噴出した前記気体に所定の色の光を照射し、前記気体に前記色を付ける光照射部を有することが好ましい。
これにより、人間は、侵入禁止領域に侵入したことを確実に認識することができ、ロボット作業領域に侵入してしまうことをより確実に防止することができる。
(適用例9)
本発明の警報装置では、前記侵入禁止領域は、前記ロボット作業領域までの距離に応じて、複数の単位領域に分割されており、
前記光照射部は、複数の色の光を照射し得るものであり、
前記光照射部は、前記人間が侵入した前記各単位領域毎に前記光の色を変えるよう構成されていることが好ましい。
これにより、人間は、ロボット作業領域に対してどの程度接近し、どの程度危険であるのかを把握することができ、ロボット作業領域に人間が侵入してしまうことをより確実に防止することができる。
(適用例10)
本発明の警報装置では、人間が、前記侵入禁止領域に、前記侵入禁止領域のどの位置から侵入したかを検出する侵入位置検出部を有し、
前記制御部は、前記侵入位置検出部により特定された位置に応じて、前記気体の噴出パターンを変えるよう構成されていることが好ましい。
これにより、ロボット作業領域に人間が侵入してしまうことをより確実に防止することができる。
本発明の警報装置の第1実施形態を示す斜視図(ブロック図を含む)である。 図1に示す警報装置のロボット作業領域および人間領域を模式的に示す図である。 図1に示す警報装置の気体噴出装置の気体噴出装置本体を示すブロック図である。 本発明の警報装置の第2実施形態を示す斜視図(ブロック図を含む)である。 図4に示す警報装置のロボット作業領域および人間領域を模式的に示す図である。 本発明の警報装置の第4実施形態を示す斜視図(ブロック図を含む)である。 本発明の警報装置の第5実施形態を示す斜視図(ブロック図を含む)である。
以下、本発明の警報装置を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
なお、本発明の警報装置は、各種のロボットにおける警報装置に適用することができるが、下記の実施形態では、代表的に、本発明を、所定の産業用ロボットにおける警報装置に適用した場合について説明する。
<第1実施形態>
図1は、本発明の警報装置の第1実施形態を示す斜視図(ブロック図を含む)である。図2は、図1に示す警報装置のロボット作業領域および人間領域を模式的に示す図である。なお、図2は、図1中の上側から見た図である。図3は、図1に示す警報装置の気体噴出装置の気体噴出装置本体を示すブロック図である。
なお、以下では、説明の都合上、図1中の上側を「上」または「上方」、下側を「下」または「下方」、右側を「右」、左側を「左」と言う。また、図2中の右側を「右」、左側を「左」と言う。
警報装置1について説明する前に、まず、ロボット100、ロボット作業領域200および人間領域5について、簡単に説明する。
図1および図2に示すように、ロボット(産業用ロボット)100と作業者(人間)500とが共存する空間には、ロボット100が作業するロボット作業領域200と、ロボット作業領域200に隣接し、作業者500が行動、すなわち作業する人間領域5とが設定されている。また、図示の構成では、ロボット作業領域200は、人間領域5の右側および左側にそれぞれ設定されている。
ロボット100は、本実施形態では、複数のアームを回動自在に連結してなるアーム連結体を2つ有する双腕ロボットであり、ロボット作業領域200に設置されている。図示の構成では、人間領域5の右側のロボット作業領域200には、1つのロボット100が設置され、人間領域5の左側のロボット作業領域200には、2つのロボット100が設置されている。このロボット100は、例えば腕時計のような精密機器等を製造する製造工程で用いることができるものである。また、ロボット100および作業者500は、それぞれ、テーブル300上で所定の作業を行う。
なお、ロボット100の形態は特に限定されず、ロボット100としては、例えば、双腕ロボットの他、複数のアームを回動自在に連結してなるアーム連結体を1つ有する単腕ロボット、前記アーム連結体を3つ以上有するロボット、脚式歩行(走行)ロボット、スカラーロボット等が挙げられる。
