(57)【要約】  自動装置は、少なくとも一部をセンサ付きカバーによって覆われた可動構造を有する。センサ付きカバーは、１または複数のセンサ付きカバーモジュールを含む複数のカバーモジュールを備える。各センサ付きカバーモジュールは、剛性または半剛性材料製の、事前に定められた形状を有する耐荷重層と、上記耐荷重層により担持され、弾性圧縮可能な材料製の、少なくとも１つのクッション層とを含む、積み重ねられた複数の個別層を有する構造を持つ。各センサ付きカバーモジュールは、電気絶縁層（６２）が間に配置された第１の下方導電層（６１）と第２の上方導電層（６３）とを有する少なくとも１つの接触センサ装置（Ｃ）を組み込む。上記電気絶縁層（６２）は弾性圧縮可能な材料製で、複数の貫通孔（６２ａ）を有し、上記複数の貫通孔（６２ａ）は、上記貫通孔（６２ａ）において上記第１の下方導電層（６１）および上記第２の上方導電層（６３）が局地的に互いに対向するように配置される。図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
特にロボットである自動装置であって、
可動構造と、
前記可動構造を変位させるアクチュエータ手段と、
前記アクチュエータ手段を制御するように構成された制御システムと、
前記可動構造の少なくとも一部を覆うセンサ付きカバーと、を備え、
前記センサ付きカバーは、センサ手段を有する１または複数のセンサ付きカバーモジュールを含む複数のカバーモジュールを備え、
各センサ付きカバーモジュールは、剛性または半剛性材料製の、所定の形状を有する耐荷重層と、前記耐荷重層により担持され、弾性圧縮可能な材料製の、少なくとも１つのクッション層とを含む、複数の重ねられた個別層を有する構造を持ち、
各センサ付きカバーモジュールは、電気絶縁層が間に配置された第１の下方導電層と第２の上方導電層とを有する少なくとも１つの接触センサ装置を組み込み、
前記接触センサ装置の前記電気絶縁層は弾性圧縮可能な材料製で、複数の貫通孔を有し、前記複数の貫通孔は、前記複数の貫通孔において前記第１の下方導電層および前記第２の上方導電層が局地的に互いに対向するように配置される、自動装置。
【請求項２】
前記接触センサ装置は、
前記第１の下方導電層と、前記第２の上方導電層との間に電位差をかけるように、前記第１の下方導電層と、前記第２の上方導電層にそれぞれ接続された第１の導体および第２の導体と、
少なくとも２つの抵抗器であって、その第１の抵抗器が前記第１の下方導電層と前記第２の上方導電層との間に接続され、その第２の抵抗器が前記第１の導体および前記第２の導体の一方に接続された抵抗器と、を備え、
前記第１の抵抗器および前記第２の抵抗器は、それぞれ異なる電気抵抗値を有することが好ましく、前記第１の抵抗器の前記電気抵抗値は、前記第２の抵抗器の前記電気抵抗値よりも高いことが好ましい、請求項１に記載の自動装置。
【請求項３】
前記センサ手段により検出可能な少なくとも１つの状態を示す情報を提供するように構成された光学式信号構成をさらに備え、前記光学式信号構成は、供給される前記情報の種類に、色および／または発光形態が依存する光信号を生成するように制御可能な少なくとも１つの多色発光装置を含む、請求項１または２に記載の自動装置。
【請求項４】
前記少なくとも１つの多色発光装置は、ＲＧＢ  ＬＥＤストリップを含む、請求項３に記載の自動装置。
【請求項５】
前記複数のカバーモジュールの少なくとも一部の前記耐荷重層は、少なくとも２つの異なる、互いに隣接したカバーモジュールを、分離可能に機械的、および／または電気的に互いに接続可能とするように構成された、対応付けられたコネクタ要素を画定する、または有し、好ましくは、第１のカバーモジュールの前記耐荷重層は、隣接する第２のカバーモジュールの対応する面または壁に対向する、少なくとも１つの面または壁を有し、前記コネクタ要素はそれぞれ、前記第１のカバーモジュールの前記面または壁と、前記第２のカバーモジュールの前記面または壁に対応付けられる、請求項１から４のいずれか一項に記載の自動装置。
【請求項６】
前記第１の下方導電層および前記第２の上方導電層はそれぞれ導電性織物を含み、好ましくは、前記第２の上方導電層は、前記第１の下方導電層よりも伸縮自在である、請求項１から５のいずれか一項に記載の自動装置。
【請求項７】
少なくとも１つのセンサ付きカバーモジュールは少なくとも１つの近接センサ装置を組み込みし、前記少なくとも１つの近接センサ装置はそれぞれ、特に導電性織物である導電性材料を少なくとも１層有する、請求項１から６のいずれか一項に記載の自動装置。
【請求項８】
前記制御システムの制御部に信号通信接続され、それぞれの前記センサ手段を介して実行された検出を示す信号またはデータを供給するように構成された、複数の前記センサ付きカバーモジュールを備え、前記制御部は、前記複数のセンサ付きカバーモジュールの内、前記信号またはデータを供給するものを特定するように構成される、請求項１から７のいずれか一項に記載の自動装置。
【請求項９】
前記複数の重ねられた個別の層は、
前記接触センサ装置の下に配置され、弾性圧縮可能な材料製で、前記耐荷重層の外側に対応付けられた下方クッション層と、
前記接触センサ装置の上に配置され、弾性圧縮可能な材料製の上方クッション層と、
電気絶縁材料製で、それぞれのカバーモジュールの外面の少なくとも一部を画定する外部コーティング層と、のうちの１または複数を含む、請求項１から８のいずれか一項に記載の自動装置。
【請求項１０】
前記耐荷重層の上方で延在する重ねられた前記個別層は、可撓性である、かつ／または対応する前記カバーモジュールの外面またはその大部分の領域に実質的に対応する表面領域を有する、請求項１から９のいずれか一項に記載の自動装置。
【請求項１１】
前記耐荷重層は、その内側と、その下の前記可動構造の部位との間に、特に部材を収容する、および／または通気路を画定するためのフリーギャップを画定するように成形される、請求項１から１０のいずれか一項に記載の自動装置。
【請求項１２】
それぞれのセンサ付きモジュールの前記センサ手段、または複数のセンサ付きモジュールの前記センサ手段が接続された少なくとも１つの電子制御盤を備え、前記少なくとも１つの電子制御盤は、前記自動装置の前記制御システムの制御部と信号通信接続されるように構成される、請求項１から１１のいずれか一項に記載の自動装置。
【請求項１３】
自動装置の構造の少なくとも一部を覆うように構成されたセンサ付きカバーであって、
弾性圧縮可能な材料の少なくとも１つの層が対応付けられる、所定の形状のそれぞれの耐荷重構造を各々が有する複数のカバーモジュールと、１または複数のセンサ要素とを備え、
第１の下方導電層と第２の上方導電層とを有し、その間に中間電気絶縁層が間に配置され、前記中間電気絶縁層は弾性圧縮可能な材料製で、複数の貫通孔を有し、前記複数の貫通孔は、前記複数の貫通孔において前記第１の下方導電層および前記第２の上方導電層が局地的に互いに対向するように配置される少なくとも１つの接触センサ装置と、
前記１または複数のセンサ要素が検出可能な、前記センサ付きカバーの少なくとも１つの動作状態に関する情報を供給するように構成された光学式信号構成であって、供給される前記情報の種類に、色および／または発光形態が依存する光信号を生成するように制御可能な少なくとも１つの多色発光装置を含む光学式信号構成と、のうちの少なくとも一方をさらに備える、センサ付きカバー。
【請求項１４】
請求項１３に記載のセンサ付きカバーを備える、特にロボットである自動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工業的製造の分野で利用される自動装置に関し、特に人間のオペレータと当該自動装置との協働に関する課題について開発された自動装置に関する。本発明は、ロボット工学の分野で好ましく適用されるものだが、工業的製造の分野で使用されるその他装置でも有利に実施可能である。
【背景技術】
【０００２】
製造工程において、自動化の恩恵を効果的に利用し、それにより工程効率向上を図るためには、人間のオペレータと、自動装置、特にロボットとの相互作用を自然かつ安全なものにする必要がある。これにより、極めて複雑な自動化を要する工程を人間のオペレータに任せ、例えば多大な労力、迅速な作業、高精度、高品質が求められる作業を自動装置に任せることが可能となる。
【０００３】
このような製造工程を実現するには、人間と自動装置との相互作用を自然かつ安全にするような手法が必要となる。この目的に沿った現行の手法は、基本的にパッシブセーフティおよびアクティブセーフティの問題に関連する。
【０００４】
特に産業用ロボットに関して、人間のオペレータと、ロボットマニピュレータとの相互作用におけるパッシブセーフティ向上に関する方法は基本的に、後者の構造および動作を変更して、事故の可能性やその深刻さの抑制を図るものである。この手法によると、一例として、人間のオペレータに対して生じ得るあらゆる衝撃による被害を最小限にするよう、尖った角または縁のない柔軟な材料で覆われた軽構造であることを特徴としたロボットマニピュレータが提案されている。
【０００５】
一方で、アクティブセーフティ向上に関する方法では、専用のセンサシステムに基づいて対策が制御される。当該システムは、ロボットマニピュレータの周辺環境が常に監視されることを保証し、それにより、所定の機能実行時に人間のオペレータがマニピュレータに接近したり、オペレータとマニピュレータとが接触したりすること等、危険となり得るような状況で、その挙動を動的に変更することを目的とする。この目的のために現在使用されているセンサの種類としては基本的に以下が挙げられる。
ビデオカメラおよびレーザースキャナ等の、マニピュレータの周辺環境の形状を光学的に再現することを目的としたセンサ。
力覚センサまたは接触センサ等の、マニピュレータと人間のオペレータとの接触または衝突を認識することを目的とした電気センサ。
近接センサ等の、マニピュレータと人間のオペレータの過度の接近を認識することを目的とした電気センサ。
【０００６】
対応するマニピュレータのセンサ付きカバーまたはコーティングに、パッシブおよびアクティブセーフティという２つの対策が組み込まれたロボットが提案されている。これらカバーは通常、主に弾力性素材製で、マニピュレータの対応する部位を覆い、接触センサあるいは近接センサを組み込む「肌」のようなものから成る。
【０００７】
