(57)【要約】【課題】挟み込み発生時の損傷を低減する。【解決手段】トルク制限機構は、回転駆動軸の回転力を被駆動軸に伝達可能なトルク制限機構であって、回転駆動軸と被駆動軸との間に伝達される回転力の上限値を調整する調整部と、伝達される回転力を検出する検出部と、調整部が調整する上限値を設定するとともに、検出部が検出する回転力と設定されている上限値とに基づいて、上限値の設定を変更する制御部とを備える。【選択図】図１
2013163223.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転駆動軸の回転力を被駆動軸に伝達可能なトルク制限機構であって、
前記回転駆動軸と前記被駆動軸との間に伝達される前記回転力の上限値を調整する調整部と、
前記伝達される回転力を検出する検出部と、
前記調整部が調整する前記上限値を設定するとともに、前記検出部が検出する前記回転力と設定されている前記上限値とに基づいて、前記上限値の設定を変更する制御部と、
を備えることを特徴とするトルク制限機構。
【請求項２】
前記制御部は、
前記検出部が検出する前記回転力が、設定されている前記上限値を超えている場合には、前記上限値を低減させるように前記上限値の設定を変更する
ことを特徴とする請求項１に記載のトルク制限機構。
【請求項３】
前記回転駆動軸と前記被駆動軸との間の相対的なすべりを検出するすべり検出部
を備え、
前記制御部は、
前記検出部が検出する前記回転力と、設定されている前記上限値と、前記すべり検出部によるすべりの検出結果とに基づいて、前記上限値の設定を変更する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のトルク制限機構。
【請求項４】
前記制御部は、
前記検出部が検出する前記回転力が、設定されている前記上限値を超えている場合、かつ前記すべり検出部が前記相対的なすべりを検出していない場合には、前記上限値を低減させるように前記上限値の設定を変更する
ことを特徴とする請求項３に記載のトルク制限機構。
【請求項５】
前記制御部は、
前記上限値を低減させるように前記上限値の設定を変更している間において、かつ前記すべり検出部が前記相対的なすべりを検出した場合には、前記相対的なすべりを検出した時の前記上限値の設定を保持する
ことを特徴とする請求項４に記載のトルク制限機構。
【請求項６】
前記制御部は、
前記検出部が検出する前記回転力が、設定されている前記上限値を超えていない場合、かつ前記すべり検出部が前記相対的なすべりを検出している場合には、前記上限値を増加させるように前記上限値の設定を変更する
ことを特徴とする請求項３から請求項５のいずれか一項に記載のトルク制限機構。
【請求項７】
前記制御部は、
前記上限値を低減させるように前記上限値の設定を変更している場合、かつ前記すべり検出部が前記相対的なすべりを検出していない場合には、前記回転駆動軸の回転力を増加させる指令値を、前記指令値に基づいた回転力によって前記回転駆動軸を回転させる駆動部に出力する
ことを特徴とする請求項３から請求項６のいずれか一項に記載のトルク制限機構。
【請求項８】
前記制御部は、
前記駆動部に前記回転力を増加させる前記指令値を出力した場合、かつ前記すべり検出部が前記相対的なすべりを検出している場合には、前記駆動部に前記回転駆動軸の回転力を低減させる指令値を出力する
ことを特徴とする請求項７に記載のトルク制限機構。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれか一項に記載のトルク制限機構と
前記制御部が出力する指令値に基づいた回転力によって前記回転駆動軸を回転させる駆動部と、
を備える駆動装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項８のいずれか一項に記載のトルク制限機構を備えるロボット装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トルク制限機構、駆動装置及びロボット装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えば工業分野に限られず、医療や福祉などの広い産業分野において、作業者の負担軽減等を目的として、ロボット装置が用いられている。このようなロボット装置は、例えば、関節部を介して複数の腕部が接続される構成になっている（例えば、特許文献１参照）。このようなロボット装置において、ロボット装置周囲の人や物が腕部に挟み込まれた場合に駆動トルクを低減して、挟み込まれた人や物及びロボット装置の損傷を低減する構成が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１８８５３５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、上述のようなロボット装置は、例えば、人や物への衝突を検出した後或いは人や物の挟み込みを検出した後などに駆動トルクを低減するための動作を行う場合、衝突発生や挟み込み発生から駆動トルクの低減までに時間がかかり、衝突時や挟み込み発生時等における人や物などの周囲の作業環境への損傷を低減することが難しいという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、その目的は、例えば衝突時や挟み込み発生時の損傷を低減することができるトルク制限装置、駆動装置及びロボット装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一実施形態は、回転駆動軸の回転力を被駆動軸に伝達可能なトルク制限機構であって、前記回転駆動軸と前記被駆動軸との間に伝達される前記回転力の上限値を調整する調整部と、前記伝達される回転力を検出する検出部と、前記調整部が調整する前記上限値を設定するとともに、前記検出部が検出する前記回転力と設定されている前記上限値とに基づいて、前記上限値の設定を変更する制御部とを備えることを特徴とするトルク制限機構である。
【０００７】
また、本発明の一実施形態は、上記のトルク制限機構と、前記制御部が出力する指令値に基づいた回転力によって前記回転駆動軸を回転させる駆動部とを備える駆動装置である。
【０００８】
また、本発明の一実施形態は、上記のトルク制限機構を備えるロボット装置である。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、衝突時や挟み込み発生時等における人や物などの周囲の作業環境への損傷などを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る駆動装置の構成の一例を示す構成図である。
【図２】本実施形態におけるトルク制限機構の構成の一例を示す断面図である
【図３】本実施形態における回転力の伝達経路の一例を示す断面図である。
【図４】本実施形態におけるオイラーの原理に基づく摩擦係数μを変化させたときの有効巻き付き角θと係数部分の値との関係の一例を示すグラフである。
【図５】本実施形態における制御部が駆動装置を制御する構成の一例を示す構成図である。
【図６】本実施形態における相対的なすべりの上限値の変化の一例を示すグラフである。
