DE10049344A1

DE10049344A1 - Bewegungsfähiger Roboter mit einem Energiesparmodus

Info

Publication number: DE10049344A1
Application number: DE2000149344
Authority: DE
Inventors: Norihito Higo
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1999-10-05
Filing date: 2000-10-05
Publication date: 2001-04-26
Also published as: JP2001112102A

Abstract

Es ist ein bewegungsfähiger Roboter offenbart, der aus einem Wagen und aus einer Robotereinheit, die an dem Wagen montiert ist, besteht. Der Wagen und die Robotereinheit werden durch eine wieder aufladbare Batterie mit Energie versorgt, die in dem bewegungsfähigen Roboter installiert ist. Der bewegungsfähige Roboter enthält auch eine Anormalitäts-Überwachungsvorrichtung, die einen anormalen Zustand überwacht, in welchem ein Betrieb des bewegungsfähigen Roboters angehalten werden sollte. Wenn der Anormalitätszustand auftritt, wird der bewegungsfähige Roboter in einen Energiesparmodus versetzt und es wird die Zufuhr von Energie aus der Batterie zu wenigstens den Antriebsmotoren unterbrochen, die dazu verwendet werden, um den Wagen zu bewegen, und um die Robotereinheit zu betreiben.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. Technisches Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein einen bewegungsfähigen Roboter, der dafür konstruiert ist, um in einen Energiesparmodus einzutreten, um elektrische Energie einer Batterie zu sparen, wenn ein Fehler in einer peripheren Ausrüstung auftritt.

2. Stand der Technik

Bewegungsfähige Roboter, die aus einer Robotereinheit und aus einem Wagen bestehen, werden gewöhnlich durch eine wieder ladbare Batterie betrieben. Wenn die Menge der verfügbaren elektrischen Reserveenergie der Batterie niedrig wird, setzt der bewegungsfähige Roboter seinen Betrieb aus und bewegt sich zu einer Ladestation. Nachdem die Batterie aufgeladen wurde, kehrt der bewegungsfähige Roboter zu einer Arbeitsstation zurück und nimmt den Betrieb wieder auf. Um daher die Arbeitsrate zu verbessern ist es zu bevorzugen, daß ein Verbrauch der Batterieenergie und die Zahl der Ladungen der Batterie minimal gestaltet werden.

Wenn eine periphere Ausrüstung ausgefallen ist, wodurch der bewegungsfähige Roboter außer Bereitschaft gesetzt wird den Betrieb fortzusetzen, muß der bewegungsfähige Roboter in einem Standby-Modus verharren. In dem Standby-Modus wird jedoch gewöhnlich Energie zu einem Servomotor weiterhin zugeführt, der dazu verwendet wird, um Arme des Roboters zu betätigen, um die Stellung des Roboters, so wie sie ist, zu halten. Dies führt zu einem unerwünschten Energieverbrauch der Batterie und führt somit zu einer Erhöhung der Zahl von Malen, die die Batterie geladen wird oder zu einer vollständigen Entladung der Batterie.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist daher eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden.

Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen bewegungsfähigen Roboter zu schaffen, der dafür konstruiert ist, um in einen Energiesparmodus einzutreten, um einen Verbrauch der elektrischen Energie einer Batterie minimal zu halten, wenn der bewegungsfähige Roboter in einen Standby- Modus eintreten muß, beispielsweise aufgrund eines Ausfalls einer peripheren Ausrüstung.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein bewegungsfähiger Roboter geschaffen, der folgendes aufweist: (a) einen Wagen; (b) eine Robotereinheit, die an dem Wagen montiert ist; (c) eine Batterie, die an den Wagen und an die Robotereinheit Energie liefert; (d) und eine Anormalitäts-Überwachungsvorrichtung, die einen anormalen Zustand überwacht, in welchem ein Betrieb des bewegungsfähigen Roboters angehalten werden sollte, um ein diesen Zustand anzeigendes Anormalitätssignal zu erzeugen; und (e) einen Regler, der auf das Anormalitätssignal von der Anormalitäts- Überwachungsvorrichtung anspricht, um einen Energiesparmodus herzustellen, bei dem die Zufuhr von Energie bzw. Strom aus der Batterie zu wenigstens den Antriebsmotoren unterbrochen wird, die dazu verwendet werden, um den Wagen zu bewegen und um die Robotereinheit zu betreiben.

In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Anormalitäts- Überwachungsvorrichtung durch eine Kommunikationsvorrichtung gebildet, die dafür ausgebildet ist, um ein Signal zu empfangen, welches von einer peripheren Vorrichtung übertragen oder gesendet wird, und welches einen Ausfall oder Fehler der peripheren Vorrichtung als den anormalen Zustand anzeigt.

