特許 7512432 ロボットシステム及び受動アーム

(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】2024-06-28

(45)【発行日】2024-07-08

(54)【発明の名称】ロボットシステム及び受動アーム

(51)【国際特許分類】

   B25J 9/06 20060101AFI20240701BHJP

   B25J 13/00 20060101ALI20240701BHJP

   B25J 19/00 20060101ALI20240701BHJP

   B25J 9/16 20060101ALI20240701BHJP

【ＦＩ】

B25J9/06 A

B25J13/00 Z

B25J19/00 Z

B25J19/00 C

B25J9/16

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2022571407

(86)(22)【出願日】2021-12-17

(86)【国際出願番号】 JP2021046801

(87)【国際公開番号】W WO2022138502

(87)【国際公開日】2022-06-30

【審査請求日】2023-05-29

(31)【優先権主張番号】P 2020211593

(32)【優先日】2020-12-21

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(31)【優先権主張番号】P 2020211594

(32)【優先日】2020-12-21

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000000974

【氏名又は名称】川崎重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000556

【氏名又は名称】弁理士法人有古特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】藤澤 眞一

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 順二

【審査官】松浦 陽

(56)【参考文献】

【文献】特開昭６３－２６７１８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２００８／１０８４０１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開昭６０－２０１８４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－００１４９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－０５５４８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－０６６８８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１１／０５５７６６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１０／０９１７２２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１９－０４８３６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０３１８９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１２２３６７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２５Ｊ １／００ － ２１／０２

Ｂ６２Ｄ ６５／００ － ６５／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

対象物に作用を加えるロボットエンドエフェクタとロボット連結部とを含むロボットアームと、
２つ以上の自由度を有する受動アームであって、前記２つ以上の自由度を形成し且つ前記受動アームに外力が付与されることによって動作する２つ以上の受動可動部と、前記ロボット連結部と連結及び連結解除されるアーム連結部と、前記対象物と係合可能である係合部とを含み、前記アーム連結部と連結されている前記ロボットアームによって動作させられる受動アームと、
前記ロボットアームの第１動作及び第２動作を制御する制御装置とを備え、
前記２つ以上の受動可動部は、進退動作可能である進退可動部と、回動動作可能である第１回動可動部及び第２回動可動部とを含み、
前記受動アームは、
前記進退可動部と連結される第１リンクと、
前記進退可動部及び前記第１回動可動部を連結する第２リンクと、
前記第１回動可動部及び前記第２回動可動部を連結する第３リンクと、
前記第２回動可動部と連結される第４リンクとをさらに含み、
前記第１リンクは前記受動アームの基端側に位置し、
前記第４リンクは前記受動アームの先端側に位置し、
前記第１回動可動部の回動軸方向及び前記第２回動可動部の回動軸方向は、同方向であり、
前記進退可動部の進退方向は、前記第１回動可動部の回動軸方向及び前記第２回動可動部の回動軸方向と交差する方向であり、
前記第１動作は、前記ロボットアームが前記対象物に前記ロボットエンドエフェクタを作用させる前記ロボットアームの動作であり、
前記第２動作は、前記ロボットアームが前記対象物に前記受動アームを作用させる前記ロボットアームの動作であり、
前記制御装置は、前記第２動作では、前記ロボットアームに前記ロボット連結部と前記アーム連結部とを連結させることと、前記ロボットアームに前記受動アームを動作させて前記対象物に前記係合部を係合させることと、前記ロボットアームに前記対象物と係合した前記受動アームを動作させて前記対象物に動作させることとを実行するように構成される
ロボットシステム。

【請求項2】

前記受動アームは、
前記受動可動部の動作の係止を、作動流体の作用によって行う２つ以上の係止装置を含み、
前記係止装置は、前記受動可動部の動作の係止を実行及び解除することによって、前記受動アームに姿勢の保持及び保持解除をさせ、
前記係止装置は、前記作動流体が供給されている間、前記係止を解除し、前記作動流体が供給停止されている間、前記係止を実行し、
前記制御装置は、前記係止装置への前記作動流体の供給及び供給停止を制御するように構成される
請求項１に記載のロボットシステム。

【請求項3】

前記受動アーム及び前記ロボットアームのいずれか又は両方に配置され且つ前記アーム連結部と前記ロボット連結部との連結を検出する第１センサと、
前記受動アームに配置され且つ所定の方向に存在する物体を検出する第２センサとをさらに備え、
前記制御装置は、
前記第１センサから受け取る検知信号に基づき、前記ロボット連結部と前記アーム連結部との連結及び連結解除のための前記ロボットアームの動作を制御し、
前記第２センサから受け取る検知信号に基づき、前記係合部の係合対象部と前記係合部とを係合させる前記ロボットアームの動作を制御する
請求項１又は２に記載のロボットシステム。

【請求項4】

前記受動アームの位置を移動させるアーム移動装置と、
前記ロボットアームの位置を移動させるロボット移動装置とをさらに備え、
前記制御装置は、前記アーム移動装置及び前記ロボット移動装置の動作を制御するように構成され、
前記制御装置は、前記対象物の情報に基づき、前記対象物に対応する位置に前記受動アームを移動させるように前記アーム移動装置の動作を制御し、前記対象物に対応する位置に前記ロボットアームを移動させるように前記ロボット移動装置の動作を制御する
請求項１から３のいずれか一項に記載のロボットシステム。

【請求項5】

２つ以上の前記ロボットアームと、
２つ以上の自由度を有する第１受動アームであって、前記ロボット連結部と連結及び連結解除される第１受動アーム連結部と、前記対象物と係合可能である第１受動アーム係合部とを含み、前記第１受動アーム連結部と連結されている前記ロボットアームによって動作させられ、前記対象物に含まれ且つ側方に開閉動作可能である第１開閉体を開閉する第１受動アームと、
前記対象物に含まれ且つ上下方向に開閉動作可能である第２開閉体を開閉する前記受動アームである第２受動アームと、
前記第１受動アームの位置を移動させる第１アーム移動装置と、
前記第２受動アームの位置を移動させる第２アーム移動装置とをさらに備え、
前記第１受動アーム係合部は、前記第１開閉体に係合可能であり、
前記第２受動アームの前記係合部は、前記第２開閉体に係合可能であり、
前記制御装置は、
前記対象物の情報に基づき、前記対象物に対応する位置に前記第１受動アーム及び前記第２受動アームを移動させるように前記第１アーム移動装置及び前記第２アーム移動装置の動作を制御し、
前記第１受動アーム及び前記第２受動アームに対する前記ロボットアームの前記第２動作を制御するように構成される
請求項１から４のいずれか一項に記載のロボットシステム。

【請求項6】

前記アーム連結部は、前記ロボット連結部と互いに対して回動可能に連結される
請求項１から５のいずれか一項に記載のロボットシステム。

【請求項7】

前記アーム連結部が前記ロボット連結部と連結された状態での前記アーム連結部及び前記ロボット連結部の回動軸方向は、前記第１回動可動部及び前記第２回動可動部の回動軸方向に沿う方向である
請求項６に記載のロボットシステム。

【請求項8】

前記第３リンクは平行リンクであり、
前記第３リンクは、
前記第１回動可動部及び前記第２回動可動部を連結する第１部材と、
前記第１部材に沿って延び且つ一端で前記第２リンクに回動可能に連結される第２部材と、
一端で前記第２部材の他端と回動可能に連結され且つ他端で前記第４リンクと一体に回動するように前記第２回動可動部と連結される第３部材とを含む
請求項１から７のいずれか一項に記載のロボットシステム。

【請求項9】

前記受動アームは、前記第４リンクの先端に連結され且つ前記対象物に対して作用を加えるように構成されるアームエンドエフェクタを、前記係合部として含み、
前記アーム連結部は、前記アームエンドエフェクタ又は前記第４リンクに配置され、
前記アームエンドエフェクタは、
前記第４リンクが延びる方向と交差する方向に延びる延出部と、
前記アームエンドエフェクタから前記第４リンクに向かう方向に前記延出部の先端から突出し且つ前記対象物の窪み又は開口に係合可能である突出部とを含む
請求項１から８のいずれか一項に記載のロボットシステム。

【請求項10】

アーム本体と、
前記アーム本体に配置されるアーム連結部であって、自身で駆動可能であり且つ対象物に作用を加えるロボットエンドエフェクタとロボット連結部とを含む、ロボットアームの前記ロボット連結部との連結及び連結解除が自在な形状を有するアーム連結部とを備え、
前記アーム本体は、
前記アーム本体に２つ以上の自由度を与え且つ前記アーム本体に外力が付与されることによって動作する２つ以上の受動可動部であって、進退動作可能である進退可動部と、回動動作可能である第１回動可動部及び第２回動可動部とを含む２つ以上の受動可動部と、
前記進退可動部と連結される第１リンクと、
前記進退可動部及び前記第１回動可動部を連結する第２リンクと、
前記第１回動可動部及び前記第２回動可動部を連結する第３リンクと、
前記第２回動可動部と連結される第４リンクとを含み、
前記第１リンクは前記アーム本体の基端側に位置し、
前記第４リンクは前記アーム本体の先端側に位置し、
前記第１回動可動部の回動軸方向及び前記第２回動可動部の回動軸方向は、同方向であり、
前記進退可動部の進退方向は、前記第１回動可動部の回動軸方向及び前記第２回動可動部の回動軸方向と交差する方向であり、
前記アーム連結部は、前記ロボット連結部と連結された状態で前記アーム本体と前記ロボットアームとの相対的な回動を可能にする
受動アーム。

【発明の詳細な説明】

【関連出願への相互参照】

【0001】

本件出願は、２０２０年１２月２１日に日本特許庁に出願された特願２０２０－２１１５９３号及び特願２０２０－２１１５９４号の優先権及びその利益を主張するものであり、それらの全体を参照することにより本件出願の一部をなすものとして引用する。

【技術分野】

【0002】

本開示は、ロボットシステム、制御方法及び受動アームに関する。

【背景技術】

【0003】

近年、ロボットは、様々な用途に用いられる。例えば、特開２０１３－３１８９０号公報は、車体の塗装システムを開示する。塗装システムは、車体のドアの開閉とドア開放状態の保持とを行うドア開閉用ロボットと、車体のドア内部を塗装することができる塗装用ロボットとを備える。

【発明の概要】

【0004】

特開２０１３－３１８９０号公報の塗装システムにおいて、塗装用ロボット及びドア開閉用ロボットはいずれも、自身で動作することができる能動アームを含む。２種類の作業それぞれのために能動アームが設けられるため、コストが上昇する。

【0005】

本開示は、コスト低減を可能にするロボットシステム、制御方法及び受動アームを提供することを目的とする。

【0006】

本開示の一態様に係るロボットシステムは、ロボットアームと、２つ以上の自由度を有し且つ前記ロボットアームと連結及び連結解除される受動アームであって、対象物と係合可能である係合部を有し、前記受動アームと連結されている前記ロボットアームによって動作させられる受動アームと、前記ロボットアームの第１動作及び第２動作を制御する制御装置とを備え、前記第１動作は、前記ロボットアームが前記対象物に作用する前記ロボットアームの動作であり、前記第２動作は、前記ロボットアームが前記対象物に前記受動アームを作用させる前記ロボットアームの動作であり、前記制御装置は、前記第２動作では、前記ロボットアームと前記受動アームとを連結させることと、前記ロボットアームに前記受動アームを動作させて前記対象物に前記係合部を係合させることと、前記ロボットアームに前記対象物と係合した前記受動アームを動作させて前記対象物に動作させることとを実行するように構成される。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、実施の形態に係るロボットシステムの構成の一例を示す斜視図である。

【図2】図２は、実施の形態に係るロボットシステムの構成の一例を示す斜視図である。

【図3】図３は、実施の形態に係る第１塗装ロボットの構成の一例を示す斜視図である。

【図4】図４は、実施の形態に係る第２塗装ロボットの構成の一例を示す斜視図である。

【図5】図５は、第１受動アームの構成の一例を示す側面図である。

【図6】図６は、第１受動アームの構成の一例を示す上面図である。

【図7】図７は、第２受動アームの構成の一例を示す正面図である。

【図8】図８は、第２受動アームの構成の一例を示す側面図である。

【図9】図９は、実施の形態に係る第１から第３制御装置及びその周辺の構成の一例を示すブロック図である。

【図10】図１０は、実施の形態に係る第１及び第２制御装置の機能的構成の一例を示すブロック図である。

【図11】図１１は、実施の形態に係るロボットシステムの開動作の一例を示すフローチャートである。

【図12】図１２は、実施の形態に係るロボットシステムの閉動作の一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】

【0008】

以下において、本開示の例示的な実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的又は具体的な例を示すものである。以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。添付の図面における各図は、模式的な図であり、必ずしも厳密に図示されたものでない。各図において、実質的に同一の構成要素に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化される場合がある。本明細書及び請求項では、「装置」とは、１つの装置を意味し得るだけでなく、複数の装置からなるシステムも意味し得る。

【0009】

［ロボットシステムの構成］
図１及び図２を参照しつつ、例示的な実施の形態に係るロボットシステム１の構成の一例を説明する。図１及び図２は、実施の形態に係るロボットシステム１の構成の一例を示す斜視図である。本実施の形態では、ロボットシステム１は、自動車の製造工場において車体ＶＢの塗装作業を行うためのシステムであるとして、以下の説明を行う。しかしながら、ロボットシステム１の用途は塗装作業に限定されない。車体ＶＢは対象物の一例である。

【0010】

ロボットシステム１は、塗装エリアＰＡに配置される。塗装エリアＰＡは、壁及び天井等により囲まれている。塗装エリアＰＡには、塗装を受ける車体ＶＢを方向Ｄ１Ａに搬送するための塗装ライン装置ＰＬが配置されている。方向Ｄ１Ａは、塗装エリアＰＡの床面に沿う方向であり、例えば、水平方向である。塗装ライン装置ＰＬの構成は特に限定されず、既知の構成であってもよい。塗装ライン装置ＰＬの例として、コンベヤにより車体ＶＢを搬送する装置、及び、軌道に沿って車体ＶＢを搬送する装置等がある。

