TW202128529A - 機器人 - Google Patents

Abstract

本發明之機器人具備有：台車部；直線運動部，其被設置為於台車部上沿著上下方向延伸；至少兩個臂部，其等可朝上下方向移動地被裝設於直線運動部；及攝像部，其可朝上下方向移動地被裝設於直線運動部。而且，於機器人中，各臂部與攝像部可相對於直線運動部相互獨立地移動。又，於機器人中，各臂部根據由攝像部所拍攝之圖像相互獨立地被控制。

Description

機器人

本發明係關於具備設有可保持對象物之保持機構之臂部的機器人。

於超級市場或便利商店等之店鋪中，設置有陳列有各種商品之商品架。然後，使用者(店鋪利用者)從商品架上拿起想買的商品而購入該商品。因此，於店鋪中，因使用者購入某個商品，在商品架上所陳列之該商品的數量減少、或該商品從商品架上消失之情形時，便需要將該商品補充至該商品架上。

另一方面，近年來，以提升使用者之便利性等為目的，開發有與店鋪中之商品的自動販賣系統相關之各種技術。例如，於專利文獻1揭示有關於自動販賣系統的技術，該自動販賣系統於店鋪中，利用讀取器讀取使用者希望購入之商品的代碼，並且將與所讀取之代碼對應之商品自商品架(收納箱)取出，再將該商品搬送至商品交貨機為止。又，在該專利文獻1所記載之系統中，用以自商品架取出商品之商品取出裝置被設置在該商品架的正面。該商品取出裝置可相對於商品架朝縱向及橫向移動，並自商品架取出由主機電腦所指定的商品。此外，該商品取出裝置會根據來自主機電腦之指令，逐次進行商品對商品架之補充。此時，商品取出裝置會自放置有補充用之商品之商品補充箱的擱板取出商品，並將該商品補充至商品架。 [先前技術文獻] [專利文獻]

專利文獻1：日本專利特開平8-161406號公報

(發明所欲解決之問題)

如上述般，希望取代店員而使用機器人等之商品補充裝置，來進行店鋪中之商品朝向商品架的補充。然而，例如於設置如專利文獻1所記載般之商品補充裝置之情形時，會需要用以使商品取出裝置相對於商品架的整個面沿著縱向及橫向移動之空間與設備，而存在有會招致設備大型化的可能性。因此，本發明之目的在於提供可較佳地進行店鋪中之商品朝向商品架之補充的技術。 (解決問題之技術手段)

本發明第一態樣之機器人具備有：台車部，其具有移行功能；直線運動部，其被設置為於上述台車部上沿著上下方向延伸；至少兩個臂部，其等於前端側向向設有可保持對象物之保持機構，且基端側向可分別朝上下方向移動地被裝設於上述直線運動部；及攝像部，其可朝上下方向移動地被裝設於上述直線運動部；而各臂部與上述攝像部可相對於上述直線運動部相互獨立地移動，且各臂部根據由上述攝像部所拍攝之圖像相互獨立地被控制。

本發明第二態樣之機器人具備有：台車部，其具有移行功能；直線運動部，其被設置為於上述台車部上沿著上下方向延伸；及臂部，其於前端側向設有可保持對象物之保持機構，且基端側向可朝上下方向移動地被裝設於上述直線運動部；而上述臂部具有複數個關節部，上述臂部之上述複數個關節部中作為最靠基端側向之關節部的基端關節部構成為僅可朝橫擺方向驅動，且在上述複數個關節部中之上述基端關節部以外之關節部中，含有被構成為可朝橫擺方向以外之方向驅動的關節部。

本發明第三態樣之機器人係具備具有移行功能之台車部、及於前端側向設有可保持對象物之保持機構之臂部者；上述臂部可於以上述台車部之位置作為基準所規定之既定的作業範圍內驅動，且上述機器人進一步具備有：感測器，其係被設置於上述台車部中之與上述既定的作業範圍相反側向之位置者，可偵測以上述台車部之位置作為基準所規定之未包含上述既定的作業範圍之至少一部分之既定的監視範圍內之狀況；及監視部，其於上述臂部在上述台車部停止之狀態下進行驅動時、以及於上述機器人藉由上述台車部進行移行時，藉由上述感測器來監視上述既定的監視範圍內之狀況。 (對照先前技術之功效)

根據本發明，可較佳地進行店鋪中之商品朝向商品架的補充。

本發明第一態樣及第二態樣之機器人具備有台車部、直線運動部、及臂部。台車部具備有移行功能。機器人可藉由該台車部而自主移行。又，於臂部設有可保持對象物之保持機構。機器人藉由該臂部之保持機構來保持對象物(即要補充至商品架之商品)，並可使該對象物移動。

