(57)【要約】【課題】過負荷検知アダプタの薄型軽量化や検知性能の向上を図る。【解決手段】第１要素部材１０１に連結される第１連結体１ａと、第２要素部材１０２に連結される第２連結体１ｂとを備える。第１連結体１ａは、シリンダ部１０と、第２室３２の側に向かって力が加えられたピストン部２０とを備える。第２連結体１ｂは、第２室３２に収容されてピストン部２０に押されるベース部５０と、第２要素部材１０２が連結される連結部６０とを備える。ベース部５０が、互いに面接触した球面の凹部７１及び凸部７２からなる支持部７０を介して、ピストン部２０に揺動可能に支持されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マニュピレータを構成している第１要素部材及び第２要素部材の間に介設される過負荷検知アダプタであって、
前記第１要素部材に連結される第１連結体と、
前記第１連結体の連結方向に対して逆方向から前記第２要素部材に連結される第２連結体と、
を備え、
前記第１連結体は、
前記第２要素部材の側に開口を有する空間が内部に形成されたシリンダ部と、
前記連結方向に摺動可能な状態で前記空間に収容されて、当該空間を、前記第１要素部材の側の第１室と前記第２要素部材の側の第２室とに区画し、当該第２室の側に向かって力が加えられたピストン部と、
を備え、
前記第２連結体は、
抜け出し不能な状態で前記第２室に収容されて、前記ピストン部に押されるベース部と、
前記開口を通じて前記シリンダ部の外に露出し、前記第２要素部材が連結される連結部と、
を備え、
前記ベース部が、互いに面接触した球面の凹部及び凸部からなる支持部を介して、前記ピストン部に揺動可能に支持されている過負荷検知アダプタ。
【請求項２】
請求項１に記載の過負荷検知アダプタにおいて、
前記ベース部に前記凸部が形成され、前記ピストン部に前記凹部が形成されている過負荷検知アダプタ。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の過負荷検知アダプタにおいて、
前記第１室は密閉されていて、当該第１室に、調圧されたガスが供給される過負荷検知アダプタ。
【請求項４】
請求項３に記載の過負荷検知アダプタにおいて、
前記第１室に、バネを収容する複数のバネ収容部が周方向に等間隔で設けられ、
前記ピストン部に力を加える複数のバネが、前記バネ収容部に収容されている過負荷検知アダプタ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つに記載の過負荷検知アダプタにおいて、
前記シリンダ部は、
前記ピストン部に押された前記ベース部を密着した状態で受け止める密着部と、
前記密着部に開口し、調圧されたガスが供給可能な細孔と、
を有し、
前記細孔のガス圧の変化によって前記ベース部の変化を検知する第１過過負荷検知機構が構成されている過負荷検知アダプタ。
【請求項６】
請求項５に記載の過負荷検知アダプタにおいて、
前記シリンダ部に、前記ピストン部の位置を検出するセンサが設けられ、
前記センサの検出値によって前記ベース部の変化を検知する第２過過負荷検知機構が構成されている過負荷検知アダプタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、産業用ロボット等のマニュピレータに用いられる過負荷検知アダプタに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の過負荷検知アダプタは、主に、物品の搬送や組み付けに使用されるロボットアームに用いられており、ロボットアームを構成している支柱やグリッパーなどの間に介設されている。過負荷検知アダプタは、ロボットアームの稼働中に、グリッパーや支柱が障害物に衝突した場合や、物品の組み付け時に異常があった場合などに、その衝撃を検知して警報を発したり、ロボットアームに過度な負荷が加わるのを回避したりするのに用いられている。
【０００３】
従来の過負荷検知アダプタは、例えば特許文献１や特許文献２に開示されている。特許文献１には、マニュピレータ装置とハンド装置の間に介設された過負荷防止装置が開示されており、ハンド装置に過剰な負荷が加わった場合に、内蔵する結合ピンを剪断破壊させることで、マニュピレータ装置に過負荷が加わるのを回避している。
