動力輔助設備及其控制方法

2023-05-14 15:44:21 7

專利名稱：動力輔助設備及其控制方法
技術領域：
本發明涉及動力輔助設備和用於動力輔助設備的方法。
背景技術：
在用於製造工業產品的製造場所等，使用動力輔助設備作為用於輔助操作者搬運 重物(工件)的設備。工件安裝操作包括工件的搬運和定位，但是當由操作者和動力輔助 設備協作搬運工件時，搬運工件所需的動力由動力輔助設備提供。此外，通過調整動力輔助 設備，能有效地執行工件的定位。因而，通過使用動力輔助設備，能減小操作者的工作負擔， 並且能實現可操作性的提高。 可獲得一種動力輔助設備，其具有用於保持作為搬運對象的工件的工件保持裝 置。工件保持裝置設置有用作持握部分的手柄，操作者持握手柄以在期望的方向上操作工 件保持裝置。此外，安全開關(dead manswitch)設置在手柄上由操作者自然持握的位置周 圍。在操作者持握手柄時，安全開關被按壓。相反，當操作者從持握部分(手柄)移開他/ 她的手時，安全開關被鬆開。 然後，根據安全開關來判定操作者是否正在操作工件保持裝置。如果判定為操作 者並未正在操作工件保持裝置(即，操作者已經從手柄移開他的手)，則設置在對動力輔助 設備進行支撐的臂上的每個連接部分被鎖止以維持工件保持裝置和工件的姿態(傾斜度 和搬運方向)。另一方面，當判定為操作者正在操作工件保持裝置(即，操作者已經持握手 柄)時，解除每個連接部分的鎖止，使得操作者能自由修改工件保持裝置和工件的姿態(傾 斜度和搬運方向)。例如，日本專利申請公報No. 11-245124(JP-A-11-245124)和日本專利申請公報
No. 2005-28492 (JP-A-2005-28492)描述了如上所述的動力輔助設備。在操作者接觸手柄的
情況下，臂或每個連接部分的操作可被調節以控制工件的姿態。另一方面，當操作者從手柄
移開他的手時，臂或每個連接部分的操作受到限制以維持此時刻的工件姿態。 在使用此類型的動力輔助設備搬運工件的情況下，當操作者從手柄移開他的手
時，無論與此時刻的工件的姿態如何均維持工件的姿態。因而，依賴於當操作者從手柄移開
他的手時的工件的姿態，可能在工件的姿態相對於操作者期望的姿態較大程度地傾斜的狀
態下維持工件。 此外，如果在工件相對於操作者期望的姿態較大程度地傾斜的狀態下固定工件的 姿態，則工件可能接觸工件的傳輸路徑的周邊部分或者工件的安裝對象構件，造成工件破 損。此外，在此情況下，操作者必須在解除制動機構之後再次操作手柄，以將工件的姿態修 改為操作者期望的姿態。因而，會發生搬運效率降低。

發明內容
為了防止在動力輔助設備搬運工件的同時工件破裂並提高動力輔助設備搬運工 件的效率，本發明提供了能夠容易地在搬運過程中穩定工件姿態的動力輔助設備及其控制方法。 本發明的第一方面提供了一種動力輔助設備，其包括工件保持裝置，其保持工 件；臂，其支撐所述工件保持裝置；連接部分，其將所述工件保持裝置連接到所述臂以使所 述工件保持裝置在至少一個方向上可旋轉；制動機構，其限制所述工件保持裝置在所述至 少一個方向上繞所述連接部分的旋轉；開關，其由操作者操作以將所述制動機構在鎖止狀
