JP2024058879A - Working robot - Google Patents
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Abstract
【課題】汎用性の高い作業ロボットを提供する。【解決手段】作業ロボット100は、走行ユニット2と、第1作業ユニット3とを備える。走行ユニット2は、自律走行可能に構成される。走行ユニット2は、第1制御部26及び第1コネクタ27を有する。第1制御部26は、自律走行に関する第1処理を実行する。第1コネクタ27は、第1制御部26と電気的に接続する。第1作業ユニット3は、走行ユニット2上に取り外し可能に搭載される。第1作業ユニット3は、第2制御部35及び第2コネクタ36を有する。第2制御部35は、作業に関する第2処理を実行する。第2コネクタ36は、第2制御部35と電気的に接続されるとともに第1コネクタ27に取り外し可能に接続される。【選択図】図1[Problem] To provide a highly versatile working robot. [Solution] A working robot 100 includes a traveling unit 2 and a first working unit 3. The traveling unit 2 is configured to be capable of autonomous traveling. The traveling unit 2 has a first control unit 26 and a first connector 27. The first control unit 26 executes a first process related to autonomous traveling. The first connector 27 is electrically connected to the first control unit 26. The first working unit 3 is removably mounted on the traveling unit 2. The first working unit 3 has a second control unit 35 and a second connector 36. The second control unit 35 executes a second process related to work. The second connector 36 is electrically connected to the second control unit 35 and is removably connected to the first connector 27. [Selected Figure] Figure 1
Description
本発明は、作業ロボットに関するものである。 The present invention relates to a work robot.
近年、飲食店内で配膳を行う配膳ロボットなどのような作業ロボットが使われ始めている。例えば、特許文献1には、人や物などの障害物を検知して回避しながら飲食店内を自律走行可能な配膳ロボットが開示されている。 In recent years, work robots such as food delivery robots that deliver food in restaurants have begun to be used. For example, Patent Document 1 discloses a food delivery robot that can autonomously navigate within a restaurant while detecting and avoiding obstacles such as people and objects.
上述した配線ロボットは、基本的には配膳のみにしか使用が出来ず、汎用性が低いという問題がある。そこで、本発明の課題は、汎用性の高い作業ロボットを提供することにある。 The wiring robot described above has the problem that it can only be used for serving food, and is therefore not very versatile. Therefore, the objective of the present invention is to provide a versatile work robot.
第1態様に係る作業ロボットは、走行ユニットと、第1作業ユニットとを備える。走行ユニットは、自律走行可能に構成される。走行ユニットは、第1制御部及び第1コネクタを有する。第1制御部は、自律走行に関する第1処理を実行するように構成される。第1コネクタは、第1制御部と電気的に接続する。第1作業ユニットは、走行ユニット上に取り外し可能に搭載される。第1作業ユニットは、第2制御部及び第2コネクタを有する。第2制御部は、作業に関する第2処理を実行するように構成される。第2コネクタは、第2制御部と電気的に接続されるとともに第1コネクタに取り外し可能に接続される。 The work robot according to the first aspect includes a traveling unit and a first working unit. The traveling unit is configured to be capable of autonomous traveling. The traveling unit has a first control unit and a first connector. The first control unit is configured to execute a first process related to autonomous traveling. The first connector is electrically connected to the first control unit. The first working unit is removably mounted on the traveling unit. The first working unit has a second control unit and a second connector. The second control unit is configured to execute a second process related to the work. The second connector is electrically connected to the second control unit and removably connected to the first connector.
この構成によれば、第1作業ユニットは、走行ユニットに対して取り外し可能に搭載されているため、第1作業ユニットを走行ユニットから取り外して第1作業ユニットの代わりに他の作業ユニットに取り換えることができる。このため、作業ロボットは、高い汎用性を有する。 With this configuration, the first work unit is removably mounted on the traveling unit, so that the first work unit can be removed from the traveling unit and replaced with another work unit instead of the first work unit. This gives the work robot high versatility.
