JP2014148027A - 警報装置 - Google Patents
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Abstract
【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
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。
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。
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。
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。
(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。
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、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。
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。
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。
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。
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。
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。
本発明の警報装置では、前記気体は、CO2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。
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。
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。
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。
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。
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。
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、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。
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。
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。
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、CO2、O2、N2、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。
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。
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。
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、気体噴出装置3は、前述したCO2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。
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、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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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、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、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。
Claims (10)
- 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。 - 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。 - 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。
- 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。 - 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。 - 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。
- 前記気体は、CO2である請求項6に記載の警報装置。
- 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。
- 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。 - 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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