【図７】本実施形態における制御部の動作の一例を示すフローチャートである。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る駆動装置の構成の一例を示す構成図である。
【図９】本実施形態における相対的なすべりの上限値の増減の一例を示すグラフである。
【図１０】本実施形態におけるすべり検出結果に基づいて動作する制御部の動作の一例を示すフローチャートである。
【図１１】本実施形態における検出部を備えていないトルク制限機構の構成の一例を示す図である。
【図１２】本発明の第３の実施形態に係るロボット装置の構成の一例を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［第１の実施形態]
以下、図面を参照して、本発明の第１の実施形態を説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係るトルク制限機構１２０及び駆動装置１００を備えるロボット装置２００の構成の一例を示す構成図である。
【００１２】
本実施形態のロボット装置２００は、固定部１０と、可動部２０（被駆動部）と、駆動装置１００と、上位装置８０とを備えている。
固定部１０は、駆動装置１００及び可動部２０を支持する支持部材であり、例えば、床に固定されている。
可動部２０（被駆動部）は、例えば、ロボット装置２００の腕（アーム）部分であり、例えば、固定部１０に対して移動（例えば、回転移動）される。固定部１０と可動部２０とは、連結部３０において、移動可能（例えば、回転可能）に連結されている。
連結部３０は、固定部１０と可動部２０とを連結しており、この駆動装置１００を備えている。
駆動装置１００は、駆動部１５０と、トルク制限機構１２０とを備えており、固定部１０に固定され、可動部２０（被駆動部）を移動（例えば、回転移動）させる。
【００１３】
本実施形態において上位装置８０は、例えば、ロボット装置２００の制御用コンピュータである。この上位装置８０は、駆動ドライバを備えており、駆動装置１００の駆動部１５０に対して、可動部２０（被駆動部）を移動（例えば、回転移動）させる回転力の指令値に応じた、駆動部１５０を駆動する駆動電流（例えば、駆動電流ＩＴ）を出力する。
駆動部１５０は、上位装置８０が出力する駆動電流ＩＴに応じた回転力によって回転駆動軸１１を回転させる。本実施形態の駆動部１５０は、例えば、固定部１０の第３軸受部１２ｃに取り付けられ、上位装置８０から供給される駆動電流ＩＴに応じた回転力によって回転駆動軸１１を回転させる。
回転駆動軸１１は、例えば、駆動部１５０によって発生された回転力を出力する駆動部１５０の回転出力軸である。また、回転駆動軸１１は、拡径部１１ａを備えており、固定部１０の第１軸受部１２ａ及び第２軸受部１２ｂと、可動部２０の第４軸受部２２ａ及び第５軸受部２２ｂと、被駆動軸２１とを貫通している。
【００１４】
トルク制限機構１２０は、調整部１２１と、検出部１２２とを備えており、回転駆動軸１１の回転力を被駆動軸２１に伝達可能である。
検出部１２２は、例えば、トルクセンサを備えており、回転駆動軸１１と被駆動軸２１との間に伝達される回転力を検出する。
被駆動軸２１は、回転駆動軸１１から伝達された回転力によって回転する回転軸である。本実施形態の被駆動軸２１は、例えば、可動部２０の第５軸受部２２ｂに接続されており、第５軸受部２２ｂとともに回転する。つまり、可動部２０は、被駆動軸２１が回転することによって、被駆動軸２１を中心にして回転する。
【００１５】
調整部１２１は、駆動素子１３１と、伝達部１３０とを備えており、回転駆動軸１１と被駆動軸２１との間に伝達される回転力の上限値（許容値）を調整する。
駆動素子１３１は、一端が可動部２０に接続され、他端が伝達部１３０の一端に接続されており、制御部１２３から出力される制御信号に基づき変形することによって伝達部１３０の張力を変化させて、回転駆動軸１１及び被駆動軸２１に対する伝達部１３０のグリップ力を変化させる。
伝達部１３０は、回転駆動軸１１の拡径部１１ａと被駆動軸２１とに対して接触可能にされて（例えば、巻きかけられて）おり、例えば張力（すなわち、伝達部１３０のグリップ力）に対応する許容値によって回転駆動軸１１の回転力を被駆動軸２１に伝達する。つまり、回転駆動軸１１の拡径部１１ａから被駆動軸２１に伝達されるトルクの許容値は、トルク制限機構１２０が備える伝達部１３０のグリップ力によって設定される。
【００１６】
制御部１２３は、後述する上位装置８０から供給される回転力指令値を駆動部１５０に出力する。また、制御部１２３は、調整部１２１が調整する上限値を可動部２０の負荷及び加速度に応じて設定するとともに、検出部１２２が検出する回転力と設定されている上限値とに基づいて、上限値の設定を変更する。制御部１２３は、上記の上限値に基づく制御信号を調整部１２１に出力する。
【００１７】
次に、図２を参照して、トルク制限機構１２０が備える調整部１２１としての駆動素子１３１と伝達部１３０との詳細な構成について説明する。
図２は、トルク制限機構１２０の構成を示す断面図である。
伝達部１３０は、その端部（第１端部１３０ａ、第２端部１３０ｂ）が、拡径部１１ａ及び被駆動軸２１の周方向の基準位置Ｐを挟むように所定の隙間を空けて対向して配置されている。また、伝達部１３０の形状は、例えば、帯状又は線状などである。
【００１８】
拡径部１１ａと被駆動軸２１とは、例えば、同一の径を有しているため、拡径部１１ａの外周面と被駆動軸２１の外周面との間では段差が発生することが無い。このため、伝達部１３０と拡径部１１ａとの間、及び、伝達部１３０と被駆動軸２１との間には、ほぼ同一のグリップ力が発生することになる。
【００１９】
駆動素子１３１（本実施形態においては、第１駆動素子１３１−１及び第２駆動素子１３１−２）は、伝達部１３０と拡径部１１ａ及び被駆動軸２１との間の接触状態を調整する。第１駆動素子１３１−１及び第２駆動素子１３１−２としては、例えば電歪素子（例、ピエゾ素子）や磁歪素子などの電気機械変換素子が用いられている。例えば、第１駆動素子１３１−１及び第２駆動素子１３１−２は、駆動電圧が供給されることにより、一方向に伸縮する構成である。
【００２０】
第１駆動素子１３１−１は、伸縮方向の一方の端部が伝達部１３０の第１端部１３０ａに接続されている。また、第１駆動素子１３１−１の他方の端部は、可動部２０の端面から突出した支持部１３４に固定されている。したがって、第１駆動素子１３１−１は、第１端部１３０ａと支持部１３４とで挟まれた構成となっている。第１駆動素子１３１−１のうち第１端部１３０ａとの接続部分には、フレクシャ機構１３２−１が形成されている。
【００２１】
第２駆動素子１３１−２は、伸縮方向の一方の端部が伝達部１３０の第２端部１３０ｂに接続されている。また、第２駆動素子１３１−２の他方の端部は、可動部２０の端面から突出した支持部１３４に固定されている。したがって、第２駆動素子１３１−２は、第２端部１３０ｂと支持部１３４とで挟まれた構成となっている。第２駆動素子１３１−２のうち第２端部１３０ｂとの接続部分には、フレクシャ機構１３２−２が形成されている。
【００２２】