【0011】

ロボットシステム１は、１つ以上の第１受動アーム１００と、１つ以上の第２受動アーム２００と、１つ以上の第１塗装ロボット３００Ａと、１つ以上の第２塗装ロボット３００Ｂと、１つ以上の第１受動アーム１００それぞれの移動装置４１０と、１つ以上の第２受動アーム２００それぞれの移動装置４２０と、１つ以上の第１塗装ロボット３００Ａそれぞれの移動装置４３０と、１つ以上の第２塗装ロボット３００Ｂそれぞれの移動装置４４０と、制御装置５００Ａから５００Ｃとを含む。

【0012】

１つ以上の第１受動アーム１００と、１つ以上の第２受動アーム２００と、１つ以上の第１塗装ロボット３００Ａと、１つ以上の第２塗装ロボット３００Ｂと、移動装置４１０から４４０とは、同じ塗装エリアＰＡに配置され、同じ車体ＶＢに塗装に関連する作業を行うことができる。図面表示の便宜上、上記構成要素は、図１と図２とに分けて示されている。図１では、１つ以上の第１受動アーム１００、１つ以上の第１塗装ロボット３００Ａ、並びに移動装置４１０及び４３０が描かれ、図２では、１つ以上の第２受動アーム２００、１つ以上の第２塗装ロボット３００Ｂ、並びに移動装置４２０及び４４０が描かれている。本実施の形態では、上記構成要素は、同じ空間に配置される。

【0013】

図１には示されていないが、本実施の形態では、２つの第１受動アーム１００が、塗装ライン装置ＰＬに対して側方向Ｄ２Ａ及びＤ２Ｂそれぞれに配置され、２つの第１塗装ロボット３００Ａが、塗装ライン装置ＰＬに対して側方向Ｄ２Ａ及びＤ２Ｂそれぞれに配置される。第１受動アーム１００はそれぞれ、塗装エリアＰＡの床面上に配置され、第１塗装ロボット３００Ａはそれぞれ、塗装エリアＰＡの壁面上に配置される。第１塗装ロボット３００Ａは、第１受動アーム１００を用いて、車体ＶＢのドアＶＤ及びドアＶＤの内側の部分を塗装することができる。ドアＶＤは第１開閉体の一例である。

【0014】

方向Ｄ２Ａ及びＤ２Ｂは、互いに反対方向である。方向Ｄ２Ａ及びＤ２Ｂは、方向Ｄ１Ａ及びＤ１Ｂに垂直であり且つ塗装エリアＰＡの床面に沿う方向であり、例えば、水平方向である。方向Ｄ３Ａ及びＤ３Ｂは、互いに反対方向である。方向Ｄ３Ａ及びＤ３Ｂは、方向Ｄ１Ａ、Ｄ１Ｂ、Ｄ２Ａ及びＤ２Ｂに垂直であり且つ塗装エリアＰＡの床面に垂直な方向であり、例えば、鉛直方向である。方向Ｄ３Ａは上向きの方向であり、方向Ｄ３Ｂは下向きの方向である。

【0015】

本実施の形態では、１つの第２受動アーム２００が、塗装ライン装置ＰＬに対して方向Ｄ２Ｂに配置され、１つの第２塗装ロボット３００Ｂが、塗装ライン装置ＰＬに対して方向Ｄ２Ａに配置される。第２受動アーム２００は、塗装エリアＰＡの壁面上に配置され、第２塗装ロボット３００Ｂは、塗装エリアＰＡの床面上に配置される。第２塗装ロボット３００Ｂは、第２受動アーム２００を用いて、車体ＶＢのフロントフードＶＦ、フロントフードＶＦの内側の部分、リヤゲートＶＧ及びリヤゲートＶＧの内側の部分を塗装することができる。リヤゲートＶＧは、リヤトランクフード等も含み得る。フロントフードＶＦ及びリヤゲートＶＧは第２開閉体の一例である。

【0016】

第１塗装ロボット３００Ａは、移動装置４３０を介して塗装エリアＰＡの壁面に取り付けられる。移動装置４３０は、塗装エリアＰＡの壁面に取り付けられ、方向Ｄ１Ａに延びる。移動装置４３０は、第１塗装ロボット３００Ａを支持する支持台４３１と、支持台４３１を移動させる移動駆動装置４３２とを備える。移動装置４３０は、第１塗装ロボット３００Ａと共に支持台４３１を方向Ｄ１Ａ及びＤ１Ｂに移動させることができる。

【0017】

第１受動アーム１００は、移動装置４１０を介して塗装エリアＰＡの床面に取り付けられる。移動装置４１０は、塗装エリアＰＡの床面に取り付けられ、方向Ｄ１Ａに延びる。移動装置４１０は、移動装置４３０の下方に配置される。移動装置４１０は、第１受動アーム１００を支持する支持台４１１と、支持台４１１を移動させる移動駆動装置４１２とを備える。移動装置４１０は、第１受動アーム１００と共に支持台４１１を方向Ｄ１Ａ及びＤ１Ｂに移動させることができる。

【0018】

第２塗装ロボット３００Ｂは、移動装置４４０を介して塗装エリアＰＡの床面に取り付けられる。移動装置４４０は、塗装エリアＰＡの床面に取り付けられ、方向Ｄ１Ａに延びる。移動装置４４０は、第２塗装ロボット３００Ｂを支持する支持台４４１と、支持台４４１を移動させる移動駆動装置４４２とを備える。移動装置４４０は、第２塗装ロボット３００Ｂと共に支持台４４１を方向Ｄ１Ａ及びＤ１Ｂに移動させることができる。

【0019】

第２受動アーム２００は、移動装置４２０を介して塗装エリアＰＡの壁面に取り付けられる。移動装置４２０は、塗装エリアＰＡの壁面に取り付けられ、方向Ｄ１Ａに延びる。移動装置４２０は、移動装置４４０から方向Ｄ２Ｂの位置で、移動装置４４０と対向するように配置される。移動装置４２０は、第２受動アーム２００を支持する支持台４２１と、支持台４２１を移動させる移動駆動装置４２２とを備える。移動装置４２０は、第２受動アーム２００と共に支持台４２１を方向Ｄ１Ａ及びＤ１Ｂに移動させることができる。

【0020】

移動装置４１０から４４０の構成は特に限定されず、例えば、既知の構成であってもよい。限定されないが、本実施の形態では、移動装置４１０から４４０はそれぞれ、方向Ｄ１Ａに延びる２つの軌道上で支持台４１１から４４１を移動させる軌道式の移動装置である。移動駆動装置４１２から４４２は、電力を動力源とし、電気モータとしてサーボモータを含む。例えば、移動駆動装置４１２から４４２は、サーボモータによって回転駆動され且つ回転することによって支持台４１１から４４１を移動させる回転体を含んでもよい。例えば、回転体は、軌道上で支持台４１１から４４１と共に走行するローラ又はギヤ、支持台４１１から４４１と接続されたチェーン又はベルトを駆動するローラ、支持台４１１から４４１と接続されたボールねじ等であってもよい。

【0021】

第１制御装置５００Ａは、第１塗装ロボット３００Ａ、第１受動アーム１００並びに移動装置４１０及び４３０等の動作を制御するように構成される。限定されないが、本実施の形態では、第１制御装置５００Ａは、第１塗装ロボット３００Ａ及び第１受動アーム１００の１つのペアとこれらの移動装置４１０及び４３０とを制御するように構成される。上記ペアのそれぞれに、第１制御装置５００Ａが設けられる。第２制御装置５００Ｂは、第２塗装ロボット３００Ｂ、第２受動アーム２００並びに移動装置４２０及び４４０等の動作を制御するように構成される。限定されないが、本実施の形態では、第２制御装置５００Ｂは、第２塗装ロボット３００Ｂ及び第２受動アーム２００の１つのペアとこれらの移動装置４２０及び４４０とを制御するように構成される。第３制御装置５００Ｃは、第１制御装置５００Ａと、第２制御装置５００Ｂと、塗装ライン装置ＰＬの制御装置ＣＰＬとを互いに連携させて動作させる制御をするように構成される。

【0022】

［塗装ロボットの構成］
図３及び図４を参照しつつ、塗装ロボット３００Ａ及び３００Ｂの構成の一例を説明する。図３は、実施の形態に係る第１塗装ロボット３００Ａの構成の一例を示す斜視図である。図４は、実施の形態に係る第２塗装ロボット３００Ｂの構成の一例を示す斜視図である。第１塗装ロボット３００Ａは、ロボットアーム３１０Ａと、ロボットアーム３１０Ａの先端に取り付けられるエンドエフェクタ３２０Ａとを備える。第２塗装ロボット３００Ｂは、ロボットアーム３１０Ｂと、ロボットアーム３１０Ｂの先端に取り付けられるエンドエフェクタ３２０Ｂとを備える。

【0023】

ロボットアーム３１０Ａ及び３１０Ｂはそれぞれ、エンドエフェクタ３２０Ａ及び３２０Ｂの位置及び姿勢を自在に移動させることができる。ロボットアーム３１０Ａ及び３１０Ｂは、自身で駆動することができる能動アームである。エンドエフェクタ３２０Ａ及び３２０Ｂは、対象物に対して作用を加えることができる構成を有し、本実施の形態では、対象物に塗料を吹き付けることができる。

【0024】

限定されないが、本実施の形態では、ロボットアーム３１０Ａ及び３１０Ｂは、６つの自由度を有する６軸垂直多関節型のアームである。本実施の形態では、ロボットアーム３１０Ａ及び３１０Ｂの構成は異なっているが、同じであってもよい。

【0025】

ロボットアーム３１０Ａは、基台３１７Ａと、６つのリンク３１１Ａから３１６Ａと、６つの回転関節ＪＴＡ１からＪＴＡ６と、アーム駆動装置ＭＡ１からＭＡ６とを備える。基台３１７Ａは、移動装置４３０の支持台４３１に固定される。回転関節ＪＴＡ１からＪＴＡ６は、基台３１７Ａ及びリンク３１１Ａから３１６Ａを相対回転可能に接続する。リンク３１６Ａの先端部は、メカニカルインタフェースを含み、エンドエフェクタ３２０Ａと接続されることができる。アーム駆動装置ＭＡ１からＭＡ６はそれぞれ、回転関節ＪＴＡ１からＪＴＡ６を回転駆動する。アーム駆動装置ＭＡ１からＭＡ６は、電力を動力源とし、本実施の形態では、電気モータとしてサーボモータを含む。アーム駆動装置ＭＡ１からＭＡ６は、図９に示される。

【0026】

ロボットアーム３１０Ｂは、基台３１７Ｂと、６つのリンク３１１Ｂから３１６Ｂと、６つの回転関節ＪＴＢ１からＪＴＢ６と、アーム駆動装置ＭＢ１からＭＢ６とを備える。基台３１７Ｂは、移動装置４４０の支持台４４１に固定される。回転関節ＪＴＢ１からＪＴＢは、基台３１７Ｂ及びリンク３１１Ｂから３１６Ｂを相対回転可能に接続する。リンク３１６Ｂの先端部は、メカニカルインタフェースを含み、エンドエフェクタ３２０Ｂと接続されることができる。アーム駆動装置ＭＢ１からＭＢ６はそれぞれ、回転関節ＪＴＢ１からＪＴＢ６を回転駆動する。アーム駆動装置ＭＢ１からＭＢ６は、電力を動力源とし、本実施の形態では、電気モータとしてサーボモータを含む。アーム駆動装置ＭＢ１からＭＢ６は、図９に示される。

【0027】

エンドエフェクタ３２０Ａ及び３２０Ｂはそれぞれ、塗料を噴射可能である塗装ガン３２１Ａ及び３２１Ｂを備える。塗装ガン３２１Ａ及び３２１Ｂはそれぞれ、ロボットアーム３１０Ａ又は３１０Ｂに沿って延びる複数の配管と接続されており、複数の配管は、塗料タンク及び空気供給装置６００と接続される。空気供給装置６００は、加圧空気を発生することができる装置であり、例えば、空気を圧縮して吐出するエアコンプレッサ等であってもよい。空気供給装置６００は、図９に示される。

【0028】

塗装ガン３２１Ａと空気供給装置６００とを連通する配管には、当該配管を連通及び遮断する開閉弁６０１Ａが配置される。本実施の形態では、開閉弁６０１Ａは、エンドエフェクタ３２０Ａに配置されるが、他の場所に配置されてもよい。塗装ガン３２１Ｂと空気供給装置６００とを連通する配管には、当該配管を連通及び遮断する開閉弁６０１Ｂが配置される。本実施の形態では、開閉弁６０１Ｂは、エンドエフェクタ３２０Ｂに配置されるが、他の場所に配置されてもよい。開閉弁６０１Ａ及び６０１Ｂは、図９に示され、例えば電磁弁であってもよい。開閉弁６０１Ａの動作は第１制御装置５００Ａによって制御され、開閉弁６０１Ｂの動作は第２制御装置５００Ｂによって制御される。空気供給装置６００が発生する加圧空気によって、塗料タンク内の塗料が塗装ガン３２１Ａ及び３２１Ｂに送られ、塗装ガン３２１Ａ及び３２１Ｂから噴射する。塗料タンク及び空気供給装置６００は、ロボットアーム３１０Ａ及び３１０Ｂとは別に配置される。

【0029】

エンドエフェクタ３２０Ａ及び３２０Ｂはそれぞれ、ロボット連結体３２２Ａ及び３２２Ｂをさらに備える。ロボット連結体３２２Ａは、第１受動アーム１００の先端部と連結することができる。限定されないが、本実施の形態では、ロボット連結体３２２Ａは、屈曲した棒状体である。ロボット連結体３２２Ａは、エンドエフェクタ３２０Ａから側方に突出するように延びて屈曲した後、塗装ガン３２１Ａの噴射孔の開口方向に沿って延びる。