【０００４】
一方、特許文献２には、加圧空気でロボットハンドをロボットアームに支持した過負荷荷防止ユニットが開示されている。ハンドに過剰な負荷加わった場合に、加圧空気が抜けてハンドの支持が無くなり、ロボットアームに過負荷が加わるのを回避している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開昭６３−１６６３８７号公報
【特許文献２】特開２００１−２８７１９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この種の過負荷検知アダプタは、ロボットアーム等のマニュピレータのパーツ間に介設されるため、薄型化が要望されている。更に、過負荷検知アダプタは、マニュピレータの先端側に配置されるのが一般的であり、重いと力のモーメントが大きくなるため、ランニングコストが高くなるし、移動速度が制限される、急停止が困難になるなどの影響も受ける。そのため、過負荷検知アダプタは軽量化も要望されている。
【０００７】
その一方で、マニュピレータは、軽い物品だけでなく重い物品を支持する場合もあるため、支持強度も求められる。
【０００８】
障害物の近くなどでは、過負荷を高精度で検知する必要があるが、過負荷が生じ得ない位置では、マニュピレータを高速で稼働させたいという要望もある。過負荷検知アダプタの誤動作によってマニュピレータが頻度高く停止すると、生産効率が低下するため、過負荷検知アダプタの検知精度も高めたいという要望もある。
【０００９】
そこで本発明の目的は、支持強度を確保しながら薄型軽量化が実現できる過負荷検知アダプタを提供することにある。更には、多様な稼働速度に対応でき、検知性能にも優れた過負荷検知アダプタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
ここで開示する手段は、マニュピレータを構成している第１要素部材及び第２要素部材の間に介設される過負荷検知アダプタに関する。
【００１１】
前記過負荷検知アダプタは、前記第１要素部材に連結される第１連結体と、前記第１連結体の連結方向に対して逆方向から前記第２要素部材に連結される第２連結体と、を備える。前記第１連結体は、前記第２要素部材の側に開口を有する空間が内部に形成されたシリンダ部と、前記連結方向に摺動可能な状態で前記空間に収容されて、当該空間を、前記第１要素部材の側の第１室と前記第２要素部材の側の第２室とに区画し、当該第２室の側に向かって力が加えられたピストン部と、を備える。前記第２連結体は、抜け出し不能な状態で前記第２室に収容されて、前記ピストン部に押されるベース部と、前記開口を通じて前記シリンダ部の外に露出し、前記第２要素部材が連結される連結部と、を備える。そして、前記ベース部が、互いに面接触した球面の凹部及び凸部からなる支持部を介して、前記ピストン部に揺動可能に支持されている。
【００１２】
すなわち、この過負荷検知アダプタによれば、ロボットアーム等のマニュピレータを構成している、アームやグリッパー等の２つの要素部材の各々に連結される第１及び第２の連結体が備えられていて、第１連結体のシリンダ部の空間には、ピストン部が摺動可能な状態で収容されるとともに、ピストン部に押される第２連結体のベース部が抜け出し不能な状態で収容されている。そして、そのベース部が、互いに面接触した球面の凹部及び凸部からなる支持部を介して、ピストン部に揺動可能に支持されているので、ベース部はピストン部に大きな接触面積で支持される結果、大きな支持強度を確保できる。
【００１３】
その球面の曲率を小さくすることで、ベース部及びピストン部の各々の直径に対して厚みを小さくすることが可能になり、過負荷検知アダプタの厚みを薄くできる。厚みが薄くなることに加え、過負荷検知アダプタの内部構造が簡素になるため、過負荷検知アダプタを軽量にできる。
【００１４】
特に、前記ベース部に前記凸部が形成され、前記ピストン部に前記凹部が形成されているようにするのが好ましい。
【００１５】
第２連結体は、第２要素部材に連結されるために、連結に必要や部材や構造を設ける必要がある。そのため、ベース部に凹部を形成すると、これらの配置が困難になり、強度の確保や薄型化に支障が生じる。それに対し、ベース部に凸部を設けることで、これらを適切に設けながら、ベース部の強度の確保と薄型化が実現できる。
