(57)【要約】【課題】  専門知識のない人や聴覚障害のある人でも、装置の状態を容易に認識でき、安全に空間を共有できるロボット装置を提供する。【解決手段】  本発明の状態提示機能付ロボット装置は、胴部１に設けられ物体を把持するマニプレータ部と、センサ部７と、予め記憶された音データや音合成によって人間に音で状態を通知する発音部８と、各部の動作を制御する制御部４とを備え人間と作業空間を共有して作業するもので、胴部およびマニプレータ部の表面を覆う装置カバー部２と、装置カバー部の表面に設けられた温度変色部材５とを備え、温度変色部材の変色およびセンサ部の入力情報に基づく発音部の発声により装置の状態を提示するものである。【選択図】    図１
2007050479.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
胴部と、前記胴部に設けられ物体を把持するマニプレータ部と、センサ部と、予め記憶された音データや音合成によって人間に音で状態を通知する発音部と、前記各部の動作を制御する制御部とを備え人間と作業空間を共有して作業するロボット装置において、
前記胴部および前記マニプレータ部の表面を覆う装置カバー部と、前記装置カバー部の表面に設けられた温度変色部材とを備え、前記温度変色部材の変色および前記センサ部の入力情報に基づく前記発音部の発声により装置の状態を提示することを特徴とする状態提示機能付ロボット装置。
【請求項２】
前記センサ部は各部に配置した温度センサとし、前記胴部および前記マニプレータ部の温度上昇により前記温度変色部材を変色させるとともに過熱温度を検出時には前記発音部から過熱情報を発声させることを特徴とする請求項１記載の状態提示機能付ロボット装置。
【請求項３】
前記センサ部は光センサとし、かつ前記胴部または前記マニプレータ部に加熱手段を配置し、前記光センサからの入力情報に応じて前記加熱手段に電流を通じて加熱し、前記温度変色部材を変色させるとともに前記発音部から光度情報を発声させることを特徴とする請求項１記載の状態提示機能付ロボット装置。
【請求項４】
前記センサ部は各部に配置した応力センサとし、かつ前記胴部または前記マニプレータ部に加熱手段を配置し、前記応力センサが設定出力を超えた場合に前記加熱手段に電流を通じて加熱し前記温度変色部材を変色させるとともに前記発音部から過負荷情報を発声させることを特徴とする請求項１記載の状態提示機能付ロボット装置。
【請求項５】
前記センサ部は各部に配置した音声センサとし、かつ前記胴部または前記マニプレータ部に加熱手段を配置し、前記音声センサからの入力情報に応じて前記加熱手段に電流を通じて加熱し前記温度変色部材を変色させるとともに前記発音部から入力された音に応じた音を発声させることを特徴とする請求項１記載の状態提示機能付ロボット装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人間と作業空間を共有するロボット装置の内部温度、応力、外部因子などを提示し監視する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、人間と作業空間を共有する装置の例として、マニピュレータと各種のセンサを備えたものにより対象物を移動させる運搬装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
これは、対象物を把持するマニピュレータを人が操作することにより人の動きに追従するように制御され、対象物の運搬を人と強調して行うものである。この装置を制御するため、位置センサ、力覚センサ、速度センサ、温度センサその他のセンサの組み合わせが用いられている。
【特許文献１】特開２００５−１５４１０１号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、従来のロボット装置では、聴覚に障害のある人は内部温度や過負荷など装置の異常状態を認知できないという問題があった。また、複数のセンサを取り付け、センサでの計測値を読込み、異常を判断する場合は計測された内部温度から視覚的に内部温度異常を判断する事が難しく、表示手段を取り付けた場合には装置が大きくなり、装置を小型化したい場合の支障になるという問題もあった。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、内部の温度や作用する力または光などを音および色で提示することにより、専門知識のない人や聴覚障害のある人でも、装置の状態を容易に認識でき、安全に空間を共有できるロボット装置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】
【０００４】
上記問題を解決するため、本発明は次のように構成したものである。
請求項１に記載の発明は、胴部と、前記胴部に設けられ物体を把持するマニプレータ部と、センサ部と、予め記憶された音データや音合成によって人間に音で状態を通知する発音部と、前記各部の動作を制御する制御部とを備え人間と作業空間を共有して作業するロボット装置において、前記胴部および前記マニプレータ部の表面を覆う装置カバー部と、前記装置カバー部の表面に設けられた温度変色部材とを備え、前記温度変色部材の変色および前記センサ部の入力情報に基づく前記発音部の発声により装置の状態を提示するものである。
