(57)【要約】  人共存型として、安全面においてより信頼性を高めることのできる作業ロボット（１）およびロボットシステムを提供する。作業ロボット（１）は、軸周りに回転自在に連結された複数のリンク体と、リンク体を駆動するモータと、所定エリア内における人を含む移動体（６）の検知結果に基づいてモータの巻線の使用状態を切り替える制御部（５）とを備える。制御部（５）は、移動体（６）が不在の場合、モータの巻線の使用状態を切り替えて、モータの回転数またはトルクが相対的に大きな第１のモードでリンク体を駆動し、移動体（６）が存在する場合、モータの巻線の使用状態を切り替えて、モータの回転数またはトルクが相対的に小さな第２のモードでリンク体を駆動する。
2013140514.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸周りに回転自在に連結された複数のリンク体と、  前記リンク体を駆動するモータと、  所定エリア内における人を含む移動体の検知結果に基づいて前記モータの巻線の使用状態を切り替える制御部と  を備えることを特徴とする作業ロボット。
【請求項２】
前記制御部は、  前記移動体が不在の場合、前記モータの巻線の使用状態を切り替えて、当該モータの回転数またはトルクが相対的に大きな第１のモードで前記リンク体を駆動し、  前記移動体が存在する場合、前記モータの巻線の使用状態を切り替えて、当該モータの回転数またはトルクが相対的に小さな第２のモードで前記リンク体を駆動すること  を特徴とする請求項１に記載の作業ロボット。
【請求項３】
前記制御部は、  前記巻線の使用状態の切り替えを、前記巻線の結線方式を切り替えることによって行うこと  を特徴とする請求項１または２に記載の作業ロボット。
【請求項４】
前記制御部は、  前記巻線の使用状態の切り替えを、使用する巻線の巻数を切り替えることによって行うこと  を特徴とする請求項１または２に記載の作業ロボット。
【請求項５】
前記制御部は、  前記第１のモードにおいては前記使用する巻線の巻数を最大に設定し、  前記第２のモードにおいては、前記使用する巻線の巻数を複数段に切り替えて設定することが可能であること  を特徴とする請求項４に記載の作業ロボット。
【請求項６】
前記所定エリア内における人を含む移動体を検知し、検知結果を前記制御部に出力する移動体検出部を備えること  を特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の作業ロボット。
【請求項７】
所定エリア内に配置される請求項１〜５のいずれか１つに記載の作業ロボットと、  前記作業ロボットと独立して配置され、前記所定エリア内における人を含む移動体を検知し、検知結果を前記制御部に出力する移動体検出部と  を備えることを特徴とするロボットシステム。
【請求項８】
軸周りに回転自在に連結された複数のリンク体と、  前記リンク体を駆動するモータと、を有し、  前記モータは、  通電により駆動力を発生させる複数種類の通電回路と、  前記複数種類の通電回路の通電状態を切り替える切替装置と  を有することを特徴とする作業ロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  開示の実施形態は、作業ロボットおよびロボットシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】  従来、人共存型のロボットとして、軸周りに回転自在に連結された複数のリンク体を備え、かつ人間と共に作業する作業ロボットが知られている。このようなアームを備える作業ロボットには、人間を含む他物体とアームとの干渉回避や、仮に接触したとしても相手にダメージを与えないことが求められる。【０００３】  そこで、アームなどが接触しても人に対してダメージを与えることなく、人と共存できるようにアームの動作制御を行う制御部を備えたロボットが提案された。