JP3486947B2 - 給油装置 - Google Patents
給油装置Info
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- JP3486947B2 JP3486947B2 JP04683494A JP4683494A JP3486947B2 JP 3486947 B2 JP3486947 B2 JP 3486947B2 JP 04683494 A JP04683494 A JP 04683494A JP 4683494 A JP4683494 A JP 4683494A JP 3486947 B2 JP3486947 B2 JP 3486947B2
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自動給油を行う給油装
置に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】従来までに提案されてきた全自動給油シ
ステムは、給油口の認識、探索、マニピュレータの移
動、ノズルの挿入、給油等全てを自動で実施するシステ
ムがほとんどである。 【０００３】例えば、出願人が先に提案した特公平2-12
839 号公報にある全自動の給油装置は、車種判別装置
と、この車種判別装置の出力により、車種毎の腕杆駆動
および給油操作を記憶している記憶装置を有するものと
して、予め記憶されているその車種の給油口の位置およ
び蓋の開閉構造をもとに、マニピュレータを動かし、蓋
の開閉操作およびノズルの挿入を行うものとしている。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】しかし、車種はその種
類が多いので全ての車種を判別できる車種判別装置が実
現しにくく、その結果、車種判別により給油口を確認す
ることは不可能である。けだし、給油口の位置、形状、
角度等車両の個別性が高く、一律で処理できないので、
給油口を認識するための方法が複雑で困難とならざるを
得ないからである。 【０００５】なお、給油口の確認については視覚認識装
置であるとか、認識を正確に実施するためのＩＤシステ
ム等を利用する方法もあるが、これらの方法では車両が
変更された場合等はその都度データを変更したり、給油
口の蓋などを認識し易い専用品に変更しなけらばならな
かった。さらに、たとえ認識し易く給油口の蓋を変更し
ても、視覚処理装置の認識度は照明等の光学的条件に大
きく左右され、正確な給油口の認識と位置決定を実施す
るのは困難な状況である。 【０００６】現在給油作業を行う上で給油ノズルを持ち
給油対象車両にノズルを挿入する作業は、ホースとノズ
ルの重量が重く、その上ホースとノズルの重量バランス
が悪いために、特に操作者が女性の場合などにはその作
業が大きな負担となる。 【０００７】そこで従来は、ホースをコイルバネによっ
て支持したり、ワイヤーとぜんまいバネで上方より把持
したりすることで機械的に重量とバネの反力をバランス
させ、操作時のホースとノズルの操作負担を軽減する等
の措置が図られている。 【０００８】しかし、そのどちらの方法も、静止状態か
ら操作を開始するときの初期張力が大きかったり、最大
荷重点（バネの最大変位点）における反力（バネが初期
状態に戻ろうとする力）が大きいための、操作者がその
状態で支持を助けてやる必要があった。 【０００９】本発明の目的は前記従来例の不都合を解消
し、第１に、給油口の認識は人間が実施するものとし
て、ノズル挿入までは、人間が行いそれ以降は装置側で
給油操作が許可された場合に可動し、給油終了を検出し
て、挿入時の軌跡に基づいて最短経路で初期状態に帰還
することができる給油装置を提供すること、第２に、給
油ノズルの移動は初期動作を含めて全く重量負担をかけ
ずにそれを行うことができる給油装置を提供することに
ある。 【００１０】 【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するため、給油装置部と、ロボット部と、メイン操作部
とで構成されるシステムにより制御され、前記給油装置
部は、満タン検出センサと油種判別センサと流量パルス
発信器と油種単価データ記憶部とが接続された流体制御
部を備え、前記ロボット部は、複数の腕と該腕を支持す
る複数の関節とそれを駆動するモータとからなるモータ
駆動型多関節マニピュレータの先端に取付けた給油ノズ
ルの近傍に取付けた力覚センサと力覚座標とがそれぞれ
接続される力ベクトル生成部と、位置座標が接続される
位置ベクトル生成部とが、軸変換演算部に接続され、軸
変換演算部に制御指令部が接続され、出力逆変換演算部
に前記軸変換演算部が接続され、前記メイン操作部は、
カードリーダ、給油モードなどを設定するキーボードな
どを備え、給油の可否を出力するＰＯＳおよび屋外操作
機で構成され、前記メイン操作部と、給油装置部の流体
制御部をロボット部の制御指令部に接続したことを要旨
とするものである。 【００１１】 【作用】請求項１記載の本発明によれば、給油者のメン
バーカードなどをカードリーダに読み取らせ、キーボー
ドのキーで給油のモードを入力する。ＰＯＳで給油の可
否が判断され、給油条件に合致しなければモータ駆動型
多関節マニピュレータを停止し、合致すれば、操作者が
給油ノズルのノズル部を給油口方向へ導くため外力を投
入すると、力覚センサが入力された外力を検出し、検出
されたデータは歪量として送られる。 【００１２】検出されたデータを力覚座標系に適合す
る。力覚座標系は、その時のマニピュレータの各腕とテ
ーブルの位置により、その原点からの絶対位置に置き換
え、検出した力間隔のベクトルを絶対座標系上で表すべ
く、位置座標系として変換する。検出された力覚座標系
を位置座標系に変換したデータから、操作者がどの方向
