TW201707886A - 遠端操作機器人系統及其運轉方法 - Google Patents

Abstract

本發明之遠端操作機器人系統具備：操作器(2)；從動臂(1)，其設置於作業空間內，進行由複數個步驟構成之一系列作業；狀況資訊獲取器(3)，其獲取表示從動臂(1)之狀況之狀況資訊；環境再現裝置(6)，其將與作業空間內之環境有關之環境資訊(52)再現於配置有操作器(2)之空間；及控制裝置(4)；且控制裝置(4)以如下方式構成，即，藉由環境再現裝置(6)使與自狀況資訊獲取器(3)輸出之狀況資訊對應之環境資訊再現。

Description

遠端操作機器人系統及其運轉方法

本發明係關於一種遠端操作機器人系統及其運轉方法。

已知有一種使從動臂之動作追隨操作者所操作之主臂之動作之主從方式之遠端操作裝置(例如參照專利文獻1)。

於專利文獻1所揭示之遠端操作裝置中，藉由在電視監視器之畫面上顯示作業對象物與從動指尖部之實際之影像、及當前之作業項目內容，於手動操作時催促人之操作，使操作者能夠理解應實施之操作之內容，從而順利地進行作業。

先前技術文獻 專利文獻

專利文獻1：日本專利特開昭62-199376號公報

然而，即便為上述專利文獻1所揭示之遠端操作裝置，為了使操作者直觀地掌握從動臂之狀況，仍存在改善之餘地。

本發明係解決上述習知之課題者，其目的在於提供一種能夠直觀地掌握從動臂之當前之狀況、且能夠提高作業效率的遠端操作機器人系統及其運轉方法。

為了解決上述習知之課題，本發明之遠端操作機器人系統具備：操作器，其受理來自操作者之操作指示；從動臂，其設置於作業空間內，進行由複數個步驟構成之一系列作業；狀況資訊獲取器，其獲取表示上述作業空間內之上述從動臂之狀況之狀況資訊；環境再現裝置，其將與上述作業空間內之環境有關之環境資訊再現於設置有上述操作器之空間；及控制裝置；且上述控制裝置以如下方式構成，即，藉由上述環境再現裝置使與自上述狀況資訊獲取器輸出之上述狀況資訊對應之上述環境資訊再現。

藉此，藉由對操作者(尤其是對於熟練者而言)顯示光、氣味、聲音、或影像等環境資訊，能夠直觀地掌握所操作之從動臂之狀況。因此，容易集中於遠端操作之作業，能夠降低操作之失敗，從而能夠減輕作業者之疲勞。又，能夠提高遠端操作之作業效率。

又，本發明之遠端操作機器人系統之運轉方法係具備受理來自操作者之操作指示之操作器、及設置於作業空間內並進行由複數個步驟構成之一系列作業之從動臂的遠端操作機器人系統之運轉方法，且具備：(A)，其係獲取表示上述作業空間內之上述從動臂之狀況之狀況資訊；及(B)，其係環境再現裝置將與在上述(A)中獲取之上述狀況資訊對應之環境資訊再現於設置有上述操作器之空間。

藉此，藉由對操作者(尤其是對於熟練者而言)顯示光、氣味、聲音、或影像等環境資訊，能夠直觀地掌握所操作之從動臂之狀況。因此，容易集中於遠端操作之作業，能夠降低操作之失敗，從而能夠減輕作業者之疲勞。又，能夠提高遠端操作之作業效率。

根據本發明之遠端操作機器人系統及其運轉方法，能夠直觀地掌握所操作之從動臂之狀況。

1‧‧‧從動臂

2‧‧‧操作器

3‧‧‧狀況資訊獲取器

4‧‧‧控制裝置

5‧‧‧儲存裝置

6‧‧‧環境再現裝置

7‧‧‧指示獲取器

21‧‧‧桌子

22‧‧‧椅子

40‧‧‧收訊部

41‧‧‧環境資訊獲取部

42‧‧‧動作控制部

43‧‧‧輸出控制部

44‧‧‧作業資訊獲取部

51‧‧‧動作序列資訊

52‧‧‧環境資訊

53‧‧‧作業資訊

61‧‧‧顯示裝置

62‧‧‧揚聲器

63‧‧‧噴霧罐

64‧‧‧照明器具

65‧‧‧振動裝置

66‧‧‧姿勢變動裝置

67‧‧‧空調

100‧‧‧遠端操作機器人系統

圖1係表示本實施形態1之遠端操作機器人系統之概略構成之方塊圖。

圖2係表示圖1所示之遠端機器人系統之環境再現裝置之具體例之模式圖。

圖3係表示本實施形態1之遠端操作機器人系統之動作之流程圖。

圖4係表示本實施形態2之遠端操作機器人系統之概略構成之方塊圖。

圖5係表示本實施形態2之遠端操作機器人系統之動作之流程圖。

圖6係表示本實施形態3之遠端操作機器人系統之動作之流程圖。

圖7係表示本實施形態4之遠端操作機器人系統之概略構成之方塊圖。

圖8係表示本實施形態4之遠端操作機器人系統之動作之流程圖。

以下，一面參照圖式，一面對本發明之實施形態進行說明。 再者，於所有圖式中，對相同或相當部分標註相同符號，並省略重複說明。又，有如下情形，即，於所有圖式中，選取用以說明本發明之構成要素進行圖示，而對其他構成要素省略圖示。進而，本發明並不限定於以下實施形態。

(實施形態1)

本實施形態1之遠端操作機器人系統具備：操作器，其受理來自操作者之操作指示；從動臂，其設置於作業空間內，進行由複數個步驟構成之一系列作業；狀況資訊獲取器，其獲取表示作業空間內之從動臂之狀況之狀況資訊；環境再現裝置，其將與作業空間內之環境有關之環境資訊再現於設置有操作器之空間；及控制裝置；且控制裝置以如下方式構成，即，藉由環境再現裝置使與自狀況資訊獲取器輸出之狀況資訊對應之環境資訊再現。

