特許 7371878 ロボット、ロボットシステム、およびロボット制御プログラム

(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】2023-10-23

(45)【発行日】2023-10-31

(54)【発明の名称】ロボット、ロボットシステム、およびロボット制御プログラム

(51)【国際特許分類】

   B25J 19/06 20060101AFI20231024BHJP

   B25J 9/18 20060101ALI20231024BHJP

【ＦＩ】

B25J19/06

B25J9/18

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2022510733

(86)(22)【出願日】2021-03-26

(86)【国際出願番号】 JP2021012839

(87)【国際公開番号】W WO2021193914

(87)【国際公開日】2021-09-30

【審査請求日】2022-09-01

(31)【優先権主張番号】P 2020058501

(32)【優先日】2020-03-27

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000005887

【氏名又は名称】三井化学株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】598015084

【氏名又は名称】学校法人福岡大学

(74)【代理人】

【識別番号】110002952

【氏名又は名称】弁理士法人鷲田国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】金原 悠帆

(72)【発明者】

【氏名】景岡 正和

(72)【発明者】

【氏名】辻 聡史

【審査官】樋口 幸太郎

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１８／１３１２３７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１７－２２１９８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－２０９４０７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２５Ｊ １９／０６

Ｂ２５Ｊ ９／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

近接センサを有するロボット筐体、
前記近接センサの検出値に基づいて、ロボットに行わせることが予定されている作業の対象物を含み、前記ロボットが前記作業を行う環境内に存在する作業環境物と、前記ロボット筐体との間の近接度合いを表す第１近接度を算出する第１近接度算出部、
前記検出値に基づいて、前記ロボットと協働する作業者と、前記ロボット筐体との間の近接度合いを表す第２近接度を算出する第２近接度算出部、および、
前記第１近接度と前記第２近接度とに基づいて、前記ロボットの動作を停止させるか否かの判断を行う判断部、
を備えるロボット。

【請求項2】

前記判断部は、前記第１近接度が第１閾値より小さく、前記第２近接度が第２閾値以上である場合、または、前記第１近接度が前記第１閾値以上である場合に、前記ロボットの動作を停止させると判断する、
請求項１に記載のロボット。

【請求項3】

前記判断部は、前記第１近接度が前記第１閾値より小さく、前記第２近接度が前記第２閾値以上である場合、さらに、前記第２近接度の単位時間当たりの変動量が第３閾値以上であるか否かに基づいて、前記ロボットの動作を停止させるか否かの判断を行う、
請求項２に記載のロボット。

【請求項4】

前記判断部は、前記第１近接度が前記第１閾値より小さく、前記第２近接度が前記第２閾値以上である場合、さらに、前記作業者についての前記検出値が第４閾値以上であるか否かに基づいて前記ロボットの動作を停止させるか否かの判断を行う、
請求項２に記載のロボット。

【請求項5】

前記ロボット筐体は、前記近接センサを複数有しており、
前記判断部は、複数の前記近接センサのそれぞれに対応した前記第１閾値及び第２閾値を用いて前記判断を行う、
請求項２から４のいずれか一項に記載のロボット。

【請求項6】

前記判断部は、前記作業において、前記ロボット筐体が移動することが予定されている方向に基づいて、前記複数の近接センサのうちいずれの前記検出値を用いて前記判断を行うかを決定する、
請求項５に記載のロボット。

【請求項7】

前記第１近接度算出部は、あらかじめ作成された学習データを用いて、前記作業環境物と前記作業者とを区別する、
請求項１から６のいずれか一項に記載のロボット。

【請求項8】

前記ロボット筐体は、前記作業環境物または前記作業者と前記ロボット筐体とが接触した度合いを検出する接触センサをさらに有し、
前記判断部は、前記作業環境物または前記作業者と前記ロボット筐体とが接触した度合いを表す接触度に基づいて、前記ロボットの動作を停止させるか否かの判断を行う、
請求項１から７のいずれか一項に記載のロボット。

【請求項9】

請求項１から８のいずれか一項に記載のロボットと、
前記ロボットと前記作業者とを撮影するカメラと、
を備え、
前記第１近接度算出部および前記第２近接度算出部は、前記カメラが撮影した画像に基づいて、前記第１近接度および前記第２近接度を算出する、
ロボットシステム。

