(57)【要約】【課題】被接触物との接触を精度よく検知することができる外力検知装置、移動体およびロボットを提供する。【解決手段】外力検知装置は、内部空間を有する接触検知部と、流体供給部およびバルブを備え、前記内部空間内に流体を供給することで前記内部空間内を加圧する加圧装置と、前記内部空間と前記加圧装置とを接続する第１接続部と、前記内部空間内の圧力を検出する圧力検出装置と、前記内部空間と前記圧力検出装置とを接続する第２接続部と、を有している。また、前記第１接続部および前記第２接続部は、それぞれ、可撓性を有するチューブで構成されている。【選択図】図１
2019060790.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部空間を有する接触検知部と、
流体供給部およびバルブを備え、前記内部空間内に流体を供給することで前記内部空間内を加圧する加圧装置と、
前記内部空間と前記加圧装置とを接続する第１接続部と、
前記内部空間内の圧力を検出する圧力検出装置と、
前記内部空間と前記圧力検出装置とを接続する第２接続部と、を有することを特徴とする外力検知装置。
【請求項２】
前記第１接続部および前記第２接続部は、それぞれ、可撓性を有している請求項１に記載の外力検知装置。
【請求項３】
前記第１接続部および前記第２接続部は、それぞれ、チューブで構成されている請求項１または２に記載の外力検知装置。
【請求項４】
前記第１接続部は、前記内部空間の中心に対して一方側の端部と接続されており、
前記第２接続部は、前記内部空間の中心に対して他方側の端部と接続されている請求項１ないし３のいずれか１項に記載の外力検知装置。
【請求項５】
前記内部空間は、密閉されており、自然状態で陽圧となっている請求項１ないし４のいずれか１項に記載の外力検知装置。
【請求項６】
前記内部空間内に配置されている緩衝部を有する請求項１ないし４のいずれか１項に記載の外力検知装置。
【請求項７】
移動体本体と、
前記移動体本体に配置されている外力検知装置と、を有し、
前記外力検知装置は、
内部空間を有する接触検知部と、
流体供給部およびバルブを備え、前記内部空間内に流体を供給することで前記内部空間内を加圧する加圧装置と、
前記内部空間と前記加圧装置とを接続する第１接続部と、
前記内部空間内の圧力を検出する圧力検出装置と、
前記内部空間と前記圧力検出装置とを接続する第２接続部と、を有することを特徴とする移動体。
【請求項８】
ロボット本体と、
前記ロボット本体に配置されている外力検知装置と、を有し、
前記外力検知装置は、
内部空間を有する接触検知部と、
流体供給部およびバルブを備え、前記内部空間内に流体を供給することで前記内部空間内を加圧する加圧装置と、
前記内部空間と前記加圧装置とを接続する第１接続部と、
前記内部空間内の圧力を検出する圧力検出装置と、
前記内部空間と前記圧力検出装置とを接続する第２接続部と、を有することを特徴とするロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外力検知装置、移動体およびロボットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、工業製品を製造する製造工程で用いられるロボットとして、特許文献１に記載のロボットが知られている。特許文献１のロボットは、関節を介して接続されている複数のアームと、最先端に位置するアームに取り付けられているハンドと、を有している。また、このロボットは、作業者との接触を検知することのできる機構を有している。この機構は、最先端に位置するアームに配置され、内部に帯状の空気室が形成されているマットと、マット内に空気を送り込むために設けられたバルブ（一方向弁）と、マット内の圧力を検出する圧力スイッチと、を有し、作業者との接触により変化するマット内の圧力を圧力スイッチが検知すると、ロボットが安全に停止するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６３−３９７８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１のロボットでは、バルブ（一方向弁）の開閉時に、マット内と大気との圧力差やバルブの駆動により圧縮された気体等の影響により、マット内に圧力波が生じることがある。圧力波が発生すると、それに伴ってマット内の圧力が変化してしまうため、特許文献１のロボットでは、作業者との接触を誤検知してしまうおそれがある。
【０００５】
本発明の目的は、被接触物との接触を精度よく検知することができる外力検知装置、移動体およびロボットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
【０００７】
本発明の外力検知装置は、内部空間を有する接触検知部と、
流体供給部およびバルブを備え、前記内部空間内に流体を供給することで前記内部空間内を加圧する加圧装置と、
前記内部空間と前記加圧装置とを接続する第１接続部と、
前記内部空間内の圧力を検出する圧力検出装置と、