態和解除狀態之間切換，在所述鎖止狀態下限制所述工件保持裝置的旋轉，在所述解除狀 態下允許所述工件保持裝置的旋轉；角度傳感器，其檢測所述工件保持裝置在所述至少一 個方向上繞所述連接部分的旋轉角度；以及控制器，其控制所述制動機構。當檢測到由所述 操作者為使所述制動機構從所述解除狀態切換到所述鎖止狀態而進行的對所述開關的操 作時，如果由所述角度傳感器檢測到的旋轉角度大於預定的下限並小於預定的上限，則所 述控制器將所述制動機構從所述解除狀態切換到所述鎖止狀態。如果所述旋轉角度不大於 所述預定的下限或者不小於所述預定的上限，則所述控制器維持所述制動機構的所述解除 狀態。 根據本發明的第一方面，防止了工件保持裝置保持為將使工件與安裝對象構件接 觸的姿態。結果，能防止在搬運工件時工件和安裝對象構件的破損。 如果由所述角度傳感器檢測到的旋轉角度不大於所述預定的下限或者不小於所 述預定的上限，則無論是否檢測到由所述操作者對所述開關的進一步操作，均可以維持所 述工件保持裝置在所述至少一個方向上可旋轉。 根據此構造，當工件保持裝置採取了將會使工件保持裝置與安裝對象構件接觸的 姿態時，能容易地校正工件保持裝置的姿態。結果，提高了動力輔助設備對工件的搬運效率。 本發明的第二方面提供一種用於控制動力輔助設備的方法，所述動力輔助設備包 括工件保持裝置和制動機構，所述工件保持裝置保持工件並在至少一個方向上可旋轉，所 述制動機構限制所述工件保持裝置在所述至少一個方向上的旋轉。在所述方法中，檢測所 述工件保持裝置的旋轉角度；並檢測由操作者為使所述制動機構從解除狀態切換到鎖止狀 態而進行的對所述開關的操作，在所述解除狀態下，允許所述工件保持裝置的旋轉，在所述 鎖止狀態下，限制所述工件保持裝置的旋轉。當檢測到由所述操作者對所述開關的所述操 作時，判定所檢測到的旋轉角度是否大於預定的下限並小於預定的上限。當判定為所檢測 到的旋轉角度大於所述預定的下限並小於所述預定的上限時，將所述制動機構從所述解除 狀態切換到所述鎖止狀態。當判定為所檢測到的旋轉角度不大於所述預定的下限或者不小 於所述預定的上限時，維持所述制動機構的所述解除狀態。 根據本發明的第二方面，防止了工件保持裝置保持為將會使工件與安裝對象構件 接觸的姿態。結果，能防止在搬運工件時工件和安裝對象構件的破損。 在用於控制動力輔助設備的方法中，當判定為檢測到的旋轉角度不大於所述預定 的下限時以及當判定為檢測到的旋轉角度不小於所述預定的上限時，無論是否檢測到由所 述操作者對所述開關的進一步操作，均可以維持所述工件保持裝置在所述至少一個方向上 可旋轉。 根據此構造，當工件保持裝置採取了將會使工件保持裝置與安裝對象構件接觸的 姿態時，能容易地校正工件保持裝置的姿態。結果，提高了動力輔助設備對工件的搬運效率。


結合附圖，從以下對示例實施例的描述，本發明的前述和其他目的、特徵和優點將 變得清楚，其中類似的編號用來表示類似的元件，其中 圖1是示出根據本發明實施例的動力輔助設備的總體構造的示意圖；
圖2是示出根據本發明實施例的工件保持裝置的示意平面圖和示意側視圖；
圖3是示出根據本發明實施例的控制器的連接狀況的示意圖； 圖4是示出根據本發明實施例的窗戶和其安裝對象構件(本體)的概要的說明 圖； 圖5是示出本體的窗戶安裝表面的放大說明圖； 圖6是示出基於根據本發明實施例的動力輔助設備的控制方法在進入鎖止控制 區域時工件保持裝置的操作的示意圖； 圖7A是示出根據本實施例的工件保持裝置的側傾狀態(處於水平位置)的示意 圖； 圖7B是示出根據本實施例的工件保持裝置的側傾狀態(處於向正側過大傾斜的 位置)的示意圖； 圖7C是示出根據本實施例的工件保持裝置的側傾狀態(處於向負側過大傾斜的 位置)的示意圖； 圖8A是示出根據本實施例的工件保持裝置的側傾狀態(處於向正側在可接受的 範圍內傾斜的位置)的示意圖； 圖8B是根據本實施例的工件保持裝置的側傾狀態(處於向負側在可接受的範圍 內傾斜的位置)的示意圖； 圖9是示出根據本發明實施例的動力輔助設備的控制操作的示例的流程圖；並且
圖10是示出基於根據本發明實施例的動力輔助設備的控制方法在插入工件的過 程中工件保持裝置的操作的示意圖。
具體實施例方式