これは、制御部のソフトウェアによるアーム動作制御によって、人間との最適な接触動作を行わせている（たとえば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−３０２４９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  しかしながら、人共存型の作業ロボットとしては、上記特許文献１に開示されているようなソフトウェアのみに頼った動作制御よりも、より信頼性を高めることのできる動作制御の実現が望ましい。また、作業ロボットには、より効率良く作業を行うことが望まれている。【０００６】  実施形態の一態様は、上記に鑑みてなされたものであって、人共存型として、安全面においてより信頼性を高めることのできる作業ロボットおよびロボット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】
【０００７】  実施形態の一態様に係る作業ロボットは、軸周りに回転自在に連結された複数のリンク体と、前記リンク体を駆動するモータと、所定エリア内における人を含む移動体の検知結果に基づいて前記モータの巻線の使用状態を切り替える制御部とを備える。
【発明の効果】
【０００８】  実施形態の一態様によれば、安全面においてより信頼性の高い、人共存型の作業ロボットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、実施形態に係るロボットシステムが設備された作業エリアを示す説明図である。
【図２Ａ】図２Ａは、実施形態に係るロボットシステムにおける作業ロボットのアームの旋回領域を示す説明図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、制御部とロボットとを示す説明図である。
【図３Ａ】図３Ａは、第１の実施形態に係る作業ロボットの駆動源となるモータの巻線を示す説明図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、同巻線の使用状態を示す説明図である。
【図３Ｃ】図３Ｃは、同巻線の使用状態を示す説明図である。
【図４Ａ】図４Ａは、第２の実施形態に係る作業ロボットの駆動源となるモータの巻線を示す説明図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、同巻線の使用状態を示す説明図である。
【図４Ｃ】図４Ｃは、同巻線の使用状態を示す説明図である。
【図５】図５は、同モータの巻線の第１変形例を示す説明図である。
【図６】図６は、同モータの巻線の第２変形例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】  以下、添付図面を参照して、本願の開示する作業ロボットおよびロボットシステムの実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１１】  （第１の実施形態）  図１は、第１の実施形態に係る作業ロボット１を有するロボットシステム１０が設備された作業エリア１００を示す説明図である。また、図２Ａは、同ロボットシステム１０における作業ロボット１のアーム部４の旋回領域を示す説明図、図２Ｂは、制御部とロボットとを示す説明図である。
【００１２】  なお、本実施形態に係る作業ロボット１は、例えば、自動車製造ラインなどで用いることができるが、ロボットの用途や作業内容は特に限定されるものではなく、様々な用途および作業に用いることができる。
【００１３】  本実施形態に係るロボットシステム１０は、図１に示すように、所定エリアとしての作業エリア１００における所定位置に作業ロボット１を設置することにより設備される。なお、作業ロボット１の設置位置は、作業に応じて適宜設定することができるが、ここでは作業エリア１００の略中央位置としている。また、作業エリア１００は、例えば、自動車製造ラインにおいて作業ブース（不図示）として区画される。
