(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボット本体と、
前記ロボット本体に連結され、関節機構及び伸縮機構のうち少なくともいずれか一方を有するアームと、
前記ロボット本体を移動させる移動手段と、
前記ロボット本体の周囲に存在する物体を検知する物体検知手段と、
前記アームが稼働する場合、前記移動手段により前記ロボット本体を前記物体検知手段が検知した前記物体に接近させ、前記ロボット本体の一部を当該物体に当接させる安定化手段と、
を備え、
前記ロボット本体を昇降させる昇降手段をさらに備え、
前記ロボット本体は、前記ロボット本体に対する相対位置が固定された固定部材を有し、  
前記安定化手段は、前記昇降手段により前記ロボット本体を昇降させることによって、前記固定部材を前記物体に当接させるロボット。
【請求項２】
前記安定化手段は、前記昇降手段により前記ロボット本体を降下させることにより、前記固定部材を前記物体に対して上から当接させる請求項１に記載のロボット。
【請求項３】
前記安定化手段は、前記固定部材が前記物体に当接した場合、当該固定部材を前記物体に押し付ける請求項１または２に記載のロボット。
【請求項４】
前記安定化手段は、前記ロボット本体を直接前記物体に当接させる請求項１に記載のロボット。
【請求項５】
前記安定化手段は、前記ロボット本体が前記物体に当接した場合、前記移動手段により前記ロボット本体が前記物体側へ進行するように推進力を発生させることによって、前記ロボット本体を前記物体に押し付ける請求項４に記載のロボット。
【請求項６】
前記ロボット本体の側面の少なくとも一部は平面により形成されており、
前記安定化手段は、前記平面を前記物体に当接させる請求項４または５に記載のロボット。
【請求項７】
前記ロボット本体は、前記物体との当接面において摩擦力が生じるように形成されている請求項１〜６のいずれか一項に記載のロボット。
【請求項８】
前記ロボット本体と前記物体との距離が、所定の距離であることを検知する近接検知手段をさらに備え、
前記安定化手段は、前記ロボット本体と前記物体との距離が前記所定の距離であると前記近接検知手段が検知した場合、前記ロボット本体の一部を前記物体に当接させる請求項１〜７のいずれか一項に記載のロボット。
【請求項９】
前記ロボット本体と前記物体とが接触したことを検知する接触検知手段をさらに備え、
前記安定化手段は、前記ロボット本体と前記周囲の物体とが接触したことを前記接触検知手段が検知した場合、前記ロボット本体の一部を前記物体に押し付ける請求項１〜８のいずれか一項に記載のロボット。
【請求項１０】
前記移動手段は台車であり、
前記台車は、当該台車の少なくとも一部を前記ロボット本体に対して相対的にスライド可能である請求項１〜９のいずれか一項に記載のロボット。
【請求項１１】
前記台車は、当該台車の側面から外力を受けた場合、当該台車の少なくとも一部を当該外力の方向にスライドさせる請求項１０に記載のロボット。
【請求項１２】
前記台車が前記周囲の物体から外力を受け、当該台車の少なくとも一部が前記ロボット本体に対して相対的にスライドした場合、スライドした距離を測定し、当該スライドした距離に基づいて、前記ロボット本体と前記周囲の物体との距離を測定する距離測定手段をさらに備える請求項１１に記載のロボット。
【請求項１３】
前記アームは、前記ロボット本体の一部と前記物体とが当接する方向に伸展する請求項１〜１２のいずれか一項に記載のロボット。
【請求項１４】
前記アームは、前記ロボット本体の上端に配置されている請求項１〜１３のいずれか一項に記載のロボット。
【請求項１５】
前記安定化手段は、前記ロボット本体の上端部を前記物体に当接させる請求項１〜１４のいずれか一項に記載のロボット。
【請求項１６】
ロボット本体と、前記ロボット本体に連結され、関節機構及び伸縮機構のうち少なくともいずれか一方を有するアームと、前記ロボット本体を移動させる移動手段と、前記ロボット本体の周囲に存在する物体を検知する物体検知手段と、を備えるロボットの制御方法であって、
前記アームが稼働する場合、前記移動手段により前記ロボット本体を前記物体検知手段が検知した前記物体に接近させ、前記ロボット本体の一部を前記物体検知手段により検知された物体に当接させ、
前記ロボット本体は、前記ロボット本体に対する相対位置が固定された固定部材を有し、
前記ロボット本体を昇降させることによって、前記固定部材を前記物体に当接させるロボットの制御方法。
【請求項１７】
前記ロボット本体を降下させることにより、前記固定部材を前記物体に対して上から当接させる請求項１６に記載のロボットの制御方法。
【請求項１８】
前記固定部材が前記物体に当接した場合、当該固定部材を前記物体に押し付ける請求項１６または１７に記載のロボットの制御方法。
【請求項１９】
前記ロボット本体を直接前記物体に当接させる請求項１６に記載のロボットの制御方法。
【請求項２０】
前記ロボット本体が前記物体に当接した場合、前記移動手段により前記ロボット本体が前記物体側へ進行するように推進力を発生させることによって、前記ロボット本体を前記物体に押し付ける請求項１９に記載のロボットの制御方法。
