(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022188407
(43)【公開日】2022-12-21
(54)【発明の名称】ロボット
(51)【国際特許分類】
B25J 19/02 20060101AFI20221214BHJP
B25J 19/06 20060101ALI20221214BHJP
【ＦＩ】
B25J19/02
B25J19/06
【審査請求】未請求
【請求項の数】3
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021096410
(22)【出願日】2021-06-09
(71)【出願人】
【識別番号】000004204
【氏名又は名称】日本精工株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002147
【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】千葉 玄明
(72)【発明者】
【氏名】勅使河原 誠一
【テーマコード（参考）】
3C707
【Ｆターム（参考）】
3C707BS09
3C707CX01
3C707CY06
3C707KS31
3C707KW03
3C707KX09
3C707MS07
(57)【要約】
【課題】衝突感知精度を向上すること。
【解決手段】ロボット１は、可動機構を構成する内骨格部２と、内骨格部２の周囲を覆う外骨格部３と、内骨格部２と外骨格部３の間に形成された空間部４と、空間部４に配置されて外骨格部３の変形に伴う空間部４の圧力の変化を検出する検出部５と、を備える。
【選択図】図２
【解決手段】ロボット１は、可動機構を構成する内骨格部２と、内骨格部２の周囲を覆う外骨格部３と、内骨格部２と外骨格部３の間に形成された空間部４と、空間部４に配置されて外骨格部３の変形に伴う空間部４の圧力の変化を検出する検出部５と、を備える。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
可動機構を構成する内骨格部と、
前記内骨格部の周囲を覆う外骨格部と、
前記内骨格部と前記外骨格部の間に形成された空間部と、
前記空間部に配置されて前記外骨格部の変形に伴う前記空間部の圧力の変化を検出する検出部と、
を備える、ロボット。
前記内骨格部の周囲を覆う外骨格部と、
前記内骨格部と前記外骨格部の間に形成された空間部と、
前記空間部に配置されて前記外骨格部の変形に伴う前記空間部の圧力の変化を検出する検出部と、
を備える、ロボット。
【請求項2】
前記検出部は、ケーブルが前記空間部または前記内骨格部の内部に配線される、請求項１に記載のロボット。
【請求項3】
前記外骨格部および前記検出部は、前記内骨格部の可動部ごとに配置される、請求項１または２に記載のロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ロボットに関するものである。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、接触検出装置として、変形による空気圧または空気流をパターン化し、センサ自体の異常またはセンサ構成体であるかの異常を判断することについて開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０２０－１４３９８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
従来のロボットにおける衝突検知方法は、ロボットに内蔵した高感度なトルクセンサの出力を用いるか、接触センサ内蔵の外装で覆う方法がある。しかし、トルクセンサの出力による方法は、例えば、通常時を超えるようなトルクの出力によって衝突を判断するため、人との衝突の場合は人に危害が生じるおそれがある。一方、接触センサ内蔵の外装で覆う方法は、可動部への配置が難しい場合があり、当該可動部に不感帯が生じる。また、衝突検知を確実に行うには、センサの個数を多数配置する必要があり、センサを配置する作業工数が多くなる。
【0005】