に向かってマニピュレータを移動させたいと考えている
かを推論し、その方向に操作ハンドル（給油ノズル）を
移動させるために、各関節のモータの送り量を給油ノズ
ルの先端からの位置座標を逆変換することで求める。移
動方向へマニピュレータを動作させるためのモータの移
動量を逆変換により求め、そのパルスを出力しモータを
駆動する。 【００１３】このようにして、操作者の希望に応じた方
向にマニピュレータを移動させることが可能となり、給
油後は、操作者の手によって運ばれてきたマニピュレー
タの移動ルートではなく、現在有るマニピュレータの位
置と初期状態の位置関係から判断し、最短で初期状態に
帰還するようになるので、迅速にかつ自動で帰還動作を
実施することができる。また、操作者にはほとんど荷重
負担をかけないですむ。 【００１４】 【実施例】以下、図面について本発明の実施例を詳細に
説明する。図１は本発明の給油装置の１実施例を示す斜
視図、図２は同上ブロック図である。 【００１５】図中１はアイランドであるが、複数の関節
２ａ〜２ｆとそれを駆動する各（アクチュエータ）モー
タ３とからなるモータ駆動型関節マニピュレータ４をこ
のアイランド１に立設する。該アイランド１には車両の
進入及び異常停止を検出する車両検知センサー30とスラ
イドかつ回転自在な支柱５をその構成部材に含み、該支
柱５にはＰＯＳの屋外操作機（ＯＤＴ）６としてＣＲＴ
の表示画面６ａ、テンキー、ファンクションキー等のキ
ーボード６ｂ、カードリーダ６ｃ、緊急停止スイッチ６
ｄなどを設けた。なお、該屋外操作機６は図示は省略す
るが給油所の事務所等に設置するＰＯＳの本体機と接続
される。 【００１６】また、モータ駆動型関節マニピュレータ４
の先頭の関節２ａの先には給油ノズル７を取り付け、こ
の給油ノズル７に連通する給油ホースもしくは給油配管
は関節２ａ〜２ｆ内を通り地下タンクに接続され、その
途中にはモータ駆動型関節マニピュレータ４とは別置き
で給油ポンプ、流量計を配置した。これら給油ポンプ、
流量計がＰＯＳと接続されるのは周知の通りである。 【００１７】前記給油ノズル７は満タン検出センサ８と
油種判別センサ９とを有するが（図２参照）、さらに操
作ハンドル10の部分にスタートスイッチ11ａ、給油開始
スイッチ11ｂ、給油停止スイッチ11ｅ、挿入ロックスイ
ッチ11ｃ、緊急停止スイッチ11ｄなどを配置した操作ス
イッチ部11を設けた。 【００１８】この給油ノズル７の近傍には６軸の力覚セ
ンサ12を配設する。 【００１９】図２に示すように、システムとしては、前
記ＰＯＳおよび屋外操作機６のメイン操作部Ａと、給油
モータ等の制御にあたる給油装置部Ｂと、モータ駆動型
関節マニピュレータ４を主体とするロボット部Ｃとから
なるが、特にロボット部Ｃでは、これらメイン操作部Ａ
の電源スイッチ等のキーボード６ｂ、カードリーダ６ｃ
とで給油条件及び顧客データ等の信号を往来させ、ま
た、給油装置部Ｂの流体制御部13とで油種選択、流量パ
ルスデータ等の信号を往来させる制御指令部14がある。 【００２０】また、この制御指令部14は、前記操作スイ
ッチ部11にあるスタートスイッチ11ａ、給油開始スイッ
チ11ｂ、挿入ロックスイッチ11ｃ、緊急停止スイッチ11
ｄ、給油停止スイッチ11ｅのオペレータ手元スイッチ、
および、前記複数の関節２ａ〜２ｆのそれぞれのマニピ
ュレータスイッチからのゼロリセット信号、正転限界信
号、逆転限界信号出力を受けるＩ／Ｏチップ15からの出
力を受ける。 【００２１】ロボット部Ｃでは、力覚センサ12からの給
油ノズル７の移動方向と移動量の電流信号と力覚座標19
からの座標信号とを力ベクトル生成部に導入して給油ノ
ズル７の希望移動量を検出し、該検出された移動量検出
信号を軸変換演算部16に導入し、また、各関節２ａ〜２
ｆに設けたエンコーダ20からパルスコントローラ21を介
してのパルス信号と位置座標24からの座標信号とを位置
ベクトル生成部23に導入して、各関節２ａ〜２ｆの現在
の位置を信号として検出し、該検出した位置検出信号も
前記の軸変換演算部16に導入し、ここで絶対座標からの
移動量を決定する。 【００２２】該軸変換演算部16からの移動量データ信号
を出力逆変換演算部25に導入し、前記移動量に基づいて
力覚センサ12に働いた負荷荷重を小さくなる方向にパル
スコントローラ21を介してモータドライバ28に導入し、
このモータドライバ28の出力をモータ３に導入してこれ
を駆動する。また、前記移動量を帰還時のモータ３を駆
動させるための補間動作のデータとしてメモリ33に記憶
させる。 【００２３】次に動作を図３、図４のフローチャートに
ついて説明する。アイランド１の脇である給油可能なモ
ータ駆動型関節マニピュレータ４の設置給油エリアに車
両を進入させる。〔ステップ（１）〕そして、車両の停
止を実行する。〔ステップ（２）〕この時操作可能（給
油可能）なエリアに車両が停止していない場合には、ア
イランド１等に設けた車両検知センサー30で検出し、車
両停止位置の修正をメッセージとして表示画面６ａに出
力する。 【００２４】運転者もしくは給油所のオペレータが給油
対象車両の給油パネルと給油キャップを開放する。〔ス
テップ（３）〕そして、メイン操作部Ａの屋外操作機６
より、給油者のメンバーカード等をカードリーダ６ｃに
読み取らせ、キーボード６ｂのキーで給油のモードを入
力する。〔ステップ（４）〕給油のモードは、満タン給
油なのか定量定額給油であるのか等の給油に関係する選
択モードである。ＰＯＳ／ＯＤＴで給油対象車両と給油
者のデータを照合する。〔ステップ（５）〕 【００２５】ＰＯＳは給油の可否を信号として出力す
る。〔ステップ（６）〕給油条件に合致しなければ、給
油不可能として出力し、モータ駆動型関節マニピュレー
