JP2007260837A - Carrier robot and carrier program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、物体を持ち上げて搬送する搬送ロボット及び搬送ロボットに用いる搬送プログラムに関する。 The present invention relates to a transfer robot that lifts and transfers an object and a transfer program used for the transfer robot.
近年では、従来人が行っていた作業を代行するロボットが開発されており、人が居住する領域で利用することが可能なロボットも増えている。 In recent years, robots acting on behalf of human tasks have been developed, and the number of robots that can be used in areas where people live is increasing.
一般に、ロボットが自動で物体を持ち上げて搬送する場合には、その物体の持ち方は特定された持ち方となっている。 Generally, when a robot automatically lifts and conveys an object, the object is held in a specified manner.
従来、大型のモータやエンジン部品などのように重量があるワークを搬送する際に、ロボットの手首軸に過大な負荷をかけることなく、ワークの姿勢を希望する姿勢に変更して持ち替える装置の発明が知られている(例えば特許文献1参照。)。 Conventionally, when transporting a heavy workpiece such as a large motor or engine parts, an invention of an apparatus that changes the posture of a workpiece to a desired posture and does not apply an excessive load to the wrist axis of the robot. Is known (for example, see Patent Document 1).
特許文献1に記載のワーク持ち替え装置は、例えば工場内で、且つ人の立ち入りが禁止されている領域内で用いるロボットであり、移送するワークも既知のワークであるので、未知のワークの重量や形状に応じて適宜ワークの持ち方を変更する必要が無かった。
本発明は、物体の搬送条件情報を取得して、その物体の重量、滑り易さ、把手の有無や個数と位置、物体のもろさ、物体を上で支えるか、又は物体を下で支えるか等の搬送条件情報に応じて物体の持ち上げ方法や搬送速度を調節することが可能な搬送ロボット及び搬送プログラムを提供することを目的としている。 The present invention acquires the conveyance condition information of an object, the weight of the object, the ease of slipping, the presence or absence and number and the position of the handle, the fragility of the object, whether the object is supported on the upper side, the object is supported on the lower side, etc. It is an object of the present invention to provide a transport robot and a transport program that can adjust an object lifting method and a transport speed according to the transport condition information.
また本発明は、人の居住する領域で使用することが可能な、汎用的で安全な搬送ロボットを提供することを課題としている。 Another object of the present invention is to provide a general-purpose and safe transfer robot that can be used in an area where people live.
上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、搬送する物体を持ち上げる腕部と、前記腕部が持ち上げた物体を搬送する搬送手段と、前記物体の搬送条件情報を取得する搬送条件情報取得手段と、前記取得した物体の搬送条件情報に応じて前記腕部を用いた前記物体の持ち上げ方法又は前記腕部を選択する持上方法選択手段と、前記持上方法選択手段が選択した持上方法による前記物体の持ち上げを前記腕部に指令し前記持ち上げた物体の搬送を前記搬送手段に指令する制御手段とを備え、前記持ち上げた物体を搬送することを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 is an arm that lifts an object to be transported, a transport unit that transports an object lifted by the arm, and a transport that acquires transport condition information of the object. Condition information acquisition means, lifting method selection means for selecting the object using the arm or the arm according to the acquired object conveyance condition information, and the lifting method selection means Control means for instructing the arm to lift the object by the lifting method and instructing the transport means to transport the lifted object, and transporting the lifted object.
また、請求項2に記載の発明は、搬送する物体を持ち上げる複数の腕部と、前記腕部が持ち上げた物体を搬送する搬送手段と、前記物体の搬送条件情報を取得する搬送条件情報取得手段と、前記取得した物体の搬送条件情報に応じて一つの前記腕部を用いて前記物体を持ち上げるか又は複数の前記腕部を用いて前記物体を持ち上げるかのいずれかの持上方法を選択する持上方法選択手段と、前記持上方法選択手段が選択した持上方法による前記物体の持ち上げを前記腕部に指令し、前記持ち上げた物体の搬送を前記搬送手段に指令する制御手段とを備え、前記持ち上げた物体を搬送することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, there are provided a plurality of arm portions for lifting an object to be transported, a transport means for transporting an object lifted by the arm portion, and a transport condition information acquiring means for acquiring transport condition information of the object. And a lifting method of either lifting the object using one arm or lifting the object using a plurality of arms according to the acquired transport condition information of the object is selected. A lifting method selecting unit; and a control unit that commands the arm to lift the object by the lifting method selected by the lifting method selecting unit, and commands the transport unit to transport the lifted object. The lifted object is transported.
また、請求項3に記載の発明は、搬送する物体を持ち上げる腕部と、前記持ち上げた物体を当接させる胴体部と、前記腕部が持ち上げた物体を搬送する搬送手段と、前記物体の搬送条件情報を取得する搬送条件情報取得手段と、前記取得した物体の搬送条件情報に応じて前記腕部を用いて前記持ち上げた物体を保持するか又は前記腕部を用いて前記持ち上げた物体を前記胴体部に当接させて保持するかのいずれかの持上方法を選択する持上方法選択手段と、前記持上方法選択手段が選択した持上方法による前記物体の持ち上げを前記腕部に指令し、前記持ち上げた物体の搬送を前記搬送手段に指令する制御手段とを備え、前記持ち上げた物体を搬送することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, there is provided an arm portion for lifting an object to be transported, a body portion for contacting the lifted object, a transport means for transporting the object lifted by the arm portion, and transport of the object. Conveying condition information acquisition means for acquiring condition information; and holding the lifted object using the arm according to the acquired conveying condition information of the object or holding the lifted object using the arm A lifting method selecting means for selecting one of the lifting methods to be held in contact with the body part, and a command for lifting the object by the lifting method selected by the lifting method selecting means to the arm part And a control unit that commands the transport unit to transport the lifted object, and transports the lifted object.
また、請求項4に記載の発明は、前記搬送ロボットの制御手段が、前記搬送条件情報取得手段が取得した搬送条件情報に応じた搬送速度又は搬送加速度を指令することを特徴とする。 The invention according to claim 4 is characterized in that the control means of the transfer robot commands a transfer speed or a transfer acceleration according to the transfer condition information acquired by the transfer condition information acquisition means.
また、請求項5に記載の発明は、前記搬送ロボットにおいて、前記搬送する物体を持ち上げる際に前記物体を把持する把持手段と、前記物体を把持する旨の把持指示が操作者から音声又はスイッチ等の操作により入力されると、前記把持手段に対して物体を把持させるための把持指令を出力する把持指令出力手段を備えることを特徴とする。 Further, the invention according to claim 5 is characterized in that, in the transport robot, a gripping means for gripping the object when the transported object is lifted, and a grip instruction for gripping the object is voiced from an operator, a switch, or the like And a gripping command output means for outputting a gripping command for causing the gripping means to grip the object.
また、請求項6に記載の発明は、前記腕部を動作させるアクチュエータとして電動機を用い、前記制御手段は前記物体を持ち上げるにあたり前記電動機に印加する電流の制御を実行するものであり、前記持上方法選択手段は、前記電動機に印加する電流値を検出し、その電流値が許容範囲を超えた場合に、複数の前記腕部を用いて前記物体を持ち上げるか、又は、前記腕部を用いて前記持ち上げた物体を前記胴体部に当接させて保持するかのいずれかの持上方法を選択することを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, an electric motor is used as an actuator for operating the arm portion, and the control means executes control of an electric current applied to the electric motor when lifting the object. The method selecting means detects a current value to be applied to the electric motor, and when the current value exceeds an allowable range, the method selecting means lifts the object using a plurality of the arm portions, or uses the arm portions. Any one of the lifting methods for holding the lifted object in contact with the body portion is selected.
また、請求項7に記載の発明は、前記搬送ロボットの搬送条件情報取得手段が、前記物体の重量情報が記録されているタグから前記物体の重量を含む搬送条件情報を取得するタグ情報取得手段を備え、前記持上方法選択手段は、前記取得した重量に応じて前記物体の持上方法を選択することを特徴とする。 Further, the invention according to claim 7 is a tag information acquisition unit in which the transfer condition information acquisition unit of the transfer robot acquires transfer condition information including the weight of the object from a tag in which the weight information of the object is recorded. The lifting method selection means selects the lifting method of the object according to the acquired weight.
