(57)【要約】【課題】接触を検知した後の押込可能距離を大きくすることが可能な接触検知器並びにそれを用いたハンド、ロボット、及びロボットシステムを提供する。【解決手段】係止部２０２ａを有する本体２０１〜２０２と、係合部２０３ａあ有する棒状の接触子２０３と、圧縮バネ２１０と、タッチセンサ２０７と、を備、接触子の係合部が本体の係止部に係止されることによって接触子が上方に移動可能に本体によって吊り下げられ、圧縮バネが接触子の上端に設けられ、タッチセンサが圧縮バネの上方に位置するように本体に設けられ、且つ記圧縮バネの上端とタッチセンサの下端との間に間隙Ｇが存在する。【選択図】図１
2018192599.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
係止部を有する本体と、係合部を有する棒状の接触子と、圧縮バネと、タッチセンサと、を備え、
前記接触子の前記係合部が前記本体の係止部に係止されることによって前記接触子が上方に移動可能に前記本体によって吊り下げられ、
前記圧縮バネが前記接触子の上端に設けられ、
前記タッチセンサが前記圧縮バネの上方に位置するように前記本体に設けられ、且つ
前記圧縮バネの上端と前記タッチセンサの下端との間に間隙が存在する、接触検知器。
【請求項２】
前記本体は、基板と、上端が前記基板に固定され、下端が開放された筒状の支持部材とを備え、
前記支持部材が、前記係止部として、下端部から内方に突出する第１フランジ部を有し、
前記接触子が、前記係合部として、上端部から外方に突出し、前記支持部材の前記第１フランジ部によって係止された第２フランジ部を有し、
前記圧縮バネが、コイルバネであり、
前記タッチセンサが、前記コイルバネの上方に位置するように前記基板に設けられている、請求項１に記載の接触検知器。
【請求項３】
物品を搬送するためのロボットアームの腕部の先端に手首部を介して設けられるハンドであって、
Ｙ軸が前記手首部のねじり関節の回転軸に平行な左手直交座標系において、Ｘ−Ｙ平面に平行な第１平面上に延在し、一方の端部が前記手首部に取り付けられた第１本体と、
前記第１本体に対しＺ方向と反対方向においてＸ−Ｙ平面に平行な第２平面上に延在し、前記物品を保持する物品保持部が設けられた第２本体と、
Ｚ軸に沿って延在し、Ｚ方向の端部が前記第１本体に固定され、Ｚ方向と反対方向の端部によって前記第２本体を、Ｚ方向に弾性的に移動可能に吊り下げる連結部材と、
請求項１又は２に記載された接触検知器と、を備え、
前記接触検知器は、Ｚ軸に沿って延在し、前記本体のＺ方向の端部が前記第１本体に固定され、前記接触子のＺ方向と反対方向の端と、前記第２本体の当該端と対向する部分とが接触し、又は前記接触子のＺ方向と反対方向の端と、前記第２本体の当該端と対向する部分との間に間隙が存在する、ハンド。
【請求項４】
複数の前記接触検知器を備え、複数の前記接触検知器は、前記接触子における前記係合部の前記本体部の係止部によって係止される面から下端までの長さである吊り下げ長さが第１長さである第１接触検知器と、前記吊り下げ長さが前記第１長さより短い第２長さである第２接触検知器とを含む、請求項３に記載のハンド。
【請求項５】
選択的に、前記第２本体のＺ方向への弾性的な移動を阻止することによって、前記第２本体を前記第１本体にロックし、且つ、前記第２本体のＺ方向への弾性的な移動を許容することによって、前記ロックを解除するよう構成されたロック機構をさらに備える、請求項３又は４に記載のハンド。
【請求項６】
請求項３乃至５のいずれかに記載のハンドが腕部の先端に手首部を介して設けられたロボットアームと、前記ロボットアームの動作を制御する制御器とを備える、ロボット。
【請求項７】
前記物品が車両の座席である、請求項６に記載のロボット。
【請求項８】
請求項６又は７に記載のロボットと、前記ロボットアームを、前記制御器を介して操作する操作器とを備える、ロボットシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接触検知器、ハンド、ロボット、及びロボットシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、物体の接触を検知するセンサとしてタッチセンサが知られている。そのようなタッチセンサとしてとして、例えば、特許文献１に記載されたものが知られている。このタッチセンサでは、前端部に内方に突出する鍔部を有する円筒状のケースにプランジャが挿入されている。プランジャは、前部が小径に形成され、後部が大径に形成されていて、小径の全部がケースの鍔部を挿通してケースの前方に突出し、大径の後部がケースの鍔部に係止されている。プランジャの後部とケースの適所との間に圧縮バネが介挿されていて、プランジャは圧縮バネによって前方に付勢されている。プランジャの後方に電気接点が配置されていて、プランジャの前端が検知対象物に押されて後方に移動するとプランジャの後端が電気接点に接触して、検出対象物へのセンサの接触が検知される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２９３９８１号公報（特に、段落［０００４］及び［０００５］並びに図２参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、検知対象物への接触を接触検知器で検知する場合、接触を検知した後、その接触検知状態を維持したまま接触検知器を意図的に検知対象物へさらに接近させることが好ましい場合がある。そのような場合とは、検知対象物と接触検知器との接触位置の近傍において、両者の距離が不安定な場合である。この場合、接触検知器で検知対象物への接触を検知した後の検知対象物への接触検知器の接近距離（以下、押込距離という）が大きいと、検知対象物と接触検知器との距離が多少変動しても、安定して、接触検知状態を維持することができる。そのため、その接触検知を利用するアクションを確実に取ることができる。
【０００５】
しかし、上述のタッチセンサでは、プランジャで検知対象物への接触を検知した後のタッチセンサの検知対象物への接近可能距離（以下、押込可能距離という）は、接触を検知した時点におけるプランジャの前部のケース前端からの突出長さに等しいため、押込可能距離がごく小さいという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、接触を検知した後の押込可能距離を大きくすることが可能な接触検知器並びにそれを用いたハンド、ロボット、及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】
上記課題を解決するために、本発明のある態様（aspect）に係る接触検知器は、係止部を有する本体と、係合部を有する棒状の接触子と、圧縮バネと、タッチセンサと、を備え、前記接触子の前記係合部が前記本体の係止部に係止されることによって前記接触子が上方に移動可能に前記本体によって吊り下げられ、前記圧縮バネが前記接触子の上端に設けられ、前記タッチセンサが前記圧縮バネの上方に位置するように前記本体に設けられ、且つ前記圧縮バネの上端と前記タッチセンサの下端との間に間隙が存在する。ここで、「圧縮バネ」は、圧縮されると圧縮方向と反対方向の弾性力を生じるバネを意味し、自由長の状態でも圧縮された状態でも構わない。バネ単体の形態と、バネに圧縮力を受ける部材が設けられた形態とを含む。
【０００８】
