以下、一実施の形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下では、ロボットシステム等の構造の説明の便宜上、「上」「下」「左」「右」「前」「後」等の方向を図1〜図3等に注記する方向に定め、適宜使用する。但し、該方向はロボットシステム等の設置態様によって変動するものであり、各構成の位置関係を限定するものではない。
<1.ロボットシステムの全体概略構成>
まず、図1及び図2を参照しつつ、本実施形態に係るロボットシステム1の全体概略構成の一例について説明する。
ロボットシステム1は、薬液を調製するシステムである。図1に示すように、ロボットシステム1は、ロボット100(詳細は後述)と、コントローラ300と、ロボット100が内部で作業を行うことが可能なキャビネット2を有する。
コントローラ300は、例えば演算装置や記録装置、入力装置等を有するコンピュータにより構成され、ロボット100と相互通信可能に接続されている。なお、コントローラ300は、ロボット100の内部に設けられてもよい。このコントローラ300は、ロボット100の動作を制御する(詳細は後述)。
キャビネット2としては、ロボット100が内部で薬液を調製する作業を行うことが可能なキャビネットであれば、内部空間の気流を調整する機能の有無、内部空間を無菌状態に保つ機能の有無、有害物質が漏洩しないようにする機能の有無等は、特に限定されるものではない。このキャビネット2は、略直方体形状の筐体20を有する。なお、筐体20は、略直方体形状以外の形状(例えば略立方体形状や略円柱形状等)であってもよい。
筐体20の内部には、上記ロボット100と、作業台3とが配置されている。作業台3は、この例ではロボット100の前方、左方及び右方を取り囲むような形状、配置となっているが、これに限定されるものではない。
作業台3上には、ロボット100の可動範囲内に、薬液の調製に用いられる複数の機器が載置されたトレイ4、載置台200、保持装置400、調製ステーション500、洗浄装置600等を含む複数の装置等が配置されている。この例では、トレイ4はロボット100の右方、載置台200、保持装置400及び洗浄装置600はロボット100の前方、調製ステーション500はロボット100の左方に配置されている。なお、ロボット100の可動範囲内に配置される装置等の種類、及び、各装置等の配置位置は、これに限定されるものではない。
トレイ4には、薬液調製用の機器として、輸液バッグ5、注射器6、薬剤容器7等が載置されている。ロボットシステム1は、これら輸液バッグ5、注射器6、薬剤容器7等を用いて薬液を調製する。なお、これら以外の機器をトレイ4に載置してもよい。
図2に示すように、輸液バッグ5は、バッグ本体51と、ポート部材52とを有する。バッグ本体51は、例えば柔軟性を有する透明な同一寸法の2枚の樹脂シートを重ね合わせ、その周縁を熱溶着等により接合した袋状物である。ポート部材52は、例えばプラスチック製であり、上記2枚の樹脂シートの間に挟まれた状態でバッグ本体51の端部に取り付けられている。ポート部材52の開口(図示省略)にはゴム栓(図示省略)が装着されており、該ゴム栓に注射器6の注射針63が挿抜される。輸液バッグ5には生理食塩水やブドウ糖液等の輸液が密封されており、ロボットシステム1による薬液の調製に使用される。調製された薬液は、輸液バッグ5に戻され、図示しない瓶針や点滴筒等を介して患者に投与される。
注射器6は、輸液や薬液の移送に使用される。注射器6は、径や長さの異なる複数種類が用意されており、移送する輸液や薬液の種類、移送量等に応じて使い分けられる。本実施形態では、説明の便宜上、図1に示すように径や長さの異なる2種類の注射器6A,6Bを使用する場合を一例として説明するが、1種類のみ使用してもよいし、3種類以上の注射器を使用してもよい。
図2(後述の図7も同様)は、保持装置400に径及び長さが大きい注射器6Aをセットした場合を図示している。図2(後述の図7も参照)に示すように、注射器6Aは、外筒61と、外筒61に対して進退動作可能なプランジャ62と、外筒61の先端に取り付けられた注射針63とを有する。径及び長さが小さい注射器6Bも同様の構成であるので、以下では注射器6Bのプランジャ等の構成についても注射器6Aと同じ符号で説明する。
薬剤容器7には、粉末状または液体状の薬剤が封入されている。ロボットシステム1では、注射器6により輸液バッグ5から吸引された輸液が薬剤容器7に注入され、輸液と薬剤が混合調製される。なお、図1は3本の薬剤容器7がトレイ4に載置された場合を図示しているが、薬剤容器7の数はこれに限定されるものではない。また、薬剤容器7としては、例えばガラス製のバイアル瓶等が使用されるが、これに限定されるものではなく、例えば樹脂製の容器等でもよい。
載置台200には、図2に示すように、輸液バッグ5が寝かせた状態で載置される。ここで「寝かせた状態」とは、輸液バッグ5が自立していない状態をいい、ポート部材52とバッグ本体51との位置関係が上下方向ではなく載置台200の載置面201の面方向に略沿った方向である状態をいう。載置台200の載置面201は、右側端部よりも左側端部の方が下方となるように傾斜している。つまり、載置面201は、輸液バッグ5のポート部材52が左側を向くように載置された場合に、ポート部材52がバッグ本体51の該ポート部材52とは反対側の端部よりも鉛直方向において下方となるように傾斜している。
また、載置台200は、載置された輸液バッグ5の質量を測定する質量計の機能を有する。測定された質量データは、載置台200よりコントローラ300に出力される。これにより、コントローラ300は、輸液バッグ5と注射器6との間で輸液や薬液の移送をしつつ、その移送量を同時に監視することができる。
保持装置400は、注射器6の外筒61及び注射針63の位置が固定され、且つ、プランジャ62の外筒61に対する進退動作が可能なように、注射器6を注射針63が載置台200側を向くように保持する。図2に示すように、注射器6は、注射針63が載置台200に載置された輸液バッグ5のポート部材52と略同じ高さにおいて、略水平方向を向くように保持される。また、保持装置400は、径の異なる複数種類の注射器6を保持するための径の異なる複数のホルダを切替可能に備えている。この詳細については後述する。
調製ステーション500は、輸液と薬剤とを混合して薬液を調製するステーションであり、例えば輸液を薬剤容器7に注入する装置(図示省略)や、攪拌機(図示省略)等を備えている。ロボット100は、輸液バッグ5より輸液を吸引した注射器6と、薬剤容器7とを調製ステーション500に移送し、セットする。調製ステーション500では、注射器6から薬剤容器7に輸液が注入され、該薬剤容器7の内容物が撹拌されて薬液が調製され、該薬液が薬剤容器7から注射器6に吸引される。ロボット100は、この薬液を吸引した注射器6を調製ステーション500から取り出し、薬液を輸液バッグ5に注入する。
洗浄装置600は、薬液が注入された輸液バッグ5を洗浄する装置である。キャビネット2内では、調製時の薬液の飛沫やこぼれた薬液等が輸液バッグ5の表面に付着している可能性がある。ロボットシステム1では、毒性やアレルギー性の強い薬剤等を使用して調整作業を行う場合がある。このため、オゾン水や過酸化水素水等の洗浄水で輸液バッグ5を洗浄することにより、有害物質がキャビネット2の外部に洩れないようにすることができる。洗浄装置600の詳細については後述する。
<2.ロボットの構成>
