自动机械装置的制作方法

专利名称：自动机械装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及在以家庭为代表的人类生活空间中与人类共存而进行作业的自动机械装置。
背景技术：
以往，作为自动机械的安全操作方法，大多利用罩完全覆盖自动机械的作业空间并将人和自动机械完全隔离开，不允许人和自动机械共存。另外，作为允许人和作业自动机械共存的方法，在工业用自动机械领域中具有以下所示的几个现有例(例如参照专利文献1、2、3、4)。
图19是作为现有例1而表示上述专利文献1记载的现有自动机械用安全装置的图示。
在图19中，在工业用自动机械101的周围铺设有安全垫102。若操作者为了进行示教而接近工业用自动机械101，则通过操作者的重量而使安全垫102的电极开关接通，检测操作者的接近，通过电缆103向控制装置104告知有人接近。若检测到接近，则控制装置104降低动作速度轨道的运行速度，抑制自动机械101的臂接触时的冲击，实现安全的示教操作。
图20是作为现有例2而表示上述专利文献2记载的现有的具有触觉传感器的自动机械用控制装置的图示。
在图20中，多关节臂型自动机械111在臂部112上设有多个触觉传感器113。自动机械111具有多个关节，根据作业而大致分为与直接作业有关的关节和与直接作业无关的关节。自动机械111利用触觉传感器(接触传感器)113检测到接触时，对与直接作业无关的关节进行远离接触部分、避让动作的加权，对与直接作业有关的关节进行重视作业的加权。并且，由于在整体上具有远离接触部分的运动成分，故可一边进行避让动作一边进行作业。另外，在图20中，附图标记110是视觉系统、133是接触控制器、134是作业指令部，135是作业控制器、136是动作选择器、137是动作转化器、138是线性关系生成器。
图21是作为现有例3而表示上述专利文献3记载的现有的自律移动装置的方框图。
在图21中，自律移动自动机械121具有用于在行进方向上检测障碍物的超声波传感器122、和检测人体放射的红外线的红外线传感器123。自律移动自动机械121在利用障碍物传感器121检测到障碍物时，利用红外线传感器123进行人的判别，在是人的情况下，以在进行一定时间的待机动作之后人若仍没有离开则进行避让动作。另外，在不是人的情况下，立即进行障碍物避让动作，实现称为移动的作业。
另外，图22A及图22B是作为现有例4而表示专利文献4记载的现有的自动机械用安全装置的图示。
在图22A及图22B中，自动机械存在于自动机械用安全装置156的右侧156R。在自动机械动作时，通过人按压开关160，如图22A所示地，使人体侧156L的遮蔽板152上升、自动机械侧156R的遮蔽板158下降。但是，在操作人员更换工件153时，通过人按压开关160，如图22B所示地，使自动机械侧156R的遮蔽板158上升、人体侧156L的遮蔽板152下降。于是，通过人按压开关160而使自动机械侧156R的遮蔽板158上升，因此，自动机械由于遮蔽板158而不能对工件153进行作业，对工件153的作业停止。
专利文献1日本特开昭59-102595号公报(代表图)专利文献2日本特开2003-89091号公报(第4页、图1)专利文献3日本特开平9-198412号公报(第6页、图1)专利文献4日本特开2002-283277号公报在以工厂为代表的特定场所的自动机械作业中，自动机械的作业空间与人的行动空间处于可大体分离的环境中，若利用罩将自动机械的作业空间和人的行动空间完全隔离开，则可容易地实现安全操作。另一方面，即使自动机械的作业空间和人的行动空间局部重叠的情况下，可适用上述现有例1、2、3充分地确保安全的作业。
但是，在以家庭为代表的人类生活环境中，利用罩将生活环境完全隔离成自动机械的作业空间和人的行动空间这两个空间，这恐怕是困难的。例如，设想在家庭中自动机械进行家务作业时，自动机械的作业空间和人的行动空间大部分重叠。因此，直接适用上述现有例1、2、3难以完全地进行作业。以家庭为代表例，以下就其理由分别进行说明。
在上述现有例1中，基本上仅在示教作业时有效。在普通作业时，设计为自动机械作业空间和人的行动空间不重叠，进行高速动作。利用传感器检测到有人进入自动机械的作业空间内则立即停止自动机械。
但是，在自动机械的作业空间和人的行动空间大部分重叠的家庭环境中，由于人的移动、自动机械的移动，人的行动空间和自动机械的作业空间频繁交叠。因此，直接适用现有例1时，具有低速动作导致作业效率低、停止时导致的作业中断的情况频繁发生而对作业造成阻碍的问题。
在上述现有例2中，利用自动机械臂部的接触传感器检测人的接触部分。并且，以接触传感器的输入为基准，使自动机械整体具有远离接触部分的运动成分而向自动机械的各关节分配指令值，一边进行接触避让动作一边进行作业。
但是，在自动机械的作业空间与人的行动空间大部分重叠的家庭环境中，直接适用现有例2时，相对于人的接触，自动机械侧仅被动地采取避让行动，会成为相对于人的接触自动机械总是避让的情形，难以确保作业空间而恰当地进行作业。因此，虽然能够在某种程度上确保相对于接触的安全，但具有家务工作等自动机械作业效率降低的问题。
在上述现有例3中，检测人体的自律移动装置进行待机动作或避让人的移动。
但是，在自动机械的作业空间与人的行动空间大部分重叠的家庭环境中，直接适用现有例3时，总是相对于人而被动地采取避让行动，仅仅被动的动作，使得在移动作业中不能够实现足够的作业效率。
在上述现有例4中，在进行放置工件153的作业时，通过人按压开关160而使人体侧156L的遮蔽板152(绿)下降、自动机械侧156R的遮蔽板158上升，因此，自动机械在将对工件153的作业停止的状态下进行放置工件153的作业。由此，不论自动机械产生何种不良情况，由于具有自动机械侧156R的遮蔽板158，都能够使人体不与自动机械接触。
但是，在自动机械的作业空间与人的行动空间大部分重叠的家庭环境中的作业中，若将较大空间遮蔽而进行作业，则大大限制了人的行动，不实用。

发明内容
因此，本发明的目的在于解决上述现有问题而提供一种自动机械装置，在以家庭为代表的、自动机械机构部的作业空间与人的行动空间大部分重叠的环境中，确保作业效率并且安全地实现自动机械作业。
为了实现上述目的，本发明如下构成。
本发明第一方式，提供一种自动机械装置，包括自动机械机构部，其具有自动机械臂、安装有所述自动机械臂的自动机械主体；物体识别部，其识别移动体、动物、人这三种物体中的任一种物体或者多个物体；控制部，其控制所述自动机械机构部，通过使所述自动机械机构部的一部分进行遮蔽动作，遮挡所述物体识别部识别到的所述物体，使其不进入自动机械机构部的作业空间，同时使所述自动机械机构部的所述自动机械臂进行作业，所述控制部以如下的方式控制所述自动机械机构部，即，根据所述物体识别部识别到的所述物体与所述自动机械机构部的作业空间的相对位置关系，改变进行所述遮蔽动作的位置或所述遮蔽动作的种类而进行所述遮蔽动作。