ロボット作業領域200は、ロボット100がロボット作業領域200内でのみ作業を行い、ロボット作業領域200から外部に出てしまうことがないように設定されている。すなわち、ロボット作業領域200は、作業者500が侵入すると危険な領域である。
また、人間領域5は、ロボット100が侵入することのない領域であり、作業者500は、その全領域において安全に作業を行うことができる。この人間領域5は、作業者が安全に作業を行うことができる安全領域52と、安全ではあるが、作業者500の侵入を禁止する侵入禁止領域51とで構成されている。そして、侵入禁止領域51は、ロボット作業領域200の外側に、ロボット作業領域200に隣接するように設定されている。すなわち、侵入禁止領域51は、人間領域5のうち、ロボット作業領域200の直前に、そのロボット作業領域200に隣接するように設定されている。
この侵入禁止領域51への作業者500の侵入を禁止し、作業者500が侵入禁止領域51に侵入した場合に、それを作業者500に報知(警告)することにより、作業者500は、ロボット作業領域200に近い侵入禁止領域51に侵入したことを把握し、これにより作業者500がロボット作業領域200へ侵入してしまうことを防止することができる。
警報装置1は、作業者500が侵入禁止領域51に侵入した場合に、それを作業者500に報知する装置である。この警報装置1は、一方(図1中左側)の侵入禁止領域51に作業者500が侵入したことを検出する検出装置(検出部)2aと、他方(図1中右側)の侵入禁止領域51に作業者500が侵入したことを検出する検出装置(検出部)2bと、各侵入禁止領域51に侵入した作業者500に気体(ガス)を噴出して警告を行う気体噴出装置(噴出部)3と、制御装置(制御部)4とを有している。
なお、以下では、検出装置2aと検出装置2bとを区別する場合は、「検出装置2a」、「検出装置2b」とし、区別しなくてもよい場合は、「検出装置2」とする。
制御装置4は、例えば、CPU(Central Processing Unit)やメモリー等が内蔵されたパーソナルコンピューター(PC)等で構成することができる。制御装置4と、検出装置2および気体噴出装置3とは、それぞれ、電気的に接続されている。この制御装置4は、検出装置2a、2bおよび気体噴出装置3等、警報装置1全体の制御を行う。
制御装置4は、検出装置2a、2bにより作業者500が侵入禁止領域51に侵入したことが検出されると、気体噴出装置3を作動させ、その気体噴出装置3により侵入禁止領域51に侵入した作業者500に気体を噴出する。なお、当然であるが、侵入禁止領域51に侵入しない作業者500には気体を噴出しない。これにより、侵入禁止領域51に侵入した作業者500は、侵入禁止領域51に侵入したことを把握し、侵入禁止領域51から安全領域52に退避することにより、ロボット作業領域200へ侵入してしまうことを避けることができる。
次に、検出装置2a、2bについて説明する。なお、検出装置2aと検出装置2bとは同様であるので、以下では代表的に、検出装置2aについて説明する。
検出装置2aは、本実施形態では、光学式のラインセンサー25aを有している。このラインセンサー25aは、光を発する複数の発光部(図示せず)と、その光を受光する複数の受光部(図示せず)とを有している。
また、検出装置2aは、1対の支柱201a、202aを有し、各発光部は、支柱201aに、その長手方向に沿って設けられ、各受光部は、支柱201bにその長手方向に沿って設けられている。また、支柱201a、202a、ラインセンサー25a(各発光部、各受光部)は、侵入禁止領域51と安全領域52との境界を光が通過し、その境界面に沿って光の壁が形成されるように配置されている。そして、作業者500の少なくとも一部が安全領域52から侵入禁止領域51に侵入すると、いずれかの受光部へ入射する光が遮られ、その受光部での受光量が減少し、これより検出装置2aは、作業者500が侵入禁止領域51に侵入したことを検出する。また、この情報は、制御装置4に送出される。なお、図1中には、侵入禁止領域51と安全領域52との境界を破線で示す。
