DE112020002725T5

DE112020002725T5 - Transportsystem

Info

Publication number: DE112020002725T5
Application number: DE112020002725.2T
Authority: DE
Inventors: Masaki Nagatsuka; Yoshiyuki Yamanoue; Hiroki Sugimura
Original assignee: THK Co Ltd
Current assignee: THK Co Ltd
Priority date: 2019-06-04
Filing date: 2020-06-01
Publication date: 2022-02-24
Also published as: TWI826694B; TW202108325A; JP7308081B2; CN113924030B; JP2020196106A; US20220219330A1; CN113924030A; WO2020246433A1

Abstract

Ein Transportsystem, das eine Manipulatorvorrichtung und eine Unterbringungsvorrichtung umfasst. Die Manipulatorvorrichtung hat eine Hand, die in der Lage ist, Zielobjekte zu ergreifen. Die Position der Hand kann relativ zu einem Manipulatorhauptkörperabschnitt gesteuert werden, der der Hauptkörperabschnitt der Manipulatorvorrichtung ist. Die Unterbringungsvorrichtung weist einen Unterbringungsabschnitt auf, der in der Lage ist, eine Vielzahl von Zielobjekten aufzunehmen. Die Unterbringungsvorrichtung ist so konfiguriert, dass sie die in dem Unterbringungsabschnitt untergebrachten Zielobjekte einzeln in eine vorgeschriebene, für die Hand zugängliche Position bringt. Die Manipulatorvorrichtung und die Unterbringungsvorrichtung sind so konfiguriert, dass sie sich in einem Zustand, in dem der Manipulatorhauptkörperabschnitt und die Unterbringungsvorrichtung gekoppelt sind, als eine integrierte Einheit bewegen. Die vorgeschriebene Position wird in einem Zustand, in dem der Manipulatorhauptkörperabschnitt und die Unterbringungsvorrichtung gekoppelt sind und die Manipulatorvorrichtung und die Unterbringungsvorrichtung eine integrierte Einheit bilden, an einer bekannten Position unter Verwendung des Manipulatorhauptkörperabschnitts als Referenz dafür eingestellt.

Description

Technischer Bereich
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Transportsystem, welches Gegenstände transportiert.
Stand der Technik
Heutzutage werden Roboter im täglichen Leben weitgehend verwendet. In der Patentliteratur 1 wird zum Beispiel ein Roboter offenbart, der Gegenstände wie Speisen und Getränke zu den Benutzern transportiert. Der Roboter hat ein Tablett, auf das ein Gegenstand gelegt wird. Der Roboter bewegt sich zu einem Benutzer mit einem auf dem Tablett abgelegten Gegenstand und bringt diesen zum Benutzer. Für Transportsysteme, die einen solchen Roboter verwenden, ist es nicht einfach, viele Gegenstände auf einmal zu transportieren. Beim Transport eines Gegenstands ist die Geschwindigkeit des Roboters stark begrenzt, um nachteilige Auswirkungen (z.B. Erschütterungen oder Umkippen) auf den Gegenstand während des Transports zu vermeiden.
Beispiele für ein System zum Transport von Gegenständen sind die in den Patentliteraturen 1 und 2 offenbarten Speisewagen. Diese Speisewagen können viele Gegenstände (z.B. Speisen und Getränke, die den Benutzern serviert werden sollen) auf einmal aufnehmen. Sie sind innen mit einem Heber ausgestattet, um die Entnahme von Gegenständen aus ihnen zu erleichtern. Die Speisewagen sind so gestaltet, dass die darin untergebrachten Gegenstände durch eine bestimmte Türöffnung entnommen werden können. Patentliteratur 4 offenbart einen Rollstuhl, der auf einer Seite mit einem Gestell versehen ist, das eine Hebefunktion hat, um dem Benutzer des Rollstuhls zu ermöglichen, Tabletts mit Speisen und Getränken reibungslos zu servieren.
Zitationsliste
Patentliteratur

Patentliteratur 1: Veröffentlichung der Chinesischen Patentanmeldung Nr. 108527378
Patentliteratur 2: Veröffentlichung des Japanischen Gebrauchsmusters Nr. S58-18749
Patentliteratur 3: Offengelegte Japanische Gebrauchsmusteranmeldung Nr. S62-203781
Patentliteratur 4: Japanisches Patent Nr. 5903449

Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Die Multifunktionalität von Robotern ist für viele Menschen von Interesse, und es wurde eine Vielzahl von Einsatzmöglichkeiten im täglichen Leben entwickelt. Wie oben beschrieben, wurde der Einsatz von Robotern in verschiedenen Situationen des Transports von Gegenständen wie Speisen und Getränken untersucht. Insbesondere können Roboter in Situationen zum Transport vieler Gegenstände, zur Entnahme der Gegenstände aus einer Unterbringung und zur Übergabe an einen Benutzer an einem Zielort, hilfreich eingesetzt werden. Um einen Roboter zu veranlassen, solche nützlichen Operationen auszuführen, ist es notwendig, den Roboter genau zu steuern. Beispielsweise sind verschiedene Verarbeitungen erforderlich, wie die detaillierte Erkennung von Objekten und die Positionierung, damit eine Handeinheit des Roboters, z.B. ein Endeffektor, einen Haltevorgang ausführen kann. Eine solche Verarbeitung ist in den meisten Fällen nicht leicht oder einfach auszuführen.
Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um das obige Problem zu lösen, und ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Transportsystem bereitzustellen, das in der Lage ist, einen Gegenstand angemessen zu transportieren.
Lösung des Problems
Um das obige Problem zu lösen, sind gemäß der vorliegenden Erfindung eine Manipulatorvorrichtung mit einer Handeinheit zum Halten eines Gegenstands und eine Unterbringungsvorrichtung, in der eine Vielzahl von Gegenständen untergebracht ist, so konfiguriert, dass sie sich in einem Zustand bewegen können, in dem sie miteinander gekoppelt sind, und der Gegenstand an eine vorbestimmte spezifische Position in der Unterbringungsvorrichtung gebracht wird, so dass der Gegenstand für die Handeinheit zugänglich ist. Diese Konfiguration ermöglicht es der Handeinheit der Manipulatorvorrichtung, den Gegenstand durch einfache Steuerung zu halten.
Genauer gesagt, wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein Transportsystem bereitgestellt, umfassend eine Manipulatorvorrichtung mit einer Handeinheit, die in der Lage ist, einen Gegenstand zu halten, und eine Unterbringungsvorrichtung mit einer Unterbringungseinheit, die in der Lage ist, eine Vielzahl der besagten Gegenstände aufzunehmen, wobei die Manipulatorvorrichtung so konfiguriert ist, dass sie in der Lage ist, die Position der Handeinheit relativ zu einer Manipulatorkörpereinheit, die einen Hauptkörper der Manipulatorvorrichtung bildet, zu steuern, und die Unterbringungsvorrichtung so konfiguriert ist, dass sie die in der Unterbringungseinheit aufgenommenen Gegenstände einem nach dem anderen an eine bestimmte Position in der Unterbringungsvorrichtung bringt, die für die Handeinheit zugänglich ist. Die Manipulatorvorrichtung und die Unterbringungsvorrichtung sind so konfiguriert, dass sie sich in einem Zustand, in dem die Manipulatorkörpereinheit und die Unterbringungsvorrichtung miteinander gekoppelt sind, als eine Einheit bewegen können. Die spezifische Position wird als eine bekannte Position relativ zu der Manipulatorkörpereinheit in dem Zustand eingestellt, in dem die Manipulatorkörpereinheit und die Unterbringungsvorrichtung miteinander gekoppelt sind, um die Manipulatorvorrichtung und die Unterbringungsvorrichtung zu einer Einheit zu machen.
Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung
Die vorliegende Erfindung kann ein Transportsystem bereitstellen, das einen vorteilhaften Transport eines Gegenstands ermöglicht.
Figurenliste

