(57)【要約】【課題】作業に影響を与えるような別個の操作を行うことなく、作業者の作業中の自然な動作に応じてリアルタイムに作業台の位置を調整することが可能な作業台位置調整システムを提供する。【解決手段】位置調整システムは、作業者の重心の変化に応じて作業台の台座の位置を調整する。より詳しくは、作業者が設置面に対して垂直に立った重心位置を基準重心に設定し、作業者が基準重心で作業を行う台座の位置を基準位置に設定し、作業者の重心位置が基準重心から変化するたびに台座の位置を基準位置から移動させる。【選択図】図３
2010052122.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業者の重心の変化に応じて作業台の台座の位置を調整することを特徴とする作業台位置調整システム。
【請求項２】
作業者が設置面に対して垂直に立った重心位置を基準重心に設定し、作業者が前記基準重心で作業を行う前記台座の位置を基準位置に設定し、作業者の重心位置が前記基準重心から変化するたびに前記台座の位置を前記基準位置から移動させることを特徴とする請求項１に記載の作業台位置調整システム。
【請求項３】
作業物を載置する台座を設置面の垂直方向に上下に又は同一平面に前後左右に移動させる駆動装置と、作業者の重心位置を測定する重心測定装置と、前記駆動装置を制御して前記台座の位置を調整する制御装置と、を有して構成され、
前記制御装置は、
作業者に対して設置面に垂直に立つように案内し、前記案内後に前記重心測定装置により測定された重心位置を、前記台座の位置移動に関して基準となる基準重心に設定する基準重心設定手段と、
前記基準重心設定手段により設定された基準重心と前記重心測定装置により測定された測定重心とを用いて、前記台座の位置の移動に関する判定を行う移動判定手段と、
前記移動判定手段による判定結果に基づいて、前記駆動装置に前記台座の位置を移動させる移動制御手段と、
を有することを特徴とする作業台位置調整システム。
【請求項４】
前記制御装置は、前記基準重心の設定後に移動された前記台座の位置で、作業者が前記基準重心と同じ重心位置で台座上の作業物に対して作業を行える前記台座の位置を、作業開始時において初期位置となる基準位置に設定する基準位置設定手段を有することを特徴とする請求項３に記載の作業台位置調整システム。
【請求項５】
前記移動判定手段は、前記基準位置の設定後、前記測定重心が前記基準重心と一致しない場合に前記台座の位置を前記測定重心に基づいて移動する判定を行い、前記測定重心が前記基準重心と一致する場合に前記台座を前記基準位置に移動する判定を行うことを特徴とする請求項４に記載の作業台位置調整システム。
【請求項６】
前記移動判定手段は、前記測定重心が前記基準重心より前記作業台側にある場合に前記台座を設置面の垂直方向上方に移動する判定を行い、前記測定重心が前記基準重心より左側にある場合に前記台座を右方向に移動する判定を行い、前記測定重心が前記基準重心より右側にある場合に前記台座を左方向に移動する判定を行うことを特徴とする請求項５に記載の作業台位置調整システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業台位置調整システムに関し、特に、例えば製造メーカの生産ラインにおいて体形や姿勢の異なる作業者がテーブルの上で作業を行う作業台に好ましく適用される技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
生産ラインにおいて、作業者が作業するための机や台（作業台）は、作業者の体型に関わらず、高さが固定されていたり、高さの調整が可能であっても事前に行わなければならない場合が一般的である。また、作業の対象物に対して、作業に必要な冶工具、リモコンや説明書といった小物や周辺機器などの補助物が低い位置にあったりすることが多い。このような状況の中、これまでは作業者の体型や姿勢がそれぞれ異なっても、作業台の高さを所定の位置で妥協していたため、作業者は無意識のうちに腰を曲げ、腕を伸ばして作業の対象物や補助物を取っていた。また、作業台に様々な工夫を施し、物を取りやすい位置に置いたり、自動的に出てくるような機構を付加したりして、作業の効率化、作業者の肉体的負担の軽減を図っていた。