Die Anormalitäts-Überwachungsvorrichtung kann alternativ durch einen Hindernis-Sensor gebildet sein, der ein Hindernis detektiert, welches auf einer Bewegungsbahn des Wagens vorhanden ist und das Vorhandensein des Hindernisses als den anormalen Zustand festlegt.

Die Batterie ist wieder aufladbar. Ferner ist ein Reserveenergie-Monitor vorgesehen, der ein Ausmaß einer Reserveenergie überwacht, welches in der wieder aufladbaren Batterie verblieben ist. Der Regler unterbricht die Stromzufuhr von der Batterie, wenn der Betrag der Reserveenergie niedriger wird als ein gegebener Wert.

Ferner ist ein Bremsmechanismus vorgesehen, der in einem Bremsmodus und in einem Freigabemodus betreibbar ist. In dem Freigabemodus wird der Bremsmechanismus mit Energie aus der Batterie versorgt, um dem bewegungsfähigen Roboter zu ermöglichen sich zu bewegen. In dem Bremsmodus wird die Zufuhr von Strom aus der Batterie unterbrochen, um die Bremsen in bezug auf den bewegungsfähigen Roboter zu betätigen, um wenigstens die Lage oder Stellung des bewegungsfähigen Roboters beizubehalten. Der Regler unterbricht die Zufuhr des Stroms zu dem Bremsmechanismus, um den Bremsmechanismus in den Bremsmodus zu versetzen, wenn der Energiesparmodus betreten wird.

Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird ein bewegungsfähiges Robotersystem geschaffen, welches aufweist: (a) einen bewegungsfähigen Roboter, der durch eine Batterie mit Energie versorgt wird; (b) eine Bremseinheit, die in einem Bremsmodus und in einem Freigabemodus betreibbar ist, wobei in dem Freigabemodus die Bremseinheit mit Strom von der Batterie versorgt wird, damit sich der bewegungsfähige Roboter bewegen kann, und im Bremsmodus die Stromzufuhr zu der Bremseinheit aus der Batterie unterbrochen wird, um die Bremsen in bezug auf den bewegungsfähigen Roboter zu betätigen, um wenigstens die Lage des bewegungsfähigen Roboters aufrecht zu erhalten; (c) eine Anormalitäts- Überwachungsvorrichtung, die einen anormalen Zustand des Systems überwacht, in welchem ein Betrieb des bewegungsfähigen Roboters angehalten werden sollte, um ein Anormalitätssignal zu erzeugen, welches diesen anzeigt; und (d) einen Regler, der auf das Anormalitätssignal von der Anormalitäts-Überwachungsvorrichtung anspricht, damit der bewegungsfähige Roboter in einen Energiesparmodus eintritt, in welchem die Stromzufuhr aus der Batterie zu dem bewegungsfähigen Roboter und zu der Bremseinheit unterbrochen wird, um den Betrieb des bewegungsfähigen Roboters anzuhalten, und um die Bremseinheit in den Bremsmodus zu versetzen, um die Lage des bewegungsfähigen Roboters zu halten.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Anormalitäts- Überwachungsvorrichtung dafür ausgelegt, um einen im voraus gewählten Fehler oder Ausfall in einer peripheren Vorrichtung zu detektieren, die in Kombination mit dem bewegungsfähigen Roboter arbeitet, und um ein Anormalitätssignal zu erzeugen, welches das Auftreten des Ausfalls oder Fehlers anzeigt.

Die Anormalitäts-Überwachungsvorrichtung kann einen Hindernis-Sensor enthalten, der ein Hindernis detektiert, welches auf einer Bewegungsbahn des bewegungs-fähigen Roboters vorhanden ist und das Vorhandensein des Hindernisses als den anormalen Zustand bestimmt.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die vorliegende Erfindung kann besser aus der folgenden detaillierten Beschreibung und anhand der beigefügten Zeichnungen der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung verstanden werden, die jedoch nicht so zu interpretieren sind, daß sie die Erfindung auf die spezifischen Ausführungsformen einschränken, sondern lediglich dem Zweck der Erläuterung und des Verständnisses dienen.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht, die einen bewegungsfähigen Roboter nach der Erfindung darstellt;

Fig. 2 ein Blockschaltbild, die Schaltungskomponenten des bewegungsfähigen Roboters zeigt, der in Fig. 1 dargestellt ist;

Fig. 3 ein Blockschaltbild, welches eine Verbindung einer Batterie und von Komponententeilen des bewegungsfähigen Roboters, der in Fig. 1 gezeigt ist, darstellt;

Fig. 4 ein Blockschaltbild, welches Schaltungskomponenten einer peripheren Vorrichtung zeigt, die in Kombination mit dem bewegungsfähigen Roboter, der in Fig. 1 dargestellt ist, arbeitet;

Fig. 5(a) ein Flußdiagramm eines Programms, welches ausgeführt wird, um einen Energiesparmodus des bewegungsfähigen Roboters, der in Fig. 1 gezeigt ist, herzustellen; und

Fig. 5(b) ein Flußdiagramm eines Programms, welches ausgeführt wird, um einen Energiesparmodus des bewegungsfähigen Roboters nach Fig. 1 freizugeben.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Gemäß den Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile in den verschiedenen Darstellungen bezeichnen, ist insbesondere in Fig. 1, ein bewegungsfähiger Roboter 1 nach der Erfindung dargestellt.

