(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象を着脱自在に保持可能であって前記測定対象の保持状態を落下開始時に解除する保持手段と、
前記測定対象のうち前記保持手段にて保持される部位の落下経路を規定するガイド機構と、
前記測定対象の落下によって前記測定対象に加わる物理量を検出する検出センサ部と、
前記保持手段と前記ガイド機構との間に設けられて該測定対象の初期姿勢を調整可能な初期姿勢アダプタと、
を備え、
前記測定対象は、
少なくとも１以上の関節と、
前記関節を駆動する駆動手段と、を有していることを特徴とする落下試験装置。
【請求項２】
測定対象を着脱自在に保持可能であって前記測定対象の保持状態を落下開始時に解除する保持手段と、
前記測定対象のうち前記保持手段にて保持される部位の落下経路を規定するガイド機構と、
前記測定対象の落下によって前記測定対象に加わる物理量を検出する検出センサ部と、
前記保持手段と前記ガイド機構との間に設けられて該測定対象の初期姿勢を調整可能な初期姿勢アダプタと、
を備え、
前記測定対象は、
少なくとも１以上の関節と、
前記測定対象の初期姿勢における前記関節の曲がり角度を所定角度に保持する角度保持手段と、を有し、
前記角度保持手段は、前記測定対象の初期姿勢における前記関節の可動方向を一方向に規制することを特徴とする落下試験装置。
【請求項３】
請求項１記載の落下試験装置において、
前記測定対象は、該測定対象の初期姿勢における前記関節の曲がり角度を所定角度に保持する角度保持手段を有することを特徴とする落下試験装置。
【請求項４】
請求項３記載の落下試験装置において、
前記角度保持手段は、前記測定対象の初期姿勢における前記関節の可動方向を一方向に規制することを特徴とする落下試験装置。
【請求項５】
請求項２又は４に記載の落下試験装置において、
前記角度保持手段は、前記測定対象の自重で前記関節が伸展する方向の可動を規制することを特徴とする落下試験装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の落下試験装置において、
前記初期姿勢アダプタは、該測定対象のうち前記保持手段で保持される部位の上支点と前記測定対象の目標接地点とが同一鉛直線上に位置するように、前記測定対象の初期姿勢を調整することを特徴とする落下試験装置。
【請求項７】
請求項２記載の落下試験装置において、
前記測定対象は、前記関節を駆動する駆動手段を有していることを特徴とする落下試験装置。
【請求項８】
請求項１又は７に記載の落下試験装置において、
前記測定対象に固定された固定部材と、
前記駆動手段の回転軸に設けられた可動部材と、を備えることを特徴とする落下試験装置。
【請求項９】
請求項８記載の落下試験装置において、
前記固定部材と前記可動部材の各々には、画像解析用マークが設けられており、
前記各画像解析用マークを撮影可能な撮影手段を備えることを特徴とする落下試験装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の落下試験装置において、
前記測定対象の接地部分は、球面形状に形成されていることを特徴とする落下試験装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の落下試験装置において、
前記測定対象は、測定対象本体と、
前記測定対象本体に着脱可能に設けられたウエイト部とを有することを特徴とする落下試験装置。
【請求項１２】
請求項１１記載の落下試験装置において、
前記ウエイト部は、前記測定対象本体の上方に位置するウエイトと、
前記測定対象本体に設けられて前記ウエイトを支持するウエイト支持部とを有し、
前記ガイド機構は、前記ウエイトの落下経路を規定することを特徴とする落下試験装置。
【請求項１３】
保持手段にて少なくとも１以上の関節を有する測定対象を保持する保持工程と、
前記測定対象のうち前記保持手段にて保持される部位の落下経路を規定するガイド機構と前記保持手段との間に設けられた初期姿勢アダプタによって、前記保持工程で保持された前記測定対象の初期姿勢を調整する調整工程と、
前記調整工程の後に行われ、前記保持手段による前記測定対象の保持状態を解除して該測定対象を前記ガイド機構の落下経路に沿って落下させる落下工程と、
前記測定対象の落下中に該測定対象の前記関節を駆動することにより、該測定対象の落下中の姿勢を変える第１姿勢制御工程と、
落下によって前記測定対象に加わる物理量を検出センサ部にて検出する検出工程と、
を行うことを特徴とする落下試験方法。
【請求項１４】
保持手段にて少なくとも１以上の関節を有する測定対象を保持する保持工程と、
前記測定対象のうち前記保持手段にて保持される部位の落下経路を規定するガイド機構と前記保持手段との間に設けられた初期姿勢アダプタによって、前記保持工程で保持された前記測定対象の初期姿勢を調整する調整工程と、
前記調整工程の後に行われ、前記保持手段による前記測定対象の保持状態を解除して該測定対象を前記ガイド機構の落下経路に沿って落下させる落下工程と、
落下によって前記測定対象に加わる物理量を検出センサ部にて検出する検出工程と、
を行い、
前記調整工程では、角度保持手段によって、前記測定対象の初期姿勢における前記関節の曲がり角度を所定角度に保持すると共に前記測定対象の初期姿勢における前記関節の可動方向を一方向に規制することを特徴とする落下試験方法。
【請求項１５】
請求項１４記載の落下試験方法において、
前記測定対象の落下中に該測定対象の前記関節を駆動することにより、該測定対象の落下中の姿勢を変える第１姿勢制御工程をさらに行うことを特徴とする落下試験方法。
【請求項１６】
請求項１３又は１５に記載の落下試験方法において、
前記測定対象が衝突を感知した時に、該測定対象の前記関節を駆動することにより、該測定対象の姿勢を変える第２姿勢制御工程をさらに行うことを特徴とする落下試験方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定対象を落下させて該測定対象に加わる物理量を検出するための落下試験装置及び落下試験方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、測定対象に加速度センサや歪みゲージ等のセンサを取り付けた状態で該測定対象を所定の高さ位置から落下させ、落下衝突時に加わる前記測定対象の物理量を計測する落下試験が広汎に行われている。
【０００３】
しかしながら、この種の落下試験において、例えば、人手にて把持した測定対象を所定の高さ位置から落下させた場合、落下試験毎に測定対象の姿勢（初期姿勢、落下中の姿勢）が変化することがあり、再現性を得ることは容易ではない。
【０００４】
前記測定対象の姿勢の変化を抑えた落下試験装置として、測定対象を把持した保持部をそのままの状態でガイド機構の落下経路に沿って落下させ、前記測定対象が衝突面に衝突する直前に前記保持部の把持を解除する技術的思想が知られている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。
