特許 7598844 通信システム及び把持システム

(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】2024-12-04

(45)【発行日】2024-12-12

(54)【発明の名称】通信システム及び把持システム

(51)【国際特許分類】

   H04L 12/40 20060101AFI20241205BHJP

   B25J 15/08 20060101ALI20241205BHJP

【ＦＩ】

H04L12/40 D

B25J15/08 T

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2021197477

(22)【出願日】2021-12-06

(65)【公開番号】P2023083661

(43)【公開日】2023-06-16

【審査請求日】2023-11-28

(73)【特許権者】

【識別番号】000005326

【氏名又は名称】本田技研工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001379

【氏名又は名称】弁理士法人大島特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】荻原 俊

【審査官】吉田 歩

(56)【参考文献】

【文献】特開平０９－１８１７５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－０１３５９９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｌ １２／４０

Ｂ２５Ｊ １５／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

各々がバスを介して接続され、優先順位を示すフレームＩＤを含むフレームを前記バスに送信する複数のノードを含み、前記ノードの２つ以上が同時に前記フレームを送信した場合には、同時に送信を開始した前記ノードのうち、最も高い優先順位を有する前記フレームを送信する前記ノード以外が前記フレームの送信を停止することで通信調停が行われる通信システムであって、
前記フレームＩＤは、送信元の前記ノードの種別を示す種別ＩＤと、送信元の前記ノードによって変更可能な変更ＩＤと、送信元の前記ノードに固有の固定ＩＤと、を含み、
前記種別にはマスタ及びスレーブが含まれ、
前記種別ＩＤが前記マスタであるときには、前記種別ＩＤが前記スレーブであるときよりも、前記フレームの優先順位が高く設定され、
前記マスタの前記ノードは前記バスに、前記スレーブの前記ノードに対して、前記変更ＩＤの変更を指示する指示信号を送信可能に構成され、
前記スレーブの前記ノードは前記指示信号を受信すると、前記指示信号に従って前記フレームに含める前記変更ＩＤを変更するように構成され、
前記マスタの前記ノードは、前記指示信号を、前記スレーブの前記ノードから送信される前記フレームの優先順位を平滑化するように送信する通信システム。

【請求項2】

前記マスタの前記ノードは、前記指示信号を、優先順位を順番に入れ替えて所定時間ごとに送信することにより、前記フレームの優先順位を平滑化するように送信する請求項１に記載の通信システム。

【請求項3】

前記フレームには、前記種別ＩＤ、前記変更ＩＤ、前記固定ＩＤが記載の順に設けられている請求項１又は請求項２に記載の通信システム。

【請求項4】

前記マスタの前記ノードは、使用状況の変更に応じて、前記指示信号を送信する請求項１～請求項３のいずれか１つの項に記載の通信システム。

【請求項5】

各々がバスを介して接続され、優先順位を示すフレームＩＤを含むフレームを前記バスに送信する複数のノードを含み、前記ノードの２つ以上が同時に前記フレームを送信した場合には、同時に送信を開始した前記ノードのうち、最も高い優先順位を有する前記フレームを送信する前記ノード以外が前記フレームの送信を停止することで通信調停が行われる通信システムであって、
前記フレームＩＤは、送信元の前記ノードの種別を示す種別ＩＤと、送信元の前記ノードによって変更可能な変更ＩＤと、送信元の前記ノードに固有の固定ＩＤと、を含み、
前記種別にはマスタ及びスレーブが含まれ、
前記種別ＩＤが前記マスタであるときには、前記種別ＩＤが前記スレーブであるときよりも、前記フレームの優先順位が高く設定され、
前記マスタの前記ノードは前記バスに、前記スレーブの前記ノードに対して、前記変更ＩＤの変更を指示する指示信号を送信可能に構成され、
前記スレーブの前記ノードは前記指示信号を受信すると、前記指示信号に従って前記フレームに含める前記変更ＩＤを変更するように構成され、
前記マスタの前記ノードは、使用状況の変更に応じて、前記指示信号を送信する通信システム。

【請求項6】

前記フレームには、前記種別ＩＤ、前記変更ＩＤ、前記固定ＩＤが記載の順に設けられている請求項５に記載の通信システム。

【請求項7】

請求項１～請求項６のいずれか１つの項に記載の通信システムと、物体を把持可能なロボットハンドとを備えた把持システムであって、
前記スレーブの前記ノードはそれぞれ、前記ロボットハンドの表面へ接触に係る情報を取得するセンサに接続され、
前記ロボットハンドの把持対象が決定され、前記ロボットハンドの使用状況が変更されるときに、前記マスタの前記ノードは、前記把持対象に基づいて、接触すると予測される前記表面に係る情報を取得する前記センサからの前記フレームを優先するべく、前記指示信号を送信する把持システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、バスを介して接続された複数のノードを備えた通信システムと、前記通信システム及びロボットハンドを備えた把持システムとに関する。