上述の公知のカバーの、マニピュレータの可動構造への取り付けは、通常複雑で、実用的とは程遠い。また、時折生じる故障に対応して、カバーやその部位を取り外すのも、手間がかかる。また、カバー内でのセンサ手段の組み込みおよび較正は、多くの場合複雑で、コストがかかる。工業的製造の分野で利用される、ロボット以外の、可動部を有する自動装置でも、同様な問題が見られる。
【発明の概要】
【０００８】
本発明の基本的な目的は、装置と人間のオペレータとの間の高度な協働を保証し、同時に、必要な安全性要件を確実に満たしながら、上述の欠点から実質的に解放されたセンサ付きカバーを備える自動産業用装置、特にロボットを提供することである。異なる態様では、本発明の目的は、対応するセンサ付きカバーの動作状態または条件が確実に検出可能な自動産業用装置を提供することである。
【０００９】
上述の説明や、以下の説明により明らかになるその他の目的は、添付の請求項に言及された特徴を有する自動産業用装置および自動産業用装置用のセンサ付きカバーによって、本発明により達成される。
【００１０】
請求項は、本発明に関して本明細書に記載の技術的教示の主要な部分を形成する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
本発明のさらなる目的、特徴、および効果は、後続の説明と、単に例示のための非限定的な例を示す添付の図面により明らかになる。
【００１２】
【図１】本発明の考えられる実施形態に係る、自動装置の部分概略斜視図である。
【００１３】
【図２】本発明の考えられる実施形態に係る、図１の装置の一部を、センサ付きカバー付きで示す概略斜視図である。
【００１４】
【図３】図２の装置の一部の部分分解図である。
【００１５】
【図４】考えられる実施形態に係る自動装置に使用可能なセンサ付きカバーの２つのモジュールが離れた状態の概略斜視図である。
【図５】考えられる実施形態に係る自動装置に使用可能なセンサ付きカバーの２つのモジュールが互いに結合された状態の概略斜視図である。
【００１６】
【図６】本発明の考えられる実施形態に係る、センサ付きカバーのカバーモジュールの考えらえる積層構成の概略断面図である。
【００１７】
【図７】本発明の考えられる実施形態に係る、センサ付きカバーのカバーモジュールに使用可能な接触センサ装置の分解概略図である。
【００１８】
【図８】図７に示す種類の接触センサ装置の２つの異なる状態を例示することを目的とした部分概略断面図である。
【００１９】
【図９】本発明の考えられる実施形態に係る、センサ付きカバーの一部のカバーモジュールの電気的接続の考えられる構成の部分概略図である。
【００２０】
【図１０】本発明の考えられる実施形態に係る、別の自動装置の概略斜視図である。
【００２１】
【図１１】カバーモジュールを除いた、図１０の装置の部分分解概略図である。
【００２２】
【図１２】本発明の考えられる実施形態に係る、さらなる自動装置の概略斜視図である。
【００２３】
【図１３】カバーモジュールを除いた、図１２の装置の概略斜視図である。
【００２４】
【図１４】本発明の考えられる実施形態に係る、さらなる自動装置の概略斜視図である。
【００２５】
【図１５】本発明の考えられる実施形態に係る、センサ付きカバーの動作の考えられる状態を示すことを目的とした概略図である。
【図１６】本発明の考えられる実施形態に係る、センサ付きカバーの動作の考えられる状態を示すことを目的とした概略図である。
【図１７】本発明の考えられる実施形態に係る、センサ付きカバーの動作の考えられる状態を示すことを目的とした概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本説明の枠組みにおいて「ある実施形態」または「一つの実施形態」との言及は、その実施形態に関連して記載された特定の構成、構造、または特徴が少なくとも一つの実施形態に含まれていることを示すことを意図している。したがって、「ある実施形態」、「一つの実施形態」、「少なくとも一つの実施形態」、「１または複数の実施形態」等と言及して記載された特徴は、本説明の様々な点において、全て１つの同一の実施形態について言及しているものでは必ずしもない。さらに、特定の構成、構造、または特徴は、１または複数の実施形態において適宜組合せ可能であってよい。以下に使用される言及は、便宜上提供されるものであり、保護対象や実施形態の範囲を定義するものではない。
【００２７】
さらに、本説明の続きにおいて、本発明の考えられる実施形態が例示される自動装置は、本発明の理解を促すため有用な要素について限定的に記載される。
【００２８】
図１に、本発明の考えられる実施形態に係る、工業的製造で使用される自動装置を概略的に示す。図示の例において、装置は、互いに接続された複数の部位を有する可動構造２と、構造２の上述の部位の変位を生じるように制御可能なアクチュエータ手段とを有し、複数の自由度を持つマニピュレータ１を備えるロボットである。
【００２９】
図示の例では、ロボットは、固定のベース３と、垂直方向の第１の軸Ａ１を中心に回転可能にベース３に取り付けられた支柱４とを有し、自由度が６の、関節ロボットである。支柱４に対して、水平方向の第２の軸Ａ２を中心に枢動可能に取り付けられたアームを５で示す。アーム５に対して、同じく水平方向の第３の軸Ａ３を中心に回動可能に取り付けられた肘部を、６で示す。肘部６は、マニピュレータ１の動きの第４運動軸を成すことになる、自身の軸Ａ４を中心に回転するように設計された前腕７を支持する。前腕７の端には、２つの軸Ａ５およびＡ６に応じた動き用に手首８が設けられる。手首８は、不図示のエンドエフェクタ取り付け用のフランジ９を有する。エンドエフェクタは、例えば、図１０に示す種類の、一般的な部材を拾い上げるような装置であってもよいし、あるいは例えば図１２に示す種類の、研磨または研硝装置であってもよい。原則的に、上述のエンドエフェクタは、本分野で公知の任意の種類および機能のものであってもよい。例として、溶接トーチまたはヨーク、塗料吹き付け用ガン、またはシーラント塗布用ガン、ドリルスピンドル等が挙げられる。
【００３０】
可動部４から８は、公知の種類のジョイントで互いに接続される。ジョイントは、一部がＭとして示され、対応するギア／減速機トランスミッションを有する電気モータにそれぞれ対応付けられる。１または複数の実施形態において、フランジ９に対応付けられたエンドエフェクタは、公知の技術に係る各アクチュエータ手段を有する。位置制御のため、例えばエンコーダまたはレゾルバ型の、対応するトランスデューサ（不図示）が、上述のジョイント、即ち対応するモータＭに対応付けられることが有利である。
【００３１】
マニピュレータ１の動き、即ちジョイントのモータの動作は、ロボット制御部１５により管理される。有利には、ロボット制御部１５は、マニピュレータ１から離れた位置に設けられ、その電気／電子部品に配線システム１６のリード線を通じて接続される。本発明の考えられる実施形態に関し、以下に参照するいくつかの特定の機能を除いて、各マイクロプロセッサ制御システムが設けられたユニット１５に関する、実際のハードウェアおよびソフトウェア実装形態は、本説明の目的には無関係である。
【００３２】
１または複数の実施形態において、制御部１５は、少なくとも自動動作モードと、好ましくはさらに手動動作モードとを含む、複数の異なる動作モードで、マニピュレータ１を制御するように構成される。このため、ユニット１５は、ユーザが、利用可能なものから所望の動作モードを選択するように操作可能な選択装置１７を備える。少なくとも１つの実施形態において、ロボットは少なくとも「プログラミング」モードと、「自動」モード」と、好ましくは「遠隔」モードで動作してもよい。したがって、図１において、参照符号１７は、利用可能なものから所望の動作モードを手動で選択するように操作するための装置を例示する。「プログラミング」モードにおいて、オペレータはマニピュレータの近傍で、その動作を調整する、プログラムステップを記憶する、そして動作アクティビティをプログラミングするように作業する。これは例えば、マニピュレータ１の特にそのエンドエフェクタ近傍の可動構造に対応付けられた、携帯プログラミング装置（ティーチペンダント）、または手動誘導装置を利用して実行される。これに対して、「自動」モードでは、ロボットは事前に記憶された自身の動作プログラムを実行することで特定のタスクを実行する。これは別のロボットまたは自動装置との連動もあり得るし、人間のオペレータとの協働もあり得る。「遠隔」モードでも、ロボットは作業セル内で、自身の動作プログラムを実行する。人間のオペレータとの協働もあり得る。ただしこの場合、プログラム実行開始は、ＰＬＣのようなセル管理者から発せられる。セル管理者は、例えば、ロボットおよび同じセル内に存在するその他自動装置の両方を制御する。
【００３３】
図１は、マニピュレータ１を、その可動構造４から８の取り得る配置構造を明確に見せるために、その「裸」の状態で概略的に示す。ただし、本発明の実用的実施形態では、上述の可動構造は少なくとも部分的に、図２および３に示され、全体が２０で示されるセンサ付きカバーで覆われる。図示されたもの等の、１または複数の実施形態において、マニピュレータ１の、ここではそのベース３で示される、固定構造も少なくとも部分的に、カバー２０で覆われる。
【００３４】
カバー２０は、マニピュレータ１と異物との接触または衝突の検出に適した少なくとも１つの接触センサ装置、および／またはマニピュレータから例えば約０ｃｍから５ｃｍの間、好ましくは０ｃｍから約３ｃｍの間の、実質的に所定の距離内の異物の存在の検出に適した、少なくとも１つの近接センサ装置を備えてもよいセンサ手段を組み込む。各種好ましい実施形態において、カバーは少なくとも１つの接触センサ装置および少なくとも１つの近接センサ装置の両方を組み込む。好適な用途において、ロボットは、協働型ロボットであるため、上述の異物は典型的には、マニピュレータ１と密接に動作する人間のオペレータとなる。
【００３５】
センサ付きカバー２０は、複数のカバーモジュールを有し、その一部は、図２のみにおいて参照符号２１から３９で示される。モジュールは、組み合わされるか、または、組み立てられて全体として、マニピュレータ１の可動構造の少なくとも一部を覆う本体のように形成されてもよい。マニピュレータの可動構造４から８の実質的に全体を覆うことが好ましいが、実際に必ずしもその必要はない。
【００３６】
