JP2014233805A - ロボット - Google Patents

Abstract

【課題】ロボットアームの小型化を図ることができるとともに、簡単な構造で力覚センサーの温度上昇を低減することができるロボットを提供すること。
【解決手段】第１アーム３ａは、先端にエンドエフェクター３２が着脱自在に装着され、その装着状態で稼動するエレメント３１と、エレメント３１に設けられ、第１アーム３ａがエンドエフェクター３２を介して受ける力を検出する力覚センサー６と、エレメント３１に力覚センサー６よりも基端側に設けられ、作動時に熱を発するモーター３３と、エレメント３１に力覚センサー６とモーター３３との間に設けられ、モーター３３で発生した熱を蓄熱する蓄熱部７ａとを備える。
【選択図】図５

Description

本発明は、ロボットに関する。

従来から、多関節ロボットが知られている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に記載のロボットアームは、箱状をなす筐体を有し、その筐体内に関節の駆動源となるモーター等が収納、配置されている。モーターは、一般的に通電中は熱を発するため、その熱により当該モーターの周辺機器が加熱されて、悪影響を及ぼすことがある。これを防止するために、放熱用のファンを筐体に設けて、筐体内から熱を放出している。

実公平１−２３７５４号公報

しかしながら、上記のような構成のロボットでは、モーターの出力によっては、当該モーターとして比較的大型のものを使用する場合があり、その結果、ロボットアームも大型化してしまうという問題があった。
また、このロボットアームでは、通常、ファンは、筐体（ロボットアーム）内を挿通するケーブルを介して、電源と電気的に接続されている。このようにケーブルを引き回す、すなわち、配線するための空間も筐体内に確保しなければならず、これもロボットアームの大型化の原因となっている。

また、モーターからの熱を比較的効率よく放出するために、ファンの配置箇所も制限され、これに伴ってケーブルを引き回す箇所も制限されるため、ロボットアームの構造が複雑なものとなってしまう。
本発明の目的は、ロボットアームの小型化を図ることができるとともに、簡単な構造で力覚センサーの温度上昇を低減することができるロボット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）
本発明のロボットは、エンドエフェクターが装着されるロボットアームと、
前記ロボットアームに設けられ、前記ロボットアームが前記エンドエフェクターを介して受ける力を検出する力覚センサーと、
前記ロボットアームにおいて前記力覚センサーの位置よりも基端側に設けられる第１の駆動源と、
前記力覚センサーと前記駆動源との間に設けられ、前記第１の駆動源において通電により発生した熱を蓄熱する第１の蓄熱部と、を備えることを特徴とする。
これにより、ロボットアームの小型化を図ることができるとともに、簡単な構造で力覚センサーの温度上昇を低減することができる。

（適用例２）
本発明のロボットでは、前記蓄熱部は、前記駆動源で発生して前記力覚センサーに伝導される伝導熱の一部を蓄熱するのが好ましい。
これにより、力覚センサーが、第１の駆動源からの熱で加熱されるのを未然に防止することができる。

（適用例３）
本発明のロボットでは、前記第１の蓄熱部は、前記駆動源で発生した熱により固体から液体への相転移を生じる蓄熱材料を含み、前記相転移により前記熱を吸熱するのが好ましい。
これにより、第１の蓄熱部が確実に蓄熱可能なものとなり、よって、力覚センサーが加熱されるのを防止することができる。

（適用例４）
本発明のロボットでは、前記第１の蓄熱部の材料の融点は、前記力覚センサーの仕様温度範囲内であるのが好ましい。
これにより、力覚センサーの検出値に誤差が生じる程度にまで、当該力覚センサーが加熱されるのを防止することができる。

（適用例５）
本発明のロボットでは、前記ロボットアームの腕部は、前記第１の蓄熱部の体積よりも容積が大きく、前記第１の蓄熱部を収納する収納空間を有し、
前記第１の蓄熱部は、前記収納空間内で塑性変形するのが好ましい。
これにより、第１の蓄熱部は、熱膨張しても収納空間内で容易に塑性変形することができ、この熱膨張で力覚センサーを不本意に圧迫するのを防止することができる。よって、力覚センサーの検出値に圧迫による影響を及ぼすのを防止することができる。