本開示は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、衝突感知精度を向上することのできるロボットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記の目的を達成するための本開示の一態様のロボットは、可動機構を構成する内骨格部と、前記内骨格部の周囲を覆う外骨格部と、前記内骨格部と前記外骨格部の間に形成された空間部と、前記空間部に配置されて前記外骨格部の変形に伴う前記空間部の圧力の変化を検出する検出部と、を備える。
【0007】
上記ロボットの望ましい態様として、前記検出部は、ケーブルが前記空間部または前記内骨格部の内部に配線される。
【0008】
上記ロボットの望ましい態様として、前記外骨格部および前記検出部は、前記内骨格部の可動部ごとに配置される。
【発明の効果】
【0009】
本開示によれば、衝突感知精度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下に図面を参照して、本開示に係る好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。また、実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。
【0012】
図１は、実施形態のロボットの構成例を表す斜視図である。図２は、実施形態のロボットの断面図である。図３は、実施形態のロボットの分解断面図である。図４は、実施形態のロボットの一部分解斜視図である。図５は、実施形態のロボットの一部分解斜視図である。図６は、実施形態のロボットの一部分解斜視図である。図７は、実施形態のロボットの検出部の検出動作を表す図である。
【0013】
図１から図６において、ロボット１は、多関節のロボットアームの一部を示している。ロボット１は、例えば、主に公共空間や家庭などで働くサービスロボットや、主に工場などで働く産業用ロボットや、医療分野で働く医療ロボットや、人間と協力して働く協働ロボットに適用が可能である。
【0014】
実施形態のロボット１は、可動機構を構成する内骨格部２と、内骨格部２の周囲を覆う外骨格部３と、内骨格部２と外骨格部３の間に形成された空間部４と、検出部５と、を備える。
【0015】
内骨格部２は、本実施形態では、第一内骨格部２Ａ、第二内骨格部２Ｂ、第三内骨格部２Ｃ、第四内骨格部２Ｄ、および第五内骨格部２Ｅを有する。第一内骨格部２Ａ、第二内骨格部２Ｂ、第三内骨格部２Ｃ、第四内骨格部２Ｄ、および第五内骨格部２Ｅは、それぞれ可動部として構成される。
【0016】
第一内骨格部２Ａは、アクチュエータによって構成される。第一内骨格部２Ａは、実施形態ではサーボモータを有する本体部２Ａａを有する。本体部２Ａａは、軸Ｓ１を中心とした円柱形状に形成されている。第一内骨格部２Ａは、本体部２Ａａのサーボモータによって軸Ｓ１の廻りに回転可能に設けられた回転軸部２Ａｂを有する。第一内骨格部２Ａは、本体部２Ａａの側部に設けられて他の内骨格部（図示省略）に固定される固定部２Ａｃを有する。
【0017】
第二内骨格部２Ｂは、軸Ｓ１が延びる方向、および軸Ｓ１と交差（直交）する軸Ｓ２が延びる方向に延びるように折れ曲がって形成された円筒曲管状の本体部２Ｂａを有する。本体部２Ｂａは、アルミ合金やステンレス合金や炭素鋼などによって剛構造に構成される。本体部２Ｂａの各端部は、一方が第一内骨格部２Ａの回転軸部２Ａｂに固定される固定部２Ｂｂとして構成され、他方が第三内骨格部２Ｃに固定される固定部２Ｂｃとして構成される。固定部２Ｂｂは、複数のネジＲ２によって回転軸部２Ａｂに固定される。固定部２Ｂｃは、複数のネジＲ３によって第三内骨格部２Ｃに固定される。従って、第二内骨格部２Ｂは、第一内骨格部２Ａの回転軸部２Ａｂの回転に伴って軸Ｓ１の廻りに回転する。
【0018】
第三内骨格部２Ｃは、軸Ｓ２が延びる方向に延びる円筒直管状の本体部２Ｃａを有する。本体部２Ｃａは、アルミ合金やステンレス合金や炭素鋼などによって剛構造に構成される。本体部２Ｃａの各端部は、一方が第二内骨格部２Ｂの固定部２Ｂｃに固定される固定部２Ｃｂとして構成され、他方が第四内骨格部２Ｄに固定される固定部２Ｃｃとして構成される。固定部２Ｃｂは、複数のネジＲ３によって第二内骨格部２Ｂの固定部２Ｂｃに固定される。固定部２Ｃｃは、複数のネジＲ６によって第四内骨格部２Ｄに固定される。従って、第三内骨格部２Ｃは、第二内骨格部２Ｂと共に、第一内骨格部２Ａの回転軸部２Ａｂの回転に伴って軸Ｓ１の廻りに回転する。