又，直線運動部被設置為於台車部上沿著上下方向延伸。而且，臂部之基端側向可朝上下方向移動地被裝設於直線運動部。亦即，於機器人中，臂部可相對於直線運動部朝上下方向移動。根據如此之構成，於商品架沿著高度方向具有複數個擱板之情形時，在機器人中，藉由使利用保持機構保持著對象物(商品)之臂部沿著上下方向移動，可將該對象物補充至各擱板上。

而且，本發明第一態樣之機器人具備有至少兩個臂部。此外，本發明第一態樣之機器人具備有攝像部。又，至少兩條臂部可分別朝上下方向移動地被裝設於直線運動部。又，攝像部可朝上下方向移動地被裝設於直線運動部。此處，各臂部與攝像部可相對於直線運動部相互獨立地移動。而且，各臂部根據由攝像部所拍攝之圖像相互獨立地被控制。

根據上述構成，於商品架沿著高度方向具有複數個擱板之情形時，可藉由使攝像部相對於直線運動部朝上下方向移動，並藉由該攝像部來拍攝各擱板之狀態。而且，可根據藉由攝像部所拍攝之圖像，使至少兩個臂部之各者將高度方向不同之區域作為作業對象同時地驅動。因此，可有效率地將對象物(商品)補充至商品架之各擱板上。

又，於本發明第二態樣之機器人中，臂部具有複數個關節部。而且，臂部之複數個關節部中作為最靠基端側向之關節部的基端關節部，被構成為僅可朝橫擺方向驅動。又，於臂部之複數個關節部中基端關節部以外之關節部中，含有被構成為可朝橫擺方向以外之方向驅動的關節部。

在機器人中藉由於臂部設置複數個關節部，可將該臂部設為自由度高之機構。藉此，當將對象物(商品)補充至商品架時，可藉由臂部來進行更靈活之作業。此處，在對象物藉由臂部之保持機構所保持之狀態下，下方向之力矩會作用於該臂部之各關節部。此時，作用於位在臂部之基端側向之關節部的力矩，會變得比作用於位在該臂部之前端側向之關節部的力矩大。因此，假設，若臂部之基端關節部被構成為可朝俯仰方向驅動，於對象物在由該臂部之保持機構所保持之狀態下預先使該基端關節部之俯仰方向的動作停止之情形時(預先使基端關節部固定之情形時)，便需要產生更大之制動力。因此，為了驅動基端關節部、或使其俯仰方向之動作停止而存在有會招致馬達之大型化或消耗電力之增加的可能性。

相對於此，在本發明第二態樣之機器人中，如上所述般，基端關節部被構成為僅可朝橫擺方向驅動。亦即，基端關節部並未被構成為可朝俯仰方向驅動。因此，即便藉由對象物由臂部之保持機構所保持而於基端關節部作用有下方向之力矩，仍不需要產生用以預先使該基端關節部之俯仰方向的動作停止之制動力。因此，可抑制為了驅動基端關節部或使該俯仰方向之動作停止之馬達的大型化或消耗電力的增加。又，在本發明第二態樣之機器人中，如上所述般，於臂部之複數個關節部中基端關節部以外之關節部中，含有構成為可朝橫擺方向以外之方向驅動的關節部。藉此，即便基端關節部為僅可朝橫擺方向驅動之構成，仍可將臂部設為具有充分之自由度的機構。

又，本發明第三態樣之機器人具備有台車部及臂部。於臂部設有可保持對象物之保持機構。機器人可藉由該臂部之保持機構來保持對象物，並使該對象物移動。

而且，於機器人進行將商品補充至商品架之補充作業時，該機器人在使台車部停止之狀態下驅動臂部。此時，臂部可於以台車部之位置作為基準所規定之既定的作業範圍內驅動。因此，於機器人進行補充作業時，該機器人會以補充對象之商品架位在既定的作業範圍內之方式被配置。又，機器人會藉由台車部自主移行，至適合進行如此之補充作業的位置為止。再者，既定的作業範圍亦可被規定為，在機器人之臂部的構造上，該臂部可驅動之範圍。

又，本發明第三態樣之機器人具備有可偵測既定之監視範圍內之狀況的感測器、及藉由該感測器來監視該既定之監視範圍內之狀況的監視部。此處，如上所述般，補充作業之既定的作業範圍，係相對於台車部位在臂部伸長之朝向的區域。而且，於機器人中，感測器被設置於台車部中與既定的作業範圍相反側向之位置。例如，若將形成有既定的作業範圍之位置設為機器人之後方，感測器便會被設置於機器人之台車部之前方側向。又，可藉由感測器來偵測該狀況之既定的監視範圍，係以台車部之位置作為基準所規定之範圍。該既定的監視範圍，係未包含補充作業中之既定的作業範圍之至少一部分的範圍。而且，監視部係臂部於台車部停止之狀態下驅動時、及於機器人藉由台車部進行移行時，會藉由感測器來監視既定的監視範圍內之狀況。

