(57)【要約】      （修正有）【課題】それぞれが独立して稼働可能な複数の稼働体を有する稼働ユニットに関し、コストの上昇を抑えることができたり、あるいは配線の取り回しを容易にする。【解決手段】それぞれが独立して稼働可能な複数の稼働体（第１稼働体１１〜第６稼働体１６）と、自身が変形したことを検出するセンサ線（圧電センサ線２０）とを備え、センサ線（圧電センサ線２０）が、複数の稼働体（第１稼働体１１〜第６稼働体１６）それぞれを経由して延在したものである。【選択図】図１
2019209450.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれが独立して稼働可能な複数の稼働体と、
自身が変形したことを検出するセンサ線とを備え、
前記センサ線が、前記複数の稼働体それぞれを経由して延在したものであることを特徴とする稼働ユニット。
【請求項２】
前記複数の稼働体が動作を行うことで前記センサ線から出力される信号を処理する制御部を備えたことを特徴とする請求項１記載の稼働ユニット。
【請求項３】
前記制御部が、前記複数の稼働体が第１動作を行った場合に前記センサ線から出力される第１信号と、該複数の稼働体が第２動作を行った場合に該センサ線から出力される第２信号とを比較することで、前記複数の稼働体のうちいずれの稼働体が稼働しているかを推測するものであることを特徴とする請求項２記載の稼働ユニット。
【請求項４】
前記制御部が、前記複数の稼働体が同じ動作を複数回行った場合に前記センサ線から出力されるそれぞれの信号を比較し、信号に変化が生じたことを検出するものであることを特徴とする請求項２記載の稼働ユニット。
【請求項５】
前記センサ線は、高検出領域と高検出領域の間に、該高検出領域よりも検出感度が相対的に低い低検出領域が設けられ、前記稼働体を経由する部分のうち稼働部分に該高検出領域が位置していることを特徴とする請求項１から４のうちいずれか１項記載の稼働ユニット。
【請求項６】
前記稼働体が、基部と該基部に対して稼働する稼働部とを有するものであり、
前記センサ線が、前記複数の稼働体それぞれを経由するにあたり、該複数の稼働体ごとの前記基部および前記稼働部に固定されたものであることを特徴とする請求項１から５のうちいずれか１項記載の稼働ユニット。
【請求項７】
前記稼働体が、稼働軸を有するものであり、該稼働軸を中心に前記稼働部が前記基部に対して稼働するものであり、
前記センサ線は、前記稼働体の前記稼働軸から外れた位置を通って該稼働体を経由し、該稼働軸から外れた位置を通る部分に弛みが設けられているものであることを特徴とする請求項６記載の稼働ユニット。
【請求項８】
前記センサ線は、内側に信号出力線を有し、該信号出力線よりも剛性の高い被覆材で外側が覆われたものであることを特徴とする請求項１から７のうちいずれか１項記載の稼働ユニット。
【請求項９】
前記センサ線は、被覆材の内側に複数の信号出力線を有するものであり、
前記複数の信号出力線は、互いに異なる箇所に高検出領域が設けられるとともに、該高検出領域よりも検出感度が相対的に低い低検出領域も設けられたものであり、
前記複数の稼働体ごとに異なる信号出力線の前記高検出領域が位置していることを特徴とする請求項１から４のうちいずれか１項記載の稼働ユニット。
【請求項１０】
前記センサ線は、被覆材の内側に複数の信号出力線を有するものであり、
前記複数の信号出力線は、互いに長さが異なるものであり、
前記複数の稼働体ごとに通過している信号出力線の数が異なることを特徴とする請求項１から７のうちいずれか１項記載の稼働ユニット。
【請求項１１】
前記センサ線は、被覆材の内側で、信号出力線と該信号出力線以上の強度を有するサポート線が撚り合わされたものであることを特徴とする請求項１から５のうちいずれか１項記載の稼働ユニット。
【請求項１２】
前記稼働体が、基部と稼働軸と稼働部とを有し、該稼働軸を中心に該稼働部が該基部に対して稼働するものであり、
前記センサ線が、前記複数の稼働体それぞれを経由するにあたり、該複数の稼働体ごとの前記基部および前記稼働部に固定箇所をずらして固定されたものであって、該基部に固定された箇所と該稼働部に固定された箇所の間に弛みが設けられているものであることを特徴とする請求項１１記載の稼働ユニット。
【請求項１３】
前記被覆材は、前記信号出力線よりも弾性変形しやすいものであることを特徴とする請求項８から１２のうちいずれか１項記載の稼働ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、それぞれが独立して稼働可能な複数の稼働体を有する稼働ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
ロボットの技術開発が盛んになり、単軸直動ユニットを組み合わせた直交ロボットの他、人間の腕のような形状の垂直多関節ロボット、水平方向にアームが作動する水平多関節ロボット、並列に設けられた複数のリンクを介して１点の動きを制御するパラレルリンクロボットなど、それぞれが独立して稼働可能な複数の稼働体を備えたロボットが登場してきている。
【０００３】
また、ロボットの故障や異常等を見つけ出すため、ロボットの稼働部分にセンサを設け、監視することが提案されている。例えば、垂直多関節ロボットの関節部分にセンサを設け、ロボット同士の衝突を検出できるようにした稼働ユニットが提案されている（例えば、特許文献１等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１４８０３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この提案を利用した場合、関節部分が設けられた稼働体を複数有するロボットでは、関節部分ごと、すなわち稼働体ごとに別個のセンサを設けることになり、コストが上昇してしまったり、配線の数が多くなって、配線の取り回しが大変になってしまう。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑み、コストの上昇を抑えることができたり、あるいは配線の取り回しを容易にすることができる稼働ユニット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】
上記目的を解決する本発明の稼働ユニットは、
それぞれが独立して稼働可能な複数の稼働体と、
自身が変形したことを検出するセンサ線とを備え、
前記センサ線が、前記複数の稼働体それぞれを経由して延在したものであることを特徴とする。
【０００８】
本発明の稼働ユニットによれば、前記センサ線が、前記複数の稼働体それぞれを経由して延在したものであるため、複数の稼働体ごとに別個のセンサを設けた場合に比べて、コストの上昇を抑えることができたり、あるいは配線の取り回しを容易にすることができる。
【０００９】
前記複数の稼働体は、一列につながった直列配置のものであってもよいし、複数列につながった並列配置のものであってもよい。
【００１０】
前記センサ線は、変形に応じた信号を出力する信号出力線を有するものである。この信号出力線は、内部導体と外部導体との間に圧電材料を担持した圧電特性を利用した信号出力線であってもよい。この圧電特性を利用した信号出力線では、自身が変形した程度に応じた大きさの電圧信号を出力する。
【００１１】
また、前記信号出力線は、自身が変形したことで電気抵抗が変化する、ピエゾ抵抗線であってもよいし導電ゴム等による抵抗線であってもよい。ここにいう導電ゴムとしては、加えられる圧力の大きさや引張力の大きさによって電気抵抗が変化するものであってもよい。
【００１２】
また、前記信号出力線は、自身が変形したことで厚さが狭くなり静電容量が変化するキャパシタ線であってもよい。
【００１３】
あるいは、前記信号出力線は、自身が変形したことで屈折率が変化する光ファイバを用いた光学的な信号出力線であってもよい。
【００１４】
前記信号出力線の種類は、前記稼働体の稼働状況を検出するのか、前記稼働体の稼働機構が摩耗すること等で生じる微小振動を検出するのかの違いにより選択される。例えば、稼働状況を検出するのであれば、圧電特性を利用した信号出力線や抵抗線や光学的な信号出力線が用いられ、微小振動を検出するのであれば、圧電特性を利用した信号出力線やキャパシタ線が用いられる。
【００１５】
また、
前記複数の稼働体が動作を行うことで前記センサ線から出力される信号を処理する制御部を備えたことを特徴としてもよい。
【００１６】
前記制御部は、前記複数の稼働体が一の動作を行う度に前記センサ線から出力される信号を処理するものであってもよいし、前記複数の稼働体が複数の動作が含まれた一連の動作を行う度に前記センサ線から出力される信号を処理するものであってもよい。
【００１７】
また、前記信号の処理とは、該信号に基づき演算を実行することばかりでなく、該信号を画像として表示すること等も含まれる。
【００１８】
また、
前記制御部が、前記複数の稼働体が第１動作を行った場合に前記センサ線から出力される第１信号と、該複数の稼働体が第２動作を行った場合に該センサ線から出力される第２信号とを比較することで、前記複数の稼働体のうちいずれの稼働体が稼働しているかを推測するものであることを特徴としてもよい。
【００１９】