【0019】
第四内骨格部２Ｄは、アクチュエータによって構成される。第四内骨格部２Ｄは、実施形態ではサーボモータを有する円柱形状の本体部２Ｄａを有する。本体部２Ｄａは、軸Ｓ２と交差（直交）する軸Ｓ３を中心とした円柱形状に形成されている。第四内骨格部２Ｄは、本体部２Ｄａのサーボモータによって軸Ｓ３の廻りに回転可能に設けられた回転軸部２Ｄｂを有する。第四内骨格部２Ｄは、本体部２Ｄａの側部に設けられて第三内骨格部２Ｃの固定部２Ｃｃに固定される固定部２Ｄｃを有する。回転軸部２Ｄｂは、第五内骨格部２Ｅに複数のネジＲ９によって固定される。固定部２Ｄｃは、複数のネジＲ６によって第三内骨格部２Ｃの固定部２Ｃｃに固定される。従って、第四内骨格部２Ｄは、第二内骨格部２Ｂおよび第三内骨格部２Ｃと共に、第一内骨格部２Ａの回転軸部２Ａｂの回転に伴って軸Ｓ１の廻りに回転する。
【0020】
第五内骨格部２Ｅは、アクチュエータによって構成される。第五内骨格部２Ｅは、実施形態ではサーボモータを有する円柱形状の本体部２Ｅａを有する。本体部２Ｅａは、軸Ｓ３と交差（直交）する軸Ｓ４を中心とした円柱形状に形成されている。第五内骨格部２Ｅは、本体部２Ｅａのサーボモータによって軸Ｓ４の廻りに回転可能に設けられた回転軸部２Ｅｂを有する。第五内骨格部２Ｅは、本体部２Ｅａの側部に設けられて第四内骨格部２Ｄの回転軸部２Ｄｂに固定される固定部２Ｅｃを有する。回転軸部２Ｅｂは、他の内骨格部（図示省略）に固定される。他の内骨格部は、その外周が他の外骨格部（図示省略）により覆われる。固定部２Ｅｃは、複数のネジＲ９によって第四内骨格部２Ｄの回転軸部２Ｄｂに固定される。従って、第五内骨格部２Ｅは、第二内骨格部２Ｂ、第三内骨格部２Ｃおよび第四内骨格部２Ｄと共に、第一内骨格部２Ａの回転軸部２Ａｂの回転に伴って軸Ｓ１の廻りに回転する。しかも、第五内骨格部２Ｅは、第四内骨格部２Ｄの回転軸部２Ｄｂの回転に伴って軸Ｓ３の廻りに回転する。さらに、第五内骨格部２Ｅは、自身の回転軸部２Ｅｂの回転によって他の内骨格部（図示省略）を軸Ｓ４の廻りに回転させる。
【0021】
外骨格部３は、本実施形態では、第一外骨格部３Ａ、第二外骨格部３Ｂ、第三外骨格部３Ｃ、第四外骨格部３Ｄ、第五外骨格部３Ｅ、第六外骨格部３Ｆ、および第七外骨格部３Ｇを有する。第一外骨格部３Ａ、第二外骨格部３Ｂ、第三外骨格部３Ｃ、第四外骨格部３Ｄ、および第五外骨格部３Ｅは、筒状外骨格部ともいう。第六外骨格部３Ｆおよび第七外骨格部３Ｇは、連結外骨格部ともいう。
【0022】
第一外骨格部３Ａは、第一内骨格部２Ａの外周を覆う。第一外骨格部３Ａは、第一内骨格部２Ａにおいて円柱形状の本体部２Ａａの外周を覆うように、軸Ｓ１を中心とした円筒形状の筒本体部３Ａａを有する。筒本体部３Ａａは、円筒形状に限らず例えば多角形筒など筒形状であればよい。筒本体部３Ａａは、ポリエチレンテレフタレートなどによって構成される。筒本体部３Ａａは、軸Ｓ１の延びる方向では形状を維持する一方で、軸Ｓ１に交差する径方向では変形することが可能に構成される。筒本体部３Ａａは、軸Ｓ１が延びる方向の一端が閉塞され、他端が開放して構成される。従って、筒本体部３Ａａは、第一内骨格部２Ａを軸Ｓ１に沿って挿入して内装する一方で、第一内骨格部２Ａを軸Ｓ１に沿って取り出して分離する。第一外骨格部３Ａは、筒本体部３Ａａの開放した他端に、筒固定部３Ａｂを有する。筒固定部３Ａｂは、環状に形成され、第一内骨格部２Ａにおいて回転軸部２Ａｂが設けられた本体部２Ａａの端部外周に複数のネジＲ１によって固定される。また、第一外骨格部３Ａは、筒本体部３Ａａの側部が、第一内骨格部２Ａの固定部２Ａｃを表出するように一部が開放して形成される。この開放部分は、第六外骨格部３Ｆと嵌め合う。
【0023】