【００１６】
具体的には、前記第１室は密閉されていて、当該第１室に、調圧されたガスが供給されるようにするとよい。
【００１７】
そうすれば、ガスの供給により、ピストン部をベース部に向かって押し込むことができる。ガスの調圧により、その押圧力も可変できるので、過負荷検知アダプタによる支持強度を自在に変更することができる。従って、マニュピレータの動作に応じて適切な支持強度に調整できるので、過負荷の誤検知を効果的に防止できる。
【００１８】
その場合、前記第１室に、バネを収容する複数のバネ収容部が周方向に等間隔で設けられ、前記ピストン部に力を加える複数のバネが、前記バネ収容部に収容されているようにするとよい。
【００１９】
そうすれば、ガスの供給に加えて、バネの弾性力でピストン部をベース部に向かって押し込むことができる。ガスを供給しなくても一定の支持強度が確保でき、過負荷を回避する支持強度を、確実に設定することができる。しかも、バネ収容部に収容するバネの個数やバネ強度を変えることで様々な支持強度に調整することができる。
【００２０】
より具体的には、前記シリンダ部は、前記ピストン部に押された前記ベース部を密着した状態で受け止める密着部と、前記密着部に開口し、調圧されたガスが供給可能な細孔と、を有し、前記細孔のガス圧の変化によって前記ベース部の変化を検知する第１過過負荷検知機構が構成されているようにするのが好ましい。
【００２１】
そうすれば、過負荷検知アダプタに所定の過負荷が作用してベース部が僅かでも変位すると、密着部からベース部が離れて細孔に至るガスの供給経路のガス圧が変化する。そのガス圧の変化を検知することで、過負荷を即座に検知することができる。
【００２２】
この場合、前記シリンダ部に、前記ピストン部の位置を検出するセンサが設けられ、前記センサの検出値によって前記ベース部の変化を検知する第２過負荷検知機構が構成されているようにするのがより好ましい。
【００２３】
そうすれば、過負荷が増加するとそれに応じてピストン部が変位するので、第１過負荷検知機構によって過負荷が検知された後も、継続して過負荷の状態を連続的に検知することができる。しかも、ピストン部の変位は、負荷の大きさや負荷の大きさの変化量に連動しているため、過負荷の変化を詳細に把握することができる。その結果、緊急停止等の判断が適切に行え、誤検知が効果的に防止できる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の過負荷検知アダプタによれば、支持強度を確保しながら薄型軽量化が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】過負荷検知アダプタを適用したロボットアームの要部を示す概略図である。
【図２】図１における矢印Ｘの方向から見た過負荷検知アダプタの概略を示す正面図である。
【図３】図２における矢印Ｙ−Ｙ線での過負荷検知アダプタの概略断面図である。
【図４】過負荷検知アダプタの動作を説明する図３相当図である。
【図５】過負荷検知アダプタの動作を説明する図３相当図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。ただし、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物あるいはその用途を制限するものではない。
【００２７】
＜過負荷検知アダプタの構造＞
図１に、ロボットアーム１００（マニュピレータの一例）に適用した過負荷検知アダプタ１を示す。このロボットアーム１００は、いわゆる産業用ロボットであり、主に、工作機械で加工される材料や加工品などからなるワークの搬送や組み付けに用いられている。ロボットアーム１００は、三次元的な動作を可能にする多関節なアーム１０２と、そのアーム１０２の先端に取り付けられてワークを把持するグリッパー１０１（作業を行う装置）とを有している。
【００２８】
ロボットアーム１００は、グリッパー１０１でワークを把持した状態で、所定の空間を、制御された様々な速度で自在に変位することにより、ワークの搬送作業や組み付け作業等を行う。グリッパー１０１は、仕様に応じて適宜選択して用いられるが、ここでは、径方向にスライドする複数のジョー１０１ａが、グリッパー１０１の正面に周方向に等間隔で配置されていて、これらジョー１０１ａでワークを把持するチャック状のグリッパーを例示している。
