(57)【要約】【課題】バッテリーを使用して姿勢位置情報を保持中に、バッテリー切れが発生したような場合、バッテリーの交換や位置調整などに手間を要してしまい作業効率の低下につながってしまう。【解決手段】外部電源１１０から電力が供給されていない場合に、リンク１２又はアクチュエーター２１が、直線運動又は回転運動に伴って変位する状態に移行したときに、バッテリー２４からの電力の供給を開始させ、その後、リンク１２又はアクチュエーター２１が変位しない状態に移行してから規定時間が経過したときにバッテリー２４からの電力の供給を停止させる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体に対して直線運動又は回転運動が可能なリンクと、
前記直線運動又は前記回転運動に伴う、前記リンク又は前記リンクを駆動する駆動部の変位量を検出する検出部と、
前記検出された変位量に基づく変位情報を保持する保持部と、
前記保持部を駆動する電力を供給する電源と、
前記電源からの電力の供給を制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、前記駆動部への電力が供給されていない場合に、
前記リンク又は前記駆動部が、前記直線運動又は前記回転運動に伴って変位する状態に移行したときに、前記電源からの電力の供給を開始させ、
前記電力の供給を開始させた後、前記リンク又は前記駆動部が変位しない状態に移行してから規定時間が経過したときに前記電源からの電力の供給を停止させることを特徴とするロボット装置。
【請求項２】
不揮発性の記憶部を更に有し、
前記制御部は、前記変位情報を前記記憶部に記憶させることを特徴とする請求項１に記載のロボット装置。
【請求項３】
前記電源は、バッテリーであることを特徴とする請求項１又は２に記載のロボット装置。
【請求項４】
前記駆動部への電力が供給されていない場合に、前記リンクの前記直線運動又は前記回転運動によって発電する発電装置を更に有し、
前記制御部は、前記発電装置によって発電した電力を用いて、前記電源からの電力の供給を開始させることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のロボット装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記発電装置によって発電した電力を前記電源に供給して充電させることを特徴とする請求項４に記載のロボット装置。
【請求項６】
前記検出部は、前記リンク又は前記駆動部の回転角度を検出する角度センサーを含むことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のロボット装置。
【請求項７】
前記電源は、前記検出部を駆動する電力を更に供給することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のロボット装置。
【請求項８】
基体に対して直線運動又は回転運動が可能なリンクを有するロボット装置の制御方法であって、
前記直線運動又は前記回転運動に伴う、前記リンク又は前記リンクを駆動する駆動部の変位量を検出する検出工程と、
前記検出された変位量に基づく変位情報を保持する保持工程と、
前記保持工程において用いる電力を供給する電源からの電力の供給を制御する制御工程と、を有し、
前記制御工程において、前記駆動部への電力が供給されていない場合に、
前記リンク又は前記駆動部が、前記直線運動又は前記回転運動に伴って変位する状態に移行したときに、前記電源からの電力の供給を開始させ、
前記電力の供給を開始させた後、前記リンク又は前記駆動部が変位しない状態に移行してから規定時間が経過したときに前記電源からの電力の供給を停止させることを特徴とするロボット装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボット装置及びロボット装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
機器の組み立てや部品搬送用途向け等に用いるロボット装置において、装置が現在どのような状態にあるか知ることが欠かせない。ロボット装置をコントロールするコントローラーから電源が供給されている間だけ、アクチュエーターの回転量を保存しているロボット装置があるが、この場合、電源を入れる毎に位置調整をしなければならず不便である。このため、例えば、特許文献１では、ロボット装置本体に設けた電池電源回路（例えばバッテリー）により、主電源が停電状態になったような場合でも、ロボット装置本体の姿勢位置情報を保持できるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−３０５４３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載されているようなロボット装置の場合、例えば、バッテリーを使用して姿勢位置情報を保持中に、バッテリー切れが発生したような場合、バッテリーの交換や位置調整などに手間を要してしまい作業効率の低下につながってしまう。しかしながら、特許文献１では、このようなバッテリー切れの問題に対応するために、バッテリーの電力消費を抑制してバッテリーの使用期間を長くする方法については記載されていない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００６】
［適用例１］基体に対して直線運動又は回転運動が可能なリンクと、前記直線運動又は前記回転運動に伴う、前記リンク又は前記リンクを駆動する駆動部の変位量を検出する検出部と、前記検出された変位量に基づく変位情報を保持する保持部と、前記保持部を駆動する電力を供給する電源と、前記電源からの電力の供給を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記駆動部への電力が供給されていない場合に、前記リンク又は前記駆動部が、前記直線運動又は前記回転運動に伴って変位する状態に移行したときに、前記電源からの電力の供給を開始させ、前記電力の供給を開始させた後、前記リンク又は前記駆動部が変位しない状態に移行してから規定時間が経過したときに前記電源からの電力の供給を停止させることを特徴とするロボット装置。
