(57)【要約】【課題】狭い場所への配線が容易であり、且つ通信異常の発生時にシステムが受ける影響を小さくする。【解決手段】複数のリングネットワーク４０によって駆動される複数の脚６を備えたロボット１において、各リングネットワーク４０は、ホストノード（４２Ａ）と、冗長ポート（８５Ｄ、８６Ｄ）を備えるとスイッチ（８０Ｂ）とを備え、複数のリングネットワークは、スイッチの前記冗長ポートに接続された冗長通信線（８７）によって互いに接続されている。ホストノード（４２Ａ）は、自身のリングネットワークにおける通信異常を検出した場合、冗長ポート及び冗長通信線を開通させるスイッチ切替信号（Ｓｓ）を他のリングネットワーク（４０Ｂ）のホストノードに伝送してスイッチを切り替えさせ、自身のリングネットワーク（４０Ａ）のノード（４０Ｂ、４０Ｃ、４０Ｄ）を他のリングネットワーク（４０Ｂ）に組み入れる。【選択図】図１６
2019110456.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号線を介してリング状に接続された複数のノードを含む複数のリングネットワークによって駆動される複数の部位を備えたロボットであって、
複数のリングネットワークのそれぞれは、
他のリングネットワークと通信可能な少なくとも１つのホストノードと、
リングネットワーク上に設けられ、複数の冗長ポートを備えると共に信号伝送経路を切替可能な少なくとも１つのスイッチとを備え、
複数のリングネットワークは、前記スイッチの前記冗長ポートに接続された冗長通信線によって互いに接続されており、
各ホストノードは、
自身のリングネットワークにおける通信異常を検出する通信異常検出部を備え、
前記通信異常検出部によって通信異常が検出された場合、自身のリングネットワークにおける少なくとも１つのノードを他のリングネットワークに組み入れるべく、前記冗長ポート及び前記冗長通信線を開通させるスイッチ切替信号を他のリングネットワークのホストノードに伝送し、
他のリングネットワークのホストノードから前記スイッチ切替信号を受けた場合、自身のリングネットワークに前記スイッチ切替信号を伝送することで、自身のリングネットワークの前記スイッチを切り替えて前記冗長通信線を開通させると共に他のリングネットワークの前記スイッチを切り替え、前記冗長通信線を介して他のリングネットワークの少なくとも１つのノードを自身のリングネットワークに組み入れることを特徴とするロボット。
【請求項２】
本体と、複数の関節を介して前記本体に直列に接続された複数のリンクを有する複数の多リンク機構とを備え、
複数のリングネットワークのそれぞれの前記ノードは、前記本体と前記多リンク機構の複数のリンクとに分散配置され、
複数のリングネットワークの前記スイッチ及び前記冗長通信線が前記本体に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のロボット。
【請求項３】
複数のノードが信号線を介して通信可能に接続された複数のリングネットワークを備えた通信システムであって、
複数のリングネットワークのそれぞれは、
他のリングネットワークと通信可能な少なくとも１つのホストノードと、
リングネットワーク上に設けられ、複数の冗長ポートを備えると共に信号伝送経路を切替可能な少なくとも１つのスイッチとを備え、
複数のリングネットワークは、前記スイッチの前記冗長ポートに接続された冗長通信線によって互いに接続されており、
各ホストノードは、
自身のリングネットワークにおける通信異常を検出する通信異常検出部を備え、
前記通信異常検出部によって通信異常が検出された場合、自身のリングネットワークにおける少なくとも１つのノードを他のリングネットワークに組み入れるべく、前記冗長ポート及び前記冗長通信線を開通させるスイッチ切替信号を他のリングネットワークのホストノードに伝送し、
他のリングネットワークのホストノードから前記スイッチ切替信号を受けた場合、自身のリングネットワークに前記スイッチ切替信号を伝送することで、自身のリングネットワークの前記スイッチを切り替えて前記冗長通信線を開通させると共に他のリングネットワークの前記スイッチを切り替え、前記冗長通信線を介して他のリングネットワークの少なくとも１つのノードを自身のリングネットワークに組み入れることを特徴とする通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のノードを有する複数のリングネットワークを備えた通信システム、及び、複数のノードを有する複数のリングネットワークを備えたロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
複数のコンピュータ等の端末（ノード）を通信可能に接続するネットワークのトポロジーには、バス型、スター型、リング型、メッシュ型等がある。バス型のネットワークの例としては、イーサネット（登録商標）がある。イーサネット（登録商標）は、物理的にはスター型構成とされるが、論理的にはバス型構成を採っており、各ノードは自由に信号（データ）を発信することができる一方、信号の衝突が発生することがあり、この場合には信号の送達が遅れる（即ち、レイテンシが大きい）。
【０００３】
リング型のネットワーク（以下、リングネットワークという）も、イーサネット（登録商標）と同様に物理的にはハブに集線したスター型構成とされることが多い。リングネットワークでは、ネットワーク上にてデータが衝突することがなく、リング上に送信されたデータは、ノードによって中継されながら、送信先のノードへ伝送される。送信データの終端は、送信先のノードになる場合と送信元のノードになる場合とがある（即ち、２通りの通信方式がある）。送信データが送信元に返送される通信方式では、送信データが送信元に返送されたことにより、通信が正常に行われたことが確認でき、データが返送されてこない場合には、ネットワークに異常が発生したことが判る。
【０００４】
リングネットワークでは、いずれの通信方式においても、１つの通信ノードに異常があるとネットワークシステム全体が影響を受け、システム障害となる可能性が高い。また、異常箇所を特定することも困難である。このような異常が発生した時に、異常が発生した通信ノードを切り分けるためのバイパススイッチが設けられることがある。しかしながら、複数の通信ノードのうち、上位のコントローラとして機能するノードの近傍で異常が発生した場合には、上位の通信ノードと下流側の複数の通信ノードとの通信がバイパススイッチによって遮断されてしまうため、ネットワークシステム全体が受ける影響が大きいことに変わりはない。
【０００５】