【００２９】
過負荷検知アダプタ１は、グリッパー１０１（第１要素部材）とアーム１０２（第２要素部材）との間に介設されており、グリッパー１０１に加わる過度な負荷を検知するとともに、過度な負荷がグリッパー１０１やアーム１０２に作用するのを防止する。
【００３０】
図２及び図３に、過負荷検知アダプタ１を詳細に示す。過負荷検知アダプタ１は、外径が厚みより大きい円盤状の外観を有しており、大略、グリッパー１０１に連結される第１連結体１ａと、アーム１０２に連結される第２連結体１ｂとで構成されている。グリッパー１０１及びアーム１０２の各々は、第１連結体１ａ及び第２連結体１ｂの各々に対し、これらの中心線Ｊに沿って互いに逆方向から着脱可能に連結されている（すなわち、中心線Ｊが延びる方向が連結方向に相当する）。
【００３１】
（第１連結体１ａ）
第１連結体１ａは、シリンダ部１０、ピストン部２０などで構成されている。
【００３２】
シリンダ部１０は、ボディ１１にリアカバー１２を取り付けることによって形成されている。リアカバー１２は、中央に円形の開口１３が形成された円板状の部材からなる。ボディ１１は、円筒状の周壁部１１ａと、周壁部１１ａの一端側を塞ぐ端壁部１１ｂとを有しており、端壁部１１ｂの中央には円筒状のスライド穴１４が形成されている。リアカバー１２は、周壁部１１ａの他端側を塞ぐように、周壁部１１ａに着脱可能に組み付けられている。それにより、シリンダ部１０の内部には、アーム１０２側及びグリッパー１０１側の両側に、外部に連通した開口１３及びスライド穴１４を有する空間が形成されている。
【００３３】
ピストン部２０は、中心線Ｊに沿って摺動可能な状態で、シリンダ部１０の内部の空間に収容されている。すなわち、ピストン部２０は、周壁部１１ａの内径と略同一の外径を有する円板状の隔壁２０ａと、この隔壁２０ａの中心に立設されてスライド穴１４の内径と略同一の外径を有するスライド軸２０ｂなどで構成されている。このスライド軸２０ｂがスライド穴１４に挿通された状態で、隔壁２０ａが空間に収容されることにより、ピストンは、中心線Ｊに沿ってシリンダ部１０に摺動可能に組み付けられている。
【００３４】
隔壁２０ａの周囲の端部には、シール材２１が取り付けられており、隔壁２０ａと周壁部１１ａとの間が密封されている。また、端壁部１１ｂの内周面にもシール材２２が取り付けられており、スライド軸２０ｂと端壁部１１ｂとの間も密封されている。それにより、空間は、隔壁２０ａによってグリッパー１０１側の第１室３１とアーム１０２側の第２室３２とに区画されている。
【００３５】
スライド軸２０ｂの突端面には、その中心回りの均等な４箇所に、第１室３１を外部に連通させる貫通孔２３が形成されている。それにより、第２室３２は、大気開放された空間を構成し、第１室３１は密閉された空間を構成している。
【００３６】
隔壁２０ａと、隔壁２０ａと対向した端壁部１１ｂの部位には、ピストン部２０の回動を規制するため、位置決めピン２４及びピン穴１５が設けられている。具体的には、隔壁２０ａから位置決めピン２４が突出し、端壁部１１ｂにその突端が嵌合するピン穴１５が凹設されている（位置決めピン２４及びピン穴１５の配置は逆であってもよい）。
【００３７】
また、第１室３１には、複数（本実施形態では１２個）のバネ収容部３３が周方向に等間隔で設けられている。具体的には、全周にわたって一定の間隔を隔てた隔壁２０ａの１２箇所の位置に円筒状の凹部が形成されており、これらと対向する端壁部１１ｂの１２箇所の部位にも円筒状の凹部が形成されている。これら対向する一対の凹部の各々がバネ収容部３３を構成している。
【００３８】
そして、これらバネ収容部３３の複数カ所に、コイルバネ３４が収容されることにより、ピストン部２０は、コイルバネ３４の弾性力が加えられ、アーム１０２側に向かって、常時、付勢された状態となっている。コイルバネ３４のバネ強度や設置個数は、仕様に応じて適宜変更可能であり、回避したい負荷の大きさに合わせてその総弾性力を自在に調整できる。
【００３９】