前記内部空間と前記圧力検出装置とを接続する第２接続部と、を有することを特徴とする。
これにより、圧力波の発生地点（バルブ付近）から圧力検出装置までの経路を長くすることができ、圧力波が圧力検出装置に到達し難くなる。そのため、圧力波に起因した誤検知を効果的に抑制することができ、被接触物との接触を精度よく検知することができる外力検知装置となる。
【０００８】
本発明の外力検知装置では、前記第１接続部および前記第２接続部は、それぞれ、可撓性を有していることが好ましい。
これにより、受けた力に応じて第１、第２接続部が自由に変形し、第１、第２接続部の内部体積がほとんど変化しない。そのため、第１、第２接続部の変形による内部空間内の圧力変化を効果的に抑制することができる。また、圧力検出装置や加圧装置の配置の自由度が増す。
【０００９】
本発明の外力検知装置では、前記第１接続部および前記第２接続部は、それぞれ、チューブで構成されていることが好ましい。
これにより、第１接続部および第２接続部の構成が簡単なものとなる。
【００１０】
本発明の外力検知装置では、前記第１接続部は、前記内部空間の中心に対して一方側の端部と接続されており、
前記第２接続部は、前記内部空間の中心に対して他方側の端部と接続されていることが好ましい。
これにより、圧力波の発生地点（バルブ付近）から圧力検出装置までの経路をより長くすることができ、圧力波が圧力検出装置に、より到達し難くなる。そのため、圧力波に起因した誤検知をより効果的に抑制することができ、被接触物との接触をより精度よく検知することができる。
【００１１】
本発明の外力検知装置では、前記内部空間は、密閉されており、自然状態で陽圧となっていることが好ましい。
これにより、被接触物との接触で内部空間内の圧力をより大きく変化させることができるため、被接触物との接触をより高感度に検知することができる。
【００１２】
本発明の外力検知装置では、前記内部空間内に配置されている緩衝部を有することが好ましい。
これにより、緩衝部によって、圧力波を吸収・緩和することができ、圧力波が圧力検出装置に到達し難くなる。そのため、圧力波に起因した誤検知をより効果的に抑制することができ、被接触物との接触をより精度よく検知することができる。
【００１３】
本発明の移動体は、移動体本体と、
前記移動体本体に配置されている外力検知装置と、を有し、
前記外力検知装置は、
内部空間を有する接触検知部と、
流体供給部およびバルブを備え、前記内部空間内に流体を供給することで前記内部空間内を加圧する加圧装置と、
前記内部空間と前記加圧装置とを接続する第１接続部と、
前記内部空間内の圧力を検出する圧力検出装置と、
前記内部空間と前記圧力検出装置とを接続する第２接続部と、を有することを特徴とする。
これにより、圧力波の発生地点（バルブ付近）から圧力検出装置までの経路を長くすることができ、圧力波が圧力検出装置に到達し難くなる。そのため、圧力波に起因した誤検知を効果的に抑制することができ、被接触物との接触を精度よく検知することができる移動体となる。
【００１４】
本発明のロボットは、ロボット本体と、
前記ロボット本体に配置されている外力検知装置と、を有し、
前記外力検知装置は、
内部空間を有する接触検知部と、
流体供給部およびバルブを備え、前記内部空間内に流体を供給することで前記内部空間内を加圧する加圧装置と、
前記内部空間と前記加圧装置とを接続する第１接続部と、
前記内部空間内の圧力を検出する圧力検出装置と、
前記内部空間と前記圧力検出装置とを接続する第２接続部と、を有することを特徴とする。
これにより、圧力波の発生地点（バルブ付近）から圧力検出装置までの経路を長くすることができ、圧力波が圧力検出装置に到達し難くなる。そのため、圧力波に起因した誤検知を効果的に抑制することができ、被接触物との接触を精度よく検知することができるロボットとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る外力検知装置の全体構成を示す断面図である。
【図２】圧力センサーの検出信号の一例を示すグラフである。
【図３】本発明の第２実施形態に係る自動搬送車（移動体）を用いた自動走行システムを示す概略図である。
【図４】図３に示す自動搬送車を示す斜視図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係るロボットを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の外力検知装置、移動体およびロボットを添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００１７】
＜第１実施形態＞
まず、本発明の第１実施形態に係る外力検知装置について説明する。
【００１８】
図１は、本発明の第１実施形態に係る外力検知装置の全体構成を示す断面図である。図２は、圧力センサーの検出信号の一例を示すグラフである。
【００１９】