又，本實施形態1之遠端操作機器人系統亦可進而具備儲存有環境資訊之儲存裝置，且控制裝置以如下方式構成，即，自儲存裝置獲取與自狀況資訊獲取器輸出之狀況資訊對應之環境資訊。

又，於本實施形態1之遠端操作機器人系統中，狀況資訊亦可為由作業空間內之影像資訊、於作業空間內產生之聲音資訊、於作業空間內產生之氣味資訊、於作業空間內產生之光資訊、作業空間內之溫度資訊、及於作業空間內產生之振動資訊所組成之群中之至少1種資訊。

又，於本實施形態1之遠端操作機器人系統中，環境資訊亦可為由作業空間內之影像資訊、於作業空間內產生之聲音資訊、於作業空間內產生之氣味資訊、照明資訊、作業空間內之溫度資訊、於作業空間內 產生之振動資訊、及操作者之姿勢資訊所組成之群中之至少1種資訊。

進而，本實施形態1之遠端操作機器人系統亦可為如下，即，設置有複數個從動臂，且控制裝置以如下方式構成，即，若藉由操作器切換從動臂之操作，則使狀況資訊獲取器獲取狀況資訊。

以下，一面參照圖1~圖3，一面對本實施形態1之遠端操作機器人系統之一例進行說明。

[遠端操作機器人系統之構成]

圖1係表示本實施形態1之遠端操作機器人系統之概略構成之方塊圖。

如圖1所示，本實施形態1之遠端操作機器人系統100構成為具備從動臂1、操作器2、狀況資訊獲取器3、控制裝置4、儲存裝置5、及環境再現裝置6，且藉由操作者對操作器2進行操作，而使從動臂1動作。

從動臂1係設置於作業空間內並進行由複數個步驟構成之一系列作業的機械臂。再者，作為由複數個步驟構成之一系列作業，可例示零件相對於製品之組裝、塗裝等作業。

本實施形態1之從動臂1係一種多關節機械臂，其於利用流水線生產方式或單元生產方式組裝電氣、電子零件等而生產製品之生產工廠中使用，沿該生產工廠中所設置之作業台而配置，對作業台上之工件進行移送、部件之組裝或配置更換、姿勢轉換等作業中之至少1種。但是，從動臂1之實施態樣並不限定於上述，不管水平多關節型、垂直多關節型，均可廣泛應用於多關節機械臂。

操作器2係設置於作業空間外並受理來自操作者之操作指示的裝置。作為操作器2，例如可列舉主臂、操縱桿、或輸入板等。再者， 亦可於操作器2另行設置輸入下述作業之開始指示、基於操作運轉(手動運轉)之作業之結束通知等之輸入部等。再者，操作器2亦可設置於作業空間內。

狀況資訊獲取器3獲取表示從動臂1之作業空間內之狀況之狀況資訊。狀況資訊係由作業空間內之影像資訊、於作業空間內產生之聲音資訊、於作業空間內產生之氣味資訊、於作業空間內產生之光資訊、作業空間內之溫度資訊、及於作業空間內產生之振動資訊所組成之群中之至少1種資訊。

具體而言，作業空間內之影像資訊係利用相機等將作業空間內之從動臂1及其周邊以影像之形式拍攝所得之資訊。更詳細而言，作業空間內之影像資訊係以影像之形式記錄有例如作業空間內之從動臂1之位置或姿勢、從動臂1與工件之位置關係、或從動臂1與組裝有工件之被組裝零件之位置關係等之資訊。

又，於作業空間內產生之聲音資訊、於作業空間內產生之氣味資訊、及於作業空間內產生之光資訊、作業空間內之溫度資訊、及於作業空間內產生之振動資訊係可用以識別圍繞從動臂1之周圍之狀況之資訊。例如可列舉：從動臂1執行焊接時產生之聲音、氣味、及光；從動臂1執行塗裝時產生之聲音、塗料之氣味、及塗料之顏色(塗料所反射之光)等。又，例如可列舉：因從動臂1執行焊接而作業空間內之溫度(室溫)上升、因從動臂1執行工件之清洗而作業空間內之溫度下降般之情形時之溫度之變動資訊；及從動臂1將工件組裝至被組裝零件時產生之振動資訊等。

作為狀況資訊獲取器3，例如可列舉感測器、攝像裝置、通訊器、編碼器等。作為感測器，例如可例示用以測量至工件(組裝零件)或被組裝零件之距離、或位置之雷射感測器或雷達感測器等。又，作為感測器，亦可例示作為使用自複數個攝像裝置獲得之圖像資料測量自從動臂1至其周圍之物體之距離之感測器之立體相機等。進而，作為感測器，可列舉偵測於作業空間內產生之氣味之臭氣感測器、或拾音之麥克風、偵測作業空間內之溫度之溫度感測器、或偵測從動臂1或工件之振動之壓力感測器(振動感測器)。

作為通訊器，例如可列舉獲取來自工件(組裝零件)或被組裝零件、或設置於作業空間內之既定位置之感測器及攝像裝置之資訊之通訊器等。作為編碼器，例如可例示能夠偵測從動臂之移動量或位置之編碼器。

狀況資訊獲取器3可配置於從動臂1本身，亦可配置於作業空間內之適當位置。又，所配置之狀況資訊獲取器3之數量可為1個，亦可為複數個。只要適當地於能夠獲取狀況資訊之位置配置有適當個數之狀況資訊獲取器3即可，安裝位置及安裝個數為任意。又，狀況資訊獲取器3逐次獲取狀況資訊，所獲取之狀況資訊被輸入至下述控制裝置4，於控制裝置4中被用於從動臂1之動作控制。

儲存裝置5係可讀寫之記錄媒體，儲存有遠端操作機器人系統100之動作序列資訊51及環境資訊52。再者，於本實施形態1之遠端操作機器人系統100中，儲存裝置5係與控制裝置4分開設置，但亦可與控制裝置4一體地設置。

動作序列資訊51係與規定於作業空間內藉由從動臂1實施之一系列作業之動作序列相關之資訊，包含用以執行從動臂1之自動運轉之程式。具體而言，成為將動作序列、從動臂1之運轉模式(運轉模式)、及該運轉模式下之動作流程建立對應關係所得之資訊。