この構成によれば、接触検知器は、接触子が上下方向に延在する状態で使用され、接触子の下端が検知対象物によって上方に押されると圧縮バネの上端がタッチセンサの下端に接触して、接触検知器の検知対象物への接触が検知される。その後、さらに接触検知器が検知対象物に接近すると、接触子が圧縮バネを押圧し、圧縮バネが接触子とタッチセンサとの間に挟まれて圧縮される。これにより、接触を検知した後に接触検知器をさらに押し込むことができる。この場合、圧縮バネの圧縮可能長さだけ押し込むことができるので、圧縮バネの圧縮可能長さを適宜選択することにより、タッチセンサの押込可能距離に比べて格段に大きな押込可能距離を得ることができる。
【０００９】
前記本体は、基板と、上端が前記基板に固定され、下端が開放された筒状の支持部材とを備え、前記支持部材が、前記係止部として、下端部から内方に突出する第１フランジ部を有し、前記接触子が、前記係合部として、上端部から外方に突出し、前記支持部材の前記第１フランジ部によって係止された第２フランジ部を有し、前記圧縮バネが、コイルバネであり、前記タッチセンサが、前記コイルバネの上方に位置するように前記基板に設けられていてもよい。
【００１０】
この構成によれば、筒状の支持部材の内部空間に接触子を収容し、接触子の第２フランジを支持部材の第１フランジで係止した状態で支持部材を基板に固定することによって、簡単に接触子を本体に組み込むことができるので、容易に接触検知器を作製することができる。また、コイルバネが圧縮された場合にコイルバネが側方へ曲がることを筒状の支持部材の周面によって防止することができる。
【００１１】
また、本発明の他の態様に係るハンドは、物品を搬送するためのロボットアームの腕部の先端に手首部を介して設けられるハンドであって、Ｙ軸が前記手首部のねじり関節の回転軸に平行な左手直交座標系において、Ｘ−Ｙ平面に平行な第１平面上に延在し、一方の端部が前記手首部に取り付けられた第１本体と、前記第１本体に対しＺ方向と反対方向においてＸ−Ｙ平面に平行な第２平面上に延在し、前記物品を保持する物品保持部が設けられた第２本体と、Ｚ軸に沿って延在し、Ｚ方向の端部が前記第１本体に固定され、Ｚ方向と反対方向の端部によって前記第２本体を、Ｚ方向に弾性的に移動可能に吊り下げる連結部材と、上記のいずれかの接触検知器と、を備え、前記接触検知器は、Ｚ軸に沿って延在し、前記本体のＺ方向の端部が前記第１本体に固定され、前記接触子のＺ方向と反対方向の端と、前記第２本体の当該端と対向する部分とが接触し、又は前記接触子のＺ方向と反対方向の端と、前記第２本体の当該端と対向する部分との間に間隙が存在する。
【００１２】
この構成によれば、接触を検知した後の押込可能距離を大きくすることが可能な接触検知器をハンドに備えるので、接触検知を利用するアクションを確実に取ることができる。例えば、物品が車両の部品である場合、ハンドが、左手直交座標系のＹ軸が水平でＺ方向が上方向に一致する姿勢で物品保持部に部品を保持すると、第２本体が連結部材を介して上方に弾性的移動可能に第１本体に吊り下げられる。この状態で、例えば、ロボットアームが、ハンドの物品保持部に保持された部品を車体の固定部に対して相対的に上方から接近させた場合、部品が当該固定部に接触すると、第２本体が上方に弾性的に移動する。すると、やがて、第２本体の、接触検知器の接触子のＺ方向と反対方向の端と対向する部分が接触子の当該端に接触し、最終的に圧縮バネの上端がタッチセンサの下端に接触して、接触検知器の第２本体への接触が検知され、これにより、部品の固定部への接触が検知される。そこで、さらに、ロボットアームが、ハンドの物品保持部に保持された部品を固定部に対して相対的に上方から所定距離だけ下降させると、接触検知器が、接触を検知した状態で所定距離だけ押し込まれる。この際、第２本体を介して、部品が自重と連結部材の上方への弾性的移動による反発力と接触検知器の圧縮バネの反発力とによって押圧される。これにより、ハンドに保持した部品を固定部に軽く押し当てた状態を維持しながらその固定位置を探ることができる。その際、固定部の形状に追随して、部品の位置が上下方向に変動すると、接触検知器と第２本体との上下方向における距離が変動するが、接触検知器が所定距離だけ押し込まれているので、接触検知状態が維持される。これにより、固定位置の探り動作を安定して行うことができるので、好適に部品を車体の固定部に固定させることができる。
【００１３】
複数の前記接触検知器を備え、複数の前記接触検知器は、前記接触子における前記係合部の前記本体部の係止部によって係止される面から下端までの長さである吊り下げ長さが第１長さである第１接触検知器と、前記吊り下げ長さが前記第１長さより短い第２長さである第２接触検知器とを含んでもよい。
【００１４】
この構成によれば、第２接触検知器を第１接触検知器の押込距離の許容限度を検知する検知器として用いることにより、第１接触検知器の押込距離を適切な範囲に抑制することができる。
【００１５】
選択的に、前記第２本体のＺ方向への弾性的な移動を阻止することによって、前記第２本体を前記第１本体にロックし、且つ、前記第２本体のＺ方向への弾性的な移動を許容することによって、前記ロックを解除するよう構成されたロック機構をさらに備えてもよい。
【００１６】
この構成によれば、第２本体のＺ方向への弾性的な移動が必要な場合（例えば、物品を載置する場合）にのみ第２本体の第１本体へのロックを解除し、それ以外の場合（例えば、物品を保持する場合、物品を搬送する場合）に第２本体を第１本体にロックすることにより、不要な第２本体のＺ方向への弾性的な移動による接触検知器の誤作動、ハンドに保持された部品の損傷等を防止することができる。
【００１７】
また、本発明のさらなる他の態様に係るロボットは、上記のいずれかのハンドが腕部の先端に手首部を介して設けられたロボットアームと、前記ロボットアームの動作を制御する制御器とを備える。
【００１８】
この構成によれば、接触を検知した後の押込可能距離を大きくすることが可能な接触検知器をハンドに備えるので、接触検知を利用するアクションを確実に取ることができる。
【００１９】
前記物品が車両の座席であってもよい。
【００２０】
この構成によれば、好適に部品を車体の固定部に固定させることができる。
【００２１】
また、本発明のさらなる他の態様に係るロボットシステムは、上記のいずれかのロボットと、前記ロボットアームを、前記制御器を介して操作する操作器とを備える。
【００２２】
この構成によれば、接触を検知した後の押込可能距離を大きくすることが可能な接触検知器をハンドに備えるので、操作器によって、ロボットアームを操作する場合に、接触検知を利用するアクションを確実に取ることができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明は、接触を検知した後の押込可能距離を大きくすることが可能な接触検知器並びにそれを用いたハンド、ロボット、及びロボットシステムを提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、本発明の実施形態１に係る第１接触検知器の構成を示す断面図であり、（ａ）は接触子が検知対象物に当接していない状態を示す図であり、（ｂ）は圧縮バネの上端がタッチセンサの下端に当接した状態を示す図であり、（ｃ）は第１接触検知器が所定距離だけ押し込まれた状態を示す図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態１に係る第２接触検知器の構成を示す断面図であり、（ａ）は接触子が検知対象物に当接していない状態を示す図であり、（ｂ）は圧縮バネの上端がタッチセンサの下端に当接した状態を示す図であり、（ｃ）は第１接触検知器が所定距離だけ押し込まれた状態を示す図である。
【図３】図３は、本発明の実施形態２に係るロボットシステムの構成を示す模式図である。
【図４】図４は、図３のロボットシステムの制御系統の構成を示す機能ブロック図である。