如上所述般，於機器人進行補充作業時，既定的監視範圍內之狀況會藉由監視部所監視。然而，於既定的監視範圍中未含有既定的作業範圍之至少一部分。亦即，於補充作業之執行中，監視部不會監視既定的作業範圍之一部分或全部之狀況。然而，於機器人進行補充作業時人或物體侵入既定的作業範圍內之情形時，人或物體大多會相對於該機器人自與補充對象之商品架所位在之方向相反側向、即自與既定的作業範圍相反側向之方向靠近該既定的作業範圍。此處，如上所述般，於機器人中，監視部所進行之監視所使用的感測器即對既定的監視範圍內之狀況進行偵測的感測器，被設置於台車部上與既定的作業範圍相反側向之位置。因此，即便於既定的監視範圍中未含既定的作業範圍之至少一部分，在補充作業之執行中，可藉由感測器來偵測到相對於機器人自與既定的作業範圍相反側向之方向靠近該既定的作業範圍之人或物體的可能性仍會很高。因此，即便於既定的監視範圍中未包含既定的作業範圍之至少一部分，於補充作業之執行中仍可藉由監視部進行主要所必要之機器人之周圍的監視。

又，當機器人自主移行時，為了生成該機器人之移行路徑、或為了避免與存在於該機器人之移行路徑上之人或物體的碰撞，主要存在有對該機器人之移行方向的狀況進行監視的必要。因此，於機器人藉由台車部而移行時，既定的監視範圍內之狀況亦可藉由監視部所監視。此時，藉由將機器人之基本的移行方向設為台車部中設置有感測器側向之方向(相對於機器人，與補充作業中既定的作業範圍相反側向之方向)，該機器人之移行方向便會包含於既定的監視範圍內。因此，於機器人之移行中，主要所必要之該機器人之周圍的監視亦可藉由監視部來進行。

如此，根據上述構成，即便並非對機器人之全周圍進行監視的構成，於該機器人進行補充作業時及該機器人自主移行時之任一情形時，均仍可為了確保安全性而進行必要之機器人之周圍的監視。因此，可較佳地對進行補充作業之機器人且自主移行之機器人的周圍進行監視。

以下，根據圖式對本發明之具體的實施形態進行說明。只要無特別記載，本實施形態所記載之構成零件之尺寸、材質、形狀、及其相對配置等便並非意在將本發明之技術範圍僅限定於該等者。

＜第一實施形態＞ 圖1係表示本實施形態之機器人之概略構成的圖。機器人1係於店鋪中進行將對象物(商品)朝向商品架補充之補充作業的機器人。機器人1具備有台車部2、直線運動部3、兩個臂部4、相機6、及感測器7。於台車部2設置有包含四個車輪21之移行裝置。於移行裝置含有成為四個車輪21之動力源的馬達、及煞車裝置等。台車部2被構成為可藉由該移行裝置移行。而且，機器人1可藉由該台車部2自主移行。亦即，機器人1可自主移行至為商品之補充對象之商品架的位置。

又，於台車部2設有感測器7。感測器7係對機器人1之周圍中既定的監視範圍內之狀況進行感測的感測器。作為感測器7，例如可使用LIDAR(Light Detection and Ranging；光學雷達)、雷達、立體照相機、或雷射掃描器。再者，此處為了說明上的方便，於圖1所示之台車部2中，將設置有感測器7之側向的方向設為前方，並將其相反側向設為後方。再者，於機器人1中，作為監視其周圍之感測器僅設置一個感測器7。

直線運動部3被設置為於台車部2上沿著上下方向延伸。於直線運動部3之兩側方部設有臂用直線運動部30。又，於直線運動部3之後方部設有相機用直線運動部31。而且，臂部4可朝上下方向移動地被裝設於直線運動部3之兩個臂用直線運動部30之各者。又，相機6可朝上下方向移動地被裝設於直線運動部3之相機用直線運動部31。於直線運動部3內置有用以使兩個臂部4及相機6分別朝上下方向移動之驅動機構。驅動機構例如被構成為具備有作為導引部而發揮功能之線性導件、及作為驅動部而發揮功能之滾珠螺桿裝置。於該情形時，藉由滾珠螺桿裝置進行驅動，臂部4或相機6會沿著線性導件朝上下方向移動。而且，藉由各自的驅動機構，兩個臂部4與相機6被構成為可相對於直線運動部3相互獨立地移動。再者，於本實施例中，相機6相當於本發明之「攝像部」。又，如上所述般，相機6被設於直線運動部3之後方部。又，如圖1所示般，兩個臂部4被設置為自直線運動部3朝後方側向延伸。因此，當機器人1進行補充作業時之作業範圍，會成為該機器人1之後方側向。因此，當機器人1進行補充作業時，該機器人1會被配置為該機器人1之後方側向與商品架對向之朝向。