【0030】

ロボット連結体３２２Ｂは、第２受動アーム２００の先端部と連結することができる。限定されないが、本実施の形態では、ロボット連結体３２２Ｂは、棒状体であり、エンドエフェクタ３２０Ｂから側方に突出するように延びる。

【0031】

塗装ロボット３００Ａ及び３００Ｂの構成は、上記構成に限定されない。例えば、ロボットアーム３１０Ａ及び３１０Ｂの関節の数量は、６つに限定されず、５つ以下又は７つ以上であってもよい。ロボットアーム３１０Ａ及び３１０Ｂの型式も、垂直多関節型に限定されず、他の型式であってもよい。ロボットアーム３１０Ａ及び３１０Ｂはそれぞれ、ロボット連結体３２２Ａ及び３２２Ｂを受動アーム１００及び２００の先端部に連結させ、受動アーム１００及び２００を動作させることができればよい。

【0032】

［第１受動アームの構成］
図５及び図６を参照しつつ、第１受動アーム１００の構成の一例を説明する。図５及び図６はそれぞれ、第１受動アーム１００の構成の一例を示す側面図及び上面図である。図５及び図６において、図面表示の便宜上、部材の内部に配置される要素も実線で表示される。

【0033】

第１受動アーム１００は、アーム本体１１０と、アーム本体１１０の先端に連結されるエンドエフェクタ１２０とを備える。アーム本体１１０は、２つ以上の自由度で動作でき、本実施の形態では、３自由度で動作できる。エンドエフェクタ１２０は、対象物に作用を加えることができる構成を有する。エンドエフェクタ１２０は係合部の一例である。

【0034】

アーム本体１１０は、４つのリンク１１１ａから１１１ｄと、３つの受動可動部１１２ａから１１２ｃとを含む。リンク１１１ａは、アーム本体１１０の基部の一例であり、移動装置４１０の支持台４１１に固定される。リンク１１１ｂから１１１ｄはそれぞれ、柱状の形状を有する。アーム本体１１０において、リンクの数量は、３つ以下であってもよく、５つ以上であってもよく、受動可動部の数量は、２つ以下であってもよく、４つ以上であってもよい。

【0035】

受動可動部１１２ａは、リンク１１１ａとリンク１１１ｂの基端部とを相対的に回動可能に接続する。受動可動部１１２ａは、リンク１１１ｂの基端部に一体に回動するように接続される回動軸１１２ａａと、リンク１１１ａに固定され且つ回動軸１１２ａａを回動可能に支持する軸受１１２ａｂとを含む。リンク１１１ｂは、回動軸１１２ａａの軸心Ｓ１１を中心に回動可能である。限定されないが、本実施の形態では、リンク１１１ｂは、軸心Ｓ１１と垂直な方向に延びる。受動可動部１１２ａは回転関節として機能することができる。受動可動部１１２ａは第１回動可動部の一例である。

【0036】

本明細書及び請求項において、「垂直」、「鉛直」、「水平」及び「平行」はそれぞれ、完全に垂直、鉛直、水平又は平行である場合と、完全な垂直、鉛直、水平又は平行の近傍を含む実質的に垂直、鉛直、水平又は平行とみなすことができる場合とを含み得る。

【0037】

受動可動部１１２ｂは、リンク１１１ｂの先端部とリンク１１１ｃの基端部とを相対的に回動可能に接続する。リンク１１１ｂは、受動可動部１１２ａと受動可動部１１２ｂとを連結する。受動可動部１１２ｂは、リンク１１１ｃの基端部に一体に回動するように接続される回動軸１１２ｂａと、リンク１１１ｂに固定され且つ回動軸１１２ｂａを回動可能に支持する軸受１１２ｂｂとを含む。リンク１１１ｃは、回動軸１１２ｂａの軸心Ｓ１２を中心に回動可能である。限定されないが、本実施の形態では、リンク１１１ｃは、軸心Ｓ１２と垂直な方向に延びる。軸心Ｓ１２は、軸心Ｓ１１と同様の方向に延び、例えば、軸心Ｓ１１と平行に延びる。受動可動部１１２ｂは回転関節として機能することができる。受動可動部１１２ｂは第２回動可動部の一例である。

【0038】

リンク１１１ｃは、軸心Ｓ１２と垂直な方向に回動軸１１２ｂａから延びる第１部分１１１ｃａと、第１部分１１１ｃａの先端部から延びる第２部分１１１ｃｂとを含む。第２部分１１１ｃｂは、第１部分１１１ｃａから離れる方向Ｄ４Ａに延びる。限定されないが、本実施の形態では、第２部分１１１ｃｂは、軸心Ｓ１２と平行に延び、円筒状の形状を有する。よって、軸心Ｓ１２は、方向Ｄ４Ａに延びる。

【0039】

受動可動部１１２ｃは、リンク１１１ｃの第２部分１１１ｃｂの先端部とリンク１１１ｄとを、相対的な進退動作を可能に接続する。リンク１１１ｃは、受動可動部１１２ｂと受動可動部１１２ｃとを連結する。受動可動部１１２ｃは進退可動部の一例である。

【0040】

リンク１１１ｄは、第２部分１１１ｃｂに沿ってスライド可能に第２部分１１１ｃｂに配置される。リンク１１１ｄは、方向Ｄ４Ａ及びＤ４Ｂにスライド可能である。方向Ｄ４Ｂは、方向Ｄ４Ａの反対方向である。例えば、リンク１１１ｄは円筒状の形状を有し、第２部分１１１ｃｂの先端部がリンク１１１ｄの基端部内に挿入される。リンク１１１ｄの基端部は自由端を形成し、リンク１１１ｄの先端部はエンドエフェクタ１２０と接続される。

【0041】

受動可動部１１２ｃは、軸部１１２ｃａと係止体１１２ｃｂとを含む。係止体１１２ｃｂは、第２部分１１１ｃｂ内に配置される。軸部１１２ｃａは、リンク１１１ｄ及び第２部分１１１ｃｂ内を通って延び、係止体１１２ｃｂを貫通する。軸部１１２ｃａの一端は、リンク１１１ｄの先端部又はエンドエフェクタ１２０と接続される。軸部１１２ｃａの他端は、拡大されており、拡大端部を形成する。

【0042】

軸部１１２ｃａは、リンク１１１ｄと共に、第２部分１１１ｃｂに対して方向Ｄ４Ａ及びＤ４Ｂにスライド移動可能である。例えば、軸部１１２ｃａ及びリンク１１１ｄは、リンク１１１ｄの先端部又はエンドエフェクタ１２０が第２部分１１１ｃｂの先端部に当接するまで、方向Ｄ４Ｂに移動することができる。軸部１１２ｃａ及びリンク１１１ｄは、軸部１１２ｃａの拡大端部が係止体１１２ｃｂに当接するまで、方向Ｄ４Ａに移動することができる。係止体１１２ｃｂは、第２部分１１１ｃｂからの軸部１１２ｃａの逸出を防ぐことができる。

【0043】

アーム本体１１０は、付勢部材１１３をさらに備える。付勢部材１１３は、リンク１１１ｄを、係止体１１２ｃｂから離れる方向に、具体的には方向Ｄ４Ａに付勢する。これにより、リンク１１１ｄが、方向Ｄ４Ｂへ向かう外力を受けていないとき、リンク１１１ｄ及び第２部分１１１ｃｂは、方向Ｄ４Ａに伸長した状態を維持することができる。例えば、上記状態において、付勢部材１１３は、軸部１１２ｃａの拡大端部を係止体１１２ｃｂに当接させるような付勢力を有してもよい。限定されないが、本実施の形態では、付勢部材１１３はコイルバネである。付勢部材１１３は、リンク１１１ｄの先端部又はエンドエフェクタ１２０と係止体１１２ｃｂとの間に配置され、軸部１１２ｃａの周りに巻き付けられる。

【0044】

限定されないが、本実施の形態では、エンドエフェクタ１２０は、リンク１１１ｄに対して移動しないように、リンク１１１ｄの先端部と接続される。エンドエフェクタ１２０は棒状体である。エンドエフェクタ１２０は、延出部１２１と突出部１２２とを含む。延出部１２１は、方向Ｄ４Ａ及びＤ４Ｂに対して交差する方向、例えば、垂直な方向に延びる。突出部１２２は、延出部１２１の一方の端部から方向Ｄ４Ｂに向かって突出する。突出部１２２は、車体ＶＢのドアＶＤの上部にある隙間ＶＤａに係合可能であり、具体的には、隙間ＶＤａに挿入可能である。隙間ＶＤａは、図１に示される。隙間ＶＤａは、ドアＶＤの外板と内板との間に形成され、窓の出入りが可能である隙間である。隙間ＶＤａは、対象物の窪みの一例である。

【0045】

エンドエフェクタ１２０は、アーム連結部１３０を一体的に含む。アーム連結部１３０は、延出部１２１の他方の端部に配置される。アーム連結部１３０は、方向Ｄ４Ａ及びＤ４Ｂにアーム連結部１３０を貫通する係合穴１３１を有する。係合穴１３１は、第１塗装ロボット３００Ａのロボット連結体３２２Ａを挿入できる穴である。アーム連結部１３０は係合部の一例である。

【0046】

第１受動アーム１００は、方向Ｄ４Ａ及びＤ４Ｂがそれぞれ方向Ｄ３Ａ及びＤ３Ｂに沿うように配置される。第１受動アーム１００は、水平方向の回動の２つの自由度と、鉛直方向の進退移動の１つの自由度との３つの自由度により、エンドエフェクタ１２０を移動させることができる。第１塗装ロボット３００Ａのロボットアーム３１０Ａは、ロボット連結体３２２Ａを上方から係合穴１３１に挿入することができる。

【0047】

第１受動アーム１００は、センサ１４１及び１４２を備える。第１センサ１４１は、アーム連結部１３０に配置され、係合穴１３１内のロボット連結体３２２Ａの有無を検出する。第２センサ１４２は、エンドエフェクタ１２０の突出部１２２に配置され、突出部１２２の突出方向である方向Ｄ４Ｂに存在する物体の有無を検出する。第２センサ１４２は、第２センサ１４２から検出対象領域内の物体までの距離を検出できてもよい。センサ１４１及び１４２は、検出結果を第１制御装置５００Ａに出力する。第１センサ１４１は、ロボット連結体３２２Ａに配置されてもよく、アーム連結部１３０及びロボット連結体３２２Ａの両方に配置されてもよい。

【0048】

センサ１４１及び１４２の構成は特に限定されず、上記機能を有すればよい。例えば、センサ１４１及び１４２は、物理的な接触、光波、レーザ、磁気、電波、電磁波、超音波又はこれらの２つ以上の組み合わせ等を用いて検出動作を行うように構成されてもよい。第１センサ１４１の例は、接触センサ、近接センサ、光電センサ、レーザセンサ、電波式センサ、電磁波式センサ、超音波センサ又はこれらの２つ以上の組み合わせ等である。第２センサ１４２の例は、光電センサ、レーザセンサ、電波式センサ、電磁波式センサ、超音波センサ、各種ライダ（LiDAR）又はこれらの２つ以上の組み合わせ等である。

【0049】

第１受動アーム１００は、受動可動部１１２ａから１１２ｃそれぞれの動作を係止可能である係止装置１５１から１５３を備える。係止装置１５１及び１５２はそれぞれ、受動可動部１１２ａ及び１１２ｂの回動動作を係止する。係止装置１５３は、受動可動部１１２ｃの進退動作を係止する。限定されないが、本実施の形態では、係止装置１５１から１５３は、摩擦力を用いて係止する。係止装置１５１から１５３は、係合及び嵌合等の他の方法を用いて係止する構成を有してもよい。

【0050】

本実施の形態では、係止装置１５１及び１５２はそれぞれ、車輪のディスクブレーキ装置と同様の構成を有する。係止装置１５１は、回動軸１１２ａａに一体に接続されるディスク１５１ａと、摩擦材１５１ｂと、摩擦材１５１ｂをディスク１５１ａに押し当てるように動作する係止駆動装置１５１ｃとを備える。ディスク１５１ａは、当該ディスク１５１ａが接続される回動軸１１２ａａと一体に回動する。同様に、係止装置１５２は、回動軸１１２ｂａに一体に接続されるディスク１５２ａと、摩擦材１５２ｂと、係止駆動装置１５２ｃとを備える。例えば、係止駆動装置１５１ｃ及び１５２ｃはそれぞれ、摩擦材１５１ｂ及び１５２ｂを押圧するピストンを含んでもよい。係止装置１５１及び１５２はそれぞれ、リンク１１１ａ及び１１１ｂ内に配置される。

【0051】

係止装置１５３は、軸部１１２ｃａの外周面を掴む又は挟む等の把持をするように動作可能である把持装置１５３ａを備える。例えば、把持装置１５３ａは、係止駆動装置１５１ｃ及び１５２ｃと同様に、摩擦材を軸部１１２ｃａに押し付ける構造を有してもよい。係止装置１５３は、リンク１１１ｃの第２部分１１１ｃｂ内に配置され、具体的には、係止体１１２ｃｂと軸部１１２ｃａの拡大端部との間に配置される。

【0052】

限定されないが、本実施の形態では、係止駆動装置１５１ｃ及び１５２ｃ並びに把持装置１５３ａはそれぞれ、作動流体の供給を受け、作動流体の供給及び供給停止によって係止の実行及び解除をする構成を有する。本実施の形態では、作動流体は、空気供給装置６００によって供給される加圧空気であるが、作動油等の液体であってもよい。係止駆動装置１５１ｃ及び１５２ｃ並びに把持装置１５３ａはそれぞれ、配管と開閉弁６０２Ａ、６０３Ａ及び６０４Ａとを介して、空気供給装置６００と接続される。開閉弁６０２Ａ、６０３Ａ及び６０４Ａは、電気的に動作し、配管を連通及び遮断することができる。開閉弁６０２Ａ、６０３Ａ及び６０４Ａは、図９に示され、例えば電磁弁であってもよい。本実施の形態では、開閉弁６０２Ａ、６０３Ａ及び６０４Ａは、第１受動アーム１００に配置されるが、第１受動アーム１００の外部に配置されてもよい。開閉弁６０２Ａ、６０３Ａ及び６０４Ａの動作は、第１制御装置５００Ａによって制御される。係止駆動装置１５１ｃ及び１５２ｃ並びに把持装置１５３ａはそれぞれ、開閉弁６０２Ａ、６０３Ａ及び６０４Ａの開状態で加圧空気の供給を受け、開閉弁６０２Ａ、６０３Ａ及び６０４Ａの閉状態で加圧空気の供給遮断を受ける。