通信異常の発生時にシステムが受ける影響を小さくするために、リングネットワーク全体にわたって通信線を２重化したリングネットワークが公知になっている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第５６３５０２９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に記載の発明のように、リングネットワークの全体にわたって通信線を２重化すると、ロボットの関節のような狭い場所に通信線を通す場合には、上下線を合わせて通信線が４本になるため配線が困難になる。また、２重化した通信線がロボットの関節のような可動部を通過する場合、同じ可動部を通過する２本の通信線が一緒に断線する虞もある。
【０００８】
本発明は、このような背景に鑑み、狭い場所への配線が容易であり、且つ通信異常の発生時にシステムが受ける影響を小さくすることを課題とする。
【０００９】
このような課題を解決するために、本発明のある実施形態は、複数のノード（４２）が信号線（４１）を介して通信可能に接続された複数のリングネットワーク（４０）によって駆動される複数の部位（６）を備えたロボット（１）であって、複数のリングネットワークのそれぞれは、他のリングネットワークと通信可能な少なくとも１つのホストノード（４２Ａ）と、リングネットワーク上に設けられ、複数の冗長ポート（８５Ｄ、８６Ｄ）を備えると共に信号伝送経路を切替可能な少なくとも１つのスイッチ（８０Ｂ）とを備え、複数のリングネットワークは、前記スイッチ（８０Ｂ）の前記冗長ポートに接続された冗長通信線（８７）によって互いに接続されており、各ホストノードは、自身のリングネットワークにおける通信異常を検出する通信異常検出部（４９、５６）を備え、前記通信異常検出部によって通信異常が検出された場合、自身のリングネットワークにおける少なくとも１つのノードを他のリングネットワークに組み入れるべく、前記冗長ポート（８５Ｄ、８６Ｄ）及び前記冗長通信線（８７）を開通させるスイッチ切替信号（Ｓｓ）を他のリングネットワークのホストノードに伝送し、他のリングネットワークのホストノードから前記スイッチ切替信号（Ｓｓ）を受けた場合、自身のリングネットワークに前記スイッチ切替信号を伝送することで、自身のリングネットワークの前記スイッチ（８０Ｂ）を切り替えて前記冗長通信線を開通させると共に他のリングネットワークの前記スイッチ（８０Ｂ）を切り替え、前記冗長通信線を介して他のリングネットワークの少なくとも１つのノード（４２Ｂ、４２Ｃ、４２Ｄ）を自身のリングネットワークに組み入れる。
【００１０】
この構成によれば、リングネットワークの全周にわたって冗長通信線を設ける必要がないため、狭い場所への配線が容易である。また、通信異常の発生時に、通信異常の発生したリングネットワークの少なくとも１つのノードが、冗長通信線によって互いに接続されたスイッチ及び冗長通信線を介して他のリングネットワークに組み込まれるため、ロボットのシステムが受ける影響が小さくなる。
【００１１】
また、上記構成において、本体（２、３）と、複数の関節（２５〜２７）を介して前記本体に直列に接続された複数のリンク（１１〜１３）を有する複数の多リンク機構（５、６）とを備え、複数のリングネットワーク（４０）のそれぞれの前記ノード（４２）は、前記本体と前記多リンク機構の複数のリンクとに分散配置され、複数のリングネットワークの前記スイッチ（８０Ｂ）及び前記冗長通信線（８７）が前記本体（３）に設けられているとよい。
【００１２】
この構成によれば、冗長通信線は本体に設けられるため、配線が容易である。また、通信異常の発生時に、通信異常の発生した多リンク機構のリングネットワークの少なくとも１つのノードが、本体に設けられたスイッチ及び冗長通信線を介して他の多リンク機構のリングネットワークに組み込まれるため、システムが受ける影響が小さくなる。
【００１３】
また、本発明のある実施形態は、複数のノード（４２）が信号線（４１）を介して通信可能に接続された複数のリングネットワーク（４０）を備えた通信システム（３９）であって、複数のリングネットワークのそれぞれは、他のリングネットワークと通信可能な少なくとも１つのホストノード（４２Ａ）と、リングネットワーク上に設けられ、複数の冗長ポート（８５Ｄ、８６Ｄ）を備えると共に信号伝送経路を切替可能な少なくとも１つのスイッチ（８０Ｂ）とを備え、複数のリングネットワークは、前記スイッチ（８０Ｂ）の前記冗長ポートに接続された冗長通信線（８７）によって互いに接続されており、各ホストノードは、自身のリングネットワークにおける通信異常を検出する通信異常検出部（４９、５６）を備え、前記通信異常検出部によって通信異常が検出された場合、自身のリングネットワークにおける少なくとも１つのノードを他のリングネットワークに組み入れるべく、前記冗長ポート（８５Ｄ、８６Ｄ）及び前記冗長通信線（８７）を開通させるスイッチ切替信号（Ｓｓ）を他のリングネットワークのホストノードに伝送し、他のリングネットワークのホストノードから前記スイッチ切替信号（Ｓｓ）を受けた場合、自身のリングネットワークに前記スイッチ切替信号を伝送することで、自身のリングネットワークの前記スイッチ（８０Ｂ）を切り替えて前記冗長通信線を開通させると共に他のリングネットワークの前記スイッチ（８０Ｂ）を切り替え、前記冗長通信線を介して他のリングネットワークの少なくとも１つのノード（４２Ｂ、４２Ｃ、４２Ｄ）を自身のリングネットワークに組み入れる。
【００１４】
この構成によれば、リングネットワークの全周にわたって冗長通信線を設ける必要がないため、狭い場所への配線が容易である。また、通信異常の発生時に、通信異常の発生したリングネットワークの少なくとも１つのノードが、冗長通信線によって互いに接続されたスイッチ及び冗長通信線を介して他のリングネットワークに組み込まれるため、システムが受ける影響が小さくなる。
【発明の効果】
【００１５】
このように本発明によれば、狭い場所への配線が容易であり、且つ通信異常の発生時にシステムが受ける影響を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態に係るロボットの正面図
【図２】図１に示すロボットの脚部の関節構造の説明図
【図３】図１に示すロボットに設けられた通信システムの配置図
【図４】パケットの構成図
【図５】図３に示す各ノードの機能ブロック図
【図６】図５に示す通信状態記憶部の機能ブロック図
【図７】図３に示す第１及び第２リングネットワークの概略構成図
【図８】図７に示す第１スイッチの概略構成図
【図９】図８に示す第１リングネットワークの第１スイッチが取り得る（Ａ）第１切替状態、（Ｂ）第２切替状態、（Ｃ）第３切替状態の説明図
【図１０】図９（Ａ）に示す第１切替状態への切替条件の説明図
【図１１】図９（Ｂ）に示す第２切替状態への切替条件の説明図
【図１２】図９（Ｃ）に示す第３切替状態への切替条件の説明図
【図１３】図８に示す第２リングネットワークの第１スイッチが取り得る（Ａ）第１切替状態、（Ｂ）第２切替状態、（Ｃ）第４切替状態の説明図