第2態様に係る作業ロボットは、第1態様に係る作業ロボットにおいて、次のように構成される。第1作業ユニットは、第2コネクタと第2制御部とを連結するLANケーブルを有する。 The working robot according to the second aspect is the working robot according to the first aspect, but is configured as follows: The first working unit has a LAN cable that connects the second connector and the second control unit.
第3態様に係る作業ロボットは、第1又は第2態様に係る作業ロボットにおいて、次のように構成される。第1制御部は、第2制御部から取得した情報に基づき、第1処理を実行するように構成される。 The working robot according to the third aspect is the working robot according to the first or second aspect, and is configured as follows: The first control unit is configured to execute the first process based on information acquired from the second control unit.
第4態様に係る作業ロボットは、第1から第3態様のいずれかに係る作業ロボットにおいて、次のように構成される。走行ユニットは、対象物との距離を検出するように構成される第1センサを有する。第1作業ユニットは、対象物との距離を検出するように構成される第2センサを有する。第1制御部は、第1センサ及び第2センサから取得したデータに基づき、第1処理を実行するように構成される。 The working robot according to the fourth aspect is a working robot according to any one of the first to third aspects, and is configured as follows: The traveling unit has a first sensor configured to detect the distance to an object. The first working unit has a second sensor configured to detect the distance to an object. The first control unit is configured to execute a first process based on data acquired from the first sensor and the second sensor.
第5態様に係る作業ロボットは、第1から第4態様のいずれかに係る作業ロボットにおいて、第2作業ユニットをさらに備える。第2作業ユニットは、第1作業ユニットに代わって走行ユニット上に取り外し可能に搭載される。第2作業ユニットは、第3制御部及び第3コネクタを有する。第3制御部は、第2処理における作業とは異なる作業に関する第3処理を実行するように構成される。第3コネクタは、第3制御部と電気的に接続されるとともに第1コネクタに取り外し可能に取り付けられる。 The working robot according to the fifth aspect is the working robot according to any one of the first to fourth aspects, further comprising a second working unit. The second working unit is removably mounted on the traveling unit in place of the first working unit. The second working unit has a third control unit and a third connector. The third control unit is configured to execute a third process related to a task different from the task in the second process. The third connector is electrically connected to the third control unit and removably attached to the first connector.
第6態様に係る作業ロボットは、第1から第5態様のいずれかに係る作業ロボットにおいて、次のように構成される。走行ユニット又は第1作業ユニットは、作業中に取得したデータをインターネットを介してサーバに送信するように構成される通信部を有する。 The working robot according to the sixth aspect is a working robot according to any one of the first to fifth aspects, and is configured as follows: The traveling unit or the first working unit has a communication unit configured to transmit data acquired during work to a server via the internet.
本発明によれば、作業ロボットの汎用性を高めることができる。 The present invention makes it possible to increase the versatility of work robots.