1 ist ein Diagramm, das die allgemeine Struktur eines Transportsystems veranschaulicht.
2 ist ein erstes Diagramm, das die allgemeine Struktur eines Roboters zugehörig zum Transportsystem zeigt.
3 ist ein zweites Diagramm, das die allgemeine Struktur des Roboters zugehörig zum Transportsystem zeigt.
4 ist ein drittes Diagramm, das die allgemeine Struktur des Roboters zugehörig zum Transportsystem zeigt.
5 ist ein Diagramm, das die Gelenkachsen im Roboter zeigt.
6 ist ein Diagramm, das den allgemeinen Aufbau einer Unterbringungsvorrichtung zugehörig zum Transportsystem veranschaulicht.
7 ist ein Diagramm, das den allgemeinen Aufbau eines Unterbringungsgestells zeigt, das in der in 6 dargestellten Unterbringungsvorrichtung enthalten ist.
8 ist ein Diagramm zur Veranschaulichung der Struktur einer Kette, die in dem in 7 dargestellten Unterbringungsgestell enthalten ist.
9 ist ein Diagramm zur Veranschaulichung der Struktur einer Tablettauflage, die in dem in 7 dargestellten Unterbringungsgestell enthalten ist.
10 ist ein Diagramm, das insbesondere einen Teil des Unterbringungsgestells zeigt.
11 ist ein Funktionsblockdiagramm des Transportsystems.
12 ist ein erstes Flussdiagramm eines Objekttransportprozesses, der in dem Transportsystem ausgeführt wird.
13 ist ein zweites Flussdiagramm eines Objekttransportprozesses, der in dem Transportsystem ausgeführt wird.