【請求項２１】
前記ロボット本体の側面の少なくとも一部は平面により形成されており、
前記平面を前記物体に当接させる請求項１９または２０に記載のロボットの制御方法。
【請求項２２】
前記ロボット本体と前記物体との距離が、所定の距離であることを検知し、
前記ロボット本体と前記物体との距離が前記所定の距離である場合、前記ロボット本体の一部を前記物体に当接させる請求項１６〜２１のいずれか一項に記載のロボットの制御方法。
【請求項２３】
前記ロボット本体と前記物体とが接触したことを検知し、
前記ロボット本体と前記周囲の物体とが接触した場合、前記ロボット本体の一部を前記物体に押し付ける請求項１６〜２２のいずれか一項に記載のロボットの制御方法。
【請求項２４】
前記移動手段は少なくとも一部を前記ロボット本体に対して相対的にスライド可能である台車であり、
前記台車の側面から外力を受けた場合、当該台車の少なくとも一部を当該外力の方向にスライドさせる請求項１６〜２３のいずれか一項に記載のロボットの制御方法。
【請求項２５】
前記台車が前記周囲の物体から外力を受け、当該台車の少なくとも一部が前記ロボット本体に対して相対的にスライドした場合、
スライドした距離を測定し、当該スライドした距離に基づいて、前記ロボット本体と前記周囲の物体との距離を測定する請求項２４に記載のロボットの制御方法。
【請求項２６】
前記ロボット本体の上端部を前記物体に当接させる請求項１６〜２５のいずれか一項に記載のロボットの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はロボット及びその制御方法に関し、特にアームを備えるロボット及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、アームを備える車輪型ロボット（以下、サービスロボットと称す）が普及している。さらに、サービスロボットの活動範囲は、家庭環境等の狭い環境へと広がっている。そのため、サービスロボットの小型化、軽量型が望まれている。特に、狭い環境を移動するために、サービスロボットを支える台車の小型化が望まれている。
【０００３】
一方で、サービスロボットのアームは、より広い作業範囲（サービスロボットの近くから遠くまで）を確保することが望まれている。そのため、サービスロボットは、アームを上下及び前後左右に大きく伸展させる必要がある。
【０００４】
このとき、アームを大きく伸展させると、サービスロボットの重心が高くなったり、重心を床面投影した位置が台車の中心から離れたりする。そのため、サービスロボットが不安定になる可能性が生じる。したがって、サービスロボットの安定性を向上させるために、足場となる台車を大きくしたり、質量を大きくしたりする対応が必要となる。しかし、上記のような対応をとると、サービスロボットの小型化、軽量化を図ることが困難となる。
【０００５】
特許文献１には、アームを備える２輪式のロボットと作業台とを結合する技術が開示されている。ロボット及び作業台のいずれか一方に固定部材を設け、他方に開閉爪を設けて、固定部材を開閉爪で把持することにより、ロボットと作業台とを結合する。これにより、作業台にロボットを固定し、ロボットを安定させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平２−１９０２７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の技術は、ロボット及び作業台に固定部材及び開閉爪を設けなければならず、固定構造が複雑であるという問題点があった。
【０００８】
本発明はこのような問題を解決するためになされたものであり、簡易な構成により作業時の安定性を確保できるロボット及びその制御方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の態様は、ロボット本体と、前記ロボット本体に連結され、関節機構及び伸縮機構のうち少なくともいずれか一方を有するアームと、前記ロボット本体を移動させる移動手段と、前記ロボット本体の周囲に存在する物体を検知する物体検知手段と、前記アームが稼働する場合、前記移動手段により前記ロボット本体を前記物体検知手段が検知した前記物体に接近させ、前記ロボット本体の一部を当該物体に当接させる安定化手段と、を備えるロボットである。このような構成によって、簡易な構成によりアームの稼働時にロボットの安定性を確保することができる。
【００１０】
更に、上記第１の態様にかかるロボットにおいて、前記ロボット本体を昇降させる昇降手段をさらに備え、前記ロボット本体は、前記ロボット本体に対する相対位置が固定された固定部材を有し、前記安定化手段は、前記昇降手段により前記ロボット本体を昇降させることによって、前記固定部材を前記物体に当接させる。これにより、ロボットの一般的な昇降機構を用いて、アームの稼働時にロボットの安定性を確保することができる。
【００１１】
また、前記安定化手段は、前記昇降手段により前記ロボット本体を降下させることにより、前記固定部材を前記物体に対して上から当接させるものであってもよい。