【図１４】図１３（Ｃ）に示す第４切替状態への切替条件の説明図
【図１５】図７に示す第２スイッチの概略構成図
【図１６】図７に示す第１及び第２リングネットワークの切替状態の説明図
【図１７】図３に示す第３リングネットワークの概略構成図
【図１８】図１７に示す第３スイッチの概略構成図
【図１９】図１７に示す第３リングネットワークの切替状態の説明図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明に係るロボット１の実施形態を、図面を参照して説明する。
【００１８】
図１に示すように、実施形態に係るロボット１は、自律的に歩行・走行を行う２脚歩行式の人間型ロボットであり、本体をなす胴体２及び腰部３、頭部４、左右の腕５、左右の脚６を備えると共に、胴体２の背部に電装品ボックス７を背負っている。腕５は、それぞれがリンクをなす上腕部８と、前腕部９と、手部１０とから構成される多リンク機構である。また、脚６はそれぞれがリンクをなす、大腿部１１と、下腿部１２と、足部１３とから構成される多リンク機構である。電装品ボックス７には、バッテリやＤＣ−ＤＣコンバータ等が収容されている。
【００１９】
胴体２と腰部３は腰関節２１によって連結されている。また、上腕部８は肩関節２２によって胴体２に連結され、上腕部８と前腕部９とは肘関節２３によって連結され、前腕部９と手部１０とは手関節２４によって連結されている。一方、大腿部１１は股関節２５によって胴体２に連結され、大腿部１１と下腿部１２とは膝関節２６によって連結され、下腿部１２と足部１３とは足関節２７によって連結されている。即ち、腕５や脚６を構成する複数のリンクは胴体２に直列に接続されている。胴体２と頭部４は首関節２８によって連結されている。なお、図１においては、各関節（２１〜２８）の概ね中心を破線の円で示してある。
【００２０】
図２を参照して、腰関節２１、脚６の関節（２５〜２７）及び首関節２８の構成について説明する。なお、説明は省略するが、腕５の関節（２２〜２４）も脚６の関節と同様に構成される。以下の説明では、ロボット１の前後方向をＸ軸、左右方向をＹ軸、上下方向をＺ軸とする。腰関節２１は、互いに連結された胴体２及び腰部３間に設けられた１つの腰連結部３０Ａによって構成される。腰連結部３０Ａは胴体２に対して腰部３をＺ軸回りに回動可能に連結している。また、首関節２８は、互いに連結された胴体２及び頭部４間に設けられた１つの首連結部３０Ｈによって構成される。首連結部３０Ｈは胴体２に対して頭部４をＺ軸回りに回動可能に連結している。
【００２１】
脚６の関節（２５〜２７）は、互いに連結された１対のリンク間に設けられた少なくとも１つの連結部３０（３０Ｂ〜３０Ｇ）によって構成される。連結部３０は一方のリンクに対して他方のリンクを１軸に回動可能に連結している。連結部３０の回動方向は、Ｘ軸を中心とする回転（ロール）、Ｙ軸を中心とする回転（ピッチ）、Ｚ軸を中心とする回転（ヨー）の３種からなり、それらの組み合わせによって関節における複数の自由度を有する回動が可能となる。
【００２２】
股関節２５は、胴体２に対する大腿部１１の、Ｚ軸回りの回動を行うための股第１連結部３０Ｂ、Ｙ軸回りの回動を行うための股第２連結部３０Ｃ、及び、Ｘ軸回りの回動を行うための股第３連結部３０Ｄによって構成されている。膝関節２６は、大腿部１１に対する下腿部１２のＹ軸回りの回動を行うための膝連結部３０Ｅによって構成されている。足関節２７は、下腿部１２に対する足部１３の、Ｙ軸回りの回動を行うための足第１連結部３０Ｆ、及び、Ｘ軸回りの回動を行うための足第２連結部３０Ｇによって構成されている。
【００２３】
各連結部３０には電動サーボモータ３５（脚６については左脚のみに図示）が設けられており、電動サーボモータ３５が駆動制御されることにより、対応する連結部３０が駆動され、もって各関節の動作が実現される。
【００２４】
図３に示すように、ロボット１には、各部の動作を制御するための通信システム３９として、複数のリングネットワーク４０（４０Ａ〜４０Ｃ）が設けられている。具体的には、右の脚６の動作を制御するための第１リングネットワーク４０Ａ、左の脚６の動作を制御するための第２リングネットワーク４０Ｂ、並びに、腰部３及び頭部４の動作を制御するための第３リングネットワーク４０Ｃが設けられている。図示省略するが、ロボット１には更に、右の腕５の動作を制御するための第４リングネットワーク、及び、左の腕５の動作を制御するための第６リングネットワークも設けられている。
【００２５】
第１リングネットワーク４０Ａ及び第２リングネットワーク４０Ｂは、胴体２及び対応する側の脚６を構成するリンク（１０〜１２）に分散して配置され、通信線４１により互いに通信可能に接続された複数のノード４２（ノードＡ４２Ａ〜ノードＤ４２Ｄ）を備えている。第３リングネットワーク４０Ｃは、胴体２及び頭部４に分散して配置され、通信線４１により互いに通信可能に接続された複数のノード４２（ノードＡ４２Ａ〜ノードＣ４２Ｃ）を備えている。
【００２６】
第１リングネットワーク４０Ａ及び第２リングネットワーク４０Ｂのノード４２は、電動サーボモータ３５をサーボ制御する制御装置をそれぞれなし、対応する側の脚６の動作を協調して制御する。少なくとも１つ（図示例ではノードＡ４２Ａ、ノードＢ４２Ｂの２つ）のノード４２は胴体２に設けられ、残りの複数（図示例ではノードＣ４２Ｃ、ノードＤ４２Ｄの２つ）のノード４２は右の脚６の複数のリンクに（図示例では、大腿部１１及び下腿部１２に）設けられている。図示省略するが、右の脚６や左右の腕５に設けられた第４及び第５リングネットワークも、同様な構成とされている。第３リングネットワーク４０Ｃのノード４２は、電動サーボモータ３５をサーボ制御する制御装置をそれぞれなし、左右の脚６に対する胴体２及び頭部４の動作を協調して制御する。即ち、これらのリングネットワーク４０は、ロボット１の各部を制御するノード４２が分散配置された分散制御システムをなしている。
【００２７】
これらのリングネットワーク４０のノード４２のうち、胴体２に設けられた各１つのノードＡ４２Ａは、互いに通信可能に接続され、メインコントローラを構成している。これらのノードＡ４２Ａのネットワークトポロジーは、如何なる型のものであってもよい。各ノードＡ４２Ａは、自身のリングネットワーク４０における他のノード４２に対する動作指令等を生成する上位のノード４２、即ちホストノードをなす。各リングネットワーク４０における残りの３つ又は２つのノード４２（４２Ｂ、４２Ｃ、４２Ｄ）は、ノードＡ４２Ａによって生成された動作指令に従って関節動作の制御を行うエージェントノードである。
【００２８】