【0053】

例えば、係止駆動装置１５１ｃ及び１５２ｃはそれぞれ、ばね等の付勢部材を備え、付勢部材の付勢力により摩擦材１５１ｂ及び１５２ｂをディスク１５１ａ及び１５２ａに押し当て、供給される加圧空気により摩擦材１５１ｂ及び１５２ｂをディスク１５１ａ及び１５２ａから離すように構成される。係止駆動装置１５１ｃ及び１５２ｃはそれぞれ、開閉弁６０２Ａ及び６０３Ａの閉状態で係止を実行し、開閉弁６０２Ａ及び６０３Ａの開状態で係止を解除する。係止駆動装置１５１ｃ及び１５２ｃの係止及び係止解除と、開閉弁６０２Ａ及び６０３Ａの閉状態及び開状態との関係は、上記と逆であってもよい。

【0054】

例えば、把持装置１５３ａは、ばね等の付勢部材を備え、付勢部材の付勢力により軸部１１２ｃａの外周面を把持し、供給される加圧空気により軸部１１２ｃａの把持を解除するように構成される。把持装置１５３ａは、開閉弁６０４Ａの閉状態で把持による係止を実行し、開閉弁６０４Ａの開状態で把持による係止を解除する。把持装置１５３ａの把持による係止及び係止解除と、開閉弁６０４Ａの閉状態及び開状態との関係は、上記と逆であってもよい。

【0055】

［第２受動アームの構成］
図７及び図８を参照しつつ、第２受動アーム２００の構成の一例を説明する。図７及び図８はそれぞれ、第２受動アーム２００の構成の一例を示す正面図及び側面図である。図７及び図８において、図面表示の便宜上、部材の内部に配置される要素も実線で表示される。

【0056】

第２受動アーム２００は、アーム本体２１０と、アーム本体２１０の先端に連結されるエンドエフェクタ２２０とを備える。アーム本体２１０は、２つ以上の自由度で動作でき、本実施の形態では、３自由度で動作できる。エンドエフェクタ２２０は、対象物に作用を加えることができる構成を有する。エンドエフェクタ２２０は係合部の一例である。

【0057】

アーム本体２１０は、４つのリンク２１１ａから２１１ｄと、３つの受動可動部２１２ａから２１２ｃと、荷重体２１３とを含む。リンク２１１ａは、アーム本体２１０の基部の一例であり、移動装置４２０の支持台４２１に固定される。リンク２１１ａは、長手方向が方向Ｄ５Ａである矩形板状の形状を有する。アーム本体２１０において、リンクの数量は、３つ以下であってもよく、５つ以上であってもよく、受動可動部の数量は、２つ以下であってもよく、４つ以上であってもよい。

【0058】

受動可動部２１２ａは、リンク２１１ａとリンク２１１ｂとを、相対的な進退動作を可能に接続する。受動可動部２１２ａは進退可動部の一例である。リンク２１１ｂは、矩形板状の形状を有し、リンク２１１ａと対向して配置される。

【0059】

受動可動部２１２ａは、２つのガイド部２１２ａａと、２つ以上の係合部２１２ａｂとを含む。各ガイド部２１２ａａは、リンク２１１ａの表面上に配置される。各ガイド部２１２ａａは、リンク２１１ａの表面から突出し且つ方向Ｄ５Ａに帯状に延びる。２つのガイド部２１２ａａは、互いに平行に延びる。２つのガイド部２１２ａａは、リンク２１１ｂの移動を案内する軌道を形成し、レールであってもよい。

【0060】

２つ以上の係合部２１２ａｂは、リンク２１１ｂに配置され、ガイド部２１２ａａとスライド可能に係合する。係合部２１２ａｂは、ガイド部２１２ａａから逸脱しないように係合を維持しつつ、ガイド部２１２ａａに沿ってスライド移動することができる。限定されないが、本実施の形態では、４つの係合部２１２ａｂが配置され、２つの係合部２１２ａｂが１つのガイド部２１２ａａと係合し、他の２つの係合部２１２ａｂが別のガイド部２１２ａａと係合する。リンク２１１ｂは、ガイド部２１２ａａに沿って方向Ｄ５Ａ及びＤ５Ｂに移動可能である。方向Ｄ５Ｂは、方向Ｄ５Ａの反対方向である。

【0061】

受動可動部２１２ｂは、リンク２１１ｂとリンク２１１ｃの基端部とを相対的に回動可能に接続する。リンク２１１ｂは、受動可動部２１２ａと受動可動部２１２ｂとを連結する。受動可動部２１２ｂは、リンク２１１ｂに一体に接続される回動軸２１２ｂａと、リンク２１１ｃの基端部に固定され且つ回動軸２１２ｂａを回動可能に支持する軸受２１２ｂｂとを含む。リンク２１１ｃは、回動軸２１２ｂａの軸心Ｓ２１を中心に回動可能である。限定されないが、本実施の形態では、リンク２１１ｃは、軸心Ｓ２１と垂直な方向に延びる。軸心Ｓ２１は、方向Ｄ５Ａ及びＤ５Ｂと垂直な方向に延びる。軸心Ｓ２１は、リンク２１１ａ及び２１１ｂと交差する方向、例えば、垂直な方向に延びる。受動可動部２１２ｂは回転関節として機能することができる。受動可動部２１２ｂは回動可動部の一例である。

【0062】

受動可動部２１２ｃは、リンク２１１ｃの先端部とリンク２１１ｄの基端部とを相対的に回動可能に接続する。リンク２１１ｃは、受動可動部２１２ｂと受動可動部２１２ｃとを連結する。受動可動部２１２ｃは、リンク２１１ｄの基端部に一体に接続される回動軸２１２ｃａと、リンク２１１ｃの先端部に固定され且つ回動軸２１２ｃａを回動可能に支持する軸受２１２ｃｂとを含む。リンク２１１ｄは、回動軸２１２ｃａの軸心Ｓ２２を中心に回動可能である。限定されないが、本実施の形態では、軸心Ｓ２２は、軸心Ｓ２１と同様の方向に延び、例えば、軸心Ｓ２１と平行に延びる。受動可動部２１２ｃは回動可動部の一例である。

【0063】

リンク２１１ｃは、平行リンクの構成を有する。リンク２１１ｃは、第１部材２１１ｃａ、第２部材２１１ｃｂ及び第３部材２１１ｃｃを含む。第１部材２１１ｃａ、第２部材２１１ｃｂ及び第３部材２１１ｃｃは、柱状の部材である。

【0064】

第１部材２１１ｃａは、受動可動部２１２ｂ及び２１２ｃを連結する。具体的には、第１部材２１１ｃａの一端は、受動可動部２１２ｂによってリンク２１１ｂと回動可能に接続され、第１部材２１１ｃａの他端は、受動可動部２１２ｃによってリンク２１１ｄの基端部と回動可能に接続される。

【0065】

第２部材２１１ｃｂは、第１部材２１１ｃａに沿って延び、一端でリンク２１１ｂに回動可能に連結される。具体的には、第２部材２１１ｃｂの一端は、第１部材２１１ｃａから離れた位置でリンク２１１ｂと接続される。第２部材２１１ｃｂの他端は、第３部材２１１ｃｃの一端と回動可能に接続される。第３部材２１１ｃｃは、一端で第２部材２１１ｃｂの他端と回動可能に連結され、他端で受動可動部２１２ｃと連結される。

【0066】

第１部材２１１ｃａにおける２つの接続部分の距離は、第２部材２１１ｃｂにおける２つの接続部分の距離と同等である。リンク２１１ｂと第１部材２１１ｃａとの接続部分とリンク２１１ｂと第２部材２１１ｃｂとの接続部分との距離は、第３部材２１１ｃｃにおける２つの接続部分の距離と同等である。よって、第１部材２１１ｃａが回動したとき、第３部材２１１ｃｃは平行移動する。

【0067】

限定されないが、本実施の形態では、第３部材２１１ｃｃの他端は、リンク２１１ｄと一体に回動するように、リンク２１１ｄの基端部と連結される。これにより、第１部材２１１ｃａが回動したとき、リンク２１１ｄは、第３部材２１１ｃｃと共に平行移動する。よって、リンク２１１ｄの姿勢が維持される。

【0068】

リンク２１１ｄは、柱状の形状を有する。リンク２１１ｄは、受動可動部２１２ｃから軸心Ｓ２２の方向Ｄ６Ａに延びる第１部分２１１ｄａと、第１部分２１１ｄａの先端部から延びる第２部分２１１ｄｂとを含む。第２部分２１１ｄｂは、第１部分２１１ｄａから離れる方向Ｄ７Ａに延びる。限定されないが、本実施の形態では、第１部分２１１ｄａは、軸心Ｓ２２と平行に延び、方向Ｄ６Ａは、方向Ｄ５Ａ及びＤ５Ｂに垂直であり且つリンク２１１ａ及び２１１ｂから離れる方向である。第２部分２１１ｄｂは、第１部分２１１ｄａと垂直に延び、方向Ｄ７Ａは、方向Ｄ６Ａに垂直であり且つリンク２１１ａ及び２１１ｂから離れる方向である。リンク２１１ｄの先端部はエンドエフェクタ２２０と接続される。

【0069】

限定されないが、本実施の形態では、エンドエフェクタ２２０は、リンク２１１ｄに対して移動しないように、リンク２１１ｄと接続される。エンドエフェクタ２２０は棒状体である。エンドエフェクタ２２０は、延出部２２１と突出部２２２とを含む。延出部２２１は、方向Ｄ７Ａに対して交差する方向、例えば、垂直な方向に延びる。延出部２２１の両端は、リンク２１１ｄよりも方向Ｄ５Ａ及びＤ５Ｂへ突出する。突出部２２２は、延出部２２１の両端それぞれから方向Ｄ７Ｂに向かって突出する。方向Ｄ７Ｂは、方向Ｄ７Ａと反対方向である。突出部２２２は、車体ＶＢのフロントフードＶＦ及びリヤゲートＶＧに取り付けられる保持具Ｖａの開口に係合可能であり、具体的には、当該開口に挿入可能である。保持具Ｖａは、図２に示される。保持具Ｖａは、フロントフードＶＦ及びリヤゲートＶＧの開閉の際に保持される金具である。

【0070】

アーム連結部２３０が、リンク２１１ｄの先端部に一体的に配置される。アーム連結部２３０は、方向Ｄ６Ａに開口する係合穴２３１を有する。係合穴２３１は、第２塗装ロボット３００Ｂのロボット連結体３２２Ｂを挿入できる穴である。アーム連結部２３０は係合部の一例である。

【0071】

荷重体２１３は、所定以上の質量を有する物体である。リンク２１１ｃと一体に移動するようにリンク２１１ｃに連結される。荷重体２１３は、受動可動部２１２ｂを挟んでリンク２１１ｃと反対側に配置される。荷重体２１３は、連結部材２１３ａによって第１部材２１１ｃａと一体的に連結される。連結部材２１３ａは、荷重体２１３を、第１部材２１１ｃａ及び受動可動部２１２ｂから離すように位置決めする。荷重体２１３は、受動可動部２１２ｂを中心とする下向きの回転モーメントＭ１を第１部材２１１ｃａに発生し得る。荷重体２１３は、上記物体に限定されず、第１部材２１１ｃａに回転モーメントを与えることができればよい。例えば、荷重体２１３は、回転モーメントＭ１を第１部材２１１ｃａに与える渦巻きばね等の付勢部材であってもよい。

【0072】

第２受動アーム２００は、方向Ｄ５Ａ及びＤ５Ｂがそれぞれ方向Ｄ１Ａ及びＤ１Ｂに沿い、方向Ｄ６Ａが方向Ｄ２Ａに沿い、方向Ｄ７Ａ及びＤ７Ｂがそれぞれ方向Ｄ３Ｂ及びＤ３Ａに沿うように配置される。第２受動アーム２００は、鉛直方向の回動の２つの自由度と、水平方向の進退移動の１つの自由度との３つの自由度により、エンドエフェクタ２２０を移動させることができる。塗装ロボット３００Ｂのロボットアーム３１０Ｂは、ロボット連結体３２２Ｂを側方から係合穴２３１に挿入することができる。

【0073】

第２受動アーム２００は、第１受動アーム１００の第１センサ１４１と同様の第１センサ２４１と、第２センサ１４２と同様の第２センサ２４２とを備える。第１センサ２４１は、アーム連結部２３０に配置され、第２センサ２４２は、エンドエフェクタ２２０の突出部２２２のいずれか又は両方に配置される。センサ２４１及び２４２は、検出結果を第２制御装置５００Ｂに出力するように構成される。第１センサ２４１は、ロボット連結体３２２Ｂに配置されてもよく、アーム連結部２３０及びロボット連結体３２２Ｂの両方に配置されてもよい。

【0074】

第２受動アーム２００は、受動可動部２１２ａ及び２１２ｂそれぞれの動作を係止可能である係止装置２５１及び２５２を備える。限定されないが、本実施の形態では、係止装置２５１及び２５２は、摩擦力を用いて係止する。係止装置２５１は、受動可動部２１２ａの進退動作を係止する。係止装置２５２は、第１受動アーム１００の係止装置１５１及び１５２と同様の構成を有し、受動可動部２１２ｂの回動動作を係止する。

【0075】

係止装置２５２は、第１部材２１１ｃａ内に配置される。係止装置２５２は、回動軸２１２ｂａと一体的に取り付けられるディスク２５２ａと、摩擦材２５２ｂと、係止駆動装置２５２ｃとを備える。