タ４を停止する。〔ステップ（７）〕 【００２６】給油可能でなおかつ動作可能領域にあるこ
とが確認されると、メインスイッチがＯＮし、給油操作
許可信号がメイン操作部Ａよりロボット部Ｃの制御指令
部へ出力される。〔ステップ（８）〕 【００２７】操作ハンドル10を握り、ハンドル10に設け
られた操作スイッチ部11のスタートスイッチ11ａをＯＮ
すると、力覚センサ12の計測がオープンになり入力待ち
となる。〔ステップ（９）〕 【００２８】同時にシステムの初期値を明確にするため
に、全てのモータの初期値で０とすべく、リセット信号
がマニピュレータスイッチより出力される。〔ステップ
（10）〕 【００２９】そして、全ての０信号が入力されているこ
とを確認する。また、緊急停止スイッチの入力を許可す
るために、スイッチ信号をオープンにする。〔ステップ
（11）〕 【００３０】緊急停止スイッチ６ｄ，11ｄが入力されな
いことを常に確認する。入力された場合には、速やかに
マニピュレータ４を停止する。〔ステップ（12）〕 【００３１】操作ハンドル10より、操作者が給油ノズル
７のノズル部を給油口方向へ導くためにハンドル10に外
力を投入する。〔ステップ（13）〕 【００３２】力覚センサ12が操作者の意思である移動方
向を歪量として検出する。〔ステップ（14）〕検出は、
ＸＹＺ三軸の方向力と各軸まわりのモーメントの６軸で
検出する。検出された歪信号は力覚センサ12より、力ベ
クトル生成部18へ力覚座標19からの座標信号と共に送ら
れる。 【００３３】検出された両信号に基づいて原点からの移
動量を絶対座標系に置き換える。検出した力間隔のベク
トルを絶対座標系上で表すべく、位置座標系として変換
する。そして、前記検出された力覚座標系を絶対座標系
に変換したデータと各関節２ａ〜２ｆに設けたエンコー
ダ20からパルスコントローラ21を介して各関節２ａ〜２
ｆの移動量がパルス信号として位置座標24の座標信号と
共に位置ベクトル生成部23に出力して、各関節２ａ〜２
ｆの移動量とを軸変換演算部16で演算したデータとか
ら、位置座標系として変換する。〔ステップ（15）〕 【００３４】該変換されたデータを帰還時の演算データ
としてメモリ33に記憶する。〔ステップ（16）〕 【００３５】前記変換されたデータを出力逆変換演算部
25に導入して操作者がどの方向に向かってモータ駆動型
関節マニピュレータ４を移動させたいと考えているかを
推論し、その方向に操作ハンドル10、給油ノズル７を移
動させるための、各関節２ａ〜２ｆのモータの送り量を
給油ノズル７の先端からの位置座標を逆変換することで
求める。〔ステップ（17）〕 【００３６】移動方向へモータ駆動型関節マニピュレー
タ４を動作させるためのモータ３の移動量を逆変換によ
り求め、そのパルスをパルスコントローラ21を介して出
力しモータ３を駆動する。〔ステップ（18）〕 【００３７】ある一定のサンプリング時間間隔で、ステ
ップ（17）、ステップ（18）の動作を繰り返し実行する
ことで、操作者の希望に応じた方向にモータ駆動型関節
マニピュレータ４を移動させることが可能となる。 【００３８】モータ駆動型関節マニピュレータ４を移動
させている間、各関節２ａ〜２ｆのモータ３が機械的運
転限界に達してしまう場合が存在する。そこで、運転中
にモータ３の正転限界スイッチと逆転限界スイッチが入
力されるか否かを常にチェックする。〔ステップ（1
9）〕 【００３９】モータ駆動型関節マニピュレータ４に設置
されている各関節２ａ〜２ｆの限界スイッチが入力され
ると、移動駆動演算を修正し、操作者の希望方向へシス
テムを駆動させる。駆動限界スイッチが複数個例えば３
個以上入力された場合は、モータ駆動型関節マニピュレ
ータ４を停止し、停車している給油対象車両の停車位置
変更を屋外操作機６の表示画面６ａにより報知する。 【００４０】給油ノズル７を問題なく給油口へ移動させ
ることができたならば、操作者が挿入確認を行い操作ハ
ンドル10に設置して有る挿入ロックスイッチ11ｃをＯＮ
する。〔ステップ（20）〕すると給油ノズル７は固定さ
れ、給油口より外れることはない。そして、操作者が給
油ノズル７のパイプを給油口内にどこまで挿入するかは
一様でないため給油口方向へ向けて給油ノズル７を自動
的に挿入するようにマニピュレータを駆動する。給油口
のノズル口内部のパイプ等にノズル先端が接触すると、
力覚センサに対して外力が加わることとなるため、外力
が働かなくなるような方向にならい動作を実行し、ノズ
ルを挿入させる。 【００４１】システムの関節２ａ〜２ｆをいかなる方向
に動作させても外力が消えず、挿入不可能な状態になる
と、挿入が完了したと判断し挿入完了信号を出力する。
〔ステップ（21）〕 【００４２】前記ならい動作は、挿入完了信号が出力さ
れるまで一定のサンプリング時間によって繰り返し実行
される。また、あらかじめ入力された油種と車両の使用
油種が適合しているか否かを油種判別センサ９により判
定し確認する。〔ステップ（22）〕 【００４３】油種が一致していない場合には、給油モー
ドにより入力された油種は給油できない旨を操作者に知
らせ、適合油種の給油の許可命令を出力する。〔ステッ
プ（23）〕挿入完了信号が出力されると、操作者に対し
確認を促す信号が出力され得る。 【００４４】給油ノズル７の挿入と油種の適合性を確認
した操作者は、操作ハンドル10の操作スイッチ部11に設
けてある給油開始スイッチ11ｂの給油開始をＯＮする。
〔ステップ（25）〕 【００４５】予め入力した給油モードに応じて給油動作
を開始する。満タン給油モードの時は、給油装置部Ｂの
満タン検出センサ８に満タン信号が入力されるまで給油
を実行する。〔ステップ（27）〕 【００４６】また、プリセット給油の場合には、給油装
