JP2009028831A - Work robot system - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To complete prescribed work without leaving a region unworked without requiring the follow-up of a person by autonomously responding to the occurrence of an abnormality during work such as a failure in a work robot, in a limited number of the work robots by a simple structure in a work robot system. <P>SOLUTION: The work robot system 1 is equipped with a plurality of work robots 2A-2D each having a battery as a power source for performing prescribed work by autonomously moving to a work region, and a central control device 3 for receiving information on an own condition and work condition including a battery voltage from each of the work robots 2A-2D and outputting a command for controlling each of the work robots 2A-2D. When the abnormality occurs in one work robot 2C, the central control device 3 selects the work robot 2B having the highest battery voltage other than the work robot 2C in which the abnormality has occurred, and makes the selected work robot 2B to take place of the work robot 2C in which the abnormality has occurred. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、自律的に作業領域まで移動して作業を行う複数の作業ロボットを備えた作業ロボットシステムに関する。   The present invention relates to a work robot system including a plurality of work robots that autonomously move to a work area and perform work.

従来から、自律的に移動する複数の作業ロボットを備えた作業ロボットシステムを用いて、清掃や運搬などの人手による作業を代替させることが行われている。作業ロボットシステムにおいては、人手を煩わすことなく、より効率的に稼動させることが望まれている。そこで、複数の移動体を制御する集中監視装置が作業ポイントからの作業要求信号を受けると、各移動体の作業状況と現在位置とに基づいて、例えば、待機中の移動体の中から、その作業ポイントに近い優先順位の高い移動体を最適な移動体として選定し、選定した移動体を作業ポイントに派遣する集中監視制御システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開平１０−３２００４８号公報 2. Description of the Related Art Conventionally, manual work such as cleaning and transportation has been replaced by using a work robot system including a plurality of work robots that move autonomously. In a work robot system, it is desired to operate more efficiently without bothering people. Therefore, when a centralized monitoring device that controls a plurality of moving bodies receives a work request signal from a work point, based on the work status and the current position of each moving body, for example, from among the waiting moving bodies, A centralized monitoring control system is known in which a moving body having a high priority close to a work point is selected as an optimum moving body, and the selected moving body is dispatched to the work point (see, for example, Patent Document 1).
Japanese Patent Laid-Open No. 10-320048

しかしながら、上述した特許文献１に示されるような集中監視制御システムは、作業ポイントからの要求に応じて移動体に作業を行わせるものであり、システムの管理のもとで所定の作業を行うものではない。例えば、日々の日課として定められた作業を、いわば請け負った形で処理する場合には、上述のような集中監視制御システムとは別の作業ロボットシステムを構築する必要がある。このような作業ロボットシステムの作業として、所定範囲の床面や路面を作業領域として行う清掃作業などがある。   However, the centralized monitoring and control system as shown in Patent Document 1 described above is to allow a mobile body to perform work in response to a request from a work point, and performs a predetermined work under the management of the system. is not. For example, in the case where the work determined as a daily routine is processed in a so-called contracted form, it is necessary to construct a work robot system different from the above-described centralized monitoring control system. The work of such a work robot system includes a cleaning work in which a predetermined range of floor surface or road surface is used as a work area.

より一般的には、人が最初に作業内容と作業領域を設定すると、作業ロボットシステムが、限られた台数の作業ロボットのもとで、作業ロボットの不具合や、作業中の異常発生に対応して作業を完遂するようなシステムが望まれている。   More generally, when a person first sets the work content and work area, the work robot system responds to the trouble of the work robot and the occurrence of an abnormality during work under the limited number of work robots. Therefore, a system that can complete the work is desired.

本発明は、上記課題を解消するものであって、簡単な構成により、限られた台数の作業ロボットのもとで、作業ロボットの不具合や、作業中の異常発生に自律的に対応して、人手によるフォローを要することなく未作業のままの領域を残さずに所定の作業の完遂を実現できる作業ロボットシステムを提供することを目的とする。   The present invention solves the above-mentioned problem, and with a simple configuration, under a limited number of work robots, autonomously responds to troubles in the work robot and occurrences of abnormalities during work, It is an object of the present invention to provide a working robot system that can accomplish completion of a predetermined work without leaving an unworked area without requiring manual follow-up.

上記課題を達成するために、請求項１の発明は、電池を動力源として有し作業領域まで自律的に移動して所定の作業を行う複数の作業ロボットと、前記作業ロボットからそのロボットの電池電圧を含む自己状態および作業状態の情報を受け取ると共に前記各作業ロボットを制御するための指示を出す中央制御装置と、を備えた作業ロボットシステムにおいて、前記中央制御装置は、前記いずれかの作業ロボットに異常が発生した場合、または、いずれの作業ロボットも割り当てられていない作業領域が存在する場合に、作業を完了した作業ロボットであって電池電圧が最も高い作業ロボットを選択し、その選択した作業ロボットに前記異常が発生した作業ロボットの代替をさせ、または、前記割り当てられていない作業領域への割り当てを行うものである。   In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention provides a plurality of work robots having a battery as a power source and autonomously moving to a work area to perform a predetermined work, and the battery of the robot from the work robot. A central control device that receives information on self-state and work status including voltage and issues an instruction to control each of the work robots, wherein the central control device is one of the work robots If there is a work area that is not assigned to any work robot, select the work robot that has completed the work and has the highest battery voltage, and select the selected work robot. Have the robot replace the work robot where the abnormality occurred, or assign it to an unallocated work area. It is intended.

請求項２の発明は、請求項１に記載の作業ロボットシステムにおいて、前記各作業ロボットに充電を行うための自動充電器をさらに備え、前記中央制御装置は、作業を完了した作業ロボットであって前記選択された作業ロボット以外の作業ロボットに対し、前記自動充電器による充電を行うように指示するものである。   The invention of claim 2 is the work robot system according to claim 1, further comprising an automatic charger for charging each work robot, wherein the central control device is a work robot that has completed the work. Instructing a work robot other than the selected work robot to charge by the automatic charger.

