KR20060053230A

KR20060053230A - 로봇의 과전류 방지 장치

Info

Publication number: KR20060053230A
Application number: KR1020050096353A
Authority: KR
Inventors: 다쿠로 고야나기; 다카미치 시마다
Original assignee: 혼다 기켄 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2004-10-19
Filing date: 2005-10-13
Publication date: 2006-05-19
Also published as: KR100691416B1; US7262574B2; EP1650621A3; EP1650621B1; US20060082944A1; JP4657796B2; EP1650621A2; JP2006142470A

Abstract

본 발명은, 전류가 검출되었을 때, 전장 시스템을 보호하면서, 상황의 여하에 관계없이, 로봇의 기능 정지 또는 그 자세가 불안정해지는 것을 회피하도록 구성한 로봇의 과전류 방지 장치를 제공한다.

전원 회로(7a)에 삽입되어, 오프될 때, 전원 회로(7a)를 차단하여 구동 회로(72)로의 통전을 정지하는 FET(80a)와, 전동 모터에 통전되는 전류에 따른 출력을 발생시키는 전류 센서(80b)와, 전류 센서의 출력(V1)을 임계값(Va)과 비교하여, 전류 센서의 출력이 임계값을 초과할 때, 제 1 소정 시간(T2), 스위칭 소자를 온/오프시키는 스위칭 동작을 실행하여 전원 회로를 단속적으로 차단하는 과전류 억제 수단(비교기(80c), 제 1, 제 2 지연 회로(80d, 80e), EX-OR 회로(80f), AND 회로(80g), 발진기(80h), 버퍼(80i), AND 회로(80j), 절연 게이트 드라이버(80k), 래치 회로(80l), ECU(70)를 구비한다.

Description

로봇의 과전류 방지 장치{OVER CURRENT PROTECTION DEVICE FOR ROBOT}

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 관한 이동 로봇의 과전류 방지 장치를 대상으로 하는 로봇, 구체적으로는 레그식 이동 로봇의 정면도.

도 2는 도 1에 도시한 로봇의 측면도.

도 3은 도 1에 도시한 로봇을 스켈리톤(골격)으로 도시한 설명도.

도 4는 도 3에 도시한 제어 유닛의 구성을 전장 시스템을 중심으로 도시한 블록도.

도 5는 도 4에 도시한 CPU의 동작을, 과전류 방지 장치로서 포함시켜 기능적으로 도시한 블록도.

도 6은 도 5에 도시한 과전류 방지 회로의 구성을 구체적으로 도시한 블록도.

도 7(a)는, 제 1 지연 회로의 상세를 도시한 블록도, (b)는 그 특성을 도시한 그래프이다.

도 8은 도 6에 도시한 과전류 방지 회로의 동작을 도시한 타임 차트.

도 9는 마찬가지로, 도 6에 도시한 과전류 방지 회로의 동작을 도시한 타임 차트.

도 10(a)는 도 6에 도시한 과전류 방지 회로의 동작에 의한 전류와 전압의 추이를 도시한 설명 그래프, (b)는 과전류가 흐른 경우에 단지 과전류 보호를 행한 경우를 도시한 설명 그래프.

도 11은 본 발명의 제 2 실시예에 관한 과전류 방지 장치를 도시한, 도 5와 동일한 블록도.

도 12는 도 11에 도시한 장치의 동작을 도시한 플로우 차트.

도 13은 도 11의 처리에서 사용되는, 외기온(TA)에 대한 임계값(Va)과 T2(제 1 소정 시간)의 테이블 특성을 도시한 그래프.

도 14는 본 발명의 제 3 실시예에 관한 과전류 방지 장치를 도시한 도 6과 동일한 블록도.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 레그식 이동 로봇(로봇) 2 : 레그부

3 : 기체 4 : 배터리(전압원)

7a : 전원 회로 10 : 전동 모터

22 : 풋부 24 : 대퇴 링크(링크)

26 : 하퇴 링크(링크) 70 : 전자 제어 유닛(ECU)

70a : CPU(과전류 억제 수단)

70a4 : 과전류 방지부(과전류 억제 수단)

72 : 구동 회로 80 : 과전류 방지 회로

80a : 스위칭 소자(FET) 80b : 전류 센서

80c : 비교기(과전류 억제 수단)

80d : 제 1 지연 회로(과전류 억제 수단)

80e : 제 2 지연 회로(과전류 억제 수단)

80f : EX-OR 회로(과전류 억제 수단)

80g : AND 회로(과전류 억제 수단)

80h : 발진기(과전류 억제 수단) 80i : 버퍼(과전류 억제 수단)

80j : AND 회로(과전류 억제 수단)

80k : 절연 게이트 드라이버(과전류 억제 수단)

90 : 온도 센서 92 : 제 2 ECU(ECU2)

본 발명은 로봇, 보다 구체적으로는 레그식 이동 로봇의 과전류 방지 장치에 관한 것이다.

로봇에 있어서, 일반적으로, 관절을 구동하는 전동 모터에 흐르는 전류를 검지하여, 임계값과 비교하여 과전류를 검출하고, 과전류가 흐를 때, 전류를 억제함으로써 전동 모터 등의 전장(電裝) 시스템을 보호한다. 그 종래 기술에서는, 하기의 특허문헌 1에 기재된 것이 알려져 있다. 특허문헌 1에 기재된 기술에서는, 주어진 서보 지령에 기초하여 서보 모터를 구동 제어함에 있어서, 임계값을 서보 지령에 따라 가변으로 하여, 고속 시의 서보 성능을 향상시키는 동시에, 저속 시의 전류 이상 검출 정밀도를 향상시킨다.

〈특허문헌 1〉일본국 특개 2001-022446호 공보

이러한 구성에서는, 과전류가 검출되었을 때, 통전을 억제하면, 전장 시스템은 보호되지만, 상황에 따라서는 로봇 기능이 정지되거나, 자세가 불안정해지는 경우가 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 과제를 해결하기 위한 것으로서, 과전류가 검출되었을 때, 전장 시스템을 보호하면서, 상황의 여하에 관계없이, 로봇의 기능 정지 또는 그 자세가 불안정해지는 것을 회피하도록 구성한 로봇의 과전류 방지 장치를 제공하는 데 있다.

상기한 과제를 해결하기 위하여, 청구항 1에서는, 관절을 통해 연결되는 복수 개의 링크와, 상기 관절에 배치되는 전동 모터와, 전압원과, 상기 전동 모터와 전압원을 접속하는 전원 회로에 배치되고, 통전 지령에 따라 상기 전동 모터에 통전하여 구동시키는 구동 회로를 적어도 구비하여 이루어진 로봇에서, 상기 전원 회로에 삽입(介揷)되어, 오프될 때, 상기 전원 회로를 차단하는 스위칭 소자와, 상기 구동 회로를 통해 상기 전동 모터에 통전되는 전류에 따른 출력을 발생시키는 전류 센서와, 상기 전류 센서의 출력을 임계값과 비교하여, 상기 전류 센서의 출력이 상기 임계값을 초과할 때, 제 1 소정 시간동안, 상기 스위칭 소자를 온/오프시키는 스위칭 동작을 실행하여 상기 전원 회로를 단속적으로 차단하는 과전류 억제 수단을 구비하도록 구성하였다.

