CN114829086A - 机器人 - Google Patents

Abstract

本发明所涉及的机器人具备：台车部；直动部，其在台车部中设置成在上下方向上延伸；至少两个臂部，其能在上下方向上移动地组装在直动部；和摄像部，其能在上下方向上移动地组装在直动部。并且，在机器人中，各臂部和摄像部能相对于直动部相互独立地移动。此外，在机器人中，基于由摄像部摄像的图像来相互独立地控制各臂部。

Description

机器人

技术领域

本发明涉及具备设有能保持对象物的保持机构的臂部的机器人。

背景技术

在超市、便利店等的店铺中，设置有陈列种种商品的商品货架。并且，用户(店铺利用者)将想要的商品从商品货架拿起，并购入该商品。为此，在店铺中，在由于用户购入某商品而陈列于商品货架的该商品的数量减少、或者该商品从商品货架消失的情况下，需要将该商品补充到该商品货架。

另一方面，近年来，以用户的便利性提升等为目的，开发了与店铺中的商品的自动销售系统相关的种种技术。例如，在专利文献1中公开了如下的涉及自动销售系统的技术：在店铺中，用读取器读取用户希望购入的商品的代码，将与所读取的代码对应的商品从商品货架(收纳容器)取出的基础上，将该商品运送至商品送货机。此外，在该专利文献1记载的系统中，用于从商品货架取出商品的商品取出装置设置在该商品货架的正面。该商品取出装置能相对于商品货架在纵向以及横向上移动，将由主计算机指定的商品从商品货架取出。进而，该商品取出装置还基于来自主计算机的指令，来逐次进行对商品货架的商品的补充。这时，商品取出装置从放置补充用的商品的商品补充容器的货架取出商品，将该商品补充到商品货架。

先行技术文献

专利文献

专利文献1：JP特開平8-161406号公报

发明内容

发明要解决的课题

如上述那样，期望取代店员，使用机器人等商品补充装置来进行商品向店铺中的商品货架的补充。但例如在设置专利文献1记载那样的商品补充装置的情况下，需要用于使商品取出装置相对于商品货架全面纵向以及横向上移动的空间、设备，有可能会招致设备的大型化。为此，本发明目的在于，提供能适合地进行商品向店铺中的商品货架的补充的技术。

用于解决课题的手段

本发明的第1方式所涉及的机器人具备：台车部，其具有行驶功能；直动部，其在所述台车部设置成在上下方向上延伸；至少两个臂部，在前端侧设有能保持对象物的保持机构，且基端侧分别能在上下方向上移动地组装在所述直动部；和摄像部，其能在上下方向上移动地组装在所述直动部，各臂部和所述摄像部能相对于所述直动部相互独立地移动，机器人基于由所述摄像部摄像到的图像来相互独立地控制各臂部。

本发明的第2方式所涉及的机器人具备：台车部，其具有行驶功能；直动部，其在所述台车部设置成在上下方向上延伸；和臂部，其在前端侧设有能保持对象物的保持机构，且基端侧能在上下方向上移动地组装在所述直动部，所述臂部具有多个关节部，所述臂部中的所述多个关节部当中最靠基端侧的关节部即基端关节部构成为仅能在偏摆方向上驱动，在且所述多个关节部当中的所述基端关节部的以外的关节部中包含构成为能在偏摆方向以外的方向上驱动的关节部。

本发明的第3方式所涉及的机器人具备：台车部，其具有行驶功能；和臂部，其在前端侧设有能保持对象物的保持机构，所述臂部能在以所述台车部的位置为基准确定的给定的作业范围内驱动，所述机器人还具备：传感器，其设于所述台车部中的与所述给定的作业范围相反侧的位置，能探测以所述台车部的位置为基准确定的不含所述给定的作业范围的至少一部分的给定的监视范围内的状况；和监视部，其在以所述台车部停止的状态驱动所述臂部时以及所述机器人通过所述台车部行驶时，通过所述传感器监视所述给定的监视范围内的状况。

发明的效果

根据本发明，能适合地进行商品向店铺中的商品货架的补充。

附图说明

图1是表示实施方式所涉及的机器人的概略结构的图。

图2是表示臂部的概略结构的图。

图3是用于说明臂部中的各可动部的驱动方向的图。

图4是表示用于控制机器人的控制装置的功能结构的框图。

图5是表示补充作业中的机器人的样子的图。

图6是表示在机器人中由臂部的保持机构保持商品的状态的图。

图7是表示用于控制机器人的控制装置的功能结构的框图。

图8是表示进行补充作业时的机器人的样子的图。

图9是表示补充作业中的机器人的样子的图。

图10是表示行驶中的机器人的样子的图。

具体实施方式

本发明的第1方式以及第2方式所涉及的机器人具备台车部、直动部、以及臂部。台车部具备行驶功能。机器人能通过该台车部自走。此外，在臂部没有能保持对象物的保持机构。机器人通过该臂部的保持机构保持对象物(即，对商品货架补充的商品)，能使该对象物移动。

此外，直动部在台车部设置成在上下方向上延伸。并且，臂部的基端侧能在上下方向上移动地安装在直动部。即，在机器人中，臂部能相对于直动部在上下方向上移动。根据这样的结构，在商品货架在高度方向上具有多个货架的情况下，在机器人中，使通过保持机构保持了对象物(商品)的臂部在上下方向上移动，由此能对各货架补充该对象物。