Verfahren zur Durchführung der Erfindung
Ein Transportsystem gemäß einer Ausführungsform besteht aus einer Kombination aus einer Manipulatorvorrichtung mit einer Handeinheit, die einen Gegenstand halten kann, und einer Unterbringungsvorrichtung, die eine Vielzahl von Gegenständen aufnehmen kann. Die Handeinheit der Manipulatorvorrichtung kann von beliebiger Art sein, solange sie in der Lage ist, einen Gegenstand zu halten. Zum Beispiel kann ein Mechanismus, der so konfiguriert ist, dass er einen Gegenstand zwischen einer Vielzahl von Fingern hält, als Handeinheit verwendet werden. Alternativ kann die Handeinheit so konfiguriert sein, dass sie einen Gegenstand durch Ansaugen oder Saugen festhält. Die Manipulatorvorrichtung umfasst eine Manipulatorkörpereinheit, die den Hauptkörper der Manipulatorvorrichtung und der Handeinheit bildet, und die Manipulatorvorrichtung ist so konfiguriert, dass sie in der Lage ist, die Position der Handeinheit relativ zu der Manipulatorkörpereinheit zu steuern. Daher ist es möglich, die Handeinheit relativ zu dem Gegenstand zu positionieren und den von der Handeinheit gehaltenen Gegenstand zu bewegen. Der Mechanismus, mit dem die Handeinheit relativ zur Körpereinheit des Manipulators bewegt wird, ist nicht auf einen bestimmten Mechanismus beschränkt. Beispielsweise kann es sich bei diesem Mechanismus um ein System handeln, das die Handeinheit über einen aus mehreren Gliedern bestehenden Verbindungsmechanismus oder einen Armmechanismus mit mehreren Gelenken bewegt.
Die Manipulatorvorrichtung kann beispielsweise als Roboter mit einem Roboterhauptkörper, der die Manipulatorkörpereinheit bildet, gebildet werden, einschließlich einer ersten Armeinheit mit einer ersten Handeinheit, die ein erstes Beispiel der oben genannten Handeinheit darstellt, die erste Armeinheit so konfiguriert, dass sie fähig ist, die Position der ersten Handeinheit relativ zum Roboterhauptkörper zu steuern, und einer zweiten Armeinheit mit einer zweiten Handeinheit, die ein zweites Beispiel der oben genannten Handeinheit darstellt, die zweite Armeinheit so konfiguriert, dass sie fähig ist, die Position der zweiten Handeinheit relativ zum Roboterhauptkörper zu steuern. Die Manipulatorvorrichtung kann eine weitere (dritte oder mehr) Armeinheit umfassen.
Die Unterbringungsvorrichtung kann eine Vielzahl von Gegenständen in ihrer Unterbringungseinheit aufnehmen. Die Unterbringungsvorrichtung ist so konfiguriert, dass er die darin untergebrachten Gegenstände nacheinander in eine bestimmte Position bringt. Diese spezifische Position ist eine für die Handeinheit zugängliche Position in der Unterbringungsvorrichtung. So kann ein Gegenstand, der in die spezifische Position gebracht wurde, von der Handeinheit gehalten werden, und dann kann der Gegenstand, der von der Handeinheit gehalten wird, durch Positionssteuerung, die von der Handeinheit und der Manipulatorkörpereinheit durchgeführt wird, in eine gewünschte Position bewegt werden.
Das Transportsystem mit der oben beschriebenen Konstruktion ist so konfiguriert, dass die Manipulatorkörpereinheit und die Unterbringungsvorrichtung miteinander gekoppelt sind, so dass sich die Manipulatorvorrichtung und die Unterbringungsvorrichtung integral als eine Einheit bewegen können. Somit können sich die Manipulatorvorrichtung und die Unterbringungsvorrichtung gemeinsam zu einem Ort bewegen, zu dem ein Gegenstand mit einer Vielzahl von in der Unterbringungseinheit untergebrachten Gegenständen transportiert werden soll, und einer, einige oder alle der darin untergebrachten Gegenstände können von der Manipulatorvorrichtung an diesem Ort herausgenommen werden.
Im Transportsystem wird die spezifische Position als eine bekannte Position relativ zur Manipulatorkörpereinheit in dem Zustand eingestellt, in dem die Manipulatorvorrichtung und die Unterbringungsvorrichtung wie oben beschrieben integral gekoppelt sind. Folglich ist die Positionsbeziehung zwischen der Manipulatorvorrichtung und der Unterbringungsvorrichtung festgelegt, wenn der Vorgang des Haltens eines Gegenstands durchgeführt wird. Daher befindet sich der zu haltende Gegenstand immer an der bekannten Position (oder der spezifischen Position), wie sie von der Manipulatorkörpereinheit aus gesehen wird. Dies trägt zur Vereinfachung der Positionssteuerung der Handeinheit durch die Manipulatorvorrichtung bei. Da die relative Positionsbeziehung der spezifischen Position bekannt ist, ist es insbesondere nicht notwendig, die Position des Gegenstands speziell zu erkennen (oder zu bestimmen), insbesondere wenn es von der Handeinheit gehalten wird, oder die Verarbeitung der Erkennung der Position des Gegenstands kann vereinfacht werden. Dies führt zu einer Verringerung des Arbeitsaufwands bei der einzelnen Entnahme von Gegenständen aus der Unterbringungseinheit. Infolgedessen kann mit diesem System ein günstiger Transport von Gegenständen erreicht werden.
Im Folgenden wird eine spezielle Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es sollte verstanden werden, dass die Abmessungen, Materialien, Formen, relative Anordnungen und andere Merkmale der Komponenten, die im Zusammenhang mit der Ausführungsform beschrieben werden, nicht beabsichtigt sind, den technischen Umfang der vorliegenden Erfindung nur auf sie zu beschränken, sofern nicht besonders angegeben.
<Konfiguration des Transportsystems 1 >
Der allgemeine Aufbau eines Transportsystems gemäß einer Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf 1 beschrieben. Das Transportsystem 1 umfasst einen Roboter 10, der der Manipulatorvorrichtung gemäß dieser Offenbarung entspricht, und eine Unterbringungsvorrichtung 95. Der Roboter 10 hat einen Roboterhauptkörper 30, zwei am Roboterhauptkörper 30 angebrachte Armeinheiten 50, eine im Roboterhauptkörper 30 enthaltene Beckeneinheit 16 und eine an der Beckeneinheit 16 angebrachte und nach unten ragende Beineinheit 35. Einzelheiten des Roboters 10 werden später beschrieben. Am Ende jeder Armeinheit 50 ist eine Handeinheit 60 angebracht, die zum Halten eines Gegenstands dient. Die Unterbringungsvorrichtung 95 weist ein Unterbringungsgestell 70, das der Unterbringungseinheit gemäß dieser Offenbarung entspricht, und einen Lastwagen 90 auf. Der Lastwagen 90 hat einen Sockel 91 (siehe 6, die später erwähnt wird), und der Roboter 10 ist auf dem Sockel 91 montiert. Somit bilden der Roboter 10 und die Unterbringungsvorrichtung 95 zusammen ein Transportsystem 1.
Wenn in dieser Ausführungsform davon ausgegangen wird, dass die Fahrtrichtung des Lastwagens 90 im Transportsystem 1 (nämlich die Vorwärtsrichtung des Roboters 10) die positive Richtung der X-Achse ist, die Linksrichtung des Lastwagens 90 (oder des Roboters 10) die positive Richtung der Y-Achse ist und die Anti-Schwerkraft-Richtung (d.h. die der Schwerkraft entgegengesetzte Richtung) des Lastwagens 90 (oder des Roboters 10) die positive Richtung der Z-Achse ist, ist die X-Achse die Rollachse, die Y-Achse die Neigungsachse und die Z-Achse die Gierachse. Folglich ist eine Drehung um die X-Achse eine Rolldrehung (oder eine Drehung nach links oder rechts), eine Drehung um die Y-Achse eine Neigungsdrehung (oder eine Drehung nach vorne oder hinten) und eine Drehung um die Z-Achse eine Gierdrehung. Im Zusammenhang mit dieser Ausführungsform ist die Aufwärtsrichtung die positive Richtung der Z-Achse oder die Anti-Schwerkraft-Richtung, und die Abwärtsrichtung ist die negative Richtung der Z-Achse oder die Richtung der Schwerkraft. Die linksgerichteten und rechtsgerichteten Richtungen beziehen sich jeweils auf die linksgerichteten und rechtsgerichteten Richtungen vom Lastwagen 90 (oder vom Roboter 10) aus gesehen; die positive Richtung der Y-Achse ist die Richtung nach links und die negative Richtung der Y-Achse ist die Richtung nach rechts.
<Aufbau des Roboter 10>