以下でより明確に示されるように、カバー２０のモジュール２１から３９の内の少なくとも一部はそれぞれ、耐荷重または支持構造を有する。同構造は所定の形状を有し、弾性圧縮可能な材料、即ち、衝撃を吸収するように設計された少なくとも１つの層が対応付けられる。好ましい実施形態においては、各モジュールの耐荷重または支持構造は、覆われるマニピュレータ１（またはその他自動装置）の部位に応じて異なるように、任意の所望の所定の形状に事前構成され得るように、剛性または半剛性材料により形成される。
【００３７】
複数のモジュール２１から３９は、例えば、接触センサ手段および／または近接センサ手段のような、各々がセンサ手段をそれぞれ有する１または複数のセンサ付きカバーモジュールを含む。本説明では以下に、上述のセンサ付きモジュールの考えられる実施形態を、２３および２４で示されたモジュールを参照にして、例示する。ここで、上述のモジュールに関して説明した概念は、例えば、２５、２６、２８、２９、３１、３２、３６、３７、３８、３９で示されるようなその他センサ付きモジュール（対応する耐荷重構造により決まる全体的形状が、当該モジュールのものと明らかに異なる）にも適用可能であるものとする。
【００３８】
好ましい実施形態において、センサ付きモジュールは、少なくとも１つの接触センサ装置と、少なくとも１つの近接センサ装置との両方を備える。一方、カバー２０のモジュールの少なくとも１つが、接触センサ装置、あるいは近接センサ装置のみ設けられる場合も、本発明の範囲外とはならない。カバー２０はさらに、センサ装置を有さないモジュールを備えてもよい。この種のものは、例えば、マニピュレータ１の内、人間のオペレータとのあらゆる衝突、またはそれによる被害のリスクが低い領域とされるものである。例えば、マニピュレータ１のベース３のカバーモジュール２１、２２にはセンサ装置が設けられなくてもよいか、近接センサ装置のみが設けられてもよい。これは、ベース３が、原則的に、マニピュレータの固定部分であるためである。同様の考えが、例えばモジュール３３のような、マニピュレータ１の可動部に対応付けられたモジュールについても適用される。
【００３９】
様々な実施形態において、図２のモジュール２３、２５および３６、３７のように、カバーのモジュールの内の少なくとも一部は、可動構造４から８の対応する下の部位に対して、分離可能に固定されるように、事前構成されてもよい。このために、それぞれのカバーモジュールに対する位置決めおよび／または取付要素が、マニピュレータ１の、上述の下の部位に設けられている。上述の要素は、マニピュレータの部位の本体により直接画定されてもよいし、あるいは上述の部位に取り付けられる要素として構成されてもよい。
【００４０】
例えば、図１を参照すると、例えば、図２のモジュール２３および２５を固定するための２つのブラケットが１８ａで示されている。また、モジュール２３用の位置決めおよび／または係止要素が１８ｂで示されている。さらに、図２のモジュール３４を固定するためのブラケットが１８ｃで示されている。
【００４１】
様々な実施形態において、上述の位置決めおよび／または取付要素へのモジュールの固定は、追加の機械的接続要素により実現される。例えば、モジュール２４がモジュール２３および２６と別である図３において、要素１９が部分的に見えるようになっている。この要素１９は、モジュール２３を、マニピュレータ１の支柱４の取付要素１８ａに機械的に接続するものである。一方で、考えられる実施形態において、マニピュレータ１の部位に固定されるモジュールの、耐荷重構造（例えばプラスチックまたは複合材料製）自体が、マニピュレータ１の構造２への機械的接続、および／または結合に必要な要素の少なくとも一部を直接画定するように成形されてもよい。
【００４２】
１または複数の好ましい実施形態において、１または複数の第１のカバーモジュール（例えば、モジュール２３および２５）は、可動構造（モジュール２３および２５の例では支柱４）のそれぞれの部位に対して、特に、例えばスナップ式またはクイックコネクト係合装置を有する部材のような、ファストカップリング構成を介して、分離可能に固定されてもよい。
【００４３】
１または複数の実施形態において、１または複数の第２のカバーモジュール（例えば、モジュール２４および２６）は、特に、例えばスナップ式またはクイックコネクト係合装置を有する部材のような、ファストカップリング構成を介して、上述の第１のモジュールの１または複数に対して分離可能に固定される、かつ／または互いに分離可能に固定される。例えば、モジュール２４および２６は、マニピュレータの構造に対して分離可能に結合されたモジュール２３および２５に、それぞれ分離可能に結合可能である。さらに、より明確に後述するように、モジュール２４および２６は、互いに分離可能に結合される。
【００４４】
上述のように、カバーモジュールを互いに、かつ／またはマニピュレータの可動構造に対して分離可能に結合する手段は、スナップ式またはクイックコネクト係合式の着脱可能クリップ等のファストカップリング構成を含むことが有利である。一方で、別の実施形態では、１または複数のモジュールの、構造２および／または互いに対する分離可能な固定は、ねじ等の、ねじ込み式部材を使用して実現されてもよい。
【００４５】
１または複数の実施形態において、対応する耐荷重構造に必ずしも固定されない、少なくとも１つの電子制御盤を対応付ける、カバー２０のモジュールが提供される。上述の制御盤は、マニピュレータ１の制御部１５に信号通信接続され、少なくとも１つの対応するセンサ付きカバーモジュールのセンサ手段が電気的に接続される。
【００４６】
上述の制御盤は、少なくともセンサ手段の動作を管理し、マニピュレータ１と、人間のオペレータ（またはその他異物）との接触を示す信号、および／またはマニピュレータ自体から実質的に所定距離内に、人間のオペレータ（またはその他異物）が存在することを示す信号を制御部１５に供給するように事前構成されることが有利である。上述のように、考えられる実施形態では、センサ付きモジュールの少なくとも１つは、対応する制御盤が、上述の両条件を示す信号、即ち、接触を示す信号と、近接を示す信号とを、制御部１５に供給できるように、接触センサ手段および近接センサ手段を備える。
【００４７】
各センサ付きカバーモジュールは、個別の制御盤に対応付けられてよい。あるいは、１つの同一のセンサ付きカバーモジュールが、例えば、該当するモジュールの接触センサ手段の管理のために事前構成された第１のボードおよび同じセンサ付きカバーモジュールの近接センサ手段の管理のために事前構成された第２のボードのような、複数の制御盤に対応付けられてもよい。また、第１のモジュールに適したセンサ手段および少なくとも１つの第２のモジュールのセンサ手段の両方を管理可能な１つの同一の制御盤に対応付けられた、複数のセンサ付きモジュールを設けてもよい。同じ論理で、さらに、少なくとも１つのセンサ付きモジュールのセンサ手段が接続された、非センサ付きカバーモジュールに、少なくとも１つの制御盤が担持されてもよい。したがって、カバーの１または複数のモジュールは、個別に接触センサ手段および／または近接センサ手段が設けられていたとしても、必ずしも対応する制御盤が備えられていなくてもよい。この文脈で、ボードのない１または複数のセンサ付きモジュールのセンサ手段が、対応するボードの機能が直接実現される制御部１５に直接接続されてもよい。
【００４８】
上述のとおり、好ましい実施形態において、１つの同一の電子制御盤は、２つより多くのモジュールでもあり得る、カバー２０の複数のセンサ付きモジュールに対する接続および制御用に事前構成される。上述の同じ制御盤は、制御対象のセンサ付きモジュールから比較的遠い位置でも、マニピュレータの構造に対応付けられ得るため、必ずしもカバーのモジュールの１つに担持される必要はない。
【００４９】
図４および５に、図２および３のモジュール２３および２４に対応する２つのセンサ付きカバーモジュールを例示する。上述の図では、上述のモジュールの内側、即ち、下のマニピュレータ１の可動構造（ここでは基本的に支柱４、図１参照）に実質的に対向する側が見える。
【００５０】
上述の図では、全体が４０で示される、該当するモジュールの、好ましくは電気絶縁材料製の耐荷重または支持構造が見える。より明確に後述するように、好ましい実施形態において、カバー２０のモジュールは全体として、個別層を有する構造を備える。当該構造は、モジュール上に所望の所定の形状を構成するのに必要な剛性または半剛性材料製の、少なくとも１つの耐荷重層と、受け得るあらゆる衝撃を吸収するように設計された、圧縮性材料の、少なくとも１つの層と、好ましくは少なくとも１つのアウターコーティング層とを有する。
【００５１】
１または複数の実施形態において、センサ付きモジュールは、設けられたセンサ手段に対応する１または複数の個別のアクティブ層と、モジュールの構造的または耐荷重部と、その弾性圧縮可能部と、その外部コーティングに対応する１または複数の個別のパッシブ層とを備える。耐荷重構造４０は、それ自体が、カバーモジュールの層を成すもので、上述の個別のアクティブおよびパッシブ層を支持するように、事前構成される。
【００５２】
モジュールの構造４０は、マニピュレータ１の対応する部位の形状を反映するように、あるいはそれを部分的に包むか覆うように、さらに、上述のアクティブおよびパッシブ層と、カバー２０全体を支持するように、実質的に均一の表面を実現するように、実質的にシェル形状で設けられている。
【００５３】
構造４０は、その内側と、その下のマニピュレータ１の部位の間に、フリーギャップが画定されるように成形されることが有利である。フリーギャップは、例えば、カバーモジュールの制御電子部品、および／または対応する配線、および／または上述のマニピュレータの、覆われる部位の、突出し得る要素、並びに例えばファン等の強制換気用部材のようなその他考えられる部材を収容するのに適する。当然、上述の理由から、各種カバーモジュールの構造４０は、覆われるマニピュレータの領域に応じて、互いに区別される。様々な実施形態において、構造４０は、具体的に２から３０ｍｍの間の厚さを有してもよく、ガラス強化プラスチックまたはその他複合材料製であるため、公知の概念の設備で容易に得ることができる。ただし、熱可塑性または熱硬化性材料の使用、および／または構造４０を熱成形、または例えば３Ｄ印刷のような、その他公知の技術で成形することも、本発明の範囲外とはされない。構造４０そのものは、例えば２つの剛性の高い外層と、少なくとも１つの剛性の低い中間層を含む、多層型であってもよい。様々な実施形態において、構造の厚さは可変である。即ち一定ではない。例えば、モジュールの構造４０は、ロボットおよび／またはその他モジュールの構造に機械的に接続されるように設計された部分でより厚く、その他部分でより薄くてもよい。その他部分は、例えば、カバーのアクティブおよびパッシブ層に対する基板を提供するように設計された部分である。
