JPS61198303A - ロボツト装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、例えば原子力発電システムにおける保守点
検作業等に使用されるロボット装置に関する。

〔従来の技術〕

第７図は現状のロボットシステムにおける代表的構成例
を示すもので、ロメット０２ａ〜０２Ｃ２操作器０．７
　ａ　、　０３　ｂ等は各々上位の制御器およびコンピ
ユータ０４ｈ〜ｏ４ｄｔ／Ｃｍ続され、これらを管理す
る最上位の主コンピユータ０１によって制御される。上
記各ブロックはそれぞれ対応するインタフェース０５ｈ
〜０５ｄによって結合される。−万、このシステムは上
記主コンピュータｏｘＫ直接結合されるインタフェース
０６も備えている。

次に第８図は、上記第７図におけるロボットシステムを
高機能口ざット、例えばより人間に近いロボットシステ
ムとした場合について示したもので、この高機能ロボッ
トは、頭脳に当る自律判断装置１ノおよびデータベース
Ｊ２と、これらを基板とするロボット腕用のマニプレー
タ１３９脚用の移動脚１４および視覚装置１５と視覚認
識用の認識装置１６とを有し、さらに上記各装置等の操
作をよシ答易にする各操作装置Ｉ７および１８から構成
される。

この場合も上記第７図におけるロゲットシステムと同様
にして縦割に構成され、各サブシステムθ４は主コンピ
ユータ（システム統轄管理部）θノに集中管理されるこ
とが特長的である。

なお、第８図においてはインタフェース装置を省略した
ロゲット構成を示したが、以後インタフェース装置は同
様にして省略する。

第９図はシステム管理および操作側２０と動作部２１と
の間に通信装置２４＊、２４ｂを介在させたいわゆる遠
隔操作型口ゲットを示すもので、このシステムも上記と
同様にして主コンピユータ０１によって集中管理される
。この場合、動作部２１にはその動作側システムのみを
ローカルに管理するサブ管理部２３が設置されることも
ある。第１０図はこの遠隔操作型口ざットのマニプレー
タ操作装置１８の構成を示すものである。

すなわち、上記第７図乃至第９図における口〆ツ）シス
テムにおいて、いずれにしても特長的なことは、各１０
ツク間のデータ交換は、必ず上位システムに伝えられて
から再び伝送される形態をとっている。つまり、例えば
第７図におけるシステムにおいてはロダットＡＯ２＊→
１／Ｉ’　０５　ｍ−＋サブｃｐｕ（７４ｍ−＋主コン
ピュータθ１→サブｃｐｕ　０４　ｄ−＋Ｉ／Ｆ　０５
　ｄ−＋操作器０３ｄ等となシ、ロボット間で直接デー
タを伝送することはないのが一般的である。

したがって、上記のような集中管理ロゲットシステムを
用いることによシ、 （１）最も効率的なシステムを組むことができる。

（２）既に発表されているシステム体系を用いることが
可能であシ、開発するンフトウェおよびハードウニを節
約することができる。

等の捨てがたい利点を有している。

〔発動が解決しようとする問題点〕

しかしながらその反面 （１）最も効率的なシステムを組みあげるということは
、その組みあげるシステム構成を最初に明確に決定して
おくことが両種となる。

（２）　　既システムを利用する場合、使用するコンピ
ュータシステムを決定する必要があり、途中での変更お
よび他のシステムへの接続は困難なことが多いことを意
味する。

（３）さらに、システム管理を行なう主コンピユータ０
１は、システム情報が膨大になればその処理速度の関係
から実用上の限界を有する。

ここで、第１１図は従来型口ゲットシステムにおける中
央制御装置の具体的な配置構成例を示すもので、この場
合、各制御ユニットは、上述した種々の問題要因によシ
集中配置された構成をとっている。