Die allgemeine Struktur des Roboters 10 wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die 2 bis 4 beschrieben. 2 ist eine Vorderansicht des Roboters 10, und 3 ist eine Rückansicht des Roboters 10. 4 ist ein Diagramm, das den Roboter 10 in einem teilweise zerlegten Zustand zeigt. In diesen Zeichnungen ist der Roboter 10 ohne seine Unterbringungsabdeckung dargestellt, um seine innere Struktur sichtbar zu machen. Der Roboter 10 ist ein humanoider Roboter, der einen Körper hat, der die menschliche Knochenstruktur nachahmt. Der Körper ist die Knochenstruktur des Oberkörpers des Roboters 10, der den in 2 dargestellten Roboterhauptkörper 30 bildet. Der Roboterhauptkörper 30 besteht hauptsächlich aus einer Wirbelsäuleneinheit 14, die sich in 2 entlang der Z-Achse erstreckt, aus Knocheneinheiten 14a bis 14d aus Metallplatten, die später beschrieben werden, aus einer Hüftknocheneinheit 15, die mit der Wirbelsäuleneinheit 14 gekoppelt ist, um diese zu stützen, und aus einer Beckeneinheit, die die Hüftknocheneinheit 15 stützt und an der die Beineinheit 35 angeschlossen ist. Die Armeinheiten 50 und die Beineinheit 35 sind an diesem Roboterhauptkörper 30 befestigt. Mit der Wirbelsäuleneinheit 14 ist eine Halseinheit 13 des Roboters 10 verbunden, auf deren Oberseite eine Kopfeinheit 11 angebracht ist. Die Kopfeinheit 11 kann mit einer Kamera ausgestattet sein, die Bilder von ihrer Umgebung aufnimmt. Die Kopfeinheit 11 und die Wirbelsäuleneinheit 14 sind über die Halseinheit 13 so verbunden, dass die Kopfeinheit 11 relativ zur Wirbelsäuleneinheit 14 Rolldrehungen, Neigungsdrehungen und Gierdrehungen erlaubt.
Der Roboter 10 ist mit Antriebseinheiten 20 zum jeweiligen Antrieb des rechten und linken Oberkörpers des Roboters 10 ausgestattet. Die Antriebseinheit 20 umfasst einen Aktuator, der dazu dient, die Armeinheit 50 des Roboters 10 in Neigungs- und Rollrichtung an der Schulter des Roboters 10 zu drehen. Wie in 4 dargestellt, sind eine vordere Schlüsselbeineinheit 14a und eine hintere Schlüsselbeineinheit 14b mit der Wirbelsäuleneinheit 14 an der Stelle der Schulter des Roboters 10 auf der Vorderseite bzw. der Rückseite des Roboters 10 verbunden. Außerdem sind eine vordere Brustbeineinheit 14c und eine hintere Brustbeineinheit 14d mit der Wirbelsäuleneinheit 14 an der Stelle der Brust (unterhalb der Schulter) des Roboters 10 an der Vorder- bzw. Rückseite des Roboters 10 verbunden. Diese Knocheneinheiten 14a bis 14d und die Wirbelsäuleneinheit 14 bilden im Oberkörper des Roboters 10 auf der rechten und linken Seite der Wirbelsäuleneinheit 14 Zwischenräume. Die beiden Antriebseinheiten 20 sind jeweils in den rechten und linken Zwischenräumen untergebracht und mit den Knocheneinheiten 14a bis 14d verbunden. Die beiden Antriebseinheiten 20 sind also im Inneren des Roboters 10 vorgesehen. Da die Knocheneinheiten 14a bis 14d aus Metallplatten bestehen, sind die Antriebseinheiten 20 relativ elastisch an der Wirbelsäuleneinheit 14 befestigt. Die Antriebseinheiten 20 sind auch mit der Hüftknocheneinheit 15 verbunden. Die Hüftknocheneinheit 15 wird von der Beckeneinheit 16 getragen.
In der Oberkörperstruktur des Roboters 10, die wie oben konfiguriert ist, sind verschiedene Antriebsachsen definiert, wie in 5 dargestellt. Unter diesen umfassen Antriebsachsen, die sich auf die Kopfeinheit 11 beziehen, eine Kopfrollachse, eine Kopfneigungsachse und eine Kopfgierachse. Für die jeweiligen Achsen sind Aktuatoren vorgesehen, so dass sich die Kopfeinheit 11 in der Roll-, Neigungs- und Gierrichtung relativ zur Halseinheit 13 drehen kann. Zu den Antriebsachsen der Hüftknocheneinheit 15 gehören eine Rollachse der Taille, eine Neigungsachse der Taille und eine Gierachse der Taille. Für die jeweiligen Achsen sind Aktuatoren vorgesehen, so dass sich der Oberkörper des Roboters 10 in der Roll-, Neigungs- und Gierrichtung relativ zur Hüftknocheneinheit 15 drehen kann. Zu den Antriebsachsen der Armeinheit 50 gehören eine Schulter-Rollachse, eine Schulter-Neigungsachse, eine Schulter-Gierachse, eine Ellbogen-Neigungsachse, eine Handgelenk-Rollachse, eine Handgelenk-Neigungsachse und eine Handgelenk-Gierachse (insgesamt sieben Achsen). Für die jeweiligen Achsen sind Aktuatoren vorgesehen, so dass sich die Armeinheit 50 des Roboters 10 in der Roll-, Neigungs- und Gierrichtung an der Schulter, in der Neigungsrichtung am Ellbogen und in der Roll-, Neigungs- und Gierrichtung am Handgelenk drehen kann. Wie aus der obigen Struktur verstanden werden kann, hat die Armeinheit 50 des Roboters 10 eine Struktur, die den menschlichen Arm nachahmt. Die Anordnung und die Struktur der Aktuatoren für die jeweiligen Achsen sind in der Technik bekannt und werden daher in dieser Offenbarung nicht speziell beschrieben.
Wie in 1 dargestellt, ist die Beineinheit 35 an der Beckeneinheit 16 befestigt und erstreckt sich nach unten. Die Beineinheit 35 ist so konfiguriert, dass sie die oben beschriebene obere Struktur des Roboters 10 stützt. Im Einzelnen umfasst die Beineinheit 35 eine Oberschenkelverbindungseinheit 31 und eine Unterschenkelverbindungseinheit 32. Die Unterschenkelverbindungseinheit 32 ist am Sockel 91 des Lastwagens 90 befestigt. Somit sind der Hauptkörper des Roboters 30 und die Unterbringungsvorrichtung 95 über die Beineinheit 35 gekoppelt. Die Oberschenkelverbindungseinheit 31 und die Unterschenkelverbindungseinheit 32 sind durch eine Kniegelenkeinheit 33, einen Aktuator aufweisend, so verbunden, dass sie dazu fähig sind, sich in der Neigungsrichtung drehen zu können. Die Oberschenkelverbindungseinheit 31 und die Beckeneinheit 16 sind durch eine Untertaille-Gelenkeinheit 34, die einen Aktuator aufweist, derart verbunden, dass diese in der Lage sind, sich in der Neigungsrichtung zu drehen. Die Höhe der Oberkörperstruktur des Roboters 10 kann durch kooperative Neigungsdrehungen der Kniegelenkeinheit 33 und der Untertaille-Gelenkeinheit 34 unter Beibehaltung der Körperhaltung verändert werden.
<Struktur der Unterbringungsvorrichtung>
Die allgemeine Struktur der Unterbringungsvorrichtung 95 wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die 6 und 7 beschrieben. 6 ist ein Diagramm, das die allgemeine Struktur der Unterbringungsvorrichtung 95 veranschaulicht, und 7 ist ein Diagramm, das die allgemeine Struktur des in der Unterbringungsvorrichtung 95 vorgesehenen Unterbringungsgestells 70 veranschaulicht. Die Unterbringungsvorrichtung 95 umfasst das Unterbringungsgestell 70 und den Lastwagen 90. Es ist möglich, eine Vielzahl von Tabletts in dem Unterbringungsgestell 70 entlang der vertikalen Richtung (oder der Z-Achsenrichtung) übereinander anzuordnen, wie in 6 dargestellt. Die Tabletts sind Gegenstände, die von den Handeinheiten 60 gehalten werden. Die Tabletts können mit Speisen und Getränken, die den Benutzern serviert werden sollen, in dem Unterbringungsgestell 70 angeordnet werden. Der Lastwagen 90 hat vier Antriebsräder 92. Der Lastwagen 90 hat außerdem einen Stoßfänger 93 an seiner Vorderseite, um den Aufprall bei einer Kollision zu verringern. Das Unterbringungsgestell 70 ist am vorderen Teil der Oberseite des Lastwagens 90 vorgesehen, und der Sockel 91 ist am hinteren Teil der Oberseite des Lastwagens 90 vorgesehen, um als Platz zu dienen, auf dem der Roboter 10 hinter dem Unterbringungsgestell 70 angeordnet ist.
Nachfolgend wird das Unterbringungsgestell 70 unter Bezugnahme auf beschrieben. Das Unterbringungsgestell 70 besteht aus einem Paar Basiselementen 71, die auf dem Lastwagen 90 montiert sind und sich entlang der X-Achse erstrecken. Das Unterbringungsgestell 70 hat außerdem vier Stützsäulen 72, die an den Basiselementen 71 befestigt sind und sich entlang der Z-Achse erstrecken. Zwei Paare von Stützsäulen 72 unter den vier Stützsäulen 72, die jeweils YZ-Ebenen definieren, werden verwendet, um zwei Hubvorrichtungen zu konstruieren. Genauer gesagt hat das Unterbringungsgestell 70 eine Hubvorrichtung, die in einer ersten YZ-Ebene konstruiert ist, und eine weitere Hubvorrichtung, die in einer zweiten YZ-Ebene konstruiert ist, die von der ersten YZ-Ebene entlang der X-Achse beabstandet ist, wobei beide auf dem Paar von Basiselementen 71 montiert sind. Die zu haltenden Tabletts werden derart platziert, dass die Enden jedes Tabletts auf einer Tablettauflage 80 der einen Hubvorrichtung und einer Tablettauflage 80 der anderen Hubvorrichtung aufliegen. Auf diese Weise sind die Tabletts, die sich in dem Unterbringungsgestell 70 befinden, in vertikaler Richtung übereinander angeordnet.