上述したように、制御部１２３は第１駆動素子１３１−１及び第２駆動素子１３１−２に接続されており、当該第１駆動素子１３１−１及び第２駆動素子１３１−２に対して駆動電圧を供給可能になっている。制御部１２３は、第１駆動素子１３１−１及び第２駆動素子１３１−２に印加する駆動電圧の電圧値を変化させることにより、第１駆動素子１３１−１及び第２駆動素子１３１−２の伸縮量を調整する。
【００２３】
例えば、第１駆動素子１３１−１が伸びると、伝達部１３０の第１端部１３０ａが第２端部１３０ｂに近づく方向に移動する。また、第２駆動素子１３１−２が伸びると、伝達部１３０の第２端部１３０ｂが第１端部１３０ａに近づく方向に移動する。このため、伝達部１３０が拡径部１１ａの周面（例、外周面や内周面）及び被駆動軸２１の周面（例、外周面や内周面）に巻きつき、当該伝達部１３０に張力が加わる。第１駆動素子１３１−１が縮むと、第１端部１３０ａが第２端部１３０ｂから離れる方向に移動する。また、第２駆動素子１３１−２が縮むと、第２端部１３０ｂが第１端部１３０ａから離れる方向に移動する。このため、伝達部１３０が拡径部１１ａ及び被駆動軸２１から離れて、伝達部１３０が弛緩する。このように、例えば、伝達部１３０は、駆動素子１３１の駆動（例、伸縮）によって回転駆動軸１１の径方向及び被駆動軸２１の径方向に力（例、伝達部１３０のグリップ力や張力、押圧力）が加えられる。これによって、伝達部１３０と拡径部１１ａとの間、及び伝達部１３０と被駆動軸２１との間で、それぞれ摩擦力が生じる。なお、本実施形態は、例えば、駆動素子１３１を縮ませることによって、伝達部１３０が拡径部１１ａ及び被駆動軸２１に巻きついて、当該伝達部１３０にグリップ力が加わる構成にしてもよい。そして、本実施形態は、駆動素子１３１が伸びることによって、伝達部１３０が拡径部１１ａ及び被駆動軸２１から離れて弛緩する構成にしてもよい。
【００２４】
次に、図３を参照して、駆動部１５０によって発生される回転力が被駆動軸２１に伝達される回転力の伝達経路の一例を説明する。
図３は、本実施形態における回転力の伝達経路の一例を示す断面図である。
まず、駆動部１５０は、所定の回転力を発生させて、発生させた回転力によって回転駆動軸１１を回転させる。この回転駆動軸１１の回転力は、拡径部１１ａと、トルク制限機構１２０の伝達部１３０との間に生じる摩擦力によって、伝達部１３０に伝達される（図３のＴｑ１）。次に、伝達部１３０の回転力は、伝達部１３０と、被駆動軸２１との間に生じる摩擦力によって、被駆動軸２１に伝達される（図３のＴｑ２）。このようにして、駆動部１５０によって発生された回転力は、被駆動軸２１に伝達される。上述したように、駆動部１５０は、固定部１０の第３軸受部１２ｃに固定されており、被駆動軸２１は、可動部２０の第５軸受部２２ｂに固定されている。この回転力によって、可動部２０は、固定部１０を基準にして回転される。
【００２５】
次に、本実施形態に係るトルク制限機構１２０において、回転駆動軸１１（拡径部１１ａ）から被駆動軸２１へ回転力を伝達し、当該被駆動軸２１に回転力を作用させる原理の一例を説明する。被駆動軸２１を駆動させる際には、拡径部１１ａ及び被駆動軸２１に巻き付いた伝達部１３０に張力を生じさせて、当該張力によって生じるグリップ力によって拡径部１１ａと被駆動軸２１とを連結する。拡径部１１ａと被駆動軸２１とが伝達部１３０によって連結されることで、回転駆動軸１１から被駆動軸２１へと回転力が伝達可能となる。
【００２６】
オイラーの摩擦ベルト理論により、回転駆動軸１１（拡径部１１ａ）及び被駆動軸２１に巻き付いた伝達部１３０の第１端部１３０ａ側の張力（Ｔ１）及び第２端部１３０ｂ側の張力（Ｔ２）が下記（式１）を満たすとき、伝達部１３０と拡径部１１ａとの間、伝達部１３０と被駆動軸２１との間で、それぞれ摩擦力が生じ、伝達部１３０が拡径部１１ａの外周面及び被駆動軸２１の外周面に対してすべりを生じることの無い状態（接触状態）となる。なお、本実施形態では、伝達部１３０が短手方向に等しい寸法ずつ拡径部１１ａ及び被駆動軸２１に掛けられているため、生じる摩擦力の大きさは、伝達部１３０と拡径部１１ａとの間、及び、伝達部１３０と被駆動軸２１との間で、ほぼ等しくなる。
【００２７】
伝達部１３０は、拡径部１１ａ及び被駆動軸２１に対して接触状態となったときに、摩擦力によって回転駆動軸１１及び被駆動軸２１と共に移動する。この移動により、回転駆動軸１１から被駆動軸２１に回転力が伝達される。ただし、（式１）において、μは伝達部１３０と拡径部１１ａ及び被駆動軸２１との間の摩擦係数であり、θは伝達部１３０の有効巻き付き角（接触角度）である。有効巻き付け角θについては、拡径部１１ａの外周面及び被駆動軸２１の外周面のうち伝達部１３０に対して接触状態となりうる部分の範囲である。
【００２８】
【数１】
2013163223.tif 000003
【００２９】
このとき、回転力の伝達に寄与する張力は、（Ｔ１−Ｔ２）によって表される。上記（式１）に基づいて張力（Ｔ１−Ｔ２）を求めると、（式２）のようになる。
【００３０】
【数２】
2013163223.tif 000004
【００３１】
上記（式２）より、回転駆動軸１１から被駆動軸２１に伝達される回転力は、例えば第１駆動素子１３１−１の伸縮によって伝達部１３０に生じる張力Ｔ１によって一意に決定されることがわかる。（式２）の右辺の張力Ｔ１の係数部分は、伝達部１３０と拡径部１１ａ及び被駆動軸２１との間における摩擦係数μ、及び、伝達部１３０の有効巻き付き角θにそれぞれ依存する。
【００３２】
図４は、オイラーの原理に基づく摩擦係数μを変化させたときの有効巻き付き角θと係数部分の値との関係を示すグラフである。グラフの横軸は有効巻き付き角θを示しており、グラフの縦軸は係数部分の値を示している。図４に示すように、例えば摩擦係数μが０．３の場合には、有効巻き付き角θが３００°以上のときに係数部分の値が０．８以上となっている。
【００３３】
このことから、摩擦係数μが０．３の場合には、有効巻き付き角θを３００°以上とすることにより、第１駆動素子１３１−１による張力Ｔ１の８０％以上の力が被駆動軸２１の回転力に寄与することがわかる。この巻き付き角の他（例、１８０°、２７０°、３６０°、３６０°以上）、図４のグラフから、例えば伝達部１３０と、拡径部１１ａ及び被駆動軸２１との間の摩擦係数を大きくするほど、係数部分の値が大きくなることが推定される。このように、回転駆動軸１１から被駆動軸２１に伝達される回転力の上限値（許容値）の大きさは第１駆動素子１３１−１による張力Ｔ１によって一意に決定されることになる。したがって、本実施形態におけるトルク制限機構又は制御部は、回転駆動軸１１（拡径部１１ａ）及び被駆動軸２１に対する伝達部１３０のグリップ力を緩めること及び締め付けることによって上記回転力の上限値を変更可能である。
【００３４】
次に、本実施形態の制御部１２３が駆動装置１００を制御する構成について説明する。
図５は、本実施形態の制御部１２３が駆動装置１００を制御する構成の一例を示す構成図である。
本実施形態において上位装置８０は、例えば、ロボット装置２００の制御用コンピュータであり、制御部１２３に対して、回転駆動軸１１を回転させる駆動部１５０の回転力の指令値である回転力指令値（例えば、回転力指令値ＣＴ）を出力する。なお、この指令値は、回転駆動軸１１の回転位置の指令値や、回転駆動軸１１の回転速度の指令値であってもよい。