Der bewegungsfähige Roboter 1 enthält allgemein einen Wagen 2 und eine Robotereinheit 3, die an dem Wagen 2 montiert ist. Der Wagen 2 besitzt Räder 4 (lediglich eines ist veranschaulicht), die an der zentralen Seite des Bodens installiert sind, und Räder 5, die an den Front- und Heckenden des Bodens installiert sind Die Räder 4 werden durch Servomotoren 6 angetrieben, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist (lediglich einer ist für die Veranschaulichung dargestellt). Die Robotereinheit 3 ist beispielsweise durch einen horizontal verfahrbaren Roboter gebildet, dessen Arme durch Servomotoren 7 betätigt werden, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist (lediglich einer ist zum Zwecke der Veranschaulichung dargestellt). Der bewegungsfähige Roboter 1 enthält auch eine in diesem installierte wieder ladbare Batterie 8, wie in Fig. 3 dargestellt ist, welche Energie liefert, um den Wagen 2 zu bewegen und um die Robotereinheit 3 zu betätigen, um gegebene Operationen oder Arbeiten durchzuführen. Der Fahrservomotor 6 ist in jedem der zentralen Räder 4 installiert. Der Armservomotor 7 ist in jedem Gelenk der Arme installiert.

Der bewegungsfähige Roboter 1 ist dafür ausgelegt, daß er automatisch entlang einer Führungsbahn fährt, die durch einen Magnetstreifen festgelegt ist, der an einem Boden befestigt ist. Der Wagen 2 enthält einen Magnet-Sensor 9, der an dem Boden installiert ist, um dem Magnetstreifen zu folgen. Der Wagen 2 enthält auch vier Hindernis-Sensoren 10 wie beispielsweise Ultraschall-Sensoren, die an Front- und Heckecken installiert sind, um eine Kollision mit irgendwelchen Gegenständen während der Bewegung zu vermeiden.

Der bewegungsfähige Roboter 1 enthält, wie in Fig. 2 gezeigt ist, eine Hauptsteuereinheit 11. An die Hauptsteuereinheit 11 sind angeschlossen: eine Bewegungssteuerschaltung 12, eine Robotersteuerschaltung 13, eine Radiokommunikations-Steuerschaltung 14, eine Magnetsensor-Schaltung 15, eine ein Hindernis detektierende Schaltung 16 und ein Batteriereserveenergie-Monitor 17. Die Magnetsensorschaltung 15 verarbeitet ein Ausgangssignal aus dem Magnetsensor 9. Die in Hindernis detektierende Schaltung 16 verarbeitet ein Ausgangssignal aus jedem der Hindernis-Sensoren 10. Der Batteriereserveenergie-Monitor 17 mißt die Menge der verfügbaren elektrischen Reserveenergie, die in der Batterie 8 verblieben ist.

Die Bewegungssteuerschaltung 12 spricht auf einen Bewegungsbefehl von der Hauptsteuereinheit 11 an, um die Reservemotoren 6 über eine Treiberschaltung 18 zu betätigen, um den Wagen 2 zu bewegen. Die Roboter-Steuerschaltung 13 spricht auf einen Operationsbefehl von der Hauptsteuereinheit 11 an, um die Servomotoren 7 über eine Treiberschaltung 19 zu betätigen, damit die Robotereinheit 3 eine gegebene Aufgabe ausführen kann.

Der Wagen 2 besitzt auch mechanisch-magnetische Bremsen 30 und zwar eine für jedes der Räder 4. In ähnlicher Weise besitzt die Robotereinheit 3 auch mechanisch- magnetische Bremsen 40, wobei eine in jeder der Gelenkstellen installiert ist. Jede der Magnetbremsen 30 des Wagens 2 ist dafür ausgelegt, betätigt zu werden, um das Rad 4 zu blockieren, wenn ein Solenoid ausgeschaltet wird. In ähnlicher Weise ist jede der Magnetbremsen 40 der Robotereinheit 3 dafür ausgelegt betätigt zu werden, um das Gelenk der Robotereinheit 3 zu blockieren, wenn ein Solenoid ausgeschaltet wird. Wenn ein Bewegungs- oder ein Operationsbefehl von der Hauptsteuereinheit 11 empfangen wird, schaltet die Bewegungssteuerschaltung 12 oder die Roboter- Steuerschaltung 13 die Solenoide ein, um die Bremsen 30 und 40 freizugeben bzw. zu lösen.

