JP2017170595A - ロボットおよび外力検知装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被接触物との接触を高精度に検知することができるロボットおよび外力検知装置を提供することにある。【解決手段】可動部と、前記可動部に配置されている第１部材と、前記第１部材との間に空間を構成する第２部材と、前記第１部材と前記第２部材との間に位置し、前記第２部材の前記第１部材から離間する方向への変位を規制する第３部材と、前記空間内の圧力を検出する圧力検出部と、を有していることを特徴とするロボット。【選択図】図２

Description

本発明は、ロボットおよび外力検知装置に関するものである。

例えば、工業製品を製造する製造工程で用いられるロボットとして、特許文献１に記載のロボットが知られている。特許文献１のロボットは、関節を介して接続されている複数のアームと、最先端に位置するアームに取り付けられているハンドと、を有している。また、このロボットは、作業者との接触を検知することのできる機構を有している。この機構は、最先端に位置するアームに配置され、内部に帯状の空気室が形成されているマットと、マット内の圧力を検出する圧力スイッチと、を有し、作業者との接触により変化するマット内の圧力を圧力スイッチが検知すると、ロボットが安全に停止するようになっている。

特開昭６３−３９７８６号公報

しかしながら、特許文献１のロボットでは、作業者（被接触物）がマットと接触した場合に、マットの作業者との接触部が凹むと共に接触部以外の部分が膨らむため、結果としてマット内の圧力変化が生じ難い。そのため、作業者との接触を高精度に検知することができない。

本発明の目的は、被接触物との接触を高精度に検知することができるロボットおよび外力検知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。
本発明のロボットは、可動部と、
前記可動部に配置されている第１部材と、
前記第１部材との間に空間を構成する第２部材と、
前記第１部材と前記第２部材との間に位置し、前記第２部材の前記第１部材から離間する方向への変位を規制する第３部材と、
前記空間内の圧力を検出する圧力検出部と、を有していることを特徴とする。
このように第３部材によって第２部材の第１部材から離間する方向への変位を規制することで、被接触物（代表的には作業者）が第２部材と接触した場合に、第２部材の被接触物との接触部以外の部分が膨らみ難くなり、空間内の圧力変化を大きくすることができる。そのため、被接触物との接触を高感度に検知することができるロボットとなる。

本発明のロボットでは、前記空間は、前記第１部材と前記第２部材とで囲まれていることが好ましい。
これにより、比較的簡単に空間を形成することができる。

本発明のロボットでは、前記空間は、密閉されていることが好ましい。
これにより、被接触物との接触で空間内の圧力が変化し易く、かつ、被接触物との接触に対して瞬時に圧力が変化するため、空間内の圧力変化をより高感度に検知することができる。

本発明のロボットでは、前記空間は、自然状態で陽圧であることが好ましい。
これにより、被接触物との接触で空間内の圧力が変化し易く、かつ、被接触物との接触が解除されれば空間内の圧力が速やかに自然状態に復帰することができる。

本発明のロボットでは、前記空間は、複数に仕切られていることが好ましい。
これにより、１つの空間を小さくすることができるため、被接触物との接触による圧力変化が大きくなる。

本発明のロボットでは、前記圧力検出部は、前記第２部材に配置されていることが好ましい。
これにより、圧力検出部を空間からより近い場所に配置することができるため、空間内の圧力をより正確に検出することができる。

本発明のロボットでは、前記圧力検出部は、前記第１部材に配置されていることが好ましい。
これにより、圧力検出部を空間からより近い場所に配置することができるため、空間内の圧力をより正確に検出することができる。

本発明のロボットでは、前記可動部の一部が前記第１部材を兼ねていることが好ましい。
これにより、装置構成を簡略化することができる。

本発明のロボットでは、前記第３部材は、弾性体であることが好ましい。
これにより、第３部材の構成が簡単となると共に、被接触物との接触時の衝撃を緩和することができる。