（適用例６）
本発明のロボットでは、前記第１の蓄熱部は、可撓性を有する袋体と、前記袋体に充填され、パラフィン系の材料を含む充填材と、を有するのが好ましい。
これにより、パラフィン系の材料は、融点を炭素数により適宜設定することができるので、所望の温度特性（蓄熱性）を有する充填材を得ることができる。
（適用例７）
本発明のロボットでは、前記駆動源は、モーターを含むのが好ましい。
これにより、モーターをアーム本体の稼動に用いることができる。

（適用例８）
本発明のロボットでは、前記エンドエフェクターは、通電時に発熱する第２の駆動源と、
前記装着状態で前記力覚センサーと前記第２の駆動源との間に設けられ、前記第２の駆動源で発生した熱を蓄熱する第２の蓄熱部と、を有するのが好ましい。
これにより、第２の蓄熱部を設置するという簡単な構造で、力覚センサーが、第２の駆動源からの熱で加熱されるのを防止することができる。また、第２の蓄熱部は、その作動時（蓄熱時）に電力を必要とせず、これにより、例えばロボットアーム内を挿通するケーブルを省略することができ、よって、当該ロボットアームの小型化を図ることができる。

（適用例９）
本発明のロボットでは、前記第１の蓄熱部は、前記第１の駆動源で発生した熱により固体から液体への相転移を生じる蓄熱材料を含み、
前記第２の蓄熱部は、前記第２の駆動源で発生した熱により固体から液体への相転移を生じる蓄熱材料を含み、
前記第２の蓄熱部は前記第１の蓄熱部の蓄熱材料とは異なる融点の蓄熱材料を備えるのが好ましい。
エンドエフェクター側の熱は、ロボットアーム側の熱よりも大気への放出がされ難い傾向にあり、そのため、蓄熱部の融点と第２蓄熱部の融点とを異ならせることにより、放熱しづらい分を相殺することができる。これにより、第２蓄熱部での蓄熱を確実に行なうことができる。

（適用例１０）
本発明のロボットでは、前記第２の蓄熱部の蓄熱材料の融点は、前記第１の蓄熱部の蓄熱材料の融点よりも高いのが好ましい。
エンドエフェクター側の熱は、ロボットアーム側の熱よりも大気への放出がされ難い傾向にあり、そのため、第２蓄熱部の融点を蓄熱部の融点よりも高く設定することにより、放熱しづらい分を相殺することができる。これにより、第２蓄熱部での蓄熱を確実に行なうことができる。

本発明に係わるロボットの実施形態を示す正面図である。 図１中の矢印Ａ方向から見た図（側面図）である。 図１に示すロボットの主要部のブロック図である。 図１に示すロボットの作動状態を順に示す拡大側面図である。 図１に示すロボットの作動状態を順に示す拡大側面図である。 図４中のロボットアーム側の蓄熱部の横断面斜視図である。 図４中のエンドエフェクター側の蓄熱部の横断面斜視図である。 図１中のロボットの各部の経時的変化を示すグラフ（（ａ）はモーターのＯＮ／ＯＦＦの経時的変化を示すグラフ、（ｂ）は、モーターの温度の経時的変化を示すグラフ、（ｃ）は、蓄熱部の温度の経時的変化を示すグラフ、（ｄ）は、力覚センサーの温度の経時的変化を示すグラフ、（ｅ）は、蓄熱部を省略した場合の（従来の）力覚センサーの温度の経時的変化を示すグラフ）である。 蓄熱部の温度の経時的変化を示すグラフ（（ａ）はロボットアーム側の蓄熱部の温度の経時的変化を示すグラフ、（ｂ）はエンドエフェクター側の蓄熱部の温度の経時的変化を示すグラフ）である。 本発明に係わるロボットの第２実施形態を示す側面図である。 パラフィンにおける炭素数と融点および沸点との関係を示すグラフである。