また、請求項8に記載の発明は、前記搬送ロボットの搬送条件情報取得手段が、前記物体の外観を撮像する撮像手段と、物体の外観とその物体の重量とを予め関連づけて記憶する重量記憶手段と、前記撮像手段が撮像した外観と関連づけて記憶されている重量を前記重量記憶手段から取得する重量検索手段とを備え、前記持上方法選択手段は、前記取得した重量に応じて前記物体の持上方法を選択することを特徴とする。
In the invention according to
また、請求項9に記載の発明は、前記搬送ロボットの搬送条件情報取得手段が、前記持ち上げた物体の重量を実測して取得する重量計測手段を備え、前記持上方法選択手段は、前記取得した重量に応じて前記物体の持上方法を選択することを特徴とする。
The invention according to
また、請求項10に記載の発明は、前記搬送ロボットの搬送条件情報取得手段が、前記持ち上げた物体の重量を実測して取得する重量計測手段と、予め前記物体の搬送条件情報が記録されているタグから物体の重量を含む搬送条件情報を取得するタグ情報取得手段とを有し、前記重量計測手段が実測した物体の重量と前記タグ情報取得手段が取得した物体の重量とが相違している場合又は前記タグに搬送条件情報が記録されていない場合には、前記重量計測手段が実測した重量を前記タグに書き込むタグ情報書込手段を備えることを特徴とする。 According to a tenth aspect of the present invention, the conveyance condition information acquisition unit of the transfer robot records the weight of the lifted object by actual measurement, and the object conveyance condition information is recorded in advance. Tag information acquisition means for acquiring conveyance condition information including the weight of the object from the tag, and the weight of the object actually measured by the weight measurement means is different from the weight of the object acquired by the tag information acquisition means. If the transfer condition information is not recorded on the tag, tag information writing means for writing the weight actually measured by the weight measurement means to the tag is provided.
また、請求項11に記載の発明は、前記搬送ロボットの搬送条件情報取得手段が、前記持ち上げた物体の重量を実測して取得する重量計測手段と、前記物体の外観を撮像する撮像手段と、物体の外観とその物体の重量とを予め関連づけて記憶する重量記憶手段と、前記撮像手段が撮像した外観と関連づけて記憶されている重量を前記重量記憶手段から取得する重量検索手段とを有し、前記重量計測手段が実測した物体の重量と前記重量検索手段が取得した物体の重量とが相違している場合又は前記重量記憶手段にその物体の重量が記憶されていない場合には、前記重量計測手段が実測した重量を物体の外観と関連づけて前記重量記憶手段に記憶させる重量書込手段を備えることを特徴とする。 The invention according to claim 11 is characterized in that the transfer condition information acquisition means of the transfer robot measures and acquires the weight of the lifted object, the imaging means that images the appearance of the object, Weight storage means for preliminarily associating and storing the appearance of the object and the weight of the object, and weight search means for acquiring the weight stored in association with the appearance imaged by the imaging means from the weight storage means If the weight of the object actually measured by the weight measuring means is different from the weight of the object acquired by the weight search means, or if the weight of the object is not stored in the weight storage means, the weight Weight measuring means is provided for storing the weight actually measured by the measuring means in the weight storage means in association with the appearance of the object.
また、請求項12に記載の発明は、搬送する物体を持ち上げる複数の腕部と、前記腕部が持ち上げた物体を搬送する搬送手段と、前記物体の搬送条件情報を取得する搬送条件情報取得手段と、前記腕部及び前記搬送手段を制御するとともに前記搬送条件情報取得手段から物体の搬送条件情報を取得する情報処理手段とを備えた搬送ロボットの情報処理手段が実行する搬送プログラムであって、前記情報処理手段に、前記搬送条件情報取得手段から前記物体の搬送条件情報を取得する機能と、前記取得した物体の搬送条件情報に応じて前記腕部を用いた前記物体の持ち上げ方法又は前記腕部を選択する機能と、前記選択した持上方法による前記物体の持ち上げを前記腕部に指令し前記持ち上げた物体の搬送を前記搬送手段に指令する機能とを実現させることを特徴とする。
The invention according to
また、請求項13に記載の発明は、搬送する物体を持ち上げる複数の腕部と、前記腕部が持ち上げた物体を搬送する搬送手段と、前記物体の搬送条件情報を取得する搬送条件情報取得手段と、前記腕部及び前記搬送手段を制御するとともに前記搬送条件情報取得手段から物体の搬送条件情報を取得する情報処理手段とを備えた搬送ロボットの情報処理手段が実行する搬送プログラムであって、前記情報処理手段に、前記搬送条件情報取得手段から前記物体の搬送条件情報を取得する機能と、前記取得した物体の搬送条件情報に応じて一つの前記腕部を用いて前記物体を持ち上げるか又は複数の前記腕部を用いて前記物体を持ち上げるかのいずれかの持上方法を選択する機能と、前記選択した持上方法による前記物体の持ち上げを前記腕部に指令し前記持ち上げた物体の搬送を前記搬送手段に指令する機能とを実現させることを特徴とする。 The invention according to claim 13 is a plurality of arm portions for lifting an object to be transported, a transport means for transporting an object lifted by the arm portion, and a transport condition information acquiring means for acquiring transport condition information of the object. A transfer program executed by an information processing unit of a transfer robot including an information processing unit that controls the arm unit and the transfer unit and acquires the transfer condition information of the object from the transfer condition information acquisition unit, The information processing means lifts the object using one arm according to the function of acquiring the conveyance condition information of the object from the conveyance condition information acquisition means and the acquired conveyance condition information of the object, or A function of selecting either a lifting method of lifting the object using a plurality of the arm parts, and a finger for lifting the object by the selected lifting method. The conveying of the lifted object, characterized in that to realize the function of instructing said conveying means.
また、請求項14に記載の発明は、搬送する物体を持ち上げる腕部と、前記持ち上げた物体を当接させる胴体部と、前記腕部が持ち上げた物体を搬送する搬送手段と、前記物体の搬送条件情報を取得する搬送条件情報取得手段と、前記腕部及び前記搬送手段を制御するとともに前記搬送条件情報取得手段から物体の搬送条件情報を取得する情報処理手段とを備えた搬送ロボットの情報処理手段が実行する搬送プログラムであって、前記情報処理手段に、前記搬送条件情報取得手段から前記物体の搬送条件情報を取得する機能と、前記取得した物体の搬送条件情報に応じて前記腕部を用いて前記持ち上げた物体を保持するか又は前記腕部を用いて前記持ち上げた物体を前記胴体部に当接させて保持するかのいずれかの持上方法を選択する機能と、前記選択した持上方法による前記物体の持ち上げを前記腕部に指令し前記持ち上げた物体の搬送を前記搬送手段に指令する機能とを実現させることを特徴とする。
The invention according to
請求項1の発明によれば、搬送条件情報として、物体の重量、滑り易さ、把手の有無や個数と位置、物体のもろさ、物体を上で支えるか、又は物体を下で支えるか等の情報を取得して、物体の搬送に用いる腕部の数量、フック付きの腕部を用いるか否か、滑り止め付きの把持手段を備えた腕部を用いるか否か、又は腕部を用いて持ち上げた物体を胴体部に当接させて保持するか等の持上方法を選択し、当該持ち上げた物体を搬送することができる。 According to the first aspect of the present invention, the transport condition information includes the weight of the object, the ease of slipping, the presence / absence and number of handles, the fragility of the object, whether the object is supported on the upper side, or the object is supported on the lower side, etc. Acquire information, the number of arms used to transport the object, whether to use arms with hooks, whether to use arms with gripping means with anti-slip, or using arms A lifting method such as whether to hold the lifted object in contact with the body portion is selected, and the lifted object can be transported.
請求項2の発明によれば、搬送条件情報取得手段が取得した物体の搬送条件情報に応じて、一つの腕部を用いて物体を持ち上げるか、又は複数の腕部を用いて物体を持ち上げるかのいずれかの持上方法を選択し、当該持ち上げた物体を搬送するように構成したので、例えば搬送する物体の重量が軽い場合には一つの腕部を用いて物体を持ち上げて搬送することができ、複数の腕部がそれぞれ別個の物体を持ち上げて搬送することにより、一度に複数の物体を搬送することができる。 According to the invention of claim 2, whether to lift an object using one arm or to lift an object using a plurality of arms according to the transport condition information of the object acquired by the transport condition information acquisition means Therefore, for example, when the weight of the object to be transported is light, the object can be lifted and transported using one arm. In addition, the plurality of arms can transport a plurality of objects at a time by lifting and transporting separate objects.
一方、搬送する物体が重い場合には、その物体の重さに応じた複数の腕部を用いて物体を持ち上げて搬送することができる。腕部に弱い動力源を用いた場合であっても、複数の腕部を用いることによって、重い物体を持ち上げて搬送することができる。これにより、腕部に弱い動力源を用いることが可能となり、省電力で、周囲に対する安全性が高い搬送ロボットを提供することができる。 On the other hand, when the object to be transported is heavy, the object can be lifted and transported using a plurality of arms according to the weight of the object. Even when a weak power source is used for the arm, a heavy object can be lifted and conveyed by using a plurality of arms. As a result, it is possible to use a weak power source for the arm, and it is possible to provide a transfer robot that saves power and is highly safe with respect to the surroundings.