Die Batterie 8 ist, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist, elektrisch mit der Haupt steuereinheit, der Bewegungssteuerschaltung 12, der Robotersteuerschaltung 13, der Radiokommunikations-Steuerschaltung 14, der Magnetsensor-Schaltung 15, der ein Hindernis detektierenden Schaltung 16 und den Treiberschaltungen 18 und 19 über Leiter verbunden. Relais 20, 21, 22, 23 und 24 sind zwischen der Batterie 8 und der Bewegungssteuerschaltung 12, der Robotersteuerschaltung 13, der Treiberschaltung 18, der Treiberschaltung 19 und der Magnetsensorschaltung 15 jeweils angeordnet und werden durch die Hauptsteuereinheit 11 betätigt.

Der Batteriereserveenergie-Monitor 17 ist mit einem Stromsensor 25 verbunden und mißt einen Lade- oder Entladestrom der Batterie 8. Der Batteriereserveenergie- Monitor 17 enthält einen Integrator, der den Strom integriert, welcher durch den Stromsensor 25 gemessen wird, um die elektrische Leistung oder Energie der Batterie 8 zu bestimmen, wenn sie jeweils geladen und entladen wird. Spezifischer gesagt addiert der Batteriereserveenergie-Monitor 17 eine Ladegröße der Energie, die durch den Integrator gemessen wurde, zu derjenigen, die in einem internen Speicher gespeichert ist, wenn die Batterie 8 geladen wird, und subtrahiert den geladenen Betrag der Energie von demjenigen, der in dem internen Speicher gespeichert ist, wenn die Batterie 8 entladen wird. Der Batteriereserveenergie-Monitor 17 hält somit die Ladestromkapazität betreffende Daten hinsichtlich der Batterie 8. Die Hauptsteuereinheit 11 überwacht die Ladekapazitäts-Daten, die in dem Batteriereserveenergie-Monitor 17 gespeichert sind, um diese mit einem gegebenen Schwellenwert zu vergleichen, und bewegt den bewegungsfähigen Roboter 1 zu der Ladestation, um die Batterie 8 zu laden, wenn die restliche Kapazität oder Menge der elektrischen Reserveenergie der Batterie 8 geringer wird als der gegebene Schwellenwert. In Fig. 4 bezeichnet das Bezugszeichen 26 eine Energieaufnahmehaube (cup), die an eine Ladehaube (cup) anzuschließen ist, welche in der Ladestation vorgesehen ist.

Die Arbeitseinrichtungen oder peripheren Vorrichtungen, die in Kombination mit dem bewegungsfähigen Roboter 1 als Arbeitsstationen beispielsweise Zusammenbauvorrichtungen arbeiten, die an automatischen Zusammensetzstationen angeordnet sind und eine Förder-Transportkomponente, die zu den Zusammensetzstationen gehört, wie in Fig. 4 gezeigt ist, enthalten je eine Steuerschaltung 27, welche die Gesamtoperation derselben steuert, und Ausfallsensoren 28, um Fehlfunktionen in einer entsprechenden einen der Arbeitsstationen zu detektieren wie beispielsweise Ausfälle in einem Stromversorgungssystem, einem Versorgungssystem für komprimierte Luft, mechanische Operationen und elektrische Teile. Beispielsweise führen Ausfälle in dem Stromversorgungssystem zu einer unerwarteten Stromunterbrechung und einem elektrischen Schwund. Die Ausfälle in dem Versorgungssystem der komprimierten Luft bestehen aus einer Fehlfunktion eines Kompressors und brechen von Luftleitungen. Als Faktoren von Ausfällen in den mechanischen Operationen sind ein Blockieren von beweglichen Teilen und Festfressen von Lagern zu nennen. Die Ausfallsensoren 28 können somit durch einen elektrischen Detektor implementiert sein, der dafür ausgelegt ist, um eine Stromunterbrechung und den elektrischen Schwund oder Leckage zu detektieren, durch einen Drucksensor gebildet sein, der dafür ausgelegt ist, um eine Änderung in einem Luftdruck zu detektieren, der durch eine Fehlfunktion des Kompressors oder durch Brechen von Luftleitungen verursacht wird, und durch Stromsensoren implementiert sein, die eine übermäßige Zunahme in dem Strom detektieren, verursacht durch eine Überlast an dem Antriebsmotor als Begleiterscheinung Blockierung von beweglichen Teilen und dem Festfressen von Lagern und zum Detektieren einer Änderung in dem Stromfluß, verursacht durch Fehlfunktionen von elektrischen Teilen.