【００１２】
また、前記安定化手段は、前記固定部材が前記物体に当接した場合、当該固定部材を前記物体に押し付けるものであってもよい。これにより、ロボットは、当接面でより大きな摩擦力を得られるようになり、より安定性を向上させることができる。
【００１５】
また、前記安定化手段は、前記ロボット本体を直接前記物体に当接させるものであってもよい。これにより、特別な部材を設けることなく、ロボットの安定性を確保することができる。
【００１６】
また、前記安定化手段は、前記ロボット本体が前記物体に当接した場合、前記移動手段により前記ロボット本体が前記物体側へ進行するように推進力を発生させることによって、前記ロボット本体を前記物体に押し付けるものであってもよい。これにより、ロボットは、当接状態よりも大きな摩擦力を物体から受けられるため、ロボットの安定性の向上を図ることができる。
【００１７】
また、前記ロボット本体の側面の少なくとも一部は平面により形成されており、前記安定化手段は、前記平面を前記物体に当接させるものであってもよい。これにより、当接面の面積が大きくなり、安定性の向上を図ることができる。
【００１８】
また、前記ロボット本体は、前記物体との当接面において摩擦力が生じるように形成されているものであってもよい。
【００１９】
また、上記第１の態様にかかるロボットにおいて、前記ロボット本体と前記物体との距離が、所定の距離であることを検知する近接検知手段をさらに備え、前記安定化手段は、前記ロボット本体と前記物体との距離が前記所定の距離であると前記近接検知手段が検知した場合、前記ロボット本体の一部を前記物体に当接させるものであってもよい。これにより、適切な近接状態において、ロボットの一部を物体に当接させることができる。
【００２０】
また、前記ロボット本体と前記物体とが接触したことを検知する接触検知手段をさらに備え、前記安定化手段は、前記ロボット本体と前記周囲の物体とが接触したことを前記接触検知手段が検知した場合、前記ロボット本体の一部を前記物体に押し付けるものであってもよい。
【００２１】
また、前記移動手段は台車であり、前記台車は、当該台車の少なくとも一部を前記ロボット本体に対して相対的にスライド可能であってもよい。これにより、物体の下部に空間が無い場合であっても、ロボット本体の一部を物体に当接させることができる。
【００２２】
また、前記台車は、当該台車の側面から外力を受けた場合、当該台車の少なくとも一部を当該外力の方向にスライドさせるものであってもよい。これにより、ロボットの通常移動時は、台車が狭くなることがなく、通常移動時の安定性を確保できる。
【００２３】
また、前記台車が前記周囲の物体から外力を受け、当該台車の少なくとも一部が前記ロボット本体に対して相対的にスライドした場合、スライドした距離を測定し、当該スライドした距離に基づいて、前記ロボット本体と前記周囲の物体との距離を測定する距離測定手段をさらに備えるものであってもよい。
【００２４】
また、前記アームは、前記ロボット本体の一部と前記物体とが当接する方向に伸展するものであってもよい。
【００２５】
また、前記アームは、前記ロボット本体の上端に配置されているものであってもよい。
【００２６】
また、前記安定化手段は、前記ロボット本体の上端部を前記物体に当接させるものであってもよい。
【００２７】
本発明の第２の態様は、ロボット本体と、前記ロボット本体に連結され、関節機構及び伸縮機構のうち少なくともいずれか一方を有するアームと、前記ロボット本体を移動させる移動手段と、前記ロボット本体の周囲に存在する物体を検知する物体検知手段と、を備えるロボットの制御方法であって、前記アームが稼働する場合、前記移動手段により前記ロボット本体を前記物体検知手段が検知した前記物体に接近させ、前記ロボット本体の一部を前記物体検知手段により検知された物体に当接させるロボットの制御方法である。本態様にかかるロボットの制御方法は、上記の第１の態様にかかるロボットと共通する技術的特徴を有するため、上記のロボットと同一の作用、効果を奏する。
【発明の効果】
【００２８】
本発明により、簡易な構成により作業時の安定性を確保できるロボット及びその制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】実施の形態１にかかるロボットの側面図である。
【図２】実施の形態１にかかるロボットの制御部のブロック図である。
【図３】実施の形態１にかかるロボット本体の側面図である。
【図４】実施の形態１にかかるロボットの動作を示す図である。（ａ）は、ロボットの移動時を示す図である。（ｂ）は、ロボットと作業台との当接時を示す図である。（ｃ）は、アーム稼働時を示す図である。
【図５】実施の形態１にかかるロボットの動作を示すフローチャートである。
【図６】実施の形態１にかかるロボットの動作を示す図である。
【図７】実施の形態１にかかる固定部材を示す図である。
【図８】実施の形態２にかかるロボットの側面図である。
【図９】実施の形態２にかかるロボットの動作を示す図である。（ａ）は、ロボットの移動時を示す図である。（ｂ）は、アーム稼働時を示す図である。