また、搬送条件情報として、滑り易さ、把手の有無や個数と位置、物体のもろさ、物体を上で支えるか、又は物体を下で支えるか等の情報を取得して物体の搬送に用いる腕部の数量を選択し、当該持ち上げた物体を搬送することができる。 Also, as the transport condition information, an arm used for transporting the object by acquiring information such as slipperiness, presence / absence and number and position of the handle, fragility of the object, whether the object is supported on the upper side or the object is supported on the lower side The number of parts can be selected and the lifted object can be conveyed.
また、請求項3の発明によれば、搬送条件情報取得手段が取得した物体の搬送条件情報に応じて、腕部を用いて持ち上げた物体を保持するか又は腕部を用いて持ち上げた物体を胴体部に当接させて保持するかのいずれかの持上方法を選択し、当該持ち上げた物体を搬送する。したがって、例えば搬送する物体が重い場合には、持ち上げた物体を胴体部に当接させた状態で搬送することができる。これにより、重い物体であっても、少ない動力で持ち上げた状態を維持しながら、物体を搬送することができる。搬送ロボットの腕部と胴体部との間で搬送する物体を保持することによって、搬送ロボットの重心付近に物体を保持し、腕部に弱い動力源を用いることが可能となり、省電力で、周囲に対する安全性が高い搬送ロボットを提供することができる。 According to the invention of claim 3, according to the conveyance condition information of the object acquired by the conveyance condition information acquisition means, the object lifted using the arm is held or the object lifted using the arm is Either lifting method is selected to abut on the body part and held, and the lifted object is conveyed. Therefore, for example, when an object to be transported is heavy, it can be transported with the lifted object in contact with the body portion. Thereby, even a heavy object can be transported while maintaining a state where it is lifted with a small amount of power. By holding the object to be transferred between the arm part and the body part of the transfer robot, it is possible to hold the object near the center of gravity of the transfer robot and use a weak power source for the arm part. It is possible to provide a transfer robot with high safety against the above.
また、搬送する物体の重量が軽い場合には、腕部を用いて物体を持ち上げて搬送し、腕部は、簡単な動作で物体を持ち上げて搬送することができる。 When the weight of the object to be transported is light, the object can be lifted and transported using the arm, and the arm can lift and transport the object with a simple operation.
また、搬送条件情報として、滑り易さ、把手の有無や個数と位置、物体のもろさ、物体を上で支えるか、又は物体を下で支えるか等の情報を取得して、腕部を用いて持ち上げた物体を保持するか又は腕部を用いて持ち上げた物体を胴体部に当接させて保持するかのいずれかの持上方法を選択し、当該持ち上げた物体を搬送することができる。 Also, as transport condition information, information such as the ease of slipping, the presence or absence and number and position of the handles, the fragility of the object, whether the object is supported on the upper side or the object is supported on the lower side, and the arm part is used. Either a lifting method of holding the lifted object or holding the lifted object in contact with the trunk portion using the arm portion is selected, and the lifted object can be transported.
また、請求項4の発明によれば、搬送ロボットの制御手段は、搬送条件情報取得手段が取得した搬送条件情報に応じた搬送速度又は搬送加速度を、腕部又は搬送手段に指令するようにしたので、例えば持ち上げた物体の重量が重い場合には、ゆっくりと物体を搬送することができる。これにより、軽い物体は速く搬送し、重い物体は搬送ロボットが転倒することなくゆっくりと安全に搬送することができる。 According to the invention of claim 4, the control means of the transfer robot commands the arm part or the transfer means to transfer speed or transfer acceleration according to the transfer condition information acquired by the transfer condition information acquisition means. Therefore, for example, when the weight of the lifted object is heavy, the object can be transported slowly. Thus, a light object can be transported quickly, and a heavy object can be transported slowly and safely without the transport robot falling.
また、請求項5の発明によれば、搬送ロボットにおいて、物体を把持する旨の把持指示が操作者から音声又はスイッチ等の操作により入力されると、搬送する物体を把持させるための把持指令を出力するようにしたので、操作者による指令を待って物体を搬送することができる。 According to the fifth aspect of the present invention, when a gripping instruction for gripping an object is input from the operator by voice or an operation of a switch or the like in the transport robot, a grip command for gripping the transported object is issued. Since the data is output, the object can be conveyed after waiting for an instruction from the operator.
また、請求項6の発明によれば、腕部を動作させるアクチュエータとして電動機を用い、持上方法選択手段は電動機に印加する電流値を監視して、電流値が許容範囲を越えた場合に物体の持ち方を変えるようにしたので、物体の持ち方を自動調節することができる。 According to the invention of claim 6, an electric motor is used as an actuator for operating the arm portion, and the lifting method selection means monitors the current value applied to the electric motor, and the object is detected when the current value exceeds the allowable range. Since the way of holding is changed, the way of holding the object can be adjusted automatically.
また、請求項7の発明によれば、搬送ロボットの搬送条件情報取得手段が、物体の重量情報が記録されているタグから物体の重量を取得するように構成したので、物体の重さを実測するための時間を短縮して、物体を早く搬送することができる。 According to the seventh aspect of the invention, since the transfer condition information acquisition means of the transfer robot is configured to acquire the weight of the object from the tag in which the weight information of the object is recorded, the weight of the object is measured. It is possible to shorten the time required to carry the object and to quickly convey the object.
また、請求項8の発明によれば、搬送ロボットの搬送条件情報取得手段が、搬送する物体の外観を撮像し、撮像した外観と関連づけて記憶されている重量を重量記憶手段から取得するようにしたので、物体の重量を記録したタグが無い場合であっても、重量記憶手段に予め記憶されている物体の重量に応じた物体の持ち上げ方を決定することができる。したがって、物体の重さを実測するための時間を短縮して、物体を早く搬送することができる。 According to the eighth aspect of the invention, the transfer condition information acquisition unit of the transfer robot images the appearance of the object to be transferred, and acquires the weight stored in association with the imaged appearance from the weight storage unit. Therefore, even when there is no tag that records the weight of the object, it is possible to determine how to lift the object according to the weight of the object stored in advance in the weight storage means. Therefore, the time for actually measuring the weight of the object can be shortened and the object can be transported quickly.
また、請求項9の発明によれば、搬送ロボットの搬送条件情報取得手段が、持ち上げた物体の重量を実測して取得する重量計測手段を備えるように構成したので、物体の重量を記録したタグが無い場合であっても、また、物体の重量が未知な場合であっても、物体の重量を実測して物体の持上方法を決定することができる。そして、物体の重量が軽い場合には速く搬送し、物体が重い場合にはゆっくり搬送して搬送ロボットの転倒を防止することができる。 According to the ninth aspect of the present invention, the transfer condition information acquiring means of the transfer robot is configured to include the weight measuring means for measuring and acquiring the weight of the lifted object. Even when there is no object or when the weight of the object is unknown, the object lifting method can be determined by actually measuring the weight of the object. Then, when the weight of the object is light, it can be transported quickly, and when the object is heavy, it can be transported slowly to prevent the transport robot from falling.
また、請求項10の発明によれば、重量計測手段が実測した物体の重量とタグ情報取得手段が取得した物体の重量とが相違している場合、又はタグに搬送条件情報が記録されていない場合には、重量計測手段が実測した重量をタグに書き込むように構成した。したがって、タグに物体の重量が記録されていない場合、又はタグに記録されている物体の重量が実際の重量と異なる場合であっても、実測した重量を自動でタグに書き込んで、重量に関する情報を修正することができる。
According to the invention of
また、請求項11の発明によれば、重量計測手段が実測した物体の重量と重量検索手段が取得した物体の重量とが相違している場合、又は重量記憶手段にその物体の重量が記憶されていない場合には、重量計測手段が実測した重量を物体の外観と関連づけて重量記憶手段に記憶するように構成した。したがって、重量記憶手段に物体の重量が記録されていない場合、又は重量記憶手段に記録されている物体の重量が実際の重量と異なる場合であっても、実測した重量を自動で重量記憶手段に書き込んで、物体の重量に関する情報を修正することができる。 According to the invention of claim 11, when the weight of the object actually measured by the weight measuring means is different from the weight of the object acquired by the weight search means, or the weight of the object is stored in the weight storage means. If not, the weight measured by the weight measuring means is stored in the weight storage means in association with the appearance of the object. Therefore, even if the weight of the object is not recorded in the weight storage means or the weight of the object recorded in the weight storage means is different from the actual weight, the actually measured weight is automatically stored in the weight storage means. You can write and modify information about the weight of the object.
