特許 7181461 過負荷安全装置および過負荷安全システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-11-22

(45)【発行日】2022-12-01

(54)【発明の名称】過負荷安全装置および過負荷安全システム

(51)【国際特許分類】

   B25J 19/06 20060101AFI20221124BHJP

   B25J 15/08 20060101ALI20221124BHJP

   B25J 17/02 20060101ALN20221124BHJP

【ＦＩ】

B25J19/06

B25J15/08 T

B25J15/08 M

B25J17/02 J

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2019005739

(22)【出願日】2019-01-17

(65)【公開番号】P2020110905

(43)【公開日】2020-07-27

【審査請求日】2021-10-20

(73)【特許権者】

【識別番号】000005197

【氏名又は名称】株式会社不二越

(74)【代理人】

【識別番号】100156649

【弁理士】

【氏名又は名称】野原 淳史

(74)【代理人】

【識別番号】100158355

【弁理士】

【氏名又は名称】岡島 明子

(72)【発明者】

【氏名】見上 慧

(72)【発明者】

【氏名】沢戸 瑛昌

【審査官】松浦 陽

(56)【参考文献】

【文献】特開平０３－１３１４９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６４－０１６３８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－２４０４５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１０７１１０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２５Ｊ １／００－２１／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ロボットと前記ロボットに取り付けられるエンドエフェクタとを吸着し、過負荷が加わった場合に吸着が外れる第１吸着手段と、
前記エンドエフェクタを過負荷の吸収方向に揺動させる揺動手段と、
を備え、
前記ロボットと前記揺動したエンドエフェクタとを吸着する第２吸着手段をさらに備える過負荷安全装置。

【請求項2】

前記揺動手段が、前記エンドエフェクタを回転させる軸である請求項１に記載の過負荷安全装置。

【請求項3】

前記吸着手段が、磁気吸着力である請求項１または２に記載の過負荷安全装置。

【請求項4】

前記ロボットと前記エンドエフェクタとの吸着状態を検出する検出部をさらに備える請求項１から３のいずれか一項に記載の過負荷安全装置。

【請求項5】

請求項４に記載の過負荷安全装置と、
前記検出部から得られる検出信号を用いて前記吸着手段の吸着力を調整する吸着力調整部と、
を備える過負荷安全システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、過負荷安全装置に関し、より詳細には、ロボットに取り付けられるエンドエフェクタに過負荷が加わった場合にその過負荷を吸収する過負荷安全装置および過負荷安全システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ロボットの安全装置として、エンドエフェクタをロボット本体に磁気吸着力で吸着し、過負荷が加わった際に吸着面における吸着が外れることで過負荷を吸収する技術が提案されている。

【0003】

例えば、特許文献１には、ロボット手首とエンドエフェクタとの間に継手用ブラケットを介在させ、この継手用ブラケット手段に磁気吸引力手段を設け、その磁気吸引力手段の磁気吸引力でエンドエフェクタを手首側に固定、保持するようにし、異常な外力がエンドエフェクタに作用した場合には、磁気吸引力手段の磁気吸引力結合部からエンドエフェクタが脱落し、ロボット機体に外部衝撃が及ぶのを回避できるようにした産業用ロボットの安全装置が記載されている。これにより、外部からの衝撃、種々の外力に対してロボット機体の安全、保護を図ることが可能であると同時に、ロボット動作過程におけるトラブルの発生を極力、抑止できるとされている。

【0004】

また、特許文献２には、ロボットハンドの取り付け部に設けた第一磁気吸着座面に、ロボットハンドに設けた第二磁気吸着座面を磁気吸着して上記ロボットハンドを取り付け支持する構成を採用すると共に、上記第一、第二磁気吸着座面の一方の座面から突出する軸を他方の座面で開口せる孔又は溝内に嵌合し、上記ロボットハンドに加わる過負荷により同ロボットハンドが上記軸と孔又は溝の嵌合を介して上記磁気吸着力に抗し左右又は上下又は前後に動くことができる構成としたロボットハンドの過負荷安全装置が記載されている。これにより、上記第一、第二吸着座面を相互に磁気吸着し軸によって支持する、構造簡素にして小形、軽量且つ安価なる構成にて、ロボットハンドに加わる左右又は上下又は前後の過負荷に対し有効に機能せしめることができるとされている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開平第０５－２２０６９１号