【００５４】
図４および５を参照して、１または複数の有利な実施形態において、如何にして、構造４０が実質的にパターン成形されたシェル形状に成形されるかが示され得る。好ましくはこの形状は、ある程度目立つ窪みまたは膨らみを画定することが好ましく、その内側には、一部４１で示される補強リブが設けられてもよい。モジュールの制御盤は各構造４０の内側に固定され得ると想定されるが、これは必須の特徴ではなく、マニピュレータ１の構造上に制御盤が取り付けることも可能である。上述のように、好ましい実施形態において、センサ付きモジュールの１または複数の制御盤は（単一のモジュール制御用に設けられた制御盤と、複数のモジュール制御用に設けられた制御盤のいずれの場合であっても）、対応する制御対象センサ付きモジュールから離れた位置であっても、マニピュレータ１の耐荷重構造上に取り付けられる。図示の非限定的な例では、モジュール２３および２４の両方はそれぞれ、５０で示され、概略的に図示される制御盤が設けられる。ボード５０の、マニピュレータ１の構造４０または耐荷重構造への固定は、公知の技術によって実行できる。例えば、ねじ込み式部材を介して、またはボード５０のスナップ式係合用にブラケットまたはシートを設けることで実現され得る。
【００５５】
接触センサまたは近接センサ、あるいは接触センサおよび近接センサの組合せを含み得る、各モジュールのセンサ手段に、ボード５０を接続するための、複数のリード線から成る、配線システムを５１で示す。上述のセンサが、構造４０の外側の先に配置されている場合（図４、５では不図示）、構造４０には配線５１またはそのリード線を通す孔が設けられてもよい。
【００５６】
様々な実施形態において、複数のモジュールの内の少なくとも一部の耐荷重構造４０は、少なくとも２つのカバーモジュールを、分離可能に、機械的に接続するために、対応付けられた機械的コネクタ要素を有する。有利な実施形態では、上述の機械的コネクタ要素は、例えば、クイックコネクト係合による、ファストカップリング式である。
【００５７】
図４に例示するように、好ましい実施形態において、第１のモジュールの構造４０（この例では、モジュール２３）は、第２の隣接するモジュール（この例では、モジュール２４）の対応する外周面または壁４２に対向して配置されるように設計された、少なくとも１つの外周面または壁４２を有する。これら対向する面または壁は、４５および４６で示す機械的接続用の、対応付けられる上述のコネクタ要素を画定する、または、有する。この例では、コネクタ要素４５は実質的にオス型で、コネクタ要素４６は実質的にメス型である。上記のような種類の機械的コネクタは、センサ手段を備えないモジュールにも設けられてもよい。
【００５８】
各種実施形態（不図示）において、複数のモジュールの内の少なくとも一部の耐荷重構造４０は、２つのカバーモジュールまたは対応する配線を、分離可能に電気的に接続するために、対応付けられた電気的コネクタ要素を有してよい。また、上述の電気的コネクタ要素も、実質的に、オスおよびメス型であってもよい。電気的コネクタ要素は、例えばモジュール２３および２４のような互いに電気的に結合される２つのモジュールの対向壁４２に対応付けられることが想定され得、好ましくはさらに、またはその代わりでもあり得るが、機械的コネクタ要素４５、４６に対応付けられることも考えられる。なお、この文脈で、上述の電気的コネクタ要素は、上述の機械的コネクタ要素の機能を実行するように事前構成されてもよいし、その逆も可であることに留意されたい。
【００５９】
モジュールの構造４０（同じくセンサ手段を有さない）が、隣接するモジュールの対応する面または壁に対向するように設計された、複数の面または壁を有し得ることは明らかである。この対向壁はそれぞれ、対応付けられた機械的コネクタ要素および／または電気的コネクタ要素を有する。図４に、モジュール２４の構造４０が、実際に機械的コネクタ要素４５が設けられた、面または壁４３（ここでは、モジュールそのものの壁４２を実質的に横切るか、それに直交する）を有する場合を示す。機械的コネクタ要素４５は、図３において４３で示す、モジュール２６の面または壁に設けられた各相補的機械的コネクタ要素に結合するように設計される。さらに、またはあるいは、モジュール２３および２６の壁４３には、上述の種類の電気的コネクタ要素が設けられてもよい。さらに、第１のモジュールの１つの同一の壁４２または、複数の壁４２、４３に、この第１に隣接した第２のモジュールの対応する壁が担持する、相補的機械的コネクタ要素および／または電気的コネクタ要素に分離可能に結合するように設計された複数の機械的コネクタ要素および／または電気的コネクタ要素を設けることも可能であることは明らかである。
【００６０】
再び図４を参照すると、図１の制御部１５に制御盤５０を電気的に接続する配線が、５２で示されている。モジュールの支持構造４０は、その外周壁に、例えば、対応する配線５１に関して、モジュール２３において図示されているように、配線を導くための少なくとも１つの経路が画定されるように成形されてもよい。
【００６１】
図４からわかるように、構造４０の、全体的に窪んだまたは膨らんだ、実質的なシェル形状は、必要に応じて、制御盤５０（構造４０自体の内側に取り付けられる、またはマニピュレータ１の構造上の別の場所に取り付けられる）と、配線５１、５２とを効果的に収容可能にする。配線５１、５２は、例えば接着テープまたは適切なトラフを通じて局地的に構造４０の内側にも固定可能である。
【００６２】
図５において、モジュール２３および２４は結合状態で示されている。即ち、図４の各壁４２同士が接触しているか、隣接しており、機械的コネクタ要素４５、４６同士が結合している。上述の図を参照すると、制御部１５により、制御盤５０への必要な電気供給（好ましくは低電圧供給）に使用される上述の配線のリード線の一部と、上述の配線のその他リード線が、制御盤５０により制御部１５に信号を送信するように使用されるようにして、配線５２の端が、図１の制御部１５に電気的に接続されているものとする。この信号は、センサ手段による検出を示す。即ち、マニピュレータ１と、人間のオペレータ（またはその他異物）との接触または衝突および／またはマニピュレータ自体の近傍に人間のオペレータ（またはその他異物）が存在することを示す。
【００６３】
このように、独立した電気的接続により、カバー２０の各種センサ付きモジュール（ここでは、モジュール２３および２４で例示される）は、たとえモジュールの１つが故障した場合でも、互いに独立して動作可能となる。この種の手法によると、ロボットまたはその他自動装置の最終的な用途の種類に応じて、マニピュレータ１の可動構造の実質的に全体、あるいは人間のオペレータとの協働の目的に不可欠とされる、その一部だけを覆うセンサ付きモジュールを含み得るカバー２０の、多様な構成を実現可能とすることは明らかである。
【００６４】
同様に、制御部１５は、上述の標示信号の一つを供給するセンサ付きモジュールの制御盤５０を特定するように事前構成されることが有効である。したがって、制御部１５は、必要な動作を実行するため、該当するオペレータまたはその他異物の接触および／または接近が検出されたマニピュレータの領域に対応するモジュールを認識する。当然、これは複数のセンサ付きモジュールの制御用に事前構成された電子ボード５０の場合も同様である。言い換えると、この種の電子ボード５０は、制御されるセンサ付きモジュールのいずれが信号を生成し、制御部１５に対応する情報を通信したかを特定するように事前構成されることが有効であり得る。
【００６５】
例えば、近接センサ手段は、約５ｃｍの最大距離内で異物の存在を検出するように構成され、このセンサ手段を介した検出に応じて、制御部は、マニピュレータ１の変位速度を、例えば、１５０から２５０ｍｍ／ｓの間の、人間のオペレータにとって安全とされる値にまで落とすためのコマンドを発行可能であるものとする。
【００６６】
人間のオペレータがマニピュレータに接触したことに応じて、同様の対策が実行可能である。例えば、近接センサ手段が直前に生成した信号により速度が低下した後に、人間のオペレータが不意に動いて、センサ付きモジュールの面に意図せずぶつかってしまったものとする。それに応じた信号が対応する接触センサ手段により生成されると、制御部１５はマニピュレータ１の移動を止めてもよいし、あるいはその移動方向を逆にしてもよい。なお、オペレータが敢えてセンサ付きカバーに接触する場合もあることが留意されたい。例えば、オペレータがロボットの動作を止めようとする場合である。
【００６７】
制御部１５が、接触および／または近接信号の送信元であるセンサ付きモジュールを特定可能であることで、特に、可動構造２の複数の部位の動きを調整するようにして、人間のオペレータの安全性向上を図る制御対策が適用可能となり得る。図２に示すように、例えば、マニピュレータ１の前腕（７、図１）が、下方に傾斜した位置にある状態で、モジュール３９を介して接触が検出されたものとする。この場合に可能な制御対策として、制御部１５が、上述の前腕を上昇させるためと、同時にアーム５を後方に枢動させること（図１参照）の両方のためのコマンドを出すことが考えられる。考えられる動きの組み合わせは極めて多いことため、これが非限定的な例であることは明らかである。
【００６８】
なお、１または複数の実施形態において、センサ付きカバーモジュールを一種の「ユーザインタフェース」として利用するように、制御部１５を適切なプログラミングにより事前構成してもよいことが理解されたい。これは、人間のオペレータが、制御部１５に基本的指示を伝達可能にすることを目的としている。
【００６９】