請求項３の発明は、請求項２に記載の作業ロボットシステムにおいて、前記自動充電器は、前記中央制御装置からの充電時間指示に従って前記各作業ロボットに充電することが可能であり、前記中央制御装置は、作業ロボットに対して充電を指示する際に、未完了の作業領域の作業を完了させるための作業時間と、当該作業ロボットの作業可能時間と、に基づいて必要充電時間を算出し、その必要充電時間に応じて充電を行うように前記自動充電器に指示するものである。   According to a third aspect of the present invention, in the work robot system according to the second aspect, the automatic charger can charge each of the work robots according to a charge time instruction from the central controller, and the central control When instructing the work robot to charge, the device calculates the required charge time based on the work time for completing the work in the unfinished work area and the work possible time of the work robot, The automatic charger is instructed to perform charging according to the required charging time.

請求項１の発明によれば、作業ロボットに異常が発生したり、いずれの作業ロボットも割り当てられていない作業領域が存在する場合に、他の作業ロボットを選択して対応処置をするので、人手によるフォローを要することなく未作業のままの領域を残さずに所定の作業の完遂を実現できる。   According to the first aspect of the present invention, when an abnormality occurs in the work robot or there is a work area to which none of the work robots are assigned, another work robot is selected and a countermeasure is taken. The completion of the predetermined work can be realized without leaving an unworked area without requiring follow-up.

請求項２の発明によれば、フォローに入っている作業ロボット、すなわち、異常対応や未割り当て作業領域への対応に従事している作業ロボットが作業をしている間、作業を完了した他の作業ロボットが充電するので、充電後にフォロー中の作業ロボットと交替して効率良く所定の作業を完遂できる。   According to the invention of claim 2, the work robot that is in the follow-up state, that is, the work robot that is engaged in dealing with anomalies or dealing with unallocated work areas, is working while other work is completed. Since the work robot is charged, the work robot can be replaced with the work robot being followed after the charge, and the predetermined work can be efficiently completed.

請求項３の発明によれば、当面必要な充電時間だけ充電するので、無駄な充電をすることなく効率的に所定の作業を完遂できる。   According to the third aspect of the present invention, charging is performed for the time required for the time being, so that the predetermined work can be efficiently completed without performing unnecessary charging.

以下、本発明の実施形態に係る作業ロボットシステムについて、図面を参照して説明する。   Hereinafter, a working robot system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

（第１の実施形態）
図１は第１の実施形態に係る作業ロボットシステムの構成を示し、図２は同システムのブロック構成を示し、図３、図４は同システムの動作フローを示す。 (First embodiment)
FIG. 1 shows a configuration of a work robot system according to the first embodiment, FIG. 2 shows a block configuration of the system, and FIGS. 3 and 4 show an operation flow of the system.

作業ロボットシステム１は、図１、図２に示すように、複数台の作業ロボット２（本例では４台であり、区別して２Ａ〜２Ｄで表す）と、１つの中央制御装置３とを備えて構成されている。作業ロボット２は、電池を動力源として有し、作業領域１０まで自律的に移動して所定の作業を行う。中央制御装置３は、作業ロボット２から電池電圧を含む自己状態と作業状態の情報を受け取ると共に各作業ロボット２を制御するための指示を出す。   As shown in FIGS. 1 and 2, the work robot system 1 includes a plurality of work robots 2 (in this example, four, which are distinguished from each other and represented by 2A to 2D) and one central controller 3. Configured. The work robot 2 has a battery as a power source and autonomously moves to the work area 10 to perform a predetermined work. The central controller 3 receives information on the self state and the work state including the battery voltage from the work robot 2 and issues an instruction for controlling each work robot 2.

作業ロボット２が行う作業として、広がりを有する作業領域１０における移動を伴う作業が考えられる。例えば、床面の拭き掃除、路面の掃除その他の清掃作業、芝生の芝刈り作業、農場における散水、施肥、収穫その他の農作業、病院や工場における集配作業、ゴルフ練習場での球拾い作業などが上げられる。他の種類の作業として、狭い作業領域において移動を伴わずに行う作業など、あらゆる作業を想定することができる。例えば、荷物を積み下ろす荷役作業や、工場内での梱包作業などが上げられる。   As work performed by the work robot 2, work involving movement in the work area 10 having a spread can be considered. For example, floor cleaning, road cleaning and other cleaning work, lawn mowing work, watering on the farm, fertilization, harvesting and other farming work, collection and delivery work at hospitals and factories, picking up balls at golf driving ranges, etc. It is done. As other types of work, it is possible to envisage all kinds of work such as work performed without moving in a narrow work area. For example, cargo handling work for loading and unloading luggage and packing work in a factory can be raised.

作業ロボット２は、中央制御装置３との通信のための通信機能の他に、自律的に移動するための機能として、走行機能、障害物検出機能、自己位置認識機能などを備え、さらに、上述のような各作業に応じた作業実行機能を備えている。   The work robot 2 includes a travel function, an obstacle detection function, a self-position recognition function, and the like as functions for autonomous movement in addition to a communication function for communication with the central control device 3. The work execution function according to each work is provided.

本実施形態では、広い床面を有する病院などにおける床面清掃作業を例にとって、作業ロボットシステム１を説明する。作業ロボット２は、清掃作業用の作業実行機能として、本体下部に、集塵用のブラシや吸引口、水拭き用の回転モップなどを備えている。   In this embodiment, the working robot system 1 will be described by taking a floor surface cleaning operation in a hospital or the like having a wide floor surface as an example. The work robot 2 is provided with a dust collecting brush, a suction port, a wiping rotary mop, etc. at the lower part of the main body as a work execution function for cleaning work.

作業ロボット２と中央制御装置３との情報のやり取りは、無線通信により行われる。必要に応じて、作業領域１０や作業領域１０への移動経路に、１つまたは複数のアクセスポイント３１（無線中継施設）が設けられる。アクセスポイント３１と中央制御装置３との間は有線とすることができる。   Information exchange between the work robot 2 and the central controller 3 is performed by wireless communication. If necessary, one or a plurality of access points 31 (wireless relay facilities) are provided in the work area 10 and the movement route to the work area 10. The access point 31 and the central control device 3 can be wired.