【文献】特開第２００８－１３７１０９号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、過負荷が加わった場合にエンドエフェクタが脱落するため、脱落したエンドエフェクタによって周辺の物体を損傷させてしまう可能性がある。また、ロボットの稼働復帰に際し、再度嵌合位置を合わせてロボット手首にエンドエフェクタを装着し直さなければならないという問題がある。

【0007】

また、特許文献２に記載の技術では、吸着座面から突出した軸によってロボットハンドの動作が拘束されているが、吸着座面から外れたロボットハンドを安定に保持または固定して、ロボットハンドの脱落を防止することまでは考慮されていない。

【0008】

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、エンドエフェクタに過負荷が加わった場合にロボット本体に衝撃が及ぶのを回避し、その後の復帰操作を容易に行うことが可能な過負荷安全装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記課題を解決するために本発明に係る過負荷安全装置は、ロボットとロボットに取り付けられるエンドエフェクタとを吸着し、過負荷が加わった場合に吸着が外れる第１吸着手段と、エンドエフェクタを過負荷の吸収方向に揺動させる揺動手段と、を備える。

【0010】

また、本発明に係る過負荷安全システムは、ロボットとロボットに取り付けられるエンドエフェクタとを吸着し、過負荷が加わった場合に吸着が外れる第１吸着手段と、エンドエフェクタを過負荷の吸収方向に揺動させる揺動手段と、ロボットとエンドエフェクタとの吸着状態を検出する検出部と、を備える過負荷安全装置と、検出部から得られる検出信号を用いて第１吸着手段の吸着力を調整する吸着力調整部と、を備える。

【発明の効果】

【0011】

本発明に係る過負荷安全装置によれば、エンドエフェクタに過負荷が加わった場合にロボット本体に衝撃が及ぶのを回避し、その後の復帰操作を容易に行うことができる。なお、ここに記載された効果は、必ずしも限定されるものではなく、本技術中に記載されたいずれかの効果であってもよい。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の第１実施形態に係る過負荷安全システムの構成例を示す模式図である。

【図2】本発明の第１実施形態に係る過負荷安全装置の動作を示す模式図である。

【図3】本発明の第２実施形態に係る過負荷安全システムの構成例を示す模式図である。

【図4】本発明の第２実施形態に係る過負荷安全装置の動作の一例を示す模式図である。

【図5】本発明の第２実施形態に係る過負荷安全装置の動作の他の例を示す模式図である。

【図6】本発明の第２実施形態に係る過負荷安全システムのシステム構成例を示すブロック図である。

【図7】本発明の第２実施形態に係る過負荷安全装置システムの制御動作の例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。以下に説明する各実施形態は、本発明の代表的な実施形態の一例を示したものであり、これにより本発明の範囲が狭く解釈されることはない。また、以下の各実施形態の構成は、いずれも他の実施形態の構成と組み合わせることが可能である。

【0014】

＜第１実施形態＞
まず、図１を用いて、本発明の第１実施形態に係る過負荷安全システムの全体構成について説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る過負荷安全システム１０の構成例を示す模式図である。

【0015】

図１に示すように、過負荷安全システム１０は、一例として、ロボットアーム部１１と、ロボットアーム部１１が設置されたベース部１２と、ロボットアーム部１１の先端に取り付けられたハンド部１３と、ハンド部１３の先端に取り付けられたフィンガ部１４と、を備えている。過負荷安全システム１０は、例えば、天板１７と天板１７を支える複数の脚部１８を有する台座１６の天板１７上に配置された把持対象物であるワーク１５を把持して移動させることができる。