次に、図2及び図3を参照しつつ、ロボット100の構成の一例について説明する。
図2及び図3に示すように、ロボット100は、基台101と、胴体部102と、別体として構成された2つのアーム103L,103Rとを有する、いわゆる双腕ロボットである。なお、ロボット100は必ずしも双腕ロボットである必要はなく、単一のアームのみ有するロボットとして構成してもよい。
基台101は、ロボット100の設置面(この例ではキャビネット2における床面)に対し、例えばアンカーボルト等により固定されている。なお、基台101は、キャビネット2における床面以外の面(例えば天井面や側面等)に固定されてもよい。
胴体部102は、基台101の先端部に、基台101の固定面に略垂直な回転軸心Ax1まわりに旋回可能に支持されている。この胴体部102は、基台101との間の関節部に設けられたアクチュエータAc1の駆動により、基台101の先端部に対し、回転軸心Ax1まわりに旋回駆動される。
アーム103Lは、胴体部102の一方側の側部に回動可能に支持されている。このアーム103Lは、肩部104Lと、上腕A部105Lと、上腕B部106Lと、下腕部107Lと、手首A部108Lと、手首B部109Lと、フランジ部110Lとを備える。
肩部104Lは、胴体部102の一方側の側部に、回転軸心Ax1に略垂直な回転軸線Ax2まわりに回動可能に支持されている。この肩部104Lは、胴体部102との間の関節部に設けられたアクチュエータAc2の駆動により、胴体部102の一方側の側部に対し、回転軸線Ax2まわりに回動駆動される。
上腕A部105Lは、肩部104Lの先端側に、回転軸線Ax2に略垂直な回転軸線Ax3まわりに旋回可能に支持されている。この上腕A部105Lは、肩部104Lとの間の関節部に設けられたアクチュエータAc3の駆動により、肩部104Lの先端側に対し、回転軸線Ax3まわりに旋回駆動される。
上腕B部106Lは、上腕A部105Lの先端側に、回転軸線Ax3に略垂直な回転軸線Ax4まわりに回動可能に支持されている。この上腕B部106Lは、上腕A部105Lとの間の関節部に設けられたアクチュエータAc4の駆動により、上腕A部105Lの先端側に対し、回転軸線Ax4まわりに回動駆動される。
下腕部107Lは、上腕B部106Lの先端側に、回転軸線Ax4に略垂直な回転軸線Ax5まわりに旋回可能に支持されている。この下腕部107Lは、上腕B部106Lとの間の関節部に設けられたアクチュエータAc5の駆動により、上腕B部106Lの先端側に対し、回転軸線Ax5まわりに旋回駆動される。
手首A部108Lは、下腕部107Lの先端側に、回転軸線Ax5に略垂直な回転軸線Ax6まわりに回動可能に支持されている。この手首A部108Lは、下腕部107Lとの間の関節部に設けられたアクチュエータAc6の駆動により、下腕部107Lの先端側に対し、回転軸線Ax6まわりに回動駆動される。
手首B部109Lは、手首A部108Lの先端側に、回転軸線Ax6に略垂直な回転軸線Ax7まわりに旋回可能に支持されている。この手首B部109Lは、手首A部108Lとの間の関節部に設けられたアクチュエータAc7の駆動により、手首A部108Lの先端側に対し、回転軸線Ax7まわりに旋回駆動される。
フランジ部110Lは、手首B部109Lの先端側に、回転軸線Ax7に略垂直な回転軸線Ax8まわりに回動可能に支持されている。このフランジ部110Lは、手首B部109Lとの間の関節部に設けられたアクチュエータAc8の駆動により、手首B部109Lの先端側に対し、回転軸線Ax8まわりに回動駆動される。また、フランジ部110Lの先端には、ハンド120Lが取り付けられている。
アーム103Lの先端に取り付けられたハンド120Lは、フランジ部110Lの回転軸線Ax8まわりの回動と共に、回転軸線Ax8まわりに回動する。このハンド120Lは、互いに遠近する方向に動作可能な一対の爪部材130,130を備える。そして、このハンド120Lは、爪部材130,130で上記輸液バッグ5のポート部材52や薬剤容器7等を把持したり、上記保持装置400や洗浄装置600等の各種装置を操作することが可能である。
一方、アーム103Rは、上記アーム103Lと左右対称な構造を備え、胴体部102の他方側の側部に回動可能に支持されている。このアーム103Rは、肩部104Rと、上腕A部105Rと、上腕B部106Rと、下腕部107Rと、手首A部108Rと、手首B部109Rと、フランジ部110Rとを備える。
肩部104Rは、胴体部102の他方側の側部に、回転軸心Ax1に略垂直な回転軸線Ax9まわりに回動可能に支持されている。この肩部104Rは、胴体部102との間の関節部に設けられたアクチュエータAc9の駆動により、胴体部102の他方側の側部に対し、回転軸線Ax9まわりに回動駆動される。
上腕A部105Rは、肩部104Rの先端側に、回転軸線Ax9に略垂直な回転軸線Ax10まわりに旋回可能に支持されている。この上腕A部105Rは、肩部104Rとの間の関節部に設けられたアクチュエータAc10の駆動により、肩部104Rの先端側に対し、回転軸線Ax10まわりに旋回駆動される。
上腕B部106Rは、上腕A部105Rの先端側に、回転軸線Ax10に略垂直な回転軸線Ax11まわりに回動可能に支持されている。この上腕B部106Rは、上腕A部105Rとの間の関節部に設けられたアクチュエータAc11の駆動により、上腕A部105Rの先端側に対し、回転軸線Ax11まわりに回動駆動される。
下腕部107Rは、上腕B部106Rの先端側に、回転軸線Ax11に略垂直な回転軸線Ax12まわりに旋回可能に支持されている。この下腕部107Rは、上腕B部106Rとの間の関節部に設けられたアクチュエータAc12の駆動により、上腕B部106Rの先端側に対し、回転軸線Ax12まわりに旋回駆動される。
手首A部108Rは、下腕部107Rの先端側に、回転軸線Ax12に略垂直な回転軸線Ax13まわりに回動可能に支持されている。この手首A部108Rは、下腕部107Rとの間の関節部に設けられたアクチュエータAc13の駆動により、下腕部107Rの先端側に対し、回転軸線Ax13まわりに回動駆動される。
手首B部109Rは、手首A部108Rの先端側に、回転軸線Ax13に略垂直な回転軸線Ax14まわりに旋回可能に支持されている。この手首B部109Rは、手首A部108Rとの間の関節部に設けられたアクチュエータAc14の駆動により、手首A部108Rの先端側に対し、回転軸線Ax14まわりに旋回駆動される。
フランジ部110Rは、手首B部109Rの先端側に、回転軸線Ax14に略垂直な回転軸線Ax15まわりに回動可能に支持されている。このフランジ部110Rは、手首B部109Rとの間の関節部に設けられたアクチュエータAc15の駆動により、手首B部109Rの先端側に対し、回転軸線Ax15まわりに回動駆動される。また、フランジ部110Rの先端には、ハンド120Rが取り付けられている。
アーム103Rの先端に取り付けられたハンド120Rは、フランジ部110Rの回転軸線Ax15まわりの回動と共に、回転軸線Ax15まわりに回動する。このハンド120Rは、互いに遠近する方向に動作可能な一対の爪部材140,140を備える。そして、このハンド120Rは、爪部材140,140で上記注射器6の外筒61又はプランジャ62等を把持したり、上記保持装置400や洗浄装置600等の各種装置を操作することが可能である。