【００１４】  また、ロボットシステム１０は、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、作業ロボット１の動作を制御する制御部５を備えている。この制御部５には、予め作業ロボット１への制御指令の内容が記憶されており、かかる記憶内容に基づいて、作業ロボット１のモータＭが制御されることになる。なお、制御部５については後に詳述する。
【００１５】  作業ロボット１は、フロア２００上に設置された基台２と、この基台２上に旋回自在に設けられた胴体部３と、この胴体部３に取付けられたアーム部４とを備える。
【００１６】  すなわち、アーム部４は、それぞれ軸を介して順次連結される第１アーム４１と、第２アーム４２と、第１リスト部４３１、第２リスト部４３２および第３リスト部４３３からなるリスト部４３とを備えている。そして、第３リスト部４３３の先端に、作業ロボット１に与えられた作業内容に適したエンドエフェクタ（不図示）が取り付けられる。かかる作業ロボット１のアーム部４を最大に伸長させた状態での最大旋回軌跡９００を、図２Ａに示す。
【００１７】  このように、本実施形態に係る作業ロボット１は、胴体部３、第１アーム４１、第２アーム４２、およびリスト部４３を可動部位とする多関節ロボットで構成されている。
【００１８】  可動部位の１つを構成する胴体部３は、フロア２００に固定状態に設置された略円筒状の基台２に対し、第１関節部２１を介して回転可能に連結されている。第１関節部２１は、基台２の略中央に設けられており、垂直方向（Ｚ方向）に延在する第１軸１１を備えている。
【００１９】  そして、この第１軸１１を、第１のモータＭ１と第１の減速機とを備える第１の伝動機構（図示せず）に連動連結している。こうして、胴体部３は、フロア２００に固定された基台２に対して、第１の伝動機構により、第１軸１１周りに水平方向に回転することになる（矢印３００を参照）。なお、以下では、水平方向の回転を旋回と表現する場合がある。
【００２０】  また、胴体部３の一側部分には第２関節部２２が設けられており、この第２関節部２２を介して第１アーム４１が回転可能に連結されている。
【００２１】  第２関節部２２は、第１軸１１と直交方向、すなわち、図面上の前後水平方向（Ｙ方向）に延在する第２軸１２を備えている。そして、この第２軸１２は、第２のモータＭ２と第２の減速機とを備える第２の伝動機構（図示せず）に連動連結している。こうして、第１アーム４１は、第２の伝動機構により、第２軸１２周りに回転、つまり、上下方向に揺動する（矢印４００を参照）。
【００２２】  なお、第１アーム４１は、第１軸１１に偏心した位置に連結されているため、この第１アーム４１を含み、これにそれぞれ軸を介して順次連結される第２アーム４２、およびリスト部４３についても第１軸１１を中心に旋回することになる。
【００２３】  可動部位の中で最も長尺な第１アーム４１の先端側には第３関節部２３が設けられており、この第３関節部２３を介して略Ｌ字状の第２アーム４２が連結されている。
【００２４】  第３関節部２３は、第２軸１２と平行方向、すなわち、第１軸１１と直交する第２軸１２と同方向に延在する第３軸１３を備えている。そして、この第３軸１３は、第３のモータＭ３と第３の減速機とを備える第３の伝動機構（図示せず）に連動連結している。こうして、第２アーム４２は、第３の伝動機構により、第３軸１３周りに回転、つまり、上下方向に揺動する（矢印５００を参照）。
【００２５】  また、第２アーム４２の先端側には第４関節部２４が設けられており、この第４関節部２４を介して、第１リスト部４３１が連結されている。
【００２６】  なお、リスト部４３は、第４関節部２４に連結する円筒状の第１リスト部４３１と、この第１リスト部４３１に連結する第２リスト部４３２と、エンドエフェクタを設けた第３リスト部４３３とから構成される。