第１リングネットワーク４０Ａ及び第２リングネットワーク４０Ｂの通信線４１は、３つの関節（２１、２５、２６）を通って胴体２から下腿部１２に至るようにロボット１に敷設されている。第３リングネットワーク４０Ｃの通信線４１は、１つの腰関節２１を通って胴体２から腰部３に至るようにロボット１に敷設されている。リングネットワーク４０においては、信号の伝送方向が予め定められている。第１リングネットワーク４０Ａでは、信号が、胴体２に設けられたホストノードをなすノードＡ４２Ａから、腰部３に設けられたエージェントノードをなすノードＢ４２Ｂ、大腿部１１に設けられたノードＣ４２Ｃ、下腿部１２に設けられたノードＤ４２Ｄ、ノードＡ４２Ａへ、この順に伝送されるように接続されている。第２リングネットワーク４０Ｂでは、信号が、胴体２に設けられたホストノードをなすノードＡ４２Ａから、下腿部１２に設けられたノードＤ４２Ｄ、大腿部１１に設けられたノードＣ４２Ｃ、腰部３に設けられたノードＢ４２Ｂ、ノードＡ４２Ａへ、この順に伝送されるように接続されている。第３リングネットワーク４０Ｃでは、信号が、胴体２に設けられたホストノードをなすノードＡ４２Ａから、頭部４に設けられたノードＢ４２Ｂ、胴体２に設けられたノードＣ４２Ｃ、ノードＡ４２Ａへ、この順に伝送されるように接続されている。本実施形態の通信線４１には光ファイバケーブルが使用されている。他の実施形態では、通信線４１に電気信号線が使用されてもよい。
【００２９】
本実施形態では、第１リングネットワーク４０Ａ及び第２リングネットワーク４０ＢのノードＤ４２Ｄは、足第１連結部３０Ｆを駆動する電動サーボモータ３５及び足第２連結部３０Ｇを駆動する電動サーボモータ３５の動作を制御し、足部１３に設けられた接地センサ３６の検出信号を受信する。ノードＣ４２Ｃは、膝連結部３０Ｅを駆動する電動サーボモータ３５の動作を制御する。ノードＢ４２Ｂは、股第１連結部３０Ｂを駆動する電動サーボモータ３５、股第２連結部３０Ｃを駆動する電動サーボモータ３５及び股第３連結部３０Ｄを駆動する電動サーボモータ３５の動作を制御する。第３リングネットワーク４０ＣのノードＣ４２Ｃは、腰連結部３０Ａを駆動する電動サーボモータ３５を制御する。ノードＡ４２Ａは、首連結部３０Ｈを駆動する電動サーボモータ３５を制御する。ノードＢ４２Ｂは、頭部４に設けられた映像センサ３７の検出信号を受信する。
【００３０】
各ノード４２は、演算処理部をなすＣＰＵと、リングネットワーク４０に沿って一方向にデータＤを送るように構成されたネットワークコントローラ４５（図５）と、ソフトウェアを格納するメモリとを有している。通信線４１に光ファイバケーブルが使用されていることから、ネットワークコントローラ４５は、光信号を送受信するための光送受信モジュールを備えている。つまり、通信線４１は、複上記の順序で互いに隣接する１対のノード４２の光送受信モジュール間に設けられ、一方向に通信を行う複数の光ファイバケーブルによって構成される。なお、リングネットワーク４０とは論理的な通信構成を意味し、物理的にリング型である必要はない。
【００３１】
各ノード４２は、ＣＰＵによるソフトウェアを用いた演算処理を行い、演算処理により出力されたデータＤに基づいて、ハードウェアからなる対応する制御対象４７（図５）をそれぞれ制御する制御装置である。ハードウェアとは、電源に電気的に接続された電気装置であり、例えば、電動サーボモータ３５への供給電力を制御するドライバの他、電磁弁や照明器具、電気素子、及びそれらのドライバ等を含む。
【００３２】
リングネットワーク４０上を通信されるデータＤには、通常制御に用いられる、即ち後述する制御部４９によりなされるハードウェアの制御に用いられる通常データと、制御部４９を介することなくハードウェアを制御したい時に生成される、通常データに優先される割込データとの２種類がある。ここでは、２種類のデータＤの説明は省略する。必要であれば本出願人による特開２０１７−１７５２３１号公報を参照されたい。データＤは、図４に示すような構造を有するパケットＰの形態で伝送される。
【００３３】
図５に示すように、データＤを含むパケットＰは、先頭から順にヘッダ、データ部（データＤ）、トレーラ及びＣＲＣ（周期的冗長検査）を含むフレームにより構成される。ヘッダは、符号、パケット先頭（ＳＯＰ）、中継数（ＨＯＰ）及び送信元ノードＩＤ（ＳＩＤ）により構成される。トレーラは、パケット末尾（ＥＯＰ）、空きバッファサイズ（ＦＢＣ）、送信先ノードＩＤ（ＤＩＤ）及びパケット優先度（ＰＲＩ）により構成される。データ部は、大きさ（バイト）に制限がなく、一連の指令に必要なデータＤの全てを含む１塊として構成されてもよく、所定の大きさに制限され、一連の指令に必要なデータＤが所定の大きさよりも大きい場合に複数に分割されたデータＤのうちの１塊とされてもよい。
【００３４】
中継数（ＨＯＰ）は、パケットＰを中継したノード４２の数を示すものである。中継数（ＨＯＰ）は、パケットＰを生成したノード４２において０に設定され、ノード４２を中継するごとに１単位（本実施形態では、１）ずつ加算されてゆく。以下、具体的に説明する。
【００３５】
図５は各ノード４２の機能ブロック図である。図５に示すように、各ノード４２は、ハードウェアにより構成される上記のネットワークコントローラ４５と、ＣＰＵによるソフトウェアを用いた演算処理を行い、他のノード４２に対して送信すべきデータＤ（以下、送信データＤｔと称する）や、データＤに付加すべき符号や優先度等のデータ関連情報（以下、データ情報ＤＩと称する）を生成する機能部であるソフトウェア駆動式のデータ生成部４８と、少なくとも他のノード４２から送信されたパケットＰに含まれるデータＤに基づいてＣＰＵによるソフトウェアを用いた演算処理を行い、制御対象４７を制御する機能部であるソフトウェア駆動式の制御部４９とを有している。
【００３６】
データ生成部４８は、他のノード４２に送信すべき送信データＤｔを生成する。データ生成部４８は、通常送信データＤｔｎを所定の繰り返しパターンに従って（例えば、所定時間おきに）生成するように構成されている。本明細書では、送信データＤｔは、ノード４２がデータ生成部４８で生成した未送信のデータＤを意味しており、通信線４１からノード４２に入力するデータＤと区別するために名称が付与されている。データ生成部４８はまた、これらの送信データＤｔを含むパケットＰのヘッダやトレーラに含ませるデータ情報ＤＩを生成する。以下、送信データＤｔを含み且つヘッダ及びトレーラを有するパケットＰを、送信パケットＰｔと称する。
【００３７】
各ノード４２では、リングネットワーク４０の上流側から送信されたデータＤを含むパケットＰがネットワークコントローラ４５に入力される。本明細書では、各ノード４２に入力されるデータＤやパケットＰは、ノード４２がデータ生成部４８で生成した未送信の送信データＤｔや送信パケットＰｔと区別して、それぞれ入力データＤｅ、入力パケットＰｅと称する。
【００３８】