この発明は上記のような問題点に鑑みなされたもので、
例えば自在に配置されたロゲットに対する動作システム
を構成する際に、接続ユニットの数計よびその分割法が
制限されることなく、任意のユニットを任意に選択して
自在に組あげることができるようになるロゲット装置を
提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段および作用〕すなわちこ
の発明に係わるロゲット装置は、それぞれ独立したハー
ドおよびソフト構成を有する複数ユニットと、この複数
のユニットそれぞれに対応して設けられるメモリ装置と
、このメモリ装置相互間のデータラインに介在される切
換装置とを具備し、上記複数のユニットのうち必要に応
じて選択されるユニットからのデータを上記対応するメ
モリ装置に記録し、その記録データを上記切換装置を介
して上記選択ユニットの相手方となる所定のユニットの
対応するメモリ装置に転送するようＫしたものである。

〔実施例〕

以下図面によシこの発明の一実施例を説明する。

第１図はこのロピット装置を遠隔操作型口ピットに適用
した場合を示すもので、まずはじめに自身に必要な処理
機能を全て独立して内蔵する各ユニットは、各ユニット
間でお互いが必要とする情報をその種類を問わず受は渡
す役目をする情報整合ユニット１００に結合される。つ
まり、この情報整合ユニットＪ００がロボット用ＶＡＮ
（付加価値通信網）の本体ともいえる。

すなわち、腕の操作を受は持つマニプレータ操作ユニツ
）Ｊ／）Ｊ、移動脚の操作ユニツ）　１０２゜視覚操作
ユニット１０３等の人間オペレータとのインタフェース
部および視覚認識ユニット１０４等の環境認識部、シス
テムを動作させるためのシステム自律判断ユニット１０
５．システム調整ユニット１０６１システムテータベー
ス１θ７さらにシステム動作に必要なシステム表示ユニ
ット１０８等がそれぞれ上記情報整合ユニット１００に
結合される。

この場合、上記自律判断ユニット１θ５．システムデー
タベース１０７およびシステム表示ユニット１０８は、
前記第７図における自律判断装置１１．データベース０
９および表示装置１０とは本質的に異なるものであシ、
第７図のそれは各装置、例えばマニプレータ１７．視覚
装置１９．移動脚１８等の係る機能も集中的に行うのに
対し、本実施例装置のそれは、システムを動作させるの
に必要な最小限の部分に関与する。すなわち、本装置に
おける各ユニットは自分に必要な情報判断部を全て独立
して有しているのに対し、前記従来例では共通的に集中
管理されている。ここで、第２図に上記マニプレータ操
作ユニット１０ノの詳細を示すが、ユニットの中には主
コンピュータ２０１．人力装置２θ２．出力装置２０３
１表示装置２０４．マニプレータ用データベース２０５
．自律判ＩＦ装置２０６等が備えられ、それぞれ単独で
も全ての機能を有している。

本構成例における情報整合ユニット１００は、ａ［ユニ
ット１２１および１２２を介して遠隔操作される動作部
２）に対して、情報の高速転送を行なうことが可能であ
る。

一方、動作部２１にもサブ情報整合ユニット１３１があ
り、このユニット１３ＪにはマニプレータユニットＪ　
ｓ　２ｍ　ｍ党装置ユニットノ３３゜移動脚ユニツ）　
Ｊ　：ｉ　４ｍｍサツシステム調整ユニット１３５結合
される。この動作部２１における各ユニットも、それぞ
れの動作に必要な装置（サーメ系、センナ情報処理系９
判断機能等およびａｐｕ群）を有し、単独でも動作でき
ることが特徴であ夛、他の動作部に影響されずに存在す
る。

