(57)【要約】【課題】手動による組立の場合に手動での作業を監視することが可能なセンサ配置構造を提供する。【解決手段】センサ配置構造１は、ユーザの身体上の取付位置に着脱可能に取付可能であり且つユーザによる手動の作業で生じた固体伝播音をセンサ信号の形態で検出することが可能な固体伝播音センサ３と、固体伝播音センサ３に接続されており且つ固体伝播音センサ３の前記センサ信号を評価するように構成されたコントローラと、を備える。当該コントローラは、評価した前記センサ信号に基づいて、手動の作業で生じた前記固体伝播音が、記憶された固体伝播音プロファイルと十分に合致しているか否かを判定することが可能である。固体伝播音センサ３は、ユーザの手動の作業で生じてユーザの体内の骨格、すなわち、骨および／または腱を実質的に介して前記留め位置へ伝わった前記固体伝播音を検出するのに適していることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
−ユーザの身体上の取付位置に着脱可能に取付可能であり、ユーザによる手動の作業で生じた固体伝播音をセンサ信号の形態で検出することが可能な、固体伝播音センサ（３）と、
−前記固体伝播音センサ（３）に接続されており、当該固体伝播音センサ（３）の前記センサ信号を評価するように構成されたコントローラであって、評価した前記センサ信号に基づいて、手動の作業で生じた前記固体伝播音が、記憶された固体伝播音プロファイルと十分に合致しているか否かを判定することが可能な、コントローラと、
を備える、センサ配置構造（１）において、
前記固体伝播音センサ（３）が、ユーザの手動の作業で生じてユーザの体内の骨格、すなわち、骨および／または腱を実質的に介して前記留め位置へ伝わった前記固体伝播音を検出するのに適していることを特徴とする、センサ配置構造（１）。
【請求項２】
請求項１に記載のセンサ配置構造において、前記固体伝播音センサ（３）が、リストバンドまたは「ウェアラブル品」に取り付けられている、センサ配置構造（１）。
【請求項３】
請求項１または２に記載のセンサ配置構造において、当該センサ配置構造（１）が、増幅器を備えている、センサ配置構造。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載のセンサ配置構造において、当該センサ配置構造（１）が、Ａ／Ｄ変換器を備えている、センサ配置構造。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載のセンサ配置構造において、前記固体伝播音センサ（３）と前記コントローラが、共通のユニットを形成している、センサ配置構造。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載のセンサ配置構造において、当該センサ配置構造（１）が、スマートフォンなどのモバイル装置（５）、組込み型ＰＣ、またはシングルボードコンピュータへと、有線または無線で、接続可能であるかまたは接続されている、センサ配置構造。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載のセンサ配置構造（１）の、ユーザの手動の作業で生じてユーザの体内の骨格、すなわち、骨および／または腱を実質的に介して前記留め位置へ伝わった前記固体伝播音を検出するための使用。
【請求項８】
−固体伝播音センサ（３）をユーザの身体上または衣服上の留め位置に取り付ける過程であって、当該固体伝播音センサ（３）は、当該固体伝播音センサ（３）のセンサ信号を評価するように構成されたコントローラに接続されている、過程と、
−ユーザの手動の作業で生じてユーザの体内の骨格、すなわち、骨および／または腱を介して前記留め位置へ伝わった固体伝播音を、前記固体伝播音センサ（３）で検出する過程と、
−前記コントローラにより、評価した前記センサ信号を用いて、手動の作業で生じた前記固体伝播音が、記憶された固体伝播音プロファイルと十分に合致しているか否かを判定する過程と、
を備える、固体伝播音を検出する方法において、
前記固体伝播音センサ（３）が、ユーザの手動の作業で生じてユーザの体内の骨格、すなわち、骨および／または腱を実質的に介して前記留め位置へ伝わった前記固体伝播音を検出することを特徴とする、方法。
【請求項９】
請求項８に記載の方法において、１つ以上の信号が、特には時間信号としておよび／または周波数スペクトルとして記録される、方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の方法において、前記信号が、プラグ接続の製造時に記録される信号である、方法。