【００２７】  第１リスト部４３１を連動連結する第４関節部２４は、第３軸１３と直行する方向、すなわち、図面上の左右水平方向（Ｘ方向）に延在する第４軸１４を備えている。そして、この第４軸１４は、第４のモータＭ４と第４の減速機とを備える第４の伝動機構（図示せず）に連動連結している。こうして、第４軸１４と同軸方向に連動連結された第１リスト部４３１は、第４の伝動機構により、第４軸１４周りに回転、つまり、第４軸１４周りに自転する（矢印６００を参照）。
【００２８】  第１リスト部４３１の先端側には、第５関節部２５が設けられており、この第５関節部２５を介して、第２リスト部４３２が同軸方向に連結されている。
【００２９】  第５関節部２５は、第４軸１４と同軸方向、すなわち、図面上の左右水平方向（Ｘ方向）に延在する第５軸１５を備えている。そして、この第５軸１５は、第５のモータＭ５と第５の減速機とを備える第５の伝動機構（図示せず）に連動連結している。したがって、第５軸１５と同軸方向に連動連結された第２リスト部４３２は、第５の伝動機構により、第５軸１５周りに回転、つまり、第５軸１５周りに自転する（矢印７００を参照）。
【００３０】  第２リスト部４３２の先端側には、第６関節部２６が設けられており、この第６関節部２６を介して、第３リスト部４３３が連結されている。
【００３１】  第６関節部２６は、第５軸１５と直行する方向、すなわち、図面上の前後水平方向（Ｙ方向）に延在する第６軸１６を備えている。そして、この第６軸１６は、第６のモータＭ６と第６の減速機とを備える第６の伝動機構（図示せず）に連動連結している。したがって、第３リスト部４３３は、第６の伝動機構により、第６軸１６周りに回転、つまり、上下方向に揺動する（矢印８００を参照）。
【００３２】  上述してきたように、本実施形態に係る作業ロボット１は、所定の設置面であるフロア２００に設けられる基台２に対して第１軸１１周りに回転可能に設けられた胴体部３と、この胴体部３に対して回転可能に設けられたアーム部４とを備えている。
【００３３】  アーム部４は、胴体部３に対して第２軸１２周りに回転可能に設けられた第１アーム４１と、この第１アーム４１に対して第３軸１３周りに回転可能に設けられた第２アーム４２と、第２アーム４２に対して回転可能に設けられたリスト部４３とを備えている。
【００３４】  また、リスト部４３は、第１リスト部４３１と第２リスト部４３２と第３リスト部４３３とを備える。第１リスト部４３１は、第２アーム４２に対して第４軸１４周りに回転可能に設けられている。第２リスト部４３２は、第１リスト部４３１に対して第５軸１５周りに回転可能に設けられている。また、第３リスト部４３３は、第２リスト部４３２に対して第６軸１６周りに回転可能に設けられるとともに、先端には所定のエンドエフェクタが取り付けられている。
【００３５】  そして、これらの胴体部３、第１アーム４１、第２アーム４２、第１リスト部４３１、第２リスト部４３２、および第３リスト部４３３は、軸周りに回転自在に連結された複数のリンク体であり、作業ロボット１の可動部位を構成することになる。
【００３６】  すなわち、本実施形態に係る作業ロボット１は、軸周りに回転自在に連結された複数のリンク体（胴体部３、第１アーム４１、第２アーム４２、第１リスト部４３１、第２リスト部４３２、および第３リスト部４３３）と、図２Ａに示すように、リンク体を駆動するモータＭ（第１のモータＭ１、第２のモータＭ２、第３のモータＭ３、第４のモータＭ４、第５のモータＭ５、および第６のモータＭ６）を備えている。さらに、作業ロボット１は、図２Ａに示すように、各モータＭが有する複数種類の通電回路の通電状態を切り替える切替装置としてのコンタクタ８を備えた構成となっている。
【００３７】  ロボットシステム１０が備える制御部５は、図２Ａおよび図２Ｂに示すように、作業ロボット１と接続しており、図示しないＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ、さらにはハードディスクなどの記憶部を備えている。そして、制御部５は、ＣＰＵが記憶部に格納されたプログラムを読み出し、プログラムに従ってリンク体である胴体部３、第１アーム４１、第２アーム４２、第１リスト部４３１、第２リスト部４３２、および第３リスト部４３３を駆動する。