ネットワークコントローラ４５は、入力データＤｅを含む入力パケットＰｅを後述する各部に分配するパケット分配器５１を有している。パケット分配器５１は、入力パケットＰｅのヘッダからトレーラ及びＣＲＣまでを、原則的に１つの入力パケットＰｅと認識する。例外については説明を省略する。パケット分配器５１は、パケットＰが入力すると、入力パケットＰｅをパケット送出部５２、パケット受信部５３及び通信状態記憶部５６のそれぞれに分配する。
【００３９】
データ生成部４８は、生成した他のノード４２に対する送信データＤｔを送受信バッファ６７に書き込むと共に、生成した送信データＤｔのデータ情報ＤＩ（以下、送信データ情報ＤＩｔと称する）をパケット送出部５２に書き込む。
【００４０】
パケット送出部５２は、パケット分配器５１から分配された入力パケットＰｅの送信元が自ノードでない場合に入力パケットＰｅを、中継数（ＨＯＰ）に１単位（１）を加算したうえで、そのまま中継すべき中継パケットＰｒとして送出するパケット中継ブロック５７と、データ生成部４８が生成した他のノード４２に対する送信データＤｔを送信パケットＰｔの構成にして送出するパケット送出ブロック５８とを有している。パケット送出ブロック５８は、データ生成部４８が書き込んだ送信データ情報ＤＩｔに対応する送信データＤｔを送受信バッファ６７から読み出し、送信データＤｔにヘッダ、トレーラ及びＣＲＣを付加して送信パケットＰｔを生成する。また、パケット送出ブロック５８は、パケット分配器５１から分配された入力パケットＰｅに基づいて通信完了判定を行う。具体的には、自ノードが生成した送信パケットＰｔがリングネットワーク４０を１周回って入力パケットＰｅとして帰ってきたことをもって当該送信パケットＰｔの通信完了を判定する。
【００４１】
パケット受信部５３は、パケット分配器５１から分配された入力パケットＰｅの送信先が自ノードであり、入力パケットＰｅを受信すべき場合に、入力パケットＰｅを受信してこれに含まれる入力データＤｅを受信データＤｒとして送受信バッファ６７に書き込むと共に、入力パケットＰｅに含まれる送信データ情報ＤＩｔを制御部４９に提供する。制御部４９は、パケット受信部５３から提供された送信データ情報ＤＩｔに基づいて、送受信バッファ６７から受信データＤｒを読み出して制御対象４７（ハードウェア）の制御を行う。
【００４２】
出力切替部６３は、中継パケットＰｒ及び送信パケットＰｔのうち、入力タイミングが早いパケットＰを他のノード４２に向けて出力すべき送出パケットとして出力する。具体的には、出力切替部６３は、中継パケットＰｒ及び送信パケットＰｔの一方が入力した場合、入力したパケットＰを通常送出パケットとして出力し、中継パケットＰｒ及び送信パケットＰｔの両方が同時に入力した場合、送信パケットＰｔを優先的に（先に）送出パケットとして出力するように、出力するパケットＰを中継パケットＰｒ及び送信パケットＰｔの間で切り替える。
【００４３】
なお、これらの各部についての詳細な説明は割愛するが、必要であれば、本出願人による特開２０１７−１１５１９号公報及び特開２０１７−１７５２３１号公報を参照されたい。
【００４４】
通信状態記憶部５６は、パケット分配器５１により分配された入力パケットＰｅについて、上記繰り返しパターンに従った送信がされているか否か、及び、中継数（ＨＯＰ）と送信元ノードＩＤ（ＳＩＤ）との関係が適正であるか否かを判定するための送信データ情報ＤＩｔを記憶する。
【００４５】
図６に示すように、通信状態記憶部５６では、パケット解析部７１が入力パケットＰｅの送信元ノードＩＤ（ＳＩＤ）、中継数（ＨＯＰ）及びＣＲＣを解析する。通信状態記憶部５６では、ＨＯＰテーブル書き込み部７３が、パケット解析部７１により解析されたこれらの入力パケットＰｅの送信元ノードＩＤ（ＳＩＤ）、中継数（ＨＯＰ）及びＣＲＣを、レジスタ番号及びシステムタイマ７７から供給される時刻と共にＨＯＰテーブル７４に書き込む。ＨＯＰテーブル７４は、ＨＯＰ＝０の入力パケットＰｅに関する入力部であるＨＯＰ０レジスタ７５、同じくＨＯＰ＝１に関する入力部であるＨＯＰ１レジスタ７６、・・・ＨＯＰｎレジスタを備えており、送信元ノードＩＤ（ＳＩＤ）及びＣＲＣがＨＯＰごとにこれらのレジスタ（７５、７６、・・・）に書き込まれる。
【００４６】
制御部４９（図５）は、ＨＯＰテーブル７４を読み出し、上記繰り返しパターンに従った送信がされているか否かを判定することにより、リングネットワーク４０の通信異常を検出し、検出した通信異常の発生箇所を絞り込む通信異常検出部として機能を備えている。ここで、通信異常とは、通信線４１を構成する光ファイバケーブルの断線の他、ノード４２の故障によるパケットＰの送受信障害、ノード４２の暴走によるパケットＰの大量送受信等も含まれる。また、制御部４９は、ＨＯＰテーブル７４を参照して、送信元ノードＩＤ（ＳＩＤ）と中継数（ＨＯＰ）との関係に基づいて通信異常の発生箇所を特定する。
【００４７】
なお、全てのノード４２が図５に示す機能部の全てを有している必要はない。例えば、ホストノードをなすノードＡ４２Ａが、通信状態記憶部５６を有し、他のノード４２は通信状態記憶部５６を有していなくてもよい。
【００４８】
次に、図７を参照して、ロボット１に設けられた通信システム３９のうち、第１リングネットワーク４０Ａ及び第２リングネットワーク４０Ｂについて説明する。
【００４９】
図７に示すように、４つのノード４２が設けられた両リングネットワーク４０の通信線４１上には、それぞれ２つのスイッチ８０（８０Ａ、８０Ｂ、図には「ＳＷ」と記す）が設けられている。以下、第１リングネットワーク４０Ａを例にして具体的に説明する。
【００５０】
ホストノードであるノードＡ４２Ａと、ノードＡ４２Ａから下流側へ最も離れた位置にあるノードＤ４２Ｄとは、第１通信線８１によって互いに接続されている。ノードＡ４２Ａの下流側且つノードＡ４２ＡとノードＤ４２Ｄとの間に設けられた中間ノード４２Ｍとも呼ぶべき２つのノードＢ４２Ｂ及びノードＣ４２Ｃは、上流側のノード４２（４２Ａ、４２Ｂ）に対して入力側通信線８２によって接続され、下流側のノード４２（４２Ｃ、４２Ｄ）に対して出力側通信線８３によって接続されている。即ち、ノードＢ４２Ｂの出力側通信線８３とノードＣ４２Ｃの入力側通信線８２とは同じ信号通信線を指している。第１通信線８１は、ノードＢ４２Ｂ及びノードＣ４２Ｃの入力側通信線８２及び出力側通信線８３の近傍を通過するように設けられている。
【００５１】
第１スイッチ８０Ａは、ノードＣ４２Ｃの入力側通信線８２、出力側通信線８３及び第１通信線８１の上に設けられている。第２スイッチ８０Ｂは、ノードＢ４２Ｂの入力側通信線８２、出力側通信線８３及び第１通信線８１の上に設けられている。即ち、スイッチ８０は、中間ノード４２Ｍ（４２Ｂ、４２Ｃ）ごとに設けられている。なお、リングネットワーク４０における信号の伝送方向が逆とされてもよい。即ち、第２リングネットワーク４０Ｂのように、ノードＡの下流側の最も近い位置にノードＤ４２Ｄがあってもよい。この場合にも、ノードＢ４２Ｂ及びノードＣ４２Ｃが中間ノード４２Ｍになり、スイッチ８０は中間ノード４２Ｍ（４２Ｂ、４２Ｃ）ごとに設けられる。