また、検出装置2bは、検出装置2aと同様に、1対の支柱201b、202bと、支柱201b、202bに設けられた光学式のラインセンサー25bとを有している。以下、説明は、省略する。
次に、気体噴出装置3について説明する。
気体噴出装置3は、気体噴出装置本体31と、気体を噴出する2つのノズル32a、32bと、2つの管路33a、33bとを備えている。ノズル32aは、支柱202aの近傍に設置され、ノズル32bは、支柱202bの近傍に設置されている。なお、ノズル32a、32bを支持する支持部の図示は、省略されている。また、管路33aの一端は、気体噴出装置本体31に連結され、他端は、ノズル32aに連結され、管路33bの一端は、気体噴出装置本体31に連結され、他端は、ノズル32bに連結されている。
また、気体噴出装置3は、管路33aの流路を開閉する電磁弁(313a)と、管路33bの流路を開閉する電磁弁(313b)とを有している。各電磁弁の作動は、制御装置4により制御される。
この気体噴出装置本体31では、例えば、所定の気体を圧縮し、圧縮気体を発生する。この気体噴出装置本体31で発生した気体は、管路33a、33bを流れ、ノズル32a、32bから噴出される。
前記気体としては、人体に影響のないものであれば特に限定されず、例えば、CO、O、N、He、Ar等や、これらを含む混合気体(例えば、空気)等が挙げられる。
次に、気体噴出装置3の気体噴出装置本体31の一例について以下説明する。
図3に示すように、気体噴出装置本体31は、ガスボンベ311と、減圧弁312と、電磁弁313a、313bとを有している。この場合、ガスボンベ311の出力側に、減圧弁312が設けられ、減圧弁312の出力側に、電磁弁313a、313bが設けられ、この電磁弁313a、313bを開くことによってガスボンベ311に充填されたガスが減圧弁312で減圧され、管路33a、33bを流れ、ノズル32a、32bから作業者500へ噴出される。この場合、ノズル32a、32bから気体が噴出される際、白煙が形成され、その白煙(白煙状の気体)が作業者500へ噴出される。このように、前記気体には、低温液化気体から発生させた気体が含まれ、白煙が形成されることが好ましい。
制御装置4は、検出装置2aにより作業者500が侵入禁止領域51に侵入したことが検出されると、気体噴出装置3を作動させ、その気体噴出装置3によりノズル32aから侵入禁止領域51に侵入した作業者500に気体を噴出して警告を行う。同様に、検出装置2bにより作業者500が侵入禁止領域51に侵入したことが検出されると、気体噴出装置3を作動させ、その気体噴出装置3によりノズル32bから侵入禁止領域51に侵入した作業者500に気体を噴出して警告を行う。本実施形態では、各作業者500に対して、それぞれ、1対のノズル32a、32bが割り当てられている。そして、各ノズル32a、32bは、それぞれ、気体の噴出方向が対応する作業者500に向くように設置されており、気体が噴出されると、その気体が対応する作業者500に当るようになっている。
これにより、複数の作業者500が居る場合でも、確実にどの作業者500への警告であるのかが判る。
すなわち、侵入禁止領域51に侵入した作業者500は、気体が当たることによる皮膚感覚と、白煙を視認すること(視覚)により、侵入禁止領域51に侵入したことを確実に認識することができ、ロボット作業領域200に侵入してしまうことを防止することができる。これにより、ロボット100を停止させる必要がなく、生産効率の低下を防止することができる。
なお、ノズルの数は、本実施形態では、1つの侵入禁止領域51に対して、1つであるが、これに限定されず、1つの侵入禁止領域51に対して、2つ以上でもよい。
また、気体は、作業者500のほぼ全体に噴出されるようになっていてもよく、また、その一部に噴出されるようになっていてもよい。作業者500の一部に気体を噴出する場合、その部位は、特に限定されず、例えば、頭、顔、肩、腕、手、胸、腹、背中、腿、足等が挙げられる。