請求項２に記載の発明は、前記センサ部は各部に配置した温度センサとし、前記胴部および前記マニプレータ部の温度上昇により前記温度変色部材を変色させるとともに過熱温度を検出時には前記発音部から過熱情報を発声させるものである。
請求項３に記載の発明は、前記センサ部は光センサとし、かつ前記胴部または前記マニプレータ部に加熱手段を配置し、前記光センサからの入力情報に応じて前記加熱手段に電流を通じて加熱し、前記温度変色部材を変色させるとともに前記発音部から光度情報を発声させるものである。
請求項４に記載の発明は、前記センサ部は各部に配置した応力センサとし、かつ前記胴部または前記マニプレータ部に加熱手段を配置し、前記応力センサが設定出力を超えた場合に前記加熱手段に電流を通じて加熱し前記温度変色部材を変色させるとともに前記発音部から過負荷情報を発声させるものである。
請求項５に記載の発明は、前記センサ部は各部に配置した音声センサとし、かつ前記胴部または前記マニプレータ部に加熱手段を配置し、前記音声センサからの入力情報に応じて前記加熱手段に電流を通じて加熱し前記温度変色部材を変色させるとともに前記発音部から入力された音に応じた音を発声させるものである。
【発明の効果】
【０００５】
請求項１、２に記載の発明によると、表面を温度変色部材とする事で新たなセンサを配置せずに装置内部の温度を装置表面の温度を把握することで知る事ができる。また、装置カバー部の変色と音により、専門知識のない人間でも、装置の温度を視覚から判断できる。さらに、一定のデザインである装置のカラーリングに変化を持たす事ができ、見ている人間が飽きる事が少なくなる。そして、音だけでなく視覚からも状態を察知する事ができ、新たなセンサを配置しなくても、聴覚に障害のある人とも安全に空間を共有できる。
請求項３、４、５に記載の発明によると、表面の変色で状態を表現するので、温度以外の状態に専門知識がない人間にわかるように提示することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明の具体的実施例を図に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００７】
図１は、本発明の実施例１を示す状態提示機能付ロボット装置の斜視図である。
図において、１は胴部、２は装置カバー部、４は制御部、５は温度変色部材、７は温度センサ、８はスピーカーである。
制御部４は、ロボット装置を駆動させるモータ(図示せず)へ供給する電力を制御し、ロボット装置の双腕が駆動され、人間と同じ空間での作業を行わせるものである。装置カバー部２は、ロボット装置の表面を構成しており、その表面に温度変色部材５が塗布されている。温度変色部材５は温度変化によって変色するが、種々の温度のものを選べるようになっている。また、温度センサ７が装置カバー部２の内側各部に配置されている。なお、装置カバー２は、温度変色部材５その物でも良い。
つぎに、本実施例の動作について図２を用いて説明する。
図２は本発明の処理手順を示すフローチャートである。
ロボット装置の内部にある図示しないモータやセンサ、基板などが発熱し、内部温度が上昇する。そうすると、ステップ１では、装置カバー部２の温度変色部材が反応し、ロボット装置の表面の色が内部温度に応じた色に変色する。なお、内部温度が異常と判断された場合は特定の色に変色しても良い。
ステップ２では、ロボット装置の表面に配置された温度センサ７により計測された内部温度上昇に伴うロボット装置の表面温度が計測され制御部４に入力される。制御部４は、予め設定した閾値を超える温度が計測されると、制御部４に予め記憶された音データや音合成によってその温度に応じた音をスピーカー８から発音し状態提示を行う。
このように、装置カバー部２の表面に温度変色部材を設けることにより、新たなセンサを配置せずに装置内部の温度を装置表面の色の変化によって把握できる。また、専門知識のない人間でも、装置カバー部２の変色とスピーカー８からの音により、装置の温度を視聴覚で判断できる。さらに、一定のデザインである装置のカラーリングに変化を持たす事ができ、見ている人間が飽きる事が少なくなる。そして、音だけでなく視覚からも状態を察知する事ができ、新たなセンサを配置しなくても、聴覚に障害のある人でもロボット装置の状態を把握することができる。
なお、本実施例では双腕のロボット装置について述べたが、これに限られるものではなく、人間と作業空間を共有する装置、例えば医療・福祉機器、掃除機や電子レンジなどの家庭内サービス装置を含めた装置でも同様の効果が得られる。また、温度変色部材は、例えば一般的な金属への可逆性示温インクの塗布などでも良い。
【実施例２】
【０００８】
図３は、本発明の実施例２を示すフローチャートである。
ステップ１では、ロボット装置への外部からの入力情報が温度（気温など）の場合は、その温度によって装置カバー部２の温度変色部材５が反応して変色する。
ステップ３では、外部からの入力情報が光の場合は、図示しない光度検出センサにて光度を検出して制御部４に入力される。そして、制御部４は図４に示す加熱手段6の通電性発熱体などの発熱装置へ流す電力を調整することにより、光度に応じた表情として装置カバー部２の温度変色部材を変色させる。