【0016】

次に、図２Ａを用いて、ワーク１５を把持するフィンガ部１４の構成について説明する。図２Ａは、フィンガ部１４の各部の構成例を示す模式図である。

【0017】

図２Ａに示すように、フィンガ部１４は、人の指先に相当する先端部分の第１フィンガ２１と、第１フィンガ２１に連結される第２フィンガ２２と、を備えている。本実施形態では、第１フィンガ２１がエンドエフェクタに相当するが、第１フィンガ２１および第２フィンガ２２をエンドエフェクタとすることもできる。

【0018】

第１フィンガ２１は、ワーク１５の把持方向に回転可能に軸２３で第２フィンガ２２と連結され、軸２３を回転中心として揺動運動をすることができる。軸２３は、過負荷が加わった場合に第２フィンガ２２との吸着が外れた第１フィンガ２１を過負荷の吸収方向に揺動させる揺動手段である。また、第１フィンガ２１は、第２フィンガ２２が延在する向きと同方向に配置されワーク１５を把持する姿勢のときに第２フィンガ２２に吸着して固定させる第１ストッパ部２４と、第２フィンガ２２に対して揺動運動して屈折した姿勢のときに第２フィンガ２２に吸着して固定させる第２ストッパ部２５と、を有する。

【0019】

第２フィンガ２２は、軸２３周りに回転する第１フィンガ２１の回転を抑制し、第１フィンガ２１の第１ストッパ部２４と吸着する第１吸着手段である第１吸着面２６と、第１フィンガ２１の第２ストッパ部２５と吸着する第２吸着手段である第２吸着面２７と、を有する。第１吸着面２６および第２吸着面２７における吸着力は、一例として、磁気吸着力によって与えられている。

【0020】

次に、図２Ａから図２Ｃを用いて、ワーク１５を把持するフィンガ部１４の動作について説明する。図２Ｂは、フィンガ部１４が揺動運動した後の状態を示す模式図である。図２Ｃは、フィンガ部１４が揺動運動した後から元の姿勢に復帰した状態を示す模式図である。

【0021】

まず、図２Ａに示すように、ロボットアーム１１で作業を遂行する過程において、ワーク１５や周辺環境に接触するなどの意図しない事態によって、第１ストッパ部２４側からフィンガ部１４の第１フィンガ２１の側面に衝撃などの大きな外力（過負荷）Ｆ１が加わったとする。この場合、図２Ｂに示すように、第１フィンガ２１の第１ストッパ部２４が第２フィンガ２２の第１吸着面２６から外れる。これにより、第１フィンガ２１およびフィンガ部１４に加わる過負荷が吸収され、フィンガ部１４を介して過負荷安全システム１０に大きな衝撃が及ぶことを防止することができる。

【0022】

そして、図２Ｂに示すように、第１吸着面２６から外れた第１フィンガ２１は、軸２３を回転中心として揺動運動する。揺動運動した後に、第１フィンガ２１は、第２ストッパ部２５が第２フィンガ２２の第２吸着面２７と吸着することによって停止する。停止後、第１フィンガ２１は、第２吸着面２７における磁気吸着力によって第２フィンガ２２から脱落することなくロボットアーム１１に吸着される。

【0023】

また、図２Ｃに示すように、外力Ｆ１が除去された後、第１フィンガ２１が揺動運動した方向と逆方向に力Ｆ２を第１フィンガ２１に加えることで、第２ストッパ部２５が第２吸着面２７から外れる。そして、第１フィンガ２１は、軸２３の拘束に従って回転運動して元の姿勢位置に復帰し、第１ストッパ部２４が第２フィンガ２２の第１吸着面２６に吸着される。このように、過負荷安全システム１０は、第１フィンガ２１を脱落させることなく容易かつ効率的に第１フィンガ２１の復帰作業を行うことができる。