上述のように、センサ付きモジュールに対する一度の接触は、人間のオペレータに対して危険であり得る状況を示すと考えられ、それに応じて、安全対策が実行される。一方、例えば短期間に連続してセンサ付きモジュール上で３度接触が生じたことは（オペレータが片手の指でも実行可能である）、オペレータがマニピュレータを一時的止めようとする意図を示し得るので、ロボットは安全対策を一切実行する必要はない。上述の停止制御状態において生じる、モジュールに対しての連続接触は（例えば、短期間に連続して２または４回接触）、オペレータが、マニピュレータの動作再開を意図していることを示し得る。
【００７０】
様々な実施形態において、センサ付きカバー２０の隣接したモジュールは、上述の種類の機械的コネクタ要素および／または電気的コネクタ要素が設けられない。これは典型的には、互いに比較的近接しているが、互いに相対移動可能な、マニピュレータ１の部位を覆うモジュールについて当てはまる。
【００７１】
図２を参照すると、例えば、片方のモジュール２３と、他方のモジュール２８（または２９）とが、それぞれマニピュレータ１（図１参照）の支柱４と、アーム５とを部分的に覆う場合を考える。これらは、マニピュレータにおける、互いに相対変位可能な部位である。したがって、上述のモジュール２３および２８の間には、機械的、電気的のいずれの相互結合コネクタ要素も設けられない。当然、この考えは、センサ付きカバー２０のその他モジュールにも当てはまる。即ち、再度図２を参照すると、片方をモジュール２３または２５および２９、モジュール２９および３０、モジュール３８、３９として、他方をモジュール３６、３７とするか、またモジュール３０、３１、３４、３５を片方として、モジュール３６、３７を他方としてもよい（モジュール３６、３７は前腕７に固定されるため、図１の肘部６を覆うモジュール３０、３１、３４、３５に対して、前腕７と共に回転可能である）。
【００７２】
上述のように、有利な実施形態において、少なくともカバー２０のセンサ付きモジュールは、耐荷重構造４０に担持された複数のアクティブ層およびパッシブ層を備える。
【００７３】
図６に、センサ付きモジュールの個別層の考えられる構造を、あくまで非限定的な説明のために示す。これは、ここでは図４および５に示すモジュール２４であるものとする。上述の図では、図示明確性向上のため、電気的接続配線は省略される。
【００７４】
好ましい実施形態において、カバーモジュールの支持構造４０の外側に、例えばエラストマ系材料である、弾性圧縮可能で、好ましくは電気絶縁性材料製の少なくとも１つのクッション層が対応付けられる。この層は、該当するモジュールへの衝突による運動エネルギーを吸収するように設計される。図６の例において、６０に示すようなクッション層は、高分子発泡体、例えば発泡ポリウレタン製であってもよい。層６０は、厚さが５から２０ｍｍの間、好ましくは、８から１３ｍｍの間の厚さを有し得る。具体的には、クッション層６０は、例えばＩＳＯ１０２１８−１、−２、およびＴＳ１５０６６標準のような、既存の標準に応じて、伝達された力を伴う衝撃を吸収するように設けられてもよい。
【００７５】
なお、各種有利な実施形態において、対応するカバーの各種アクティブおよび／またはパッシブ層が対応付けられる構造４０の外側は、可能な限り平坦で均一に成形された外面を有することが好ましい。例えば、平面、または円筒面、あるいは円錐面である。この種の面は、各種アクティブおよび／またはパッシブ層を、構造に取り付けられやすくするものである。これにより、例えば、近接センサあるいは接触センサに属する導電層等の一部のアクティブ層の動作品質に悪影響を及ぼし得る皺や弛みの形成が防止される。
【００７６】
１または複数の実施形態において、センサ付きモジュールのクッション層６０の上側には、接触センサ手段が設けられる。
【００７７】
一般的に、接触センサ手段はあらゆる公知の種類であってもよい。一方、本発明の好ましい実施形態において、接触センサ手段は、比較的柔軟な種類であって、該当するモジュールの外面またはその大部分に実質的に対応する領域に亘って延在するように設けられる。図６の非限定的な例において、接触センサ装置は全体的にＣで示し、それ自体が積層された個別層を有する構造を持つ。
【００７８】
１または複数の実施形態において、接触センサ装置Ｃは、電気絶縁材料層６２を備える。この層は、「＋」および「−」で示す各導体が接続される下方導電層６１と、上方導電層６３との間に配置される。絶縁層６２はエラストマ、または発泡材料等の原則的に弾性圧縮可能な材料製であって、貫通孔配列を有することが有利である。層６１および６３は、それぞれ、少なくとも一部が導電性材料製であるか、導電性を持たせた織物を含むことが有利である。あくまで一例であるが、層６１および６３は例えばそれぞれ、ニッケルコーティングされ得る銅メッキポリエステル製織物、あるいは銀メッキナイロン製織物を含み得る。また、例えば直前に記載の２種類のような、異なる機械的特性で区別される、２つの異なる導電性織物を層６１および６３に使用することもできる。例えば、クッション層６０に固定される層６１については、非伸縮性導電性織物を使用することが有利であると示され得る。一方で、層６１に接触するように、衝撃により大きく変形する層６３（これについては後述する）については好ましくは二方向に伸縮する、高伸縮性導電性織物を使用することが有利であると示され得る。
【００７９】
一般的に、層６１および６３は、具体的には１００ｍΩ以下の超低表面電気抵抗を有することが好ましい。
【００８０】
層または織物６１から６３は比較的薄く（具体的には、積層６１から６３の全体厚さが５から６ｍｍ以下である）、そのためその下のクッション層６０の外殻形状に沿うことができるように、本質的に伸縮性を持つ。この外殻形状は、その下の構造４０の外殻形状に依存する。中間層６２は、層６１および６３よりも厚く、圧縮可能である一方、これらよりも硬い。層６２は、具体的には２から４ｍｍの間の厚さを有してもよい。一方、層６１および６３は、具体的に０．１０から０．３０ｍｍの間の厚さを有してもよい。
【００８１】
上述のように、中間圧縮性層６２は、開口または貫通孔の配列を有する。図７の非限定的な例を参照すると、上述の孔（６２ａで示す）は、層６２の大部分に延在する。このため、開口６２ａで、導電層６１と、導電層６３とが局地的に互いに対向することを理解されたい。同様に、これにより、層６３と、弾性変形層６２との変形により、少なくとも１つの当該貫通孔６２ａにおいて、層６３が層６１に接触可能となることが理解されよう。
【００８２】
孔６２は、より高い均一性を保証するため、円形であることが好ましい。ただしこれは必須の特徴をなすものではない。具体的に、孔６２ａの直径は、１０から２０ｍｍの間で、それらの間隔（即ち、互いの間の距離）は、３から８ｍｍの間である。
【００８３】
図８のａに概略的に示すように、センサ装置Ｃに圧力がかかっていない状態では、中間絶縁層６２が導電層６１および６３を互いに離間させる。孔６２ａの領域でも離間するため、対応する制御盤５０が該当するセンサ付きモジュールが衝撃を受けていないと解釈できる電気的信号が、導体「＋」および「−」の間で生成される。一方、図８のｂに概略的に示すように、センサ装置Ｃが衝撃、即ち圧力を受けると、中間層６２は弾性変形可能となり、その貫通孔６２ａの少なくとも１つにおいて、層６１および６３の接触を可能とする。したがって、２つの層６１および６３間で、直接電気的導通が実現される。これにより、導体「＋」および「−」の間の上述の電気的信号が変動し、対応する電子ボード５０が、センサ付きモジュールに対応する衝撃が生じたと把握可能となる。
【００８４】
層６１上の層６３の、１または複数の孔６２ａでの直接接触、即ちセンサＣの切り替えは、層６３自体と、変形層６２の変形により可能となるもので、カバー２０に対する衝撃の度合いに依存する。言い換えると、センサＣの切り替え閾値は、センサ自体に重なった層の変形可能量に基づく。したがって、厚さ、またはより広い概念では、上述の重なった層の変形に対する抵抗特性は、各カバーモジュールに、実質的に予め定められた安全性閾値を超える運動エネルギーを伴って生じる衝撃がかかった場合にセンサＣの切り替えが生じるように選択される。上述の閾値は、該当するモジュールへの衝突が生じた際の、人間のオペレータに対する深刻な安全性リスクを避けるように選択されることが有利である。具体的には、上述の閾値（衝撃力の上限を示す）は、６０Ｎから２００Ｎの間に含まれてもよい。最大限の保護を保証することが望ましいような場合、例えば、オペレータの顔面も生じ得る危害から守るような場合には、安全性閾値は、５０Ｎから１００Ｎの間に含まれてもよい。
【００８５】
したがって、各種好ましい実施形態で理解され得るように、接触センサ装置Ｃは、実質的にＯＮ／ＯＦＦ式センサとして動作する。しかも、圧電方式の接触センサで一般的であるように、衝撃の有無を検出するため、特定の電気抵抗閾値を設定する必要がない。さらに、センサＣは検出面が広いが、例えば、上述の圧電センサと比較して、その製造コストは確実に低い。しかも、繰り返し検出を保証するというさらなる利点もある。センサＣの動作は、センサ付きモジュールの製造時に、その導電層６１および６３にかかる予圧に依存しない（この点が、例えば機能特性の変化が、機械的引張応力の変化に対応する、圧電センサで使用される圧電織物と異なる）。
【００８６】
各種好ましい実施形態において、接触センサ装置Ｃは少なくとも２つの抵抗器を備える。その第１の抵抗器は、２つの導電層６１および６３の間に接続され、第２の抵抗器は、特に直列に、導体「＋」または導体「−」に接続される。上述の抵抗器は特に、装置Ｃの考えられる故障状態を区別可能とするように設けられる。図６および７に示す場合を参照すると、上述の第１の抵抗器はＲｐで示され、上述の第２の抵抗器はＲｓで示される。２つの抵抗器は、異なる電気抵抗値を有することが好ましい（例えば、抵抗器Ｒｓは、例後期Ｒｐの値の約１０分の１の値を有し得る）。
【００８７】
この態様をさらに完全に明らかにするため、あくまで一例として、抵抗器Ｒｐは、３０００から５０００Ωの間に含まれる抵抗値を有し、抵抗器Ｒｓは３００から５００Ωの間に含まれる抵抗値を有するものとする。
【００８８】