以下、本実施形態に係る作業ロボットについて図面を参照しつつ説明する。図1に示すように、作業ロボット100は、走行ユニット2と、第1作業ユニット3とを有している。本実施形態では、例えば、作業ロボット100は、飲食店内において配膳ロボットとして使用される。
The working robot according to this embodiment will be described below with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the working
<走行ユニット>
走行ユニット2は、第1ユニット本体21、一対の駆動輪22、一対の従動輪23、一対の電気モータ24、複数の第1センサ25、第1制御部26、及び第1コネクタ27を有している。走行ユニット2は、自律走行可能に構成されている。走行ユニット2は、いわゆるAMR(Autonomous Mobile Robot)である。
<Travel unit>
The
駆動輪22及び従動輪23は、第1ユニット本体21に取り付けられている。駆動輪22は、左右に間隔をあけて配置されている。一対の従動輪23は、前後に間隔をあけて配置されている。従動輪23は、第1ユニット本体21に対して旋回可能に取り付けられている。例えば、従動輪23は、キャスターである。駆動輪22は、前後方向において、一対の従動輪23の間に配置されている。なお、走行ユニット2は、一対の従動輪23の代わりに一対の駆動輪22を有していてもよい。すなわち、走行ユニット2の4輪とも駆動輪22であってもよい。
The
電気モータ24は、駆動輪22を駆動するように構成されている。なお、電気モータ24が正回転することで、走行ユニットは前進し、電気モータ24が逆回転することによって走行ユニット2は後進する。一対の電気モータ24のうち一方は右の駆動輪22を駆動し、もう一方の電気モータ24は左の駆動輪22を駆動する。
The
第1センサ25は、走行ユニット2の周囲にある対象物までの距離を検出するように構成されている。第1センサ25は、その検出した距離に関するデータを第1制御部26へと出力する。第1センサ25は、有線又は無線通信により、第1制御部26と接続されている。第1センサ25は、例えばLiDAR(Light Detection and Ranging)等の測距センサである。本実施形態では、第1センサ25はLiDARである。第1センサ25は、検出したデータ(例えば点群データ)を第1制御部26へと出力する。第1センサ25は、第1ユニット本体21の前面及び後面のそれぞれに取り付けられている。
The
第1制御部26は、自律走行に関する第1処理を実行するように構成されている。詳細には、第1制御部26は、第1処理として、各電気モータ24を制御するように構成されている。また、第1制御部26は、第1処理として、自己位置推定及び環境地図作成を行うように構成されている。第1制御部26は、例えば、CPU(Central Processing Unit)及びROM(Read Only Memory)等を備えるコンピュータ(例えばマイクロコンピュータ)によって構成されている。ROMには、種々の演算をするためのプログラムが記憶されている。CPUは、ROMに記憶されたプログラムを実行する。
The
第1制御部26は、各電気モータ24を制御することによって、走行ユニット2を前進させたり、後進させたり、左右に旋回させたり、停止させたりする。また、第1制御部26は、第1センサ25及び後述する第2制御部35から取得したデータに基づき、自己位置推定及び環境地図作成を行う。なお、第1制御部26は、第1センサ25から取得したデータのみに基づいて、自己位置推定及び環境地図作成を行ってもよい。第1制御部26は、その作成した環境地図を保存する。第1制御部26は、その作成した環境地図、第1センサ25から取得したデータ、及び第2制御部35から取得したデータに基づき、走行ユニット2を走行させる。
The
第1コネクタ27は、第1制御部26と電気的に接続されている。第1コネクタ27は、第1ユニット本体21の上面に配置されている。第1コネクタ27は、具体的には、LANポートによって構成されている。
The
<第1作業ユニット>
第1作業ユニット3は、配膳作業や案内作業などを実行するように構成されている。第1作業ユニット3は、走行ユニット2上に取り外し可能に搭載されている。第1作業ユニット3は、第2ユニット本体31、タッチパネル式のモニタ32、複数の第2センサ33、複数のカメラ34、第2制御部35、第2コネクタ36、及びLANケーブル37を有している。
<First Working Unit>
The
第2ユニット本体31は、第1ユニット本体21上に載置された状態で固定されるように、第1ユニット本体21に取り付けられている。例えば、第1ユニット本体21は、レール部(図示省略)を有し、第2ユニット本体31は取り付け凸部(図示省略)を有する。第2ユニット本体31の取り付け凸部をレール部内に挿入し、第2ユニット本体31をスライドさせることで、第2ユニット本体31を第1ユニット本体21に取り付けることができる。また、第2ユニット本体31を第1ユニット本体21に取り付けた後は、第2ユニット本体31が第1ユニット本体21に対してスライド移動しないように、ラチェット式締付金具などによって固定する。これにより、工具を用いることなく、第2ユニット本体31を第1ユニット本体21に対して取り付けたり取り外したりすることができる。このため、第1作業ユニット3を走行ユニット2から取り外し、第1作業ユニット3の代わりに他の作業ユニットを走行ユニット2に取り付けることができる。
The
第2ユニット本体31は、内部に複数の棚311を有しており、各棚311上に料理又は食器などを載置できるように構成されている。