【請求項10】

ロボット筐体に設けられた近接センサの検出値に基づいて、ロボットに行わせることが予定されている作業の対象物を含み、前記ロボットが前記作業を行う環境内に存在する作業環境物と、前記ロボット筐体との間の近接度合いを表す第１近接度を算出する手順と、
前記検出値に基づいて、前記ロボットと協働する作業者と、前記ロボット筐体との間の近接度合いを表す第２近接度を算出する手順と、
前記第１近接度と前記第２近接度とに基づいて、前記ロボットの動作を停止させるか否かの判断を行う手順と、
をコンピュータに実行させるロボット制御プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、筐体の少なくとも一部の位置が変化するロボット、ロボットシステム、およびロボット制御プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

例えば工場等において、所定のプログラムに従って所定の動作を行う産業用ロボット（以下、単にロボットと記載する）が実用化されている。このようなロボットでは、所定の動作に伴い、筐体の少なくとも一部の位置が変化することがある。

【0003】

近年、ロボットと作業者とが同じ作業空間で協働することが要望されている。ロボットと作業者とが作業空間を共有する場合、ロボットの筐体の一部と作業者との接触による作業者の負傷を防止することが重要である。このため、ロボットの一部と作業者との接触を検知し、接触した際にはロボットの動きを停止させることが求められる。

【0004】

例えば特許文献１には、ロボットと作業者とが接触した際の接触力を高精度で検出することが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１６－１１２６２７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ロボットと作業者とが接触することにより作業者が負傷してしまう事態を防止する方法として、例えばロボットの筐体に近接センサを設け、ロボットに接近する物体を検出した場合に動作を停止する方法が挙げられる。しかしながら、動作中のロボットに接近する物体は作業者だけではなく、例えばロボットの一部が移動する軌跡の近くに配置されている配置物や、ロボットの動作により製造や検査等がなされる対象物（製品等）が含まれうる。ロボットの正常の動作のためには、ロボットに接近する物体が配置物または対象物であるのか、それ以外（作業者等）であるのか、を判断する必要がある。

【0007】

本発明は、接近する物体が配置物または対象物であるか否かに基づいて動作停止の可否を判断することができるロボット、ロボットシステム、およびロボット制御プログラム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】

【0008】

上記従来の課題を解決するために、本発明のロボットは、近接センサを有するロボット筐体、前記近接センサの検出値に基づいて、ロボットに行わせることが予定されている作業の対象物を含み、前記ロボットが前記作業を行う環境内に存在する作業環境物と、前記ロボット筐体との間の近接度合いを表す第１近接度を算出する第１近接度算出部、前記検出値に基づいて、前記ロボットと協働する作業者と、前記ロボット筐体との間の近接度合いを表す第２近接度を算出する第２近接度算出部、および、前記第１近接度と前記第２近接度とに基づいて、前記ロボットの動作を停止させるか否かの判断を行う判断部、を備える。

【0009】

本発明のロボットシステムは、上記ロボットと、当該ロボットと前記被検出物とを撮影するカメラと、を備え、前記第１近接度算出部および前記第２近接度算出部は、前記カメラが撮影した画像に基づいて、前記第１近接度および前記第２近接度を算出する。

【0010】

本発明のロボット制御プログラムは、ロボット筐体に設けられた近接センサの検出値に基づいて、ロボットに行わせることが予定されている作業の対象物を含み、前記ロボットが前記作業を行う環境内に存在する作業環境物と、前記ロボット筐体との間の近接度合いを表す第１近接度を算出する手順と、前記検出値に基づいて、前記ロボットと協働する作業者と、前記ロボット筐体との間の近接度合いを表す第２近接度を算出する手順と、前記第１近接度と前記第２近接度とに基づいて、前記ロボットの動作を停止させるか否かの判断を行う手順と、をコンピュータに実行させる。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、接近する物体が配置物または対象物であるか否かに基づいて動作停止の可否を判断することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の実施の形態に係るロボットシステムの構成の一例について説明するための図

【図2】制御部のハードウェア構成の一例を示す図

【図3】制御部の機能を説明するためのブロック図

【図4】判断部の処理について説明するためのフローチャート

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明の実施の形態に係るロボットおよびロボットシステムについて、図面を参照しながら説明する。以下に示す実施の形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施の形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除するものではない。また、実施の形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。さらに、実施の形態の各構成は、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることができる。