このとき、図3(b)に示すように、回転軸心Ax1と回転軸心Ax2,Ax9とが基台101の固定面と略垂直な方向に長さD1だけオフセットされるように、基台101に対し胴体部102がせり出して形成されている。これにより、肩部104L,104Rの下側の空間を作業スペースとすることができると共に、胴体部102を回転軸心Ax1まわりに回転させることでアーム103L,103Rの可到範囲が拡大される。
またこのとき、回転軸心Ax11と回転軸心Ax12との上面視での位置が長さD2だけオフセットされるように、上腕B部106Rの形状が設定されると共に、回転軸心Ax12と回転軸心Ax13との上面視での位置が長さD3だけオフセットされるように、下腕部107Rの形状が設定されている。そして、ロボット100が、回転軸心Ax11と回転軸心Ax13とが略平行となる姿勢をとったときに、回転軸心Ax11と回転軸心Ax13とのオフセット長さが(D2+D3)となる。これにより、人間の「肘」に相当する上腕B部106Rと下腕部107Rとの間の関節部を屈曲させたときに、人間の「上腕」に相当する上腕A部105R及び上腕B部106Rと、人間の「下腕」に相当する下腕部107Rとの間のクリアランスを大きく確保することができ、フランジ部110Rの先端部に取り付けられたハンド120をより胴体部102に近づけた場合でもアーム103Rの動作自由度が拡大される。
アーム103Lについても同様であり、回転軸心Ax4と回転軸心Ax5との上面視での位置が長さD2だけオフセットされるように、上腕B部106Lの形状が設定されると共に、回転軸心Ax5と回転軸心Ax6との上面視での位置が長さD3だけオフセットされるように、下腕部107Lの形状が設定されている。そして、ロボット100が、回転軸心Ax4と回転軸心Ax6とが略平行となる姿勢をとったときに、回転軸心Ax4と回転軸心Ax6とのオフセット長さが(D2+D3)となる。
また、上記アクチュエータAc1〜Ac15は、それぞれ、例えば減速機等を備えたサーボモータにより構成されている。そして、これらアクチュエータAc1〜Ac15の回転位置情報は、それぞれ、当該アクチュエータに内蔵された回転位置センサ(図示せず)からの信号として、所定の演算周期ごとに、上記コントローラ300へ出力される。
なお、上記では、アーム103L,103Rの長手方向(あるいは延材方向)に沿った回転軸心まわりの回転を「回動」と呼び、アーム103L,103Rの長手方向(あるいは延材方向)に略垂直な回転軸心まわりの回転を「旋回」と呼んで区別している。
また、上記説明における「垂直」は、厳密なものではなく、実質的に生じる公差・誤差は許容されるものとする。また、上記説明における「垂直」は、仮想軸線が交わることを意味するものではなく、仮想軸線同士がなす方向が交差するものであればねじれの位置の場合も含まれるものとする。
<3.第1ハンドの構成>
次に、図4を参照しつつ、アーム103Lが先端に備えるハンド120Lの構成の一例について説明する。
図4A〜図4Cに示すように、ハンド120Lは、上述した一対の爪部材130,130と、ベース部122Lとを有する。ベース部122Lには、一対の爪部材130,130を互いに遠近動作するように駆動する駆動源(図示せず)が内蔵されている。駆動源としては、例えばエアシリンダや電動式モータが使用されるが、油圧式モータ等の他の駆動源を使用してもよい。ベース部122Lのフランジ部110Lとは反対側となる端面には、例えば長方形状の2つの開口123Lが形成されている。爪部材130は、この開口123Lを介して駆動源に連結される。
一方の爪部材130と他方の爪部材130とは、略同一形状の部材であり、回転軸線Ax8(図3参照)を中心に180度回転させた回転対称な配置となっている。これにより、部品点数及びコストを低減できる。なお、互いに異なる形状の爪部材を使用してもよい。各爪部材130は、駆動源にボルト等により連結される連結部131と、連結部131から遠近動作の基準面(各爪部材130が同一の基準面を中心として遠近動作するその面)に向かって湾曲して延びる湾曲部132と、湾曲部132から回転軸線Ax8方向に直線状に延びる延伸部133と、延伸部133の先端に設けられた鉤状の把持部134とをそれぞれ有する。なお、各爪部材130の構成はこれに限定されるものではない。
駆動源等の配置構成により、各爪部材130の連結部131同士は上記基準面の面方向に垂直な方向にオフセットして配置されるが、湾曲部132により各爪部材130の延伸部133と把持部134とは同一の基準面上に配置される。
把持部134の内側(爪部材同士が対向する側)には、略台形状の凹部135が形成されている。この凹部135の形状及び寸法は、把持部134によって把持される輸液バッグ5のポート部材52や薬剤容器7等の形状及び寸法に応じて設定される。なお、凹部135の形状を台形以外の形状(三角形状や円弧状等)としてもよい。また、把持部134の上記基準面の面方向に垂直な方向の厚み(図4Cに厚みt1として図示)は、延伸部133の厚みよりも薄くなっている。これにより、把持対象物であるポート部材52の首部52a(図2参照)や薬剤容器7の首部72a(後述の図5参照)の把持スペースが小さい場合でも、把持を容易且つ確実に実行することができる。また、把持部134は例えば柔軟性を有する点滴筒を把持することも可能である。
なお、把持部134の厚みt1は、ハンド120Rの爪部材140の把持部143の上記基準面の面方向に垂直な方向の厚み(図6Cに厚みt2として図示)よりも薄くなるように構成される。但し、これに限定されるものではない。
一対の爪部材130,130の一方には、支持部材138が固定されている。この例では、支持部材138は略長方形状の板状部材であり、ネジ139により一方の爪部材130の延伸部133に固定されている。支持部材138は、爪部材130,130がポート部材52や薬剤容器7を把持した際に、例えば他方の爪部材130に届く長さを有している。なお、支持部材138は、他方の爪部材130と接触しないように(上記基準面に垂直な方向に逃げて)一方の爪部材130に固定されているので、爪部材130,130の遠近動作を阻害することはない。
なお、支持部材138は長方形以外の形状でもよいし、板状以外の形状(例えば角柱状等)でもよい。また、ネジでなく接着等により固定されてもよいし、爪部材130の延伸部133以外の部位に固定されてもよい。さらに、支持部材138は必ずしも1つである必要はなく、例えば2つに分離された支持部材を爪部材130,130の両方に固定してもよい。
次に、図5を参照しつつ、支持部材138の機能の一例について説明する。図5Aに示すように、薬剤容器7は、例えばキャップ71と容器本体72とを有する。容器本体72は、首部72aと肩部72bとを有する。首部72aは、容器本体72のうち、外径がキャップ71とほぼ同等(またはそれ以下)の部分である。肩部72bは、外径が首部72aの外径から容器本体72の最大外径まで拡径する部分である。
薬剤容器7は、例えば調製ステーション500において輸液を注入される際や混合調製された薬液を吸引される際に、ロボット100により姿勢を変更されて(斜めに傾斜される等)保持される場合がある。このとき、図5Bに示すように、爪部材130により首部72aを把持された薬剤容器7の肩部72bを支持部材138で支持することができる。支持部材138の形状及び寸法は、このような支持が可能となるように、薬剤容器7の形状や寸法に応じて設定される。
<4.第2ハンドの構成>
次に、図6を参照しつつ、アーム103Rが先端に備えるハンド120Rの構成の一例について説明する。