本发明第二方式，提供一种自动机械装置，包括自动机械机构部，其具有自动机械臂、安装有所述自动机械臂的自动机械主体、使所述自动机械主体移动的移动机构；物体识别部，其识别移动体、动物、人这三种物体中的任一种物体或者多个物体；控制部，其控制所述自动机械机构部，通过使所述自动机械机构部的一部分进行遮蔽动作，遮挡所述物体识别部识别到的所述物体，使其不进入自动机械机构部的作业空间，同时使所述自动机械机构部的所述自动机械臂进行作业或者使所述移动机构进行作业或者进行所述自动机械臂和所述移动机构的协调作业。
根据该结构，在由物体识别部识别到人、例如识别到自动机械机构部的作业空间与人的行动空间交叠时，通过使自动机械机构部的一部分相对于人进行遮蔽动作，而能够根据需要，不是被动地而是主动地防止自动机械机构部的作业空间与人的行动空间交叠的情况，可确保自动机械机构部的作业空间，并且安全地进行作业。
根据本发明的自动机械装置，不使用以工业用自动机械的安全罩为代表的、将自动机械机构部的作业空间与人的行动空间完全遮断的遮蔽专用部件，而是使用自动机械机构部的一部分，根据需要来遮挡人，主动地确保自动机械机构部的作业空间，因此，在家庭这样的自动机械装置和人共存的环境中，自动机械装置可确保自动机械机构部的作业空间而安全地进行作业。


本发明的上述目的以及其他目的和特征，由基于附图的优选实施方式的说明而可明了。
图1A是本发明第一实施方式的自动机械装置的作业及遮蔽动作的示意图。
图1B是本发明第一实施方式的自动机械装置的方框图。
图1C是本发明第一实施方式的自动机械装置中、将自动机械的作业范围乘以1.3倍、1.5倍、2倍安全系数后的范围作为自动机械机构部的作业空间时的说明图。
图2是说明本发明第一实施方式的自动机械装置中基于人与自动机械机构部的作业空间的关系的遮蔽动作的说明图。
图3是说明本发明第三实施方式的自动机械装置中基于人与自动机械机构部的作业空间的关系的遮蔽动作的说明图。
图4是说明本发明第一实施方式的自动机械装置中基于人与自动机械机构部的作业空间关系的遮蔽动作的说明图。
图5A是为了说明本发明第一实施方式的其他变形例的自动机械装置基于危险度的遮蔽动作的控制方法而以图表进行表示的示图。
图5B是为了说明本发明第一实施方式的其他变形例自动机械装置中、由自动机械的作业对象的大小、重量等物理特性来设定危险度并基于危险度的遮蔽动作的控制方法而以图表进行表示的示图。
图6A是说明本发明第一实施方式的自动机械装置中基于人与自动机械机构部的作业空间的关系的遮蔽动作的说明图。
图6B是说明本发明第一实施方式的自动机械装置中基于人与自动机械机构部的作业空间的关系的遮蔽动作的说明图。
图6C是说明本发明第一实施方式的自动机械装置中基于人与自动机械机构部的作业空间的关系的遮蔽动作的说明图。
图6D是说明本发明第一实施方式的自动机械装置中基于人与自动机械机构部的作业空间的关系的遮蔽动作的说明图。
图6E是说明本发明第一实施方式的自动机械装置的变形例的数据库的说明图。
图7是说明本发明第一实施方式的自动机械装置中从自动机械机构部的作业空间飞出物品的状态(在利用自动机械臂的手握持的刀来切蔬菜时，蔬菜切断端飞散的状态)的说明图。
图8是说明本发明第一实施方式的自动机械装置中从自动机械机构部的作业空间飞出物品的其他状态(在从自动机械臂的手握持的壶中向盛取物注入热水时，水滴飞散的状态)的说明图。
图9是用于说明本发明第一实施方式的变形例的自动机械装置中、利用预测机构预测如下动作的说明图，即，人坐着，而为了取得某高处的物品，人站起动作。
图10是用于说明本发明第一实施方式的自动机械装置中，棒球飞进自动机械机构部的作业空间中时对球的轨道的预测的说明图。
图11是用于说明本发明第一实施方式的另一变形例的自动机械装置的遮蔽动作的说明图。
图12A是说明本发明第一实施方式的另一变形例的自动机械装置中基于人与自动机械机构部的作业空间的关系的遮蔽动作的说明图。
图12B是说明本发明第一实施方式的另一变形例的自动机械装置中基于人与自动机械机构部的作业空间的关系的遮蔽动作的说明图。
图12C是说明本发明第一实施方式的另一变形例的自动机械装置中基于人与自动机械机构部的作业空间的关系的遮蔽动作的说明图。
图12D是说明本发明第一实施方式的另一变形例的自动机械装置中基于人与自动机械机构部的作业空间的关系的遮蔽动作的说明图。
图13是本发明第二实施方式的自动机械装置的作业以及遮蔽动作的示意图。
图14是本发明第三实施方式的自动机械装置的作业以及遮蔽动作的示意图。
图15是本发明第四实施方式的自动机械装置的作业示意图。
图16是本发明第四实施方式的自动机械装置的作业示意图。
图17是本发明第四实施方式的变形例的自动机械装置的作业示意图。
图18A是本发明第一～第四实施方式的变形例的自动机械装置的摆动动作示意图。
图18B是本发明第一～第四实施方式的变形例的自动机械装置的摆动动作的示意图。
图19是现有例1的自动机械用安全装置的图。
图20是现有例2的具有接触传感器的自动机械用控制装置的图。
图21是现有例3的自律移动装置的方框图。
图22A是表示现有例4的自动机械用安全装置的图。
图22B是表示现有例4的自动机械用安全装置的图。
具体实施例方式
在接着上述说明对本发明持续进行说明之前，在附图中对相同部件标注相同的附图标记。
以下，在基于附图详细说明本发明的实施方式之前，对本发明的各种方案进行说明。
本发明第一方案，提供一种自动机械装置，包括自动机械机构部，其具有自动机械臂、安装有所述自动机械臂的自动机械主体；物体识别部，其识别移动体、动物、人这三种物体中的任一种物体或者多个物体；控制部，其控制所述自动机械机构部，通过使所述自动机械机构部的一部分进行遮蔽动作，遮挡所述物体识别部识别到的所述物体，使其不进入自动机械机构部的作业空间，同时使所述自动机械机构部的所述自动机械臂进行操作，所述控制部以如下的方式控制所述自动机械机构部，即，根据所述物体识别部识别到的所述物体与所述自动机械机构部的作业空间的相对位置关系，改变进行所述遮蔽动作的位置或所述遮蔽动作的种类而进行所述遮蔽动作。
本发明第二方案，提供一种自动机械装置，包括自动机械机构部，其具有自动机械臂、安装有所述自动机械臂的自动机械主体、使所述自动机械主体移动的移动机构；物体识别部，其识别移动体、动物、人这三种物体中的任一种物体或者多个物体；控制部，其控制所述自动机械机构部，通过使所述自动机械机构部的一部分进行遮蔽动作，遮挡所述物体识别部识别到的所述物体，使其不进入自动机械机构部的作业空间，并且使所述自动机械机构部的所述自动机械臂进行作业或者使所述移动机构进行作业或者进行所述自动机械臂和所述移动机构的协调作业。
本发明第三方案，在上述第一方案或第二方案的基础上提供一种自动机械装置，所述自动机械机构部至少具有两个自动机械臂，所述控制部以如下方式控制所述自动机械机构部，即，所述自动机械机构部的一部分进行的所述遮蔽动作是所述自动机械机构部的所述两个自动机械臂中进行所述作业的一个自动机械臂进行的遮蔽动作、或者不进行所述作业的另一个自动机械臂进行的遮蔽动作。
本发明第四方案，在上述第二方案的基础上提供一种自动机械装置，其中，所述控制部以如下方式控制所述自动机械机构部，即，使所述自动机械机构部的一部分进行的所述遮蔽动作为旋转机构或者所述移动机构进行的所述自动机械机构部的方向转换。
本发明第五方案，在上述第一方案的基础上提供一种自动机械装置，所述控制部以如下方式控制所述自动机械机构部，即，根据所述物体识别部识别到的所述物体与所述自动机械机构部的作业空间的位置关系改变所述遮蔽动作的位置、速度或柔性。