装置Ｃに衝撃または圧力がかかっていない場合、即ち、図８のａに対応する状態では、対応する制御盤５０を介して、Ｒｐ＋Ｒｓに等しい抵抗値が、導体「＋」および「−」間で検出される。一方で、装置  Ｃに衝撃または圧力がかかっている場合、即ち、図８のｂに対応する状態では、対応する制御盤５０を介して、抵抗器Ｒｓのみの値に等しい抵抗値が、導体「＋」および「−」間で検出される。したがって、上述のように、制御盤５０は、検出された異なる抵抗値に基づいて、２つの状態（衝撃有りまたは無し）を区別可能である。これに対して、ボード５０が無限の抵抗値、即ち原則として通常の動作範囲（３３００から５５００Ω、非限定的な例として参照）よりもかなり高い値を検出した場合、例えば２つの導体「＋」および「−」の一方の遮断、あるいは制御盤５０に設けられた相補的コネクタから、導体が接続されたコネクタが外れることによる、動作不良が発生する。これに対して、ボード５０がゼロ値または抵抗を検出した場合、あるいは、通常の動作範囲（３３００から５５００Ω、非限定的な例として参照）よりもかなり低い値を検出した場合、典型的には、導体「＋」および「−」自体の間、または対応するコネクタの短絡による、異なる動作不良が生じる。
【００８９】
有利な実施形態において、例えば、センサ装置  Ｃとして上記例示したセンサ付きカバーモジュールの接触センサ手段は、弾性圧縮可能な電気絶縁材料製の下側カバー層と、上側カバー層との間に配置されてもよい。図６の非限定的な例を参照すると、上述の下側カバー層はクッション層６０により提供される。上側カバー層は、６４で示され、好ましくは弾性圧縮可能な電気絶縁材料製のさらなるクッション層により提供される。様々な実施形態において、層６４は、クッション層６０と材料、寸法が実質的に同じである。
【００９０】
例えば、該当するカバーモジュールと、人間のオペレータとの衝突により、クッション層６４に負荷がかかると、上述のように少なくとも層６４の圧縮性材料が変形し、層６１から６３に対する圧力が判定され、接触センサ装置Ｃが起動する。
【００９１】
上述のように、１または複数の実施形態において、１または複数のセンサ付きモジュールは近接センサ手段を備える。センサ付きモジュールが、接触センサ手段および近接センサ手段の両方を備える場合、後者は、前者よりも高い位置に配置される。即ち、カバーモジュールの最内層を表す、構造４０に対してより外側の位置である。一方、その逆の配置、即ち接触センサ手段が近接センサ手段よりも高い位置にあることも、本発明の範囲外ではない。
【００９２】
これに対して、近接センサ手段のみを備えるセンサ付きモジュールの場合、図６の層６１から６４は省略され得、場合によってはそれに応じて、クッション層６０の厚さが増大され得る。
【００９３】
近接センサ手段は任意の公知の種類であってもよいが、これらも、比較的伸縮性の種類で、該当するモジュールの外面、またはその大部分に、実質的に対応する表面領域を有するように得られることが好ましい。図６における非限定的な例では、近接センサ装置は全体がＰで示される。
【００９４】
１または複数の実施形態において、近接センサ装置Ｐは静電容量式であって、導電性材料の層を有してもよい。図６の非限定的な例を参照すると、近接検出を目的とした、上述の導電性、高感度、またはアクティブ層を、６５で示す。
【００９５】
層６５は、導電性材料製であるか、導電性を持たせた織物を含む。例えば、ニッケルコーティングされ得る銅めっきポリエステル製織物、あるいは銀メッキナイロン製織物であることが有利である。
【００９６】
図６の非限定的な例では、導電層６５はクッション層６４の上に配置される。
【００９７】
考えられる現実的な実施形態において、近接センサ装置Ｐ内の、静電容量式センサとして使用される導電層６５は、静電容量式検出チップに接続される。同チップは、ＬＣ回路（米国テキサスインスツルメンツ社製ＦＤＣ２２１４チップ等）に基づくもので、データ取得および処理用に制御盤５０に設けられる（上述チップのデータシートおよび、関連出願書類を参照されたい）。基本的に、人間のオペレータ（またはその他異物）が導電層６５に近づくと、ＬＣ回路の容量が変化し、それにより振動周波数変動が生じる。チップが測定するこの周波数変動を測定は、人間のオペレータ（またはその他異物）の層６５、即ち、センサ付きカバーの外側に対する接近を示す。上述したように、センサ手段Ｐは、異物の存在が検出可能である、層６５からの最大距離が、約５ｃｍになるように構成されてもよい。一方、例えば、ＬＣ回路における上述の容量変化とそれによる振動周波数変動に基づいて、近接センサ装置Ｐの検出に関して、センサ付きカバーの外側からの異物の各種距離に対応する、複数の閾値も設定可能となる（例えば、第１の閾値ＰＴ１は、カバーの最外表面から３ｃｍの距離、および上述の外面からの実質的にゼロ距離に対応する）。
【００９８】
様々な実施形態において、近接センサ手段の上に、さらにクッション層が設けられる。クッション層は、層６０および／または６４よりも厚さが小さいことが好ましい。したがって、図６を参照にすると、高感度層６５の上に、６６で示す、上述の電気絶縁性および弾性圧縮可能材料製クッション層が設けられる。層６６は、厚さが例えば２から４ｍｍの間の、発泡材料等のエラストマ材料製であることが有利である。
【００９９】
好ましくは電気絶縁材料製のアウターコーティング層を各モジュールが備えることが有利である。図６の非限定的な例を参照すると、６７で示すアウターコーティング層は、層６６の外側に塗布される、好ましくはポリウレタン系塗料である塗料から形成され得る。このため、有利な実施形態において、上述の層６６の外側上に、着色層６７の密着性向上のため、プライマーが事前に塗布されてもよい。接触センサ手段Ｃのみを備えるセンサ付きモジュールの場合、コーティング層６７が、クッション層６４（事前にプライマーが設けられ得る）に設けられてもよい。コーティング層６７は、０．５から１．５ｍｍの間に含まれる厚さを有してもよい。ただし、伸縮性と、弾性変形が保証される限り、これ以上の厚さも除外されない。
【０１００】
様々な実施形態において、コーティング層６７は、層４０および６０から６６から成る構造の外周側で、特に耐荷重構造４０まで、例えば、その内側および／または図４、５において、４２、４３で示される種類の壁までさらに延在する。ただし、これは必須の特徴を成すものではない。上述のように、実際、コーティング層は有利には、モジュールの多層構造の最外側をコーティングする、好ましくは非導電性の塗料である、適切な塗料により形成されることが有利である。
【０１０１】
図６にさらに、例示的なモジュール２４の制御盤５０と、７０で示す、例えば電気モータで駆動されるファンを含む強制換気用構成とを概略的に示す。
【０１０２】
様々な実施形態において、１または複数のファン７０は、カバー２０により覆われるマニピュレータ１の構造の部位上に取り付けられてもよい。その場合、この目的に応じて設計された適切な支持部が当該部位に設けられる。一方、その他実施形態によると、ファンは、必ずしもセンサ付きモジュールではない、１または複数のモジュールの構造４０の内側に取り付けられてもよい。これら強制換気手段の存在は、カバー２０が画定する窪み内の空気循環に好ましい。例えばこれは、上述のカバー内に格納された部材（ボード５０または、マニピュレータ１のジョイントのモータＭ）の冷却性を向上するものである。冷却風を循環可能とするため（即ち、外部からの空気の吸引と、より温かい空気の外部への排出）、カバー２０の１または複数のモジュールには、例えば、図２において点線で概略的に示す一連のスリットの形態をとる、経路が設けられてもよい。
【０１０３】
換気構成７０の動作は、センサ付きモジュールの制御盤５０または、複数のセンサ付きモジュールが接続される制御盤５０により制御されてもよい。この目的のため、考えられる実施形態では、そのようなボード５０は、温度センサ（例えばＮＴＣ型）が設けられることが有利である。これにより、カバー２０で画定された領域内で検出された空気の温度が、所定の閾値に達するか、超えると、換気構成が起動される。
【０１０４】
様々な実施形態において、図６に示すようなモジュール２４等のセンサ付きモジュールを製造するため、各種層は、接着剤または接着要素を介して、組み立てられる。これは、層自体が、互いに接着された状態を保ち、さらに接触または衝突によりそれらが互いに摺動し得ることを防止するための設計である。
【０１０５】
上述のように、耐荷重構造４０で示されるベース層は、覆うマニピュレータの領域に応じて可変な、設計段階で決められた形状となる。
【０１０６】
次に、クッション層６０を対応する耐荷重構造４０上に配置し、接着剤を介して固定する。このため、層６０は、耐荷重構造４０の外側の形状および寸法を反映した形状および寸法を少なくとも有することで、それを全体的にまたは実質的に全体的に覆う。層６０は、例えば、使用される材料のシートから、切断されるか、打ち抜かれる。また、層６１から６３および層６４から６６は、例えば切断または打ち抜きにより、必要な形状および寸法で設けられ、互いに接着される。層６１から６３がクッション層６０に順次接着され、その後層６３上にクッション層６４が接着される。層６１から６４は、例えば、図６に示す順序で組み立てられる。好ましくは、構造４０上に層６０を固定するための１または複数の接着剤よりも接着能力が劣る、または原則として低くなっている１または複数の接着剤が使用される。これは、アクティブ層６１、６３の弾性を変えずに、安定したセンサを得るためである。当然、層６１から６３間で、この層を互いに電気的に絶縁しないように接着剤が塗布される。なお、追加で接着剤を使用する代わりに、層６１および６３の内の１または複数を、製造段階において、対応する剥離可能フィルム付きで接着剤が設けられた表面を有するように、あらかじめ事前構成してもよい。
【０１０７】
次に、アクティブ層６５および対応する上側パッシブ層６６もさらに、カバーモジュールの外面、またはその大部分に実質的に対応する領域を覆うのに必要な形状および寸法に設けられる。その後、層６５および６６は、層６４上に順次接着される。この場合も、層６１から６４に関して説明した理由で、接着特性を下げた接着剤を使用することが好ましい（場合によっては層６５も、製造段階であらかじめ、剥離可能フィルム付きで接着剤が設けられた表面を呈するように設けられてもよい）。最後に、上述のように塗料の形態で設けられ得る、アウターコーティング層６７が設けられる。これは、層６６上にプライマーを塗布した後であってもよい。
【０１０８】
図６を参照して説明した積層構造は、当然、カバー２０の全てのセンサ付きモジュールを得るのに使用できる。上述のとおり、モジュール（センサ付きか否かは問わず）の層の順序および／または数は、例示的に説明および図示したものとは異なってもよい。
【０１０９】