并且，本发明的第1方式所涉及的机器人具备至少两个臂部。进而，本发明的第1方式所涉及的机器人具备摄像部。此外，至少两条臂部能在上下方向上移动地组装在直动部。此外，摄像部能在上下方向上移动地组装在直动部。在此，各臂部和摄像部能相对于直动部相互独立地移动。并且，基于由摄像部摄像的图像来相互独立地控制各臂部。

根据上述结构，在商品货架在高度方向上具有多个货架的情况下，通过使摄像部相对于直动部在上下方向上移动，能通过该摄像部对各货架的状态摄像。并且，能基于由摄像部摄像的图像，使至少两个臂部分别将高度方向不同的区域作为作业对象来同时驱动。为此，能对商品货架的各货架有效率地补充对象物(商品)。

此外，在本发明的第2方式所涉及的机器人中，臂部具有多个关节部。并且，作为臂部中的多个关节部当中最靠基端侧的关节部的基端关节部构成为仅能在偏摆方向上驱动。此外，在臂部中的多个关节部当中的基端关节部以外的关节部中包含构成为能在偏摆方向以外的方向上驱动的关节部。

通过在机器人中在臂部设置多个关节部，能使该臂部成为自由度高的机构。由此，在对商品货架补充对象物(商品)时，能通过臂部进行更灵活的作业。在此，在由臂部的保持机构保持对象物的状态下，对该臂部的各关节部作用下方向的力矩(moment)。这时，作用于位于臂部的基端侧的关节部的力矩比作用于位于该臂部的前端侧的关节部的力矩大。因此，假设若臂部中的基端关节部构成为能在俯仰方向上驱动，则在以由该臂部的保持机构保持对象物的状态使该基端关节部的俯仰方向的活动停止的情况下(使基端关节部固定的情况下)，需要使更大的制动力产生。为此，有可能会招致用于使基端关节部驱动、或用于使该俯仰方向的活动停止的电动机的大型化或消耗电力的增加。

与此相对，在本发明的第2方式所涉及的机器人中，如上述那样，基端关节部构成为仅能在偏摆方向上驱动。即，基端关节部不构成为能在俯仰方向上驱动。因此，即使通过由臂部的保持机构保持对象物而对基端关节部作用下方向的力矩，也不再需要产生用于使该基端关节部的俯仰方向的活动停止的制动力。为此，能抑制用于使基端关节部驱动或使该俯仰方向的活动停止的电动机的大型化或消耗电力的增加。此外，在本发明的第2方式所涉及的机器人中，如上述那样，在臂部中的多个关节部当中的基端关节部以外的关节部中包含构成为能在偏摆方向以外的方向上驱动的关节部。由此，即使基端关节部是仅能在偏摆方向上驱动的结构，也能做出使臂部具有充分的自由度的机构。

此外，本发明的第3方式所涉及的机器人具备台车部以及臂部。在臂部设有能保持对象物的保持机构。机器人能通过该臂部的保持机构保持对象物，使该对象物移动。

并且，在机器人进行对商品货架补充商品的补充作业时，该机器人在使台车部停止的状态下使臂部驱动。这时，臂部能在以台车部的位置为基准确定的给定的作业范围内进行驱动。为此，在机器人进行补充作业时，配置该机器人，以使得补充对象的商品货架位于给定的作业范围内。此外，机器人通过台车部自走至适于这样的补充作业的位置。另外，可以将给定的作业范围确定为在机器人中的臂部的构造上该臂部能驱动的范围。

此外，本发明的第3方式所涉及的机器人具备：能探测给定的监视范围内的状况的传感器；和通过该传感器监视该给定的监视范围内的状况的监视部。在此，上述那样的补充作业中的给定的作业范围是相对于台车部位于臂部所延伸的朝向的位置的区域。并且，在机器人中，传感器设于台车部中的与给定的作业范围相反侧的位置。例如，若将形成给定的作业范围的位置设为机器人的后方，则传感器设于机器人的台车部中的前方侧。此外，能由传感器探测该状况的给定的监视范围，是以台车部的位置为基准确定的范围。该给定的监视范围是不含补充作业中的给定的作业范围的至少一部分的范围。并且，监视部在台车部停止的状态下驱动臂部时以及机器人通过台车部行驶时，通过传感器监视给定的监视范围内的状况。

如上述那样，在机器人进行补充作业时，通过监视部监视给定的监视范围内的状况。其中，在给定的监视范围中不含给定的作业范围的至少一部分。即，在补充作业的执行中，监视部不监视给定的作业范围的一部分或全部的状况。但在机器人正进行补充作业时人或物体侵入给定的作业范围内的情况下，人或物体基本从相对于该机器人从补充对象的商品货架所位于的方向相反一侧、即与给定的作业范围相反侧的方向靠近该给定的作业范围。在此，如上述那样，在机器人中，用在监视部的监视中且探测给定的监视范围内的状况的传感器，位于台车部中的与给定的作业范围相反侧的位置。为此，即使在给定的监视范围中不含给定的作业范围的至少一部分，在补充作业的执行中，关于相对于机器人从与给定的作业范围相反侧的方向向该给定的作业范围靠近过来的人或物体，能由传感器探测到的可能性高。因此，即使在给定的监视范围中不含给定的作业范围的至少一部分，也能在补充作业的执行中通过监视部进行主要需要的机器人的周围的监视。