【請求項１１】
請求項８から１０のいずれか一項に記載の方法において、取得した信号を人工的に変更することにより、訓練データが仮想的に生成される、方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の方法において、前記訓練データが、検出された音を可変に重ね合わせることによって、および／または、伝達関数を可変に重ね合わせることによって生成される、方法。
【請求項１３】
請求項１１または１２に記載の方法において、前記訓練データを用いて、人工知能が訓練される、方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の方法において、人工ニューラルネットワークにより、人工知能が訓練される、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前提部に記載されているとおりセンサ配置構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
部品や機械やシステムの組立時には、数多くの作業が手動で行われる。例としては、個々の部品の配置や留め作業、プラグ接続の製造等が挙げられる。実際、プラグ接続を手動で製造すると不良が極めて発生し易くなることが分かっている。そのため、手動で製造されたプラグ接続は一つずつ検査する必要があり、品質確保の背景での労力が比較的大きくなる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
したがって、本発明の目的は、手動による組立の場合に手動での作業を監視することが可能なセンサ配置構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この目的を達成するのに、請求項１の構成を備えるセンサ配置構造が提供される。
【０００５】
本発明にかかるセンサ配置構造は、ユーザの身体上の取付位置に着脱可能に取り付けられることが可能であり且つユーザによる手動の作業で生じた固体伝播音をセンサ信号の形態で検出することが可能な固体伝播音センサを備える。前記センサ配置構造は、前記固体伝播音センサに接続されており且つ当該固体伝播音センサの前記センサ信号を評価するように構成されたコントローラを備える。当該コントローラは、評価した前記センサ信号に基づいて、手動の作業で生じた前記固体伝播音が、記憶された固体伝播音プロファイルと十分に合致しているか否かを判定することが可能である。本発明にかかるセンサ配置構造は、前記固体伝播音センサが、ユーザの手動の作業で生じてユーザの体内の骨格、すなわち、骨および／または腱を実質的に介して前記留め位置へ伝わった前記固体伝播音を検出するのに適していることを特徴とする。
【０００６】
「固体伝播音センサ」という用語は、広義に解釈されるべきである。前記固体伝播音センサは、例えば、ピエゾセンサであり得る。前記固体伝播音センサは、ジャイロセンサおよび／または位置センサと組み合わされることが可能である。
【０００７】
前記コントローラは、前記固体伝播音センサの前記センサ信号についてのプレフィルタリングおよび／または評価を行うように構成された評価装置として機能する。
【０００８】
本発明は、手動の作業の実行時、特には組立作業時に固体伝播音が生じて、これがユーザの手や指に伝わるという見解に基づいたものである。この固体伝播音は、ユーザの身体の骨格、すなわち、骨および／または腱を介して伝わる。当該固体伝播音を前記固体伝播音センサで記録したものを評価することにより、当該固体伝播音が、既知のおよび／または記憶された固体伝播音プロファイルに合致しているか否かを調べることが可能となる。プラグ接続の組立（例えば、製造）の範囲内の標準的作業には、特徴的な固体伝播音プロファイルが生じることを特徴とする作業がある。よって、既知の固体伝播音プロファイルを目下記録したセンサ信号と比較することにより、行われた手動の作業が正確に実施されたか否かや、それが間違っているのか否かを調べることができる。
【０００９】
本発明にかかるセンサ配置構造の利点として、前記固体伝播音センサをユーザの手の指に必ずしも取り付ける必要がないという点が挙げられる。前記固体伝播音は、ユーザの体内の骨格、すなわち、骨および／または腱を介して伝わるので、ユーザの身体上の適切な位置であれば、どのような取付位置に前記センサアセンブリを着脱可能に取り付けても十分である。例えば、前記センサアレイは、ストラップで上腕部に取り付けられることが可能である。変形例では、前記センサアレイを、例えばユーザのベルトに取り付けることも可能である。また、前記センサアレイは、衣服に一体化されることも可能である。