本発明のロボットでは、前記第３部材は、発泡体を含んでいることが好ましい。
これにより、第３部材の構成が簡単となる。

本発明のロボットでは、前記第３部材は、前記第１部材および前記第２部材に固定されており、
前記第３部材と前記第１部材との固定部は、互いに離間して複数設けられており、
前記第３部材と前記第２部材との固定部は、互いに離間して複数設けられていることが好ましい。
これにより、特に、第３部材によって第２部材の変形が阻害され難くなるため、第２部材の破損を低減することができる。

本発明の外力検知装置は、第１部材と、
前記第１部材との間に空間を構成する第２部材と、
前記第１部材と前記第２部材との間に位置し、前記第２部材の前記第１部材から離間する方向への変位を規制する第３部材と、
前記空間内の圧力を検出する圧力検出部と、を有していることを特徴とする。
このように第３部材によって第２部材の第１部材から離間する方向への変位を規制することで、被接触物が第２部材と接触した場合に、第２部材の被接触物との接触部以外の部分が膨らみ難くなり、空間内の圧力変化を大きくすることができる。そのため、被接触物との接触を高感度に検知することができる。

本発明の第１実施形態に係るロボットを示す斜視図である。 図１に示すロボットが備えている外力検知装置を示す断面図である。 図２に示す外力検知装置に被接触物が接触した状態を示す断面図である。 外力検知装置が備える圧力センサーの検出信号の一例を示すグラフである。 本発明の第２実施形態に係るロボットを示す部分拡大断面図である。 本発明の第３実施形態に係るロボットを示す部分拡大断面図である。 本発明の第４実施形態に係るロボットを示す部分拡大断面図である。 本発明の第５実施形態に係るロボットを示す部分拡大断面図である。 本発明の第６実施形態に係るロボットを示す部分拡大断面図である。

以下、本発明のロボットおよび外力検知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。

＜第１実施形態＞
まず、本発明の第１実施形態に係るロボットについて説明する。

図１は、本発明の第１実施形態に係るロボットを示す斜視図である。図２は、図１に示すロボットが備えている外力検知装置を示す断面図である。図３は、図２に示す外力検知装置に被接触物が接触した状態を示す断面図である。図４は、外力検知装置が備える圧力センサーの検出信号の一例を示すグラフである。

図１に示すロボット１は、例えば、精密機器等の工業製品を製造する製造工程で用いることのできるロボットである。同図に示すように、ロボット１は、可動部としての複数のアーム２３１、２３２、２３３、２３４、２３５、２３６を備えているロボット本体２と、ロボット本体２に配置されている外力検知装置３と、を有している。また、図２に示すように、外力検知装置３は、アーム２３４の筐体２３４ａに配置されている第１部材としての第１シート材３１と、第１シート材３１と共に第１シート材３１との間に包囲された空間である空間Ｓを構成する第２部材としての第２シート材３２と、第１シート材３１と第２シート材３２との間に位置し、第２シート材３２の第１シート材３１から離間する方向への変位を規制する第３部材としての変位規制部３３と、空間Ｓ内の圧力を検出する圧力検出部としての圧力センサー３４と、空間Ｓ内の圧力を制御する圧力制御ユニット３６と、を有している。このような外力検知装置３によれば、変位規制部３３によって第２シート材３２の第１シート材３１から離間する方向への変位を規制することができるため、被接触物Ｘ（代表的には作業者）が第２シート材３２（アーム２３４）と接触した場合に、図３に示すように、第２シート材３２の被接触物Ｘとの接触部以外の部分が膨らみ難くなり、空間Ｓ内の圧力変化を大きくすることができる。そのため、被接触物Ｘとの接触を高感度に検知することができ、ロボット１の安全な駆動が可能となる。なお、「変位を規制する」とは、変位を完全に抑制せずとも、変位量を低減させることも含んでいる。