청구항 2에 관한 로봇의 과전류 방지 장치에서는, 상기 과전류 억제 수단은, 상기 전류 센서의 출력이 상기 임계값을 초과할 때, 제 2 소정 시간이 경과한 후, 상기 제 1 소정 시간 동안, 상기 스위칭 동작을 실행하도록 구성하였다.

청구항 3에서는, 기체와, 상기 기체에 제 1 관절을 통해 연결되는 복수 개의 레그부와, 상기 복수 개의 레그부의 각각의 선단에 제 2 관절을 통해 연결되는 풋부와, 상기 제 1, 제 2 관절에 각각 배치되는 복수 개의 전동 모터와, 전압원과, 상기 복수 개의 전동 모터와 전압원을 접속하는 전원 회로에 배치되어, 통전 지령에 따라 상기 복수 개의 전동 모터의 각각 통전하여 구동시키는 구동 회로를 적어도 구비하여 이루어진 로봇에서, 상기 전원 회로에 삽입되어, 오프될 때, 상기 전원 회로를 차단하는 스위칭 소자와, 상기 구동 회로를 통해 상기 복수 개의 전동 모터에 통전되는 전류에 따른 출력을 발생하는 전류 센서와, 상기 전류 센서의 출력을 임계값과 비교하여, 상기 전류 센서의 출력이, 제 1 소정 기간 동안, 상기 임계값을 초과할 때, 상기 스위칭 소자를 오프시켜 상기 전원 회로를 차단하는 과전류 억제 수단을 구비하도록 구성하였다.

청구항 4에 관한 로봇의 과전류 방지 장치에서는, 또한, 외기온을 검출하는 온도 센서를 구비하는 동시에, 상기 과전류 억제 수단은, 상기 검출된 외기온에 기초하여 상기 임계값을 변경하도록 구성하였다.

청구항 5에 관한 로봇의 과전류 방지 장치에서는, 또한, 외기온을 검출하는 온도 센서를 구비하는 동시에, 상기 과전류 억제 수단은, 상기 검출된 외기온에 기초하여 상기 제 1 소정 시간을 변경하도록 구성하였다.

청구항 6에 관한 로봇의 과전류 방지 장치에서는, 상기 과전류 억제 수단은, 상기 스위칭 소자를 오프시켜 상기 전원 회로를 차단할 때, 이상 경보 신호를 출력하도록 구성하였다.

청구항 7에 관한 로봇의 과전류 방지 장치에서는, 상기 로봇이 레그식 이동 로봇으로 구성하였다.

이하, 첨부 도면에 기초하여 본 발명에 관한 로봇의 과전류 방지 장치를 실시하기 위한 최선의 형태에 관하여 설명한다.

〈실시예 1〉

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 제 1 실시예에 관한 로봇의 과전류 방지 장치를 설명한다.

도 1은 제 1 실시예에 관한 과전류 방지 장치가 대상으로 하는 로봇의 정면도, 도 2는 그 측면도이다. 또한, 로봇으로는, 레그식 이동 로봇, 보다 구체적으로는 2개의 레그부와 2개의 아암부를 구비한 휴머노이드형(인간형)의 레그식 이동 로봇을 예로 든다.

도 1에 도시한 바와 같이, 로봇(보다 구체적으로는 레그식 이동 로봇)(1)은, 복수 개, 보다 구체적으로는 2개의 레그부(2)를 구비하는 동시에, 그 위쪽에는 기체(상체)(3)가 설치된다. 기체(3)의 더 위쪽에는 헤드부(4)가 형성되는 동시에, 기체(3)의 양측에는 2개의 아암부(5)가 연결된다. 또한, 도 2에 도시한 것과 같이, 기체(3)의 배후에는 격납부(6)가 설치된다. 기체(3)의 내부에는 배터리(전압원)(7)가 격납되는 동시에, 격납부(6)의 내부에는 후술하는 전자 제어 유닛 등이 수용된다. 또한, 도 1 및 도 2에 도시한 로봇(1)은, 내부 구조를 보호하기 위한 커버로 피복된다.

도 3은 로봇(1)을 스켈리톤(skeleton)으로 도시한 설명도이다. 동 도면을 참조하여 그 내부 구조를 관절을 중심으로 설명하면, 도시와 같이, 로봇(1)은, 좌우 각각의 레그부(2) 및 아암부(5)에, 11개의 전동 모터로 동력화된 6개의 관절을 구비한다.

즉, 로봇(1)은, 허리부(대퇴부)의 대퇴 관절에, 레그부(2)를 연직축(Z축 또는 연직축) 주위로 회전시키는 관절을 구동하는 전동 모터(10R, 10L)(우측을 R, 좌측을 L로 한다. 좌우 대칭이기 때문에, 이하 R, L의 표기를 생략한다)와, 레그부(2)를 피치(진행) 방향(Y축 주위)으로 요동시키는 관절을 구동하는 전동 모터(12)와, 레그부(2)를 롤(좌우) 방향(X축 주위)으로 회전시키는 관절을 구동하는 전동 모터(14)를 구비하는 동시에, 무릎부에 레그부(2)의 하부를 피치 방향(Y축 주위)으로 회전시키는 무릎 관절을 구동하는 전동 모터(16)를 구비하고, 또한 발목에 레그부(2)의 선단 측을 피치 방향(Y축 주위)으로 회전시키는 발(발목) 관절을 구동하는 전동 모터(18)와 롤 방향(X축 주위)으로 회전시키는 발(발목) 관절을 구동하는 전동 모터(20)를 구비한다.

상기와 같이, 도 3에서, 관절은 그것을 구동하는 전동 모터(또는 전동 모터에 접속되어 그 동력을 전동하는 풀리 등의 전동 요소)의 회전축선으로 도시한다. 또한, 레그부(2)의 선단에는 풋부(발바닥)(22)가 부착된다.

이와 같이, 레그부(2)의 대퇴 관절에는 전동 모터(10, 12, 14)가 이들의 회 전축선이 직교하도록 배치되는 동시에, 발 관절(발목 관절)에는 전동 모터(18, 20)가 이들의 회전축선이 직교하도록 배치된다. 또한, 대퇴 관절과 무릎 관절은 대퇴 링크(24)로, 무릎 관절과 발관절은 하퇴 링크(26)로 연결된다.

레그부(2)는 대퇴 관절을 통해 기체(3)에 연결되지만, 도 3에서는 기체(3)를 기체 링크(28)로서 간략하게 도시한다. 상기와 같이, 기체(3)에는 아암부(5)가 연결된다.