環境資訊52係由作業空間內之影像資訊、於作業空間內產生之聲音資訊、於作業空間內產生之氣味資訊、於作業空間內產生之光資訊、作業空間內之溫度資訊、於作業空間內產生之振動資訊、及操作者之姿勢資訊所組成之群中之至少1種資訊。

具體而言，作業空間內之影像資訊係利用相機等將作業空間內之從動臂1及其周邊以影像之形式拍攝並儲存於儲存裝置5的資訊。更詳細而言，作業空間內之影像資訊係以影像之形式記錄有例如作業空間內之從動臂1之位置或姿勢、從動臂1與工件之位置關係、或從動臂1與組裝有工件之被組裝零件之位置關係等的資訊。

又，於作業空間內產生之聲音資訊、於作業空間內產生之氣味資訊、及於作業空間內產生之光資訊係可用以識別圍繞從動臂1之周圍之狀況之資訊。例如可列舉：從動臂1執行焊接時產生之聲音、氣味、及光；從動臂1執行塗裝時產生之聲音、塗料之氣味、及塗料之顏色(塗料所反射之光)等；該等資訊儲存於儲存裝置5內。

進而，作業空間內之溫度資訊、於作業空間內產生之振動資訊、及操作者之姿勢資訊係可用以識別圍繞從動臂1之周圍之狀況之資訊。例如可列舉：因從動臂1執行焊接而作業空間內之溫度(室溫)上升、因從動臂1執行工件之清洗而作業空間內之溫度下降般之情形時之溫度之變 動資訊；從動臂1將工件組裝至被組裝零件時產生之振動資訊。又，例如可列舉操作者以手工作業執行從動臂1所執行之作業時該操作者所採取之姿勢資訊等。而且，該等資訊儲存於儲存裝置5內。

控制裝置4係控制從動臂1之動作者，具備收訊部40、環境資訊獲取部41、動作控制部42、及輸出控制部43作為功能區塊。控制裝置4可由運算部(未圖示)與儲存部(未圖示)構成，上述運算部由例如微控制器、MPU(Micro Processor Unit，微處理器單元)、PLC(Programmable Logic Controller，可程式邏輯控制器)、邏輯電路等構成，上述儲存部由ROM或RAM等構成。又，控制裝置4所具備之各功能區塊可藉由控制裝置4之運算部讀出並執行儲存於儲存部或儲存裝置5之程式而實現。

再者，控制裝置4不僅為由單獨之控制裝置構成之形態，亦可為由複數個控制裝置協動而執行從動臂1(遠端操作機器人系統100)之控制之控制裝置群所構成之形態。

收訊部40係接收自控制裝置4之外部發送之輸入訊號者。作為藉由收訊部40接收之輸入訊號，例如可列舉自操作器2發送之訊號、自操作器2以外之未圖示之操作指示部發送之訊號、或表示自狀況資訊獲取器3發送之狀況資訊之訊號等。

環境資訊獲取部41自儲存於儲存裝置5之環境資訊52，獲取與藉由收訊部40自狀況資訊獲取器3接收到之狀況資訊對應之環境資訊，並將該環境資訊輸出至動作控制部42。作為與自狀況資訊獲取器3接收到之狀況資訊對應之環境資訊，例如於從動臂1正執行塗裝之情形時，可為預先拍攝到之作業空間內之影像，亦可為預先製作之動畫等影像，亦 可為預先錄音之噴霧音，亦可為塗裝時使用之塗料之氣味，亦可為塗料之顏色。

動作控制部42於收訊部40自操作器2受理操作指示作為輸入訊號之情形時，判定從動臂1以該操作指示為觸發於一系列作業中實施之步驟之運轉模式。動作控制部42可參照儲存於儲存裝置5之動作序列資訊51，進行接下來從動臂1所實施之步驟之運轉模式之判定。動作控制部42係以如下方式進行控制，即，若判定運轉模式，則使從動臂1以所判定之運轉模式動作。

動作控制部42於判定為將從動臂1自動運轉設為之情形時，讀出動作序列資訊51，以實施由包含於動作序列資訊51之程式規定之動作之方式控制從動臂1。

另一方面，動作控制部42於判定為將從動臂1設為操作運轉之情形時，以基於收訊部40自操作器2接收到之操作指示而動作的方式控制從動臂1。再者，動作控制部42於藉由自動運轉使從動臂1動作之情形時，當從動臂1之自動運轉結束時，將表示自動運轉結束之資訊發送至輸出控制部43。

又，動作控制部42於複數個步驟中之至少1個步驟中，於開始自動運轉或操作運轉時，於自動運轉中、自動運轉或操作運轉已結束時或者已自下述指示獲取器7輸入狀況資訊之獲取指示時，將自環境資訊獲取部41輸出之環境資訊52輸出至輸出控制部43。再者，動作控制部42亦可於各步驟中，於開始自動運轉或操作運轉時，於自動運轉中或者自動運轉或操作運轉已結束時，將環境資訊52輸出至輸出控制部43。又，動作 控制部42亦可經由收訊部40獲取自狀況資訊獲取器3輸出之狀況資訊，來代替自環境資訊獲取部41輸出之環境資訊52，並將該狀況資訊作為環境資訊輸出至輸出控制部43。

輸出控制部43控制環境再現裝置6，並輸出通知給操作者等之資訊。輸出控制部43亦可以如下方式控制環境再現裝置6，即，例如於自動作控制部42接收到表示自動運轉開始之資訊之情形或者自動作控制部42經由收訊部40接收到來自操作器2之表示操作運轉開始之資訊之情形時，將環境資訊52或狀況資訊與該資訊一併輸出。又，輸出控制部43亦可以如下方式控制環境再現裝置6，即，於動作控制部42正執行自動運轉時，輸出環境資訊52或狀況資訊。進而，輸出控制部43亦可以如下方式控制環境再現裝置6，即，於自動作控制部42接收到表示自動運轉結束之資訊之情形或者自動作控制部42經由收訊部40接收到來自操作器2之表示操作運轉結束之資訊之情形時，將環境資訊52或狀況資訊與該資訊一併輸出。