【背景技術】

【0002】

センサや処理装置によってそれぞれが構成される複数のノードがバスを介して接続された通信システムが広く用いられている。特許文献１には、マスタ装置から複数のスレーブ装置の１つへ制御データを同期的に送信するストリーミングデータネットワークが開示されている。また、特許文献２には、データストレージサーバと、サービスプロバイダサーバと、５．０ｍＷ未満のパワーレベルで作動するように構成されたトランシーバを含むゲートウェイとを含むシステムが開示されている。

【0003】

このような複数のノードが接続された通信システムでは、複数のノードが同時にバスに送信データを送信しようとした場合に備えて、ノードに優先順位をつけ、送信データの衝突を防止する通信調停（アービトレーション）が行われることがある。

【0004】

例えば、自動車に搭載される通信システムのプロトコルであるＣＡＮプロトコルでは、通信調停を行うため、フレーム（送信データの一単位）の先頭部分に、そのフレームの優先順位を示すＩＤ（識別子）が含められている。このＩＤは、後続部分に設定されるデータの内容や送信元のノードを識別するための識別子であって、フレームごとに設定される。

【0005】

ＣＡＮプロトコルでは、複数のノードが同時にデータ送信を開始した場合、優先順位の低いＩＤのフレームは調停負けとなる。調停負けしたフレームの送信元のノードは送信を停止する。これにより、同時に送信を開始したノードのうち、優先順位が最も高いフレームの送信元であるノードが送信権を取得し、データ送信を継続して行うことになる。よって、送信データの衝突が防止される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特表２００９－５１５３７９号公報

【文献】特表２０２０－５３６４４１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

ＣＡＮプロトコルでは、フレームの優先度は、ノードごとに定められている。そのため、通信ネットワークの環境の変化に応じて、送信データが優先されるべきノードを変更することができないという問題があった。

【0008】

以上の背景に鑑み、本発明は、フレームの優先順位に基づいて通信調停が行うことができ、且つ、送信データが優先されるべきノードが変更可能な通信システムと、前記通信システム及びロボットハンドを備えた把持システムとを提供することを課題とする。

【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のある態様は、各々がバス（１５）を介して接続され、識別子であるフレームＩＤを含むフレームを前記バスに送信する複数のノード（１７、１９、２１、２３）を含み、前記フレームには前記フレームＩＤに基づいて優先順位が設定され、前記ノードの２つ以上が同時に前記フレームを送信した場合には、同時に送信を開始した前記ノードのうち、最も高い優先順位を有する前記フレームを送信する前記ノード以外が前記フレームの送信を停止することで通信調停が行われる通信システム（１）であって、前記フレームＩＤは、送信元の前記ノードの種別を示す種別ＩＤと、送信元の前記ノードによって変更可能な変更ＩＤと、送信元の前記ノードに固有の固定ＩＤと、を含み、前記種別にはマスタ（２３）及びスレーブ（１７、１９、２１）が含まれ、前記種別ＩＤが前記マスタであるときには、前記種別ＩＤが前記スレーブであるときよりも、前記フレームの優先順位が高く設定され、前記マスタの前記ノードは前記バスに、前記スレーブの前記ノードに対して、前記変更ＩＤの変更を指示する指示信号を送信可能に構成され、前記スレーブの前記ノードは前記指示信号を受信すると、前記指示信号に従って前記フレームに含める前記変更ＩＤを変更するように構成されている。

【0010】

この態様によれば、マスタに対応するノードが指示信号を送信すると、スレーブに対応するノードはフレームの送信を停止する。そのため、スレーブに対応するノードは指示信号を取得することができる。スレーブに対応するノードが指示信号を取得すると、その指示信号に従ってフレームに含める変更ＩＤを変更する。これにより、スレーブに対応するノードから送信されるフレームのフレームＩＤが変更されるため、優先順位の変更が可能となる。

【0011】

上記の態様において、好ましくは、前記フレームには、前記種別ＩＤ、前記変更ＩＤ、前記固定ＩＤが記載の順に設けられているとよい。

【0012】

この態様によれば、マスタに対応するノードからフレームが送信されると、スレーブに対応するノードはまず、種別ＩＤを受信する。そのため、マスタに対応するノードからフレームが送信されたときに、スレーブに対応するノードからのフレームの送信を停止することができる。また、スレーブに対応するノードは、変更ＩＤ、固定ＩＤの順に受信するため、変更ＩＤを変更することによって、固定ＩＤに依らず優先順位を変更することができる。

【0013】

上記の態様において、好ましくは、前記マスタの前記ノードは、前記指示信号を、所定時間ごとに送信することにより、前記スレーブの前記ノードから送信される前記フレームの優先順位を平滑化する。