再者，於以下內容中，在區別兩個臂部4而進行說明之情形時，將一臂部4稱為第一臂部4a，並將另一臂部4稱為第二臂部4b。圖1表示第一臂部4a位於直線運動部3之上方部，而第二臂部4b位於直線運動部3之下方部的情況。然而，如上所述般，第一臂部4a與第二臂部4b可相對於直線運動部3相互獨立地移動。因此，第一臂部4a與第二臂部4b之位置關係並不限於圖1所示之位置關係。亦即，亦可為第一臂部4a位於直線運動部3之下方部，而第二臂部4b位於直線運動部3之上方部的狀態。又，亦可為第一臂部4a與第二臂部4b於高度方向上被配置在相同位置之狀態。又，兩個臂部4之構成相同。因此，於以下內容中，在不需要區別兩個臂部4之情形時，便單純將其稱為臂部4。

(臂部之概略構成) 此處，對臂部4之概略構成，除了圖1以外，並根據圖2及圖3進行說明。圖2係表示臂部4之概略構成的圖。圖3係用以說明臂部4中包含複數個關節部之各可動部之驅動方向的圖。於圖2及圖3中，以箭頭a~i來表示臂部4之各可動部的驅動方向。

臂部4具備有保持機構5、第一連結部41、第二連結部42、第三連結部43、第四連結部44、及基端部45。保持機構5被設於臂部4之前端部。保持機構5具有保持對象物(商品)之功能。保持機構5作為用以保持對象物之機構而具備有吸附機構51及機械手機構52等兩種的機構。吸附機構51具有藉由吸附對象物來保持該對象物之功能。機械手機構52具有藉由握持對象物來保持該對象物之功能。

在保持機構5中，於被連接於第一連結部41之支撐構件50，連接有吸附機構51之基座構件51b與機械手機構52之基座構件52b。吸附機構51之基座構件51b與機械手機構52之基座構件52b，分別被連接於支撐構件50中之互為相反側向之壁面。

於吸附機構51中，於基座構件51b之前端側向連接有吸附構件51a。吸附構件51a可朝圖2及圖3中之箭頭a所示方向驅動地被連接於基座構件51b。亦即，吸附構件51a被構成為可相對於基座構件51b在包含該基座構件51b之中心軸的平面上(或與包含該基座構件51b之中心軸之平面平行的平面上)迴旋。此處，吸附構件51a係在接觸於對象物之狀態下該對象物藉由內部之空氣被抽吸而被吸附之構件。再者，於使吸附構件51a吸附對象物時之用以進行空氣之抽吸的壓縮機，被內置於支撐構件50。

又，機械手機構52之基座構件52b可朝圖2及圖3中之箭頭c所示方向驅動地被連接於支撐構件50。亦即，機械手機構52被構成為可相對於支撐構件50朝翻滾方向旋轉。又，於機械手機構52中，於基座構件52b連接有三根的指部52a。三根的指部52a分別可朝圖2及圖3中箭頭b所示方向驅動地被連接於基座構件52b。亦即，三根的指部52a被構成為可分別相對於基座構件52b在包含該基座構件52b之中心軸的平面上(或與包含該基座構件52b之中心軸之平面平行的平面上)迴旋。藉此，機械手機構52可將對象物夾入於一根的指部52a與另外兩根的指部52a之間。

再者，於吸附機構51中用以使吸附構件51a相對於基座構件51b迴旋之馬達、用以使機械手機構52相對於支撐構件50朝翻滾方向旋轉之馬達、及於機械手機構52中用以使三根的指部52a分別相對於基座構件52b迴旋之馬達，均被設置於保持機構5之內部(例如支撐構件50的內部)。

又，保持機構5之支撐構件50可朝圖2及圖3中之箭頭d所示方向驅動地被連接於第一連結部41之一端側向。亦即，保持機構5被構成為可相對於第一連結部41而以支撐構件50為中心在包含第一連結部41之中心軸的平面上(或與包含該第一連結部41之中心軸之平面平行的平面上)旋轉。

而且，於臂部4中，藉由使保持機構5相對於第一連結部41朝圖3中之箭頭d所示方向旋轉，可將用以保持對象物之機構切換為吸附機構51及機械手機構52等之兩種機構中之一者或另一者。亦即，於作為用以保持對象物之機構而使用吸附機構51時，以該吸附機構51會位於臂部4之前端側向之方式使保持機構5旋轉。又，於作為用以保持對象物之機構而使用機械手機構52時，以該機械手機構52會位於臂部4之前端側向之方式使保持機構5旋轉。如此，藉由保持機構5被構成為可切換吸附機構51及機械手機構52等之兩種機構，可藉由該保持機構5來保持更多種類之對象物。因此，可藉由機器人1來將更多種類之對象物補充至商品架。再者，對於作為用以保持對象物之機構要使用吸附機構51及機械手機構52中之何者，可根據對象物之種類來預先設定。又，用以使保持機構5相對於第一連結部41旋轉之馬達，亦被設置在保持機構5之內部。