【００３５】
制御部１２３は、上位装置８０に接続されており、上位装置８０が出力する、回転力指令値ＣＴを取得する。また、制御部１２３は、上位装置８０から取得した駆動部１５０の回転力指令値ＣＴに応じた、駆動部１５０を駆動する駆動電流（例えば、駆動電流ＩＴ）を駆動部１５０に出力する。また、制御部１２３は、回転駆動軸１１の回転力を被駆動軸２１に伝達可能なトルク制限機構１２０が有する調整部１２１が調整する回転力の上限値を設定する。また、制御部１２３は、検出部１２２が検出する被駆動軸２１の回転力（例えば、回転駆動軸１１から被駆動軸２１に伝達された回転力）と設定されている上限値とに基づいて、上限値の設定を変更する。
【００３６】
本実施形態の制御部１２３は、例えば、モータドライバ１２３ａと、クラッチ制御部１２３ｂと、回転力検出部１２３ｃとを備えている。この、モータドライバ１２３ａは、上位装置８０から取得した駆動部１５０の回転力指令値ＣＴに応じて、駆動部１５０を駆動する駆動電流ＩＴを生成し、生成した駆動電流ＩＴを駆動部１５０に出力する。また、クラッチ制御部１２３ｂは、トルク制限機構１２０が有する調整部１２１に接続されており、回転力の上限値を、第１駆動素子１３１−１及び第２駆動素子１３１−２に印加して設定する設定電圧（例えば、設定電圧ＶＳ）を調整部１２１に出力する。また、回転力検出部１２３ｃは、検出部１２２に接続されており、検出部１２２が検出する被駆動軸２１の回転力を示す回転力情報（例えば、回転力情報ＤＴ）を取得する。そして、制御部１２３は、回転力の上限値を設定して、設定した上限値に応じた設定電圧ＶＳを、クラッチ制御部１２３ｂを介して調整部１２１に出力する。また、制御部１２３は、検出部１２２が検出する被駆動軸２１の回転力を示す回転力情報ＤＴを回転力検出部１２３ｃを介して取得し、取得した回転力情報ＤＴと設定されている上限値とに基づいて、上限値の設定を変更する。
【００３７】
上述したように検出部１２２は、例えば、トルクセンサを備えており、回転駆動軸１１と被駆動軸２１との間において伝達される回転力を検出する。制御部１２３は、トルク制限機構１２０に設定した上限値と検出部１２２から取得した回転力とを比較することにより、トルク制限機構１２０においてすべりが発生すべき状況において、すべりが発生していないことを判定することができる。ここで、トルク制限機構１２０のすべりとは、例えば、回転駆動軸１１の回転数と被駆動軸２１の回転数とが一致していない状態である。このトルク制限機構１２０のすべりは、例えば、トルク制限機構１２０に設定されている上限値を超える回転力を回転駆動軸１１及び被駆動軸２１間において伝達しようとした場合に発生する。
【００３８】
例えば、トルク制限機構１２０は、伝達する回転力の大きさが、設定されている上限値を超えている場合には、伝達する回転力の大きさが上限値を超えないようにすべりを発生させる。また、検出部１２２は、すべりが発生した場合における回転力（つまり、上限値の回転力）を取得する。また、制御部１２３は、トルク制限機構１２０に設定した上限値よりも、検出部１２２から取得した回転力が大きい場合には、すべりが発生すべき状況において、すべりが発生していないと判定することができる。ここで、例えば、次に示すような原因によって、すべりが発生すべき状況においても、すべりが発生しない場合が生じる。
【００３９】
例えば、トルク制限機構１２０は、伝達部１３０、拡径部１１ａ及び被駆動軸２１などの表面状態の変化、表面への油の付着、湿気の影響などの原因により、上述した摩擦力が変化することがある。トルク制限機構１２０は、例えば、これらの原因によって伝達部１３０と、拡径部１１ａ又は被駆動軸２１とが固着して、伝達する回転力の大きさが設定された上限値を超えても、すべりが発生しないことがある。つまり、トルク制限機構１２０は、すべりが発生すべき状況において、すべりが発生しないことがある。
そこで、制御部１２３は、すべりが発生すべき状況において、すべりが発生していないと判定した場合には、すべりが発生するようにトルク制限機構１２０に設定されている上限値を低減させる。すなわち、制御部１２３は、検出部１２２が検出する回転力が、設定されている上限値を超えている場合には、上限値を低減させるように上限値の設定を変更する。このようにして、トルク制限機構１２０は、回転駆動軸１１と被駆動軸２１との間に伝達される回転力の上限値を調整して、すべりを発生させる。本実施形態の制御部１２３は、例えば、図６に示すようにトルク制限機構１２０に設定されている上限値を低減させる。
【００４０】
図６は、本実施形態における相対的なすべりの上限値の変化の一例を示すグラフである。
本実施形態において、回転駆動軸１１と被駆動軸２１との間に伝達される回転力の上限値は、例えば、図６に示す波形ＷＳのように設定されている。例えば、上限値は被駆動軸２１が駆動される状態（例えば、被駆動軸２１に加わる負荷トルクの変化）に応じて設定されている。一例として、上限値は、図６の時刻ｔ０からｔ１において波形ＷＳ１に示すに設定されている。図６の時刻ｔ１からｔ８においても同様に、上限値は波形ＷＳ２からＷＳ８に示すように、それぞれ設定されている。
ここで、トルク制限機構１２０は、上述したように、伝達部１３０、拡径部１１ａ及び被駆動軸２１などの表面状態の変化、表面への油の付着、湿気の影響などの原因により、摩擦力が変化することがある。これにより、トルク制限機構１２０が伝達する回転力は、設定した上限値を超えることがある。例えば、トルク制限機構１２０が伝達する回転力の上限値が、設定した上限値よりも増加することがある。ここで、設定されている上限値（例えば、波形ＷＳによって示される上限値）に対して摩擦力が増加した場合、例えば、図６に示す波形ＷＳは、波形ＷＵに変化する。この場合、本実施形態のトルク制限機構１２０は、検出部１２２が検出する回転力（例えば、波形ＷＵによって示される回転力）と設定されている上限値とに基づいて、検出される回転力が、波形ＷＳを超えないように、上限値の設定を変更する。例えばこの場合、トルク制限機構１２０の制御部１２３は、検出部１２２が検出する回転力が、設定されている上限値を超えている場合には、上限値を低減させるように上限値の設定を変更する。このように、トルク制限機構１２０は、上限値の設定を変更することによって、衝突及び挟み込みが発生した場合の損傷を低減する。
【００４１】
次に、図７を参照して、本実施形態のトルク制限機構１２０が備える制御部１２３の動作について説明する。
図７は、本実施形態の制御部１２３の動作の一例を示すフローチャートである。
まず、制御部１２３は、上位装置８０から指令値（例えば、回転力指令値）を取得する（ステップＳ１００）。本実施形態の制御部１２３は、例えば、上位装置８０が演算した駆動部１５０の回転力指令値を、上位装置８０から取得する。
【００４２】
次に、制御部１２３は、調整部１２１が調整する上限値を算出する（ステップＳ１１０）。本実施形態の制御部１２３は、例えば、ステップＳ１００において上位装置８０から取得した回転力指令値に所定の係数を演算して、調整部１２１が調整する上限値を算出する。
【００４３】