아암부(5)도, 레그부(2)와 동일하게 구성된다. 즉, 로봇(1)은, 어깨부의 어깨 관절에, 아암부(5)를 피치 방향으로 회전시키는 관절을 구동하는 전동 모터(30)와 롤 방향으로 회전시키는 관절을 구동하는 전동 모터(32)를 구비하는 동시에, 그 자유단 측을 회전시키는 관절을 구동하는 전동 모터(34)와, 팔꿈치부에 그 이후의 부위를 회전시키는 관절을 구동하는 전동 모터(36)를 구비하고, 또한 그 선단 측에 그것을 회전시키는 손목 관절을 구동하는 전동 모터(38)를 구비한다. 손목의 앞에는 핸드(엔드 이펙터)(40)가 부착된다.

즉, 아암부(5)의 어깨 관절에는 전동 모터(30, 32, 34)가 이들의 회전 축선이 직교하도록 배치된다. 또한, 어깨 관절과 팔꿈치 관절은 상완 링크(42)로, 팔꿈치 관절과 손목 관절은 하완 링크(44)로 연결된다.

도시는 생략하지만, 핸드(40)는 5개의 핑거(손가락)(40a)의 구동 기구를 구비하고, 핑거(40a)로 물건을 파지하는 등의 작업을 할 수 있도록 구성된다.

또한, 헤드부(4)는 연직축 주위의 전동 모터(목관절을 구성)(46)와 그것과 직교하는 축 주위에 헤드부(4)를 회전시키는 헤드부 요동 기구(48)를 통하여 기체 (3)에 연결된다. 도 3에 도시한 것과 같이, 헤드부(4)의 내부에는 2개의 CCD 카메라(50)가 입체 시각이 자유롭게 배치되는 동시에, 음성 입출력 장치(25)가 배치된다.

상기 구성에 의해, 레그부(2)는 좌우의 풋부에 관하여 6개의 관절을 구비하여 합계 12의 자유도가 주어져, 6개의 관절을 적당한 각도로 구동(관절 변위)함으로써, 레그부(2)에 원하는 움직임을 부여할 수 있어, 로봇(1)을 임의로 3차원 공간에서 보행시킬 수 있다. 또한, 아암부(5)도 좌우의 팔에 관하여 5개의 관절을 구비하여 합계 10의 자유도가 주어져, 5개의 관절을 적당한 각도로 구동(관절 변위)함으로써 원하는 작업을 행하게 할 수 있다. 또한, 헤드부(4)는 2개의 자유도로 이루어진 관절 또는 요동 기구가 주어져, 이들을 적당한 각도로 구동함으로써 원하는 방향으로 헤드부(4)를 향하게 할 수 있다.

전동 모터(10) 등의 각각에는 로터리 인코더(비 도시)가 설치되어, 전동 모터의 회전축의 회전을 통하여 대응하는 관절의 각도, 각속도 및 각 가속도 중, 적어도 어느 하나를 나타내는 신호를 출력한다. 또한, 전동 모터(10) 등은 구체적으로는 DC 서보 모터로 이루어진다.

풋부(22)에는 공지의 6축력 센서(이하 「파워 센서」라고 한다)(56)가 부착되어, 로봇에 작용하는 외력 중, 접지면으로부터 로봇(1)에 작용하는 상반력의 3방향 성분(Fx, Fy, Fz)과 모멘트의 3방향 성분(Mx, My, Mz)를 나타내는 신호를 출력한다.

손목 관절과 핸드(40) 사이에는 동종의 파워 센서(6축력 센서)(58)가 부착되 어, 로봇(1)에 작용하는 상반력 이외의 외력, 구체적으로는 핸드(40)에 대상물로부터 작용하는 외력(대상물 반력)의 3방향 성분(Fx, Fy, Fz)과 모멘트의 3방향 성분(Mx, My, Mz)을 나타내는 신호를 출력한다.

기체(3)에는 경사 센서(60)가 설치되어, 연직축에 대한 기체(3)의 경사(경사각도)와 그 각속도 중 적어도 어느 하나, 즉, 로봇(1)의 기체(3)의 경사(자세) 등의 상태량을 나타내는 신호를 출력한다.

이들 파워 센서(56) 등의 출력군은, 격납부(6)에 수용된 마이크로컴퓨터로 이루어진 전자 제어 유닛(Electric Control Unit, 이하 「ECU」라고 한다)(70)에 보내어진다(도시의 편의를 위해 로봇(1)의 우측에 대해서만, 입출력을 도시한다). ECU(70)는 CPU, 메모리 및 입출력 인터페이스 등으로 이루어진 마이크로컴퓨터를 구비하여, 로봇(1)이 안정된 자세로 이동할 수 있도록, 관절각 변위 지령을 산출하여 각 관절을 구성하는 전동 모터(10) 등의 구동을 제어한다.

앞서 서술한 것과 같이, 기체(3)에는 배터리(전압원)(7)가 격납되는 동시에, 격납부(6)에는 배터리(7)의 출력 전압(직류 전압)을 변성하는 DC/DC 컨버터(도시 생략)로 전동 모터(10)등의 구동 회로(모터 드라이버)(72)로 이루어진 전원 박스(74)가 격납되는 동시에, 무선계(76)도 수용된다.

ECU(70)는, 무선계(76)를 통해 마찬가지로 마이크로컴퓨터로 이루어진 조작용ECU(78)와 통신 자유롭게 접속된다. 조작용 ECU(78)은 조작용 유저 I/F(78a)를 구비하고, 유저(조작자)가 조작용 유저 I/F(78a)로부터 입력한 긴급 정지 등의 커맨드는, 무선계(76)를 통하여 ECU(70)에 보내어진다.

도 4는, ECU(70)의 구성을 전장 시스템을 중심으로 도시한 블록도이다.

도시와 같이, ECU(70)는 CPU(70a)와, I/O(70b)를 구비한다. 또한, 전동 모터(10) 등에는 모터 2개당 1개의 구동 회로(72)가, 구동 회로(1), 구동 회로(2) 등과 접속된다(레그부(2)의 우측 등에 관하여 부분적으로 도시하지만, 기체(3) 또는 헤드부(4)및 아암부(5)에 관하여도 동일하다).

구동 회로(72)는, 배터리(전압원)(7)과 전동 모터를 접속하는 전원 회로(7a)에 배치된다(전동 모터(10R)에 관하여만 도시한다). 파워 센서(56)는 A/D 변환 회로(56a)에 접속된다. 구동 회로(72)의 각각과 A/D 변환 회로(56a) 등은, I/O(70b)를 통해 CPU(70a)에 접속된다. 또한, 전원 회로(7a)에는 과전류 방지 회로(80)가 삽입되지만, 이에 관하여는 후술한다.