図１に示す外力検知装置１は、外力を検知可能なセンサーであり、被接触物Ｘとの接触を検知するのに適したセンサーである。このような外力検知装置１は、内部空間Ｓを有する接触検知部１１と、内部空間Ｓ内の圧力を検出する圧力検出装置１２と、内部空間Ｓ内の圧力を陽圧とする加圧装置１３と、被接触物Ｘとの接触を検知する制御装置１４と、を有している。外力検知装置１のシステムについて簡単に説明すると、外力検知装置１では、加圧装置１３を用いて内部空間Ｓ内の圧力が一定に保たれる。この状態で被接触物Ｘが接触検知部１１に接触すると、当該接触によって内部空間Ｓ内の圧力が変化（上昇）する。そのため、内部空間Ｓ内の圧力を圧力検出装置１２でモニターすることで、制御装置１４によって、被接触物Ｘとの接触を検知することができる。
【００２０】
接触検知部１１は、被接触物Ｘと接触する部分であり、その内部に、内部空間Ｓを有している。また、接触検知部１１は、内部空間Ｓに連通する２つの接続ポート１１ａ、１１ｂを有している。なお、２つの接続ポート１１ａ、１１ｂは、内部空間Ｓの中心に対して一方側の端部と他方側の端部とに位置し、互いになるべく遠ざけて配置されている。また、接触検知部１１は、可撓性（柔軟性）を有している。そのため、接触検知部１１は、被接触物Ｘと接触によって容易に変形する。
【００２１】
また、図１に示すように、外力検知装置１は、内部空間Ｓと加圧装置１３とを接続する第１接続部としてのチューブ１１７と、内部空間Ｓと圧力検出装置１２とを接続する第２接続部としてのチューブ１１８と、を有している。このように、第１、第２接続部をチューブ１１７、１１８で構成することにより、第１、第２接続部の構成が簡単なものとなる。ただし、第１、第２接続部の構成としては、特に限定されない。
【００２２】
チューブ１１７は、その一端部が接続ポート１１ａに接続され、他端部が加圧装置１３に接続されている。これにより、チューブ１１７を介して内部空間Ｓと加圧装置１３とが接続される。また、チューブ１１８は、その一端部が接続ポート１１ｂに接続され、他端部が圧力検出装置１２に接続されている。これにより、チューブ１１８を介して内部空間Ｓと圧力検出装置１２とが接続される。
【００２３】
このようなチューブ１１７、１１８を備えることで、圧力検出装置１２や加圧装置１３の配置の自由度が増す。なお、チューブ１１７、１１８は、接触検知部１１、圧力検出装置１２および加圧装置１３に対して着脱自在であることが好ましい。これにより、チューブ１１７、１１８の長さを変更したり、劣化したチューブ１１７、１１８を交換したりすることができる。
【００２４】
チューブ１１７、１１８は、例えば、各種樹脂材料で構成されている。これらチューブ１１７、１１８は、それぞれ、可撓性を有しており、通常の使用環境下では受けた力に応じて自由に変形し内部体積がほとんど変化しない。そのため、チューブ１１７、１１８の変形による内部空間Ｓ内の圧力変化を効果的に抑制することができる。例えば、チューブ１１７、１１８の体積変化率は、通常の使用環境下で５％以下であることが好ましく、１％以下であることがより好ましい。なお、通常の使用環境下とは、例えば、チューブ１１７、１１８が屈曲したり、押しつぶされたりする程の過度な力が加わらない環境を言う。
【００２５】
なお、チューブ１１７、１１８の長さは、特に限定されず、外力検知装置１を装着する装置（装着対象物）の構成によっても異なるが、例えば、１０ｃｍ以上、２ｍ以下程度であることが好ましい。これにより、チューブ１１７、１１８での圧力損失を十分に低く抑えることができ、内部空間Ｓ内の圧力変化を感度よく検出することができる。チューブ１１７、１１８の長さは、互いに同じでも、異なっていてもよい。
【００２６】
また、チューブ１１７、１１８の径（内径）は、特に限定されず、外力検知装置１を装着する装置（装着対象物）の構成によっても異なるが、例えば、１ｍｍ以上、１０ｍｍ以下程度であることが好ましい。これにより、柔軟でかつ変形時に潰れ難いチューブ１１７、１１８となる。チューブ１１７、１１８の径は、互いに同じでも、異なっていてもよい。
【００２７】
ここで、内部空間Ｓの説明に戻る。内部空間Ｓは、気密空間である。これにより、被接触物Ｘとの接触によって内部空間Ｓ内の圧力が変化し易くなり、かつ、被接触物Ｘとの接触に対して瞬時に内部空間Ｓ内の圧力が変化する。そのため、被接触物Ｘとの接触をより高感度に検知することができる。なお、前記「気密空間」とは、内部空間Ｓ内の気体が全く外に漏れだすことが無い場合の他にも、内部空間Ｓ内の気体が若干外に漏れだすことがある場合（技術的に不可避な僅かな漏れが生じている場合）を含む意味である。
【００２８】
特に、本実施形態では、内部空間Ｓは、気体が導入されることで自然状態において陽圧（外力検知装置１が配置されている雰囲気の圧力よりも高い圧力）となっている。これにより、被接触物Ｘとの接触で内部空間Ｓ内の圧力をより大きくかつ瞬時に変化させることができるため、被接触物Ｘとの接触をより高感度に検知することができる。また、内部空間Ｓ内の圧力変化に基づいて被接触物Ｘとの接触強度も検知することができるようになる。また、被接触物Ｘとの接触が解除されれば内部空間Ｓ内の圧力が速やかに自然状態に復帰するため、速やかに被接触物Ｘとの接触を検知できる状態に復帰する。また、例えば、接触検知部１１の破損によって内部空間Ｓの密閉状態が崩壊した場合には、内部空間Ｓ内の圧力の異常低下を検知可能となるため、より早期に故障を検知することができる。なお、前記「自然状態」とは、静止状態で、かつ、被接触物Ｘと接触していない状態を言う。