前記第１動作は、一の動作であってもよいし、複数の動作が含まれた一連の動作であってもよい。前記第２動作は、前記第１動作とは異なる動作であればよく、一の動作であってもよいし、複数の動作が含まれた一連の動作であってもよい。
【００２０】
あるいは、
前記制御部が、前記複数の稼働体が同じ動作を複数回行った場合に前記センサ線から出力されるそれぞれの信号を比較し、信号に変化が生じたことを検出するものであることを特徴としてもよい。
【００２１】
ここにいう同じ動作も、一の動作であってもよいし、複数の動作が含まれた一連の動作であってもよい。
【００２２】
また、信号に変化が生じたことが検出された場合には、稼働体の動作に異常が生じている可能性が高く、警報が出力されてもよい。
【００２３】
また、
前記センサ線は、高検出領域と高検出領域の間に、該高検出領域よりも検出感度が相対的に低い低検出領域が設けられ、前記稼働体を経由する部分のうち稼働部分に該高検出領域が位置していることを特徴とする態様であってもよい。
【００２４】
この態様によれば、検出に必要のない範囲の稼働や振動を拾ってしまう恐れが低減する。
【００２５】
前記稼働体が、基部と稼働軸と稼働部とを有し、該稼働軸を中心に該稼働部が該基部に対して稼働するものである場合には、前記稼働部分は前記稼働軸を中心とした部分（前記稼働軸を跨いだ部分）になる。
【００２６】
なお、前記稼働部分にのみ前記高検出領域が位置していることが好ましい。
【００２７】
また、前記信号出力線としてピエゾ抵抗線を用いる場合には、前記稼働部分に位置する領域のみにピエゾ抵抗フィルムやフレキシブル基板を位置させ、それ以外の領域は導電パターンを用いて抵抗変化が起きないようにする。また、前記信号出力線として導電ゴム等による抵抗線を用いる場合には、前記稼働部分に位置する領域のみに導電ゴムを位置させ、それ以外の領域では導電パターンを用いたり、導電フィルムを巻き付けて抵抗変化が検出できないようにすればよい。
【００２８】
また、前記信号出力線として圧電特性を利用した信号出力線を用いる場合には、圧電特性を利用した信号出力線のうち、前記稼働部分に位置する領域以外は、圧電材料のキュリー点を超える温度、もしくはキュリー点近傍の温度まで加熱し、圧電特性を減少（例えば、約８０％以上の感度低下）もしくは消失させることが好ましい。
【００２９】
また、前記センサ線の弾性変形可能な最小半径をＲとし、前記高検出領域の長さをＸとした場合、Ｒ≦Ｘ≦２Ｒであることが好ましい。
【００３０】
また、
前記稼働体が、基部と該基部に対して稼働する稼働部とを有するものであり、
前記センサ線が、前記複数の稼働体それぞれを経由するにあたり、該複数の稼働体ごとの前記基部および前記稼働部に固定されたものであることを特徴としてもよい。
【００３１】
前記基部は、前記稼働部を稼働する駆動力を発生する駆動力発生部が設けられたものであってもよい。
【００３２】
また、前記センサ線は、前記基部に固定された箇所と前記稼働部に固定された箇所の間に弛みが設けられているものであってもよい。
【００３３】
さらに、前記弛みの長さと前記高検出領域の長さの関係では、該高検出領域の長さは、該弛みの長さ以上であることが好ましい。前記センサ線は、固定された箇所の手前で変形量が最も大きくなりやすいため、上記関係が好ましい。
【００３４】
また、
前記稼働体が、稼働軸を有するものであり、該稼働軸を中心に前記稼働部が前記基部に対して稼働するものであり、
前記センサ線は、前記稼働体の前記稼働軸から外れた位置を通って該稼働体を経由し、該稼働軸から外れた位置を通る部分に弛みが設けられているものであることを特徴としてもよい。
【００３５】
前記弛みは、前記稼働体の大きさにもよるが、１０ｍｍ以上５００ｍｍ以下であり、２０ｍｍ以上２００ｍｍ以下であることが好ましく、３０ｍｍ以上１００ｍｍ以下であることがより好ましい。
【００３６】
前記センサ線は、前記稼働体が稼働することで弛み具合が変化し、弛みによって形成されたループの大きさは変化するが、該ループの部分が傾くことはない剛性を有するものである。例えば、前記センサ線が帯状である場合には、該センサ線の厚み方向の弛みによってループが形成されているが、そのループは幅方向に傾くことはない。すなわち、ループ径が一方向（例えば、厚み方向）となるようにループが形成され、そのループが、該一方向に交わる方向（例えば、幅方向）に傾くことはない。
【００３７】
また、前記センサ線には、延在方向と、該延在方向に直交する厚み方向と、該延在方向にも該厚み方向にも直交する幅方向といった３方向があり、該センサ線は方向によって剛性が異なる場合がある。このセンサ線では、相対的に弱い剛性を利用して弛みを形成し、相対的に強い剛性によって傾くことが抑えられる。なお、前記センサ線が、断面が円形の場合には、厚み方向も幅方向も径方向になる。
【００３８】
また、
前記センサ線は、内側に信号出力線を有し、該信号出力線よりも剛性の高い被覆材で外側が覆われたものであることを特徴としてもよい。
【００３９】
前記信号出力線が、内部導体と外部導体との間に圧電材料を担持した圧電特性を利用した信号出力線であって、該外部導体よりも外側が、該内部導体よりも剛性の高い被覆材で覆われたものであってもよい。さらに、前記被覆材は、シースであってもよいし、シースよりも外側を覆う部材（例えば、チューブ）であってもよい。
【００４０】
また、前記センサ線は、前記信号出力線の外側にシース層を有するものであり、前記被覆材は、前記シース層よりも外側を覆うものであり、前記被覆材と前記シース層の間には樹脂が充填され、該被覆材と該シース層が一体化されていてもよい。
【００４１】
さらに、前記被覆材は、金属製のものであってもよいし、非金属製（例えば、樹脂製）のものであってもよい。さらに、前記被覆材は、金属製のものに樹脂をコーティングしたものであってもよい。例えば、金属製のパイプ部材の表面に螺旋状の絞り加工を施し、該表面を樹脂でコーティングしたものであってもよい。また、前記被覆材は、コイルバネであってもよい。
【００４２】
また、
前記センサ線は、被覆材の内側に複数の信号出力線を有するものであり、
前記複数の信号出力線は、互いに異なる箇所に高検出領域が設けられるとともに、該高検出領域よりも検出感度が相対的に低い低検出領域も設けられたものであり、
前記複数の稼働体ごとに異なる信号出力線の前記高検出領域が位置していることを特徴としてもよい。
【００４３】
あるいは
前記センサ線は、被覆材の内側に複数の信号出力線を有するものであり、
前記複数の信号出力線は、互いに長さが異なるものであり、
前記複数の稼働体ごとに通過している信号出力線の数が異なることを特徴としてもよい。
【００４４】
また、前記センサ線は、被覆材の内側に複数の信号出力線を有するものであり、前記複数の信号出力線は、互いに異なる検出感度のものであってもよい。検出感度は、検出対象（例えば、前記稼働体の稼働状況なのか、あるいは微小振動なのか）や検出目的によって調整すればよい。
【００４５】
また、
前記センサ線は、被覆材の内側で、信号出力線と該信号出力線以上の強度を有するサポート線が撚り合わされたものであってもよい。
【００４６】
前記サポート線としては、ステンレス製のものが一例としてあげられる。
【００４７】
さらに、
前記稼働体が、基部と稼働軸と稼働部とを有し、該稼働軸を中心に該稼働部が該基部に対して稼働するものであり、
前記センサ線が、前記複数の稼働体それぞれを経由するにあたり、該複数の稼働体ごとの前記基部および前記稼働部に固定箇所をずらして固定されたものであって、該基部に固定された箇所と該稼働部に固定された箇所の間に弛みが設けられているものであってもよい。
【００４８】
例えば、前記基部に固定された箇所と、前記稼働部に固定された箇所とが、前記稼働軸の軸方向においてずれ、前記弛みに捻れが加わったり、上下方向にずれていてもよい。
【００４９】
また、
前記被覆材は、前記信号出力線よりも弾性変形しやすいものであることを特徴としてもよい。
【００５０】
すなわち、前記被覆材は、前記信号出力線では塑性変形してしまう場合でも弾性変形によって元の形状に戻るものである。
【発明の効果】
【００５１】
本発明によれば、コストの上昇を抑えることができたり、あるいは配線の取り回しを容易にすることができる稼働ユニットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の稼働ユニットの一実施形態に相当するロボットアームユニットの斜視図である。
【図２】図１に示す垂直多関節ロボットアームにおける回動可能な、下腕部、上腕部、手首部それぞれを、垂直姿勢に保持させた状態のロボットアームユニットを示す図である。
【図３】圧電センサ線の構造を模式的に示す断面図である。
【図４】圧電性繊維の内部導体の形状を示す図である。
【図５】金属製のフレキシブルチューブの一例を示す斜視図である。
【図６】本実施形態のロボットアームユニットにおける圧電センサ線の後端から後ろ側の構成を示すブロック図である。
【図７】圧電センサ線の第１変形例を示す図である。
【図８】圧電センサ線の第２変形例を示す図である。
【図９】圧電センサ線の第３変形例を示す図である。
【図１０】圧電センサ線の第４変形例を示すとともに、垂直多関節ロボットアームへの設置例も示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００５３】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００５４】