置部Ｂの流量パルス発信器31、油種単価データ記憶部32
からのデータにより給油を停止させる。〔ステップ（2
6）〕 【００４７】操作者がみずからの手でマニュアル給油す
る場合には、操作者が操作ハンドル10の操作スイッチ部
11に設けてある給油開始スイッチ11の給油終了のスイッ
チをＯＮするまで給油は続けられる。〔ステップ（2
8）〕 【００４８】給油終了が確認されると、マニピュレータ
４が初期状態に帰還するために給油装置部Ｂ内の流体制
御部13より給油終了信号がロボット部Ｃ内の制御指令部
14に出力され、ここから軸変換演算部16に帰還信号が出
力される。〔ステップ（29）〕 【００４９】前記帰還信号が入力されると、操作者の手
によって運ばれてきたモータ駆動型関節マニピュレータ
４の移動ルートではなく、メモリ33内のデータに基づい
て現在有るモータ駆動型関節マニピュレータ４の位置の
初期状態の位置関係から判断し、最短で初期状態に帰還
するように各関節２ａ〜２ｆの軸のモータ３を補間動作
を加えた演算を実行し、帰還動作を実施する。〔ステッ
プ（30）〕 【００５０】帰還動作は初期条件のゼロリセット信号が
入力されるまで一定のサンプリング間隔で、動作が続け
られる。〔ステップ（31）〕 【００５１】モータ駆動型関節マニピュレータ４は、全
ての動作が終了すると、操作者へ動作終了の旨を知ら
せ、給油キャップの確認と給油パネルの確認を促す。 【００５２】 【発明の効果】以上述べたように本発明の給油装置は、
ノズル挿入までは人間が行い帰還時は挿入時の軌跡によ
り最短経路で初期状態に戻るので給油口を探索するため
の複雑なシステムを必要とせず、効率よく給油を実施す
ることができ、またモータで給油ノズルの移動を助ける
ため、作業が楽に行えるものである。 【００５３】さらに、給油中は給油ノズルがロックされ
ているので給油口より外れることはない。また、満タン
検出センサからの信号、プリセット給油終了信号また
は、給油停止信号により給油ノズルの帰還動作を開始す
るので自動化に適しているものである。
置に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】従来までに提案されてきた全自動給油シ
ステムは、給油口の認識、探索、マニピュレータの移
動、ノズルの挿入、給油等全てを自動で実施するシステ
ムがほとんどである。 【０００３】例えば、出願人が先に提案した特公平2-12
839 号公報にある全自動の給油装置は、車種判別装置
と、この車種判別装置の出力により、車種毎の腕杆駆動
および給油操作を記憶している記憶装置を有するものと
して、予め記憶されているその車種の給油口の位置およ
び蓋の開閉構造をもとに、マニピュレータを動かし、蓋
の開閉操作およびノズルの挿入を行うものとしている。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】しかし、車種はその種
類が多いので全ての車種を判別できる車種判別装置が実
現しにくく、その結果、車種判別により給油口を確認す
ることは不可能である。けだし、給油口の位置、形状、
角度等車両の個別性が高く、一律で処理できないので、
給油口を認識するための方法が複雑で困難とならざるを
得ないからである。 【０００５】なお、給油口の確認については視覚認識装
置であるとか、認識を正確に実施するためのＩＤシステ
ム等を利用する方法もあるが、これらの方法では車両が
変更された場合等はその都度データを変更したり、給油
口の蓋などを認識し易い専用品に変更しなけらばならな
かった。さらに、たとえ認識し易く給油口の蓋を変更し
ても、視覚処理装置の認識度は照明等の光学的条件に大
きく左右され、正確な給油口の認識と位置決定を実施す
るのは困難な状況である。 【０００６】現在給油作業を行う上で給油ノズルを持ち
給油対象車両にノズルを挿入する作業は、ホースとノズ
ルの重量が重く、その上ホースとノズルの重量バランス
が悪いために、特に操作者が女性の場合などにはその作
業が大きな負担となる。 【０００７】そこで従来は、ホースをコイルバネによっ
て支持したり、ワイヤーとぜんまいバネで上方より把持
したりすることで機械的に重量とバネの反力をバランス
させ、操作時のホースとノズルの操作負担を軽減する等
の措置が図られている。 【０００８】しかし、そのどちらの方法も、静止状態か
ら操作を開始するときの初期張力が大きかったり、最大
荷重点（バネの最大変位点）における反力（バネが初期
状態に戻ろうとする力）が大きいための、操作者がその
状態で支持を助けてやる必要があった。 【０００９】本発明の目的は前記従来例の不都合を解消
し、第１に、給油口の認識は人間が実施するものとし
て、ノズル挿入までは、人間が行いそれ以降は装置側で
給油操作が許可された場合に可動し、給油終了を検出し
て、挿入時の軌跡に基づいて最短経路で初期状態に帰還
することができる給油装置を提供すること、第２に、給
油ノズルの移動は初期動作を含めて全く重量負担をかけ
ずにそれを行うことができる給油装置を提供することに
ある。 【００１０】 【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するため、給油装置部と、ロボット部と、メイン操作部
とで構成されるシステムにより制御され、前記給油装置
部は、満タン検出センサと油種判別センサと流量パルス
発信器と油種単価データ記憶部とが接続された流体制御
部を備え、前記ロボット部は、複数の腕と該腕を支持す
る複数の関節とそれを駆動するモータとからなるモータ
駆動型多関節マニピュレータの先端に取付けた給油ノズ
ルの近傍に取付けた力覚センサと力覚座標とがそれぞれ
接続される力ベクトル生成部と、位置座標が接続される
位置ベクトル生成部とが、軸変換演算部に接続され、軸