又，於臂部4中，第一連結部41之另一端側向被連接於第二連結部42之一端側向。第一連結部41可朝圖2及圖3中之箭頭e所示方向驅動地被連接於第二連結部42。亦即，第一連結部41被構成為可相對於第二連結部42朝翻滾方向旋轉。

又，於臂部4中，第二連結部42之另一端側向被連接於第三連結部43之一端側向。第二連結部42可朝圖2及圖3中之箭頭f所示方向驅動地被連接於第三連結部43。亦即，第二連結部42被構成為可相對於第三連結部43朝橫擺方向迴旋。

又，於臂部4中，第三連結部43之另一端側向被連接於第四連結部44之一端側向。第三連結部43可朝圖2及圖3中之箭頭g所示方向驅動地被連接於第四連結部44。亦即，第三連結部43被構成為可相對於第四連結部44朝橫擺方向迴旋。

又，於臂部4中，第四連結部44之另一端側向被連接於基端部45。第四連結部44可朝圖2及圖3中之箭頭h所示方向驅動地被連接於基端部45。亦即，第四連結部44被構成為可相對於基端部45朝橫擺方向迴旋。又，臂部4之基端部45可朝圖2及圖3中之箭頭i所示方向、即可朝上下方向移動地被裝設於直線運動部3之臂用直線運動部30。

再者，於臂部4中，用以使第一連結部41相對於第二連結部42朝翻滾方向旋轉之馬達、用以使第二連結部42相對於第三連結部43朝橫擺方向迴旋之馬達、用以使第三連結部43相對於第四連結部44朝橫擺方向迴旋之馬達、及用以使第四連結部44相對於基端部45朝橫擺方向迴旋之馬達，均被設置於臂部4之內部(例如各連結部之內部)。

在如上述般之臂部4之構成中，保持機構5與第一連結部41之連接部形成臂部4之第一關節部40a。又，第一連結部41與第二連結部42之連接部形成臂部4之第二關節部40b。又，第二連結部42與第三連結部43之連接部形成臂部4之第三關節部40c。又，第三連結部43與第四連結部44之連接部形成臂部4之第四關節部40d。又，第四連結部44與基端部45之連接部形成臂部4之第五關節部40e。此處，於臂部4中，第五關節部40e會成為複數個關節部中最靠基端側向之關節部。

而且，於臂部4中，第五關節部40e、第四關節部40d、及第三關節部40c係被構成為僅可朝橫擺方向(即、在與臂部4相對於直線運動部3之移動方向(上下方向)垂直地相交之平面上迴旋的方向)驅動的關節部。又，第二關節部40b係被構成為僅可朝翻滾方向(即臂部4之繞軸旋轉的方向)驅動的關節部。又，第一關節部40a係被構成為僅可朝在包含第二關節部40b之旋轉軸的平面上(或與包含第二關節部40b之旋轉軸之平面平行的平面上)迴旋之方向驅動的關節部。

再者，於本實施形態中，第五關節部40e相當於本發明之「基端關節部」。又，第二關節部40b相當於本發明之「翻滾關節部」。又，第一關節部40a相當於本發明之「迴旋關節部」。

(控制裝置) 其次，根據圖4，對用以控制機器人之控制裝置進行說明。圖4係表示用以控制機器人1之控制裝置200之功能構成的方塊圖。控制裝置200由被設於台車部2之電腦所構成。而且，圖4所示之各功能部可藉由既定的控制程式由構成控制裝置200之電腦所執行而實現。

如圖4所示，控制裝置200具備有臂控制部201、相機控制部202、圖像處理部203、監視部204、及移行控制部205。臂控制部201具有控制兩個臂部4的功能。臂控制部201對各臂部4相對於直線運動部3的上下移動、以及各臂部4中之保持機構5及各關節部的動作進行控制。亦即，臂控制部201會生成用以對被內置在直線運動部3之用以使各臂部4朝上下方向移動之驅動機構所包含之馬達(例如用以驅動滾珠螺桿裝置之馬達)進行控制的控制信號。又，臂控制部201會生成用以對驅動被設在各臂部4之保持機構5的馬達、及分別驅動各臂部4中之複數個關節部的馬達進行控制的控制信號。而且，臂控制部201經由驅動器將所生成之控制信號發送至控制對象之馬達。再者，如上述般，臂控制部201獨立地控制第一臂部4a與第二臂部4b。