このように、外部からの入力情報に応じて制御部４が図示しない通電性発熱体へ流す電力を計測された光度に応じて調整することで発熱する温度を制御することにより、獲得された光度に応じた表情として装置カバー部２の温度変色部材を変色させる。すなわち、受動的に発生する温度上昇による変色以外に外部からの入力情報に応じて能動的に表面を変色させ、表面の変色で感情表現をすることができる。
【実施例３】
【０００９】
図４は本発明の実施例３を示す状態提示機能付ロボット装置の斜視図である。
図において、６は加熱手段、９はハンド部、１０はアーム部、１１は指先部力センサ、１２は腕部力センサ、１３は胴部圧力センサである。なお、その他の符号は実施例1と同じである。
【００１０】
つぎに、本実施例の動作について図５を用いて説明する。
図５は、本発明の実施例３の処理手順を示すフローチャートである。
ステップ４のロボット装置がハンド部９を備え、ハンド部９の指先に指先部力センサ１１が備わっている場合には、ハンド部９の指先が過負荷状態であると指先部力センサ１１からの計測値で制御部４が判断すると、「指先に過大な力がかかっています」と発話し、周囲の人間に対して注意を促す。発話と同時に、加熱手段６である通電性発熱体などの発熱装置へ流す電力を制御部４が調整することにより、指先への負荷に応じた表情として装置カバー部２の温度変色部材を変色させる。
このように、実施例２と同じく、外部からの入力情報に応じて制御部４が通電性発熱体へ流す電力を計測された力に応じて調整することで、発熱する温度を制御し、獲得された力に応じて装置カバー部２の温度変色部材を変色させる。
ステップ５のロボット装置がアーム部９を備え、アーム部９に腕部力センサ１２が備わっている場合には、アーム部９に物体の接触があると腕部力センサ１２からの計測値で制御部４が判断すると、「腕に何かぶつかっています」と発話し、周囲の人間に対して注意を促す。同時に加熱手段に通電し、力の程度に応じて表面を変色させ注意を促す。
ステップ６のロボット装置が、胴部１を備え、胴部１に胴部圧力センサ１３が備わっている場合には、胴部１に物体の接触があると胴部圧力センサ１３からの計測値で制御部４が判断すると、「胴に何かぶつかっています」と発話し、周囲の人間に対して注意を促す。
このような方法を取ることで、温度以外の状態も専門知識がない人間にわかるように提示することができる。同時に加熱手段に通電し、力の程度に応じて表面を変色させ注意を促す。
なお、本実施例では応力センサとして力センサと圧力センサを用いたが、これに限らずトルクを検出するトルクセンサや触覚センサなど種々のセンサを用いてもよい。
【実施例４】
【００１１】
図６は、本発明の実施例４を示すフローチャートである。
ステップ１では、ロボット装置への外部からの入力情報が温度（気温など）の場合は、その温度によって装置カバー部２の温度変色部材５が反応して変色する。
ステップ７では、外部からの入力情報が音の場合は、図示しない音声センサ(例えばマイク)にて音を検出して制御部４に入力される。そして、制御部４は図４に示す加熱手段6の通電性発熱体などの発熱装置へ流す電力を調整することにより、音に応じた表情として装置カバー部２の温度変色部材を変色させる。
このように、外部からの入力情報に応じて制御部４が図示しない通電性発熱体へ流す電力を計測された音に応じて調整することで発熱する温度を制御することにより、獲得された音に応じた表情として装置カバー部２の温度変色部材を変色させる。すなわち、受動的に発生する温度上昇による変色以外に外部からの入力情報に応じて能動的に表面を変色させ、表面の変色で感情表現をすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００１２】
装置の温度変化を表面の変色による監視と音による状態提示という手順をとるため専門知識のない人間でも装置の状態を把握できて、人間と共存・協調して働く装置の安全性と親和性の確保という用途にも適用できる。例えば、医療・福祉機器、掃除機や電子レンジなどの家庭内サービス装置を含めた装置などである。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施例１を示すロボット装置の斜視図である。
【図２】本発明の実施例１の処理手順を示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施例２の処理手順を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施例３を示すロボット装置の斜視図である。
【図５】本発明の実施例３の処理手順を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施例４の処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００１４】
１  胴部
２  装置カバー部
４  制御部
５  温度変色部材
６  加熱手段
７  温度センサ
８  スピーカー
９  ハンド部
１０  アーム部
１１  指先部力センサ
１２  腕部力センサ
１３  胴部圧力センサ
【図１】
2007050479.tif 000003
【図２】
2007050479.tif 000004
【図３】
2007050479.tif 000005
【図４】
2007050479.tif 000006
【図５】
2007050479.tif 000007
【図６】
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