【図５】図５は、図３の操作器の構成を示す斜視図である。
【図６】図６は、図３のハンドの構成を示す斜視図である。
【図７】図７は、図６のハンドの背凭れ部保持部及び座部保持部の構成を示す側面図である。
【図８】図８は、図６のハンドの背凭れ部保持部の構成を示す平面図である。
【図９】図９は、座席の車体への取り付け構造を示す側面図である。
【図１０】図１０は、図６のハンドの連結部材の構成を示す側面図であり、（ａ）は連結部材が第２本体を吊り下げている状態を示す図であり、（ｂ）は連結部材が第２本体により圧縮されている状態を示す図である。
【図１１】図１１は、図６のハンドのロック機構の構成及び動作を示す側面図であり、左欄の図はロック機構の全体を示す側面図であり、右欄の上段の図はロック機構が第２本体を第１本体にロックした状態を示す斜視図であり、右欄の下段の図はロック機構のロックが解除された状態を示す斜視図である。
【図１２】図１２は、図６のハンドの第１及び第２接触検知器の動作を示す側面図であり、（ａ）は第１接触検知器が第２本体への接触を検知した状態を示す図であり、（ｂ）は第２接触検知器が第２本体への接触を検知した状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態を、添付図面を参照しつつ説明する。以下では、全ての図を通じて同一又は相当する要素には同一の参照符号を付してその重複する説明を省略する。なお、以下の図では、本発明に関係の無い要素が省略されている。また、各図において、説明しない要素が省略されている場合があるので、複数の図において互いに一致しない場合がある。
【００２６】
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る第１接触検知器の構成を示す断面図であり、（ａ）は接触子が検知対象物に当接していない状態を示す図であり、（ｂ）は圧縮バネの上端がタッチセンサの下端に当接した状態を示す図であり、（ｃ）は第１接触検知器が所定距離だけ押し込まれた状態を示す図である。
【００２７】
図１（ａ）を参照すると、本実施形態１の第１接触検知器は、係止部２０２ａを有する本体２０１〜２０２と、係合部２０３ａを有する棒状の接触子２０３と、圧縮バネ２１０と、タッチセンサ２０７と、を備えている。接触子２０３の係合部２０３ａが本体２０１、２０２の係止部２０２ａに係止されることによって接触子２０３が上方に移動可能に本体２０１〜２０２によって吊り下げられている。圧縮バネ２１０が接触子２０３の上端に設けられ、且つタッチセンサ２０７が圧縮バネ２１０の上方に位置するように本体２０１〜２０２に設けられ、且つ  圧縮バネ２１０の上端とタッチセンサ２０７の下端との間に間隙Ｇが存在する。ここで、圧縮バネ２１０は、自由長の状態でも圧縮された状態でも構わない。以下は、圧縮バネ２１０が自由長の状態である形態が例示される。
【００２８】
より詳しくは、本体２０１〜２０２は、基板２０１と、上端が基板２０１に固定され、下端が開放された円筒状の支持部材２０２とを備えている。支持部材２０２は、係止部として、下端部から内方に突出する第１フランジ部２０２ａを有する。接触子２０３は、係合部として、上端部から外方に突出する第２フランジ部２０３ａを有する。第２フランジ部２０３ａは、支持部材２０２の第１フランジ部２０２ａによって係止されている。
【００２９】
圧縮バネ２１０は、コイルバネ２０４と、コイルバネ２０４の下端に設けられた円板状の座部材２０５と、コイルバネ２０４の上端に設けられた円板状の当接部材２０６とを含む。そして、座部材２０５が接触子２０３の上端面に固定されている。
【００３０】
タッチセンサ２０７は、コイルバネの上方（具体的には当接部材２０６の上方）に位置するように基板２０１に設けられている。具体的には、基板２０１の当接部材２０６の上方に位置する部位に貫通孔が設けられ、この貫通孔に、下端が基板２０１の下面から露出するようにしてタッチセンサ２０７が固定されている。タッチセンサ２０７には、接触検知信号を伝達する信号線２０８が接続されている。タッチセンサは公知のものを用いることができる。
【００３１】
なお、ここでは、コイルバネの両端に圧縮力を受ける座部材２０５及び当接部材２０６が設けられているが、圧縮バネ２１０は、コイルバネ単体で構成されてもよい。
【００３２】
この構成によれば、円筒状の支持部材２０２の内部空間に接触子２０３を収容し、接触子２０３の第２フランジ部２０３ａを支持部材２０２の第１フランジ部２０２ａで係止した状態で支持部材２０２を基板２０１に固定することによって、簡単に接触子２０３を本体２０１〜２０２に組み込むことができるので、容易に第１接触検知器２００Ａを作製することができる。また、コイルバネ２０４が圧縮された場合にコイルバネ２０４が側方へ曲がること円筒状の支持部材２０２の周面によって防止することができる。
【００３３】
次に以上のように構成された第１接触検知器２００Ａの動作を説明する。図１（ｂ）を参照すると、第１接触検知器２００Ａは、接触子２０３が上下方向に延在する状態で使用され、接触子２０３の下端が検知対象物によって上方に押されると圧縮バネ２１０の上端（当接部材２０６の上面）がタッチセンサ２０７の下端に接触する。これにより、第１接触検知器２００Ａの検知対象物への接触が検知される。
【００３４】
図１（ｃ）を参照すると、その後、さらに第１接触検知器２００Ａが検知対象物に接近すると、接触子２０３が圧縮バネ２１０を押圧し、圧縮バネ２１０が接触子２０３とタッチセンサ２０７との間に挟まれて圧縮される。これにより、接触を検知した後に第１接触検知器２００Ａをさらに押し込むことができる。この場合、圧縮バネ２１０の圧縮可能長さだけ押し込むことができるので、圧縮バネ２１０の圧縮可能長さを適宜選択することにより、タッチセンサ２０７の押込可能距離に比べて格段に大きな押込可能距離を得ることができる。
【００３５】
図２は、本発明の実施形態１に係る第２接触検知器の構成を示す断面図であり、（ａ）は接触子が検知対象物に当接していない状態を示す図であり、（ｂ）は圧縮バネの上端がタッチセンサの下端に当接した状態を示す図であり、（ｃ）は第１接触検知器が所定距離だけ押し込まれた状態を示す図である。
【００３６】
第２接触検知器２００Ｂは、接触子２０９における係合部２０９ａの本体部２０１〜２０２の係止部２０２によって係止される面（係合部２０９ａの下面）から下端までの長さである吊り下げ長さ（第２長さ）が、第１接触検知器２００Ａの接触子２０３における係合部２０３ａの本体部２０１〜２０２の係止部２０２によって係止される面（係合部２０３ａの下面）から下端までの長さである吊り下げ長さ（第１長さ）より短い。これ以外の構成は第１接触検知器２００Ａと同じであるので、その説明を省略する。
【００３７】
第１接触検知器２００Ａ及び第２接触検知器２００Ｂを用いる場合、図２（ｃ）に示すように、第１接触検知器２００Ａが所定距離Ｄだけ押し込まれた状態で第２接触検知器２００Ｂが検知対象物への接触を検知するように、第２長さが第１長さよりＤだけ短く選択される。
【００３８】
このように構成することにより、第２接触検知器２００Ｂを、第１接触検知器２００Ａの押込距離の許容限度を検知する検知器として用いることができる。その結果、第１接触検知器２００Ａの押込距離を適切な範囲に抑制することができる。
【００３９】
（実施形態２）
本は発明の実施形態２は、実施形態１の接触検知器のハンド、ロボット、及びロボットシステムへの適用例を示すものである。
【００４０】
（全体構成）
