CN112859833A - 无人搬运机器人系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种无人搬运机器人系统(1)，其具备：无人搬运车(2)；机器人(3)，其装载在无人搬运车(2)上；以及传感器(4)，其装载在机器人(3)上，并且能够检测无人搬运车(2)的多个维护部件(13、14、15)的状态；机器人(3)具备将传感器(4)配置在能够检测无人搬运车(2)的维护部件(13、14、15)的状态的位置的动作范围，该无人搬运机器人系统(1)能够抑制装载的传感器(4)的数量，并且检测维护多个的维护部件(13、14、15)的必要性。

Description

无人搬运机器人系统

技术领域

本发明涉及无人搬运机器人系统。

背景技术

已知一种整理机器人，其装载机械手并行驶，所述机械手在手部具备激光传感器以及摄像机等(例如，参考专利文献1)。

该整理机器人在移动时，使机械手工作并利用传感器进行计测，根据获取的信息进行自动控制。另外，在利用机械手把持对象物时，使机械手工作并利用传感器进行计测，根据获取的信息由机械手自动控制把持作业。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012-139792号公报

发明内容

发明要解决的问题

无人搬运机器人具备多个需要维护的零件，并且为了稳定行驶，需要判定零件的功能是否降低了的状态。在作业人员判定对在大范围内移动的无人搬运机器人的维护的必要性时，作业人员需要确定时间和地点从而前往无人搬运机器人的位置，产生了无用的作业时间。

另一方面，为了在不限时间和地点下判定维护的必要性，虽然装载检测各零件的状态的传感器就可以了，但是如果为每个零件单独设置传感器，则成本很高。因此，期望抑制装载的传感器的数量，并且检测多个的零件的维护的必要性。

用于解决问题的方案

本发明的一个方案是一种无人搬运机器人系统，其具备：无人搬运车；机器人，其装载在该无人搬运车上；以及传感器，其装载在该机器人上，并且能够检测所述无人搬运车的多个维护部件的状态，所述机器人具备能够将所述传感器配置在能够检测所述无人搬运车的所述维护部件的状态的位置的动作范围。

附图说明

图1是示出本发明的一个实施方式的无人搬运机器人系统的立体图。

图2是示出图1的无人搬运机器人系统中的无人搬运车的行驶路径的一例的模式俯视图。

图3是示出利用图1的无人搬运机器人系统检测障碍物传感器的状态的机器人的姿态的一例的立体图。

图4是示出利用图1的无人搬运机器人系统检测车轮的状态的机器人的姿态的一例的立体图。

图5是示出利用图1的无人搬运机器人系统检测指示灯的状态的机器人的姿态的一例的立体图。

图6是示出图1的无人搬运机器人系统的控制装置的框图。

图7是示出在图1的无人搬运机器人系统中利用加速度传感器检测振动的机器人的姿态的一例的立体图。

附图标记说明：

1：无人搬运机器人系统

2：无人搬运车

3：机器人

4：传感器(摄像机)

5：控制装置(控制部)

13：障碍物传感器(维护部件)

14：轮胎(维护部件)

15：指示灯(维护部件)

18：判定部

19：通知部

20：加速度传感器(传感器)

具体实施方式

以下参照附图对本发明的一个实施方式的无人搬运机器人系统1进行说明。

如图1所示，本实施方式的无人搬运机器人系统1具备：自走式无人搬运车2，其能够在路面行驶；机器人3，其装载在无人搬运车2上；传感器4，其装载在机器人3上；以及控制装置(控制部)5，其装载在无人搬运车2上，并且控制机器人3以及无人搬运车2。

无人搬运车2是能够掌舵的四轮车，其上表面装载有机器人3，并且在机器人3的动作范围内具备装载工件等的载置台6。

如图2所示，使无人搬运车2在作业站A、B之间按照预定的行驶路径C行驶，以使得在多个作业站A、B中由机器人3实施作业。行驶路径C存储在控制装置5中，通过GPS、SLAM或者磁感应等任意的方法，使得无人搬运车2沿着行驶路径C移动。

机器人3例如是六轴多关节型机器人。机器人3具备底座7和旋转体8，底座7固定于无人搬运车2的上表面；旋转体8被支撑为能够围绕竖直的第一轴线J1相对于底座7旋转。而且，机器人3具备第一臂9和第二臂10，第一臂9被支撑为能够围绕水平的第二轴线J2相对于旋转体8旋转；第二臂10被支撑为能够围绕与第二轴线J2平行的第三轴线J3相对于第一臂9旋转。而且，机器人3在第二臂10的前端具备三轴的手腕单元11。

机器人3的手腕单元11的前端安装有手12，所述手12是进行把持工件等作业的工具。通过将旋转体8相对于底座7的移动、第一臂9相对于旋转体8的移动以及第二臂10相对于第一臂9的移动相结合，能够将手腕单元11配置在动作范围内的任意的三维位置。另外，通过使三轴的手腕单元11工作，能够使手12的姿态任意地移动。