次に、制御部１２３は、ステップＳ１１０において算出した上限値を調整部１２１に設定する（ステップＳ１２０）。本実施形態の制御部１２３は、例えば、ステップＳ１１０において算出した上限値に基づいて、駆動素子１３１（例えば、第１駆動素子１３１−１及び第２駆動素子１３１−２）を駆動する駆動電圧を算出し、算出した駆動電圧を駆動素子１３１に出力して、上限値を設定する。これにより、調整部１２１は、回転駆動軸１１から被駆動軸２１に伝達可能な回転力の上限値が設定される。
【００４４】
次に、制御部１２３は、回転力指令値を駆動部１５０に出力する（ステップＳ１３０）。本実施形態の制御部１２３は、例えば、ステップＳ１００において上位装置８０から取得した回転力指令値を駆動部１５０に出力する。これにより、駆動部１５０は、回転力指令値によって指令された回転力によって回転駆動軸１１を回転させる。
【００４５】
次に、制御部１２３は、検出部１２２によって検出された回転力を取得する（ステップＳ１４０）。本実施形態の制御部１２３は、例えば、検出部１２２が備えるトルクセンサによって検出された被駆動軸２１の回転力を、検出部１２２から取得する。
【００４６】
次に、制御部１２３は、ステップＳ１１０において算出した上限値と、ステップＳ１４０において取得した回転力とを比較する（ステップＳ１５０）。ここで、制御部１２３は、回転力が上限値を超えていないと判定した場合（ステップＳ１５０：ＮＯ）には、処理を終了する。一方、制御部１２３は、回転力が上限値を超えていると判定した場合（ステップＳ１５０：ＹＥＳ）には、処理をステップＳ１６０に進める。
【００４７】
次に、制御部１２３は、ステップＳ１５０において回転力が上限値を超えていると判定した場合には、設定した上限値を変更して、処理を終了する（ステップＳ１６０）。本実施形態の制御部１２３は、例えば、回転駆動軸１１と被駆動軸２１との間に伝達される回転力の上限値を低減させるように、上限値の設定を変更する。
【００４８】
以上説明したように、本実施形態のトルク制限機構１２０は、回転駆動軸１１の回転力を被駆動軸２１に伝達可能なトルク制限機構１２０であって、調整部１２１と、検出部１２２と、制御部１２３とを備えている。ここで、調整部１２１は、回転駆動軸１１と被駆動軸２１との間に伝達される回転力の上限値を調整する。また、検出部１２２は、伝達される回転力を検出する。また、制御部１２３は、検出部１２２と、調整部１２１が調整する上限値を設定するとともに、検出部１２２が検出する回転力と設定されている上限値とに基づいて、上限値の設定を変更する。これにより、本実施形態のトルク制限機構１２０は、例えば、可動部２０が人や物を挟み込んだ場合に、トルク制限機構１２０に設定されている上限値を超えて回転力が伝達されることを低減することができる。つまり、本実施形態のトルク制限機構１２０は、挟み込み発生から短時間で駆動トルクを低減することができる。また、トルク制限機構１２０は、伝達される回転力の上限値を調整することができるため、例えば、経年変化による伝達部１３０の表面状態の変化や、周囲環境の油や埃、湿気などによりトルク制限機構１２０の摩擦力が変化した場合であっても、摩擦力の変化に応じた上限値を設定することができる。つまり、本実施形態のトルク制限機構１２０は、挟み込み発生時の損傷を低減することができる。
【００４９】
また、本実施形態のトルク制限機構１２０の制御部１２３は、検出部１２２が検出する回転力が、設定されている上限値を超えている場合には、上限値を低減させるように上限値の設定を変更する。これにより、本実施形態のトルク制限機構１２０は、例えば、経年変化による伝達部１３０の表面状態の変化や、周囲環境の油や埃、湿気などによりトルク制限機構１２０の摩擦力が増加した場合であっても、摩擦力が低減されるように設定を定期的に（常時）変更することができる。つまり、本実施形態のトルク制限機構１２０は、衝突発生時や挟み込み発生時などの損傷を低減することができる。
【００５０】
［第２の実施形態]
以下、図面を参照して、本発明の第２の実施形態を説明する。なお、上述した第１の実施形態と同様である構成及び動作については、説明を省略する。
図８は、本実施形態におけるトルク制限機構１２０を備える駆動装置１００の構成の一例を示す構成図である。
本実施形態のトルク制限機構１２０は、すべり検出部１２４と、回転力検出部１２５（検出部）とを備えている。
【００５１】
すべり検出部１２４は、検出結果として、回転駆動軸１１と被駆動軸２１との間の相対的なすべりを検出する。本実施形態のすべり検出部１２４は、例えば、回転駆動軸１１の回転位置を検出する第１エンコーダ１２４ａと、被駆動軸２１の回転位置を検出する第２エンコーダ１２４ｂとを備えている。そして、制御部１２３は、第１エンコーダ１２４ａが検出する回転駆動軸１１の回転位置（例えば、回転位置情報Ｒ１によって示される回転位置）と、第２エンコーダ１２４ｂが検出する被駆動軸２１の回転位置（例えば、回転位置Ｒ２によって示される回転位置）とに差が生じていない場合、回転駆動軸１１と被駆動軸２１との間のすべりが発生していないと判定する。また、制御部１２３は、第１エンコーダ１２４ａが検出する回転駆動軸１１の回転位置と、第２エンコーダ１２４ｂが検出する被駆動軸２１の回転位置とに差が生じた場合、回転駆動軸１１と被駆動軸２１との間のすべりが発生していると判定する。
なお、図８においては、第２エンコーダ１２４ｂが、回転駆動軸１１と同一の角速度によって回転する被駆動軸２１の回転位置を検出する構成を説明したが、これに限られない。例えば、第２エンコーダ１２４ｂは、所定の減速比によって、回転駆動軸１１の角速度よりも小さい角速度に減速されて回転する被駆動軸２１の回転位置を検出してもよい。この場合、制御部１２３は、第１エンコーダ１２４ａが検出する回転駆動軸１１の回転位置と、第２エンコーダ１２４ｂが検出する被駆動軸２１の所定の減速比に応じた回転位置とに差が生じていない場合、回転駆動軸１１と被駆動軸２１との間のすべりが発生していないと判定する。また、制御部１２３は、第１エンコーダ１２４ａが検出する回転駆動軸１１の回転位置と、第２エンコーダ１２４ｂが検出する被駆動軸２１の所定の減速比に応じた回転位置とに差が生じている場合、回転駆動軸１１と被駆動軸２１との間のすべりが発生していると判定する。
【００５２】
回転力検出部１２５（検出部）は、伝達される回転力を検出する。本実施形態の回転力検出部１２５は、例えば、トルクセンサなどの回転力検出器を備えており、駆動部１５０から回転駆動軸１１に伝達される回転力を検出する。そして、制御部１２３は、回転力検出部１２５が検出する回転力を示す回転力情報（例えば、回転力情報ＲＴ）と、設定されている上限値と、すべり検出部１２４によるすべりの検出結果とに基づいて、上限値の設定を変更する。本実施形態における回転力検出部１２５は、駆動部１５０から回転駆動軸１１に伝達される回転力を定期的に（常時）検出することができる。
【００５３】