作業ロボット２は、中央制御装置３に対して、自己の状態（電池電圧、異常の有無、センサ異常、コンピュータ異常など）と、作業状態すなわち作業進捗状況（設定された清掃領域のうち、どれだけ清掃完了したか）との情報を送信する。中央制御装置３は、作業ロボット２に対して、清掃領域指示（各作業ロボット２に清掃すべき領域を割り当てる指示）の情報を送信する。   The work robot 2 has, with respect to the central control device 3, its own state (battery voltage, presence / absence of abnormality, sensor abnormality, computer abnormality, etc.) and work state, that is, work progress (how much of the set cleaning area). Sends information that cleaning has been completed). The central control device 3 transmits information on a cleaning area instruction (instruction for assigning an area to be cleaned to each work robot 2) to the work robot 2.

次に、作業ロボットシステム１の動作を説明する。中央制御装置２は、いずれかの作業ロボット２に異常が発生した場合、または、いずれの作業ロボット２も割り当てられていない作業領域１０が存在する場合に、異常の発生した作業ロボット２とは別の作業ロボット２であって電池電圧が最も高い作業ロボット２を選択し、その選択した作業ロボット２に異常が発生した作業ロボット２の代替をさせ、または、割り当てられていない作業領域１０への割り当てを行う。   Next, the operation of the work robot system 1 will be described. The central control device 2 is different from the work robot 2 in which an abnormality has occurred when an abnormality occurs in any of the work robots 2 or when there is a work area 10 to which no work robot 2 is assigned. The work robot 2 having the highest battery voltage is selected, and the selected work robot 2 is replaced with the work robot 2 in which an abnormality has occurred, or is assigned to an unassigned work area 10 I do.

図３は、作業ロボットシステム１の動作であって、いずれかの作業ロボット２に異常が発生した場合の処理を含む動作を示す。このフローチャートは、ユーザが、最初に作業内容と作業領域を設定した後の、作業完了までの処理を示すものである。この実施例において、作業ロボットシステム１は、作業ロボット２の限られた台数の条件のもとで、作業ロボット２の不具合や作業中の異常発生に適宜対応して、作業を完遂する。   FIG. 3 shows the operation of the work robot system 1, including an operation including processing when an abnormality occurs in any of the work robots 2. This flowchart shows processing up to the completion of work after the user first sets the work content and work area. In this embodiment, the work robot system 1 completes work under the condition of a limited number of work robots 2 in response to problems with the work robot 2 and occurrence of abnormalities during work.

ここで、再び、図１を参照して、以下の説明の概要を説明する。図１には、４台の作業ロボット２の内、作業ロボット２Ａ，２Ｂが作業を完了しており、作業ロボット２Ｂの電池電圧２４．５Ｖの方が、作業ロボット２Ａの電池電圧２３．８Ｖよりも高い値を示している。また、作業ロボット２Ｃは、何らかのトラブルが発生しており、作業続行が不可能な状態にあり、作業ロボット２Ｄは、なお作業中である。このような状況のもとで、作業ロボットシステム１の中央制御装置３は、作業ロボット２Ｂを選択して、作業ロボット２Ｃの代わりに作業を行わせる。以下、これを詳細に説明する。   Here, the outline of the following description will be described again with reference to FIG. In FIG. 1, among the four work robots 2, the work robots 2A and 2B have completed the work, and the battery voltage 24.5V of the work robot 2B is higher than the battery voltage 23.8V of the work robot 2A. Also shows a high value. Further, the work robot 2C has some trouble and is unable to continue the work, and the work robot 2D is still working. Under such circumstances, the central control device 3 of the work robot system 1 selects the work robot 2B to perform work instead of the work robot 2C. This will be described in detail below.

中央制御装置３は、図３に示すように、作業実行の始めに、トラブル発生有無の状態を記録するフラグである変数ＩＦを、トラブルなしの初期値ゼロに設定する（Ｓ１）。ここで、トラブルとは、作業ロボット２が何らかの事情で作業続行不能となる異常事態のことである。例えば、作業ロボット２が、障害物との遭遇により身動きできないデッドロック状態に陥ったり、機器が故障して動作不能となったり、電池電圧が低下して作業継続が困難になったりした場合などであり、その状態は、作業ロボット２との通信によって中央制御装置３に把握されている。   As shown in FIG. 3, the central control unit 3 sets a variable IF, which is a flag for recording a state of occurrence of trouble, to an initial value zero without trouble as shown in FIG. 3 (S1). Here, the trouble is an abnormal situation where the work robot 2 cannot continue the work for some reason. For example, when the work robot 2 falls into a deadlock state where it cannot move due to encounter with an obstacle, the device breaks down and becomes inoperable, or the battery voltage drops and it becomes difficult to continue the work. The state is known to the central control device 3 by communication with the work robot 2.

各作業ロボット２は、各作業領域に移動して作業を実行し（Ｓ２）、中央制御装置３は、各作業ロボット２から送信される自己状態と作業状態の情報に基づいて作業の進捗を把握し、全作業が完了したらシステムの動作を終了する（Ｓ３でＹｅｓ）。   Each work robot 2 moves to each work area and executes the work (S2), and the central control device 3 grasps the progress of the work based on the information on the self state and the work state transmitted from each work robot 2. When all operations are completed, the system operation is terminated (Yes in S3).

中央制御装置３は、作業が完了していない場合に（Ｓ３でＮｏ）、変数ＩＦとトラブル発生の有無をチェックし、過去にトラブル発生がなく（ＩＦ＝０）、現在も発生していない場合に（Ｓ４でＮｏ）、制御をステップＳ２に戻して上記の処理を繰り返す。   When the operation is not completed (No in S3), the central control unit 3 checks the variable IF and whether or not a trouble has occurred, and if no trouble has occurred in the past (IF = 0) and no trouble has occurred. (No in S4), the control returns to Step S2 and the above processing is repeated.