図6A〜図6Cに示すように、ハンド120Rは、上述した一対の爪部材140,140と、ベース部122Rとを有する。ベース部122Rには、一対の爪部材140,140を互いに遠近動作するように駆動する駆動源(図示せず)が内蔵されている。ベース部122Rのフランジ部110Rとは反対側となる端面には、例えば長方形状の2つの開口123Rが形成されている。爪部材140は、この開口123Rを介して駆動源に連結される。
一方の爪部材140と他方の爪部材140とは、後述する係合溝146,147を除いて略同一形状の部材であり、回転軸線Ax15(図3参照)を中心に180度回転させた回転対称な配置となっている。なお、互いに異なる形状の爪部材を使用してもよい。各爪部材140は、駆動源にボルト等により連結される連結部141と、連結部141から遠近動作の基準面(各爪部材140が同一の基準面を中心として遠近動作するその面)に向かって湾曲して延びる湾曲部142と、湾曲部142から回転軸線Ax15方向に延びる鉤状の把持部143とをそれぞれ有する。なお、各爪部材140の構成はこれに限定されるものではない。
駆動源等の配置構成により、各爪部材140の連結部141同士は上記基準面の面方向に垂直な方向にオフセットして配置されるが、湾曲部142により各爪部材140の把持部143は同一の基準面上に配置される。
把持部143の内側(爪部材同士が対向する側)には、径の異なる複数の凹部144,145が形成されている。具体的には、略台形状の比較的大きな凹部144と、この凹部144の先端側に、略台形状の比較的小さな凹部145が形成されている。凹部144の形状及び寸法は、把持部134によって把持される注射器6Aの形状及び寸法に応じて設定され、凹部145の形状及び寸法は、把持部134によって把持される注射器6Bの形状及び寸法に応じて設定される。これにより、ハンド120Rは、1種類の爪部材140で2種類の注射器6A,6Bを把持することができる。なお、凹部144,145の形状を台形以外の形状(三角形状や円弧状等)としてもよい。また、この例では2種類の凹部を形成しているが、ハンド120Lと同様に1種類の凹部のみでもよいし、3種類以上の注射器6に対応した3種類以上の凹部を形成してもよい。
また、図6Aに示すように、把持部143の内側(爪部材同士が対向する側)には、注射器6のプランジャ62のフランジ部62a(後述の図7参照)が係合される係合溝146,147が形成されている。詳細には、注射器6Aに対応した凹部144の内壁面には、注射器6Aのプランジャ62のフランジ部62aが係合される係合溝146が回転軸線Ax15方向に沿って形成され、注射器6Bに対応した凹部145の内壁面には、注射器6Bのプランジャ62のフランジ部62aが係合される係合溝147が回転軸線Ax15方向に沿って形成されている。これら係合溝146,147は、上記基準面に垂直な方向にオフセットして形成されることで、互いの係合溝が干渉するのを防止している。
把持部143の上記基準面の面方向に垂直な方向の厚み(図6Cに厚みt2として図示)は、ハンド120Lの爪部材130の把持部134の厚みt1よりも厚くなっている。これにより、把持対象物である注射器6A,6Bの外筒61の保持の安定性や、プランジャ62の操作の確実性を向上させている。また、把持部143は例えば柔軟性を有する点滴筒を把持することも可能である。
<5.保持装置の構成>
次に、図7を参照しつつ、注射器6を保持する保持装置400の構成の一例について説明する。なお、図7A〜図7Cは、保持装置400が注射器6Aを保持した状態を示しており、また注射器6Aに注射針カバー64が装着された状態を示している。
保持装置400は、前後方向の両端を支柱401で支持されたベース板402と、ベース板402上の右側に立設された支持板403と、ベース板402上の左側に立設されたホルダ切替機構410とを有する。支持板403の上部には、注射器6の外筒61の先端に設けられた針支持部61aが係合される凹部404が形成されている。針支持部61aは、注射器6A,6Bの両方において略共通の形状、寸法であるので、支持板403は注射器6A,6Bの両方の針支持部61aを支持することが可能である。
ホルダ切替機構410は、径が異なる2種類の注射器6A,6Bを保持するための(凹部の)径が異なる2つのホルダ420,430を切替可能に備えている。ホルダ420は、径及び長さが大きい注射器6Aを保持するホルダであり、注射器6Aの外筒61が係合される径の大きな凹部421が形成されている。また、ホルダ420には、注射器6Aの外筒61が凹部421に係合された際に、外筒61のフランジ部61bが挿入される溝422が形成されている。この溝422とフランジ部61bとの係合により、注射器6Aは外筒61の位置を固定しつつプランジャ62の進退動作が可能なように保持される。
一方、ホルダ430は、径及び長さが小さい注射器6Bを保持するホルダであり、注射器6Bの外筒61が係合される径の小さな凹部431が形成されている。また、ホルダ430には、注射器6Bの外筒61が凹部431に係合された際に、外筒61のフランジ部61bが挿入される溝(図示せず)が形成されている。この溝とフランジ部61bとの係合により、注射器6Bは外筒61の位置を固定しつつプランジャ62の進退動作が可能なように保持される。なお、ホルダ420とホルダ430の構成は上記に限定されるものではない。
ホルダ420とホルダ430とは、連結部材405により回転方向に略90度の間隔をあけて連結されており、連結部材405は軸406を中心に回転可能に支持されている。そして、ホルダ420には取っ手407が設置されており、ロボット100がハンド120L,120Rのいずれかを用いて取っ手407を操作することで、連結部材405を90度回転させ、ホルダ420とホルダ430とを切り替えることが可能となっている。なお、連結部材405は、ホルダ420とホルダ430とを左右方向に所定の寸法(図7Bに示す寸法L)だけオフセットさせて連結する。この寸法Lは、注射器6Aと注射器6Bとの長さの差に対応しており、ホルダ420とホルダ430との切り替えによって、注射器6A,6Bの径だけでなく長さの相違にも対応可能な構成となっている。
なお、この例では保持装置400が2種類の注射器6A,6Bを保持可能な構成としたが、これに限定されるものではなく、1種類の注射器6のみ保持可能な構成としてもよいし、3種類以上の注射器6を保持可能な構成としてもよい。3種類以上のホルダを切り替え可能な構成とする場合には、各ホルダの間隔を90度より小さくすればよい(例えば60度間隔等)。
また、保持装置400の下部に質量計を設けるか、あるいは載置台200と同様に、保持装置400自身が注射器6の質量を測定する測定機能を有する構成としてもよい。測定された質量データをコントローラ300に出力することにより、コントローラ300は、輸液バッグ5と注射器6との間で輸液や薬液の移送をしつつ、同時にその移送量を載置台200での質量測定結果と合わせてさらに正確に監視することができる。
<6.洗浄装置の構成>
次に、図8を参照しつつ、輸液バッグ5を洗浄する洗浄装置600の構成の一例について説明する。
図8A〜図8Cに示すように、洗浄装置600は、調製された薬液が注入された輸液バッグ5がつり下げられるフック部材601と、フック部材601につり下げられた輸液バッグ5を洗浄する洗浄室610と、フック部材601を輸液バッグ5の取り付け位置(図8Aに示す位置)と洗浄室610とに案内するガイド部材602とを有する。
