JP7434944B2 - ロボットシステムおよび制御装置 - Google Patents

Description

本開示は、ロボットシステムおよび制御装置に関する。

特許文献１には、バッテリーを電力供給源として駆動されるロボットが記載されている。このロボットは、検出されたバッテリー残量とデータベースに記憶された作業ごとの消費電力に関する情報とを用いて作業を実行するためのバッテリー残量が確保されているか否かを判定し、判定結果のユーザーへの提示や実行する作業の切り替えによって、作業中のロボットがバッテリー切れで停止することを抑制している。

特開２００６－１５０５６２号公報

上述したロボットでは、バッテリーの残量を管理するために、作業ごとの消費電力に関する情報をデータベースに記憶させる必要があるので、ユーザーに消費電力を算出させる手間を課すことになる。

本開示の第１の形態によれば、ロボットシステムが提供される。このロボットシステムは、バッテリーを電力供給源として駆動するロボットと、前記ロボットを制御する制御装置と、を備える。前記制御装置は、前記バッテリーが満充電されてから前記バッテリーの出力電圧が予め定められた閾値以下になるまで、前記ロボットに第１作業を繰り返し実行させて、前記バッテリーの出力電圧が前記閾値よりも大きい範囲内で前記ロボットが前記第１作業を実行した回数を、前記バッテリーが満充電されてから再び充電されるまでの期間に前記ロボットに前記第１作業を実行させることができる回数の上限である第１上限回数として設定する設定処理を実行する。

本開示の第２の形態によれば、バッテリーを電力供給源として駆動するロボットを制御する制御装置が提供される。この制御装置は、前記バッテリーの出力電圧を取得する電圧取得部と、前記バッテリーが満充電されてから再び充電されるまでの期間に前記ロボットに作業を実行させることができる回数の上限である上限回数を記憶する上限回数記憶部と、を備える。前記バッテリーが満充電されてから前記電圧取得部によって取得される前記バッテリーの出力電圧が予め定められた閾値以下になるまで、前記ロボットに前記作業を繰り返し実行させて、前記バッテリーの出力電圧が前記閾値よりも大きい範囲内で前記ロボットが前記作業を実行した回数を取得し、取得された回数を前記上限回数として前記上限回数記憶部に記憶する設定処理を実行する。

第１実施形態のロボットシステムの概略構成を示す説明図。 第１実施形態の制御装置の概略構成を示す説明図。 バッテリーの出力電圧の推移を模式的に示す説明図。 上限回数設定処理の内容を示すフローチャート。 作業シーケンス実行処理の内容を示すフローチャート。

Ａ．第１実施形態：
図１は、第１実施形態におけるロボットシステム１０の概略構成を示す説明図である。本実施形態では、ロボットシステム１０は、ロボット２０と、車両部３０と、バッテリー４０と、電圧計４１と、制御装置９０とを備えている。ロボットシステム１０は、例えば、第１地点においてロボット２０によってワークＷＫを車両部３０に積み込み、第１地点から第２地点まで車両部３０によって走行し、第２地点においてロボット２０によってワークＷＫを車両部３０から下ろすことができる。尚、ロボット２０のことをマニピュレーターと呼ぶこともでき、車両部３０のことを車両と呼ぶこともでき、制御装置９０のことをコントローラーと呼ぶこともできる。

ロボット２０は、ベース部２１と、第１アーム部２５Ａと、第２アーム部２５Ｂと、第３アーム部２５Ｃと、第４アーム部２５Ｄと、第５アーム部２５Ｅと、第６アーム部２５Ｆと、第１モーター２６Ａと、第２モーター２６Ｂと、第３モーター２６Ｃと、第４モーター２６Ｄと、第５モーター２６Ｅと、第６モーター２６Ｆと、エンドエフェクター２９とを備えている。本実施形態では、ロボット２０は、垂直多関節ロボットとして構成されている。尚、各アーム部２５Ａ～２５Ｆおよび各モーター２６Ａ～２６Ｆの符号の末尾に付された「Ａ」～「Ｆ」の文字は、各アーム部２５Ａ～２５Ｆおよび各モーター２６Ａ～２６Ｆを区別するために付された文字である。以下の説明において、各アーム部２５Ａ～２５Ｆおよび各モーター２６Ａ～２６Ｆを特に区別せずに説明する場合には、符号の末尾に「Ａ」～「Ｆ」の文字を付さずに説明する。ベース部２１のことをベースと呼ぶこともでき、アーム部２５のことをアームと呼ぶこともできる。

ベース部２１は、車両部３０に固定されている。第１アーム部２５Ａは、ベース部２１に対して第１軸Ｏ１を中心にして回転可能に接続されている。第２アーム部２５Ｂは、第１アーム部２５Ａに対して第２軸Ｏ２を中心にして回転可能に接続されている。第３アーム部２５Ｃは、第２アーム部２５Ｂに対して第３軸Ｏ３を中心にして回転可能に接続されている。第４アーム部２５Ｄは、第３アーム部２５Ｃに対して第４軸Ｏ４を中心にして回転可能に接続されている。第５アーム部２５Ｅは、第４アーム部２５Ｄに対して第５軸Ｏ５を中心にして回転可能に接続されている。第６アーム部２５Ｆは、第５アーム部２５Ｅに対して第６軸Ｏ６を中心にして回転可能に接続されている。エンドエフェクター２９は、第６アーム部２５Ｆの先端部分に装着されている。本実施形態では、エンドエフェクター２９は、ワークＷＫを把持可能なグリッパーによって構成されている。