【0076】

係止装置２５１は、リンク２１１ｂの係合部２１２ａｂに配置される。具体的には、係止装置２５１は、２つのガイド部２１２ａａそれぞれの係合部２１２ａｂに配置される。係止装置２５１は、ガイド部２１２ａａの外面を掴む把持装置２５１ａを備える。把持装置２５１ａは、第１受動アーム１００の把持装置１５３ａと同様の構成を有してもよい。

【0077】

把持装置２５１ａ及び係止駆動装置２５２ｃはそれぞれ、空気供給装置６００によって供給される加圧空気の供給及び供給停止によって係止の実行及び解除をする。把持装置２５１ａ及び係止駆動装置２５２ｃはそれぞれ、配管と開閉弁６０２Ｂ及び６０３Ｂとを介して、空気供給装置６００と接続される。開閉弁６０２Ｂ及び６０３Ｂは、電気的に動作する構成を有し、それぞれの動作は、第２制御装置５００Ｂによって制御される。開閉弁６０２Ｂ及び６０３Ｂは、図９に示され、例えば電磁弁であってもよい。本実施の形態では、開閉弁６０２Ｂ及び６０３Ｂは、第２受動アーム２００に配置されるが、第２受動アーム２００の外部に配置されてもよい。把持装置２５１ａ及び係止駆動装置２５２ｃは、加圧空気の供給時に係止を解除し、加圧空気の供給遮断時に係止を実行するように構成される。把持装置２５１ａ及び係止駆動装置２５２ｃの係止及び係止解除と、加圧空気の供給及び供給遮断との関係は、上記と逆であってもよい。

【0078】

［制御装置の構成］
図９を参照しつつ、実施の形態に係る制御装置５００Ａから５００Ｃ及びそれらの周辺の構成の一例を説明する。図９は、実施の形態に係る制御装置５００Ａから５００Ｃ及びそれらの周辺の構成の一例を示すブロック図である。

【0079】

第３制御装置５００Ｃは、第１制御装置５００Ａと、第２制御装置５００Ｂと、塗装ライン装置ＰＬのライン制御装置ＣＰＬと、入出力装置７００と、互いに信号を送受信できるように、有線通信、無線通信又はこれらの組み合わせを介して互いに接続される。いかなる有線通信及び無線通信が用いられてもよい。

【0080】

第３制御装置５００Ｃは、入出力装置７００に入力される指令、情報及びデータ等を入出力装置７００から受け取り、当該指令、情報及びデータ等に従って制御を行う。第３制御装置５００Ｃは、入出力装置７００に、ロボットシステム１の様々な情報及びデータ等を出力する。第３制御装置５００Ｃは、第１制御装置５００Ａと、第２制御装置５００Ｂと、ライン制御装置ＣＰＬとから、それぞれの制御対象の構成要素の動作の状態を示す情報を受信し、当該情報に基づき、各制御対象の構成要素の動作タイミングの指令を第１制御装置５００Ａ、第２制御装置５００Ｂ及びライン制御装置ＣＰＬに送信するように制御してもよい。動作タイミングは、動作を実行するタイミングである。第３制御装置５００Ｃは、空気供給装置６００と接続され、空気供給装置６００の動作を制御するように構成されてもよい。ライン制御装置ＣＰＬからの塗装ライン装置ＰＬの動作の状態を示す情報は、対象物の情報の一例である。

【0081】

第３制御装置５００Ｃは、コンピュータ装置を含んでもよく、Ｉ／Ｏ通信等により信号を他の制御装置等に送受信し、当該信号に基づき他の制御装置等の動作を制御するように構成されてもよい。図９では、第３制御装置５００Ｃは、１つの第１制御装置５００Ａと、１つの第２制御装置５００Ｂとに接続されているが、第３制御装置５００Ｃが制御対象とする第１制御装置５００Ａ及び第２制御装置５００Ｂそれぞれの数量は、いかなる数量であってもよい。

【0082】

第１制御装置５００Ａは、第３制御装置５００Ｃから受け取る動作タイミングの指令等に従って、第１塗装ロボット３００Ａ、第１受動アーム１００並びに移動装置４１０及び４３０等の動作を制御する。例えば、第１制御装置５００Ａは、アーム駆動装置ＭＡ１からＭＡ６のサーボモータ、開閉弁６０１Ａから６０４Ａ、センサ１４１及び１４２、並びに移動装置４１０及び４３０のサーボモータの動作を制御するように構成されてもよい。限定されないが、本実施の形態では、第１制御装置５００Ａは、制御プログラムに従った自動運転により、各制御対象の動作を制御する。第１制御装置５００Ａは、コンピュータ装置を含み、さらにサーボモータ等の電気的構成要素の駆動回路を含んでもよい。

【0083】

第２制御装置５００Ｂは、第３制御装置５００Ｃから受け取る動作タイミングの指令等に従って、第２塗装ロボット３００Ｂ、第２受動アーム２００並びに移動装置４２０及び４４０等の動作を制御する。例えば、第２制御装置５００Ｂは、アーム駆動装置ＭＢ１からＭＢ６のサーボモータ、開閉弁６０１Ｂから６０３Ｂ、センサ２４１及び２４２、並びに移動装置４２０及び４４０のサーボモータの動作を制御するように構成されてもよい。限定されないが、本実施の形態では、第２制御装置５００Ｂは、制御プログラムに従った自動運転により、各制御対象の動作を制御する。第２制御装置５００Ｂは、コンピュータ装置を含み、さらにサーボモータ等の電気的構成要素の駆動回路を含んでもよい。

【0084】

制御装置５００Ａ及び５００Ｂは、各サーボモータをサーボ制御するように構成されてもよい。制御装置５００Ａ及び５００Ｂは、各サーボモータから、当該サーボモータに備えられる回転センサの検出結果を取得し、当該サーボモータの駆動回路から当該サーボモータへの供給電流値を取得し、回転センサの検出結果と供給電流値とをフィードバック情報として用いて、当該サーボモータへの電流の指令値を決定してもよい。供給電流値は、駆動回路からサーボモータへ供給する電流の指令値であってもよく、サーボモータに設けられ得る電流センサの検出結果であってもよい。

【0085】

ライン制御装置ＣＰＬは、塗装ライン装置ＰＬの動作を制御する。ライン制御装置ＣＰＬは、ラインコントローラ等の制御盤を含んでもよい。ラインコントローラは、「工程制御盤」又は「ライン制御盤」とも呼ばれる。

【0086】

入出力装置７００は、操作者等のユーザによる指令、情報及びデータ等の入力を受け付け、第３制御装置５００Ｃ等に出力する。入出力装置７００は、第３制御装置５００Ｃ等から送られる情報及びデータ等を受け取り、当該情報及びデータ等をユーザに提示する。入出力装置７００は、入力装置と、ディスプレイ等の提示装置とを含む。入力装置は既知のいかなる入力装置であってもよく、提示装置は、視覚及び聴覚等を通じてユーザに知覚可能な情報を与える既知のいかなる装置であってもよい。

【0087】

例えば、制御装置５００Ａから５００Ｃは、電子回路基板、電子制御ユニット、マイクロコンピュータ、パーソナルコンピュータ、ワークステーション、スマートフォン及びタブレットなどのスマートデバイス、並びにその他の電子機器等であってもよい。制御装置５００Ａから５００Ｃは回路を含み、当該回路はプロセッサ及びメモリを含んでもよい。回路は処理回路を含み得る。回路は、プロセッサとしてＣＰＵ（中央処理装置：Central Processing Unit）等を含み、メモリとして、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の不揮発性半導体メモリ及びＲＡＭ（Random Access Memory）等の揮発性半導体メモリ等を含んでもよい。例えば、ＣＰＵが動作するためのプログラムは、ＲＯＭ等に予め保持されている。ＣＰＵは、ＲＯＭからプログラムをＲＡＭに読み出して展開する。ＣＰＵは、ＲＡＭに展開されたプログラム中のコード化された各命令を実行する。制御装置５００Ａから５００Ｃは、メモリに加えて、ストレージを含んでもよい。ストレージは、半導体メモリ、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ：Hard Disk Drive）及び固体ドライブ（ＳＳＤ：Solid State Drive）等の記憶装置を含んでもよい。

【0088】

制御装置５００Ａから５００Ｃの一部又は全ての機能は、プロセッサ及びメモリ等からなるコンピュータシステムにより実現されてもよく、電子回路又は集積回路等の専用のハードウェア回路により実現されてもよく、上記コンピュータシステム及びハードウェア回路の組み合わせにより実現されてもよい。制御装置５００Ａから５００Ｃは、単一の装置による集中制御により各処理を実行するように構成されてもよく、複数の装置の協働による分散制御により各処理を実行するように構成されてもよい。

【0089】

限定されないが、例えば、プロセッサは、ＣＰＵ、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、マイクロプロセッサ（microprocessor）、プロセッサコア（processor core）、マルチプロセッサ（multiprocessor）、ＡＳＩＣ（Application-Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等を含み、ＩＣ（集積回路）チップ、ＬＳＩ（Large Scale Integration）等に形成された論理回路又は専用回路によって各処理を実現してもよい。複数の処理は、１つ又は複数の集積回路により実現されてもよく、１つの集積回路により実現されてもよい。

【0090】

［制御装置の機能的構成］
図１０を参照しつつ、実施の形態に係る第１制御装置５００Ａ及び第２制御装置５００Ｂの機能的構成の一例を説明する。図１０は、実施の形態に係る第１制御装置５００Ａ及び第２制御装置５００Ｂの機能的構成の一例を示すブロック図である。第１制御装置５００Ａ及び第２制御装置５００Ｂは、同様の機能的構成を有する。

【0091】

第１制御装置５００Ａは、情報処理部５０１Ａと、第１信号処理部５０２Ａと、第２信号処理部５０３Ａと、第１移動制御部５０４Ａと、第２移動制御部５０５Ａと、アーム制御部５０６Ａと、塗装弁制御部５０７Ａと、係止弁制御部５０８Ａと、記憶部５０９Ａとを機能的構成要素として含む。記憶部５０９Ａの機能は、メモリ等によって実現されてもよい。記憶部５０９Ａ以外の機能的構成要素の機能は、プロセッサ等によって実現されてもよい。上記の機能的構成要素の全てが必須ではない。

【0092】

記憶部５０９Ａは、種々の情報及びデータ等を記憶し、記憶している情報及びデータ等の読み出しを可能にする。例えば、記憶部５０９Ａは、制御プログラム及び各種データ等を記憶する。

【0093】

情報処理部５０１Ａは、第３制御装置５００Ｃから受信する指令、情報及び信号等を処理し、第１制御装置５００Ａ内の対応する機能的構成要素に出力する。例えば、上記指令は、動作タイミング等を含み得る。情報処理部５０１Ａは、第１制御装置５００Ａの機能的構成要素が出力する情報及び信号等を処理し、第３制御装置５００Ｃに送信する。

【0094】

第１信号処理部５０２Ａは、第１センサ１４１から信号を受け取り、当該信号を処理する。第１信号処理部５０２Ａは、第１センサ１４１の信号に基づき、第１受動アーム１００のアーム連結部１３０の係合穴１３１に、第１塗装ロボット３００Ａのロボット連結体３２２Ａが挿入されているか否かを検出し、検出結果をアーム制御部５０６Ａ等に出力する。

【0095】

第２信号処理部５０３Ａは、第２センサ１４２から信号を受け取り、当該信号を処理する。第２信号処理部５０３Ａは、第２センサ１４２の信号に基づき、第１受動アーム１００のエンドエフェクタ１２０の突出部１２２からその突出方向Ｄ４Ｂに物体が存在するか否かを検出し、検出結果をアーム制御部５０６Ａ等に出力する。例えば、突出部１２２が車体ＶＢのドアＶＤの隙間ＶＤａの真上に位置し隙間ＶＤａに向いているとき、第２センサ１４２が物体を検知しないため、第２信号処理部５０３Ａは、物体の非存在を検出し、それにより、隙間ＶＤａの存在を検出することができる。突出部１２２が隙間ＶＤａに所定量以上挿入されると、第２センサ１４２がドアＶＤの外板の内面を検知するため、第２信号処理部５０３Ａは、物体の存在を検出し、それにより、隙間ＶＤａ内への突出部１２２の挿入完了を検出することができる。

【0096】

第１移動制御部５０４Ａは、第３制御装置５００Ｃからの動作タイミング等の指令及び制御プログラムに従って、移動装置４１０の動作を制御する。例えば、第１移動制御部５０４Ａは、移動装置４１０の支持台４１１の位置及び速度等の目標値を演算し、当該目標値に従って支持台４１１を移動させるための指令値を移動駆動装置４１２に出力する。指令値は、サーボモータへ供給する電流の指令値であってもよい。例えば、第１移動制御部５０４Ａは、塗装ライン装置ＰＬによる車体ＶＢの移動と同調するように、移動駆動装置４１２に支持台４１１を移動させ得る。

【0097】

第２移動制御部５０５Ａは、第３制御装置５００Ｃからの動作タイミング等の指令及び制御プログラムに従って、移動装置４３０の動作を制御する。例えば、第２移動制御部５０５Ａは、移動装置４３０の支持台４３１の位置及び速度等の目標値を演算し、当該目標値に従って支持台４３１を移動させるための指令値を移動駆動装置４３２に出力する。指令値は、サーボモータへ供給する電流の指令値であってもよい。例えば、第２移動制御部５０５Ａは、塗装ライン装置ＰＬによる車体ＶＢの移動と同調するように、移動駆動装置４３２に支持台４３１を移動させ得る。

【0098】

アーム制御部５０６Ａは、第３制御装置５００Ｃからの動作タイミング等の指令及び制御プログラムに従って、ロボットアーム３１０Ａの動作を制御する。例えば、アーム制御部５０６Ａは、エンドエフェクタ３２０Ａの位置、姿勢、位置の移動速度及び姿勢の移動速度等の目標値を演算し、当該目標値に従ってエンドエフェクタ３２０Ａを移動させるための指令値をアーム駆動装置ＭＡ１からＭＡ６に出力する。指令値は、サーボモータへ供給する電流の指令値であってもよい。さらに、アーム制御部５０６Ａは、信号処理部５０２Ａ及び５０３Ａから受け取る検出結果を用いて、エンドエフェクタ３２０Ａを位置決めするためのロボットアーム３１０Ａの動作を制御する。