以下、本発明のロボット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。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明に係わるロボットの実施形態を示す正面図、図２は、図１中の矢印Ａ方向から見た図（側面図）、図３は、図１に示すロボットの主要部のブロック図、図４および図５は、それぞれ、図１に示すロボットの作動状態を順に示す拡大側面図、図６は、図４中のロボットアーム側の蓄熱部の横断面斜視図、図７は、図４中のエンドエフェクター側の蓄熱部の横断面斜視図、図８は、図１中のロボットの各部の経時的変化を示すグラフ（（ａ）はモーターのＯＮ／ＯＦＦの経時的変化を示すグラフ、（ｂ）は、モーターの温度の経時的変化を示すグラフ、（ｃ）は、蓄熱部の温度の経時的変化を示すグラフ、（ｄ）は、力覚センサーの温度の経時的変化を示すグラフ、（ｅ）は、蓄熱部を省略した場合の（従来の）力覚センサーの温度の経時的変化を示すグラフ）、図９は、蓄熱部の温度の経時的変化を示すグラフ（（ａ）はロボットアーム側の蓄熱部の温度の経時的変化を示すグラフ、（ｂ）はエンドエフェクター側の蓄熱部の温度の経時的変化を示すグラフ）、図１１は、パラフィンにおける炭素数と融点および沸点との関係を示すグラフである。なお、以下では、説明の都合上、図１、図２中の互いに直交する方向を「ｘ軸方向」、「ｙ軸方向」、「ｚ軸方向」と言う。このｘ軸とｙ軸とは、水平面上で互いに直交する２つの座標軸となり、ｚ軸は、鉛直方向に沿った座標軸となっている。また、図１、図２、図４および図５の上側を「上」または「上方」、下側を「下」または「下方」と言うこともある。また、ロボットにおけるエンドエフェクター側を「先端」、その反対側を「基端」と言う。

図１、図２に示すロボット１は、例えば、プリンター、カメラ等のような精密機器（電子機器）を組み立て製造するセル生産方式（需要に対応した変機種変量生産方式）の生産システムで用いることできるものである。この生産システムでは、ロボット１の正面側（ｙ軸負方向）に作業台５を配置して、ロボット１が組立作業を行なう。
作業台５は、天板５２１と、天板５２１から下方に向かって突出して設けられた４本の脚部５２２とを有している。天板５２１上では、ロボット１が部品２０と他の部品とを組み立てる組立作業を行なうことができる。

図１〜図３に示すように、ロボット１は、ロボット本体２と、第１アーム（ロボットアーム）３ａと、第２アーム（ロボットアーム）３ｂと、撮像装置としてのカメラ４ａおよび４ｂと、これらの作動を制御する制御部（制御装置）８とを備えている。
ロボット本体２は、胴部２１と、胴部２１の上側に設置されたパイロットランプ２２と、胴部２１の下側に設置された脚部２３とを有している。
胴部２１は、脚部２３に起立して設置されている。この胴部２１の上部にある両肩部、すなわち、一方の側面ともう一方の側面（他方の面）とには、それぞれ、第１アーム３ａおよび第２アーム３ｂが接続されている。なお、胴部２１は、脚部２３に対して鉛直軸回りに回動可能となっているのが好ましい。

パイロットランプ２２は、制御部８と電気的に接続されており、ロボット１が作動中か否かを報知するものである。例えば、パイロットランプ２２が作動中であるときには、青色の光が発せられ、パイロットランプ２２が停止中であるときには、赤色の光が発せられる。このパイロットランプ２２の色を識別することにより、現在のロボット１の状態を、例えばロボット１全体を視認することができないが、パイロットランプ２２だけは視認可能な位置からでも認識することができる。

脚部２３は、ベース２３１と、ベース２３１の下部に配置された複数のキャスター２３２とを有している。
ベース２３１は、箱状をなす筐体２３３を有し、この筐体２３３内に制御部８や、その他バッテリー（図示せず）等が収納されている。
また、各キャスター２３２は、それぞれ、間隔をおいて配置されている。このようなキャスター２３２により、例えば作業者が、ベース２３１から突出形成されたハンドル２３４を把持して、ロボット１を押して搬送することができる。

図１に示すように、第１アーム３ａは、ロボット１自身にとって左腕となり、第２アーム３ｂは、ロボット１自身にとって右腕となる。第１アーム３ａと第２アーム３ｂとは、配置位置が異なること以外は、同じ構成であるため、以下、第１アーム３ａについて代表的に説明する。
図１、図２に示すように、第１アーム３ａは、複数本（例えば本実施形態では３本）の長尺なエレメント（腕部）３１の端部同士を回動可能に連結してなる連結体（アーム連続体）を有している。そして、各エレメント３１の回動角度を適宜設定することにより、第１アーム３ａは、全体として屈曲・伸長することができる。この屈曲・伸長可能な領域が第１アーム３ａの稼動領域となる。ロボット１では、第１アーム３ａの稼動領域と第２アーム３ｂの稼動領域とが重なっていてもよいし、重なっていなくてもよい。以下、第１アーム３ａの稼動領域、第２アーム３ｂの稼動領域を総称して単に「稼動領域」と言う。