本発明の実施形態２に係るロボットは、車両の車体の内部に座席を取り付けるためのロボットであって、腕部の先端に手首部を介してハンドが設けられた多関節のロボットアームと、前記ロボットアームの動作を制御する制御器と、を備え、前記座席は座部と背凭れ部とを備え、前記背凭れ部は、当該背凭れ部を支持するフレームを備え、前記ハンドは、前記背凭れ部の前記フレームを保持し且つ解放することが可能なように構成され、前記制御器は、前記ハンドによって前記背凭れ部の前記フレームを保持し且つ解放するよう前記ロボットアームの動作を制御するように構成されている。
【００４１】
本実施形態のロボットは多関節のロボットであればよい。ロボットは、操作器によって操作されるものでもよく、動作プログラムに従って自動で動作するものでもよい。以下では、ロボットが操作器によって操作される形態（ロボットシステム）が例示される。
【００４２】
本実施形態２のロボットは、車両の車体の内部に座席を取り付ける作業に適用される。「車両」は、座席を備えるものであればよい。典型的な車両として、自動車が例示される。以下では、ロボットが自動車の車体に座席を取り付ける作業が例示される。
【００４３】
［ロボットシステムの構成］
図３は、本実施形態２に係るロボットシステムの構成を示す模式図である。図３を参照すると、本実施形態２のロボットシステム１００は、ロボットアーム１と、操作器２と、制御器３と、カメラ４と、モニタ５と、報知器６と、を備える。ロボットアーム１と制御器３とがロボット１０を構成する。ロボットアーム１には、エンドエフェクタとしてのハンド４１を備え、ハンド４１に第１及び第２接触検知器２００Ａ、２００Ｂを備える。
【００４４】
図４は、図３のロボットシステム１００の制御系統の構成を示す機能ブロック図である。図４を参照すると、制御器３は、アーム制御部３ａと表示制御部３ｂと報知制御部３ｃとを含む。図３及び図４を参照すると、ロボットシステム１００では、カメラ４がロボットアーム１の動作範囲の景色を撮像し、その撮像信号を表示制御部３ｂに送信する。表示制御部３ｂは、受信した撮像信号を画像表示信号に変換し、モニタ５に送信する。モニタ５は、受信した画像表示信号に従って、画像を表示する。これにより、カメラ４により撮像された画像がモニタ５に表示される。操作者は、モニタ５に表示された画像を見ながら、ロボットアーム１を操作すべく操作器２を操作する。操作器２は操作されると、その操作に応じた操作信号をアーム制御部３ａに送信する。アーム制御部３ａは、受信した操作信号に応じてロボットアーム１の動作を制御する制御信号を生成し、その制御信号ロボットアーム１に送信する。これにより、ロボットアーム１が操作器２の操作に応じて動作する。また、ハンド４１に保持される物品（ここでは車両の部品）が他の物体（ここでは車体の固定部）へ上方から接触すると、第１及び第２接触検知器２００Ａ、２００Ｂが接触検知信号を報知制御部３ｃに送信し、報知制御部３ｃが報知信号を生成してこれを報知器６に送信する。すると、報知器６が警報を発する。この際、報知制御部３ｃは、第１接触検知器２００Ａから接触検知信号を受信すると第１報知信号生成してこれを報知器６に送信する。すると、報知器６が第１の警報を発する。報知制御部３ｃは、第２接触検知器２００Ｂから接触検知信号を受信すると第２報知信号生成してこれを報知器６に送信する。すると、報知器６が第２の警報を発する。第１の警報と第２の警報とは、例えば、音の種類、高さ等を違えることにより、操作者が両者を区別することができるように設定される。これにより、操作者は、第１の警報を知覚すると、物品が上方から他の物体に接触したことを認識し、ハンド４１を操作して第１接触検知器２００Ａをさらに押し込む。これにより、接触検知状態が確実になるとともにハンド４１に保持された物品が上方から他の物体に押し付けられる。そして、第２の警報を知覚すると、押込距離が許容限度に達したことを認識し、押し込みを止める。これにより、第１接触検知器２００Ａの押込距離を適切な範囲に抑制することができる。具体的な操作例は後述する。
【００４５】
以下、ロボットシステム１００の要素を順に説明する。
【００４６】
カメラ４は、公知のものを使用することができる。カメラ４は、ロボットアーム１の動作を撮像できる箇所に設置される。カメラ４は、ここでは１台設置される。ロボットアーム１の動作を複数の視点から監視する必要がある場合には、複数のカメラ４を設置してもよい。この場合、制御器３は、例えば、モニタ５の表示画面を適宜分割することにより、複数のカメラ４の画像をモニタ５に表示させる。また、モニタ５の画像表示部をタッチパネルで構成し、その表示画面にカメラ選択領域を表示し、操作者により選択されたカメラ４の撮像画像を表示するように構成してもよい。
【００４７】
モニタ５は、公知のものを使用することができる。モニタ５は、操作器２の近傍に設置される。
【００４８】
報知器６は、操作者に報知可能な機器であればよい。報知器６として、例えば、スピーカが用いられる。
【００４９】
第１及び第２接触検知器２００Ａ、２００Ｂは実施形態１のものが用いられる。
【００５０】
制御器３は、例えば、マイクロコントローラ、ＭＰＵ、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）、論理回路等からなる演算部（図示せず）と、ＲＯＭ及びＲＡＭ等からなる記憶部（図示せず）とにより構成される。アーム制御部３ａ及び表示制御部３ｂは、記憶部に格納された所定の制御プログラムを演算部が読み出して実行することにより実現される機能ブロックである。
【００５１】
＜ロボットアーム１＞
ロボットアーム１は、基台１５と、基台１５に支持された腕部１３と、腕部１３の先端に支持され、エンドエフェクタ４１が装着される手首部１４とを備えている。ロボットアーム１は、図１に示すように３以上の複数の関節ＪＴ１〜ＪＴ６を有する多関節ロボットアームであって、複数のリンク１１ａ〜１１ｆが順次連結されて構成されている。より詳しくは、第１関節ＪＴ１では、基台１５と、第１リンク１１ａの基端部とが、鉛直方向に延びる軸回りに回転可能に連結されている。第２関節ＪＴ２では、第１リンク１１ａの先端部と、第２リンク１１ｂの基端部とが、水平方向に延びる軸回りに回転可能に連結されている。第３関節ＪＴ３では、第２リンク１１ｂの先端部と、第３リンク１１ｃの基端部とが、水平方向に延びる軸回りに回転可能に連結されている。第４関節ＪＴ４では、第３リンク１１ｃの先端部と、第４リンク１１ｄの基端部とが、第４リンク１１ｃの長手方向に延びる軸回りに回転可能に連結されている。第５関節ＪＴ５では、第４リンク１１ｄの先端部と、第５リンク１１ｅの基端部とが、リンク１１ｄの長手方向と直交する軸回りに回転可能に連結されている。第６関節ＪＴ６では、第５リンク１１ｅの先端部と第６リンク１１ｆの基端部とが、ねじり回転可能に連結されている。そして、第６リンク１１ｆの先端部にはメカニカルインターフェースが設けられている。このメカニカルインターフェースには、ロボットアーム１の作業内容に対応したエンドエフェクタとしてのハンド４１が着脱可能に装着される。
【００５２】
上記の第１関節ＪＴ１、第１リンク１１ａ、第２関節ＪＴ２、第２リンク１１ｂ、第３関節ＪＴ３、及び第３リンク１１ｃから成るリンクと関節の連結体によって、ロボットアーム１の腕部１３が形成されている。また、上記の第４関節ＪＴ４、第４リンク１１ｄ、第５関節ＪＴ５、第５リンク１１ｅ、第６関節ＪＴ６、及び第４リンク１１ｆから成るリンクと関節の連結体によって、ロボットアーム１の手首部１４が形成されている。
【００５３】