【００２９】
内部空間Ｓ内に導入する気体としては、特に限定されず、空気であってもよいが、窒素、アルゴン等の希ガス（特に、乾燥した希ガス）であることが好ましい。これにより、内部空間Ｓ内がより安定した雰囲気となる。また、内部空間Ｓに液体、ゲル等の気体以外の流体を導入して陽圧としてもよい。
【００３０】
内部空間Ｓの圧力としては、特に限定されず、接触検知部１１の強度等によっても異なるが、例えば、外力検知装置１を配置している雰囲気の圧力（気圧）に対して＋５ｋＰａ程度とすることができる。＋５ｋＰａ程度とすれば、接触検知部１１に過度に応力が加わることなく、内部空間Ｓの圧力変化を精度よく検出することができる。
【００３１】
また、図１に示すように、内部空間Ｓ内には変位規制部１１９が設けられている。変位規制部１１９は、弾性体で構成されている。変位規制部１１９を弾性体で構成することで、変位規制部１１９の構成が簡単となると共に、被接触物Ｘとの接触時の衝撃を緩和することができる。変位規制部１１９は、例えば、スポンジに代表されるような、連続した空孔を有する柔らかい発泡体で構成されている。これにより、変位規制部１１９の構成が簡単となると共に、高い衝撃吸収性を発揮することができる。
【００３２】
変位規制部１１９は、シート状をなし、その両面がそれぞれ接触検知部１１の内面に接合（接着）されている。これにより、接触検知部１１に被接触物Ｘが接触した際、接触検知部１１の被接触物Ｘとの接触部以外の部分の膨らみを規制することができる。なお、ここでの「規制」は、変位規制部１１９を省略した場合と比べて、接触検知部１１の前記接触部以外の部分を膨らみ難くすることができることを意味しており、好ましくは、前記接触部以外の部分の膨らみを完全に防止することができることを意味している。
【００３３】
なお、変位規制部１１９の構成は、その機能を発揮することができれば、特に限定されず、例えば、接触検知部１１の両内面に接続された紐状部材、ばね部材等で構成されていてもよい。また、変位規制部１１９は、省略してもよい。
【００３４】
図１に示すように、圧力検出装置１２は、チューブ１１８を介して内部空間Ｓに接続されている。圧力検出装置１２は、チューブ１１８を介して内部空間Ｓと気密的に接続されたケーシング１２１と、ケーシング１２１内に収納された圧力センサー１２２と、を有している。そのため、圧力センサー１２２は、チューブ１１８およびケーシング１２１を介して内部空間Ｓ内の圧力を検出することができる。圧力センサー１２２としては、圧力を検出することができれば、特に限定されず、公知の構成を適用することができる。例えば、圧力センサー１２２は、受圧により撓み変形するダイアフラムと、ダイアフラムの撓みを検出する検出素子（ピエゾ抵抗素子）と、を有する構成とすることができる。
【００３５】
図１に示すように、加圧装置１３は、チューブ１１７を介して内部空間Ｓに接続されている。加圧装置１３は、加圧ポンプ１３１（流体供給部）およびバルブ１３２と、圧力センサー１２２で検出された内部空間Ｓの圧力に基づいて加圧ポンプ１３１およびバルブ１３２の駆動を制御する圧力制御部１３３と、を有している。例えば、バルブ１３２は、加圧ポンプ１３１から内部空間Ｓへの気体の供給を許可する開状態と、気体の供給を遮断する閉状態と、内部空間Ｓを開放する開放状態と、を選択することができる。そのため、内部空間Ｓ内の圧力が所定値よりも低ければ開状態として内部空間Ｓに気体を供給し、逆に、内部空間Ｓ内の圧力が所定値よりも高ければ開放状態として内部空間Ｓ内の気体を排出することで、内部空間Ｓ内の圧力を所定値に保つことができる。このようなバルブ１３２としては、特に限定されないが、例えば、電磁バルブ（ソレノイドバルブ）を好適に用いることができる。
【００３６】
圧力制御部１３３は、自然状態において内部空間Ｓ内の圧力が所定の値（前述したように雰囲気圧力＋５ｋＰａ程度の陽圧）を維持するように、加圧ポンプ１３１およびバルブ１３２の駆動を制御する。内部空間Ｓ内の圧力は、温度変化や経時的な気体抜けによって変化するため、このような加圧装置１３を設けることで、より確実に、内部空間Ｓ内の圧力を所定の値に保つことができる。そのため、被接触物Ｘとの接触検知精度を、高くかつ経時的にほぼ一定に保つことができる。
【００３７】
制御装置１４は、圧力センサー１２２による内部空間Ｓ内の圧力の検出結果から被接触物Ｘとの接触の有無を判断する。具体的には、制御装置１４は、内部空間Ｓ内の圧力が大きくかつ急峻に上昇した場合には被接触物Ｘと接触したと判断し、内部空間Ｓ内の圧力が自然状態に戻れば、被接触物Ｘとの接触が解除されたと判断する。
【００３８】