フック部材601は、板状の部材であり、例えばその中央部に輸液バッグ5のポート部材52を係止可能な切り欠き601aを有する。また、フック部材601の上部には、連結板603を介して取っ手604が設けられており、ロボット100がハンド120L,120Rのいずれかを用いて取っ手604を把持して上下動させることで、フック部材601につり下げられた輸液バッグ5を洗浄室610に出し入れすることが可能となっている。
フック部材601の下部には、例えば3本の支柱609が下方に向けて延設されている。これらの支柱609は、輸液バッグ5の洗浄時にバッグ本体51に当接することにより、洗浄水やエアの圧力によって輸液バッグ5が回転するのを防止する。なお、支柱609の数は上記に限定されるものではなく、1本でもよいし、3本以外の複数としてもよい。
連結板603には、例えば板状の蓋部材605が固定されている。この蓋部材605の両端には、ガイド部材602,602がスライド可能に貫通されている。これにより、フック部材601はガイド部材602の案内方向に沿って移動可能となっている。なお、ガイド部材602の数は2本に限定されるものではなく、1本でもよいし、3本以上としてもよい。
蓋部材605の上部には図示しないマグネットが設置されている。このマグネットにより、蓋部材605は取り付け位置(図8Aに示す位置)においてガイド部材602の上端に設置されたゲート部材611に吸着される。これにより、ロボット100がハンド120L,120Rを取っ手604から放しても、蓋部材605は取り付け位置に保持される。なお、蓋部材605とゲート部材611とのマグネットによる吸着は、ハンド120L,120Rによる取っ手604の下動操作により離間される。この下動操作は、コントローラ300による速度制御によって例えば一定速度となるように実行されるので、離間の際の急激な速度変動を抑制できる。その結果、輸液バッグ5がフック部材601から脱落するのを防止できる。なお、一定速度以外となるように速度制御を行ってもよい。
また、蓋部材605は、図8Bに示すように、フック部材601が洗浄室610内に移動した際に、蓋部材605は開口606を閉塞し、洗浄室610を密閉する。なお、フック部材601の案内構造や開口606の閉塞構造はこれに限定されるものではない。
洗浄室610は、例えば作業台3の内部に収容されている。なお、洗浄室610を含む洗浄装置600の全体が作業台3上に設置された構成としてもよい。洗浄室610内には、例えばオゾン水や過酸化水素水等の洗浄水が噴出される複数の洗浄用ノズル607が設置されている。図8Bに示すように、フック部材601が洗浄室610内に移動され、蓋部材605が開口606を閉塞した状態において、複数の洗浄用ノズル607から輸液バッグ5に向けて洗浄水が噴出される。また、洗浄室610内には、洗浄用ノズル607の上方に、エアノズル608が設置されている。エアノズル608は、例えば開口606の近傍に設置された円環状のチューブの周方向複数箇所に例えば斜め下方(水平方向でもよい)を向いた複数の噴出孔608aを形成した構成とすることができる。但し、エアノズル608の構成はこれに限定されるものではない。図8Cに示すように、輸液バッグ5の洗浄が完了し、フック部材601が引き上げられる際に、エアノズル608の複数の噴出孔608aから輸液バッグ5に向けてエアが噴出される。これにより、洗浄水が除去された状態で、輸液バッグ5を洗浄室610から取り出すことができる。なお、エアノズル608を、洗浄用ノズル607の下方に設けてもよい。また、洗浄用ノズル607をエアノズル608と同様の構成としてもよい。
<7.コントローラの機能的構成>
次に、図9を参照しつつ、コントローラ300の機能的構成の一例について説明する。
図9に示すように、コントローラ300は、第1動作制御部301と、第2動作制御部302と、第3動作制御部303と、第4動作制御部304と、第5動作制御部305と、第6動作制御部306と、第7動作制御部307と、第8動作制御部308とを有する。
第1動作制御部301は、注射器6の注射針63が輸液バッグ5のポート部材52に挿入される前に、少なくとも一度、載置台200に載置された輸液バッグ5のポート部材52をハンド120Lの爪部材130で鉛直方向下向きに押し下げるように、ロボット100の動作を制御する(後述の図13参照)。
第2動作制御部302は、注射器6の注射針63が輸液バッグ5のポート部材52に挿抜される際に、載置台200に載置された輸液バッグ5のポート部材52をハンド120Lの爪部材130で保持するように、ロボット100の動作を制御する(後述の図15A及び図17A参照)。
第3動作制御部303は、注射器6の注射針63が輸液バッグ5のポート部材52のゴム栓に挿抜される際に、ハンド120Lの爪部材130で保持したポート部材52を注射針63に対して移動させるように、ロボット100の動作を制御する(後述の図15B及び図17B参照)。
第4動作制御部304は、使用する注射器6に応じてハンド120Rの爪部材140又はハンド120Lの爪部材130で保持装置400のホルダ420,430を切り替えるように、ロボット100の動作を制御する。
第5動作制御部305は、注射器6のプランジャ62をハンド120Rの爪部材140で進退動作させることで、輸液バッグ5と注射器6との間で輸液の移送を行うように、ロボット100の動作を制御する(後述の図15C及び図17C参照)。
第6動作制御部306は、輸液バッグ5のポート部材52の保持と、注射器6のプランジャ62の進退動作とを、異なるアーム103L,103Rのハンド120L,120Rで個別に独立して行うように、ロボット100の動作を制御する(後述の図15C及び図17C参照)。
第7動作制御部307は、一方のアーム103Lのハンド120Lで輸液バッグ5を載置台200に載置する際に、輸液バッグ5のポート部材52が他方のアーム103Rのハンド120R側を向くように、ロボット100の動作を制御する(後述の図12B参照)。
第8動作制御部308は、輸液バッグ5を洗浄する際に、輸液バッグ5を洗浄装置600のフック部材601につり下げ、フック部材601をガイド部材602に沿って取り付け位置から洗浄室610に移動させるように、ロボット100の動作を制御する。
なお、上述した各動作制御部301〜308における処理等は、これらの処理の分担の例に限定されるものではなく、例えば、1つの処理部で処理されてもよく、また、更に細分化された処理部により処理されてもよい。また、コントローラ300の各機能は、後述するCPU901(図19参照)が実行するプログラムにより実装されてもよいし、その一部又は全部がASICやFPGA907(図19参照)、その他の電気回路等の実際の装置により実装されてもよい。
<8.薬液を調製する処理工程の一例>
次に、図10を参照しつつ、コントローラ300により実行される、ロボット100による薬液の調製方法の処理工程の一例について説明する。
ステップS100では、コントローラ300は、輸液バッグ5の載置処理を実行する。この処理では、コントローラ300は、ロボット100の動作を制御し、アーム103Lのハンド120Lで輸液バッグ5をトレイ4から移送して載置台200に載置する等の動作を行わせる(詳細は後述の図11参照)。