例えば、１２個のバネ収容部３３が周方向に均等に配置されているので、比較的バネ強度の弱い３個のコイルバネ３４を等間隔でバネ収容部３３に設置すれば、ピストン部２０に均等に弾性力を作用させることができ、低負荷で回避する設定にできる。また、比較的バネ強度の強いコイルバネ３４を１２個全てのバネ収容部３３に設置すれば、高負荷で回避する設定にできる。このように、バネ収容部３３に設置するコイルバネ３４のバネ強度や設置個数を変更することで、回避する負荷設定が自在に調整できる。
【００４０】
なお、弾性力のバランスから、バネ収容部３３の個数は、３個以上が好ましい（２個ではアンバランスになる）。３や４の公倍数である６個や８個、９個でもよいが、３と４の最小公倍数である１２個が、自由度に優れ、最も好ましい。１３個以上でもよいが、多過ぎると、ピストン部２０の強度低下や構造の複雑化を招くので好ましくない。
【００４１】
また、ボディ１１には、第１室３１に調圧された空気（ガスの一例）を供給する流体経路１６が形成されている。具体的には、一端が第１室３１に開口し、他端が周壁部１１ａに開口する孔がボディ１１の内部に形成されていて、外部の空圧制御装置４０から、配管を介して調圧された空気が供給可能となっている。すなわち、ピストン部２０は、コイルバネ３４とともに加圧空気によってもアーム１０２側に向かって力が加えられるようになっている。
【００４２】
（第２連結体１ｂ）
第２連結体１ｂは、ベース部５０、連結部６０などで構成されている。
【００４３】
ベース部５０は、リアカバー１２の内面に対向する環状のフランジ５１を有する円板状の部分であり、第２室３２に抜け出し不能な状態で収容されている。連結部６０は、ベース部５０のアーム１０２側に向く側面中央に設けられた円柱状の部分であり、開口１３を通じてその突端部分がシリンダ部１０の外に露出するように構成されている。リアカバー１２の内周面には、塵埃の侵入を防止するダストシール１７（弾性部材）が取り付けられており、リアカバー１２と連結部６０との間の隙間はダストシール１７によって封止されている。
【００４４】
連結部６０の突端には、アーム１０２が連結される取付面６１が設けられている。その取付面６１の中心部分には、アーム１０２の被取付面１０２ａとの間で中心を位置合わせするカラー６２が取り付けられている。また、カラー６２に隣接して、取付面６１には、その位相を位置決めするための位置決めピン６３も取り付けられている。
【００４５】
更に、第２連結体１ｂの中心回りの均等な４箇所には、第２連結体１ｂをアーム１０２に固定するボルトＢを挿通するためのボルト孔５２が貫通して形成されている。これらボルト孔５２は、ピストン部２０の貫通孔２３と中心が一致するように配置されており、貫通孔２３及びボルト孔５２を通じてアーム１０２の被取付面１０２ａにボルトＢが締結できるように構成されている。
【００４６】
ベース部５０は、互いに面接触した球面の凹部７１及び凸部７２からなる支持部７０を介して、ピストン部２０に揺動可能に支持されており、常時、ピストン部２０によってアーム１０２側に押された状態となっている。
【００４７】
具体的には、ベース部５０のピストン部２０との対向面の中央に曲率の小さい球面の凸部７２が１つ形成されており、ピストン部２０のベース部５０との対向面の中央に、凸部７２と同じ曲率で凹む球面の凹部７１が形成されている。凸部７２及び凹部７１は、ベース部５０及びピストン部２０の各対向面の直径の少なくとも３分の１以上の大きさ（外周の直径）を有し、その最大突出量及び最大窪み量は、凸部７２及び凹部７１の曲率半径よりも小さく、その半分以下となっている。そして、凸部７２が凹部７１に嵌まり込んで密着し、フランジ５１がリアカバー１２の内面に受け止められた状態で、凸部７２及び凹部７１を介してベース部５０がピストン部２０によってアーム１０２側に押し付けられている。
【００４８】
従って、第１連結体１ａ及び第２連結体１ｂの各々に対し、これらの中心線Ｊに沿った方向に強い負荷（圧縮力）が作用すると、図４に示すように、ベース部５０が押し込まれてピストン部２０が、グリッパー１０１側に変位する。
【００４９】
支持部７０の周囲に拡がるベース部５０及びピストン部２０の各対向面の間には、中心側から離れるに従って離間距離が大きくなる隙間５３が設けられている。その隙間５３により、ベース部５０は、支持部７０を中心に所定の範囲で揺動可能となっている。