【0014】

＜ロボットシステム＞
図１は、本発明の実施の形態に係るロボットシステム２００の構成に一例について説明するための図である。図１に示すように、ロボットシステム２００は、ロボット１００と、カメラ４と、を備える。ロボットシステム２００は、例えば工場内に設置されており、あらかじめ設定されたプログラムに基づいて、予定されている、所定の作業を行う。本発明では、このロボット１００は、人間（以下、作業者と記載）と空間を共有して動作を行うことが想定されている。

【0015】

ロボット１００は、ロボット筐体１と、制御部２と、モータ３と、を備えている。

【0016】

ロボット筐体１は、ロボット１００の筐体である。ロボット筐体１は、複数の要素の集合体であってもよいし、１つの筐体のみで構成されてもよい。本実施の形態では、一例として、ロボット筐体１が複数の要素の集合体である場合について説明する。ロボット筐体１を構成する複数の要素の例としては、アーム、関節部、マニピュレータ等が挙げられ、これらの複数の要素によって、ロボット１００としての多関節マニピュレータが構成される。

【0017】

本実施の形態において、ロボット筐体１を構成する複数の要素のうちの少なくとも一部は、その位置が変化する、換言すれば移動することが想定されている。本実施の形態におけるロボット筐体１の要素の移動には、複数の要素のいずれか一部が互いに独立して移動する場合、複数の要素のいずれか一部が一体となって移動する場合、および、複数の要素の全て（すなわちロボット１００全体）が一体となって移動する場合が含まれる。

【0018】

ロボット１００は、モータ３を動力として、制御部２の制御に基づいて、所定の作業を行う。この作業の際、ロボット筐体１の複数の要素のうちの少なくとも一部は、あらかじめ設定された所定の軌跡を通る、または所定の範囲内において移動することが想定されている。

【0019】

以下の説明では、ロボット筐体１を構成する複数の要素のうち、移動するものを、移動部１１と記載する。図１に示す例では、ロボット１００には、４つの移動部１１＿１、１１＿２、１１＿３、１１＿４が含まれる。

【0020】

本実施の形態では、ロボット１００が４つの移動部１１＿１、１１＿２、１１＿３、１１＿４を含む場合について説明するが、本発明はこれに限定されない。ロボット１００は、より多くの移動部１１を含んでいてもよいし、反対に１つの移動部１１のみで構成されていてもよい。

【0021】

移動部１１には、それぞれ近接センサ１２が設けられている。すなわち、移動部１１＿１は近接センサ１２＿１を、移動部１１＿２は近接センサ１２＿２を、移動部１１＿３は近接センサ１２＿３を、移動部１１＿４は近接センサ１２＿４を、それぞれ有する。なお、本実施の形態では、説明のため、移動部１１のそれぞれに近接センサ１２が設けられているとしたが、本発明では近接センサ１２が設けられている場所については特に限定しない。近接センサ１２は、ロボット１００のロボット筐体１のうち、ロボット１００以外の物体に近接する可能性が高い場所、すなわち、ロボット筐体１のあらかじめ設定された所定の軌跡のうち、最も外側に近い位置に設けられていてもよい。

【0022】

本実施の形態において、近接センサ１２は、例えば静電容量センサである。すなわち、近接センサ１２は、物体が移動部１１に近づいたり遠ざかったりすることで生じる静電容量の変化や電気的な変化を検出し、検出値として制御部２に出力する。なお、本発明では近接センサについて特に限定せず、例えば電磁誘導型（高周波発振型）近接センサ、静電容量型近接センサ、磁気近接センサ、光学式ＴｏＦ（Time-of-Flight）センサ、超音波式ＴｏＦセンサ等であってもよい。

【0023】

近接センサ１２が検出する物体には、例えば、移動部１１に接近することが予定されている作業環境物が含まれる。作業環境物の具体例としては、ロボット１００が製品を製造するロボットである場合、製造される製品、または、製造中の製品を載置する作業台、製品や製品の材料を運搬するコンベア等が挙げられる。換言すれば、作業環境物とは、ロボット１００の作業環境（作業の際、移動部１１が移動しうる移動範囲）内にあらかじめ配置されている物体、および、作業の対象物である。従って、これらの作業環境物は、ロボット１００が正常に作業を行っている限り、移動部１１に接近しすぎることがないように配置されている。