トラブルが発生している場合に（Ｓ４でＹｅｓ）、中央制御装置３は、変数ＩＦを１に設定し（Ｓ５）、作業完了している作業ロボット２の有無を調べる（Ｓ６）。作業完了している作業ロボット２がなければ（Ｓ６でＮｏ）、制御はステップＳ２に戻されて上記の処理が繰り返えされる。   When a trouble has occurred (Yes in S4), the central controller 3 sets the variable IF to 1 (S5), and checks whether there is a work robot 2 that has completed the work (S6). If there is no work robot 2 that has completed the work (No in S6), the control is returned to step S2 and the above process is repeated.

作業完了している作業ロボット２があれば（Ｓ６でＹｅｓ）、中央制御装置３は、作業ロボット２を選択し（Ｓ７）、その作業ロボット２をトラブルの発生した作業ロボット２の代替として、作業を割り当てる（Ｓ８）。   If there is a work robot 2 that has completed the work (Yes in S6), the central controller 3 selects the work robot 2 (S7), and uses the work robot 2 as a substitute for the work robot 2 in which the trouble has occurred. Is assigned (S8).

作業割り当てされた作業ロボット２は、その後、新たな作業領域１０で作業するために移動を開始し、制御は、最初のステップＳ１に戻され、変数ＩＦがリセットされて、上記の処理が繰り返えされる。なお、変数ＩＦは複数設けることもでき、その場合は、トラブルが複数の作業ロボット２について発生した場合に対応できる。   The work robot 2 to which work has been assigned starts moving to work in the new work area 10, and control is returned to the first step S1, the variable IF is reset, and the above processing is repeated. It is Note that a plurality of variables IF can be provided, and in this case, it is possible to deal with a case where a trouble occurs in a plurality of work robots 2.

ところで、ステップＳ７において、作業完了している作業ロボット２が複数の場合（図１の場合、作業ロボット２Ａ，２Ｂ）が考えられるので、その場合には、電池電圧の最も高い作業ロボット２（図１の場合、作業ロボット２Ｂ）が選択される。また、作業完了している作業ロボット２が１台の場合には、その作業ロボット２が選択される。   By the way, in step S7, there may be a case where a plurality of work robots 2 have completed their work (in the case of FIG. 1, work robots 2A and 2B). In this case, the work robot 2 having the highest battery voltage (see FIG. In the case of 1, the work robot 2B) is selected. Further, when one work robot 2 has completed the work, that work robot 2 is selected.

作業完了している作業ロボット２が１台の場合、その作業ロボット２の電池電圧があまりにも低い場合は、選択不適格とする必要がある。そこで、ステップＳ６において、電池電圧について判断するようにする。すなわち、作業完了している作業ロボット２が存在しても、その電池電圧が所定の電池電圧以下の場合には、その作業ロボット２の作業はまだ完了していないと見做すことにする。   When one work robot 2 has completed the work, if the battery voltage of the work robot 2 is too low, it is necessary to disqualify the selection. Therefore, in step S6, the battery voltage is determined. That is, even if there is a work robot 2 that has completed the work, if the battery voltage is equal to or lower than the predetermined battery voltage, it is assumed that the work of the work robot 2 has not been completed yet.

作業ロボットシステム１は、上述のように動作することにより、作業ロボット２に異常が発生（トラブルが発生）した場合に、他の作業ロボット２を選択して対応処置をするので、人手によるフォローを要することなく、未作業のままの領域を残さずに作業を完遂できる。   The work robot system 1 operates as described above, so that when an abnormality occurs in the work robot 2 (trouble occurs), the other work robot 2 is selected and a countermeasure is taken. In short, the work can be completed without leaving an unworked area.

図４は、作業ロボットシステム１の動作であって、いずれの作業ロボット２も割り当てられていない作業領域１０が存在する場合の処理を含む動作を示す。このフローチャートは、図３のフローチャートと同様に、ユーザが、最初に作業内容と作業領域を設定した後の、作業完了までの処理を示すものである。この実施例において、作業ロボットシステム１は、作業ロボット２の限られた台数の条件のもとで動作しており、作業領域１０の数に対する作業ロボット２の台数が不足する場合に、適宜対応して作業を完遂する。   FIG. 4 shows the operation of the work robot system 1 and includes an operation including processing when there is a work area 10 to which no work robot 2 is assigned. Similar to the flowchart of FIG. 3, this flowchart shows processing up to the completion of work after the user first sets the work content and work area. In this embodiment, the work robot system 1 operates under the condition of a limited number of work robots 2, and appropriately responds when the number of work robots 2 is insufficient with respect to the number of work areas 10. To complete the work.

中央制御装置３は、作業実行の始めに、作業ロボット２が割り当てられていない未割り当て作業領域の存在有無の状態を記録するフラグである変数ＪＦを、未割り当て領域ありの初期値１に設定する（Ｓ１１）。   The central controller 3 sets a variable JF, which is a flag for recording the presence / absence of an unallocated work area to which the work robot 2 is not assigned, to an initial value 1 with an unallocated area at the beginning of work execution. (S11).

各作業ロボット２は、各作業領域に移動して作業を実行し（Ｓ１２）、中央制御装置３は、各作業ロボット２から送信される自己状態と作業状態の情報に基づいて作業の進捗を把握し、処理フローの繰り返しの中で、全作業が完了したらシステムの動作を終了する（Ｓ１３でＹｅｓ）。   Each work robot 2 moves to each work area and executes the work (S12), and the central control device 3 grasps the progress of the work based on the information on the self state and the work state transmitted from each work robot 2. Then, when all the operations are completed in the repetition of the processing flow, the operation of the system is terminated (Yes in S13).