【００３８】  また、制御部５は、図示するように、作業ロボット１とは独立して作業エリア１００内に配置され、作業エリア１００内における人を含む移動体６を検知する近接センサなどからなる移動体検出部７に対しても電気的に接続している。なお、本実施形態における移動体検出部７は、作業エリア１００内に配置されていることとしたが、作業エリア１００内における移動体６を検知することができるのであれば、作業エリア１００外に配置されていてもよい。
【００３９】  そして、制御部５は、移動体検出部７による検知結果を受信し、受信した検知結果に基づいて、例えば、アーム部４を駆動するモータＭのトルクを落としたり、あるいはアーム部４の旋回動作のスピードを落としたりするのである。
【００４０】  すなわち、移動体検出部７からの検知結果を示す情報が制御部５へ送信されて記憶部に記憶されると、ＣＰＵは、記憶された情報に基づき、各モータＭへの駆動制御信号を割込処理により送信する。すなわち、例えば、アーム部４を駆動するモータＭのトルクを落としたり、あるいはアーム部４の旋回動作のスピードを落としたりする駆動制御を割込処理により実行するのである。
【００４１】  このように、上述してきた構成の本実施形態に係る作業ロボット１およびこの作業ロボット１を備えるロボットシステム１０は、人共存型により適するように、安全面などの信頼性をより向上させることを目的としているのである。
【００４２】  本実施形態における制御部５の具体的な制御処理としては、移動体検出部７による作業エリア１００内における移動体６の検知結果に基づいて、モータＭの巻線の使用状態を切り替える処理である。具体的な制御対象となるモータＭは、前述のリンク体を軸周りに回動させる第１〜第６の伝動機構における第１〜第６モータＭ１〜Ｍ６のうちの必要なモータＭである。
【００４３】  すなわち、制御部５は、例えば人などの移動体６が作業エリア１００内には不在である場合、モータの巻線の使用状態を切り替えて、当該モータの回転数またはトルクが相対的に大きな第１のモードでリンク体を駆動する。一方、移動体６が作業エリア１００内に存在する場合、モータの巻線の使用状態を切り替えて、当該モータの回転数またはトルクが相対的に小さな第２のモードでリンク体を駆動するのである。ここで、リンク体とは、前述した通り、胴体部３、第１アーム４１、第２アーム４２、第１リスト部４３１、第２リスト部４３２、および第３リスト部４３３を指す。
【００４４】  ところで、移動体検出部７としては、本実施形態で用いた近接センサに限るものではなく、目的を達成できるものであればどのようなデバイスを用いてもよい。例えば、カメラなども好適に用いることができる。
【００４５】  以下、図３Ａ〜図３Ｃを参照しながら、第１の実施形態に係るモータＭの巻線の使用状態の切り替えについて説明する。
【００４６】  図３Ａは、第１の実施形態に係る作業ロボット１の駆動源であるモータの巻線Ｒを示す説明図であり、図３Ｂおよび図３Ｃは、巻線Ｒの使用状態を示す説明図である。
【００４７】  ここでは、巻線Ｒの使用状態の切り替えを、巻線Ｒの結線方式を切り替えることによって行っている。つまり、巻線Ｒの結線方式を、スター結線（Ｙ結線）とデルタ結線（△結線）との間で切り替えるようにしており、本実施形態では、切替装置の一例としてのコンタクタ８が用いられる。すなわち、制御部５からの指令により、切替装置であるコンタクタ８の接点を機械的に切り替えることにより結線方式が変更され、物理的な通電回路が変更されるようになっている。