関節ＪＴ１〜ＪＴ６には、それが連結する２つの部材を相対的に回転させるアクチュエータの一例としての駆動モータ（図示せず）が設けられている。駆動モータは、例えば、制御器３から送信される制御信号によってサーボアンプを介してサーボ制御されるサーボモータである。また、関節ＪＴ１〜ＪＴ６には、駆動モータの回転角を検出するための回転角センサ（図示せず）と、駆動モータの電流を検出するための電流センサ（図示せず）とが設けられている。制御器３は、回転角センサの検出信号と電流センサの検出信号とをフードバック信号として用いてロボットアーム１の腕部１３及び手首部１４の制御信号を生成し、腕部１３及び手首部１４の動作をフィードバック制御する。なお、制御器３は、後述するハンド４１の支持部材駆動器５２及び当接部材駆動器６１については、操作器２からの操作信号（オン及びオフ信号）に従って制御する。
【００５４】
＜操作器２＞
図５は、図３の操作器２の構成を示す斜視図である。図５を参照すると、操作器２は、操作者によって把持される把持部２１と、把持部２１を移動可能に支持するアーム部２２と、モータ２４とを備えている。モータ２４はサーボモータで構成される。
【００５５】
把持部２１は、操作者が把持し易いように、操作者が把持部２１を握って把持することが可能に形成されている。操作者が把持部２１を握って把持した状態で、操作者が、把持部２１を移動させることによりロボットアーム１を移動させ、ロボットアーム１を操作する。
【００５６】
把持部２１は、支持部２３によって支持されている。また、把持部２１は、円筒状の接続部２３ｃを介して、支持部２３に接続されている。支持部２３は、アーム部２２によって移動可能に支持されている。アーム部２２は、モータ２４に接続されている。
【００５７】
アーム部２２は、それぞれ関節２２ａを有し、関節２２ａを中心に屈曲することが可能に形成されている。従って、アーム部２２は、把持部側アーム部２２ｂと、モータ側アーム部２２ｃとが、関節２２ａによって屈曲可能に接続されている。
【００５８】
モータ２４は、支持台３０によって支持されている。モータ２４は、６つ設けられている。６つのモータ２４は、一対のモータ２４によって１つの辺が構成され、支持台３０上に三角形状に並べられて配置されている。より詳しくは、一対のモータ２４の主軸の回転軸（中心軸）が正三角形の１辺を構成するように、６つのモータ２４が配置されている。そして、１辺を構成する一対のモータ２４に対応して一対のアーム部２２が設けられている。この一対のアーム部２２によって、支持部２３の外形を規定する３つの辺のうちの１つの辺２３ａが挟まれている。支持部２３の辺２３ａには、軸２３ｂが、支持部２３の内部を通って配置されている。軸２３ｂは、辺２３ａを挟む２つの把持部側アーム部２２ｂによって両端部を、軸２３ｂの中心軸を含む互いに直交する３軸の周りに回転可能に保持されている。これにより、支持部２３が、軸２３ｂの中心軸を含む互いに直交する３軸の周りに回転可能に軸支されている。このように、支持部２３は、２つの把持部側アーム部２２ｂによって軸２３ｂの中心軸を含む互いに直交する３軸の周りに回転可能に支持されている。支持部２３における辺２３ａと軸２３ｂの構成については、支持部２３の３つの辺について同様である。ここで、３つの軸２３ｂの中心軸は正三角形を成している。
【００５９】
また、上述の関節２２ａは、一対のモータ２４の出力軸の中心軸に平行な軸を含む互いに直交する３軸の周りに回転可能に、把持部側アーム部２２ｂをモータ側アーム部２２ｃに接続している。
【００６０】
従って、支持部２３の位置及び姿勢に応じて、６つのモータ２４の回転角が一義的に定まる。
【００６１】
次に、操作器２の制御系統について説明する。操作器２において、６つのモータ２４は、それぞれ、サーボアンプを介して、制御器３によってサーボ制御（位置制御）される。６つのモータ２４には、それぞれ、回転角センサ（図示せず）が設けられている。回転角センサは例えばエンコーダで構成される。回転角センサの検出信号は制御器３に送信される。この回転角センサの検出信号が上述の操作器２の操作信号である。制御器３は、この回転角センサの検出信号に基づいて、支持部２３の位置及び姿勢を検出し、ロボットアーム１のハンド４１が支持部２３の位置及び姿勢を取るような制御信号を生成し、これをロボットアーム１に送信する。また、制御器３は、回転角センサの検出信号に基づいて、支持部２３が基準位置及び基準姿勢を取るように６つのモータの回転角をフィードバック制御する。但し、各モータの出力トルクは、操作者が把持部２１を移動させる際に適宜な反力を感じる程度に設定される。
【００６２】
また、操作器２の把持部２１には、押しボタン２１ａ及び２１ｂが設けられている。押しボタン２１ａは、後述するハンド４１の背凭れ部保持部４５の支持部材駆動器５２及び座部保持部４６の当接部材駆動器６１をオン及びオフする操作ボタンである。押しボタン２１ｂは、後述するハンド４１のロック機構９３のロック部材駆動器５５をオン及びオフする操作ボタンである。押しボタン２１ａ及び２１ｂは、例えば、押す毎に、オン動作指令及びオフ動作指令が切り替わるように構成されている。
【００６３】
次に、操作器２によってロボットアーム１を操作する際の動作について説明する。操作器２によってロボットアーム１の腕部１３及び手首部１４を操作する際には、把持部２１を操作者が把持する。この状態では、把持部は制御器３の制御により基準位置及び基準姿勢を取っている。操作者が把持部２１を把持した状態で、ロボットアーム１を移動させたい方向に合わせて把持部２１を移動させる。
【００６４】
操作者が把持部２１を移動させると、把持部２１を支持する支持部２３が、把持部２１の移動に伴って移動する。また、支持部２３の移動により、支持部２３に接続されている６つのアーム部２２が移動する。
【００６５】
６つのアーム部２２が移動すると、それに応じて６つのモータ２４の出力軸が回転し、この回転角を６つの回転角センサが検出し、その検出信号を操作信号として制御器３に出力する。制御器３は、これらの回転角センサの検出信号に基づいて、ロボットアーム１のハンド４１が支持部２３の位置及び姿勢に応じた位置及び姿勢を取るような制御信号を生成し、これをロボットアーム１に送信する。すると、ロボットアーム１が、ハンド４１が支持部２３の位置及び姿勢に応じた位置及び姿勢を取るように動作する。これにより、操作者が、操作器２の把持部２１を操作して、ロボットアーム１を意図するように操作することができる。
【００６６】
一方、この間、制御器３が把持部２１を基準位置及び基準姿勢を取るようフィードバック制御しており、把持部２１はこの制御に反して移動されるので、操作者は把持部２１の移動量に応じた反力を感じる。そして、操作者が把持部２１を解放すると、把持部２１は、制御器３の制御により基準位置及び基準姿勢に復帰する。
【００６７】
また、操作者は、ハンド４１の背凭れ部保持部４５の支持部材駆動器５２及び座部保持部４６の当接部材駆動器６１をオン又はオフしようとする時は、押しボタン２１ａを押す。すると、ハンド４１の背凭れ部保持部４５の支持部材駆動器５２及び座部保持部４６の当接部材駆動器６１がオン又はオフされる。また、操作者は、ハンド４１のロック機構９３のロック部材駆動器５５をオン又はオフしようとする時は、押しボタン２１ｂを押す。すると、ロック部材駆動器５５がオン又はオフされる。
【００６８】
なお、操作器２を用いてバイラテラル制御を行ってもよい。
【００６９】
＜ハンド４１＞