本发明第六方案，在上述第一方案的基础上提供一种自动机械装置，其中，还具有预测所述物体识别部识别到的所述物体的动作的预测机构，所述控制部根据由所述预测机构预测的所述物体的位置改变所述遮蔽动作的位置、速度或柔性而控制所述自动机械机构部。
本发明第七方案，在上述第五或第六方案的基础上提供一种自动机械装置，所述控制部根据所述自动机械作业的危险度改变所述遮蔽动作的位置、速度或柔性而控制所述自动机械机构部。
本发明第八方案，在上述第一～第六任一方案的基础上提供一种自动机械装置，所述控制部以如下方式控制所述自动机械机构部，即，使所述遮蔽动作为引导所述物体移动的方向的动作。
本发明第九方案，在上述第一～第八任一方案的基础上提供一种自动机械装置，其中，还具有数据库，该数据对所述自动机械机构部进行的作业内容信息和对应于该作业内容的、有无持续性的信息赋予关系而进行存储，通过所述控制部，以如下的方式控制所述自动机械机构部，即，读出所述数据库的信息，判断是否需要持续各自的作业内容，在所述自动机械机构部进行具有持续性要求的作业内容时，进行与没有持续性要求的作业内容不同的遮蔽动作。
以下，参照

本发明的实施方式。
(第一实施方式)图1A及图1B是本发明第一实施方式的自动机械装置的作业示意图以及方框图。
在图1A及图1B中，将自动机械装置进行作业的自动机械臂作为作业用自动机械臂1。自动机械装置包括自动机械机构部899，其在自动机械主体899A上设有作业用自动机械臂(第一自动机械臂)1和与作业用自动机械臂1独立的第二自动机械臂7；第一自动机械臂驱动部901，其驱动作业用自动机械臂1；第二自动机械臂驱动部907，其驱动第二自动机械臂7；移动机构驱动部911，其设置在自动机械机构部899上，用于驱动使自动机械主体899A移动的移动机构11；物体识别部4，其识别移动体、动物、人这三种物体中的任一种物体或多个物体；控制部900，向其输入物体识别部4的识别结果，同时，该控制部900分别独立控制第一自动机械臂驱动部901和第二自动机械臂驱动部907以及移动机构驱动部911动作。另外，附图标记902是数据库，其与控制部900连接并存储用于分别独立驱动第一自动机械臂驱动部901和第二自动机械臂驱动部901以及移动机构控制部911的动作程序，并且，存储第一自动机械臂驱动部901和第二自动机械臂驱动部907以及移动机构驱动部911的驱动信息以及物体识别部4的识别信息等。
作业用自动机械臂1通过基于控制部900的第一自动机械臂驱动部901的驱动而相对作业对象物体2进行作业。为了进行说明，作为作业对象物体2的一例，考虑平底锅2，作为自动机械装置的作业的一例，对作业用自动机械臂1把持平底锅2进行摇动的家务作业进行说明。例如，在自动机械装置利用平底锅2炒蔬菜时，通过第一自动机械臂驱动部901驱动由前端的手1a握持平底锅2的作业用自动机械臂1摆动，使平底锅2上下左右振动而可以起到使其中的材料混合炒熟的效果。这样，作业用自动机械臂1和平底锅2在上下左右一定范围内移动动作，其作业所需要的区域为虚线所示的自动机械机构部899的作业空间(以下简称为“自动机械作业空间”)3。
自动机械作业空间3基本上根据自动机械机构部899的作业内容而改变大小和形状。基本上，自动机械作业空间3表示由作业而使自动机械机构部899动作的空间，可以根据自动机械机构部899的方向、自动机械臂1等的位置、速度、角速度、惯性矩、作业特有的参数等而进行空间加权(空间的に重み付け)。例如，可以形成为用被称作可操作度的关节速度而能实现的指端速度而持有空间加权的结构。
具体地，可以将在某时刻自动机械臂1和平底锅2在进行作业的基础上移动的区域(作业范围)作为自动机械作业空间3，另外，也可以将自动机械臂1可动的范围(作业范围)中、自动机械臂1和平底锅2可动作的范围(作业范围)整体作为自动机械作业空间3。另外，在自动机械机构部899在某方向上具有速度时，在从某时刻到规定的时间(例如1秒)期间可到达的范围(作业范围)可以同样地作为自动机械作业空间3。另外，如图1C所示，还可以将对所述作业范围3R乘以安全系数(例如1.3倍、1.5倍、2倍)后的范围定义为自动机械作业空间3。
作为所述安全系数的决定方法的一例，考虑有利用自动机械作业空间3的自动机械臂1和作业对象(例如平底锅)的动能来决定安全系数的方法。即，自动机械臂1的移动速度是高速的话，则由于自动机械臂1接触时的冲击也大，故例如将自动机械臂1以某低速速度移动时的动能值作为基准值，若动能值为该基准值以下，则安全系数为1；若超过该基准值，则将动能值与基准值的比直接作为安全系数。
另外，作为自动机械作业的一例，表示了握持平底锅2而摇动的作业，只要是使用作业用自动机械臂1进行作业的动作，则可以是任意的动作。另外，作业用自动机械臂1也可以由垂直多关节型、水平多关节型、平行环型等构成。可以在作业用自动机械臂1的前端设置作为手1a的端部操纵装置(エンドエフエクタ)，其机构可以为吸附型、机械型的手等，也可以是可根据作业更换的机构。
另外，如前所述，自动机械装置具有识别移动体、动物、人这三种物体中的任一种或者多个的物体识别部4。这里所说的移动体是指可开闭的门或球、车等伴随有移动的物体。为了说明，以下将识别对象物体设为人5进行说明。
另外，作为物体识别部4，可以为CCD照相机或红外线照相机等使用摄像元件的部件，也可以通过进行图像处理而测定人或动物或移动体。另外，作为物体识别部4，可以使用激光范围探测器或利用红外线的测定距离传感器等进行识别。另外，作为物体识别部4，可以使用力传感器或光电传感器等，也可以不限于一种传感器而使用多种传感器进行识别。如图1A及图1B所示，物体识别部4可以设置在自动机械机构部899的一部分上，也可以设置在配置有自动机械机构部899的房间上方的顶棚800等上，通过无线或有线向自动机械机构部899的控制部900发送来自作为物体识别部4的传感器4A(参照图2)的信息。
将识别对象物体2的移动空间定义为行动空间6。在将识别对象物体2设为人5的情况下，成为人5的行动空间(以下简称为人体行动空间)6。例如，可以根据人5的速度将单位时间可移动的范围作为基准来定义人体行动空间6。具体地，将某时刻人5的身体一部分可到达的范围定义为人体行动空间6，另外，在人5在某方向上具有速度的情况下，在从某时刻到规定时间(例如1秒)期间可到达的范围全部定义为人体行动空间6。另外，还可以将对该范围乘以安全系数(例如1.2倍)后的范围定义为人体行动空间6。
另外，人体行动空间6也同样地，可以根据人5的行进方向、位置、速度、加速度、惯性矩等参数仪器根据移动的容易度定义人体行动空间6。
自动机械机构部899在自动机械作业空间3中，在例如炒蔬菜的作业中把持平底锅2而进行摇动动作，但若人与作业用自动机械臂1或平底锅2接触就变得危险了。因此，为了确保人5的安全并依次进行自动机械作业，需要使自动机械作业空间3与人体行动空间6在空间上不交叠。因此，自动机械机构部899在控制部900的控制下在自动机械作业空间3中进行作业，同时进行遮蔽自动机械作业空间3和人体行动空间6的遮蔽动作。本第一实施方式中将进行遮蔽动作的自动机械机构部899的一部分作为作业用自动机械臂1以外的自动机械机构部899的一部分，具体而言，对其为自动机械臂7的情况进行说明。即，在第一实施方式中，在控制部900的控制下，通过第一自动机械臂驱动部901的驱动在自动机械作业空间3中由作业用自动机械臂1进行作业，同时通过第二自动机械臂907的驱动由第二自动机械臂7进行遮蔽作业空间3和人体行动空间6的遮蔽动作。