第１モーター２６Ａは、ベース部２１に対して第１アーム部２５Ａを回転させる。第２モーター２６Ｂは、第１アーム部２５Ａに対して第２アーム部２５Ｂを回転させる。第３モーター２６Ｃは、第２アーム部２５Ｂに対して第３アーム部２５Ｃを回転させる。第４モーター２６Ｄは、第３アーム部２５Ｃに対して第４アーム部２５Ｄを回転させる。第５モーター２６Ｅは、第４アーム部２５Ｄに対して第５アーム部２５Ｅを回転させる。第６モーター２６Ｆは、第５アーム部２５Ｅに対して第６アーム部２５Ｆを回転させる。各モーター２６Ａ～２６Ｆは、制御装置９０によって個別に制御される。各モーター２６Ａ～２６Ｆは、バッテリー４０を電力供給源として駆動される。本実施形態では、各モーター２６Ａ～２６Ｆは、交流モーターによって構成されている。バッテリー４０の出力する直流電力がインバーターによって交流電力に変換されて、各モーター２６Ａ～２６Ｆに供給される。各モーター２６Ａ～２６Ｆは、直流モーターによって構成されてもよい。

ロボット２０は、上述した構成に限定されない。例えば、ロボット２０は、上述したようにアーム部２５およびモーター２６を６つ備える構成ではなく、アーム部２５およびモーター２６を１つから５つ備える構成であってもよいし、アーム部２５およびモーター２６を７つ以上備える構成であってもよい。また、例えば、ロボット２０は、垂直多関節ロボットではなく水平多関節ロボットとして構成されてもよい。ロボットシステム１０は、２つ以上のロボット２０を備えてもよい。

車両部３０は、車体部３１と、車輪部３５と、走行用モーター３６とを備えている。本実施形態では、車両部３０は、予め定められた走行経路上に配置された磁気テープ等によって誘導されて走行するＡＧＶ（Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｇｕｉｄｅｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ）として構成されている。車両部３０は、自ら走行経路を算出して、走行経路上に人や障害物を検知した場合には人や障害物を回避しつつ走行するＡＭＲ（Ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ Ｍｏｂｉｌｅ Ｒｏｂｏｔ）として構成されてもよい。

車体部３１の上面には、ロボット２０のベース部２１が固定されている。車体部３１の上面のベース部２１が固定された部分の隣には、ワークＷＫを積載するための積載部３９が設けられている。車体部３１には、走行用モーター３６が搭載されている。走行用モーター３６は、制御装置９０の制御下で駆動される。走行用モーター３６は、バッテリー４０を電力供給源として駆動されて、車輪部３５を回転させる。車両部３０は、車輪部３５の回転によって走行する。本実施形態では、走行用モーター３６は、交流モーターによって構成されている。バッテリー４０の出力する直流電力がインバーターによって交流電力に変換されて、走行用モーター３６に供給される。走行用モーター３６は、直流モーターによって構成されてもよい。尚、車体部３１のことを車体と呼ぶこともでき、車輪部３５のことを車輪と呼ぶこともでき、積載部３９のことを積載台と呼ぶこともできる。

バッテリー４０および電圧計４１は、車体部３１に搭載されている。バッテリー４０は、充電と放電とが可能な二次電池によって構成されている。バッテリー４０には、例えば、リチウムイオン電池やニッケル水素電池を用いることができる。電圧計４１は、バッテリー４０の出力電圧を測定する。電圧計４１によって測定されたバッテリー４０の出力電圧は、制御装置９０に送信される。本実施形態では、バッテリー４０を充電するための充電コネクター４２と、バッテリー４０の充電が必要である場合に充電が必要であることを報知するための報知部４３とが、車体部３１に設けられている。報知部４３は、例えば、制御装置９０の制御下で駆動される警告灯やブザー等によって構成される。ロボットシステム１０は、搭載されていたバッテリー４０と同種の二次電池だけでなく、搭載されていたバッテリー４０とは異なる種類の二次電池にもバッテリー４０を交換可能に構成されている。例えば、バッテリー４０は、搭載されていたリチウムイオン電池を製造したメーカーとは異なるメーカーが製造したリチウムイオン電池に交換されてもよいし、リチウムイオン電池からニッケル水素電に交換されてもよい。以下の説明では、バッテリー４０等の二次電池の状態がそれ以上充電する余地のない状態であること、すなわち、バッテリー４０等の二次電池が十分に充電された状態であることを「満充電」または「満充電された」と表現する場合もある。

制御装置９０は、車体部３１に搭載されている。制御装置９０は、１つまたは複数のプロセッサーと、主記憶装置と、外部との信号の入出力を行う入出力インターフェースとを備えるコンピューターによって構成されている。制御装置９０は、主記憶装置上に読み込んだプログラムや命令をプロセッサーが実行することによって、後述する上限回数設定処理と作業シーケンス実行処理とを含んだ種々の機能を発揮する。制御装置９０は、コンピューターによって構成される代わりに、各機能の少なくとも一部を実行するための複数の回路を組み合わせた構成により実行されてもよい。尚、制御装置９０は、ロボット２０に内蔵されてもよい。