【0024】

また、近接センサ１２が検出する物体には、ロボット１００の作業環境内でロボット１００と協働する作業者が含まれる。

【0025】

制御部２は、所定のプログラムに基づいてモータ３を制御し、ロボット１００の動作を制御する。特に制御部２は、移動部１１が複数ある場合、それぞれの動作を独立に制御することができる。

【0026】

図２は、制御部２のハードウェア構成の一例を示す図である。図２に示すように、制御部２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３０１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）３０２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）３０３と、入出力部３０４と、を有する。ＣＰＵ３０１、ＲＯＭ３０２、ＲＡＭ３０３、及び入出力部３０４は、バス３０５を介して互いに接続されている。ＣＰＵ３０１が、所定のプログラム（本発明のロボット制御プログラムの一例）を適宜ＲＯＭ３０２から読み出してＲＡＭ３０３に展開して実行することで、制御部２によるロボット１００の制御が行われる。所定のプログラムはＲＯＭ３０２にではなく、制御部２の外部のメモリ等に記憶されていてもよい。

【0027】

図３は、制御部２の機能を説明するためのブロック図である。図３に示すように、制御部２は、機能ブロックとして、第１近接度算出部２１と、第２近接度算出部２２と、判断部２３と、モータ制御部２４と、を有する。

【0028】

第１近接度算出部２１は、複数の移動部１１が有する近接センサ１２の検出値に基づいて、近接センサ１２が検出した物体のうちの作業環境物と、移動部１１とが近接した度合いを示す第１近接度Ｄ１を算出する。第１近接度算出部２１は、近接センサ１２が検出した物体のうち、どの物体が作業環境物であるかを、例えば機械学習等を用いて識別し、作業環境物であると識別した物体の近接度を第１近接度Ｄ１として算出する。

【0029】

本実施の形態において、近接度とは、物体と移動部１１とが近接した度合いを示す値である。すなわち、物体と移動部１１とが近接すればするほど近接度の値は大きくなり、物体と移動部１１と離れれば離れるほど、近接度の値は小さくなる。具体的には、例えば物体に対する近接センサ１２の検出値（すなわち、近接センサ１２が静電容量式のセンサである場合、静電容量の大きさ）に対して所定の演算を加えて算出された値を近接度として用いればよい。

【0030】

第２近接度算出部２２は、複数の移動部１１が有する近接センサ１２の検出値に基づいて、近接センサ１２が検出した物体のうち、作業環境物以外の物体と、移動部１１とが近接した度合いを示す第２近接度Ｄ２を算出する。すなわち、第２近接度算出部２２は、第１近接度算出部２１が作業環境物であると識別しなかった物体と、移動部１１との近接度を第２近接度Ｄ２として算出する。近接センサ１２が検出した物体のうち、作業環境物以外の物体とは、具体的には、上述したように、ロボット１００と協働する作業者の体の少なくとも一部である。

【0031】

なお、第１近接度算出部２１および第２近接度算出部２２は、近接センサ１２の検出値だけではなく、カメラ４の撮影した画像を用いて、第１近接度Ｄ１および第２近接度Ｄ２を算出してもよい。

【0032】

判断部２３は、第１近接度Ｄ１および第２近接度Ｄ２に基づいて、複数の移動部１１のうち、移動している移動部１１の移動を停止させる必要があるか否かの判断を行う。判断部２３の処理についての詳細は後述する。

【0033】

モータ制御部２４は、例えば所定のプログラムに基づいてモータ３を制御し、ロボット１００の各部に所望の動作を行わせる。

【0034】

モータ３は、例えば電動のサーボモータであり、ロボット１００の各部を独立して動作させることができるように配置されている。モータ３により、ロボット１００は所定の作業を行うことができる。また、所定の作業を行うために、モータ３は、移動部１１を所定の軌跡、または所定の範囲内で移動させる。なお、本実施の形態では、ロボット１００の各部がモータ３によって動作される例について説明するが、本発明はこれに限定されず、例えば油圧や空気圧を用いたポンプモータを使用して動作させるようにしてもよい。

【0035】

カメラ４は、ロボット１００および作業者を含む画像を撮影する。

【0036】

＜判断部の処理＞
以上、ロボット１００およびロボットシステム２００の構成について説明した。次に、判断部２３の処理について詳細に説明する。

【0037】

ロボット１００と作業者とが同じ作業環境で協働しているとき、作業者が移動したり、移動部１１が作業者のいる方向に向かって移動したりすることで、移動部１１と作業者とが接近する場合がある。判断部２３は、移動部１１と作業者とが接触することによる、作業者の負傷を防止するため、移動部１１と作業者との接近を検出した場合に作業者に接近した移動部１１の移動を停止させる判断を行う。