【００４８】  このように巻線Ｒの結線方式を切り替え可能とするために、図３Ａに示すように、独立したＵ１―Ｕ２巻線Ｒ、Ｖ１−Ｖ２巻線Ｒ、およびＷ１−Ｗ２巻線Ｒを用意しておく。そして、コンタクタ８を用いて、スター結線とデルタ結線とに相互に切り替え自在としている。スター結線は、図３Ｂに示すように、Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２を中性点として互いに接続させる。デルタ結線は、図３Ｃに示すように、Ｕ１―Ｕ２巻線ＲのＵ１とＶ１−Ｖ２巻線ＲのＶ２とを接続し、Ｖ１−Ｖ２巻線ＲのＶ１とＷ１−Ｗ２巻線ＲのＷ２とを接続し、Ｗ１−Ｗ２巻線ＲのＷ１とＵ１―Ｕ２巻線ＲのＵ２とを接続する。
【００４９】  図３Ｃに示したデルタ結線は、図３Ｂに示したスター結線よりも、トルクがルート３倍になることが分かっている。つまり、この例では、図３Ｃに示すデルタ結線が第１のモードの巻線使用状態となり、図３Ｂに示すスター結線が第２のモードの巻線使用状態となる。
【００５０】  よって、制御部５は、例えば、移動体６が作業エリア１００内には不在である場合は、アーム部４などが移動体６と接触するおそれがないので、モータＭの巻線Ｒの結線方式をデルタ結線に切り替える。すなわち、モータＭのトルクが相対的に大きな第１のモードでリンク体を駆動し、この場合は、相対的に大きな負荷が掛かるようなハードな作業を行わせることができる。
【００５１】  一方、作業エリア１００内に移動体６が存在する場合、アーム部４などが仮に移動体６と接触しても大きなダメージを与えることがないように、モータＭの巻線Ｒの結線方式をスター結線に切り替える。すなわち、モータＭのトルクが相対的に小さな第２のモードでリンク体を駆動する。この場合、作業ロボット１には相対的に負荷の小さなソフトな作業を行わせることになる。
【００５２】  また、作業内容によっては、アーム部４の旋回速度や揺動速度が作業効率に影響する場合がある。その場合、制御部５は、移動体６が作業エリア１００内には不在である場合は、アーム部４などは移動体６と接触するおそれがないので、モータＭの回転数が相対的に大きな第１のモードでリンク体を駆動し、相対的に高速で作業を行わせることができる。なお、モータＭにおけるトルクの大小と回転数の大小とは逆の関係があるため、この場合の第１モードは、モータＭの巻線Ｒの結線方式をスター結線に切り替えることになる。
【００５３】  一方、作業エリア１００内に移動体６が存在する場合、アーム部４などが仮に移動体６と接触しても大きなダメージを与えることがないように、制御部５は、モータＭの回転数が相対的に小さな第２のモードでリンク体を駆動する。つまり、作業ロボット１には相対的に低速で作業を行わせるようにする。この場合の第２モードは、モータＭの巻線Ｒの結線方式をデルタ結線に切り替えることになる。
【００５４】  （第２の実施形態）  次に、図４Ａ〜図６を参照しながら、第２の実施形態に係るモータＭの巻線の使用状態の切り替えについて説明する。図４Ａは、第２の実施形態に係る作業ロボット１の駆動源となるモータＭの巻線Ｒを示す説明図である。図４Ｂおよび図４Ｃは、同巻線Ｒの使用状態を示す説明図である。また、図５および図６は、同モータＭの巻線Ｒの変形例を示す説明図である。
【００５５】  第２の実施形態に係る作業ロボット１における制御部５は、巻線Ｒの使用状態の切り替えを、使用する巻線Ｒの巻数を切り替えることによって行っている。つまり、巻線Ｒの巻数を、コンタクタ８を用いて変更することにより、物理的な通電回路の変更を行っている。
【００５６】  このように巻線Ｒの結線方式を切り替え可能とするために、図４Ａに示すように、それぞれ独立したＵ１―Ｘ１巻線Ｒ１、Ｖ１−Ｙ１巻線Ｒ１、およびＷ１−Ｚ１巻線Ｒ１と、スター結線からなるＵ２、Ｖ２、Ｗ２巻線Ｒ２とを用意しておく。そして、コンタクタ８を用いて、Ｘ１−Ｕ２、Ｙ１−Ｖ２、Ｚ１−Ｗ２を接続させて巻数を大きくした巻線Ｒ１＋Ｒ２の第１のモード（図４Ｂ）と、巻数が少ない巻線Ｒ２のみの第２のモード（図４Ｃ）とに切り替え自在としている。この場合、同じスター結線ではあるが、巻線Ｒの巻数が異なるため、モータＭの定格トルクや定格回転数を変更することができる。