【0024】

ここで、第２吸着面２７の磁気吸着力は、第１吸着面２６の磁気吸着力と同一である必要はなく、無負荷状態で姿勢を保持できる程度であればよい。第２吸着面２７の磁気吸着力をこのように制限することで、人力で第１フィンガ２１の姿勢を復帰させることも容易となる。

【0025】

また、磁気吸着力を与える手段として、第１ストッパ部２４および第２ストッパ部２５と、第１吸着面２６および第２吸着面２７と、の両方を磁石で構成する手段がある。さらに、第１ストッパ部２４および第２ストッパ部２５と、第１吸着面２６および第２吸着面２７と、のいずれかを磁性体で構成して第１ストッパ部２４および第２ストッパ部２５と、第１吸着面２６および第２吸着面２７と、の一方または両方に磁石を埋設して構成する手段がある。

【0026】

なお、本実施形態では、磁気吸着力を与える手段を永久磁石とした場合について説明するが、本発明はこれに限定するものではない。例えば、永久磁石に代えて電磁石を用いて第１および第２吸着面の磁気吸着力を調整できる構成にしてもよい。

【0027】

本実施形態の過負荷安全システム１０によれば、フィンガ部１４の第１フィンガ２１に過負荷が加わった場合に、ロボットアーム１１に対する第１フィンガ２１の第１吸着面２６との吸着が外れることで、ロボットアーム１１等のロボット本体に衝撃が及ぶのを回避することができる。

【0028】

さらに、過負荷安全システム１０によれば、フィンガ部１４に過負荷が加わり第２フィンガ２２の第１吸着面２６の吸着が外れた場合においても、第２ストッパ部２５によりロボットアーム１１に衝撃が及ぶのを回避する動作の方向が制限されるとともに、回避動作完了後に第２吸着面２７と吸着することで第１フィンガ２１がロボットアーム１１から脱落することを防止することができる。これにより、過負荷安全システム１０がロボットアーム１１とフィンガ部１４とが吸着している状態に復帰させる場合も、軸２３の拘束に従って揺動方向に操作することで容易にフィンガ部１４を復帰することができる。

【0029】

以上より、本実施形態の過負荷安全システム１０によれば、第１フィンガ２１を脱落させることなく簡易な構成でロボットアーム１１の安全性を向上させることができる。

【0030】

＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係る過負荷安全システムについて説明する。図３は、本実施形態に係る過負荷安全システム３０の構成例を示す模式図である。本実施形態が第１実施形態と相違する主な点は、ハンド部がエンドエフェクタとしての役割を担う点である。本実施形態に係る過負荷安全システム３０のハンド部以外の構成は、第１実施形態に係る過負荷安全システム１０と同様の構成である。

【0031】

図３に示すように、過負荷安全システム３０は、第１実施形態の過負荷安全システム１０と同様に、ロボットアーム部１１と、ロボットアーム部１１が設置されたベース部１２と、ロボットアーム部１１の先端に接続された手首部３３と、手首部３３の先端に接続されたハンド部３４と、を備えている。

【0032】

次に、図４Ａを用いて、ワーク１５を把持するハンド部３４の構成について説明する。図４Ａは、ハンド部３４の各部の構成例を示す模式図である。

【0033】

図４Ａに示すように、ハンド部３４は、ワーク１５を把持するフィンガが取り付けられた第１揺動部４１と、第１揺動部４１に連結された第２揺動部４２と、一端が第２揺動部４２に連結され他端が手首部３３に接続される手首接続部４３と、を備えている。本実施形態では、第１揺動部４１がエンドエフェクタに相当するが、第１揺動部４１だけでなく、第２揺動部４２および手首接続部４３をエンドエフェクタとすることもできる。