ステップS200では、コントローラ300は、輸液の吸引処理を実行する。この処理では、コントローラ300は、ロボット100の動作を制御し、アーム103Rのハンド120Rで注射器6をトレイ4から移送して保持装置400にセットし、アーム103Lのハンド120Lで載置台200に載置された輸液バッグ5を移動して注射針63をポート部52のゴム栓に挿入し、アーム103Rのハンド120Rで注射器6のプランジャ62を操作して輸液を輸液バッグ5から吸引する等の動作を行わせる(詳細は後述の図14参照)。
ステップS300では、コントローラ300は、薬液の調製処理を実行する。この処理では、コントローラ300は、ロボット100の動作を制御し、アーム103Rのハンド120Rにより、輸液バッグ5から輸液を吸引した注射器6を調製ステーション500に移送し、セットさせる。また、アーム103Lのハンド120Lにより、トレイ4に載置された薬剤容器7を調製ステーション500に移送し、セットさせる。コントローラ300は、必要に応じて上記ステップS200の輸液の吸引処理と、吸引した注射器6を調製ステーション500に移送する作業とを、ロボット100に複数回実行させる。調製ステーション500では、注射器6から薬剤容器7に輸液が注入され、該薬剤容器7の内容物が撹拌されて薬液が調製され、該薬液が薬剤容器7から注射器6に吸引される。
ステップS400では、コントローラ300は、薬液の注入処理を実行する。この処理では、コントローラ300は、ロボット100の動作を制御し、アーム103Rのハンド120Rで注射器6を調製ステーション500から移送して保持装置400にセットし、アーム103Lのハンド120Lで載置台200に載置された輸液バッグ5を移動して注射針63をポート部52のゴム栓に挿入し、アーム103Rのハンド120Rで注射器6のプランジャ62を操作して薬液を輸液バッグ5に注入する等の動作を行わせる(詳細は後述の図16参照)。
ステップS500では、コントローラ300は、輸液バッグ5の洗浄処理を実行する。この処理では、コントローラ300は、ロボット100の動作を制御し、輸液バッグ5をフック部601につり下げ、フック部601をガイド部材602に沿って取り付け位置から洗浄室610に移動させ、洗浄完了後にフック部601を洗浄室610から取り出す等の動作を行わせる(詳細は後述の図18参照)。
なお、上述した処理工程はあくまで一例であって、上記工程の少なくとも一部を削除・変更してもよいし、上記以外の工程を追加してもよい。
<9.輸液バッグの載置処理の詳細工程の一例>
次に、図11〜図13を参照しつつ、上述した輸液バッグの載置処理(ステップS100)の詳細工程の一例について説明する。
ステップS110では、コントローラ300は、ロボット100の動作を制御し、アーム103Lのハンド120Lの爪部材130により、トレイ4に載置された輸液バッグ5のポート部材52の首部52aを把持し、輸液バッグ5をトレイ4から載置台200に移送する。図12Aに、このときのロボット100の動作の一例を示す。なお、図12Aでは、アーム103Lの一部の構成の図示を省略する。
ステップS120では、コントローラ300は、第7動作制御部307において、ロボット100の動作を制御し、一方のアーム103Lのハンド120Lで輸液バッグ5を載置台200に載置する際に、輸液バッグ5のポート部材52が他方のアーム103Rのハンド120R側を向くように、輸液バッグ5を載置台200に載置する。図12Bに、このときのロボット100の動作の一例を示す。なお、図12Bでは、アーム103Lの一部の構成の図示を省略する。
ステップS130では、コントローラ300は、第1動作制御部301において、ロボット100の動作を制御し、載置台200に載置された輸液バッグ5のポート部材52をハンド120Lの爪部材130で鉛直方向下向きに押し下げる。この押し下げは、1回でもよいし、複数回行ってもよい。これにより、ポート部材52内のエア抜きが行われる。図13に、このときのハンド120L等の動作の一例を示す。なお、このポート部材52の押し下げ動作を、ハンド120Rの爪部材140で実行してもよい。このステップS130を実行する第1動作制御部301が、載置台に載置された輸液バッグのポート部材から空気を抜く手段の一例に相当する。
なお、上述した処理工程はあくまで一例であって、上記工程の少なくとも一部を削除・変更してもよいし、上記以外の工程を追加してもよい。
<10.輸液の吸引処理の詳細工程の一例>
次に、図14及び図15を参照しつつ、上述した輸液の吸引処理(ステップS200)の詳細工程の一例について説明する。なお、図15A〜図15Cは、保持装置400に注射器6Aが保持された場合を図示している。
ステップS210では、コントローラ300は、第4動作制御部304において、ロボット100の動作を制御し、ハンド120Rの爪部材140又はハンド120Lの爪部材130を用いて保持装置400の取っ手407を操作し、使用する注射器6に応じてホルダを切り替える。例えば、注射器6Aを使用する場合にはホルダ420に切り替え、注射器6Bを使用する場合にはホルダ430に切り替える。
ステップS220では、コントローラ300は、ロボット100の動作を制御し、アーム103Rのハンド120Rの爪部材140で注射器6の外筒61を把持し、注射器6をトレイ4から保持装置400に移送する。このとき、コントローラ300は、注射器6Aを使用する場合は爪部材140の凹部144を用いて把持し、注射器6Bを使用する場合は爪部材140の凹部145を用いて把持を行う。そして、コントローラ300は、注射器6の外筒61の針支持部61aが支持板403の凹部404に係合され、外筒61がホルダ420の凹部421(又はホルダ430の凹部431)に係合されると共にフランジ部61bがホルダ420の溝422(又はホルダ430の溝)に挿入されるように、注射器6を保持装置400にセットする。これにより、注射器6は外筒61及び注射針63の位置を固定しつつプランジャ62の進退動作が可能なように保持される。
ステップS230では、コントローラ300は、第2動作制御部302において、ロボット100の動作を制御し、載置台200に載置された輸液バッグ5のポート部材52をハンド120Lの爪部材130で保持する。図15Aに、このときのハンド120L等の動作の一例を示す。
また、コントローラ300は、第3動作制御部303において、ロボット100の動作を制御し、ハンド120Lの爪部材130で保持したポート部材52を注射針63に対して近づけるように移動させ、注射針63をポート部材52のゴム栓に挿入させる。図15Bに、このときのハンド120L等の動作の一例を示す。
ステップS240では、コントローラ300は、第5動作制御部305において、ロボット100の動作を制御し、ハンド120Rの爪部材140で注射器6のプランジャ62を外筒61から引き抜くように動作させることで、輸液を輸液バッグ5から吸引する。このとき、コントローラ300は、注射器6Aを使用する場合はプランジャ62のフランジ部62aを爪部材140の係合溝146に係合させ、注射器6Bを使用する場合はプランジャ62のフランジ部62aを爪部材140の係合溝147に係合させる。
また、コントローラ300は、第6動作制御部306において、ロボット100の動作を制御し、輸液バッグ5のポート部材52の保持と、注射器6のプランジャ62の動作とを、異なるアーム103L,103Rのハンド120L,120Rで個別に独立して行わせる。図15Cに、このときのハンド120R及びハンド120L等の動作の一例を示す。
なお、上述した処理工程はあくまで一例であって、上記工程の少なくとも一部を削除・変更してもよいし、上記以外の工程を追加してもよい。