また、侵入禁止領域51に対して、例えば、作業者500の手等の所定の部位が入り込みそうな位置に、気体が噴出されるように設定されていてもよい。この場合は、作業者500のうち、侵入禁止領域51に入り込んだ部位に局所的に気体が噴出されるので、作業者500は、該当部位を把握することができ、確実に、その該当部位を侵入禁止領域51から安全領域52に退避させることができる。
また、気体噴出装置3は、前述したCO等の気体(低温液化気体)を噴出することにより白煙を形成するものには限定されず、例えば、白煙を形成せずに、透明な気体を噴出するものであってもよい。
以上説明したように、この警報装置1では、作業者500は、侵入禁止領域51に侵入したことを確実に認識することができ、ロボット作業領域200に作業者500が侵入してしまうことを防止することができる。これによって、ロボット100を停止させる必要がなく、生産効率の低下を防止することができる。
すなわち、侵入禁止領域51に侵入した作業者500に気体を噴出して警告を行うので、大きな騒音がする場合、目や耳が不自由な場合においても、皮膚感覚により、確実にその気体による警告を感知することができる。
また、侵入禁止領域51に侵入した作業者500に白煙が噴出されるので、前記皮膚感覚に加えて、白煙を視認すること(視覚)により、侵入禁止領域51に侵入したことを確実に認識することができる。
また、前記白煙は、すぐに消失するので、全く害になることがない。
また、侵入禁止領域51に侵入しない作業者500には気体を噴出せず、侵入した作業者500に気体を噴出するので、複数の作業者500が居る場合、確実にどの作業者500への警告であるのかが判る。
また、気体を噴出して警告を行うので、その気体でロボット100が誤動作してしまうことはなく、ロボット100は正常に作動することができる。
また、環境を汚染することがなく、ロボット100を損傷させることもない。
<第2実施形態>
図4は、本発明の警報装置の第2実施形態を示す斜視図(ブロック図を含む)である。図5は、図4に示す警報装置のロボット作業領域および人間領域を模式的に示す図である。なお、図5は、図4中の上側から見た図である。
なお、以下では、説明の都合上、図4中の上側を「上」または「上方」、下側を「下」または「下方」、右側を「右」、左側を「左」と言う。また、図5中の右側を「右」、左側を「左」と言う。
以下、第2実施形態について、前述した第1実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
図4および図5に示すように、第2実施形態の警報装置1では、人間領域5の侵入禁止領域51は、ロボット作業領域200までの距離に応じて、2つの単位領域に分割されている。すなわち、侵入禁止領域51は、第1侵入禁止領域511と、第2侵入禁止領域512とで構成されている。
第2侵入禁止領域512は、第1侵入禁止領域511よりもロボット作業領域200側に設定されており、第1侵入禁止領域511よりもロボット作業領域200に近い領域である。したがって、第2侵入禁止領域512は、作業者500が侵入した場合に、第1侵入禁止領域511よりも危険度が高い領域である。
検出装置2aは、第1侵入禁止領域511に作業者500が侵入したことを検出する第1検出部21aと、第2侵入禁止領域512に作業者500が侵入したことを検出する第2検出部22aとを有している。
同様に、検出装置2bは、第1侵入禁止領域511に作業者500が侵入したことを検出する第1検出部21bと、第2侵入禁止領域512に作業者500が侵入したことを検出する第2検出部22bとを有している。
検出装置2aの第1検出部21aは、光学式のラインセンサー25aを有し、第2検出部22aは、光学式のラインセンサー26aを有している。ラインセンサー25a(各発光部、各受光部)は、安全領域52と第1侵入禁止領域511(侵入禁止領域51)との境界を光が通過し、その境界面に沿って光の壁が形成されるように配置されている。また、ラインセンサー26a(各発光部、各受光部)は、第1侵入禁止領域511と第2侵入禁止領域512との境界を光が通過し、その境界面に沿って光の壁が形成されるように配置されている。