【００１０】
つまり、前記センサアレイは、ユーザの身体のほぼあらゆる位置に取り付けられることが可能である。発生した固体伝播音は音の発生場所からの距離が遠くなるにつれて、すなわち、ユーザの手からの距離が遠くなるにつれて弱まることから、取付位置としては、前記固体伝播音を十分確実に検出することが可能な箇所が好ましい。
【００１１】
変形例において、前記センサアセンブリは、ツールまたは取付ブラケットに取り付けられることが可能である。すると、固体伝播音は、前記ツールまたは取付ブラケットからユーザの骨格を介して前記固体伝播音センサに伝わる。
【００１２】
本発明は、さらに、本発明にかかるセンサ配置構造の、ユーザの手動の作業で生じてユーザの体内の骨格、すなわち、骨および／または腱を実質的に介して前記留め位置へ伝わった身体音を検出するための使用に関する。つまり、本発明にかかるセンサ配置構造により、手動の作業で生じた固体伝播音を検出および評価することが可能になる。
【００１３】
本発明は、さらに、固体伝播音を検出する方法に関する。当該方法は、
固体伝播音センサをユーザの身体上または衣服上の取付位置に取り付ける過程であって、当該固体伝播音センサは、当該固体伝播音センサのセンサ信号を評価するように構成されたコントローラに接続されている、過程と、
ユーザの手動の作業で生じてユーザの体内の骨格、すなわち、骨および／または腱を介して前記留め位置へ伝わった固体伝播音を、前記固体伝播音センサで検出する過程と、
前記コントローラにより、評価した前記センサ信号を用いて、手動の作業で生じた前記固体伝播音が、記憶された固体伝播音プロファイルと十分に合致しているか否かを判定する過程と、
を備え、前記固体伝播音センサが、ユーザの手動の作業で生じてユーザの体内の骨格、すなわち、骨および／または腱を実質的に介して前記留め位置へ伝わった前記固体伝播音を検出する。
【００１４】
以下では、本発明について、図面を参照しながら実施形態を用いて説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明にかかるセンサ配置構造の実施形態を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
唯一の図に示すセンサ配置構造１は、いわゆる「ウェアラブル品」として、本実施形態ではブレスレットまたはバングルの形態で設計されている。ただし、この設計は、あくまでも一例として理解されたい。
【００１７】
手動の作業時、例えばプラグ接続の組立時には固体伝播音が生じ、これがユーザの手２に伝わる。固体伝播音は、そこからユーザの身体の骨格、すなわち、骨および／または腱、かつ／あるいは、皮膚を介して、センサアレイ１の取付位置へと伝わる。前記センサアレイは、ユーザの前腕部、上腕部またはベルトに取り付けられてもよいし、ユーザの衣服に一体化されたものであってもよい。
【００１８】
センサ配置構造１は、概略的に図示したものではあるが固体伝播音センサ３を備える。固体伝播音センサ３は、高感度を特徴とし、低強度の固体伝播音を検出することが可能なものである。
【００１９】
センサ配置構造１には、無線プロトコルでの無線伝送を可能にする通信装置が備え付けられている。この伝送は、例えばＷＬＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、その他の無線伝送方法等によって行われ得る。前記通信装置により、別のモバイル装置または据え置き装置との間で情報をやり取りすることが可能となる。
【００２０】
これに代えて、またはこれに加えて、センサアレイ１は、ケーブル４でモバイル装置５、またはＰＣのような据え置き装置６と接続されることも可能である。モバイル装置５は、シングルボードコンピュータ、組込み型ＰＣ、またはスマートフォン、タブレット型コンピュータなどの一般的なモバイル装置であり得る。前記据え置き装置は、ＰＣ、データセンターに位置した遠隔のコンピュータ、またはインターネットで接続されたコンピュータであり得る。モバイル装置５も、無線通信用の通信装置を備えている。また、センサアレイ１は、据え置きコンピュータ６と例えばセルラーネットワーク等の無線通信リンクで接続されてもよい。また、本発明にかかるセンサアレイ１は、機械や装置の動作時に生じる固体伝播音を検出するのにも適している。例えば機械のハウジング等の機械構造体を介して、当該固体伝播音が伝わる。そのため、例えばマニピュレータ、ロボット等の機械についても、本発明にかかるセンサ配置構造を用いて監視することが可能である。ツールが異なれば生じる固体伝播音プロファイルも異なることから、固体伝播音を検出することにより、例えばロボットが特定のツールを把持したのか否かを判定することが可能である。