另外，作为上述作业用自动机械臂1以外的自动机械机构部899，不仅是自动机械臂型，也可以形成对自动机械机构部899上安装的可动遮蔽板进行操作而进行遮蔽动作的机构等，只要是具有将自动机械作业空间3和人体行动空间6遮蔽的遮蔽效果的机构即可。另外，上述遮蔽结构不仅直接安装在自动机械机构部899的主体上，也可以将遮蔽结构安装在配置有自动机械机构部899的房间的墙壁或顶棚上，通过自动机械机构部899的控制部900的控制来进行驱动，进行遮蔽动作。无论如何，在现有的自动机械等中在遮蔽人和自动机械机构部899的情况下都是利用罩简单地将空间遮挡而进行操作，在本发明的第一实施方式及其他实施方式中，不是简单地遮蔽空间，而是对应于作业内容或人5的位置，通过控制部900的控制来启动第二自动机械臂驱动部907而使自动机械臂7或遮蔽机构动作，将自动机械作业空间3和人体行动空间6遮蔽，具有进行确保自动机械作业空间3的作业和安全的动作并且作业持续的特点。
自动机械机构部899基于物体识别部4的识别信息、数据库902中存储的信息、由自动机械机构部899进行的作业等，通过控制部900的控制驱动第二自动机械臂驱动部907，使用自动机械臂7进行遮蔽动作，以使人体行动空间6不会接近自动机械作业空间3。自动机械臂7的遮蔽动作是在人5的移动方向或与将人5和自动机械作业空间3连结的最短直线交叉的方向上的上下方向或者左右方向、或者相对于人5行进方向的前后方向上，使自动机械臂7摆动的动作，其摆动速度、摆动幅度等基于物体识别部4的识别信息、数据库902中存储的信息、由自动机械机构部899进行的作业等而预先决定并存储在数据库902中为好。例如，在人体行动空间6与自动机械作业空间3较大分离时，使摆动速度慢且摆动幅度小，随着人体行动空间6与自动机械作业空间3接近，摆动速度加快、摆动幅度增大等、多种摆动动作对应于人体行动空间6和自动机械作业空间3的距离而由控制部900适当选择。
具体地，首先，自动机械机构部899在自动机械作业空间3中进行作业期间或者在自动机械作业空间3中进行作业之前和进行作业期间，由物体识别部4识别人5的人体行动空间6。人体行动空间6不限于总是静止的状态，对应于人5的移动而移动。
因此，以物体识别部4的识别信息为基准，通过控制部900的控制驱动第二自动机械臂驱动部907，对应于人5的移动而使自动机械臂7动作，阻碍人移动而进行遮挡动作(遮蔽动作)，以使人体行动空间6不接近自动机械作业空间3。作为这样的遮蔽动作，在基于物体识别部4的识别信息通过控制部900的控制驱动第二自动机械臂驱动部907而使自动机械机构部899位于自动机械作业空间3与人体行动空间6的区域的中间部分的状态下，自动机械臂7(具体地说，自动机械臂7前端的手7a和第一腕7b)相对于自动机械作业空间3的边界位于人5侧即人体行动空间6侧，如图1A所示，在与人5接近的方向交叉的方向上使自动机械臂7(具体地说，自动机械臂7前端的手7a、第一腕7b及第二腕7c)摆动。
通过以上构成，可通过自动机械臂7的遮蔽动作来阻挡人5的行进，可防止人体行进空间6接近自动机械作业空间3。
使用图2～图5B说明遮蔽动作的更具体的例子。
在第一实施方式中，以识别对象物体为人5为例、遮蔽机构也以自动机械臂7为例进行说明。
图2～图5B是遮蔽动作方法的示意图，表示自动机械作业空间3和人5的人体行动空间6的相对位置关系。形成相对位置关系是由于，如后所述地在自动机械机构部899具有移动机构11的情况下，自动机械机构部899的自动机械作业空间3自身也移动。
自动机械作业空间3与人体行动空间6必须不交叠地进行动作。
(I)作为遮蔽动作的具体例，如图2所示，假定自动机械作业空间3和人体行动空间6可分别近似为球体。
首先，在自动机械机构部899所处的房间或空间中，通过物体识别部4(进而，配置于房间顶棚的照相机等物体识别部4A)识别自动机械机构部899的座标位置以及人5的座标位置，同时，从数据库902读取自动机械机构部899要进行的作业，决定自动机械作业空间3。此时，将自动机械作业空间3的重心和半径分别设为G11、R11，将人体行动空间6的重心和半径分别设为G21、R21。
然后，由控制部900判断自动机械作业空间3和人体行动空间6的距离是否足够。具体地，基于所述识别信息，将二者的重心(G11、G12)连结的直线L1和圆周(R11、R12)各自的交点设为(A1、B1)，判断线段A1-B1是否大于预先决定的基准距离。如图2所示，在自动机械作业空间3与人体行动空间6的距离足够时、即控制部900判断为线段A1-B1大于基准距离时，可以通过基于控制部900的第二自动机械臂驱动部907的驱动，在线段A1-B1之间进行遮蔽动作。更加具体而言，也可以通过基于控制部900的自动机械臂驱动部907的驱动，使自动机械臂7位于线段A1-B1的中间为一定比值(例如2∶1)的位置C1而进行遮蔽动作。这样，由于在自动机械作业空间3和人体行动空间6的中间可靠地进行遮蔽动作，故人5不会与进行遮蔽动作的自动机械臂7接触，相对于人5能够安全地进行自动机械臂7的遮蔽动作。
(II)另外，如图3所示，在自动机械作业空间3和人体行动空间6接近时、即控制部900判断为线段A1-B1为基准距离以下时，可以不在线段A1-B1之间，而是在比交点B1更靠近人体侧的人体行动空间6的重心G21与交点A1之间的线段A1-G21之间，通过基于控制部900的第二自动机械臂驱动部907的驱动，进行自动机械臂7的所述遮蔽动作。更加具体而言，在线段A1-G21之间，通过基于控制部900的第二自动机械臂驱动部7的驱动，总是使自动机械臂7位于一定比(例如2∶1)的位置C1而进行所述遮蔽动作。此时，由于自动机械作业空间3和人体行动空间6接近，故自动机械臂7进入人体行动空间6而进行遮挡，根据情况的不同，自动机械臂7有可能与人5接触。
(III)另外，如图4所示，在自动机械作业空间3与人体行动空间6进一步接近时、即控制部900判断线段A1-B1为比基准距离小很多的接近警告距离以下时，通过基于控制部900的第二自动机械臂驱动部907的驱动，允许自动机械臂7与人5接触，一边对人5施力一边防止人体行动空间6向自动机械作业空间3侧移动，能够进行控制使人5停止。
上述图2～图4所示的(I)、(II)、(III)的情况都可以在可能会与人5接触的自动机械臂7中，形成使自动机械臂7的表面柔性进一步柔软而具有柔性的结构，即使人5接触自动机械臂7，也不造成损伤等而保证对人5的安全性。例如，在人5和自动机械臂7的距离近时，利用柔性控制，即使人5和自动机械臂7接触，由于自动机械臂7具有弹簧性能，可以进行对人优良的控制。另外，也可以在自动机械臂7与人5接触的接触部配置力度传感器等传感器，另外，还可以由自动机械臂7的关节部的输入输出关系推定自动机械臂7与人5的接触。另外，在配置力度传感器等传感器的情况下，在由传感器检测到与人接触时，也有使自动机械臂7的动作停止的情况，但由于通过所述柔性控制，根据人的不同而对应于力度以具有弹簧或缓冲器的方式使自动机械臂7与人安全地接触，故不会对人施加危害。