传感器4例如是获取二维图像的摄像机。在本实施方式中，传感器4固定在手12上。由此，若通过机器人3的动作将手12配置为任意的三维位置的任意姿态，则能够将传感器4也配置为任意的三维位置的任意姿态。

在本实施方式中，机器人3具有能够使传感器4与无人搬运车2所具备的多个维护部件13、14以及15对置的动作范围。作为维护部件，例如举出无人搬运车2的前表面所具备的障碍物传感器13，该传感器用于在无人搬运车2行驶时检测行驶方向前方的障碍物等。另外，作为另一维护部件，能够举出指示灯15和四个轮胎14。

为了检测障碍物传感器13的状态，使机器人3以图3所示的姿态动作，从而使传感器4与障碍物传感器13对置，并将障碍物传感器13配置于传感器4的检测范围内。由此，能够利用传感器4获取障碍物传感器13的外观的图像。

另外，为了检测轮胎14的状态，使机器人3以图4所示的姿态动作，从而使传感器4与各轮胎14对置，并将各轮胎14配置于传感器4的检测范围内。由此，能够利用传感器4获取各轮胎14的外观的图像。

而且，为了检测指示灯15的状态，使机器人3以图5所示的姿态动作，从而使传感器4与指示灯15对置，将指示灯15配置于传感器4的检测范围内，并且使指示灯15开灯或熄灯。

由此，能够利用传感器4获取输出开灯或熄灯指令时的指示灯15的图像。

如图6所示，控制装置5具备存储部16和控制部17，存储部16存储程序等；控制部17按照存储部16所存储的程序控制机器人3以及无人搬运车2。另外，控制装置5具备判定部18和通知部19，判定部18基于由传感器4获取的图像判定有无维护的必要性；通知部19在判定为需要维护时通知该判定结果。存储部16由存储器构成，控制部17以及判定部18由处理器和存储器构成。

作为维护部件13、14以及15的状态，例如，能够举出障碍物传感器13中有无凹处或变形，轮胎14中有无磨损或泄气，指示灯15中的损坏或按照指令的显示的对错。

控制部17按照存储部16所存储的程序，使机器人3定期地以上述的维护的各姿态动作，使传感器4工作，并使无人搬运车2的指示灯15工作。然后，判定部18从由传感器4获取的图像中判定维护部件13、14以及15是否有维护的必要性。

例如，在由传感器4检测出的维护部件13、14以及15的状态是轮胎14的磨损状态时，判定部18处理图像从而提取轮胎花纹的沟的深度或胎纹磨损标记的大小等。然后，判定部18通过将提取出的状态与存储部16所存储的阈值相比较，能够判定有无维护的必要性。

另一方面，在由传感器4检测出的维护部件13、14以及15的状态是障碍物传感器13中有无凹处或变形，轮胎14中有无泄气，指示灯15中的损坏或按照指令的显示的对错时，判定部18能够使用图像进行判定。

例如，判定部18通过将获取的图像与存储部16所存储的正常情况下的图像相比较，也可以判定维护的必要性。另外，判定部18将获取的图像输入由预先机器学习生成的学习完成模型中，从而也可以判定有无维护的必要性。

用于确认维护部件13、14以及15的维护的必要性的动作时期可以利用由未图示的计时器计数的累积时间而设定，也可以在每天的动作开始时或者动作结束时等进行设定。

作为通知部19，能够采用能够向外部通知维护的必要性的任意的方式，例如监视器、扬声器、指示灯等。

以下对如此构成的本实施方式的无人搬运机器人系统1的作用进行说明。

在本实施方式的无人搬运机器人系统1中，对达到用于确认维护的必要性的动作时期的情况进行说明。

在该情况下，控制装置5使机器人3工作，如图3至图5分别所示，在安装于手12的传感器4的检测范围内配置各维护部件13、14以及15。在该状态下，若由传感器4获取维护部件13、14以及15的外观的图像，则将获取的图像发送至判定部18。

然后，基于获取的图像，由判定部18判定维护的必要性，在判定有维护的必要性时，由通知部19进行通知。

根据本实施方式的无人搬运机器人系统1，由于使用装载于机器人3的传感器4检测各维护部件13、14以及15的状态，因此无需准备检测每个维护部件13、14以及15的状态的传感器4。即，能够利用单一的传感器4检测多个维护部件13、14以及15的状态。由此，具有如下优点：能够降低无人搬运机器人系统1的成本。

另外，由于利用装载于无人搬运车2的机器人3在能够检测维护部件13、14以及15的状态的位置配置传感器4，因此即使是在大范围内移动的无人搬运车2也能够在无需确定时间和地点的情况下确认维护的必要性。

此外，在本实施方式中，传感器4由摄像机构成，并且获取拍摄维护部件13、14以及15的外观的二维图像。取而代之，还可以采用能够获取三维图像的摄像机或者除摄像机之外的其他传感器4。例如，还可以采用使用激光的距离传感器。

另外，在本实施方式中，作为维护部件，例示了障碍物传感器13、指示灯15以及四个轮胎14。除此之外，作为维护部件还可以具备设置在无人搬运车2上的缓冲器等的接触传感器。