図２は、本実施形態における制御装置９０の概略構成を示す説明図である。本実施形態では、制御装置９０は、電圧取得部９１と、電圧閾値記憶部９２と、第１作業記憶部９３Ａと、第１上限回数記憶部９４Ａと、第２作業記憶部９３Ｂと、第２上限回数記憶部９４Ｂと、第３作業記憶部９３Ｃと、第３上限回数記憶部９４Ｃと、第４作業記憶部９３Ｄと、第４上限回数記憶部９４Ｄと、作業回数カウント部９５と、作業シーケンス記憶部９６とを備えている。尚、各作業記憶部９３Ａ～９３Ｄおよび各上限回数記憶部９４Ａ～９４Ｄの符号の末尾に付された「Ａ」～「Ｄ」の文字は、各作業記憶部９３Ａ～９３Ｄおよび各上限回数記憶部９４Ａ～９４Ｄを区別するために付された文字である。以下の説明において、各作業記憶部９３Ａ～９３Ｄおよび各上限回数記憶部９４Ａ～９４Ｄを特に区別せずに説明する場合には、符号の末尾に「Ａ」～「Ｄ」の文字を付さずに説明する。

電圧取得部９１は、電圧計４１によって測定されたバッテリー４０の出力電圧を取得する。電圧閾値記憶部９２は、上限回数設定処理等に用いられるバッテリー４０の出力電圧の閾値を記憶する。電圧閾値記憶部９２には、例えば、ユーザーによって入力された閾値が記憶される。

第１作業記憶部９３Ａは、ロボットシステム１０に実行させる第１作業の内容を記憶する。本実施形態では、ロボット２０によって積載部３９にワークＷＫを積み込むという内容の第１作業が第１作業記憶部９３Ａに記憶されている。第１上限回数記憶部９４Ａは、バッテリー４０が満充電されてから再度充電されるまでの期間に制御装置９０がロボットシステム１０に第１作業のみを実行させる場合に第１作業を実行させることができる回数の上限である第１上限回数を記憶する。第１上限回数は、後述する上限回数設定処理によって第１上限回数記憶部９４Ａに記憶される。

第２作業記憶部９３Ｂは、ロボットシステム１０に実行させる第２作業の内容を記憶する。本実施形態では、車両部３０によって第１地点から第２地点まで走行するという内容の第２作業が第２作業記憶部９３Ｂに記憶されている。第２上限回数記憶部９４Ｂは、バッテリー４０が満充電されてから再度充電されるまでの期間に制御装置９０がロボットシステム１０に第２作業のみを実行させる場合に第２作業を実行させることができる回数の上限である第２上限回数を記憶する。第２回数は、後述する上限回数設定処理によって第２上限回数記憶部９４Ｂに記憶される。

第３作業記憶部９３Ｃは、ロボットシステム１０に実行させる第３作業の内容を記憶する。本実施形態では、ロボット２０によって積載部３９からワークＷＫを下ろすという内容の第３作業が第３作業記憶部９３Ｃに記憶されている。第３上限回数記憶部９４Ｃは、バッテリー４０が満充電されてから再度充電されるまでの期間に制御装置９０がロボットシステム１０に第３作業のみを実行させる場合に第３作業を実行させることができる回数の上限である第３上限回数を記憶する。第３回数は、後述する上限回数設定処理によって第３上限回数記憶部９４Ｃに記憶される。

第４作業記憶部９３Ｄは、ロボットシステム１０に実行させる第４作業の内容を記憶する。本実施形態では、車両部３０によって第２地点から第１地点まで走行するという内容の第４作業が第４作業記憶部９３Ｄに記憶されている。第４上限回数記憶部９４Ｄは、バッテリー４０が満充電されてから再度充電されるまでの期間に制御装置９０がロボットシステム１０に第４作業のみを実行させる場合に第４作業を実行させることができる回数の上限である第４上限回数を記憶する。第４回数は、後述する上限回数設定処理によって第４上限回数記憶部９４Ｄに記憶される。

作業回数カウント部９５は、バッテリー４０が満充電されてから再度充電されるまでの期間における、第１作業が実行された回数と、第２作業が実行された回数と、第３作業が実行された回数と、第４作業が実行された回数とのそれぞれをカウントして記憶する。作業回数カウント部９５に記憶された各回数は、バッテリー４０が再度充電された場合に０回に戻される。

作業シーケンス記憶部９６は、各作業記憶部９３Ａ～９３Ｄに記憶された作業を予め定められた順序でロボットシステム１０に実行させる作業シーケンスを記憶する。本実施形態では、ロボットシステム１０に、第１作業と第２作業と第３作業と第４作業とをこの順で実行させるという内容の作業シーケンスが記憶されている。

制御装置９０は、上述した構成に限定されない。例えば、制御装置９０は、上述した４つの作業記憶部９３および上限回数記憶部９４を備える構成ではなく、１つから３つの作業記憶部９３および上限回数記憶部９４を備える構成であってもよいし、５つ以上の作業記憶部９３および上限回数記憶部９４を備える構成であってもよい。

図３は、バッテリー４０の出力電圧の推移を示す説明図である。図３における横軸は時間を表しており、縦軸は電圧を表している。図３には、ロボットシステム１０に連続的に作業を実行させた際のバッテリー４０の出力電圧Ｖｏｕｔの推移が模式的に表されている。バッテリー４０からロボット２０のモーター２６や車両部３０の走行用モーター３６に電力を供給することによってロボットシステム１０に作業を実行させると、バッテリー４０の出力電圧Ｖｏｕｔは低下する。バッテリー４０の出力電圧Ｖｏｕｔが下限値を下回ると、ロボットシステム１０は作業を実行できなくなる。そこで、本実施形態では、下限値よりも高い閾値が制御装置９０の電圧閾値記憶部９２に記憶される。