同様に、検出装置2bの第1検出部21bは、光学式のラインセンサー25bを有し、第2検出部22bは、光学式のラインセンサー26bを有している。ラインセンサー25b(各発光部、各受光部)は、安全領域52と第1侵入禁止領域511(侵入禁止領域51)との境界を光が通過し、その境界面に沿って光の壁が形成されるように配置されている。また、ラインセンサー26b(各発光部、各受光部)は、第1侵入禁止領域511と第2侵入禁止領域512との境界を光が通過し、その境界面に沿って光の壁が形成されるように配置されている。
検出装置2aでは、作業者500の少なくとも一部が安全領域52から第1侵入禁止領域511に侵入すると、第1検出部21aのいずれかの受光部へ入射する光が遮られ、その受光部での受光量が減少し、検出装置2aは、作業者500が第1侵入禁止領域511に侵入したことを検出する。また、作業者500の少なくとも一部が第1侵入禁止領域511から第2侵入禁止領域512に侵入すると、第2検出部22aのいずれかの受光部へ入射する光が遮られ、その受光部での受光量が減少し、検出装置2aは、作業者500が第1侵入禁止領域511に侵入したことを検出する。また、この情報は、制御装置4に送出される。検出装置2bでも同様である。なお、図4中には、安全領域52と第1侵入禁止領域511(侵入禁止領域51)との境界、第1侵入禁止領域511と第2侵入禁止領域512との境界をそれぞれ破線で示す。
気体噴出装置3は、第1侵入禁止領域511に作業者500が侵入した場合と、第2侵入禁止領域512に作業者500が侵入した場合とで気体の噴出パターンを変えるよう構成されている。本実施形態では、気体の単位時間当たりの流量を変えるよう構成されている。すなわち、第2侵入禁止領域512に作業者500が侵入した場合は、例えば、第1侵入禁止領域511に作業者500が侵入した場合よりも気体の単位時間当たりの流量を多くするように設定される。
これにより、作業者500は、ロボット作業領域200に対してどの程度接近し、どの程度危険であるのかを把握することができる。
この警報装置1によれば、前述した第1実施形態と同様の効果が得られる。
なお、本実施形態では、人間領域5の侵入禁止領域51は、2つの単位領域に分割されているが、本発明では、これに限定されず、3つ以上の単位領域に分割されていてもよい。
<第3実施形態>
以下、第3実施形態について、図4および図5を参照しつつ、前述した第2実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第3実施形態の警報装置1では、気体噴出装置3は、間欠的に気体を噴出するように構成されている。そして、気体の噴出パターンは、気体の噴出間隔、気体の噴出回数および気体の1回当たりの噴出時間のうちの少なくとも1つが設定される。
まず、気体の噴出パターンが気体の噴出間隔の場合について説明する。
気体噴出装置3は、第1侵入禁止領域511に作業者500が侵入した場合と、第2侵入禁止領域512に作業者500が侵入した場合とで、気体の噴出間隔を変える。すなわち、第2侵入禁止領域512に作業者500が侵入した場合は、例えば、第1侵入禁止領域511に作業者500が侵入した場合よりも気体の噴出間隔を短くするように設定される。
これにより、作業者500は、ロボット作業領域200に対してどの程度接近し、どの程度危険であるのかを把握することができる。
次に、気体の噴出パターンが気体の噴出回数の場合について説明する。
気体噴出装置3は、第1侵入禁止領域511に作業者500が侵入した場合と、第2侵入禁止領域512に作業者500が侵入した場合とで、気体の噴出回数を変える。すなわち、第2侵入禁止領域512に作業者500が侵入した場合は、例えば、第1侵入禁止領域511に作業者500が侵入した場合よりも気体の噴出回数を多くするように設定される。
これにより、作業者500は、ロボット作業領域200に対してどの程度接近し、どの程度危険であるのかを把握することができる。
次に、気体の噴出パターンが気体の1回当たりの噴出時間の場合について説明する。