第二外骨格部３Ｂは、第二内骨格部２Ｂの外周を覆う。第二外骨格部３Ｂは、軸Ｓ１を中心とした円筒形状の筒本体部３Ｂａを有する。筒本体部３Ｂａは、円筒形状に限らず例えば多角形筒など筒形状であればよい。筒本体部３Ｂａは、ポリエチレンテレフタレートなどによって構成される。筒本体部３Ｂａは、軸Ｓ１の延びる方向では形状を維持する一方で、軸Ｓ１に交差する径方向では変形することが可能に構成される。筒本体部３Ｂａは、軸Ｓ１が延びる方向の一端が閉塞され、他端が開放して構成される。従って、筒本体部３Ｂａは、第二内骨格部２Ｂを軸Ｓ１に沿って挿入して内装する一方で、第二内骨格部２Ｂを軸Ｓ１に沿って取り出して分離する。第二外骨格部３Ｂは、筒本体部３Ｂａの開放した他端に、第一筒固定部３Ｂｂを有する。第一筒固定部３Ｂｂは、環状に形成され、第一内骨格部２Ａの回転軸部２Ａｂに対し、第二内骨格部２Ｂと共に複数のネジＲ２によって固定される。従って、第二外骨格部３Ｂは、第二内骨格部２Ｂと共に、第一内骨格部２Ａの回転軸部２Ａｂの回転に伴って軸Ｓ１の廻りに回転する。また、第二外骨格部３Ｂは、筒本体部３Ｂａの側部に、第二筒固定部３Ｂｃを有する。第二筒固定部３Ｂｃは、環状に形成され、第三内骨格部２Ｃの固定部２Ｃｂに対して複数のネジＲ４によって固定される。また、第二外骨格部３Ｂは、図５に示すように、筒本体部３Ｂａの側部の一部、第一筒固定部３Ｂｂ、および第二筒固定部３Ｂｃが、軸Ｓ１および軸Ｓ２がなす平面について分割して設けられる。分割される各第二外骨格部３Ｂは、ネジ（図示省略）によって組み立てられる。分割した第二外骨格部３Ｂの一方は、第一筒固定部３Ｂｂに仕切板３Ｂｄが設けられる。仕切板３Ｂｄは、軸Ｓ１を中心とした円板状に形成される。仕切板３Ｂｄは、第一内骨格部２Ａにおける本体部２Ａａと回転軸部２Ａｂとの隙間に配置される、また、仕切板３Ｂｄは、回転軸部２Ａｂを支持する本体部２Ａａの回転軸（図示省略）を挿通するスリット形状の切欠３Ｂｅが形成される。
【0024】
第三外骨格部３Ｃは、第三内骨格部２Ｃの外周を覆う。第三外骨格部３Ｃは、軸Ｓ２を中心とした円筒形状の筒本体部３Ｃａを有する。筒本体部３Ｃａは、円筒形状に限らず例えば多角形筒など筒形状であればよい。筒本体部３Ｃａは、ポリエチレンテレフタレートなどによって構成される。筒本体部３Ｃａは、軸Ｓ２の延びる方向では形状を維持する一方で、軸Ｓ２に交差する径方向では変形することが可能に構成される。筒本体部３Ｃａは、ポリエチレンテレフタレートなどによって構成され、円筒形状を維持する一方で変形することが可能に設けられる。筒本体部３Ｃａは、軸Ｓ２が延びる方向の両端が開放して構成される。従って、筒本体部３Ｃａは、第三内骨格部２Ｃを軸Ｓ２に沿って挿入して内装する一方で、第三内骨格部２Ｃを軸Ｓ２に沿って取り出して分離する。第三外骨格部３Ｃは、筒本体部３Ｃａの開放した一端に、第一筒固定部３Ｃｂを有する。第一筒固定部３Ｃｂは、環状に形成され、第二外骨格部３Ｂの第二筒固定部３Ｂｃと共に、第三内骨格部２Ｃの固定部２Ｃｂに対して複数のネジＲ４によって固定される。また、第三外骨格部３Ｃは、筒本体部３Ｃａの側部の一部が開放した部分に、第二筒固定部３Ｃｃを有する。第二筒固定部３Ｃｃは、環状に形成され、第三内骨格部２Ｃの固定部２Ｃｃに対して複数のネジＲ５によって固定される。従って、第三外骨格部３Ｃは、第三内骨格部２Ｃ、第二内骨格部２Ｂ、および第二外骨格部３Ｂと共に、第一内骨格部２Ａの回転軸部２Ａｂの回転に伴って軸Ｓ１の廻りに回転する。
【0025】
第四外骨格部３Ｄは、第四内骨格部２Ｄの外周を覆う。第四外骨格部３Ｄは、軸Ｓ３を中心とした円筒形状の筒本体部３Ｄａを有する。筒本体部３Ｄａは、円筒形状に限らず例えば多角形筒など筒形状であればよい。筒本体部３Ｄａは、ポリエチレンテレフタレートなどによって構成される。筒本体部３Ｄａは、軸Ｓ３の延びる方向では形状を維持する一方で、軸Ｓ３に交差する径方向では変形することが可能に構成される。筒本体部３Ｄａは、軸Ｓ３が延びる方向の一端が閉塞され、他端が開放して構成される。従って、筒本体部３Ｄａは、第四内骨格部２Ｄを軸Ｓ３に沿って挿入して内装する一方で、第四内骨格部２Ｄを軸Ｓ３に沿って取り出して分離する。第四外骨格部３Ｄは、筒本体部３Ｄａの開放した他端に、第一筒固定部３Ｄｂを有する。第一筒固定部３Ｄｂは、環状に形成され、第四内骨格部２Ｄにおいて回転軸部２Ｄｂが設けられた本体部２Ｄａの端部外周に複数のネジＲ７によって固定される。また、第四外骨格部３Ｄは、筒本体部３Ｄａの側部に設けられた第二筒固定部３Ｄｃを有する。第二筒固定部３Ｄｃは、環状に形成され、第四内骨格部２Ｄの固定部２Ｄｃに対して複数のネジＲ６で固定された第六外骨格部３Ｆに対して嵌め合いにより固定される。従って、第四外骨格部３Ｄは、第四内骨格部２Ｄ、第三外骨格部３Ｃ、第三内骨格部２Ｃ、第二内骨格部２Ｂ、および第二外骨格部３Ｂと共に、第一内骨格部２Ａの回転軸部２Ａｂの回転に伴って軸Ｓ１の廻りに回転する。