また、第１アーム３ａの先端部、すなわち、最も先端側に位置するエレメント３１には、エンドエフェクター（ハンド）３２を着脱自在に装着することができる。図４、図５に示すように、第１アーム３ａは、エンドエフェクター３２が装着された装着状態で、稼動する、すなわち、当該エンドエフェクター３２で前記精密機器を構成する部品２０等を把持することができる。

なお、本実施形態では、エンドエフェクター３２の構成としては、複数本のフィンガー３２１と、フィンガー３２１を支持する支持機構３２２とを有する構成となっている。
支持機構３２２は、例えば複数の歯車を有し、これらが互いに噛み合った構造のものである。また、支持機構３２２は、第１アーム３ａに装着される部分でもある。
このような構成の支持機構３２２の作動により、フィンガー３２１同士は、互いに接近・離間することができる。接近状態では、部品２０を挟持することができる。離間状態では、前記挟持されている部品２０を解放することができる。

また、図３に示すように、第１アーム３ａは、各エレメント３１をそれぞれ独立して回動させる第１の駆動源となるモーター３３と、各モーター３３の駆動を制御するモータードライバー３４とを有している。各モーター３３は、それぞれ、第１アーム３ａの関節付近に配置されている。また、各モーター３３は、それぞれ、当該モーター３３に対応するモータードライバー３４を介して、制御部８と電気的に接続されている。各モータードライバー３４は、それぞれ、脚部２３のベース２３１（筐体２３３）に格納されている。

さらに、第１アーム３ａは、装着状態のエンドエフェクター３２の各フィンガー３２１を作動させる駆動源（エンドエフェクター側駆動源）となるモーター３５と、モーター３５の駆動を制御するモータードライバー３６とを有している。モーター３５は、エンドエフェクター３２の支持機構３２２に配置され、前記歯車を回動させることができる。また、モータードライバー３６は、モーター３５にコネクター（図示せず）を介して電気的に接続され、脚部２３のベース２３１（筐体２３３）に格納されている。なお、前記コネクターは、着脱自在なオス側コネクターとメス側コネクターで構成され、例えばオス側コネクターがエンドエフェクター３２に配置され、メス側コネクターがエレメント３１に配置されている。

図３に示すように、撮像装置であるカメラ４ａ、４ｂは、それぞれ、制御部８と電気的に接続されている。カメラ４ａ、４ｂは、それぞれ、稼動領域内を撮像して当該稼動領域内の情報を得るものである。ロボット１では、２つのカメラ４ａ、４ｂを有しているため、撮像対象をステレオ視で撮像することができる。なお、カメラ４ａ、４ｂは、胴部２１に対し鉛直軸回りに回動可能に支持されているのが好ましい。

図１に示すように、カメラ４ａとカメラ４ｂとは、ロボット本体２の胴部２１の上方、すなわち、胴部２１よりもｚ軸正側にそれぞれ配置されている。また、カメラ４ａとカメラ４ｂとは、胴部２１の中心軸を関して対称的な位置関係にある、すなわち、胴部２１の中心軸に対して線対称に配置されている。
このような配置により、稼動領域にある部品２０を撮像して撮像情報を得、当該部品２０を制御部８で確実に把握することができる。そして、この撮像情報に基づいて、その後の組立作業を確実に行なうことができる。

カメラ４ａ、４ｂとしては、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラを用いることができる。これにより、濃淡画像を得ることができる。そして、制御部８の記憶部８２に予め記憶されているプログラムで、前記濃淡画像を２値化処理して、例えば部品２０の位置、形状（エッジ）等を抽出することができる。この抽出結果に基づいて、ロボット１は、第１アーム３ａ、第２アーム３ｂが組立作業を行なうことができる。

なお、カメラ４ａ、４ｂは、それぞれ、本実施形態ではロボット本体２の胴部２１の上方に配置されているが、これに限定されず、例えば、胴部２１の上部に内蔵して、配置されていてもよい。
図３に示すように、制御部８は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）８１と、ＣＰＵ８１と電気的に接続された記憶部８２とを有している。