【００５７】  かかる構成により、制御部５は、例えば、移動体６が作業エリア１００内には不在である場合は、アーム部４などが移動体６と接触するおそれがないので、モータＭの巻線の巻数が多くなるように切り替える。つまり、モータＭのトルクや回転数を相対的に大きくした第１のモードでリンク体を駆動することができる。この場合、作業ロボット１には相対的に大きな負荷が掛かるハードな作業や高速作業を行わせることができる。
【００５８】  一方、作業エリア１００内に移動体６が存在する場合、アーム部４などが仮に移動体６と接触しても大きなダメージを与えることがないように、モータＭの巻線Ｒの巻数が少なくなるように切り替える。つまり、モータＭのトルクや回転数を相対的に小さくした第２のモードでリンク体を駆動することができる。この場合、作業ロボット１には相対的に負荷の小さなソフトな作業や低速作業を行わせることができる。
【００５９】  ところで、図４Ａ〜図４Ｃに示した例では、巻線Ｒの種類が巻線Ｒ１と巻線Ｒ２としかないため、巻線Ｒ１＋Ｒ２のときが巻数は最大である。
【００６０】  しかし、第１変形例として、巻線の数を３以上とすることにより、制御部５は、第１のモードにおいては使用する巻線の巻数を最大に設定し、第２のモードにおいては、使用する巻線の巻数を複数段に切り替えて設定することが可能となる。
【００６１】  例えば、図５に示すように、それぞれ独立した巻線Ｒ１および巻線Ｒ２ｂと、予めスター結線された巻線Ｒ２ｂとを用意しておく。ここで、独立した巻線Ｒ１および巻線Ｒ２ｂは、Ｕ１―Ｘ１巻線Ｒ１およびＵ２―Ｘ２巻線Ｒ２ｂと、Ｖ１−Ｙ１巻線Ｒ１およびＶ２−Ｙ２巻線Ｒ２ｂと、Ｗ１−Ｚ１巻線Ｒ１およびＷ２−Ｚ２巻線Ｒ２ｂである。また、スター結線された巻線Ｒ３は、Ｕ３，Ｖ３、Ｗ３巻線Ｒ３である。
【００６２】  そして、移動体６が作業エリア１００内には不在である場合、制御部５は、コンタクタ８を用いて、Ｘ１−Ｕ２およびＸ２−Ｕ３、Ｙ１−Ｖ２およびＹ２−Ｖ３、Ｚ１−Ｗ２およびＺ２−Ｗ３を接続させて、巻数が最大となる第１のモードとする。このとき、巻線Ｒ１＋巻線Ｒ２ａ＋巻線Ｒ２ｂが巻線使用状態となる。
【００６３】  一方、移動体６が作業エリア１００内に存在する場合、制御部５は、使用する巻線の巻数を減少させる制御を実行する。このとき、例えば、Ｘ２−Ｕ３、Ｙ２−Ｖ３、およびＺ２−Ｗ３の接続を切って、巻線Ｒ２ａのみからなる第２のモードとしたり、あるいは、Ｘ１−Ｕ２、Ｙ１−Ｖ２、およびＺ１−Ｗ２の接続のみを切って、巻線Ｒ２ａ＋Ｒ２ｂからなる第２のモードとしたりする。
【００６４】  このように、第２のモードにおいては、使用する巻線の巻数を複数段に切り替えて設定可能にすることができる。かかる構成であれば、モータＭの回転数またはトルクの変更を、作業エリア１００内における移動体６の位置に応じて変更したり、移動体６が人であるか何らかの装置などであるかに応じて変更したりすることができる。
【００６５】  例えば、制御部５は、先ず、移動体検出部７による検知結果によって、作業エリア１００内における移動体６の位置が作業ロボット１のアーム部４の最大旋回軌跡９００に対してどの程度離隔しているかを判断する。そして、制御部５は、その距離に応じてモータＭの巻線の使用状態を切替えるのである。つまり、移動体６と作業ロボット１との間の距離に応じて、モータＭの回転数またはトルクを、同じ第２のモードであっても段階的に低下させたりすることができる。
【００６６】  あるいは、移動体検出部７による検知結果が、作業エリア１００内に存在する場合でも、存在する移動体６が人であるか否かに応じて、モータＭの回転数またはトルクの低下度合いを可変とするのである。
【００６７】  なお、移動体６が人か否かを判断する場合、移動体検出部７としては、近接センサではなくカメラを用い、カメラで検出した画像から人体検出する処理を行うようにするとよい。