The
モニタ32は、第2ユニット本体31の前面に取り付けられている。モニタ32は、第2制御部35からのデータに基づき、メニュー又は広告などを表示できるように構成されている。モニタ32は、タッチパネル式となっており、使用者からの入力を受け付けることができる。モニタ32は、その入力されたデータを第2制御部35に出力する。モニタ32は、第2制御部35と有線又は無線通信により接続されている。
The
第2センサ33は、対象物までの距離を検出するように構成されている。第2センサ33は、ToF(Time of Flight)センサ、又はLiDARなどの測距センサである。本実施形態では、第2センサ33は、ToFセンサである。また、第1作業ユニット3は、2つの第2センサ33を有している。2つの第2センサ33のうち、一方は、前部且つ下部に配置され、もう一方は後部且つ上部に配置されている。第2センサ33は、その検出した距離に関するデータ(例えば深度画像データ)を第2制御部35に出力する。第2センサ33は、有線又は無線通信により、第2制御部35と接続されている。
The
一対のカメラ34のうち一方は、第2ユニット本体31の前部に取り付けられ、もう一方は、第2ユニット本体31の後部に取り付けられる。カメラ34は、作業ロボット100の周囲の人物などを撮像するように構成されている。そして、カメラ34は、その撮像して得られた画像データを第2制御部35へと出力する。カメラ34は、有線又は無線通信により、第2制御部35と接続されている。
One of the pair of
第2制御部35は、作業に関する第2処理を実行するように構成されている。例えば、第2制御部35は、第2処理として、カメラ34から取得した画像データに基づき、人物検出を行う。なお、第2制御部35は、カメラ34から取得した画像データに加えて、第1制御部26を介して取得した第1センサ25から第1制御部26が取得した点群データを第1制御部26から取得し、これら画像データ及び点群データに基づき、人物検出を行ってもよい。第2制御部35は、第2センサ33から取得した距離情報を第1制御部26へと出力する。
The
第2制御部35は、例えば、CPU(Central Processing Unit)及びROM(Read Only Memory)等を備えるコンピュータによって構成されている。ROMには、種々の演算をするためのプログラムが記憶されている。CPUは、ROMに記憶されたプログラムを実行する。
The
第2コネクタ36は、第2制御部35と電気的に接続されている。具体的には、LANケーブル37が第2制御部35から延びており、LANケーブル37の先端部に第2コネクタ36が取り付けられている。すなわち、LANケーブル37は、第2コネクタ36と第2制御部35とを連結している。
The
第2コネクタ36は、第1コネクタ27に取り外し可能に接続されている。第2コネクタ36を第1コネクタ27に接続することにより、第1制御部26と第2制御部35とが通信可能に接続される。第2コネクタ36は、例えば、LANコネクタである。第2コネクタ36は、第1コネクタ27に差し込まれることで、第1コネクタ27に接続される。
The
<動作>
上述したように構成された作業ロボット100は、以下のように動作する。まず、作業ロボット100を店内で走行させることによって、第1センサ25が店内の各障害物までの距離を検出し、その距離に関するデータ(例えば点群データ)を第1制御部26に出力する。第1制御部26は、そのデータに基づいて環境地図作成を行う。なお、第1制御部26は、第1センサ25から取得したデータに加えて、第2センサ33からも距離に関するデータ(例えば深度画像データ)を取得し、両方のデータを用いて環境地図作成を行ってもよい。
<Operation>
Working
次に、来店した客をテーブルまで案内する際の作業ロボット100の制御について説明する。まず、店員が操作して作業ロボット100を案内モードにすることにより、作業ロボット100は、第1待機ポジションまで移動する。なお、店員は、自身が有する端末によって作業ロボット100を案内モードにしてもよいし、作業ロボット100のモニタ32によって作業ロボット100を案内モードにしてもよい。
Next, we will explain how the working
客が作業ロボット100の前に立つと、作業ロボット100は、そのカメラ34によって人物を撮像し、その撮像画像データを第2制御部35へと出力する。第2制御部35は、そのカメラ34からの情報に基づき、人物の属性を判断し、記憶部に保存する。
When a customer stands in front of the working
店員は、自身が有する端末、又は作業ロボット100のモニタ32を操作して、案内するテーブルを指定する。第1制御部26は、記憶部に保存された環境地図に基づき、指定されたテーブルまでの経路を演算する。そして、第1制御部26は、環境地図と、第1センサ25及び第2センサ33から取得したデータに基づき、電気モータ24を駆動させて、作業ロボット100を指定されたテーブルまで走行させる。
The store clerk operates his/her own terminal or the
第2制御部35は、第1センサ25からの点群データ、及びカメラ34からの画像データに基づき、客が作業ロボット100についてきているかを判断する。すなわち、第2制御部35は、作業ロボット100と客との距離が所定値以下であるか判断する。そして、第2制御部35は、上記の距離が所定値以下となるように、第1制御部26へ出力し、第1制御部26は、その第2制御部35から取得したデータに基づき、電気モータ24を制御して、走行ユニット2を走行させる。すなわち、第1制御部26は、第2制御部35における制御内容に応じて、走行ユニット2を制御する。