環境再現裝置6係設置於能夠偵測操作器2之操作者所輸出之資訊之位置(作業空間外；設置有操作器2之空間)，並輸出自控制裝置4發送之資訊。又，環境再現裝置6顯示或者以聲音或光表現而輸出從動臂1之自動運轉結束之通知等。

此處，一面參考圖2，一面對環境再現裝置6之具體例進行詳細說明。

圖2係表示圖1所示之遠端機器人系統之環境再現裝置之具體例之模式圖。

如圖2所示，作為環境再現裝置6，例如可列舉監視器等顯 示裝置61、揚聲器62、噴霧罐63、照明器具64、使桌子21、椅子22或操作器2振動之振動裝置65、使桌子21、椅子22、操作器2之姿勢變動(傾斜)之姿勢變動裝置66、或空調67等。於環境再現裝置6由顯示裝置61構成之情形時，將自控制裝置4發送之資訊以文字、圖畫、圖像、動畫等影像之形式顯示。於環境再現裝置6由揚聲器62構成之情形時，將自控制裝置4發送之資訊以聲音之形式輸出。

又，於環境再現裝置6由噴霧罐63構成之情形時，預先向容器內填充臭氣成分，將自控制裝置4發送之資訊以氣味之形式輸出。具體而言，例如於從動臂1正進行塗裝之情形時，亦可預先將塗裝時使用之塗料之臭氣成分填充至容器內，當自控制裝置4輸出環境資訊時，噴霧罐63釋放該臭氣成分。

又，於環境再現裝置6由照明器具64構成之情形時，藉由將自控制裝置4發送之資訊以光之形式輸出，而再現從動臂1之狀況。具體而言，例如於從動臂1正進行焊接之情形時，照明器具64可輸出(照射)於焊接時產生之光之顏色，亦可以亮滅交替之方式輸出光。又，於從動臂1正進行塗裝之情形時，照明器具64亦可輸出塗料之顏色。進而，亦可預先針對從動臂1正執行之步驟決定輸出之顏色，使照明器具64輸出該顏色。

又，於環境再現裝置6由振動裝置65構成之情形時，將自控制裝置4發送之資訊以振動之形式輸出。具體而言，例如振動裝置65使操作者正操作之操作器2、配置有操作器2之桌子21、或操作者就座之椅子22振動。

又，於環境再現裝置6由姿勢變動裝置66構成之情形時， 將自控制裝置4發送之資訊以姿勢資訊之形式輸出。具體而言，例如姿勢變動裝置66使配置有操作器2之桌子21之頂板或操作者就座之椅子22傾斜。藉此，操作者成為該操作者以手工作業執行從動臂1執行之步驟時所採取之姿勢，操作者能夠掌握從動臂1執行之步驟。

進而，於環境再現裝置6由空調67構成之情形時，將自控制裝置4發送之資訊以溫度之形式輸出。具體而言，空調67調整配置有操作器2之空間之溫度。例如，於從動臂1正進行焊接之情形時，空調67以配置有操作器2之空間之溫度上升之方式作動。

[遠端操作機器人系統之動作及作用效果]

其次，一面參照圖1~圖3，一面對本實施形態1之遠端操作機器人系統100之動作及作用效果進行說明。再者，關於操作者對操作器2進行操作而使從動臂1動作並進行一系列作業的動作，係與公知之遠端操作機器人系統同樣地執行，故而省略其詳細說明。又，以下之動作係藉由控制裝置4之運算部讀出儲存於儲存部或儲存裝置5之程式而執行。

圖3係表示本實施形態1之遠端操作機器人系統100之動作之流程圖。

如圖3所示，控制裝置4判定操作者是否已對從動臂1之操作進行切換(步驟S101)。具體而言，控制裝置4之動作控制部42判定是否已經由收訊部40自操作器2輸入表示已自某一從動臂1切換操作至另一從動臂1之資訊、或表示將自動運轉中之從動臂1切換至操作運轉之資訊，即，判定是否已對既定之從動臂1輸入操作開始指示之資訊。

控制裝置4之動作控制部42於判定為未輸入操作開始指示 之資訊之情形時(於步驟S101中為否)，結束本程式。再者，控制裝置4於結束本程式之情形時，例如於50msec後再次執行本程式。另一方面，控制裝置4之動作控制部42於判定為已輸入操作開始指示之資訊之情形時(於步驟S101中為是)，執行步驟S102所示之處理。

於步驟S102中，控制裝置4獲取狀況資訊獲取器3所獲取之狀況資訊。具體而言，針對既定之從動臂1，收訊部40接收狀況資訊獲取器3所獲取之狀況資訊，動作控制部42獲取所接收到之狀況資訊。再者，動作控制部42亦可自該動作控制部42，於既定之從動臂1處於自動運轉中之情形時，獲取既定之從動臂1正執行之步驟之資訊作為狀況資訊，或者於既定之從動臂1處於等待操作指示之輸入之狀態(待操作狀態)之情形時，獲取之前剛執行之步驟之資訊作為狀況資訊。該情形時，動作控制部42構成狀況資訊獲取器。

其次，控制裝置4自儲存裝置5之環境資訊52獲取與在步驟S102中所獲取之狀況資訊對應之環境資訊(步驟S103)。具體而言，控制裝置4之動作控制部42將於步驟S102中所獲取之狀況資訊輸出至環境資訊獲取部41。環境資訊獲取部41自儲存裝置5獲取環境資訊52，自儲存裝置5之環境資訊52選擇與所輸入之狀況資訊對應之環境資訊，並輸出至動作控制部42。

繼而，控制裝置4將於步驟S103中所獲取之環境資訊輸出至環境再現裝置6(步驟S104)。具體而言，控制裝置4之動作控制部42經由輸出控制部43將於步驟S103中所獲取之環境資訊輸出至環境再現裝置6。