【0014】

この態様によれば、簡易な方法により、データを取得するノードの偏りを抑えることができる。

【0015】

上記の態様において、好ましくは、前記マスタの前記ノードは、使用状況の変更に応じて、前記指示信号を送信する。

【0016】

この態様によれば、使用状況に適したデータを優先して取得することができる。

【0017】

上記の態様の通信システムと、物体を把持可能なロボットハンドとを備えた把持システムであって、前記スレーブの前記ノードはそれぞれ、前記ロボットハンドの表面へ接触に係る情報を取得するセンサに接続され、前記ロボットハンドの把持対象が決定され、前記ロボットハンドの前記使用状況が変更されるときに、前記マスタの前記ノードは、前記把持対象に基づいて、接触すると予測される前記表面に係る情報を取得する前記センサからの前記フレームを優先するべく、前記指示信号を送信する。

【0018】

この態様によれば、把持したときに接触すると予測される部分の情報を取得するセンサから優先して検出結果を取得することができる。

【発明の効果】

【0019】

以上の態様によれば、フレームの優先順位に基づいて通信調停が行うことができ、且つ、送信データが優先されるべきノードが変更可能な通信システムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明に係る通信システムが設けられるロボットハンドの斜視図

【図2】本発明に係る通信システムの構成を示す構成図

【図3】フレームの構成を説明するための説明図

【図4】指示信号の構成を説明するための説明図

【図5】マスタ側処理のフローチャート

【図6】球体把持モードで駆動しているときのロボットハンドの斜視図

【図7】円板把持モードで駆動しているときのロボットハンドの斜視図

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、本発明の本実施形態に係る通信システム及び把持システムについて、図面を参照しながら説明する。

【0022】

通信システム１は、図１に示すように、ロボットハンド３に設けられる。ロボットハンド３は、人の腕に対応する部分を構成する腕部５と、人の掌に対応する部分を構成する掌部７と、人の指に対応する部分を構成する複数の指部９とを備えている。指部９はそれぞれ、基端において掌部７に回動可能に接続された第１リンク９Ａと、第１リンク９Ａの遊端に基端において回動可能に接続された第２リンク９Ｂと、第２リンク９Ｂの遊端に基端において回動可能に接続された第３リンク９Ｃとを備えている。第１リンク９Ａはロボットハンド３において人の指の基節に対応する部分を構成する。第２リンク９Ｂはロボットハンド３において人の指の中節に対応する部分を構成する。第３リンク９Ｃはロボットハンド３において人の末節に対応する部分を構成する。

【0023】

ロボットハンド３には、指部９をそれぞれ屈曲・伸展させるべく駆動する複数の駆動装置１１と、駆動装置１１の駆動をそれぞれ制御する制御装置１３とが設けられている。

【0024】

通信システム１は図２に示すように、バス１５に接続された複数のノード１７、１９、２１、２３を含む。本実施形態では、通信システム１は、図２に示すように、４つのノード１７、１９、２１、２３を含んでいるが、本発明はノードの数には限定されない。

【0025】

通信システム１は、ノード１７、１９、２１として、ロボットハンド３に設けられた各種センサからの情報を取得するスレーブノード１７、１９、２１と、スレーブノード１７、１９、２１から取得した情報を制御装置１３に伝えるマスタノード２３とを含む。本実施形態では、４つのノード１７、１９、２１、２３のうち、１つのノードがマスタノード２３であり、他の３つのノードがスレーブノード１７、１９、２１として機能する。

【0026】

ノードはそれぞれ電子制御装置（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ。以下、ＥＣＵ）であって、マイクロコンピュータによって構成されている。スレーブノード１７、１９、２１は、基節表皮センサＥＣＵ１７Ａ、中節表皮センサＥＣＵ１９Ａ、及び指先表皮センサＥＣＵ２１Ａによってそれぞれ構成され、マスタノード２３はハンドセンサＥＣＵ２３Ａによって構成されている（図１を参照）。

【0027】

以下、必要に応じて、基節表皮センサＥＣＵ１７Ａによって構成されるスレーブノード１７、１９、２１を基節表皮センサノード１７、中節表皮センサＥＣＵ１９Ａによって構成されるスレーブノード１７、１９、２１を中節表皮センサノード１９、指先表皮センサＥＣＵ２１Ａによって構成されるスレーブノード１７、１９、２１を指先表皮センサノード２１とそれぞれ記載する。

【0028】

図１に示すように、基節表皮センサＥＣＵ１７Ａは、指部９の基節に対応する部分の表面に設けられたセンサ（以下、基節表皮センサ１７Ｂ）に接続されている。基節表皮センサ１７Ｂは第１リンク９Ａに設けられ、指部９の基節に対応する部分への接触や、指部９の基節に対応する部分に加わる圧力等のデータを取得する。基節表皮センサＥＣＵ１７Ａは、基節表皮センサ１７Ｂによって取得されたデータをバス１５に送信することができる。