以下、このようなロボット１について詳細に説明する。
ロボット本体２は、例えば床や天井に固定されるベース２１と、関節機構２２１を介してベース２１に連結され、関節機構２２１を軸に回動するアーム２３１と、関節機構２２２を介してアーム２３１に連結され、関節機構２２２を軸に回動するアーム２３２と、関節機構２２３を介してアーム２３２の先端に連結され、関節機構２２３を軸に回動するアーム２３３と、関節機構２２４を介してアーム２３３の先端に連結され、関節機構２２４を軸に回動するアーム２３４と、関節機構２２５を介してアーム２３４の先端に連結され、関節機構２２５を軸に回動するアーム２３５と、関節機構２２６を介してアーム２３５の先端に連結され、関節機構２２６を軸に回動するアーム２３６と、を有している。また、アーム２３６にはハンド接続部２４が設けられており、ハンド接続部２４には、ロボット１に実行させる作業に応じたハンド２６（エンドエフェクター）が装着される。

各アーム２３１、２３２、２３３、２３４、２３５、２３６の回動駆動は、各関節機構２２１、２２２、２２３、２２４、２２５、２２６に内蔵されているモーター等によって行われる。各モーターの駆動は、ロボット制御部２５で制御され、これにより、ロボット１に所望の動作を実行させることができる。

図２に示すように、外力検知装置３は、第１シート材３１と、第１シート材３１との間に空間Ｓを形成している（言い換えると、第１シート３１と空間Ｓを隔てて設けられている）第２シート材３２と、第１シート材３１と第２シート材３２との間に位置している変位規制部３３と、空間Ｓ内の圧力を検出する圧力センサー３４と、空間Ｓ内の圧力を制御する圧力制御ユニット３６と、を有している。そして、第１シート材３１がアーム２３４の筐体２３４ａの表面に配置されており、第２シート材３２の表面３２１が被接触物Ｘとの接触面となっている。つまり、第２シート材３２は、第１シート材３１に対してアーム２３４とは反対側に配置されている。

なお、外力検知装置３の配置としては、動く部分（すなわち、可動部）に配置されていれば特に限定されず、アーム２３１、２３２、２３３、２３４、２３５、２３６の少なくとも１つのアームに配置されていればよい。ただし、外力検知装置３を複数のアームに配置する場合は、関節機構を跨いで空間Ｓを配置せずに、アーム毎に独立した空間Ｓを配置することが好ましい。

第１シート材３１および第２シート材３２は、それぞれ、シート状をなし気密性および可撓性を有する部材である。そして、これら第１シート材３１および第２シート材３２は、外縁部同士で接合されており、その内側（第１シート材３１と第２シート材３２との間）に空間Ｓを有する袋体３０を形成している。ただし、第１シート材３１は、硬質な部材で構成されていてもよい。また、第１シート材３１と第２シート材３２は、一体となっていてもよい。すなわち、例えば、１枚のシートを２つ折りにし、２つの折り曲げ片の外縁同士を接合することで袋体３０としてもよい。

空間Ｓは、第１シート材３１と第２シート材３２とで囲まれており、これらによって密閉（すなわち、気密的に封止）されている。このように、空間Ｓを密閉することで、被接触物Ｘとの接触で空間Ｓ内の圧力が変化し易くなり、かつ、被接触物Ｘとの接触に対して瞬時に空間Ｓ内の圧力が変化するため、空間Ｓ内の圧力変化（すなわち、被接触物Ｘとの接触）をより高感度に検知することができる。

特に、本実施形態では、空間Ｓは、気体が導入されることで、自然状態で陽圧（すなわち、ロボット１が配置されている雰囲気の圧力よりも高い圧力）となっている。このように、空間Ｓを自然状態で陽圧とすることで、被接触物Ｘとの接触で空間Ｓ内の圧力をより大きく変化させることができるため、被接触物Ｘとの接触をより高感度に検知することができる。また、空間Ｓ内の圧力変化に基づいて被接触物Ｘとの接触強度も検知することができる。また、被接触物Ｘとの接触が解除されれば空間Ｓ内の圧力が速やかに自然状態に復帰する。また、例えば、袋体３０の破損によって空間Ｓの密閉状態が崩壊した場合には、空間Ｓ内の圧力の異常低下を検知可能となるため、より早期に袋体３０の破損を検知することができる。なお、前記「自然状態」とは、静止状態で、かつ、被接触物Ｘと接触していない状態を言う。