The
次に、作業ロボット100によって配膳する際の作業ロボット100の制御について説明する。店員が、自身が有する端末、又は作業ロボット100のモニタ32を操作することにより、作業ロボット100を配膳モードに切り替える。これにより、作業ロボット100は、第2待機ポジションへと移動する。店員は、第2待機ポジションに待機する作業ロボット100の棚311上に料理を載置する。そして、店員は、端末又はモニタ32によって料理を配膳するテーブルを指定する。作業ロボット100は、案内モードと同様の制御によって、指定されたテーブルまで料理を運ぶ。
Next, the control of the working
以上のように配膳ロボットとして動作する作業ロボット100は、第1作業ユニット3を別の作業ユニットに取り換えることにより、別の作業ロボット100として動作させることができる。例えば、図2に示すように、第1作業ユニット3を走行ユニット2から取り外して、第2作業ユニット4を走行ユニット2に取り付けることができる。
The working
第2作業ユニット4は、第3ユニット本体41、ピッキングアーム42、第3センサ43、カメラ44、第3制御部45、LANケーブル46、及び第3コネクタ47を有している。
The
第3ユニット本体41は、第2ユニット本体31と同様に、第1ユニット本体21上に載置された状態で固定されるように、第1ユニット本体21に取り付けられている。
The
ピッキングアーム42は、第3ユニット本体41に取り付けられている。ピッキングアーム42は、アクチュエータ(図示省略)によって駆動される。第3センサ43は、第2センサ33と同様に、測距センサである。カメラ44は、作業ロボット100の周囲の人物やピッキング対象物などを撮像するように構成されている。そして、カメラ44は、その撮像して得られた画像データを第3制御部45へと出力する。
The picking
第3制御部45は、第2処理における作業とは異なる作業に関する第3処理を実行するように構成される。具体的には、第3制御部45は、ピッキング作業に関する第3処理を実行する。第3制御部45は、第3センサ43及びカメラ44から取得したデータに基づき、ピッキングアーム42を制御する。なお、第3制御部45は、上記データに加えて、第1センサ25から取得した点群データも用いてピッキングアーム42を制御してもよい。
The
LANケーブル46は、第3制御部45から延びており、先端部に第3コネクタ47が取り付けられている。第3コネクタ47は、第1コネクタ27に取り外し可能に接続されている。第3コネクタ47を第1コネクタ27に接続することにより、第1制御部26と第3制御部45とが通信可能に接続される。第3コネクタ47は、例えば、LANコネクタである。
The
[変形例]
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。例えば、図3に示すように、走行ユニット2又は第1作業ユニット3は、通信部38を有していてもよい。通信部38は、走行ユニット2又は第1作業ユニット3が作業中に取得したデータをインターネットを介してサーバに送信するように構成されている。例えば、第1作業ユニット3の第2制御部35は、カメラ34から取得した情報に基づき、客の属性データ(性別、及び年齢など)を取得する。そして、第2制御部35は、通信部38を介して、その属性データをサーバに送信するように構成されている。これによれば、異なる店舗で使用される複数の作業ロボット100からデータを収集することができる。
[Modification]
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these, and various modifications are possible without departing from the spirit of the present invention. For example, as shown in FIG. 3, the traveling
2 :走行ユニット
25 :第1センサ
26 :第1制御部
27 :第1コネクタ
3 :第1作業ユニット
33 :第2センサ
35 :第2制御部
36 :第2コネクタ
37 :LANケーブル
4 :第2作業ユニット
45 :第3制御部
46 :LANケーブル
47 :第3コネクタ
100 :作業ロボット
2: Traveling unit 25: First sensor 26: First control unit 27: First connector 3: First working unit 33: Second sensor 35: Second control unit 36: Second connector 37: LAN cable 4: Second working unit 45: Third control unit 46: LAN cable 47: Third connector 100: Working robot
Claims (6)
作業に関する第2処理を実行するように構成される第2制御部、及び前記第2制御部と電気的に接続されるとともに前記第1コネクタに取り外し可能に接続される第2コネクタ、を有し、前記走行ユニット上に取り外し可能に搭載される第1作業ユニットと、
を備える、作業ロボット。