此外，在机器人进行自走时，为了生成该机器人的行驶路径，或者为了避免与存在于该机器人的行驶路径上的人或物体的碰撞，主要需要监视该机器人的行驶方向的状况。为此，在机器人通过台车部行驶时，也通过监视部监视给定的监视范围内的状况。这时，通过将机器人的基本的行驶方向设为台车部中设有传感器一侧的方向(相对于机器人，与补充作业中的给定的作业范围相反侧的方向)，在给定的监视范围内包含该机器人的行驶方向。因此，能在机器人的行驶中，通过监视部还进行主要需要的该机器人的周围的监视。

如此地，根据上述结构，即使不是监视机器人的全周围这样的结构，在该机器人进行补充作业时以及该机器人进行自走时的任何一种情况下，都能进行为了确保安全性所需的机器人的周围的监视。因此，能更适合地监视进行补充作业且自走的机器人的周围。

以下基于附图来说明本发明的具体的实施方式。本实施方式记载的结构部件的尺寸、材质、形状、其相对配置等只要没有特别记载，就不是将发明的技术的范围仅限定在它们的意思。

<第1实施方式>

图1是表示本实施方式所涉及的机器人的概略结构的图。机器人1是进行对象物(商品)向店铺中的商品货架的补充的补充作业的机器人。机器人1具备台车部2、直动部3、两个臂部4、摄像机6以及传感器7。在台车部2设有包含4个车轮21的行驶装置。在行驶装置中包含成为4个车轮21的动力源的电动机、以及制动装置等。台车部2构成为能通过行驶装置行驶。并且，机器人1能通过该台车部2自走。即，机器人1能自走至成为商品的补充对象的商品货架的位置。

此外，在台车部2设有传感器7。传感器7是感测机器人1的周围处的给定的监视范围内的状况的传感器。作为传感器7，例如能使用LIDAR(Light Detection and Ranging，光探测和测距)、雷达、立体摄像机或激光扫描仪。另外，在此，为了说明的方便，在图1所示的台车部2中，将设置传感器7一侧的方向设为前方，将其相反侧设为后方。另外，在机器人1中，作为监视其周围的传感器，仅设有一个传感器7。

直动部3在台车部2中设置成在上下方向上延伸。在直动部3的两侧方部设有臂用直动部30。此外，在直动部3的后方部设有摄像机用直动部31。并且，臂部4能在上下方向上移动地分别组装在直动部3的两个臂用直动部30。此外，摄像机6能在上下方向上移动地组装在直动部3的摄像机用直动部31。在直动部3中内置用于使两个臂部4以及摄像机6分别在上下方向上移动的驱动机构。驱动机构例如具备作为引导部发挥功能的直线导轨和作为驱动部发挥功能的滚珠丝杆装置来构成。在该情况下，通过滚珠丝杆装置进行驱动，臂部4或摄像机6沿着直线导轨在上下方向上移动。并且，通过各个驱动机构，两个臂部4和摄像机6构成为能相对于直动部3相互独立地移动。另外，在本实施例中，摄像机6相当于本发明所涉及的“摄像部”。此外，如上述那样，摄像机6设于直动部3的后方部。此外，如图1所示那样，两个臂部4设置成从直动部3向后方侧延伸。为此，机器人1进行补充作业时的作业范围成为该机器人1的后方侧。因此，在机器人1进行补充作业时，该机器人1配置成该机器人1的后方侧与商品货架对置的朝向。

另外，以下在区别两个臂部4来进行说明的情况下，将一方的臂部4称作第1臂部4a，将另一方的臂部4称作第2臂部4b。图1示出第1臂部4a位于直动部3中的上方部、第2臂部4b位于直动部3中的下方部的样子。其中，如上述那样，第1臂部4a和第2臂部4b能相对于直动部3相互独立地移动。为此，第1臂部4a与第2臂部4b的位置关系并不限于图1所示那样的位置关系。即，还能成为第1臂部4a位于直动部3中的下方部、第2臂部4b位于直动部3中的上方部的状态。此外，还能成为第1臂部4a和第2臂部4b配置在高度方向上相同的位置的状态。此外，两个臂部4的结构相同。为此，以下在不需要区别两个臂部4的情况下，仅称作臂部4。

(臂部的概略结构)

在此，除了图1以外，还基于图2以及图3来说明臂部4的概略结构。图2是表示臂部4的概略结构的图。图3是用于说明臂部4中的包含多个关节部的各可动部的驱动方向的图。在图2以及图3中，以箭头a～i表示臂部4的各可动部的驱动方向。

臂部4具备保持机构5、第1连杆部41、第2连杆部42、第3连杆部43、第4连杆部44以及基端部45。保持机构5设于臂部4的前端部。保持机构5具有保持对象物(商品)的功能。保持机构5具备吸附机构51以及手机构52这两个种类的机构，作为用于保持对象物的机构。吸附机构51具有通过吸附对象物来保持该对象物的功能。手机构52具有通过握持对象物来保持该对象物的功能。

在保持机构5中，在与第1连杆部41连接的支承构件50连接有吸附机构51的底座构件51b和手机构52的底座构件52b。吸附机构51的底座构件51b和手机构52的底座构件52b分别与支承构件50中的相互相反侧的壁面连接。