도 5는, 도 4에 도시한 CPU(70a)의 동작을, 과전류 방지 장치로서의 그것도 포함시켜 기능적으로 도시한 블록도이다.

도시와 같이, CPU(70a)는, 레그 제어부(70a1)와, 아암 제어부(70a2)와, 헤드 제어부(70a3)를 구비한다. 레그 제어부(70a1)는, 미리 생성되어 메모리(비 도시)에 격납된 보용(步容) 파라미터에 기초하여, 파워 센서(56)와 경사 센서(60)로부터 I/O(70b)를 통해 보내어지는 센서 출력에 따라 보용을 생성하고, 생성된 보용에 따라 관절각 지령값(통전 지령값)을 결정하고, 로터리 인코더의 출력(비 도시)으로부터 검출된 관절각과의 편차가 해소되도록 구동 회로(72)를 통해 전동 모터(10) 등을 구동한다. 이와 같이, 구동 회로(72)의 각각은, 통전 지령에 따라서 대응하는 전동 모터에 통전하여 구동한다.

또한, 아암 제어부(70a2)와 헤드 제어부(70a3)도, 생성된 보용과 파워 센서(56)등의 출력에 기초하여 관절각 지령값을 산출하고, 구동 회로(72)를 통해 해당하는 전동 모터(30) 등을 구동한다. 또한, 아암 제어부(70a2)는 작업 내용에 따라 아암부(5)를 구동 제어하는 동시에, 헤드 제어부(70a3)는 화상 인식계의 지시에 따라서 전동 모터(46) 또는 헤드부 요동 기구(48)를 구동 제어한다.

도시의 구성에서, 전원 회로(7a)에는, 상기한 과전류 방지 회로(80)가 삽입된다.

도 6은 그 과전류 방지 회로(80)의 구성을 구체적으로 도시한 블록도이다.

도시와 같이, 과전류 방지 회로(80)는, 전원 회로(7a)에 삽입되어, 오프될 때, 전원 회로(7a)를 차단하는, FET(MOSFET. 스위칭 소자)(80a)와, 구동 회로(72)의 각각을 통해 전동 모터(10) 등에 통전되는 전류에 따른 출력을 발생시키는 1개의 전류 센서(80b)와, 전류 센서(80b)의 출력(값 V1으로 나타낸다)을 임계값(값 Va로 나타낸다)과 비교하여, 전류 센서(80b)의 출력이 임계값을 초과할 때, 제 1 소정 시간 동안, 스위칭 소자(80a)를 동작시켜 전원 회로(7a)를 단속적으로 차단하는 스위칭 동작을 실행시키는 과전류 억제 수단을 구비한다.

과전류 억제 수단은 구체적으로는, 전류 센서(80b)의 출력이 +입력 단자에 입력되는 동시에, -입력 단자에 소정 전압이 임계값(값 Va로 나타낸다)으로서 입력되는 비교기(80c, 비교기)와, 비교기(80c)의 출력(값 V2로 나타낸다)을 입력하여 소정 시간(T1)(예컨대 10 내지 20msec)만큼 지연시키는 제 1 지연 회로(80d)와, 제 1 지연 회로(80d)의 출력(값 V3로 나타낸다)을 입력하여 소정 시간(T2)(제 1 소정 시간. 예컨대, 100 내지 200msec)만큼 지연시키는 제 2 지연 회로(80e)와, 제 1 지연 회로의 출력과 제 2 지연 회로의 출력(값 V4로 나타낸다)이 입력되는 EX-OR(익스클루시브 OR) 회로(80f)와, 마찬가지로 이들 출력이 평행하게 입력되는 AND 회로(80g)를 구비한다. AND 회로(80g)의 출력은 인버터(80g1)를 통해 출력되고, NAND 회로로 되어 있다. EX-OR 회로(80f)와 AND 회로(80g)의 출력을 값(V5, V6)으로 나타낸다.

도 7(a)은, 제 1 지연 회로(80d)의 상세를 도시한 블록도, 도 7(b)은 그 특성을 도시한 그래프이다. 동 도면(a)에서, 저항(R1)은 (R2)보다 매우 큰 값으로 설정될 때, 동 도면(b)에 도시한 바와 같이, V3는, 상승에 비하여 하강이 급격해진다. 도시는 생략하지만, 제 2 지연 회로(80e)도, 지연 시간(T2)이 제 1 지연 회로(80d)에 비하여 10배 정도로 연장되도록 저항 등의 값이 변경되는 점을 제외하면, 그 구성은 상이하지 않다.

도 6의 설명으로 되돌아가면, 또한, 과전류 억제 수단은, 발진기(80h)와, 발진기(80h)에 접속되어 그 펄스 출력이 입력되는 버퍼(80i)와, AND 회로(NAND 회로)(80g)와 ECU(70)에 접속되어, 이들의 출력을 입력하는 AND 회로(80j)와, AND 회로(80j)에 저항을 통해 접속되는 동시에, 버퍼(80i)에 접속되는 절연 게이트 드라이버(80k)를 구비한다. 절연 게이트 드라이버(80k)는, 저항을 통해 FET(80a)에 접속된다. 또한, AND 회로(80g)의 출력(V6)은, 래치 회로(80l)에서 래치되고, ECU(70)로 의해 해제된다.

버퍼(80i)는 EX-OR 회로(80f)에 접속되고, EX-OR 회로(80f)의 출력이 H레벨 일 때, 발진기(80h)의 펄스 출력을 그대로 출력하는 동시에, EX-OR 회로(80f)의 출력이 L레벨일 때, 하이 임피던스 상태가 된다(출력을 발생시키지 않는다).

도 8및 도 9는, 도 6에 도시한 과전류 방지 회로(80)의 동작을 도시한 타임 차트이다. 또한, 도 8은 과전류 상태(과부하 상태)가 T1+T2이상 계속된 경우, 도 9는 그 미만으로 끝난 경우를 도시한다.

도 8을 참조하여 도 6에 도시한 과전류 방지 회로(80)의 동작을 설명하면, 시각(t1)에서 전류 센서(80b)의 출력이 임계값(Va)을 초과하였다고 하면, 비교기(80c)의 출력(V2)은, H레벨이 되지만, 제 1 지연 회로(80d)에 의해 그 출력(V3)은 T1만큼 지연된다. 이는, 노이즈 등에 의한 오동작을 배제하기 위하여이다.

그리고, 시각(t2)에서 제 1 지연 회로(80d)의 출력(V3)이 H레벨이 되면, EX-OR 회로(80f)의 입력도 H레벨이 된다. 다른 한편, 제 1 지연 회로(80d)의 출력(V3)은 제 2 지연 회로(80e)에 의해 T2만큼 지연시켜지는 결과, 그 출력(V4)은 L레벨인 상태이다. 또한, 제 2 지연 회로(80e)를 설치하여 T2만큼 지연시키도록 한 것은, 과전류가 일과성인 것인지의 여부를 확인하기 위하여이다. 그 의도로 인해, T2는 T1의 10배 정도의 값으로 설정된다.