【0034】

第１揺動部４１は、ワーク１５を把持する姿勢から一方向に回転可能に第１軸４４で第２揺動部４２と連結され、第１軸４４を回転中心として揺動運動をすることができる。また、第１揺動部４１は、ワーク１５を把持する姿勢のときに第２揺動部４２に固定させる第１ストッパ部４５と、第２揺動部４２に対して揺動運動して屈折した姿勢のときに第２揺動部４２に固定させる第２ストッパ部４６と、を有する。

【0035】

第２揺動部４２は、第１軸４４周りに回転する第１揺動部４１の回転を抑制し、第１揺動部４１の第１ストッパ部４５と吸着する第１吸着面４７と、第１揺動部４１の第２ストッパ部４６と吸着する第２吸着面４８と、を有する。第１吸着面４７および第２吸着面４８における吸着力は、一例として、磁気吸着力によって与えられている。

【0036】

また、第１吸着面４７には、一例として、第１揺動部４１と第２揺動部４２とが吸着し、または外れたことを検出する検出部である第１近接センサ４９が埋設されている。これにより、検出した状態に応じてロボットの制御装置が停止指令または停止解除指令が発生されるようにすることができる。過負荷安全システム３０は、第１近接センサ４９を有することにより、ハンド部３４に過負荷が加わって姿勢が変化すると、第１近接センサ４９が前方に近接体を失うことから姿勢変化を検出できる。そして、過負荷安全システム３０は、姿勢変化の検出に応じてロボットの動作を停止させるように制御する。過負荷安全システム３０が元の姿勢に戻ったことを検出した場合は、停止解除が可能な状態となる。なお、第１近接センサ４９は、第２吸着面４８に埋設することもでき、第１揺動部４１の第１ストッパ部４５または第２ストッパ部４６に設けることもできる。また、検出部は、近接センサに限らず、フォトセンサやタッチセンサ等のセンサであってもよい。

【0037】

さらに、第２揺動部４２は、ワーク１５を把持する姿勢から第１揺動部４１の回転方向と逆方向に回転可能に第２軸５０で手首接続部４３と連結され、第２軸５０を回転中心として揺動運動をすることができる。また、第２揺動部４２は、手首接続部４３の向きと同方向に配置されたワーク１５を把持する姿勢のときに手首接続部４３に固定させる第３ストッパ部５１と、手首接続部４３に対して揺動運動して屈折した姿勢のときに手首接続部４３に固定させる第４ストッパ部５２と、を有する。

【0038】

手首接続部４３は、第２軸５０周りに回転する第２揺動部４２の回転を抑制し、第２揺動部４２の第３ストッパ部５１と吸着する第３吸着手段である第３吸着面５３と、第２揺動部４２の第４ストッパ部５２と吸着する第４吸着手段である第４吸着面５４と、を有する。第３吸着面５３および第４吸着面５４における吸着力は、一例として、磁気吸着力によって与えられている。また、一例として、第３吸着面５３には、第２近接センサ５５が埋設されている。なお、第２近接センサ５５は、第４吸着面５４に埋設することもでき、第２揺動部４２の第３ストッパ部５１または第２ストッパ部５２に設けることもできる。

【0039】

次に、図４Ａおよび図４Ｂを用いて、ハンド部３４の回転方向に力が加わったときの揺動運動の一例について説明する。図４Ｂは、ハンド部３４の一回転方向から外力（過負荷）Ｆ３が加わって第１揺動部４１が揺動運動した後の状態を示す模式図である。

【0040】

まず、図４Ａに示すように、ロボットアーム１１で作業を遂行する過程において、ワーク１５や周辺環境に接触するなどの意図しない事態によって、第１ストッパ部４５側からハンド部３４の第１揺動部４１の側面に衝撃などの大きな外力（過負荷）Ｆ３が加わったとする。この場合、図４Ｂに示すように、第１揺動部４１の第１ストッパ部４５が第２揺動部４２の第１吸着面４７から外れる。これにより、第１揺動部４１に加わる過負荷が吸収され、ハンド部３４を介して過負荷安全システム３０に大きな衝撃が及ぶことを防止することができる。