在吸附机构51中，在底座构件51b的前端侧连接有吸附构件51a。吸附构件51a相对于底座构件51b连接成能在图2以及图3中以箭头a所示的方向上驱动。即，吸附构件51a构成为能相对于底座构件51b在包含该底座构件51b的中心轴的平面上(或与包含该底座构件51b的中心轴的平面平行的平面上)转动。在此，吸附构件51a是通过在与对象物接触的状态下吸引内部的空气来吸附该对象物的构件。另外，用于进行使吸附构件51a吸附对象物时的空气的吸引的压缩机内置于支承构件50。

此外，手机构52的底座构件52b相对于支承构件50连接成能在图2以及图3中的以箭头c所示的方向上驱动。即，手机构52构成为能相对于支承构件50在翻滚方向上旋转。此外，在手机构52中，在底座构件52b连接有3根指部52a。3根指部52a分别相对于底座构件52b连接成能在图2以及图3中以箭头b所示的方向上驱动。即，3根指部52a分别构成为能相对于底座构件52b在包含该底座构件52b的中心轴的平面上(或与包含该底座构件52b的中心轴的平面平行的平面上)转动。由此，手机构52能在1根指部52a与其他2根指部52a之间将对象物夹入。

另外，用于在吸附机构51中使吸附构件51a相对于底座构件51b转动的电动机、用于使手机构52相对于支承构件50在翻滚方向上旋转的电动机、以及用于在手机构52中使3根指部52a分别相对于底座构件52b转动的电动机均设置在保持机构5的内部(例如支承构件50的内部)。

此外，保持机构5的支承构件50能在图2以及图3中的以箭头d所示的方向上驱动地与第1连杆部41的一端侧连接。即，保持机构5构成为能相对于第1连杆部41以支承构件50为中心在包含第1连杆部41的中心轴的平面上(或者与该包含第1连杆部41的中心轴的平面平行的平面上)旋转。

并且，在臂部4中，通过使保持机构5相对于第1连杆部41在图3中以箭头d所示的方向上旋转，能将用于保持对象物的机构从吸附机构51以及手机构52这两个种类当中一方切换成另一方。即，在作为用于保持对象物的机构而使用吸附机构51时，使保持机构5旋转，以使得该吸附机构51位于臂部4的前端侧。此外，在作为用于保持对象物的机构而使用手机构52时，使保持机构5旋转，以使得该手机构52位于臂部4的前端侧。如此地，通过保持机构5构成为能切换吸附机构51以及手机构52这两个种类的机构，能通过该保持机构5保持更多种类的对象物。因此，能通过机器人1对商品货架补充更多种类的对象物。另外，关于作为用于保持对象物的机构而使用吸附机构51以及手机构52当中哪一者，能对应于对象物的种类预先设定。此外，用于使保持机构5相对于第1连杆部41旋转的电动机也内置于保持机构5的内部。

此外，在臂部4中，第1连杆部41的另一端侧与第2连杆部42的一端侧连接。第1连杆部41相对于第2连杆部42连接成能在图2以及图3中的以箭头e所示的方向上驱动。即，第1连杆部41构成为能相对于第2连杆部42在翻滚方向上旋转。

此外，在臂部4中，第2连杆部42的另一端侧与第3连杆部43的一端侧连接。第2连杆部42相对于第3连杆部43连接成能在图2以及图3中的以箭头f所示的方向上驱动。即，第2连杆部42构成为能相对于第3连杆部43在偏摆方向上转动。

此外，在臂部4中，第3连杆部43的另一端侧与第4连杆部44的一端侧连接。第3连杆部43相对于第4连杆部44连接成能在图2以及图3中的以箭头g所示的方向上驱动。即，第3连杆部43构成为能相对于第4连杆部44在偏摆方向上转动。

此外，在臂部4中，第4连杆部44的另一端侧与基端部45连接。第4连杆部44相对于基端部45连接成能在图2以及图3中的以箭头h所示的方向上驱动。即，第4连杆部44构成为能相对于基端部45在偏摆方向上转动。此外，臂部4的基端部45能在图2以及图3中的以箭头i所示的方向、即上下方向上移动地组装在直动部3的臂用直动部30。

另外，在臂部4中，用于使第1连杆部41相对于第2连杆部42在翻滚方向上旋转的电动机、用于使第2连杆部42相对于第3连杆部43在偏摆方向上转动的电动机、用于使第3连杆部43相对于第4连杆部44在偏摆方向上转动的电动机、以及用于使第4连杆部44相对于基端部45在偏摆方向上转动的电动机均设置在臂部4的内部(例如各连杆部的内部)。

在上述那样的臂部4的结构中，保持机构5与第1连杆部41的连接部形成臂部4的第1关节部40a。此外，第1连杆部41与第2连杆部42的连接部形成臂部4的第2关节部40b。此外，第2连杆部42与第3连杆部43的连接部形成臂部4的第3关节部40c。此外，第3连杆部43与第4连杆部44的连接部形成臂部4的第4关节部40d。此外，第4连杆部44与基端部45的连接部形成臂部4的第5关节部40e。在此，在臂部4中，第5关节部40e成为多个关节部当中最靠基端侧的关节部。

并且，在臂部4中，第5关节部40e、第4关节部40d以及第3关节部40f是构成为仅能在偏摆方向(即，在与相对于直动部3的臂部4的移动方向(上下方向)垂直相交的平面上进行转动的方向)上驱动的关节部。此外，第2关节部40b是构成为仅能在翻滚方向(即，绕着臂部4的轴旋转的方向)上驱动的关节部。此外，第1关节部40a是构成为仅能在在包含第2关节部40b的旋转轴的平面上(或与包含第2关节部40b的旋转轴的平面平行的平面上)转动的方向上驱动的关节部。