Wenn ein einen Ausfall anzeigendes Signal von irgendeinem der Ausfallsensoren 28 eingespeist wird, gibt die Steuerschaltung 27 über die Radiokommunikations-Steuervorrichtung 29 ein Signal aus, welches anzeigt, daß der Fehler aufgetreten ist, wobei das Signal zu dem Regler 30 gelangt, der den Gesamtbetrieb des Arbeitssystems mit dem bewegungsfähigen Roboter 1 steuert. Der Regler 30 enthält eine Steuerschaltung 31 und eine Radiokommunikations- Steuervorrichtung 32. Wenn die das Signal von der Steuerschaltung 27 empfängt, spezifiziert die Steuerschaltung 31 einen kranken oder fehlerhaften Abschnitt der peripheren Vorrichtung und gibt ein Fehlersignal oder Ausfallsignal aus, welches das Auftreten des Fehlers oder Ausfalls anzeigt, und ein Lage-ID-Signal, welches den fehlerhaften Abschnitt der peripheren Vorrichtung spezifiziert, und zwar über die Radiokommunikations-Steuervorrichtung 32 in Form eines sich in Luft ausbreitenden Signals wie beispielsweise Radiowellensignale, Lichtsignale oder Ultraschallwellensignale. Die Steuerschaltung 31 kann alternativ das Fehler- oder Ausfallsignal und das Lage-ID-Signal über einen Draht senden.

Die Fig. 5(a) und 5(b) sind Flußdiagramme von Steuerprogrammen, die ausgeführt werden, wenn ein Fehler oder Ausfall in der peripheren Vorrichtung, wie dies oben beschrieben wurde, aufgetreten ist. Die Programme werden durch einen Interrupt ausgeführt.

Wenn einer der Fehlersensoren 28 einen Fehler oder Ausfall in der peripheren Vorrichtung detektiert und ein den Ausfall oder Fehler anzeigendes Signal an die Steuerschaltung 27 ausgibt, gibt die Steuerschaltung 27 ein Signal, welches anzeigt, daß der Fehler aufgetreten ist, an den Regler 30 über die Radiokommunikations- Steuervorrichtung 29 aus. Die Steuerschaltung 31 gibt, wie dies oben beschrieben wurde, ein Fehlersignal aus, welches das Auftreten des Fehlers oder Ausfalls anzeigt, und ein Lage-ID-Signal, welches einen fehlerhaften Abschnitt der peripheren Vorrichtung anzeigt.

Wenn eine Radiokommunikations-Steuervorrichtung 14 des bewegungsfähigen Roboters 1 das Fehlersignal und das Lage-ID-Signal von dem Regler 30 empfängt, startet die Hauptsteuereinheit 11 das Programm, wie in Fig. 5(a) gezeigt ist.

Zuerst wird bei dem Schritt 1 bestimmt, ob die periphere Vorrichtung, in der ein Fehler oder Ausfall aufgetreten ist, direkt mit dem bewegungsfähigen Roboter 1 selbst in Zuordnung steht oder nicht, um zu bestimmen, ob der Wagen 2 und die Robotereinheit 3 angehalten werden sollten und in einen Standby-Modus versetzt werden sollten oder nicht.

Wenn als Antwort JA erhalten wird, dann verläuft die Routine zu dem Schritt 2, bei dem ein Stromsparmodus betreten wird. Spezifisch ausgedrückt werden die Relais 22 und 23 ausgeschaltet, um die Stromzufuhr zu der Treiberschaltung 18 des Bewegungsservomotors 6 und der Treiberschaltung 19 des Armservomotors 7 zu unterbrechen und zur gleichen Zeit zu den Magnetbremsen 30 und 40 zu unterbrechen.

Nach der Unterbrechung der Stromzufuhr zu den Treiberschaltungen 18 und 19 werden der Bewegungsservomotor 6 und der Armservomotor 7 ausgeschaltet, so daß die Operation der Robotereinheit 2 angehalten wird. Die Magnetbremsen 30 und 40 werden alle in einen Bremszustand versetzt, so daß der Wagen 2 blockiert wird und die Gelenke der Arme der Robotereinheit 3 werden ebenfalls blockiert, um die Lage der Robotereinheit 3, so wie sie ist, zu halten.

Anschließend verläuft die Routine zu dem Schritt 3, bei dem die Relais 20, 21 und 24 ausgeschaltet werden, um die Stromzufuhr zu der Bewegungssteuerschaltung 12, der Robotersteuerschaltung 13 und der Magnetsensorschaltung 15 zu unterbrechen, und verläuft dann zurück zu dem Schritt 1.