気体噴出装置3は、第1侵入禁止領域511に作業者500が侵入した場合と、第2侵入禁止領域512に作業者500が侵入した場合とで、気体の1回当たりの噴出時間を変える。すなわち、第2侵入禁止領域512に作業者500が侵入した場合は、例えば、第1侵入禁止領域511に作業者500が侵入した場合よりも気体の1回当たりの噴出時間を長くするように設定される。
これにより、作業者500は、ロボット作業領域200に対してどの程度接近し、どの程度危険であるのかを把握することができる。
この警報装置1によれば、前述した第2実施形態と同様の効果が得られる。
<第4実施形態>
図6は、本発明の警報装置の第4実施形態を示す斜視図(ブロック図を含む)である。
以下、第4実施形態について、前述した第2および第3実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
図6に示すように、第4実施形態の警報装置1は、ノズル32aから噴出した気体に所定の色の光を照射し、その気体に色を付ける光照射装置(光照射部)6aと、ノズル32bから噴出した気体に所定の色の光を照射し、その気体に色を付ける光照射装置(光照射部)6bとを有している。光照射装置6aは、支柱202aの近傍に設置され、光照射装置6bは、支柱202bの近傍に設置されている。なお、光照射装置6a、6bを支持する支持部の図示は、省略されている。この光照射装置6a、6bの作動は、それぞれ、制御装置4により制御される。なお、光照射装置6aと光照射装置6bとは同様であるので、以下では代表的に、光照射装置6aについて説明する。
光照射装置6aは、複数の色(本実施形態では2色)の光を照射できるものであり、複数の色(本実施形態では2色)の発光部(図示せず)を有している。この光照射装置6aの発光部としては、特に限定されず、例えば、発光ダイオード、レーザーダイオード等を用いることができる。
この警報装置1では、光照射装置6a、6bは、第1侵入禁止領域511に作業者500が侵入した場合と、第2侵入禁止領域512に作業者500が侵入した場合とでその光照射装置6a、6bが照射する光の色を変えるよう構成されている。すなわち、第2侵入禁止領域512に作業者500が侵入した場合は、例えば、危険の度合いが大きいことを示す赤色の光を照射し、第1侵入禁止領域511に作業者500が侵入した場合は、例えば、危険の度合いが小さいことを示す黄色の光を照射するように設定される。
これにより、作業者500は、ロボット作業領域200に対してどの程度接近し、どの程度危険であるのかを把握することができる。
この警報装置1によれば、前述した第2および第3実施形態と同様の効果が得られる。
なお、本発明では、第1侵入禁止領域511に作業者500が侵入した場合と、第2侵入禁止領域512に作業者500が侵入した場合とで、照射される光の色が同一であってもよい。この場合でも、作業者500は、侵入禁止領域51に侵入した場合、その作業者500に光により色が付いた気体が照射されるので、皮膚感覚および視覚により、侵入禁止領域51に侵入したことを確実に認識することができる。
<第5実施形態>
図7は、本発明の警報装置の第5実施形態を示す斜視図(ブロック図を含む)である。
なお、以下では、説明の都合上、図7中の上側を「上」または「上方」、下側を「下」または「下方」、右側を「右」、左側を「左」と言う。
以下、第5実施形態について、前述した第1実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
図7に示すように、第5実施形態の警報装置1では、気体噴出装置本体31と、気体を噴出する4つのノズル34a、35a、34b、35bと、4つの管路36a、37a、36b、37bとを備えている。ノズル34a、35aは、支柱202aの近傍に設置され、ノズル34b、35bは、支柱202bの近傍に設置されている。なお、34a、35a、34b、35bを支持する支持部の図示は、省略されている。
また、管路36aの一端は、気体噴出装置本体31に連結され、他端は、ノズル34aに連結され、管路37aの一端は、気体噴出装置本体31に連結され、他端は、ノズル35aに連結されている。また、管路36bの一端は、気体噴出装置本体31に連結され、他端は、ノズル34bに連結され、管路37bの一端は、気体噴出装置本体31に連結され、他端は、ノズル35bに連結されている。