【0038】

ただし、移動部１１には、作業者以外に、作業環境物が接近することがある。作業環境物によっては、ロボット１００が正常に（予定通りに）作業を行っている場合でも、移動部１１に接近することがある。このため、判断部２３は、移動部１１に接近しているのが作業環境物であるか、作業者を含むそれ以外の物体であるか、に基づいて、移動部１１の移動を停止させるか否かを判断する。これにより、作業者の安全性確保とロボット１００の作業効率とを両立させることができるようになる。

【0039】

図４は、判断部２３の処理について説明するためのフローチャートである。なお、判断部２３は、移動部１１が複数ある場合、移動部１１毎に図４に示すフローチャートに示す処理を実行する。

【0040】

ステップＳ１において、判断部２３は、移動部１１が有する近接センサ１２の検出値に基づいて第１近接度算出部２１が算出した第１近接度Ｄ１を取得する。

【0041】

ステップＳ２において、判断部２３は、移動部１１が有する近接センサ１２の検出値に基づいて第２近接度算出部２２が算出した第２近接度Ｄ２を取得する。なお、図４に示すフローチャートでは、判断部２３は、一例として第１近接度Ｄ１の取得後に第２近接度Ｄ２を取得しているが、本発明はこれに限定されない。判断部２３は、例えば第１近接度Ｄ１と第２近接度Ｄ２とを同時に取得してもよいし、第２近接度Ｄ２を先に取得してもよい。または、判断部２３は、第２近接度Ｄ２を、後述するステップＳ３とステップＳ４との間で取得してもよい。

【0042】

ステップＳ３において、判断部２３は、第１近接度Ｄ１が第１閾値Ｔｈ１より小さいか否かを判定する。

【0043】

第１閾値Ｔｈ１は、ロボット１００が予定された作業を行う際の、各移動部１１と作業環境物との近接度合いに基づいて設定される閾値である。すなわち、第１閾値Ｔｈ１は、例えばロボット１００が予定された作業を行う際の近接センサ１２の近接度に、所定のマージンを加えた値に設定されればよい。この第１閾値Ｔｈ１は、ロボット筐体１における移動部１１の位置に応じた値に設定されることが望ましい。

【0044】

第１閾値Ｔｈ１がこのような値に設定されているため、ステップＳ３において第１近接度Ｄ１が第１閾値Ｔｈ１より小さいと判定されることは、作業環境物と移動部１１との近接度合いは予定された近接度合いの範囲内であることを意味している。一方、ステップＳ３において第１近接度Ｄ１が第１閾値Ｔｈ１以上であると判定されることは、作業環境物と移動部１１とが予定された近接度合いより近接していることを意味しており、ロボット１００の作業に何らかの異常が発生していることが想定される。

【0045】

ステップＳ３において、判断部２３は、第１近接度Ｄ１が第１閾値Ｔｈ１より小さいと判定した場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）、処理をステップＳ４に進め、第１近接度Ｄ１が第１閾値Ｔｈ１以上であると判定した場合（ステップＳ３：ＮＯ）、処理をステップＳ５に進める。

【0046】

ステップＳ４において、判断部２３は、第２近接度Ｄ２が第２閾値Ｔｈ２以上であるか否かを判定する。

【0047】

第２閾値Ｔｈ２は、作業者の安全のために許容される、作業者と移動部１１との近接度合いを示す閾値である。第２閾値Ｔｈ２は、例えば移動部１１の移動速度等に基づいて、ロボット１００の設置時などにあらかじめ設定されればよい。この第２閾値Ｔｈ２は、ロボット筐体１における移動部１１の位置に応じて設定されてもよいし、全ての移動部１１において同じ値に設定されてもよい。

【0048】

第２閾値Ｔｈ２がこのような値に設定されているため、ステップＳ４において第２近接度Ｄ２が第２閾値Ｔｈ２以上であると判定されることは、作業者の安全のためには、作業者と移動部１１とが近接しすぎていることを意味する。一方、ステップＳ４において第２近接度Ｄ２が第２閾値Ｔｈ２より小さいと判定されることは、作業者と移動部１１とが、十分に離れていることを意味する。