【0029】

中節表皮センサＥＣＵ１９Ａは、指部９の中節に対応する部分の表面に設けられたセンサ（以下、中節表皮センサ１９Ｂ）に接続されている。中節表皮センサ１９Ｂは第２リンク９Ｂに設けられ、指部９の中節に対応する部分への接触や、指部９の中節に対応する部分に加わる圧力等のデータを取得する。中節表皮センサＥＣＵ１９Ａは、中節表皮センサ１９Ｂによって取得されたデータをバス１５に送信することができる。

【0030】

指先表皮センサＥＣＵ２１Ａは、指部９の末節に対応する部分の表面に設けられたセンサ（以下、指先表皮センサ２１Ｂ）に接続されている。指先表皮センサ２１Ｂは第３リンク９Ｃに設けられ、指部９の末節に対応する部分への接触や、指部９の末節に対応する部分に加わる圧力等のデータを取得する。指先表皮センサＥＣＵ２１Ａは、指先表皮センサ２１Ｂによって取得されたデータをバス１５に送信することができる。

【0031】

ハンドセンサＥＣＵ２３Ａは掌部７に設けられ、基節表皮センサＥＣＵ１７Ａ、中節表皮センサＥＣＵ１９Ａ、指先表皮センサＥＣＵ２１Ａに、配線であるバス１５を介して接続されている。ハンドセンサＥＣＵ２３Ａはまた、バス１５を構成する配線とは異なる配線を介して、制御装置１３に接続されている。

【0032】

駆動装置１１はそれぞれが腕部５に設けられた１以上のモータによって構成されている。駆動装置１１の駆動力は動力伝達機構２７を介して、対応する指部９の第１リンク９Ａ、第２リンク９Ｂ及び第３リンク９Ｃに伝えられる。駆動装置１１は駆動力を発生させて、掌部７に対して第１リンク９Ａを回転させることができる。また、駆動装置１１は駆動力を発生させて、第１リンク９Ａに対して第２リンク９Ｂを回転させることができる。また、駆動装置１１は駆動力を発生させて、第２リンク９Ｂに対して第３リンク９Ｃを回転させることができる。これにより、駆動装置１１は、指部９を屈曲・伸展（屈伸）させることができる。

【0033】

駆動装置１１は、第１リンク９Ａ、第２リンク９Ｂ及び第３リンク９Ｃの駆動量を積算することによって、各リンクの回転角度を取得する。但し、この態様には限定されず、掌部７及び第１リンク９Ａの間、第１リンク９Ａ及び第２リンク９Ｂの間、第２リンク９Ｂ及び第３リンク９Ｃの間等にそれぞれ互いに接続されたリンクの回転角度を検出する回転角センサ（不図示）が設けられ、駆動装置１１は回転角センサの検出結果を取得してもよい。動力伝達機構２７は、ワイヤやプーリ等によって構成されてもよく、指部９を屈伸運動させるように駆動装置１１の駆動力を伝達しうる構成であれば、いかなる構成であってもよい。

【0034】

制御装置１３はコンピュータによって構成され、ハンドセンサＥＣＵ２３Ａ、及び、駆動装置１１に接続されている。制御装置１３は腕部５に設けられていてもよく、また、ロボットの胴体部分や頭部に設けられていてもよい。制御装置１３はロボットハンド３の駆動モードを設定し、駆動装置１１を制御して、駆動モードに適合するように、指部９を屈曲・伸展させる。駆動モードには、例えば、球体状のボールを把持する球体把持モードや、円板状のディスクを把持する円板把持モードが含まれる。

【0035】

制御装置１３は、駆動装置１１を制御して、駆動モードに適合するように、指部９を屈曲・伸展させると同時に、ハンドセンサＥＣＵ２３Ａに駆動モードに係る情報を含む信号（以下、駆動モード信号）を出力する。ハンドセンサＥＣＵ２３Ａは基節表皮センサＥＣＵ１７Ａ、中節表皮センサＥＣＵ１９Ａ、及び、指先表皮センサＥＣＵ２１Ａに優先順位を設定すべく信号を送り、基節表皮センサＥＣＵ１７Ａ、中節表皮センサＥＣＵ１９Ａ、及び、指先表皮センサＥＣＵ２１Ａから送信された信号を取得して、制御装置１３に出力することができる。

【0036】

制御装置１３は、ハンドセンサＥＣＵ２３Ａから取得した基節表皮センサＥＣＵ１７Ａ、中節表皮センサＥＣＵ１９Ａ、及び、指先表皮センサＥＣＵ２１Ａによる検出結果に基づいて、ロボットハンド３によって物体を把持するべく、駆動装置１１を制御する。このように、通信システム１、ロボットハンド３、制御装置１３、及び、駆動装置１１は、物体を把持可能な把持システム２９を構成する。