図１は、本発明の稼働ユニットの一実施形態に相当するロボットアームユニットの斜視図である。
【００５５】
図１に示すロボットアームユニット１は、垂直多関節ロボットアーム１０に１本の圧電センサ線２０が配置されている。垂直多関節ロボットアーム１０は、設置板１００、旋回部１０１、支持部１１１、下腕部１２１、上腕部１３１、手首部１４１、左アーム１５１Ｌと右アーム１５１Ｒを有するハンドアーム部１５１を備えている。この垂直多関節ロボットアーム１０では、旋回部１０１と設置板１００の組み合わせで第１稼働体１１が構成され、支持部１１１と下腕部１２１の組み合わせで第２稼働体１２が構成され、下腕部１２１と上腕部１３１の組み合わせで第３稼働体１３が構成され、上腕部１３１と手首部１４１の組み合わせで第４稼働体１４が構成され、手首部１４１とハンドアーム部１５１の組み合わせで第５稼働体１５が構成され、ハンドアーム部１５１における左アーム１５１Ｌと右アーム１５１Ｒの組み合わせで第６稼働体１６が構成されている。すなわち、図１に示す垂直多関節ロボットアーム１０は６軸機構のロボットアームである。
【００５６】
図２は、図１に示す垂直多関節ロボットアームにおける回動可能な、下腕部、上腕部、手首部それぞれを、垂直姿勢に保持させた状態のロボットアームユニットを示す図である。すなわち、図２に示す支持部１１１、下腕部１２１、上腕部１３１、手首部１４１、ハンドアーム部１５１は垂直方向に一直線に並んでいる。
【００５７】
垂直多関節ロボットアーム１０は、設置板１００の周縁がボルト止めされることで設置箇所に固定される。
【００５８】
旋回部１０１には、旋回用モータＭ１（図２参照）が取り付けられており、この旋回用モータＭ１が回転することで、設置板１００に対して旋回部１０１が旋回する。すなわち、旋回部１０１は、不図示の垂直軸（稼働軸に相当）を中心に時計周りに１８０度水平回転可能であるとともに、反時計周りにも１８０度水平回転可能である（図１に示す矢印Ｃ１参照）。この旋回部１０１が第１稼働体１１の稼働部になり、設置板１００が第１稼働体１１の基部になる。
【００５９】
支持部１１１には、下腕回動用モータＭ２が取り付けられており、この下腕回動用モータＭ２が回転することで、支持部１１１に対して下腕部１２１が回動する。すなわち、下腕部１２１は、支持部１１１に対して、稼働軸に相当する第１水平軸１２１ａを中心に回動可能である（図１示す矢印Ｃ２参照）。この下腕部１２１が第２稼働体１２の稼働部になり、支持部１１１が第２稼働体１２の基部になり、下腕回動用モータＭ２が駆動力発生部になる。
【００６０】
下腕部１２１には、上腕回動用モータＭ３が取り付けられており、この上腕回動用モータＭ３が回転することで、下腕部１２１に対して上腕部１３１が回動する。すなわち、上腕部１３１は、下腕部１２１に対して、稼働軸に相当する第２水平軸１３１ａを中心に回動可能である（図１に示す矢印Ｃ３参照）。この上腕部１３１が第３稼働体１３の稼働部になり、下腕部１２１が第３稼働体１３の基部になり、上腕回動用モータＭ３が駆動力発生部になる。
【００６１】
上腕部１３１には、手首回動用モータＭ４が取り付けられており、この手首回動用モータＭ４が回転することで、上腕部１３１に対して手首部１４１が回動する。すなわち、手首部１４１は、上腕部１３１に対して、稼働軸に相当する第３水平軸１４１ａを中心に回動可能である（図１に示す矢印Ｃ４参照）。この手首部１４１が第４稼働体１４の稼働部になり、上腕部１３１が第４稼働体１４の基部になり、手首回動用モータＭ４が駆動力発生部になる。
【００６２】
手首部１４１には、ハンド回転用モータＭ５が取り付けられており、このハンド回転用モータＭ５が回転することで、手首部１４１に対してハンドアーム部１５１が回転する。すなわち、ハンドアーム部１５１は、手首部１４１に対して時計周りに１８０度回転可能であるとともに、反時計周りにも１８０度回転可能である（図１に示す矢印Ｃ５参照）。このハンドアーム部１５１が第５稼働体１５の稼働部になり、手首部１４１が第５稼働体１５の基部になり、ハンド回転用モータＭ５が駆動力発生部になる。
【００６３】
ハンドアーム部１５１における左アーム１５１Ｌには、アーム開閉用モータＭ６が取り付けられており、このアーム開閉用モータＭ６が回転することで、左アーム１５１Ｌと右アーム１５１Ｒが開閉動作を行う（図１に示す矢印Ｃ６参照）。左アーム１５１Ｌと右アーム１５１Ｒは、第６稼働体１６の稼働部になる。
【００６４】
１本の圧電センサ線２０は、第１稼働体１１から第６稼働体１６に向けて、途中の第２稼働体１２、第３稼働体１３、第４稼働体１４、および第５稼働体１５それぞれを経由して延在しており、図２に示すように、先端部２０ｔは、左アーム１５１Ｌに固定テープＦＴ１で固定されている。一方、図１及び図２では、圧電センサ線２０の後端は図示省略されているが、その後端は回路基板３０（図６参照）に接続されている。
【００６５】
また、圧電センサ線２０は、旋回部１０１を通過する部分の一部が、その旋回部１０１に固定テープＦＴ２で固定されている。また、圧電センサ線２０は、下腕部１２１を通過する部分のうち、支持部１１１側の一部と上腕部１３１側の一部それぞれが、その下腕部１２１に不図示の固定テープで固定されている。また、圧電センサ線２０は、上腕部１３１を通過する部分のうち、下腕部１２１側の一部が、その上腕部１３１に不図示の固定テープで固定されているとともに、手首部１４１側の一部も、その上腕部１３１に固定テープＦＴ３で固定されている。さらに、圧電センサ線２０は、手首部１４１を通過する部分のうち、上腕部１３１側の一部が、その手首部１４１に不図示の固定テープで固定されているとともに、ハンドアーム部１５１側の一部も、その手首部１４１に固定テープＦＴ４（図２参照）で固定されている。加えて、図２に示すように、圧電センサ線２０は、ハンドアーム部１５１において、手首部１４１側の一部が固定テープＦＴ５で固定されているとともに、左アーム１５１Ｌの根元部分を通過する部分も固定テープＦＴ６で固定されている。
【００６６】
圧電センサ線２０には、回路基板３０（図６参照）と旋回部１０１に固定テープＦＴ２で固定された箇所との間に、旋回部１０１の旋回（図１示す矢印Ｃ１参照）を許容するための弛みＳ１が設けられている。
【００６７】
また、圧電センサ線２０には、旋回部１０１に固定テープＦＴ２で固定された箇所と下腕部１２１の支持部１１１側に不図示の固定テープで固定された箇所との間に、下腕部１２１の回動（図１示す矢印Ｃ２参照）を許容するための弛みＳ２が設けられている。すなわち、圧電センサ線２０は、第１水平軸１２１ａから外れた位置を通って、第２稼働体１２を経由し、第１水平軸１２１ａから外れた位置を通る部分に弛みＳ２が設けられている。
【００６８】
また、下腕部１２１の上腕部１３１側に不図示の固定テープで固定された箇所と上腕部１３１の下腕部１２１側に不図示の固定テープで固定された箇所との間には、上腕部１３１の回動（図１示す矢印Ｃ３参照）を許容するための弛みＳ３が設けられている。すなわち、圧電センサ線２０は、第２水平軸１３１ａから外れた位置を通って、第３稼働体１３を経由し、第２水平軸１３１ａから外れた位置を通る部分に弛みＳ３が設けられている。
【００６９】
また、上腕部１３１の手首部１４１側に固定テープＦＴ３で固定された箇所と手首部１４１の上腕部１３１側に不図示の固定テープで固定された箇所との間には、手首部１４１の回動（図１示す矢印Ｃ４参照）を許容するための弛みＳ４が設けられている。すなわち、圧電センサ線２０は、第３水平軸１４１ａから外れた位置を通って、第４稼働体１４を経由し、第３水平軸１４１ａから外れた位置を通る部分に弛みＳ４が設けられている。
【００７０】
また、図２に示すように、手首部１４１のハンドアーム部１５１側に固定テープＦＴ４で固定された箇所とハンドアーム部１５１の手首部１４１側に固定テープＦＴ５で固定された箇所との間には、ハンドアーム部１５１の回転（図１示す矢印Ｃ５参照）を許容するための弛みＳ５が設けられている。さらに、図２に示すように、左アーム１５１Ｌの根元に固定テープＦＴ６で固定された箇所と左アーム１５１Ｌの先端側で固定テープＦＴ６で固定された箇所との間には、左アーム１５１Ｌの開閉動作（図１に示す矢印Ｃ６参照）を許容するための弛みＳ６が設けられている。
【００７１】
以上説明したように、圧電センサ線２０を稼働軸（１２１ａ，１３１ａ，１４１ａ）から外れた箇所を通すことで、圧電体２０２に変形が生じやすくなり、圧電センサ線２０から信号が出力されやすくなる。
【００７２】
また、各弛みＳ１〜Ｓ６は、垂直多関節ロボットアーム１０の大きさにもよるが、１０ｍｍ以上５００ｍｍ以下であり、２０ｍｍ以上２００ｍｍ以下であることが好ましく、３０ｍｍ以上１００ｍｍ以下であることがより好ましい。
【００７３】
次に、圧電センサ線２０の構造について説明する。図３は、圧電センサ線の構造を模式的に示す断面図である。
【００７４】
図３に示すように、圧電センサ線２０は、圧電性繊維２１０と、その外周を覆うフレキシブルチューブ２２０を有する。また、このフレキシブルチューブ２２０と圧電性繊維２１０の間には樹脂２３０が充填され、フレキシブルチューブ２２０と圧電性繊維２１０が一体化されている。