【００５２】
図８は、第１スイッチ８０Ａの概略構成図である。なお、第２スイッチ８０Ｂも同じ構成を含んでいるため、図８〜図１２に関する以下の説明では、第１及び第２の区別をせず、両スイッチ（８０Ａ、８０Ｂ）を単にスイッチ８０という。
【００５３】
各スイッチ８０は、図８に示すように、３つの受信ポート８５（８５Ａ〜８５Ｃ、図には「Ｒｘ」と記す）と、３つの送信ポート８６（８６Ａ〜８６Ｃ、図には「Ｔｘ」と記す）とを備えている。第１受信ポート８５Ａには、上流側のノードＡ４２Ａ又はスイッチ８０の送信ポート８６（Ｔｘ）に接続された入力側通信線８２が接続されている。第１受信ポート８５Ａと第１送信ポート８６Ａとは互いに接続されている。第１送信ポート８６Ａは、対応する中間ノード４２Ｍ（ノードＢ４２Ｂ又はノードＣ４２Ｃ）の受信ポート８５（Ｒｘ）に接続されている。第２受信ポート８５Ｂは、対応する中間ノード４２Ｍの送信ポート８６に接続されている。第２受信ポート８５Ｂと第２送信ポート８６Ｂとは互いに接続されている。第２送信ポート８６Ｂには、下流側のスイッチ８０又はノードＤ４２Ｄの受信ポート８５に接続された出力側通信線８３が接続されている。第３受信ポート８５Ｃには、下流側のスイッチ８０又はノードＤ４２Ｄの送信ポート８６に接続された第１通信線８１が接続されている。第３受信ポート８５Ｃと第３送信ポート８６Ｃとは互いに接続されている。第３送信ポート８６Ｃには、上流側のノードＡ４２Ａ又はスイッチ８０の受信ポート８５に接続された第１通信線８１が接続されている。即ち、第３受信ポート８５Ｃ及び第３送信ポート８６Ｃは、第１通信線８１上に上流側からこの順に設けられている。
【００５４】
各スイッチ８０は、信号伝送経路を切替可能に構成されており、対応する中間ノード４２ＭをなすノードＢ４２Ｂ又はノードＣ４２Ｃにより中継されるべき、入力側通信線８２及び出力側通信線８３における中継パケットＰｒ（通常中継パケットＰｒｎ又は割込中継パケットＰｒｉ）の伝送状態、及び、対応する中間ノード４２Ｍから出力されるべき送信パケットＰｔ（通常送信パケットＰｔｎ又は割込送信パケットＰｔｉ）の、出力側通信線８３及び入力側通信線８２における伝送状態に基づいて、パケット伝送経路を切り替える。以外に具体的に説明する。
【００５５】
図９は、第１リングネットワーク４０Ａのスイッチ８０が取り得る３つの切替状態を示す説明図である。図９（Ａ）に示すように、第１切替状態では、スイッチ８０は、対応する中間ノード４２Ｍの出力側通信線８３の接続を維持しつつ、対応する中間ノード４２Ｍの入力側通信線８２の上流側を出力側通信線８３に短絡する。図９（Ｂ）に示すように、第２切替状態では、スイッチ８０は、対応する中間ノード４２Ｍの出力側通信線８３を切断し、且つ対応する中間ノード４２Ｍの入力側通信線８２の上流側を出力側通信線８３に短絡する。図９（Ｃ）に示すように、第３切替状態では、スイッチ８０は、第１通信線８１の接続を維持しつつ、対応する中間ノード４２Ｍの出力側通信線８３の上流側を第１通信線８１に短絡する。スイッチ８０は、パケット伝送状態に基づいて、これら３つの切替状態に切り替わり得るように構成されている。
【００５６】
図１０は、中間ノード４２ＭのうちノードＢ４２Ｂを例にした、第１切替状態への切替条件の説明図である。図１０（Ａ）に示すように、上記所定の繰り返しパターンに従って送信され、入力側通信線８２を通過した中継パケットＰｒ（例えば、送信元ノードＩＤ（ＳＩＤ）＝Ａの中継パケットＰｒ）が、出力側通信線８３に伝送されて来ず、上記所定の繰り返しパターンに従ってノードＢ４２Ｂが送信したＳＩＤ＝Ｂの送信パケットＰｔが、出力側通信線８３に伝送されて来る場合、スイッチ８０は、ノードＢ４２Ｂは正常であり、第１送信ポート８６ＡとノードＢ４２Ｂとの接続に異常があるものとして、図１０（Ｂ）に示す第１切替状態に切り替わる。スイッチ８０が第１切替状態に切り替わると、第１受信ポート８５Ａが受信した、ＳＩＤ＝Ａの中継パケットＰｒは、ノードＢ４２Ｂを介さずに第２送信ポート８６Ｂから出力側通信線８３に送信される。これにより、出力側通信線８３には、ＳＩＤ＝Ａの中継パケットＰｒ及びＳＩＤ＝Ｂの送信パケットＰｔの両方が伝送される。
【００５７】
図１１は、中間ノード４２ＭのうちノードＢ４２Ｂを例にした、第２切替状態への切替条件の説明図である。図１１（Ａ）に示すように、上記所定の繰り返しパターンに従って送信され、入力側通信線８２を通過した中継パケットＰｒ（例えば、ＳＩＤ＝Ａの中継パケットＰｒ）が、出力側通信線８３に伝送されて来ず、上記所定の繰り返しパターンに従ってノードＢ４２Ｂが送信したＳＩＤ＝Ｂの送信パケットＰｔも、出力側通信線８３に伝送されて来ない場合、スイッチ８０は、ノードＢ４２Ｂが故障しているか、ノードＢ４２Ｂと第２受信ポート８５Ｂとの接続に異常があるものとして、図１１（Ｂ）に示す第２切替状態に切り替わる。スイッチ８０が第２切替状態に切り替わると、第１受信ポート８５Ａが受信した、ＳＩＤ＝Ａの中継パケットＰｒは、ノードＢ４２Ｂを介さずに第２送信ポート８６Ｂから出力側通信線８３に送信される。これにより、出力側通信線８３には、ＳＩＤ＝Ａの中継パケットＰｒのみが伝送される。
【００５８】
図１２は、中間ノード４２ＭのうちノードＢ４２Ｂを例にした、第３切替状態への切替条件の説明図である。図１２（Ａ）に示すように、上記所定の繰り返しパターンに従って上流側のノード４２が送信し、入力側通信線８２を通過した中継パケットＰｒ（例えば、ＳＩＤ＝Ａの中継パケットＰｒ）が出力側通信線８３に伝送され、且つ上記所定の繰り返しパターンに従ってノードＢ４２Ｂが送信し、出力側通信線８３に伝送されたＳＩＤ＝Ｂの送信パケットＰｔが、入力側通信線８２に伝送されて来ない場合、スイッチ８０は、出力側通信線８３に通信異常があるものとして、図１２（Ｂ）に示す第３切替状態に切り替わる。スイッチ８０が第３切替状態に切り替わると、第２受信ポート８５Ｂが受信した、ＳＩＤ＝Ａの中継パケットＰｒ及びＳＩＤ＝Ｂの送信パケットＰｔは、下流側のノード４２を介さずに第３送信ポート８６Ｃから第１通信線８１に送信される。これにより、入力側通信線８２には、ＳＩＤ＝Ｂの送信パケットＰｔが伝送されて来る（戻ってくる）ようになる。
【００５９】
各スイッチ８０がこのようにパケット伝送経路を切り替えることにより、通信異常検出部として機能を備える第１リングネットワーク４０Ａのノード４２の制御部４９（図５）は、中継数（ＨＯＰ）と送信元ノードＩＤ（ＳＩＤ）との関係の変化に基づいて、通信異常の発生箇所を特定することが可能になっている。
【００６０】