また、請求項12の発明によれば、搬送条件情報として、物体の重量、滑り易さ、把手の有無や個数と位置、物体のもろさ、物体を上で支えるか、又は物体を下で支えるか等の情報を取得して、物体の搬送に用いる腕部の数量、フック付きの腕部を用いるか否か、滑り止め付きの把持手段を備えた腕部を用いるか否か、又は腕部を用いて持ち上げた物体を胴体部に当接させて保持するかのいずれかの持上方法を選択し、当該持ち上げた物体を搬送することができる。 According to the twelfth aspect of the invention, the transport condition information includes the weight of the object, the ease of slipping, the presence / absence and number of handles, the fragility of the object, whether the object is supported on the upper side, or the object is supported on the lower side. Such as the number of arms used to convey the object, whether to use arms with hooks, whether to use arms with gripping means with anti-slip, or It is possible to select one of the lifting methods for holding the object lifted using the body part so that the object is brought into contact with the body part and transporting the lifted object.
また、請求項13に記載の発明によれば、搬送条件情報取得手段が取得した物体の搬送条件情報に応じて、一つの腕部を用いて物体を持ち上げるか、又は複数の腕部を用いて物体を持ち上げるかのいずれかの持上方法を選択し、当該持ち上げた物体を搬送するように構成したので、例えば搬送する物体の重量が軽い場合には一つの腕部を用いて物体を持ち上げて搬送することができ、複数の腕部がそれぞれ別個の物体を持ち上げて搬送することにより、一度に複数の物体を搬送することができる。 According to the invention of claim 13, the object is lifted by using one arm part or a plurality of arm parts is used according to the object transport condition information acquired by the transport condition information acquiring unit. Since the lifting method of either lifting the object is selected and the lifted object is transported, for example, when the weight of the transported object is light, the object is lifted using one arm. The plurality of arms can convey a plurality of objects at a time by lifting and conveying the separate objects.
一方、搬送する物体が重い場合には、その物体の重さに応じた複数の腕部を用いて物体を持ち上げて搬送することができる。腕部に弱い動力源を用いた場合であっても、複数の腕部を用いることによって、重い物体を持ち上げて搬送することができる。これにより、腕部に弱い動力源を用いることが可能となり、省電力で、周囲に対する安全性が高い搬送ロボットを提供することができる。 On the other hand, when the object to be transported is heavy, the object can be lifted and transported using a plurality of arms according to the weight of the object. Even when a weak power source is used for the arm, a heavy object can be lifted and conveyed by using a plurality of arms. As a result, it is possible to use a weak power source for the arm, and it is possible to provide a transfer robot that saves power and is highly safe with respect to the surroundings.
また、搬送条件情報として、滑り易さ、把手の有無や個数と位置、物体のもろさ、物体を上で支えるか、又は物体を下で支えるか等の情報を取得して物体の搬送に用いる腕部の数量を選択し、当該持ち上げた物体を搬送することができる。 Also, as the transport condition information, an arm used for transporting the object by acquiring information such as slipperiness, presence / absence and number and position of the handle, fragility of the object, whether the object is supported on the upper side or the object is supported on the lower side The number of parts can be selected and the lifted object can be conveyed.
また、請求項14に記載の発明によれば、搬送条件情報取得手段が取得した物体の搬送条件情報に応じて、腕部を用いて持ち上げた物体を保持するか又は腕部を用いて持ち上げた物体を胴体部に当接させて保持するかのいずれかの持上方法を選択し、当該持ち上げた物体を搬送する。したがって、搬送する物体が重い場合には、持ち上げた物体を胴体部に当接させた状態で搬送することができる。これにより、重い物体であっても、少ない動力で持ち上げた状態を維持しながら、物体を搬送することができる。搬送ロボットの腕部と胴体部との間で搬送する物体を保持することによって、搬送ロボットの重心付近に物体を保持し、腕部に弱い動力源を用いることが可能となり、省電力で、周囲に対する安全性が高い搬送ロボットを提供することができる。 According to the fourteenth aspect of the present invention, the object lifted using the arm is held or lifted using the arm in accordance with the object transport condition information acquired by the transport condition information acquiring means. Either lifting method is selected to hold the object in contact with the body, and the lifted object is transported. Therefore, when the object to be transported is heavy, it can be transported with the lifted object in contact with the body portion. Thereby, even a heavy object can be transported while maintaining a state where it is lifted with a small amount of power. By holding the object to be transferred between the arm part and the body part of the transfer robot, it is possible to hold the object near the center of gravity of the transfer robot and use a weak power source for the arm part. It is possible to provide a transfer robot with high safety against the above.
また、搬送条件情報として、滑り易さ、把手の有無や個数と位置、物体のもろさ、物体を上で支えるか、又は物体を下で支えるか等の情報を取得して、腕部を用いて持ち上げた物体を保持するか又は腕部を用いて持ち上げた物体を胴体部に当接させて保持するかのいずれかの持上方法を選択し、当該持ち上げた物体を搬送することができる。 Also, as transport condition information, information such as the ease of slipping, the presence or absence and number and position of the handles, the fragility of the object, whether the object is supported on the upper side or the object is supported on the lower side, and the arm part is used. Either a lifting method of holding the lifted object or holding the lifted object in contact with the trunk portion using the arm portion is selected, and the lifted object can be transported.
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を用いて説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の搬送ロボット10が、搬送する物体8を持とうとしている状態を示す外観図である。
FIG. 1 is an external view showing a state where the
図1に示す実施例では、搬送ロボット10が搬送する物体8は、把手9を備えた円筒形の容器であり、内容物が充填されていない場合と充填されている場合とでは物体8の重量が大きく異なる可能性がある物体である。物体8には、その物体の品名、内容物、重量情報等が記録されているRFID(Radio Frequency Identification)等のタグ25が貼付されている。
In the embodiment shown in FIG. 1, the
搬送ロボット10は、物体8の把手9を把持する把持手段22と、把持した物体8の重量を実測する重量センサ36(搬送条件情報取得手段16の機能を含む。)と、把持手段22を胴体部20に対して複数の自由度で回動自在に支持する複数の腕部12と、腕部12が持ち上げた物体8を他の場所に搬送する搬送手段14とを備えている。
The
また、搬送ロボット10は、使用者が発した把持指示等の音声指令を集音するマイクロフォン等の集音手段953と、物体8の外観を撮像して物体8の画像データを取得する撮像手段950と、集音した音声の処理、撮像した画像の処理、物体8の持ち上げを腕部12に指令する処理、物体8の持ち上げ方法の選択処理、物体8の重量情報の取得処理、持ち上げた物体の搬送処理、タグ25との通信処理、及びその他の各種処理を行う制御手段900とを備えている。なお、制御手段900内に、物体8の持ち上げ方法の選択処理を行う持上方法選択手段18、物体8の重量情報の取得処理を行う搬送条件情報取得手段16等を独立して設けてもよい。