空間Ｓ内に導入する気体としては特に限定されず、空気であってもよいが、窒素、アルゴン等の希ガス（特に、乾燥した希ガス）であることが好ましい。これにより、空間Ｓ内がより安定した雰囲気となる。また、空間Ｓに、液体、ゲル等の気体以外の流体を導入して陽圧としてもよい。

空間Ｓの圧力としては特に限定されず、第１シート材３１や第２シート材３２の強度や第１シート材３１と第２シート材３２との接合強度等によっても異なるが、例えば、ロボット１を配置している雰囲気の圧力（気圧）に対して＋５ｋＰａ程度とすることができる。＋５ｋＰａ程度とすれば、圧力検出精度を十分に高めることができる。

また、空間Ｓ内、すなわち第１シート材３１と第２シート材３２との間には変位規制部３３が設けられている。本実施形態の変位規制部３３は、弾性体で構成されている。このように、変位規制部３３を弾性体で構成することで、変位規制部３３の構成が簡単となると共に、被接触物Ｘとの接触時の衝撃を緩和することができる。そのため、被接触物Ｘとしての作業者の安全性が向上する。

特に本実施形態では、変位規制部３３は、スポンジに代表されるような、連続した空孔を有する柔らかい発泡体で構成されている。このように、変位規制部３３を発泡体で構成することで、変位規制部３３の構成が簡単となると共に、高い衝撃吸収性を発揮することができる。このような発泡体としては、例えば、ウレタンフォーム材を用いることができる。なお、本実施形態の発泡体は、連続した空孔を有しているが、発泡体としては、連続した空孔を有していなくてもよい。

このような変位規制部３３は、シート状をなしており、第１シート材３１と第２シート材３２との間に位置している。また、変位規制部３３の下面（すなわち、第１シート材３１側の面）は、その全域にわたって第１シート材３１に固定されており、上面（すなわち、第２シート材３２側の面）は、その全域にわたって第２シート材３２と固定されている。なお、変位規制部３３と第１、第２シート材３１、３２との固定は、例えば、接着剤を用いて行うことができる。このように、変位規制部３３を第１、第２シート材３１、３２に固定することで、図３に示すように、被接触物Ｘが接触した際、第２シート材３２の被接触物Ｘとの接触部以外の部分の膨らみを規制することができる。なお、ここでの「規制」は、変位規制部３３を省略した場合と比較して、第２シート材３２の前記接触部以外の部分を膨らみ難くすることができることを意味しており、好ましくは、前記接触部以外の部分の膨らみを防止することができることを意味している。

なお、変位規制部３３の厚さとしては、特に限定されないが、袋体３０内に配置された状態で、例えば、１ｃｍ以上、５ｃｍ以下とすることができる。この程度の厚さとすることで、十分に薄い袋体３０となり、アーム２３４に配置し易くなる。

圧力センサー３４は、第２シート材３２に配置されている。具体的には、第２シート材３２には台座３５が設けられており、この台座３５には第２シート材３２に形成されている開口を介して空間Ｓと連通している収容空間ＳＳが設けられている。そして、この収容空間ＳＳ内に圧力センサー３４が設けられている。このように、第２シート材３２に圧力センサー３４を配置することで、圧力センサー３４を空間Ｓからより近い場所に配置することができる。そのため、圧力損失が小さくなると共に、圧力変化を検出するまでのタイムラグが短くなり、空間Ｓ内の圧力をより正確に検出することができる。