図１３は、第２リングネットワーク４０Ｂのスイッチ８０が取り得る３つの切替状態を示す説明図である。図１３（Ａ）に示すように、第１切替状態では、スイッチ８０は、図９（Ａ）と同様に対応する中間ノード４２Ｍの出力側通信線８３の接続を維持しつつ、対応する中間ノード４２Ｍの入力側通信線８２の上流側を出力側通信線８３に接続する。図１３（Ｂ）に示すように、第２切替状態では、スイッチ８０は、図９（Ｂ）と同様に対応する中間ノード４２Ｍの出力側通信線８３を切断し、且つ対応する中間ノード４２Ｍの入力側通信線８２の上流側を出力側通信線８３に接続する。図１３（Ｃ）に示すように、第４切替状態では、図９（Ｂ）とは異なり、スイッチ８０は、入力側通信線８２の接続を維持しつつ、第１通信線８１の上流側を対応するノードＥ４２Ｅの入力側通信線８２に短絡する。スイッチ８０は、パケット伝送状態に基づいて、これら３つの切替状態に切り替わり得るように構成されている。
【００６１】
図１３（Ａ）及び（Ｂ）に示す第１切替状態及び第２切替状態への切替条件は、図９の場合（図１０及び図１１を参照せいて説明したもの）と同じであるため、説明を省略する。図１３（Ｃ）の第４切替状態への切替条件について図１４を参照して説明する。
【００６２】
図１４は、中間ノード４２ＭのうちノードＢ４２Ｂを例にした、第４切替状態への切替条件の説明図である。図１４（Ａ）に示すように、上記所定の繰り返しパターンに従って上流側のノード４２（例えば、ノードＤ４２Ｄ及びノードＣ４２Ｃ）から送信されて入力側通信線８２を通過した中継パケットＰｒ（ＳＩＤ＝Ｄ、Ｃの中継パケットＰｒ）が出力側通信線８３に伝送され、且つ上記所定の繰り返しパターンに従ってノードＢ４２Ｂが送信し、出力側通信線８３に伝送されたＳＩＤ＝Ｂの送信パケットＰｔが、入力側通信線８２に伝送されて来ない場合、スイッチ８０は、第１通信線８１の下流側に通信異常があるものとして、図１４（Ｂ）に示す第４切替状態に切り替わる。スイッチ８０が第４切替状態に切り替わると、第３受信ポート８５Ｃが受信した、ＳＩＤ＝Ａの中継パケットＰｒ及びＳＩＤ＝Ｂの送信パケットＰｔは、第１送信ポート８６Ａから入力側通信線８２に送信される。これにより、入力側通信線８２には、ＳＩＤ＝Ｂの送信パケットＰｔが伝送されて来る（戻ってくる）ようになる。
【００６３】
各スイッチ８０がこのようにパケット伝送経路を切り替えることにより、通信異常検出部として機能を備える第２リングネットワーク４０Ｂのノード４２の制御部４９（図５）は、中継数（ＨＯＰ）と送信元ノードＩＤ（ＳＩＤ）との関係の変化に基づいて、通信異常の発生箇所を特定することが可能になっている。
【００６４】
但し、第１リングネットワーク４０Ａ及び第２リングネットワーク４０Ｂの第２スイッチ８０Ｂは、図７に示すノードＡ４２ＡとノードＢ４２Ｂとの間の通信線４１（第１通信線８１又はノードＢ４２Ｂの入力側通信線８２）が断線した場合や、ノードＢ４２Ｂが故障した場合には、後述する冗長通信線８７を開通させる動作を行うため、図１２（Ｂ）に示す第３切替状態や図１４（Ｂ）に示す第４切替状態への切替動作は行わない。以下、この場合について説明する。
【００６５】
図１５は、第２スイッチ８０Ｂの概略構成図である。第２スイッチ８０Ｂは、図８〜図１２を参照して説明した構成に加え、冗長受信ポート８５Ｄ及び冗長送信ポート８６Ｄを更に備えている。冗長受信ポート８５Ｄには、他のリングネットワーク４０、即ち第２リングネットワーク４０Ｂの第２スイッチ８０Ｂの冗長送信ポート８６Ｄに接続された冗長通信線８７が接続されている。冗長送信ポート８６Ｄには、他のリングネットワーク４０の第２スイッチ８０Ｂの冗長受信ポート８５Ｄに接続された冗長通信線８７が接続されている。
【００６６】
図５に示すように、ノードＡ４２Ａは、制御部４９がリングネットワーク４０の通信異常を検出し、検出した通信異常の発生箇所がノードＡ４２ＡとノードＢ４２Ｂとの間の通信線４１の断線かノードＢ４２Ｂの故障であると特定した場合、自身のリングネットワーク４０における少なくとも１つのノード４２を他のリングネットワーク４０に組み入れるべく、第２スイッチ８０Ｂの冗長ポート（８５Ｄ、８６Ｄ）及び冗長通信線８７を開通させるデータＤであるスイッチ切替信号ＳｓをパケットＰの形式にして他のリングネットワーク４０のホストノードであるノードＡ４２Ａに伝送する。なお、図５には、理解を容易にするため、制御部４９からデータ生成部４８に延びる矢印に符号「Ｓｓ」を示しているが、実際には、データ生成部４８がスイッチ切替信号Ｓｓを生成し、通信異常検出部である制御部４９は、データ生成部４８に対して通信異常の検出及び発生箇所を伝える。
【００６７】
また、ノードＡ４２Ａの制御部４９は、他のリングネットワーク４０のノードＡ４２Ａからスイッチ切替信号Ｓｓを受けた場合、自身のリングネットワークにスイッチ切替信号Ｓｓを伝送する。例えば、図７に示す第１リングネットワーク４０ＡのノードＡ４２Ａの制御部４９がスイッチ切替信号Ｓｓを第２リングネットワーク４０ＢのノードＡ４２Ａに伝送した場合、スイッチ切替信号Ｓｓを受け取った第２リングネットワーク４０ＢのノードＡ４２Ａは、スイッチ切替信号Ｓｓを第２リングネットワーク４０Ｂに伝送する。
【００６８】
スイッチ切替信号Ｓｓが第２リングネットワーク４０Ｂに伝送されると、図１６に示すように、第２リングネットワーク４０Ｂの第２スイッチ８０Ｂが、第１通信線８１を冗長送信ポート８６Ｄ及び冗長受信ポート８５Ｄに接続するように切り替わる。また、スイッチ切替信号Ｓｓは、開通した冗長通信線８７を通って第１リングネットワーク４０Ａの第２スイッチ８０Ｂに伝送され、スイッチ切替信号Ｓｓを受けた第１リングネットワーク４０Ａの第２スイッチ８０ＢがノードＡから切り離れるように切り替わる。これにより、第１リングネットワーク４０ＡのノードＡ４２Ａよりも下流側の少なくとも１つのノード（図１６の例では、ノードＢ４２Ｂ〜ノードＤ４２Ｄ）が第２リングネットワーク４０Ｂに組み入れられるように、第２リングネットワーク４０Ｂが再構築され、これらのノード４２が第２リングネットワーク４０ＢのノードＡ４２Ａの指令の元に動作可能になる。
【００６９】
なお、ノードＢが故障した場合には、第１リングネットワーク４０Ａの第２スイッチ８０Ｂが、破線で示すように切り替わってもよい。
【００７０】
このように、通信異常の発生時に、通信異常の発生した第１リングネットワーク４０Ａの少なくとも１つのノード４２が、冗長通信線８７によって互いに接続された第２スイッチ８０Ｂ及び冗長通信線８７を介して他の第２リングネットワーク４０Ｂに組み込まれるため、ロボット１のシステムが受ける影響が小さくなる。また、第１リングネットワーク４０Ａ及び第２リングネットワーク４０Ｂの全周にわたって冗長通信線８７を設ける必要がないため、狭い場所への配線が容易である。
【００７１】