変換演算部に制御指令部が接続され、出力逆変換演算部
に前記軸変換演算部が接続され、前記メイン操作部は、
カードリーダ、給油モードなどを設定するキーボードな
どを備え、給油の可否を出力するＰＯＳおよび屋外操作
機で構成され、前記メイン操作部と、給油装置部の流体
制御部をロボット部の制御指令部に接続したことを要旨
とするものである。 【００１１】 【作用】請求項１記載の本発明によれば、給油者のメン
バーカードなどをカードリーダに読み取らせ、キーボー
ドのキーで給油のモードを入力する。ＰＯＳで給油の可
否が判断され、給油条件に合致しなければモータ駆動型
多関節マニピュレータを停止し、合致すれば、操作者が
給油ノズルのノズル部を給油口方向へ導くため外力を投
入すると、力覚センサが入力された外力を検出し、検出
されたデータは歪量として送られる。 【００１２】検出されたデータを力覚座標系に適合す
る。力覚座標系は、その時のマニピュレータの各腕とテ
ーブルの位置により、その原点からの絶対位置に置き換
え、検出した力間隔のベクトルを絶対座標系上で表すべ
く、位置座標系として変換する。検出された力覚座標系
を位置座標系に変換したデータから、操作者がどの方向
に向かってマニピュレータを移動させたいと考えている
かを推論し、その方向に操作ハンドル（給油ノズル）を
移動させるために、各関節のモータの送り量を給油ノズ
ルの先端からの位置座標を逆変換することで求める。移
動方向へマニピュレータを動作させるためのモータの移
動量を逆変換により求め、そのパルスを出力しモータを
駆動する。 【００１３】このようにして、操作者の希望に応じた方
向にマニピュレータを移動させることが可能となり、給
油後は、操作者の手によって運ばれてきたマニピュレー
タの移動ルートではなく、現在有るマニピュレータの位
置と初期状態の位置関係から判断し、最短で初期状態に
帰還するようになるので、迅速にかつ自動で帰還動作を
実施することができる。また、操作者にはほとんど荷重
負担をかけないですむ。 【００１４】 【実施例】以下、図面について本発明の実施例を詳細に
説明する。図１は本発明の給油装置の１実施例を示す斜
視図、図２は同上ブロック図である。 【００１５】図中１はアイランドであるが、複数の関節
２ａ〜２ｆとそれを駆動する各（アクチュエータ）モー
タ３とからなるモータ駆動型関節マニピュレータ４をこ
のアイランド１に立設する。該アイランド１には車両の
進入及び異常停止を検出する車両検知センサー30とスラ
イドかつ回転自在な支柱５をその構成部材に含み、該支
柱５にはＰＯＳの屋外操作機（ＯＤＴ）６としてＣＲＴ
の表示画面６ａ、テンキー、ファンクションキー等のキ
ーボード６ｂ、カードリーダ６ｃ、緊急停止スイッチ６
ｄなどを設けた。なお、該屋外操作機６は図示は省略す
るが給油所の事務所等に設置するＰＯＳの本体機と接続
される。 【００１６】また、モータ駆動型関節マニピュレータ４
の先頭の関節２ａの先には給油ノズル７を取り付け、こ
の給油ノズル７に連通する給油ホースもしくは給油配管
は関節２ａ〜２ｆ内を通り地下タンクに接続され、その
途中にはモータ駆動型関節マニピュレータ４とは別置き
で給油ポンプ、流量計を配置した。これら給油ポンプ、
流量計がＰＯＳと接続されるのは周知の通りである。 【００１７】前記給油ノズル７は満タン検出センサ８と
油種判別センサ９とを有するが（図２参照）、さらに操
作ハンドル10の部分にスタートスイッチ11ａ、給油開始
スイッチ11ｂ、給油停止スイッチ11ｅ、挿入ロックスイ
ッチ11ｃ、緊急停止スイッチ11ｄなどを配置した操作ス
イッチ部11を設けた。 【００１８】この給油ノズル７の近傍には６軸の力覚セ
ンサ12を配設する。 【００１９】図２に示すように、システムとしては、前
記ＰＯＳおよび屋外操作機６のメイン操作部Ａと、給油
モータ等の制御にあたる給油装置部Ｂと、モータ駆動型
関節マニピュレータ４を主体とするロボット部Ｃとから
なるが、特にロボット部Ｃでは、これらメイン操作部Ａ
の電源スイッチ等のキーボード６ｂ、カードリーダ６ｃ
とで給油条件及び顧客データ等の信号を往来させ、ま
た、給油装置部Ｂの流体制御部13とで油種選択、流量パ
ルスデータ等の信号を往来させる制御指令部14がある。 【００２０】また、この制御指令部14は、前記操作スイ
ッチ部11にあるスタートスイッチ11ａ、給油開始スイッ
チ11ｂ、挿入ロックスイッチ11ｃ、緊急停止スイッチ11
ｄ、給油停止スイッチ11ｅのオペレータ手元スイッチ、
および、前記複数の関節２ａ〜２ｆのそれぞれのマニピ
ュレータスイッチからのゼロリセット信号、正転限界信
号、逆転限界信号出力を受けるＩ／Ｏチップ15からの出
力を受ける。 【００２１】ロボット部Ｃでは、力覚センサ12からの給
油ノズル７の移動方向と移動量の電流信号と力覚座標19
からの座標信号とを力ベクトル生成部に導入して給油ノ
ズル７の希望移動量を検出し、該検出された移動量検出
信号を軸変換演算部16に導入し、また、各関節２ａ〜２
ｆに設けたエンコーダ20からパルスコントローラ21を介
してのパルス信号と位置座標24からの座標信号とを位置
ベクトル生成部23に導入して、各関節２ａ〜２ｆの現在
の位置を信号として検出し、該検出した位置検出信号も
前記の軸変換演算部16に導入し、ここで絶対座標からの
移動量を決定する。 【００２２】該軸変換演算部16からの移動量データ信号
を出力逆変換演算部25に導入し、前記移動量に基づいて
力覚センサ12に働いた負荷荷重を小さくなる方向にパル
スコントローラ21を介してモータドライバ28に導入し、
このモータドライバ28の出力をモータ３に導入してこれ
を駆動する。また、前記移動量を帰還時のモータ３を駆
動させるための補間動作のデータとしてメモリ33に記憶
させる。 【００２３】次に動作を図３、図４のフローチャートに