【0099】

塗装弁制御部５０７Ａは、制御プログラムに従って、開閉弁６０１Ａの動作を制御する。つまり、塗装弁制御部５０７Ａは、エンドエフェクタ３２０Ａの塗装ガン３２１Ａからの塗料の噴射を制御する。

【0100】

係止弁制御部５０８Ａは、制御プログラムに従って、第１受動アーム１００の係止装置１５１から１５３の開閉弁６０２Ａから６０４Ａの動作を制御する。つまり、係止弁制御部５０８Ａは、係止装置１５１から１５３の係止動作を制御する。係止弁制御部５０８Ａは、信号処理部５０２Ａ及び５０３Ａから受け取る検出結果を、制御に用いてもよい。

【0101】

第２制御装置５００Ｂは、第１制御装置５００Ａと同様に、情報処理部５０１Ｂと、第１信号処理部５０２Ｂと、第２信号処理部５０３Ｂと、第１移動制御部５０４Ｂと、第２移動制御部５０５Ｂと、アーム制御部５０６Ｂと、塗装弁制御部５０７Ｂと、係止弁制御部５０８Ｂと、記憶部５０９Ｂとを機能的構成要素として含む。記憶部５０９Ｂの機能は、メモリ等によって実現されてもよい。記憶部５０９Ｂ以外の機能的構成要素の機能は、プロセッサ等によって実現されてもよい。第２制御装置５００Ｂの各機能的構成要素の機能は、第１制御装置５００Ａと同様であるため、第２制御装置５００Ｂの各機能的構成要素について、第１制御装置５００Ａとの相違点を中心に説明し、類似点の説明を省略する。第２制御装置５００Ｂの上記の機能的構成要素の全てが必須ではない。

【0102】

第１信号処理部５０２Ｂは、第１センサ２４１から受け取る信号を処理し、処理結果をアーム制御部５０６Ｂ等に出力する。第１信号処理部５０２Ｂは、当該信号に基づき、第２受動アーム２００のアーム連結部２３０の係合穴２３１に、第２塗装ロボット３００Ｂのロボット連結体３２２Ｂが挿入されているか否かを検出する。

【0103】

第２信号処理部５０３Ｂは、第２センサ２４２から受け取る信号を処理し、処理結果をアーム制御部５０６Ｂ等に出力する。例えば、第２信号処理部５０３Ｂは、車体ＶＢのフロントフードＶＦ又はリヤゲートＶＧの保持具Ｖａの開口に対して、第２受動アーム２００のエンドエフェクタ２２０の突出部２２２が当該開口の真下に位置し当該開口に向いていることを検出することができる。

【0104】

第１移動制御部５０４Ｂは、第３制御装置５００Ｃからの指令及び制御プログラムに従って、移動装置４２０の動作を制御する。

【0105】

第２移動制御部５０５Ｂは、第３制御装置５００Ｃからの指令及び制御プログラムに従って、移動装置４４０の動作を制御する。

【0106】

アーム制御部５０６Ｂは、第３制御装置５００Ｃからの指令及び制御プログラムに従って、ロボットアーム３１０Ｂの動作を制御する。さらに、アーム制御部５０６Ｂは、信号処理部５０２Ｂ及び５０３Ｂから受け取る検出結果を用いて、エンドエフェクタ３２０Ｂを位置決めするためのロボットアーム３１０Ｂの動作を制御する。

【0107】

塗装弁制御部５０７Ｂは、制御プログラムに従って開閉弁６０１Ｂの動作を制御し、エンドエフェクタ３２０Ｂの塗装ガン３２１Ｂからの塗料の噴射を制御する。

【0108】

係止弁制御部５０８Ｂは、制御プログラムに従って、第２受動アーム２００の係止装置２５１及び２５２の開閉弁６０２Ｂ及び６０３Ｂの動作を制御し、係止装置２５１及び２５３の係止動作を制御する。係止弁制御部５０８Ｂは、信号処理部５０２Ｂ及び５０３Ｂから受け取る検出結果を、制御に用いてもよい。

【0109】

［ロボットシステムの動作］
実施の形態に係るロボットシステム１の動作の例を説明する。まず、図１及び図１１を参照しつつ、第１塗装ロボット３００Ａ及び第１受動アーム１００を用いて車体ＶＢのドアＶＤを開放する場合のロボットシステム１の動作の一例を説明する。図１１は、実施の形態に係るロボットシステム１の開動作の一例を示すフローチャートである。

【0110】

ステップＳ１０１において、第１制御装置５００Ａは、移動装置４１０及び４３０にそれぞれ、第１塗装ロボット３００Ａ及び第１受動アーム１００を、開放動作のための初期位置に移動させる。例えば、初期位置は、車体ＶＢに対して予め設定される位置であってもよい。初期位置は、第１塗装ロボット３００Ａが、ロボット連結体３２２Ａを、第１受動アーム１００のアーム連結部１３０の係合穴１３１に挿入できる位置であってもよい。第１受動アーム１００は、予め初期状態で保持されている。初期状態では、アーム本体１１０は、移動装置４１０の支持台４１１を基準とする所定の姿勢で保持され、エンドエフェクタ１２０は、支持台４１１を基準とする所定の位置及び姿勢で保持される。空気供給装置６００は稼働しており、係止装置１５１から１５３は係止状態である。

【0111】

次いで、ステップＳ１０２において、第１制御装置５００Ａは、第１塗装ロボット３００Ａのロボットアーム３１０Ａに動作させ、ロボット連結体３２２Ａを係合穴１３１に挿入させ、ロボット連結体３２２Ａをアーム連結部１３０に連結させる。つまり、第１制御装置５００Ａは、ロボットアーム３１０Ａと第１受動アーム１００とを連結する。

【0112】

次いで、ステップＳ１０３において、第１制御装置５００Ａは、第１センサ１４１の信号に基づき、係合穴１３１へのロボット連結体３２２Ａの挿入完了、つまり連結完了を検出する。

【0113】

次いで、ステップＳ１０４において、第１制御装置５００Ａは、開閉弁６０２Ａから６０４Ａに閉状態から開状態に動作させ、係止装置１５１から１５３の全てに係止解除させる。

【0114】

次いで、ステップＳ１０５において、第１制御装置５００Ａは、ロボットアーム３１０Ａに動作させ、第１受動アーム１００のエンドエフェクタ１２０を、車体ＶＢの閉状態のドアＶＤの隙間ＶＤａの上方に移動する。

【0115】

次いで、ステップＳ１０６において、第１制御装置５００Ａは、第２センサ１４２にセンシングさせつつ、ロボットアーム３１０Ａにエンドエフェクタ１２０を水平方向に移動させる。

【0116】

第１制御装置５００Ａは、第２センサ１４２の信号に基づき隙間ＶＤａを検出すると（ステップＳ１０７でＹｅｓ）ステップＳ１０８に進み、未検出の場合（ステップＳ１０７でＮｏ）ステップＳ１０６を繰り返す。隙間ＶＤａが検出されるとは、エンドエフェクタ１２０の突出部１２２の下方への突出方向に隙間ＶＤａが位置することが検出されることである。

【0117】

ステップＳ１０８において、第１制御装置５００Ａは、第２センサ１４２にセンシングさせつつ、ロボットアーム３１０Ａにエンドエフェクタ１２０を下方向Ｄ３Ｂに移動させ、突出部１２２を隙間ＶＤａに挿入する。

【0118】

第１制御装置５００Ａは、第２センサ１４２の信号に基づき隙間ＶＤａへの突出部１２２の挿入完了を検出すると（ステップＳ１０９でＹｅｓ）、ロボットアーム３１０Ａに、下方向Ｄ３Ｂへのエンドエフェクタ１２０の移動を停止させ、ステップＳ１１０に進む。第１制御装置５００Ａは、未検出の場合（ステップＳ１０９でＮｏ）にステップＳ１０８を繰り返す。これにより、エンドエフェクタ１２０の延出部１２１がドアＶＤに衝突することが防がれる。

【0119】

ステップＳ１１０において、第１制御装置５００Ａは、ロボットアーム３１０Ａに、エンドエフェクタ１２０を水平方向に移動させ、車体ＶＢのドアＶＤを開放する。

【0120】

次いで、ステップＳ１１１において、第１制御装置５００Ａは、車体ＶＢのドアＶＤを所定の位置まで開放すると、開閉弁６０２Ａから６０４Ａに開状態から閉状態に動作させ、係止装置１５１から１５３の全てに係止動作させる。これにより、第１受動アーム１００は、ドアＶＤを開放状態に維持する。

【0121】

次いで、ステップＳ１１２において、第１制御装置５００Ａは、ロボットアーム３１０Ａに動作させ、ロボット連結体３２２Ａを係合穴１３１から引き抜かせ、ロボット連結体３２２Ａ及び係合穴１３１の連結を解除する。

【0122】

次いで、ステップＳ１１３において、第１制御装置５００Ａは、第１センサ１４１の信号に基づき、係合穴１３１からのロボット連結体３２２Ａの引き抜きの完了、つまり、ロボット連結体３２２Ａ及び係合穴１３１の連結解除完了を検出する。

【0123】

次いで、ステップＳ１１４において、第１制御装置５００Ａは、開閉弁６０１Ａに閉状態から開状態に動作させ、ロボットアーム３１０Ａに塗装動作を実行させる。これにより、第１塗装ロボット３００Ａは、車体ＶＢの内部の塗装作業を行うことができる。

【0124】

第２制御装置５００Ｂは、第１制御装置５００Ａの上記処理と同様の処理を行うことによって、第２塗装ロボット３００Ｂ及び第２受動アーム２００を用いて車体ＶＢのフロントフードＶＦ及びリヤゲートＶＧそれぞれを開放することができる。第２制御装置５００Ｂは、ステップＳ１０５からＳ１０８と同様の処理では、ロボットアーム３１０Ｂに、第２受動アーム２００のエンドエフェクタ２２０の突出部２２２の一方を、保持具Ｖａの開口に下方から挿入させる。ステップＳ１０９と同様の処理は省略されてもよい。

【0125】

次に、図１及び図１２を参照しつつ、第１塗装ロボット３００Ａ及び第１受動アーム１００を用いて車体ＶＢのドアＶＤを閉鎖する場合のロボットシステム１の動作の一例を説明する。図１２は、実施の形態に係るロボットシステム１の閉動作の一例を示すフローチャートである。

【0126】

ステップＳ２０１において、第１制御装置５００Ａは、第１塗装ロボット３００Ａの所定の塗装作業が完了すると、開閉弁６０１Ａに開状態から閉状態に動作させ、塗装作業を終了する。

【0127】

次いで、ステップＳ２０２において、第１制御装置５００Ａは、第１塗装ロボット３００Ａのロボットアーム３１０Ａに動作させ、ロボット連結体３２２Ａを第１受動アーム１００のアーム連結部１３０の係合穴１３１に挿入させ、ロボットアーム３１０Ａと第１受動アーム１００とを連結する。

【0128】

次いで、ステップＳ２０３において、第１制御装置５００Ａは、第１センサ１４１の信号に基づき、係合穴１３１へのロボット連結体３２２Ａの挿入完了、つまり連結完了を検出する。

【0129】

次いで、ステップＳ２０４において、第１制御装置５００Ａは、開閉弁６０２Ａから６０４Ａに閉状態から開状態に動作させ、係止装置１５１から１５３の全てに係止解除させる。

【0130】

次いで、ステップＳ２０５において、第１制御装置５００Ａは、ロボットアーム３１０Ａに、エンドエフェクタ１２０を水平方向に移動させ、車体ＶＢのドアＶＤを閉鎖する。

【0131】

次いで、ステップＳ２０６において、第１制御装置５００Ａは、ロボットアーム３１０Ａにエンドエフェクタ１２０を移動させ、第１受動アーム１００を初期状態にする。初期状態は、ドアＶＤを開放する動作でのステップＳ１０１における初期状態と同じである。例えば、初期状態は、第１受動アーム１００が方向Ｄ１Ａに搬送される車体ＶＢと干渉せず、第１受動アーム１００が他の塗装作業を行う塗装ロボット３００Ａ及び３００Ｂと干渉しないような、第１受動アーム１００の状態であってもよい。

【0132】

次いで、ステップＳ２０７において、第１制御装置５００Ａは、第１受動アーム１００の初期状態への移行完了後、開閉弁６０２Ａから６０４Ａに開状態から閉状態に動作させ、係止装置１５１から１５３の全てに係止動作させる。これにより、第１受動アーム１００は、初期状態を維持する。

【0133】

次いで、ステップＳ２０８において、第１制御装置５００Ａは、ロボットアーム３１０Ａに動作させ、ロボット連結体３２２Ａを係合穴１３１から引き抜かせ、ロボット連結体３２２Ａ及び係合穴１３１の連結を解除する。

【0134】

次いで、ステップＳ２０９において、第１制御装置５００Ａは、第１センサ１４１の信号に基づき、係合穴１３１からのロボット連結体３２２Ａの引き抜きの完了、つまり、ロボット連結体３２２Ａ及び係合穴１３１の連結解除完了を検出する。

【0135】

次いで、ステップＳ２１０において、第１制御装置５００Ａは、開閉弁６０１Ａに閉状態から開状態に動作させ、ロボットアーム３１０Ａに他の部位の塗装動作をさせる。

【0136】

第２制御装置５００Ｂは、第１制御装置５００Ａの上記処理と同様の処理を行うことによって、第２塗装ロボット３００Ｂ及び第２受動アーム２００を用いて車体ＶＢのフロントフードＶＦ及びリヤゲートＶＧそれぞれを閉鎖することができる。

【0137】

（その他の実施の形態）
以上、本開示の実施の形態の例について説明したが、本開示は、上記実施の形態に限定されない。すなわち、本開示の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。例えば、各種変形を実施の形態に施したもの、及び、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本開示の範囲内に含まれる。