【0037】

ハンドセンサＥＣＵ２３Ａによって構成されるマスタノード２３と、基節表皮センサＥＣＵ１７Ａ、中節表皮センサＥＣＵ１９Ａ、及び、指先表皮センサＥＣＵ２１Ａによってそれぞれ構成されるスレーブノード１７、１９、２１とはそれぞれ、優先順位を設定する信号や、対応するセンサ１７Ｂ、１９Ｂ、２１Ｂによる検出結果を示す信号をバス１５に送信する。マスタノード２３及びスレーブノード１７、１９、２１から送信される信号の送信が同じタイミングで行われた場合には、優先順位の高いものが優先して送信される通信調停が行われる。

【0038】

このような通信調停を行うための構成について、図３～図５を参照して説明する。

【0039】

ノード１７、１９、２１、２３はそれぞれ、送信データをフレームと呼ばれるまとまりにして送信する。

【0040】

フレームは、ヘッダ領域と、ヘッダ領域に後続するデータ領域とを備えている。ヘッダ領域には、フレームの識別子（ＩＤ）であるフレームＩＤが含まれる。フレームＩＤは規定のデータ長を有し、データがハイレベルとローレベルとによって表現されたバイナリデータである。本実施形態では、フレームＩＤのデータ長は、ＣＡＮ通信で用いられる標準フォーマットのビット長、すなわち１１ｂｉｔに設定されている。しかし、フォームＩＤのデータ長はこの態様には限定されず、例えば、ＣＡＮ通信で用いられる拡張フォーマットのビット長、すなわち２９ｂｉｔに設定されていてもよい。ハイレベルを論理１、ローレベルを論理０とすると、フレームＩＤは０と１とが並ぶ配列によって表現でき、いわば０と１とによって表現される二進数と見做すこともできる。ノード１７、１９、２１、２３は、フレームの先頭に位置するビットから順番にデータをバス１５に送信する。

【0041】

バス１５は、複数のノード１７、１９、２１、２３からハイレベルの信号とローレベルの信号とが同時に出力されたときに、信号レベルがローレベルとなるように構成されている。そのため、複数のノード１７、１９、２１、２３から同時にバス１５にフレームが送信されたときには、フレームＩＤが小さい（詳細には、フレームＩＤに対応する二進数が小さい）フレームが優先されることになる。よって、フレームＩＤはフレームの優先順位を表す。

【0042】

ノード１７、１９、２１、２３はそれぞれバス１５の信号レベルを監視している。ノード１７、１９、２１、２３はフレームをバス１５に送信するとき、自らがバス１５に送信したフレームの信号レベルとバス１５の信号レベルとが一致しないと判定したときには、フレームの送信を停止する。ノード１７、１９、２１、２３はそれぞれ、バス１５に信号が送信されていない状態である（以下、空き状態。バスアイドルともいう。）ことを確認し、空き状態であるときにバス１５に信号を送信する。

【0043】

よって、複数のノード１７、１９、２１、２３が同時にフレームの送信を開始したときには、最も優先順位が高いフレームＩＤを含むフレームの送信を開始したノード１７、１９、２１、２３のみが、送信を継続することになる。これにより、フレーム衝突時に、フレームＩＤの最も小さなフレームの送信が優先される。すなわち、フレームにはフレームＩＤに基づいて優先順位が設定され、優先順位の低いフレームの送信が停止される、いわゆる通信調停が実現される。

【0044】

図３には、フレームＩＤの例が示されている。フレームＩＤは、種別ＩＤ、変更ＩＤ、及び、固定ＩＤを含む。

【0045】

種別ＩＤは、送信元のノード１７、１９、２１、２３の種別を示すデータであり、規定のデータ長（本実施形態では、１ｂｉｔ）を有するバイナリデータである。種別ＩＤは、ヘッダ領域の先頭の部分であって、フレームＩＤの先頭の部分に記録されている。送信元のノードがマスタノード２３であるときには種別ＩＤは０に、送信元のノードがスレーブノード１７、１９、２１であるときには種別ＩＤは１に設定されている。

【0046】

変更ＩＤは、駆動モードに応じて設定される優先順位を示すデータであり、規定のデータ長（本実施形態では、４ｂｉｔ）を有するバイナリデータである。変更ＩＤは、ヘッダ領域内であって、種別ＩＤの後の部分に記録されている。

【0047】

送信元のノード１７、１９、２１、２３がマスタノード２３であるときには変更ＩＤは「００００」に固定されている。本実施形態では、変更ＩＤは、スレーブノード１７、１９、２１の中で優先順位を２進数に変換したバイナリデータである。例えば、スレーブノード１７、１９、２１の中で優先順位が１番目であるときには、変更ＩＤは「００００」に設定されている。