特に本実施形態では、第１リングネットワーク４０Ａ及び第２リングネットワーク４０Ｂの第２スイッチ８０Ｂ及び冗長通信線８７がロボット１の本体をなす腰部３に設けられているため、配線が容易である。その上、通信異常の発生時に、通信異常の発生した右の脚６の第１リングネットワーク４０Ａの、腰部３、大腿部１１、下腿部１２に設けられたノードＢ４２Ｂ〜ノードＤ４２Ｄが、腰部３に設けられた第２スイッチ８０Ｂ及び冗長通信線８７を介して左の脚６の第２リングネットワーク４０Ｂに組み込まれる、左の脚６のホストノードであるノードＡ４２Ａの指令の元に動作可能になるため、ロボット１のシステムが受ける影響が小さくなる。
【００７２】
次に、図１７を参照して、ロボット１に設けられた通信システム３９のうち、第３リングネットワーク４０Ｃについて説明する。
【００７３】
図１７に示すように、３つのノード４２が設けられた第３リングネットワーク４０Ｃの通信線４１上には、２つの第３スイッチ８０Ｃが設けられている。ホストノードであるノードＡ４２Ａと、ノードＡ４２Ａから下流側へ最も近い位置にあるノードＢ４２Ｂとは、第１通信線８１によって互いに接続されている。ノードＢ４２Ｂの下流側且つノードＢ４２ＢとノードＡ４２Ａとの間に設けられた中間ノード４２Ｍと呼ぶべきノードＣ４２Ｃは、上流側のノードＢ４２Ｂに対して入力側通信線８２によって接続され、下流側のノードＡ４２Ａに対して出力側通信線８３によって接続されている。第１通信線８１は、ノードＣ４２Ｃの入力側通信線８２及び出力側通信線８３の近傍を通過するように設けられている。
【００７４】
２つの第３スイッチ８０Ｃは、ノードＣ４２Ｃの入力側通信線８２及び第１通信線８１の上に設けられ、胴体２と頭部４とに分散して配置されている。即ち、２つの第３スイッチ８０Ｃは、首関節２８を挟むように設けられている。なお、リングネットワーク４０における信号の伝送方向が逆とされてもよい。
【００７５】
図１８は、第３スイッチ８０Ｃの概略構成図である。図１８に示すように、第３スイッチ８０Ｃは、２つの受信ポート８５（８５Ａ、８５Ｂ）と、２つの送信ポート８６（８６Ａ、８６Ｂ）とを備えている。第１受信ポート８５Ａには、上流側のノードＡ４２Ａ又は第３スイッチ８０Ｃの送信ポート８６（Ｔｘ）に接続された第１通信線８１が接続されている。第１受信ポート８５Ａと第１送信ポート８６Ａとは互いに接続されている。第１送信ポート８６Ａは、対応する第３スイッチ８０Ｃ又はノード４２の受信ポート８５（Ｒｘ）に接続されている。第２受信ポート８５Ｂは、対応する第３スイッチ８０Ｃ又はノード４２の送信ポート８６に接続されている。第２受信ポート８５Ｂと第２送信ポート８６Ｂとは互いに接続されている。第２送信ポート８６Ｂには、下流側のノードＡ４２Ａ又は第３スイッチ８０Ｃの受信ポート８５に接続された入力側通信線８２が接続されている。
【００７６】
第３スイッチ８０Ｃは、冗長受信ポート８５Ｄ及び冗長送信ポート８６Ｄを更に備えている。冗長受信ポート８５Ｄには、他の第３スイッチ８０Ｃの冗長送信ポート８６Ｄに接続された冗長通信線８７が接続されている。
【００７７】
図５に示すように、第３リングネットワーク４０ＣのノードＡ４２Ａの制御部４９は、第３リングネットワーク４０Ｃの通信異常を検出し、検出した通信異常の発生箇所がノードＡ４２ＡとノードＢ４２Ｂとの間の通信線４１の断線であると特定した場合、データ生成部４８に対し、第３スイッチ８０Ｃの冗長ポート（８５Ｄ、８６Ｄ）及び冗長通信線８７を開通させるスイッチ切替信号ＳｓをパケットＰの形式にして自身の第３リングネットワーク４０Ｃに伝送する。
【００７８】
スイッチ切替信号Ｓｓが第３リングネットワーク４０Ｃに伝送されると、図１９に示すように、第３リングネットワーク４０Ｃの第３スイッチ８０Ｃが、第１通信線８１を冗長送信ポート８６Ｄ又は冗長受信ポート８５Ｄに接続し、ノードＣ４２Ｃの入力側通信線８２を冗長受信ポート８５Ｄ又は冗長送信ポート８６Ｄに接続するように切り替わる。これにより、ノードＡ４２ＡとノードＢ４２Ｂとが冗長通信線８７を介して互いに接続され、第３リングネットワーク４０Ｃが再構築される。
【００７９】
このように、第３リングネットワーク４０Ｃは、２つの第３スイッチ８０Ｃの切替によってリング状に接続された通信線４１が再構築されるため、ホストノードであるノードＡ４２ＡとノードＢ４２Ｂとの通信を継続して行うことができる。
【００８０】
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、各部材や部位の具体的構成や配置、数量、処理手順など、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば適宜変更可能である。一方、上記実施形態に示した各構成要素は必ずしも全てが必須ではなく、適宜選択することができる。
【符号の説明】
【００８１】
１      ロボット
２      胴体（本体）
３      腰部（本体）
４      頭部
６      脚（多リンク機構）
１１    大腿部（リンク）
１２    下腿部（リンク）
１３    足部（リンク）
２１    腰関節
２５    股関節
２６    膝関節
２７    足関節
２８    首関節
３０    連結部
４０    リングネットワーク
４１    通信線
４２    ノード
４２Ａ  ノードＡ（ホストノード）
４９    制御部（通信異常検出部）
５６    通信状態記憶部（通信異常検出部）
８０    スイッチ
８５    受信ポート
８５Ｄ  冗長受信ポート
８６    送信ポート
８６Ｄ  冗長送信ポート
８７    冗長通信線
【図１】
2019110456.tif 000003
【図２】
2019110456.tif 000004
【図３】
2019110456.tif 000005
【図４】
2019110456.tif 000006
【図５】
2019110456.tif 000007
【図６】
2019110456.tif 000008
【図７】
2019110456.tif 000009
【図８】
2019110456.tif 000010
【図９】
2019110456.tif 000011
【図１０】
2019110456.tif 000012
【図１１】
2019110456.tif 000013
【図１２】
2019110456.tif 000014
【図１３】
2019110456.tif 000015
【図１４】
2019110456.tif 000016
【図１５】
2019110456.tif 000017
【図１６】
2019110456.tif 000018
【図１７】
2019110456.tif 000019
【図１８】
2019110456.tif 000020
【図１９】
2019110456.tif 000021