另外，在本实施方式中，第5关节部40e相当于本发明所涉及的“基端关节部”。此外，第2关节部40b相当于本发明所涉及的“翻滚关节部”。此外，第1关节部40a相当于本发明所涉及的“转动关节部”。

(控制装置)

接下来，基于图4来说明用于控制机器人的控制装置。图4是表示用于控制机器人1的控制装置200的功能结构的框图。控制装置200由设于台车部2的计算机构成。并且，通过由构成控制装置200的计算机执行给定的控制程序，来实现图4所示的各功能部。

如图4所示那样，控制装置200具备臂控制部201、摄像机控制部202、图像处理部203、监视部204以及行驶控制部205。臂控制部201具有控制两个臂部4的功能。臂控制部201控制各臂部4相对于直动部3的上下移动、以及各臂部4中的保持机构5以及各关节部的活动。即，臂控制部201生成用于控制内置于直动部3的用于使各臂部4在上下方向上移动的驱动机构中所含的电动机(例如用于使滚珠丝杆装置驱动的电动机)的控制信号。此外，臂控制部201生成用于控制使设于各臂部4的保持机构5驱动的电动机、以及分别使各臂部4中的多个关节部驱动的电动机的控制信号。并且，臂控制部201将所生成的控制信号经由驱动器发送到控制对象的电动机。另外，如上述那样，臂控制部201独立控制第1臂部4a和第2臂部4b。

摄像机控制部202具有控制摄像机6相对于直动部3的上下移动、以及摄像机6的动作的功能。摄像机控制部202生成用于控制内置于直动部3的用于使摄像机6在上下方向上移动的驱动机构中所含的电动机的控制信号、以及控制摄像机6的动作的控制信号。并且，摄像机控制部202将所生成的控制信号经由驱动器发送到控制对象的电动机或摄像机6。在由机器人1执行对商品货架补充对象物(商品)的补充作业时，通过由摄像机控制部202控制摄像机6，来对成为商品补充的对象的商品货架的状态摄像。

图像处理部203具有对摄像机6所摄像的图像进行给定的图像处理的功能。图像处理部203取得与摄像机6所摄像的图像相关的图像数据。进而，图像处理部203通过对所取得的图像数据执行给定的图像处理，来生成表示商品货架的状态的信息即货架信息。将图像处理部203中生成的货架信息输入到臂控制部201。然后，臂控制部201基于所输入的货架信息来生成用于控制各臂部4的控制信号。

监视部204具有使用传感器7来监视机器人1的周围的给定的监视范围内的状况的功能。监视部204基于与由传感器7进行感测而得到的给定的监视范围内的状况相关的信息来检测机器人1的周围的环境。例如，监视部204检测存在于给定的监视范围内的人或物体。然后，在机器人1的补充作业的执行中，将表示由监视部204检测到的该机器人1的周围的环境的信息输入到臂控制部201。这时，例如在机器人1的补充作业的执行中，在从监视部204对臂控制部201输入表示在给定的监视范围内存在人或物体的信息的情况下，该臂控制部201使两臂部4的动作停止。由此，在机器人1的补充作业的执行中人或物体侵入给定的监视范围内的情况下，将臂部4的动作停止。

行驶控制部205具有在机器人1行驶时控制台车部2的行驶装置的功能。在机器人1行驶时，将表示由监视部204检测到的该机器人1的周围的环境的信息输入到行驶控制部205。然后，行驶控制部205基于从监视部204取得的信息来生成用于控制台车部2的行驶装置的控制信号。例如，在机器人1的行驶中，在从监视部204对行驶控制部205输入了表示在给定的监视范围内存在人或物体的信息的情况下，该行驶控制部205生成使得机器人1回避该人或物体这样的控制信号。然后，行驶控制部205将所生成的控制信号经由驱动器发送到行驶装置。

另外，如上述那样，在本实施方式中，还使用监视机器人1的补充作业的执行中的该机器人1的周围的传感器7来进行该机器人1行驶时的该机器人1的周围的监视。其中，可以将用于在机器人1行驶时监视该机器人1的周围的传感器与传感器7分开地设于机器人1。

(补充作业)

接下来，基于图5来说明进行补充作业时的机器人1的动作的一例。图5是表示补充作业中的机器人1的样子的图。在图5中，商品的补充对象即商品货架在高度方向具备三层的货架(上层货架、中层货架、下层货架)。并且，机器人1通过第1臂部4a来对下层货架补充商品A，通过第2臂部4b来对上层货架补充商品B。

这时，机器人1首先使摄像机6移动到下层货架的位置，并通过该摄像机6对下层货架的状况摄像。然后，机器人1基于表示下层货架的状况的图像来控制由保持机构5保持商品A的第1臂部4a。即，机器人1使由保持机构5保持商品A的第1臂部4a移动到下层货架的位置，之后，通过控制该第1臂部4a来将该商品A配置于下层货架。另外，在图5中，使用保持机构5的手机构52来保持商品A。

这时，机器人1在通过摄像机6对下层货架的状况摄像后，立即使该摄像机6移动到上层货架的位置。即，机器人1在上述的第1臂部4a的控制的执行中使摄像机6向上方向移动。然后，机器人1用摄像机6对上层货架的状况摄像。另外，在对商品货架的中层货架也补充商品的情况下，机器人1可以在使摄像机6移动到上层货架的位置前移动到中层货架的位置，用该摄像机6对中层货架的状况摄像。