【0138】

例えば、実施の形態に係るロボットシステム１では、能動ロボットである塗装ロボット３００Ａ及び３００Ｂと、受動アーム１００及び２００とを用いて動作させる対象は、車体ＶＢの開閉可能なドアＶＤ、フロントフードＶＦ及びリヤゲートＶＧである。しかしながら、ロボットシステム１が動作させる対象は、これらに限定されない。ロボットシステム１は、動作可能又は移動可能であるいかなる対象物に用いられてもよい。例えば、ロボットシステム１は、外力が加えられることによって受動的に動作又は移動する対象物に用いられてもよい。ロボットシステム１は、能動ロボットと受動アーム１００又は２００とを用いて対象物に動作又は移動させ、受動アーム１００又は２００に動作後又は移動後の状態に対象物を維持させつつ、能動ロボットに対象物に対する作業等を実行させるような様々なケースに用いられ得る。

【0139】

実施の形態では、ロボットシステム１は、産業用ロボットである塗装ロボット３００Ａ及び３００Ｂを備え、産業に関する作業を行うが、これに限定されない。例えば、ロボットシステム１は、サービスロボットを備え、人にサービスを提供するように構成されてもよい。当該サービスは、介護、医療、清掃、警備、案内、救助、調理、商品提供等の様々なサービスであってもよい。

【0140】

実施の形態では、ロボットシステム１の制御装置５００Ａから５００Ｃは、自動運転制御により、塗装ロボット３００Ａ及び３００Ｂ、移動装置４１０から４４０、並びに、受動アーム１００及び２００の係止装置１５１から１５３、２５１及び２５２等の制御対象に動作させるように構成されるが、これに限定されない。例えば、制御装置５００Ａから５００Ｃは、手動運転制御、又は、自動運転制御及び手動運転制御の組み合わせにより、１つ以上の制御対象に動作させるように構成されてもよい。例えば、手動運転制御は、操作者が操作装置に入力する操作内容に逐次従って、制御対象に動作させる制御であってもよい。例えば、手動運転制御では、制御対象は、操作装置を操作する操作者の動作に従った動作を実行し得る。

【0141】

実施の形態では、係止装置１５１から１５３、２５１及び２５２は、気体又は液体の作動流体を動力源とし、作動流体の供給及び供給停止によって係止の実行及び解除をするが、これに限定されない。係止装置１５１から１５３、２５１及び２５２の動力源は、いかなる動力源であってもよい。例えば、係止装置１５１から１５３、２５１及び２５２は、電力を動力源とし、係止の実行及び解除の動作のための電動アクチュエータを備えてもよい。

【0142】

実施の形態では、制御装置５００Ａ及び５００Ｂは、第１センサ１４１及び２４１の検知信号を用いて、ロボット連結体３２２Ａ及び３２２Ｂとアーム連結部１３０及び２３０との連結及び連結解除を検出するが、これに限定されない。例えば、制御装置５００Ａ及び５００Ｂは、ロボットアーム３１０Ａ及び３１０Ｂのサーボモータの電流値の変化に基づき、上記の連結及び連結解除を検出するように構成されてもよい。制御装置５００Ａ及び５００Ｂは、第２センサ１４２及び２４２の検知信号を用いて、隙間ＶＤａ及び保持具Ｖａの開口等の挿入対象の検出、並びに、挿入対象への突出部１２２及び２２２の挿入完了を検出するが、これに限定されない。例えば、制御装置５００Ａ及び５００Ｂは、ロボットアーム３１０Ａ及び３１０Ｂのサーボモータの電流値の変化に基づき、挿入対象及びその周囲との接触及び非接触を検出し、それにより、挿入対象及び挿入対象への挿入完了を検出するように構成されてもよい。いずれの場合も、制御装置５００Ａ及び５００Ｂは、ロボットアーム３１０Ａ及び３１０Ｂのサーボモータの電流値の変化に基づき、ロボット連結体３２２Ａ及び３２２Ｂ、又は、突出部１２２及び２２２への接触を検出すると、サーボモータのゲインを下げて対象物に与える衝撃を緩和するように制御してもよい。

【0143】

本開示の技術の各態様例は、以下のように挙げられる。本開示の一態様に係るロボットシステムは、ロボットアームと、２つ以上の自由度を有し且つ前記ロボットアームと連結及び連結解除される受動アームであって、対象物と係合可能である係合部を有し、前記受動アームと連結されている前記ロボットアームによって動作させられる受動アームと、前記ロボットアームの第１動作及び第２動作を制御する制御装置とを備え、前記第１動作は、前記ロボットアームが前記対象物に作用する前記ロボットアームの動作であり、前記第２動作は、前記ロボットアームが前記対象物に前記受動アームを作用させる前記ロボットアームの動作であり、前記制御装置は、前記第２動作では、前記ロボットアームと前記受動アームとを連結させることと、前記ロボットアームに前記受動アームを動作させて前記対象物に前記係合部を係合させることと、前記ロボットアームに前記対象物と係合した前記受動アームを動作させて前記対象物に動作させることとを実行するように構成される。

【0144】

上記態様によると、受動アームは、２つ以上の自由度を有するため、対象物と係合するための動作と、対象物に動作させるための動作とを行うことができる。第２動作の際、制御装置は、受動アームと連結されているロボットアームを動作させることによって、受動アームに対象物と係合させ対象物の動作を実行させることができる。制御装置は、受動アームが対象物に係合している状態で、ロボットアームに受動アームとの連結を解除させ、ロボットアームに対象物への第１動作を行わせることができる。これにより、対象物との係合の維持が必要である場合でも、ロボットアームが対象物への第１動作を行うことができる。受動アームは、ロボットアームによって動作させられるように構成されるため、その可動部分に駆動装置を必要とせず、構造の簡略化を可能にする。よって、ロボットシステムは、ロボットアーム単独での対象物への作業が困難である場合に、当該ロボットアームに、作業の補助のために受動アームを利用させることができる。ロボットシステムが備える複数のアームが、能動アームであるロボットアームのみで構成されず、ロボットアーム及び受動アームで構成されるため、コスト低減が可能である。

【0145】

本開示の一態様に係るロボットシステムにおいて、前記受動アームは、前記２つ以上の自由度を形成し且つ前記受動アームに外力が付与されることによって動作する２つ以上の受動可動部と、前記受動可動部の動作の係止を、作動流体の作用によって行う２つ以上の係止装置とを含み、前記係止装置は、前記受動可動部の動作の係止を実行及び解除することによって、前記受動アームに姿勢の保持及び保持解除をさせ、前記係止装置は、前記作動流体が供給されている間、前記係止を解除し、前記作動流体が供給停止されている間、前記係止を実行し、前記制御装置は、前記係止装置への前記作動流体の供給及び供給停止を制御するように構成されてもよい。

【0146】

上記態様によると、制御装置は、各係止装置に各受動可動部を係止させることによって、受動アームに姿勢を保持させることができる。例えば、制御装置は、受動アームに対象物の動作を実行させるときに各係止装置に係止動作を解除させ、当該動作の後に各係止装置に係止動作させてもよい。これにより、受動アームは、対象物を動作後の状態に保持することができ、制御装置は、保持状態の対象物に対して、ロボットアームに第１動作をさせることができる。第１動作中、対象物が意図せず動作することに起因するロボットアームと対象物との接触が防がれる。制御装置は、第１動作完了後、受動アームに元の状態に戻る等の動作をさせた後に、各係止装置に係止動作させてもよい。これにより、受動アームが意図せず動作することに起因する受動アームと対象物又はロボットアームとの接触が防がれる。

【0147】

さらに、受動アームは、係止装置を駆動するためのモータ等の駆動装置を備えず、その構造の簡略化を可能にする。例えば、受動アームには、係止装置に作動流体を供給するための配管が設けられるだけでもよい。制御装置は、作動流体の供給及び供給停止を制御するバルブ等の流体制御手段の動作を制御するように構成されてもよい。制御装置の制御系統の簡略化が可能である。

【0148】

さらに、係止装置の係止解除中、作動流体が供給され、係止装置の係止動作中、作動流体の供給が停止される。例えば、係止動作の期間が係止解除の期間よりも長い使用環境では、作動流体を供給する配管等への負荷が低く抑えられる。作動流体の供給源の異常等に起因して、意図しないタイミングで作動流体の供給が停止した場合、係止装置が係止動作するため、意図しない受動アームの動作が防がれる。

【0149】

本開示の一態様に係るロボットシステムは、前記受動アーム及び前記ロボットアームのいずれか又は両方に配置され且つ前記受動アームと前記ロボットアームとの連結を検出する第１センサと、前記受動アームに配置され且つ所定の方向に存在する物体を検出する第２センサとをさらに備え、前記制御装置は、前記第１センサから受け取る検知信号に基づき、前記ロボットアームと前記受動アームとの連結及び連結解除のための前記ロボットアームの動作を制御し、前記第２センサから受け取る検知信号に基づき、前記係合部の係合対象部と前記係合部とを係合させる前記ロボットアームの動作を制御してもよい。

【0150】

上記態様によると、制御装置は、受動アームとロボットアームとを確実に連結する制御と、受動アームとロボットアームとを確実に連結解除する制御とを可能にする。制御装置は、受動アームとロボットアームとの連結及び連結解除のためのロボットアームの複雑な位置制御を必要としない。さらに、制御装置は、係合部を係合対象部に確実に係合させる制御を可能にする。制御装置は、上記係合のためにロボットアームの複雑な位置制御を必要としない。よって、制御装置の制御の簡略化が可能になる。

【0151】

本開示の一態様に係るロボットシステムは、前記受動アームの位置を移動させるアーム移動装置と、前記ロボットアームの位置を移動させるロボット移動装置とをさらに備え、前記制御装置は、前記アーム移動装置及び前記ロボット移動装置の動作を制御するように構成され、前記制御装置は、前記対象物の情報に基づき、前記対象物に対応する位置に前記受動アームを移動させるように前記アーム移動装置の動作を制御し、前記対象物に対応する位置に前記ロボットアームを移動させるように前記ロボット移動装置の動作を制御してもよい。

【0152】

上記態様によると、制御装置は、対象物に合わせて受動アームの位置を変えることができる。例えば、対象物が製造ラインによって移動される場合、制御装置は、対象物の情報に含まれる対象物の位置及び速度等の情報に基づき、受動アームの位置を決定し、決定された位置に受動アームを移動させることができる。例えば、制御装置は、移動する対象物に追従させるように受動アームを移動させることができる。

【0153】

さらに、制御装置は、対象物に合わせてロボットアームの位置を変えることができる。例えば、対象物が製造ラインによって移動される場合、制御装置は、対象物の情報に含まれる対象物の位置及び速度等の情報に基づき、ロボットアームの位置を決定し、決定された位置にロボットアームを移動させることができる。例えば、制御装置は、移動する対象物に追従させるようにロボットアームを移動させることができる。

【0154】

本開示の一態様に係るロボットシステムにおいて、前記対象物は、開閉動作可能な開閉体を含み、前記係合部は、前記開閉体に係合可能であってもよい。上記態様によると、制御装置は、ロボットアームを用いて、受動アームに開閉体の開閉動作をさせることができる。

【0155】

本開示の一態様に係るロボットシステムは、前記開閉体としての第１開閉体を開閉する前記受動アームである第１受動アームと、前記開閉体としての第２開閉体を開閉する前記受動アームである第２受動アームと、前記第１受動アームの位置を移動させる第１アーム移動装置と、前記第２受動アームの位置を移動させる第２アーム移動装置とをさらに備え、前記第１開閉体は、側方に開閉動作可能であり、前記第２開閉体は、上下方向に開閉動作可能であり、前記制御装置は、前記対象物の情報に基づき、前記対象物に対応する位置に前記第１受動アーム及び前記第２受動アームを移動させるように前記第１アーム移動装置及び前記第２アーム移動装置の動作を制御してもよい。

【0156】

上記態様によると、制御装置は、対象物の作用対象の開閉体の位置に合わせて第１及び第２受動アームの位置を変えることができる。例えば、第１受動アームが２つ以上の開閉体を作用対象とする場合、制御装置は、ロボットアームの作業の進捗に合わせて、作用を与えるべき開閉体の位置に第１受動アームを移動させることができる。

【0157】

本開示の一態様に係るロボットシステムにおいて、前記２つ以上の受動可動部は、進退動作可能である１つ以上の進退可動部と、回動動作可能である１つ以上の回動可動部とを含んでもよい。上記態様によると、受動アームの自由度が多様化する。これにより、受動アームの小型化と、動作時に受動アームが通過する領域のコンパクト化とが可能になる。

【0158】

本開示の一態様に係るロボットシステムにおいて、前記ロボットアームと連結される前記受動アームのアーム連結部は、前記受動アームと連結される前記ロボットアームのロボット連結部と連結された状態で、前記受動アームと前記ロボットアームとの相対的な回動を可能にしてもよい。上記態様によると、連結状態のロボットアームと受動アームとは、ロボット連結部において互いに対して回動可能であるため、ロボットアームの動作に追従して受動アームに動作させるための構成が簡易になる。ロボット連結部及びアーム連結部が互いに対して回動可能であるよう構成されてもよく、ロボット連結部自体が回動可能であるように構成されてもよく、アーム連結部自体が回動可能であるように構成されてもよい。

【0159】

本開示の一態様に係るロボットシステムにおいて、前記受動アームは、前記２つ以上の自由度を形成し且つ前記受動アームに外力が付与されることによって動作する２つ以上の受動可動部を含み、前記２つ以上の受動可動部は、回動動作可能である１つ以上の回動可動部を含み、前記受動アームと連結される前記ロボットアームのロボット連結部における、前記受動アームに対する前記ロボットアームの回動軸方向は、前記回動可動部の回動軸方向に沿う方向であってもよい。上記態様によると、受動アームが動作する際に通過する領域は、ロボット連結部でのロボットアームの回動軸及び回動可動部の回動軸に交差する方向でコンパクト化され得る。例えば、ロボット連結部でのロボットアームの回動方向、及び、回動可動部での受動アームの動作方向は、同一平面に沿う方向であってもよい。