【０００５】
また、このような落下試験装置において、測定対象を把持する保持部に回転駆動機構と直動機構を設けることにより、落下試験における該測定対象の初期姿勢を任意の姿勢に保持する技術的思想が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−３１８４８４号公報
【特許文献２】特開２００７−２６３９７５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、上述した従来技術では、測定対象が衝突面に衝突する直前に保持部の前記測定対象の把持を解除する必要があるため、落下試験装置の制御が複雑化する。また、保持部に回転駆動機構や直動機構等を設けると、落下試験装置が大型化すると共に落下試験装置の製造コストが高騰化してしまう。
【０００８】
本発明は、このような課題を考慮してなされたものであり、簡易な構成でコストの低廉化を図ることができ、且つ測定対象を任意の姿勢で自由落下させることができると共に落下試験の再現性を向上させることができる落下試験装置及び落下試験方法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】
【０００９】
［１］  本発明に係る落下試験装置は、測定対象を着脱自在に保持可能であって前記測定対象の保持状態を落下開始時に解除する保持手段と、前記測定対象のうち前記保持手段にて保持される部位の落下経路を規定するガイド機構と、前記測定対象の落下によって前記測定対象に加わる物理量を検出する検出センサ部と、前記保持手段と前記ガイド機構との間に設けられて該測定対象の初期姿勢を調整可能な初期姿勢アダプタと、を備え、前記測定対象は、少なくとも１以上の関節と、前記関節を駆動する駆動手段と、を有していることを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る落下試験装置によれば、測定対象の初期姿勢を初期姿勢アダプタによって調整することができる。これにより、保持手段に回転駆動機構や直動機構等を設けることなく測定対象の初期姿勢を調整することができるため、簡易な構成でコストの低廉化を図ることができ、且つ測定対象を任意の姿勢で自由落下させることができる。また、保持手段は、落下開始時に測定対象の保持状態を解除するため、落下試験装置の制御が複雑になることもない。さらに、測定対象のうち保持手段にて保持される部位の落下経路をガイド機構で規定するので、測定対象の重心が落下中に水平方向に沿って変位することを抑えることができる。よって、落下試験の再現性を向上させることができる。さらにまた、１以上の関節を有する測定対象の落下試験の再現性を向上させることができる。また、関節に所定のトルクを作用させた状態で落下試験を行うことができる。これにより、衝突直前における所望の挙動を測定対象に実行させる、すなわち所望の関節の状態で落下試験を行うことができる。
【００１１】
［２］  本発明に係る落下試験装置は、測定対象を着脱自在に保持可能であって前記測定対象の保持状態を落下開始時に解除する保持手段と、前記測定対象のうち前記保持手段にて保持される部位の落下経路を規定するガイド機構と、前記測定対象の落下によって前記測定対象に加わる物理量を検出する検出センサ部と、前記保持手段と前記ガイド機構との間に設けられて該測定対象の初期姿勢を調整可能な初期姿勢アダプタと、を備え、前記測定対象は、少なくとも１以上の関節と、前記測定対象の初期姿勢における前記関節の曲がり角度を所定角度に保持する角度保持手段と、を有し、前記角度保持手段は、前記測定対象の初期姿勢における前記関節の可動方向を一方向に規制することを特徴とする。
【００１２】
［３］  上記の落下試験装置において、前記測定対象は、該測定対象の初期姿勢における前記関節の曲がり角度を所定角度に保持する角度保持手段を有していてもよい。
【００１３】
このような構成によれば、測定対象の初期姿勢において、該測定対象の関節の曲がり角度（関節角度）を所定の設定角度にすることができるので、関節を有する測定対象の落下試験の再現性を向上させることができる。
【００１４】
［４］  上記の落下試験装置において、前記角度保持手段は、前記測定対象の初期姿勢における前記関節の可動方向を一方向に規制してもよい。
【００１５】
このような構成によれば、測定対象の初期姿勢における関節の可動方向を一方向に規制することにより前記関節角度を所定の設定角度に保持することができるので、角度保持手段を簡易な構成にすることができる。
【００１６】
［５］  上記の落下試験装置において、前記角度保持手段は、前記測定対象の自重で前記関節が伸展する方向の可動を規制してもよい。
【００１７】
このような構成によれば、測定対象の自重で関節が伸展する方向の可動を角度保持手段にて規制するので、前記測定対象の落下時や衝突時に関節の可動が前記角度保持手段によって妨げられることはない。これにより、関節を有する測定対象の落下時の挙動を好適に再現することができる。
【００１８】
［６］  上記の落下試験装置において、前記初期姿勢アダプタは、該測定対象のうち前記保持手段で保持される部位の上支点と前記測定対象の目標接地点とが同一鉛直線上に位置するように、前記測定対象の初期姿勢を調整してもよい。
【００１９】
このような構成によれば、測定対象の上支点と目標接地点とが同一鉛直線上に位置するように測定対象の初期姿勢を初期姿勢アダプタにて調整しているので、該測定対象を落下させた際に前記目標接地点を確実に衝突させることができる。
【００２０】
［７］  上記の落下試験装置において、前記測定対象は、前記関節を駆動する駆動手段を有していてもよい。この場合、関節に所定のトルクを作用させた状態で落下試験を行うことができる。これにより、衝突直前における所望の挙動を測定対象に実行させる、すなわち所望の関節の状態で落下試験を行うことができる。
【００２１】
［８］  上記の落下試験装置において、前記測定対象に固定された固定部材と、前記駆動手段の回転軸に設けられた可動部材と、を備えていてもよい。
【００２２】
このような構成によれば、固定部材と可動部材の位置関係（角度等）から前記測定対象の関節角度を知ることができるため、落下時の関節の挙動を計測することができる。なお、前記関節角度を知る方法としては、駆動手段にエンコーダ等の回転角度検出センサを設ける方法もあるが、この場合、該回転角度検出センサのケーブルが測定対象の落下の妨げになったり、該回転角度検出センサを制御する制御手段の設置スペースが必要になったりしてしまう。一方、固定部材と可動部材を用いれば、このような問題を解消することができる。
【００２３】
［９］  上記の落下試験装置において、前記固定部材と前記可動部材の各々には、画像解析用マークが設けられており、前記各画像解析用マークを撮影可能な撮影手段を備えていてもよい。
【００２４】
このような構成によれば、固定部材と可動部材の各々に設けた画像解析用マークを撮影手段にて撮影することができるので、測定対象の関節の角度を容易に検出することができる。これにより、落下時の前記関節の挙動を精度良く計測することができる。