【0026】
第五外骨格部３Ｅは、第五内骨格部２Ｅの外周を覆う。第五外骨格部３Ｅは、軸Ｓ４を中心とした円筒形状の筒本体部３Ｅａを有する。筒本体部３Ｅａは、円筒形状に限らず例えば多角形筒など筒形状であればよい。筒本体部３Ｅａは、ポリエチレンテレフタレートなどによって構成される。筒本体部３Ｅａは、軸Ｓ４の延びる方向では形状を維持する一方で、軸Ｓ４に交差する径方向では変形することが可能に構成される。筒本体部３Ｅａは、軸Ｓ４が延びる方向の一端が閉塞され、他端が開放して構成される。従って、筒本体部３Ｅａは、第五内骨格部２Ｅを軸Ｓ４に沿って挿入して内装する一方で、第五内骨格部２Ｅを軸Ｓ４に沿って取り出して分離する。第五外骨格部３Ｅは、筒本体部３Ｅａの開放した他端に、第一筒固定部３Ｅｂを有する。第一筒固定部３Ｅｂは、環状に形成され、第五内骨格部２Ｅにおいて回転軸部２Ｅｂが設けられた本体部２Ｅａの端部外周に複数のネジＲ８によって固定される。また、第五外骨格部３Ｅは、筒本体部３Ｅａの側部に設けられた第二筒固定部３Ｅｃを有する。第二筒固定部３Ｅｃは、環状に形成され、第四内骨格部２Ｄの回転軸部２Ｄｂに対して複数のネジＲ９で固定される。従って、第五外骨格部３Ｅは、第五内骨格部２Ｅ、第四内骨格部２Ｄ、第三外骨格部３Ｃ、第三内骨格部２Ｃ、第二内骨格部２Ｂ、および第二外骨格部３Ｂと共に、第一内骨格部２Ａの回転軸部２Ａｂの回転に伴って軸Ｓ１の廻りに回転する。しかも、第五外骨格部３Ｅは、第五内骨格部２Ｅと共に、第四内骨格部２Ｄの回転軸部２Ｄｂの回転に伴って軸Ｓ３の廻りに回転する。
【0027】
第六外骨格部３Ｆは、第一固定部３Ｆａと第二固定部３Ｆｂとを有する。第一固定部３Ｆａは、軸Ｓ１を中心とした環状に形成される。第一固定部３Ｆａは、第一外骨格部３Ａと第一内骨格部２Ａとの間に設けられ、第一外骨格部３Ａの固定部３Ａｂと共に、第一内骨格部２Ａの本体部２Ａａの端部外周に対して複数のネジＲ１によって固定される。従って、第一固定部３Ｆａは、第一外骨格部３Ａと第一内骨格部２Ａとを連結する。一方、第二固定部３Ｆｂは、第一固定部３Ｆａと一体に成形される。第二固定部３Ｆｂは、第一内骨格部２Ａの固定部２Ａｃを表出するように環状に形成される。第二固定部３Ｆｂは、第一外骨格部３Ａにおける筒本体部３Ａａの側部の開放部分と嵌め合う。第二固定部３Ｆｂは、他の内骨格部（図示省略）の外周を覆う他の外骨格部（図示省略）が連結される。この第六外骨格部３Ｆは、図４に示すように、第一固定部３Ｆａおよび第二固定部３Ｆｂが、軸Ｓ１および軸Ｓ２がなす平面について分割して設けられる。分割した第六外骨格部３Ｆは、各第一固定部３Ｆａに仕切板３Ｆｄが設けられる。仕切板３Ｆｄは、軸Ｓ１を中心とした半円板状に形成される。仕切板３Ｆｄは、第一内骨格部２Ａにおける本体部２Ａａと回転軸部２Ａｂとの隙間に配置される、また、仕切板３Ｆｄは、回転軸部２Ａｂを支持する本体部２Ａａの回転軸（図示省略）を挿通する半円形状の切欠３Ｆｅが形成される。この第六外骨格部３Ｆは、ポリエチレンテレフタレートなどによって構成される。
【0028】
第七外骨格部３Ｇは、第一固定部３Ｇａと第二固定部３Ｇｂとを有する。第一固定部３Ｇａは、軸Ｓ２を中心とした環状に形成される。第一固定部３Ｇａは、第三外骨格部３Ｃと第四外骨格部３Ｄとの間に設けられ、第三内骨格部２Ｃの固定部２Ｃｃおよび第四内骨格部２Ｄの固定部２Ｄｃの外周を覆う。第一固定部３Ｇａは、第三外骨格部３Ｃの第二筒固定部３Ｃｃと共に、第三内骨格部２Ｃの固定部２Ｃｃに対して複数のネジＲ５によって固定される。また、第一固定部３Ｇａは、第四内骨格部２Ｄの固定部２Ｄｃに対して複数のネジＲ６によって固定される。さらに、第一固定部３Ｇａは、第四外骨格部３Ｄの第二筒固定部３Ｄｃと嵌め合う。従って、第一固定部３Ｇａは、第三外骨格部３Ｃと第四外骨格部３Ｄとを連結する。