【0049】

ステップＳ４において、判断部２３は、第２近接度Ｄ２が第２閾値Ｔｈ２以上であると判定した場合（ステップＳ４：ＹＥＳ）、処理をステップＳ５に進め、第２近接度Ｄ２が第２閾値Ｔｈ２以上であると判定した場合（ステップＳ４：ＮＯ）、処理をステップＳ１に戻す。

【0050】

ステップＳ５において、判断部２３は、処理対象の移動部１１の移動を停止させるよう、モータ制御部２４に対して指示する。

【0051】

このように、判断部２３は、移動部１１毎に、作業環境物と移動部１１との接近度合いがあらかじめ想定されている範囲である場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）、かつ、作業環境物以外の物体（作業者）と移動部１１との接近度合いが閾値以上となった場合（ステップＳ４：ＹＥＳ）には、その移動部１１を停止させる指示を行う。また、判断部２３は、移動部１１毎に、作業環境物と移動部１１との接近度合いがあらかじめ想定されている範囲以上となった場合（ステップＳ３：ＮＯ）にも、その移動部１１を停止させる指示を行う。

【0052】

このような処理により、作業者と移動部１１とが、作業者の安全が確保されないほど近接した場合、または作業環境物と移動部１１とがあらかじめ想定されている近接度合い以上に近接した場合、その移動部１１が停止させられる。これにより、作業者の安全が確保されるとともに、ロボット１００の正常でない作業が継続される事態が防止される。

【0053】

＜作用、効果＞
本発明の実施の形態に係るロボット１００は、近接センサ１２を有するロボット筐体１、近接センサ１２の検出値に基づいて、ロボット１００に行わせることが予定されている作業の対象物を含み、ロボット１００が作業を行う環境内に存在する作業環境物と、ロボット筐体１との間の近接度合いを表す第１近接度Ｄ１を算出する第１近接度算出部２１、近接センサ１２の検出値に基づいて、作業環境物以外の被検出物と、ロボット筐体１との間の近接度合いを表す第２近接度Ｄ２を算出する第２近接度算出部２２、および、第１近接度と第２近接度とに基づいて、ロボット１００の動作を停止させるか否かの判断を行う判断部２３、を備える。

【0054】

このような構成により、ロボット１００は、あらかじめロボット筐体１に近接することが想定されている作業環境物と、それ以外の例えば作業者とのそれぞれとの近接度に基づいて、動作の停止の是非を判断することができる。これにより、ロボット１００は、接近する物体が配置物または対象物であるか否かに基づいて動作停止の可否を判断することができ、効率のよいロボット１００の動作と作業者の安全とを両立させることができる。

【0055】

特に、本発明の実施の形態に係るロボット１００では、判断部２３は、移動部１１毎に、作業環境物と移動部１１との接近度合いがあらかじめ想定されている範囲である場合、かつ、作業環境物以外の物体（作業者）と移動部１１との接近度合いが閾値以上となった場合には、その移動部１１を停止させる指示を行う。また、判断部２３は、移動部１１毎に、作業環境物と移動部１１との接近度合いがあらかじめ想定されている範囲以上となった場合（ステップＳ３：ＮＯ）にも、その移動部１１を停止させる指示を行う。

【0056】

このような処理により、作業者と移動部１１とが、作業者の安全が確保されないほど近接した場合、または作業環境物と移動部１１とがあらかじめ想定されている近接度合い以上に近接した場合、その移動部１１が停止させられる。これにより、作業者の安全が確保されるとともに、ロボット１００の正常でない作業が継続される事態が防止される。

【0057】

＜変形例＞
以上、図面を参照しながら本開示に係る実施の形態について説明したが、本開示はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範囲内において、各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。また、開示の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施の形態における各構成要素は任意に組み合わせられてもよい。