首先，將使用圖1至圖3描述根據本發明實施例的動力輔助設備1的整體構造。圖 1是示出根據本發明實施例的動力輔助設備的整體構造的示意圖。圖2是示出根據本發明 實施例的工件保持裝置的示意平面圖和示意側視圖。圖3是示出根據本發明實施例的控制 器的連接狀況的示意圖。注意，為了便於描述，假定動力輔助設備設置在圖1所示的XYZ坐 標繫上，其中，繞X軸的旋轉表示側傾旋轉，繞Y軸的旋轉表示俯仰旋轉，並且繞Z軸的旋轉 表示橫擺旋轉。如圖1所示，根據本實施例的動力輔助設備1包括多關節自動機械2、工件 保持裝置3、自由連接器4、控制器5、和安全開關6。 根據本實施例的多關節自動機械2被支撐為使其從天花板表面等懸掛，並在其連 接部分上包括電動機2a、2b。注意，根據本實施例的多關節自動機械2被固定地支撐在天花 板表面上，但是可以被例如能行駛的起重機等支撐。此外，在動力輔助設備l中使用的自動 機械不限於多關節自動機械2，並且可以使用任何其他自動機械，只要其能經由自由連接器4支撐工件保持裝置3。 如圖1和圖2所示，工件保持裝置3包括大致平板狀的主體部分3a、用作用於對作 為搬運對象(工件)的窗戶10進行保持的保持部分的吸盤3b、手柄3c、力傳感器3d、接觸 壓力傳感器3e等，並經由自由連接器4連接到多關節自動機械2，其中該自由連接器4固定 到主體部分3a。 吸盤3b被形成為使得其吸附作用能進行開("ON")關("OFF")切換。此外，接 觸壓力傳感器3e被內置於吸盤3b，使得吸盤3b能檢測當被吸附保持的窗戶10與其外界 接觸時接收到的壓力(反作用力)。此外，力傳感器3d被設置在手柄3c的基部上，手柄3c 用作由操作者持握的持握部分。 此外，安全開關6設置在工件保持裝置3的手柄3c上。安全開關6設置在它能被 操作者在持握手柄3c的同時自然操作的位置處，並設置成檢測操作者對工件保持裝置3的 持握狀態(即，操作狀態)。注意，此實施例圖示了其中安全開關6設置在手柄3c上的共計 四個位置處，但是本發明不受安全開關6的布置位置和數量的限制。 自由連接器4是能在所有旋轉方向(S卩，側傾、俯仰和橫擺方向)上自由旋轉的連 接構件。此外，自由連接器4設置有制動機構4a，使得能基於來自控制器5的命令分別限制 在側傾、俯仰和橫擺方向中的每個方向上的旋轉。 此外，自由連接器4設置有檢測自由連接器4在側傾、俯仰和橫擺旋轉方向中的每 個方向上的旋轉角度(後述的工件保持裝置3的旋轉角度9)。此外，根據要求得到保護的 本發明的角度傳感器不限於以上所述的旋轉傳感器7。例如，只要能適當地檢測工件保持裝 置3的傾斜角度，可以在工件保持裝置3的周圍設置分立的角度傳感器，。
當表示操作者正在操作安全開關6的開("ON")(或者關("OFF"))信號輸入到 控制器5時，控制器5切換制動機構4a的操作狀態。此外，在本實施例中，通過安全開關6 的操作來切換制動機構4a的操作狀態；然而，可以分立的開關來設置成切換制動機構4a的 操作狀態。 動力輔助設備1是其中通過將工件保持裝置3經由自由連接器4連接到多關節自 動機械2來形成多個自由度的自動機械，並且使用多關節自動機械2、工件保持裝置3、自由 連接器4、控制器5等構成用於搬運窗戶10的搬運器。注意，本發明所應用的自動機械不限 於具有多個自由度的自動機械，並可以是具有僅一個自由度的自動機械。