ＣＰＵ８１は、第１アーム３ａ、第２アーム３ｂ、カメラ４ａおよび４ｂ、パイロットランプ２２の作動を制御するものである。
記憶部８２は、各部の作動を実行するためのプログラム等の各種プログラムおよび各種データを記憶（格納）するものである。記憶部８２は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＨＤ（Hard Disk）、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read−Only Memory）等のような記録媒体がある。

さて、図４、図５に示すように、第１アーム３ａの最も先端に位置するエレメント３１には、力覚センサー６が設置されている（第２アーム３ｂについても同様）。力覚センサー６は、第１アーム３ａ（エレメント３１）がエンドエフェクター３２を介して受ける力やモーメントを検出するセンサーである。
この力覚センサー６の検出結果、すなわち、力覚センサー６から出力される信号は、制御部８に入力される。そして、制御部８は、力覚センサー６の検出結果に基づいて所定の制御を行う（図３参照）。

なお、力覚センサー６としては、特に限定されず、各種のものを用いることができるが、その１例としては、互いに直交する３軸の各軸方向の力および各軸回りのモーメントを検出する６軸力センサー等が挙げられる。この力覚センサー６は、例えば、エンドエフェクター３２により部品２０を把持する場合、そのエンドエフェクター３２から第１アーム３ａに加わる力やモーメントを検出する。なお、以下では、力とモーメントとを含めて力と言う。
また、力覚センサー６の形状は、特に限定されないが、本実施形態では円盤状となっている。この円盤状をなす力覚センサー６は、中心軸が第１アーム３ａの長手方向に沿っている。

ところで、力覚センサー６は、温度依存性を有し、すなわち、温度変化の影響を受け易く、力覚センサー６自身またはその周辺の温度変化の程度によっては、検出精度が低下するおそれがある。例えば図４、図５に示すように、エンドエフェクター３２が部品２０を把持している間、エレメント３１側（力覚センサー６の位置よりも基端側）のモーター３３からはその作動時（通電時）に熱Ｈ１が発せられ、エンドエフェクター３２側（力覚センサー６の位置よりも先端側）のモーター３５からはその作動時（通電時）に熱Ｈ２が発せられる。そして、熱Ｈ１、Ｈ２が力覚センサー６にまで伝達される伝導熱となる場合がある。この場合、力覚センサー６は、経時的に加熱されることとなり、その結果、検出値に誤差（くるい）が生じる。なお、熱を発するものとしては、モーター３３、３５の他に、第１アーム３ａに内蔵されている回路基板（図示せず）もある。

ロボット１では、このような不具合を防止するよう構成されている。この構成としては、力覚センサー６への熱伝導をできる限り阻止して、前記加熱による力覚センサー６の温度変化を防止または抑止する蓄熱部（第１の蓄熱部）７ａと蓄熱部（第２の蓄熱部）７ｂとを設けた構成となっている。
蓄熱部７ａは、熱Ｈ１の一部を蓄熱するものであり、蓄熱部７ｂは、熱Ｈ２の一部を蓄熱するものである。

まず、蓄熱部７ａについて説明する。
図４、図５に示すように、蓄熱部７ａは、基端側から力覚センサー６に臨むようにエレメント３１に凹没して形成された収納空間３７内に収納されている。これにより、蓄熱部７ａは、力覚センサー６とモーター３３との間に配置され、かつ、力覚センサー６に接した状態となる。これにより、熱Ｈ１が生じた際、その熱Ｈ１が力覚センサー６に伝達される以前に、蓄熱部７ａで熱Ｈ１を確実に蓄熱することができる。

図６に示すように、この蓄熱部７ａは、袋体７１ａと、袋体７１ａに充填された充填材（潜熱蓄熱材）７２ａとで構成されている。
袋体７１ａは、可撓性を有するシート材を筒状に加工してなるものであり、充填材７２ａが熱Ｈ１により加熱されて熱膨張しても破損しない程度の強度を有している。シート材（袋体７１ａ）の構成材料としては、特に限定されず、例えば、弾性材料が挙げられる。その他、シート材としては、樹脂シートの表面にアルミニウムのコート層を形成したものであってもよい。この場合、充填材７２ａに均一に熱Ｈ１を伝えることができる。

充填材７２ａは、パラフィン系の材料を主に含む材料（蓄熱材料）を含んでいる。パラフィンとは、炭化水素化合物の一種であり、炭素原子の数が２０以上のアルカン（一般式がＣ_ｎＨ_２ｎ＋２の鎖式飽和炭化水素）の総称である。そして、このパラフィンを主成分としたものをパラフィン系の材料と言う。図１１に示すように、パラフィン系の材料は、融点を炭素数により適宜設定することができるので、所望の温度特性（蓄熱性）を有する充填材７２ａを得ることができる。