藉此，環境再現裝置6能夠再現與既定之從動臂1之狀況對應之環境資訊，並告知給操作者。具體而言，環境再現裝置6例如於從動臂1正執行或結束塗裝步驟之情形時，可輸出從動臂1正進行塗裝之影像，亦可輸出於塗裝時產生之噴霧音，亦可自照明器具輸出(發光)塗裝時使用之塗料之顏色。又，環境再現裝置6例如於從動臂1正執行或結束焊接步驟之情形時，可使操作器2等振動，亦可使操作者所使用之椅子22等傾斜，亦可使配置有操作器2之空間之溫度上升。

此時，環境再現裝置6於狀況資訊獲取器3所獲取之狀況資訊為影像資訊之情形時，可再現儲存於儲存裝置5之影像資訊，亦可再現影像資訊以外之資訊(例如聲音資訊等)，亦可再現影像資訊及影像資訊以外之資訊，來作為環境資訊。

於以此方式構成之本實施形態1之遠端操作機器人系統100中，當操作者對操作器2進行操作而切換從動臂1之操作時，環境再現裝置6再現與所切換之既定之從動臂1之狀況對應之環境資訊。藉此，操作者能夠直觀地且身臨其境地掌握該從動臂1之狀況。因此，操作者能夠容易地喚起該從動臂1執行之下一步驟。

又，即便被切換操作之從動臂1為自動運轉中，亦能夠掌握該從動臂1之狀況，因此，能夠提供一種可用性優異之遠端操作機器人系統。

尤其是，於作業者為熟練工之情形時，藉由環境再現裝置6再現與既定之從動臂1之狀況對應之環境資訊，能夠容易地喚起該從動臂1所實施之下一步驟。

因此，於本實施形態1之遠端操作機器人系統100中，操作者容易集中於遠端操作之作業，能夠降低操作之失敗，從而能夠減輕作業者之疲勞。又，能夠提高遠端操作之作業效率。

再者，於本實施形態1中，採用了如下形態，即，控制裝置4自儲存於儲存裝置5之環境資訊52選擇與從動臂1之狀況資訊對應之環境資訊，並利用環境再現裝置6再現，但並不限定於此。例如亦可採用如下形態，即，於在從動臂1之自動運轉中操作者以將該從動臂1切換至操作運轉之方式對操作器2進行操作般的情形或者於從動臂1正執行自動運轉之情形時，將狀況資訊獲取器3所獲取之狀況資訊作為環境資訊而輸出，並利用環境再現裝置6直接、即時地再現。

(實施形態2)

本實施形態2之遠端操作機器人系統係如實施形態1之遠端操作機器人系統，其進而具備自操作者受理狀況資訊之獲取指示並將該獲取指示輸出至控制裝置的獲取指示器，且控制裝置以如下方式構成，即，若自獲取指示器輸入獲取指示，則使狀況資訊獲取器獲取狀況資訊。

以下，一面參照圖4及圖5，一面對本實施形態2之遠端操作機器人系統之一例進行詳細說明。

[遠端操作機器人系統之構成]

圖4係表示本實施形態2之遠端操作機器人系統之概略構成之方塊圖。

如圖4所示，本實施形態2之遠端操作機器人系統100係基本構成與實施形態1之遠端操作機器人系統100相同，不同之處在於進而設置有指示獲取器7。

指示獲取器7係以如下方式構成，即，配置於作業空間外，受理來自操作者之用以獲取既定之從動臂1之狀況之獲取指示，並將該獲取指示輸出至控制裝置4。指示獲取器7於例如於作業空間內配置有複數個從動臂1之情形時，可以對各從動臂1輸出獲取指示之方式構成，亦可以對任意之從動臂1輸出獲取指示之方式構成。

再者，指示獲取器7亦可配置於作業空間內。又，指示獲取器7可與操作器2分開地配置，亦可與操作器2一體地構成。

[遠端操作機器人系統之動作及作用效果]

其次，一面參照圖4及圖5，一面對本實施形態2之遠端操作機器人系統100之動作及作用效果進行說明。再者，以下之動作係藉由控制裝置4之運算部讀出儲存於儲存部或儲存裝置5之程式而執行。

圖5係表示本實施形態2之遠端操作機器人系統100之動作之流程圖。

如圖5所示，本實施形態2之遠端操作機器人系統100之動作係基本動作與實施形態1之遠端操作機器人系統100之動作相同，不同之處在於執行步驟S101A而代替步驟S101。

具體而言，控制裝置4判定是否已自指示獲取器7輸入獲取指示(步驟S101A)。具體而言，控制裝置4之動作控制部42判定是否已經由收訊部40自指示獲取器7對既定之從動臂1輸入獲取指示。

此處，判定為已輸入獲取指示之情形係指如下情形，即，藉由指示獲取器7自操作者受理用以獲取既定之從動臂1之狀況之獲取指示，指示獲取器7對控制裝置4之收訊部40輸出獲取指示，而動作控制部 42已經由收訊部40獲取該獲取指示。

控制裝置4之動作控制部42於判定為未輸入獲取指示之情形時(於步驟S101A中為否)，結束本程式。再者，控制裝置4於結束本程式之情形時，例如於50msec後再次執行本程式。

另一方面，控制裝置4之動作控制部42於判定為已輸入獲取指示之情形時(於步驟S101A中為是)，執行步驟S102所示之處理。以下，執行與實施形態1之遠端操作機器人系統100相同之動作。

於以此方式構成之本實施形態2之遠端操作機器人系統100中，藉由操作者對指示獲取器7進行操作，而環境再現裝置6再現與既定之從動臂1之狀況對應之環境資訊。藉此，操作者能夠直觀地且身臨其境地掌握該從動臂1之狀況。因此，操作者能夠容易地喚起該從動臂1所執行之下一步驟。

例如，於在作業空間內配置有複數個從動臂1般之情形時，於操作者針對既定之從動臂1藉由操作器2執行操作時，可藉由環境再現裝置6再現與從動臂1之狀況對應之環境資訊而容易地掌握該從動臂1之狀況。

又，即便於在作業空間內配置有1個從動臂1般之情形時，作業者離開操作器2進行作業，因從動臂1之某一步驟之自動運轉結束而開始下一步驟時，亦可藉由環境再現裝置6再現與從動臂1之狀況對應之環境資訊而容易地掌握該從動臂1之狀況。