第３図は上記第１図における情報整合ユニット１００の
構成を示すもので、ここでは、各ユニット１０１〜１（
１８，１２１間の情報転送にはシリアル信号を用い、情
報量の大小に応じて各部の結合がうまくいかないことが
ないように構成する。この情報整合ユニット１θθの人
出力部に配置される）母うレル信号→シリアル信号変換
器（Ｐ／Ｓ）　３０　Ｊ　ハ、パラ２アメモリ３０２に
記録された情報をシリアル信号に変換して送シ出すもの
で、−万、シリアル信号→Ａ？ラレル信号変換器（Ｓ／
ｌ’）　ｓ　ｏ　ｓは、外部のユニット、例えばシステ
ム自律判断ユニット１０５から送られる信号をｔ４ラレ
ル信号に変換しメモリ３０４に転送記録する。この４つ
の機能から成る入出力部分は、上記各ユニットに対応し
て設けられ、任意のユニット間の情報転送は切換装置３
０５を介して切換え実行される。

なお、動作部２１におけるサブ情報整合ユニット１３ノ
も上記同様であるのでその説明は省略する。ここで、第
４図に本実施例装置における中央制御装置の具体的構成
例を示す。

次に、本実施例装置における動作を例えばマニプレータ
について説明する。

まずシステム調整ユニット１０６によって、必要とされ
る実施したい作業を情報として情報整合ユニット１θＯ
に転送し、そのデータをメモリ３０４に記録させる。す
ると、このメモリ３０４に記録された作業データは、所
定のタイミングにて切換装置３０５を介してマユブレー
ク操作ユニット１０ノ用メモリ３１０に転送される。こ
れによシ、マニプレータ操作ユニット１０ノでは、意図
される作業データに応じてま記第２図における動作自律
判断装置２０６．データベース２０５必要であれば人、
出力装置２０２．２０３および表示装置２０４を通じて
オペレータの判断を仰キ、主コンピユータ２０ノにて処
理したデータをＩ／Ｆ’　２０７を介して情報整合ユニ
ノトノθθに転送する。ここで、上記Ｉ／Ｆ　２０７は
Ｐ／ＳおよびＳ／Ｐとメモリとの組合せから成ることは
既に説明した通シである。

この後、情報整合ユニット１００内のメモリ３１１は切
換装置３０５を介して所定のタイミングにて通信ユニッ
ト１２１用のバッファメモリ３１２に結合され、その内
容が転送される。

このバッファメモリ３１２に転送されたデータは、パラ
レル→シリアル変換器Ｐ／Ｓ　３１３によってシリアル
化された後、通信ユニット１２１から動作部２１の通信
ユニット１２２に転送され、サブ情報整合ユニット１３
ノで上記と同様な変換および切換え操作が行われ、そし
てマニプレータユニット１３２へ転送される。すると、
コノマニプレータユニット７．９２では、転送すれたデ
ータを解読し、必要な動作に変えるとともに、マニプレ
ータの状態をセンナ等で検知し。

必要な処理を施した後、その動作データを上記と逆ルー
トで転送する。

このような情報交換は必要に応じて必要回数実施される
。この際、視覚が必要であれば情報整合ユニット１００
を介して視覚認識ユニット１０４の情報を入手し利用す
ることができる。

また、移動が必要であればその旨をシステム調整ユニッ
ト１０６へ伝える。すると、システム調整ユニットＪθ
６は必要情報を情報整合ユニット１００を介して移動脚
操作ユニット１０２に伝送する。これにより、移動脚操
作ユニット１０２は上記伝送情報に基づいてその指示内
容を解読し、必要な押操作情報を情報整合ユニット１０
０→通信ユニット１２１→通信ユニット１２２を介して
移動脚ユニット１３４に伝える。

そしてこの移動脚ユニット１３４は上記押操作情報に基
づいて、求められる動作を実行する。

したがってこのように構成される本実施例装置では、各
情報は全てデータとして伝送され各ユニットが各々デコ
ードする方式をとっているので、通ｔのシステムにみら
れるシステムコントロール信号ラインを全く必要としな
いものである。ここで、第５図は本実施例装置における
中央制御装置のユニットレイアウトの一例を示すもので
、これによれば、各ユニット間にはデータ伝送用のケー
ブルのみ附設すればよいので、ユニット間距離の制限を
受けることなく集中または分散の何れのレイアウトも可
能である。