控制器5連接到多關節自動機械2、工件保持裝置3、自由連接器4等。現在進一 步詳細地描述控制器5和各個單元之間的連接狀況。如圖3所示，控制器5連接到多關節 自動機械2的電動機2a、2b、工件保持裝置3的力傳感器3d和接觸壓力傳感器3e、自由連 接器4的制動機構4a、安全開關6等。 通過將控制器5連接到多關節自動機械2的電動機2a、2b，基於來自控制器5的 指令來控制多關節自動機械2的姿態。通過將控制器5連接到工件保持裝置3的力傳感器 3d，控制器5檢測當操作者持握手柄3c並在期望的方向上操作工件保持裝置3時產生的工 件保持裝置3的操作方向和操作力等。換言之，當與操作者的操作狀況相關的檢測信息通 過力傳感器3d輸入到控制器5時，控制器5基於此檢測信息判定操作者期望的操作方向， 並控制電動機2a的操作以控制多關節自動機械2的姿態。注意，在此實施例中，將六分量 負載領!j量元件(six component load cell)用作力傳感器3d。
通過將控制器5連接到工件保持裝置3的接觸壓力傳感器3e，控制器5根據由接 觸壓力傳感器3e檢測到的壓力來判定是否用與規定值對應的按壓力將窗戶IO在安裝對象 位置處壓靠本體。此外，通過檢測由多個接觸壓力傳感器3e檢測到的檢測壓力值的偏向， 控制器5判定窗戶10是否被均勻地壓靠本體。 通過將控制器5連接到自由連接器4的制動機構4a，基於來自控制器5的指令來
限制或者允許自由連接器4的旋轉。因而，能限制工件保持裝置3的姿態。 通過將控制器5連接到安全開關6，控制器5檢測操作者對工件保持裝置2的持
握狀態。更具體地，當開("ON")(或者關("OFF"))信號從安全開關6輸入到控制器5
時，控制器5判定操作者是否正在持握工件保持裝置3(即，工件保持裝置3是否處於操作
狀態)。 與工件保持裝置3有關的位置信息對照圖預先存儲在控制器5中。位置信息對 照圖包括與適於作為用於搬運對象(窗戶IO等)的搬運路徑的軌道相關的信息(軌道信 息)。控制器5基於此軌道信息來控制多關節自動機械2的操作，使得工件保持裝置3沿著 軌道移位。此外，存儲在控制器5中的位置信息對照圖包括與控制操作相關的信息，該控制 操作分別針對工件保持裝置3所在的區域設定。控制器5根據與工件保持裝置3相關的位 置信息來控制電動機2a、2b和制動機構4a的操作。 此外，與汽車有關的車輛類型信息對照圖預先存儲在控制器5中。然後，根據作為 安裝對象的汽車的類型，控制器5選擇性地切換以上所述的軌道信息，自動地修改與窗戶 安裝時的正確角度相關的信息等。 接著，將使用圖4至圖10描述由根據本發明實施例的動力輔助設備1執行的窗戶 IO的安裝操作的一系列步驟。圖4是示出根據本發明實施例的窗戶及其安裝對象構件(本 體)的概要的說明圖。圖5是示出本體的窗戶安裝表面的放大說明圖。圖6是示出基於根 據本發明實施例的動力輔助設備的控制方法在進入鎖止控制區域時工件保持裝置的操作 的示意圖。圖7A是示出工件保持裝置的側傾狀態(處於水平位置)的示意圖。圖7B是示 出工件保持裝置的側傾狀態(處於向正側過大傾斜的位置)的示意圖。圖7C是示出工件 保持裝置的側傾狀態(處於向負側過大傾斜的位置)的示意圖。圖8A是示出工件保持裝 置的側傾狀態(處於向正側在可接受的範圍內傾斜的位置)的示意圖。圖8B是示出工件 保持裝置的側傾狀態(處於向負側在可接受的範圍內側傾斜的位置)。圖9是示出根據本 發明實施例的動力輔助設備的控制處理的示例的流程圖。圖io是示出基於根據本發明實 施例的動力輔助設備的控制方法、在工件插入過程中工件保持裝置的操作的示意圖。注意， 為了便於描述，假定動力輔助設備設置在圖4所示的XYZ坐標繫上，並且繞X軸的旋轉表示 側傾旋轉，繞Y軸的旋轉表示俯仰旋轉，並且繞Z軸的旋轉表示橫擺旋轉。此外，假定，對於 繞每個軸的旋轉，圖4中的箭頭所示的每個旋轉方向均表示繞每個軸的正旋轉方向，並且 每個相反旋轉方向均表示繞每個軸的負旋轉方向。 在本實施例中，將描述其中執行一系列操作以使用動力輔助設備將窗戶安裝到汽 車的本體的示例。注意，在本實施例中，動力輔助設備用在窗戶安裝操作中，但是本發明的 動力輔助設備不限於此應用。 如圖4和圖5所示，在將窗戶10安裝到在汽車的本體11上形成的窗戶安裝表面 lla的操作中，必須將窗戶IO在以角度Y傾斜的狀態下通過本體11和行李艙12之間的間隙W搬運到窗戶安裝表面lla。因而，必須執行搬運使得在搬運窗戶10的過程中粘接劑13 不會粘附到本體11的不必要的部位。 更具體地，如果在使用動力輔助設備1安裝窗戶10的操作中窗戶10的姿態在搬