図２に、圧力センサー１２２が検出した内部空間Ｓ内の圧力変化の一例を示す。このグラフは、時刻Ｔ１に被接触物Ｘが接触検知部１１に接触し、時刻Ｔ２に被接触物Ｘが接触検知部１１から離れた場合の圧力変化を示している。同図では、接触検知部１１からの気体漏れにより、経時的に徐々に内部空間Ｓ内の圧力が低下している。そして、時刻Ｔ０において内部空間Ｓ内の圧力が設定下限値を下回ると、加圧装置１３が作動し、内部空間Ｓ内の圧力が所定値まで上昇する。外力検知装置１では、加圧装置１３のＯＮ／ＯＦＦを繰り返すことで、内部空間Ｓ内の圧力を所定値付近に維持している。また、時刻Ｔ１において接触検知部１１に被接触物Ｘが接触すると、内部空間Ｓ内の圧力が急峻に上昇し、時刻Ｔ２において被接触物Ｘとの接触が解除されると、速やかに自然状態の圧力に復帰する。制御装置１４は、このような圧力変化に基づいて、被接触物Ｘとの接触の有無を判断する。
【００３９】
具体的には、制御装置１４は、被接触物Ｘとの接触を、内部空間Ｓの自然状態からの圧力変化の大きさと平均速度（単位時間当たりの圧力変化量）に基づいて判断する。被接触物Ｘと接触したと判断する圧力変化の大きさの閾値としては、特に限定されないが、例えば、自然状態での圧力の５％以上とすることが好ましい。本実施形態では、図２に示すように、自然状態での内部空間Ｓ内の圧力が大気圧＋５ｋＰａであり、閾値を５．４ｋＰａに設定している。また、被接触物Ｘと接触したと判断する圧力変化の平均速度の閾値としては、特に限定されないが、例えば、５００Ｐａ／秒以上とすることが好ましい。本実施形態では、閾値を１ｋＰａ／秒に設定している。すなわち、本実施形態では、自然状態（＋５ｋＰａ）からの圧力変化が＋０．４ｋＰａ以上であり、かつ、圧力変化の平均速度が１ｋＰａ／秒以上である場合に、制御装置１４は、接触検知部１１が被接触物Ｘに接触したと判断する。このように、圧力変化の大きさと平均速度に基づいて被接触物Ｘとの接触を判断することで、例えば、経時的な圧力低下（緩やかでかつ変化量の小さい圧力変化）や時刻Ｔ０で生じるような加圧装置１３の駆動に起因した内部空間Ｓ内の圧力変化（急峻ではあるが変化量の小さい圧力変化）と、被接触物Ｘの接触に起因した圧力変化と、をより精度よく判別することができる。そのため、被接触物Ｘとの接触をより精度よく検出することができる。
【００４０】
なお、制御装置１４は、加圧装置１３の駆動をモニターしており、加圧装置１３の駆動による圧力上昇を把握（判別）できる構成となっていてもよい。これにより、簡単かつ確実に、加圧装置１３の駆動による圧力上昇と被接触物Ｘとの接触による圧力上昇との混同を防止することができる。
【００４１】
ここで、図１に示すように、バルブ１３２の開閉時に、例えば、内部空間Ｓと大気との圧力差（バルブ１３２の上流側と下流側との圧力差）やバルブ１３２の駆動により圧縮された気体等の影響により、圧力波Ｇが生じることがある。この圧力波Ｇが勢いよく圧力センサー１２２に到達してしまうと、比較的大きくかつ急峻な圧力変化が圧力センサー１２２によって検出されてしまう。そのため、この圧力変化を制御装置１４が「被接触物Ｘとの接触」であると誤認することで、検出精度の低下を招くおそれがある。そこで、本実施形態では、圧力波Ｇが圧力センサー１２２に到達し難くなるように、いくつかの工夫を施している。
【００４２】
第１の工夫として、圧力波Ｇの発生地点（バルブ１３２付近）から圧力センサー１２２までの経路が長くなるように、圧力センサー１２２をバルブ１３２から遠ざけて配置している。具体的には、内部空間Ｓとバルブ１３２との間にチューブ１１７を配置し、内部空間Ｓと圧力センサー１２２との間にチューブ１１８を配置している。このような構成によれば、チューブ１１７、１１８の長さ分、経路を長くすることができ、圧力波Ｇが圧力センサー１２２に到達し難くなる。特に、本実施形態では、内部空間Ｓの一端部に接続ポート１１ａを配置し、他端部に接続ポート１１ｂを配置して、接続ポート１１ａ、１１ｂをなるべく遠ざけている。そのため、圧力波Ｇの発生地点（バルブ１３２付近）から圧力センサー１２２までの経路がより長くなり、上述の効果がより顕著なものとなる。
【００４３】
第２の工夫として、前述したように、内部空間Ｓ内に発泡体で構成された変位規制部１１９を配置している。そのため、変位規制部１１９によって圧力波Ｇを吸収・緩和することができ、圧力波Ｇが圧力センサー１２２に到達し難くなる。すなわち、変位規制部１１９は、圧力波Ｇを吸収・緩和する緩衝部１５を兼ねている。なお、緩衝部１５は、変位規制部１１９とは別体として設けられていてもよい。また、緩衝部１５は、例えば、チューブ１１７、１１８内に配置されていてもよい。
【００４４】
以上、外力検知装置１について説明した。このような外力検知装置１は、前述したように、内部空間Ｓを有する接触検知部１１と、加圧ポンプ１３１（流体供給部）およびバルブ１３２を備え、内部空間Ｓ内に気体（流体）を供給することで内部空間Ｓ内を加圧する加圧装置１３と、内部空間Ｓと加圧装置１３とを接続するチューブ１１７（第１接続部）と、内部空間Ｓ内の圧力を検出する圧力検出装置１２と、内部空間Ｓと圧力検出装置１２とを接続するチューブ１１８（第２接続部）と、を有している。このような構成によれば、チューブ１１７、１１８の長さ分、圧力波Ｇの発生地点（バルブ１３２付近）から圧力センサー１２２までの経路を長くすることができ、圧力波Ｇが圧力センサー１２２に到達し難くなる。そのため、圧力波Ｇに起因した誤検知を効果的に抑制することができ、被接触物Ｘとの接触を精度よく検知することができる外力検知装置１となる。