このような構成の蓄熱部７ａは、熱Ｈ１を未だ蓄熱していない状態では充填材７２ａは固体であり、この状態から熱Ｈ１により加熱されると充填材７２ａは固体から液体へ相転移する、すなわち、融解する。なお、融点ｔ_１は、力覚センサー６の仕様温度範囲内にある。また、融点ｔ_１においては、固体と液体とは平衡状態にある。そして、相転移する際に、この融解に伴う融解熱（潜熱）を熱Ｈ１として充填材７２ａで吸熱することができる。このように蓄熱部７ａを設置するという簡単な構造で、力覚センサー６が熱Ｈ１で加熱されるのを未然に防止することができる（図５参照）。
また、蓄熱部７ａは、その作動時に電力を必要とせず、これにより、例えば第１アーム３ａ内を挿通するケーブルを省略することができ、よって、第１アーム３ａの小型化を図ることができる。

なお、充填材７２ａ（蓄熱部７ａ）の融点ｔ_１は、力覚センサー６の使用可能な上限温度よりも低いのが好ましい。なお、前述したように融点は炭素数により適宜設定される。例えば、力覚センサー６の使用可能な上限温度の範囲が６０度以上、８０度以下である場合、融点ｔ_１は、３０度以上、６０度以下であるのが好ましく、４０度以上、５５度以下であるのがより好ましい。融点ｔ_１をこのような数値範囲に設定することにより、力覚センサー６の検出値に誤差が生じる程度にまで、当該力覚センサー６が熱Ｈ１により加熱されるのを確実に防止することができる。

ここで、モーター３３が作動を開始してから停止するまで、力覚センサー６では、どのような温度変化がなされているのかの一例について、図８を参照しつつ説明する。
まず、図８（ａ）に示すように、モーター３３が所定時間作動している。
これに伴い、モーター３３自身は、作動開始から若干遅れて温度が上昇していく（図８（ｂ）参照）。この上昇は、モーター３３の作動が停止するまで継続される。なお、作動停止後は、モーター３３の温度は下降に転じる。

また、蓄熱部７ａでは、モーター３３自身の温度上昇が開始して若干遅れて、固体の充填材７２ａの温度が上昇していく（図８（ｃ）参照）。この上昇は、充填材７２ａの温度が融点ｔ_１となるまで継続される。そして、固体の充填材７２ａが液体となってから、再び、充填材７２ａの温度が上昇していく。
なお、前述したように、融点ｔ_１においては、充填材７２ａは、固体と液体とは平衡状態にあり、その間、熱Ｈ１を吸熱することができる。
これにより、力覚センサー６が熱Ｈ１で加熱されるのを未然に防止することができ、当該力覚センサー６の温度αを経時的に一定の比較的低い状態とすることができる（図８（ｄ）参照）。

これに対し、蓄熱部７ａが省略された場合には、熱Ｈ１が直接的に力覚センサー６に伝達されることとなり、図８（ｅ）に示すように、力覚センサー６の温度α’は、温度αよりも著しく高い状態となる。このような力覚センサー６は、検出値に誤差が生じるおそれが十分にあり、例えば、ロボット１での正確な組立作業を行なうことができない。
なお、モーター３３は、間欠的に作動する、すなわち、作動と停止とを繰り返すので、この停止は、力覚センサー６の冷却（自然冷却）に寄与する。
蓄熱部７ａは、前述したようにエレメント３１の収納空間３７内に収納されており、当該収納空間３７内では非固定状態、すなわち、固定されていない状態となっている。また、収納空間３７の容積は、熱Ｈ１を未だ蓄熱していない状態の蓄熱部７ａの体積よりも大きい。

このような状態で蓄熱部７ａが収納空間３７内に収納されていることにより、充填材７２ａが熱膨張しても（液化しても）、蓄熱部７ａは、収納空間３７内で容易に塑性変形することができる（図５参照）。これにより、熱膨張した蓄熱部７ａで力覚センサー６を不本意に圧迫するのを防止することができ、よって、力覚センサー６の検出値に圧迫による影響を及ぼすのを防止することができる。