運過程中受到幹擾，則窗戶IO會接觸本體11和行李艙12，結果，窗戶10、本體11和行李艙
12會破損或者粘接劑13會粘附到本體11和行李艙12的不必要的部位。 此外，在本實施例中，因為窗戶IO繞Y軸沿著在正旋轉方向以角度Y傾斜，暫時
設定與X軸形成角度Y的R軸(參見圖4)。以下在描述中使用允許窗戶IO繞R軸側傾旋
轉的動力輔助設備l。 動力輔助設備1具體地防止工件繞R軸過大的側傾旋轉，該過大的側傾旋轉將造 成在搬運過程中對工件姿態的幹擾。通過這樣做，當工件被搬運通過安裝對象的間隙時，能 防止對工件等造成的破裂和損壞，並能有效地搬運工件。 此外，在本實施例中，為了便於描述，描述工件繞R軸在側傾方向上旋轉的情況。 然而，要使用的軸線(即，控制旋轉姿態所繞的軸線)可以根據工件與工件的安裝位置之間 的位置關係而變化。換言之，控制方法不限於控制繞R軸的旋轉姿態，而是根據本發明的控 制方法可以控制繞任何軸的旋轉姿態。 注意，儘管根據本實施例的動力輔助設備對工件搬運通過安裝對象的間隙的情況 特別有效，但是動力輔助設備不限於此情況，也可以在工件和安裝對象之間的接觸可能性 較低的情況下實現工件的有效搬運。以下詳細描述通過根據本實施例的動力輔助設備1對
窗戶io執行的安裝操作。 如圖6所示，在本實施例中，當工件保持裝置3進入預設區域時控制操作開始，以 執行鎖止控制。此處，當從圖6所示的箭頭A的方向觀察工件保持裝置3和窗戶IO時，在窗 戶IO大致平行於本體1的情況下觀察到圖7A所示的狀態。在此狀態下，窗戶IO停留在間 隙W的範圍中。因而，如果搬運窗戶IO，使得窗戶IO維持大致平行於本體11的狀態，則在 避免窗戶IO和間隙W的周邊部分(本體11、行李艙12等)之間接觸的同時搬運窗戶10。
然而，如圖7B和圖7C所示，工件保持裝置3和窗戶IO繞R軸旋轉因而窗戶10相 對於本體ll傾斜，窗戶IO的高度H可能超出間隙W的範圍。如果以這種傾斜的狀態繼續 搬運窗戶IO，則窗戶10將與本體11或者行李艙12接觸。 然而，當工件保持裝置3和窗戶10繞R軸旋轉時，窗戶10的高度H不一定超出間 隙W的範圍。即使窗戶10相對於本體11傾斜，窗戶IO的高度H也可以在間隙W的範圍內。
圖8A和圖8B示出了這種狀態。當窗戶10以圖8A和圖8B所示的角度傾斜時，即 使在窗戶10相對於本體11傾斜的狀態下繼續搬運窗戶10，窗戶10也可以在不與本體11 和行李艙12接觸的情況下插入間隙W中。 在本實施例中，根據窗戶10的尺寸和間隙W的寬度預先獲得正側最大(上限)旋 轉角度9H和負側最大(下限)旋轉角度9L，使得當窗戶IO繞R軸以上限角度9H和下 限旋轉角度9L之間的角度繞R軸旋轉時，窗戶IO的高度H保持在間隙W的範圍中。然後， 控制器5控制工件保持裝置3的姿態，以將工件保持裝置3和窗戶IO繞R軸的旋轉角度e 維持在所獲得的角度範圍內(9L< e < 9H)。因而，在避免窗戶10與本體11或行李艙 12之間接觸的同時將窗戶10插入間隙W中。 接著，將描述根據本發明實施例的動力輔助設備的控制方法。如圖6和圖9所示，