A traveling unit configured to be capable of autonomous traveling, the traveling unit having a first control unit configured to execute a first process related to autonomous traveling and a first connector electrically connected to the first control unit;
a first working unit having a second control unit configured to execute a second process related to a work and a second connector electrically connected to the second control unit and removably connected to the first connector, the first working unit being removably mounted on the traveling unit;
A work robot comprising:
請求項1に記載の作業ロボット。
The first working unit has a LAN cable connecting the second connector and the second control unit.
The working robot according to claim 1 .
請求項1に記載の作業ロボット。
The first control unit is configured to execute the first process based on the data acquired from the second control unit.
The working robot according to claim 1 .
前記第1作業ユニットは、前記対象物との距離を検出するように構成される第2センサを有し、
前記第1制御部は、前記第1センサ及び前記第2センサから取得したデータに基づき、前記第1処理を実行するように構成される、
請求項1に記載の作業ロボット。
The traveling unit has a first sensor configured to detect a distance to an object;
The first operational unit has a second sensor configured to detect a distance to the object,
The first control unit is configured to execute the first process based on data acquired from the first sensor and the second sensor.
The working robot according to claim 1 .
請求項1に記載の作業ロボット。
a third control unit configured to execute a third process related to a task different from the task in the second process, and a third connector electrically connected to the third control unit and removably attached to the first connector, and a second working unit removably mounted on the traveling unit in place of the first working unit;
The working robot according to claim 1 .
請求項1に記載の作業ロボット。 The traveling unit or the first working unit has a communication unit configured to transmit data acquired during work to a server via the Internet,
The working robot according to claim 1 .
Priority Applications (1)
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---|---|
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JP2022166271A Pending JP2024058879A (en) | 2022-10-17 | 2022-10-17 | Working robot |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2024058879A (en) |
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2022
- 2022-10-17 JP JP2022166271A patent/JP2024058879A/en active Pending
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Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A711 | Notification of change in applicant |
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