【０００３】
例えば特許文献１では、セル生産システムにおける生産性を高めて作業員の疲労を軽減できるセル生産用作業台車が開示されている。この特許文献１のセル生産用作業台車は、複数の走行車輪を有するベース部、作業を行う作業用部材、そして昇降操作手段を有する伸縮自在な昇降支柱部を備え、必要に応じた作業員による昇降操作手段の操作で作業用部材の高さが調整可能となっている。なお、セル生産システムは、１人の作業者が複数の工程、あるいは組み立て、検査、梱包を含む全工程を受け持つシステムである。
【特許文献１】特開２００３−２５１５７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
これまで生産ラインで用いられていた作業台では、高さが固定されていたり、事前に高さの調整を行って調整後の高さで作業を行うものであったため、作業者は作業途中で作業台の高さを変更することができず、作業能率の低下や作業員の疲労増大につながっていた。また、特許文献１の発明は、必要に応じて作業用部材の高さを調整可能とするものだが、作業員が作業の途中で作業とは別に昇降操作手段を操作しなければならない。作業に影響を与えることなく作業台の高さを調整できるようにしなければ、作業能率を向上させるものとはいえない。
【０００５】
そこで、本発明は、作業に影響を与えるような別個の操作を行うことなく、作業者の作業中の自然な動作に応じてリアルタイムに作業台の位置を調整することが可能な作業台位置調整システ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】
【０００６】
かかる目的を達成するために、本発明の第１の位置調整システムは、作業者の重心の変化に応じて作業台の台座の位置を調整するものである。
【０００７】
また、上記の第１の位置調整システムにおいて、作業者が設置面に対して垂直に立った重心位置を基準重心に設定し、作業者が基準重心で作業を行う台座の位置を基準位置に設定し、作業者の重心位置が基準重心から変化するたびに台座の位置を基準位置から移動させるものでもよい。
【０００８】
本発明の第２の作業台位置調整システムは、作業物を載置する台座及び台座を設置面の垂直方向に上下に又は同一平面に前後左右に移動させる駆動手段を備える作業台と、作業者の重心位置を測定する重心測定装置と、駆動手段を制御して台座の位置を調整する制御装置と、を有して構成され、制御装置は、作業者に対して設置面に垂直に立つように案内し、案内後に重心測定装置により測定された重心位置を、台座の位置移動に関して基準となる基準重心に設定する基準重心設定手段と、基準重心設定手段により設定された基準重心と重心測定装置により測定された測定重心とを用いて、台座の位置の移動に関する判定を行う移動判定手段と、移動判定手段による判定結果に基づいて、駆動手段に台座の位置を移動させる移動制御手段と、を有する。
【０００９】
また、上記の第２の位置調整システムにおいて、制御装置は、基準重心の設定後に移動された台座の位置で、作業者が基準重心と同じ重心位置で台座上の作業物に対して作業を行える台座の位置を、作業開始時において初期位置となる基準位置に設定する基準位置設定手段を有するものでもよい。また、移動判定手段は、基準位置の設定後、測定重心が基準重心と一致しない場合に台座の位置を測定重心に基づいて移動する判定を行い、測定重心が基準重心と一致する場合に台座を前記基準位置に移動する判定を行うものでもよい。