図４は、本実施形態における上限回数設定処理の内容を示すフローチャートである。この処理は、後述する作業シーケンス実行処理に先立って、制御装置９０によって実行される。この処理は、バッテリー４０が交換された場合にも、制御装置９０によって実行される。まず、ステップＳ１１０にて、制御装置９０は、バッテリー４０が満充電されるまで待機する。この際に、バッテリー４０の充電が開始されない場合には、制御装置９０は、バッテリー４０の充電が必要であることを報知部４３によってユーザーに向けて報知してもよい。尚、上限回数設定処理のことを単に設定処理と呼ぶこともある。

バッテリー４０が満充電された後、ステップＳ１２０にて、制御装置９０は、第１作業記憶部９３Ａに記憶された第１作業を１回、ロボットシステム１０に実行させる。ステップＳ１３０にて、制御装置９０は、バッテリー４０が満充電されてからロボットシステム１０に第１作業を実行させた回数を作業回数カウント部９５によってカウントして記憶する。バッテリー４０が満充電されてからロボットシステム１０に第１作業を実行させた回数が１回になるため、作業回数カウント部９５には１回が記憶される。ステップＳ１４０にて、制御装置９０は、電圧取得部９１によってバッテリー４０の出力電圧を取得する。ステップＳ１５０にて、制御装置９０は、電圧取得部９１によって取得されたバッテリー４０の出力電圧が電圧閾値記憶部９２に記憶された閾値よりも大きいか否かを判定する。

ステップＳ１５０でバッテリー４０の出力電圧が電圧閾値記憶部９２に記憶された閾値よりも大きいと判断された場合、制御装置９０は、ステップＳ１２０に処理を戻して、ステップＳ１２０からステップＳ１５０までの処理を再度実行する。２回目に実行されるステップＳ１２０の処理によって、バッテリー４０が満充電されてからロボットシステム１０に第１作業を実行させた回数が２回になるため、２回目に実行されるステップＳ１３０の処理では、作業回数カウント部９５には２回が記憶される。ステップＳ１５０でバッテリー４０の出力電圧が電圧閾値記憶部９２に記憶された閾値よりも大きいと判断されなくなるまで、制御装置９０は、ステップＳ１２０からステップＳ１５０までの処理を繰り返し実行する。

ステップＳ１５０でバッテリー４０の出力電圧が電圧閾値記憶部９２に記憶された閾値よりも大きいと判断されなかった場合、つまり、バッテリー４０の出力電圧が電圧閾値記憶部９２に記憶された閾値以下である場合、制御装置９０は、ステップＳ１６０にて、作業回数カウント部９５に記憶された第１作業の回数を第１上限回数として第１上限回数記憶部９４Ａに記憶する。例えば、作業回数カウント部９５に記憶された第１作業の回数が５０回である場合には、第１上限回数記憶部９４Ａには、第１上限回数として５０回が記憶される。

その後、ステップＳ１７０にて、制御装置９０は、各作業記憶部９３Ａ～９３Ｄに他の作業が記憶されているか否かを判定する。ステップＳ１７０で各作業記憶部９３Ａ～９３Ｄに他の作業が記憶されていると判断された場合、制御装置９０は、ステップＳ１１０に処理を戻して、ステップＳ１１０からステップＳ１７０までの処理を再度実行する。本実施形態では、第１作業とは異なる第２作業が第２作業記憶部９３Ｂに記憶されているので、制御装置９０は、ステップＳ１７０で各作業記憶部９３Ａ～９３Ｄに他の作業が記憶されていると判断する。ステップＳ１１０でバッテリー４０が再度満充電された後、制御装置９０は、ステップＳ１２０からステップＳ１６０までの処理を実行することによって、第２上限回数を第２上限回数記憶部９４Ｂに記憶し、ステップＳ１７０の処理を実行することによって、各作業記憶部９３Ａ～９３Ｄに他の作業が記憶されているか否かを判定する。本実施形態では、第１作業とは異なり、かつ、第２作業とは異なる第３作業が第３作業記憶部９３Ｃに記憶されているので、制御装置９０は、２回目のステップＳ１７０で各作業記憶部９３Ａ～９３Ｄに他の作業が記憶されていると判断する。

ステップＳ１７０で各作業記憶部９３Ａ～９３Ｄに他の作業が記憶されていると判断されなくなるまで、制御装置９０は、ステップＳ１１０からステップＳ１７０までの処理を繰り返し実行して、各上限回数記憶部９４Ａ～９４Ｄに各上限回数を記憶する。ステップＳ１７０で他の作業が記憶されていると判断されなかった場合、制御装置９０は、この処理を終了する。その後、バッテリー４０が交換された場合に、制御装置９０は、この処理を再度実行する。尚、この処理が再度実行される前に、電圧閾値記憶部９２に記憶された閾値が変更されてもよい。

図５は、作業シーケンス実行処理の内容を示すフローチャートである。この処理は、制御装置９０に所定の開始指令が供給されることによって、制御装置９０によって実行される。まず、ステップＳ２１０にて、制御装置９０は、作業シーケンスに表された１番目の作業である第１作業を実行するためのバッテリー４０の残量が確保されているか否かを判定する。