例えば、制御部１２３は、調整部１２１に設定されている回転駆動軸１１と被駆動軸２１との間に伝達される回転力の上限値と、回転力検出部１２５が検出している回転力とを定期的に（常時）比較する。そして、制御部１２３は、比較した比較結果に基づいて、回転駆動軸１１と被駆動軸２１との間のすべりが発生すべきでない状態か、または発生すべきである状態かのいずれかの状態であることを定期的に（常時）判定する。例えば、制御部１２３は、回転力検出部１２５が検出している回転力が、調整部１２１に設定されている上限値よりも小さい場合には、回転駆動軸１１と被駆動軸２１との間のすべりが発生すべきでない状態と判定する。また、制御部１２３は、回転力検出部１２５が検出している回転力が、調整部１２１に設定されている上限値よりも大きい場合には、回転駆動軸１１と被駆動軸２１との間のすべりが発生すべきである状態と判定する。
【００５４】
そして、制御部１２３は、すべりが発生すべきである状態と判定した場合に、上述したようにすべりが発生している状態と判定している場合には、調整部１２１に設定している上限値を保持する。また、制御部１２３は、すべりが発生すべきである状態と判定した場合に、上述したようにすべりが発生していない状態と判定している場合には、調整部１２１に設定されている上限値を低減させた値を、新たな上限値として調整部１２１に設定する。すなわち、制御部１２３は、回転力検出部１２５が検出する回転力が、設定されている上限値を超えている場合、かつすべり検出部１２４が相対的なすべりを検出していない場合には、上限値を低減させるように上限値の設定を変更する。つまり、制御部１２３は、回転駆動軸１１と被駆動軸２１との間のすべりが発生しやすくさせるように、上限値の設定を変更する。
【００５５】
そして、制御部１２３は、上限値の設定を変更した結果、回転駆動軸１１と被駆動軸２１との間のすべりが発生したと判定した場合には、上限値の設定を変化させないように保持する。この場合には、回転駆動軸１１と被駆動軸２１との間において、すべりが発生すべき状態においてすべりが発生しているため、制御部１２３は、例えば、さらに上限値を変更（例えば、低減）する必要がないためである。本実施形態の制御部１２３は、例えば、上限値を徐々に低減させるように上限値の設定を変更する。また、制御部１２３は、例えば、上限値の設定を変更している間、すべり検出部１２４の検出結果を継続して取得する。そして、制御部１２３は、すべり検出部１２４がすべりを検出した場合に、すべりを検出したときに設定している上限値を保持する。つまり、制御部１２３は、上限値を低減させるように上限値の設定を変更している間においてすべり検出部１２４が相対的なすべりを検出した場合に、相対的なすべりを検出した時の上限値の設定を保持する。
【００５６】
一方、制御部１２３は、すべりが発生すべきでない状態と判定した場合に、上述したようにすべりが発生していると判定している場合には、調整部１２１に設定されている上限値を増加させた値を、新たな上限値として調整部１２１に設定する。すなわち、制御部１２３は、回転力検出部１２５が検出する回転力が、設定されている上限値を超えていない場合、かつすべり検出部１２４が相対的なすべりを検出している場合には、上限値を増加させるように上限値の設定を変更する。ここで、本実施形態の制御部１２３は、例えば、図９に示すようにトルク制限機構１２０に設定されている上限値を増加させる。
【００５７】
図９は、本実施形態における相対的なすべりの上限値の一例を示すグラフである。
本実施形態において、回転駆動軸１１と被駆動軸２１との間に伝達される回転力の上限値は、例えば、図９に示す波形ＷＳのように設定されている。例えば、上限値は被駆動軸２１が駆動される状態（例えば、被駆動軸２１に加わる負荷トルクの変化）に応じて設定されている。一例として、上限値は、図９の時刻ｔ０からｔ１において波形ＷＳ１に示すに設定されている。図９の時刻ｔ１からｔ８においても同様に、上限値は波形ＷＳ２からＷＳ８に示すように、それぞれ設定されている。
ここで、トルク制限機構１２０は、上述したように、伝達部１３０、拡径部１１ａ及び被駆動軸２１などの表面状態の変化、表面への油の付着、湿気の影響などの原因により、摩擦力が変化することがある。そこで、トルク制限機構１２０の制御部１２３は、例えば、回転力検出部１２５が検出する回転力が、設定されている上限値を超えている場合には、上限値を増加又は低減させるように上限値の設定を変更する。例えば、伝達部１３０、拡径部１１ａ及び被駆動軸２１などにおける摩擦力が大きくなった場合には、トルク制限機構１２０の制御部１２３は、上限値を低減させるように上限値の設定を変更する。また、例えば、伝達部１３０、拡径部１１ａ及び被駆動軸２１などにおける摩擦力が小さくなった場合には、トルク制限機構１２０の制御部１２３は、上限値を増加させるように上限値の設定を変更する。
【００５８】
また、例えば、トルク制限機構１２０が伝達する回転力は、設定した上限値に達しないことがある。つまり、トルク制限機構１２０が伝達する回転力の上限値が、設定した上限値よりも減少することがある。ここで、設定した上限値に対して摩擦力が減少した場合、例えば、すべり検出部１２４によってすべりが検出された状態において、回転力検出部１２５が検出した回転力は、図９に示す波形ＷＳを下まわる波形ＷＬ（波形ＷＬ１からＷＬ８）になる。ここで、トルク制限機構１２０は、摩擦力が減少すると、被駆動軸２１の負荷（例えば、可動部２０及び可動部２０が移動させる負荷）を移動させるために必要な回転力を回転駆動軸１１から被駆動軸２１に伝達することができないことがある。この場合、本実施形態のトルク制限機構１２０は、すべり検出部１２４によってすべりが検出された状態において、回転力検出部１２５が検出する回転力（例えば、波形ＷＬによって示される回転力）と設定されている上限値（例えば、波形ＷＳによって示される上限値）とに基づいて、検出される回転力が、波形ＷＳに達するように、上限値の設定を変更する。例えばこの場合、トルク制限機構１２０の制御部１２３は、回転力検出部１２５が検出する回転力が、設定されている上限値に達しない場合には、上限値を増加させるように上限値の設定を変更する。例えば、トルク制限機構１２０の制御部１２３は、回転力検出部１２５が検出する回転力が、設定されている上限値を超えていない場合、かつすべり検出部１２４がすべりを検出している場合には、上限値を増加させるように上限値の設定を変更する。また、制御部１２３は、第２エンコーダ１２４ｂが検出する被駆動軸２１の回転位置に生じた第１エンコーダ１２４ａが検出する回転駆動軸１１の回転位置との差を、すべりが発生する前の状態に初期化する。ここで、すべりが発生する前の状態に初期化するとは、例えば、回転駆動軸１１を駆動部１５０によって回転させてすべりが発生する前の位置に被駆動軸２１を戻すとともに、第２エンコーダ１２４ｂの値を第１エンコーダ１２４ａの値に応じて戻すことを含む。
【００５９】
次に、図１０を参照して、本実施形態の制御部１２３の動作の一例を説明する。
図１０は、本実施形態のすべり検出結果に基づいて動作する制御部１２３の動作の一例を示すフローチャートである。
【００６０】
ここで、ステップＳ２００からステップＳ２４０までは、上述した第１の実施形態において説明した、ステップＳ１００からステップＳ１４０と同様の動作である。
【００６１】
次に、制御部１２３は、ステップＳ２１０において算出した上限値と、ステップＳ２４０において取得した回転力とを比較する（ステップＳ２７０）。ここで、制御部１２３は、回転力が上限値を超えていないと判定した場合（ステップＳ２７０：ＮＯ）には、処理をステップＳ４００に進める。また、制御部１２３は、回転力が上限値を超えていると判定した場合（ステップＳ２７０：ＹＥＳ）には、処理をステップＳ３００に進める。