<11.薬液の注入処理の詳細工程の一例>
次に、図16及び図17を参照しつつ、上述した輸液の吸引処理(ステップS400)の詳細工程の一例について説明する。なお、図17A〜図17Cは、保持装置400に注射器6Aが保持された場合を図示している。
ステップS410では、コントローラ300は、ロボット100の動作を制御し、アーム103Rのハンド120Rの爪部材140で注射器6の外筒61を把持し、注射器6を調製ステーション500から保持装置400に移送する。なお、調製ステーション500において注射器6には薬液が吸引されている。そして、コントローラ300は、注射器6を保持装置400にセットする。
ステップS420では、コントローラ300は、前述のステップS230と同様に、第2動作制御部302において、ロボット100の動作を制御し、載置台200に載置された輸液バッグ5のポート部材52をハンド120Lの爪部材130で保持する。図17Aに、このときのハンド120L等の動作の一例を示す。
また、コントローラ300は、前述のステップS230と同様に、第3動作制御部303において、ロボット100の動作を制御し、ハンド120Lの爪部材130で保持したポート部材52を注射針63に対して近づけるように移動させ、注射針63をポート部材52のゴム栓に挿入させる。図17Bに、このときのハンド120L等の動作の一例を示す。
ステップS430では、コントローラ300は、第5動作制御部305において、ロボット100の動作を制御し、ハンド120Rの爪部材140で注射器6のプランジャ62を外筒61に押し込むように動作させることで、薬液を輸液バッグ5に注入する。
また、コントローラ300は、第6動作制御部306において、ロボット100の動作を制御し、輸液バッグ5のポート部材52の保持と、注射器6のプランジャ62の動作とを、異なるアーム103L,103Rのハンド120L,120Rで個別に独立して行わせる。図17Cに、このときのハンド120R及びハンド120L等の動作の一例を示す。
なお、上述した処理工程はあくまで一例であって、上記工程の少なくとも一部を削除・変更してもよいし、上記以外の工程を追加してもよい。
<12.輸液バッグの洗浄処理の詳細工程の一例>
次に、図18及び前述の図8を参照しつつ、上述した輸液バッグの洗浄処理(ステップS500)の詳細工程の一例について説明する。
ステップS510では、コントローラ300は、ロボット100の動作を制御し、アーム103Lのハンド120Lの爪部材130により、薬液を注入された輸液バッグ5のポート部材52の首部52aを把持し、輸液バッグ5を載置台200から洗浄装置600に移送する。そして、コントローラ300は、第8動作制御部308において、ロボット100の動作を制御し、輸液バッグ5を洗浄装置600のフック部材601につり下げ、セットする。前述の図8Aに、この状態の一例を示す。
ステップS520では、コントローラ300は、第8動作制御部308において、ロボット100の動作を制御し、ハンド120L,120Rのいずれかを用いて取っ手604を把持し、取っ手604を押し下げてフック部材601につり下げられた輸液バッグ5を洗浄室610に移動させる。
ステップS530では、コントローラ300は、ロボット100の動作を制御し、洗浄装置600による洗浄を開始させる。前述の図8Bに、この状態の一例を示す。このとき、例えば、洗浄装置600に洗浄開始スイッチ等を設置しておき、ハンド120L,120Rのいずれかを用いて該スイッチを操作させてもよいし、フック部材601が洗浄室610に移動されたこと等をトリガーとして自動的に洗浄が始まるようにしてもよい。
ステップS540では、コントローラ300は、ロボット100の動作を制御し、ハンド120L,120Rのいずれかを用いて取っ手604を把持し、取っ手604を引き上げて輸液バッグ5を洗浄室610から取り出す。このとき、複数のエアノズル608から輸液バッグ5に向けてエアが噴出され、洗浄液が除去される。前述の図8Cに、この状態の一例を示す。
ステップS550では、コントローラ300は、ロボット100の動作を制御し、アーム103Lのハンド120Lの爪部材130により、洗浄が完了した輸液バッグ5のポート部材52の首部52aを把持し、輸液バッグ5を洗浄装置600からトレイ4に移送する。
<13.本実施形態による効果の例>
以上説明した実施形態では、ロボットシステム1が、輸液バッグ5が載置される載置台200を有し、載置台200に載置された輸液バッグ5のポート部材52に対して注射器6の注射針63を挿入して輸液の移送を行う。すなわち、輸液バッグ5を保持する保持具を必要としないので、多様な種類が存在する輸液バッグ5の各々に対応した特殊な保持具を用意する必要がなくなる。したがって、システム構成を簡素化でき、コストを低減できる。また、使用する輸液バッグ5に合わせて保持具を交換する必要がなくなるので、作業効率を向上できる。また、コントローラ300の第1動作制御部301は、注射器6の注射針63が輸液バッグ5のポート部材52に挿抜される前に、少なくとも一度、載置台200に載置された輸液バッグ5のポート部材52をアーム103Lのハンド120L又はアーム103Rのハンド120Rで鉛直方向下向きに押し下げるようにロボット100の動作を制御する。これにより、ポート部材52の内部の空気を抜くことができるので、輸液バッグ5から注射器6に輸液を吸引する際に空気が混入するのを防止できる。したがって、輸液の移送を精度良く行うことができ、輸液バッグ5を寝かせた状態での輸液の移送が可能となる。また、輸液バッグ5のポート部材52から空気を抜くために、輸液バッグ5の姿勢を変更するための保持部や回動機構等を用意する必要がない。
また、本実施形態において、コントローラ300が、注射器6の注射針63が輸液バッグ5のポート部材52に挿抜される際に、載置台200に載置された輸液バッグ5のポート部材52をアーム103Lのハンド120Lで保持するように、ロボット100の動作を制御する第1動作制御部301を有する場合には、次のような効果を得る。つまり、注射針63をポート部材52に挿抜する際に輸液バッグ5をハンド120Lで保持するので、多様な種類が存在する輸液バッグ5の各々に対応した特殊な保持具を用意する必要がなくなる。したがって、システム構成を簡素化でき、コストを低減できる。また、使用する輸液バッグ5に合わせて保持具を交換する必要がなくなるので、作業効率を向上できる。
また、本実施形態において、載置台200が、載置された輸液バッグ5のポート部材52が該ポート部材52とは反対側の端部よりも鉛直方向において下方となるように傾斜した載置面201を有する場合には、輸液バッグ5内の空気をポート部材52とは反対側に移動させることができるで、輸液を注射器6で吸引する際の空気の混入防止効果をさらに高めることができる。
また、本実施形態において、載置台200が載置された輸液バッグ5の質量を測定する質量計の機能を有する場合には、輸液バッグ5と注射器6との間で輸液の移送をしつつ、その移送量を同時に監視することができるので、作業効率をさらに向上できる。
また、本実施形態において、コントローラ300が、注射針63がゴム栓に挿抜される際に、アーム103Lのハンド120Lで保持したポート部材52を注射針63に対して移動させるようにロボット100の動作を制御する第3動作制御部303を有する場合には、注射器6を固定した状態で注射針63を輸液バッグ5のゴム栓に挿抜することができる。したがって、多様な種類が存在する注射器6の各々に対応して注射器6を移動させる特殊な移動装置を用意する必要がなくなるので、コストを低減できる。また、使用する注射器6に合わせて移動装置を交換する必要がなくなるので、作業効率を向上できる。