【0041】

そして、図４Ｂに示すように、第１吸着面４７から外れた第１揺動部４１は、第１軸４４を回転中心として揺動運動する。揺動運動した後に、第１揺動部４１は、第２ストッパ部４６が第２揺動部４２の第２吸着面４８と吸着することによって停止する。停止後、第１揺動部４１は、第２吸着面４８における磁気吸着力によって第２揺動部４２から脱落することなくロボットアーム１１に吸着される。

【0042】

また、外力Ｆ３が除去された後、第１揺動部４１が揺動運動した方向と逆方向に力を第１揺動部４１に加えることで、第２ストッパ部４６が第２吸着面４８から外れる。そして、図４Ａに示すように、第１揺動部４１が第１軸４４の拘束に従って回転運動して元の姿勢位置に復帰し、第１ストッパ部４５が第２揺動部４２の第１吸着面４７に吸着される。このように、過負荷安全システム３０は、第１揺動部４１を脱落させることなく容易かつ効率的にハンド部３４の復帰作業を行うことができる。

【0043】

次に、図５Ａから図５Ｃを用いて、ハンド部３４の回転方向に力が加わったときの揺動運動の他の例について説明する。図５Ａは、図４Ａと同様に、ハンド部３４の各部の構成例を示す模式図である。図５Ｂは、ハンド部３４の上記一回転方向と逆方向から外力（過負荷）Ｆ４が加わって第１揺動部４１および第２揺動部４２が一体となって揺動運動した後の状態を示す模式図である。図５Ｃは、ハンド部３４に外力Ｆ４が加わって揺動運動した後に、さらに外力Ｆ４による回転方向と逆方向から外力（過負荷）Ｆ５が加わって第１揺動部４１のみが揺動運動した後の状態を示す模式図である。

【0044】

まず、図５Ａに示すように、ロボットアーム１１で作業を遂行する過程において、ワーク１５や周辺環境に接触するなどの意図しない事態によって、第２ストッパ部４６側からハンド部３４の第１揺動部４１等の側面に衝撃などの大きな外力（過負荷）Ｆ４が加わったとする。この場合、図５Ｂに示すように、第２揺動部４２の第３ストッパ部５１が手首接続部４３の第３吸着面５３から外れる。これにより、第１揺動部４１および第２揺動部４２に加わる過負荷が吸収され、ハンド部３４を介して過負荷安全システム３０に大きな衝撃が及ぶことを防止することができる。

【0045】

そして、図５Ｂに示すように、第３吸着面５３から外れた第１揺動部４１および第２揺動部４２は、一体となって第２軸５０を回転中心として揺動運動する。揺動運動した後に、第２揺動部４２は、第４ストッパ部５２が手首接続部４３の第４吸着面５４と吸着することによって停止する。停止後、第２揺動部４２は、第４吸着面５４における磁気吸着力によって手首接続部４３から脱落することなくロボットアーム１１に吸着される。

【0046】

また、外力Ｆ４が除去された後、第１揺動部４１および第２揺動部４２が揺動運動した方向と逆方向に力を第２揺動部４２に加えることで、第４ストッパ部５２が第４吸着面５４から外れる。そして、図５Ａに示すように、第１揺動部４１および第２揺動部４２が一体となって第２軸５０の拘束に従って回転運動して元の姿勢位置に復帰し、第３ストッパ部５１が手首接続部４３の第３吸着面５３に吸着される。このように、過負荷安全システム３０は、第１揺動部４１および第２揺動部４２を脱落させることなく容易かつ効率的にハンド部３４の復帰作業を行うことができる。

【0047】

一方、図５Ｂに示すように、ハンド部３４に外力Ｆ４が加わって揺動運動した後に、さらに第１ストッパ部４５側から第１揺動部４１の側面に衝撃などの大きな外力（過負荷）Ｆ５が加わったとする。この場合、図５Ｃに示すように、第１揺動部４１の第１ストッパ部４５が第２揺動部４２の第１吸着面４７から外れる。これにより、第１揺動部４１に加わる過負荷が吸収され、ハンド部３４を介して過負荷安全システム３０に大きな衝撃が及ぶことを防止することができる。