9當工件保持裝置3進入預設的鎖止控制區域時，控制操作開始。首先，控制器5基於安全開 關6的按壓狀態執行判定(步驟-1)。 當操作者按壓安全開關6，並且開("0N")(或者關("OFF"))信號(即，指令制 動機構4a解除的信號)從安全開關6輸入到控制器5時，根據來自控制器5的信號使用於 限制繞R軸旋轉的制動機構4a解除限制，使得操作者能使工件保持裝置3自由地繞R軸旋 轉(步驟-5)。 同時，當操作者沒有按壓安全開關6，因而"0N"(或者"0FF")信號未從安全開關 6輸入到控制器5時，角度傳感器7檢測工件保持裝置3繞R軸的旋轉角度(步驟-2)。然 後，控制器5基於由角度傳感器7檢測到的、工件保持裝置3繞R軸的旋轉角度e來執行 判定(步驟_3)。 此處，如果由角度傳感器7檢測到的、工件保持裝置3繞R軸的旋轉角度e在預 先獲得的角度範圍(g卩，9L< e < 9H)時，通過來自控制器5的信號來操作用於限制繞 R軸的旋轉的制動機構以來限制(鎖止)通過操作者的操作進行的工件保持裝置3繞R軸 的旋轉(步驟_4)。 在此情況下，即使動力輔助設備1接著繼續搬運窗戶10，窗戶10也能在不接觸本 體11或者行李艙12的情況下插入間隙W中。因而，制動機構4a起作用以保持此時刻的旋 轉角度9 。 另一方面，如果工件保持裝置3繞R軸的檢測旋轉角度e在預先獲得的角度範圍
(即，eL〈 e < eH)之外，則控制器5不發出所述信號，因而用於限制繞R軸旋轉的制動
機構4a不起作用(S卩，制動機構維持其解除狀態)，因而工件保持裝置3繞R軸的操作(旋 轉)不受限制(步驟_5)。 在此情況下，如果動力輔助設備1繼續搬運窗戶IO，則窗戶IO將與本體11或者行 李艙12接觸，並且不能插入間隙W中。因而，制動機構4a維持其解除狀態以校正此時刻的 旋轉角度9 。 在控制操作進行到步驟-4或者步驟-5之後，控制返回到步驟-1 ，然後重複執行步 驟-1至步驟_4和步驟-5的每個操作。 在傳統的動力輔助設備中，一旦操作者從安全開關移開他的手，自由連接器的制 動機構就起作用，使得工件保持裝置保持此時刻的姿態。 另一方面，根據以上所述的動力輔助設備1的控制方法，如果檢測得到的工件保
持裝置3的旋轉角度e在預設的角度範圍(即，eL< e < eH)之外，則即使操作者從
安全開關6移開他的手之後，工件保持裝置3仍保持繞R軸可旋轉。 此外，當操作者感知到即使他從安全開關6移開他的手之後窗戶10仍保持繞R軸 可旋轉(換言之，制動機構4a的鎖止保持解除狀態)時，操作者就知道工件保持裝置3和 窗戶IO繞R軸的旋轉角度e仍在預先獲得的角度範圍(即，9L< e < 9H)之外。
當操作者識別到此信息時，操作者將會試圖校正工件保持裝置3的姿態，使得工
件保持裝置3的旋轉角度e落在預設的角度範圍(即，eL< e < eH)內。在此情況下， 根據以上所述實施例的動力輔助設備l的控制方法，即使在操作者從安全開關6移開他的
手時，操作者也能使工件保持裝置3繞R軸旋轉。因而，能在無需不必要的開關操作等的情
況下，校正工件保持裝置3的旋轉角度e 。
10
然後，在操作者逐漸旋轉工件保持裝置3使得工件保持裝置3和窗戶10的旋轉角
度e接近預設的角度範圍(即，9L< e < eH)，當旋轉角度e進入預先獲得的角度範
圍內時，控制器5發出操作制動機構4a的信號，因而，自動地鎖止工件保持裝置3的姿態。
換言之，根據以上所述的實施例的動力輔助設備的控制方法，在操作者保持他的 手從安全開關6移開的同時，簡單地通過將工件保持裝置3旋轉到要鎖止的角度，操作者能 容易地使工件保持裝置3的姿態鎖止在不會使窗戶10接觸本體11或者行李艙12的角度。