【００２５】
［１０］  上記の落下試験装置において、前記測定対象の接地部分は、球面形状に形成されていてもよい。
【００２６】
このような構成によれば、測定対象の接地部分を球面形状に形成しているので、該測定対象を多点接触ではなく一点接触で衝突させることができる。これにより、衝突挙動解析時における挙動解析を容易とすることができる。
【００２７】
［１１］  上記の落下試験装置において、前記測定対象は、測定対象本体と、前記測定対象本体に着脱可能に設けられたウエイト部とを有していてもよい。
【００２８】
このような構成によれば、測定対象本体に着脱可能にウエイト部を設けているので、重量の異なるウエイト部を前記測定対象本体に装着することで測定対象の重量を容易に変更することができる。
【００２９】
［１２］  上記の落下試験装置において、前記ウエイト部は、前記測定対象本体の上方に位置するウエイトと、前記測定対象本体に設けられて前記ウエイトを支持するウエイト支持部とを有し、前記ガイド機構は、前記ウエイトの落下経路を規定してもよい。
【００３０】
このような構成によれば、測定対象本体の上方に位置してウエイト支持部に支持されたウエイトの落下経路をガイド機構によって規定するので、測定対象の落下時に前記ウエイト支持部が測定対象本体に対して傾斜することを好適に抑えることができる。これにより、測定対象の設計上、ウエイト支持部がある程度長くなってしまう場合であっても、落下試験を精度良く再現することができる。
【００３１】
［１３］  本発明に係る落下試験方法は、保持手段にて少なくとも１以上の関節を有する測定対象を保持する保持工程と、前記測定対象のうち前記保持手段にて保持される部位の落下経路を規定するガイド機構と前記保持手段との間に設けられた初期姿勢アダプタによって、前記保持工程で保持された前記測定対象の初期姿勢を調整する調整工程と、前記調整工程の後に行われ、前記保持手段による前記測定対象の保持状態を解除して該測定対象を前記ガイド機構の落下経路に沿って落下させる落下工程と、前記測定対象の落下中に該測定対象の前記関節を駆動することにより、該測定対象の落下中の姿勢を変える第１姿勢制御工程と、落下によって前記測定対象に加わる物理量を検出センサ部にて検出する検出工程と、を行うことを特徴とする。
【００３２】
本発明に係る落下試験方法によれば、調整工程において、初期姿勢アダプタによって、保持手段で保持された測定対象の初期姿勢を調整している。これにより、保持手段に回転駆動機構や直動機構等を設けることなく該測定対象の初期姿勢を調整することができるため、簡易な構成でコストの低廉化を図ることができ、且つ測定対象を任意の姿勢で自由落下することができる。また、調整工程の後に、前記保持手段による前記測定対象の保持状態を解除して該測定対象をガイド機構の落下経路に沿って落下させる落下工程を行っている。すなわち、測定対象の落下中に保持手段の保持状態を解除する必要はないため、該保持手段の制御が複雑になることはない。さらに、測定対象の重心が落下中に水平方向に沿って変位することを抑えることができるので、落下試験の再現性を向上することができる。さらにまた、測定対象の落下中の姿勢を変えることができるので、衝突直前における所望の挙動を測定対象に実行させることができる。
【００３３】
［１４］ 本発明に係る落下試験方法は、保持手段にて少なくとも１以上の関節を有する測定対象を保持する保持工程と、前記測定対象のうち前記保持手段にて保持される部位の落下経路を規定するガイド機構と前記保持手段との間に設けられた初期姿勢アダプタによって、前記保持工程で保持された前記測定対象の初期姿勢を調整する調整工程と、前記調整工程の後に行われ、前記保持手段による前記測定対象の保持状態を解除して該測定対象を前記ガイド機構の落下経路に沿って落下させる落下工程と、落下によって前記測定対象に加わる物理量を検出センサ部にて検出する検出工程と、を行い、前記調整工程では、角度保持手段によって、前記測定対象の初期姿勢における前記関節の曲がり角度を所定角度に保持すると共に前記測定対象の初期姿勢における前記関節の可動方向を一方向に規制することを特徴とする。
［１５］  上記の落下試験方法において、前記測定対象の落下中に該測定対象の前記関節を駆動することにより、該測定対象の落下中の姿勢を変える第１姿勢制御工程をさらに行ってもよい。このような方法によれば、測定対象の落下中の姿勢を変えることができるので、衝突直前における所望の挙動を測定対象に実行させることができる。
【００３４】
［１６］  上記の落下試験方法において、前記測定対象が衝突を感知した時に、該測定対象の前記関節を駆動することにより、該測定対象の姿勢を変える第２姿勢制御工程をさらに行ってもよい。このような方法によれば、測定対象の衝突時に関節にトルクを発生させて該関節をダンパーのように作用させることができる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、測定対象の初期姿勢を初期姿勢アダプタによって調整することができるので、簡易な構成でコストの低廉化を図ることができ、且つ測定対象を任意の姿勢で自由落下することができる。また、保持手段による前記測定対象の保持状態を解除して該測定対象をガイド機構の落下経路に沿って落下させるので、落下試験の再現性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る落下試験装置と供試体の正面図である。
【図２】前記落下試験装置と前記供試体の側面図である。
【図３】前記供試体を構成する関節カバーに取り付けられるストッパの構成を説明するための側面説明図である。
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。
【図５】前記落下試験装置を構成する初期姿勢アダプタと前記供試体のウエイト部の一部省略斜視図である。
【図６】前記落下試験装置を構成する関節角度検出部と前記供試体の関節部の一部省略分解斜視図である。
【図７】前記落下試験装置の制御部を説明するためのブロック図である。
【図８】前記落下試験装置を用いた落下試験方法の手順を示したフローチャートである。
【図９】前記落下試験装置を用いた落下試験方法の手順を示したフローチャートである。
【図１０】前記供試体を落下させた状態を示す側面図である。
【図１１】前記供試体の落下によって該供試体に加わる荷重の時間変化を示したグラフである。
【図１２】前記供試体の落下時の速度変化を示したグラフである。
【図１３】本発明の第２実施形態に係る落下試験装置と供試体の正面図である。
【図１４】図１３に示す落下試験装置と供試体の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本発明に係る落下試験装置及び落下試験方法について、好適な実施形態を例示して詳細に説明する。
【００３８】
（第１実施形態）
本実施形態に係る落下試験装置１０Ａは、測定対象としての供試体３００の自由落下試験を行うための装置である。先ず、供試体３００の基本構造について説明する。