【0160】

本開示の一態様に係るロボットシステムにおいて、前記受動アームは、前記２つ以上の自由度を形成し且つ前記受動アームに外力が付与されることによって動作する２つ以上の受動可動部と、前記２つ以上の受動可動部を介して互いに連結される３つ以上のリンクと、前記受動アームの先端に配置され且つ前記対象物に対して作用を加えるように構成されるエンドエフェクタとを含み、前記ロボットアームと連結される前記受動アームのアーム連結部は、前記エンドエフェクタに配置されてもよい。

【0161】

上記態様によると、受動アームの先端が、ロボットアームによって目的位置、目的姿勢又はこれらの組み合わせに移動され得る。受動アームの先端は、ロボットアームの動作に追従して移動する。具体的には、受動アームの先端のエンドエフェクタが、ロボットアームによって目的位置、目的姿勢又はこれらの組み合わせに移動され得る。エンドエフェクタは、ロボットアームの動作に追従して移動する。よって、ロボットアームによる受動アームの動作の制御が容易になる。

【0162】

本開示の一態様に係るロボットシステムにおいて、前記受動アームは、前記受動アームの先端に配置され且つ前記対象物に対して作用を加えるように構成されるエンドエフェクタを含み、前記エンドエフェクタは、前記対象物の開閉可能な開閉体に係合可能であってもよい。上記態様によると、受動アームは、ロボットアームによって動作させられ、エンドエフェクタを開閉体に係合させ開閉体を開放又は閉鎖することができる。ロボットアームは、受動アームが開閉体を開放又は閉鎖している状態で対象物に第１動作を行うことができる。

【0163】

本開示の一態様に係るロボットシステムにおいて、前記受動アームは、前記２つ以上の自由度を形成し且つ前記受動アームに外力が付与されることによって動作する２つ以上の受動可動部を含み、前記２つ以上の受動可動部は、回動動作可能である第１回動可動部及び第２回動可動部と、進退動作可能である進退可動部とを含み、前記第１回動可動部の回動軸方向、前記第２回動可動部の回動軸方向、及び前記進退可動部の進退方向は、同方向であり、前記受動アームは、前記第１回動可動部と連結される第１リンクと、前記第１回動可動部及び前記第２回動可動部を連結する第２リンクと、前記第２回動可動部及び前記進退可動部を連結する第３リンクと、前記進退可動部と連結される第４リンクと、前記第４リンクの先端に連結され且つ前記対象物に対して作用を加えるように構成されるエンドエフェクタと、前記第４リンクを前記進退方向で前記進退可動部から離れる方向に付勢する付勢部材とを含み、前記第１リンクは前記受動アームの基端側に位置し、前記第４リンクは前記受動アームの先端側に位置し、前記ロボットアームと連結される前記受動アームのアーム連結部は、前記エンドエフェクタ又は前記第４リンクに配置され、前記エンドエフェクタは、前記進退方向と交差する方向に延びる延出部と、前記進退方向で前記進退可動部に向かう方向に前記延出部の先端から突出し且つ前記対象物の窪み又は開口に係合可能である突出部とを含んでもよい。

【0164】

上記態様によると、受動アームは、第１回動可動部及び第２回動可動部の回動軸方向と垂直な方向に、第２リンク及び第３リンクを旋回させることができる。受動アームは、第４リンクを、第３リンクに対して、進退可動部の進退方向である上記回動軸方向に移動させることができる。よって、受動アームは、第４リンクを３次元方向に移動させることができる。

【0165】

さらに、第４リンクは、外力を受けていないとき、付勢部材によって、進退方向で進退可動部から離れる方向の所定位置に移動される。受動アームがエンドエフェクタによって対象物に作用を加えるように構成されるため、ロボットアームによる受動アームの動作の制御が容易である。

【0166】

さらに、ロボットアームは、エンドエフェクタ又はその近傍で受動アームと連結される。エンドエフェクタは、ロボットアームの動作に追従して移動する。よって、エンドエフェクタを目的位置、目的姿勢又はこれらの組み合わせに移動するためのロボットアームの動作の制御が容易になる。

【0167】

さらに、エンドエフェクタは、突出部の突出方向に移動可能であり、当該移動により突出部を対象物の窪み又は開口に係合させることができる。さらに、突出部が延出部の先端に配置されるため、エンドエフェクタと対象物との接触の低減が可能である。よって、エンドエフェクタを対象物の窪みに係合させるためのロボットアームの動作の制御が容易になる。

【0168】

本開示の一態様に係るロボットシステムにおいて、前記受動アームは、前記２つ以上の自由度を形成し且つ前記受動アームに外力が付与されることによって動作する２つ以上の受動可動部を含み、前記２つ以上の受動可動部は、進退動作可能である進退可動部と、回動動作可能である第１回動可動部及び第２回動可動部とを含み、前記受動アームは、前記進退可動部と連結される第１リンクと、前記進退可動部及び前記第１回動可動部を連結する第２リンクと、前記第１回動可動部及び前記第２回動可動部を連結する第３リンクと、前記第２回動可動部と連結される第４リンクとを含み、前記第１リンクは前記受動アームの基端側に位置し、前記第４リンクは前記受動アームの先端側に位置し、前記第１回動可動部の回動軸方向及び前記第２回動可動部の回動軸方向は、同方向であり、前記進退可動部の進退方向は、前記第１回動可動部の回動軸方向及び前記第２回動可動部の回動軸方向と交差する方向であってもよい。

【0169】

上記態様によると、受動アームは、第２から第４リンクの全体を第１リンクに対して進退可動部の進退方向に移動させることができる。受動アームは、第１回動可動部及び第２回動可動部の回動軸方向と垂直な方向に、第３リンク及び第４リンクを旋回させることができる。よって、受動アームは、第２リンクの進退移動と第３リンク及び第４リンクの旋回移動とを含む広範囲な移動を、第４リンクにさせることができる。

【0170】

本開示の一態様に係るロボットシステムにおいて、前記第３リンクは平行リンクであり、前記第３リンクは、前記第１回動可動部及び前記第２回動可動部を連結する第１部材と、前記第１部材に沿って延び且つ一端で前記第２リンクに回動可能に連結される第２部材と、一端で前記第２部材の他端と回動可能に連結され且つ他端で第４リンクと一体に回動するように前記第２回動可動部と連結される第３部材とを含んでもよい。上記態様によると、受動アームは、第１部材及び第２部材が回動する場合に、第２リンクに対する第４リンクの姿勢を一定に維持することができる。

【0171】

本開示の一態様に係るロボットシステムにおいて、受動アームは、前記第３リンクと一体に移動するように前記第３リンクに連結される荷重体をさらに備え、前記荷重体は、前記第１回動可動部を挟んで前記第３リンクと反対側に配置されてもよい。

【0172】

上記態様によると、荷重体は、第１回動可動部を中心とする回動方向の荷重を第３リンクに与えることができる。例えば、第１回動可動部の回動軸方向が水平方向である場合、第３リンクは、第２回動可動部を下方に移動するような回動方向の作用を重力から受けるが、荷重体は上記回動方向と反対方向への荷重を第３リンクに与え得る。これにより、ロボットアームが第３リンクを回動させるために受動アームに与える力が低減され、ロボットアームの小型化及び低出力化が可能になる。例えば、荷重体は、所定以上の質量を有する重り等の質量体であってもよく、第３リンクに付勢力を与えるばね等の付勢部材であってもよい。

【0173】

本開示の一態様に係るロボットシステムにおいて、前記受動アームは、前記第４リンクの先端に連結され且つ前記対象物に対して作用を加えるように構成されるエンドエフェクタをさらに含み、前記ロボットアームと連結される前記受動アームのアーム連結部は、前記エンドエフェクタ又は前記第４リンクに配置され、前記エンドエフェクタは、前記第４リンクが延びる方向と交差する方向に延びる延出部と、前記エンドエフェクタから前記第４リンクに向かう方向に前記延出部の先端から突出し且つ前記対象物の窪み又は開口に係合可能である突出部とを含んでもよい。

【0174】

上記態様によると、ロボットアームは、エンドエフェクタ又はその近傍で受動アームと連結される。エンドエフェクタは、ロボットアームの動作に追従して移動する。よって、エンドエフェクタを目的位置、目的姿勢又はこれらの組み合わせに移動するためのロボットアームの動作の制御が容易になる。

【0175】

さらに、エンドエフェクタは、突出部の突出方向に移動されることによって、突出部を対象物の窪み又は開口に係合させることができる。突出部が延出部の先端に配置されるため、エンドエフェクタと対象物との接触の低減が可能である。よって、エンドエフェクタを対象物の窪み又は開口に係合させるためのロボットアームの動作の制御が容易になる。

【0176】

本開示の一態様に係る制御方法は、ロボットアーム及び受動アームを含むロボットシステムの制御方法であって、自身で駆動可能である前記ロボットアームに動作させ、前記ロボットアームを前記受動アームに接近させることと、前記ロボットアーム及び前記受動アームのいずれか又は両方に配置され且つ前記ロボットアームと前記受動アームとの連結を検出する第１センサの検知信号に基づき前記ロボットアームに動作させ、前記ロボットアームと前記受動アームとを連結することと、２つ以上の自由度を有する前記受動アームの２つ以上の可動部に配置される２つ以上の係止装置に係止解除動作させることと、前記ロボットアームに前記受動アームを動作させ、前記受動アームに配置され且つ所定の方向に存在する物体を検出する第２センサの検知信号に基づき、前記受動アームの係合部を係合させる対象物の係合対象部を検出することと、前記ロボットアームに前記受動アームを動作させ、前記係合対象部に前記係合部を係合させることと、前記ロボットアームに前記係合対象部と係合した前記受動アームを動作させ、前記対象物に動作させることと、前記係止装置に前記受動アームの前記可動部を係止動作させることと、前記第１センサの検知信号に基づき前記ロボットアームに動作させ、前記ロボットアームと前記受動アームとの連結を解除することとを含む。

【0177】

上記態様によると、本開示のロボットシステムと同様の効果が得られる。例えば、上記制御方法は、ＣＰＵ、ＬＳＩなどの回路、ＩＣカード又は単体のモジュール等によって、実現されてもよい。本開示の技術は、上記制御方法を実行するためのプログラムであってもよく、上記プログラムが記録された非一時的なコンピュータ読み取り可能な記録媒体であってもよい。上記プログラムは、インターネット等の伝送媒体を介して流通させることができるのは言うまでもない。

【0178】

本開示の一態様に係る受動アームは、アーム本体と、前記アーム本体に配置され、且つ自身で駆動可能なロボットアームのロボット連結部と連結されるアーム連結部とを備え、前記アーム本体は、前記アーム本体に２つ以上の自由度を与え且つ前記アーム本体に外力が付与されることによって動作する２つ以上の受動可動部を含み、前記アーム連結部は、前記ロボット連結部と連結された状態で前記アーム本体と前記ロボットアームとの相対的な回動を可能にする。

【0179】

上記態様によると、ロボットアームは、アーム本体と連結されている状態で動作することによって、２つ以上の自由度でアーム本体に動作させることができる。このようなアーム本体の受動可動部は、受動可動部を動作させるための駆動装置を不要にする。さらに、ロボットアームは、アーム本体と連結及び連結解除することができる。よって、受動アームは、ロボットアーム単独での対象物に対する作業が困難である場合に当該ロボットアームによって必要に応じて利用されて当該作業を補助することを、簡略な構成により可能にする。

【0180】

さらに、互いに連結状態のロボットアームとアーム本体とは、ロボット連結部において互いに対して回動可能であるため、ロボットアームの動作に追従してアーム本体に動作させるための構成が簡易になる。ロボット連結部及びアーム連結部が互いに対して回動可能であるよう構成されてもよく、ロボット連結部自体が回動可能であるように構成されてもよく、アーム連結部自体が回動可能であるように構成されてもよい。

【0181】

本明細書で開示する要素の機能は、開示された機能を実行するよう構成又はプログラムされた汎用プロセッサ、専用プロセッサ、集積回路、ＡＳＩＣ、従来の回路、及び／又は、それらの組み合わせ、を含む回路又は処理回路を使用して実行できる。プロセッサは、トランジスタやその他の回路を含むため、処理回路又は回路と見なされる。本開示において、回路、ユニット、又は手段は、列挙された機能を実行するハードウェアであるか、又は、列挙された機能を実行するようにプログラムされたハードウェアである。ハードウェアは、本明細書に開示されているハードウェアであってもよいし、あるいは、列挙された機能を実行するようにプログラム又は構成されているその他の既知のハードウェアであってもよい。ハードウェアが回路の一種と考えられるプロセッサである場合、回路、手段、又はユニットはハードウェアとソフトウェアの組み合わせであり、ソフトウェアはハードウェア及び／又はプロセッサの構成に使用される。

【0182】

上記で用いた序数、数量等の数字は、全て本開示の技術を具体的に説明するために例示するものであり、本開示は例示された数字に制限されない。構成要素間の接続関係は、本開示の技術を具体的に説明するために例示するものであり、本開示の機能を実現する接続関係はこれに限定されない。

【0183】

機能ブロック図におけるブロックの分割は一例であり、複数のブロックを一つのブロックとして実現する、一つのブロックを複数に分割する、一部の機能を他のブロックに移す、又はこれらの２つ以上を組み合わせてもよい。類似する機能を有する複数のブロックの機能を単一のハードウェア又はソフトウェアが並列又は時分割に処理してもよい。

【0184】

本開示は、その本質的な特徴の精神から逸脱することなく、様々なかたちで実施され得るように、本開示の範囲は、明細書の記載よりも添付の請求項によって定義されるため、例示的な実施の形態及び変形例は、例示的なものであって限定的なものではない。請求項及びその範囲内にあるすべての変更、又は、請求項及びその範囲の均等物は、請求項によって包含されることが意図されている。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】