【０００７】
上記したロボット装置によれば、制御部における制御により、駆動部への電力が供給されていない場合における電源からの電力の供給について、リンク又は駆動部が、直線運動又は回転運動に伴って変位する状態に移行したときに開始させ、その後、リンク又は駆動部が変位しない状態に移行してから規定時間が経過したときに停止させる。
これにより、駆動部への電力が供給されていない場合に、リンク又は駆動部が変位したときに電源からの電力の供給を開始させて変位情報を保持することができる。また、リンク又は駆動部が変位しない状態で規定時間が経過したときに、電源からの電力の供給を停止させることができ、電源からの電力消費を抑制することができる。この結果、電源の使用期間を長くすることができ、電源が電力供給を維持できなくなった場合に生じる作業効率の低下の問題に対処することができる。
【０００８】
［適用例２］不揮発性の記憶部を更に有し、前記制御部は、前記変位情報を前記記憶部に記憶させることを特徴とする上記ロボット装置。
【０００９】
上記したロボット装置によれば、制御部が、変位情報を不揮発性の記憶部に記憶させることにより、ロボット装置に電力が供給されていない場合でも変位情報をそのまま保持することができる。
【００１０】
［適用例３］前記電源は、バッテリーであることを特徴とする上記ロボット装置。
【００１１】
上記したロボット装置によれば、バッテリーからの電力消費を抑制することができる。この結果、バッテリーの使用期間を長くすることができ、バッテリー切れになった場合に生じる作業効率の低下の問題に対処することができる。
【００１２】
［適用例４］前記駆動部への電力が供給されていない場合に、前記リンクの前記直線運動又は前記回転運動によって発電する発電装置を更に有し、前記制御部は、前記発電装置によって発電した電力を用いて、前記電源からの電力の供給を開始させることを特徴とする上記ロボット装置。
【００１３】
上記したロボット装置によれば、リンクの直線運動又は回転運動によって発電する発電装置の電力を用いて、電源からの電力の供給を開始させる。これにより、電源からの電力の供給を開始させるための電源をロボット装置内に備えることが不要になり、ロボット装置全体の省電力化を図ることができる。
【００１４】
［適用例５］前記制御部は、前記発電装置によって発電した電力を前記電源に供給して充電させることを特徴とする上記ロボット装置。
【００１５】
上記したロボット装置によれば、発電装置から発電した電力を電源に供給して充電させることにより、電源の使用期間を更に長くすることができる。
【００１６】
［適用例６］前記検出部は、前記リンク又は前記駆動部の回転角度を検出する角度センサーを含むことを特徴とする上記ロボット装置。
【００１７】
上記したロボット装置によれば、角度センサーにより、リンク又は駆動部の回転角度を変位量として検出することができる。そして、保持部により、検出した回転角度に基づく回転量を変位情報として保持することができる。
【００１８】
［適用例７］前記電源は、前記検出部を駆動する電力を更に供給することを特徴とする上記ロボット装置。
【００１９】
上記したロボット装置によれば、検出部を駆動する電力についても電力消費を抑制することができる。
【００２０】
［適用例８］基体に対して直線運動又は回転運動が可能なリンクを有するロボット装置の制御方法であって、前記直線運動又は前記回転運動に伴う、前記リンク又は前記リンクを駆動する駆動部の変位量を検出する検出工程と、前記検出された変位量に基づく変位情報を保持する保持工程と、前記保持工程において用いる電力を供給する電源からの電力の供給を制御する制御工程と、を有し、前記制御工程において、前記駆動部への電力が供給されていない場合に、前記リンク又は前記駆動部が、前記直線運動又は前記回転運動に伴って変位する状態に移行したときに、前記電源からの電力の供給を開始させ、前記電力の供給を開始させた後、前記リンク又は前記駆動部が変位しない状態に移行してから規定時間が経過したときに前記電源からの電力の供給を停止させることを特徴とするロボット装置の制御方法。
【００２１】
上記したロボット装置によれば、制御工程における制御により、駆動部への電力が供給されていない場合における電源からの電力の供給について、リンク又は駆動部が、直線運動又は回転運動に伴って変位する状態に移行したときに開始させ、その後、リンク又は駆動部が変位しない状態に移行してから規定時間が経過したときに停止させる。
これにより、駆動部への電力が供給されていない場合に、リンク又は駆動部が変位したときに電源からの電力の供給を開始させて変位情報を保持することができる。また、リンク又は駆動部が変位しない状態で規定時間が経過したときに、電源からの電力の供給を停止させることができ、電源からの電力消費を抑制することができる。この結果、電源の使用期間を長くすることができ、電源が電力供給を維持できなくなった場合に生じる作業効率の低下の問題に対処することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１実施形態に係るロボット装置の概略構成を示す図であり、（ａ）はロボット装置の概略斜視図、（ｂ）はロボット装置の模式断面図。
【図２】発電装置の主要な構成を示す模式図。
【図３】第１実施形態に係るロボット装置におけるリンクの回転量保存に関する制御を説明するためのブロック図。
【図４】外部電源オン時におけるリンクの回転量保存に関する動作を示すフローチャート。
【図５】外部電源オフ時におけるリンクの回転量保存に関する動作を示すフローチャート。