また、第１アーム３ａが急な加速または減速を行なったとしても、液化した充填材７２ａにより、そのときの第１アーム３ａの振動を減衰させることができる。これにより、振動が収束するまでの時間を短縮することができる。
また、この振動収束の経過を把握することにより、モーター３３等の発熱状態も把握することできる。

次に、蓄熱部７ｂについて説明するが、この蓄熱部７ｂは、配置箇所と形状とが蓄熱部７ａと異なること以外は蓄熱部７ａとほぼ同様である。従って、ここでは、蓄熱部７ａとの相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
図４、図５に示すように、蓄熱部７ｂは、先端側から力覚センサー６に臨むようにエンドエフェクター３２に凹没して形成された収納空間３８内に収納されている。これにより、装着状態で、蓄熱部７ｂは、モーター３５と力覚センサー６との間に配置され、かつ、力覚センサー６に接した状態となる。これにより、熱Ｈ２が生じた際、その熱Ｈ２が力覚センサー６に伝達される以前に、蓄熱部７ｂで熱Ｈ２を確実に蓄熱することができる。

図７に示すように、この蓄熱部７ｂは、袋体７１ｂと、袋体７１ｂに充填された充填材（潜熱蓄熱材）７２ｂとで構成されている。
袋体７１ｂは、可撓性を有するシート材をドーナツ状（リング状）に加工してなるものであり、充填材７２ｂが熱Ｈ２により加熱されて熱膨張しても破損しない程度の強度を有している。

充填材７２ｂは、充填材７２ａと同様に、パラフィン系の材料を主に含む（蓄熱材料）を含んでいる。そして、この炭素数により充填材７２ａの融点ｔ_２を適宜設定することができる。
このような構成の蓄熱部７ｂは、熱Ｈ２を未だ蓄熱していない状態では充填材７２ｂは固体であり、この状態から熱Ｈ２により加熱されると充填材７２ｂは固体から液体へ相転移する、すなわち、融解する。なお、融点ｔ_２においては、固体と液体とは平衡状態にある。そして、相転移する際に、この融解に伴う融解熱（潜熱）を熱Ｈ２として充填材７２ｂで吸熱することができる。このように蓄熱部７ｂを設置するという簡単な構造で、力覚センサー６が熱Ｈ２で加熱されるのを未然に防止することができる（図５参照）。

そして、エレメント３１側の蓄熱部７ａと相まって、力覚センサー６に対する加熱をより確実に防止することができる。
なお、充填材７２ｂ（蓄熱部７ｂ）の融点ｔ_２は、融点ｔ_１と同様に力覚センサー６の使用可能な上限温度よりも低いのが好ましいが、図９に示すように、融点ｔ_１とは値が異なっており、融点ｔ_１よりも高いのがより好ましい。例えば、融点ｔ_２を５５度、融点ｔ_１を４０度とすることができる。
エンドエフェクター３２側の熱Ｈ２は、エレメント３１側の熱Ｈ１よりも大気への放出がされ難い傾向にあり、そのため、融点ｔ_２を融点ｔ_１をよりも高めに設定することにより、放熱しづらい分を相殺することができる。これにより、蓄熱部７ｂでの蓄熱を確実に行なうことができる。

＜第２実施形態＞
図１０は、本発明に係わるロボットの第２実施形態を示す側面図である。
以下、この図を参照して本発明のロボットの第２実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
本実施形態は、ロボットアームの設置本数が異なること以外は前記第１実施形態と同様である。

図１０に示すように、本実施形態では、ロボット１は、１本のロボットアーム（第１アーム３ａ）と、第１アーム３ａをｚ軸回りに回動可能に支持する基台１０とを備えている。
このような構成のロボット１は、ロボットアームの設置本数を減少させた分、構成が簡単なものとなり、制御も容易となる。また、このロボット１は、例えば部品２０の搬送に特化して用いる場合に適している。

以上、本発明のロボットを図示の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、ロボットを構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。
また、本発明のロボットは、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、ロボットは、前記第１実施形態では２本のロボットアームを備えたものであり、前記第２実施形態では１本のロボットアームを備えたものであるが、これに限定されず、例えば、３本以上のロボットアームを備えたものであってもよい。
また、ロボットの撮像装置としては、前記第１実施形態ではＣＣＤカメラを挙げていたが、これに限定されず、例えば、近赤外線カメラも適用可能である。