【００２１】
そのほかにも、前記センサ配置構造について、個々の部品を備えた様々な任意の変形例やさらなる改良形態が可能である：
【００２２】
一変形例では、前記センサ配置構造が、前記センサ（固体伝播音センサ）と、増幅器と、バッテリと、ケーブル接続部とを備える。
【００２３】
他の変形例では、前記センサ配置構造が、前記固体伝播音センサと、前記増幅器と、ケーブル接続部とを備える。
【００２４】
他の変形例では、前記センサ配置構造が、前記固体伝播音センサと、前記増幅器と、Ａ／Ｄ変換器と、バッテリと、ケーブル接続部とを備える。
【００２５】
他の変形例では、前記センサ配置構造が、前記センサと、前記増幅器と、前記Ａ／Ｄ変換器と、ケーブル接続部とを備える。
【００２６】
他の変形例では、前記センサ配置構造が、前記固体伝播音センサと、前記増幅器と、前記Ａ／Ｄ変換器と、前記バッテリと、通信装置として機能する無線モジュールとを備える。
【００２７】
他の変形例では、前記センサ配置構造が、前記センサと、前記増幅器と、前記Ａ／Ｄ変換器と、前記ケーブル接続部またはケーブルと、前記無線モジュールとを備える。
【００２８】
他の変形例では、前記センサ配置構造が、前記センサと、前記増幅器と、前記Ａ／Ｄ変換器と、近距離無線通信（ＮＦＣ）のＲＦＩＤトランスポンダと、前記バッテリと、前記無線モジュールとを備える。
【００２９】
他の変形例では、前記センサ配置構造が、前記センサと、前記増幅器と、前記Ａ／Ｄ変換器と、前記ＲＦＩＤトランスポンダと、ケーブルとを備える。
【００３０】
他の変形例では、前記センサ配置構造が、前記センサと、前記増幅器と、前記Ａ／Ｄ変換器と、近距離無線通信の前記ＲＦＩＤトランスポンダと、コントローラと、バッテリと、前記無線モジュールとを備える。
【００３１】
他の変形例では、前記センサ配置構造が、前記センサと、前記増幅器と、前記Ａ／Ｄ変換器と、近距離無線通信の前記ＲＦＩＤトランスポンダと、前記コントローラと、ケーブルとを備える。
【００３２】
前記センサは、固体伝播音センサおよび／またはジャイロセンサ（加速度センサ）および／または位置センサで構成され得る。
【００３３】
本発明にかかるセンサ配置構造では、前記センサ、特には前記固体伝播音センサによって前記信号が取得される。任意の構成ではあるが、前記センサ配置構造で信号処理を直接行うことも可能である。あるいは、アナログおよび／またはデジタルのセンサ信号を、無線でモバイル装置５へと、図示のケーブル４で据え置きコンピュータ６へと、または前記通信装置を介して伝送するようにしてもよい。また、ケーブル４によってセンサアレイ１へ電気エネルギーを供給することも可能である。例えばモバイル装置５、据え置きコンピュータ６等で前記センサ信号が評価された後には、フィードバックをセンサアレイ１に送り返して、そこでユーザへと信号が出力されるようにしてもよい。当該信号は、光信号および／または音響信号および／または力覚信号であり得る。出力されたフィードバック信号により、装着過程が正しく行われたこと、または正しく行われなかったことがユーザに伝えられる。例えば、コネクタが正しく装着されなかったことが判明した場合には、正しく装着された場合と異なる特定の音響信号または可視信号が出力され得る。また、不具合の場合にのみ、すなわち、不正確なプラグ接続などが検出された場合にのみ信号が発せられるようにすることも可能である。
【００３４】
説明したあらゆる変形例や構成同士の組合せは、互いに組み合わされてもよいし、あるいは、そのなかの個々の特徴が、省かれてもよい。
【符号の説明】
【００３５】
１    センサ配置構造
２    手
３    固体伝播音センサ
４    ケーブル
５    モバイル装置
６    装置
【図１】
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【国際調査報告】
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