In addition, the
次に、搬送ロボット10の全体を制御する制御手段900の構成について、図2の信号処理系ブロック図を用いて説明する。
Next, the configuration of the control means 900 that controls the
図2に示すように、制御手段900は、撮像手段950から出力される映像信号に対して画像サイズの変更、シャープネス補正、ガンマ補正、コントラスト補正、ホワイトバランス補正、圧縮処理等の画像処理を行うとともにアナログの画像信号をデジタルの画像データに変換する画像処理手段951と、集音手段953が集音した音声信号を増幅してフイルタ処理を行うとともに、アナログの音声信号をデジタルの音声データに変換する入力音声処理手段954とを備えている。
As shown in FIG. 2, the
また、制御手段900は、搬送ロボット10の腕部12を含む各関節部や搬送手段14等に設けられている複数の電動機42を駆動する電動機ドライバ40に対し、速度信号又は加速度信号等のアナログの駆動信号を出力するD/A変換器959と、電動機42の駆動量を検出するエンコーダ44等から電動機42の駆動パルスを取得して各電動機42の駆動量を計数するカウンタ969と、電動機42に供給する電流値を検出する電流センサ38からアナログの電流信号を入力してデジタルデータに変換するA/D変換器958とを備えている。D/A変換器959は、複数のアナログ出力ポートを備えており、複数の電動機ドライバ40に対して駆動信号を出力することが可能となっている。また、A/D変換器958は複数のアナログ入力ポートを備えており、物体8の重量を実測する重量センサ36から物体8の重量情報を入力し、デジタルデータに変換することが可能となっている。
In addition, the
制御手段900は、通信手段として、無線LANや専用の周波数帯を用いて情報の送受信を行って、搬送ロボット10を外部の通信機器から制御するための電波を入出力するアンテナ960と、外部の通信機器と情報の送受信を行う無線送受信手段961と、タグ25から物体8の品名、内容物、重量情報、又は搬送条件情報等のタグ情報を受信するタグリーダ26(タグ情報取得手段の機能を含む。)と、タグ25に対して実測した物体8の重量等のタグ情報を書き込む処理等を行うタグライタ28(重量書込手段の機能を含む。)と、タグリーダ26及びタグライタ28と通信を行って、タグリーダ26に対してタグ情報の取得を指示し、タグライタ28に対してタグ情報の出力を指示することが可能なシリアルインターフェース964と、キーボードやスイッチ等から構成される入力手段970と、入力手段970が使用者から入力した各種指示情報をバス999を介してCPU等から構成される情報処理手段980に伝達する入力インターフェース971と、文字や画像を使用者に対して表示する表示手段972と、情報処理手段980からバス999を介して表示情報を取得して映像信号に変換して表示手段972に出力する表示インターフェース973とを備えている。
The
また、制御手段900は、撮像手段950が撮影した物体8の外観とその物体8の重量とを予め関連付けて記憶している重量記憶手段30の機能を備えたハードディスク、半導体メモリ等の記憶手段984を備えている。記憶手段984は、各種処理プログラムや定数を記憶すると共に、情報処理手段980の作業領域として用いることが可能となっている。
The
また、制御手段900は、各種処理プログラムや定数等を一時的に記憶すると共に情報処理手段980の作業領域として用いることが可能なRAM981と、情報処理手段980が実行するBIOS(basic input output system)等のプログラムや定数などの各種情報を記憶するROM983と、時間を計測するタイマ990とを備えている。
The
また、制御手段900は、無線の通信処理、入力手段970から入力した情報の処理、表示手段972に各種情報を表示するための表示処理、記憶手段984、RAM981、又はROM983等に対する情報の書き込み又は読み出し処理、物体8の搬送条件情報を取得する処理、物体8の持ち上げ方法を選択する処理、物体を持ち上げる処理、物体を下ろす処理、物体を搬送する処理、又はその他の各種処理をプログラムに基づいて実行する情報処理手段980を備えている。
The
制御手段900の情報処理手段980とその周辺の回路は、バス999で接続されており、相互に高速な情報の伝達を行うことが可能となっている。そして情報処理手段980にて動作するプログラムの指示に基づいて、情報処理手段980は周辺の回路を制御することが可能となっている。
The
なお、情報処理手段980にて実行されるプログラムは、記録媒体や通信によって提供することが可能である。また、各周辺の回路をASIC等で構成することも可能である。
The program executed by the
図2に示す例では、重量記憶手段30が記憶手段984内部に設けられている実施形態で説明してあるが、重量記憶手段30を外部の通信機器に設け、無線送受信手段961を介して物体8の外観に対応した重量を取得するように構成してもよい。
In the example shown in FIG. 2, the embodiment has been described in which the
[搬送条件情報取得手段16について]
搬送条件情報取得手段16は、物体8の重量、滑り易さ、把手の有無や個数と位置、物体のもろさ、物体を上で支えるか、又は物体を下で支えるか等の搬送条件情報を取得する。
[Conveying condition information acquisition means 16]
The transport condition information acquisition means 16 acquires transport condition information such as the weight of the
例えば搬送条件情報取得手段16として、物体8の重量情報が記録されているタグ25から、物体8の重量を取得するタグリーダ26(タグ情報取得手段)を用いることができる。タグリーダ26を介して情報処理手段980が物体8を持ち上げる前に、物体8の重量を取得しておくことによって、物体8の重量に応じた物体の持ち上げ方を決定することができる。
For example, a tag reader 26 (tag information acquisition unit) that acquires the weight of the
これにより、物体8の重さを実測するための時間を短縮して、物体8を早く目的の場所まで搬送することができる。タグリーダ26は、無線による通信を用いた非接触式のものや二次元コードを用いた画像処理によるものが好ましいが、本発明は非接触式のものに限定するものではない。
Thereby, the time for actually measuring the weight of the
また、搬送条件情報取得手段16として、撮像手段950を用いて物体8の外観を撮像し、その画像に対して画像処理を行って物体8の外観を抽出し、物体8の外観とその物体8の重量とを予め関連づけて記憶している重量記憶手段30を参照して、撮像手段950が撮像した物体8の外観と関連づけて記憶されている重量を取得する重量検索手段32を用いる構成としてもよい。重量検索手段32の機能は、情報処理手段980が実行するプログラムを用いて実現してもよいし、専用の処理回路を用いて実現してもよい。
Further, as the conveyance condition
重量検索手段32を用いて物体8の重量を取得することによって、物体8の重量を記録したタグ25が存在しない場合であっても、重量記憶手段30を参照して取得した重量に応じて物体8の持ち上げ方を決定することができる。したがって、物体8の重さを実測するための時間を短縮して、物体8を早く所定の場所まで搬送することができる。
By acquiring the weight of the
また、搬送条件情報取得手段16として、持ち上げた物体8の重量を実測して取得するロードセンサ等の重量センサ36(重量計測手段の機能を含む。)を用い、情報処理手段980が重量センサ36が出力した重量情報をA/D変換器958を介して取得するように構成してもよい。
In addition, a weight sensor 36 (including a function of a weight measuring unit) such as a load sensor that measures and acquires the weight of the lifted
また、搬送条件情報取得手段16として重量センサ36を用いることにより、物体8の重量を記録したタグ25が無い場合であっても、また、物体8の重量が未知な場合であっても、物体8の重量を実測して物体8の持ち上げ方を決定することができる。そして、物体8の重量が軽い場合には速く搬送し、物体8が重い場合にはゆっくり搬送することができる。
Further, by using the
また、情報処理手段980が、腕部12を動作させるアクチュエータとして機能する電動機42に印加されている電流値を、電流センサ38及びA/D変換器958を介して取得し、その取得した電流値を変換して物体8の重量として算出するように構成してもよい。また、搬送条件情報取得手段16の機能を、情報処理手段980が実現する代わりに、専用の素子を設ける構成としてもよい。なお、電動機42に印加した電流値は、電動機42にてトルクや推力に変換されるため、間接的に物体8の重量を算出することができる。また、フィードバックループ内の電流値は変動が激しいので、適宜平均化処理等を行って物体8の重量を算出するとよい。
In addition, the
[持上方法選択手段18について]
持上方法選択手段18は、物体8の搬送条件情報に応じて、腕部12を用いた物体8の持ち上げ方法を選択する機能を備えている。また、持上方法選択手段18は、物体8の搬送条件情報に応じて、物体を持ち上げる際に用いる腕部12の数量、フック付きの腕部12を用いるか否か、滑り止め付きの把持手段22を備えた腕部12を用いるか否か、又は腕部12を用いて持ち上げた物体8を胴体部20に当接させて保持するか否か等の持上方法を選択する機能を備えている。
[About lifting method selection means 18]
The lifting method selection means 18 has a function of selecting a method for lifting the
持上方法選択手段18は、持ち上げ動作を行う物体8の重量に応じて、一つの腕部12を用いて物体8を持ち上げるか、又は複数の腕部12を用いて物体8を持ち上げるかのいずれかの持上方法を選択する機能を備えている。
The lifting method selecting means 18 either lifts the
搬送する物体8が重い場合には、物体8の重さ等に応じて複数の腕部12を用い、その物体8を持ち上げて搬送することができるので、腕部12に出力の弱い電動機42を用いた場合であっても、複数の腕部12を用いることによって、重い物体を持ち上げて搬送することができる。したがって、腕部12に出力の弱い電動機42を用いることが可能となり、省電力で、周囲に対する安全性が高い搬送ロボット10を提供することができる。
When the
また、持上方法選択手段18は、物体8の重量に応じて、持ち上げた物体8を腕部12により保持するか、又は腕部12と胴体部20とを併用して保持するかのいずれかの持上方法を選択する機能を備えている。
Further, the lifting method selection means 18 either holds the lifted
物体8の重量等に応じて搬送ロボット10の腕部12と胴体部20との間に搬送する物体8を保持することによって、搬送ロボット10の重心付近に物体を保持し、腕部12に弱い動力源を用いることが可能となり、省電力で、周囲に対する安全性が高い搬送ロボット10を提供することができる。
By holding the
なお、持上方法選択手段18の機能は、情報処理手段980が実現するようにしてもよいし、専用の処理回路を用いて実現するようにしてもよい。 Note that the function of the lifting method selection means 18 may be realized by the information processing means 980 or may be realized by using a dedicated processing circuit.