Wenn die periphere Vorrichtung repariert ist oder der Fehler behoben wurde, liefert die Steuerschaltung 27 ein Signal, welches dies anzeigt, zu der Steuereinheit 30. Die Steuereinheit 30 spezifiziert diese periphere Vorrichtung und gibt über die Radiokommunikations-Steuervorrichtung 32 ein Wiederherstellsignal aus, welches anzeigt, daß der Fehler behoben worden ist. Nach dem Empfang des Wiederherstellsignals, startet die Hauptsteuereinheit 11 des bewegungsfähigen Roboters 1 das Programm, wie es in Fig. 5(b) gezeigt ist.

Zuerst wird bei dem Schritt 10 bestimmt, ob die periphere Vorrichtung, die das Wiederherstellsignal ausgegeben hat, direkt mit dem bewegungsfähigen Roboter 1 selbst in Zuordnung steht oder nicht. Wenn die erhaltene Antwort JA lautet, dann verläuft die Routine zu dem Schritt 20, bei dem der Energiesparmodus freigegeben bzw. verlassen wird. Spezifischer ausgedrückt werden die Relais 22 und 23 eingeschaltet, um die Stromversorgung zu der Treiberschaltung 18 des Bewegungsservomotors 6 der Treiberschaltung 19 des Armservomotors 7 und der Magnetbremsen 30 und 40 wieder herzustellen.

Nachfolgend verläuft die Routine zu dem Schritt 30, bei dem die Relais 20, 21 und 24 eingeschaltet werden, um die Stromzufuhr zu der Bewegungssteuerschaltung 12, der Robotersteuerschaltung 13 und der Magnetsensorschaltung 15 wieder herzustellen, und kehrt dann zu dem Schritt 10 zurück.

In einem Fall, bei dem eine Vielzahl von bewegungsfähigen Robotern 1 an ihren jeweiligen Arbeitsstationen arbeiten, wird nach dem Auftreten eines Fehlers in einer der peripheren Vorrichtungen, die an den Arbeitsstationen installiert sind, ein entsprechender einer der mobilen Roboter 1 in der oben beschriebenen Weise in den Standby-Modus versetzt. Die anderen mobilen Roboter 1 bleiben an ihren jeweiligen Arbeitsstationen in Arbeit und nach der Vervollständigung der Arbeit bewegen sie sich jeweils zu den nächsten Arbeitsstationen.

Wenn einer der mobilen Roboter 1, der seine Arbeit an einer normal funktionierenden einen de peripheren Vorrichtungen beendet hat, sich zu einer fehlerhaften hin bewegt, so detektiert der Hindernis-Sensor 10 den bewegungsfähigen Roboter 1, der an der fehlerhaften peripheren Vorrichtung vorhanden ist bzw. sich dort aufhält. Die ein Hindernis detektierende Schaltung 16 liefert ein Hindernis- Detektionssignal an die Hauptsteuereinheit 11. Nach dem Empfang des Hindernis- Detektionssignals gibt die Hauptsteuereinheit 11 einen Bewegungs-Stopbefehl an die Bewegungssteuerschaltung 12 aus und initialisiert den Energiesparmodus, wie oben beschrieben wurde.

Wenn der Fehler in der peripheren Vorrichtung behoben worden ist, und sich der bewegungsfähige Roboter 1, der dort verweilt, mit der Bewegung beginnt, so detektiert der bewegungsfähige Roboter 1, der an der früheren Arbeitsstation wartet, solch eine Bewegung des bewegungsfähigen Roboters 1 von der nächsten Arbeitsstation vermittels des Hindernis-Sensors 10, er verläßt dann den Energiesparmodus in der gleichen Weise, wie dies oben beschrieben wurde, und bewegt sich zu der nächsten Arbeitsstation.

Wie aus der obigen Erläuterung hervorgeht, betritt der bewegungsfähige Roboter 1 den Energiesparmodus, in welchem die Stromzufuhr zu den Vorrichtungen, anders als der Hauptsteuereinheit 11, der Kommunikations-Steuervorrichtung 14 und der Hindernis-Detektorschaltung 16 unterbrochen wird und zwar nach dem Auftreten eines Fehlers in wenigstens einer zugeordneten einen der peripheren Vorrichtungen, und kehrt zu dem normalen Betriebsmodus unmittelbar nach der Behebung des Fehlers zurück. Dies minimiert den Aufwand an elektrischer Energie, die verbraucht wird, wenn der bewegungsfähige Roboter 1 in den Standby-Modus versetzt wird, wodurch die Forderung, daß sich der bewegungsfähige Roboter 1 zu der Ladestation bewegt kurz nachdem der Fehler in der peripheren Vorrichtung behoben wurde, beseitigt wird.