【0048】

スレーブノード１７、１９、２１が送信するフレームの変更ＩＤは固定されておらず、変更可能に構成されている。具体的には、マスタノード２３によって、スレーブノード１７、１９、２１に対して変更ＩＤの変更を指示する指示信号がバス１５に送信され、スレーブノード１７、１９、２１がその指示信号を受信すると、スレーブノード１７、１９、２１は指示信号に従ってフレームに含める変更ＩＤを変更する。これにより、スレーブノード１７、１９、２１がその指示信号を受信して以降、スレーブノード１７、１９、２１が送信するフレームには、指示信号に従って変更された変更ＩＤが含められるようになり、スレーブノード１７、１９、２１が送信するフレームの優先順位が変更される。

【0049】

本実施形態では、通信システム１が駆動開始し、マスタノード２３から指示信号を受信するまでの間において、スレーブノード１７、１９、２１はそれぞれ、変更ＩＤを「００００」に設定する。

【0050】

固定ＩＤは、送信元のノード１７、１９、２１、２３に固有の識別子（ＩＤ）を示すデータであり、規定のデータ長（本実施形態では、４ｂｉｔ）を有するバイナリデータである。固定ＩＤは、ヘッダ領域内であって、変更ＩＤの後の部分に記録されている。

【0051】

マスタノード２３及びスレーブノード１７、１９、２１が送信するフレームの固定ＩＤは送信元のノードに固有であるため、ノード１７、１９、２１、２３ごとに違う固定ＩＤが付与され、変更されることがない。送信元のノード１７、１９、２１、２３がマスタノード２３であるときには固定ＩＤは「００００」に固定されている。本実施形態では、基節表皮センサＥＣＵ１７Ａの固定ＩＤ、中節表皮センサＥＣＵ１９Ａの固定ＩＤ、及び、指先表皮センサＥＣＵ２１Ａの固定ＩＤはそれぞれ、記載の順に小さくなる（すなわち、記載の順に優先順位が高くなる）ように設定されている。本実施形態では、基節表皮センサＥＣＵ１７Ａの固定ＩＤは「００１０」に、中節表皮センサＥＣＵ１９Ａの固定ＩＤは「０００１」に、指先表皮センサＥＣＵ２１Ａの固定ＩＤは「００００」にそれぞれ設定されている。

【0052】

次に、指示信号の構成と、指示信号を受信したときのスレーブノード１７、１９、２１の動作について説明する。図４には、指示信号の構成が示されている。指示信号は、１つのパケットによって構成されている。指示信号は、ヘッダ部（不図示）と、データ部とを含む。ヘッダ部には、指示信号が変更ＩＤの変更を指示する信号であることを示すデータが含まれている。データ部には、８バイトのデータ、すなわち、６４ビットのデータが含まれている。

【0053】

指示信号を受信したスレーブノード１７、１９、２１はそれぞれ、データ部を４ビットごとに区切り、固定ＩＤに対応するセットを抽出する。具体的には、指示信号を受信したスレーブノード１７、１９、２１は、自らの固定ＩＤを十進数に変換した数値を４倍して１を加えた開始番号を算出し、データ部の開始番号から始まる４ビット分のデータのセットを抽出する。例えば、中節表皮センサノード１９は、固定ＩＤが「０００１」であるため、開始番号を４×１＋１＝５と算出し、先頭から５ビット目から始まる４ビット分のデータのセットを抽出する。その後、スレーブノード１７、１９、２１は抽出したデータのセットを変更ＩＤに設定する。これにより、変更ＩＤが指示信号に含まれるデータに変更されることになる。

【0054】

通信システム１が駆動すると、マスタノード２３は、通信システム１が駆動している間、マスタ側処理を繰り返し、継続して行う。以下、マスタ側処理の詳細を説明する。

【0055】

図５にはマスタ側処理のフローチャートが示されている。マスタノード２３は、マスタ側処理の最初のステップＳＴ１において、まず、制御装置１３からの駆動モード信号を取得する。その後、マスタノード２３は、駆動モード信号に基づいて、スレーブノード１７、１９、２１から送信されるフレームのそれぞれに、駆動モードに適合する優先順位の設定を行うべく、指示信号を送信する。