本実施形態では、制御装置９０は、各上限回数記憶部９４Ａ～９４Ｄに記憶された各上限回数を用いて各作業の電力消費割合を算出し、各作業の電力消費割合と、作業回数カウント部９５に記憶されたバッテリー４０が満充電されてからの各作業を実行させた回数とを用いて、バッテリー４０の残量が確保されているか否かを判断する。電力消費割合とは、バッテリー４０が満充電されてからバッテリー４０の出力電圧が閾値以下にならない範囲内でバッテリー４０が出力可能な電力量に対する、ロボットシステム１０に作業を１回実行させるために消費される電力量の割合のことを意味する。第１作業の電力消費割合のことを第１電力消費割合と呼び、第２作業の電力消費割合のことを第２電力消費割合と呼び、第３作業の電力消費割合のことを第３電力消費割合と呼び、第４作業の電力消費割合のことを第４電力消費割合と呼ぶ。例えば、第１上限回数および第３上限回数がそれぞれ５０回であり、第２上限回数および第４上限回数がそれぞれ７０回である場合には、制御装置９０は、各電力消費割合の分母の値を揃えて、第１電力消費割合および第３電力消費割合をそれぞれ７／３５０と算出し、第２電力消費割合および第４電力消費割合をそれぞれ５／３５０と算出する。この例において、第１作業を１４回、第２作業を１４回、第３作業を１４回、第４作業を１４回実行させた場合の各電力消費割合の合計値は、下式（１）によって表される。
（７×１４＋５×１４＋７×１４＋５×１４）／３５０＝３３６／３５０ ・・・（１）
この場合、ロボットシステム１０に１５回目の第１作業を実行させても各電力消費割合の合計値が１を上回らないため、制御装置９０は、第１作業を実行するためのバッテリー４０の残量が確保されていると判断する。また、上述した例において、第１作業を１５回、第２作業を１５回、第３作業を１４回、第４作業を１４回実行させた場合の各電力消費割合の合計値は、下式（２）によって表される。
（７×１５＋５×１５＋７×１４＋５×１４）／３５０＝３４８／３５０ ・・・（２）
この場合、ロボットシステム１０に１５回目の第３作業を実行させると各電力消費割合の合計値が１を上回るため、制御装置９０は、第３作業を実行するためのバッテリー４０の残量が確保されていると判断しない。また、上述した例において、第１作業を５０回、第２作業を０回、第３作業を０回、第４作業を０回実行させた場合の各電力消費割合の合計値は、下式（３）によって表される。
（７×５０＋５×０＋７×０＋５×０）／３５０＝３５０／３５０ ・・・（３）
この場合、ロボットシステム１０に５１回目の第１作業を実行させると各電力消費割合の合計値が１を上回るため、制御装置９０は、第１作業を実行するためのバッテリー４０の残量が確保されていると判断しない。つまり、制御装置９０は、ロボットシステム１０に各作業を実行させる回数を最大でも各上限回数以下に制限する。

ステップＳ２１０で第１作業を実行するためのバッテリー４０の残量が確保されていると判断された場合、制御装置９０は、ステップＳ２２０にて、ロボットシステム１０に第１作業を実行させる。ステップＳ２３０にて、制御装置９０は、バッテリー４０が満充電されてから第１作業が実行された回数を作業回数カウント部９５によってカウントして記憶する。

ステップＳ２４０にて、制御装置９０は、作業シーケンスに他の作業が登録されている否かを判定する。ステップＳ２４０で作業シーケンスに他の作業が登録されていると判断された場合、制御装置９０は、ステップＳ２１０に処理を戻して、ステップＳ２１０からステップＳ２４０までの処理を再度実行する。本実施形態では、作業シーケンスには、第１作業の他に第２作業と第３作業と第４作業とが登録されているため、ステップＳ２４０で制御装置９０は、作業シーケンスに他の作業が登録されていると判断する。制御装置９０は、２回目のステップＳ２１０にて、作業シーケンスに表された２番目の作業である第２作業を実行するためのバッテリー４０の残量が確保されているか否かを判定し、第２作業を実行するためのバッテリー４０の残量が確保されていると判断された場合には、２回目のステップＳ２２０にて、ロボットシステム１０に第２作業を実行させる。２回目のステップＳ２３０にて、バッテリー４０が満充電されてから第２作業が実行された回数を作業回数カウント部９５によってカウントして記憶する。

ステップＳ２４０で作業シーケンスに他の作業が登録されていると判断されなくなるまで、制御装置９０は、ステップＳ２１０からステップＳ２４０までの処理を繰り返し実行する。ステップＳ２４０で作業シーケンスに他の作業が登録されていると判断されなかった場合、制御装置９０は、この処理を終了する。