また、移動判定手段は、測定重心が基準重心より作業台側にある場合に台座を設置面の垂直方向上方に移動する判定を行い、測定重心が基準重心より左側にある場合に台座を右方向に移動する判定を行い、測定重心が基準重心より右側にある場合に台座を左方向に移動する判定を行うものでもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、作業に影響を与えるような別個の操作を行うことなく、作業者の作業中の自然な動作に応じてリアルタイムに作業台の位置を調整することが可能な作業台位置調整システムが実現される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の述べる実施形態は、本発明の好適な実施の形態であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【００１２】
はじめに、本実施形態の作業台位置調整システムの構成について説明する。図１は、本実施形態の作業台位置調整システムの概略構成を示した図である。本実施形態の作業台位置調整システム１は、重心測定装置１０、制御装置２０、駆動装置３０を有して構成される。
【００１３】
各装置の構成について述べる。重心測定装置１０は、作業者の重心位置を測定する装置で、センサ部１１、重心位置データ変換部１２、Ｉ／Ｆ部１３を有する。センサ部１１は、測定台に乗ったユーザの体重を測定台の複数領域にかかる圧力として検出し、各領域の圧力データを取得する。重心位置データ変換部１２は、センサ部１１の取得した圧力データを用いて、作業者の重心位置データを生成する。重心位置データは、全領域の圧力データとともに、これらの圧力データをもとに求めた重心位置からなる。例えば、作業台に近い領域の圧力データが他の領域よりも大きいとき重心位置は前（作業台側）となり、また、作業台を前にして左側の領域の圧力データが他の領域よりも大きいとき重心位置は左となる。Ｉ／Ｆ部１３は、重心位置データ変換部１２で生成された重心位置のデータを制御装置２０に送出する。
【００１４】
制御装置２０は、重心測定装置１０からの重心位置のデータに基づいて駆動装置３０を制御する装置で、制御部２１、記憶部２２、Ｉ／Ｆ部２３を有する。制御部２１は、記憶部２２に格納されたプログラムに従って後述するような駆動装置３０の駆動制御を行う。記憶部２２は、本発明による駆動制御のプログラムを格納する記憶領域のほか、制御で使用される各種データを一時的に保持する作業用の記憶領域を有する。Ｉ／Ｆ部２３は、制御部２１からの制御データを駆動装置３０に送出する。
【００１５】
駆動装置３０は、台座とともに作業台に設けられ台座の位置を移動させる装置で、動力変換部３１、駆動部３２、Ｉ／Ｆ部３３を有する。動力変換部３１は、制御装置２０から受信した制御データを解釈して駆動部３２を動作させるためのデータに変換し、駆動部３２に送出する。駆動部３２は、動力変換部３１からのデータに基づいて、作業台の台座を設置面の垂直方向に上下に移動させ（昇降させ）、あるいは台座を同一平面に上下左右に移動させる。Ｉ／Ｆ部３３は、制御装置２０からの制御データを受信する。
【００１６】
図２は、本実施形態の制御装置２０の機能ブロックを示した図である。制御装置２０の制御部２１は、基準重心設定手段２１１、基準位置設定手段２１２、移動判定手段２１３、移動制御手段２１４を論理的に有する。
【００１７】
基準重心設定手段２１１は、作業者に対して設置面に垂直に立つように案内し、案内後に重心測定装置で測定された重心位置を、台座の位置移動に関して基準となる基準重心に設定する。基準位置設定手段２１２は、作業者が基準重心と同じ重心位置で台座上の作業物に対して作業を行える台座の位置を、作業開始時における初期状態の位置として基準位置に設定する。移動判定手段２１３は、基準重心設定手段２１１で設定された基準重心と重心測定装置１０から随時取得する重心位置（測定重心）とを比較して、台座の位置移動を行うか否か、またどのように移動するかの判定を行う。移動制御手段２１４は、移動判定手段２１３による判定結果に基づいて制御データを生成し、駆動装置３０に制御データを送出して駆動制御を行う。
【００１８】