【図６】第２実施形態に係るロボット装置の概略構成を示す図であり、（ａ）はロボット装置の概略斜視図、（ｂ）はロボット装置の模式断面図。
【図７】第２実施形態に係るロボット装置におけるリンクの回転量保存に関する制御を説明するためのブロック図。
【図８】第３実施形態に係るロボット装置の概略構成を示す斜視図。
【図９】第３実施形態に係るロボット装置におけるリンクの回転量保存に関する制御を説明するためのブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
（第１実施形態）
以下、第１実施形態に係るロボット装置について、図面を参照して説明する。なお、以下の図面においては、図面を見易くするため、各構成要素の寸法や比率などは適宜異ならせてある。
【００２４】
＜ロボット装置の概略構成＞
ロボット装置１００の概略構成について説明する。
図１は、第１実施形態に係るロボット装置１００の概略構成を示す図であり、（ａ）はロボット装置１００の概略斜視図、（ｂ）はロボット装置１００の模式断面図である。同図（ａ）及び（ｂ）に示すように、ロボット装置１００は、ハンド保持機構１１、リンク１２、基体１３、基台１４等を備えている。ロボット装置１００は、水平に回転可能な１本のリンク１２を備えた、いわゆるスカラーロボットである。
【００２５】
リンク１２及び基体１３の内部には、駆動部としてのアクチュエーター２１、検出部としての角度センサー２２、トルク伝達装置２３、電源としてのバッテリー２４、保持部としての回転量保持回路２５、発電装置３０等が配置されている。また、ロボット装置１００は、基台１４に接続されている電源ケーブル１５を介して、外部電源１１０（図３参照）から電力の供給を受けるようになっている。
【００２６】
基台１４には円柱状の基体１３が取り付けられており、基体１３の上部にはリンク１２の一端が連結されている。リンク１２は、基体１３との連結箇所において、回転軸Ｌ周りを水平方向に正逆回転可能に設けられている。また、リンク１２の他方の一端には、対象物を把持するハンド保持機構１１が取り付けられている。ロボット装置１００は、外部電源１１０から電力の供給を受けてアクチュエーター２１を回転駆動させることによりリンク１２の動きを制御し、更にハンド保持機構１１の動きを制御することにより、対象物を把持して移動させる動作を行う。
【００２７】
アクチュエーター２１は、アクチュエーター２１のトルクを所定の減速比で伝達するトルク伝達装置２３を介して、リンク１２を水平方向に回転駆動する。角度センサー２２は、アクチュエーター２１の頂部に設けられており、アクチュエーター２１について駆動軸の回転角を変位量として検出する。角度センサー２２には、例えば、磁気式や光学式等のロータリーエンコーダーを用いることができる。
【００２８】
バッテリー２４は、ロボット装置１００が外部電源１１０から電力の供給を受けていない場合に、角度センサー２２及び回転量保持回路２５に電力を供給することができる。回転量保持回路２５は、角度センサー２２によって検出されたアクチュエーター２１の回転角をカウントすることで、リンク１２の水平方向における回転量を変位情報として算出して記憶部としての不揮発性メモリー２５ａ（図３参照）に保存する。
【００２９】
発電装置３０は、ロボット装置１００が外部電源１１０から電力の供給を受けていない場合に、リンク１２の水平方向の回転運動によって発電する。ここで発電した電力は、バッテリー２４のスイッチＳＷ（図３参照）をオフ状態からオン状態に切り換えるために利用される。
【００３０】
＜発電装置の構成＞
次に、発電装置３０の構成について説明する。
図２は、発電装置３０の主要な構成を示す模式図である。同図に示すように、発電装置３０は、摺動錘３１、摺動錘ばね３８、伝達歯車３２、中間歯車３３、ローター３４、ステーター３５、磁心３６、コイル３７、整流回路４０等を備えている。
【００３１】
摺動錘３１は、図２に矢印ａ，ｂで示した方向に摺動自在であって、他の方向への移動を規制されて、発電装置３０の基体（図示略）に取り付けられている。摺動錘３１の摺動可能な方向は、リンク１２の長手方向と、略一致している。
摺動錘３１において基体１３に近い側の端には、摺動錘ばね３８の一端が固定されている。摺動錘ばね３８のもう一端は、発電装置３０の基体に形成された固定壁３９に固定されている。摺動錘３１が矢印ａ又は矢印ｂ方向に摺動すると、摺動錘ばね３８が伸縮して、摺動錘３１を元の位置に戻す方向の力が摺動錘３１に加えられる。
摺動錘３１の長手方向に延在する１面にはラックの歯（図示略）が形成されている。ラックには、伝達歯車３２の小歯車３２ａが噛み合っている。伝達歯車３２の大歯車３２ｂには、中間歯車３３の小歯車３３ａが噛み合っており、中間歯車３３の大歯車３３ｂには、ローター３４のローター歯車３４ａが噛み合っている。
【００３２】
ローター３４には、永久磁石で構成された円板形状を有するローター本体３４ｂの一面にローター歯車３４ａが突設されている。ローター本体３４ｂは、ステーター３５に形成された孔に遊嵌しており、ローター本体３４ｂの円板形状の円筒面が、ステーター３５の孔の壁面に対向している。ステーター３５は高透磁率材からなり、高透磁率材からなる磁心３６と一体に形成されている。磁心３６には、一対のコイル３７，３７が巻回されている。
【００３３】
リンク１２が水平方向に回転運動すると、摺動錘３１に遠心力が作用するため、摺動錘３１は、リンク１２のハンド保持機構１１側である矢印ａで示した方向に移動する。このとき摺動錘ばね３８は伸ばされる。リンク１２の回転運動が遅くなると、摺動錘３１に作用する遠心力が減少して、摺動錘３１は、摺動錘ばね３８が元に戻ろうとする力で矢印ｂで示した方向に戻される。即ち、リンク１２が回転運動することによる遠心力と、摺動錘ばね３８の力によって、摺動錘３１が往復移動する。
【００３４】