따라서, 시각(t2)에서 EX-OR 회로(80f)의 출력(V5)은 H레벨이 된다. 다른 한편, AND 회로(80g)로의 입력(V4)은 L레벨이지만, 인버터(80g1)에서 출력이 반전되는 결과, AND 회로(80g)의 출력(V6)도 H레벨이 된다.

AND 회로(80g)의 출력(V6)은 래치 회로를 통과하여 AND 회로(80j)에 보내어진다. AND 회로(80j)의 다른 쪽에는 ECU(70)의 출력이 입력되지만, ECU(70)은 통 상적으로 ON 신호(H레벨 신호)를 출력하기 때문에, AND 회로(81j)의 출력은 H레벨이 된다.

그 결과, 절연 게이트 드라이버(80k)를 통해 발진기(80h)의 펄스 출력이 FET(80a)의 게이트 단자에 공급된다. FET(80a)는 펄스 출력의 H레벨(게이트 전위)에서 도통하여 구동 회로(72)에 통전하는 동시에, L레벨에서 비 도통이 되어 통전을 정지한다. 이와 같이, FET(80a)를 온/오프시켜 스위칭 동작을 실행시킴으로써, 구동 회로(72)가 배치되는 전원 회로(7a)로의 통전이 단속적으로 차단되어, 전력 공급량, 바꾸어 말하면 과전류가 억제된다.

이어서, 과전류가 계속 검출되는 한, 시각(t3)에서 제 2 지연 회로(80e)의 출력(V4)도 H레벨이 되기 때문에, EX-OR 회로(80f)의 출력은 L레벨이 되는 동시에, AND 회로(80g)의 출력도 L레벨이 된다. 따라서, AND 회로(80j)의 출력도 L레벨이 된다. 그 결과, 절연 게이트 드라이버(80k)의 출력은 L레벨이 되고, FET(80a)는 오프되어(비 도통이 되어), 각각의 구동 회로(72)로의 통전은 모두 차단된다. 또한, 버퍼(80i)는 V5가 L레벨일 때에 하이 임피던스 상태가 되기 때문에, 출력을 발생시키지 않는다.

또한, 도 8에 도시한 바와 같이, 시각(t4)에서 과전류가 검출되지 않게 되면, 출력(V2)이 L레벨로 반전한다. 또한, 도 7(b)에 도시한 바와 같이, 전류가 저하(평상값으로 복귀)된 경우, 거의 지연시키지 않도록 구성하였기 때문에, 출력(V3, V4)도 거의 동시에 L레벨로 반전된다.

ECU(70)가 오프 상태의 래치를 해제할 때까지, FET(80a)는 오프인 상태가 된 다.

ECU(70)에 의해 래치가 해제되면, 절연 게이트 드라이버(80k)의 출력은 H레벨이 되고, FET(80a)는 온되어(도통이 되어) 구동 회로(72)로의 통전이 재개된다. 또한, 버퍼(80i)는 V5가 L레벨일 때에 하이 임피던스 상태가 되기 때문에, 출력을 발생시키지 않는다.

또한, 도 9에 도시한 경우, 시각(t3)에서 전류 센서(80b)의 출력이 임계값(Va) 미만이 되어, 과전류가 검출되지 않게 되기 때문에, 값(V2, V3, V4, V5)은 모두 L레벨이 된다. 그 결과, 스위칭 동작이 실행된 후, 구동 회로(72)로의 통전은, 차단되는 일없이, 재개된다.

도 10(a)은 이 실시예의 동작에 의한 전류와 전압의 추이를 도시한 설명 그래프이고, 도 10(b)은 과전류가 흐른 경우에 단지 과전류 보호를 행한 경우를 도시한 설명 그래프이다. 동 도면(b)에 도시한 바와 같이, 과전류 보호 기능이 없으면 대전류가 흐르지만, 과전류 보호 기능이 있는 경우, 이후, 전류가 급감하기 때문에, 로봇(1)에서 기능 정지나 자세의 불안정화를 초래한다.

다른 한편, 동 도면(a)에 도시한 이 실시예의 경우, 과전류가 흐르는 동안에 한정하여 스위칭 동작을 행하기 때문에, 전압 저하는 작아진다. 즉, 전류의 억제를 과전류가 검출되는 동안으로 한정함으로써, 임계값(Va) 미만으로 통전량의 저하를 최소한도로 억제할 수 있다.

따라서, 로봇(1)의 운동 알고리즘은 의도하는 대로는 되지 않지만, 로봇(1)의 풋부(22)가 노면의 돌기 등에 걸려 넘어져 전동 모터(18, 20) 등에 과전류가 흐 른 경우, 그 사상(事象)은, 통례, 수100msec 정도로 회피할 수 있기 때문에, 통상 동작으로 되돌아간 후의 운동 제어(관절각 지령값에 의한)에 의해 자세를 회복하는 것이 가능하다고 생각된다.

즉, 이 실시예에서는, 배선의 단락 등 시스템의 이상에 의해서 발생하는 과전류와, 보행 중에 풋부(22)가 돌기에 걸려 넘어지는 것 등에 의해 단기간 부하가 과대해져 발생하는 과전류를, 지연 시간(T2)을 둠으로써 구별하는 동시에, 과전류가 흐르는 동안에만 전원 회로(7a)를 단속적으로 차단하도록 하였다. 이에 의해, 전동 모터(18, 20) 등의 전장 시스템을 보호하면서, 상황의 여하에 관계없이, 로봇(1)의 기능 정지나 자세가 불안정해지는 것을 회피할 수 있다. 특히, 이 실시예에서 로봇(1)은 레그식 이동 로봇이기 때문에, 자세가 불안정해지는 것을 회피할 수 있는 것은 유익하다.

또한, 과전류 방지 회로(80)를 별개의 회로로 구성하도록 하였으므로, 구성에서도 간이해진다.

또한, 과전류 방지 회로(80)에서는, 전류 센서(80b)의 출력(V1)이 임계값(Va)을 초과할 때, T1(제 2 소정 시간)이 경과한 후, T2(제 1 소정 시간) 동안, 스위칭 동작을 실행시키도록 구성하였으므로, 상기한 효과에 더하여, 노이즈 등의 영향을 배제하면서, 과전류를 확실하게 검출할 수 있다.

〈실시예 2〉

도 11은 본 발명의 제 2 실시예에 관한 과전류 방지 장치를 도시한 도 5와 동일한 블록도이다.