[制御手段900について]
制御手段900は、処理プログラムに基づいて、搬送ロボット10全体の制御や通信処理等の各種処理を実行する。また、情報処理手段980は、処理プログラムに基づいて、搬送条件情報取得手段16の一部の機能や、持上方法選択手段18としての機能を実現することが可能となっている。
[About the control means 900]
The
次に、搬送ロボット10が物体8の重量に応じて持上方法を選択する処理について、図3を用いて説明する。
Next, processing in which the
図3は、物体8の持上方法を選択する処理のフローチャートである。以下の説明では、物体8の持上方法を選択する処理を制御手段900の情報処理手段980が実行する実施形態として説明する。
FIG. 3 is a flowchart of a process for selecting a method for lifting the
物体持上処理が実行されると、情報処理手段980が実行する処理はステップS102「把持指令入力?」(以降S102のように省略して記載する。)の判断に進み、操作者から物体8の把持が指示されるのを待つ処理を行う。 When the object lifting process is executed, the process executed by the information processing means 980 proceeds to the determination in step S102 “Grip command input?” (Hereinafter abbreviated as S102), and the object 8 A process of waiting for an instruction for gripping is performed.
搬送ロボット10の操作者が、音声又は外部の通信機器を操作して物体8を把持して搬送する旨を指示すると、情報処理手段980が実行する処理は、次のS104「対象物位置認識」に進む。
When the operator of the
操作者による物体8の把持指示が音声により指示された場合には、操作者が発した音声を集音手段953が集音して音声信号に変換する。その音声信号は、入力音声処理手段954が入力してデジタルの音声データに変換して、情報処理手段980に出力する。音声データを入力した情報処理手段980は、音声認識処理を行って、把持指令を入力したか否かの判断を行う。
When the operator instructs to hold the
また、物体8の把持指示が外部の通信機器から発せられた場合には、外部の通信機器が発した把持指示を、アンテナ960及び無線送受信手段961を介して情報処理手段980が取得して、取得した情報が把持指令であるか否かの判断を行う。
Further, when a gripping instruction for the
S104にて情報処理手段980は、撮像手段950が撮像して得た画像データを解析して、把持する物体8とその位置を認識する処理を行う。物体8を認識した場合には、次のS106「把持可能位置まで移動」の処理に進む。
In step S104, the
S106にて情報処理手段980は、認識した物体8の場所まで移動するための速度カーブを生成し、時刻に応じた速度指令を、D/A変換器959を介して搬送手段14の電動機ドライバ40に出力して、搬送ロボット10を移動させる処理を行う。所定の位置に到着したら、次のS108「対象物認識」の処理に進む。
In S106, the
S108にて情報処理手段980は、撮像手段950が撮像して得た画像データを解析して、把持する物体8を認識する処理を行う。
In S108, the
次のS110「重量記憶手段照会」にて情報処理手段980は、その認識した物体8の重量に関する情報を含む搬送条件情報を取得する。S110では、1乃至複数種類の物体の外観とその重量とを予め関連づけて記憶している重量記憶手段30から、物体8の外観と関連づけて記憶されている重量を取得する処理を行う。
In the next S110 “query weight storage means”, the information processing means 980 acquires transport condition information including information on the weight of the recognized
次のS112「重量既知?」の判断では、重量記憶手段30を参照した結果、物体8の重量を取得することができたか否かの判断を行っている。もし、重量記憶手段30から物体8の重量を取得することができなかった場合(S112;No)には、情報処理手段980が実行する処理はS114「タグに重量情報あり?」の判断に分岐し、もし物体8の重量を取得することができた場合(S112;Yes)には、S130「物体重量判断」の処理に分岐する。
In the next determination of S112 “Weight known?”, It is determined whether or not the weight of the
S114にて情報処理手段980は、シリアルインターフェース964及びタグリーダ26を介してタグ25と通信を行って、重量情報を取得する処理を試みる。タグ25に重量情報が記録されていた場合(S114;Yes)には、情報処理手段980が実行する処理はS130に分岐する。もし、タグ25を参照しても物体8の重量情報を取得することができなかった場合(S114;No)には、S116「持上方法の自動調節」の処理に進む。S116の処理については、図8を用いて別途説明する。
In S114, the information processing means 980 communicates with the
S116にて物体8の持ち方が決定したら、S144「把持する」の処理に進み、情報処理手段980は、D/A変換器959を介して腕部12を駆動するための速度カーブを生成し、時刻に応じた速度指令をD/A変換器959を介して腕部12の電動機ドライバ40に出力して、物体8を把持して持ち上げる処理を行う。物体8の把持及び持ち上げ処理が終了すると、S146「把持終了」に進み、別途の搬送処理に進む。
When the holding method of the
物体8を搬送する場合には、情報処理手段980は物体8の重量に応じて搬送するための搬送速度又は搬送加速度を盛り込んだ速度カーブを生成し、時刻に応じた速度指令をD/A変換器959を介して搬送手段14の電動機ドライバ40に出力して、搬送ロボット10を移動させる処理を行う。所定の位置に到着したら、物体8を下ろす処理を行って、物体8の搬送処理を終了する。
When the
次に、S130以降の処理について説明する。 Next, the processing after S130 will be described.
物体8の重量が既知の場合(S112;Yes)には、物体8の重量に応じて持ち方を選択する処理を行う。例えば、腕部12を駆動するアクチュエータやドライバ等の能力の関係で、一つの腕部12を用いた場合の制限重量が1kgfに制限されている場合であって、物体8の重量Xが1kgf以下であるときは、S132へ分岐して、一つの腕部12を用いて物体8の把手9を把持する持上方法を選択する。
When the weight of the
この持上方法を選択して搬送ロボット10が物体8を把持した状態を図4に示す。この状態では、使用していない腕部12を用いて他の物体を把持することが可能となり、簡単な動作で効率よく複数の物体を搬送することができる。
FIG. 4 shows a state where the lifting method is selected and the
また、S130において、搬送ロボット10に備わっている複数の腕部12を用いた場合の制限重量が5kgfである場合であって、物体8の重量Xが1kgfより重く、5kgf以下であるときは、S134へ分岐して、搬送ロボット10の複数の腕部12を用いて物体8を把持する持上方法を選択し、物体8の持ち上げ処理を試みる。
In S130, when the limit weight when using the plurality of
この持上方法を選択して搬送ロボット10が物体8を把持した状態を図5及び図6に示す。図5に示す例では、2組の腕部12を用いて物体8の把手9を把持し、物体を持ち上げようとしている。この動作を行うことにより、より重い物体を持ち上げて搬送することができる。
FIGS. 5 and 6 show a state where the lifting method is selected and the
更に、図6に示す例では2組の腕部12を用いて物体8を抱えるように把持し、物体を持ち上げている。この動作を行うことにより、腕部12にかかるモーメントMを減少させることが可能となり、重い物体を持ち上げて搬送することができる。物体8を抱き抱えるように把持する動作順序については、図9〜図11を用いて別途説明する。
Further, in the example shown in FIG. 6, the
また、S130において、物体8の重量Xが5kgfよりも重い場合には、S136「持てる大きさ?」へ分岐して、撮像手段950が撮像して得た画像データを解析した結果、物体8の大きさが当該搬送ロボット10で持ち上げることが可能な大きさであるか否かの判断を行う。
In S130, when the weight X of the
S136にて情報処理手段980が、物体8の大きさは当該搬送ロボット10が持てる大きさでないと判断した場合(S130;No)には、把持不可能と判断して、S140へ進み、物体の持ち上げ処理を終了する。そして、表示手段972にその旨を表示して操作者に通知するとともに、無線送受信手段961を介して外部の通信機器に対してエラーメッセージを出力する。
If the
一方、S136にて情報処理手段980が、物体8の大きさは当該搬送ロボット10が持てる大きさであると判断した場合(S130;Yes)には、S138の処理に進み、持ち上げた物体を搬送ロボット10の胴体部20に当接させて保持する持上方法を選択する。これにより、重い物体8であっても、少ない動力で持ち上げた状態を維持しながら、物体8を搬送することができる。
On the other hand, if the
この持上方法を選択して搬送ロボット10が物体8を把持した状態を図7に示す。図7に示す例では、2組の腕部12を用いて物体8を搬送ロボット10の胴体部20に当接させ、持ち上げた物体を維持している。この動作を行うことにより、腕部12にかかるモーメントMを更に減少させることが可能となり、より重い物体であっても、持ち上げて搬送することができる。また、搬送ロボット10の転倒の可能性を減少させることが可能となる。
FIG. 7 shows a state where the lifting method is selected and the
持上方法の選択が終了し、物体8の持ち上げ処理を実行すると、情報処理手段980が実行する処理はS142「持てる?(電流許容範囲?)」の判断に進む。S142にて情報処理手段980は、腕部12の各間接部に配置した各電動機42に供給している電流値を、電流センサ38及びA/D変換器958を介して取得する。この取得した電流値が、許容されている電流値以内である場合(S142;Yes)には、そのまま物体8を把持して搬送する処理を行う。
When the selection of the lifting method is completed and the lifting process of the
一方、S142にて取得した電流値が、許容されている電流値の範囲を超過している場合には、情報処理手段980が実行する処理はS116に分岐して、持上方法の自動調節を行う。前述のように、S130〜S138までの処理は、物体8の重量が既知の場合の処理である。しかし、物体8の重量が既知であっても、物体8が例えば液体の容器であって、内容物の存在によって物体8の総重量が大きく異なる場合には、S116の処理に分岐して、持上方法を自動で調節することができる。