【００７５】
圧電性繊維２１０には、７本の導体線２０００で構成された内部導体２０１が中心に配置されており、この圧電性繊維２１０は、その内部導体２０１と、内部導体２０１の外周に設けられた圧電体２０２と、さらにその外周に設けられた外部導体２０３を有する。
【００７６】
７本の導体線２０００は、いずれも直径が１０μｍのものであって、このうち４本はステンレス製の導体線２０００Ｓであり、残りの３本は銅製の導体線２０００Ｃである。図３では、ステンレス製の導体線２０００Ｓが左下がりのハッチングで、また銅製の導体線２０００Ｃが右下がりのハッチングでそれぞれ示されている。図３に示す内部導体２０１では、中心に配置される導体線には、ステンレス製の導体線２０００Ｓ（ステンレスワイヤ）が用いられており、外周に配置される導体線には、ステンレス製の導体線２０００Ｓと銅製の導体線２０００Ｃが交互に用いられている。銅製の導体線２０００Ｃは、ステンレス製の導体線２０００Ｓに比べて、電気抵抗が低く、かつ柔らかい。反対に、ステンレス製の導体線２０００Ｓは、銅製の導体線２０００Ｃに比べて、電気抵抗は高くなるが、機械的強度（例えば、引張強度等）は高くなる。
【００７７】
図４は、圧電性繊維の内部導体の形状を示す図である。
【００７８】
図３では、７本の導体線２０００が、正六角形の各頂点およびその正六角形の中心に配置された状態となっているが、これらの７本の導体線２０００は、図４に示すように一本に撚り合わされた状態のものである。すなわち、内部導体２０１は、７本の導体線２０００をその断面において最密構造に配置した上で撚り合わせたものである。なお、この場合の内部導体２０１の太さは最大３０μｍとなる。このように複数本の導体線２０００を甘撚、あるいは中撚程度に撚っておくことで、撚りの方向とは逆方向の緩みを許容し、この緩みによって圧電性繊維２１０、引いては圧電センサ線２０に柔軟性を与えることができる。
【００７９】
なお、導体線２０００の直径は１０μｍに限られず、１０μｍ以上４０μｍ以下であってもよく、２０μｍ以上３０μｍ以下となることが好ましい。導体線２０００は、細ければ細いほど柔軟性は高められるが強度が低下し、太ければ太いほど柔軟性は低下するが強度が高められる。また、導体線２０００の太さが２０μｍ以上であれば、低コストで製造することができ、且つ製造も容易である。また、導体線２０００の太さを同じにする構成に限られるものではなく、異なる太さの導体線２０００を撚り合わせて内部導体２０１を構成してもよい。
【００８０】
なお、図３に示す内部導体２０１は、７本の導体線２０００を撚り合わせたものであったが、この数については７本でなくてもよい。また例えば、複数本を撚り合わせた束を複数用意し、これらをさらに撚り合わせる、といったように複数段階に分けて撚り合わせものであってもよい。複数の導体線２０００を撚り合わせることにより、圧電性繊維２１０、引いては圧電センサ線２０の柔軟性を高めることができる。なお、複数段階に分けて撚り合わせる場合のように、撚り合わせの工程が複数回ある場合には、撚り合わせる方向を異ならせてもよい。一方、複数の導体線２０００を撚り合わせずに、直線状に束にしたものを用いてもよい。また、例えば、撚り合わせない複数の導体線２０００の束と、撚り合わせた複数の導体線２０００を撚り合わせる、といったように、これらの構成を組み合わせてもよい。これらの場合であっても、圧電材料を塗布することで、複数の導体線２０００が互いに接着されて束ねられ、一本の圧電性繊維を製造することができる。
【００８１】
以上説明した圧電性繊維２１０では、内部導体２０１を構成する導体線２０００として、機械的強度や電気抵抗が異なる複数種類の導体線が用いられているが、柔軟性をさらに高める場合や、電気抵抗をさらに低くする場合には、中心の導体線２０００を、銅製の導体線２０００Ｃに代えてもよく、あるいは、７本の導体線２０００の全てを銅製の導体線２０００Ｃにしてもよい。反対に、機械的強度をさらに高める場合には、７本の導体線２０００の全てをステンレス製の導体線２０００Ｓにしてもよい。また、ステンレス製の導体線２０００Ｓに代えて、タングステン製の導体線や、タングステン及びその合金等の高張力鋼材あるいは超高張力鋼からなる導体線を用いてもよいし、銅製の導体線２０００Ｃに代えて、チタン製の導体線や、チタン合金あるいはマグネシウムやマグネシウム合金等からなる導体線を用いてもよい。さらには、カーボンナノチューブを含む導体線であってもよいし、ピッチ系炭素繊維を含む導体線であってもよい。あるいは、弾性変形しやすいバネ鋼材からなる導体線を用いてもよい。
【００８２】
圧電体２０２は、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等の圧電材料を内部導体２０１に塗布することによって形成されたものである。ポリフッ化ビニリデンは、圧電効果が発生する軽量の高分子材料であり、これに圧力を加えると電圧が発生し、電圧を加えると歪が発生する特性を備えている。圧電体２０２には分極処理が施されており、圧電体２０２に変形が生じたときに内部導体２０１と外部導体２０３の間に電圧が誘起される。本実施形態のロボットアームユニット１では、各稼働部（旋回部１０１，下腕部１２１，上腕部１３１，手首部１４１，ハンドアーム部１５１，左アーム１５１Ｌ及び右アーム１５１Ｒ）が稼働して圧電体２０２が変形したときや、各稼働部の稼働機構（ベアリングやギア等）の摩耗等により発生した微小振動が圧電体２０２に伝わり圧電体２０２が変形したときに、内部導体２０１と外部導体２０３の間に電圧が誘起される。
【００８３】
圧電材料としては、ポリフッ化ビニリデンの他に、トリフルオロエチレン（ＴｒＥＦ）や、ＰＶＤＦとＴｒＥＦの混晶材料や、ポリ乳酸、ポリ尿酸、ポリアミノ酸等の双極子モーメントをもつ高分子材料があげられる。また、圧電材料を塗布する方式としては、浸漬（ドブ付け）塗装であってもよいしスプレー等による吹き付け塗装であってもよいし含浸塗装であってもよいしハケ塗りであってもよいし、コーター等による塗布装置による塗布であってもよい。なお、塗布する構成に限らず、例えば、帯状のＰＶＤＦフィルムを内部導体２０１に螺旋状に巻き付けた構成であってもよい。
【００８４】
圧電体２０２の厚みは、導体線２０００の直径以上であることが好ましく、図３に示す圧電体２０２の厚さは、最も薄い箇所で１０μｍであるが、１０μｍ以上５０μｍ以下であればよい。なお、圧電体２０２の厚さは、厚ければ厚いほどセンサ感度が良好になるが、圧電体２０２の厚さの限界値は、塗布する圧電材料の粘度や塗布方法によって決まってくる。また、圧電体２０２の厚さが厚すぎると圧電性繊維２１０、引いては圧電センサ線２０が硬くなりすぎてしまい柔軟性に欠けてしまうといった欠点もある。
【００８５】
図３に示す内部導体２０１では、複数の導体線２０００を撚り合わせているため、導体線２０００同士の境目に窪みがある。この窪みの部分では、より多くの圧電材料を担持することができ、圧電材料の体積が大きく（厚く）なるため、センサ感度が他の部分よりも良好になる。内部導体２０１には、こうした窪みによって圧電材料が他の部分よりも厚い部分が６か所、周方向に均等間隔で存在するため、どの方向に曲げられても高感度な圧電性繊維として機能する要因になる。
【００８６】
なお、図３に示す隣り合う導体線２０００は互いにほぼ接しているが、わずかな隙間から毛細管現象によって圧電材料が浸透し、隣り合う導体線２０００同士の隙間（内部導体２０１の内部）が圧電材料によって埋められた状態になっている。しかし、圧電材料の粘度や塗布方法によっては、隣り合う導体線２０００同士の隙間に圧電材料が浸透しない場合があるが、少なくとも内部導体２０１の外周に面した部分に圧電材料が担持された状態となっていればよい。
【００８７】
図３に示す外部導体２０３は、圧電体２０２の外周に、カーボンナノチューブ等のカーボンを含む高分子導電性材料が塗布されることで形成された層である。外部導体２０３を形成する導電性材料としては、銀の微粒子を含む高分子導電性材料や銀ペースト等であってもよい。また、この導電性材料を塗布する方式としては、浸漬（ドブ付け）塗装であってもよいしスプレー等による吹き付け塗装であってもよいし含浸塗装であってもよいしハケ塗りであってもよいし、コーター等による塗布装置による塗布であってもよい。外部導体２０３の厚さは、導体線２０００の直径以下であることが好ましく、また、圧電体２０２の厚さ以下であることも好ましい。図３に示す外部導体２０３の厚さは、５μｍであるが、５μｍ以上５０μｍ以下であればよい。また、外部導体２０３に導電性材料を用いずに導線を用いてもよい。
【００８８】
なお、上述したように、内部導体２０１において隣り合う導体線２０００の隙間は圧電材料によって埋められた状態となっており、高分子導電性材料が入り込む余地はない。
【００８９】
図３に示す、内部導体２０１と外部導体２０３との間に圧電体２０２を担持し、外部導体２０３で外周面が構成されたものが信号出力線の一例に相当する。
【００９０】