中央制御装置３は、作業が完了していない場合に（Ｓ１３でＮｏ）、変数ＪＦと作業完了ロボットの有無をチェックし、作業完了ロボットがなければ（Ｓ１４でＮｏ）、制御をステップＳ１２に戻して上記の処理を繰り返す。   If the work has not been completed (No in S13), the central control unit 3 checks the variable JF and the presence / absence of the work completion robot. If there is no work completion robot (No in S14), the control returns to Step S12. Repeat the above process.

未割り当て作業領域があり（ＪＦ＝１）かつ作業完了ロボットがある場合に（Ｓ１４でＹｅｓ）、中央制御装置３は、作業を完了している作業ロボット２が条件に適合するかどうかを調べる（Ｓ１４）。作業完了している作業ロボット２が条件に適合していなければ（Ｓ１５でＮｏ）、制御はステップＳ１２に戻されて上記の処理が繰り返えされる。   When there is an unallocated work area (JF = 1) and there is a work completion robot (Yes in S14), the central controller 3 checks whether the work robot 2 that has completed the work meets the conditions ( S14). If the work robot 2 that has completed the work does not meet the conditions (No in S15), the control is returned to step S12, and the above processing is repeated.

作業完了している作業ロボット２が条件に適合していれば（Ｓ１５でＹｅｓ）、中央制御装置３は、その作業ロボット２に作業を割り当てる（Ｓ１６）。   If the work robot 2 that has completed the work meets the conditions (Yes in S15), the central controller 3 assigns the work to the work robot 2 (S16).

ここで、ステップＳ１５において、作業ロボット２が適格かどうかは、その電池電圧の高低によって判断される。それは、あまりにも電池電圧が低い場合は、選択不適格とする必要がある。そこで、ステップＳ１４において、さらに、電池電圧についても判断するようにしてもよい。すなわち、作業完了している作業ロボット２が存在しても、その電池電圧が所定の電池電圧以下の場合には、その作業ロボット２の作業はまだ完了していないと見做すことにすればよい。   Here, in step S15, whether or not the work robot 2 is qualified is determined by the level of the battery voltage. It should be disqualified if the battery voltage is too low. Therefore, in step S14, the battery voltage may also be determined. That is, even if there is a work robot 2 that has completed the work, if the battery voltage is equal to or lower than a predetermined battery voltage, it is assumed that the work of the work robot 2 has not been completed yet. Good.

作業割り当てされた作業ロボット２は、その後、新たな作業領域１０で作業するために移動を開始し、制御は、変数ＪＦを０に設定した後（Ｓ１７）、最初のステップＳ１１に戻されて、上記の処理が繰り返えされる。なお、変数ＪＦは複数設けることもでき、その場合は、複数の未割り当て作業領域がある場合に対応できる。   The work robot 2 to which work has been assigned starts moving to work in the new work area 10, and control is returned to the first step S11 after the variable JF is set to 0 (S17). The above process is repeated. Note that a plurality of variables JF can be provided, and in this case, a case where there are a plurality of unallocated work areas can be handled.

作業ロボットシステム１は、上述のように動作することにより、いずれの作業ロボットも割り当てられていない作業領域が存在する場合に、他の作業ロボットを選択して対応処置をするので、人手によるフォローを要することなく未作業のままの領域を残さずに所定の作業の完遂を実現できる。   When the work robot system 1 operates as described above and there is a work area to which no work robot is assigned, the work robot system 1 selects another work robot and takes a corresponding action. The completion of a predetermined work can be realized without leaving an unworked area.

上記では、図３、図４を参照して、それぞれの場合を別個に説明したが、作業ロボットシステム１は、これらの動作を複合した動作をすることができる。また、別の見方をすると、図３、図４に示した内容は、処理として同じ内容と見做すこともできる。すなわち、図３の処理において、作業開始と同時に、ある作業ロボット２にトラブルが発生した場合に、その作業ロボット２に割り当てられていた作業領域１０は、図４の処理における未割り当て作業領域と見做すことができる。   In the above, each case was described separately with reference to FIG. 3 and FIG. 4, but the work robot system 1 can perform a combined operation of these operations. From another viewpoint, the contents shown in FIGS. 3 and 4 can be regarded as the same contents as processing. That is, in the process of FIG. 3, when a trouble occurs in a certain work robot 2 simultaneously with the start of work, the work area 10 assigned to the work robot 2 is regarded as an unassigned work area in the process of FIG. Can be tricked.

同様に、図４の処理において、未割り当て作業領域に割り当てた架空の作業ロボット２にトラブルが発生したと見做すと、その状況は、図３の処理と同様となる。   Similarly, if it is assumed that a trouble has occurred in the imaginary work robot 2 assigned to the unassigned work area in the process of FIG. 4, the situation is the same as the process of FIG.

そして、上述の各実施例は、一般に、処理すべき作業領域１０の数に対して、稼動可能な作業ロボット２の台数が、作業開始前または後発的に、不足する状況となった場合に、作業ロボットシステム１が適宜対応して作業を完遂する基本動作を示すものである。   In each of the above-described embodiments, in general, when the number of work robots 2 that can be operated with respect to the number of work areas 10 to be processed becomes insufficient before or after work starts, The basic operation for the work robot system 1 to appropriately complete the work is shown.

本実施形態の作業ロボットシステム１によれば、作業ロボット２に異常が発生したり、いずれの作業ロボット２も割り当てられていない作業領域１０が存在する場合に、他の作業ロボット２を選択して対応処置をするので、人手によるフォローを要することなく未作業のままの領域を残さずに所定の作業の完遂を実現できる。   According to the work robot system 1 of this embodiment, when an abnormality occurs in the work robot 2 or there is a work area 10 to which no work robot 2 is assigned, another work robot 2 is selected. Since the countermeasure is taken, the completion of the predetermined work can be realized without leaving an unworked area without requiring manual follow-up.