【００６２】
次に、本実施形態の制御部１２３は、すべり検出部１２４が検出した回転駆動軸１１と被駆動軸２１との間のすべり検出結果を、すべり検出部１２４から取得するとともに、取得したすべり検出結果に基づいてすべりが発生しているか否かを判定する（ステップＳ３００）。本実施形態の制御部１２３は、例えば、すべり検出部１２４が備える第１エンコーダ１２４ａが検出した回転駆動軸１１の回転位置情報を第１エンコーダ１２４ａから取得するとともに、第２エンコーダ１２４ｂが検出した被駆動軸２１の回転位置情報を第２エンコーダ１２４ｂから取得する。そして、制御部１２３は、例えば、第１エンコーダ１２４ａが検出した回転駆動軸１１の回転位置情報と、第２エンコーダ１２４ｂが検出した被駆動軸２１の回転位置情報とを比較する。そして、制御部１２３は、回転駆動軸１１の回転位置情報と被駆動軸２１の回転位置情報との間の差に変化がない場合には、すべりが発生していない（つまり、すべりなし）と判定する。また、制御部１２３は、回転駆動軸１１の回転位置情報と被駆動軸２１の回転位置情報との間の差に変化がある場合には、すべりが発生している（つまり、すべりあり）と判定する。
【００６３】
次に、制御部１２３は、判定したすべり判定結果によって処理を変える。具体的には、制御部１２３は、すべり判定結果がすべりありの場合（ステップＳ３００：ＹＥＳ）には、処理を終了する。また、制御部１２３は、すべり判定結果がすべりなしの場合（ステップＳ３００：ＮＯ）には、処理をステップＳ３１０に進める。
【００６４】
次に、制御部１２３は、設定した上限値を変更して、処理を再びステップＳ３００に戻す（ステップＳ３１０）。本実施形態の制御部１２３は、例えば、回転駆動軸１１と被駆動軸２１との間に伝達される回転力の上限値を低減させるように、上限値の設定を変更する。
【００６５】
一方、制御部１２３は、ステップＳ２７０において回転力が上限値を超えていないと判定した場合には、ステップＳ３００と同様にすべり判定を行うとともに、すべり判定結果によって処理を変える（ステップＳ４００）。一例として、制御部１２３は、すべり判定結果がすべりなしの場合（ステップＳ４００：ＮＯ）には、処理を終了する。また、制御部１２３は、すべり判定結果がすべりありの場合（ステップＳ４００：ＹＥＳ）には、処理をステップＳ４１０に進める。
【００６６】
次に、制御部１２３は、設定した上限値を変更して、処理を再びステップＳ４００に戻す（ステップＳ４１０）。本実施形態の制御部１２３は、例えば、回転駆動軸１１と被駆動軸２１との間に伝達される回転力の上限値を増加させるように、上限値の設定を変更する。
【００６７】
以上説明したように、本実施形態の制御部１２３は、回転力検出部１２５（検出部）が検出する回転力と、設定されている上限値と、すべり検出部１２４によるすべりの検出結果とに基づいて、上限値の設定を変更する。これにより、本実施形態のトルク制限機構１２０は、伝達される回転力の上限値を調整することができるため、例えば、経年変化による伝達部１３０の表面状態の変化や、周囲環境の油や埃、湿気などによりトルク制限機構１２０の摩擦力が変化した場合であっても、摩擦力の変化に応じた上限値を設定することができる。つまり、本実施形態のトルク制限機構１２０は、衝突時や挟み込み発生時の損傷を低減することができる。なお、本実施形態の制御部１２３は、回転力検出部１２５（検出部）が検出する回転力と、設定されている上限値と、すべり検出部１２４によるすべりの検出結果とに基づいて、上限値の設定を定期的に（常時）変更することが可能である。
【００６８】
また、制御部１２３は、回転力検出部１２５（検出部）が検出する回転力が、設定されている上限値を超えている場合、かつすべり検出部１２４が相対的なすべりを検出していない場合には、上限値を低減させるように上限値の設定を変更する。これにより、本実施形態のトルク制限機構１２０は、例えば、経年変化による伝達部１３０の表面状態の変化や、周囲環境の油や埃、湿気などによりトルク制限機構１２０の摩擦力が増加した場合であっても、摩擦力が低減されるように設定を変更することができる。つまり、本実施形態のトルク制限機構１２０は、挟み込み発生時の損傷を低減することができる。
【００６９】
また、制御部１２３は、上限値を低減させるように上限値の設定を変更している場合、かつすべり検出部１２４が相対的なすべりを検出している場合には、上限値の設定を保持する。これにより、本実施形態のトルク制限機構１２０は、例えば、駆動装置１００に要求されている回転力に対して伝達する回転力が不足することが無いように、上限値の低減幅を正確に設定することができる。
【００７０】
また、制御部１２３は、回転力検出部１２５（検出部）が検出する回転力が、設定されている上限値を超えていない場合、かつすべり検出部１２４が相対的なすべりを検出している場合には、上限値を増加させるように上限値の設定を変更する。これにより、本実施形態のトルク制限機構１２０は、本実施形態のトルク制限機構１２０は、例えば、経年変化による伝達部１３０の表面状態の変化や、周囲環境の油や埃、湿気などによりトルク制限機構１２０の摩擦力が減少した場合であっても、摩擦力が増加されるように設定を変更することができる。つまり、本実施形態のトルク制限機構１２０は、上限値を正確に設定することができる。
【００７１】
なお、制御部１２３は、上限値を低減させるように上限値の設定を変更している場合、かつすべり検出部１２４が相対的なすべりを検出していない場合には、回転駆動軸１１の回転力を増加させる指令値を、指令値に基づいた回転力によって回転駆動軸１１を回転させる駆動部１５０に出力してもよい。これにより、本実施形態のトルク制限機構１２０は、経年変化による伝達部１３０の表面状態の変化や、周囲環境の油や埃、湿気などによりトルク制限機構１２０の伝達部１３０と拡径部１１ａ及び被駆動軸２１とが固着した場合であっても、固着した状態を解消することができる。
【００７２】
なお、制御部１２３は、駆動部１５０に回転力を増加させる指令値を出力した場合、かつすべり検出部１２４が相対的なすべりを検出している場合には、駆動部１５０に回転駆動軸１１の回転力を低減させる指令値を出力してもよい。これにより、本実施形態のトルク制限機構１２０は、例えば、トルク制限機構１２０の伝達部１３０と拡径部１１ａ及び被駆動軸２１との固着が解消した場合には、駆動部１５０の回転力を固着が発生する前の回転力に復帰させることができる。つまり、本実施形態のトルク制限機構１２０は、衝突時や挟み込み発生時の損傷を低減することができる。
【００７３】
なお、図１１に示すように、回転力検出部１２５を省略した構成にすることもできる。
図１１は、本実施形態における回転力検出部１２５を備えていないトルク制限機構１２０の構成の一例を示す図である。