相機控制部202具有對相機6相對於直線運動部3的上下移動、及相機6的動作進行控制之功能。相機控制部202會生成用以對被內置在直線運動部3之用以使相機6朝上下方向移動的驅動機構所包含之馬達進行控制的控制信號、及控制相機6之動作的控制信號。而且，相機控制部202經由驅動器將所生成之控制信號發送至控制對象之馬達或相機6。當將對象物(商品)補充至商品架之補充作業藉由機器人1所執行時，藉由相機6由相機控制部202所控制，可拍攝成為商品補充之對象之商品架的狀態。

圖像處理部203具有對相機6所拍攝之圖像進行既定的圖像處理之功能。圖像處理部203會取得與相機6所拍攝之圖像相關的圖像資料。此外，圖像處理部203會對所取得之圖像資料執行既定的圖像處理，藉此生成表示商品架之狀態的資訊即擱板資訊。於圖像處理部203所生成之擱板資訊，會被輸入至臂控制部201。而且，臂控制部201會根據被輸入之擱板資訊來生成用以控制各臂部4之控制信號。

監視部204具有使用感測器7對機器人1之周圍之既定的監視範圍內之狀況進行監視的功能。監視部204會根據可藉由利用感測器7進行感測所得到之與既定的監視範圍內之狀況相關之資訊，來對機器人1周圍之環境進行檢測。例如，監視部204對存在於既定的監視範圍內之人或物體進行檢測。而且，於利用機器人1所進行之補充作業的執行中，由監視部204所檢測出之表示該機器人1之周圍之環境的資訊，會被輸入至臂控制部201。此時，例如於利用機器人1所進行之補充作業的執行中，在表示人或物體存在於既定的監視範圍內之內容的資訊自監視部204被輸入至臂控制部201之情形時，該臂控制部201會使兩臂部4之動作停止。藉此，於利用機器人1所進行之補充作業的執行中人或物體侵入既定的監視範圍內之情形時，臂部4之動作便會被停止。

移行控制部205具有當機器人1移行時對台車部2之移行裝置進行控制的功能。當機器人1移行時，由監視部204所檢測出之表示該機器人1之周圍之環境的資訊會被輸入至移行控制部205。然後，移行控制部205會根據自監視部204所取得之資訊，來生成用以控制台車部2之移行裝置的控制信號。例如，於機器人1之移行中，在表示人或物體存在於既定的監視範圍內之資訊自監視部204被輸入至移行控制部205之情形時，該移行控制部205會生成如機器人1閃避該人或物體般之控制信號。然後，移行控制部205會經由驅動器將所生成之控制信號發送至移行裝置。

再者，如上所述般，在本實施形態中，使用對在利用機器人1所進行之補充作業的執行中之該機器人1之周圍進行監視之感測器7，亦可進行當該機器人1移行時之該機器人1之周圍的監視。然而，亦可與感測器7分開地在機器人1設置當機器人1移行時用以監視該機器人1之周圍的感測器。

(補充作業) 其次，根據圖5，對當進行補充作業時之機器人1的動作之一例進行說明。圖5係表示補充作業中之機器人1之情況的圖。於圖5中，作為商品之補充對象的商品架，沿著高度方向具備有三層的擱板(上層擱板、中層擱板、下層擱板)。而且，機器人1藉由第一臂部4a將商品A補充至下層擱板，並藉由第二臂部4b將商品B補充至上層擱板。

此時，機器人1首先使相機6移動至下層擱板之位置並藉由該相機6來拍攝下層擱板之狀況。然後，機器人1根據表示下層擱板之狀況的圖像，對藉由保持機構5而保持有商品A之第一臂部4a進行控制。亦即，機器人1使藉由保持機構5而保持有商品A之第一臂部4a移動至下層擱板之位置，其後，藉由控制該第一臂部4a而將該商品A配置在下層擱板。再者，在圖5中，使用保持機構5之機械手機構52來保持商品A。

此時，機器人1於藉由相機6來拍攝下層擱板之狀況後，會立刻使該相機6移動至上層擱板之位置。亦即，機器人1於上述之第一臂部4a之控制之執行中，使相機6朝上方向移動。然後，機器人1藉由相機6來拍攝上層擱板之狀況。再者，於亦對商品架之中層擱板補充商品之情形時，機器人1亦可使相機6在移動至上層擱板之位置前使其移動至中層擱板之位置，並藉由該相機6來拍攝中層擱板之狀況。

於藉由相機6拍攝上層擱板之狀況後，機器人1會根據表示上層擱板之狀況的圖像，對藉由保持機構5而保持有商品B之第二臂部4b進行控制。亦即，機器人1使藉由保持機構5而保持有商品B之第二臂部4b移動至上層擱板之位置，其後，藉由控制該第二臂部4b而將該商品B配置在上層擱板。再者，在圖5中，使用保持機構5之吸附機構51來保持商品B。