在该情况下，机器人3用第二臂10、手腕单元11或者手12推压接触传感器，并确认利用机器人3的马达转矩或者装载于手12的力传感器进行推压。当确认在机器人3侧被推压时，若在无人搬运车2侧能够由接触传感器检测到推压，则判定不需要维护。

另外，作为传感器4，还可以采用加速度传感器或扩音器。在该情况下，特别是，能够利用振动的大小或异常噪声的大小检测无人搬运车2的驱动系(马达或减速器)中的异常。

另外，在该情况下，需要在使无人搬运车2的驱动系工作的同时进行检测，但是如果在路面上行驶时进行检测，则由于路面的状态而容易受到外界干扰。因此，优选控制部17命令无人搬运车2通过千斤顶等将轮胎14移动到其能够空转的位置之后检测维护部件13、14以及15的状态。

并且，在利用扩音器检测异常噪声时，还可以使机器人3工作，并将安装于机器人3的前端的扩音器靠近驱动系。另外，在利用加速度传感器检测振动时，如图7所示，优选尽可能多地延伸机器人3的臂9和10，从而放大在安装于机器人3的前端的加速度传感器20的位置处的振动的振幅。由此，提高了传感器4和20的灵敏度，并且能够高精度地检测维护部件13、14以及15的状态。

另外，如上所述，作为维护部件13、14以及15的状态，在需要检测不同的多个种类的状态，例如一个维护部件13、14以及15的外观，另一个维护部件13、14以及15的振动或者异常噪声等时，还可以在无人搬运车2上装载多种传感器4。在该情况下，机器人3具备与ATC(自动工具更换装置)类似地传感器4的传感器更换装置，可以根据要检测状态的维护部件13、14以及15来更换传感器4。

另外，在本实施方式中，具备判定有无维护维护部件13、14以及15的必要性的判定部18，取而代之，还可以具备维护时期预测部(省略图示)，所述维护时期预测部预测需要维护维护部件13、14以及15的时期。并且，通知部19还可以是将由维护时期预测部预测的时期通过由监视器显示、声音或指示灯的颜色等向外部通知的预测时期通知部。

而且，维护时期预测部还可以将由传感器4获取的维护部件13、14以及15的状态输入由预先机器学习生成的学习完成模型中，从而预测维护时期。

另外，在本实施方式中，作为机器人3，采用了六轴多关节型机器人，还可以采用七轴多关节型机器人或者其他形式的机器人。

另外，例示了传感器4固定在手12上，传感器4还可以固定在旋转体8、第一臂9、第二臂10或者手腕单元11上。

在固定于旋转体8上时，为了能够检测维护部件13、14以及15的状态，还可以使用使传感器4的固定位置偏移的适配器，以使得传感器4从无人搬运车2的上表面突出。

另外，在本实施方式中，例示了由单体的控制装置5控制机器人3和无人搬运车2，但是控制装置5也可以是多个，一方的控制装置5控制机器人3，另一方的控制装置5控制无人搬运车2。

另外，在本实施方式中，机器人还可以自动进行维护作业。

具体而言，在利用摄像机即传感器4检测出无人搬运机器人系统1中的维护对象的螺栓松动时，利用ATC将手12更换为螺栓紧固用的手，从而拧紧松动的螺栓。

另外，在利用摄像机即传感器4检测出无人搬运机器人系统1中的维护对象的污垢时，利用ATC将手12更换为清扫用的手，从而对脏污的部分进行清扫。

另外，在维护判定的结果是需要更换零件时，利用ATC更换手12，并用预备零件保管库等所保管的预备零件进行更换。

Claims (7)

1.一种无人搬运机器人系统，其特征在于，具备：

无人搬运车；

机器人，其装载在该无人搬运车上；以及

传感器，其装载在该机器人上，并且能够检测所述无人搬运车的多个维护部件的状态，

所述机器人具备能够将所述传感器配置在能够检测所述无人搬运车的所述维护部件的状态的位置的动作范围。

2.根据权利要求1所述的无人搬运机器人系统，其特征在于，具备：

判定部，其基于由所述传感器检测出的状态判定维护所述维护部件的必要性。

3.根据权利要求2所述的无人搬运机器人系统，其特征在于，具备：

通知部，其在由所述判定部判定有维护的必要性时通知该判定结果。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的无人搬运机器人系统，其特征在于，

所述传感器是摄像机，并且检测所述维护部件的外观的状态。

5.根据权利要求1～3中任一项所述的无人搬运机器人系统，其特征在于，

所述机器人具备传感器更换装置，所述传感器更换装置根据要检测的所述维护部件的状态的种类来更换所述传感器。

6.根据权利要求1所述的无人搬运机器人系统，其特征在于，具备：

维护时期预测部，其基于由所述传感器检测出的状态预测所述维护部件的维护时期。

7.根据权利要求6所述的无人搬运机器人系统，其特征在于，具备：

预测时期通知部，其通知由所述维护时期预测部预测的维护时期。

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