摺動錘３１の矢印ａ，ｂ方向への往復移動運動は、摺動錘３１のラックと伝達歯車３２の小歯車３２ａとの組によって、伝達歯車３２の回動運動に変換される。伝達歯車３２の回転運動は、中間歯車３３を介して増速されて、ローター３４に伝えられる。ローター３４が回転運動すると、ステーター３５及び磁心３６にローター３４の回転運動に応じて変化する磁束が誘導される。この磁束の変化によって一対のコイル３７，３７にそれぞれ公知の電磁誘導作用によって交番電力が誘起される。
【００３５】
一対のコイル３７，３７は整流回路４０に接続されており、整流回路４０で整流された電力がバッテリー２４に供給されて利用される。
【００３６】
＜ロボット装置における制御＞
次に、ロボット装置１００における制御について説明する。
図３は、ロボット装置１００におけるリンク１２の回転量保存に関する制御を説明するためのブロック図である。同図において、ロボット装置１００が外部電源１１０から電力の供給を受けている状態では、外部電源１１０から供給された電力を利用してアクチュエーター２１が回転駆動する。このアクチュエーター２１の回転駆動により、トルク伝達装置２３（図１参照）を介してリンク１２が水平方向に回転させられる。
【００３７】
このとき、角度センサー２２により、アクチュエーター２１が回転したときの回転角が検出される。そして、回転量保持回路２５により、角度センサー２２によって検出された回転角に基づいてリンク１２の水平方向の回転量が算出され、回転量保持回路２５内に設けた不揮発性メモリー２５ａに保存される。ここで、算出されるリンク１２の水平方向の回転量は、ロボット装置１００における基準位置に対して、リンク１２の水平方向の現在位置を示すことになる。また、リンク１２の回転量は、回転量保持回路２５に設けた不揮発性メモリー２５ａに保存されることから、外部電源１１０からの電力の供給が停止してもそのまま保存される。
【００３８】
なお、図３では、回転量保持回路２５内に不揮発性メモリー２５ａを設けたが、回転量保持回路２５外に不揮発性メモリー２５ａを設ける構成としても良い。また、不揮発性メモリー２５ａとしては、例えば、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｌｌｙ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  ａｎｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、ＭＲＡＭ（Ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓｔｉｖｅ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＦｅＲＡＭ（Ｆｅｒｒｏｒｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＰＲＡＭ（Ｐｈａｓｅ  ｃｈａｎｇｅ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等が挙げられる。
【００３９】
一方、図３において、外部電源１１０からの電力の供給が停止した状態では、ロボット装置１００は動作が停止した状態にある。この状態において、リンク１２に対してロボット装置１００以外の外力が作用してリンク１２を水平方向に回転させると、この回転運動により発電装置３０が発電する。ここで、リンク１２に外力が作用するケースとしては、例えば、収納のためにユーザーがリンク１２を手動で回転させるとか、ロボット装置１００の搬送中に振動によってリンク１２が回転してしまう等が考えられる。
【００４０】
そして、バッテリー電源制御部９０は、発電装置３０から発電した電力を利用してバッテリー２４のスイッチＳＷを切断状態から接続状態、即ち、オフ状態からオン状態に切り換える。更に、バッテリー電源制御部９０は、発電装置３０からの電力を利用してバッテリー２４を充電することもできる。
【００４１】
こうして、スイッチＳＷがオン状態に切り換わることにより、バッテリー２４から角度センサー２２及び回転量保持回路２５に電力が供給されて、これらが駆動させられる。そして、角度センサー２２により、リンク１２の回転に伴ってトルク伝達装置２３を介して回転させられたアクチュエーター２１の回転角が検出される。続けて、回転量保持回路２５により、検出された回転角に基づいてリンク１２の水平方向の回転量が算出されて不揮発性メモリー２５ａに保存される。
【００４２】
計時部９１は、外部電源１１０からの電力の供給が停止した状態において、リンク１２が回転状態（変位する状態）から停止状態（変位しない状態）に移行してからの経過時間を計時する。つまり、角度センサー２２によってアクチュエーター２１の回転角が検出された後、回転角が検出されなくなってからの経過時間を計時する。バッテリー電源制御部９０は、計時部９１において計時された経過時間に基づき、回転角が検出されなくなってから規定時間が経過した場合に、バッテリー２４のスイッチＳＷをオン状態からオフ状態に切り換える。ここでの規定時間は、リンク１２に対して、ロボット装置１００以外の外力がこれ以上作用しないと判断される時間であり、本実施形態では、例えば数十秒とすることができる。
【００４３】
＜回転量保存に関する動作＞
次に、ロボット装置１００におけるリンク１２の回転量保存に関する動作について説明する。
図４は、外部電源オン時におけるリンク１２の回転量保存に関する動作を示すフローチャートである。図５は、外部電源オフ時におけるリンク１２の回転量保存に関する動作を示すフローチャートである。
【００４４】
先ず、外部電源オン時、即ち、外部電源１１０から電力の供給を受けている状態におけるリンク１２の回転量保存に関する動作について説明する。図４では、ロボット装置１００が外部電源１１０からの電力を利用してアクチュエーター２１を駆動しているときの動作を示している。
【００４５】