제 1 실시예와 상이한 점에 초점을 두고 설명하면, 제 2 실시예에서는, 온도 센서(90)를 설치하여 외기온(TA)을 검출하여, 검출값에 따라서 임계값(Va)과 소정 시간(T2)(제 1 소정 시간)을 변경하는 동시에, ECU(70)(보다 정확하게는 CPU(70a))이 소프트웨어 수법을 이용하여 과전류 방지 동작을 행하는 과전류 방지부(70a4)를 구비하도록 하였다.

온도 센서(90)는 구체적으로는, 도 2에 상상선으로 도시한 바와 같이, 제 2 실시예에서는 격납부(6)에서 외부를 면하는 적절한 위치에 배치되어, 로봇(1)의 주위의 외기온(TA)을 나타내는 신호를 출력한다. 또한, 제 1실시예와 동일한 부재에는 동일한 부호를 붙이고 설명을 생략한다.

도 12는, 그 CPU(70a)의 과전류 방지 동작을 도시한 플로우 차트이다.

이하 설명하면, S10에서 온도 센서(90)를 통해 검출된 외기온(TA)을 독출하고, S12로 진행하여, 독출된 외기온(TA)으로부터 도 13(a)에 도시되는 특성을 검색하여 임계값(Va)을 선택하는 동시에, 도 13(b)에 도시되는 특성을 검색하여 소정 시간(T2)(제 1 소정 시간)을 선택한다.

임계값(Va)은, 외기온(TA)이 증가할수록, 감소하도록 설정된다. 이는, 외기온(TA)이 높을 때에는 전동 모터(18, 20) 등, 및 이들 구동 회로(72)가 승온하는 것이 예측되고, 따라서 과전류가 쉽게 검출되도록 하기 위하여이다. 소정 시간(T2)도, 외기온(TA)이 증가할수록, 감소하도록 설정된다. 이것도 동일한 이유로부터, 스위칭 동작 시간을 단축하여 구동 회로(72)로의 통전을 빠르게 하기 위하여이다.

이어서 S14로 진행하여, 검출된 전류 센서(80b)의 출력(V1)이 임계값(Va), 보다 정확하게는 S12에서 선택된 값을 초과하는지의 여부를 판단한다. S14에서 부정될 때에는 이후의 처리를 스킵하는 동시에, 긍정될 때에는 S16으로 진행하여 타이머 카운터(TC1)의 값을 1개 증가되고, S18로 진행하여, 타이머 카운터(TC1)의 값이 상기한 T1을 초과하는지의 여부를 판단한다. S18에서 부정될 때에는 S16으로 되돌아간다.

다른 한편, S18에서 긍정되면 S20에 진행하여, 제 1 실시예에서 서술한 FET(80a)의 스위칭 동작을 개시한다.

이어서 S22로 진행하여, 제 2 타이밍 카운터(TC2)의 값을 1개 증가되고, S24로 진행하여, 타이밍 카운터(TC2)의 값이 선택된 T2를 초과하는지의 여부를 판단한다. S24에서 부정될 때에는 S20으로 되돌아간다. 이에 따라, T2인 동안에, 전원 회로(7a)가 단속적으로 차단된다.

S24에서 긍정될 때에는 S26으로 진행하여, 검출된 전류 센서(80b)의 출력(V1)이 임계값(Va)을 초과하는지의 여부를 재차 판단한다. S26에서 부정될 때에는 이후의 처리를 스킵하는 동시에, 긍정될 때에는 S28으로 진행하여, FET(80a)를 오프하여 전원 회로(7a)를 차단하는 동시에, 무선계(76)와 조작용 ECU(78)을 통해 이상 경보를 출력한다. 이 결과, 과전류가 검출되는 동안, 전원 회로(7a)는 차단된다.

제 2 실시예에 관한 로봇의 과전류 방지 장치는 상기와 같이 구성하였으므로, 제 1 실시예와 동일한 효과를 얻을 수 있다.

또한, 외기온(TA)을 검출하여, 검출된 외기온(TA)에 따라 임계값(Va)과 소정 시간(T2)을 변경하도록 구성하였으므로, 상기한 효과에 더하여, 전동 모터(18, 20) 등이 승온 경향이 있을 때에는, 임계값을 낮춤으로써 과전류를 조기에 검출할 수 있는 동시에, 소정 시간(T2)도 단축함으로써 구동 회로(72)의 통전을 조기에 차단할 수 있고, 따라서 구동 회로(72) 등을 한층 더 잘 보호할 수 있다.

또한, FET(80a)를 오프시켜 전원 회로(7a)를 차단할 때, 이상 경보 신호를 출력하도록 하였으므로, 상기한 효과에 더하여, 유저(조작자)는 과전류가 흐르는 이상이 발생한 것을 인식할 수 있다.

또한, 상기에서 FET(80a)의 온도에 대한 내성에 여유가 있을 때에는, 검출된 외기온(TA)에 따라 소정 시간(T1)을 연장하더라도 좋다. 이에 따라, 노이즈 등에 의한 영향을 한층 더 잘 배제할 수 있다.

또한, 온도 센서를 추가하여 배터리(7) 또는 구동 회로(72)의 온도를 검출하고, 이에 따라 임계값(Va) 및/또는 T2를 변경하더라도 좋다. 또한, 전압 센서를 설치하여 마찬가지로 배터리(7) 또는 구동 회로(72)의 전압을 검출하고, 이에 따라 임계값(Va) 및/또는 T2를 변경하더라도 좋다. 나아가 로봇의 보행 조건 등을 감안하여 임계값(Va) 및/또는 T2를 변경하여도 된다.

〈실시예 3〉

도 14는 본 발명의 제 3 실시예에 관한 과전류 방지 장치를 도시한 도 6과 동일한 블록도이다.

제 1, 제 2실시예와 상이한 점에 초점을 두고 설명하면, 제 3 실시예에서는, 제 2실시예와 유사한 구성을 제 1 실시예의 구성으로 실현하도록 하였다. 즉, ECU(70)와 별도로, 원칩 마이크로컴퓨터로 이루어진 제 2 ECU (ECU2)(92)를 온도 센서(90)의 부근에 설치하여 적당한 케이블(비 도시) 등으로 접속하고, 제 2 ECU(92)가 온도 센서(90)의 출력(TA)를 입력하여, 제 2 ECU(92)가 그 입력값에 기초하여 비교기(8Oc)의 입력 단자에 입력되는 임계값(Va) 상당값을 변경시키도록 하였다.

보다 구체적으로는, 제 2 ECU(92)가 온도 센서(90)의 출력 TA를 A/D 변환하여 입력하고, 도 13에 도시한 특성에 따라 적절한 전압값(Va)을 결정하여 D/A 변환하고, 그 출력(전압값(Va))을 비교기(80c)의 입력 단자에 입력하도록 하였다. 또한, 제 2 ECU(92)를 비교기(80c)에 접속하는 접속로는 분기되어, 배터리(7)에 풀 업 저항(94)을 통해 접속된다. 또한, 잔여 구성은 제 1 실시예와 상이하지 않다.