また、筒状外骨格部である第三外骨格部３Ｃと第四外骨格部３Ｄは、連結外骨格部である第六外骨格部３Ｆの第一固定部３Ｇａよりも外側に突出して設けられる。一方、第二固定部３Ｇｂは、第一固定部３Ｇａと一体に成形される。第二固定部３Ｇｂは、軸Ｓ３を中心とした環状に形成される。第二固定部３Ｇｂは、第四外骨格部３Ｄと第四内骨格部２Ｄとの間に設けられ、第四内骨格部２Ｄの一部を覆う。第二固定部３Ｇｂは、第四外骨格部３Ｄの第一筒固定部３Ｄｂと共に、第四内骨格部２Ｄの本体部２Ｄａの外周に複数のネジＲ７によって固定される。従って、第二固定部３Ｇｂは、第四外骨格部３Ｄと第四内骨格部２Ｄとを連結する。また、筒状外骨格部である第四外骨格部３Ｄは、連結外骨格部である第七外骨格部３Ｇよりも外側に突出して設けられる。この第七外骨格部３Ｇは、図６に示すように、第一固定部３Ｇａおよび第二固定部３Ｇｂが、軸Ｓ２および軸Ｓ３がなす平面について分割して設けられる。分割した第七外骨格部３Ｇは、各第二固定部３Ｇｂに仕切板３Ｇｄが設けられる。仕切板３Ｇｄは、軸Ｓ３を中心とした半円板状に形成される。仕切板３Ｇｄは、第四内骨格部２Ｄにおいて、本体部２Ｄａと回転軸部２Ｄｂとの隙間に配置される、また、仕切板３Ｇｄは、回転軸部２Ｄｂを支持する本体部２Ｄａの回転軸（図示省略）を挿通する半円形状の切欠３Ｇｅが形成される。この第七外骨格部３Ｇは、ポリエチレンテレフタレートなどによって構成される。
【0029】
空間部４は、本実施形態では、第一空間部４Ａ、第二空間部４Ｂ、第三空間部４Ｃ、第四空間部４Ｄ、および第五空間部４Ｅを有する。第一空間部４Ａは、第一内骨格部２Ａの本体部２Ａａと第一外骨格部３Ａの筒本体部３Ａａとの間に形成された間隔により構成される。第一空間部４Ａは、第一外骨格部３Ａによって密閉された空間であってもよい。第二空間部４Ｂは、第二内骨格部２Ｂの本体部２Ｂａと第二外骨格部３Ｂの筒本体部３Ｂａとの間に形成された間隔により構成される。第二空間部４Ｂは、第二外骨格部３Ｂによって密閉された空間であってもよい。第三空間部４Ｃは、第三内骨格部２Ｃの本体部２Ｃａと第三外骨格部３Ｃの筒本体部３Ｃａとの間に形成された間隔により構成される。第三空間部４Ｃは、第三外骨格部３Ｃによって密閉された空間であってもよい。第四空間部４Ｄは、第四内骨格部２Ｄの本体部２Ｄａと第四外骨格部３Ｄの筒本体部３Ｄａとの間に形成された間隔により構成される。第四空間部４Ｄは、第四外骨格部３Ｄによって密閉された空間であってもよい。第五空間部４Ｅは、第五内骨格部２Ｅの本体部２Ｅａと第五外骨格部３Ｅの筒本体部３Ｅａとの間に形成された間隔により構成される。第五空間部４Ｅは、第五外骨格部３Ｅによって密閉された空間であってもよい。
【0030】
検出部５は、実施形態では、第一検出部５Ａ、第二検出部５Ｂ、第三検出部５Ｃ、第四検出部５Ｄ、および第五検出部５Ｅを有する。
【0031】
第一検出部５Ａは、第一空間部４Ａに配置される。第一検出部５Ａは、実施形態では、１つの可動部である第一内骨格部２Ａの本体部２Ａａに取り付けられる。第一検出部５Ａは、第一外骨格部３Ａに取り付けられてもよい。第一検出部５Ａは、例えば、圧力センサであり、第一空間部４Ａにおける圧力の変化を検出する。圧力の変化とは、第一外骨格部３Ａが外力によって変形した場合、図７に示すように、第一外骨格部３Ａが変形したときの圧力変動の瞬間の立ち上がり（図７の圧力０から圧力Ａの間）であって、変化した圧力全体の量ではない。従って、第一検出部５Ａは、第一外骨格部３Ａの変形の初動を検出する。第一検出部５Ａは、ケーブルが第一空間部４Ａまたは第一内骨格部２Ａの内部に配線される。第一検出部５Ａは、第一空間部４Ａに複数配置されてもよい。
【0032】
第二検出部５Ｂは、第二空間部４Ｂに配置される。第二検出部５Ｂは、実施形態では、１つの可動部である第二内骨格部２Ｂの本体部２Ｂａに取り付けられる。第二検出部５Ｂは、第二外骨格部３Ｂに取り付けられてもよい。第二検出部５Ｂは、例えば、圧力センサであり、第一検出部５Ａと同じく圧力の変化を検出する。第二検出部５Ｂは、ケーブルが第二空間部４Ｂまたは第二内骨格部２Ｂの内部に配線される。第二検出部５Ｂは、第二空間部４Ｂに複数配置されてもよい。
【0033】