再者，於本實施形態2中，採用了如下形態，即，自儲存於儲存裝置5之環境資訊52選擇與從動臂1之狀況資訊對應之環境資訊，並 利用環境再現裝置6再現，但並不限定於此。例如亦可採用如下形態，即，於在從動臂1之自動運轉中操作者指示獲取從動臂1之狀況資訊般之情形時，環境再現裝置6直接、即時地再現從動臂1之狀況資訊。

(實施形態3)

本實施形態3之遠端操作機器人系統係如實施形態1或2之遠端操作機器人系統，其中控制裝置以如下方式構成，即，於開始複數個步驟中之至少1個步驟時或者至少1個步驟結束時，使狀況資訊獲取器獲取狀況資訊。

以下，一面參照圖6，一面對本實施形態3之遠端操作機器人系統之一例進行說明。再者，本實施形態3之遠端操作機器人系統100係與實施形態1之遠端操作機器人系統100相同之構成，故而省略其構成之詳細說明。

[遠端操作機器人系統之動作及作用效果]

圖6係表示本實施形態3之遠端操作機器人系統100之動作之流程圖。再者，以下之動作係藉由控制裝置4之運算部讀出儲存於儲存部或儲存裝置5之程式而執行。

如圖6所示，本實施形態3之遠端操作機器人系統100之動作係基本動作與實施形態1之遠端操作機器人系統100之動作相同，不同之處在於執行步驟S101B而代替步驟S101。

具體而言，控制裝置4判定於既定之從動臂1中某一步驟之自動運轉或操作運轉是否已結束(步驟S101B)。更詳細而言，控制裝置4之動作控制部42判定既定之從動臂1之自動運轉是否已結束，或者是否已 藉由操作者對操作器2等進行操作而經由收訊部40接收到既定之從動臂1中之操作運轉之結束資訊。

再者，於在作業空間內配置有複數個從動臂1之情形時，針對哪一個從動臂1獲取狀況資訊，可藉由操作者對操作器2等進行操作而決定，亦可由控制裝置4適當決定。

控制裝置4之動作控制部42於判定為既定之從動臂1之自動運轉或操作運轉未結束之情形時(於步驟S101B中為否)，結束本程式。再者，控制裝置4於結束本程式之情形時，例如於50msec後再次執行本程式。另一方面，控制裝置4之動作控制部42於判定為既定之從動臂1之自動運轉或操作運轉已結束之情形時(於步驟S101B中為是)，執行步驟S102所示之處理。以下，執行與實施形態1之遠端操作機器人系統100相同之動作。

即便為以此方式構成之本實施形態3之遠端操作機器人系統100，亦發揮與實施形態1之遠端操作機器人系統100相同之作用效果。

再者，於本實施形態3中，採用了如下形態，即，於步驟S101B中，控制裝置4判定某一步驟之自動運轉或操作運轉是否已結束，但並不限定於此。例如，亦可採用控制裝置4判定是否開始某一步驟之自動運轉或操作運轉之形態，亦可採用控制裝置4判定是否已成為既定時刻或是否已經過既定時間之形態。

(實施形態4)

本實施形態4之遠端操作機器人系統係如實施形態1~3中任一形態之遠端操作機器人系統，其進而具備儲存有與從動臂所實施之各步驟相關之 作業資訊之儲存裝置，且控制裝置以如下方式構成，即，特定出從動臂正執行之步驟，並將與該特定出之步驟之下一步驟相關之作業資訊作為環境資訊藉由環境再現裝置再現至作業空間外。

又，於本實施形態4之遠端操作機器人系統中，作業資訊亦可為由作業空間內之影像資訊、於作業空間內產生之聲音資訊、於作業空間內產生之氣味資訊、照明資訊、作業空間內之溫度資訊、於作業空間內產生之振動資訊、及操作者之姿勢資訊所組成之群中之至少1種資訊。

以下，一面參照圖7及圖8，一面對本實施形態4之遠端操作機器人系統之一例進行說明。

[遠端操作機器人系統之構成]

圖7係表示本實施形態4之遠端操作機器人系統之概略構成之方塊圖。

如圖7所示，本實施形態4之遠端操作機器人系統100係基本構成與實施形態1之遠端操作機器人系統100相同，不同之處在於，於控制裝置4形成有作業資訊獲取部44、及於儲存裝置5儲存有作業資訊53。

作業資訊獲取部44自動作控制部42獲取既定之從動臂1正執行之步驟資訊，並特定出該步驟。又，作業資訊獲取部44自儲存於儲存裝置5之作業資訊53，獲取與特定出之步驟之下一步驟相關之作業資訊，並將該作業資訊作為環境資訊輸出至動作控制部42。

再者，作業資訊53係由作業空間內之影像資訊、於作業空間內產生之聲音資訊、於作業空間內產生之氣味資訊、於作業空間內產生之光資訊、作業空間內之溫度資訊、於作業空間內產生之振動資訊、及操作者之姿勢資訊所組成之群中之至少1種資訊。

具體而言，作業空間內之影像資訊係利用相機等將作業空間內之從動臂1及其周邊以影像之形式拍攝並儲存於儲存裝置5的資訊。更詳細而言，作業空間內之影像資訊係以影像之形式記錄有例如作業空間內之從動臂1之位置或姿勢、從動臂1與工件之位置關係、或從動臂1與組裝工件之被組裝零件之位置關係等的資訊。進而，作業空間內之影像資訊例如可為預先拍攝到之作業空間內之影像，亦可為預先製作之動畫等影像。

又，於作業空間內產生之聲音資訊、於作業空間內產生之氣味資訊、及於作業空間內產生之光資訊係可用以識別圍繞從動臂1之周圍之狀況之資訊。例如可列舉：從動臂1執行焊接時產生之聲音、氣味、及光；從動臂1執行塗裝時產生之聲音、塗料之氣味、及塗料之顏色(塗料所反射之光)等；該等資訊儲存於儲存裝置5內。