如前所述，通过进行图2～图4的方法，能够可靠地避免人5进入到自动机械作业空间3中。
以下，基于更加具体的实施例进行说明。
(I-a)例如，在自动机械臂1的手1a握持刀而进行切断蔬菜等食材等作业并且人5位于距离自动机械臂1足够远的距离的情况下、即控制部900判断线段A1-B1大于基准距离时，通过控制部900的控制驱动第二自动机械臂驱动部907，在自动机械作业空间3与人体行动空间6之间进行自动机械臂7的遮蔽动作，在相对人5进行遮蔽动作(参照图6A)的同时，如图7所示，在蔬菜的切断端可能会从自动机械臂1的刀具作业区域飞散的情况下，通过控制部900的控制驱动第二自动机械臂驱动部907进行遮蔽动作，以将人5向蔬菜的切断端可能飞散的范围3G的行进路线遮挡住。该遮蔽动作考虑自动机械臂驱动部7的高度和位置以及蔬菜的切断端可能飞散的高度和位置而进行动作为好。无论蔬菜的切断端是否有可能飞散，只要在自动机械臂1进行作业时，根据作业内容，预先决定是否在自动机械作业空间3的外侧还设置安全的预备范围而存储在数据库902中即可。在从数据库902中读取自动机械机构部899要进行的作业时，在指示有设定安全预备范围时，只要将自动机械作业空间3定义为设定有安全预备范围的范围即可。
(II-a)不论是否相对于人5进行遮蔽动作，在由物体识别部4检测到有人5接近自动机械作业空间3时(参照图6B)，通过控制部900的控制驱动第二自动机械臂驱动部907，使自动机械臂7在人5的人体行动空间6的内部移动而进行遮蔽动作(图6C，由此，自动机械臂7成为障碍，人5难以进入自动机械作业空间3侧，故而能够更加有效地防止人5接近自动机械作业空间3)。
(III-a)并且，在人5十分接近自动机械作业空间3的状态下、即控制部900判断线段A1-B1为比基准距离小很多的接近警告距离以下时(参照图6D)，自动机械臂7以接触人5的方式进行遮挡，使人5不进入到自动机械作业空间3，由此可实现安全的作业。
在此，作为具体的数值例，在利用刀具在菜板上进行作业时，自动机械作业范围可以为直径1m的范围，而考虑了材料飞散情况的区域可以为直径2m的范围，在人的作业范围为半径1m的情况下，将人的作业区域从自动机械作业区域进入30cm(直径1.6m的范围)的区域作为接近警告区域。
另外，上述(I)、(II)、(III)各自的摆动动作的摆动速度、振幅等摆动动作的具体数值例如下。(I)在范围3G的区域的边界，在蔬菜的切断端飞散时，可以向左右以振幅50cm、频率1Hz左右使自动机械臂7摆动。(II)为了使人不易接近，例如可以以遮挡视线的方式在面前以振幅30cm、频率2Hz左右使自动机械臂7上下摆动。(III)的情况下，也可以为自动机械臂7的摆动范围由于与人接触故相对于人而言停止，在对人不施加冲击的柔性控制下由自动机械臂7对人施力而进行应对。
另外，如图8所示，除了蔬菜飞散的情况之外，在从自动机械臂1的手1a握持的水壶向盛取物注入热水时水滴飞散的情况下，只要同样地进行遮蔽动作即可。
在上述的例中，表示了人接近自动机械进行作业的空间时对应于其距离进行遮蔽动作的例子，但是，接下来表示根据作业内容切换遮蔽动作的例子。在自动机械作业中，具有作业的持续性很重要的作业。例如，饭菜的加热作业。在饭菜的加热作业中持续性很重要的理由为在不能持续而间歇地进行加热时，会引起食材的加热不足或加热过度，影响食材的味道。因此，只要根据作业内容(持续性)来切换遮蔽作业即可。作为持续性重要的作业的具体例，以下表示自动机械炒蔬菜的作业，并且表示其作业顺序(参照图6E)。为了将说明简单化，炒蔬菜作业的作业步骤由三个步骤构成。步骤S1准备食材(洗净、切等)。在步骤S1的作业中，无需持续性。步骤S2加热食材。由上述理由可知，该步骤S2中需要有持续性。步骤S3盛盘。该步骤S3的作业中无需持续性。图6E为将这些信息存储在数据库902中的例子。
这样，将自动机械作业预先划分为一定步骤，需要持续作业的步骤为一组步骤(在本例中为步骤S2)。
然后，在切食材的作业即步骤S1的作业中，例如，如图6D所示，自动机械臂7接近人5并以与人5接触的方式而进行遮蔽时，从动性(コンプライアンス)提高，根据人5对自动机械臂7的接触力而使自动机械作业空间3的作业速度改变。即，在人5对自动机械臂7的接触力高时，自动机械作业空间3的作业速度下降、而人5对自动机械臂7的接触力低时，与接触力高时相比，自动机械作业空间3中的作业速度提高。例如通过安装在自动机械臂7上的接触传感器等检测人5对自动机械臂7的接触力是否高，控制部900基于检测结果控制自动机械作业空间3中的作业速度即可。
在加热食材的作业即步骤S2的作业中，例如如图6D所示，人5接近而自动机械臂7以接触人5的方式进行遮蔽时，由于步骤S2的作业的持续性高(需要持续性)，由自动机械臂7施加给人5的力比步骤S1高(从动性降低)而进行遮蔽，持续这样的遮蔽状态，直到一连的步骤S2的动作完成。
在盛盘作业即步骤S3的作业中，例如如图6D所示，人5接近而自动机械臂7以接触人5的方式进行遮蔽时，与步骤S1同样地进行遮蔽。
以上，通过根据作业内容(持续性)来改变遮蔽动作，能够可靠地完成作业。
于是，为了进行自动机械作业，在数据库902中将各自的作业内容信息和与该作业内容对应的有无持续性的信息赋予关系而进行存储，通过控制部900读取数据库902的信息，判断各自的作业内容的持续性的必要性，通过所述控制部900读取所述数据库902的信息，判断各自的作业内容的持续性的必要性，在所述自动机械机构部899进行需要持续性的作业内容时，控制所述自动机械机构部899进行与无需持续性的作业内容不同的遮蔽动作即可。
另外，作为所述第一实施方式的变形例，还具有与控制部900连接并且预测人体行动空间6的大小和形状的预测机构910，可以使用预测机构910预测人体行动空间6的大小和形状。
例如，根据人5如何动作或怎样动作来较大地改变人5与自动机械作业空间3的相对关系。但是，基于由物体识别部6得到的识别数据或存储的数据库902，利用预测机构910预测人5的行动并基于与其预定对应的相对关系，通过基于控制部900的第二自动机械臂驱动部907的驱动而进行第二自动机械臂107的遮蔽动作，由此进行更加安全的作业。更加具体而言，如图9所示，若预测机构910可预测到如下行动即，人5A坐着，然后为了取得某高处的物体而站立起来(图9的人1B的状态)的行动，则可将人5上方的空间也作为人5的人体行动空间6而由物体识别部4进行识别，可进行安全性更高的作业。更加具体而言，以人5A坐在椅子上的静止状态为例进行说明。在人5A的上方具有带开闭门800A的架子800。在自动机械机构部899的作业为打开门800A而取出其中的物品时，由于目前人5A是坐着静止的，故即使将门800A打开在安全上也没有问题。但是，人5A站立起来时(成为图9中人5B的状态)，门800A碰到人5B的头而有危险。此时，预测人5A有可能会站起来，需要进行遮蔽动作而使人5A不站起来(例如，如图9所示，通过自动机械臂7遮挡人5A的上方)。以上，进行人的可能行动范围、行动预测，来决定人遮蔽动作。