【００３９】
図１及び図２に示すように、供試体３００は、供試体本体３０１と、供試体本体３０１の上方に位置するウエイト部３０３とを備える。供試体本体３０１は、例えば、ロボットのロボットアームを模擬したダミーアームとして構成されており、ハンド部３０２、前腕部３０４、関節部３０６、及び上腕部３０８を有する。
【００４０】
ハンド部３０２は、任意の材料で構成可能であるが、例えば、樹脂材料で構成することができる。この場合、前記樹脂材料は、実際のロボットアームのハンド部の剛性に近い剛性の樹脂材料を選定すれば、前記供試体本体３０１を前記ロボットアームに近似させることができる。
【００４１】
ハンド部３０２は、半球状に構成されている。これにより、供試体３００の落下時に、該供試体３００のハンド部３０２を後述するフォースプレート８４に対して多点接触ではなく一点接触で衝突させることができる。これにより衝突挙動解析時における挙動解析を容易とすることができる。なお、ハンド部３０２は、半球状に限定されることなく、その外周面が球面形状となるように形成されていればよい。
【００４２】
前腕部３０４は、ハンド部３０２に連結された第１アーム３１０と、第１アーム３１０の基部に図示しないボルト等によって締結された第１支持体３１２と、第１支持体３１２に連結された第２アーム３１４と補助アーム３１６とを有する。
【００４３】
第１アーム３１０は、例えば、円筒状又は円柱状に形成されている。図３から諒解されるように、第２アーム３１４の基端部は、円環状に形成されており、その円環部３１８の外周面には、該円環部３１８の径方向外側に向けて突出した突起３２０が形成されている。
【００４４】
図４に示すように、関節部３０６は、関節３２２を駆動する駆動手段としてのモータ３２４と、モータ３２４の回転駆動力を第２アーム３１４に伝達する減速機構３２６と、モータ３２４及び減速機構３２６を囲繞する関節カバー３２８とを有する。すなわち、本実施形態に係る供試体３００は、モータ３２４を駆動することにより第２アーム３１４が関節部３０６に対して回転可能となっている。
【００４５】
減速機構３２６の出力軸（回転軸）３１９は、関節カバー３２８の側壁に形成された孔３２１内に位置している。出力軸３１９の端面にはねじ孔３２５が形成されている。なお、減速機構３２６には、第２アーム３１４の円環部３１８が設けられている。
【００４６】
関節カバー３２８には、その側壁から外方（図４の右側）に突出すると共に前記孔３２１を構成する突出部３２７が形成されている。突出部３２７は、円環状に形成されており（図６参照）、その内面には、出力軸３１９を回転自在に支持する転がり軸受３２９が固着されている。
【００４７】
関節カバー３２８には、落下試験における供試体３００の初期姿勢において、関節角度（関節３２２の曲がり角度）θを所定の角度に保持するための角度保持手段としてのストッパ３３０が着脱可能に設けられている（図３参照）。
【００４８】
ストッパ３３０は、円環部３１８の周方向に沿って延在しており、その一端面が突起３２０に接触することにより第２アーム３１４の回転が制限されるようになっている。これにより、供試体３００の初期姿勢において、第２アーム３１４の回転方向（可動方向）を一方向に制限することができる。換言すれば、供試体３００の初期姿勢において、該供試体３００の自重で関節３２２が伸展する方向（関節角度θが大きくなる方向）の第２アーム３１４の動きを制限することができる。
【００４９】
このようなストッパ３３０を用いれば、供試体３００の落下時や衝突時に、関節３２２が曲がる方向（関節角度θが小さくなる方向）の第２アーム３１４の動きがストッパ３３０によって妨げられることはない。これにより、関節３２２を有する供試体３００の落下時の挙動を好適に再現することができる。また、簡易な構成で、供試体３００の関節角度θを所定の角度に保持することができる。
【００５０】
ストッパ３３０の上面角度ｒは、供試体３００の初期姿勢での関節角度θに応じて設定される。ここで、上面角度ｒとは、ストッパ３３０を関節カバー３２８に取り付けた状態で、水平線Ｌと該ストッパ３３０の一端面とのなす角度を意味する。本実施形態では、ストッパ３３０は、図示しないボルト等によって関節カバー３２８に締結可能に形成されており、前記関節角度θに対応した前記上面角度ｒを有したストッパ３３０を容易に交換可能となっている。
【００５１】
関節カバー３２８には、第１支持体３１２に設けられた補助アーム３１６が連結されている（図１及び図２参照）。補助アーム３１６は、第２アーム３１４の側方に位置している。
【００５２】
上腕部３０８は、関節カバー３２８に連結された第３アーム３３２と、第３アーム３３２の基部に連結された第２支持体３３４と、円板状に形成された状態で第２支持体３３４の両側面に固着された一対の側板３３６、３３８と、各側板３３６、３３８の略中央を貫通するようにして設けられた保持軸３４０とを有する。各側板３３６、３３８の外周面には、径方向外側に向けて突出した姿勢調整部３４２、３４４が形成されている。
【００５３】
各側板３３６、３３８と保持軸３４０との間には、軸受３４１、３４３が介在されている。すなわち、各側板３３６、３３８は、保持軸３４０に対して回転自在となっている。
【００５４】
図５に示すように、ウエイト部３０３は、供試体本体３０１に対して着脱可能に構成されており、保持軸３４０の略中央にボルト３４６によって固定された取付補強部３４８と、取付補強部３４８に設けられた状態で鉛直上方に延在するウエイト支持軸（ウエイト支持部）３５０と、ウエイト支持軸３５０に支持された円柱状のウエイト３５２とを有する。
【００５５】
ウエイト支持軸３５０は、ウエイト３５２の下面における略中央に接続している。ウエイト支持軸３５０は、ウエイト３５２から受けるモーメントを小さくするため極力短く設定されている。
【００５６】
ウエイト３５２は、任意の重量、例えば、鉄等の金属材料で構成されており、負荷するモータトルクよりも大きいトルクをかけられる重量に設定されている。なお、ウエイト３５２は、ロボットの胴体部の重量又は頭部と胴体部を合わせた重量と略同一の重量に設定されていてもよい。この場合、供試体３００の重量を前記ロボットの重量に近似させることができる。ただし、ウエイト３５２は、任意の重量に設定して構わない。
【００５７】
また、本実施形態では、前記ボルト３４６を緩めることにより、ウエイト部３０３を供試体本体３０１から取り外して交換することができるので、落下試験条件に応じた重量のウエイト３５２を有するウエイト部３０３を供試体本体３０１に容易に装着することができる。なお、例えば、ウエイト３５２とウエイト支持軸３５０とを着脱可能に形成し、ウエイト３５２のみを交換可能としてもよい。
【００５８】
次に、以上のように構成される供試体３００の落下試験を行うための落下試験装置１０Ａの構成について説明する。なお、以下の説明では、落下試験装置１０Ａの正面視（図１）において、左右対称的に設けられる機構乃至構成要素については、左のものの参照符号に「Ｌ」を付し、右のものの参照符号に「Ｒ」を付すものとする。
【００５９】