【図１０】実施の形態２にかかるロボットの動作を示すフローチャートである。
【図１１】実施の形態２にかかるロボット本体及び作業台の概略断面図である。（ａ）は、ロボット本体が円柱状の場合の断面図である。（ｂ）は、ロボット本体の一部が平面形状の場合の断面図である。
【図１２】実施の形態３にかかるロボットの側面図である。
【図１３】実施の形態３にかかるロボットの動作を示す図である。（ａ）は、ロボットの移動時を示す図である。（ｂ）は、ロボットと作業台との当接時を示す図である。
【図１４】実施の形態１にかかるロボットの動作を示す図である。
【図１５】実施の形態３にかかる台車のスライド機構を示す図である。（ａ）は、ロボットの移動時のスライド機構を示す図である。（ｂ）は、台車と作業台との当接時のスライド機構を示す図である。（ｃ）は、台車と作業台とが離れた時のスライド機構を示す図である。
【図１６】実施の形態３にかかる台車のスライド機構を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
実施の形態１
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。本実施の形態にかかるロボット１の構成例を図１に示す。図１は、ロボット１の側面図である。ロボット１は、ロボット本体１１、アーム１２、台車１３、センサ１４、フレーム１５を備える。
【００３１】
ロボット本体１１には、上端部に固定部材１１１が設けられている。固定部材１１１は、ロボット本体１１に対する相対位置が固定されている。固定部材１１１は、ロボット本体１１の側面から突出するように形成されている。ロボット本体１１は、フレーム１５に連結され、フレーム１５に対して相対的に上下動可能な昇降機構（図示省略）を有する。
【００３２】
アーム１２は、関節１２１、把持部１２２を有する。本実施の形態においては、アーム１２は、関節１２１を介して２つのアーム部材が回動可能に連結されている。関節１２１に設けられたモータ（図示省略）を駆動させることにより、アーム１２は稼働する。アーム１２の一端には、物体の把持動作を行う把持部１２２が連結され、アーム１２の他端は、ロボット本体１１の上端と連結されている。なお、図１においては、アーム１２は、関節１２１において折り返されるように畳まれている状態を示す。
【００３３】
台車１３（移動手段）は、複数の車輪を有し、ロボット本体１１を移動させる。台車１３には、図示しないモータが設けられており、当該モータの駆動により車輪が回転する。台車１３は、ロボット本体１１とフレーム１５を介して連結されている。
【００３４】
センサ１４（物体検知手段）は、ロボット本体１１に設けられており、ロボット本体１１の周囲に存在する物体を検知する。具体的には、センサ１４は、ロボット本体１１と周囲の物体との距離や位置関係を検出する。センサ１４は、例えば、カメラ、レーザレンジセンサ、超音波センサ等である。
【００３５】
次に、図２に示すブロック図を用いて、ロボット１の制御部について説明する。制御部は、移動制御部２１、接触検知部２２、昇降制御部２３、アーム制御部２４を有する。なお、制御部は、例えば、制御処理、演算処理等を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＣＰＵによって実行される制御プログラム、演算プログラム等が記憶されたＲＯＭ（Read Only Memory）と、処理データ等を記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）等により構成されている。
【００３６】
移動制御部２１は、台車１３に設けられたモータを駆動させる制御信号を出力する。具体的には、移動制御部２１は、センサ１４が周囲の物体を検知すると、当該物体検知信号に基づいて、当該物体へ向かうように台車１３を制御する。
【００３７】
接触検知部２２は、ロボット本体１１と周囲の物体とが接触したことを検知する。例えば、ロボット本体１１が進行方向において進行を遮る物体と接触した場合、ロボット１は進行方向には進めない。そのため、台車１３のモータには通常移動時より大きな負荷がかかる。接触検知部２２は、このような異常な負荷を検知してロボット本体１１と周囲の物体とが接触したことを検知する。
【００３８】
さらに、図３に示すように、ロボット本体１１が、固定部材１１１の近傍に接触検知部２２として接触センサ１１２（接触検知手段）を備える構成としてもよい。接触センサ１１２は、ロボット本体１１と周囲の物体との接触を検知する。なお、ロボット１は固定部材１１１により周囲の物体を押し付けるため、固定部材１１１付近においてロボット本体１１と周囲の物体とが接触している必要がある。そのため、図３に示すように、接触センサ１１２は、固定部材１１１の直下に設けられることが好ましい。接触センサ１１２の代わりにリミットスイッチを用いてもよい。
【００３９】
昇降制御部２３は、ロボット本体１１の昇降機構を制御する。より詳細には、昇降制御部２３は、昇降機構に設けられたモータに制御信号を出力し、ロボット本体１１の昇降動作を制御する。