另外，如图10所示，例举识别对象物体为棒球40，在自动机械作业空间3中飞入有球40而遮挡球40的情况。通过由照相机等物体识别部4识别球40的移动轨迹40A，使用重力作用于何侧的数据，由预测机构910预测球40的移动轨迹40A，可准确地预测自动机械臂7在何位置以何角度抓持即可，通过基于控制部900的第二自动机械臂驱动部907的驱动，进行自动机械臂7的遮蔽动作。在此，预测机构910的预测如下进行。即，如图10所示，在识别对象物体为球40的情况下，例如作为物体识别部4使用照相机时，以微小时间对连续的两个图像进行摄影，并且将预先得到的背景物41的大小和球40的移动距离的偏移进行比较，由此可掌握球40的大小、速度以高度。由该结果，通过考虑重力方向，事前可容易地推定几秒后球40可移动到何处。并且，使用其推定结果，由控制部900生成对目前的自动机械作业空间3进行遮蔽的动作，由此能够进行更加可靠的遮蔽动作。另外，若自动机械臂驱动部7的遮蔽动作以某程度在较大范围进行摆动动作，则可遮蔽更大的空间，也可应对球40的移动轨迹40A的偏移。
以上，在第一实施方式中使用了进行自动机械作业空间3的识别和预测的预测机构910，由此可进行更加优良的作业。
图5A是作为本发明第一实施方式的其他变形例，考虑了作业对象的危险度的遮蔽动作的控制方法的示意图。在图2～图4中表示遮蔽动作的基准为位置等机构参数，导入危险度这样的新概念的遮蔽动作的控制方法。
作为简单例，代替平底锅，考虑将自动机械臂1的手1a握持的锅从灶台上向桌上搬运的情况。在相同的作业中，锅冷却时和加热后的热锅时对人5的危险度不同，显然，热锅是危险的。因此，即使自动机械作业空间3和人5的距离相同，在相同的作业中危险度也是不同的，在危险度小的情况下，也可缩小人5相对于自动机械作业空间3的距离，在危险度大的情况下，需要使人较远地远离。
另外，在相同的搬运作业中，由于某种程度的道理，遮挡对象人5为孩子或幼儿时，比行动的大人的情况危险。因此，根据作业内容和识别对象设定危险度。图5A表示其危险度的设定例。在家庭这样人和自动机械装置共存的环境中，希望对应于危险度而决定遮蔽动作，例如危险度越高，自动机械臂7越接近人5侧而进行遮蔽动作为好。
例如，如图5A所示设定危险度将识别对象为大人且冷锅时、危险度最小时的危险度设为100，以识别对象为大人和孩子、作业对象为热锅和冷锅时分别组合制成数值表。即，识别对象为大人且热锅时，危险度为150；识别对象为孩子且冷锅时，危险度为130；识别对象为孩子且热锅时，危险度为200。并且，将危险度100时的人5的对自动机械作业空间3乘以危险度之后的数值设为最终的自动机械作业空间3的大小。例如，由于识别对象为孩子且热锅时危险度为200，故此时的自动机械作业空间3的大小为相对危险度100时人5的对自动机械作业空间3乘以危险度200后的数值大小的自动机械作业空间3、即危险度100的自动机械作业空间3两倍的大小的自动机械作业空间3。于是，可实现缩小人5的接近区域的自动机械遮蔽动作。同样，通过根据危险度而增大人体行动空间6，也可以实现同样的遮蔽动作。
同样地，也可以由自动机械的作业对象的大小和重量等物理特性设定危险度。例如，如图5B所示将水果握持在自动机械的手中而由自动机械臂进行搬运时，以水果的重量和硬度为参数而二维地设定危险度。在自动机械作业对象(例如搬运对象物)的重量大的情况下，动能大且接触时的冲击大，是危险的。另外，若自动机械的作业对象(例如搬运对象物)硬，则碰触人时造成伤害的危险性变高。在该危险度高的情况下，与危险度低的情况相比，可以将人5相对作业空间3的距离进一步加长。另外，也可以危险度越高，使自动机械臂的动作速度越低。还可以危险度越高，与人接触时的自动机械臂的柔性控制的弹簧或缓冲器项增大，维持柔性。
例如，如图5B所示设定危险度将作业对象的重量轻且作业对象的硬度柔软时的、危险度最小时的危险度设为100，以作业对象的重量重时和轻时，硬度软时和硬时分别组合制成数值表。即，在作业对象的重量重且作业对象的硬度软时，危险度为150；作业对象的重量轻且作业对象的硬度硬时，危险度为120；作业对象的重量中且作业对象的硬度硬时，危险度为200。并且，将危险度100时人5的、对自动机械作业空间3乘以危险度后的数值设为最终的自动机械作业空间3的大小。例如，由于作业对象的重量重且作业对象的硬度硬时，危险度为200，故此时的自动机械作业空间3的大小为相对于危险度100时人5的对自动机械作业空间3乘以危险度200后的数值的大小的自动机械作业空间3、即危险度100的自动机械作业空间3两倍的大小的自动机械作业空间3。这样，可实现减小人5接近的空间的自动机械遮蔽动作。同样地，也可通过对应于危险度增大人体行动空间6来实现同样的遮蔽动作。
本具体例中，根据重量和硬度两个参数决定危险度，参数值也可以根据作业内容或状况而由一个以上的参数决定。
图11及图12A～图12D是作为本发明第一实施方式的又一变形例，遮蔽动作为引导物体的移动方向的动作时的示意图。在图2～图4中，通过遮蔽动作遮挡作为识别物体的人5，在人体行动空间6接近自动机械作业空间3时，通过自动机械臂7与人5接触而使人5停止。对此，在第一实施方式的该变形例中，不使作为识别物体的人5停止，而通过改变人5的移动方向来确保作业安全性并执行作业。
作为识别物体以人5为例进行说明。
在人5接近自动机械作业空间3的情况下(参照图12A)，通过基于控制部900的第二自动机械臂驱动部907的驱动，使用自动机械臂7进行遮蔽，同时使自动机械臂7从位置A10向位置A11的方向移动。另外，在空间上使自动机械臂7从位置A10向位置A11形成壁面这样的平面动作(具体而言，手7a与第一腕7b之间不弯曲而是位于一直线状的状态下，通过使第一腕7b与第二腕7c之间弯曲而使手7a和第一腕7b直线地进退动作)(参照图12B)。人5目视识别自动机械臂7，看到自动机械臂从位置A10向位置A11方向移动。另外，由于识别自动机械臂7的摆动动作为壁面状的平面，故反射行动地改变从位置B10向位置B11的行进方向(参照图12C以及图12D)。这样，通过相对人5改变动作方向而进行引导动作，可避免自动机械臂7和人5的接触，能够实现更加安全的作业。
另外，将物体识别部4识别的物体设为人，但也可以为动物、其他的自动机械、清扫自动机械等自行走设备等移动体等。作为动物的例子，可以为一般在家庭中作为宠物饲养的狗或猫等，也包含使狗或猫不进入自动机械机构部899的自动机械作业空间3中而进行遮挡的动作等。作为移动体的例子，具有为了进行冰箱或房间的开闭而使用的门。在门打开时，在与自动机械作业空间3交叠的情况下，由物体识别部4识别门的位置或动作，使门的开闭空间不与自动机械作业空间3重合而由遮蔽动作进行遮挡，由此能够可靠地进行作业。另外，作为另一个移动体的例子，为棒球。在识别到有棒球飞过来时，通过遮挡其轨道而能够防止其向作业空间内侵入。
另外，在本第一实施方式中，作业用自动机械臂1和自动机械臂7表示为各自独立的机构，但在作业用自动机械臂7具有冗长的自由度时，也可以利用作业用自动机械臂1在作业中不使用的冗长自由度将自动机械臂1用于遮蔽动作。另外，在双腕型自动机械中，在作业利用一个自动机械臂即可完成的情况下，可将另一个自动机械臂用作遮蔽动作，另外，也可以设置三个不同的臂而利用双腕进行作业，利用另一个腕进行遮蔽动作。