アクチュエーター２１の回転駆動によってリンク１２が水平方向に回転するときに、ロボット装置１００は、角度センサー２２により、アクチュエーター２１の回転角を検出する（ステップＳ１０）。次に、ロボット装置１００は、回転量保持回路２５により、ステップＳ１０において検出されたアクチュエーター２１の回転角をカウントすることで、リンク１２の水平方向の回転量を算出し、この回転量を不揮発性メモリー２５ａに保存する（ステップＳ２０）。
【００４６】
ステップＳ１０〜Ｓ２０の動作は、アクチュエーター２１の駆動によってリンク１２が回転する際に継続して行う。このとき、不揮発性メモリー２５ａに保存されているリンク１２の回転量は、リンク１２の水平方向における現在位置を示している。
【００４７】
次に、外部電源オフ時、即ち、外部電源１１０からの電力の供給が停止している状態におけるリンク１２の回転量保存に関する動作について説明する。図５では、外部電源１１０からの電力の供給が停止し、ロボット装置１００が自分では動作していない状態にある。
【００４８】
ロボット装置１００は、リンク１２の回転運動によって発電装置３０が発電するまで待機する（ステップＳ１１０）。このとき、リンク１２は停止状態にあり、ロボット装置１００以外の外力がリンク１２に作用することにより回転運動が生じる。
【００４９】
発電装置３０が発電した場合（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）、即ち、リンク１２が外力の作用によって回転した場合、ロボット装置１００は、発電装置３０からの電力を利用してバッテリー２４のスイッチＳＷをオンにし、バッテリー２４から角度センサー２２及び回転量保持回路２５への電力の供給を開始する（ステップＳ１２０）。
【００５０】
次に、ロボット装置１００は、角度センサー２２により、アクチュエーター２１の回転角を検出する（ステップＳ１３０）。このときのアクチュエーター２１の回転は、外力によってリンク１２が回転させられ、この回転がアクチュエーター２１に伝達されたことによる回転である。次に、ロボット装置１００は、回転量保持回路２５により、ステップＳ１３０において検出されたアクチュエーター２１の回転角をカウントすることで、リンク１２の水平方向の回転量を算出し、算出した回転量を不揮発性メモリー２５ａに保存する（ステップＳ１４０）。
【００５１】
次に、ロボット装置１００は、リンク１２が回転しない状態で、即ち、角度センサー２２によってアクチュエーター２１の回転角が検出されない状態で規定時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ１５０）。リンク１２が回転しない状態の時間とは、リンク１２に対してロボット装置１００以外の外力が作用しないでリンク１２が停止状態にある時間である。
【００５２】
規定時間が経過していない場合（ステップＳ１５０：ＮＯ）、即ち、リンク１２が停止状態ではないと判断される場合、リンク１２が停止状態における規定時間が経過するまでステップＳ１３０〜Ｓ１４０の動作を繰り返す。
他方、規定時間が経過した場合（ステップＳ１５０：ＹＥＳ）、即ち、リンク１２が停止状態にあると判断された場合、次のステップＳ１６０へ進む。
【００５３】
ステップＳ１６０では、ロボット装置１００は、バッテリー電源制御部９０により、バッテリー２４のスイッチＳＷをオフにし、バッテリー２４からの角度センサー２２及び回転量保持回路２５への電力の供給を停止する。そして、ステップＳ１１０に戻り、リンク１２の回転運動によって発電装置３０が発電するまで待機する。
【００５４】
なお、上記のステップＳ１４０では、回転量保持回路２５において、リンク１２の回転量を算出する都度、不揮発性メモリー２５ａに保存したが、これに限られない。例えば、リンク１２の回転量を不揮発性メモリー２５ａに都度保存するのではなく、上記のステップＳ１６０において、バッテリー２４からの電力の供給を停止する前に保存するようにしても良い。
【００５５】
上述したように、本実施形態では、ロボット装置１００は、外部電源オフ時には動作が停止している状態にあり、リンク１２が外力の作用によって回転した場合に、この回転運動によって発電装置３０が発電する。そして、発電した電力を利用してバッテリー２４のスイッチＳＷをオンにすることで、角度センサー２２及び回転量保持回路２５への電力の供給を開始し、リンク１２の回転量を不揮発性メモリー２５ａに保存する。その後、リンク１２が回転しなくなってから規定時間が経過したときにバッテリー２４からの電力の供給を停止する。
【００５６】
外部電源オフ時に、常時、バッテリー２４の電力を消費してリンク１２の回転量を保存するのではなく、外力の作用によってリンク１２が回転してから規定時間が経過するまでの間だけバッテリー２４の電力を消費する。これにより、バッテリー２４からの電力消費を抑制することができる。この結果、バッテリー２４の使用期間を長くすることができ、バッテリー２４が電力供給を維持できなくなった場合（バッテリー切れ）に生じる作業効率の低下の問題に対処することができる。
【００５７】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係るロボット装置について、図面を参照して説明する。
【００５８】
＜ロボット装置の概略構成＞
図６は、第２実施形態に係るロボット装置２００の概略構成を示す図であり、（ａ）はロボット装置２００の概略斜視図、（ｂ）はロボット装置２００の模式断面図を示す。本実施形態に係るロボット装置２００と、図１に示す第１実施形態に係るロボット装置１００とでの共通の構成については、同一符号を付してあり、以下異なる構成についてのみ説明する。
【００５９】
ロボット装置２００は、第１実施形態に係るロボット装置１００と異なり、２本のリンク１２Ａ，１２Ｂを備えている。つまり、ロボット装置２００は、水平に回転可能な２本のリンク１２Ａ，１２Ｂを備えたスカラーロボットである。
【００６０】
リンク１２Ａ，１２Ｂ及び基体１３の内部には、アクチュエーター２１Ａ，２１Ｂ、角度センサー２２Ａ，２２Ｂ、トルク伝達装置２３Ａ，２３Ｂ、バッテリー２４Ａ，２４Ｂ、回転量保持回路２５Ａ，２５Ｂ、発電装置３０Ａ，３０Ｂが配置されている。