上述のように、作業ロボットシステム１は、そのシステムの管理のもとで所定の作業、例えば、日々の日課として定められた清掃作業を、いわば請け負った形で処理することができる。すなわち、ユーザが最初に作業内容と作業領域を設定すると、作業ロボットシステム１が、限られた台数の作業ロボットのもとで、作業ロボットの不具合や、作業中の異常発生に対応して作業を完遂する。   As described above, the work robot system 1 can perform a predetermined work under the management of the system, for example, a cleaning work defined as a daily routine in a so-called contracted form. That is, when the user first sets the work content and work area, the work robot system 1 performs work in response to a malfunction of the work robot or occurrence of an abnormality during the work under a limited number of work robots. Complete.

（第２の実施形態）
図５は第２の実施形態に係る作業ロボットシステムの構成を示し、図６は同システムのブロック構成を示し、図７、図８は同システムの動作フローを示す。 (Second Embodiment)
FIG. 5 shows a configuration of a work robot system according to the second embodiment, FIG. 6 shows a block configuration of the system, and FIGS. 7 and 8 show an operation flow of the system.

本実施形態の作業ロボットシステム１は、各作業ロボット２に充電を行うための自動充電器４をさらに備えており、上述の第１の実施形態とは、自動充電器４を備え、この自動充電器４によって、システムにおける作業ロボット２の異常事態などに、より柔軟に対応できるようにした点が異なり、他の点は同様である。   The work robot system 1 of the present embodiment further includes an automatic charger 4 for charging each work robot 2. The first embodiment includes the automatic charger 4, and this automatic charging is performed. The difference is that the abnormal condition of the work robot 2 in the system can be dealt with more flexibly depending on the device 4, and the other points are the same.

図６において、作業ロボット２Ａ〜２Ｄの状態は、図１に示した状態と同様であり、作業ロボット２Ｂが選択されて、作業ロボット２Ｃの代わりに作業を行う様子が示されている。作業ロボット２Ａは、図１の場合と異なり、充電するために、自動充電器４に向かって移動している。これにより、作業ロボット２Ａは、充電して、いずれか他の作業ロボット２に異常が発生した場合に、その代替として動作することができるようになる。ただし、トラブル内容が電圧の低下の場合には、該当する作業ロボットも充電される作業ロボットの候補として自動充電器４に向かって移動する。   In FIG. 6, the states of the work robots 2A to 2D are the same as the state shown in FIG. 1, and a state is shown in which the work robot 2B is selected and the work is performed instead of the work robot 2C. Unlike the case of FIG. 1, the work robot 2 </ b> A moves toward the automatic charger 4 for charging. As a result, the work robot 2A can be charged and operate as an alternative when any other work robot 2 becomes abnormal. However, when the content of the trouble is a voltage drop, the corresponding work robot also moves toward the automatic charger 4 as a candidate for the work robot to be charged.

図７は、第１の実施形態における図３の処理において、自動充電器４の機能を取り入れた処理を示している。図７において、最後のステップＳ９が追加されている点が、図３と異なっている。ステップＳ９において、作業ロボットシステム１の中央制御装置３は、トラブルのあった作業ロボット２の代わりに割り当てた作業ロボット２（図５の場合、作業ロボット２Ｂ）以外の作業完了ロボット２（図５の場合、作業ロボット２Ａ）に対し、自動充電器４による充電を行うように指示する。なお、充電を行った作業ロボット２は、充電完了後に、所定の待機場所で待機する。   FIG. 7 shows a process incorporating the function of the automatic charger 4 in the process of FIG. 3 in the first embodiment. 7 is different from FIG. 3 in that the last step S9 is added. In step S9, the central controller 3 of the work robot system 1 works other than the work robot 2 assigned in place of the troubled work robot 2 (work robot 2B in the case of FIG. 5) (see FIG. 5). In this case, the work robot 2A) is instructed to charge by the automatic charger 4. Note that the work robot 2 that has been charged waits at a predetermined standby location after the completion of charging.

図８は、上記同様に、第１の実施形態における図４の処理において、自動充電器４の機能を取り入れた処理を示している。図８において、最後のステップＳ１８が追加されている点が、図４と異なっている。ステップＳ１８において、作業ロボットシステム１の中央制御装置３は、未割り当て作業領域に割り当てた作業ロボット２以外の作業完了ロボット２に対し、自動充電器４による充電を行うように指示する。なお、充電を行った作業ロボット２は、充電完了後に、所定の待機場所で待機する。   FIG. 8 shows processing that incorporates the function of the automatic charger 4 in the processing of FIG. 4 in the first embodiment, as described above. 8 is different from FIG. 4 in that the last step S18 is added. In step S <b> 18, the central controller 3 of the work robot system 1 instructs the work completion robot 2 other than the work robot 2 assigned to the unassigned work area to perform charging by the automatic charger 4. The work robot 2 that has been charged waits at a predetermined standby location after the completion of charging.

作業ロボットシステム１は、上述のように動作することにより、フォローに入っている作業ロボット２、すなわち、異常対応や未割り当て作業領域への対応に従事している作業ロボット２が作業をしている間、作業を完了した他の作業ロボット２が充電するので、充電後にフォロー中の作業ロボット２と交替して効率良く所定の作業の完遂を実現できる。   The work robot system 1 operates as described above, so that the work robot 2 that is in the follow-up state, that is, the work robot 2 that is engaged in dealing with abnormalities and dealing with unallocated work areas, is working. Meanwhile, since the other work robot 2 that has completed the work is charged, the work robot 2 that is being followed after the charge can be replaced and the completion of the predetermined work can be realized efficiently.