図１及び図２に示すように、落下試験装置１０Ａは、落下試験装置本体１２と、供試体３００の落下時の関節角度θを取得する関節角度検出部１４と、供試体３００の落下によって該供試体３００に加わる物理量を検出するための検出センサ部１６と、落下中の供試体３００の位置を検出するためのレーザセンサ１８と、制御部２０とを備える。
【００６０】
落下試験装置本体１２は、定盤２２と、供試体３００の落下経路を規定するガイド機構２４と、供試体３００を保持する保持部２６と、保持部２６に設けられた吊り具２８と、供試体３００の初期姿勢を調整する初期姿勢アダプタ３０とを有する。
【００６１】
ガイド機構２４は、供試体３００を幅方向から挟むように定盤２２に固定された状態で鉛直方向に延在した左右一対のガイド軸３２Ｌ、３２Ｒと、各ガイド軸３２Ｌ、３２Ｒに移動可能に設けられた左右一対の第１ガイドブッシュ３４Ｌ、３４Ｒと、各ガイド軸３２Ｌ、３２Ｒに移動可能に設けられた左右一対の第２ガイドブッシュ４０Ｌ、４０Ｒと、各第２ガイドブッシュ４０Ｌ、４０Ｒの側部から内側に突出したブッシュ軸４２Ｌ、４２Ｒとを含む。
【００６２】
各第１ガイドブッシュ３４Ｌ、３４Ｒは、円筒状に形成されており、その内径は、各ガイド軸３２Ｌ、３２Ｒとの間に所定のクリアランスＣＬが形成されるような寸法に設定されている（図５参照）。これにより、供試体３００の落下時に各第１ガイドブッシュ３４Ｌ、３４Ｒと各ガイド軸３２Ｌ、３２Ｒとの間に生じる摩擦を極力少なくすることができる。また、第１ガイドブッシュ３４Ｒの側部には、供試体３００を構成する保持軸３４０の一端が接続し、第１ガイドブッシュ３４Ｌの側部には、前記保持軸３４０の他端が接続している。
【００６３】
第２ガイドブッシュ４０Ｌ、４０Ｒは、第１ガイドブッシュ３４Ｌ、３４Ｒと同様に構成されているので、その具体的な説明を省略する。各ブッシュ軸４２Ｌ、４２Ｒは、ウエイト３５２の上面にボルト４４Ｌ、４４Ｒにて結合されている。
【００６４】
保持部２６は、ウエイト３５２の上面に着脱可能に設けられる。本実施形態では、保持部２６として電磁ホルダが用いられる。この場合、保持部２６は、通電時に磁力が発生してウエイト３５２を吸着し、前記通電を停止した時に前記磁力が消失してウエイト３５２の吸着を解除する。なお、保持部２６は、電磁ホルダに限定されることはなく、ウエイト３５２に対して着脱可能に構成されていればよい。
【００６５】
吊り具２８は、供試体３００を所定の落下高さＨ１（図２参照）の位置に吊り上げるためのものであって、保持部２６に固定されたアイボルト等の連結具４６に取り付けられている。吊り具２８としては、例えば、手動式又は電動式のチェーンブロック等を用いることができる。
【００６６】
初期姿勢アダプタ３０は、供試体３００を所定の初期姿勢に調整するためのものであって、左右一対のアダプタ本体４８Ｌ、４８Ｒと、平面視で略Ｌ字状に形成されて各アダプタ本体４８Ｌ、４８Ｒを支持する左右一対の中間金具５０Ｌ、５０Ｒと、各中間金具５０Ｌ、５０Ｒに固定された状態で第２ガイドブッシュ４０Ｌ、４０Ｒよりも上方において各ガイド軸３２Ｌ、３２Ｒに設けられた左右一対の固定ホルダ５２Ｌ、５２Ｒとを有する。
【００６７】
各アダプタ本体４８Ｌ、４８Ｒは、該アダプタ本体４８Ｌ、４８Ｒの下端部を構成する湾曲部５４と、湾曲部５４の上端から鉛直上方に延在した延在部５６とを含む。
【００６８】
湾曲部５４の下端面は、供試体本体３０１を構成する姿勢調整部３４２、３４４の上面に面接触する。そうすると、供試体本体３０１の第３アーム３３２に沿った線分と鉛直線とのなす角度（上腕傾斜角度）α（図２参照）が所定の設定角度に保持されると共に、関節角度θが所定の設定角度に保持される。すなわち、供試体３００を所定の初期姿勢に保持することができる。
【００６９】
また、湾曲部５４は、ガイド軸３２Ｌ、３２Ｒが位置する側（図２の右側）に湾曲しており、これにより、供試体３００の落下時に、ウエイト３５２とアダプタ本体４８Ｌ、４８Ｒとが干渉することを避けることができる。
【００７０】
延在部５６には、その略全長に亘って所定のピッチで複数（３つ以上）の貫通孔５８が形成されている。そして、各アダプタ本体４８Ｌ、４８Ｒは、ボルト６０Ｌ、６０Ｒを前記貫通孔５８に挿通させた状態で中間金具５０Ｌ、５０Ｒに締結することにより該中間金具５０Ｌ、５０Ｒに固定される。
【００７１】
このように、延在部５６に複数の貫通孔５８を形成することにより、湾曲部５４の下端面の高さ位置を容易に変更することができる。換言すれば、ウエイト３５２の重量（大きさ）によって、第１ガイドブッシュ３４Ｌ、３４Ｒと第２ガイドブッシュ４０Ｌ、４０Ｒの間隔が変化した場合であっても、該間隔に応じて前記ボルト６０Ｌ、６０Ｒを挿通させる貫通孔５８を変えることで湾曲部５４の下端面の高さ位置を一定にして供試体３００の初期姿勢を一定の姿勢に保持することができる。
【００７２】
各中間金具５０Ｌ、５０Ｒは、例えば、アルミニウム等の金属材料で構成されており、ボルト６１Ｌ、６１Ｒにて各固定ホルダ５２Ｌ、５２Ｒに締結されている。各固定ホルダ５２Ｌ、５２Ｒは、図示しないクランプ機構によって各ガイド軸３２Ｌ、３２Ｒの任意の高さ位置に固定可能に形成されている。
【００７３】
また、本実施形態に係る初期姿勢アダプタ３０は、アダプタ本体４８Ｌの下面が姿勢調整部３４２の上面に面接触すると共にアダプタ本体４８Ｒの下面が姿勢調整部３４４の上面に面接触した状態で、該供試体３００のうち最も下方に位置する目標接地部Ｐ１と該供試体３００のうち保持部２６にて保持される部位の上支点Ｐ２とが同一鉛直線上に位置可能なように構成されている（図２参照）。
【００７４】
ただし、供試体３００の初期姿勢は、任意に設定することができ、例えば、上腕部３０８（第３アーム３３２）の延在方向を鉛直方向に沿わせた状態、すなわち、上腕傾斜角度αを０度に設定した状態で、所定の関節角度θとなるようにしても構わない。
【００７５】
図６に示すように、関節角度検出部１４は、関節カバー３２８の突出部３２７の外周面に取り付けられる環状ホルダ６２と、供試体本体３０１の関節部３０６を構成する減速機構３２６の出力軸３１９に設けられる可動プレート（可動部材）６４と、環状ホルダ６２に設けられた固定プレート（固定部材）６６とを有する。
【００７６】
環状ホルダ６２は、一対の分割ホルダ６８、７０を複数のボルト７２によって締結することにより円環状に形成されている。これにより、環状ホルダ６２は、その内周面を前記突出部３２７の外周面に接触させた状態で前記ボルト７２を締め付けることにより、該突出部３２７に固定することができる。
【００７７】
可動プレート６４の一方の面には、減速機構３２６の出力軸３１９のねじ孔３２５に螺合するねじ部７４が設けられており、可動プレート６４の他方の面には複数の画像解析用マーク７６が設けられている。ねじ部７４は、可動プレート６４の長手方向略中央に位置しており、該ねじ部７４の回転軸線Ａｘが可動プレート６４の側面に接している。
【００７８】
固定プレート６６は、分割ホルダ７０の他方の面に一体的に設けられており、固定プレート６６の他方の面には複数の画像解析用マーク８０が設けられている。
【００７９】