On the other hand, if the current value acquired in S142 exceeds the allowable current value range, the processing executed by the information processing means 980 branches to S116, and the lifting method is automatically adjusted. Do. As described above, the processing from S130 to S138 is processing when the weight of the
次に、物体8の持上方法を自動調節する処理について、図8を用いて説明する。
Next, processing for automatically adjusting the lifting method of the
図8は、物体8の重量が未知の場合に、情報処理手段980が実行する持上方法の自動調節処理のフローチャートである。
FIG. 8 is a flowchart of the lifting method automatic adjustment process executed by the
情報処理手段980が実行する処理が、図3に示したS116に分岐してくると、次に実行する処理は図8に示すS204に進み、図4に示したように、一つの腕部12を用いて物体8の把手9を把持する動作を試みる。そして、次のS206「持てるか?(電流許容範囲?)」の判断に進む。
When the process executed by the information processing means 980 branches to S116 shown in FIG. 3, the process to be executed next proceeds to S204 shown in FIG. 8, and as shown in FIG. An attempt is made to grip the
S206にて情報処理手段980は、この持上方法において腕部12の各間接部に配置した各電動機42に供給している電流値を、電流センサ38及びA/D変換器958を介して取得する。この取得した電流値が、許容されている電流値以内である場合(S206;Yes)にはS216「持ち方を記憶」の処理に進む。
In S206, the information processing means 980 obtains the current value supplied to each
一方、取得した電流値が、許容されている電流値の範囲を超過している場合(S206;No)には、S208の処理に進み、図5及び図6に示したように、搬送ロボット10の複数の腕部12を用いて物体8を把持する持上方法を選択し、物体8の持ち上げ処理を試みる。そして、次のS210「持てるか?(電流許容範囲?)」の判断に進む。
On the other hand, when the acquired current value exceeds the allowable current value range (S206; No), the process proceeds to S208, and as shown in FIGS. A lifting method for gripping the
S210にて情報処理手段980は、この持上方法において腕部12の各間接部に配置した各電動機42に供給している電流値を取得し、この電流値が許容範囲内であるか否かの判断を行う。電流値が許容されている電流値以内である場合(S210;Yes)にはS216「持ち方を記憶」の処理に進む。
In S210, the information processing means 980 obtains a current value supplied to each
一方、取得した電流値が、許容されている電流値の範囲を超過している場合(S210;No)には、S212の処理に進み、図7に示したように、持ち上げた物体を搬送ロボット10の胴体部20に当接させて保持する持上方法を選択し、物体8の持ち上げ処理を試みる。そして、次のS214「持てるか?(電流許容範囲?)」の判断に進む。
On the other hand, when the acquired current value exceeds the allowable current value range (S210; No), the process proceeds to S212, and as shown in FIG. A lifting method for holding the
S214にて情報処理手段980は、この持上方法において腕部12の各間接部に配置した各電動機42に供給している電流値を取得し、この電流値が許容範囲内であるか否かの判断を行う。電流値が許容されている電流値以内である場合(S214;Yes)にはS216「持ち方を記憶」の処理に進む。
In S214, the information processing means 980 obtains the current value supplied to each
一方、取得した電流値が、許容されている電流値の範囲を超過している場合(S214;No)には、S220「把持不可能終了」の処理に進み、物体8の持ち上げ処理を終了する。そして、表示手段972にその旨を表示して操作者に通知するとともに、無線送受信手段961を介して外部の通信機器に対してエラーメッセージを出力する。
On the other hand, when the acquired current value exceeds the allowable current value range (S214; No), the process proceeds to S220 “end of gripping end”, and the lifting process of the
S216にて情報処理手段980は、当該物体8の持上方法を選択し、決定した持上方法を物体の名称や外観と関連付けて記憶手段984に記憶する。そして情報処理手段980(重量書込手段の機能を含む)は、物体8に関する情報が記憶されているタグ25が存在する場合には、実測した物体8の重量情報及び選択した持上方法を、シリアルインターフェース964及びタグライタ28に出力して、タグ25に書き込む処理を行う。そして、情報処理手段980が実行する処理は、図3に示すS144に進み、持上方法の自動調節処理を終了する。
In S216, the
なお、物体8の重量を検出するにあたり、重量センサ36が実測した重量を用いて判断する処理を採用するようにしてもよいし、情報処理手段980が電動機42に供給している電流値を検出して物体8の重量に変換して取得するようにしてもよい。
In detecting the weight of the
上記のように持上方法を自動調節することによって、未知の重量の物体であっても、適切な持上方法を決定することができる。また、物体の重量がタグ25に記憶されていな場合や、タグに記憶されている重量情報が実際の重量と異なる場合であっても、実測した重量情報をタグ25に履歴として記録して、物体を搬送することが可能となる。
By automatically adjusting the lifting method as described above, an appropriate lifting method can be determined even for an object of unknown weight. Further, even when the weight of the object is not stored in the
図9〜図11に、搬送ロボット10が大きな物体108を複数の腕部12を用いて持ち上げてから、物体108を胴体部20に当接させて保持するまでの動作順序を示す。
9 to 11 show an operation sequence from when the
搬送ロボット10が物体108の把持指令を入力して、物体108の位置を認識すると、搬送ロボット10は、図9に示すように、複数の腕部12を用いて物体108を把持することが可能な位置まで移動する処理を行う。
When the
搬送ロボット10が所定の位置に到着すると、図10に示すように、搬送ロボット10は複数の腕部12を用いて物体108を把持する動作を行う。
When the
物体108が大きなものであって、把持手段22では把持することができない物体であると情報処理手段980が判断した場合、物体108の重量が重いために腕部12だけで持ち上げた状態では腕部12に過大なモーメントが加わると情報処理手段980が判断した場合、物体108が滑り易い物体である場合、把手9が存在しない場合、把手9の個数が少ない場合、把手9が適切な位置に存在しない場合、物体108がもろい物である場合、又は物体108を下から支える必要がある場合には、図11に示すように、持ち上げた物体108を胴体部20に当接させて保持する。
When the
このように搬送ロボット10を制御することによって、重く、大きな物体や搬送しにくい物体であっても、安全に持ち上げて搬送することが可能となる。
By controlling the
8、108 物体
9 把手
10 搬送ロボット
12 腕部
14 搬送手段
16 搬送条件情報取得手段
18 持上方法選択手段
20 胴体部
22 把持手段
25 タグ
26 タグリーダ
28 タグライタ
30 重量記憶手段
32 重量検索手段
36 重量センサ
38 電流センサ
40 電動機ドライバ
42 電動機
44 エンコーダ
900 制御手段
950 撮像手段
951 画像処理手段
953 集音手段
954 入力音声処理手段
958 A/D変換器
959 D/A変換器
960 アンテナ
961 無線送受信手段
964 シリアルインターフェース
969 カウンタ
970 入力手段
971 入力インターフェース
972 表示手段
973 表示インターフェース
980 情報処理手段
981 RAM
983 ROM
984 記憶手段
990 タイマ
999 バス
8, 108
983 ROM
984 Storage means 990
Claims (14)
前記腕部が持ち上げた物体を搬送する搬送手段と、
前記物体の搬送条件情報を取得する搬送条件情報取得手段と、
前記取得した物体の搬送条件情報に応じて、前記腕部を用いた前記物体の持ち上げ方法又は前記腕部を選択する持上方法選択手段と、
前記持上方法選択手段が選択した持上方法による前記物体の持ち上げを前記腕部に指令し、前記持ち上げた物体の搬送を前記搬送手段に指令する制御手段と、
を備え、前記持ち上げた物体を搬送することを特徴とする搬送ロボット。 An arm that lifts the object to be conveyed;
Transport means for transporting the object lifted by the arm,
Transport condition information acquisition means for acquiring transport condition information of the object;
A lifting method selecting means for selecting the method of lifting the object using the arm or the arm according to the acquired conveyance condition information of the object;
Control means for instructing the arm portion to lift the object by the lifting method selected by the lifting method selection means, and for instructing the conveying means to convey the lifted object;
A transport robot comprising the lifted object.