（第３の実施形態）
図９は第３の実施形態に係る作業ロボットシステムの構成を示し、図１０は同システムのブロック構成を示し、図１１は同システムの動作のタイムチャートを示す。本実施形態の作業ロボットシステム１は、上述の第２の実施形態において、中央制御装置３が、電池電圧の高低に加えて、作業可能時間に基づいて、新たに作業領域に向かう作業ロボット２を選択するようにしたものであり、さらに、自動充電器４が作業ロボット２への充電時間を制御可能とされたものであり、他の点は第２の実施形態と同様である。ここで、作業可能時間は、電池電圧から推定してもよく、実装している電池容量から算出される総作業可能時間（例えば、総電池容量１００Ａｈで、平均消費電流が１０Ａのロボットの場合は、作業可能時間は１０時間と予測できる。）から実作業時間を引いた時間としてもよい。 (Third embodiment)
FIG. 9 shows a configuration of a work robot system according to the third embodiment, FIG. 10 shows a block configuration of the system, and FIG. 11 shows a time chart of the operation of the system. In the work robot system 1 of the present embodiment, in the second embodiment described above, the central control device 3 causes the work robot 2 to newly go to the work area based on the available work time in addition to the battery voltage level. The automatic charger 4 can control the charging time for the work robot 2, and the other points are the same as in the second embodiment. Here, the workable time may be estimated from the battery voltage, or the total workable time calculated from the installed battery capacity (for example, in the case of a robot having a total battery capacity of 100 Ah and an average current consumption of 10 A). The workable time can be predicted to be 10 hours.) The actual work time may be subtracted from the actual work time.

図１０において、４台の作業ロボット２の内、作業ロボット２Ａ，２Ｂが作業を完了しており、作業ロボット２Ａは、電池電圧２３．２Ｖ、残作業時間０．０Ｈｒ、作業可能時間０．４Ｈｒ、作業ロボット２Ｂは、電池電圧２３．０Ｖ、残作業時間０．０Ｈｒ、作業可能時間０．１Ｈｒである。作業ロボット２Ｃは、トラブルが発生しており、電池電圧ＸＸ．ＸＶ（不明）、残作業時間０．８Ｈｒ、作業可能時間Ｘ．ＸＨｒ（不明）である。作業ロボット２Ｄは、作業継続中であり、電池電圧２３．８Ｖ、残作業時間０．２Ｈｒ、作業可能時間０．４Ｈｒである。   In FIG. 10, among the four work robots 2, the work robots 2A and 2B have completed the work. The work robot 2A has a battery voltage of 23.2V, a remaining work time of 0.0Hr, and a workable time of 0.4Hr. The work robot 2B has a battery voltage of 23.0 V, a remaining work time of 0.0 hours, and a workable time of 0.1 hours. The work robot 2C has trouble, and the battery voltage XX. XV (unknown), remaining work time 0.8 Hr, work possible time X. XHr (unknown). The work robot 2D is continuing the work, and has a battery voltage of 23.8 V, a remaining work time of 0.2 hours, and a work possible time of 0.4 hours.

上述の状況において、作業ロボットシステム１の中央制御装置３は、作業ロボット２Ａ，２Ｂの内、作業可能時間がより長い作業ロボット２Ａを、作業ロボット２Ｃの代わりに作業を行うように選択する。作業ロボット２Ｂは、作業ロボット２Ａをバックアップするために、充電時間を指定した上で、自動充電器４による充電が指示される。すなわち、中央制御装置３は、各作業ロボット２の電池電圧と作業可能時間とに基づいて、最小時間で効率良く全作業を完遂できるように、代替作業ロボット２の選択と充電のスケジューリングを行う。   In the above-described situation, the central controller 3 of the work robot system 1 selects the work robot 2A having a longer workable time among the work robots 2A and 2B so as to work instead of the work robot 2C. The work robot 2B is instructed to charge by the automatic charger 4 after specifying the charging time in order to back up the work robot 2A. In other words, the central control device 3 selects the alternative work robot 2 and schedules charging so that all work can be efficiently completed in a minimum time based on the battery voltage and workable time of each work robot 2.

上述のスケジューリングは、図９の状況の場合、図１１のタイムチャートに示すように行われる。図１１において、作業ロボット２Ｃにトラブルが発生した時点が、便宜上、時間の原点とされている。作業ロボット２Ａが、作業ロボット２Ｃのフォローに入ったものの、作業可能時間が０．４Ｈｒと限定されているため、作業ロボット２Ｂが予め、必要最小限の充電を行った後、作業ロボット２Ａと交替する。その後、さらに、作業ロボット２Ｄが、作業ロボット２Ｂと交替して作業を完遂する。   The above scheduling is performed as shown in the time chart of FIG. 11 in the situation of FIG. In FIG. 11, the time point at which a trouble occurs in the work robot 2C is set as the time origin for convenience. Although the work robot 2A has entered the follow-up of the work robot 2C, the workable time is limited to 0.4 Hr. Therefore, after the work robot 2B performs the minimum charge in advance, the work robot 2A is replaced. To do. Thereafter, the work robot 2D is replaced with the work robot 2B to complete the work.

本実施形態の作業ロボットシステム１は、上述のように、自動充電器４は、中央制御装置３からの充電時間指示に従って各作業ロボット２に充電することが可能であり、中央制御装置３は、選択された作業ロボット２（図９、図１１の場合、作業ロボット２Ａ）以外の作業ロボット２（作業ロボット２Ｂ）に対して充電を指示する際に、未完了の作業領域の作業を完了させるための作業時間と、当該作業ロボットの電池電圧から推定される作業可能時間と、に基づいて必要充電時間（図９、図１１の場合、例えば０．２Ｈｒ）を算出し、その必要充電時間に応じて充電を行うように自動充電器４に指示する。なお、必要充電時間は、他の作業ロボット２（図９、図１１の場合、作業ロボット２Ａ，２Ｄ）の作業可能時間と作業完了時間とを、動的に考慮して、すなわち先を見越して決定される。   In the work robot system 1 of the present embodiment, as described above, the automatic charger 4 can charge each work robot 2 in accordance with the charging time instruction from the central control device 3, and the central control device 3 To instruct the work robot 2 (work robot 2B) other than the selected work robot 2 (work robot 2A in the case of FIGS. 9 and 11) to charge, to complete the work in the unfinished work area. The required charging time (in the case of FIG. 9 and FIG. 11, for example, 0.2Hr) is calculated based on the working time and the workable time estimated from the battery voltage of the working robot, and according to the required charging time The automatic charger 4 is instructed to perform charging. The required charging time dynamically considers the workable time and work completion time of other work robots 2 (in the case of FIGS. 9 and 11, work robots 2A and 2D), that is, in anticipation of the future. It is determined.