なお、圧力センサー３４としては、圧力を検出することができれば特に限定されず、公知の物を適用することができる。例えば、圧力センサー３４は、受圧により撓み変形するダイアフラムと、ダイアフラムの撓みを検出する検出素子（例えば、ダイアフラム上に配置されているピエゾ抵抗素子）と、を有する構成とすることができる。

図２に示すように、圧力制御ユニット３６は、加圧ポンプ３６１と、加圧ポンプと空間Ｓ内を連通する流路３６２と、流路３６２の途中に配置されているバルブ３６３と、圧力センサー３４で検出された空間Ｓの圧力に基づいて加圧ポンプ３６１およびバルブ３６３の駆動を制御する制御部３６４と、を有している。そして、制御部３６４は、自然状態において空間Ｓ内の圧力が所定の値（例えば、前述したように雰囲気圧力＋５ｋＰａ程度の陽圧）を維持するように、加圧ポンプ３６１およびバルブ３６３の駆動を制御する。空間Ｓ内の圧力は、温度変化や経年的な気体抜け等によって変化するため、このような圧力制御ユニット３６を設けることで、自然状態での空間Ｓ内の圧力を所定の値に保つことができる。そのため、被接触物Ｘとの接触による空間Ｓ内の圧力変化をより精度よく検出することができる。

加圧ポンプ３６１、バルブ３６３および制御部３６４の配置としては、特に限定されないが、例えば、アーム２３４内に配置することができる。これにより、これら各部を保護することができる。なお、例えば、空間Ｓ内からの経年的な空気漏れが実質的に起こらず、また、空間Ｓ内の温度を検出することのできる温度センサーが設けられている場合には、加圧ポンプ３６１、流路３６２およびバルブ３６３を省略することもできる。この場合は、温度センサーからの温度情報に基づいて圧力センサー３４で検出された空間Ｓ内の圧力を補正することで、空間Ｓ内の現実の圧力を検知することができる。

ここで、図４に、被接触物Ｘと接触したときの空間Ｓ内の圧力の変化（すなわち、圧力センサー３４の検出信号）の一例を示す。このグラフは、時刻Ｔ１に被接触物Ｘが第２シート材３２に接触し、時刻Ｔ２に被接触物Ｘが第２シート材３２から離れた場合の圧力変化を示している。同図に示すように、時刻Ｔ１において第２シート材３２に被接触物Ｘが接触すると空間Ｓ内の圧力が急峻に上昇し、時刻Ｔ２において被接触物Ｘとの接触が解除されると、速やかに自然状態の圧力に復帰する。外力検知装置３は、このような圧力変化に基づいて、被接触物Ｘとの接触の有無を判断できるように構成されている。

制御部３６４は、圧力センサー３４での空間Ｓ内の圧力の検出結果から被接触物Ｘとの接触の有無を判断する。具体的には、制御部３６４は、図４で示したように、空間Ｓ内の圧力が大きく上昇した場合には被接触物Ｘと接触したと判断し、空間Ｓ内の圧力が自然状態に戻れば、被接触物Ｘとの接触が解除されたと判断する。そして、制御部３６４は、被接触物Ｘと接触したと判断した場合には、その情報をロボット本体２のロボット制御部２５に送信する。ロボット制御部２５は、被接触物Ｘと接触したとの情報を制御部３６４から受信した場合には、例えば、速やかにロボット本体２を停止させる。これにより、ロボット１や被接触物Ｘの破損を防止でき、特に、被接触物Ｘとしての作業者の安全を確保することができる。反対に、制御部３６４は、被接触物Ｘとの接触が解除されたと判断した場合には、その情報をロボット制御部２５に送信する。ロボット制御部２５は、被接触物Ｘとの接触が解除されたとの情報を制御部３６４から受信した場合には、例えば、速やかにロボット本体２の駆動を再開する。これにより、被接触物Ｘとの接触によるタイムロスを短くすることができる。