제 3 실시예에서는, 상기한 바와 같이 구성함으로써, 검출된 외기온(TA)에 따라 T2를 변경할 수 없는 점을 제외하면, 제 2 실시예와 동일한 효과를 얻을 수 있다. 또한, 온도 센서(90)의 출력은 비교적 노이즈에 영향을 받기 쉬운 아날로그 출력이지만, ECU(70)와 별도로 제 2 ECU(92)를 설치하였으므로, 제 2 ECU(92)를 온도 센서(90)의 근방에 설치하여 접속 케이블의 길이를 단축할 수 있어, 오동작을 회피할 수 있다.

상기와 같이, 제 1 내지 제 3 실시예에서는, 관절을 통하여 연결되는 복수 개의 링크(예를 들어, 대퇴 링크(24)와 하퇴 링크(26))와, 상기 관절에 배치되는 전동 모터(예컨대, 전동 모터(16))와, 전압원(배터리)(7)과, 상기 전동 모터와 전 압원을 접속하는 전원 회로(7a)에 배치되어, 통전 지령에 따라서 상기 전동 모터에 통전하여 구동시키는 구동 회로(72)를 적어도 구비하여 이루어진 로봇(1)에서, 상기 전원 회로에 삽입되고, 오프될 때, 상기 전원 회로를 차단하는 FET(스위칭 소자)(80a)와, 상기 구동 회로를 통해 상기 전동 모터에 통전되는 전류에 따른 출력을 발생하는 전류 센서(80b)와, 상기 전류 센서의 출력(V1)을 임계값(Va)과 비교하여, 상기 전류 센서의 출력이 상기 임계값을 초과할 때, 제 1 소정 시간(T2)동안, 상기 스위칭 소자를 온/오프시키는 스위칭 동작을 실행하여 상기 전원 회로를 단속적으로 차단하는 과전류 억제 수단(비교기(80c), 제 1 지연 회로(80d), 제 2 지연 회로(80e), EX-OR 회로(80f), AND 회로(80g), 발진기(80h), 버퍼(801), AND 회로(80j), 절연 게이트 드라이버(80k), 래치 회로(80l), ECU(CPU(70a)), 과전류 방지부(70a4, S10 내지 S28)를 구비하도록 구성하였다.

또한, 상기 과전류 억제 수단은, 상기 전류 센서의 출력이 상기 임계값을 초과할 때, 제 2 소정 시간(T1)이 경과한 후, 상기 제 1 소정 시간(T2), 상기 스위칭 동작을 실행(S10 내지 S22)하도록 구성하였다.

또한, 기체(3)와, 상기 기체에 제 1 관절을 통해 연결되는 복수 개의 레그부(2)와, 상기 복수 개의 레그부의 각각의 선단에 제 2 관절을 통해 연결되는 풋부(22)와, 상기 제 1, 제 2 관절에 각각 배치되는 복수 개의 전동 모터(10)등과, 전압원(배터리)(7)과, 상기 복수 개의 전동 모터와 전압원을 접속하는 전원 회로(7a)에 배치되고, 통전 지령에 따라 상기 복수 개의 전동 모터의 각각에 통전하여 구동시키는 구동 회로(72)를 적어도 구비하여 이루어진 로봇, 보다 구체적으로는 레그 식 이동 로봇(1)에서, 상기 전원 회로(7a)에 삽입되어, 오프될 때, 상기 전원 회로를 차단하는 FET(스위칭 소자)(80a)와, 상기 구동 회로를 통해 상기 복수 개의 전동 모터에 통전되는 전류에 따른 출력을 발생시키는 전류 센서(80b)와, 상기 전류 센서의 출력(V1)를 임계값(Va)와 비교하여, 상기 전류 센서의 출력이, 제 1 소정 기간(T2)동안, 상기 임계값을 초과할 때, 상기 스위칭 소자를 오프시켜 상기 전원 회로를 차단하는 과전류 억제 수단(비교기(80c), 제 1 지연 회로(80d), 제 2 지연 회로(80e), EX-OR 회로(80f), AND 회로(80g), 발진기(80h), 버퍼(80i), AND 회로(80j), 절연 게이트 드라이버(80k), 래치 회로(80l), ECU(CPU(70a)), 과전류 방지부(70a4, S10 내지 S28)를 구비하도록 구성하였다.

또한, 외기온(TA)을 검출하는 온도 센서(90)를 구비하는 동시에, 상기 과전류 억제 수단은, 상기 검출된 외기온(TA)에 기초하여 상기 임계값(Va)를 변경하도록(S12, 제 2 ECU(92)) 구성하였다.

또한, 외기온(TA)을 검출하는 온도 센서(90)를 구비하는 동시에, 상기 과전류 억제 수단은, 상기 검출된 외기온(TA)에 기초하여 상기 제 1 소정 시간(T2)을 변경(S12)하도록 구성하였다.

또한, 상기 과전류 억제 수단은, 상기 스위칭 소자를 오프시켜 상기 전원 회로를 차단할 때, 이상 경보 신호를 출력(S28)하도록 구성하였다.

또한, 로봇(1)이 레그식 이동 로봇으로 구성하였다.

또한, 상기에서, 전류 센서(80b)를 1개소만 설치하였지만, 구동 회로(72)마다 설치하여도 된다.

또한, 레그식 이동 로봇으로서 2족 로봇을 예시하였지만, 이에 한정되는 것이 아니라, 3족 이상의 로봇이더라도 좋다.

청구항 1에서는, 전원 회로에 삽입되어, 오프될 때, 전원 회로를 차단하는 스위칭 소자와, 구동 회로를 통해 전동 모터에 통전되는 전류에 따른 출력을 발생시키는 전류 센서와, 전류 센서의 출력을 임계값과 비교하여, 전류 센서의 출력이 임계값을 초과할 때, 제 1 소정 시간 동안, 스위칭 소자를 온/오프시키는 스위칭 동작을 실행하여 전원 회로를 단속적으로 차단하는 과전류 억제 수단을 구비하도록 구성하였으므로, 과전류가 흐르는 동안에만 전원 회로를 단속적으로 차단하여 통전량을 억제함으로써, 임계값 미만에서 통전량의 저하를 최소한도로 억제할 수 있어, 전동 모터 등의 전장 시스템을 보호하면서, 상황의 여하에 관계없이, 로봇의 기능이 정지하거나, 또는 그 자세가 불안정해지는 것을 회피할 수 있다.

청구항 2에 관한 로봇의 과전류 방지 장치에서는, 과전류 억제 수단은, 전류 센서의 출력이 임계값을 초과할 때, 제 2 소정 시간이 경과한 후, 제 1 소정 시간 동안, 상기 스위칭 동작을 실행하도록 구성하였으므로, 상기한 효과에 더하여, 노이즈 등의 영향을 배제하면서, 과전류를 확실하게 검출할 수 있다.