【0056】

駆動モードが例えば、球体把持モードであるときには、マスタノード２３は、指先表皮センサノード２１、中節表皮センサノード１９、及び、基節表皮センサノード１７のそれぞれから送信されるフレームの優先順位が平滑化されるように、所定時間ごと（例えば、１秒ごと）に指示信号を設定する。マスタノード２３は例えば、指先表皮センサノード２１、中節表皮センサノード１９、及び、基節表皮センサノード１７のそれぞれから送信されるフレームの優先順位を、ステップＳＴ１を実行するごとに、順番に入れ替えるように設定するとよい。すなわち、マスタノード２３は、ステップＳＴ１を実行するごとに、ＳＴ１実行前の指先表皮センサノード２１から送信されるフレームの変更ＩＤを基節表皮センサノード１７の変更ＩＤに、ＳＴ１実行前の中節表皮センサノード１９から送信されるフレームの変更ＩＤを指先表皮センサノード２１の変更ＩＤに、ＳＴ１実行前の基節表皮センサノード１７から送信されるフレームの変更ＩＤを中節表皮センサノード１９の変更ＩＤにそれぞれ設定するように構成されていてもよい。

【0057】

駆動モードが例えば、円板把持モードであるときには、マスタノード２３は、指先表皮センサノード２１から送信されるフレームの優先順位が、中節表皮センサノード１９から送信されるフレームの優先順位よりも、且つ、中節表皮センサノード１９から送信されるフレームの優先順位が基節表皮センサノード１７から送信されるフレームの優先順位よりも高くなるように設定する。本実施形態では、マスタノード２３は、データ部のデータが先頭から順に０００００００１００１０・・・となっている指示信号をバス１５に送信する。

【0058】

送信が完了すると、マスタノード２３は、ステップＳＴ２を実行する。バス１５を監視し、スレーブノード１７、１９、２１からデータが送信されるまで待機する。データの送信が開始されたことを検出すると、マスタノード２３はステップＳＴ３を実行する。

【0059】

マスタノード２３はステップＳＴ３において、バス１５からデータの取得を開始する。データの取得が完了すると、マスタノード２３はステップＳＴ４を実行する。

【0060】

マスタノード２３はステップＳＴ４において、ステップＳＴ３において取得したデータが、優先順位の高いフレームを送信するように設定されたスレーブノード１７、１９、２１から送信されたデータかどうかを判定する。優先順位の高いフレームを送信するように設定されたスレーブノード１７、１９、２１から送信されたデータであるときには、マスタノード２３はマスタ側処理を終え、そうでない場合には、ステップＳＴ２を実行する。

【0061】

通信システム１が駆動すると、スレーブノード１７、１９、２１は、対応するセンサからデータを取得し、取得が完了すると、バス１５に、センサによって取得したデータをデータ領域に含むフレームをバス１５に送信する。

【0062】

但し、スレーブノード１７、１９、２１は、バス１５の信号レベルを取得することによって、常時、マスタノード２３から指示信号が送信されていないかを監視する。指示信号が送信されているときには、スレーブノード１７、１９、２１は指示信号を取得して、取得した指示信号に基づいて変更ＩＤを変更する。

【0063】

次に、通信システム１の動作及び効果について説明する。

【0064】

通信システム１が起動し、マスタノード２３が駆動モード信号を取得するまでの間は、バス１５には指示信号が送信されないため、本実施形態では、スレーブノード１７、１９、２１はそれぞれ、変更ＩＤを「００００」に設定する。これにより、スレーブノード１７、１９、２１のうち、固定ＩＤの最も小さいノード、すなわち、指先表皮センサノード２１から送信されるフレームが優先される。このように、変更ＩＤが同一であっても、固定ＩＤが異なるため、フレームの通信調停が適切に行われる。

【0065】

マスタノード２３が駆動モード信号を取得する（ステップＳＴ１）と、マスタノード２３はバス１５に指示信号を送信する。これにより、スレーブノード１７、１９、２１から送信されるフレームの変更ＩＤが変更され、スレーブノード１７、１９、２１から送信されるフレームのそれぞれに、駆動モードに合致するように優先順位付けされる。

【0066】

駆動モードが球体把持モードであるときには、図６に示すように、指部９の基節、中節、及び指先に対応する部分全てがボール（球体）に接触することが期待される。よって、マスタノード２３が基節表皮センサ１７Ｂ、中節表皮センサ１９Ｂ、及び指先表皮センサ２１Ｂの全てのデータを同程度の頻度で取得し、制御装置１３に出力することが望ましい。

【0067】

駆動モードが球体把持モードであるときには、マスタノード２３は、優先順位の高いスレーブノード１７、１９、２１から送信されるデータを取得するごとに指示信号を送信し、変更ＩＤを順番に入れ替える。これにより、スレーブノード１７、１９、２１から送信されるフレームの優先度を全てのスレーブノード１７、１９、２１に渡って平滑化することができるため、全てのスレーブノード１７、１９、２１から対応するセンサのデータを同程度の頻度で取得することができる。

【0068】

駆動モードが円板把持モードであるときには、図７に示すように、指部９の指先に対応する部分がディスク（円板。図７の二点鎖線参照）に接触することが期待される。よって、マスタノード２３が指先表皮センサ２１Ｂからデータ取得を優先して行い、制御装置１３に出力することが望ましい。