【0058】

上述した実施の形態において、複数の移動部１１が同時に動作している場合に、移動部１１の設置位置、動作範囲等に応じて、当該移動部１１を停止させるか否かの判断に用いる閾値を移動部毎に設定してもよいと説明した。複数の移動部１１のうちのいずれに対して用いる閾値の大きさについては、あらかじめ所定値に設定されていてもよいが、例えば作業者とそれぞれの移動部１１との位置関係を示すデータを収集して当該データに基づいて行われた学習の結果によって決定されてもよい。このように学習によって閾値を設定する場合、ロボット１００（またはロボットシステム２００）は、移動部１１と作業者との位置関係を示す位置関係データを収集する位置データ収集部と、収集された位置関係データに基づいて学習を行う学習部と、をさらに備えていることが望ましい。さらに、このような場合、上述した判断部２３の判断によって移動部１１が停止された場合を含む位置関係データを随時収集し、収集した位置関係データに基づいて閾値を更新することで、判断部２３による移動部１１を停止させるべきか否かの判断精度を次第に向上させることができる。

【0059】

上述した実施の形態において、移動部１１に近接センサ１２のみが設定されている例について説明したが、本発明はこれに限定されない。移動部１１には、近接センサ１２の他に、例えば接触センサ、または加速度センサ等が設けられていてもよい。これらのセンサの数は同数でなくてもよい。この場合、判断部２３は、上述した近接センサ１２の検出値に基づく第１近接度Ｄ１および第２近接度Ｄ２に加えて、接触センサ、または加速度センサの検出値に基づいて、移動部１１を停止させるか否かの判断を行うようにしてもよい。

【0060】

特に、接触センサをさらに設けた場合において、例えば、物体と移動部１１とが接触した度合いを示す接触度に基づいて、判断部２３がロボット１００の動作を停止させるか否かの判断を行うようにしてもよい。接触度の大きさは、例えば接触センサが検出する圧力値の大きさに対応する。このような構成を採用すると、例えば作業者が意図的にロボットに触れてロボットの位置を変更するような場合に、意図的な接触ではロボットの動作を停止させず、意図的でない接触ではロボットの動作を停止させるような判断が可能となる。このような判断によれば、ロボットと作業者との協働を妨げずに、意図的でない接触による事故を防止することができるようになるため、より好適である。

【0061】

上述した実施の形態では、第１近接度Ｄ１が第１閾値Ｔｈ１より小さく、かつ第２近接度Ｄ２が第２閾値Ｔｈ２以上である場合には、移動部１１の移動を停止させるとしたが、例えば以下の例のように、より詳細な判断を行ってもよい。

【0062】

第１の例として、判断部２３は、第２近接度Ｄ２の単位時間当たりの変動量を第２近接度算出部２２から取得し、上記条件が満たされていることに加えて、第２近接度Ｄ２の変動量が第３閾値Ｔｈ３以上である場合に、その移動部１１の移動を停止させるようにしてもよい。なお、上記条件とは、第１近接度Ｄ１が第１閾値Ｔｈ１より小さく、かつ第２近接度Ｄ２が第２閾値Ｔｈ２以上であることを意味する（以下の説明においても同様）。

【0063】

第２の例として、判断部２３は、近接センサ１２からの検出値を取得し、上記条件が満たされていることに加えて、作業環境物以外の物体の検出値が第４閾値Ｔｈ４以上である場合に、その移動部１１の移動を停止させるようにしてもよい。

【0064】

第３の例として、移動部１１毎に近接センサ１２が設けられておらず、ロボット筐体１の要所に飲み近接センサ１２が設けられている場合、判断部２３は、各移動部１１の予定された移動方向に基づいて、どの近接センサ１２の検出値に基づく第１近接度Ｄ１および第２近接度Ｄ２を用いて判断を行うかを決定するようにしてもよい。このような構成により、近接センサ１２の設置数を減らすことができ、コスト低減が可能となる。

【0065】

２０２０年３月２７日出願の特願２０２０－０５８５０１の日本出願に含まれる明細書、図面および要約書の開示内容は、全て本願に援用される。

【産業上の利用可能性】

【0066】

本発明は、作業者と同じ空間で協働するロボットとして好適に利用される。

【符号の説明】

【0067】

１００ ロボット
１ ロボット筐体
１１，１１＿１，１１＿２，１１＿３，１１＿４ 移動部
１２、１２＿１，１２＿２，１２＿３，１２＿４ 近接センサ
２ 制御部
２１ 第１近接度算出部
２２ 第２近接度算出部
２３ 判断部
２４ モータ制御部
３ モータ
４ カメラ
２００ ロボットシステム
３０１ ＣＰＵ
３０２ ＲＯＭ
３０３ ＲＡＭ
３０４ 入出力部
３０５ バス

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】