Obwohl die vorliegende Erfindung in bezug auf bevorzugte Ausführungsformen erläutert wurde, um ein besseres Verständnis derselben zu vereinfachen, sei darauf hingewiesen, daß die Erfindung auf sehr vielfältige Weisen realisiert werden kann, ohne dabei die Prinzipien der Erfindung zu verlassen. Daher ist die Erfindung so zu interpretieren, daß sie alle möglichen Ausführungsformen und Modifikationen an den gezeigten Ausführungsformen mit umaßt, die realisiert werden können, ohne die Prinzipien der Erfindung, wie sie sich aus den anhängenden Ansprüchen ergeben, zu verlassen.

Wenn beispielsweise ein Fehler in einer der peripheren Vorrichtung auftritt, und der bewegungsfähige Roboter 1 in den Standby-Modus versetzt ist, kann die Stromzufuhr zu der ein Hindernis detektierenden Schaltung 16 ebenfalls angehalten werden.

In dem Energiesparmodus kann die Zufuhr von Strom zu der Bewegungs steuerschaltung 12, der Robotersteuerschaltung 13 und der Magnetsensorschaltung 15 aufrecht erhalten werden. Die Reduzierung der verbrauchten Menge an elektrischer Energie, die in der Batterie 8 gespeichert ist, kann dadurch erzielt werden, indem die Zufuhr des Stroms zu wenigstens dem Bewegungsservomotor 6 und dem Armservomotor 7 unterbrochen wird, die eine relativ große Menge an elektrischer Energie verbrauchen.

Die Detektion eines Ausfalls oder Fehlers in einer Arbeitseinrichtung oder einer peripheren Vorrichtung, die in Kombination mit dem bewegungsfähigen Roboter 1 an jeder Arbeitsstation arbeitet, kann auf sehr verschiedene Arten erzielt werden, die verschieden sind von derjenigen, wie sie oben beschrieben wurde. Beispielsweise arbeitet ein typischer bewegungsfähiger Roboter entlang aufeinanderfolgender Schritte, die durch die periphere Vorrichtung in jeder Arbeitsstation vorgegeben werden. Die Zeit, die für jeden der aufeinanderfolgenden Schritte erforderlich ist, kann somit im voraus herausgefunden werden. Es kann daher festgelegt werden, daß ein Fehler aufgetreten ist, wenn irgendein Schritt noch nicht vervollständigt worden ist, nachdem die für diesen Schritt erforderliche Zeit verstrichen ist. Darüber hinaus kann auch eine Sichtvorrichtung verwendet werden, um Fehler oder Ausfälle in den peripheren Vorrichtungen zu überwachen.

Das in Fig. 5(a) gezeigte Programm wird unmittelbar dann ausgeführt, wenn die Kommunikations-Steuervorrichtung 14 des bewegungsfähigen Roboters 1 ein Fehlersignal und das Ort-ID-Signal von dem Regler 30 empfängt, das Programm kann jedoch auch nach dem Verstreichen einer gegebenen Zeit gestartet werden.

Die Erfindung kann mit einem System verwendet werden, bei dem der bewegungsfähige Roboter 1 dafür ausgelegt ist, um Fehler oder Ausfälle von Komponententeilen zu detektieren, die in dem bewegungsfähigen Roboter 1 installiert sind, und kann dann in den Energiesparmodus eintreten.

Es kann in einer Stromversorgungsleitung, welche die Batterie 8 anschließt, ein Relais installiert sein und auch in jeder Last des bewegungsfähigen Roboters, welches durch die Hauptsteuereinheit 11 geöffnet wird, um die Stromzufuhr aus der Batterie 8 zu unterbrechen, wenn die Menge an verfügbarer elektrischer Reserveenergie, die in der Batterie 8 verblieben ist, gemessen durch den Batterie-Reserveenergiemonitor 17, geringer wird als ein gegebener Wert nachdem der bewegungsfähige Roboter 1 den Energiesparmodus betreten hat und zwar nach dem Auftreten eines Fehlers der peripheren Vorrichtung. Spezifisch wird auch die Stromzufuhr zu der Hauptsteuereinheit 11, der Radiokommunikations-Steuervorrichtung 14 und der Hindernis-Detektionsschaltung 16 unterbrochen, wodurch elektrische Energie eingespart wird, die dafür erforderlich ist, damit sich der bewegungsfähige Roboter 1 zu der Ladestation bewegen kann, nachdem der Fehler behoben worden ist.

Claims

1. Bewegungsfähiger Roboter, mit:
einem Wagen;
einer Robotereinheit, die an dem Wagen montiert ist;
einer Batterie, die an den Wagen und an die Robotereinheit Energie liefert;
einer Anormalitäts-Überwachungsvorrichtung, die einen anormalen Zustand überwacht, bei dem eine Operation des bewegungsfähigen Roboters angehalten werden sollte, um ein Anormalitätssignal zu liefern, welches dies anzeigt; und
einem Controller, der auf das Anormalitätssignal von der Anormalitäts- Überwachungsvorrichtung anspricht, um einen Energiesparmodus aufzubauen, bei dem die Zufuhr von Energie aus der Batterie zu wenigstens den Antriebsmotoren unterbrochen wird, die dazu verwendet werden, um den Wagen zu bewegen und um die Robotereinheit zu betreiben.