図３に示す圧電性繊維２１０には、耐摩耗性、耐薬品性、防錆性を高めるためのシース層を設けていないが、このシース層を設けたものであってもよい。このシース層を設けるにあたっては単層であってもよいが、例えば、厚さが６μｍのシース層を２回塗布し、内層と外層とからなる２層構造としてもよい。この場合、内層は、外装に比べて柔らかい材料（例えば、ポリアミド合成樹脂やポリ塩化ビニル樹脂）を塗布することで形成し、外層は、内層に比べて耐摩耗性が高い材料（例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、４フッ化・６フッ化プロピレン  フッ素樹脂（ＦＥＰ）、４フッ化エチレンエチレン共重合（ＥＰＦＥ）、４フッ化エチレンパーフロロアルコキシエチレン共重合  フッ素樹脂（ＰＦＡ））を塗布することで形成してもよい。ここにいう塗布とは、浸漬（ドブ付け）塗装であってもよいし吹き付け塗装であってもよいしハケ塗りであってもよいし、コーター等による塗布装置による塗布であってもよい。また、ピンホールが発生することを考慮して複数回塗布することが好ましい。また、外層は、内層よりも厚くてもよい。さらに、内層は、可燃性材料で形成されていてもよいが、外層は、難燃性材料、不燃性材料、耐炎性材料で形成されていることが好ましい。また、シース層全体の厚みは５μｍ以上５０μｍ以下とすることが好ましい。さらに、ポリエステルテープやチューブタイプのシース（単層、複層いずれも）を用いてもよく、その厚みは、２０μｍ以上５０μｍ以下であればよい。
【００９１】
図３に示す圧電性繊維２１０の太さ（内部導体２０１、圧電体２０２、および外部導体２０３を合わせた太さ）は最大６０μｍであり、厚さ１０μｍのシース層を二重構造で設けても０．１ｍｍの太さの圧電性繊維となる。ここで、製造が容易で低コストに得ることができる圧電性繊維の例としては、直径２０μｍの導体線２０００を用いて太さが６０μｍの内部導体２０１に、厚さが最大２０μｍの圧電体２０２と、厚さが１０μｍの外部導体２０３を形成したものがある。この構成では、外部導体２０３までの太さが０．１２ｍｍである。これに、シース層を二重構造で設けても０．１５ｍｍ以下の圧電性繊維２１０を実現することができる。
【００９２】
フレキシブルチューブ２２０は、被覆材の一例に相当し、樹脂チューブ等の非金属製のものであってもよいし、金属製のものであってもよい。樹脂チューブとしては、例えば、シリコンゴム製のチューブやポリウレタン樹脂製のチューブやフッ素樹脂製のチューブが用いられる。金属製のチューブとしては、ステンレス製のチューブに絞り加工を施したものを用いることができる。
【００９３】
図５は、金属製のフレキシブルチューブの一例を示す斜視図である。
【００９４】
表面が平らなステンレス製のチューブに絞り加工を施すことで、表面に凹部２２０１と凸部２２０２が交互に形成され、表面は凹凸形状になる。図５に示すフレキシブルチューブ２２０は、この凹凸形状によって柔軟性が高められている。また、図５に示すフレキシブルチューブ２２０は、この凹凸形状によって、内部導体２０１や図３に示す圧電性繊維２１０よりも弾性変形しやすいものになる。すなわち、フレキシブルチューブ２２０は、内部導体２０１や図３に示す圧電性繊維２１０では塑性変形してしまう場合でも弾性変形によって元の形状に戻るものである。なお、柔軟性をより高めるには、スパイラル状の凹凸形状にしてもよい。
【００９５】
さらに、図５に示すフレキシブルチューブ２２０では、表面に形成された凹凸が埋まらない程度に、その表面に、ポリ塩化ビニルやポリテトラフルオロエチレン等の熱可塑性樹脂Ｐの樹脂コーティングが施されている。熱可塑性樹脂Ｐは熱を加えることで収縮し凹凸形状に密着する。また、ポリテトラフルオロエチレンであれば、耐火性に優れている。また、汚れがつきにくく、カビが発生しにくい。樹脂コーティングを施すことで、樹脂が持っている粘弾性により、ノイズ等の振動が吸収される。ただし、衛生上の観点から塩素消毒を行う場合には、樹脂コーティングを施さず、表面をステレンス製のままにしておくことが好ましい。
【００９６】
なお、絞り加工を施したフレキシブルチューブ２２０に代えて、ピアノ線等の線状のバネ材を螺旋状に隙間なく券回したコイルバネタイプのチューブを用いてもよい。また、フレキシブルチューブ２２０は表面に凹凸が形成されていない金属製のものであってもよい。
【００９７】
また、フレキシブルチューブ２２０の内径と圧電性繊維２１０の外径の差は、０．１ｍｍ以上あることが好ましい。両者の差が０．１ｍｍ未満であると、フレキシブルチューブ２２０内に圧電性繊維２１０を挿通させる際に、圧電性繊維２１０がフレキシブルチューブ２２０の内周面に引っかかってしまう恐れがある。特に、フレキシブルチューブ２２０の内周面が樹脂製であると摩擦係数が高くなりやすく、圧電性繊維２１０が引っかかった場合にそれ以上挿通させにくいが、その内周面が金属製であると摩擦係数が低く、圧電性繊維２１０を挿通させやすくなる。
【００９８】
以上説明したフレキシブルチューブ２２０は、内部導体２０１や図３に示す圧電性繊維２１０よりも剛性が高いものになる。圧電センサ線２０は、各稼働部（旋回部１０１，下腕部１２１，上腕部１３１，手首部１４１，ハンドアーム部１５１，左アーム１５１Ｌ及び右アーム１５１Ｒ）が稼働することで、各弛みＳ１〜Ｓ６における弛み具合が変化し、弛みＳ１〜Ｓ６によって形成されたループの大きさが変化する。ここで、内部導体２０１や図３に示す圧電性繊維２１０の剛性だけでは、各弛みＳ１〜Ｓ６における弛み具合が変化する前にループの部分が傾き、この傾きによって各稼働部の稼働が吸収されてしまい、圧電センサ線２０における圧電体２０２の変形が減少したり、全くなくなってしまう場合がある。一方、圧電センサ線２０が内部導体２０１よりも剛性が高く、さらには図３に示す圧電性繊維２１０よりも剛性が高いフレキシブルチューブ２２０を有するものであれば、フレキシブルチューブ２２０の剛性によって、ループの部分が傾くことが抑えられ、圧電センサ線２０における圧電体２０２が変形し、圧電センサ線２０から正確な信号が出力される。フレキシブルチューブ２２０は、各稼働部の稼働に応じた圧電性繊維２１０の動きを規制する規制手段に相当する。なお、垂直多関節ロボットアーム１０に、圧電性繊維２１０の動きを規制する規制手段を設けておけば、フレキシブルチューブ２２０を省略することができる場合がある。例えば、垂直多関節ロボットアーム１０の規制手段として一対のリブを設け、その一対のリブの間で圧電センサ線２０を弛ませておいたり、圧電性繊維２１０を巻取方向に付勢しつつも送り出し自在な巻取装置を設け、弛みをその巻取装置に巻き取らせておいてもよい。
【００９９】
フレキシブルチューブ２２０と圧電性繊維２１０の間に充填される樹脂２３０には、シリコン樹脂やポリウレタン樹脂が用いられる。これらの樹脂は、圧電性繊維２１０が挿通されたフレキシブルチューブ２２０内に、真空引きすることで充填され、フレキシブルチューブ２２０と圧電性繊維２１０が一体化される。樹脂を充填しておくことで、フレキシブルチューブ２２０内で圧電性繊維２１０が軸方向にズレてしまうことを防止することができる。なお、フレキシブルチューブ２２０の両端にのみ樹脂を充填することも考えられるが、フレキシブルチューブ２２０内で圧電性繊維２１０に弛みが生じる可能性があるため、フレキシブルチューブ２２０の全長にわたって樹脂を充填しておくことが好ましい。また、ここで充填される樹脂として、２液混合による時効硬化樹脂や、５０〜６０℃程度で硬化が始まる熱効果性樹脂などの利用が可能である。
【０１００】
図６は、本実施形態のロボットアームユニットにおける圧電センサ線の後端から後ろ側の構成を示すブロック図である。
【０１０１】
本実施形態のロボットアームユニット１は、これまで説明した、垂直多関節ロボットアーム１０および圧電センサ線２０の他、回路基板３０、表示部４０、および筐体５０も備えている。この図６では、垂直多関節ロボットアーム１０は図示省略されており、圧電センサ線２０のうち、垂直多関節ロボットアーム１０に設けられた部分も図示省略されている。なお、圧電センサ線２０の圧電性繊維２１０は、シース層が設けられたものであっても、シース層が設けられていないものであってもよい。
【０１０２】
フレキシブルチューブ２２０の後端では、熱可塑性樹脂Ｐが除去され、ステンレスの表面が露出している。回路基板３０が内部に配置された導電性の筐体５０に、ステンレスの表面が露出したフレキシブルチューブ２２０の後端が差し込まれ、フレキシブルチューブ２２０と筐体５０は電気的に接続される。導電性の筐体５０は、グラウンドに接続している。導電性の筐体５０は、電磁波等の外乱要素を遮断するシールド手段である。
【０１０３】
圧電性繊維２１０の後端は、回路基板３０に接続されている。回路基板３０には、増幅手段であるオペアンプ３１が設けられている。圧電性繊維２１０の内部導体２０１は、そのオペアンプ３１の非反転入力端子（＋）３１１に接続され、外部導体２０３は反転入力端子（−）３１２に接続されている。また、フレキシブルチューブ２２０は、導電性の筐体５０を介してグラウンドに接続している。この構成によって、圧電体２０２が変形したときに内部導体２０１と外部導体２０３の間に誘起される電圧の大きさ（電位差）が、オペアンプ３１によって正確に増幅される。オペアンプ３１から出力された信号は、ＡＤ変換回路３２によってデジタル信号に変換され、ＣＰＵ３３に送られる。回路基板３０には、ＣＰＵ３３の他に、図示省略したが、ＣＰＵ３３が実行するプログラムを記憶したＲＯＭ、ＣＰＵ３３の処理に使用されるデータなどを一時的に記憶するＲＡＭ等も設けられている。また、インピーダンス変換回路やローパスフィルタ等の各種のフィルタ等も設けられている。