また、気体噴出装置3は、管路36aの流路を開閉する電磁弁(図示せず)と、管路37aの流路を開閉する電磁弁(図示せず)と、管路36bの流路を開閉する電磁弁(図示せず)と、管路37bの流路を開閉する電磁弁(図示せず)とを有している。各電磁弁の作動は、制御装置4により制御される。
また、この警報装置1では、検出装置2a、2bにより、それぞれ、侵入禁止領域51に、侵入禁止領域51のどの位置から侵入したかを検出する。すなわち、検出装置2a、2bにより、侵入位置検出部が構成される。
具体例を挙げると、例えば、作業者500の手が上部から侵入禁止領域51に侵入した場合は、検出装置2により、その侵入位置が検出され、また、作業者500の手が下部から侵入禁止領域51に侵入した場合は、検出装置2により、その侵入位置が検出(特定)される。
そして、気体噴出装置3は、制御装置4の制御により、検出装置2により特定された位置に応じて、気体の噴出パターンを変えるよう構成されている。
具体例を挙げると、まず、ノズル34aは、気体を侵入禁止領域51の上側半分に噴出するように、その向きや配置等を含めて構成されており、ノズル35aは、気体を侵入禁止領域51の下側半分に噴出するように、その向きや配置等を含めて構成されている。同様に、ノズル34bは、気体を侵入禁止領域51の上側半分に噴出するようにその向きや配置等を含めて構成されており、ノズル35bは、気体を侵入禁止領域51の下側半分に噴出するようにその向きや配置等を含めて構成されている。
そして、例えば、作業者500の手が上部から図7中左側の侵入禁止領域51に侵入した場合は、検出装置2aにより、その侵入位置が検出され、気体噴出装置3は、ノズル34aから気体を噴出する。これにより、その気体は、確実に、侵入禁止領域51に侵入した作業者500の手に噴出される。また、作業者500の手が下部から図7中左側の侵入禁止領域51に侵入した場合は、検出装置2aにより、その侵入位置が検出され、気体噴出装置3は、ノズル35aから気体を噴出する。これにより、その気体は、確実に、侵入禁止領域51に侵入した作業者500の手に噴出される。
同様に、作業者500の手が上部から図7中右側の侵入禁止領域51に侵入した場合は、検出装置2bにより、その侵入位置が検出され、気体噴出装置3は、ノズル34bから気体を噴出する。これにより、その気体は、確実に、侵入禁止領域51に侵入した作業者500の手に噴出される。また、作業者500の手が下部から図7中右側の侵入禁止領域51に侵入した場合は、検出装置2bにより、その侵入位置が検出され、気体噴出装置3は、ノズル35bから気体を噴出する。これにより、その気体は、確実に、侵入禁止領域51に侵入した作業者500の手に噴出される。
この警報装置1によれば、前述した第1実施形態と同様の効果が得られる。
以上、本発明の警報装置を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。
また、本発明は、前記各実施形態のうちの、任意の2以上の構成(特徴)を組み合わせたものであってもよい。
また、前記実施形態では、本発明の警報装置を産業用ロボットにおける警報装置に適用した場合について説明したが、本発明では、これに限定されず、例えば、民生用ロボット等、各種のロボットにおける警報装置に適用することができる。
また、本発明では、ロボットの形態は特に限定されず、ロボットとしては、例えば、複数のアームを回動自在に連結してなるアーム連結体を1つ有する単腕ロボット、複数のアームを回動自在に連結してなるアーム連結体を複数有するロボット(前記実施形態では、アーム連結体を2つ有する双腕ロボット)、スカラーロボット等が挙げられる。
また、前記実施形態では、検出部のセンサーは、光学式のセンサーであるが、本発明では、これに限定されず、センサーの方式は、光学式の他、例えば、磁気式、電磁式、電気式、静電容量式等が挙げられる。