【００４０】
アーム制御部２４は、アーム１２の関節１２１及び把持部１２２のモータに制御信号を出力し、アーム１２及び把持部１２２の動作を制御する。
【００４１】
続いて、図４及び図５を用いて本実施の形態にかかるロボット１の動作例について説明する。まず、センサ１４は、ロボット本体１１の周囲に存在する物体である作業台９０を検知する（ステップＳ１０１）。ここで、作業台とは、台上にアーム１２の作業対象が存在し、ロボット１がアーム１２を用いて何らかの作業を行う机等を意味する。
【００４２】
移動制御部２１は、センサ１４が検知した作業台９０にロボット本体１１が近づくように、台車１３のモータに対して制御信号を出力する。このとき、移動制御部２１は、ロボット本体１１の固定部材１１１を作業台９０の方向に向けて、ロボット本体１１を作業台９０に接近させる（ステップＳ１０２、図４（ａ）参照）。
【００４３】
ロボット本体１１の側面が作業台９０に接触すると、接触検知部２２は、ロボット本体１１と作業台９０とが接触したことを検知する。接触検知部２２は、ロボット本体１１と作業台９０とが接触した旨の信号を移動制御部２１及び昇降制御部２３に出力する。移動制御部２１は、接触した旨の通知を受けると、移動を停止する。昇降制御部２３は、接触した旨の通知を受けると、昇降機構に対してロボット本体１１を降下させる制御信号を出力する。これにより、ロボット本体１１が降下動作を行う（ステップＳ１０３、図４（ｂ）参照）。
【００４４】
昇降制御部２３は、ロボット本体１１の降下動作により、ロボット本体１１の一部である固定部材１１１の下面を作業台９０の上面に当接させる（ステップＳ１０４）。さらに、昇降制御部２３はロボット本体１１を降下させるように昇降機構に制御信号を出力する。これにより、固定部材１１１は、所定の力によって作業台９０を上から押し付ける（ステップＳ１０５）。そして、アーム制御部２４は、関節１２１に制御信号を出力し、アーム１２を作業台９０の方向に伸展させる（ステップＳ１０６、図４（ｃ）参照）。
【００４５】
このとき、アーム１２の伸展動作により、アーム１２にかかる重力の位置が、支点となる台車１３から離れる。言い換えると、ロボット１の重心の床面投影が台車１３の中央付近から作業台９０側に移動する。したがって、ロボット１には、作業台９０の方向にモーメントが働くこととなる。しかし、ロボット１は、固定部材１１１を作業台９０に当接させ、押し付けているため、当接面において作業台９０から上向きの反力を受ける。加えて、上記のモーメントが働くことにより、当接面においてロボット本体１１の方向（アーム１２の伸展方向とは反対方向）に摩擦力も発生する（図４（ｃ）参照）。その結果、ロボット１の安定性を向上させることができる。
【００４６】
なお、図４に示した動作例においては、ロボット１が固定部材１１１を作業台９０に当接させる前に、ロボット本体１１の側面を作業台９０に接触させていが（図４（ｂ）参照）、必ずしも接触させなくてもよい。この場合、図６に示すように、ロボット本体１１が固定部材１１１の近傍に近接センサ１１３（近接検知手段）を備える構成としてもよい。近接センサ１１３は、ロボット本体１１と作業台９０との距離が所定の距離であることを検知する。所定の距離とは、ロボット本体１１を降下させることにより、固定部材１１１が作業台９０に当接可能となる距離である。
【００４７】
図６においては、固定部材１１１がロボット本体１１の側面から突出している距離の略半分の距離を所定の距離ｐとしている。ロボット本体１１と作業台９０とが所定の距離ｐまで近づいた場合、近接センサ１１３は、その旨を昇降制御部２３に通知する。当該通知を受けた昇降制御部２３は、ロボット本体１１を降下させ、作業台９０の上面に固定部材１１１を押し当てる（図６参照）。このような構成によっても、固定部材１１１と作業台９０との当接面において、摩擦力が発生する。なお、所定の距離は、上記の距離ｐに限られない。
【００４８】
加えて、固定部材１１１の下面（作業台９０と接触する部分）に高摩擦弾性体１１４を設けてもよい。図７に固定部材１１１の拡大図を示す。図７に示すように、固定部材１１１の下面に高摩擦弾性体１１４を設けることにより、固定部材１１１と作業台９０との当接面において発生する摩擦力が増大する。したがって、ロボット１の安定性を高めることができる。
【００４９】
以上のように、本実施の形態にかかるロボット１は、アーム１２の稼働時に、作業台９０に接近し、ロボット本体１１の一部である固定部材１１１を作業台９０に当接し、押し付ける。これにより、作業台９０から反力を受ける。そのため、ロボット本体１１及び作業台９０に複雑な構成を設けることなく、ロボット１の安定性を向上させることできる。つまり、本実施の形態にかかるロボット１は簡易に作業時の安定性を確保することができる。
【００５０】
さらに、ロボット１は、固定部材１１１を作業台９０に当接し、押し付ける動作をロボット本体１１の昇降機構という一般的な機構により実現している。そのため、固定部材１１１を作業台９０に押し付けるための特別なアクチュエータ等を必要としない。勿論、固定部材１１１に代えて、アクチュエータ等によりロボット本体１１に変位可能に連結された可動部材を備える構成としてもよい。当該可動部材を作業台９０に当接させ、押し付けることにより、安定性確保の効果を得ることができる。