第三検出部５Ｃは、第三空間部４Ｃに配置される。第三検出部５Ｃは、実施形態では、１つの可動部である第三内骨格部２Ｃの本体部２Ｃａに取り付けられる。第三検出部５Ｃは、第三外骨格部３Ｃに取り付けられてもよい。第三検出部５Ｃは、例えば、圧力センサであり、第一検出部５Ａと同じく圧力の変化を検出する。第三検出部５Ｃは、ケーブルが第三空間部４Ｃまたは第三内骨格部２Ｃの内部に配線される。また、第三検出部５Ｃは、第三空間部４Ｃに複数配置されてもよい。
【0034】
第四検出部５Ｄは、第四空間部４Ｄに配置される。第四検出部５Ｄは、実施形態では、１つの可動部である第四内骨格部２Ｄの本体部２Ｄａに取り付けられる。第四検出部５Ｄは、第四外骨格部３Ｄに取り付けられてもよい。第四検出部５Ｄは、例えば、圧力センサであり、第一検出部５Ａと同じく圧力の変化を検出する。第四検出部５Ｄは、ケーブルが第四空間部４Ｄまたは第四内骨格部２Ｄの内部に配線される。また、第四検出部５Ｄは、第四空間部４Ｄに複数配置されてもよい。
【0035】
第五検出部５Ｅは、第五空間部４Ｅに配置される。第五検出部５Ｅは、実施形態では、１つの可動部である第五内骨格部２Ｅの本体部２Ｅａに取り付けられる。第五検出部５Ｅは、第五外骨格部３Ｅに取り付けられてもよい。第五検出部５Ｅは、例えば、圧力センサであり、第一検出部５Ａと同じく圧力の変化を検出する。第五検出部５Ｅは、ケーブルが第五空間部４Ｅまたは第五内骨格部２Ｅの内部に配線される。また、第五検出部５Ｅは、第五空間部４Ｅに複数配置されてもよい。
【0036】
なお、各検出部５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ，５Ｅで検出する圧力値は、基準（圧力０：外骨格部３の変形がないとき）から変化した圧力の閾値を設定しておき、当該閾値を越えたことを検出するようにしてもよい。また、各検出部５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ，５Ｅにおいて圧力の閾値が異なるように設定してもよい。また、検出部５が配置される空間部４は、密閉されて外骨格部３の外部よりも高い圧力とされてもよく、この場合、検出部５の感度が向上する。
【0037】
【0038】
組立状態から分解状態にするにあたり、ロボット１は、ネジＲ１を外すことで、図４に示すように、第一内骨格部２Ａに対して第一外骨格部３Ａを軸Ｓ１が延びる方向に沿って取り外せる。また、ロボット１は、ネジＲ１を外すことで、図４に示すように、第一内骨格部２Ａに対して第六外骨格部３Ｆを取り外せ、かつ第六外骨格部３Ｆを分割して取り外せる。また、ロボット１は、ネジＲ２，Ｒ４、および第二外骨格部３Ｂを組み立てるネジ（図示省略）を外すことで、図５に示すように、第二外骨格部３Ｂを分解でき、かつ第二内骨格部２Ｂおよび第三外骨格部３Ｃに対して第二外骨格部３Ｂを取り外せる。また、ロボット１は、ネジＲ３を外すことで、第二内骨格部２Ｂと第三内骨格部２Ｃとを分離できる。また、ロボット１は、ネジＲ５を外すことで、第三内骨格部２Ｃに対して第三外骨格部３Ｃを軸Ｓ２が延びる方向に沿って取り外せる。また、ロボット１は、ネジＲ６およびネジＲ７を外すことで、第四内骨格部２Ｄに対して第四外骨格部３Ｄを軸Ｓ３が延びる方向に沿って取り外せ、同時に、第七外骨格部３Ｇを分割して取り外せる。また、ロボット１は、ネジＲ９を外すことで、第四内骨格部２Ｄと第五内骨格部２Ｅとを分離できる。そして、ロボット１は、ネジＲ８を外すことで、第五内骨格部２Ｅに対して第五外骨格部３Ｅを軸Ｓ４が延びる方向に沿って取り外せる。なお、分離状態から組立状態にするには、上記と逆の手順を行う。従って、ロボット１は、内骨格部２や外骨格部（筒状内骨格部）３を連結する外骨格部（連結外骨格部）３を分割し、内骨格部２に対して外骨格部（筒状内骨格部）３を軸が延びる方向に移動することで組立状態および分離状態にすることができる。
【0039】
このように、実施形態のロボット１は、可動機構を構成する内骨格部２と、内骨格部２の周囲を覆う筒形状の外骨格部３と、内骨格部２と外骨格部３の間に形成された空間部４と、を備える。
【0040】