청구항 3에서는, 로봇, 보다 구체적으로는 레그식 이동 로봇에서, 전원 회로에 삽입되어, 오프될 때, 전원 회로를 차단하는 스위칭 소자와, 구동 회로를 통해 복수 개의 전동 모터에 통전되는 전류에 따른 출력을 발생시키는 전류 센서와, 전류 센서의 출력을 임계값과 비교하여, 전류 센서의 출력이, 제 1 소정 기간 동안, 임계값을 초과할 때, 스위칭 소자를 오프시켜 전원 회로를 차단하는 과전류 억제 수단을 구비하도록 구성하였으므로, 과전류가 흐르는 동안에만 전원 회로를 차단함으로써, 바꾸어 말하면 비상 정지함으로써, 전동 모터 등의 전장 시스템을 보호하면서, 상황의 여하에 관계없이, 로봇의 기능이 정지하거나, 또는 로봇의 자세가 불안정해지는 것을 회피할 수 있다.

즉, 레그식 이동 로봇에서는, 이동(보행) 중에 풋부가 노면의 돌기에 걸려 넘어지는 것 등에 의해 전동 모터에 일시적으로 과전류가 흐르는 경우가 있지만, 그와 같은 경우에도 과전류가 흐르는 동안에만 전원 회로를 차단, 즉, 비상 정지함으로써 로봇의 자세 제어에 대한 영향을 최소한으로 억제할 수 있기 때문에, 자세가 불안정해지는 것을 회피할 수 있다.

청구항 4에 관한 로봇의 과전류 방지 장치에서는, 과전류 억제 수단은 검출된 외기온에 기초하여 임계값을 변경하도록 구성하였으므로, 상기한 효과에 더하여, 예컨대 외기온이 높을 때에는 임계값을 낮추어 과전류가 검출되기 쉽게 하는 등, 외기온에 따라 임계값을 최적으로 설정할 수 있다.

청구항 5에 관한 로봇의 과전류 방지 장치에서는, 과전류 억제 수단은, 검출된 외기온에 기초하여 제 1 소정 시간을 변경하도록 구성하였으므로, 상기한 효과에 더하여, 예컨대 전압원 부근의 온도가 높을 때, 제 1 소정 시간을 단축하여 조기에 통전을 정지하는 등, 외기온에 따라 제 1 소정 시간을 최적으로 설정할 수 있다.

청구항 6에 관한 로봇의 과전류 방지 장치에서는, 과전류 억제 수단은, 스위 칭 소자를 오프시켜 전원 회로를 차단, 즉, 비상 정지할 때, 이상 경보 신호를 출력하도록 구성하였으므로, 상기한 효과에 더하여, 유저(조작자)는 과전류가 흐르는 이상이 발생한 것을 인식할 수 있다.

청구항 7에 관한 로봇의 과전류 방지 장치에서는, 로봇이 레그식 이동 로봇으로 구성하였으므로, 전동 모터 등의 전장 시스템을 보호하면서, 상황의 여하에 관계없이, 로봇의 기능이 정지하거나, 또는 그 자세가 불안정해지는 것을 회피할 수 있다. 즉, 상기한 바와 같이, 레그식 이동 로봇에서는, 이동(보행) 중에 풋부가 노면의 돌기에 걸려 넘어지는 것 등에 의해 전동 모터에 일시적으로 과전류가 흐르는 경우가 있지만, 그와 같은 경우에도 로봇의 자세 제어에 대한 영향을 최소한으로 억제할 수 있기 때문에, 자세가 불안정해지는 것을 회피할 수 있다.

Claims

관절을 통하여 연결되는 복수 개의 링크와, 상기 관절에 배치되는 전동 모터와, 전압원과, 상기 전동 모터와 전압원을 접속하는 전원 회로에 배치되어, 통전 지령에 따라 상기 전동 모터에 통전하여 구동시키는 구동 회로를 적어도 구비하여 이루어진 로봇에 있어서,

상기 전원 회로에 삽입되어, 오프될 때, 상기 전원 회로를 차단하는 스위칭 소자와, 상기 구동 회로를 통해 상기 전동 모터에 통전되는 전류에 따른 출력을 발생시키는 전류 센서와, 상기 전류 센서의 출력을 임계값과 비교하여, 상기 전류 센서의 출력이 상기 임계값을 초과할 때, 제 1 소정 시간 동안, 상기 스위칭 소자를 온/오프시키는 스위칭 동작을 실행하여 상기 전원 회로를 단속적으로 차단하는 과전류 억제 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 로봇의 과전류 방지 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 과전류 억제 수단은, 상기 전류 센서의 출력이 상기 임계값을 초과할 때, 제 2 소정 시간이 경과한 후, 상기 제 1 소정 시간 동안, 상기 스위칭 동작을 실행하는 것을 특징으로 하는 로봇의 과전류 방지 장치.
기체와, 상기 기체에 제 1 관절을 통하여 연결되는 복수 개의 레그부와, 상기 복수 개의 레그부의 각각의 선단에 제 2 관절을 통하여 연결되는 풋부와, 상기 제 1, 제 2 관절에 각각 배치되는 복수 개의 전동 모터와, 전압원과, 상기 복수 개의 전동 모터와 전압원을 접속하는 전원 회로에 배치되어, 통전 지령에 따라서 상기 복수 개의 전동 모터의 각각에 통전하여 구동시키는 구동 회로를 적어도 구비하여 이루어진 로봇에 있어서,

상기 전원 회로에 삽입되고, 오프될 때, 상기 전원 회로를 차단하는 스위칭 소자와, 상기 구동 회로를 통해 상기 복수 개의 전동 모터에 통전되는 전류에 따른 출력을 발생시키는 전류 센서와, 상기 전류 센서의 출력을 임계값과 비교하여, 상기 전류 센서의 출력이, 제 1 소정 기간 동안, 상기 임계값을 초과할 때, 상기 스위칭 소자를 오프시켜 상기 전원 회로를 차단하는 과전류 억제 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 로봇의 과전류 방지 장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

외기온을 검출하는 온도 센서를 더 구비하는 동시에, 상기 과전류 억제 수단은, 상기 검출된 외기온에 기초하여 상기 임계값을 변경하는 것을 특징으로 하는 로봇의 과전류 방지 장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

외기온을 검출하는 온도 센서를 더 구비하는 동시에, 상기 과전류 억제 수단은, 상기 검출된 외기온에 기초하여 상기 제 1 소정 시간을 변경하는 것을 특징으로 하는 로봇의 과전류 방지 장치.
제 3 항에 있어서,

상기 과전류 억제 수단은, 상기 스위칭 소자를 오프시켜 상기 전원 회로를 차단할 때, 이상 경보 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 로봇의 과전류 방지 장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 로봇이 레그식 이동 로봇인 것을 특징으로 하는 로봇의 과전류 방지 장치.