Nachfolgend werden jetzt die Hubvorrichtungen des Unterbringungsgestells 70 beschrieben. Da die beiden Hubvorrichtungen des Unterbringungsgestells 70 die gleiche Struktur haben, wird im Wesentlichen nur eine von ihnen beschrieben. Eine Hubvorrichtung hat einen Aktuator 74, der am unteren Teil einer der Stützsäulen 72 vorgesehen ist. Der Aktuator 74 dient dazu, eine Vielzahl von Tablettauflagen 80, die übereinander zwischen einer Stützsäule 72 und der anderen Stützsäule 72 angeordnet sind, auf und ab zu bewegen. Die Abtriebswelle des Aktuators 74 ist über einen in den Zeichnungen nicht dargestellten Getriebemechanismus (z.B. Zahnräder) mit einer unteren Drehwelle 75a verbunden, die untere Drehwelle sich zwischen den unteren Abschnitten der beiden Stützsäulen erstreckend und daran drehbar gelagert. An der unteren Drehwelle 75a sind zwei Kettenräder 76a für die jeweiligen Stützsäulen befestigt. Es ist auch eine obere Drehwelle 75b vorgesehen, die sich zwischen den oberen Abschnitten der beiden Stützsäulen 72 erstreckt und drehbar darauf gelagert ist. An der oberen Drehwelle 75b sind ebenfalls zwei Kettenräder 76b für die jeweiligen Stützsäulen befestigt. Die Ketten 77 sind um die unteren Kettenräder 76a und die oberen Kettenräder 76b für die beiden Stützsäulen 72 gewickelt. Mit dieser Struktur wird die Antriebskraft des Aktuators 74 über die Ketten 77 auf die untere Drehwelle 75a und anschließend auf die obere Drehwelle 75b übertragen. Es sind auch flache Führungsplatten 73 vorgesehen, die sich in vertikaler Richtung entlang der jeweiligen Stützsäulen erstrecken.
Die Struktur der Kette 77 wird nun unter Bezugnahme auf 8 beschrieben. Die Kette 77 besteht aus einer Vielzahl von Rollenketten 77a, die durch Glieder 77b, 77c verbunden sind. Wie in 8 dargestellt, handelt es sich bei den Gliedern 77c auf einer Seite der Kette 77 um angeflanschte Glieder, an denen die Tablettauflagen 80 zu befestigen sind. Insbesondere hat das geflanschte Glied 77c einen Flansch 77c1, der senkrecht zu einem flachen Teil, der die Rollenketten 77a verbindet, gewinkelt ist. Der Flansch 77c1 ist mit einem Durchgangsloch 77c2 versehen. Das Durchgangsloch 77c2 dient zur Befestigung der Tablettauflage 80. Es ist nicht erforderlich, dass die geflanschten Glieder 77c an allen Rollenketten 77a der Kette 77 vorhanden sind. Vorzugsweise sind die geflanschten Glieder 77c durchgehend über etwa die Hälfte des Umfangs der Kette 77 vorgesehen.
Nachfolgend wird die Struktur der Tablettauflage 80 unter Bezugnahme auf 9 beschrieben. Die Tablettauflagen 80 dienen dazu, eine Vielzahl von Tabletts in dem Unterbringungsgestell 70 unterzubringen, indem sie die gegenüberliegenden Enden der Tabletts auf ihnen abstützen. Die Tablettauflagen 80 sind so angeordnet, dass ein Tablett von einem Paar von Tablettauflagen 80 in dem Unterbringungsgestell 70 getragen wird. Dieses Paar von Tablettauflagen 80 entspricht dem Tischteil gemäß der vorliegenden Offenbarung. Die Tablettauflage 80 hat eine Tischplatte 81, auf die ein Ende des Tabletts aufgesetzt werden soll, und eine Rückenplatte 82, die etwa senkrecht zur Tischplatte 81 gewinkelt ist. Die Rückenplatte 82 weist nahe ihren beiden Enden Durchgangslöcher 86 auf, die zur Befestigung der Tablettauflage 80 an der Kette 77 dienen. Konkret wird die Tablettauflage 80 an beiden Ketten 77 angebracht, wobei das Durchgangsloch 86 nahe einem Ende der Tablettauflage 80 mit einem Durchgangsloch 77c2 der einen Kette ausgerichtet ist, und wobei das Durchgangsloch 86 nahe dem anderen Ende der Tablettauflage 80 mit einem Durchgangsloch 77c2 der anderen Kette 77 ausgerichtet ist. Mit der Rückenplatte 82 sind Halteplatten 84 an Stellen unterhalb der Durchgangslöcher 86 verbunden, die in der Nähe der Enden der Rückenplatte 82 vorgesehen sind. Die Halteplatten 84 und die Rückenplatte 82 sind koplanar. Die Tischplatte 81 hat einen Ausschnitt 83, der die gleiche Form wie die Halteplatte 84 hat. Wenn die Tablettauflage 80 an den beiden Ketten 77 befestigt wird, sind die Halteplatten 84 so angeordnet, dass sie die Ketten 77 festhalten. Dadurch kann verhindert werden, dass sich die Ketten 77 im Unterbringungsgestell 70 lockern, und somit können die Ketten 77 die Antriebskraft des vorgenannten Aktuators 74 zuverlässig übertragen.
Die Tablettauflage 80 hat Führungsabschnitte 85, die gebogen in einer kurbelartigen Form sind und sich von beiden Enden der Rückenplatte 82 aus erstrecken. Der Führungsabschnitt 85 hat eine Oberfläche, die im Wesentlichen parallel zur Rückenplatte 82 verläuft und auf der der Tischplatte 81 gegenüberliegenden Seite von der Rückenplatte 82 beabstandet ist. In dem Zustand, in dem die Tablettauflage 80 an den beiden Ketten 77 befestigt ist, befinden sich die Führungsabschnitte 85 in Oberflächenkontakt mit zwei seitlichen Führungsplatten 73, die jeweils entlang der beiden Stützsäulen 72 angeordnet sind, wie in 10 dargestellt. Die Reibungskraft, die zwischen den Führungsabschnitten 85 und den Führungsplatten 73 mit ihrem Oberflächenkontakt wirkt, ist so gering, dass sie den Antrieb der Ketten 77 durch den Aktuator 74 nicht wesentlich beeinträchtigt. Der Oberflächenkontakt der Führungsabschnitte 85 und der Führungsplatten 73 an den beiden Enden der Tablettauflage 80 kann eine Neigung der Tablettauflage 80 verhindern, während das Tablett auf und ab bewegt wird, wodurch verhindert wird, dass Speisen oder Getränke auf/in einem Teller, einer Tasse oder anderen Behältern auf dem Tablett verschüttet werden und verhindern, dass die Behälter umkippen.
Im Folgenden wird die Funktionsweise des wie oben strukturierten Unterbringungsgestells 70 beschrieben. Wie oben beschrieben, weist das Unterbringungsgestell 70 zwei Hubvorrichtungen auf, und die an den jeweiligen Hubvorrichtungen angebrachten Tablettauflagen 80 sind einander gegenüberliegend angeordnet (siehe 7). Bei dieser Anordnung wird ein Tablett mit seinen Enden, gestützt auf der Tablettauflage 80 der einen Hubvorrichtung und der gegenüberliegenden Tablettauflage 80 der anderen Hubvorrichtung, abgelegt (siehe ). Wie in den 6 und 7 dargestellt, sind die beiden Hubvorrichtungen des Unterbringungsgestells 70 in einem Abstand voneinander angeordnet, der etwas größer ist als die Breite des Tabletts. Wenn mehrere Tabletts in das Unterbringungsgestell 70 eingesetzt werden sollen, kann der Abstand zwischen den Hubvorrichtungen genutzt werden, um die Tabletts aus Richtung der Y-Achse in das Unterbringungsgestell 70 zu schieben. 6 zeigt einen Zustand, in dem vier Tabletts in das Unterbringungsgestell 70 eingesetzt sind.
Wenn die Handeinheiten 60 des Roboters 10 ein Tablett im Unterbringungsgestell 70 halten, um es herauszunehmen, halten die Handeinheiten 60 der beiden Armeinheiten 50 die Y-axialen Enden des Tabletts und heben das von ihnen gehaltene Tablett an. Damit die Handeinheiten 60 diesen Vorgang durchführen können, ist es erforderlich, dass das zu haltende Tablett das Tablett ist, das sich am weitesten oben im Unterbringungsgestell 70 befindet, und dass Tablettauflagen 80, die nicht für das zu haltende Tablett bestimmt sind (z.B. Tablettauflagen 80, auf die ein anderes Tablett gestellt wurde), nicht über dem zu haltenden Tablett angeordnet sind. Denn wenn sich solche Tablettauflagen 80 über dem zu haltenden Tablett befinden, kann das von den Handeinheiten 60 gehaltene und angehobene Tablett mit diesen Tablettauflagen 80 kollidieren, wodurch eine reibungslose Entnahme des Tabletts verhindert werden kann.
Das System gemäß dieser Ausführungsform ist so konfiguriert, dass es die Position des Tabletts in dem Unterbringungsgestell 70 so steuert, dass das zu haltende Tablett die oben genannte Bedingung erfüllt. Einzelheiten zu dieser Steuerung werden später beschrieben. Diese Position des Tabletts entspricht der spezifischen Position im Sinne dieser Offenbarung. Diese Position wird im Folgenden als „Tablett-Halteposition“ bezeichnet. Bei der Tablett-Halteposition handelt es sich um eine im Voraus festgelegte Position in dem Unterbringungsgestell 70. Wie oben beschrieben, bilden der Lastwagen 90 und das darauf montierte Unterbringungsgestell 70 die Unterbringungsvorrichtung 95, und der Roboter 10 ist auf dem Lastwagen 90 befestigt. Somit bilden die Unterbringungsvorrichtung 95 und der Roboter 10 zusammen das Transportsystem 1. Folglich ist in diesem Transportsystem 1 die Tablett-Halteposition eine bekannte Position in Bezug auf den Roboterhauptkörper 30 des Roboters 10. Deshalb ist es daher nicht notwendig, wenn der Haltevorgang von den Handeinheiten 60 der beiden Armeinheiten 50 des Roboters 10 ausgeführt wird, die Position des Tabletts speziell zu erkennen (oder zu bestimmen), oder die Verarbeitung der Erkennung der Position des Tabletts kann vereinfacht werden. Dies führt zu einer Verringerung des Arbeitsaufwands während des Prozesses der einzelnen Entnahme von Tabletts aus dem Unterbringungsgestell 70 durch den Roboter 10. Infolgedessen kann die Steuerung der Position der Handeinheiten 60 durch den Roboter 10 vereinfacht und ein günstiger Transport der Tabletts erreicht werden.