【００４５】
また、前述したように、チューブ１１７およびチューブ１１８は、それぞれ、可撓性を有している。これにより、受けた力に応じてチューブ１１７、１１８が自由に変形し、チューブ１１７、１１８の内部体積がほとんど変化しない。そのため、チューブ１１７、１１８の変形による内部空間Ｓ内の圧力変化を効果的に抑制することができる。また、圧力検出装置１２や加圧装置１３の配置の自由度が増す。ただし、チューブ１１７、１１８は、可撓性を有さず、硬質であってもよい。
【００４６】
また、前述したように、第１接続部（チューブ１１７）および第２接続部（チューブ１１８）は、それぞれ、チューブで構成されている。これにより、第１接続部および第２接続部の構成が簡単なものとなる。
【００４７】
また、前述したように、チューブ１１７は、内部空間Ｓの中心に対して一方側の端部と接続されており、チューブ１１８は、内部空間Ｓの中心に対して他方側の端部と接続されている。これにより、圧力波Ｇの発生地点（バルブ１３２付近）から圧力センサー１２２までの経路をより長くすることができ、圧力波Ｇが圧力センサー１２２に、より到達し難くなる。そのため、圧力波Ｇに起因した誤検知をより効果的に抑制することができ、被接触物Ｘとの接触をより精度よく検知することができる外力検知装置１となる。
【００４８】
また、前述したように、内部空間Ｓは、密閉されており、自然状態で陽圧（すなわち、外力検知装置１が配置されている雰囲気の圧力よりも高い圧力）となっている。これにより、被接触物Ｘとの接触で内部空間Ｓ内の圧力をより大きく変化させることができるため、被接触物Ｘとの接触をより高感度に検知することができる。また、内部空間Ｓ内の圧力変化に基づいて被接触物Ｘとの接触強度も検知することができる。また、被接触物Ｘとの接触が解除されれば内部空間Ｓ内の圧力が速やかに自然状態に復帰する。また、例えば、接触検知部１１の破損によって内部空間Ｓの密閉状態が崩壊した場合には、内部空間Ｓ内の圧力の異常低下を検知可能となるため、より早期に接触検知部１１の破損を検知することができる。ただし、内部空間Ｓは、陽圧でなくてもよく、例えば、大気圧（すなわち、外力検知装置１が配置されている雰囲気と等しい圧力）であってもよい。
【００４９】
また、前述したように、外力検知装置１は、内部空間Ｓ内に配置されている緩衝部１５（変位規制部１１９）を有している。これにより、緩衝部１５によって、圧力波Ｇを吸収・緩和することができ、圧力波Ｇが圧力センサー１２２に到達し難くなる。そのため、圧力波Ｇに起因した誤検知をより効果的に抑制することができ、被接触物Ｘとの接触をより精度よく検知することができる外力検知装置１となる。
【００５０】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係る移動体について説明する。
【００５１】
図３は、本発明の第２実施形態に係る自動搬送車（移動体）を用いた自動走行システムを示す概略図である。図４は、図３に示す自動搬送車を示す斜視図である。
【００５２】
図３に示す自動走行システム１０００は、通路Ｐに沿って自動搬送車１１００（移動体）を自動走行させるシステムである。自動走行システム１０００において、自動搬送車１１００は、管理装置１８００から走行ルートＲの指示を受け取り、その走行ルートＲに従って通路Ｐの所定経路を走行する。また、自動搬送車１１００は、自身が受ける加速度を検出可能に構成されており、検出した加速度と、事前に設定された基準位置情報とを用いて、自身の位置情報を生成し、その生成した位置情報を用いて走行ルートＲに従った走行制御を行う。本実施形態では、自動搬送車１１００は、通路Ｐまたはその近傍に設置されたマーカー１９００を検出し、その検出結果に基づいて、基準位置情報を取得する。
【００５３】
図４に示すように、自動搬送車１１００は、搬送車本体１２００（移動体本体）と、搬送車本体１２００に配置された外力検知装置１と、を有している。
【００５４】
搬送車本体１２００は、１対の前輪１２１０および１対の後輪１２２０と、搬送車本体１２００が受ける加速度を検出する加速度センサー１２３０と、マーカー１９００を検出する３つのマーカーセンサー１２４０と、これらのセンサーの検出結果を用いて搬送車本体１２００の走行制御を行う制御ユニット１２５０と、を備えている。また、１対の前輪１２１０が操舵可能に構成され、１対の後輪１２２０が図示しないモーター、エンジン等の駆動源により駆動するように構成されている。このような搬送車本体１２００は、その上面が荷物Ｃを載置する荷台１２６０となっている。
【００５５】
以上、搬送車本体１２００について簡単に説明した。ただし、搬送車本体１２００の構成は、特に限定されず、例えば、上述した搬送車本体１２００と同様の構成の車両と、当該車両に連結された台車と、を有する構成であってもよい。