実施形態のロボット１によれば、内骨格部２の周囲を覆う筒形状の外骨格部３との間に空間部４を備えることで、外力が付与された場合、外骨格部３が空間部４に向けて内側に変形する。このため、実施形態のロボット１は、人とロボット１とが衝突しても、人に危害を与えることを防ぎ、かつロボット１の故障も防ぐ緩衝機能を得ることができる。しかも、実施形態のロボット１によれば、外骨格部３は、筒形状に形成されているため、軸の延びる方向に沿う外力に対して強度を確保する強度部材として機能する。さらに、実施形態のロボット１によれば、可動機構を内骨格部２に委ね、緩衝機能を外骨格部３および空間部４に委ねて機能分離することで、既存の可動部に後から緩衝部材を付けることと比較して可搬重量や可動範囲の影響や組立工数の増加を防ぐ。なお、外骨格部３は、外形が滑らかな円筒形状（または楕円筒形状）であると変形が大きく緩衝機能を高めることができ、外形が平面や角を有する多角筒形状であると変形が抑制され強度機能を高めることができる。また、空間部４は、密閉構造に限らないが、密閉構造とすることで、外力による外骨格部３の変形に対する反力が大きくなって衝撃吸収機能を高めることができる。
【0041】
また、実施形態のロボット１では、外骨格部３は、筒形状に形成されて内骨格部２を挿通可能に設けられた筒状外骨格部（第一外骨格部３Ａ、第二外骨格部３Ｂ、第三外骨格部３Ｃ、第四外骨格部３Ｄ、および第五外骨格部３Ｅ）と、複数の筒状外骨格部の間、または筒状外骨格部と内骨格部２との間を連結すると共に分割構造とされた連結外骨格部（第六外骨格部３Ｆおよび第七外骨格部３Ｇ）を有する。
【0042】
筒状外骨格部は、径方向に変形し易い緩衝機能と軸の延びる方向で変形し難い強度機能が得られると共に、内骨格部２を挿通して組立や分解を容易に行うことができる。また、連結外骨格部は、複数の筒状外骨格部の間、または筒状外骨格部と内骨格部２との間を連結し、かつ分割構造によって組立や分解を容易に行うことができる。従って、実施形態のロボット１によれば、可搬重量や可動範囲の影響および組立工数の増加を生じることなく、緩衝機能を得ると共に強度を確保する効果が顕著に得られる。
【0043】
また、実施形態のロボット１では、筒状外骨格部は、連結外骨格部よりも外側に突出して設けられる。
【0044】
筒状外骨格部は、径方向に変形し易い緩衝機能を有するものであるから、複数の筒状外骨格部の間、または筒状外骨格部と内骨格部２との間を連結する機能の連結外骨格部よりも外側に突出することで、連結外骨格部を保護できる。
【0045】
特に、実施形態のロボット１は、空間部４に配置されて外骨格部３の変形に伴う空間部４の圧力の変化を検出する検出部５を備えることを特徴とする。
【0046】
実施形態のロボット１によれば、検出部５によって空間部４の圧力の変化を検出することで、外骨格部３が変形したときの圧力変動の瞬間を検出できるため、衝突感知精度を向上できる。なお、実施形態のロボット１は、検出部５によって空間部４の圧力の変化を検出した場合、即ち、衝突を感知した場合、動作を停止させたり、動作を遅くさせたりする制御を行う。
【0047】
また、実施形態のロボット１では、検出部５は、ケーブルが空間部４または内骨格部２の内部に配線される。
【0048】
実施形態のロボット１によれば、ケーブルが空間部４または内骨格部２の内部に配線されることで、ケーブルが外装材の外側に存在することと比較して動作時や衝突時にケーブルが切断する事態を防止できる。
【0049】
また、実施形態のロボット１では、外骨格部３および検出部５は、内骨格部２の可動部ごとに配置される。
【0050】
実施形態のロボット１によれば、衝突感知を内骨格部２の可動部ごとに行うことができる。この結果、実施形態のロボット１によれば、可動部の各動作において衝突感知を実現できる。
【符号の説明】
【0051】
１ ロボット
２ 内骨格部
２Ａ 第一内骨格部（可動部）
２Ｂ 第二内骨格部（可動部）
２Ｃ 第三内骨格部（可動部）
２Ｄ 第四内骨格部（可動部）
２Ｅ 第五内骨格部（可動部）
３ 外骨格部
４ 空間部
５ 検出部
２ 内骨格部
２Ａ 第一内骨格部（可動部）
２Ｂ 第二内骨格部（可動部）
２Ｃ 第三内骨格部（可動部）
２Ｄ 第四内骨格部（可動部）
２Ｅ 第五内骨格部（可動部）
３ 外骨格部
４ 空間部
５ 検出部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】