【００６８】  図６は、本実施形態に係る作業ロボット１のモータＭの巻線の第２変形例を示す説明図である。図４Ａおよび図５に示した例では、巻線Ｒ１と巻線Ｒ２とは直列に接続可能としていたが、図６に示す第２変形例では、互いに巻数の異なる巻線Ｒ１と巻線Ｒ２とを並列に配設している。そして、巻線Ｒ１あるいは巻線Ｒ２のみ、または巻線Ｒ１＋巻線Ｒ２として巻数を変更することができる。なお、並列させる巻線の数は３つ以上であってもよい。
【００６９】  なお、上述した第２の実施形態に係るモータＭにおける巻線の使用状態の切り替えは、いずれもスター結線の下で、使用する巻線の巻数を切り替えるようにしていた。しかし、巻線の巻数を切り替えるだけではなく、第１の実施形態で説明した巻線Ｒの使用状態の切り替えの方式、すなわち、結線方式をデルタ結線との間で切り替える技術を組み合わせることもできる。
【００７０】  ところで、上述してきた実施形態において、移動体検出部７による検知結果に応じて制御部５が制御対象とするモータＭとしては、基台２と胴体部３とを連結する第１関節部２１（図１を参照）の第１の伝動機構が有する第１のモータＭ１としている。
【００７１】  これは、アーム部４を支持する胴体部３の旋回を担う第１のモータＭ１の負荷が相対的に大きいことと、移動体６と作業ロボット１とが干渉するアーム部４の全体についても胴体部３の旋回と一体的に行われることになるからである。
【００７２】  しかし、制御対象は、必ずしも第１のモータＭ１に限定されるものではなく、適切なモータＭを制御対象とすることができる。また、各リンク体を軸周りに回動させる図示しない第１〜第６の伝動機構における各モータＭ１〜Ｍ６の巻線の使用状態を同時に切り替えることもできるし、全体のモータＭの中から、必要なモータＭを適宜組み合わせて制御することもできる。
【００７３】  また、巻線の使用状態の切り替えを、巻線の結線方式を切り替えることとした第１の実施形態で説明したモータＭは、使用状態の切り替え前後で巻線の巻数は変わることがなく、構成的にもコンパクトにすることができる。
【００７４】  したがって、かかるモータＭについては、例えば、比較的にモータ負荷が小さいと考えられる第３〜第６のモータＭ３〜Ｍ６に採用し、第２の実施形態で説明した巻線のモータＭを、比較的にモータ負荷が大きいと考えられる第１のモータＭ１や第２のモータＭ２に採用することもできる。
【００７５】  以上、説明してきた実施形態に係る作業ロボット１は、モータＭの巻線の使用状態を機械的に切り替えるようにしている。したがって、作業ロボット１の動作を、ソフトウェアのみに頼った動作制御とするよりも、信頼性を高めることができ、より人共存型に適した作業ロボット、ロボットシステムが実現できる。
【００７６】  ところで、モータＭの巻線を機械的に変更するものであれば、上述した実施形態以外の構成であっても本発明に含まれる。例えば、１つの界磁に対して複数の電機子を設け、複数のうち、使用する電機子の数を可変とすることも考えられる。
【００７７】  また、上述してきた実施形態では、移動体検出部７を、作業ロボット１と独立して作業エリア１００内に配置されたものとしたが、移動体検出部７は、作業ロボット１に一体的に設けられていても構わない。
【００７８】  さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細及び代表的な実施例に限定されるものではない。従って、添付の特許請求の範囲及びその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
【符号の説明】
【００７９】  １    作業ロボット  ４    アーム部  ５    制御部  ６    移動体  ７    移動体検出部  ８    コンタクタ（切替装置）  １００    作業エリア（所定エリア）  Ｍ  モータ  Ｒ，Ｒ１，Ｒ２    巻線
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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