以上、外力検知装置３について詳細に説明した。このような構成によれば、前述したように、被接触物Ｘとの接触の有無を高精度に検知することができ、ロボット１の安全な駆動が可能となる。特に、本実施形態では、被接触物Ｘと接触する袋体３０中にスポンジのような変位規制部３３が配置されているため、被接触物Ｘとの接触時の衝撃を緩和することができ、被接触物Ｘとしての作業者の安全をより確保することができる。また、被接触物Ｘと接触してから変位規制部３３が圧縮しきるまで（すなわち、被接触物Ｘが硬いアーム２３４の筐体２３４ａにぶつかるまで）に若干の時間差が生じるため、ロボット本体２の駆動を停止するまでの時間に若干の猶予を与えることができる。そのため、例えば、通常動作における各アーム２３１、２３２、２３３、２３４、２３５、２３６の移動速度を比較的早く設定しておいても、被接触物Ｘとの接触時には安全にロボット本体２を停止させることができる。

＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係るロボットについて説明する。
図５は、本発明の第２実施形態に係るロボットを示す部分拡大断面図である。

本実施形態に係るロボットは、主に、外力検知装置の構成が異なること以外は、前述した第１実施形態のロボットと同様である。

なお、以下の説明では、第２実施形態のロボットに関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図５では前述した実施形態と同様の構成について、同一符号を付している。

図５に示すように、本実施形態のロボット１では、アーム２３４の一部が外力検知装置３の第１シート材３１を兼ねている。具体的には、アーム２３４の筐体２３４ａが第１シート材３１を兼ねている。これにより、ロボット１の装置構成を簡略化することができる。

特に、本実施形態では、筐体２３４ａにはフィン２３４ｂが設けられており、例えば、空間Ｓの内外の熱交換を効率的に行うことができる。なお、筐体２３４ａは、例えば、各種金属材料で構成することができる。

また、筐体２３４ａには空間Ｓの内外を連通する開口２３４ｃが形成されており、この開口２３４ｃには流路３６２の端部が接続されている。また、筐体２３４ａには空間の内外を連通する開口２３４ｄが形成されており、この開口２３４ｄには圧力センサー３４が配置されている。すなわち、圧力センサー３４は、第１シート材３１を兼ねている筐体２３４ａに配置されている。このように、筐体２３４ａに圧力センサー３４を配置することで、圧力センサー３４を空間Ｓからより近い場所に配置することができる。そのため、圧力損失が小さくなると共に、圧力変化を検出するまでのタイムラグが短くなるため、空間Ｓ内の圧力をより正確に検出することができる。また、圧力制御ユニット３６および圧力センサー３４をアーム２３４内に配置することができるため、これら各部を保護することができる。

このような第２実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。

＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態に係るロボットについて説明する。
図６は、本発明の第３実施形態に係るロボットを示す部分拡大断面図である。

本実施形態に係るロボットは、主に、外力検知装置の構成が異なること以外は、前述した第１実施形態のロボットと同様である。

なお、以下の説明では、第３実施形態のロボットに関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図６では前述した実施形態と同様の構成について、同一符号を付している。

図６に示すように、本実施形態の外力検知装置３では空間Ｓが複数に仕切られている。そして、空間Ｓ毎に圧力センサー３４および圧力制御ユニット３６が配置されている。このような構成とすることで、１つの空間Ｓの体積を小さくすることができるため、被接触物Ｘとの接触による圧力変化がより大きくなる。そのため、より高感度で、被接触物Ｘとの接触を検知することができる。また、圧力変化を検知した圧力センサー３４に対応する空間Ｓを特定することで、被接触物Ｘとの接触箇所をより狭い範囲で特定することもできる。

このような第３実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。なお、本実施形態では、空間Ｓ毎に圧力制御ユニット３６の制御部３６４を配置しているが、複数の制御部３６４を１つにまとめてもよい。また、本実施形態では、空間Ｓ毎に圧力センサー３４および圧力制御ユニット３６を配置しているが、例えば、複数の空間Ｓを直列に繋げて１つの圧力センサー３４および圧力制御ユニット３６によって圧力変化を検知する構成となっていてもよいし、複数の空間Ｓを並列に繋げて１つの圧力センサー３４および圧力制御ユニット３６によって圧力変化を検知する構成となっていてもよい。