すなわち、必要情報をデータとして互いに転送するのみ
であるので、そのデコード様式を互いのユニ７　）間で
取決めるだけでよく、任意の装置およびユニットを任意
の様式で付加することができる。また、接続するユニッ
トの内容を問わないので、そのユニット数および分割法
も制限されない。つまシ、どのようなシステムも自在に
組上げることが可能となる。さらに、本実施例装置にお
ける各ユニットは、そのそれぞれ全てが独立して機能す
るので、任意のサブシステムとすることができる。

尚、上記実施例では、複数のユニットが接続されるうち
で、マニプレータを例として説明したが、例えば第６図
（Ａ）乃至（Ｃ’ｌに示すようＫ、必要に応じて任意の
ユニットを抜出して情報整合ユニット１００に結合する
ことにより、あらゆるシステムの組立てが可能であるこ
とは言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上のようＫこの発明によれば、それぞれ独立したハー
ドおよびソフトウェア構成を有する複数のユニットと、
この複数のユニットそれぞれに対応して設けられるメモ
リ装置と、このメモリ装置相互間のデータラインに介在
される切換装置とを具備し、上記複数のユニットのうち
必要に応じて選択されるユニットからのデータを上記対
応するメモリ装置に記録し、その記録データを上記切換
装置を介して上記選択ユニットの相手方となる所定のユ
ニットの対応するメモリ装置に転送するようにしたので
、例えば自在に配置されたロボットに対する動作システ
ムを構成する際にも、接続ユニットの数およびその分割
法が制限されることなく、任意のユニットを任意に選択
して自在に組上げることができるようになるロボット装
置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係わるロボット装置を示
すブロック構成図、第２図は上記第１図におけるロボッ
ト装置のマニプレータ操作ユニットを示すブロック構成
図、第３図は上記第１図における情報整合ユニットを示
すブロック構成図、第４図は上記第１図におけるロボッ
ト装置の中央制御装置の具体例を示すブロック構成図、
第５図は上記第４図における中央制御装置のユニットレ
イアウトの一例を示す図、第６図（Ａ）乃至（０はそれ
ぞれマニグレータ単独システム、視覚機能付きマニプレ
ータシステムおよび移動機能付きマニプレータシステム
の組立て例を示すブロック構成図、第７図は現状の代表
的なロビットシステムを示すブロック構成図、第８図は
高機能ロゲットシステムを示すブロック構成図、第９図
は遠隔操作型口ゴツトシステムを示すブロック構成図、
第１０図は上記第９２０・・・操作部、２１・・・動作
部、１０θ・・・情報ｉ整合ユニット、１０）・・・マ
ニプレータ操作ユニット、１０２・・・移動押操作ユニ
ット、１０３・・・視覚操作ユニット、ノ０４・・・視
覚８識ユニツト、１θ５・・・システムｉＨ４を判断ユ
ニット、１０６・・・システム調整ユニット、１０７・
・・システムデータベース、１０８・・・システム表示
ユニット、１２１．１２２・・・通信ユニット、１３１
・・・サブ情報整合ユニット、ノ３２・・・マニプレー
タユニット、１３３・・・視覚装置ユニット、１３４・
・・移動脚ユニット、１３５・・・サブシステム調整ユ
ニット、３０５・・・切換装置。 出願人後代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦１２図 １ＱＩ 第５図 ζツー幻ＴＶｔニタ　　　　　　マスター７＝７−一ダ
第６図（Ａ） 第６図ＣＢ） 第６図（Ｃ） 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. それぞれ独立したハードおよびソフト構成を有する複数
   のユニットと、この複数のユニットそれぞれに対応して
   設けられるメモリ装置と、このメモリ装置相互間のデー
   タラインに介在される切換装置とを具備し、上記複数の
   ユニットのうち必要に応じて選択されるユニットからの
   データを上記対応するメモリ装置に記録し、その記録デ
   ータを上記切換装置を介して上記選択ユニットの相手方
   となる所定のユニットの対応するメモリ装置に転送する
   ことを特徴とするロボット装置。