進而，作業空間內之溫度資訊、於作業空間內產生之振動資訊、及操作者之姿勢資訊係可用以識別圍繞從動臂1之周圍之狀況之資訊。例如可列舉：因從動臂1執行焊接而作業空間內之溫度(室溫)上升、因從動臂1執行工件之清洗而作業空間內之溫度下降般之情形時之溫度之變動資訊；從動臂1將工件組裝至被組裝零件時產生之振動資訊。又，例如可列舉操作者以手工作業執行從動臂1執行之作業時該操作者所採取之姿勢資訊等。而且，該等資訊儲存於儲存裝置5內。

[遠端操作機器人系統之動作及作用效果]

其次，一面參照圖7及圖8，一面對本實施形態4之遠端操作機器人系統100之動作及作用效果進行說明。

圖8係表示本實施形態4之遠端操作機器人系統100之動作 之流程圖。再者，以下之動作係藉由控制裝置4之運算部讀出儲存於儲存部或儲存裝置5之程式而執行。

如圖8所示，控制裝置4判定操作者是否已對從動臂1之操作進行切換(步驟S201)。具體而言，控制裝置4之動作控制部42判定是否已經由收訊部40自操作器2輸入表示已自某一從動臂1切換操作至另一從動臂1之資訊，即，判定是否已對既定之從動臂1輸入操作開始指示之資訊。

控制裝置4之動作控制部42於判定為未輸入操作開始指示之資訊之情形時(於步驟S201中為否)，結束本程式。再者，控制裝置4於結束本程式之情形時，例如於50msec後再次執行本程式。另一方面，控制裝置4之動作控制部42於判定為已輸入操作開始指示之資訊之情形時(於步驟S201中為是)，執行步驟S202所示之處理。

於步驟S202中，控制裝置4獲取狀況資訊獲取器3所獲取之狀況資訊。具體而言，針對既定之從動臂1，收訊部40接收狀況資訊獲取器3所獲取之狀況資訊，動作控制部42獲取所接收到之狀況資訊。

其次，控制裝置4之動作控制部42基於在步驟S202中所獲取之狀況資訊，於既定之從動臂1處於運轉中之情形時，特定出既定之從動臂1正執行之步驟，或者於既定之從動臂1處於等待操作指示之輸入之狀態(待操作狀態)之情形時，特定出之前剛執行之步驟(步驟S203)。

再者，控制裝置4之動作控制部42亦可自該動作控制部42特定出既定之從動臂1正執行之步驟之資訊、或之前剛執行之步驟之資訊。該情形時，動作控制部42構成狀況資訊獲取器。又，於動作控制部42構成 狀況資訊獲取器之情形時，亦可省略步驟S202。

繼而，控制裝置4自儲存裝置5之作業資訊53獲取與於步驟S203中特定出之步驟之下一特定相關之作業資訊(步驟S204)。具體而言，控制裝置4之動作控制部42自儲存裝置5之動作序列資訊51獲取於步驟S203中特定出之步驟之下一步驟，自儲存裝置5之作業資訊53，獲取與該下一步驟相關之作業資訊。

例如，於在步驟S203中特定出之步驟為焊接步驟且下一步驟為塗裝步驟的情形時，控制裝置4之動作控制部42獲取從動臂1執行塗裝時產生之聲音、塗料之氣味、及塗料之顏色(塗料所反射之光)等資訊作為作業資訊。

繼而，控制裝置4將於步驟S204中所獲取之作業資訊作為環境資訊輸出至環境再現裝置6(步驟S205)。具體而言，控制裝置4之動作控制部42將於步驟S204中所獲取之作業資訊作為環境資訊，經由輸出控制部43輸出至環境再現裝置6。

藉此，環境再現裝置6能夠再現與既定之從動臂1接下來執行之步驟之狀況對應之環境資訊，並告知給操作者。

於以此方式構成之本實施形態4之遠端操作機器人系統100中，再現與既定之從動臂1接下來執行之步驟之狀況對應之環境資訊，因此，與實施形態1之遠端操作機器人系統相比，操作者可更具體地掌握既定之從動臂1接下來執行之步驟。

因此，本實施形態4之遠端操作機器人系統100與實施形態1之遠端操作機器人系統相比，操作者更容易集中於遠端操作之作業，能夠 進一步降低操作之失敗，從而能夠進一步減輕作業者之疲勞。又，能夠進一步提高遠端操作之作業效率。

再者，於本實施形態4中，採用了如下形態，即，於步驟S201中，判定是否已切換從動臂1之操作，但並不限定於此，亦可與實施形態2同樣地，採用判定是否已自指示獲取器7輸入獲取指示之形態，亦可與實施形態3同樣地，採用判定是否開始既定之從動臂1之運轉或既定之從動臂1之運轉是否已結束等的形態。

根據上述說明，業者可明確本發明之眾多改良或其他實施形態。因此，上述說明應僅作為例示進行解釋，係為了向業者示教執行本發明之最佳態樣而提供者。可於不脫離本發明之精神之範圍內對其構造及/或功能之詳細情況進行實質性變更。

[產業上之可利用性]

本發明之遠端操作機器人系統及其運轉方法能夠直觀地掌握所操作之從動臂之當前之狀況，故而於產業用機械臂之領域中有用。

1‧‧‧從動臂

2‧‧‧操作器

3‧‧‧狀況資訊獲取器

4‧‧‧控制裝置

5‧‧‧儲存裝置

6‧‧‧環境再現裝置

40‧‧‧收訊部

41‧‧‧環境資訊獲取部

42‧‧‧動作控制部

43‧‧‧輸出控制部

51‧‧‧動作序列資訊

52‧‧‧環境資訊

100‧‧‧遠端操作機器人系統

Claims (18)