在用摄像机6对上层货架的状况摄像后，机器人1基于表示上层货架的状况的图像来控制由保持机构5保持商品B的第2臂部4b。即，机器人1使由保持机构5保持商品B的第2臂部4b移动到上层货架的位置，之后，通过控制该第2臂部4b来将该商品B配置到上层货架。另外，在图5中，使用保持机构5的吸附机构51来保持商品B。

(本实施方式的效果)

如上述那样，机器人1构成为第1臂部4a、第2臂部4b以及摄像机6能相对于直动部3相互独立地移动可能。为此，如图5所示那样，在商品货架在高度方向上具有多个货架的情况下，能在用摄像机6对一个货架的状况摄像后，基于所摄像的图像使一方的臂部4移动到一个货架的位置并开始向一个货架的商品的补充，并且使该摄像机6移动到其他货架的位置。进而，能在用摄像机6对其他货架的状况摄像后，基于所摄像的图像使另一方的臂部4移动到其他货架的位置并开始向其他货架的商品的补充。即，在机器人1中，能基于由摄像机6摄像的图像使两个臂部4分别将高度方向不同的区域作为作业对象同时驱动。为此，能对商品货架的各货架有效率地补充商品。

此外，机器人1的臂部4具有多个关节部(第1关节部40a、第2关节部40b、第3关节部40c、第4关节部40d以及第5关节部40e)。由此，在进行补充作业时，能通过臂部4进行更灵活的作业。其中，如图6所示那样，在由臂部4的保持机构5保持对象物(商品)的状态下，对该臂部4的各关节部作用下方向的力矩。这时，作用于位于臂部4的基端侧的关节部的力矩比作用于位于该臂部的前端侧的关节部的力矩大。

为此，在机器人1中，在所作用的力矩成为最大的关节部、也就是臂部4中最靠基端侧的关节部即第5关节部40e构成为仅能在偏摆方向上驱动。即，第5关节部40e不构成为能在俯仰方向上驱动。据此，即使通过由臂部4的保持机构5保持商品而对第5关节部40e作用下方向的力矩，也不需要产生用于使该第5关节部40e的俯仰方向的活动(即，第4连杆部44能相对于基端部45转动的活动)停止的制动力。为此，能抑制用于使第5关节部40e驱动或使该俯仰方向的活动停止的电动机的大型化或消耗电力的增加。

并且，在臂部4中，第2关节部40b构成为能在翻滚方向上驱动。进而，在臂部4中，最靠前端侧的关节部(即，位于比第2关节部40b更为前端侧的关节部)即第1关节部40a构成为能在在包含第2关节部40b的旋转轴的平面上(或与包含第2关节部40b的旋转轴的平面平行的平面上)转动的方向上驱动。由此，即使第5关节部40e是仅能在偏摆方向上驱动的结构，也能做出使臂部4具有充分的自由度的机构。

此外，在机器人1中，不仅第5关节部40e，第4关节部40d以及第3关节部40c也构成为仅能在偏摆方向上驱动。即，第4关节部40d以及第3关节部40c也没有构成为能在俯仰方向上驱动。因此，即使通过由臂部4的保持机构5保持对象物(商品)而对第4关节部40d以及第3关节部40c作用下方向的力矩，也不需要产生用于使这些关节部40c、40d的俯仰方向的活动停止的制动力。为此，关于第4关节部40d以及第3关节部40c，也能抑制用于使它们驱动或使其俯仰方向的活动停止的电动机的大型化或消耗电力的增加。因此，根据机器人1所涉及的结构，与将驱动方向仅限制在偏摆方向的关节部仅设为第5关节部40e的情况相比，更能使臂部4小型化，且还能减少与补充作业相伴的消耗电力。其中，在机器人1中，并不需要让第4关节部40d以及第3关节部40c也构成为仅能在偏摆方向上驱动。

此外，机器人1所具备的臂部4的数量并不限于两个。例如，机器人1可以具备分别独立控制的三个以上的臂部4。

<第2实施方式>

对于本实施方式所涉及的机器人的结构，对与第1实施方式不同的点进行说明。在本实施方式中，在机器人1中，相对于台车部2能旋转地设置直动部3。并且，在台车部2内置用于使直动部3在绕着轴的方向上旋转的旋转装置。旋转装置包含电动机等而构成。通过由控制装置200控制旋转装置，直动部3相对于台车部2旋转。

图7是表示用于在本实施方式中控制机器人1的控制装置200的功能结构的框图。如图7所示那样，在本实施方式中，控制装置200除了臂控制部201、摄像机控制部202、图像处理部203、监视部204、以及行驶控制部205以外，还具备直动部控制部206。直动部控制部206具有控制用于使直动部3相对于台车部2旋转的旋转装置的功能。直动部控制部206生成用于控制旋转装置的控制信号。并且，直动部控制部206将所生成的控制信号经由驱动器发送到旋转装置。

接下来，基于图8来说明进行补充作业时的机器人1的动作的一例。图8是表示在本实施方式中进行补充作业时的机器人1的样子的图。在图8所示的示例中，在机器人1进行对商品货架补充商品的补充作业时，机器人1首先如图8的上图所示那样，将自身停靠在商品货架。即，将机器人1配置在使得机器人1的侧方部与商品货架对置的朝向上。接下来，如图8的下图所示那样，在机器人1中，在臂部4保持要对商品货架补充的商品的状态下，相对于台车部2旋转直动部3。这时，旋转直动部3，以使得相对于直动部3让臂部4所延伸的方向成为商品货架所位于的方向。为此，在图8的下图中，直动部3相对于台车部2右旋地旋转90°。由此，机器人1进行补充作业时的作业范围成为该机器人1的侧方侧。