また、本実施形態において、ロボットシステム1が、径の異なる複数種類の注射器6を保持するための径の異なる複数のホルダ420,430を切替可能に備えた保持装置400を有し、且つ、コントローラ300が、使用する注射器6に応じてハンド120L,120Rのいずれかでホルダ420,430を切り替えるようにロボット100の動作を制御する第4動作制御部304を有する場合には、一台の保持装置400で径の異なる複数種類の注射器6に対応することができる。したがって、多様な種類の注射器6の各々に対応した保持具を用意する必要がなくなるので、コストを低減できる。また、使用する注射器6に合わせて保持具を交換する必要がなくなるので、作業効率を向上できる。
また、本実施形態において、コントローラ300が、注射器6のプランジャ62をアーム103Rのハンド120Rで進退動作させることで、輸液バッグ5と注射器6との間で輸液の移送を行うようにロボット100の動作を制御する第5動作制御部305を有する場合には、輸液バッグ5と注射器6との間の輸液の移送をロボット100のみで行うことができる。したがって、注射器6のプランジャ62を進退動作させるための特殊な駆動装置を用意する必要がなくなるので、コストを低減できる。また、使用する注射器6に合わせて駆動装置を交換する必要がなくなるので、作業効率を向上できる。
また、本実施形態において、ロボット100が2本以上のアーム103L,103Rを有し、コントローラ300が、ポート部材52の保持と、プランジャ62の進退動作とを、異なるアーム103L,103Rのハンド120L,120Rで行うようにロボット100の動作を制御する第6動作制御部306を有する場合には、一方のハンド120Lによる輸液バッグ5の保持と、他方のハンド120Rによる注射器6のプランジャ62の進退動作を、同時に行うことができる。その結果、輸液バッグ5の圧力増大等による注射針63の抜けを防止できる。また、1本のアームのハンドでポート部材52とプランジャ62を持ち替えて作業を行う場合に比べてサイクルタイムを大幅に短縮できる。
また、本実施形態において、ロボット100がハンド120L,120Rを先端に備えた2本のアーム103L,103Rを有し、コントローラ300が、一方のアーム103Lのハンド120Lで輸液バッグ5を載置台200に載置する際に、輸液バッグ5のポート部材52が他方のアーム103Rのハンド120R側を向くようにロボット100の動作を制御する第7動作制御部307を有する場合には、次のような効果を得る。つまり、上記構成により、輸液バッグ5の載置後に行われる、注射器6の注射針63を輸液バッグ5のポート部材52のゴム栓に挿抜する作業や、輸液バッグ5のポート部材52を保持しつつ注射器6のプランジャ62を進退動作させる作業等を、2本のアーム103L,103Rのハンド120L,120Rで協働して実行することができる。したがって、作業効率を向上できる。
以上、添付図面を参照しながら一実施の形態について詳細に説明した。しかしながら、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範囲は、ここで説明した実施の形態に限定されるものではない。本実施形態の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、技術的思想の範囲内において、様々な変更や修正、組み合わせなどを行うことに想到できることは明らかである。従って、これらの変更や修正、組み合わせなどが行われた後の技術も、当然に技術的思想の範囲に属するものである。
なお、以上の説明において、「垂直」「平行」等の記載がある場合には、当該記載は厳密な意味ではない。すなわち、それら「垂直」「平行」とは、設計上、製造上の公差、誤差が許容され、「実質的に垂直」「実質的に平行」という意味である。
また、以上の説明において、外観上の寸法や大きさが「同一」「等しい」「異なる」等の記載がある場合は、当該記載は厳密な意味ではない。すなわち、それら「同一」「等しい」「異なる」とは、設計上、製造上の公差、誤差が許容され、「実質的に同一」「実質的に等しい」「実質的に異なる」という意味である。
<14.制御装置のハードウェア構成例>
次に、図19を参照しつつ、上記で説明したCPU901が実行するプログラムにより実装された各動作制御部301〜308等による処理を実現するコントローラ300のハードウェア構成例について説明する。
図19に示すように、コントローラ300は、例えば、CPU901と、ROM903と、RAM905と、ASIC又はFPGA等の特定の用途向けに構築された専用集積回路907と、入力装置913と、出力装置915と、ストレージ装置917と、ドライブ919と、接続ポート921と、通信装置923とを有する。これらの構成は、バス909や入出力インターフェース911を介し相互に信号を伝達可能に接続されている。
プログラムは、例えば、ROM903やRAM905、ストレージ装置917等の記録装置に記録しておくことができる。
また、プログラムは、例えば、フレキシブルディスクなどの磁気ディスク、各種のCD・MOディスク・DVD等の光ディスク、半導体メモリ等のリムーバブル記録媒体925に、一時的又は永続的に記録しておくこともできる。このようなリムーバブル記録媒体925は、いわゆるパッケージソフトウエアとして提供することもできる。この場合、これらのリムーバブル記録媒体925に記録されたプログラムは、ドライブ919により読み出されて、入出力インターフェイス911やバス909等を介し上記記録装置に記録されてもよい。
また、プログラムは、例えば、ダウンロードサイト・他のコンピュータ・他の記録装置等(図示せず)に記録しておくこともできる。この場合、プログラムは、LANやインターネット等のネットワークNWを介し転送され、通信装置923がこのプログラムを受信する。そして、通信装置923が受信したプログラムは、入出力インターフェイス911やバス909等を介し上記記録装置に記録されてもよい。
また、プログラムは、例えば、適宜の外部接続機器927に記録しておくこともできる。この場合、プログラムは、適宜の接続ポート921を介し転送され、入出力インターフェイス911やバス909等を介し上記記録装置に記録されてもよい。
そして、CPU901が、上記記録装置に記録されたプログラムに従い各種の処理を実行することにより、上記の各動作制御部301〜308等による処理が実現される。この際、CPU901は、例えば、上記記録装置からプログラムを、直接読み出して実行してもよく、RAM905に一旦ロードした上で実行してもよい。更にCPU901は、例えば、プログラムを通信装置923やドライブ919、接続ポート921を介し受信する場合、受信したプログラムを記録装置に記録せずに直接実行してもよい。
また、CPU901は、必要に応じて、例えばマウス・キーボード・マイク(図示せず)等の入力装置913から入力する信号や情報に基づいて各種の処理を行ってもよい。
そして、CPU901は、上記の処理を実行した結果を、例えば表示装置や音声出力装置等の出力装置915から出力してもよく、さらにCPU901は、必要に応じてこの処理結果を通信装置923や接続ポート921を介し送信してもよく、上記記録装置やリムーバブル記録媒体925に記録させてもよい。