ステップＳ２１０で第１作業を実行するためのバッテリー４０の残量が確保されていると判断されなかった場合、制御装置９０は、ロボットシステム１０に第１作業を実行させずに、ステップＳ２６０にて、電圧取得部９１によってバッテリー４０の出力電圧を取得して、ステップＳ２７０にて、バッテリー４０の出力電圧が電圧閾値記憶部９２に記憶された閾値以下であるか否かを判定する。ステップＳ２７０でバッテリー４０の出力電圧が電圧閾値記憶部９２に記憶された閾値以下であると判断されなかった場合、制御装置９０は、ステップＳ２８０の処理をスキップして、ステップＳ２９０に処理を進める。一方、ステップＳ２７０でバッテリー４０の出力電圧が電圧閾値記憶部９２に記憶された閾値以下であると判断された場合、制御装置９０は、ステップＳ２８０にて、各上限回数を減ずる補正を実行する。本実施形態では、制御装置９０は、各電力消費割合の分母の値を１減ずることによって各上限回数を補正する。例えば、第１上限回数が５０回であり、かつ、各電力消費割合の分母の値が３５０である場合には、制御装置９０は、各電力消費割合の分母の値を３５０から３４９に減じて、第１上限作業回数を５０回から３４９／７回に補正する。補正後の各上限回数は、各上限回数記憶部９４Ａ～９４Ｄに記憶される。尚、制御装置９０は、各電力消費量の割合の分母の値を２以上減ずる補正を実行してもよいし、各電力消費割合の分母の値を減ずることによって各上限回数を減ずるのではなく各上限回数自体を減じてもよい。

ステップＳ２９０にて、制御装置９０は、報知部４３によってバッテリー４０の充電が必要であることを報知する。その後、制御装置９０は、この処理を終了する。バッテリー４０が満充電された後に制御装置９０に所定の開始指令が供給された場合には、制御装置９０は、この処理を再度実行する。

以上で説明した本実施形態のロボットシステム１０によれば、制御装置９０は作業シーケンス実行処理に先立って上限回数設定処理を実行することによって、バッテリー４０が満充電されてから再度充電されるまでの期間における各作業の上限回数を各上限回数記憶部９４Ａ～９４Ｄに記憶する。そのため、消費電力を算出させる手間をユーザーに課さずに各上限回数を用いてバッテリー４０の残量を管理することができ、かつ、各作業の内容がユーザーによって変更された場合であっても上限回数設定処理を再度実行させることによって変更後の各作業の上限回数を各上限回数記憶部９４Ａ～９４Ｄに記憶させることができる。特に、本実施形態では、制御装置９０は作業シーケンス実行処理において、各上限回数を用いて各作業を実行させるためのバッテリー４０の残量が確保されているか否かを判定するので、各作業の実行中にバッテリー４０の残量不足によってロボットシステム１０が停止することを抑制できる。また、本実施形態では、第１作業から第４作業までの複数種類の作業を実行するロボットシステム１０において、バッテリー４０の残量を管理できる。

また、本実施形態では、制御装置９０は作業シーケンス実行処理において、作業を実行するためのバッテリー４０の残量が確保されていると判断されなかった場合、ロボットシステム１０に作業を実行させずにバッテリー４０の出力電圧が電圧閾値記憶部９２に記憶された閾値以下であるか否かを判定し、バッテリー４０の出力電圧が電圧閾値記憶部９２に記憶された閾値以下であると判断された場合には、各上限回数を減ずる補正を実行する。そのため、バッテリー４０の劣化に応じて各上限回数を調節できるので、各作業の実行中にバッテリー４０の残量不足によってロボットシステム１０が停止することをより確実に抑制できる。

また、本実施形態では、制御装置９０は、バッテリー４０が交換された場合に、上限回数設定処理を再度実行する。そのため、バッテリー４０の個体差による影響を受けずに、バッテリー４０の残量を管理できる。

また、本実施形態では、ロボットシステム１０は、バッテリー４０とは異なる種類の二次電池にバッテリー４０を交換可能に構成されているので、ユーザーによるバッテリー４０の選択自由度を確保できる。

Ｂ．他の実施形態：
（Ｂ１）上述した実施形態のロボットシステム１０において、図４に示した上限回数設定処理では、複数の作業について、それぞれの上限回数が上限回数記憶部９４に記憶される。これに対して、上限回数設定処理では、１つの作業のみについての上限回数が上限回数記憶部９４に記憶されてもよい。この場合、上限回数設定処理には、ステップＳ１７０の処理が設けられていなくてもよい。

（Ｂ２）上述した実施形態のロボットシステム１０において、図５に示した作業シーケンス実行処理には、ステップＳ２６０からステップＳ２８０までの処理が設けられていなくてもよい。つまり、制御装置９０は、ステップＳ２１０で、作業を実行するためのバッテリー４０の残量が確保されていると判断されなかった場合、ステップＳ２９０に処理を進めてもよい。

（Ｂ３）上述した実施形態のロボットシステム１０において、制御装置９０は、バッテリー４０が交換された場合に、上限回数設定処理を再度実行する。これに対して、制御装置９０は、バッテリー４０が交換されても上限回数設定処理を実行しなくてもよい。

（Ｂ４）上述した実施形態のロボットシステム１０は、搭載されていたバッテリー４０とは異なる種類の二次電池にバッテリー４０を交換可能に構成されている。これに対して、ロボットシステム１０は、搭載されていたバッテリー４０と同種の二次電池にのみバッテリー４０を交換可能に構成されてもよい。

（Ｂ５）上述した各実施形態のロボットシステム１０において、ロボット２０と車両部３０とは、バッテリー４０を電力供給源として駆動される。これに対して、ロボット２０はバッテリー４０を電力供給源として駆動されて、車両部３０はバッテリー４０とは異なる電力供給源によって駆動されてもよい。

（Ｂ６）上述した実施形態のロボットシステム１０は、車両部３０を備えている。これに対して、ロボットシステム１０は、車両部３０を備えなくてもよい。この場合、バッテリー４０と電圧計４１と充電コネクター４２と報知部４３とは、例えば、ロボット２０に設けられてもよい。