ついて説明する。アイランド１の脇である給油可能なモ
ータ駆動型関節マニピュレータ４の設置給油エリアに車
両を進入させる。〔ステップ（１）〕そして、車両の停
止を実行する。〔ステップ（２）〕この時操作可能（給
油可能）なエリアに車両が停止していない場合には、ア
イランド１等に設けた車両検知センサー30で検出し、車
両停止位置の修正をメッセージとして表示画面６ａに出
力する。 【００２４】運転者もしくは給油所のオペレータが給油
対象車両の給油パネルと給油キャップを開放する。〔ス
テップ（３）〕そして、メイン操作部Ａの屋外操作機６
より、給油者のメンバーカード等をカードリーダ６ｃに
読み取らせ、キーボード６ｂのキーで給油のモードを入
力する。〔ステップ（４）〕給油のモードは、満タン給
油なのか定量定額給油であるのか等の給油に関係する選
択モードである。ＰＯＳ／ＯＤＴで給油対象車両と給油
者のデータを照合する。〔ステップ（５）〕 【００２５】ＰＯＳは給油の可否を信号として出力す
る。〔ステップ（６）〕給油条件に合致しなければ、給
油不可能として出力し、モータ駆動型関節マニピュレー
タ４を停止する。〔ステップ（７）〕 【００２６】給油可能でなおかつ動作可能領域にあるこ
とが確認されると、メインスイッチがＯＮし、給油操作
許可信号がメイン操作部Ａよりロボット部Ｃの制御指令
部へ出力される。〔ステップ（８）〕 【００２７】操作ハンドル10を握り、ハンドル10に設け
られた操作スイッチ部11のスタートスイッチ11ａをＯＮ
すると、力覚センサ12の計測がオープンになり入力待ち
となる。〔ステップ（９）〕 【００２８】同時にシステムの初期値を明確にするため
に、全てのモータの初期値で０とすべく、リセット信号
がマニピュレータスイッチより出力される。〔ステップ
（10）〕 【００２９】そして、全ての０信号が入力されているこ
とを確認する。また、緊急停止スイッチの入力を許可す
るために、スイッチ信号をオープンにする。〔ステップ
（11）〕 【００３０】緊急停止スイッチ６ｄ，11ｄが入力されな
いことを常に確認する。入力された場合には、速やかに
マニピュレータ４を停止する。〔ステップ（12）〕 【００３１】操作ハンドル10より、操作者が給油ノズル
７のノズル部を給油口方向へ導くためにハンドル10に外
力を投入する。〔ステップ（13）〕 【００３２】力覚センサ12が操作者の意思である移動方
向を歪量として検出する。〔ステップ（14）〕検出は、
ＸＹＺ三軸の方向力と各軸まわりのモーメントの６軸で
検出する。検出された歪信号は力覚センサ12より、力ベ
クトル生成部18へ力覚座標19からの座標信号と共に送ら
れる。 【００３３】検出された両信号に基づいて原点からの移
動量を絶対座標系に置き換える。検出した力間隔のベク
トルを絶対座標系上で表すべく、位置座標系として変換
する。そして、前記検出された力覚座標系を絶対座標系
に変換したデータと各関節２ａ〜２ｆに設けたエンコー
ダ20からパルスコントローラ21を介して各関節２ａ〜２
ｆの移動量がパルス信号として位置座標24の座標信号と
共に位置ベクトル生成部23に出力して、各関節２ａ〜２
ｆの移動量とを軸変換演算部16で演算したデータとか
ら、位置座標系として変換する。〔ステップ（15）〕 【００３４】該変換されたデータを帰還時の演算データ
としてメモリ33に記憶する。〔ステップ（16）〕 【００３５】前記変換されたデータを出力逆変換演算部
25に導入して操作者がどの方向に向かってモータ駆動型
関節マニピュレータ４を移動させたいと考えているかを
推論し、その方向に操作ハンドル10、給油ノズル７を移
動させるための、各関節２ａ〜２ｆのモータの送り量を
給油ノズル７の先端からの位置座標を逆変換することで
求める。〔ステップ（17）〕 【００３６】移動方向へモータ駆動型関節マニピュレー
タ４を動作させるためのモータ３の移動量を逆変換によ
り求め、そのパルスをパルスコントローラ21を介して出
力しモータ３を駆動する。〔ステップ（18）〕 【００３７】ある一定のサンプリング時間間隔で、ステ
ップ（17）、ステップ（18）の動作を繰り返し実行する
ことで、操作者の希望に応じた方向にモータ駆動型関節
マニピュレータ４を移動させることが可能となる。 【００３８】モータ駆動型関節マニピュレータ４を移動
させている間、各関節２ａ〜２ｆのモータ３が機械的運
転限界に達してしまう場合が存在する。そこで、運転中
にモータ３の正転限界スイッチと逆転限界スイッチが入
力されるか否かを常にチェックする。〔ステップ（1
9）〕 【００３９】モータ駆動型関節マニピュレータ４に設置
されている各関節２ａ〜２ｆの限界スイッチが入力され
ると、移動駆動演算を修正し、操作者の希望方向へシス
テムを駆動させる。駆動限界スイッチが複数個例えば３
個以上入力された場合は、モータ駆動型関節マニピュレ
ータ４を停止し、停車している給油対象車両の停車位置
変更を屋外操作機６の表示画面６ａにより報知する。 【００４０】給油ノズル７を問題なく給油口へ移動させ
ることができたならば、操作者が挿入確認を行い操作ハ
ンドル10に設置して有る挿入ロックスイッチ11ｃをＯＮ
する。〔ステップ（20）〕すると給油ノズル７は固定さ
れ、給油口より外れることはない。そして、操作者が給
油ノズル７のパイプを給油口内にどこまで挿入するかは
一様でないため給油口方向へ向けて給油ノズル７を自動
的に挿入するようにマニピュレータを駆動する。給油口
のノズル口内部のパイプ等にノズル先端が接触すると、
力覚センサに対して外力が加わることとなるため、外力
が働かなくなるような方向にならい動作を実行し、ノズ
ルを挿入させる。 【００４１】システムの関節２ａ〜２ｆをいかなる方向
に動作させても外力が消えず、挿入不可能な状態になる