Das Transportsystem 1, das den Roboter 10 und die wie oben konfigurierte Unterbringungsvorrichtung 95 umfasst, kann von dem Lastwagen 90 mit dem Roboter 10 zu einem Zielort des Transports der Gegenstände bewegt werden, wobei eine Vielzahl von Tabletts (oder Gegenständen) in dem Unterbringungsgestell 70 der Unterbringungsvorrichtung 95 untergebracht ist. Nach der Ankunft am Zielort kann das Transportsystem 1 den Vorgang der Auslieferung der Tabletts an einen oder mehrere Benutzer ausführen, indem es die Tabletts mit einer einfachen Positionssteuerung der Handeinheiten 60 präzise hält und entnimmt. Um den Transport der Tabletts durch das Transportsystem 1 zu ermöglichen, sind der Roboter 10 und die Unterbringungsvorrichtung 95 mit entsprechenden Steuervorrichtungen 10A, 95A versehen. Bei den Steuervorrichtungen 10A, 95A handelt es sich um Computer mit jeweils einer Recheneinrichtung und einem Speicher. Die Steuervorrichtungen 10A, 95A führen bestimmte Steuerprogramme aus, um den oben beschriebenen Transportprozess durchzuführen. Die Steuervorrichtungen 10A und 95A sind elektrisch miteinander verbunden, und zwischen diesen Steuervorrichtungen findet eine Signalkommunikation statt, wenn dies zur Durchführung des Transportvorgangs der Tabletts erforderlich ist.
Die Funktionsteile, die durch die Ausführung der vorgenannten Steuerprogramme implementiert werden, werden nun mit Bezug auf 11 beschrieben. Die Steuervorrichtung 10A des Roboters 10 hat als Funktionsteile ein Handsteuerungsteil 101, ein Haltungssteuerungsteil 102 und ein Erkennungsteil 103. Der Handsteuerungsteil 101 ist ein Funktionsteil, welches das Öffnen und Schließen der Handeinheit 60 jeder Armeinheit 50 steuert. In dem System gemäß dieser Ausführungsform wird, wie oben beschrieben, das zu haltende Tablett immer an der vorbestimmten Tablett-Halteposition in dem Unterbringungsgestell 70 positioniert. In dieser Position befindet sich das Tablett in einem Zustand, in dem es auf den Tablettauflagen 80 der Hubvorrichtungen des Unterbringungsgestells 70 aufliegt. Auf diese Weise wird das Tablett, das sich in der Tablett-Halteposition befindet, in einem regulären Zustand gehalten. Daher kann der Handsteuerungsteil 101 die Öffnungs- und Schließsteuerung der Handeinheiten 60 ausführen, um das Tablett unmittelbar nach Abschluss der Positionssteuerung der Handeinheiten 60 durch den Haltungssteuerungsteil 102 (der unten beschrieben wird) zu halten.
Das Haltungssteuerungsteil 102 ist ein Funktionsteil, das die Haltung des Roboters 10 steuert. Insbesondere führt das Haltungssteuerungsteil 102 die Haltungssteuerung für die Positionierung der Handeinheiten 60 aus, um das Tablett zu halten, das sich in der Tablett-Halteposition in dem Unterbringungsgestell 70 befindet, sowie die Haltungssteuerung für die Entnahme des Tabletts nach dem Halten. Auch in diesem Fall wird das zu haltende Tablett immer an der vorbestimmten Tablett-Halteposition in dem Unterbringungsgestell 70 positioniert, und daher ist es nicht notwendig, den Zustand und die Position des Tabletts unter Verwendung einer Kamera oder einer anderen Vorrichtung spezifisch zu erkennen und die Haltungssteuerung für den Roboter 10 basierend auf der Erkennung auszuführen, sondern die Haltung des Roboters 10 kann so gesteuert werden, dass lediglich die Handeinheiten 60 in die Tablett-Halteposition gebracht werden. Daher ist die Steuerung durch das Haltungssteuerungsteil 102 einfach. Der Erkennungsteil 103 ist ein Funktionsteil, der das Vorhandensein des zu haltenden Tabletts in der Tablett-Halteposition erkennt. Die Verarbeitung dieser Erkennung wird auf der Grundlage eines Sensorsignals ausgeführt, das von einem Erfassungsteil 953 gesendet wird, das später beschrieben wird. Die Steuerung durch das Haltungssteuerungsteil 102 wird ausgeführt, nachdem das Vorhandensein des Tabletts an der Tablett-Halteposition durch den Erkennungsteil 103 erkannt wurde.
Die Steuervorrichtung 95A der Unterbringungsvorrichtung 95 hat als Funktionsteile einen Bewegungssteuerungsteil 951, einen Auf- und Abwärtssteuerungsteil 952 und den Erfassungsteil 953. Der Bewegungssteuerungsteil 951 ist ein Funktionsteil, der die Steuerung bezüglich der Bewegung des Transportsystems 1 durch den Lastwagen 90 ausführt. Um beispielsweise das Transportsystem 1 von einem Ort, an dem Tabletts in das System geladen werden, zum Zielort des Transports zu bewegen, steuert der Bewegungssteuerungsteil 951 die Lenkung und den Antrieb der Antriebsräder 92 des Lastwagens 90. Der Lastwagen 90 ist mit einem GPS-Gerät zur Bestimmung des aktuellen Standorts des Lastwagens 90 ausgestattet, und der Bewegungssteuerungsteil 951 kann den Lastwagen 90 auf der Grundlage eines Sensorsignals des GPS-Geräts steuern. Alternativ kann der Bewegungssteuerungsteil 951 den Lastwagen 90 auf der Grundlage eines Steuersignals steuern, das von einem externen Gerät gesendet wird.
Das Auf- und Abwärtssteuerungsteil 952 ist ein Funktionsteil, das die Auf- und Abwärtsbewegung der Hubvorrichtungen des Unterbringungsgestells 70 steuert.
Insbesondere steuert das Auf- und Abwärtssteuerungsteil 952 die Auf- und Ab-Bewegung der Hubvorrichtungen, um ein zu haltendes Tablett in der Tablett-Halteposition zu positionieren. Das Unterbringungsgestell 70 ist mit einem Näherungssensor oder dergleichen (nicht dargestellt) versehen, und das Auf- und Abwärtssteuerungsteil 952 kann das Vorhandensein oder Fehlen eines Tabletts auf jeder Tablettauflage 80 erkennen. DerAktuator 74 ist mit einem Encoder versehen, und das Auf- und Abwärtssteuerungsteil 952 kann auf der Grundlage eines Sensorsignals des Encoders feststellen, wo sich jede Tablettauflage 80 befindet. Der Auf- und Abwärtssteuerungsteil 952 steuert die Auf- und Abbewegung der Hubvorrichtungen anhand dieser Sensorsignale. Der Erfassungsteil 953 ist ein Funktionsteil, der das Vorhandensein des zu haltenden Tabletts (d.h. des obersten Tabletts im Unterbringungsgestell 70) in der Tablett-Halteposition erkennt. Die Signale, die durch die vom Erfassungsteil 953 durchgeführte Erfassung erzeugt werden, werden an den Erkennungsteil 103 der Steuervorrichtung 10A weitergeleitet.
Nachfolgend wird der vom Transportsystem 1 durchgeführte Tablett-Transportvorgang anhand von 12 beschrieben. 12 ist ein Flussdiagramm des Transportvorgangs. Die Ausführung des Transportvorgangs wird durch einen an das Transportsystem 1 gesendeten Befehl zum Transport einer Vielzahl von Tabletts zu einem bestimmten Ziel ausgelöst. In der folgenden Beschreibung wird davon ausgegangen, dass eine Vielzahl von Tabletts in dem Unterbringungsgestell 70 untergebracht ist. Zunächst führt der Bewegungssteuerungsteil 951 in Schritt S101 die Verarbeitung der Bewegung des Transportsystems 1 zum Zielort aus. Informationen über den Zielort wurden dem Transportsystem 1 bereits übermittelt.
Dann wird in Schritt S102 bestimmt, ob das zu haltende Tablett, das sich oben befindet, an der Tablett-Halteposition als der spezifischen Position positioniert ist oder nicht. Diese Bestimmung erfolgt durch den Erkennungsteil 103 auf Grundlage des durch den Erfassungsteil 953 ermittelten Zustands der Tabletts in dem Unterbringungsgestell 70. Wenn in Schritt S102 eine positive Feststellung getroffen wird, fährt das Verfahren mit Schritt S104 fort. Wenn in Schritt S102 eine negative Feststellung getroffen wird, fährt das Verfahren mit Schritt S103 fort. In Schritt S103 führt das Auf- und Abwärtssteuerungsteil 952 einen Hebevorgang für die beiden Hubvorrichtungen in dem Unterbringungsgestell 70 aus. Insbesondere steuert das Auf- und Abwärtsteuerungsteil 952 den Antrieb des Aktuators 74, um das oberste Tablett in die Tablett-Halteposition zu bringen. In Schritt S104 führt das Haltungssteuerungsteil 102 eine Haltung des Roboters 10 aus, um die Handeinheiten 60 relativ zu dem zu haltenden Tablett zu positionieren. Wie oben beschrieben, sind die Unterbringungsvorrichtung 95 und der Roboter 10 im Transportsystem 1 integral gekoppelt, und die Tablett-Halteposition ist eine bekannte Position relativ zum Roboterhauptkörper 30 des Roboters 10. Daher kann das Haltungssteuerungsteil 102 die Haltung des Roboters 10 einfach und präzise durchführen.
Nachdem die Handeinheiten 60 durch die vorgenannte Haltung relativ zum Tablett positioniert sind, führt der Handsteuerungsteil 101 in Schritt S105 die Verarbeitung des Haltens des Tabletts aus. Dann führt der Handsteuerungsteil 101 die Verarbeitung der Entnahme des von den Handeinheiten 60 gehaltenen Tabletts aus dem Unterbringungsgestell 70 aus. Bei diesem Entnahmevorgang werden die Kniegelenkeinheit 33 und das Untertaille-Gelenk 34 verwendet. Es ist möglich, das von den Handeinheiten 60 gehaltene Tablett durch kooperative Vorgänge dieser Gelenkeinheiten anzuheben, ohne die Haltung des Oberkörpers des Roboters 10 zu verändern, insbesondere die Haltung der Armeinheiten 50, die das Tablett halten. Dies trägt wesentlich zu einer stabilen Entnahme des Tabletts bei. Nachdem das Tablett aus dem Unterbringungsgestell 70 entnommen wurde, wird der Oberkörper des Roboters 10 in Gierrichtung an der Hüftknocheneinheit 15 durch den in der Hüftknocheneinheit 15 vorgesehenen Aktuator für die Gierachse der Taille gedreht, während seine Haltung beibehalten wird. Auch dies trägt wesentlich zu einer stabilen Entnahme des Tabletts bei.