【００６１】
基体１３の上部にはリンク１２Ａの一端が連結されている。リンク１２Ａは、基体１３との連結箇所において、回転軸ＬＡ周りを水平方向に正逆回転可能に設けられている。また、リンク１２Ａの他方の一端には、リンク１２Ｂの一端が連結されている。リンク１２Ｂは、リンク１２Ａとの連結箇所において、回転軸ＬＢ周りを水平方向に正逆回転可能に設けられている。また、リンク１２Ｂの他方の一端には、ハンド保持機構１１が取り付けられている。ロボット装置２００は、外部電源１１０から電力の供給を受けてアクチュエーター２１Ａ，２１Ｂを回転駆動させることによりリンク１２Ａ，１２Ｂの動きを制御し、更にハンド保持機構１１の動きを制御することにより、対象物を把持して移動させる動作を行う。
【００６２】
アクチュエーター２１Ａは、アクチュエーター２１Ａのトルクを所定の減速比で伝達するトルク伝達装置２３Ａを介して、リンク１２Ａを水平方向に回転駆動する。角度センサー２２Ａは、アクチュエーター２１Ａの頂部に設けられており、アクチュエーター２１Ａについて駆動軸の回転角を検出する。
また、アクチュエーター２１Ｂは、アクチュエーター２１Ｂのトルクを所定の減速比で伝達するトルク伝達装置２３Ｂを介して、リンク１２Ｂを回転駆動する。角度センサー２２Ｂは、アクチュエーター２１Ｂの頂部に設けられており、アクチュエーター２１Ｂについて駆動軸の回転角を検出する。
【００６３】
バッテリー２４Ａは、ロボット装置２００が外部電源１１０から電力の供給を受けていない場合に、角度センサー２２Ａ及び回転量保持回路２５Ａに電力を供給することができる。回転量保持回路２５Ａは、角度センサー２２Ａによって検出されたアクチュエーター２１Ａの回転角をカウントすることで、リンク１２Ａの水平方向における回転量を算出して不揮発性メモリー２５Ａａ（図７参照）に保存する。
また、バッテリー２４Ｂは、ロボット装置２００が外部電源１１０から電力の供給を受けていない場合に、角度センサー２２Ｂ及び回転量保持回路２５Ｂに電力を供給することができる。回転量保持回路２５Ｂは、角度センサー２２Ｂによって検出されたアクチュエーター２１Ｂの回転角をカウントすることで、リンク１２Ｂの水平方向における回転量を算出して不揮発性メモリー２５Ｂａ（図７参照）に保存する。
【００６４】
発電装置３０Ａは、ロボット装置２００が外部電源１１０から電力の供給を受けていない場合に、リンク１２Ａの回転運動によって発電する。ここで発電した電力は、バッテリー２４ＡのスイッチＳＷＡ（図７参照）をオフ状態からオン状態に切り換えるために利用される。
また、発電装置３０Ｂは、ロボット装置２００が外部電源１１０から電力の供給を受けていない場合に、リンク１２Ｂの回転運動によって発電する。ここで発電した電力は、バッテリー２４ＢのスイッチＳＷＢ（図７参照）をオフ状態からオン状態に切り換えるために利用される。なお、発電装置３０Ａ，３０Ｂの構成は、図２に示す第１実施形態における発電装置３０と同様の構成のため説明を省略する。
【００６５】
＜ロボット装置における制御＞
次に、ロボット装置２００における制御について説明する。
図７は、ロボット装置２００におけるリンク１２Ａ，１２Ｂの回転量保存に関する制御を説明するためのブロック図である。同図において、ロボット装置２００が外部電源１１０から電力の供給を受けている状態では、外部電源１１０から供給された電力を利用してアクチュエーター２１Ａ，２１Ｂのそれぞれが回転駆動する。このアクチュエーター２１Ａ，２１Ｂの回転駆動により、トルク伝達装置２３Ａ，２３Ｂ（図６参照）を介してリンク１２Ａ，１２Ｂのそれぞれが水平方向に回転させられる。
【００６６】
このとき、角度センサー２２Ａ，２２Ｂにより、アクチュエーター２１Ａ，２１Ｂが回転したときのそれぞれの回転角が検出される。そして、回転量保持回路２５Ａ，２５Ｂにより、角度センサー２２Ａ，２２Ｂによって検出されたそれぞれの回転角に基づいてリンク１２Ａ，１２Ｂの水平方向のそれぞれの回転量が算出され、回転量保持回路２５Ａ，２５Ｂ内に設けた不揮発性メモリー２５Ａａ，２５Ｂａに保存される。ここで、算出されるリンク１２Ａ，１２Ｂの水平方向の回転量は、ロボット装置２００における水平方向のそれぞれの基準位置に対して、リンク１２Ａ，１２Ｂのそれぞれの現在位置を示すことになる。
【００６７】
一方、図７において、外部電源１１０からの電力の供給が停止した状態では、リンク１２Ａ，１２Ｂに対してロボット装置２００以外の外力が作用してリンク１２Ａ，１２Ｂのそれぞれを回転させると、この回転運動によりそれぞれの発電装置３０Ａ，３０Ｂが発電する。そして、バッテリー電源制御部９０は、発電装置３０Ａ，３０Ｂから発電した電力を利用してそれぞれのバッテリー２４Ａ，２４ＢのスイッチＳＷＡ，ＳＷＢをオフ状態からオン状態に切り換える。
【００６８】
こうして、スイッチＳＷＡ，ＳＷＢがオン状態に切り換わることにより、バッテリー２４Ａ，２４Ｂから角度センサー２２Ａ，２２Ｂ及び回転量保持回路２５Ａ，２５Ｂに電力が供給されて、これらが駆動させられる。そして、角度センサー２２Ａ，２２Ｂにより、リンク１２Ａ，１２Ｂのそれぞれの回転に連動してトルク伝達装置２３Ａ，２３Ｂを介して回転させられたアクチュエーター２１Ａ，２１Ｂの回転角が検出される。続けて、回転量保持回路２５Ａ，２５Ｂにより、検出されたそれぞれの回転角に基づいてリンク１２Ａ，１２Ｂの水平方向のそれぞれの回転量が算出されて不揮発性メモリー２５Ａａ，２５Ｂａに保存される。
【００６９】
計時部９１は、外部電源１１０からの電力の供給が停止した状態において、リンク１２Ａ，１２Ｂが回転状態（変位する状態）から停止状態（変位しない状態）に移行してからのそれぞれの経過時間を計時する。つまり、角度センサー２２Ａ，２２Ｂによってアクチュエーター２１Ａ，２１Ｂの回転角が検出された後、回転角が検出されなくなってからのそれぞれの経過時間を計時する。バッテリー電源制御部９０は、計時部９１において計時されたそれぞれの経過時間に基づき、それぞれの回転角が検出されなくなってから規定時間が経過した場合に、バッテリー２４Ａ，２４ＢのそれぞれのスイッチＳＷＡ，ＳＷＢをオン状態からオフ状態に切り換える。