＜第４実施形態＞
次に、本発明の第４実施形態に係るロボットについて説明する。
図７は、本発明の第４実施形態に係るロボットを示す部分拡大断面図である。

本実施形態に係るロボットは、主に、外力検知装置の構成が異なること以外は、前述した第１実施形態のロボットと同様である。

なお、以下の説明では、第４実施形態のロボットに関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図７では前述した実施形態と同様の構成について、同一符号を付している。

図７に示すように、本実施形態の外力検知装置３では変位規制部３３が複数の分割片３３１に分割されており、複数の分割片３３１が互いに離間して配置されている。そして、各分割片３３１の下面が第１シート材３１に固定されており、上面が第２シート材３２に固定されている。すなわち、変位規制部３３は、第１シート材３１および第２シート材３２に固定されており、変位規制部３３と第１シート材３１との固定部は、互いに離間して複数設けられており、変位規制部３３と第２シート材３２との固定部は、互いに離間して複数設けられている。これにより、特に、変位規制部３３によって第２シート材３２の変形が阻害され難くなるため、第２シート材３２の変形の自由度が増し、第２シート材３２の破損を低減することができる。

このような第４実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。なお、本実施形態では、変位規制部３３を複数の分割片３３１に分割しているが、例えば、第１実施形態と同様に分割されていない１つの変位規制部３３を用い、第１、第２シート材３１、３２との固定箇所を複数配置してもよい。

＜第５実施形態＞
次に、本発明の第５実施形態に係るロボットについて説明する。
図８は、本発明の第５実施形態に係るロボットを示す部分拡大断面図である。

本実施形態に係るロボットは、主に、外力検知装置の構成が異なること以外は、前述した第１実施形態のロボットと同様である。

なお、以下の説明では、第５実施形態のロボットに関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図８では前述した実施形態と同様の構成について、同一符号を付している。

図８に示すように、本実施形態の外力検知装置３では変位規制部３３が柔軟な複数の線状体３３２で構成されている。そして、各線状体３３２の一端部が第１シート材３１に固定されており、他端部が第２シート材３２に固定されている。そして、これら線状体３３２が伸びきることで、第２シート材３２の第１シート材３１から離間する方向への変位を規制している。

このような第５実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。

＜第６実施形態＞
次に、本発明の第６実施形態に係るロボットについて説明する。
図９は、本発明の第６実施形態に係るロボットを示す部分拡大断面図である。

本実施形態に係るロボットは、主に、外力検知装置の構成が異なること以外は、前述した第１実施形態のロボットと同様である。

なお、以下の説明では、第６実施形態のロボットに関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図９では前述した実施形態と同様の構成について、同一符号を付している。

図９に示すように、本実施形態の外力検知装置３は、第１シート材３１と、第１シート材３１と対向配置されている第２シート材３２と、第１シート材３１と第２シート材３２の外周部同士を連結し、第１シート材３１と第２シート材３２との間に密閉された空間Ｓを形成する可撓性を有する連結部３７と、第１シート材３１と第２シート材３２との間に位置する変位規制部３３と、空間Ｓ内の圧力を検出する圧力センサー３４と、空間Ｓ内の圧力を制御する圧力制御ユニット３６と、を有している。また、本実施形態では、第１シート材３１および第２シート材３２は、板状の硬質な部材で構成されており、変位規制部３３は、弾性体として複数のバネ部材３３３で構成されている。各バネ部材３３３は、空間Ｓの厚さ方向に伸縮するように設けられている。このように、変位規制部３３をバネ部材３３３で構成することで、変位規制部３３の構成が簡単となると共に、被接触物Ｘとの接触時の衝撃を緩和することができる。そのため、被接触物Ｘとしての作業者の安全性が向上する。