図９は、図４、５のモジュール２３、２４および、図２のモジュール２８、２９等の、センサ付きモジュールの一部の、考えられる接続形態を概略的に示す。上述のように、この種の構成は、各種モジュールのセンサ手段Ｃおよび／またはＰを、制御盤５０に接続するための配線５１と、各種ボード５０を制御部１５に接続するための配線５２とが設けられる。上述の配線５１、５２は、ユニット１５からボード５０、ひいては対応するセンサ手段Ｃおよび／またはＰに電気供給を送るため、さらに、ボード５０からユニット１５にセンサ手段Ｃおよび／またはＰによる検出に対応する信号を送るためのリード線を含む。当然、採用する設計的手法に応じて、カバーモジュールを制御部１５に電気的に接続する構成は、多数あり得る。図９は、個別のセンサ付きモジュール（ここではモジュール２８および２９）がそれぞれ個別の電子制御盤５０が設けられた場合と、１つの同一のボード５０が複数のセンサ付きモジュール（ここではモジュール２３および２４）に接続され、そのため「コンセントレータ」として機能する場合の両方を例示する。なお、様々な実施形態において、制御部１５を複数のモジュールに接続するために使用されるネットワークの構成は原則的に、例えば、ループ型、星型、デイジーチェーン型等のバス構造を使用する、例示のものと異なったものでもよいことを理解されたい。
【０１１０】
様々な実施形態において、１または複数の制御盤５０は、少なくとも接続されたセンサ手段Ｃおよび／またはＰによる検出に対応する信号の無線周波数送信用の、無線通信モジュールを備える。このため、制御部１５には、対応する無線通信モジュールが設けられる。無線データ送信のため、用途に対して最も便利な通信規格が使用されてもよい（ＷｉＦｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）等）。同様に、データ送信も、適切な規格、またはプロプライエタリプロトコルに応じて実行されてもよい。制御部１５と各種ボード５０との間の配線は、ボード自体と、必要であれば双方向通信を管理可能な種類であり得る対応付けられた通信モジュールとの電気供給に使用される。当然、無線データ通信を実施する場合、配線５１、５２が有するのは、ボード５０と、各種センサ付きモジュールのセンサ手段Ｃおよび／またはＰに対する電気供給用のリード線のみであってもよい。
【０１１１】
センサ付きカバーの構造、動作、およびモジュール接続について上述した概念は、産業ロボットのマニピュレータとは異なってもよい、１または複数の可動部を有する自動装置に適用され得る。
【０１１２】
例えば、上述の種類のセンサ付きカバーは、ロボットツールまたはエンドエフェクタの部分的カバーに有効に利用され得る（ただし、図２から５に示したものとは異なる形状のモジュールが設けられる）。このような場合を図１０に例示する。ここで、把持ツールまたはグリッパーの全体が１００で示されている。その耐荷重構造１０１は、図１から３のマニピュレータ１のフランジ９での、機械的接続、場合によってはさらに動力接続（電気、空気圧、油圧、接続）用に事前構成された（公知の技術による）取付部を備える。構造１０１には、１または複数の空気圧シリンダ１０２等の適切なアクチュエータ手段が対応付けられる。当該手段は、作業または操作対称物の把持部材または顎部（一方を図１１に１０３として示す）の開閉を生じるように制御可能である。
【０１１３】
図示の概略的な例では、構造１０１に複数のカバーモジュール１１０、１１１および１１２、１１３が対応付けられることに注目されたい。これらは、ツール１００の異なる領域用の２つのセンサ付きカバー１２０を提供する。特に、モジュール１１０および１１１は、ツール１００の、よりマニピュレータのフランジへの取付部に近い上側部を覆うように設計され、モジュール１１２および１１３は、ツール１００の下側部を覆うように設計される。この下側部内で、上述の把持部材１０３が動くことができる。なお、図示明確性向上の要件により、図１０および１１では、制御盤またはボード５０、および対応する配線５１、５２は省略されている。
【０１１４】
図１１において、モジュール１１１は省略されており、モジュール１１３は、モジュール１１２から分離した状態で示されている。モジュール１１０、１１１および１１２、１１３は、それぞれ機械的および／または電気的コネクタ要素が設けられる。当該要素は、該当する２つのモジュールを組み立て状態に結合可能である。図１１では、モジュール１１２、１１３のコネクタ要素４５および４６のみを部分的に示す。場合によっては、上述の機械的コネクタ要素は、２つのモジュール間を電気的接続する機能を実行するようにさらに構成されてよい。原則的に、図１０および１１に例示する種類の実施形態では、モジュール１１０、１１１および１１２、１１３に、それぞれ、着脱可能な機械的コネクタ手段、特にファストカップリング手段が設けられてもよい。
【０１１５】
様々な実施形態において、構造が、本明細書に記載の種類のセンサ付きカバーで少なくとも一部覆われたロボットツールまたはその他エンドエフェクタは、人間のオペレータとの密接な協働に使用されるもので、その目的のため、手動誘導装置を備える。
【０１１６】
例えば、図１０および１１は、そのような誘導装置が、複数のグリップ１１５を有する実施形態を例示する。当該グリップ１１５に対して、オペレータは所定の方向に力をかけることができる（押す、引く、上げる、下げる）。これにより、マニピュレータ１に、処理の実行に対応し、必要な動きを実行させる。グリップ１１５には、力覚センサが対応付けられる。力覚センサは、制御部１５がオペレータの求める変位の方向を把握できるように、制御部１５と（有線または無線モードで）信号通信接続される。各ノブ１１５に、把持要素１０３をそれぞれ開および閉位置間の切り替え制御のための、対応する押しボタンが対応付けられることが有利である。
【０１１７】
例示した場合では、ツール１００の４つの異なる側に、４つのグリップ１１５があることが想定される。これにより、人間のオペレータは毎回、ロボットとの協働動作を実行するのに最も便利と考えられるグリップを選択できる。
【０１１８】
図１２および１３に、全体を２００で示し、特に研磨および研削ツールである、別のツールまたはエンドエフェクタを例示する。ここでも、ツール２００の耐荷重構造２０１は、図１から３のマニピュレータ１のフランジ９への接続用に事前構成される、取付部を備える。構造２０１には、電気モータ２０２等の、適切なアクチュエータ手段が対応付けられる。当該手段は、ワークを研削または研磨するため、ディスク２０３回転させるように制御可能である。図１２および１３でも、図示明確性向上のため、制御盤またはボード５０、および対応する配線５１、５２は省略されている。
【０１１９】
図１２に示す概略的例では、構造２０１に２つのカバーモジュール２１０、２１１が対応付けられる。これは、機械加工ディスク２０３を露出させた状態で、構造２０１の大部分を覆うようなセンサ付きカバー２２０を提供することを目的としている。モジュール２１０が省略されている図１３において、ここでもモジュール２１０、２１１にそれぞれ機械的（場合によってはさらに電気的）コネクタ要素がどのように設けられているかが確認できる。ここでは、該当する２つのモジュールを、組み立て状態で互いに結合可能な上述のコネクタ要素のうち、モジュール２１１の耐荷重構造に対応付けられたコネクタ４６のみが示されている。その他については、図１０、１１のツール１００に関連して既に説明した考えが適用される。
【０１２０】
この例示の場合でも、ツール２００には手動誘導装置が設けられる。ここでは、実質的に平行で、ロボットの制御部と信号通信する力覚センサに対応付けられた２つのノブ２１５を含む。これにより、オペレータは、マニピュレータ、したがってツール２００を、所望の動作方向に変位させることが可能となる。この場合も、グリップはそれぞれ、モータ１０２の回転制御用の、対応する押しボタンを有する。
【０１２１】
本発明に係るセンサ付きカバーはさらに、機械加工中の部材を移動させる装置にも適用されてもよい。図１４に、この種の例を概略的に示す。製造時に、一般的な物体Ｋを運ぶための、無人搬送車（ＡＧＶ）の全体が３００で示される。車両３００の耐荷重構造３０１には、車輪３０２が対応付けられる。車輪３０２の一部は、適切なモータ、好ましくは電気モータ（不図示）を介して回転駆動される。さらに構造３０１は、車両の、公知技術による、例えば制御部および動作パラメータ設定用のユーザインタフェースを含む制御システム３０３を支持する。本発明によると、構造３０１には、全体が３２０で示され、上述の制御部に電気的に接続されるセンサ付きカバーが設けられる。この例では、複数のカバーモジュール３２１から３２８が設けられる。全てセンサ付きであることが好ましいが、それは必須ではない。これらは、組み立て状態で、構造３０１を実質的に完全に覆うように成形される。あるいは、構造３０１が、運ぶ物体Ｋをその上に支持するように、上部が露出していることは有利である。この種の構成でも、上述の原則が適用される。即ち、例えばモジュール３２１から３２８の一部に、接触センサ手段および／または近接センサ手段が設けられ、好ましくは複数の隣接したモジュール等をそれぞれ機械的および場合によっては電気的機械的に相互接続するための、機械的コネクタ手段および場合によっては電気的コネクタ手段等も設けられる。
【０１２２】
図１０から１４を参照して示したモジュールは、先の図１から９を参照して説明したモジュールとして得られてもよい。当然、本発明は、さらに工業的製造で使用され、回転台やロータリースライド等の、人間のオペレータに近接し得る領域で動きを伴う部位が１または複数存在することを特徴とする、その他種類の自動装置にも適用されてもよい。
【０１２３】
様々な実施形態において、本発明のセンサ付きカバーは、その動作状態に関する情報を供給するように構成された信号構成を備える。場合によっては、カバーが取り付けられた自動装置の動作状態に関する情報も供給する。
【０１２４】
様々な好ましい実施形態において、上述の信号構成は、多色発光装置を含む光学式構成である。多色発光装置は、色および／または発光形態（連続的または断続的）が、供給する情報に依存する光信号を生成するように制御可能である。
【０１２５】
例えば、一般的なＲＧＢ型の発光装置が、例えば上述した種類のロボットに取り付けられた、本発明のセンサ付きカバーに対応付けられてもよい。
【０１２６】