（Ｂ７）上述した実施形態のロボットシステム１０は、バッテリー４０の充電が必要となった場合に、バッテリー４０を充電するための地点である充電地点へ車両部３０によって移動してもよい。この場合、例えば、制御装置９０は、車両部３０によって第１地点から充電地点まで走行するという内容の第１移動作業を記憶する第１移動作業記憶部と、バッテリー４０が満充電されてから再度充電されるまでの期間に制御装置９０がロボットシステム１０に第１移動作業のみを実行させる場合に第１移動作業を実行させることができる回数の上限である第１移動上限回数を記憶する第１移動上限回数記憶部とを備えてもよい。これにより、制御装置９０は、第１移動作業の電力消費割合を算出できる。図５に示した作業シーケンス実行処理のステップＳ２１０において第１作業を実行させるためのバッテリー４０の残量が確保されていると判断されなかった場合に、制御装置９０は、第１移動作業を実行させるためのバッテリー４０の残量が確保されているか否かを判定してもよい。第１移動作業を実行させるためのバッテリー４０の残量が確保されていると判断された場合には、制御装置９０は、車両部３０によって第１地点から充電地点までロボットシステム１０を移動させてもよい。例えば、第１移動上限回数が３５０回である場合には、１回の第１移動作業の電力消費割合である第１移動電力消費割合は、１／３５０である。この場合、バッテリー４０が満充電されてから、第１作業を１５回、第２作業を１５回、第３作業を１４回、第４作業を１４回実行させた後の各電力消費割合の合計値は３４８／３５０であるので、さらに第１移動作業を１回実行させても、各電力消費割合の合計値は１を上回らない。そのため、バッテリー４０が満充電されてから、第１作業を１５回、第２作業を１５回、第３作業を１４回、第４作業を１４回実行させた後に、第１移動作業を実行させるためのバッテリー４０の残量が確保されているか否かを判定する際には、制御装置９０は、第１移動作業を実行させるためのバッテリー４０の残量が確保されていると判断する。尚、制御装置９０は、車両部３０によって第２地点から充電地点まで走行するという内容の第２移動作業を記憶する第２移動作業記憶部と、バッテリー４０が満充電されてから再度充電されるまでの期間に制御装置９０がロボットシステム１０に第２移動作業のみを実行させる場合に第２移動作業を実行させることができる回数の上限である第２移動上限回数を記憶する第２移動上限回数記憶部とを備えてもよい。

Ｃ．他の形態：
本開示は、上述した実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実現することができる。例えば、本開示は、以下の形態によっても実現可能である。以下に記載した各形態中の技術的特徴に対応する上記実施形態中の技術的特徴は、本開示の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、本開示の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

（１）本開示の第１の形態によれば、ロボットシステムが提供される。このロボットシステムは、バッテリーを電力供給源として駆動するロボットと、前記ロボットを制御する制御装置と、を備える。前記制御装置は、前記バッテリーが満充電されてから前記バッテリーの出力電圧が予め定められた閾値以下になるまで、前記ロボットに第１作業を繰り返し実行させて、前記バッテリーの出力電圧が前記閾値よりも大きい範囲内で前記ロボットが前記第１作業を実行した回数を、前記バッテリーが満充電されてから再び充電されるまでの期間に前記ロボットに前記第１作業を実行させることができる回数の上限である第１上限回数として設定する設定処理を実行する。
この形態のロボットシステムによれば、設定処理によって第１上限回数を設定できる。そのため、消費電力を算出させる手間をユーザーに課さずに第１上限回数を用いてバッテリーの残量を管理でき、かつ、第１作業の内容がユーザーによって変更された場合であっても設定処理を再度実行させることによって変更後の第１作業についての第１上限回数を設定できる。

（２）上記形態のロボットシステムにおいて、前記制御装置は、前記バッテリーが満充電されてから再び充電されるまでの期間に前記ロボットに前記第１作業を実行させる回数を前記第１上限回数以下に制限してもよい。
この形態のロボットシステムによれば、制御装置は、バッテリーが満充電されてから再度充電されるまでの期間において、第１上限回数を超えない範囲内でロボットに第１作業を実行させるので、ロボットによる第１作業の実行中にバッテリーの残量不足によってロボットが停止することを抑制できる。

（３）上記形態のロボットシステムにおいて、前記制御装置は、前記バッテリーが満充電されてから再び充電されるまでの期間に前記ロボットに前記第１作業を実行させる回数が前記第１上限回数に達した後、前記バッテリーの出力電圧を取得し、取得された前記バッテリーの出力電圧が前記閾値以下である場合には、前記第１上限回数を減ずる補正を実行してもよい。
この形態のロボットシステムによれば、バッテリーの劣化に応じて第１上限回数を調節できる。そのため、ロボットによる第１作業の実行中にバッテリーの残量不足によってロボットが停止することをより確実に抑制できる。

（４）上記形態のロボットシステムにおいて、前記制御装置は、前記設定処理において、前記第１上限回数が設定され、かつ、前記バッテリーが再び満充電された後に、前記バッテリーが満充電されてから前記バッテリーの出力電圧が予め定められた閾値以下になるまで、前記ロボットに第２作業のみを繰り返し実行させて、前記バッテリーの出力電圧が前記閾値よりも大きい範囲内で前記ロボットが前記第２作業のみを実行した回数を、前記バッテリーが満充電されてから再び充電されるまでの期間に前記ロボットに前記第２作業を実行させることができる回数の上限である第２上限回数として設定してもよい。
この形態のロボットシステムによれば、複数種類の作業を実行するロボットにおいて、バッテリーの残量を管理できる。