【００７０】
ロボット装置２００におけるリンク１２Ａ，１２Ｂの回転量保存に関する動作については、図４及び図５に示す第１実施形態における回転量保存に関する動作が、リンク１２Ａ，１２Ｂのそれぞれに適用できることから説明を省略する。
【００７１】
上述したように、本実施形態では、ロボット装置２００は、２本のリンク１２Ａ，１２Ｂを備えており、それぞれのリンク１２Ａ，１２Ｂについて、バッテリー２４Ａ，２４Ｂ他が配置されている。第１実施形態におけるリンク１２の回転量保存に関する動作を、リンク１２Ａ，１２Ｂに対しても適用することにより、バッテリー２４Ａ，２４Ｂのそれぞれの電力消費を抑制することができる。この結果、バッテリー２４Ａ，２４Ｂの使用期間を長くすることができる。
【００７２】
（第３実施形態）
以下、第３実施形態に係るロボット装置について、図面を参照して説明する。
【００７３】
＜ロボット装置の概略構成＞
図８は、第３実施形態に係るロボット装置３００の概略構成を示す斜視図である。本実施形態に係るロボット装置３００は、上述した実施形態とは異なり、直交するスライド軸を備えた、いわゆる直交ロボットである。ロボット装置３００は、主走査方向移動機構５１、副走査方向移動機構５３、保持機構５５等を備えている。
【００７４】
主走査方向移動機構５１は、主走査方向に延在する一対の主走査ガイドレール５２，５２、主走査ガイドレール５２に形成された主走査リニアモーター３２１Ａ（図９参照）と、走査プレート５４に形成された主走査スライダー（図示略）と、を備えている。走査プレート５４は、主走査リニアモーター３２１Ａと主走査スライダーとによって、主走査方向に自在に移動させられる。
【００７５】
副走査方向移動機構５３は、走査プレート５４に形成された副走査リニアモーター３２１Ｂ（図９参照）と、副走査枠６１に形成された副走査スライダー（図示略）とを備えている。副走査枠６１は、副走査リニアモーター３２１Ｂと副走査スライダーとによって、副走査方向に自在に移動させられる。ロボット装置３００は、外部電源１１０から電力の供給を受けて、主走査方向移動機構５１及び副走査方向移動機構５３により副走査枠６１の動きを制御し、保持機構５５の動きを制御することにより、対象物を把持して移動させる動作を行う。
【００７６】
また、副走査枠６１の主走査方向に略平行な外面には、バッテリー６２、移動量保持回路６３、発電装置６４等が配置されている。副走査枠６１の副走査方向に略平行な外面には、バッテリー６５、移動量保持回路６６、発電装置６７等が配置されている。更に、主走査リニアモーター３２１Ａ及び副走査リニアモーター３２１Ｂには、それぞれによる駆動距離を測定する無線の距離センサー３２２Ａ，３２２Ｂ（図９参照）が接続されている。
【００７７】
バッテリー６２，６５は、ロボット装置３００が外部電源１１０から電力の供給を受けていない場合に、移動量保持回路６３，６６に電力を供給することができる。移動量保持回路６３，６６は、主走査リニアモーター３２１Ａ及び副走査リニアモーター３２１Ｂにおけるそれぞれの無線の距離センサー３２２Ａ，３２２Ｂにより検出された駆動距離をカウントすることで、副走査枠６１の主走査位置及び副走査位置を算出して、移動量保持回路６３，６６のそれぞれの不揮発性メモリー６３ａ，６６ａ（図９参照）に保存する。
【００７８】
発電装置６４，６７は、ロボット装置３００が外部電源１１０から電力の供給を受けていない場合に、副走査枠６１の主走査方向及び副走査方向のそれぞれの直線運動によって発電する。この発電した電力は、バッテリー６２，６５のそれぞれのスイッチＳＷＡ，ＳＷＢ（図９参照）をオフ状態からオン状態に切り換えるために利用される。ここで、発電装置６４は、例えば、主走査方向に直交する回転軸で回転可能な回転重錘を備え、副走査枠６１が主走査方向に移動することにより回転重錘が遥動して発電する構成とする。また、発電装置６７は、例えば、副走査方向に回転可能な回転重錘を備え、副走査枠６１が副走査方向に移動することにより回転重錘が遥動して発電する構成とする。
【００７９】
＜ロボット装置における制御＞
次に、ロボット装置３００における制御について説明する。
図９は、ロボット装置３００における走査プレート５４及び副走査枠６１の移動量保存に関する制御を説明するためのブロック図である。同図において、ロボット装置３００が外部電源１１０から電力の供給を受けている状態では、外部電源１１０から供給された電力を利用して主走査リニアモーター３２１Ａ及び副走査リニアモーター３２１Ｂが駆動する。この主走査リニアモーター３２１Ａ及び副走査リニアモーター３２１Ｂの駆動により、走査プレート５４及び副走査枠６１のそれぞれが主走査方向と副走査方向とに直線移動させられる。
【００８０】
このとき、距離センサー３２２Ａ，３２２Ｂにより、主走査リニアモーター３２１Ａ及び副走査リニアモーター３２１Ｂが駆動したときのそれぞれの駆動距離が検出される。そして、移動量保持回路６３，６６により、距離センサー３２２Ａ，３２２Ｂによって検出されたそれぞれの駆動距離に基づいて走査プレート５４及び副走査枠６１のそれぞれの移動量が算出され、移動量保持回路６３，６６内に設けた不揮発性メモリー６３ａ，６６ａに保存される。ここで、算出される走査プレート５４及び副走査枠６１のそれぞれの移動量は、ロボット装置３００における主走査方向及び副走査方向のそれぞれの基準位置に対して、走査プレート５４及び副走査枠６１のそれぞれの現在位置を示すことになる。
【００８１】