根据该结构，在利用作业用自动机械臂1进行作业的自动机械机构部899中，通过设置识别人(识别对象物体)5的物体识别部4，并由自动机械臂(自动机械结构的一部分)7进行遮蔽动作，可控制物体识别部4识别到的人5的人体行动空间(识别对象物体的行动空间)6主动地不接近自动机械侧，可利用作业用自动机械臂1进行安全的作业。
(第二实施方式)图13是本发明第二实施方式的自动机械装置的作业示意图。在图13中，对与图1A～图11相同的结构要素标注相同的附图标记并省略其说明等。
在图13中，自动机械装置具有使自动机械机构部899的自动机械主体899A移动的移动机构11。在本第二实施方式中，以车轮型的移动机构11为例进行说明。移动机构11通过固定在自动机械机构部899的自动机械主体899A上的壳体11A、自如旋转地支承在壳体11A上的两对车轮12以及使该两对车轮12正反旋转驱动的电机等移动机构驱动部911构成，能够进行自动机械机构部899的进退移动动作。并且，作为作业内容，将平底锅2放置在移动机构11的上部而进行搬运作业。若人5接近自动机械机构部899，则自动机械作业空间3和人体行动空间6重合。此时，需要将移动机构11的搬运作业停止或低速化，搬运作业的效率降低。另外，例如在移动机构11前进时，也可以将移动机构11自身和其行进方向作为自动机械作业空间3。
另外，为了进行说明，将移动机构11设为车轮机构，但也可以为脚式机构、履带机构、在导轨等轨道上移动的机构。
与第一实施方式同样，在本第二实施方式中也将进行遮蔽动作的自动机械机构部899的一部分为自动机械臂7的情况作为例子进行表示。另外，与第一实施方式同样，将物体识别部4的识别对象物体也为人5的情况作为例子进行表示。
自动机械机构部899为使人体行动空间(识别对象物体的行动(动作)空间)6不接近自动机械作业空间3而使用自动机械臂(自动机械机构部899的一部分)7进行遮蔽动作。
首先，自动机械机构部899利用物体识别部4识别人5的人体行动空间6。人体行动空间6不限于总是静止的状态，对应于人5的移动而移动。因此，为了使人体行动空间(识别对象物体的行动空间)6不接近自动机械作业空间3，通过基于控制部900的第二自动机械臂驱动部907的驱动，对应于人5的移动使自动机械臂(自动机械机构部899的一部分)动作，阻挡住人的移动。作为遮蔽动作，通过基于控制部900的第二自动机械臂驱动部907的驱动，使自动机械臂7的至少前端侧部分位于自动机械作业空间3与人体行动空间6的区域的中间部分。通过以上构成，可阻碍人5的进行而防止人体行动空间6接近自动机械作业空间3。
另外，关于遮蔽动作，与第一实施方式的遮蔽动作相同。
根据该结构，通过在具有移动机构11的自动机械机构部899中设置物体识别部4并利用自动机械臂(自动机械机构部899的一部分)7进行遮蔽动作，能够主动地控制物体识别部4识别到的人体行动空间(识别对象物体的行动空间)6远离自动机械侧，可利用移动机构11进行安全的搬运作业。
作为具体例，在进行将碗中的食物(例如米饭和大酱汁和茶汁)向某桌子搬运的上菜作业的情况下，在人5接近而移动机构11不向行进方向移动等时，由一个自动机械臂阻碍人5的行进路线而确保移动机构1的行进路线，进而通过移动机构11进行移动，进行上菜作业。
(第三实施方式)
图14是本发明第三实施方式的自动机械装置的作业示意图。在图14中，与图1A～图13相同的结构要素标注相同的附图标记并省略说明。
在图14中，自动机械装置具有作业用自动机械臂1和作业用移动机构11，为了进行说明，与第二实施方式同样，移动机构11以车轮型为例进行说明。作业用移动机构11可通过基于控制部900的移动机构驱动部911的驱动，利用四个车轮12进行移动动作，作为作业内容，表示如下例子，即，通过基于控制部900的第一自动机械臂驱动部901的驱动，一边用作业用自动机械臂7的手1a把持平底锅2一边使其向上方移动，并且一边利用移动机构11移动自动机械主体899A一边将其放置在规定的架子(未图示)上。该作业通过基于控制部900的第一自动机械臂驱动部901和移动机构驱动部911的协调驱动，通过将作业用自动机械臂1的动作和移动机构11的移动动作这两个动作协调的协调动作而实现。作业所使用的自由度比第一实施方式和第二实施方式多，因此自动机械作业空间3比仅用于作业用自动机械臂1的作业的自动机械作业空间(第一实施方式的自动机械作业空间)3、用于移动机构11的自动机械作业空间(第二实施方式的自动机械作业空间)3大。作业的内容只要是移动机构11和作业用自动机械臂1的协调作业即可。
与第一实施方式同样地，在本第三实施方式中，以进行遮蔽动作的自动机械机构部899的一部分为自动机械臂7为例进行说明。另外，与第一实施方式同样，以物体识别部4的识别对象也为人5的情况为例进行说明。
自动机械机构部899为了使人体行动空间(识别对象物体的行动(动作)空间)6不接近自动机械作业空间3而使用自动机械臂(自动机械机构部899的一部分)7进行遮蔽动作。
首先，自动机械机构部899利用物体识别部4识别人5的人体行动空间6。人体行动空间6不限于总是静止的状态，对应于人5的移动而移动。因此，为了使人体行动空间(识别对象物体的行动空间)6不接近自动机械作业空间3，通过基于控制部900的第二自动机械臂驱动部901的驱动，对应于人5的移动使自动机械臂(自动机械机构部899的一部分)7动作，阻挡住人的移动。作为遮蔽动作，通过基于控制部900的第二自动机械臂驱动部907的驱动，使自动机械臂7的至少前端侧部分位于自动机械作业空间3与人体行动空间6的区域的中间部分。通过以上构成，可阻碍人5的进行而防止人体行动空间6接近自动机械作业空间3。
根据该结构，在具有作业用自动机械臂1和移动机构11、并且设有物体识别部4的自动机械中，通过利用自动机械臂(自动机械机构部899的一部分)7进行遮蔽动作，能够主动地控制物体识别部4识别到的人5的人体行动空间6远离自动机械侧，并且可通过作业用自动机械臂1和作业用移动机构11的协调动作而进行安全的作业。
(第四实施方式)图15、图16、图17是本发明第四实施方式的自动机械装置的作业示意图。在图15、图16、图17中，对与图1A～图14相同的结构要素标注相同的符号并省略其说明。
在图15中，自动机械机构部899具有作业用自动机械臂1和作业用移动机构11。在自动机械作业空间3中，自动机械机构部899使用作业用自动机械臂1例如进行使用刀具对苹果削皮的作业。为了使自动机械机构部899依次进行作业，需要确保自动机械作业空间3并排除自动机械作业空间3和人5的人体行动空间6的交叠。在第一～第三实施方式所示的方法中，使用自动机械臂7(自动机械机构部899的一部分)遮挡人5的人体行动空间6而阻碍人5的人体行动空间6的移动。第一～第三实施方式的方法也是有效的，但在本第四实施方式中，表示一边由自动机械臂7以外的自动机械机构部899的一部分遮挡自动机械机构部899的作业空间3一边使人5远离的方式下的作业实现方法。
另外，在本第四实施方式中也以物体识别部4的识别对象为人5的情况为例进行说明。