と、挿入が完了したと判断し挿入完了信号を出力する。
〔ステップ（21）〕 【００４２】前記ならい動作は、挿入完了信号が出力さ
れるまで一定のサンプリング時間によって繰り返し実行
される。また、あらかじめ入力された油種と車両の使用
油種が適合しているか否かを油種判別センサ９により判
定し確認する。〔ステップ（22）〕 【００４３】油種が一致していない場合には、給油モー
ドにより入力された油種は給油できない旨を操作者に知
らせ、適合油種の給油の許可命令を出力する。〔ステッ
プ（23）〕挿入完了信号が出力されると、操作者に対し
確認を促す信号が出力され得る。 【００４４】給油ノズル７の挿入と油種の適合性を確認
した操作者は、操作ハンドル10の操作スイッチ部11に設
けてある給油開始スイッチ11ｂの給油開始をＯＮする。
〔ステップ（25）〕 【００４５】予め入力した給油モードに応じて給油動作
を開始する。満タン給油モードの時は、給油装置部Ｂの
満タン検出センサ８に満タン信号が入力されるまで給油
を実行する。〔ステップ（27）〕 【００４６】また、プリセット給油の場合には、給油装
置部Ｂの流量パルス発信器31、油種単価データ記憶部32
からのデータにより給油を停止させる。〔ステップ（2
6）〕 【００４７】操作者がみずからの手でマニュアル給油す
る場合には、操作者が操作ハンドル10の操作スイッチ部
11に設けてある給油開始スイッチ11の給油終了のスイッ
チをＯＮするまで給油は続けられる。〔ステップ（2
8）〕 【００４８】給油終了が確認されると、マニピュレータ
４が初期状態に帰還するために給油装置部Ｂ内の流体制
御部13より給油終了信号がロボット部Ｃ内の制御指令部
14に出力され、ここから軸変換演算部16に帰還信号が出
力される。〔ステップ（29）〕 【００４９】前記帰還信号が入力されると、操作者の手
によって運ばれてきたモータ駆動型関節マニピュレータ
４の移動ルートではなく、メモリ33内のデータに基づい
て現在有るモータ駆動型関節マニピュレータ４の位置の
初期状態の位置関係から判断し、最短で初期状態に帰還
するように各関節２ａ〜２ｆの軸のモータ３を補間動作
を加えた演算を実行し、帰還動作を実施する。〔ステッ
プ（30）〕 【００５０】帰還動作は初期条件のゼロリセット信号が
入力されるまで一定のサンプリング間隔で、動作が続け
られる。〔ステップ（31）〕 【００５１】モータ駆動型関節マニピュレータ４は、全
ての動作が終了すると、操作者へ動作終了の旨を知ら
せ、給油キャップの確認と給油パネルの確認を促す。 【００５２】 【発明の効果】以上述べたように本発明の給油装置は、
ノズル挿入までは人間が行い帰還時は挿入時の軌跡によ
り最短経路で初期状態に戻るので給油口を探索するため
の複雑なシステムを必要とせず、効率よく給油を実施す
ることができ、またモータで給油ノズルの移動を助ける
ため、作業が楽に行えるものである。 【００５３】さらに、給油中は給油ノズルがロックされ
ているので給油口より外れることはない。また、満タン
検出センサからの信号、プリセット給油終了信号また
は、給油停止信号により給油ノズルの帰還動作を開始す
るので自動化に適しているものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の給油装置の１実施例を示す斜視図であ
る。 【図２】本発明の給油装置の１実施例を示すブロック図
である。 【図３】本発明の給油装置の１実施例を示す動作のフロ
ーチャートである。 【図４】本発明の給油装置の１実施例を示す動作のフロ
ーチャートである。 【符号の説明】 １…アイランド ２ａ〜２ｆ…関節 ３…モータ ４…モータ駆動型多
関節マニピュレータ ５…支柱 ６…屋外操作機 ６ａ…表示画面 ６ｂ…キーボード ６ｃ…カードリーダ ６ｄ…緊急停止スイ
ッチ ７…給油ノズル ８…満タン検出セン
サ ９…油種判別センサ 10…操作ハンドル 11…操作スイッチ部 11ａ…スタートスイ
ッチ 11ｂ…給油開始スイッチ 11ｃ…挿入ロックス
イッチ 11ｄ…緊急停止スイッチ 11ｅ…給油停止スイ
ッチ 12…力覚センサ 13…流体制御部 14…制御指令部 15…Ｉ／Ｏチップ 16…軸変換演算部 18…力ベクトル生成
部 19…力覚座標 20…エンコーダ 21…パルスコントローラ 23…位置ベクトル生成部 24…位置座標 25…出力逆変換演算部 28…モータドライバ 29ａ〜29ｃ…腕 30…車両検知センサ
ー 31…流量パルス発信器 32…油種単価データ
記憶部 33…メモリ
る。 【図２】本発明の給油装置の１実施例を示すブロック図
である。 【図３】本発明の給油装置の１実施例を示す動作のフロ
ーチャートである。 【図４】本発明の給油装置の１実施例を示す動作のフロ
ーチャートである。 【符号の説明】 １…アイランド ２ａ〜２ｆ…関節 ３…モータ ４…モータ駆動型多
関節マニピュレータ ５…支柱 ６…屋外操作機 ６ａ…表示画面 ６ｂ…キーボード ６ｃ…カードリーダ ６ｄ…緊急停止スイ
ッチ ７…給油ノズル ８…満タン検出セン
サ ９…油種判別センサ 10…操作ハンドル 11…操作スイッチ部 11ａ…スタートスイ
ッチ 11ｂ…給油開始スイッチ 11ｃ…挿入ロックス
イッチ 11ｄ…緊急停止スイッチ 11ｅ…給油停止スイ
ッチ 12…力覚センサ 13…流体制御部 14…制御指令部 15…Ｉ／Ｏチップ 16…軸変換演算部 18…力ベクトル生成
部 19…力覚座標 20…エンコーダ 21…パルスコントローラ 23…位置ベクトル生成部 24…位置座標 25…出力逆変換演算部 28…モータドライバ 29ａ〜29ｃ…腕 30…車両検知センサ
ー 31…流量パルス発信器 32…油種単価データ
記憶部 33…メモリ