2. Bewegungsfähiger Roboter nach Anspruch 1, bei dem die Anormalitäts- Überwachungsvorrichtung durch eine Kommunikationsvorrichtung implementiert ist, die dafür ausgelegt ist, um ein Signal zu empfangen, welches von einer peripheren Vorrichtung übertragen oder gesendet wird, und welches einen Ausfall oder Fehler der peripheren Vorrichtung als den anormalen Zustand anzeigt.

3. Bewegungsfähiger Roboter nach Anspruch 1, bei dem die Anormalitäts- Überwachungsvorrichtung durch einen Hindernissensor implementiert ist, der ein Hindernis detektiert, welches auf einer Bewegungsbahn des Wagens vorhanden ist und das Vorhandensein des Hindernisses als den anormalen Zustand bestimmt.

4. Bewegungsfähiger Roboter nach Anspruch 2, bei dem die Batterie wieder aufladbar ist und der ferner einen Reserveenergie-Monitor umfaßt, der eine Menge der Reserveenergie überwacht, die in der Batterie verblieben ist, und bei dem der Controller die Zufuhr von Energie aus der Batterie unterbricht, wenn die Menge der Reserveenergie niedriger wird als ein gegebener Wert.

5. Bewegungsfähiger Roboter nach Anspruch 1, ferner mit einem Bremsmechanismus, der in einem Bremsmodus und in einem Freigabemodus betreibbar ist, wobei in dem Freigabemodus der Bremsmechanismus mit Energie aus der Batterie versorgt wird, um dem bewegungsfähigen Roboter zu ermöglichen sich zu bewegen, und wobei in dem Bremsmodus die Zufuhr von Energie aus der Batterie zu dem Bremsmodus unterbrochen ist, um die Bremsen bei dem bewegungsfähigen Roboter anzuwenden, um wenigstens die Lage des bewegungsfähigen Roboters zu halten, und wobei der Controller die Zufuhr der Energie zu dem Bremsmechanismus unterbricht, um den Bremsmechanismus in den Bremsmodus zu versetzen, wenn der Energiesparmodus betreten wird.

6. Bewegungsfähiges Robotersystem, mit:
einem bewegungsfähigen Roboter, der durch eine Batterie mit Energie versorgt wird;
einer Bremseinheit, die in einen Bremsmodus und in einem Freigabemodus betreibbar ist, wobei in dem Freigabemodus die Bremseinheit mit Energie aus der Batterie versorgt wird, damit sich der bewegungsfähige Roboter bewegen kann,
und wobei in dem Bremsmodus die Zufuhr der Energie aus der Batterie zu der Bremseinheit unterbrochen ist, um die Bremsen bei dem bewegungsfähigen Roboter anzuwenden, um wenigstens die Lage des bewegungsfähigen Roboters zu halten;
einer Anormalitäts-Überwachungsvorrichtung, die einen anormalen Zustand des Systems überwacht, in welchem ein Betreiben des bewegungsfähigen Roboters angehalten werden sollte, um ein dies anzeigendes Anormalitätssignal zu liefern; und
einem Controller, der auf das Anormalitätssignal von der Anormalitäts- Überwachungsvorrichtung anspricht, um den bewegungsfähigen Roboter in einen Energiesparmodus eintreten zu lassen, in welchem die Zufuhr von Energie aus der Batterie zu dem bewegungsfähigen Roboter und zu der Bremseinheit unterbrochen ist, um den Betrieb des bewegungsfähigen Roboters anzuhalten und um die Bremseinheit in den Bremsmodus zu bringen, um die Lage des bewegungsfähigen Roboters zu halten bzw. aufrecht zu erhalten.

7. Bewegungsfähiges Robotersystem nach Anspruch 6, bei dem die Anormalitäts- Überwachungsvorrichtung dafür ausgelegt ist, um einen vorgewählten Fehler oder Ausfall in einer peripheren Vorrichtung zu detektieren, die in Kombination mit dem bewegungs-fähigen Roboter arbeitet, und um das Anormalitätssignal zu erzeugen, welches das Auftreten des Fehlers oder Ausfalls anzeigt.

8. Bewegungsfähiges Robotersystem nach Anspruch 6, bei dem die Anormalitäts- Überwachungsvorrichtung durch einen Hindernissensor implementiert ist, der ein Hindernis detektiert, welches auf einer Bewegungsbahn des bewegungsfähigen Roboters vorhanden ist und das Vorhandensein des Hindernisses als den anormalen Zustand bestimmt.