In Schritt S106 wird festgestellt, ob die Entnahme des Tabletts aus dem Unterbringungsgestell 70 abgeschlossen ist. Diese Bestimmung kann von dem Erkennungsteil 103 auf Grundlage des Zustands des Tabletts in dem Unterbringungsgestell 70 vorgenommen werden, der von dem Erfassungsteil 953 erfasst wird. Wenn in Schritt S106 eine positive Feststellung getroffen wird, fährt das Verfahren mit Schritt S107 fort. Wenn in Schritt S106 eine negative Feststellung getroffen wird, wird die Verarbeitung von Schritt 102 an erneut ausgeführt. In Schritt S107 führt der Bewegungssteuerungsteil 951 die Verarbeitung der Bewegung des Transportsystems 1 zu einem bestimmten Heimatort aus. Die Informationen über den Heimatort können im Voraus vorbereitet werden. Alternativ können Informationen über einen Ort, an dem das Beladen der Unterbringungsvorrichtung 95 mit den als nächstes zu transportierenden Gegenständen erfolgt, dem Transportsystem 1 von einer externen Vorrichtung als Informationen über den Heimatort zugeführt werden.
<Modifizierung>
Eine Modifizierung des durch das Transportsystem 1 durchgeführten Gegenstandstransports wird unter Bezugnahme auf 13 beschrieben. In dieser Modifizierung sind die Unterbringungsvorrichtung 95 und der Roboter 10 im Transportsystem 1 so konfiguriert, dass sie aneinander gekoppelt und voneinander entkoppelt werden können, und die Unterbringungsvorrichtung 95 und der Roboter 10 sind so konfiguriert, dass sie sich autonom bewegen können. Beispielsweise ist der in der obigen Beschreibung der Ausführungsform beschriebene Lastwagen 90 jeweils für das Unterbringungsgestell 70 und den Roboter 10 an ihren Unterseiten vorgesehen, damit sich die Unterbringungsvorrichtung 95 und der Roboter 10 autonom bewegen können. In diesem Fall ist die Gehäusevorrichtung 95 so konfiguriert, dass sie das in 11 gezeigte Bewegungssteuerteil 951, das Auf- und Abwärtssteuerungsteil 952 und das Erfassungsteil 953 implementiert, und der Roboter 10 ist so konfiguriert, dass er ein Bewegungssteuerungsteil zur Steuerung der autonomen Bewegung des Roboters 10 zusätzlich zu dem Handsteuerungsteil 101, dem Haltungssteuerungsteil 102 und dem Erkennungsteil 103 implementiert. Die Integration der Unterbringungsvorrichtung 95 und des Roboters 10 wird dadurch erreicht, dass die Lastwagen 90 miteinander gekoppelt werden. Dies ermöglicht die Kommunikation von Informationen zwischen der Unterbringungsvorrichtung 95 und dem Roboter 10. Nach der Integration kann ihre autonome Bewegung unter einheitlicher Steuerung durch den Bewegungssteuerungsteil 951 der Unterbringungsvorrichtung 95 oder den Bewegungssteuerungsteil des Roboters 10 durchgeführt werden.
Wie in 13 dargestellt, enthält das Transportsystem 1 eine Verarbeitungsvorrichtung. Die Verarbeitungsvorrichtung ist eine Servervorrichtung, die Befehle, die für den Gegenstandstransport erforderlich sind, an die Unterbringungsvorrichtung 95 und den Roboter 10 sendet. Die Verarbeitungsvorrichtung, die Unterbringungsvorrichtung 95 und der Roboter 10 sind elektrisch über ein Netzwerk verbunden, so dass sie miteinander kommunizieren können. Das Transportsystem 1 kann eine weitere Unterbringungsvorrichtung enthalten.
Die Verarbeitungsvorrichtung empfängt eine Anforderung zum Transport eines Gegenstands (z.B. ein Tablett, auf dem Speisen und Getränke platziert sind) von einem Benutzer (die Verarbeitung von Schritt S201). Diese Transportanforderung enthält Informationen über die Art und die Anzahl der zu transportierenden Gegenstände sowie über das Ziel des Transports. Die Verarbeitungsvorrichtung empfängt die Transportanforderung und sendet einen Bewegungsbefehl an die Unterbringungsvorrichtung 95, um diese zu veranlassen, sich zu dem angegebenen Ziel zu bewegen, nachdem der angeforderte Gegenstand in das Unterbringungsgestell 70 geladen wurde (Verarbeitungsschritt S202). Zu diesem Zeitpunkt befinden sich die Unterbringungsvorrichtung 95 und der Roboter 10 in einem getrennten Zustand. Nach dem Empfang des Bewegungsbefehls wird die Unterbringungsvorrichtung 95 mit dem zu transportierenden Gegenstand in ihrem Unterbringungsgestell 70 an einem bestimmten Ort beladen und bewegt sich dann wie angefordert zum Zielort (die Verarbeitung von Schritt S203).
Während sich die Unterbringungsvorrichtung 95 bei der Durchführung des oben beschriebenen Bewegungsprozesses bewegt, sendet die Unterbringungsvorrichtung 95 eine Bewegungsanforderung an den Roboter 10, um ihn aufzufordern, sich zu dem angegebenen Transportziel zu bewegen (die Verarbeitung von Schritt S204). Mit anderen Worten, die Unterbringungsvorrichtung 95 sendet die Bewegungsanforderung an den separaten Roboter 10, so dass der Roboter 10 den Entnahmevorgang am Zielort durchführen kann, zu dem die Unterbringungsvorrichtung 95 den Gegenstand transportieren wird. Es kann Fälle geben, in denen der Roboter 10 den Entnahmevorgang für eine andere Unterbringungsvorrichtung als die Unterbringungsvorrichtung 95 durchführt, welche die Bewegungsanforderung in Schritt S204 gesendet hat. In Anbetracht dessen führt der Roboter 10 beim Empfang der Bewegungsanforderung in Schritt S205 die Verarbeitung der Feststellung durch, ob er die Anforderung erfüllen kann. Wenn festgestellt wird, dass der Roboter 10 den Entnahmevorgang durchführen kann, sendet der Roboter 10 in Schritt S206 eine Antwort, die die Annahme der Anforderung an die Unterbringungsvorrichtung 95 anzeigt, und beginnt mit der Bewegung zu dem angegebenen Transportziel (die Verarbeitung von Schritt S207). Alternativ dazu kann der Roboter 10 die Bewegungsanforderung von der Verarbeitungsvorrichtung empfangen.
Nachdem die Unterbringungsvorrichtung 95 und der Roboter 10 am Zielort des Transports angekommen sind, wird der Vorgang des Koppelns ihrer Lastwagen in Schritt S208 durchgeführt, so dass die Unterbringungsvorrichtung 95 und der Roboter 10 in einen integralen Zustand gekoppelt werden, der im Wesentlichen dem in 1 dargestellten entspricht. Dann wird die Verarbeitung des Haltens und Entnehmens des Gegenstands durchgeführt, um den in der Unterbringungsvorrichtung 95 untergebrachten Gegenstand durch den Roboter 10 am Zielort des Transports zu entnehmen (die Verarbeitung von Schritt S209). Die Verarbeitung von Schritt S209 ist im Wesentlichen die gleiche wie die Verarbeitung der Schritte S102 bis S106 in 12. Nach Beendigung des Vorgangs der Entnahme des Gegenstands wird der Vorgang des Entkoppelns der Unterbringungsvorrichtung 95 und des Roboters 10 voneinander durchgeführt (der Vorgang des Schritts S210), so dass die Unterbringungsvorrichtung 95 und der Roboter 10 wieder autonom bewegbar werden. Zu dem Zeitpunkt, zu dem die Entkopplung abgeschlossen ist, sendet die Unterbringungsvorrichtung 95 eine Meldung über den Abschluss des Prozesses in Bezug auf die in Schritt S201 empfangene Transportanforderung an die Verarbeitungsvorrichtung (die Verarbeitung von Schritt S211).
Danach kehrt die Unterbringungsvorrichtung 95 zu einem bestimmten Heimatort zurück, wo sie auf die nächste von der Verarbeitungsvorrichtung gesendete Anforderung wartet (die Verarbeitung von Schritt S212). Ebenso geht der Roboter 10 in einen Bereitschaftszustand über, um auf die nächste Bewegungsanforderung für den Entnahmevorgang zu warten (Verarbeitungsschritt S213). Der Roboter 10 im Standby-Zustand kann eine Bewegungsanforderung annehmen, die von einer beliebigen zum Transportsystem 1 gehörenden Unterbringungsvorrichtung 95 gesendet wird.
Durch das oben beschriebene Transportverfahren kann der Roboter 10 mit Unterbringungsvorrichtungen 95 gekoppelt werden, die den Vorgang der Entnahme von Gegenständen nacheinander erfordern, um den Entnahmevorgang durchzuführen. Daher kann die Arbeitsgeschwindigkeit des Roboters 10 erhöht werden, und das Transportsystem 1 kann einen effizienten Transport von Gegenständen erreichen. Da die Unterbringungsvorrichtung 95 während der Bewegung zum Transportziel vom Roboter 10 getrennt ist, kann der Energieverbrauch bei der Bewegung reduziert werden.
Bezugszeichenliste