次に、本実施形態の作業台位置調整システムの構成について説明する。  本実施形態の作業台位置調整システムでは、作業者が本システムで作業を行う前に、作業台の台座の位置調整に必要なデータの設定を行う。すなわち、本システムで行われる制御動作は、台座の位置調整に必要なデータの設定（基本設定処理）、作業動作中における台座の位置調整（位置調整処理）の２つのフェーズに分けられる。
【００１９】
まず、基本設定処理について図３及び図５を参照して説明する。図３は、本実施形態の作業台位置調整システムにおける基本設定処理を説明するための図である。本システムでは、基本設定処理として作業前における基準重心及び基準位置の設定を行う。はじめに、作業台の台座に主要作業物（主な作業対象物）が置かれ、作業者が重心測定装置から降りた状態で制御装置をＯＮにして、基本設定処理を行う準備をする（図３（ａ））。
【００２０】
次いで、作業者が重心測定装置の上に乗った後に、制御装置は作業者に対して装置の設置面に垂直に立つように案内し、重心測定装置は案内に従って作業者が垂直に立ったときの重心位置を測定する。そして、重心測定装置は測定した重心位置を制御装置に送出し、制御装置は重心測定装置から受けた重心位置を基準重心に設定する（図３（ｂ））。基準重心は、台座の位置移動を行う際に基準となる重心位置である。なお、この段階では、作業者の手の位置と作業台上の主要作業物の位置に差がある（作業者が垂直に立った状態で手を伸ばしても主要作業物は届かない位置にある）。
【００２１】
続いて、作業者は台座上の主要作業物に手を届かせるために姿勢を変え（足の前方部に体重をかける）、結果として重心が移動する（図３（ｃ））。重心測定装置は姿勢変化後の重心位置を測定して制御装置に送出し、制御装置は重心位置の変化を受けてアクチュエータを作動し、台座を上昇させる。上昇した台座上の主要作業物が作業者の伸ばした手に届き、作業者の姿勢が真っ直ぐになった時点（作業者の重心位置が基準重心と一致した時点）で、制御装置は、アクチュエータの動作を停止させ、このときの作業台の高さを基準高さに設定する（図３（ｄ））。基準高さは、作業者が基準重心と同じ重心位置で台座上の作業物に対して作業を行える台座の位置である。
【００２２】
図５は、本実施形態の作業台位置調整システムにおける基本設定処理の流れを示したフローチャートである。まず、制御部２の基準重心設定手段２１１は、基準重心の設定を開始し（ステップＳ１０１）、作業者に対して「真っ直ぐ立って下さい」との音声案内を行う（ステップＳ１０２）。作業者への案内は、音声案内のほか画面案内（ディスプレイ表示）でもよく、重心測定装置上に設置面に対して垂直に立たせるような内容のメッセージであればよい。
【００２３】
そして、音声案内の後に重心測定装置で測定された重心位置（測定重心）を取得し（ステップＳ１０３）、この測定重心を基準重心に設定する（ステップＳ１０４）。なお、基準重心に設定された重心位置のデータは、記憶部２２に保持され、必要に応じて読み出されて制御に用いられる。
【００２４】
続いて、基準位置設定手段２１２は、基準位置の設定を開始する（ステップＳ１０５）。また、基準位置設定手段２１２は、重心測定装置から定期的に測定重心を取得して測定重心のデータを移動判定手段２１３に送出する（ステップＳ１０６）。移動判定手段２１３は、測定重心と基準重心とを比較し、アクチュエータを作動させるか否か、作動させる場合はどのように作動させるかを判定する（ステップＳ１０７）。そして、移動判定手段２１３は判定結果を移動制御手段２１４に送出し、移動制御手段２１４はこの判定結果に基づいて制御データを生成してアクチュエータに送出する。
【００２５】
具体的には、測定重心と基準重心が一致しない場合（ステップＳ１０７／ＮＯ）、移動判定手段２１３は、アクチュエータによる位置移動が必要と判定し、また測定重心に応じた方向へ台座を移動させる判定を行い、移動制御手段２１４は、この判定結果に基づく制御データをアクチュエータに送出する（ステップＳ１０８）。すなわち、アクチュエータに台座の位置を上昇させる制御データを送出する。他方、測定重心と基準重心が一致する場合（ステップＳ１０７／ＹＥＳ）、移動判定手段２１３は、アクチュエータによる位置移動が不要と判定し、移動制御手段２１４は、この判定結果に基づく制御データをアクチュエータに送出する（ステップＳ１０９）。すなわち、アクチュエータの動作を停止させる制御データを送出する。