如第1实施方式的结构那样，在相对于台车部2将直动部3固定的结构中，机器人1的作业范围限定于该机器人1的后方侧。与此相对，如上述那样，若相对于台车部2能旋转地设置直动部3，就能将机器人1的侧方侧作为机器人1的作业范围。并且，通过机器人1的作业范围成为该机器人1的侧方侧，与作业范围为该机器人1的后方侧的情况相比，能通过更短的臂部4将商品载置到商品货架。即，通过在机器人1中直动部3能相对于台车部2旋转，与机器人1的作业范围限定于该机器人1的后方侧的情况相比，能让臂部4成为长度更短的结构。并且，通过使臂部4的长度更短，能在通过臂部4的保持机构5保持对象物(商品)的状态下更加减小对该臂部4的各关节部作用的下方向的力矩。为此，能更加抑制用于使臂部4的各关节部驱动或使其俯仰方向的活动停止的电动机的大型化或消耗电力的增加。

<第3实施方式>

本实施方式所涉及的机器人的结构与第1实施方式同样。此外，在本实施方式中，在机器人1中，使用传感器7来进行周围监视。

(传感器所进行的监视)

以下基于图9以及图10来说明本实施方式所涉及的、在机器人1中进行的周围监视。图9是概略表示补充作业中的机器人1的样子的图。图9是概略表示行驶中的机器人1的样子的图。图9以及图10各自的上层的图表示从上方观察机器人1的样子。此外，图9以及图10各自的下层的图表示从侧方观察机器人1的样子。另外，图9以及图10各自的上层的图中以一点划线包围的区域Es表示给定的监视范围。此外，图9的上层的图中以虚线包围的区域Ew表示补充作业中两个臂部4能驱动的范围即给定的作业范围。

如图9所示那样，在机器人1进行补充作业时，将该机器人1配置在使得该机器人1的后方侧成为与商品货架对置的朝向上。为此，在补充作业中，机器人1使两个臂部4驱动来进行作业的方向即作业方向成为朝向机器人1的后方的方向。在此，在图9中，以空心箭头表示机器人1进行补充作业时的作业方向。

机器人1在使台车部2停止的状态下，通过将由保持机构5保持商品的臂部4向作业方向伸长，来将该商品载置到商品货架。这时，两个臂部4能在给定的作业范围Ew内驱动。为此，如图5所示那样，在机器人1进行补充作业时，配置该机器人1，以使得补充对象的商品货架位于给定的作业范围Ew内。另外，给定的作业范围Ew是以补充作业中的台车部2的位置(更详细地，是组装两个臂部4的基端侧的直动部3的位置)为基准确定的范围。并且，在图9所示的示例中，机器人1的给定的作业范围Ew成为以组装两个臂部4的基端侧的直动部3为中心180°的范围。但机器人1的给定的作业范围Ew不一定非要限于180°。

并且，在机器人1中，即使是在进行补充作业时，也通过设于台车部2中的与给定的作业范围Ew相反侧(即，机器人1的前方侧)的位置的传感器7来感测给定的监视范围Es内的状况。由此，通过控制装置200的监视部204监视给定的监视范围Es内的状况。另外，给定的监视范围Es是以台车部2的位置(更详细地，台车部2中设置传感器7的位置)为基准确定的范围。在此，在图5所示的示例中，机器人1的给定的监视范围Es以台车部2中设置传感器7的位置为中心为270°的范围。如此地，传感器7不进行机器人1的全周围(360°)的感测。为此，如图5所示那样，在机器人1的给定的监视范围Es内不含该机器人1的给定的作业范围Ew的至少一部分。即，在补充作业的执行中，控制装置200的监视部204不监视给定的作业范围Ew的一部分或全部的状况。

在此，在机器人1正进行补充作业时人或物体侵入给定的作业范围Ew内的情况下，如图9的上层的图所示那样，人或物体大致相对于该机器人1从与补充对象的商品货架所位于的方向相反侧、即与给定的作业范围Ew相反侧(机器人1中的前方侧)的方向向该给定的作业范围Ew靠近过来。另一方面，在机器人1中，传感器7位于台车部2中的与给定的作业范围Ew相反侧的位置。为此，即使在给定的监视范围Es中不含给定的作业范围Ew的至少一部分，在补充作业的执行中，关于相对于机器人1从与给定的作业范围Ew相反侧的方向向该给定的作业范围Ew靠近过来的人或物体，能由传感器7探测的可能性也高。因此，即使给定的监视范围Es中不含给定的作业范围Ew的至少一部分，也能在补充作业的执行中通过监视部204进行主要需要的机器人1的周围的监视。

另外，给定的监视范围Es(即，传感器7的感测范围)不一定限于图9所示那样的270°。其中，为了以高的精度探测在机器人1进行补充作业时向给定的作业范围Ew靠近过来的人或物体，给定的监视范围Es优选是不含给定的作业范围Ew的至少一部分的范围，且以在台车部2中设置传感器7的位置为中心是180°以上的范围。若给定的监视范围Es是以在台车部2中设置传感器7的位置为中心180°以上的范围，就能通过该传感器7探测相对于机器人1从与给定的作业范围Ew相反侧的方向向该给定的作业范围Ew靠近过来的人或物体。