本実施形態の制御部１２３は、例えば、駆動部１５０が備えている電動機に、駆動部１５０の回転力の指令値としての駆動電流ＩＴを供給する。ここで、制御部１２３は、上位装置８０から取得したから取得した指令値に基づいて駆動電流ＩＴの電流値を算出する。そして、制御部１２３は、算出した駆動電流ＩＴの電流値に基づいて、駆動部１５０が回転駆動軸１１を回転させる回転力を算出する。例えば、制御部１２３は、駆動部１５０を駆動する駆動電流の電流値と回転駆動軸１１の回転力との比例関係に基づいて、算出した駆動電流の電流値から回転駆動軸１１の回転力を算出する。これにより、本実施形態の制御部１２３は、駆動部１５０を駆動する駆動電流の電流値に基づいて、回転駆動軸１１の回転力を算出することができる。つまり、本実施形態のトルク制限機構１２０は、回転力検出部１２５が不要であるため、コストを低減させた構成によって伝達される回転力を検出することができる。
このように、本実施形態におけるトルク制限機構１２０は、制御部１２３によって上限値を安定させることができ、該上限値の変動を許容することが可能となる。
【００７４】
なお、制御部１２３は、上限値を低減させるように上限値の設定を変更している場合、かつ、すべり検出部１２４が相対的なすべりを検出していない場合には、回転駆動軸１１の回転力を増加させる指令値を、指令値に基づいた回転力によって回転駆動軸１１を回転させる駆動部１５０に出力してもよい。この場合、例えば、トルク制限機構１２０は、伝達部１３０、回転駆動軸１１（拡径部１１ａ）及び被駆動軸２１などの表面状態の変化、表面への油の付着、湿気の影響などの原因により、回転駆動軸１１（拡径部１１ａ）及び被駆動軸２１における上述の摩擦力が変化する場合がある。トルク制限機構１２０は、例えば、これらの原因によって伝達部１３０と、拡径部１１ａ又は被駆動軸２１とが固着して、伝達する回転力の大きさが設定された上限値を超えても、すべりが発生しないことがある。つまり、トルク制限機構１２０は、すべりが発生すべき状況において、すべりが発生しないことがある。
そこで、制御部１２３は、すべりが発生すべき状況において、すべりが発生していないと判定した場合には、上位装置８０から取得した指令値によって示される回転力よりも大きな値の回転力を示す指令値を駆動部１５０に出力する。この場合、制御部１２３は、例えば、上位装置８０から取得した指令値によって示される回転力と、伝達部１３０と拡径部１１ａ又は被駆動軸２１との固着を解消するために必要な回転力（つまり、すべりを発生させるために必要な回転力）とを加えた回転力を示す指令値を駆動部１５０に出力する。さらに、制御部１２３は、駆動部１５０に回転力を増加させる指令値を出力した場合、かつすべり検出部１２４が相対的なすべりを検出している場合には、駆動部１５０に回転駆動軸１１の回転力を低減させる指令値を出力する。
【００７５】
［第３の実施形態]
以下、図面を参照して、本発明の第３の実施形態を説明する。なお、上述した第１の実施形態及び第２の実施形態と同様である構成及び動作については、説明を省略する。
図１２は、本実施形態におけるロボット装置の構成の一例を示す構成図である。
図１２に示すように、本実施形態のロボット装置２００は、台座部５０と、固定部１０と、手先部４０と、複数の可動部２０（例えば、可動部２０ａ及び可動部２０ｂ）と、複数の駆動装置１００（例えば、駆動装置１００ａ及び駆動装置１００ｂ）を備えている。
台座部５０は、ロボット装置２００が設置されている床に固定されている。
固定部１０は、第１端部が台座部に固定されており、第２端部が連結部３０ａを介して可動部２０ａの第１端部と連結されている。
可動部２０ａは、第１端部が連結部３０ａを介して固定部１０の第２端部と連結されており、第２端部が連結部３０ｂを介して可動部２０ｂの第１端部と連結されている。例えば、可動部２０ａは、ロボット装置２００が備えるロボットアームのうちの上腕部である。
可動部２０ｂは、第１端部が連結部３０ｂを介して可動部２０ａの第２端部と連結されており、第２端部に手先部４０が接続されている。例えば、可動部２０ｂは、ロボット装置２００が備えるロボットアームのうちの下腕部である。
手先部４０は、可動部２０ｂの第２端部に接続されており、被移動物体ＷＫを保持する（例えば、把持する）。
駆動装置１００ａは、連結部３０ａに備えられており、上位装置８０の指令値に基づいて固定部１０に対して可動部２０ａが回転移動するように可動部２０ａを駆動する。同様に、駆動装置１００ｂは、連結部３０ｂに備えられており、上位装置８０の指令値に基づいて可動部２０ａに対して可動部２０ｂが回転移動するように可動部２０ｂを駆動する。また、これらの駆動装置１００は、上述した実施形態において説明したトルク制限機構１２０をそれぞれ備えている。例えば、駆動装置１００ａは、トルク制限機構１２０としてのトルク制限機構１２０ａを備えており、駆動装置１００ｂは、トルク制限機構１２０としてのトルク制限機構１２０ｂを備えている。
【００７６】
以上説明したように、本実施形態の駆動装置１００（駆動装置１００ａ、駆動装置１００ｂ）は、上述した実施形態において説明したトルク制限機構１２０を備えている。これにより、本実施形態の駆動装置１００は、例えば衝突時や挟み込み発生時の損傷を低減することができる。
【００７７】
また、本実施形態のロボット装置２００は、上述した実施形態において説明したトルク制限機構１２０（本実施形態においては、トルク制限機構１２０ａ及びトルク制限機構１２０ｂ）を備えている。これにより、本実施形態のロボット装置２００は、例えば衝突時や挟み込み発生時の損傷を低減することができる。
【００７８】
以上、本発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。
【００７９】
なお、上記の実施形態における制御部１２３又はこの制御部１２３が備える各部は、専用のハードウェアにより実現されるものであってもよく、また、メモリおよびマイクロプロセッサにより実現させるものであってもよい。
【００８０】
なお、この制御部１２３が備える各部はメモリおよびＣＰＵ（中央演算装置）により構成され、制御部１２３が備える各部の機能を実現するためのプログラムをメモリにロードして実行することによりその機能を実現させるものであってもよい。
【００８１】
また、制御部１２３が備える各部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより、制御部１２３が備える各部による処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
【００８２】
また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。
【符号の説明】
【００８３】
１１…回転駆動軸、２１…被駆動軸、１００…駆動装置、１２０…トルク制限機構、１２１…調整部、１２２…検出部、１２３…制御部、１２４…すべり検出部、１２５…回転力検出部（検出部）、１５０…駆動部、２００…ロボット装置
【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８】
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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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