（５）上記形態のロボットシステムにおいて、前記制御装置は、前記バッテリーが交換された場合に、前記設定処理を実行してもよい。
この形態のロボットシステムによれば、バッテリーの個体差による影響を受けずに、バッテリーの残量を管理できる。

（６）上記形態のロボットシステムにおいて、前記バッテリーとは異なる種類のバッテリーに前記バッテリーを交換可能に構成されてもよい。
この形態のロボットシステムによれば、ユーザーによるバッテリー選択の自由度を確保できる。

（７）本開示の第２の形態によれば、バッテリーを電力供給源として駆動するロボットを制御する制御装置が提供される。この制御装置は、前記バッテリーの出力電圧を取得する電圧取得部と、前記バッテリーが満充電されてから再び充電されるまでの期間に前記ロボットに作業を実行させることができる回数の上限である上限回数を記憶する上限回数記憶部と、を備える。前記バッテリーが満充電されてから前記電圧取得部によって取得される前記バッテリーの出力電圧が予め定められた閾値以下になるまで、前記ロボットに前記作業を繰り返し実行させて、前記バッテリーの出力電圧が前記閾値よりも大きい範囲内で前記ロボットが前記作業を実行した回数を取得し、取得された回数を前記上限回数として前記上限回数記憶部に記憶する設定処理を実行する。
この形態の制御装置によれば、設定処理によって作業を実行させることができる回数の上限である上限回数を記憶できる。そのため、消費電力を算出させる手間をユーザーに課さずに上限回数を用いてバッテリーの残量を管理でき、かつ、作業の内容がユーザーによって変更された場合であっても設定処理を再度実行させることによって変更後の作業についての上限回数を記憶できる。

本開示は、ロボットシステム以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、ロボットの制御装置等の形態で実現することができる。

１０…ロボットシステム、２０…ロボット、２１…ベース部、２５…アーム部、２６…モーター、３０…車両部、３１…車体部、３５…車輪部、３６…走行用モーター、３９…積載部、４０…バッテリー、４１…電圧計、４２…充電コネクター、４３…報知部、９０…制御装置、９１…電圧取得部、９２…電圧閾値記憶部、９３…作業記憶部、９４…上限回数記憶部、９５…作業回数カウント部、９６…作業シーケンス記憶部

Claims (7)

1. バッテリーを電力供給源として駆動するロボットと、
   前記ロボットを制御する制御装置と、
   を備え、
   前記制御装置は、前記バッテリーが満充電されてから前記バッテリーの出力電圧が予め定められた閾値以下になるまで、前記ロボットに第１作業を繰り返し実行させて、前記バッテリーの出力電圧が前記閾値よりも大きい範囲内で前記ロボットが前記第１作業を実行した回数を、前記バッテリーが満充電されてから再び充電されるまでの期間に前記ロボットに前記第１作業を実行させることができる回数の上限である第１上限回数として設定する設定処理を実行する、
   ロボットシステム。
2. 請求項１に記載のロボットシステムであって、
   前記制御装置は、前記バッテリーが満充電されてから再び充電されるまでの期間に前記ロボットに前記第１作業を実行させる回数を前記第１上限回数以下に制限する、ロボットシステム。
3. 請求項１または請求項２に記載のロボットシステムであって、
   前記制御装置は、前記第１作業を実行するための前記バッテリーの残量が確保されていると判断されなかった場合には、前記バッテリーの出力電圧を取得し、取得された前記バッテリーの出力電圧が前記閾値以下である場合には、前記第１上限回数を減ずる補正を実行する、ロボットシステム。
4. 請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のロボットシステムであって、
   前記制御装置は、前記設定処理において、前記第１上限回数が設定され、かつ、前記バッテリーが再び満充電された後に、前記バッテリーが満充電されてから前記バッテリーの出力電圧が予め定められた閾値以下になるまで、前記ロボットに第２作業のみを繰り返し実行させて、前記バッテリーの出力電圧が前記閾値よりも大きい範囲内で前記ロボットが前記第２作業のみを実行した回数を、前記バッテリーが満充電されてから再び充電されるまでの期間に前記ロボットに前記第２作業を実行させることができる回数の上限である第２上限回数として設定する、ロボットシステム。
5. 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のロボットシステムであって、
   前記制御装置は、前記バッテリーが交換された場合に、前記設定処理を実行する、ロボットシステム。
6. 請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のロボットシステムであって、
   前記バッテリーとは異なる種類のバッテリーに前記バッテリーを交換可能に構成されている、ロボットシステム。
7. バッテリーを電力供給源として駆動するロボットを制御する制御装置であって、
   前記バッテリーの出力電圧を取得する電圧取得部と、
   前記バッテリーが満充電されてから再び充電されるまでの期間に前記ロボットに作業を実行させることができる回数の上限である上限回数を記憶する上限回数記憶部と、
   を備え、
   前記バッテリーが満充電されてから前記電圧取得部によって取得される前記バッテリーの出力電圧が予め定められた閾値以下になるまで、前記ロボットに前記作業を繰り返し実行させて、前記バッテリーの出力電圧が前記閾値よりも大きい範囲内で前記ロボットが前記作業を実行した回数を取得し、取得された回数を前記上限回数として前記上限回数記憶部に記憶する設定処理を実行する、
   制御装置。

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