【０１０４】
制御部であるＣＰＵ３３は各種処理を行う。例えば、出力信号の波形を表示部４０に表示する処理や、稼働部特定処理や、異常検出処理等が行われる。
【０１０５】
稼働部特定処理では、垂直多関節ロボットアーム１０が異なる動作を行った結果の信号を比較することで、いずれの稼働部（旋回部１０１，下腕部１２１，上腕部１３１，手首部１４１，ハンドアーム部１５１，左アーム１５１Ｌ及び右アーム１５１Ｒ）が稼働しているのかを推定する処理である。例えば、垂直多関節ロボットアーム１０の初期姿勢から、第１ステップでは、第１稼働体１１の稼働部になる旋回部１０１が時計方向に３０°旋回し、第２稼働体１２の稼働部になる下腕部１２１が順方向に８０°回動するとともに第３稼働体１３の稼働部になる上腕部１３１も順方向に２０°回動する。さらに、第５稼働体１５の稼働部になるハンドアーム部１５１が反時計方向に４５°回転する。なお、第４稼働体１４の稼働部になる手首部１４１、第６稼働体１６の稼働部になる左アーム１５１Ｌ及び右アーム１５１Ｒは稼働せずに停止している。第２ステップでは、旋回部１０１が逆方向に３０°回動するとともに上腕部１３１が順方向に２０°回動する。なお、下腕部１２１、手首部１４１、ハンドアーム部１５１、左アーム１５１Ｌ及び右アーム１５１Ｒは稼働せず停止している。第３ステップでは、下腕部１２１が順方向に２０°回動するとともに手首部１４１も順方向に５０°回動し、さらに左アーム１５１Ｌと右アーム１５１Ｒが５０°開く。ＣＰＵ３３は、第１ステップ〜第３ステップにおける各稼働部の稼働パターンを把握しており、圧電センサ線２０から出力される信号を各ステップごとに比較することで、いずれの稼働部が稼働しているのかを推定する。
【０１０６】
異常検出処理では、垂直多関節ロボットアーム１０が同じ動作を複数回行った結果の信号を比較することで、信号に変化が生じたことを検出する。例えば、垂直多関節ロボットアーム１０が、上記第３ステップを、時間間隔をあけながら、繰り返し実行する場合には、ＣＰＵ３３は、垂直多関節ロボットアーム１０が第３ステップを実行するタイミングを把握しており、圧電センサ線２０から出力される信号を第３ステップが実行されるたびに前回の第３ステップ実行時の信号と比較することで、信号に変化が生じたことを検出し、信号の変化が検出された場合には、垂直多関節ロボットアーム１０に異常が生じている可能性が高く、警告表示を表示部４０に表示させるとともに不図示のスピーカから警告音を出力させる。この異常検出処理では、異常が生じている稼働部の特定まで行わなくてもよく、どの稼働部かは不明であるが垂直多関節ロボットアーム１０に異常が生じている可能性が高いことを警告するだけで足りる場合もある。一方、稼働部特定処理と組み合わせることで、異常が生じている稼働部の推定まで可能になる。
【０１０７】
なお、上記各ステップにおける各稼働部の稼働期間は、同じ期間である場合もあれば、完全にズレている場合もあれば、開始は同じで終了が異なる場合等一部が重なっている場合もある。また、上記第１ステップ、上記第２ステップ、および上記第３ステップを一つのまとまりの一連の稼働パターンとして、この一連の稼働パターン単位で稼働部特定処理や異常検出処理を実行してもよい。
【０１０８】
また、本実施形態のロボットアームユニット１を複数設置し、それぞれのロボットアームユニット１におけるＣＰＵ３３が、不図示のサーバに、それぞれのロボットアームユニット１における圧電センサ線２０から出力されてきた信号を送信するようにしてもよい。複数のロボットアームユニット１において、上記第１ステップ〜上記第３ステップがそれぞれ実行されれば、互いに比較することができる結果をサーバに集めることができ、サーバ上で、上記異常検出処理等の各種処理を実行するができる。
【０１０９】
本実施形態のロボットアームユニット１によれば、圧電センサ線２０が、複数の稼働体１１〜１６それぞれを経由して延在したものであるため、複数の稼働体１１〜１６ごとに別個のセンサを設けた場合に比べて、コストの上昇を抑えることができたり、あるいは配線の取り回しを容易にすることができる。
【０１１０】
続いて、本実施形態の変形例について説明する。以下の説明では、これまで説明した構成要素の名称と同じ構成要素の名称には、これまで用いた符号と同じ符号を付すことがあり、重複する説明は省略する。
【０１１１】
図７は、圧電センサ線の第１変形例を示す図である。この図７では、稼働部である、下腕部１２１、上腕部１３１、および手首部１４１が模式的に示されている。
【０１１２】
第１変形例の圧電センサ線２０には、高検出領域２１０Ｈと低検出領域２１０Ｌが設けられている。図７では、灰色の細線で最外周のフレキシブルチューブ２２０を示し、そのフレキシブルチューブ２２０の中に、一本の太線で示した圧電性繊維２１０が通っている。この圧電性繊維２１０には、黒色で示した高検出領域２１０Ｈと灰色で示した低検出領域２１０Ｌが設けられており、高検出領域２１０Ｈは、圧電体２０２に生じた変形の検出感度が低検出領域２１０Ｌに比べて高く、反対に、低検出領域２１０Ｌは、その検出感度が高検出領域２１０Ｈに比べて低い。低検出領域２１０Ｌでは、圧電体２０２を部分的にキュリー点を超える温度、もしくはキュリー点近傍の温度まで加熱し、圧電特性を減少（例えば、約８０％以上の感度低下）もしくは消失させている。このため、実質的には、低検出領域２１０Ｌにおける圧電体２０２の変形は検出することができない。また、高検出領域２１０Ｈと低検出領域２１０Ｌといった名称は、相対的な検出感度の比較で表しているにすぎず、高検出領域２１０Ｈといっても通常の検出感度の領域である。さらに、圧電センサ線２０には、高検出領域２１０Ｈと低検出領域２１０Ｌの２種類の領域しか存在せず、低検出領域２１０Ｌでない領域は必然的に高検出領域２１０Ｈになり、反対に、高検出領域２１０Ｈでない領域は必然的に低検出領域２１０Ｌになる。
【０１１３】
圧電センサ線２０の高検出領域２１０Ｈは、第１水平軸１２１ａを中心とした稼働部分、第２水平軸１３１ａを中心とした稼働部分、および第３水平軸１４１ａを中心とした稼働部分に位置している。圧電センサ線２０は、下腕部１２１、上腕部１３１、および手首部１４１ぞれぞれに２箇所で固定されており、その圧電センサ線２０には、隣接する稼働部（１２１，１３１，１４１）どうしの固定箇所を結ぶ部分に弛みＳ２〜Ｓ５が設けらているが、これらの弛み部分が、高検出領域２１０Ｈになっている。一方、同じ稼働部内における固定箇所の間に、低検出領域２１０Ｌが含まれている。ただし、厳密には、図７に示す下腕部１２１のように、同じ稼働部内における固定箇所の間の全てが低検出領域２１０Ｌの場合もあれば、図７に示す上腕部１３１や手首部１４１のように、同じ稼働部内における固定箇所の間の一部のみが低検出領域２１０Ｌの場合もある。稼働部が稼働した場合、圧電センサ線２０は、固定箇所から立ち上がる箇所（矢印ｆで示す箇所）が最も変形しやすい。したがって、弛みの長さと高検出領域２１０Ｈの長さの関係では、高検出領域２１０Ｈの長さは、弛みの長さ以上であることが好ましい。
【０１１４】
以上説明したように、第１水平軸１２１ａ、第２水平軸１３１ａ、第３水平軸１４１ａといった稼働軸を跨いだ領域を高検出領域２１０Ｈとし、同じ稼働部（１２１，１３１，１４１）内における固定箇所の間に、低検出領域２１０Ｌが含まれていることで、圧電センサ線２０が、検出に必要のない範囲の稼働や振動を拾ってしまう恐れが低減する。
【０１１５】
また、高検出領域２１０Ｈの長さ（Ｘ）を、圧電センサ線２０の弾性変形可能な最小半径（Ｒ）との関係で表すと、Ｒ≦Ｘ≦２Ｒであることが好ましい。例えば、最小半径（Ｒ）が３０ｍｍの圧電センサ線の場合には、３０ｍｍ≦Ｘ≦６０ｍｍになる。上述のごとく、高検出領域２１０Ｈの長さは、弛みの長さ以上であることが好ましいことから、高検出領域２１０Ｈの長さ（Ｘ）が最小半径（Ｒ）よりも短いと、稼働部の稼働を許容するための長さが確保されておらず、圧電センサ線２０が稼働部の稼働を阻害してしまう。反対に、高検出領域２１０Ｈの長さ（Ｘ）が最小半径（Ｒ）の２倍よりも長いと、圧電体２０２の単位長さ当りの変形量が少なくなって、検出感度が低下してしまう。
【０１１６】
さらに、稼働部（１２１，１３１，１４１）の回動半径よりも、圧電センサ線２０の弾性変形可能な最小半径（Ｒ）の方が小さい方が好ましい。これも、稼働部の回動を許容し、圧電センサ線２０が稼働部の回動を阻害してしまうことを防止するためである。
【０１１７】
なお、第１変形例においても、圧電性繊維２１０は、シース層が設けられたものであっても、シース層が設けられていないものであってもよい。
【０１１８】
図８は、圧電センサ線の第２変形例を示す図である。この図８でも、稼働部である、下腕部１２１、上腕部１３１、および手首部１４１が模式的に示されている。
【０１１９】