また、エンドエフェクターは、前記各実施形態では部品を挟持して把持するよう構成されたものであるが、これに限定されず、例えば、部品を吸引して把持するよう構成されたものであってもよい。
また、蓄熱部の配置位置は、図４（図５も同様）に示す配置位置には限定されない。
また、蓄熱部の形状は、図６や図７に示す形状には限定されない。
また、蓄熱部は、前記各実施形態では袋体と充填材とで構成されたものであるが、これに限定されず、例えば、樹脂材料にパラフィンを混練し、所望の形状に成形したものであってもよい。さらに、この場合、成形体をアルミニウムで構成された被覆材で覆ってもよい。

１……ロボット ２……ロボット本体 ２１……胴部 ２２……パイロットランプ ２３……脚部 ２３１……ベース ２３２……キャスター ２３３……筐体 ２３４……ハンドル ３ａ……第１アーム（ロボットアーム） ３ｂ……第２アーム（ロボットアーム） ３１……エレメント（腕部） ３２……エンドエフェクター（ハンド） ３２１……フィンガー ３２２……支持機構 ３３……モーター（駆動源） ３４……モータードライバー ３５……モーター（エンドエフェクター側駆動源） ３６……モータードライバー ３７、３８……収納空間 ４ａ、４ｂ……カメラ ５……作業台 ５２１……天板 ５２２……脚部 ６……力覚センサー ７ａ……蓄熱部（第１の蓄熱部） ７ｂ……蓄熱部（第２の蓄熱部） ７１ａ、７１ｂ……袋体 ７２ａ、７２ｂ……充填材（潜熱蓄熱材） ８……制御部（制御装置） ８１……ＣＰＵ（Central Processing Unit） ８２……記憶部 １０……基台 ２０……部品 Ｈ１、Ｈ２……熱 ｔ_１、ｔ_２……融点 α、α’……温度

Claims (10)

1. エンドエフェクターが装着されるロボットアームと、
   前記ロボットアームに設けられ、前記ロボットアームが前記エンドエフェクターを介して受ける力を検出する力覚センサーと、
   前記ロボットアームにおいて前記力覚センサーの位置よりも基端側に設けられる第１の駆動源と、
   前記力覚センサーと前記駆動源との間に設けられ、前記第１の駆動源において通電により発生した熱を蓄熱する第１の蓄熱部と、を備えることを特徴とするロボット。
2. 前記蓄熱部は、前記駆動源で発生して前記力覚センサーに伝導される伝導熱の一部を蓄熱する請求項１に記載のロボット。
3. 前記第１の蓄熱部は、前記駆動源で発生した熱により固体から液体への相転移を生じる蓄熱材料を含み、前記相転移により前記熱を吸熱する請求項１または２に記載のロボット。
4. 前記第１の蓄熱部の材料の融点は、前記力覚センサーの仕様温度範囲内である請求項３に記載のロボット。
5. 前記ロボットアームの腕部は、前記第１の蓄熱部の体積よりも容積が大きく、前記第１の蓄熱部を収納する収納空間を有し、
   前記第１の蓄熱部は、前記収納空間内で塑性変形する請求項１ないし４のいずれか１項に記載のロボット。
6. 前記第１の蓄熱部は、可撓性を有する袋体と、前記袋体に充填され、パラフィン系の材料を含む充填材と、を有する請求項１ないし５のいずれか１項に記載のロボット。
7. 前記駆動源は、モーターを含む請求項１ないし６のいずれか１項に記載のロボット。
8. 前記エンドエフェクターは、通電時に発熱する第２の駆動源と、
   前記装着状態で前記力覚センサーと前記第２の駆動源との間に設けられ、前記第２の駆動源で発生した熱を蓄熱する第２の蓄熱部と、を有する請求項１ないし７のいずれか１項に記載のロボット。
9. 前記第１の蓄熱部は、前記第１の駆動源で発生した熱により固体から液体への相転移を生じる蓄熱材料を含み、
   前記第２の蓄熱部は、前記第２の駆動源で発生した熱により固体から液体への相転移を生じる蓄熱材料を含み、
   前記第２の蓄熱部は前記第１の蓄熱部の蓄熱材料とは異なる融点の蓄熱材料を備える請求項８に記載のロボット。
10. 前記第２の蓄熱部の蓄熱材料の融点は、前記第１の蓄熱部の蓄熱材料の融点よりも高い請求項９に記載のロボット。

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