【００５１】
なお、ロボット１が固定部材１１１や上記の可動部材を作業台９０に押し当てる向きは下向きに限られない。ロボット１が固定部材１１１等を作業台９０の下面に対して上向きに押し当てる構成としてもよいし、作業台９０の側面を左から右へ、若しくはその逆方向へ固定部材１１１等を押し当てる構成としてもよい。加えて、ロボット本体１１に複数の可動部材を設け、複数の可動部材により作業台９０の側面を上下または左右から挟むように押し当ててもよい。このような構成であっても、固定部材１１１や可動部材と作業台９０との当接面において摩擦力が得られ、アーム１２の伸展によるロボット１の傾きや移動を制止する反力が生じる。その結果、ロボット１の安定性を確保することができる。
【００５２】
加えて、本実施の形態においては、固定部材１１１を作業台９０に当接させ、押し付ける動作について説明したが、押し付ける動作は必ずしも必要ではない。固定部材１１１が作業台９０に当接さえしていれば、アーム１２の伸展時において、モーメントによってアーム１２の伸展方向にロボット１が傾きかけると、当接面において圧力が生じ摩擦力が発生する。そのため、能動的に押し付ける動作をしない場合であっても、ロボット１の安定性を確保することができる。
【００５３】
実施の形態２
本発明にかかる実施の形態２について説明する。本実施の形態にかかるロボット２の側面図を図８に示す。図８に示したロボット２は、図１に示したロボット１と比べて、固定部材１１１、昇降機構、昇降制御部２３を備えていない。なお、その他の構成についてはロボット１と同様であるので、説明を省略する。
【００５４】
続いて、図９及び図１０を用いて本実施の形態にかかるロボット２の動作例について説明する。まず、センサ１４が、作業台９０を検知する（ステップＳ２０１）。そして、移動制御部２１は、ロボット本体１１を作業台９０に近づけるように、台車１３に制御信号を出力する。これにより、ロボット２は、作業台９０へ接近する（ステップＳ２０２、図８（ａ）参照）。
【００５５】
ロボット本体１１と作業台９０とが当接すると（ステップＳ２０３）、接触検知部２２が接触を検知する。接触検知部２２は、ロボット本体１１と作業台９０とが接触した旨を移動制御部２１に通知する。
【００５６】
移動制御部２１は、接触した旨の通知を受けると、台車１３のモータの駆動を停止させず、作業台９０の方向へロボット本体１１が進行するように、推進力を発生させる。言い換えると、移動制御部２１は、台車１３の車輪を駆動させ、ロボット本体１１の側面を作業台９０に押し付ける（ステップＳ２０４）。これにより、作業台９０の側面は、ロボット本体１１の側面との当接面において、ロボット本体１１から力を受ける。そのため、ロボット本体１１は、当接面において作業台９０から反力を受ける。当該反力は、作業台９０とは反対方向に働く力である。つまり、ロボット本体１１は、アーム１２が伸展する方向とは反対の方向に力（反力）を受ける。その結果、アーム１２の稼動時にモーメントが発生しても、ロボット２の安定性を向上させることができる。そして、アーム制御部２４は、アーム１２を作業台９０の方向に伸展させる（ステップＳ２０５、図８（ｂ）参照）。
【００５７】
以上のように、本実施の形態にかかるロボット２は、アーム１２の稼動時に、作業台９０に接近し、ロボット本体１１を作業台９０に当接させ、押し付ける。これにより、ロボット本体１１は、作業台９０からアーム１２の伸展方向とは反対方向に反力を受ける。つまり、実施の形態１において説明した固定部材１１１、昇降機構、昇降制御部２３を備えていない場合であっても、ロボット２は安定性を向上させることができる。したがって、本実施の形態にかかるロボット２はより簡易な構成によりアーム１２稼働時の安定性を確保することができる。
【００５８】
なお、本実施の形態においても、ロボット本体１１を作業台９０に当接させ、押し付ける動作について説明したが、押し付ける動作は必ずしも必要ではない。上記のように、アーム１２の伸展時において、ロボット２には、前方方向（作業台９０の方向）にモーメントが発生する。そのため、ロボット２と作業台９０とが当接した状態において、ロボット２が前方に傾きかけると、作業台９０は当接面においてロボット本体１１から力を受ける。その結果、ロボット本体１１は当接面において作業台９０から反力を受ける。つまり、ロボット本体１１を作業台９０に押し付ける動作がなくても、ロボット本体１１は、当接後にその場で停止していれば、アーム１２の伸展時にたとえアーム１２の伸展方向に傾きかけても、傾いた方向と逆向きの反力を受ける。したがって、ロボット２が、アーム１２の稼動時において安定性を確保することができる。
【００５９】
ここで、ロボット本体１１の側面の少なくとも一部は平面形状により形成されていることが好ましい。図１１に、ロボット本体１１と作業台９０との当接時におけるロボット本体１１及び作業台９０の概略断面図を示す。