このような第６実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。なお、本実施形態の場合には、変位規制部３３としてのバネ部材３３３を省略し、連結部３７が変位規制部３３を兼ねてもよい。

以上、本発明のロボットおよび外力検知装置について、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、各実施形態を適宜組み合わせてもよい。

また、前述した実施形態では、ロボットとして、回動軸の数が６ある６軸多関節ロボットを用いたが、ロボットとしては、これに限定されず、例えば、胴体と２つの多関節アームを有する双腕ロボットであってもよいし、スカラロボット（水平多関節ロボット）であってもよい。

また、前述した実施形態では、外力検知装置をロボットに配置した構成について説明したが、外力検知装置を配置する対象は、ロボットに限定されない。例えば、バイク、自動車等の移動体、動物（特に人間）、植物等の生物等に配置してもよい。

また、前述した実施形態では、袋体内の空間が密閉されていたが、袋体内の空間は密閉されていなくてもよい。この場合、空間Ｓは、雰囲気の圧力と等しい圧力を有することにある。

１…ロボット、２…ロボット本体、２１…ベース、２２１、２２２、２２３、２２４、２２５、２２６…関節機構、２３１、２３２、２３３、２３４、２３５、２３６…アーム、２３４ａ…筐体、２３４ｂ…フィン、２３４ｃ、２３４ｄ…開口、２４…ハンド接続部、２５…ロボット制御部、２６…ハンド、３…外力検知装置、３０…袋体、３１…第１シート材、３２…第２シート材、３２１…表面、３３…変位規制部、３３１…分割片、３３２…線状体、３３３…バネ部材、３４…圧力センサー、３５…台座、３６…圧力制御ユニット、３６１…加圧ポンプ、３６２…流路、３６３…バルブ、３６４…制御部、３７…連結部、Ｓ…空間、ＳＳ…収容空間、Ｔ１、Ｔ２…時刻、Ｘ…被接触物

Claims (12)

1. 可動部と、
   前記可動部に配置されている第１部材と、
   前記第１部材との間に空間を構成する第２部材と、
   前記第１部材と前記第２部材との間に位置し、前記第２部材の前記第１部材から離間する方向への変位を規制する第３部材と、
   前記空間内の圧力を検出する圧力検出部と、を有していることを特徴とするロボット。
2. 前記空間は、前記第１部材と前記第２部材とで囲まれている請求項１に記載のロボット。
3. 前記空間は、密閉されている請求項１または２に記載のロボット。
4. 前記空間は、自然状態で陽圧である請求項３に記載のロボット。
5. 前記空間は、複数に仕切られている請求項３または４に記載のロボット。
6. 前記圧力検出部は、前記第２部材に配置されている請求項１ないし５のいずれか１項に記載のロボット。
7. 前記圧力検出部は、前記第１部材に配置されている請求項１ないし５のいずれか１項に記載のロボット。
8. 前記可動部の一部が前記第１部材を兼ねている請求項１ないし７のいずれか１項に記載のロボット。
9. 前記第３部材は、弾性体である請求項１ないし８のいずれか１項に記載のロボット。
10. 前記第３部材は、発泡体を含んでいる請求項１ないし９のいずれか１項に記載のロボット。
11. 前記第３部材は、前記第１部材および前記第２部材に固定されており、
    前記第３部材と前記第１部材との固定部は、互いに離間して複数設けられており、
    前記第３部材と前記第２部材との固定部は、互いに離間して複数設けられている請求項１ないし１０のいずれか１項に記載のロボット。
12. 第１部材と、
    前記第１部材との間に空間を構成する第２部材と、
    前記第１部材と前記第２部材との間に位置し、前記第２部材の前記第１部材から離間する方向への変位を規制する第３部材と、
    前記空間内の圧力を検出する圧力検出部と、を有していることを特徴とする外力検知装置。

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