(本實施形態之效果) 如上所述般，機器人1被構成為第一臂部4a、第二臂部4b、及相機6可相對於直線運動部3相互獨立地移動。因此，如圖5所示般，於商品架沿著高度方向具有複數個擱板之情形時，可在藉由相機6拍攝一個擱板之狀況後，根據所拍攝之圖像使一臂部4移動至一擱板的位置並開始商品朝向一擱板的補充，並且使該相機6移動至另一擱板的位置。此外，於藉由相機6拍攝另一擱板之狀況後，可根據所拍攝之圖像使另一臂部4移動至另一擱板的位置並開始商品朝向另一擱板的補充。亦即，在機器人1中，根據藉由相機6所拍攝之圖像，可使兩個臂部4分別以高度方向不同之區域為作業對象而同時地加以驅動。因此，可有效率地將商品補充至商品架之各擱板上。

又，機器人1之臂部4具有複數個關節部(第一關節部40a、第二關節部40b、第三關節部40c、第四關節部40d、及第五關節部40e)。藉此，當進行補充作業時，可藉由臂部4來進行更靈活之作業。然而，如圖6所示般，在對象物(商品)由臂部4之保持機構5所保持之狀態下，下方向之力矩會作用於該臂部4之各關節部。此時，作用於位在臂部4之基端側向的關節部之力矩，會變得比作用於位在該臂部之前端側向的關節部之力矩大。

此處，在機器人1中，被構成為作用之力矩會變最大之關節部、即作為於臂部4中最靠基端側向之關節部的第五關節部40e僅可朝橫擺方向驅動。亦即，第五關節部40e未被構成為可朝俯仰方向驅動。據此，即便藉由商品會由臂部4之保持機構5所保持而於第五關節部40e作用有下方向之力矩，仍不需要產生用以預先使該第五關節部40e朝俯仰方向之動作(即、第四連結部44可相對於基端部45迴旋之動作)停止的制動力。因此，可抑制為了驅動第五關節部40e或使該俯仰方向之動作停止之馬達的大型化或消耗電力的增加。

而且，於臂部4中，第二關節部40b被構成為可朝翻滾方向驅動。此外，於臂部4中，作為最靠前端側向之關節部(即比第二關節部40b更位於前端側向之關節部)的第一關節部40a，被構成為可朝在包含第二關節部40b之旋轉軸的平面上(或與包含第二關節部40b之旋轉軸的平面平行之平面上)迴旋之方向驅動。藉此，即便第五關節部40e為僅可朝橫擺方向驅動之構成，仍可將臂部4設為具有充分之自由度的機構。

又，在機器人1中，不僅第五關節部40e，第四關節部40d及第三關節部40c亦被構成為僅可朝橫擺方向驅動。亦即，第四關節部40d及第三關節部40c未被構成為亦可朝俯仰方向驅動。因此，即便藉由對象物(商品)由臂部4之保持機構5所保持而下方向之力矩作用於第四關節部40d及第三關節部40c，仍不需要產生用以預先使該等關節部40c、40d朝俯仰方向之動作停止的制動力。因此，對於第四關節部40d及第三關節部40c，亦可抑制為了驅動該等或使其俯仰方向之動作停止之馬達的大型化或消耗電力之增加。因此，根據機器人1之構成，相較於將驅動方向被限制為僅朝橫擺方向之關節部僅設為第五關節部40e之情形，可使臂部4小型化，且亦可減低伴隨著補充作業之消耗電力。然而，於機器人1中，第四關節部40d及第三關節部40c被構成為僅可朝橫擺方向驅動之情形均非必要。

又，機器人1所具備之臂部4的數量並非被限於兩個者。例如，機器人1亦可具備分別獨立地被控制之三個以上的臂部4。

＜第二實施形態＞ 對本實施形態之機器人之構成，針對與第一實施形態不同之點進行說明。在本實施形態中，於機器人1中，直線運動部3被設置為可相對於台車部2旋轉。而且，於台車部2內置有用以使直線運動部3朝繞軸之方向旋轉的旋轉裝置。旋轉裝置被構成為包含馬達等。直線運動部3藉由旋轉裝置由控制裝置200所控制而相對於台車部2旋轉。

圖7係表示本實施形態中用以控制機器人1之控制裝置200之功能構成的方塊圖。如圖7所示，於本實施形態中，控制裝置200除了臂控制部201、相機控制部202、圖像處理部203、監視部204、及移行控制部205以外，還具備有直線運動部控制部206。直線運動部控制部206具有對用以使直線運動部3相對於台車部2旋轉之旋轉裝置進行控制的功能。直線運動部控制部206生成用以控制旋轉裝置之控制信號。而且，直線運動部控制部206經由驅動器將所生成之控制信號發送至旋轉裝置。