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭59−74099（ＪＰ，Ａ)
特開 昭60−172480（ＪＰ，Ａ)
実開 平４−19786（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B67D 5/00 - 5/70
B25J 9/06
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 給油装置部と、ロボット部と、メイン操
作部とで構成されるシステムにより制御され、前記給油
装置部は、満タン検出センサと油種判別センサと流量パ
ルス発信器と油種単価データ記憶部とが接続された流体
制御部を備え、前記ロボット部は、複数の腕と該腕を支
持する複数の関節とそれを駆動するモータとからなるモ
ータ駆動型多関節マニピュレータの先端に取付けた給油
ノズルの近傍に取付けた力覚センサと力覚座標とがそれ
ぞれ接続される力ベクトル生成部と、位置座標が接続さ
れる位置ベクトル生成部とが、軸変換演算部に接続さ
れ、軸変換演算部に制御指令部が接続され、出力逆変換
演算部に前記軸変換演算部が接続され、前記メイン操作
部は、カードリーダ、給油モードなどを設定するキーボ
ードなどを備え、給油の可否を出力するＰＯＳおよび屋
外操作機で構成され、前記メイン操作部と、給油装置部
の流体制御部をロボット部の制御指令部に接続したこと
を特徴とする給油装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04683494A JP3486947B2 (ja) | 1994-03-17 | 1994-03-17 | 給油装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04683494A JP3486947B2 (ja) | 1994-03-17 | 1994-03-17 | 給油装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07257693A JPH07257693A (ja) | 1995-10-09 |
| JP3486947B2 true JP3486947B2 (ja) | 2004-01-13 |
Family
ID=12758374
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04683494A Expired - Fee Related JP3486947B2 (ja) | 1994-03-17 | 1994-03-17 | 給油装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3486947B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101478480B1 (ko) * | 2014-01-17 | 2014-12-31 | 두산중공업 주식회사 | 다관절 매니퓰레이터 |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6343241B1 (en) | 1998-04-09 | 2002-01-29 | Mobil Oil Corporation | Robotic vehicle servicing system |
| US6338008B1 (en) | 1998-04-09 | 2002-01-08 | Mobil Oil Corporation | Robotic vehicle servicing system |
| JP2005177563A (ja) * | 2003-12-17 | 2005-07-07 | Mitsubishi Electric Corp | ガソリンベーパ回収装置 |
| JP5578973B2 (ja) * | 2010-07-16 | 2014-08-27 | 日本電産サンキョー株式会社 | 産業用ロボット |
| JP5614730B2 (ja) * | 2012-07-27 | 2014-10-29 | 株式会社タツノ | 給油装置用センサ |
| CN206529286U (zh) * | 2016-08-31 | 2017-09-29 | 孙良云 | 汽车全自动加油机器手系统 |
| CN106672885A (zh) * | 2017-02-09 | 2017-05-17 | 浙江百倍云信息科技有限公司 | 无人加油方法及系统 |
| CN113086933B (zh) * | 2021-04-07 | 2022-02-22 | 广东皓耘科技有限公司 | 加油机构和加油系统 |
| CN114195083B (zh) * | 2021-11-27 | 2024-04-12 | 正星科技股份有限公司 | 自动机器人加油装置及加油方法 |
| CN114195085A (zh) * | 2021-12-20 | 2022-03-18 | 深圳清华大学研究院 | 一种连续型机械臂自动加油系统 |
-
1994
- 1994-03-17 JP JP04683494A patent/JP3486947B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101478480B1 (ko) * | 2014-01-17 | 2014-12-31 | 두산중공업 주식회사 | 다관절 매니퓰레이터 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07257693A (ja) | 1995-10-09 |
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