第１の色（例えば、青）の光の連続発光は、ロボットが協働状態、即ち、人間のオペレータがロボット近傍に存在することが想定される「自動」または「遠隔」動作モードにあることを示すと理解され得る。ここで、対応するマニピュレータの変位速度減速が適用される。同じ色の発光でも、点滅や断続的な場合、ロボットが、人間のオペレータにより手動誘導される状態を示すと理解され得る。例えば、これは、図９、１０、１１、１２の誘導装置１１５または２１５を介して実現されるものである。ここでも、対応するマニピュレータの変位速度減速が適用される。
【０１２７】
第２の色（例えば赤）の光の連続発光は、センサ付きカバーに、接触センサ手段Ｃを介して検出された衝撃が生じたことを示すと理解され得る。一方、同じ色でも、点滅または断続的である場合、近接センサ手段Ｐを介して検出可能な、センサ付きカバーからある距離内にオペレータを含む異物が存在することを示すと理解され得る（これらの場合でも、好ましくは、ロボットの動作条件にいて、変位速度減速が適用される）。
【０１２８】
第３の色（例えば緑）の光の発光は、ロボットが通常の速度（即ち減速無し）で「自動」または「遠隔」動作モードで動作していることを示すと理解され得る。ここでは、マニピュレータの近傍に人間のオペレータが存在することが想定されない。この目的のため、マニピュレータの動作領域には、例えば、スキャナレーザーシステム等の、オペレータの存在可能性を検出するための公知のシステムが設けられてもよい。（上述の場合では、オペレータの存在検出に応じて、ロボットの制御部は、ロボット自体の動作を中断するか、あるいは、上述の減速変位をマニピュレータに適用する）。
【０１２９】
最後に、消灯は、ロボットが「プログラミング」モードにあることを示すと理解され得る。
【０１３０】
発光装置の制御を監視するロジックは、図１のユニット１５のような、ロボットの制御部に実装されることが有利である。
【０１３１】
様々な実施形態において、発光装置は、センサ付きカバーの外側またはその内側、あるいは上記同様、カバー自体の適切なスリットまたは間隙に対応して、下の構造に取り付け可能な、１または複数のＲＧＢ  ＬＥＤストリップを備える。
【０１３２】
例えば、図２および３に、塗りつぶしで図示され、８０で示されるＲＧＢ  ＬＥＤストリップが、カバー２０の下で、カバー自体の２つのモジュール（この例ではモジュール３１および３２）の互いに対向する部位に実質的に対応する位置に取り付けられた場合が例示される。この種の構成では、該当する２つのモジュールの対向部位は、その間に、カバー部材の外から、ＬＥＤストリップ８０からの発光が確実に視認可能とするのに十分な幅のスリットを画定してもよい。図２および３では、そのようなスリットを８１で示す。例示の場合では、ＬＥＤストリップ８０は、例えばそのために設けたブラケットを介して、マニピュレータ１の構造上の位置に固定可能である。当然、例えばモジュールの構造４０上への取付のように、その他取付構成も考えられる。上述のように、発光部８０は、カバー２０の外側にも取り付けてもよい。当然、複数の側から光信号が確実に視認可能となるように、保複数の発光部８０を、マニピュレータの異なる複数の部位に取り付けることも可能である。
【０１３３】
光学信号構成に関して説明し、ロボットについて例示したことは、図１０、１１、１２、１３、１４の装置等のその他自動装置でも実施されてもよい。
【０１３４】
図１５、１６、１７は、例えば、図１から９を参照して説明した種類のロボットに設置された、本発明に係るセンサ付きカバーによる、いくつかの考えられる検出状態を概略的に示す。これら図では、２０で示すカバーは、あくまで概略的に示されている。線ＰＴ１およびＰＴ２は、カバーの近接センサ手段（Ｐ）の、２つの考えられる所定の検出閾値を概略的に示す。２つの閾値は、例えば、それぞれカバーの最外面から約５ｃｍ、および約０．５ｃｍの距離に対応し得る。線ＣＴは、カバーの接触センサ手段（Ｃ）の、トリガ閾値を概略的に示す（上述の閾値ＣＴは、例えば、図６から８の、センサ装置Ｃの切り替えを生じるのに必要な、図６の層６２から６７の変形閾値として理解され得る）。
【０１３５】
図１５は、人間のオペレータ２０が、カバー２０から、閾値ＰＴ１（非限定的な例では５ｃｍ）の範囲内の距離内に存在している場合を示す。上述の検出に応じて、制御部１５は、マニピュレータ１の動きを止めるためのコマンドを発行する。そのような場合、事前に定められた時間内（例えば、２から５秒）に、ユニット１５が（センサ手段Ｃを介して）カバー２０への衝撃を検出しなければ、マニピュレータ１の動きが再開する。距離ＰＴ１の閾値は、例えばロボットの用途の種類に応じて、設定可能であることが好ましい。
【０１３６】
一方、図１６は、人間のオペレータ２０が閾値ＰＴ２の範囲（非限定的な例として０．５ｃｍ内にある）である、カバー２０からのある距離内に存在する、あるいは、実際には、オペレータがカバーの外面をかすめたか、該外面に軽く接触した状態を示している。この検出に応じて、制御部１５は、マニピュレータ１の動きを停止させるコマンドを発行する。さらにこの場合、ある事前に定められた時間内（例えば、２から５秒）に該ユニット１５が（センサ手段Ｃを介して）カバー２０への衝撃を検出しなければ、マニピュレータ１の動きが再開される。閾値または距離ＰＴ２は、カバーの異物との接触または軽い接触という深刻な状況を示すため、変更不能な閾値であることか好ましい。言い換えると、閾値ＰＴ１は、機能的な閾値、即ち、ロボットの用途の種類またはセンサ付きカバーに割り当てる機能に基づいて自由に設定できる閾値と捉えられる。一方、閾値ＰＴ２は、人間のオペレータの安全を保障するよう設計された安全性閾値である。
【０１３７】
最後に、図１７は、カバー２０に衝撃があり、例えば接触センサ手段Ｃ（閾値ＴＣ）の切り替えを引き起こした場合、加えて、明らかに閾値ＰＴ１、ＰＴ２の両方を越えたことによって表される接近を検出した場合を示す。この場合（信号がセンサＰ、Ｃの両方から）、制御部１５はマニピュレータ１の移動を停止する。動作は、例えば、制御部１５に設けられた特定の制御要素（例えば、スタートまたはリセット押しボタン）を操作することによってのみ再開されるものであってもよい。
【０１３８】
前述したように、図１５、１６に対応する状態は、ＬＥＤストリップ８０等の発光装置によって第１の所定の発光形態（例えば、赤色光点滅）で視覚的に信号発信されてもよく、一方、図１５のＣ部に対応する状態は、第２の所定の発光形態（例えば、異なる色の光、または赤色光連続発光）で信号発信されてもよい。上述のように、その他の色および／または発光部８０のスイッチオン／オフの方式は、ロボットのカバーおよび／またはその他の状態を信号通信するために使用されてもよい（例えば、上述の例のように、連続的な青色光で協働状態を示し、断続的な青色光で手動誘導状態を示し、連続的な緑色光で非協働「自動」または「遠隔」動作モードを示し、消灯はない場合は「プログラミング」モードを示す）。
【０１３９】
上記の説明から、本発明の特徴が明らかとなり、同様にその効果も明らかとなる。
【０１４０】
上述のセンサ付きカバーは、モジュール性により、様々な構成を実現できる。したがって、用途の種類に応じて、自動装置の可動構造の実質的に全体、またはその一部のみの検知も可能となり得る。この手法により、カバーモジュールの設置が容易になり、必要であれば取り外しも同様に容易に行える。耐荷重構造の存在によって、用途に応じて個々のモジュールの形状を定めることができる。したがって、センサ付きカバーは多様な自動装置に設けられる得る。各モジュールの耐荷重構造のシェル状という特性によって、カバーシステムの電気／電子部品や自動装置の部品の収納に有用で、さらに換気の目的にも利用可能な空間を画定することができる。
【０１４１】
カバーの複数のモジュールの少なくとも一部に組み込まれたセンサ手段の存在によって、カバー自体に対する異物の接触および／または接近の検出が可能になり、さらに、カバーのどの領域に異物が接触しているか、または異物が接近しているかを特定することが可能になり、これにより必要となる対策措置の実行が制御可能となり得る。センサ手段、特に接触センサ手段は、簡単な構造と構成を呈し、高信頼性と介入の再現性および精度を保証しながらも、特別な較正を必要としない。さらに、１または複数の弾力性のある層の存在によってパッシブセーフティの機能が保証される。これらの層は衝撃を吸収し、衝撃による被害を防止または抑制できる。
【０１４２】
信号構成の存在によって、簡単で直感的な方法によって、センサ付きカバーの動作状態または条件に関する情報（接触または衝突の種類を検出することを含む）、さらに場合によっては、カバー自体が取り付けられる自動装置の動作状態に関する情報を供給することが可能になる。
【０１４３】
当業者であれば、例として説明されたセンサ付きカバーおよび自動装置に対して、後続の請求項に定義された本発明の範囲から逸脱することなく数々の変形例に想達しうることは明らかである。
【０１４４】
本発明は、寸法および荷重の異なる産業用ロボットに適用されてもよく、したがって、計量荷重用のロボット（例えば、わずか数キログラム）、重量荷重用のロボット（例えば、数百キログラム）、さらに本明細書に記載の関節ロボットとは異なる種類のロボット（例えば、デカルト構成、円筒状構成、極性構成、または水平多関節（ＳＣAＲＡ）構成のロボットに適用されてもよい。
【０１４５】
上述の１または複数のパッシブ層、例えばクッション層６０および／または６４は、互いに積み重ねられ、例えば接着によって互いに対して固定された複数の材料層によって構成されてよい。
【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８ａ）】
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【図８ｂ）】
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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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【国際調査報告】
2021500239.tif 000021
2021500239.tif 000022
2021500239.tif 000023