1. 一種遠端操作機器人系統，其具備：操作器，其受理來自操作者之操作指示；從動臂，其設置於作業空間內，進行由複數個步驟構成之一系列作業；狀況資訊獲取器，其獲取表示上述作業空間內之上述從動臂之狀況之狀況資訊；環境再現裝置，其將與上述作業空間內之環境有關之環境資訊再現於設置有上述操作器之空間；及控制裝置；且上述控制裝置以如下方式構成，即，藉由上述環境再現裝置使與自上述狀況資訊獲取器輸出之上述狀況資訊對應之上述環境資訊再現。
2. 如申請專利範圍第1項之遠端操作機器人系統，其進而具備儲存有上述環境資訊之儲存裝置，且上述控制裝置以如下方式構成，即，自上述儲存裝置獲取與自上述狀況資訊獲取器輸出之上述狀況資訊對應之上述環境資訊。
3. 如申請專利範圍第1項之遠端操作機器人系統，其進而具備儲存有與上述從動臂所實施之各步驟相關之作業資訊之儲存裝置，且上述控制裝置以如下方式構成，即，特定出上述從動臂正執行之步驟，將與該特定出之步驟之下一步驟相關之作業資訊作為上述環境資訊藉由上述環境再現裝置再現於設置有上述操作器之空間。
4. 如申請專利範圍第1項之遠端操作機器人系統，其中，上述狀況資訊 係由上述作業空間內之影像資訊、於上述作業空間內產生之聲音資訊、於上述作業空間內產生之氣味資訊、於上述作業空間內產生之光資訊、上述作業空間內之溫度資訊、及於上述作業空間內產生之振動資訊所組成之群中之至少1種資訊。
5. 如申請專利範圍第1項之遠端操作機器人系統，其中，上述環境資訊係由上述作業空間內之影像資訊、於上述作業空間內產生之聲音資訊、於上述作業空間內產生之氣味資訊、照明資訊、上述作業空間內之溫度資訊、於上述作業空間內產生之振動資訊、及上述操作者之姿勢資訊所組成之群中之至少1種資訊。
6. 如申請專利範圍第3項之遠端操作機器人系統，其中，上述作業資訊係由上述作業空間內之影像資訊、於上述作業空間內產生之聲音資訊、於上述作業空間內產生之氣味資訊、照明資訊、上述作業空間內之溫度資訊、於上述作業空間內產生之振動資訊、及上述操作者之姿勢資訊所組成之群中之至少1種資訊。
7. 如申請專利範圍第1項之遠端操作機器人系統，其中，上述從動臂設置有複數個，且上述控制裝置以如下方式構成，即，若藉由上述操作器切換上述從動臂之操作，則使上述狀況資訊獲取器獲取上述狀況資訊。
8. 如申請專利範圍第1項之遠端操作機器人系統，其進而具備獲取指示器，該獲取指示器自上述操作者受理上述狀況資訊之獲取指示，並將該獲取指示輸出至上述控制裝置，且上述控制裝置以如下方式構成，即，若自上述獲取指示器輸入上述 獲取指示，則使上述狀況資訊獲取器獲取上述狀況資訊。
9. 如申請專利範圍第1項之遠端操作機器人系統，其中，上述控制裝置以如下方式構成，即，於開始上述複數個步驟中之至少1個步驟時或者至少1個步驟結束時，使上述狀況資訊獲取器獲取上述狀況資訊。
10. 一種遠端操作機器人系統之運轉方法，其係具備受理來自操作者之操作指示之操作器、及設置於作業空間內並進行由複數個步驟構成之一系列作業之從動臂的遠端操作機器人系統之運轉方法，且具備：(A)，其係獲取表示上述作業空間內之上述從動臂之狀況之狀況資訊；及(B)，其係環境再現裝置將與在上述(A)中所獲取之上述狀況資訊對應之環境資訊再現於設置有上述操作器之空間。
11. 如申請專利範圍第10項之遠端操作機器人系統之運轉方法，其中，上述遠端操作機器人系統進而具備儲存有上述環境資訊之儲存裝置，該運轉方法進而具備(B1)，該(B1)係自上述儲存裝置獲取與自上述狀況資訊獲取器輸出之上述狀況資訊對應之上述環境資訊，且上述(B)係上述環境再現裝置再現藉由上述(B1)所獲取之上述環境資訊。
12. 如申請專利範圍第10項之遠端操作機器人系統之運轉方法，其中，上述遠端操作機器人系統進而具備儲存有與上述從動臂所實施之各步驟相關之作業資訊之儲存裝置，該運轉方法進而具備(A1)，該(A1)係特定出上述從動臂正執行之步驟，且 上述(B)係上述環境再現裝置將與藉由上述(A1)特定出之步驟之下一步驟相關之作業資訊作為上述環境資訊而再現。
13. 如申請專利範圍第10項之遠端操作機器人系統之運轉方法，其中，上述狀況資訊係由上述作業空間內之影像資訊、於上述作業空間內產生之聲音資訊、於上述作業空間內產生之氣味資訊、於上述作業空間內產生之光資訊、上述作業空間內之溫度資訊、及於上述作業空間內產生之振動資訊所組成之群中之至少1種資訊。
14. 如申請專利範圍第10項之遠端操作機器人系統之運轉方法，其中，上述環境資訊係由上述作業空間內之影像資訊、於上述作業空間內產生之聲音資訊、於上述作業空間內產生之氣味資訊、及照明資訊、上述作業空間內之溫度資訊、於上述作業空間內產生之振動資訊、以及上述操作者之姿勢資訊所組成之群中之至少1種資訊。
15. 如申請專利範圍第12項之遠端操作機器人系統之運轉方法，其中，上述作業資訊係由上述作業空間內之影像資訊、於上述作業空間內產生之聲音資訊、於上述作業空間內產生之氣味資訊、照明資訊、上述作業空間內之溫度資訊、於上述作業空間內產生之振動資訊、及上述操作者之姿勢資訊所組成之群中之至少1種資訊。
16. 如申請專利範圍第10項之遠端操作機器人系統之運轉方法，其中，上述從動臂設置有複數個，且上述(A)係當藉由上述操作器切換上述從動臂之操作時執行。
17. 如申請專利範圍第10項之遠端操作機器人系統之運轉方法，其中，上述遠端操作機器人系統進而具備獲取指示器，該獲取指示器自操作者 受理上述狀況資訊之獲取指示，並輸出該獲取指示，且上述(A)係當自上述獲取指示器輸出上述獲取指示時執行。
18. 如申請專利範圍第10項之遠端操作機器人系統之運轉方法，其中上述(A)係於開始上述複數個步驟中之至少1個步驟時或者至少1個步驟結束時執行。