【００２６】
そして、基準位置設定手段２１２は、基準位置設定の開始後に取得した測定重心と基準重心が一致し、アクチュエータの動作が停止した台座の位置を基準位置に設定する（ステップＳ１１０）。基準位置のデータは、基準重心の場合と同様に、記憶部２２に保持され、必要に応じて読み出されて制御に用いられる。
【００２７】
次に、位置調整処理について図４及び図６を参照して説明する。図４は、本実施形態の作業台位置調整システムにおける位置調整処理を説明するための図である。本システムでは、基本設定処理で得られた基準重心及び基準位置を用いて、作業中における台座の位置調整を行う。なお、この位置調整処理は、主要作業物のみを扱う場合には不要だが、主要作業物と別の場所にあったり、主要作業物と高さに差があるような補助的な作業対象物（補助作業物）を扱う場合に必要となる。
【００２８】
例えば、主要作業物の中あるいは横に補助作業物が置かれており、補助作業物の台座上からの高さが主要作業物より低いとき、作業者は基準重心の状態で手を伸ばしても補助作業物を取ることができない（図４（ａ））。このため、作業者は台座上の補助作業物に手を届かせるために姿勢を変え（足の前方部あるいは体の片側に体重をかける）、結果として重心が移動する（図４（ｂ））。
【００２９】
重心測定装置は姿勢変化後の重心位置を測定して制御装置に送出し、制御装置は重心位置の変化を受けてアクチュエータを作動し、台座の位置を移動させる。台座を動かす方向は、作業者の重心が足の前方部（作業台側）に移動したときは設置面の垂直に上方向（上昇させる方向）であり、作業者の重心が作業台に向かって右側に移動したときは左側である（図４（ｃ））。
【００３０】
そして、台座が作業者の重心変化に応じて移動し、台座上の補助作業物が作業者の伸ばした手に届いて、作業者の姿勢が真っ直ぐになった時点（作業者の重心位置が基準重心と一致した時点）で、制御装置は、移動した台座の位置を基準位置に戻すようにアクチュエータを駆動させる（図４（ｄ））。
【００３１】
図６は、本実施形態の作業台位置調整システムにおける位置調整処理の流れを示したフローチャートである。移動判定手段２１３は、基準位置の設定後に重心測定装置から測定重心を取得したか確認する（ステップＳ２０１）。測定重心を取得していない場合（ステップＳ２０１／ＮＯ）は、移動判定手段２１３は作業者が重心測定装置に乗って作業をしていないと判定してそのまま終了する。一方、測定重心を取得した場合（ステップＳ２０１／ＹＥＳ）には、作業者は本システムを利用して作業を行っており、移動判定手段２１３は続いて測定重心と基準重心の比較を行う（ステップＳ２０２）。
【００３２】
そして、測定重心と基準重心とが一致する場合（ステップＳ２０２／ＹＥＳ）、作業者は基準重心の状態で作業を行っているため、移動判定手段２１３は台座の移動が不要と判定する。逆に、測定重心と基準重心とが一致しない場合（ステップＳ２０２／ＮＯ）、移動判定手段２１３は、台座の移動が必要と判定し、測定重心の内容に応じてどの方向に台座を移動させるべきか判定する。
【００３３】
測定重心が基準重心より作業台側にある場合（ステップＳ２０３／ＹＥＳ）、移動判定手段２１３は台座を設置面の垂直に上方向に移動させるべきとの判定を行って移動制御手段２１４に判定結果を送出し、移動制御手段２１４はこの判定結果に基づいて制御データを生成してアクチュエータに送出する（ステップＳ２０４）。
【００３４】