【0048】

そして、図５Ｃに示すように、第１吸着面４７から外れた第１揺動部４１は、第１軸４４を回転中心として揺動運動する。揺動運動した後に、第１揺動部４１は、第２ストッパ部４６が第２揺動部４２の第２吸着面４８と吸着することによって停止する。停止後、第１揺動部４１は、第２吸着面４８における磁気吸着力によって第２揺動部４２から脱落することなくロボットアーム１１に吸着される。

【0049】

また、外力Ｆ５が除去された後、上記復帰動作と同様に、第２ストッパ部４６を第２吸着面４８から外し、第４ストッパ部５２を第４吸着面５４から外す。そして、第１揺動部４１および第２揺動部４２をそれぞれ第１軸４４および第２軸５０の拘束に従って回転運動して元の姿勢位置に復帰し、図５Ａに示すように、第１ストッパ部４５を第１吸着面４７に吸着させ、第３ストッパ部５１を第３吸着面５３に吸着させる。この場合も、過負荷安全システム３０は、第１揺動部４１および第２揺動部４２を脱落させることなく容易かつ効率的にハンド部３４の復帰作業を行うことができる。

【0050】

次に、図６および図７を用いて、本実施形態に係る過負荷安全システムの制御動作の例について説明する。図６は、本実施形態に係る過負荷安全システム３０のシステム構成例を示すブロック図である。

【0051】

図６に示すように、過負荷安全システム３０は、一例として、ハンド部３４に設置された過負荷安全装置６０１と、過負荷安全装置６０１の動作を制御する制御ユニット６０２と、ロボットアーム部１１、ベース部１２および手首部３３を含むロボット６０３と、を備えている。過負荷安全装置６０１、制御ユニット６０２およびロボット６０３は、相互に通信接続されている。

【0052】

過負荷安全装置６０１は、第１近接センサ４９および第２近接センサ５５を含む状態検出部６０４と、第１吸着面４７から第４吸着面５４に配置された電磁石等の吸着手段６０５と、を備えている。

【0053】

制御ユニット６０２は、入出力部６０６と、制御部６０７と、を備えている。入出力部６０６は、状態検出部６０４から検出信号を受信し、吸着手段６０５へ電流等を流し、ロボット６０３へ停止信号や解除許可信号を送信する。制御部６０７は、姿勢判断部６１１と、停止信号出力部６１２と、吸着力調整部６１３と、を有している。

【0054】

姿勢判断部６１１は、例えば、現在のハンド部３４の姿勢が、ワーク１５を把持する姿勢なのか、第１揺動部４１および／または第２揺動部４２が揺動運動して屈折した姿勢なのか、を判断する。

【0055】

停止信号出力部６１２は、例えば、ロボット６０３へ送信する停止信号や停止解除許可信号を入出力部６０６へ出力する。

【0056】

吸着力調整部６１３は、例えば、状態検出部６０４から得られる検出信号を用いて吸着手段６０５へ流す電流値等を調整することにより、吸着手段６０５の吸着力を調整する。

【0057】

次に、図７を用いて、過負荷安全システム３０の制御動作の例について説明する。図７は、本実施形態に係る過負荷安全システム３０の制御動作の例を示すフローチャートである。

【0058】

Ｓ７０１において、状態検出部６０４は、ハンド部３４の姿勢等の状態を第１近接センサ４９で検出した結果を取得し、ステップＳ７０２へ進む。

【0059】

Ｓ７０２において、状態検出部６０４は、ステップＳ７０１で取得した検出結果に基づいて、第１ストッパ部４５が第１吸着面４７から外れているか否かを判定する。外れている場合（ＹＥＳの場合）はステップＳ７０６へ進み、外れていない場合（ＮＯの場合）は、ステップＳ７０３へ進む。