前記腕部が持ち上げた物体を搬送する搬送手段と、
前記物体の搬送条件情報を取得する搬送条件情報取得手段と、
前記取得した物体の搬送条件情報に応じて、一つの前記腕部を用いて前記物体を持ち上げるか、又は複数の前記腕部を用いて前記物体を持ち上げるかのいずれかの持上方法を選択する持上方法選択手段と、
前記持上方法選択手段が選択した持上方法による前記物体の持ち上げを前記腕部に指令し、前記持ち上げた物体の搬送を前記搬送手段に指令する制御手段と、
を備え、前記持ち上げた物体を搬送することを特徴とする搬送ロボット。 A plurality of arms for lifting an object to be conveyed;
Transport means for transporting the object lifted by the arm,
Transport condition information acquisition means for acquiring transport condition information of the object;
In accordance with the acquired transport condition information of the object, a lifting method is selected from either lifting the object using one arm or lifting the object using a plurality of arms. Lifting method selection means;
Control means for instructing the arm portion to lift the object by the lifting method selected by the lifting method selection means, and for instructing the conveying means to convey the lifted object;
A transport robot comprising the lifted object.
前記持ち上げた物体を当接させる胴体部と、
前記腕部が持ち上げた物体を搬送する搬送手段と、
前記物体の搬送条件情報を取得する搬送条件情報取得手段と、
前記取得した物体の搬送条件情報に応じて、前記腕部を用いて前記持ち上げた物体を保持するか、又は前記腕部を用いて前記持ち上げた物体を前記胴体部に当接させて保持するかのいずれかの持上方法を選択する持上方法選択手段と、
前記持上方法選択手段が選択した持上方法による前記物体の持ち上げを前記腕部に指令し、前記持ち上げた物体の搬送を前記搬送手段に指令する制御手段と、
を備え、前記持ち上げた物体を搬送することを特徴とする搬送ロボット。 An arm that lifts the object to be conveyed;
A body part for contacting the lifted object;
Transport means for transporting the object lifted by the arm,
Transport condition information acquisition means for acquiring transport condition information of the object;
Whether to hold the lifted object using the arm or to hold the lifted object in contact with the torso using the arm according to the acquired transport condition information of the object A lifting method selecting means for selecting any lifting method of
Control means for instructing the arm portion to lift the object by the lifting method selected by the lifting method selection means, and for instructing the conveying means to convey the lifted object;
A transport robot comprising the lifted object.
前記物体を把持する旨の把持指示が、操作者から音声又はスイッチ等の操作により入力されると、前記把持手段に対して物体を把持させるための把持指令を出力する把持指令出力手段を備えることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の搬送ロボット。 Gripping means for gripping the object when lifting the object to be transported;
When a gripping instruction for gripping the object is input from an operator by an operation such as a voice or a switch, gripping command output means for outputting a gripping command for causing the gripping means to grip the object is provided. The transfer robot according to claim 1, wherein:
前記持上方法選択手段は、前記電動機に印加する電流値を検出し、その電流値が許容範囲を超えた場合に、複数の前記腕部を用いて前記物体を持ち上げるか、又は、前記腕部を用いて前記持ち上げた物体を前記胴体部に当接させて保持するかのいずれかの持上方法を選択することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の搬送ロボット。 An electric motor is used as an actuator for operating the arm, and the control means performs control of a current applied to the electric motor when lifting the object,
The lifting method selecting means detects a current value to be applied to the electric motor, and when the current value exceeds an allowable range, lifts the object using a plurality of the arm parts, or the arm parts The transfer robot according to any one of claims 1 to 5, wherein one of the lifting methods is selected by using to hold the lifted object in contact with the body portion.
前記重量計測手段が実測した物体の重量と、前記タグ情報取得手段が取得した物体の重量とが相違している場合、又は前記タグに搬送条件情報が記録されていない場合には、前記重量計測手段が実測した重量を前記タグに書き込むタグ情報書込手段を備えることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の搬送ロボット。 The transport condition information acquisition means acquires weight condition means for measuring and acquiring the weight of the lifted object and transport condition information including the weight of the object from a tag in which the transport condition information of the object is recorded in advance. Tag information acquisition means,
If the weight of the object actually measured by the weight measuring unit is different from the weight of the object acquired by the tag information acquiring unit, or if no conveyance condition information is recorded on the tag, the weight measurement is performed. The transfer robot according to claim 1, further comprising tag information writing means for writing the weight actually measured by the means to the tag.
前記重量計測手段が実測した物体の重量と、前記重量検索手段が取得した物体の重量とが相違している場合、又は前記重量記憶手段にその物体の重量が記憶されていない場合には、前記重量計測手段が実測した重量を物体の外観と関連づけて前記重量記憶手段に記憶させる重量書込手段を備えることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の搬送ロボット。 The transport condition information acquisition means stores in advance a weight measurement means for measuring and acquiring the weight of the lifted object, an imaging means for imaging the appearance of the object, and the appearance of the object and the weight of the object in association with each other. Weight storage means, and weight search means for acquiring the weight stored in association with the appearance imaged by the imaging means from the weight storage means,
When the weight of the object actually measured by the weight measuring means is different from the weight of the object acquired by the weight search means, or when the weight of the object is not stored in the weight storage means, The transport robot according to claim 1, further comprising a weight writing unit that stores the weight actually measured by the weight measuring unit in the weight storage unit in association with the appearance of the object.
前記情報処理手段に、
前記搬送条件情報取得手段から、前記物体の搬送条件情報を取得する機能と、
前記取得した物体の搬送条件情報に応じて、前記腕部を用いた前記物体の持ち上げ方法又は前記腕部を選択する機能と、
前記選択した持上方法による前記物体の持ち上げを前記腕部に指令し、前記持ち上げた物体の搬送を前記搬送手段に指令する機能と、
を実現させることを特徴とする搬送プログラム。 While controlling the arm part which lifts the object to convey, the conveyance means which conveys the object which the arm part lifted, the conveyance condition information acquisition means which acquires the conveyance condition information of the object, and the arm part and the conveyance means A transfer program executed by an information processing means of a transfer robot comprising information processing means for acquiring transfer condition information from the transfer condition information acquiring means,
In the information processing means,
A function of acquiring transport condition information of the object from the transport condition information acquiring means;
A function of selecting the method of lifting the object using the arm or the arm according to the acquired conveyance condition information of the object;
A function of instructing the arm to lift the object by the selected lifting method, and a function of instructing the transport means to transport the lifted object;
A conveyance program characterized by realizing the above.
前記情報処理手段に、
前記搬送条件情報取得手段から、前記物体の搬送条件情報を取得する機能と、
前記取得した物体の搬送条件情報に応じて、一つの前記腕部を用いて前記物体を持ち上げるか、又は複数の前記腕部を用いて前記物体を持ち上げるかのいずれかの持上方法を選択する機能と、
前記選択した持上方法による前記物体の持ち上げを前記腕部に指令し、前記持ち上げた物体の搬送を前記搬送手段に指令する機能と、
を実現させることを特徴とする搬送プログラム。 A plurality of arms for lifting an object to be transported, transport means for transporting an object lifted by the arm, transport condition information acquiring means for acquiring transport condition information of the object, and controlling the arm section and the transport means And a transfer program executed by the information processing means of the transfer robot comprising information processing means for acquiring transfer condition information from the transfer condition information acquiring means,
In the information processing means,
A function of acquiring transport condition information of the object from the transport condition information acquiring means;
In accordance with the acquired transport condition information of the object, a lifting method is selected from either lifting the object using one arm or lifting the object using a plurality of arms. Function and
A function of instructing the arm to lift the object by the selected lifting method, and a function of instructing the transport means to transport the lifted object;
A conveyance program characterized by realizing the above.
前記情報処理手段に、
前記搬送条件情報取得手段から、前記物体の搬送条件情報を取得する機能と、
前記取得した物体の搬送条件情報に応じて、前記腕部を用いて前記持ち上げた物体を保持するか、又は前記腕部を用いて前記持ち上げた物体を前記胴体部に当接させて保持するかのいずれかの持上方法を選択する機能と、
前記選択した持上方法による前記物体の持ち上げを前記腕部に指令し、前記持ち上げた物体の搬送を前記搬送手段に指令する機能と、
を実現させることを特徴とする搬送プログラム。 An arm part for lifting an object to be conveyed; a body part for contacting the lifted object; a conveying means for conveying the object lifted by the arm part; and a conveyance condition information acquiring means for acquiring conveyance condition information of the object A transfer program executed by an information processing unit of a transfer robot including an information processing unit that controls the arm unit and the transfer unit and acquires the transfer condition information of the object from the transfer condition information acquisition unit,
In the information processing means,
A function of acquiring transport condition information of the object from the transport condition information acquiring means;
Whether the arm is used to hold the lifted object or the arm is used to hold the lifted object in contact with the body according to the acquired object transport condition information A function to select one of the lifting methods,
Commanding the arm to lift the object by the selected lifting method, and commanding the transport means to transport the lifted object;
A conveyance program characterized by realizing the above.
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