【００６０】
図１１（ａ）に示すように、ロボット本体１１が円柱状の場合、その周面は曲面である。そのため、断面視では、ロボット本体１１と作業台９０との当接部分はほぼ一点で接する。このような場合、アーム１２の動作によっては、ロボット本体１１が作業台９０の側面において回転し（図１１の上下方向に回転し）、ふらつくおそれがある。一方、図１１（ｂ）に示すように、ロボット本体１１が円柱状であっても、その一部が平面により形成されている場合、当該平面を作業台９０に当接させることにより、当接面積が増加し、回転を防止できる。そのため、ロボット２の安定性を向上させることができる。なお、ロボット本体１１自体を円柱状ではなく、角柱状に形成してもよい。これにより、ロボット本体１１の周面には複数の平面が形成されることとなり、図１１（ｂ）に示した構成と同様に、ロボット２の安定性を向上させる効果を得ることができる。
【００６１】
実施の形態３
本発明にかかる実施の形態３について説明する。本実施の形態にかかるロボット３の側面図を図１２に示す。図１２に示すロボット３の構成は、台車１３の一部にスライド機構が設けられている。なお、その他の構成についてはロボット１と同様であるので、説明を省略する。ロボット３においては、スライド機構により、台車１３の一部が前後方向にスライド可能である。そのため、スライドした台車１３の一部を台車本体（台車１３におけるスライドしない部分）に格納可能である。
【００６２】
続いて、図１３を用いて、本実施の形態にかかるロボット３の動作例について説明する。なお、本実施の形態においては、図１３に示すように、作業台９１は机形状ではなく、箱型の形状をしている。まず、センサ１４が、作業台９１を検知する。そして、センサ１４が作業台９１を検知すると、移動制御部２１が、作業台９１へロボット本体１１を移動させる（図１３（ａ）参照）。
【００６３】
このとき、作業台９１は、箱形の形状をしているため、作業台９１の作業面９１１の下部には空間が存在しない。そのため、実施の形態１にかかるロボット１では、作業台９１へ接近すると、台車１３が作業台９１の下部にぶつかってしまう（図１４参照）。したがって、ロボット１は、ロボット本体１１及び固定部材１１１を作業台９１に当接させることができない。
【００６４】
これに対して、本実施の形態にかかるロボット３においては、作業台９１への接近中に台車１３が作業台９１の下部に接触すると、台車１３は作業台９１から外力を受ける。すると、台車１３の一部はスライド機構により外力方向にスライドし、スライドした台車１３の一部は、台車１３の内部に格納される（図１３（ｂ）参照）。そのため、ロボット本体１１及び固定部材１１１と作業台９１との当接において、台車１３が邪魔になることはない。その結果、ロボット３は、下部に空間を有さない作業台９１に対して、ロボット本体１１を接触させ、固定部材１１１を作業台９１の上面に当接させることができる。
【００６５】
ここで、図１５を用いて台車１３のスライド機構について詳細に説明する。図１５は、図１３（ａ）において破線で囲まれた部分の拡大図である。スライド機構は、ラチェットギア１３１、ラック１３２、バンパ部１３３、支点部１３４、ばね１３５、軸部１３６、スライド部１３７を備える。
【００６６】
ラチェットギア１３１は、Ｌ字型のバンパ部１３３の一端に回転可能に設けられている。なお、ラチェットギア１３１は、時計回りには回転するが、反時計回りには回転しない。バンパ部１３３は、スライド部１３７と支点部１３４を介して連結される。支点部１３４には図示しないばねが設けられており、当該ばねの弾性力によって、バンパ部１３３に連結されたラチェットギア１３１は、台車本体１３８に設けられたラック１３２に押し付けられる。
【００６７】
スライド部１３７は、台車本体１３８側に固定された軸部１３６にスライド可能に連結されている。スライド部１３７と台車本体１３８との間にはばね１３５が設けられている。ばね１３５の弾性力によって、スライド部１３７はロボット３の前方方向（図１５の右方向）の力を受ける。スライド部１３７には、車輪１３９が連結されている。
【００６８】
図１５（ａ）は、ロボット３の移動中におけるスライド機構の動作を示す図である。ラチェットギア１３１は、支点部１３４に設けられたばねの弾性力により、ラック１３２に押し付けられている。スライド部１３７は、ばね１３５の弾性力により、ロボット３の前方方向の力を受けている。このとき、ラチェットギア１３１は、反時計回りには回転せず、ラック１３２と噛み合っている。そのため、スライド部１３７は、ロボット３の移動時の車輪１３９に作用する摩擦等の水平力によってはスライドしない。つまり、ロボット３の通常移動時には、スライド部１３７は、台車本体１３８方向（図１５の左方向）にはばね１３５の弾性力の大きさによらずスライドせず、台車本体１３８に格納されない。
【００６９】