此外，如图10所示那样，在机器人1通过台车部2来行驶时，将该机器人1的基本的行驶方向设为台车部2中设置传感器7一侧(机器人1的前方侧)的方向。在此，在图10中，用空心箭头表示机器人1的基本的行驶方向。

在机器人1自走时，为了生成该机器人1的行驶路径，或者为了避免与存在于该机器人1的行驶路径上的人或物体的碰撞，主要需要监视该机器人1的行驶方向的状况。为此，在机器人1通过台车部2来行驶时，也通过传感器7感测给定的监视范围Es内的状况。由此，通过控制装置200的监视部204来监视给定的监视范围Es内的状况。这时，如图10所示那样，通过将机器人1的基本的行驶方向设为在台车部2中设置传感器7一侧的方向，在给定的监视范围Es内包含该机器人1的行驶方向。因此，在机器人1的行驶中还通过监视部204来进行主要需要的该机器人1的周围的监视。

另外，存在机器人1需要向该机器人1的后方行驶的情况。在这样的情况下，通过暂时将台车部2中设置传感器7一侧朝向机器人1要行驶的方向，通过该传感器7感测该要行驶的方向的状况。之后，在使机器人1反转的基础上，使该机器人1向其后方行驶。

如上述那样，根据本实施方式所涉及的结构，即使不是监视机器人1的全周围这样的结构，在该机器人1进行补充作业时以及该机器人1进行自走时的任何一种情况下，也都能进行为了确保安全性所需的机器人1的周围的监视。此外，对机器人1为了监视其周围而设的传感器能仅设为一个传感器7。为此，根据本实施方式所涉及的结构，与对机器人设置多个用于监视其周围的传感器的情况相比，能使制造成本减少。

Claims (10)

1.一种机器人，其特征在于，具备：

台车部，其具有行驶功能；

直动部，其在所述台车部中设置成在上下方向上延伸；

至少两个臂部，在前端侧设有能保持对象物的保持机构，且基端侧能在上下方向上移动地组装在所述直动部；和

摄像部，其能在上下方向上移动地组装在所述直动部，

各臂部和所述摄像部能相对于所述直动部相互独立地移动，

所述机器人基于由所述摄像部摄像到的图像来相互独立地控制各臂部。

2.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，

所述机器人还具备：

控制部，其控制所述摄像部和各臂部，

所述控制部取得由所述摄像部摄像到的图像，基于所取得的图像来控制各臂部。

3.根据权利要求2所述的机器人，其特征在于，

所述控制部执行如下处理：

通过所述摄像部对第1区域的图像摄像，

基于所述第1区域的图像来控制所述至少两个臂部当中的第1臂部，

并且在正控制所述第1臂部的期间，使所述摄像部移动，且通过所述摄像部对高度方向的位置与所述第1区域不同的第2区域的图像摄像，

基于所述第2区域的图像来控制所述至少两个臂部当中的第2臂部。

4.一种机器人，其特征在于，具备：

台车部，其具有行驶功能；

直动部，其在所述台车部中设置成在上下方向上延伸；和

臂部，其在前端侧设有能保持对象物的保持机构，并且基端侧能在上下方向移动地组装在所述直动部，

所述臂部具有多个关节部，

所述臂部中的所述多个关节部当中最靠基端侧的关节部即基端关节部构成为仅能在偏摆方向上驱动，

并且，在所述多个关节部当中的所述基端关节部以外的关节部中包含构成为能在偏摆方向以外的方向上驱动的关节部。

5.根据权利要求4所述的机器人，其特征在于，

在所述多个关节部中的所述基端关节部以外的关节部中包含：

翻滚关节部，其构成为能在翻滚方向上驱动；和

转动关节部，其是比所述臂部中的所述翻滚关节部更靠前端侧的关节部，构成为能在包含所述翻滚关节部的旋转轴的平面上或与包含所述翻滚关节部的旋转轴的平面平行的平面上转动。

6.根据权利要求4或5所述的机器人，其特征在于，

所述保持机构包含能吸附所述对象物的吸附机构以及能握持所述对象物的手机构，该保持机构构成为能对应于所保持的所述对象物切换所述吸附机构和所述手机构。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的机器人，其特征在于，

所述直动部相对于所述台车部能旋转地设置。

8.一种机器人，其特征在于，具备：

台车部，其具有行驶功能；和

臂部，其在前端侧设有能保持对象物的保持机构，

所述臂部能在以所述台车部的位置为基准确定的给定的作业范围内驱动，

所述机器人还具备：

传感器，其设于所述台车部中的与所述给定的作业范围相反侧的位置，能探测以所述台车部的位置为基准确定的不含所述给定的作业范围的至少一部分的给定的监视范围内的状况；和

监视部，其在以所述台车部停止的状态驱动所述臂部时以及所述机器人通过所述台车部行驶时，通过所述传感器监视所述给定的监视范围内的状况。

9.根据权利要求8所述的机器人，其特征在于，

在所述机器人中，作为用于探测所述机器人的周围的状况的传感器，仅设置一个所述传感器。

10.根据权利要求8或9所述的机器人，其特征在于，

所述给定的监视范围，以设于所述台车部的所述传感器为中心是180°以上的范围。

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