ハンド４１を説明する前に、座席７１及び座席固定部８１について説明する。図９を参照すると、座席７１は、背凭れ部７２と座部７３とを有する。背凭れ部７２は、前面がやや前方に膨らみ、背面が平らであり、且つ全体が後方に傾斜した枠体に形成された第１フレーム７４を有する。そして、第１フレーム７４の前面にクッション部が配置されている。座部７３は、水平に延在する第２フレーム７５の上にクッション部が配置されて構成されている。第２フレーム７５の下面には、ピン孔を有する複数の嵌合部材７６が設けられている。そして、第１フレーム７４の下部が第２フレーム７５の後端部に所定の角度範囲内で回動自在に接続されている。従って、背凭れ部７２と座部７３とは、それぞれを支持する第１フレーム７４及び第２フレーム７５が互いに接続されているものの、それぞれのクッション部は互いに分離されていて、両者の間に後述するハンド４１の一対の支持部材５３Ａ、５３Ｂを挿入することが可能な領域が形成されている。本発明において、「座部と背凭れ部とが分離されている」とは、このように、座部７３のクッション部と背凭れ部７２のクッション部とが分離されていることを意味する。なお、参照符号５９で示される部材は、シートベルトのアウターバックルである。
【００７０】
座席固定部８１は、直方体状の基台８１ａを有する。基台８１ａの上面には複数の嵌合ピン８１ｂが突設されている。前側に配置された嵌合ピン８１ｂは座部７３の第２フレーム７５の前側に配置された嵌合部材７６のピン孔と嵌合し、後側に配置された嵌合ピン８１ｂは第２フレーム７５の後側に配置された嵌合部材７６のピン孔と嵌合するように配置されている。
【００７１】
次に、ハンド４１について説明する。図６は、図３のハンド４１の構成を示す斜視図である。図３及び図６を参照すると、ハンド４１には、制御器３によるハンド４１の動作の制御において、基準座標系が設定（定義）されている。この基準座標系は、左手直交座標系であって、Ｙ軸が手首部１４の第６リンク１１ｆのねじり回転における回転軸４０１に平行である。ここでは、便宜上、この基準座標系において、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸の正方向を、それぞれ、Ｘ方向、Ｙ方向、及びＺ方向と呼び、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸の負方向を、それぞれ、Ｘ方向の反対方向、Ｙ方向の反対方向、及びＺ方向の反対と呼ぶ。また、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸の正方向及び負方向の双方向を、それぞれ、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向と呼ぶ。
【００７２】
ハンド４１は、本体４２〜４４と、背凭れ部保持部４５と、座部保持部４６と、ロック機構９３と、を含む。本体４２〜４４は、第１本体４２と、第２本体４３と、第１本体４２と第２本体４３とを連結する連結部４４と、を含む。
【００７３】
第１本体４２は、Ｘ−Ｙ平面に平行な平面上に延在するように形成されている。第１本体４２は、例えば、互いに間隔を有してＹ軸方向に延在する一対のフレーム４２ｂと、この一対のフレーム４２ｂのＹ方向の端部を連結する第１基板２０１と、一対のフレーム４２ｂのＹ方向と反対方向の端部を連結するフランジ部４２ａと、を含む。フランジ部４２ａは、例えば、Ｘ−Ｚ平面に平行な板状部材で構成され、中央部に円形の貫通孔４２ｃが形成されている。フランジ部４２ａは、ロボットアーム１の手首部１４のメカニカルインターフェースに装着される。貫通孔４２ｃの中心を上述の第６リンク１１ｆのねじり回転における回転軸４０１が通る。
【００７４】
図６及び図９を参照すると、第２本体４３は、Ｘ−Ｙ平面に平行な所定の第１平面４０２上に延在するように形成されている。第２本体４３は、例えば、所定の第１平面４０２上に延在すように矩形に組み合わされた４本のフレームからなる枠体４３ａと、この枠体４３ａのＸ方向の端部の上面に設けられた第２基板２１３と、を含む。第２基板２１３は、例えば、２枚の板状部材を重ねて形成される。
【００７５】
第１本体４２の第１基板２０１と第２基板２１３とは、Ｚ軸方向から見て重なるように、４本の柱状の連結部材３１３によって連結されている。この４本の柱状の連結部材３１３が連結部４４を構成する。
【００７６】
図６乃至図９を参照すると、背凭れ部保持部４５は、第２本体４３の枠体４３ａのＸ方向側の側面の中央部に設けられている。背凭れ部保持部４５は、一対の支持部材５３Ａ、５３Ｂと、支持部材駆動器５２と、を備える。一対の支持部材５３Ａ、５３Ｂは、Ｘ−Ｙ平面に平行な所定の第１平面４０２に対し斜めに交差し且つＹ軸に平行な所定の第２平面４０３上に互いに対向し且つＺ方向と反対方向で且つＸ方向に延びている。一対の支持部材５３Ａ、５３Ｂは、ここでは、それぞれ、板状に形成され、且つ、基端から先端に向かって、対向する側面と反対の側面が直線状に延びるとともに幅が狭くなる板状に形成されている。もちろん、一対の支持部材５３Ａ、５３Ｂの形状は、これには限定されず、例えば、棒状であってもよい。
【００７７】
図９を参照すると、一対の支持部材５３Ａ、５３Ｂの先端部には、座席７１の背凭れ部７２のフレーム７４を支持する支持部５４Ａ、５４Ｂが設けられている。一方の支持部５４Ａは、支持部材５３Ａの先端部にＹ方向と反対方向に突出する突部として設けられ、そのＸ方向と反対方向の側面が、Ｘ方向に傾斜する平らな傾斜面５８Ａに形成されている。他方の支持部５４Ｂは、支持部材５３Ｂの先端部にＹ方向に突出する突部として設けられ、そのＸ方向と反対方向の側面が、Ｘ方向に傾斜する平らな傾斜面５８Ｂに形成されている。上述のように、背凭れ部７２の第１フレーム７４は背面（後面）が平らで後方に傾斜する枠体に形成されているので、図５のＡ部拡大図に示されるように、一対の支持部材５３Ａ、５３Ｂが所定の挿入位置において、その間隔が広げられると、一対の支持部５４Ａ、５４Ｂが第１フレーム７４の下端部に当接し、それぞれの傾斜面５８Ａ、５８Ｂが当該下端部の後面に接触し、当該下端部を上方向に支持する。
【００７８】
支持部材駆動器５２は、一対の支持部材５３Ａ、５３Ｂの間隔を広げ且つ狭めるよう当該一対の支持部材５３Ａ、５３Ｂの基端部を駆動する。支持部材駆動器５２が一対の支持部材５３Ａ、５３Ｂの間隔を広げると、背凭れ部７２がハンド４１によって保持され、支持部材駆動器５２が一対の支持部材５３Ａ、５３Ｂの間隔を狭めると、背凭れ部７２がハンド４１から解放される。支持部材駆動器５２は、例えば、エアチャックで構成される。
【００７９】
図６乃至図９を参照すると、一対の座部保持部４６が、それぞれ、第２本体４３の枠体４３ａのＹ方向側の側面のＸ方向と反対方向の端部と、Ｙ方向と反対方向側の側面のＸ方向と反対方向の端部と、に設けられている。この一対の座部保持部４６は、第２本体４３のＹ軸方向における中心面に対して対称に設けられている。従って、以下では、枠体４３ａのＹ方向側の側面に設けられた座部保持部４６について説明し、他方の座部保持部４６の説明を省略する。
【００８０】
座部保持部４６は、当接部材６３と当接部材駆動器６１とを備える。当接部材６３は、座部７３の第２フレーム７５の前端に当接する当接部材６３と、Ｚ軸に沿って延在し、先端部に当接部材６３が固定され、基端部が当接部材駆動器６１に接続された支持部材６２とを含む。当接部材駆動器６１は、枠体４３ａのＹ方向側の側面のＸ方向と反対方向の端部に設けられ、支持部材６２の基端部をＸ方向に進退させるよう構成されている。当接部材駆動器６１は、例えば、エアシリンダで構成される。
【００８１】
座部保持部４６は、背凭れ部保持部４５の一対の支持部材５３Ａ、５３Ｂが上述の所定の挿入位置に位置する状態において、支持部材６２の基端部がＸ方向に進出すると、当接部材６３が座部７３の第２フレーム７５の前端に当接し、支持部材６２の基端部がＸ方向と反対方向に後退すると、当接部材６３が座部７３の第２フレーム７５の前端から離隔するように設計されている。この当接部材６３の座部７３の第２フレーム７５の前端への当接及び離隔により、座部７３がハンド４１によって保持及び解放される。
【００８２】