【0060】

Ｓ７０３において、状態検出部６０４は、ハンド部３４の姿勢等の状態を第２近接センサ５５で検出した結果を取得し、ステップＳ７０４へ進む。

【0061】

Ｓ７０４において、状態検出部６０４は、ステップＳ７０３で取得した検出結果に基づいて、第３ストッパ部５１が第３吸着面５３から外れているか否かを判定する。外れている場合（ＹＥＳの場合）はステップＳ７０６へ進み、外れていない場合（ＮＯの場合）は、ステップＳ７０５へ進む。

【0062】

Ｓ７０５において、姿勢判断部６１１は、ハンド部３４がワーク１５を把持する元の姿勢であると判断し、ステップＳ７０８へ進む。

【0063】

Ｓ７０６において、姿勢判断部６１１は、ハンド部３４の姿勢が元の姿勢から変化していると判断し、ステップＳ７０７へ進む。

【0064】

Ｓ７０７において、停止信号出力部６１２は、例えば、ロボット６０３へ送信する停止信号を入出力部６０６へ出力する。入出力部６０６がその停止信号をロボット６０３へ送信した後、ステップＳ７０１へ戻る。

【0065】

Ｓ７０８において、停止信号出力部６１２は、停止解除許可信号を入出力部６０６へ出力する。入出力部６０６がその停止解除許可信号をロボット６０３へ送信した後、処理を終了する。

【0066】

本実施形態の過負荷安全システム３０によれば、第１実施形態の過負荷安全システム１０と同様の効果を奏することができる。また、過負荷安全システム３０は、揺動可能な構成を交互に配置することで複数方向の過負荷を吸収することができる。また、磁気吸着力を電磁石で与えた場合は、元の姿勢の復帰操作が完了するまで第１吸着面４７の磁気吸着力を弱めるまたは０とすることで、人力による姿勢復帰作業を行う場合も挟み込みなどの危険を低減させることができる。

【0067】

以上より、本実施形態に係る過負荷安全システム３０によれば、複数方向の過負荷を吸収できるとともに、第１揺動部４１および第２揺動部４２を脱落させることなく、状態検出によってより安全性を向上させることができる。

【0068】

なお、第１実施形態および第２実施形態では、吸着面における吸着手段として磁気吸着力により吸着力を得るものを示しているが、吸着手段はこれに限らず、負圧吸着によるもの、粘着剤によるもの、クラッチなどの機械的な噛み合いや摩擦を用いたもの、などで構成してもよい。

【産業上の利用可能性】

【0069】

本発明は、例えば、生産工場などで把持対象物を把持するロボットの先端とエンドエフェクタとの吸着部分に適用される過負荷安全装置に関するものであり、産業上の利用可能性を有するものである。

【符号の説明】

【0070】

１０、３０ 過負荷安全システム
１１ ロボットアーム部
１２ ベース部
１３、３４ ハンド部
１４ フィンガ部
１５ ワーク
１６ 台座
１７ 天板
１８ 脚部
２１ 第１フィンガ
２２ 第２フィンガ
２３ 軸
２４、４５ 第１ストッパ部
２５、４６ 第２ストッパ部
２６、４７ 第１吸着面
２７、４８ 第２吸着面
３３ 手首部
４１ 第１揺動部
４２ 第２揺動部
４３ 手首接続部
４４ 第１軸
４９ 第１近接センサ
５０ 第２軸
５１ 第３ストッパ部
５２ 第４ストッパ部
５３ 第３吸着面
５４ 第４吸着面
５５ 第２近接センサ
６０１ 過負荷安全装置
６０２ 制御ユニット
６０３ ロボット
６０４ 状態検出部
６０５ 吸着手段
６０６ 入出力部
６０７ 制御部
６１１ 姿勢判断部
６１２ 停止信号出力部
６１３ 吸着力調整部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】