【００５０】
従って、第１連結体１ａ及び第２連結体１ｂの各々に対し、これらの中心線Ｊに沿わない方向から強い負荷が作用すると、図５に示すように、ベース部５０が、傾くとともにピストン部２０が、グリッパー１０１側に変位する。
【００５１】
このように、互いに面接触した球面の凹部７１及び凸部７２からなる支持部７０を介して、ベース部５０がピストン部２０によって揺動可能に支持されることで、大きな支持強度を確保しながら過負荷検知アダプタ１の薄型軽量化が実現できる。すなわち、曲率の小さい球面の凹部７１及び凸部７２からなる支持部７０を介することで、ベース部５０はピストン部２０に大きな接触面積で支持される結果、大きな支持強度を確保できる。
【００５２】
そして、ベース部５０及びピストン部２０の各々の直径に対して厚みを小さくすることが可能になるので、過負荷検知アダプタ１の厚みを薄くできる。厚みが薄くなることに加え、過負荷検知アダプタ１の内部構造が簡素になるため、過負荷検知アダプタ１を軽量にできる。
【００５３】
凹部７１及び凸部７２の各々は、ベース部５０及びピストン部２０のいずれに設けてもよいが、特に、ベース部５０に凸部７２を設けるのが好ましい。ベース部５０には、アーム１０２に取り付けるために、カラー６２や位置決めピン２４、ボルトＢが配置されるため、ベース部５０に凸部７２を設けることで、これらを適切に設けながらベース部５０の強度の確保と薄型化が実現できる。
【００５４】
フランジ５１を受け止めるリアカバー１２の内面の複数カ所には、球体を回転自在に収容した位相決め部１８が設けられている。そして、フランジ５１の複数カ所に設けられたＶ形状の溝５１ａに、その球体の一部が入り込むことにより、ベース部５０はその周方向に位置決めされている。
【００５５】
（過負荷検知機構）
ベース部５０の変化、すなわち、アーム１０２とグリッパー１０１との間に過剰な負荷が作用し、第２連結体１ｂが第１連結体１ａに対して変位したことを検知するために、この過負荷検知アダプタ１には、２つの過負荷検知機構（第１過負荷検知機構８０及び第２過負荷検知機構９０）が設けられている。
【００５６】
第１過負荷検知機構８０は、過負荷検知アダプタ１に過負荷が作用した場合に、即座にそれを検知することができる機構であり、加圧空気を利用して構成されている。
【００５７】
具体的には、リアカバー１２の内面には、ピストン部２０に押されたベース部５０のフランジ５１を密着した状態で受け止める密着部８１が設けられており、リアカバー１２の内部には、その密着部８１に開口する細孔８２と、その細孔８２を外部に連通させる中継孔８３が形成されている。細孔８２には、外部の空圧制御装置４０から、配管を介して調圧された空気が供給可能となっている。
【００５８】
なお、細孔８２は１個でもよいが、複数の細孔８２を周方向に等間隔で配置してもよい。また、密着部８１にフランジ５１に沿って延びる環状の細溝を形成し、この細溝に細孔８２を開口させてもよい。細孔８２には、ロボットアーム１００の作動時には、常時、所定の加圧空気が供給されるようになっている。従って、フランジ５１が僅かでも密着部８１から離れると、空気が漏れて細孔８２に至る経路の空気圧が変化するので、その変化を検知することによってベース部５０の変化が検知できる。
【００５９】
一方、第２過負荷検知機構９０は、第１過負荷検知機構８０の検知後に、過負荷検知アダプタ１に更なる過負荷が作用した場合に、それを継続的に検知することができる機構であり、ピストン部２０を利用して構成されている。
【００６０】
具体的には、シリンダ部１０に、磁気センサ９１（センサの一例）が１つ設けられており、その磁気センサ９１に近接したピストン部２０の部位に、永久磁石９２が固定されている。磁気センサ９１は永久磁石９２が発する磁気の変化からピストン部２０の位置を検出する。その磁気センサ９１の検出値により、ベース部５０の変化を継続的に検知することができる。
【００６１】
＜過負荷検知アダプタ１の動作＞
過負荷検知アダプタ１は、ロボットアーム１００の使用状態に応じて様々な設定で使用することができる。ここでは、その一例として、ロボットアーム１００の動作領域が、過負荷が作用するおそれが無い領域（無過負荷領域）と、過負荷が作用するおそれが有る領域（有過負荷領域）とに仕分けされ、各領域に応じた設定で使用される場合を説明する。