可動プレート６４と固定プレート６６とは、供試体３００の初期姿勢において、互いの側面同士が接触するように配設されている（図２参照）。そして、この状態で、ねじ部７４の回転軸線Ａｘが該可動プレート６４と固定プレート６６との接触面上に位置している。
【００８０】
また、関節角度検出部１４は、供試体３００の落下時において、可動プレート６４の画像解析用マーク７６と固定プレート６６の画像解析用マーク８０とを撮影可能なカメラユニット８２を有している（図１参照）。
【００８１】
このように構成される関節角度検出部１４では、減速機構３２６の出力軸３１９に可動プレート６４を設けているので、関節角度θの変化に連動して可動プレート６４が出力軸３１９と共に回転することとなる。すなわち、可動プレート６４（出力軸３１９）は、減速機構３２６の減速比分に応じた比で回転することとなる。そうすると、環状ホルダ６２を介して関節カバー３２８に固定された固定プレート６６と前記可動プレート６４とのなす角度（プレート角度）β（図１０参照）がモータ３２４の回転角に対応する。すなわち、本実施形態では、前記プレート角度βを検出することにより、供試体３００の関節角度θを知ることができるため、落下時の関節３２２の挙動を計測することができる。
【００８２】
このような関節角度θを知る方法としては、モータ３２４にエンコーダ等の回転角度検出センサを設ける方法もあるが、この場合、該回転角度検出センサのケーブルが供試体３００の落下の妨げになったり、該回転角度検出センサを制御するための制御部材の設置スペースが必要になったりしてしまう。一方、本実施形態のように、プレート角度βを利用する方法では、このような問題を解消することができる。
【００８３】
また、本実施形態では、可動プレート６４の画像解析用マーク７６と固定プレート６６の画像解析用マーク８０とをカメラユニット８２にて撮影するため、プレート角度βを容易に検出することができる。これにより、落下時における供試体３００の関節３２２の挙動を精度良く計測することができる。
【００８４】
図１から諒解されるように、検出センサ部１６は、定盤２２に配設されて前記供試体３００の衝突力を測定するフォースプレート８４と、第１アーム３１０に設けられた複数の歪みゲージ８６と、複数の加速度センサ８８と、供試体３００のハンド部３０２とフォースプレート８４との距離を取得するための距離センサ９０と、落下中の供試体３００の鉛直線に対する傾斜角度（上腕傾斜角度α）の変化量を取得する角度センサ９２とを有してもよい。
【００８５】
複数の歪みゲージ８６は、第１アーム３１０の周方向に沿って等間隔離間して配設されている。すなわち、これら歪みゲージ８６は、軸対象に配設されている。これにより、前記歪みゲージ８６によって、初期姿勢の乱れによる供試体３００の曲げを感知することができる。なお、複数の加速度センサ８８、距離センサ９０、及び角度センサ９２は、供試体３００に設けられている。検出センサ部１６の検出信号は制御部２０に送られる。
【００８６】
レーザセンサ１８は、フォースプレート８４を挟むようにして定盤２２に固定された一対の設置台９４、９６、設置台９４に設けられて検出用のレーザ光ＬＢを発振するレーザ発振部９８と、設置台９６に設けられて前記レーザ発振部９８から発振されたレーザ光ＬＢを受信するレーザ受信部１００とを有する。
【００８７】
レーザ発振部９８とレーザ受信部１００は、レーザ光ＬＢがフォースプレート８４の衝突面から所定の高さＨ２（Ｈ２＜Ｈ１）に位置するように各設置台９４、９６に位置決めされている。レーザ受信部１００の受信信号は制御部２０に送られる。
【００８８】
図７に示すように、制御部２０は、モータ制御部１０１、検出センサ制御部１０２、データ記録部１０４、及びカメラユニット制御部１０６を有している。
【００８９】
モータ制御部１０１は、関節部３０６を構成するモータ３２４を制御する。検出センサ制御部１０２は、レーザ受信部１００の出力信号に基づいて検出センサ部１６の計測を開始し、その計測を終了させる。データ記録部１０４は、検出センサ部１６からの出力信号を記録する。カメラユニット制御部１０６は、カメラユニット８２を制御して可動プレート６４の画像解析用マーク７６と固定プレート６６の画像解析用マーク８０を撮影する。
【００９０】
次に、以上のように構成された落下試験装置１０Ａを用いた供試体３００の落下試験の手順について説明する。
【００９１】
先ず、各第１ガイドブッシュ３４Ｌ、３４Ｒと各第２ガイドブッシュ４０Ｌ、４０Ｒをガイド軸３２Ｌ、３２Ｒの各々に通した状態で、落下試験条件の設定関節角度θ０に応じた上面角度ｒを有したストッパ３３０を関節カバー３２８に取り付ける（図８のステップＳ１）。
【００９２】
次いで、初期姿勢アダプタ３０を組み立てる（ステップＳ２）。具体的には、各固定ホルダ５２Ｌ、５２Ｒをガイド軸３２Ｌ、３２Ｒの各々に通した状態で、各中間金具５０Ｌ、５０Ｒを各固定ホルダ５２Ｌ、５２Ｒにボルト６１Ｌ、６１Ｒで締結し、各アダプタ本体４８Ｌ、４８Ｒをボルト６０Ｌ、６０Ｒで各中間金具５０Ｌ、５０Ｒに締結する。
【００９３】
続いて、左右の固定ホルダ５２Ｌ、５２Ｒの高さをハイトゲージ等の測定器を用いて必要な落下高さに位置決めした状態で該各固定ホルダ５２Ｌ、５２Ｒを図示しないクランプ機構によってガイド軸３２Ｌ、３２Ｒの各々に固定する（ステップＳ３）。
【００９４】
その後、左右のアダプタ本体４８Ｌ、４８Ｒの高さが一致していることを水準器等にて確認し（ステップＳ４）、保持部２６を供試体３００に取り付ける（ステップＳ５）。具体的には、保持部２６をウエイト３５２と同軸になるように該ウエイト３５２の上面に接触させた状態で該保持部２６に通電して磁力を発生させることにより、該ウエイト３５２を保持部２６に吸着させる。
【００９５】
次いで、吊り具２８で供試体３００を引き上げる（ステップＳ６）。すなわち、第２ガイドブッシュ４０Ｌ、４０Ｒが固定ホルダ５２Ｌ、５２Ｒに近づいてきたら、引き上げ速度を遅くし各第２ガイドブッシュ４０Ｌ、４０Ｒの上面が各固定ホルダ５２Ｌ、５２Ｒの下面に接触するまで引き上げる。そうすると、各第２ガイドブッシュ４０Ｌ、４０Ｒの上面が各固定ホルダ５２Ｌ、５２Ｒの下面に接触した状態で、各姿勢調整部３４２、３４４の上面が各アダプタ本体４８Ｌ、４８Ｒの下面に面接触して供試体３００が所定の初期姿勢に保持される（ステップＳ７）。
【００９６】
初期姿勢では、上腕傾斜角度αが所定の設定上腕傾斜角度α０に保持されると共に、関節角度θが所定の設定関節角度θ０に保持された状態で、供試体３００の落下高さＨ１が所定の設定落下高さＨ０となる。また、このとき、供試体３００の目標接地点Ｐ１と上支点Ｐ２とが同一鉛直線上に位置し、関節角度検出部１４を構成する可動プレート６４と固定プレート６６の両側面が接触した状態となっている。
【００９７】
続いて、レーザ墨出し器、距離計、水準器等を用いて供試体３００の落下高さＨ１が設定落下高さＨ０となっているか、及び供試体３００の幅方向の傾きが無いか等を確認する（ステップＳ８）。このとき、検出センサ部１６、レーザセンサ１８、及びカメラユニット８２の電源が入力状態になっているか、レーザ発振部９８とレーザ受信部１００が所定の高さＨ２の位置に設けられているかについても確認する。また、モータ制御部１０１は、モータ３２４を制御して実際のロボットアームに作用しているモータのトルクと同等のトルクを供試体３００に作用させる。