第２変形例の圧電センサ線２０は、複数の圧電性繊維２１１〜２１４を有する。これら複数の圧電性繊維２１１〜２１４は互いに長さが異なる。最も長い圧電性繊維２１１は、実線で表されており、手首部１４１を超えて延びている。すなわち、図１等に示すハンドアーム部１５１まで延在し、例えば、左アーム１５１Ｌの先端まで延びている。２番目に長い圧電性繊維２１２は、１点鎖線で表されており、手首部１４１における、上腕部１３１側の固定箇所まで延びている。３番目に長い圧電性繊維２１３は、点線で表されており、上腕部１３１における、下腕部１２１側の固定箇所まで延びている。最も短い圧電性繊維２１４は、２点鎖線で表されており、第１水平軸１２１ａを超えた下腕部１２１の固定箇所まで延びている。これらの結果、通過している圧電性繊維の数が稼働部（１２１，１３１，１４１）ごとに異なることになる。図１に示す第５稼働体１５の稼働部であるハンドアーム部１５１の稼働やハンドアーム部１５１からの微小振動は、最も長い圧電性繊維２１１によって検出される。第４稼働体の稼働部である手首部１４１の稼働や手首部１４１からの微小振動は、最も長い圧電性繊維２１１と２番目に長い圧電性繊維２１２の２本の圧電性繊維によって検出される。第３稼働体の稼働部である上腕部１３１の稼働や上腕部１３１からの微小振動は、最も長い圧電性繊維２１１と２番目に長い圧電性繊維２１２と３番目に長い圧電性繊維２１３の３本の圧電性繊維によって検出される。第４稼働体の稼働部である下腕部１２１の稼働や下腕部１２１からの微小振動は、図７に示す４本の圧電性繊維２１１〜２１４によって検出される。
【０１２０】
図６に示すＣＰＵ３３は、上記第１ステップ〜上記第３ステップにおける各稼働部の稼働パターンを把握しており、長さが異なる４本の圧電性繊維２１１〜２１４それぞれから出力される信号を比較することで、上記稼働部特定処理や、上記異常検出処理等を実行する。
【０１２１】
また、長さが異なる４本の圧電性繊維２１１〜２１４それぞれにおいて、先端部分における稼働部分の領域のみ高検出領域２１０Ｈにし、残りの部分は低検出領域２１０Ｌにしてもよい。こうすることで、２番目に長い１点鎖線の圧電性繊維２１２は手首部１４１の稼働や手首部１４１からの微小振動を検出する専用の圧電性繊維になり、３番目に長い点線の圧電性繊維２１３は上腕部１３１の稼働や上腕部１３１からの微小振動を検出する専用の圧電性繊維になり、最も短い２点鎖線の圧電性繊維２１４は下腕部１２１の稼働や下腕部１２１からの微小振動を検出する専用の圧電性繊維になる。すなわち、４本の圧電性繊維２１１〜２１４は、互いに異なる箇所に高検出領域２１０Ｈが設けられ、複数の稼働部（手首部１４１、上腕部１３１、下腕部１２１）ごとに異なる圧電性繊維の高検出領域２１０Ｈが位置していることになる。
【０１２２】
なお、第２変形例においても、長さが異なる４本の圧電性繊維２１１〜２１４は、シース層が設けられたものであっても、シース層が設けられていないものであってもよい。さらに、長さが異なる４本の圧電性繊維２１１〜２１４間で検出感度も異ならせてもよい。
【０１２３】
以上説明した第２変形例によれば、複数の圧電性繊維２１１〜２１４を１本のフレキシブルチューブ２２０に納めているため、複数の稼働部ごとに圧電性繊維を別々に付設する場合に比べて、価格が安くなり、また付設時間が短縮される。この結果、安価で便利なセンサーシステムであるロボットアームユニットの構築が可能となる。
【０１２４】
図９は、圧電センサ線の第３変形例を示す図である。この図９でも、稼働部である、下腕部１２１、上腕部１３１、および手首部１４１が模式的に示されている。
【０１２５】
第３変形例の圧電センサ線２０も、複数の圧電性繊維２１５〜２１７を有する。これら複数の圧電性繊維２１５〜２１７は、長さは同じであるが、検出感度が異なる。すなわち、最も検出感度が高い圧電性繊維２１５は、最も細い黒い線で表されている。一方、最も検出感度が低い圧電性繊維２１７は、最も太い黒い線で表されている。そして、検出感度が、最も高い圧電性繊維２１５と最も低い圧電性繊維２１７との間になる中間の圧電性繊維２１６は、線の太さも中間の太さで表されている。圧電性繊維の太さが太ければ変形しにくくなって検出感度は低下する一方、強度は上昇し、耐屈曲性が高くなる。反対に、圧電性繊維の太さが細ければ変形しやすくなって検出感度は上昇する一方、強度は低下し、耐屈曲性が低くなる。したがって、稼働頻度が高い箇所には検出感度が低くても耐屈曲性が高い圧電性繊維２１７を配置し、稼働頻度が低い箇所には耐屈曲性が低くても検出感度が高い圧電性繊維２１５を配置することが考えられる。また、耐屈曲性が異なる複数種類の圧電性繊維を同じように設けておけば、耐屈曲性が低い圧電性繊維２１５が切断してしまっても耐屈曲性が高い圧電性繊維２１７によって検出可能な場合もある。なお、以上の説明では、圧電性繊維の太さと検出感度に関係性があったが、太さが同じでも検出感度が異なる場合もあり得る。
【０１２６】
また、検出感度が高い圧電性繊維２１５は、稼働部（１２１，１３１，１４１）からの微小振動の検出用に使用し、検出感度が中間の圧電性繊維２１６は、稼働部におけるプログラム上の予定した稼働の検出用に使用し、検出感度が低い圧電性繊維２１７は、稼働部の衝突等の異常事態の振動や稼働の検出用に使用するようにしてもよい。
【０１２７】
なお、第３変形例においても、検出感度が異なる３本の圧電性繊維２１５〜２１７は、シース層が設けられたものであっても、シース層が設けられていないものであってもよい。また、検出感度が異なる３本の圧電性繊維２１５〜２１７それぞれにおいて、稼働部分のみを高検出領域２１０Ｈにし、残りの部分は低検出領域２１０Ｌにしてもよい。
【０１２８】
図１０は、圧電センサ線の第４変形例を示すとともに、垂直多関節ロボットアームへの設置例も示す図である。
【０１２９】
図１０（ａ）には、第４変形例の圧電センサ線２０’を作製する様子が示されている。第４変形例の圧電センサ線２０’は、フレキシブルチューブ２２１の内側で、圧電性繊維２１８とサポート線ＳＹが撚り合わされたものである。図１０（ａ）では、圧電性繊維２１８とサポート線ＳＹを撚り合わせたものを、フレキシブルチューブ２２１の内側に挿入していく様子が示されている。図１０（ａ）に示す圧電性繊維２１８は、最外周にシース層が設けられたものであって、そのシース層を含めた外径（直径）が０．６３ｍｍである。サポート線ＳＹは、７本のステンレスワイヤをその断面において最密構造に配置した上で撚り合わせたものであって、圧電性繊維２１８の強度以上の強度を有するものである。サポート線ＳＹの強度が、圧電性繊維２１８の強度未満であると、両者を撚り合わせようとしたときに、強度不足からサポート線ＳＹが伸びてしまい、圧電性繊維２１８に弛みが生じてしまう場合があり、うまく撚り合わせることができない。さらに、サポート線ＳＹの表面はナイロンなどの樹脂によって被覆されている。サポート線ＳＹにおけるこの被覆により、フレキシブルチューブ２２１内での屈曲時に、圧電性繊維２１８の表面を堅い金属のサポート線ＳＹで擦ることがなくなり、圧電性繊維２１８とサポート線ＳＹ相互の滑りが良くなって、圧電性繊維２１８の長寿命化に好適である。図１０（ａ）に示すサポート線ＳＹの直径は、この樹脂による被覆分も含めて０．４６ｍｍである。なお、サポート線ＳＹは、ステンレスワイヤを撚り合わせたものに限られることはなく、樹脂による被覆も必須ではない。
【０１３０】
図１０（ａ）に示すフレキシブルチューブ２２１は、表面にスパイラル状の凹凸が形成されたものであり、柔軟性に富んだものである。また、表面には樹脂コーティングが施されている。このフレキシブルチューブ２２１の内径は、１．２ｍｍである。圧電性繊維２１８とサポート線ＳＹを撚り合わせたものの外径は、両者がスパイラル状に絡み合っていることから、最大で１．０９ｍｍ（０．６３ｍｍ＋０．４６ｍｍ）であり、フレキシブルチューブ２２１の内径に対して、０．１ｍｍ以上の差がある。この差は隙間となり、圧電性繊維２１８とサポート線ＳＹを撚り合わせたものを、フレキシブルチューブ２２１の内側に、容易に挿入させることができる。
【０１３１】
なお、圧電性繊維２１８とサポート線ＳＹを撚り合わせたものを解くと、サポート線ＳＹは直線状に戻るのに対し、圧電性繊維２１８は波形に変形したままである。すなわち、圧電性繊維２１８には撚り跡が残っており、圧電性繊維２１８がしっかりと撚られていたことがわかる。
【０１３２】
この第４変形例における圧電センサ線２０’では、フレキシブルチューブ２２１の内周面と、圧電性繊維２１８とサポート線ＳＹが撚り合わされたものとの間に、樹脂は充填されておらず、フレキシブルチューブ２２１と、圧電性繊維２１８とサポート線ＳＹが撚り合わされたものとは一体化されていない。
【０１３３】
図１０（ｂ）は、図１に示す垂直多関節ロボットアーム１０における第４稼働体を真上から見た図である。図１０（ｂ）に示す上腕部１３１と手首部１４１は水平方向に一直線に並んでいる。この例では、図１０（ａ）を用いて説明した圧電センサ線２０’が、上腕部１３１に固定テープＦＴ３で固定されている。また、圧電センサ線２０’は、手首部１４１にも固定テープＦＴで固定されているが、上腕部１３１の固定箇所と、手首部１４１の固定箇所は、上腕部１３１や手首部１４１の幅方向にずれている。すなわち、稼働軸である第３水平軸１４１ａの軸方向にずれている。
【０１３４】
図１０（ｃ）は、図１０（ａ）を用いて説明した圧電センサ線２０’の設置例を模式的に示す斜視図である。
【０１３５】