1: Transportsystem
10: Roboter
10A: Steuervorrichtung
30: Roboterhauptkörper
33: Kniegelenkeinheit
34: Gelenkeinheit unterhalb des Beckens
35: Beineinheit
50: Armeinheit
60: Handeinheit
62: erster Rahmen
65: zweiter Rahmen
66: Schiebeelement (Schiebeteil)
70: Unterbringungsgestell
74: Aktuator
77: Kette
80: Tablettauflage
81: Tischplatte
90: Lastwagen
95: Unterbringungsvorrichtung
95A: Steuervorrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

CH 108527378 [0003]
JP S5818749 [0003]
JP S62203781 [0003]
JP 5903449 [0003]

Claims

Ein Transportsystem umfassend: eine Manipulatorvorrichtung mit einer Handeinheit, die in der Lage ist, einen Gegenstand zu halten; und eine Unterbringungsvorrichtung mit einer Unterbringungseinheit, die in der Lage ist, eine Vielzahl der Gegenstände aufzunehmen, wobei die Manipulatorvorrichtung so konfiguriert ist, dass sie in der Lage ist, die Position der Handeinheit relativ zu einer Manipulatorkörpereinheit zu steuern, die einen Hauptkörper der Manipulatorvorrichtung bildet, die Unterbringungsvorrichtung so konfiguriert ist, dass sie die in der Unterbringungseinheit untergebrachten Gegenstände einem nach dem anderen in eine bestimmte, für die Handeinheit zugängliche Position in der Unterbringungsvorrichtung bringt, die Manipulatorvorrichtung und die Unterbringungsvorrichtung so konfiguriert sind, dass sie in der Lage sind, sich in einem Zustand, in dem die Manipulatorkörpereinheit und die Unterbringungsvorrichtung miteinander gekoppelt sind, als eine Einheit zu bewegen, die spezifische Position als eine bekannte Position relativ zu der Manipulatorkörpereinheit in dem Zustand eingestellt wird, in dem die Manipulatorkörpereinheit und die Unterbringungsvorrichtung miteinander gekoppelt sind, um die Manipulatorvorrichtung und die Unterbringungsvorrichtung integral zu machen.
Ein Transportsystem nach Anspruch 1, wobei die Unterbringungseinheit umfasst: Eine Vielzahl von Tischteilen, auf denen die Vielzahl von Gegenständen entlang der vertikalen Richtung angeordnet ist; einen Antrieb, der die Vielzahl von Tischteile entlang der vertikalen Richtung antreibt; und eine Steuerung, die den Antrieb so steuert, dass der oberste Gegenstand, der sich am weitesten oben unter den auf der Vielzahl von Tischteilen platzierten Gegenstände befindet, in die spezifische Position gebracht wird, wenn die Gegenstände auf mindestens einem der Vielzahl von Tischteilen platziert werden.
Das Transportsystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Manipulatorvorrichtung umfasst: einen Roboterhauptkörper, der die Manipulatorkörpereinheit bildet; eine erste Armeinheit mit einer ersten Handeinheit, die ein erstes Exemplar der Handeinheit bildet, die erste Armeinheit so konfiguriert, dass sie in der Lage ist, die Position der ersten Handeinheit relativ zu dem Roboterhauptkörper zu steuern; und eine zweite Armeinheit mit einer zweiten Handeinheit, die ein zweites Exemplar für die Handeinheit bildet, die zweite Armeinheit so konfiguriert, dass sie in der Lage ist, die Position der zweiten Handeinheit relativ zum Roboterhauptkörper zu steuern, wobei der Roboterhauptkörper eine Auf- und Ab-Gelenkeinheit aufweist, die in der Lage ist, die erste Armeinheit und die zweite Armeinheit zu veranlassen, sich auf und ab zu bewegen, während sie ihre Haltungen beibehalten.
Ein Transportsystem nach Anspruch 3, wobei der Roboterhauptkörper eine Gierachsen-Gelenkeinheit aufweist, die in der Lage ist, die erste Armeinheit und die zweite Armeinheit um eine Gierachse zu drehen, während sie ihre Haltungen beibehalten.
Ein Transportsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Manipulatorkörpereinheit und die Unterbringungsvorrichtung so konfiguriert sind, dass sie aneinander gekoppelt und voneinander entkoppelt werden können, das Transportsystem ferner eine Verarbeitungsvorrichtung umfasst, die ein Steuersignal an die Unterbringungsvorrichtung sendet, um die Unterbringungsvorrichtung zu veranlassen, sich zwischen einem Beladungsort, an dem der in der Unterbringungseinheit unterzubringende Gegenstand in die Unterbringungseinheit geladen wird, und einem Transportziel, zu dem der in der Unterbringungseinheit untergebrachte Gegenstand transportiert werden soll, zu bewegen, die Manipulatorvorrichtung Informationen über das Transportziel von der Verarbeitungsvorrichtung oder der Unterbringungsvorrichtung empfängt, sich zu dem Transportziel bewegt und die Manipulatorkörpereinheit mit der Unterbringungsvorrichtung koppelt, und nach Beendigung der Entnahme des in der Unterbringungseinheit untergebrachten Gegenstands, die Manipulatorvorrichtung die Manipulatorkörpereinheit und die Unterbringungsvorrichtung voneinander entkoppelt.