【００６２】
ロボットアーム１００の作動時には、細孔８２に所定の加圧空気が常時供給され、第１室３１に必要に応じて加圧空気が供給されるように、空圧制御されている。そして、無過負荷領域では、第１室３１に、コイルバネ３４の弾性力よりも強い力でピストン部２０を押す加圧空気が供給される。それにより、ベース部５０は、加圧空気によって強く押されたピストン部２０に支持されるため、第２連結体１ｂは、第１連結体１ａに対してその姿勢が強固に維持される。その支持強度は、空気圧で調整できる。
【００６３】
従って、第１過負荷検知機構８０の誤検知を高度に抑制できるので、無駄な緊急停止等を発生させること無く、ロボットアーム１００を高速で作動させることができる。
【００６４】
一方、有過負荷領域では、第１室３１への加圧空気の供給が停止される。それにより、ベース部５０は、コイルバネ３４の弾性力のみによって押されたピストン部２０に支持されるため、第２連結体１ｂは、第１連結体１ａに対する姿勢が、所定の支持力で維持される。コイルバネ３４の弾性力であるため、加圧空気と異なり、常に一定の支持力が得られる。従って、ロボットアーム１００に作用する過負荷の上限が確実に設定できる。
【００６５】
有過負荷領域では、ロボットアーム１００は、無過負荷領域よりも低速で作動される。そして、グリッパー１０１やアーム１０２が障害物に接触するなどして、過負荷検知アダプタ１に所定の負荷が作用すると、第１過負荷検知機構８０が、即座にそれを検知する。すなわち、ベース部５０が僅かに変位することで、細孔８２から空気が流出して空気圧が急変するので、その変化が検知される。従って、過負荷を瞬時に検知することができる。
【００６６】
第１過負荷検知機構８０の検知によるグリッパー１０１等の変位は僅かである。従って、ロボットアーム１００は停止せずに、例えば警報を発する等の措置がとられる。
【００６７】
そして、その後、続けて第２過負荷検知機構９０により、過負荷検知アダプタ１に作用する負荷が検知される。第２過負荷検知機構９０では、負荷の大きさや負荷の大きさの変化量が、連続して検知できるので、過負荷検知アダプタ１の状態、つまりはロボットアーム１００に作用している過負荷の変化を詳細に把握することができる。従って、ロボットアーム１００を停止すべきか否かを適切に判断することが可能になり、適切なしきい値を設定することで、過負荷の状態に応じて、真に必要な最適なタイミングでロボットアーム１００の作動を停止させることができる。
【００６８】
なお、本発明にかかる過負荷検知アダプタは、上述した実施形態に限定されず、それ以外の種々の構成をも包含する。
【００６９】
例えば、前述した実施形態では、有過負荷領域で第１室３１への加圧空気の供給が停止されるようにしたが、有過負荷領域を可能性に応じて更に細分化し、過負荷が作用する可能性が低い領域では、加圧空気の供給は停止せず、コイルバネ３４の弾性力よりも強い力でピストン部２０を押す圧力の範囲で、空気圧を所定圧まで弱めるように制御してもよい。このように、第１室３１に供給する空気圧を調整すれば、より多様な過負荷の検知及び回避が可能になる。
【００７０】
第２過負荷検知機構９０を構成するセンサは、磁気センサ９１に限らない。近接センサや光電センサなどが代用できる。尤も、密閉空間に設置されているピストン部２０の変位をその外側から検出できることから、磁気センサ９１が好ましい。
【符号の説明】
【００７１】
１  過負荷検知アダプタ
１ａ  第１連結体
１ｂ  第２連結体
１０  シリンダ部
１３  開口
２０  ピストン部
３１  第１室
３２  第２室
３３  バネ収容部
３４  コイルバネ
５０  ベース部
６０  連結部
７０  支持部
７１  凹部
７２  凸部
８０  第１過負荷検知機構
９０  第２過負荷検知機構
１００  ロボットアーム
１０１  グリッパー（第１要素部材）
１０２  アーム（第２要素部材）
【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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