図１５（ｂ）は、台車１３と作業台９１との当接時におけるスライド機構の動作を示す図である。台車１３が作業台９１に当接すると、バンパ部１３３には外力（図示しない作業台９１から受ける反力）が作用する。バンパ部１３３の一端に力が加わると、支点部１３４を支点としてバンパ部１３３が回転するため、他端に設けられたラチェットギア１３１は、ラック１３２から離れる。これにより、スライド部１３７は、台車本体１３８方向にスライド可能となる。さらに、台車本体１３８は、移動制御部２１の制御により、ロボット３の前方方向に進む。その結果、ばね１３５は縮み、スライド部１３７が台車本体１３８に格納される。
【００７０】
図１５（ｃ）は、台車１３が作業台９１から離れる時におけるスライド機構の動作を示す図である。台車１３が作業台９１から離れると、バンパ部１３３にかかっていた外力が無くなる。そのため、支点部１３４のばねの弾性力により、ラチェットギア１３１は、再びラック１３２に押し当てられる。スライド部１３７は、ばね１３５の弾性力によりロボット３の前方方向に力を受ける。このとき、ラチェットギア１３１は、時計回りの回転は可能である。つまり、スライド部１３７がロボット３の前方方向にスライドすることを妨げない。したがって、スライド部１３７は、ばね１３５から受ける弾性力により、ロボット３の前方方向にスライドする。
【００７１】
以上のように、本実施の形態にかかるロボット３は、台車１３にスライド機構が設けられている。そのため、作業台９１の下部に空間が無い場合であっても、台車１３の一部を台車１３内部に格納することにより、ロボット本体１１及び固定部材１１１を作業台９１に当接することができる。したがって、アーム１２稼働時のロボット３の安定性を確保することができる。
【００７２】
さらに、上述したように、ロボット３が作業台９１から離れている場合は、台車１３は伸展した状態を維持できる。そのため、通常の移動時に、台車１３が縮小することはない。よって、通常移動時の安定性を確保できる。
【００７３】
なお、台車１３が、作業台９１との当接部に接触センサを備え、スライド機構として直動アクチュエータを用いる構成としてもよい。これにより、接触センサにより外力が検知されない場合（通常の移動状態）においては、台車１３を伸展させる。一方、接触センサにより外力が検知された場合（作業台９１と接触した場合）においては、直動アクチュエータにより台車１３の一部を格納する。これにより、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００７４】
加えて、図１６に示すように、台車１３は、スライド部１３７がスライドした距離ｄ（台車本体に格納された距離）を測定する距離測定手段をさらに備える構成としてもよい。距離測定手段は、バンパ部１３３とロボット本体１１の相対的な位置関係を予め記憶しておけば、スライド部１３７がスライドした距離ｄに基づいて、ロボット本体１１と作業台９１との距離を測定できる。これにより、ロボット本体１１に接触センサや近接センサを設けることなく、ロボット本体１１と作業台９１との接触または接近を検知できる。なお、距離の測定には、リニアポテンショメータやリミットスイッチ等を用いることができる。
【００７５】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更及び組み合わせをすることが可能である。例えば、ロボットの固定部材１１１やセンサ１４等の配置位置は上記実施の形態で説明した構成に限られない。さらに、上述した実施の形態においては、周囲の物体の例として作業台を用いたが、これに限られるものではなく、ロボットの一部を当接可能であり、アーム１２の作業時に周囲に存在する物体であればよい。
【符号の説明】
【００７６】
１〜３  ロボット
１１  ロボット本体
１２  アーム
１３  台車
１４  センサ
１５  フレーム
２１  移動制御部
２２  接触検知部
２３  昇降制御部
２４  アーム制御部
９０、９１  作業台
１１１  固定部材
１１２  接触センサ
１１３  近接センサ
１１４  高摩擦弾性体
１２１  関節
１２２  把持部
１３１  ラチェットギア
１３２  ラック
１３３  バンパ部
１３４  支点部
１３５  ばね
１３６  軸部
１３７  スライド部
１３８  台車本体
１３９  車輪
【図１】
0005621433.tif 000002
【図２】
0005621433.tif 000003
【図３】
0005621433.tif 000004
【図４】
0005621433.tif 000005
【図５】
0005621433.tif 000006
【図６】
0005621433.tif 000007
【図７】
0005621433.tif 000008
【図８】
0005621433.tif 000009
【図９】
0005621433.tif 000010
【図１０】
0005621433.tif 000011
【図１１】
0005621433.tif 000012
【図１２】
0005621433.tif 000013
【図１３】
0005621433.tif 000014
【図１４】
0005621433.tif 000015
【図１５】
0005621433.tif 000016
【図１６】
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