如图15所示，在人5接近自动机械机构部899时，如图16所示，使用移动机构(例如若为车轮机构则是车轮12)11，通过控制部900利用移动机构驱动部911的驱动，相对于壳体11A改变车轮12的一部分或全部的方向而旋转驱动车轮12，由此自动机械机构部899的自动机械主体899A与移动机构11一同旋转，使自动机械机构部899的主体部899A(图15～图16中的机体部(自动机械机构部899的一部分)14)位于在自动机械作业空间3与人体行动空间(识别对象物体的行动空间)6的中间部，由自动机械机构部899的一部分机体部14遮挡人5。图17所示的本遮蔽动作为利用自动机械机构部899的一部分机体部14将人体行动空间6和自动机械作业空间3遮蔽的动作，通过使自动机械作业空间3从人体行动空间6远离，可持续自动机械作业。
另外，如图17所示，即使不使用基于作业用移动机构11的旋转动作，只要在自动机械主体899A的下部与壳体11A之间设置可相对于壳体11A旋转的旋转关节机构13，并且设置驱动旋转关节机构13的旋转关节机构驱动部913，则由控制部900的控制驱动旋转关节机构驱动部913，可通过旋转关节机构13使自动机械机构部899相对于壳体11A旋转，可利用自动机械机构部899的移动机构11的未配置自动机械主体899A的部分(自动机械机构部899的一部分)遮挡自动机械作业空间3和人体行动空间6。即，在此，如图15所示，配置于移动机构11的壳体11A一端侧的自动机械主体899A朝向壳体11A的另一端侧(图15的右侧)在自动机械作业空间3中进行作业。此时，本遮蔽动作通过旋转关节机构13对自动机械主体899A的旋转，如图17所示，在人体行动空间6和自动机械作业空间3中，朝向移动机构11的壳体11A的一端侧的自动机械主体899A(图15的右侧)相反侧(图15的左侧)，在与人5相反一侧的自动机械作业空间3中进行作业。这样，可利用移动机构11的壳体11A另一端侧(自动机械机构部899的一部分)防止人5接近自动机械作业空间3，通过使自动机械作业空间3远离人体行动空间6，可持续自动机械作业。
根据该机构，即使自动机械作业空间3移动也能够持续作业的情况下，在第一实施方式、第二实施方式、第三实施方式的结构中，利用基于自动机构11的旋转或者基于旋转关节机构13的旋转，可使用机体部14或移动机构11的未配置自动机构主体899A的部分等的自动机械机构部899的一部分遮挡自动机械作业空间3和人体行动空间6，可实现作业。另外，若利用自动机械臂1、7这样的遮蔽机构进行遮蔽，则通过进行旋转动作的遮蔽，可提高安全作业的效果。
本发明不限于上述实施方式，可利用其他各种方式实施。例如，在摆动自动机械臂7或1而进行遮蔽动作时，不限于利用手7a和第一腕7b和第二腕7c进行摆动，可如图18A所示，仅使手7a摆动而进行遮蔽动作，或者可如图18B所示，使第一腕7b和第二腕7c的肘部分摆动而进行遮蔽动作。
另外，通过将上述实施方式中的任意实施方式适当组合，而能够起到各自所具有的效果。
产业上的可利用性根据本发明的自动机械装置，由于使用自动机械机构部的一部分遮挡人并可主动地确保自动机械的作业空间，故在人和自动机械共有空间这样的环境中，自动机械作业空间可进行安全作业并且作为家庭用自动机械领域中的自动机械的控制方法是有用的。
本发明参照附图对优选实施方式进行了充分说明，但本领域技术人员可进行各种变形或更改。这样的变形或更改应理解为不脱离本发明要保护的范围，而是包含在该范围中。
权利要求
1.一种自动机械装置，包括自动机械机构部，其具有自动机械臂、安装有所述自动机械臂的自动机械主体；物体识别部，其识别移动体、动物、人这三种物体中的任一种物体或者多个物体；控制部，其控制所述自动机械机构部，通过利用所述自动机械机构部的一部分进行遮蔽动作，从而遮挡由所述物体识别部识别到的所述物体，使其不进入自动机械机构部的作业空间，同时进行基于所述自动机械机构部的所述自动机械臂的作业，所述控制部以如下的方式控制所述自动机械机构部，即，根据由所述物体识别部识别到的所述物体与所述自动机械机构部的作业空间的相对位置关系，改变进行所述遮蔽动作的位置或所述遮蔽动作的种类而进行所述遮蔽动作。
2.一种自动机械装置，包括自动机械机构部，其具有自动机械臂、安装有所述自动机械臂的自动机械主体、使所述自动机械主体移动的移动机构；物体识别部，其识别移动体、动物、人这三种物体中的任一种物体或者多个物体；控制部，其控制所述自动机械机构部，通过利用所述自动机械机构部的一部分进行遮蔽动作，从而遮挡由所述物体识别部识别到的所述物体，使其不进入自动机械机构部的作业空间，同时进行基于所述自动机械机构部的所述自动机械臂的作业或者进行基于所述移动机构的作业或者进行所述自动机械臂和所述移动机构的协调作业。
3.如权利要求1或2所述的自动机械装置，其中，所述自动机械机构部至少具有两个自动机械臂，所述控制部以如下方式控制所述自动机械机构部，即，使所述自动机械机构部的一部分进行的所述遮蔽动作是所述自动机械机构部的所述两个自动机械臂中进行所述作业的一自动机械臂进行的遮蔽动作、或是不进行所述作业的另一自动机械臂进行的遮蔽动作。
4.如权利要求2所述的自动机械装置，其中，所述控制部以如下方式控制所述自动机械机构部，即，使所述自动机械机构部的一部分进行的所述遮蔽动作为旋转机构或者所述移动机构进行的所述自动机械机构部的方向转换。
5.如权利要求1所述的自动机械装置，其中，所述控制部以如下方式控制所述自动机械机构部，即，根据由所述物体识别部识别到的所述物体与所述自动机械机构部的作业空间的位置关系改变所述遮蔽动作的位置、速度和柔性。
6.如权利要求1所述的自动机械装置，其中，还具有预测所述物体识别部识别到的所述物体的动作的预测机构，所述控制部根据由所述预测机构预测的所述物体的位置改变所述遮蔽动作的位置、速度和柔性而控制所述自动机械机构部。
7.如权利要求5或6所述的自动机械装置，其中，所述控制部根据所述自动机械作业的危险度改变所述遮蔽动作的位置、速度和/或柔性而控制所述自动机械机构部。
8.如权利要求1～6中任一项所述的自动机械装置，其中，所述控制部以如下方式控制所述自动机械机构部，即，使所述遮蔽动作为引导所述物体的移动方向的动作。
9.如权利要求1～8中任一项所述的自动机械装置，其中，还具有数据库，该数据库使所述自动机械机构部进行的作业内容的信息和有无与该作业内容对应的持续性的信息相关而进行存储，所述控制部以如下的方式控制所述自动机械机构部，即，读出所述数据库的信息，对各作业内容的持续性的必要性进行判断，在使所述自动机械机构部进行有持续性的必要的作业内容时，进行与没有持续性的必要的作业内容进行不同的遮蔽动作。
全文摘要
本发明提供一种自动机械装置，具有作业用自动机械臂(1)和识别人或动物或移动体的物体识别部(4)，通过使自动机械机构部(899)的一部分进行遮蔽动作，而将由所述物体识别部(4)识别到的物体遮挡住，由所述作业用自动机械臂(1)进行作业，由此可以主动地确保自动机械机构部的作业空间(3)，安全地持续进行作业。
文档编号A63H3/36GK101039779SQ200580034918
公开日2007年9月19日 申请日期2005年9月27日 优先权日2004年10月19日
发明者足达勇治, 冈崎安直, 浅井胜彦, 横山和夫 申请人:松下电器产业株式会社