なお、参照符号５１で示される部材は、座部７３のクッション部を押圧する部材である。
【００８３】
図１０は、図６のハンドの連結部材３１３の構成を示す側面図であり、（ａ）は連結部材３１３が第２本体４３を吊り下げている状態を示す図であり、（ｂ）は連結部材３１３が第２本体４３により圧縮されている状態を示す図である。
【００８４】
図１０（ａ）を参照すると、第１基板２０１の適所に貫通孔が形成され、この貫通孔にカラー部材３１５が設けられている。カラー部材３１５は、貫通孔に挿通された円筒部とこの円筒部の両端に設けられた一対のフランジとを有する。一対のフランジは第１基板２０１の両主面に当接し、カラー部材３１５を第１基板２０１に固定している。第２基板２１３の第１基板２０１の貫通孔と対向する位置に有底孔が設けられている。この有底孔に連結ロッド３１２の一端部が嵌挿され、連結ロッド３１２の他端部３１２ａがカラー部材３１５を挿通している。連結ロッド３１２の一端部は第２基板２１３に固定されている。連結ロッド３１２の他端部３１２ａには雄ネジが形成されていて、この他端部３１２ａに鍔付きナット３１２ｂが螺合されている。この鍔付きナットの鍔部が第１基板２０１のＺ方向側の主面に当接している。こにより、第２本体４３の第２基板２１３が連結ロッド３１２によって第１本体４２の第１基板２０１に吊り下げられている。換言すると、第２本体４３が、連結ロッド３１２によって第１本体４２に吊り下げられている。連結ロッド３１２の第１基板２０１と第２基板２１３との間に位置する部分には円筒状のコイルバネ３１４が嵌合されている。つまり、連結ロッド３１２がコイルバネ３１４の中央空間を挿通している。なお、コイルバネ３１４は、図示を簡略化するために円筒形状に表されている。コイルバネ３１４は自由長の状態及び圧縮された状態のいずれでも構わない。
【００８５】
図１０（ｂ）を参照すると、例えば、ハンド４１が下降しながら、第２本体４３に保持された座席７１が座席固定部８１に接触すると、第１基板２０１が連結部材３１３の連結ロッド３１２の鍔付きナット３１２ｂからＺ方向と反対方向に離隔し、第１本体４２が第１本体４３に接近する。すると、連結部材３１３のコイルバネ３１４が圧縮されて、第２本体４３は、コイルバネ３１４の反発力により、Ｚ方向と反対方向に押圧される。このようにして、第２本体４３のＺ方向への弾性的移動が許容される。
【００８６】
図１１は、図６のハンドのロック機構の構成及び動作を示す側面図であり、左欄の図はロック機構の全体を示す側面図であり、右欄の上段の図はロック機構が第２本体を第１本体にロックした状態を示す斜視図であり、右欄の下段の図はロック機構のロックが解除された状態を示す斜視図である。
【００８７】
図６及び図１１を参照すると、ロック機構９３は、ロック部材９１と、ロック部材９１をＺ軸方向に進退駆動するロック部材駆動器５５と、第１基板２０１に設けられた貫通孔からなる嵌合孔９２とを含む。ロック部材９１は、先端部に円錐台状のピンが設けられている。ロック部材駆動器５５は、第２本体の枠体４３ａのＹ方向の側面のＸ方向の端部に設けられている。ロック部材駆動器５５は、例えば、エアシリンダで構成される。嵌合孔９２は、第１基板２０１のロック部材９１のピンに対応する部位に設けられている。ロック部材駆動器５５は、操作器２の把持部２１の押しボタン２１ｂを押すことにより、オン及びオフされる。
【００８８】
ロック部材駆動器５５がオンすると、ロック部材９１がＺ方向に前進し、そのピン部が第１基板２０１の嵌合孔９２に嵌合する。これにより、第２基板２１３が第１基板２０１から離隔する方向に押圧される一方、連結部材３１３によって第２基板２１３が第１基板２０１から離隔しないように引っ張られ、それによって第２本体４３が第１本体４２にロックされる。
【００８９】
ロック部材駆動器５５がオフすると、ロック部材９１がＺ方向と反対方向に後退し、そのピン部が第１基板２０１の嵌合孔９２から離脱する。これにより、第２本体４３が第１本体４２から解放される。
【００９０】
なお、図６、７、及び９においては、ロック機構についてはロック部材駆動器５１のみが示されており、他の部材は図示を省略されている。
【００９１】
図１２は、図６のハンドの第１及び第２接触検知器の動作を示す側面図であり、（ａ）は第１接触検知器が第２本体への接触を検知した状態を示す図であり、（ｂ）は第２接触検知器が第２本体への接触を検知した状態を示す図である。
【００９２】
図１（ａ）及び図１２（ａ）を参照すると、第１接触検器２００Ａは、Ｚ方向に延在するように第１基板２０１に取り付けられ、接触子２０３の下端が第２本体４３の第２基板２１３に接触するように設けられる。
【００９３】
図２（ａ）及び（ｂ）並びに図１１及び図１２（ｂ）を参照すると、第２接触検器２００Ｂは、Ｚ方向に延在するように第１基板２０１に取り付けられ、接触子２０９の下端が第２本体４３の第２基板２１３から所定距離Ｄだけ離れるように設けられる。これにより、第２本体４３の第２基板２１３が第１接触検知器２００Ａの接触子２９の下端に接触し、そこから第１接触検知器２００Ａを所定距離Ｄだけ押し込むようにハンド４１を操作すると、第２本体４３が第１本体４２に所定距離Ｄだけ接近し、第２接触検知器２００Ｂが第２本体４３の第２基板２１３への接触を検知する。
【００９４】
なお、第１接触検知器２００Ａの接触子２０３の下端が第２本体４３の第２基板２１３との間に間隙を有するように第１接触検知器２００Ａを設けてもよい。この場合、第２接触検知器２００Ｂの下端と第２本体の第２基板２１３との間隙は、第１接触検知器２００の当該隙間の分だけ大きくされる。
【００９５】
［ロボットシステム１００の動作］
次に、以上のように構成されたロボットシステム１００の動作を、座席７１の保持動作と座席７１の取り付け動作とに分けて説明する。
【００９６】
＜座席の保持動作＞
図１、３〜７を参照すると、初期状態では、ハンド４１の支持部材駆動器５２及び当接部材駆動器６１はオフしていて、一対の支持部材５３Ａ、５３Ｂの間隔は狭められており、且つ、当接部材６３はＸ方向と反対方向に後退している。また、ロック機構９３ではロック部材９１がＺ方向と反対方向に後退している。また、操作器２の押しボタン２１ａ、２１ｂは、押すとオン動作を指令するように切替わっている。この状態から、操作者は、まず、操作器２の把持部２１を把持し、押しボタン２１ｂを押す。すると、ロック機構９３のロック部材駆動器５５がオンし、ロック部材９１がＺ方向に前進して、第１本体４２の第１基板２０１の嵌合孔９２に嵌合し、第２本体４３が第１本体４２にロックされる。次に、操作者は、モニタ５を見ながら把持部２１を操作して、ロボットアーム１のハンド４１を、所定の場所に置かれている座席７１の座部７３上方に移動させる。この際、図４に示すように、ハンド４１の座標系のＹ軸が水平でＺ方向が上方向に一致し且つＸ方向が座席７１の後ろ方向に一致するようにハンド４１の姿勢を制御する。図３、５〜９を参照すると、操作者は、この状態で、ハンド４１を斜め下方で且つ座席７１の後方向に移動させて、一対の支持部材５３Ａ、５３Ｂを座席７１の座部と背凭れ部との分離領域に前方から挿入し、所定の挿入位置に停止させる。この状態では、一対の座部保持部４６のそれぞれでは、座部７３の第２フレーム７５の前端の前方に当接部材６３が位置している。そして、操作者は、操作器２の把持部２１の押しボタン２１ａを押す。すると、ハンド４１の支持部材駆動器５２及び当接部材駆動器６１がオンする。これにより、背凭れ部保持部４５では、一対の支持部材５３Ａ、５３Ｂの間隔が広げられて、一対の支持部５４Ａ、５４Ｂが背凭れ部７２の第１フレーム７４の下端部に当接し、当該下端部を上方向に支持する。また、座部保持部４６では、支持部材６２の基端部がＸ方向に進出し、当接部材６３が座部７３の第２フレーム７５の前端に当接し、一対の支持部５４Ａ、５４Ｂとの間で座部７３の第２フレーム７５を挟持する。これにより、座席７１がハンド４１によって保持される。