然後，如圖10所示，在操作者確認已經鎖止工件保持裝置3之後，動力輔助設備1 繼續搬運窗戶10。因而，窗戶10在不接觸本體11或者行李艙12的情況下容易地插入間隙 W中，因而，窗戶能適合地設置在窗戶10的安裝表面lla的正上方。 換言之，在以上所述的實施例的動力輔助設備1和控制方法中，當由角度傳感器7 檢測到工件保持裝置3在由自由連接器4允許的任何旋轉方向上的旋轉角度e不大於預 設下限角度9L或者不小於預設上限角度9H時，即使操作者不操作安全開關6，也允許工 件保持裝置3在自由連接器4允許的任何旋轉方向上的旋轉。根據此構造，當工件保持裝 置3保持在會使用作工件的窗戶10與用作安裝對象構件的本體11等接觸的姿態中時，可 以容易地校正工件保持裝置3的姿態。此外，通過這樣做，提高了動力輔助設備l搬運窗戶 10的效率，而沒有在校正工件保持裝置3的姿態的操作中的費事或者費時的問題。
換言之，根據以上所述實施例的動力輔助設備1的控制方法，因為通過控制器5控 制工件保持裝置3，並且工件保持裝置3不會被鎖止在使窗戶10與本體11或者行李艙12 接觸的旋轉角度，所以防止了窗戶10、本體11、行李艙12的破損。 因而，在以上所述實施例中的動力輔助設備1和其控制方法包括工件保持裝置 3，其保持用作工件的窗戶10 ;多關節自動機械2，其支撐工件保持裝置3 ;自由連接器，其將 工件保持裝置3連接到多關節自動機械2以使工件保持裝置3在多個方向或者在單個方向 上可旋轉；制動機構4a，其鎖止工件保持裝置3在由自由連接器4允許的各旋轉方向上的 旋轉；控制器，其控制制動機構4a ;安全開關6，其由操作者操作以將制動機構4a從鎖止狀 態切換到解除狀態或者從解除狀態切換到鎖止狀態；以及角度傳感器7，其檢測工件保持 裝置3在自由連接器4允許的各旋轉方向上的旋轉角度。 一旦在由操作者通過操作安全開 關6解除制動機構4a以解除對工件保持裝置3在自由連接器4允許的旋轉方向上的旋轉 的限制之後，當操作者為使制動機構4a起作用而再次操作安全開關6時，如果由角度傳感 器7檢測到的工件保持裝置3在自由連接器4允許的旋轉方向上的旋轉角度e大於預定 的下限角度9L並小於預定的上限角度9H，則制動機構4將制動機構4a從解除狀態切換 到鎖止狀態以限制工件保持裝置3在自由連接器4允許的旋轉方向上的旋轉。另一方面， 如果工件保持裝置的旋轉角度9不大於預定的下限9L或者不小於預定的上限角度eH， 則維持制動機構4a的解除狀態，使得工件保持裝置3在自由連接器4允許的旋轉方向上的 旋轉不受限制。通過這樣構造，防止工件保持裝置3保持為將使用作工件的窗戶IO與用作 安裝對象構件的本體11接觸的姿態。此外，能防止在搬運窗戶10時窗戶10、本體11等的 破裂和損壞。 在以上所述的實施例中，描述了其中自由連接器4是具有多個旋轉自由度的連接 構件。然而，本發明不受自由連接器4的旋轉自由度的數量的限制。例如，自由連接器4可 以是僅允許繞以上所述的R軸旋轉的連接構件。同樣在此情況下，可以應用根據本發明的動力輔助設備1的控制方法。 儘管以上圖示了本發明的一些實施例，還可以理解的是，本發明不限於圖示實施 例的細節，而是可以在不脫離本發明的精神和範圍的情況下實施本領域的技術人員可以想 到的各種變化、修改或者改進。
權利要求
一種動力輔助設備，其特徵在於包括工件保持裝置，其保持工件；臂，其支撐所述工件保持裝置；連接部分，其將所述工件保持裝置連接到所述臂以使所述工件保持裝置在至少一個方向上可旋轉；制動機構，其限制所述工件保持裝置在所述至少一個方向上繞所述連接部分的旋轉；開關，其由操作者操作以將所述制動機構在鎖止狀態和解除狀態之間切換，在所述鎖止狀態下限制所述工件保持裝置的旋轉，在所述解除狀態下允許所述工件保持裝置的旋轉；角度傳感器，其檢測所述工件保持裝置在所述至少一個方向上繞所述連接部分的旋轉角度；以及控制器，其控制所述制動機構，其中，當檢測到由所述操作者為使所述制動機構從所述解除狀態切換到所述鎖止狀態而進行的對所述開關的操作時，如果由所述角度傳感器檢測到的旋轉角度大於預定的下限並小於預定的上限，則所述控制器將所述制動機構從所述解除狀態切換到所述鎖止狀態，並且如果所述旋轉角度不大於所述預定的下限或者不小於所述預定的上限，則所述控制器維持所述制動機構的所述解除狀態。