【００９８】
その後、保持部２６によるウエイト３５２の保持状態を解除することにより供試体３００の自然落下を開始する（図９のステップＳ９）。具体的には、保持部２６への通電を停止して該保持部２６の磁力を消失させることにより該ウエイト３５２を保持部２６から脱離させる。
【００９９】
供試体３００の自然落下が開始されると、制御部２０は、供試体３００の第１緩衝姿勢制御を行う（ステップＳ１０）。すなわち、制御部２０は、距離センサ９０の出力信号と角度センサ９２の出力信号とに基づいて落下中の供試体３００の姿勢（落下姿勢）を算出する。そして、モータ制御部１０１は、算出された落下姿勢に基づいてモータ３２４を駆動して、該供試体３００を第１緩衝姿勢にする。ここで、第１緩衝姿勢とは、供試体３００の落下衝撃を緩衝することができる姿勢のことをいう。換言すれば、第１緩衝姿勢とは、供試体３００を構成する前腕部３０４のストロークにより落下衝撃を緩衝することができる姿勢のことをいう。
【０１００】
また、供試体３００が自然落下してレーザ発振部９８から発振するレーザ光ＬＢの位置を通過した時に、検出センサ制御部１０２が検出センサ部１６による計測を開始すると共に、カメラユニット制御部１０６がカメラユニット８２を制御して撮影を開始する（ステップＳ１１）。このとき、データ記録部１０４は、検出センサ部１６にて計測された計測値を記録する。
【０１０１】
次いで、供試体３００を構成するハンド部３０２の目標接地点Ｐ１がフォースプレート８４に衝突する（ステップＳ１２）。ここで、前記目標接地点Ｐ１は、上述した第１緩衝姿勢制御を行うか否かにかかわらずフォースプレート８４に衝突する。
【０１０２】
供試体３００のフォースプレート８４への衝突時において、制御部２０は、供試体３００の第２緩衝姿勢制御を行う（ステップＳ１３）。すなわち、制御部２０は、供試体３００に設けられた検出センサ部（例えば、加速度センサ８８）１６の出力信号から衝突を検知すると共に、衝突時の供試体３００の姿勢（衝突姿勢）を算出する。そして、モータ制御部１０１は、算出された衝突姿勢に基づいてモータ３２４を駆動して、該供試体３００を第２緩衝姿勢にする。この場合、モータ３２４にトルクを発生させることができるので、関節３２２をダンパーのように作用させることができる。
【０１０３】
その後、検出センサ制御部１０２は検出センサ部１６の計測を終了すると共に、カメラユニット制御部１０６はカメラユニット８２を制御して撮影を停止する（ステップＳ１４）。
【０１０４】
これにより、供試体３００の落下によって該供試体３００に加わる物理量（衝撃荷重、加速度等）が計測されると共に、落下時における該供試体３００の関節３２２の挙動が計測される。計測終了後、落下条件及び検出センサ部１６による検出結果等の項目を試験毎に記録する計測結果の記録を行う（ステップＳ１５）。
【０１０５】
続いて、所望の緩衝効果が得られたか否かを判断する（ステップＳ１６）。具体的には、例えば、検出センサ部１６にて検出された加速度又は荷重を入力荷重として、解析を行い供試体３００の各部品が破壊応力に達していなければ、所望の緩衝効果を得られたと判断し、破壊応力を超えて実際に破壊が生じた場合には所望の衝突効果が得られなかったと判断する。なお、この判断は、例えば、制御部２０によって行うことも可能である。
【０１０６】
所望の衝突効果が得られなかった場合（ステップＳ１６：ＮＯ）には、今回の試験結果をフィードバックして第１緩衝姿勢制御及び第２緩衝姿勢制御の最適化を行った（ステップＳ１７）上で、再度同一の落下試験を行う。この場合、破壊された部品を交換した後、上述したステップＳ６以降の手順を行う。
【０１０７】
なお、所望の緩衝効果が得られたと判断した場合（ステップＳ１６：ＹＥＳ）の場合であっても、落下試験の再現性を確認するために、例えば、ステップＳ１７の手順を行わずにステップＳ６以降の手順を行ってもよい。
【０１０８】
ここで、今回の落下試験において初期姿勢アダプタ３０をガイド軸３２Ｌ、３２Ｒに既に位置決め固定しているので、吊り具２８にて供試体３００を引き上げるだけで該供試体３００が所定の初期姿勢に正確に保持される。すなわち、２回目以降の同一条件での落下試験では、ステップＳ１〜ステップＳ５までの手順を省略することができる。これにより、落下試験の工数を低減することができる。
【０１０９】
一方、所望の緩衝効果を得られ（ステップＳ１６：ＹＥＳ）、関節角度θ等の条件を変えて落下試験を再度行う場合（ステップＳ１８：ＹＥＳ）には、関節カバー３２８に取り付けられているストッパ３３０を変更後の関節角度θに対応した上面角度ｒを有する別のストッパ３３０に交換した（ステップＳ１９）後、ステップＳ６の以降の手順を行う。これにより、関節角度θ等の条件を容易に変更することができる。
【０１１０】
落下試験を再度行わない場合（ステップＳ１８：ＮＯ）には、本実施形態に係る落下試験の手順が終了する（ステップＳ２０）。
【０１１１】
本実施形態によれば、供試体３００の初期姿勢を初期姿勢アダプタ３０によって調整することができる。これにより、保持部２６に回転駆動機構や直動機構等を設けることなく供試体３００の初期姿勢を調整することができるため、簡易な構成でコストの低廉化を図ることができ、且つ供試体３００を任意の姿勢で自由落下させることができる。
【０１１２】
また、保持部２６は、供試体３００の落下開始時に供試体３００の保持状態を解除するため、落下試験装置１０Ａの制御が複雑になることもない。さらに、ガイド機構２４によって供試体３００の上腕部３０８とウエイト部３０３の落下経路が規定されるため、供試体３００の重心が落下中に水平方向に沿って変位することを抑えることができる。すなわち、水平方向への意図しない挙動変化が出ないように落下軌道を規制した状態で落下試験を行うことができる。これにより、落下試験の再現性を向上させることができる。
【０１１３】
本実施形態では、関節カバー３２８に設けたストッパ３３０の一端面を第２アーム３１４の突起３２０に接触させることにより、供試体３００の初期姿勢における関節角度θを所定角度にすることができるので、関節角度θを保持する機構を簡易な構成にすることができると共に、関節３２２を有する供試体３００の落下試験の再現性を向上させることができる。
【０１１４】
本実施形態では、供試体３００の目標接地点Ｐ１と上支点Ｐ２とが同一鉛直線上に位置するように供試体３００の初期姿勢を初期姿勢アダプタ３０で調整しているので、該供試体３００を落下させた際に目標接地点Ｐ１をフォースプレート８４に確実に衝突させることができる。なお、前記目標接地点Ｐ１は上述した第１緩衝姿勢制御を行うか否かにかかわらずフォースプレート８４に衝突する。
【０１１５】
本実施形態によれば、モータ制御部１０１にてモータ３２４を駆動させて関節３２２に所定のトルクを作用させた状態で落下試験を行っているので、供試体３００の落下時の動きを実際のロボットアームの動きに近似させることができる。