【0069】

本発明では、駆動モードが円板把持モードであるときには、マスタノード２３が送信する指示信号によって、基節表皮センサノード１７から送信されるフレームの優先順位、中節表皮センサノード１９から送信されるフレームの優先順位、及び、指先表皮センサノード２１から送信されるフレームの優先順位が、記載の順に高くなるように設定される。これにより、基節表皮センサノード１７から送信されるフレームが優先してマスタノード２３に取得されるため、指先表皮センサ２１Ｂからデータ取得を優先して行うことができる。

【0070】

駆動モードが変更され、マスタノード２３が指示信号を送信しているときには、マスタノード２３が送信するフレームの先頭が０であるため、スレーブノード１７、１９、２１から送信されるフレームは通信調停に負け、スレーブノード１７、１９、２１はフレームの送信を停止する。そのため、他のスレーブノード１７、１９、２１は、マスタノード２３からの指示信号を的確に取得することができる。

【0071】

スレーブノード１７、１９、２１が指示信号を取得すると、その指示信号に応じて、スレーブノード１７、１９、２１は変更ＩＤを変更してフレームを送信する。フレームＩＤにおいて、変更ＩＤは、種別ＩＤの後であり、且つ、固定ＩＤの前に設けられているため、スレーブノード１７、１９、２１内で、それぞれから送信されるフレームの優先順位を変更することができる。よって、マスタノード２３の優先順位を変更することなく、センサによって取得された信号を送信するスレーブノード１７、１９、２１の優先順位を選択的に変更することができるため、駆動モードに適したセンサによるデータ取得が可能となる。

【0072】

このように、使用状況の変更により、把持対象（円板、球体）が決定されて、駆動モードが設定されたときに、マスタノード２３は、把持対象に基づいて、接触すると予測される表面に係る情報を取得するセンサからのフレームを優先するべく、指示信号を送信する。これにより、接触すると予測されるセンサによるフレームが優先されるため、使用状況に適したデータを優先して取得することができ。これにより、把持対象のより安定した把持が可能となると期待できる。

【0073】

以上で具体的な実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態や変形例に限定されることなく、幅広く変形実施することができる。上記実施形態では、ハンドセンサＥＣＵ２３Ａ（マスタノード２３）と、制御装置１３とは別体のマイクロコンピュータによって構成されていたが、この態様には限定されない。ハンドセンサＥＣＵ２３Ａと制御装置１３とは一体のコンピュータによって構成されていてもよく、ハンドセンサＥＣＵ２３Ａは制御装置１３によって構成されていてもよい。

【0074】

上記実施形態では、マスタノード２３はステップＳＴ１において、駆動モード信号を取得し、指示信号を送信した後に、ステップＳＴ２を実行するように構成されていたが、この態様には限定されない。マスタノード２３はステップＳＴ１において、駆動モード信号が取得できないまま、所定時間が経過したときには、指示信号を送信することなく、ステップＳＴ２を実行するように構成されていてもよい。このとき、マスタノード２３は、指先表皮センサノード２１を、優先順位の高いノードとして記憶しているとよい。これにより、通信システム１が起動し、マスタノード２３が駆動モード信号を取得することなく、所定時間が経過した後には、マスタノード２３はスレーブノード１７、１９、２１からのデータ取得が可能となる。但し、このとき、固定ＩＤの最も小さい指先表皮センサノード２１からのフレームが優先されるため、マスタノード２３は指先表皮センサノード２１の信号を優先して取得する。

【0075】

上記実施形態では、通信システム１が駆動開始し、マスタノード２３から指示信号を受信するまでの間において、スレーブノード１７、１９、２１はそれぞれ、変更ＩＤを「００００」に設定するように構成されていたが、この態様には限定されない。例えば、通信システム１が駆動開始し、マスタノード２３から指示信号を受信するまでの間において、スレーブノード１７、１９、２１はそれぞれ、変更ＩＤを予め定められた設定値に設定してもよい。設定値を調節することによって、通信システム１が駆動開始し、マスタノード２３から指示信号を受信するまでの間における、スレーブノード１７、１９、２１から送信されるフレームの優先順位を定めることができる。

【0076】

その他、指示信号の末尾には、指示信号の終了を示すフラグ（例えば、１１１１１１１１等）が設けられていてもよい。

【0077】

この他、各部材や部位の具体的構成や配置、数量、角度、素材等、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば適宜変更することができる。一方、上記実施形態に示した各構成要素は必ずしも全てが必須ではなく、適宜選択することができる。

【符号の説明】

【0078】

１ ：通信システム
１５ ：バス
１７ ：スレーブノード（基節表皮センサノード）
１９ ：スレーブノード（中節表皮センサノード）
２１ ：スレーブノード（指先表皮センサノード）
２３ ：マスタノード

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】