また、光学式のセンサー場合は、前記ラインセンサーの他、例えば、CCD(Charge Coupled Device)、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等を有する電子カメラ等が挙げられる。
また、本発明では、ロボット作業領域に人間が侵入したことを検出する手段を設け、人間がロボット作業領域に侵入したことが検出されると、ロボットを停止するようにしてもよい。
また、本発明では、ロボットの作業領域を囲う防護柵を設けつつ、本発明の警報装置を、人間が防護柵に触れる前の警告を行う装置として用いてもよい。
また、前記実施形態では、侵入禁止領域は、1つのロボット作業領域に対し、1面に設けられているが、本発明では、これに限らず、例えば、全面に設けられていてもよい。
1……警報装置 2、2a、2b……検出装置 201a、202a、201b、202b……支柱 21a、21b……第1検出部 22a、22b……第2検出部 25a、25b、26a、26b……ラインセンサー 3……気体噴出装置 31……気体噴出装置本体 311……ガスボンベ 312……減圧弁 313a、313b……電磁弁 32a、32b、34a、34b、35a、35b……ノズル 33a、33b、36a、36b、37a、37b……管路 4……制御装置 5……人間領域 51……侵入禁止領域 511……第1侵入禁止領域 512……第2侵入禁止領域 52……安全領域 6a、6b……光照射装置 100……ロボット 200……ロボット作業領域 300……テーブル 500……作業者

Claims (10)

  1. ロボットが作業するロボット作業領域の外側に設定された侵入禁止領域に人間が侵入したことを検出する検出部と、
    前記侵入禁止領域に侵入した人間に気体を噴出して警告を行う噴出部と、
    前記噴出部の作動を制御する制御部とを備え、
    前記制御部は、前記検出部により人間が前記侵入禁止領域に侵入したことが検出されると、前記噴出部により前記侵入禁止領域に侵入した人間に前記気体を噴出するよう構成されていることを特徴とする警報装置。
  2. 前記侵入禁止領域は、前記ロボット作業領域までの距離に応じて、複数の単位領域に分割されており、
    前記噴出部は、前記人間が侵入した前記各単位領域毎に前記気体の噴出パターンを変えるよう構成されている請求項1に記載の警報装置。
  3. 前記気体の噴出パターンは、前記気体の単位時間当たりの流量設定である請求項2に記載の警報装置。
  4. 前記噴出部は、間欠的に前記気体を噴出するものであり、
    前記気体の噴出パターンは、前記気体の噴出間隔、噴出回数および1回当たりの噴出時間のうちの少なくとも1つである請求項2に記載の警報装置。
  5. 前記気体は、低温液化ガスから発生させたガスが含まれ、
    前記噴出部は、前記気体を噴出することにより、白煙を形成するものである請求項1ないし4のいずれか1項に記載の警報装置。
  6. 前記噴出部は、前記気体を噴出することにより、白煙を形成するものである請求項1ないし4のいずれか1項に記載の警報装置。
  7. 前記気体は、COである請求項6に記載の警報装置。
  8. 前記噴出部から噴出した前記気体に所定の色の光を照射し、前記気体に前記色を付ける光照射部を有する請求項1ないし7のいずれか1項に記載の警報装置。
  9. 前記侵入禁止領域は、前記ロボット作業領域までの距離に応じて、複数の単位領域に分割されており、
    前記光照射部は、複数の色の光を照射し得るものであり、
    前記光照射部は、前記人間が侵入した前記各単位領域毎に前記光の色を変えるよう構成されている請求項8に記載の警報装置。
  10. 人間が、前記侵入禁止領域に、前記侵入禁止領域のどの位置から侵入したかを検出する侵入位置検出部を有し、
    前記制御部は、前記侵入位置検出部により特定された位置に応じて、前記気体の噴出パターンを変えるよう構成されている請求項1ないし9のいずれか1項に記載の警報装置。
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