【００５６】
次に、搬送車本体１２００に装着された外力検知装置１について説明する。なお、外力検知装置１の構成は、前述した第１実施形態の構成と同様である。本実施形態では、図４に示すように、接触検知部１１は、搬送車本体１２００の周囲を囲むように、搬送車本体１２００のフロント部および両サイド部に配置されている。
【００５７】
また、システム系（圧力検出装置１２、加圧装置１３および制御装置１４）は、外部に露出した状態で搬送車本体１２００に配置されている。これにより、チューブ１１７と加圧装置１３との接続、チューブ１１８と圧力検出装置１２との接続を容易に行うことができる。制御装置１４は、被接触物Ｘとの接触（異常）／非接触（正常）に関する情報を制御ユニット１２５０に送信する。搬送車本体１２００が被接触物Ｘと接触した場合、制御ユニット１２５０は、例えば、速やかに搬送車本体１２００を停止させる。または、管理装置１８００に対して走行ルートＲの再設定を要求する。これにより、自動走行システム１０００の安全性を高めることができる。反対に、被接触物Ｘとの接触が解除された場合、制御ユニット１２５０は、例えば、速やかに搬送車本体１２００の駆動を再開する。これにより、被接触物Ｘとの接触によるタイムロスを短くすることができる。
【００５８】
なお、接触検知部１１やシステム系（圧力検出装置１２、加圧装置１３および制御装置１４）の配置は、特に限定されない。例えば、接触検知部１１は、搬送車本体１２００のフロント部にだけ配置されていてもよいし、リア部にだけ配置されていてもよい。また、例えば、システム系（圧力検出装置１２、加圧装置１３および制御装置１４）は、搬送車本体１２００の内部に配置されていてもよい。
【００５９】
以上、自動搬送車１１００（移動体）について説明した。このような自動搬送車１１００は、前述したように、搬送車本体１２００（移動体本体）と、搬送車本体１２００に配置されている外力検知装置１と、を有している。そして、外力検知装置１は、内部空間Ｓを有する接触検知部１１と、加圧ポンプ１３１（流体供給部）およびバルブ１３２を備え、内部空間Ｓ内に気体（流体）を供給することで内部空間Ｓ内を加圧する加圧装置１３と、内部空間Ｓと加圧装置１３とを接続するチューブ１１７（第１接続部）と、内部空間Ｓ内の圧力を検出する圧力検出装置１２と、内部空間Ｓと圧力検出装置１２とを接続するチューブ１１８（第２接続部）と、を有している。このような構成によれば、チューブ１１７、１１８の長さ分、圧力波Ｇの発生地点（バルブ１３２付近）から圧力センサー１２２までの経路を長くすることができ、圧力波Ｇが圧力センサー１２２に到達し難くなる。そのため、圧力波Ｇに起因した誤検知を効果的に抑制することができ、被接触物Ｘとの接触を精度よく検知することができる外力検知装置１となる。そして、このような外力検知装置１を搬送車本体１２００に配置することで、被接触物Ｘとの接触を精度よく検知することができ、安全性の高い自動搬送車１１００となる。
【００６０】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態に係るロボットについて説明する。
【００６１】
図５は、本発明の第３実施形態に係るロボットを示す斜視図である。
図５に示すロボット２０００は、例えば、精密機器等の工業製品を製造する製造工程で用いることのできるロボットである。同図に示すように、ロボット２０００は、ロボット本体２１００と、ロボット本体２１００に配置されている外力検知装置１と、を有している。
【００６２】
ロボット本体２１００は、例えば床や天井に固定されるベース２２１０と、関節機構２３１０を介してベース２２１０に連結され、関節機構２３１０を軸に回動するアーム２２２０と、関節機構２３２０を介してアーム２２２０に連結され、関節機構２３２０を軸に回動するアーム２２３０と、関節機構２３３０を介してアーム２２３０の先端に連結され、関節機構２３３０を軸に回動するアーム２２４０と、関節機構２３４０を介してアーム２２４０の先端に連結され、関節機構２３４０を軸に回動するアーム２２５０と、関節機構２３５０を介してアーム２２５０の先端に連結され、関節機構２３５０を軸に回動するアーム２２６０と、関節機構２３６０を介してアーム２２６０の先端に連結され、関節機構２３６０を軸に回動するアーム２２７０と、を有している。また、アーム２２７０にはハンド接続部２２７１が設けられており、ハンド接続部２２７１には、ロボット２０００に実行させる作業に応じたハンド２５００（エンドエフェクター）が装着される。
【００６３】
各アーム２２２０、２２３０、２２４０、２２５０、２２６０、２２７０の回動駆動は、各関節機構２３１０、２３２０、２３３０、２３４０、２３５０、２３６０に内蔵されているモーター等によって行われる。各モーターの駆動は、ロボット制御部２４００で制御され、これにより、ロボット本体２１００に所望の動作を実行させることができる。
【００６４】