【００９７】
＜座席の取り付け動作＞
図１〜１２を参照すると、操作者は、モニタ５を見ながら、ハンド４１により保持された座席７１を車体に向けて搬送するようロボットアーム１を操作器２によって操作する。そして、車体の側面からハンドを車内に挿入し、座席７１を座席固定部８１の上方に位置させる。そして、押しボタン２１ｂを押す。すると、ロック機構９３のロック部材９１が後退して、第２本体４３が第１本体４２から解放される。これにより、第２本体４３が第１本体４２に、連結部材３１３を介して、上方に弾性的移動可能に吊り下げられる。
【００９８】
この状態で、操作者は、操作器２の把持部２１を操作して、座席７１をゆっくり下降させる。やがて、座席７１の座部７３が座席固定部８１に接触すると、第２本体４３が第１本体４２に接近し、やがて、第１接触検知器２００Ａの接触子２０３の下端が第２本体４３の第２基板２１３に接触し、次いで、圧縮バネ２１０の上端がタッチセンサ２０７の下端に接触する。すると、第１接触検知器（正確にはタッチセンサ２０７）が接触検知信号を制御器３の報知制御部３ｃに送信する。すると、報知制御部３ｃが第１報知信号を生成してこれを報知器６に送信し、報知器６が第１の警報を発する。これにより、操作者は、座席７１の座部７３が座席固定部８１に接触したことを認識し、第１接触検知器２００Ａを少し押し込むようにハンド４１を下降させ、座部７３の嵌合部材７６のピン孔が座席固定部８１の嵌合ピン８１ｂと嵌合するよう探る。このとき、座部７３の嵌合部材７６のピン孔が座席固定部８１の嵌合ピン８１ｂに嵌合しない場合は、第２本体４３が第１本体４２にさらに接近し、やがて、第２本体４３の第２基板２１３が第２接触検知器２００Ｂの接触子９に接触し（図１２（ｂ）参照）、最終的に第２接触検知器２００Ｂが接触検知信号を制御器３の報知制御部３ｃに送信する。すると、報知制御部３ｃが第２報知信号を生成してこれを報知器６に送信し、報知器６が第２の警報を発する。これにより、操作者は、押込距離が許容限度に達したことを認識し、ハンド４１の下降を止め、その後、再度、座席の座席固定部８１への取り付けを試行する。一方、座部７３の嵌合部材７６のピン孔が座席固定部８１の嵌合ピン８１ｂに嵌合した場合は第２の警報が発せられないので、操作者は第２の警報を知覚しない限り、ハンド４１下降させる。これにより、座部７３が座席固定部８１に着座する。そして、操作者は、操作器２の把持部２１の押しボタン２１ａを押す。すると、ハンド４１の支持部材駆動器５２及び当接部材駆動器６１がオフする。これにより、背凭れ部保持部４５では、一対の支持部材５３Ａ、５３Ｂの間隔が狭められて、一対の支持部材５４Ａ、５４Ｂが背凭れ部７２の第１フレーム７４の下端部を解放する。また、座部保持部４６では、支持部材６２の基端部がＸ方向と反対方向に後退し、当接部材６３が座部７３の第２フレーム７５の前端を解放する。これにより、座席７１がハンド４１から解放される。これにより、座席７１が座席固定部８１に取り付けられる。
【００９９】
以上に説明したように、本実施形態２によれば、第２本体４２を介して、座席７１が自重と第２本体４３の相対的な上方への弾性的移動による連結部材３１３の反発力と第１接触検知器２００Ａの圧縮バネ２１０の反発力とによって押圧される。これにより、ハンド４１に保持した座席７１を座席固定部８１に軽く押し当てた状態を維持しながらその固定位置を探ることができる。その際、座席固定部８１の形状に追随して、座席７１の位置が上下方向に変動すると、第１接触検知器２００Ａと第２本体４３との上下方向における距離が変動するが、第１接触検知器２００Ａがある距離だけ押し込まれているので、接触検知状態が維持される。これにより、固定位置の探り動作を確実に行うことができるので、好適に座席７１を車体の座席固定部８１に固定させることができる。
【０１００】
（その他の実施形態）
上記実施形態２では、操作器２として、パラレルリンク状のロボットを用いたが、他のタイプのロボットでもよい。例えば、多関節型のロボットでもよい。また、操作器２は、ロボットアーム１を操作可能であればロボットでなくてもよい。例えば、ジョイスティックでもよい。
【０１０１】
上記実施形態２では、ハンド４１が２つの本体４２、４３を有するが、ハンド４１が単一の本体を有してもよい。
【０１０２】
上記実施形態２では、ハンド４１が、背凭れ部保持部４５と座部保持部４６とで座席７１を保持するが、ハンド４１が、背凭れ部保持部４５だけで座席７１を保持するようにしてもよい。
【０１０３】
上記実施形態２では、接触子の長さが互いに異なる２種類の接触検知器２００Ａ、２００Ｂを用いたが、１種類のみの複数の接触検知器２００Ａを用いてこれらを２グループに分け、２つのグループの間で、接触検知器の２００ＡのＺ方向における設置位置を異ならせてもよい。また、１種類のみ接触検知器をＺ方向における設置位置が同じにして用いてよい。
【０１０４】
上記実施形態２では、物品が車両の座席である形態を説明したが、物品は座席以外のものであってもよい。この場合、保持すべき物品の形状に合わせた物品保持部が採用される。
【０１０５】
上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造および／又は機能の詳細を実質的に変更できる。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
本発明の接触検知器並びにそれを用いたハンド、ロボット、及びロボットシステムは、接触を検知した後の押込可能距離を大きくすることが可能な接触検知器並びにそれを用いたハンド、ロボット、及びロボットシステムとして有用である。
【符号の説明】
【０１０７】
１  ロボットアーム
２  操作器
３  制御器
３ａ  アーム制御部
３ｂ  表示制御部
３ｃ  報知制御部
４  カメラ
５  モニタ
６  報知器
１０  ロボット
１３  腕部
１５  手首部
１５  基台
２１  把持部
２１ａ  押しボタン
２１ｂ  押しボタン
２２  アーム部
２３  支持部
２４  モータ
３０  支持台
４１  ハンド（エンドエフェクタ）
４２  第１本体
４３  第２本体
４４  連結部
４５  背凭れ部保持部
４６  座部保持部
５２  支持部材駆動器
５３Ａ、５３Ｂ  支持部材
５４Ａ、５４Ｂ  支持部
５５  ロッド部材駆動器
５８Ａ、５８Ｂ  傾斜面
６１  当接部材駆動器
６２  支持部材
６３  当接部材
７１  座席
７２  背凭れ部
７３  座部
７４  第１フレーム
７５  第２フレーム
７６  嵌合部材
８１  座席固定部
９１  ロック部材
９２  嵌合孔
９３  ロック機構
１００  ロボットシステム
２００Ａ  第１接触検知器
２００Ｂ  第２接触検知器
２０１  第１基板（基板）
２０２  支持部材
２０２ａ  第１フランジ部（係止部）
２０３、２０９  接触子
２０３ａ、２０９ａ  第２フランジ部（係合部）
２０４  コイルバネ
２０５  座部材
２０６  当接部材
２０７  タッチセンサ
２０８  信号線
２１０  圧縮バネ
２１３  第２基板
３１２  連結ロッド
３１２ａ  鍔付きナット
３１３  連結部材
３１４  コイルバネ
４０１  回転軸
４０２  所定の第１平面
４０３  所定の第２平面 
【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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