このような作業ロボットシステム１の動作によれば、当面必要な充電時間だけ充電するので、無駄な充電をすることなく効率的に、すなわち、より短時間で所定の作業を完遂できる。   According to the operation of the work robot system 1 as described above, charging is performed only for the time required for the time being, so that the predetermined work can be completed efficiently, that is, in a shorter time without unnecessary charging.

なお、本作業ロボットシステム１における中央制御装置３の制御機能の部分は、ＣＰＵやメモリや外部記憶装置や表示装置や入力装置などを備えた一般的な構成を備えた電子計算機上のプロセス又は機能の集合により構成することができる。また、本発明は、上記構成に限られることなく種々の変形が可能である。例えば、上述した各実施形態の構成を矛盾のない範囲で互いに組み合わせた構成とすることができ、そのような組合せ可能な構成の実施形態は明記されていなくても当然に本発明に含まれる。さらに、上述した各実施形態における作業ロボット２の台数や自動充電器４の台数や作業領域１０の個数や範囲は例示であり、これらに限定されるものではない。   The control function portion of the central control device 3 in the work robot system 1 is a process or function on an electronic computer having a general configuration including a CPU, a memory, an external storage device, a display device, an input device, and the like. It can be composed of a set of Further, the present invention is not limited to the above configuration and can be variously modified. For example, the configurations of the above-described embodiments can be combined with each other within a consistent range, and such embodiments that can be combined are naturally included in the present invention even if they are not specified. Furthermore, the number of work robots 2, the number of automatic chargers 4, and the number and range of the work area 10 in each of the above-described embodiments are examples, and are not limited thereto.

本発明の第１の実施形態に係る作業ロボットシステムの構成を示す概念図。The conceptual diagram which shows the structure of the working robot system which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 同上作業ロボットシステムのブロック構成図。The block block diagram of a working robot system same as the above. 同上作業ロボットシステムの動作を示すフローチャート。The flowchart which shows operation | movement of a working robot system same as the above. 同上作業ロボットシステムの動作の他の例を示すフローチャート。The flowchart which shows the other example of operation | movement of a working robot system same as the above. 第２の実施形態に係る作業ロボットシステムの構成を示す概念図。The conceptual diagram which shows the structure of the work robot system which concerns on 2nd Embodiment. 同上作業ロボットシステムのブロック構成図。The block block diagram of a working robot system same as the above. 同上作業ロボットシステムの動作を示すフローチャート。The flowchart which shows operation | movement of a working robot system same as the above. 同上作業ロボットシステムの動作の他の例を示すフローチャート。The flowchart which shows the other example of operation | movement of a working robot system same as the above. 第３の実施形態に係る作業ロボットシステムの構成を示す概念図。The conceptual diagram which shows the structure of the working robot system which concerns on 3rd Embodiment. 同上作業ロボットシステムのブロック構成図。The block block diagram of a working robot system same as the above. 同上作業ロボットシステムの動作を示すタイムチャート。The time chart which shows operation | movement of a working robot system same as the above.

符号の説明Explanation of symbols

１ 作業ロボットシステム
２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ 作業ロボット
３ 中央制御装置
４ 自動充電器 1 Work robot system 2, 2A, 2B, 2C, 2D Work robot 3 Central controller 4 Automatic charger

Claims (3)

電池を動力源として有し作業領域まで自律的に移動して所定の作業を行う複数の作業ロボットと、前記作業ロボットからそのロボットの電池電圧を含む自己状態および作業状態の情報を受け取ると共に前記各作業ロボットを制御するための指示を出す中央制御装置と、を備えた作業ロボットシステムにおいて、
前記中央制御装置は、前記いずれかの作業ロボットに異常が発生した場合、または、いずれの作業ロボットも割り当てられていない作業領域が存在する場合に、作業を完了した作業ロボットであって電池電圧が最も高い作業ロボットを選択し、その選択した作業ロボットに前記異常が発生した作業ロボットの代替をさせ、または、前記割り当てられていない作業領域への割り当てを行うことを特徴とする作業ロボットシステム。 A plurality of work robots having a battery as a power source and autonomously moving to a work area to perform a predetermined work, and receiving information on the self state and work state including the battery voltage of the robot from the work robot In a work robot system comprising a central controller that issues instructions for controlling the work robot,
The central control device is a work robot that has completed the work and has a battery voltage when an abnormality occurs in any of the work robots or when there is a work area to which no work robot is assigned. A work robot system, wherein the highest work robot is selected, the selected work robot is substituted for the work robot in which the abnormality has occurred, or assignment to the unassigned work area is performed. 前記各作業ロボットに充電を行うための自動充電器をさらに備え、
前記中央制御装置は、作業を完了した作業ロボットであって前記選択された作業ロボット以外の作業ロボットに対し、前記自動充電器による充電を行うように指示することを特徴とする請求項１に記載の作業ロボットシステム。 An automatic charger for charging each work robot;
The said central control apparatus is a work robot which completed work, Comprising: It is instruct | indicated to charge with the said automatic charger with respect to work robots other than the said selected work robot. Working robot system. 前記自動充電器は、前記中央制御装置からの充電時間指示に従って前記各作業ロボットに充電することが可能であり、
前記中央制御装置は、作業ロボットに対して充電を指示する際に、未完了の作業領域の作業を完了させるための作業時間と、当該作業ロボットの作業可能時間と、に基づいて必要充電時間を算出し、その必要充電時間に応じて充電を行うように前記自動充電器に指示することを特徴とする請求項２に記載の作業ロボットシステム。 The automatic charger can charge each work robot in accordance with a charging time instruction from the central control device,
When the central controller instructs the work robot to charge, the central controller sets the required charge time based on the work time for completing the work in the unfinished work area and the work possible time of the work robot. The work robot system according to claim 2, wherein the automatic robot charger is calculated and instructed to perform charging according to the required charging time.
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