一方、図９において、外部電源１１０からの電力の供給が停止した状態では、走査プレート５４及び副走査枠６１に対してロボット装置３００以外の外力が作用して走査プレート５４及び副走査枠６１のそれぞれを直線移動させると、この直線運動によりそれぞれの発電装置６４，６７が発電する。そして、バッテリー電源制御部９０は、発電装置６４，６７から発電した電力を利用してそれぞれのバッテリー６２，６５のスイッチＳＷＡ，ＳＷＢをオフ状態からオン状態に切り換える。
【００８２】
こうして、スイッチＳＷＡ，ＳＷＢがオン状態に切り換わることにより、バッテリー６２，６５から移動量保持回路６３，６６に電力が供給されて、これらが駆動させられる。そして、距離センサー３２２Ａ，３２２Ｂにより、走査プレート５４及び副走査枠６１のそれぞれの直線移動によって駆動させられた主走査リニアモーター３２１Ａ及び副走査リニアモーター３２１Ｂの駆動距離が検出される。続けて、移動量保持回路６３，６６により、検出されたそれぞれの駆動距離に基づいて走査プレート５４及び副走査枠６１のそれぞれの移動量が算出されて不揮発性メモリー６３ａ，６６ａに保存される。
【００８３】
計時部９１は、外部電源１１０からの電力の供給が停止した状態において、走査プレート５４及び副走査枠６１が移動状態（変位する状態）から停止状態（変位しない状態）に移行してからのそれぞれの経過時間を計時する。つまり、距離センサー３２２Ａ，３２２Ｂによって主走査リニアモーター３２１Ａ及び副走査リニアモーター３２１Ｂの駆動距離が検出された後、駆動距離が検出されなくなってからのそれぞれの経過時間を計時する。バッテリー電源制御部９０は、計時部９１において計時されたそれぞれの経過時間に基づき、それぞれの駆動距離が検出されなくなってから規定時間が経過した場合に、バッテリー６２，６５のそれぞれのスイッチＳＷＡ，ＳＷＢをオン状態からオフ状態に切り換える。
【００８４】
ロボット装置３００における走査プレート５４及び副走査枠６１の移動量保存に関する動作については、図４及び図５に示す第１実施形態における回転量保存に関する動作が、走査プレート５４及び副走査枠６１のそれぞれに適用できることから説明を省略する。
【００８５】
なお、図９における各構成の括弧書きに示すように、図４及び図５におけるアクチュエーターは、主走査リニアモーター又は副走査リニアモーターに置き換える。アクチュエーターの回転角については、主走査リニアモーター又は副走査リニアモーターの駆動距離に置き換える。リンクについては、走査プレート又は副走査枠に置き換える。リンクの回転量については、走査プレート又は副走査枠の移動量に置き換える。角度センサーについては、距離センサーに置き換える。回転量保持回路については、移動量保持回路に置き換える。
【００８６】
上述したように、本実施形態では、ロボット装置３００は、外部電源オフ時には動作が停止している状態にあり、走査プレート５４が外力の作用によって主走査方向に移動した場合、又は副走査枠６１が外力の作用によって副走査方向に移動した場合に、これらの直線運動によってそれぞれの発電装置６４，６７が発電する。そして、発電した電力を利用してバッテリー６２，６５のスイッチＳＷＡ，ＳＷＢをオンにすることで、それぞれの距離センサー３２２Ａ，３２２Ｂ及び移動量保持回路６３，６６への電力の供給を開始し、走査プレート５４及び副走査枠６１のそれぞれの移動量を不揮発性メモリー６３ａ，６６ａに保存する。その後、走査プレート５４及び副走査枠６１のそれぞれについて、移動しなくなってから規定時間が経過したときにそれぞれのバッテリー６２，６５からの電力の供給を停止する。
【００８７】
外部電源オフ時に、常時、バッテリー６２，６５の電力を消費して走査プレート５４及び副走査枠６１のそれぞれの移動量を保存するのではなく、外力の作用によって走査プレート５４及び副走査枠６１のそれぞれが移動してから規定時間が経過するまでの間だけバッテリー６２，６５の電力を消費する。これにより、バッテリー６２，６５のそれぞれの電力消費を抑制することができる。この結果、バッテリー６２，６５の使用期間を長くすることができる。
【００８８】
なお、上述した実施形態では、水平に回転可能な１本及び２本のリンクを備えたスカラーロボットと、直交するスライド軸を備えた直交ロボットを例に説明した。しかし、これに限られず、例えば、３本以上のリンクを備えたスカラーロボット、垂直多関節ロボット、あるいはパラレルリンクロボット等にも適用しても良い。
【符号の説明】
【００８９】
１１…ハンド保持機構、１２，１２Ａ，１２Ｂ…リンク、１３…基体、１４…基台、１５…電源ケーブル、２１，２１Ａ，２１Ｂ…アクチュエーター、２２，２２Ａ，２２Ｂ…角度センサー、２３，２３Ａ，２３Ｂ…トルク伝達装置、２４，２４Ａ，２４Ｂ，６２，６５…バッテリー、２５，２５Ａ，２５Ｂ…回転量保持回路、２５ａ，２５Ａａ，２５Ｂａ，６３ａ，６６ａ…不揮発性メモリー、３０，３０Ａ，３０Ｂ…発電装置、３１…摺動錘、３２…伝達歯車、３２ａ…小歯車、３２ｂ…大歯車、３３…中間歯車、３３ａ…小歯車、３３ｂ…大歯車、３４…ローター、３４ａ…ローター歯車、３４ｂ…ローター本体、３５…ステーター、３６…磁心、３７…コイル、３９…固定壁、４０…整流回路、５１…主走査方向移動機構、５２…主走査ガイドレール、５３…副走査方向移動機構、５４…走査プレート、５５…保持機構、６１…副走査枠、６３，６６…移動量保持回路、６４，６７…発電装置、９０…制御部、９１…計時部、１００，２００，３００…ロボット装置、１１０…外部電源、３２１Ａ…主走査リニアモーター、３２１Ｂ…副走査リニアモーター、３２２Ａ，３２２Ｂ…距離センサー。
【図１】
2013027948.tif 000003
【図２】
2013027948.tif 000004
【図３】
2013027948.tif 000005
【図４】
2013027948.tif 000006
【図５】
2013027948.tif 000007
【図６】
2013027948.tif 000008
【図７】
2013027948.tif 000009
【図８】
2013027948.tif 000010
【図９】
2013027948.tif 000011