図１０（ｃ）の左側に示す設置例では、上腕部１３１の固定箇所と、手首部１４１の固定箇所が、稼働軸である第３水平軸１４１ａの軸方向において一致している。したがって、圧電センサ線２０’の、上腕部１３１に固定テープＦＴ３で固定された部分から、手首部１４１に固定された部分まで、捩れのないループが形成されている。すなわち、図１０（ｃ）の左側に示す設置例では、圧電センサ線２０’は、延在方向に向かって一直線状に延び、その延在方向の真上に弛みＳ４が設けられている。
【０１３６】
上述のごとく、この第４変形例における圧電センサ線２０’では、フレキシブルチューブ２２１と、圧電性繊維２１８とサポート線ＳＹが撚り合わされたものは一体化されていないことから、手首部１４１が稼働すると、圧電性繊維２１８とサポート線ＳＹが撚り合わされたものは、フレキシブルチューブ２２１の中で、さらに撚れたり、撚り戻されたりする。すなわち、圧電性繊維２１８の撚り具合の変化が生じ、この変化によって、圧電性繊維２１８の圧電体が変形しやすくなる。また、弛みＳ４の部分では、強度が相対的に高いサポート線ＳＹの変形（湾曲）に追従して、強度が相対的に低い圧電性繊維２１８も変形（湾曲）しており、圧電性繊維２１８単独ではかからなかった応力が、圧電性繊維２１８にかかり、圧電性繊維２１８の圧電体が変形しやすくなっている。さらに、弛みＳ４の部分では、サポート線ＳＹが、フレキシブルチューブ２２１の内周面に接触しながら変形（湾曲）しており、そのサポート線ＳＹと撚り合わさっている圧電性繊維２１８もフレキシブルチューブ２２１の内周面に接触している。このため、手首部１４１からフレキシブルチューブ２２１に伝わってきた微小振動が圧電性繊維２１８に伝わりやすくなっている。加えて、手首部１４１が稼働すると、フレキシブルチューブ２２１の内周面に接触しているサポート線ＳＹに撚り合わさっている圧電性繊維２１８は、その内周面に押し付けられる場合があり、ここでも圧電性繊維２１８の圧電体が変形しやすくなっている。以上のことから、第４変形例における圧電センサ線２０’は、検出感度が高められたものになっている。
【０１３７】
一方、図１０（ｃ）の右側には、同図（ｂ）に示す圧電センサ線２０’の設置例が、模式的に斜視図で示されている。この右側の設置例では、圧電センサ線２０’の、上腕部１３１に固定テープＦＴ３で固定された部分から、手首部１４１に固定された部分まで、捩れｔｗが加わったループが形成されている。すなわち、図１０（ｃ）の右側に示す圧電センサ線２０’は、延在方向に交わる斜めの弛みＳ４’が設けられ、その弛みＳ４’には捩れｔｗが加わっている。
【０１３８】
上述のごとく、第４変形例における圧電センサ線２０’は、検出感度が高められたものであるが、弛みＳ４’に捩れｔｗが加わることでさらに検出感度が高められる。すなわち、捩れｔｗによって、強度が相対的に高いサポート線ＳＹがさらに変形し、それに追従して、強度が相対的に低い圧電性繊維２１８もさらに変形することで、圧電性繊維２１８により大きな応力がかかり、圧電性繊維２１８の圧電体が一段と変形しやすくなっている。また、捩れｔｗによって、サポート線ＳＹが、フレキシブルチューブ２２１の内周面により大きな面積で接触することになり、そのサポート線ＳＹと撚り合わさっている圧電性繊維２１８もフレキシブルチューブ２２１の内周面により大きな面積で接触することになる。このため、手首部１４１からフレキシブルチューブ２２１に伝わってきた微小振動が圧電性繊維２１８に一段と伝わりやすくなる。加えて、手首部１４１が稼働した場合、圧電性繊維２１８は、フレキシブルチューブ２２１の内周面に捩れｔｗによって強く押し付けられやすく、圧電性繊維２１８の圧電体がさらに変形しやすくなっている。
【０１３９】
また、本発明の稼働ユニットの例は、これまで説明した実施形態や変形例に限られることはない。例えば、図２に示す垂直多関節ロボットアーム１０は、一列につながった直列配置のものであったが、複数列につながった並列配置のものであってもよい。
【０１４０】
また、これまでは、内部導体２０１と外部導体２０３との間に圧電材料を担持した圧電性繊維２１０を信号出力線として有する圧電センサ線２０，２０’を用いた例についての説明であったが、他の種類のセンサ線であってもよい。例えば、自身が変形したことで電気抵抗が変化する、ピエゾ抵抗線を用いたセンサ線であってもよいし、導電ゴム等による抵抗線を用いたセンサ線であってもよい。ここにいう導電ゴムとしては、加えられる圧力の大きさや引張力の大きさによって電気抵抗が変化するものであってもよい。また、自身が変形したことで厚さが狭くなり静電容量が変化するキャパシタ線を用いたセンサ線であってもよい。あるいは、自身が変形したことで屈折率が変化する光ファイバを用いた光学的センサ線であってもよい。すなわち、他の種類のセンサ線は、信号出力線として、ピエゾ抵抗線や、導電ゴム等による抵抗線や、キャパシタ線や、光ファイバが用いられ、その信号出力線の外側にシース層が設けられたものであっても、シース層が設けられていないものであってもよい。また、他の種類のセンサ線でも、最外周はフレキシブルチューブ２２０，２２１で構成され、フレキシブルチューブ２２０，２２１と、信号出力線あるいはその信号出力線の外側に設けられたシース層の間には樹脂が充填され一体化されていてもよい。このように、センサ線の種類は何種類もあるが、稼働部の稼働状況を検出するのか、各稼働部の稼働機構（ベアリングやギア等）の摩耗等により発生した微小振動を検出するのかの違いにより、採用するセンサ線の種類を決定すればよい。例えば、稼働状況を検出するのであれば、信号出力線として、圧電性繊維や抵抗線や光学的センサ線を採用したセンサ線を用い、微小振動を検出するのであれば、圧電性繊維やキャパシタ線を採用したセンサ線を用いればよい。
【０１４１】
さらに、圧電性繊維２１０以外の他の種類の信号出力線を用いる場合であっても、高検出領域と低検出領域を設けることができる。例えば、ピエゾ抵抗線を用いる場合には、高検出領域のみにピエゾ抵抗フィルムやフレキシブル基板を位置させ、低検出領域は導電パターンを用いて抵抗変化が起きないようにすればよい。また、導電ゴム等による抵抗線を用いる場合には、高検出領域のみに導電ゴムを位置させ、低検出領域では導電パターンを用いたり、導電フィルムを巻き付けて抵抗変化が検出できないようにすればよい。
【０１４２】
また、センサ線として、帯状のセンサ線を用いてもよい。この場合には、帯状のセンサ線の厚み方向の弛みによってループが形成されることになるが、そのループは、帯状のセンサ線の幅方向に傾くことはない。すなわち、ループ径が帯状のセンサ線の厚み方向となるループが形成され、そのループが、厚み方向に交わる幅方向に傾くことはない。
【０１４３】
さらに、センサ線には、延在方向と、延在方向に直交する厚み方向と、延在方向にも厚み方向にも直交する幅方向といった３方向があり、センサ線は方向によって剛性が異なる場合がある。この場合、相対的に弱い剛性を利用して弛みを形成し、相対的に強い剛性によって傾くことが抑えられる。なお、センサ線が、断面が円形の場合には、厚み方向も幅方向も径方向になる。
【０１４４】
また、センサ線として、フレキシブルチューブ２２０，２２１に、コイル状に巻回した信号出力線（例えば、図３に示す圧電性繊維２１０、あるいはシース層が設けられた圧電性繊維２１０）を挿通させ、樹脂充填は行わず、フレキシブルチューブ２２０，２２１内で信号出力線が伸縮可能としておけば、弛みＳ２〜Ｓ４は不要になり、センサ線を稼働軸（１２１ａ，１３１ａ，１４１ａ）から外れた箇所を通す必要はなくなり、稼働軸上を通過させることができるようになる。
【０１４５】
なお、これまで説明した実施形態や変形例やその他の例は、互いに適宜組み合わせることが可能である。
【符号の説明】
【０１４６】
１  ロボットアームユニット
１０  垂直多関節ロボットアーム
１１  第１稼働体
１２  第２稼働体
１３  第３稼働体
１４  第４稼働体
１５  第５稼働体
１６  第６稼働体
２０  圧電センサ線
３０  回路基板
１００  設置板
１０１  旋回部
１１１  支持部
１２１  下腕部
１２１ａ  第１水平軸
１３１  上腕部
１３１ａ  第２水平軸
１４１  手首部
１４１ａ  第３水平軸
１５１  ハンドアーム部
１５１Ｌ  左アーム
１５１Ｒ  右アーム
２０１  内部導体
２０２  圧電体
２０３  外部導体
２１０Ｈ  高検出領域
２１０Ｌ  低検出領域
２２０，２２１  フレキシブルチューブ
２３０  樹脂
Ｍ１  旋回用モータ
Ｍ３  上腕回動用モータ
Ｍ４  手首回動用モータ
Ｍ５  ハンド回転用モータ
Ｍ６  アーム開閉用モータ
Ｐ  熱可塑性樹脂
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６  弛み
【図１】
2019209450.tif 000003
【図２】
2019209450.tif 000004
【図３】
2019209450.tif 000005
【図４】
2019209450.tif 000006
【図５】
2019209450.tif 000007
【図６】
2019209450.tif 000008
【図７】
2019209450.tif 000009
【図８】
2019209450.tif 000010
【図９】
2019209450.tif 000011
【図１０】
2019209450.tif 000012