次に、ロボット本体２１００に装着された外力検知装置１について説明する。なお、外力検知装置１の構成は、前述した第１実施形態の構成と同様である。本実施形態では、接触検知部１１がアーム２２５０に配置されている。ただし、接触検知部１１の配置としては、特に限定されず、例えば、ベース２２１０に配置してもよいし、アーム２２２０、２２３０、２２４０、２２６０、２２７０のいずれかに配置してもよい。
【００６５】
また、チューブ１１７、１１８は、ロボット本体２１００の駆動を阻害しないように（ロボット本体２１００の駆動によって引っ張られないように）、十分に長く設計されている。なお、本実施形態では、チューブ１１７、１１８がロボット本体２１００の外側に配置されているが、少なくとも一部がロボット本体２１００の内側（内部）に配置されていてもよい。
【００６６】
また、システム系（圧力検出装置１２、加圧装置１３および制御装置１４）は、全てベース２２１０に配置されている。ベース２２１０は、固定されているため、圧力検出装置１２、加圧装置１３および制御装置１４を安定して駆動させることができる。ただし、システム系（圧力検出装置１２、加圧装置１３および制御装置１４）の配置は、特に限定されず、例えば、接触検知部１１が配置されているとの同じアーム２２５０に配置してもよい。これにより、チューブ１１７、１１８が邪魔になり難い。
【００６７】
制御装置１４は、被接触物Ｘとの接触（異常）／非接触（正常）に関する情報をロボット制御部２４００に送信する。ロボット本体２１００が被接触物Ｘと接触した場合、ロボット制御部２４００は、例えば、速やかにロボット本体２１００を停止させる。これにより、ロボット２０００の安全性を高めることができる。反対に、被接触物Ｘとの接触が解除された場合、ロボット制御部２４００は、例えば、速やかにロボット本体２１００の駆動を再開する。これにより、被接触物Ｘとの接触によるタイムロスを短くすることができる。
【００６８】
以上、ロボット２０００について説明した。このようなロボット２０００は、前述したように、ロボット本体２１００と、ロボット本体２１００に配置されている外力検知装置１と、を有している。そして、外力検知装置１は、内部空間Ｓを有する接触検知部１１と、加圧ポンプ１３１（流体供給部）およびバルブ１３２を備え、内部空間Ｓ内に気体（流体）を供給することで内部空間Ｓ内を加圧する加圧装置１３と、内部空間Ｓと加圧装置１３とを接続するチューブ１１７（第１接続部）と、内部空間Ｓ内の圧力を検出する圧力検出装置１２と、内部空間Ｓと圧力検出装置１２とを接続するチューブ１１８（第２接続部）と、を有している。このような構成によれば、チューブ１１７、１１８の長さ分、圧力波Ｇの発生地点（バルブ１３２付近）から圧力センサー１２２までの経路を長くすることができ、圧力波Ｇが圧力センサー１２２に到達し難くなる。そのため、圧力波Ｇに起因した誤検知を効果的に抑制することができ、被接触物Ｘとの接触を精度よく検知することができる外力検知装置１となる。そして、このような外力検知装置１をロボット本体２１００に配置することで、被接触物Ｘとの接触を精度よく検知することができ、安全性の高いロボット２０００となる。
【００６９】
以上、本発明の外力検知装置、移動体およびロボットについて、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。また、各実施形態を適宜組み合わせてもよい。
【００７０】
また、前述した実施形態では、移動体として自動搬送車を用いた構成について説明したが、移動体としては、これに限定されず、例えば、自動車、バイク、飛行機、船舶、ドローン等の無人飛行機等にも適用することができる。また、前述した実施形態では、ロボットとして、回動軸の数が６ある６軸多関節ロボットを用いたが、ロボットとしては、これに限定されず、例えば、胴体と２つの多関節アームを有する双腕ロボットであってもよいし、スカラロボット（水平多関節ロボット）であってもよいし、歩行型のロボットであってもよい。
【符号の説明】
【００７１】
１…外力検知装置、１１…接触検知部、１１ａ、１１ｂ…接続ポート、１１７、１１８…チューブ、１１９…変位規制部、１２…圧力検出装置、１２１…ケーシング、１２２…圧力センサー、１３…加圧装置、１３１…加圧ポンプ、１３２…バルブ、１３３…圧力制御部、１４…制御装置、１５…緩衝部、１０００…自動走行システム、１１００…自動搬送車、１２００…搬送車本体、１２１０…前輪、１２２０…後輪、１２３０…加速度センサー、１２４０…マーカーセンサー、１２５０…制御ユニット、１２６０…荷台、１８００…管理装置、１９００…マーカー、２０００…ロボット、２１００…ロボット本体、２２１０…ベース、２２２０、２２３０、２２４０、２２５０、２２６０、２２７０…アーム、２２７１…ハンド接続部、２３１０、２３２０、２３３０、２３４０、２３５０、２３６０…関節機構、２４００…ロボット制御部、２５００…ハンド、Ｃ…荷物、Ｇ…圧力波、Ｐ…通路、Ｒ…走行ルート、Ｓ…内部空間、Ｘ…被接触物
【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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