2. 根據權利要求1所述的動力輔助設備，其中，如果由所述角度傳感器檢測到的旋轉角度不大於所述預定的下限或者不小於所述預定的上限，則無論是否檢測到由所述操作者對所述開關的進一步操作，均維持所述工件保持裝置在所述至少一個方向上可旋轉。
3. 根據權利要求1所述的動力輔助設備，其中，所述連接部分將所述工件保持裝置連接到所述臂，以使所述工件保持裝置在多個方向上可旋轉。
4. 根據權利要求1所述的動力輔助設備，其中，通過檢測由所述操作者對所述開關的鬆開，來檢測由所述操作者為使所述制動機構從所述鎖止狀態切換到所述解除狀態而進行的對所述開關的操作。
5. 根據權利要求2所述的動力輔助設備，其中，在所述操作者未進行對所述開關的操作的情況下所述工件保持裝置旋轉的過程中，當由所述角度傳感器檢測到的旋轉角度變得大於所述預定的下限並小於所述預定的上限時，所述控制器將所述制動機構從所述解除狀態切換到所述鎖止狀態。
6. —種用於控制動力輔助設備的方法，所述動力輔助設備包括工件保持裝置和制動機構，所述工件保持裝置保持工件並在至少一個方向上可旋轉，所述制動機構限制所述工件保持裝置在所述至少一個方向上的旋轉，所述方法包括以下步驟檢測所述工件保持裝置的旋轉角度；檢測由操作者為使所述制動機構從解除狀態切換到鎖止狀態而進行的對所述開關的操作，在所述解除狀態下，允許所述工件保持裝置的旋轉，在所述鎖止狀態下，限制所述工件保持裝置的旋轉；當檢測到由所述操作者對所述開關的所述操作時，判定所檢測到的旋轉角度是否大於預定的下限並小於預定的上限；當判定為所檢測到的旋轉角度大於所述預定的下限並小於所述預定的上限時，將所述制動機構從所述解除狀態切換到所述鎖止狀態；並且當判定為所檢測到的旋轉角度不大於所述預定的下限或者不小於所述預定的上限時，維持所述制動機構的所述解除狀態。
7. 根據權利要求6所述的用於控制動力輔助設備的方法，其中，當判定為檢測到的旋轉角度不大於所述預定的下限時以及當判定為檢測到的旋轉角度不小於所述預定的上限時，無論是否檢測到由所述操作者對所述開關的進一步操作，均維持所述工件保持裝置在所述至少一個方向上可旋轉。
8. 根據權利要求6所述的用於控制動力輔助設備的方法，還包括以下步驟檢測由所述操作者為使所述制動機構從所述鎖止狀態切換到所述解除狀態以允許所述工件保持裝置的旋轉而進行的對所述開關的操作，其中，在檢測到所述操作者為使所述制動機構從所述鎖止狀態切換到所述解除狀態而進行的對所述開關的操作之後，當檢測到由所述操作者為使所述制動機構從所述解除狀態切換到所述鎖止狀態而進行的對所述開關的操作時，判定檢測到的所述旋轉角度是否大於所述預定的下限並小於所述預定的上限。
全文摘要
如果由角度傳感器(7)檢測到的在連接部分(4)允許的旋轉方向上的旋轉角度(θ)不大於預定的下限(θL)或者不小於預定的上限(θH)，則控制器(5)維持制動機構(4a)的解除狀態，使得工件(10)在該方向上的旋轉不受限制。
文檔編號B25J9/16GK101795829SQ200980100277
公開日2010年8月4日 申請日期2009年4月22日 優先權日2008年4月24日
發明者村山英之 申請人:豐田自動車株式會社