【０１１６】
また、本実施形態では、モータ制御部１０１によりモータ３２４を駆動させて供試体３００の落下中の姿勢を変えることができるので、衝突直前における所望の挙動を該供試体３００に実行させる、すなわち所望の関節３２２の状態で落下試験を行うことができる。
【０１１７】
さらに、供試体３００の衝突時においても、モータ制御部１０１によりモータ３２４を駆動させて供試体３００の衝突姿勢を変えることができるので、該供試体３００の関節３２２にトルクを発生させて該関節３２２をダンパーのように作用させることができる。
【０１１８】
本実施形態では、各ガイド軸３２Ｌ、３２Ｒに設けられた第２ガイドブッシュ４０Ｌ、４０Ｒがブッシュ軸４２Ｌ、４２Ｒを介してウエイト３５２の上面に固定されているので、供試体３００の落下時にウエイト３５２のモーメントによってウエイト支持軸３５０が供試体本体３０１に対して傾斜することを好適に抑えることができる。
【０１１９】
すなわち、供試体３００を第１ガイドブッシュ３４Ｌ、３４Ｒと第２ガイドブッシュ４０Ｌ、４０Ｒの４点支持としているため、前記第２ガイドブッシュ４０Ｌ、４０Ｒとブッシュ軸４２Ｌ、４２Ｒを設けない形態と比較して、第１ガイドブッシュ３４Ｌ、３４Ｒとガイド軸３２Ｌ、３２Ｒとに生じる摩擦力（相互反力）を小さくすることができる。これにより、供試体３００の設計上、ウエイト支持軸３５０がある程度長くなってしまう場合であっても、供試体３００を自由落下に近い状態で落下させて、落下試験を精度良く再現することができる。
【０１２０】
次に、上述した落下試験の手順に従って、供試体３００の落下試験を同一条件で３回行ったときの検出センサ部１６の計測結果について図１１及び図１２を参照しながら説明する。図１１は、供試体３００の落下によって該供試体３００に加わる荷重の時間変化を示したグラフであり、図１２は、供試体３００の落下時の速度変化を示したグラフである。
【０１２１】
図１１及び図１２から諒解されるように、本実施形態に係る落下試験装置１０Ａを用いた供試体３００の落下試験では、３回の落下試験において略同一の計測結果が得られた。このことから、本実施形態に係る落下試験装置１０Ａによれば、関節３２２を有する供試体３００の落下試験の再現性が向上したことが証明された。
【０１２２】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る落下試験装置１０Ｂについて図１３及び図１４を参照しながら説明する。なお、第２実施形態に係る落下試験装置１０Ｂにおいて、第１実施形態に係る落下試験装置１０Ａと同一又は同様な機能及び効果を奏する要素には同一の参照符号を付し、詳細な説明を省略する。
【０１２３】
図１３及び図１４に示すように、本実施形態に係る落下試験装置１０Ｂは、初期姿勢アダプタ１２０の構成が上述した初期姿勢アダプタ３０の構成と異なる。なお、本実施形態に係る供試体４００は、ウエイト部３０３及び保持軸３４０を有しておらず、第１ガイドブッシュ３４Ｌの側部にブッシュ軸３６Ｌが接続されると共に、第１ガイドブッシュ３４Ｒの側部にブッシュ軸３６Ｒが接続されている。ブッシュ軸３６Ｌの一端部は軸受３４１に装着されており、ブッシュ軸３６Ｒの他端部は軸受３４３に装着されている。ただし、供試体４００は、側板３３６、３３８の略中央を貫通するようにして設けられた前記保持軸３４０を有していても構わない。
【０１２４】
なお、電磁ホルダと吸着させる部位にはスチールプレート等の吸着可能な部材を介在させることが好ましい。
【０１２５】
初期姿勢アダプタ１２０を構成する各アダプタ本体１２２Ｌ、１２２Ｒは、その全長が短く設定されると共に、各側板３３６、３３８の外周面に沿って湾曲して形成されている（図１４参照）。前記各アダプタ本体１２２Ｌ、１２２Ｒは、図示しない一対の貫通孔にボルト６０Ｌ、６０Ｒを挿通させた状態で各中間金具５０Ｌ、５０Ｒに固定することにより、該アダプタ本体１２２Ｌ、１２２Ｒが中間金具５０Ｌ、５０Ｒに固定される。
【０１２６】
本実施形態では、第２支持体３３４に保持部２６を取り付けた（吸着させた）状態で吊り具２８にて供試体４００を引き上げると、第１ガイドブッシュ３４Ｌ、３４Ｒの上面が固定ホルダ５２Ｌ、５２Ｒの下面に接触した状態で、アダプタ本体４８Ｌ、４８Ｒの下面が姿勢調整部３４２、３４４の上面に面接触して供試体４００が所定の初期姿勢に保持される。そのため、上述した落下試験装置１０Ａと同様の効果を奏する。
【０１２７】
また、本実施形態によれば、各アダプタ本体１２２Ｌ、１２２Ｒの全長を短くしているので、初期姿勢アダプタ１２０が大型化することを好適に抑えることができる。さらに、各アダプタ本体１２２Ｌ、１２２Ｒが側板３３６、３３８の外周面に沿って湾曲しているので、該アダプタ本体１２２Ｌ、１２２Ｒと供試体４００とが干渉することを防止することができる。
【０１２８】
本発明は、上述した実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることは当然可能である。
【０１２９】
例えば、供試体は、関節を有していなくてもよい。この場合であっても、本発明に係る落下試験装置及び落下試験方法によれば、該供試体を任意の姿勢で自由落下させることができる。
【符号の説明】
【０１３０】
１０Ａ、１０Ｂ…落下試験装置          １６…検出センサ部
１８…レーザセンサ                    ２０…制御部
２４…ガイド機構                      ２６…保持部
２８…吊り具                          ３０、１２０…初期姿勢アダプタ
３２Ｌ、３２Ｒ…ガイド軸              ３４Ｌ、３４Ｒ…第１ガイドブッシュ
４０Ｌ、４０Ｒ…第２ガイドブッシュ
４８Ｌ、４８Ｒ、１２２Ｌ、１２２Ｒ…アダプタ本体
５０Ｌ、５０Ｒ…中間金具              ５２Ｌ、５２Ｒ…固定ホルダ
６４…可動プレート（可動部材）        ６６…固定プレート（固定部材）
７６、８０…画像解析用マーク          ８２…カメラユニット（撮影手段）
８４…フォースプレート                ８６…歪みゲージ
８８…加速度センサ                    ９０…距離センサ
９２…角度センサ                      ３００、４００…供試体（測定対象）
３０１…供試体本体（測定対象本体）    ３０３…ウエイト部
３２０…突起                          ３２２…関節
３２４…モータ                        ３３０…ストッパ
３４２、３４４…姿勢調整部            ３５０…ウエイト支持軸
３５２…ウエイト                      θ…関節角度
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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