測定重心が基準重心より作業台側にない場合（ステップＳ２０３／ＮＯ）は、左右どちらの側に重心位置があるかを確認する（ステップＳ２０５）。測定重心が基準重心より右側にある場合（ステップＳ２０５／ＹＥＳ）、移動判定手段２１３は台座を左方向に移動させるべきとの判定を行って移動制御手段２１４に判定結果を送出し、移動制御手段２１４はこの判定結果に基づいて制御データを生成してアクチュエータに送出する（ステップＳ２０５）。逆に、測定重心が基準重心より左側にある場合（ステップＳ２０５／ＮＯ）は、移動判定手段２１３は台座を右方向に移動させるべきとの判定を行い、移動制御手段２１４はこの判定結果に基づいて制御データを生成してアクチュエータに送出する（ステップＳ２０７）。
【００３５】
測定重心と基準重心とが一致しない間は（ステップＳ２０８／ＮＯ）、上記の判定及び制御データの送出を継続する（ステップＳ２０３〜ステップＳ２０７）。他方、測定重心と基準重心が一致した場合（ステップＳ２０８／ＹＥＳ）は、移動判定手段２１３は、台座の位置を基準位置に戻すべきとの判定を行って移動制御手段２１４に判定結果を送出し、移動制御手段２１４はこの判定結果に基づいて制御データを生成してアクチュエータに送出する（ステップＳ２０９）。
【００３６】
ちなみに、移動判定手段２１３は、測定重心と基準重心が一致した場合に、基本設定処理では台座の位置を維持する（移動させない）判定を行っており、位置調整処理では台座の位置を基準位置に戻す判定を行っている。これらの判定を受けて、移動制御手段２１４は、基本設定処理ではアクチュエータに動作を停止させる制御データを送出し、位置調整処理ではアクチュエータに台座を基準位置に移動させる制御データを送出している。
【００３７】
上述した本実施形態によれば、作業者の重心位置の変化に応じて作業台の台座を移動させるため、作業者が位置調整のための装置を身に付けたり、作業と別に位置調整操作を行ったりすることなく、作業台の位置調整を行うことが可能となる。また、作業動作中に作業者の自然な動きに合わせて作業台の台座を移動させるため、作業者に意識させることなく、リアルタイムに作業台の位置調整を行うことが可能となる。このように、作業者にとって操作負担が少なく、肉体的負荷の低減を促すシステムが実現可能となる。
【００３８】
なお、上述する実施形態は、本発明の好適な実施形態であり、上記実施形態のみに本発明の範囲を限定するものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更を施した形態での実施が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施形態に係る作業台位置調整システムの概略構成を示した図である。
【図２】本発明の実施形態に係る作業台位置調整システムの制御装置の機能ブロックを示した図である。
【図３】本発明の実施形態に係る作業台位置調整システムにおける基本設定処理を説明するための図である。
【図４】本発明の実施形態に係る作業台位置調整システムにおける位置調整処理を説明するための図である。
【図５】本発明の実施形態に係る作業台位置調整システムにおける基本設定処理の流れを示したフローチャートである。
【図６】本発明の実施形態に係る作業台位置調整システムにおける位置調整処理の流れを示したフローチャートである。
【符号の説明】
【００４０】
１    作業台位置調整システム
１０    重心測定装置
１１    センサ部
１２    重心位置データ変換部
１３，２３，３３    Ｉ／Ｆ部
２０    制御装置
２１    制御部
２２    記憶部
３０    駆動装置
３１    動力変換部
３２    駆動部
２１１    基準重心設定手段
２１２    基準位置設定手段
２１３    移動判定手段
２１４    移動制御手段
【図１】
2010052122.tif 000003
【図２】
2010052122.tif 000004
【図３】
2010052122.tif 000005
【図４】
2010052122.tif 000006
【図５】
2010052122.tif 000007
【図６】
2010052122.tif 000008