其次，根據圖8，對當進行補充作業時之機器人1的動作之一例進行說明。圖8係表示本實施形態中進行補充作業時之機器人1之情況的圖。在圖8所示之例子中，當機器人1進行將商品補充至商品架之補充作業時，機器人1首先如圖8之上圖所示般，將本身橫向抵靠在商品架。亦即，機器人1被配置為機器人1之側方部朝與商品架對向之朝向。其次，如圖8之下圖所示般，於機器人1中，在臂部4保持有應補充至商品架之商品的狀態下，直線運動部3相對於台車部2被旋轉。此時，直線運動部3會以如下之方式被旋轉：相對於直線運動部3，臂部4延伸之方向會成為商品架所位在之方向。因此，在圖8之下圖中，直線運動部3會相對於台車部2朝右被旋轉90°。藉此，當機器人1進行補充作業時之作業範圍，會成為該機器人1之側方向側。

如第一實施形態之構成般，在直線運動部3相對於台車部2被固定之構成中，機器人1之作業範圍會被限定在該機器人1之後方側向。相對於此，如上述般，若設置為直線運動部3可相對於台車部2旋轉，便可將機器人1之側方向側設為機器人1之作業範圍。而且，藉由機器人1之作業範圍成為該機器人1之側方向側，相較於作業範圍為該機器人1之後方側向的情形，可藉由更短之臂部4將商品載置於商品架。亦即，相較於機器人1之作業範圍被限定在該機器人1之後方側向的情形，藉由於機器人1中直線運動部3可相對於台車部2旋轉，可將臂部4構成為長度更短。而且，藉由將臂部4之長度設為更短，於藉由臂部4之保持機構5而保持有對象物(商品)之狀態下，可將對該臂部4之各關節部作用之下方向的力矩設為更小。因此，可更加抑制為了驅動臂部4之各關節部或使其俯仰方向之動作停止之馬達的大型化或消耗電力的增加。

＜第三實施形態＞ 本實施形態之機器人的構成與第一實施形態相同。又，在本實施形態中，於機器人1中，使用感測器7來進行周圍監視。

(利用感測器所進行之監視) 以下，根據圖9及圖10，對在本實施形態之機器人1所進行之周圍監視而進行說明。圖9係概略地表示補充作業中之機器人1之情況的圖。圖9係概略地表示移行中之機器人1之情況的圖。圖9及圖10各自之上方的圖表示自上方觀察機器人1之情況。又，圖9及圖10各自之下方的圖表示自側方觀察機器人1之情況。再者，於圖9及圖10各自之上方的圖中，由一點鏈線所包圍之區域Es表示既定的監視範圍。又，於圖9之上方的圖中，由虛線所包圍之區域Ew表示作為補充作業中兩個臂部4可驅動之範圍之既定的作業範圍。

如圖9所示，當機器人1進行補充作業時，該機器人1被配置為該機器人1之後方側向朝與商品架對向之朝向。因此，作為於補充作業中機器人1使兩個臂部4驅動而進行作業之方向的作業方向，會成為朝向機器人1之後方的方向。此處，於圖9中，以空心箭頭來表示當機器人1進行補充作業時之作業方向。

機器人1在使台車部2停止之狀態下，將藉由保持機構5而保持有商品之臂部4朝作業方向伸展，藉此將該商品載置在商品架。此時，兩個臂部4可於既定的作業範圍Ew內驅動。因此，如圖5所示般，於機器人1進行補充作業時，該機器人1會以補充對象之商品架位於既定的作業範圍Ew內之方式被配置。再者，既定的作業範圍Ew係以補充作業中之台車部2的位置(更詳細而言係裝設有兩個臂部4之基端側向之直線運動部3的位置)為基準所規定的範圍。而且，在圖9所示之例子中，機器人1之既定的作業範圍Ew成為以裝設有兩個臂部4之基端側向的直線運動部3為中心180°的範圍。然而，機器人1之既定的作業範圍Ew並非一定限定於180°者。

而且，在機器人1中，即便於進行補充作業時，既定的監視範圍Es內之狀況仍可藉由台車部2上之被設置於與既定的作業範圍Ew相反側向(即機器人1之前方側向)之位置的感測器7所感測。藉此，既定的監視範圍Es內之狀況會由控制裝置200之監視部204所監視。再者，既定的監視範圍Es係以台車部2之位置(更詳細而言係台車部2上設有感測器7之位置)作為基準所規定的範圍。此處，在圖5所示之例子中，機器人1之既定的監視範圍Es成為台車部2上以設有感測器7之位置為中心270°的範圍。如此，感測器7不會進行機器人1之全周圍(360°)之感測。因此，如圖5所示般，於機器人1之既定的監視範圍Es中不包含該機器人1之既定的作業範圍Ew的至少一部分。亦即，於補充作業之執行中，控制裝置200之監視部204不會監視既定的作業範圍Ew之一部分或全部的狀況。

此處，在機器人1進行補充作業時人或物體侵入既定的作業範圍Ew內之情形時，如圖9上方的圖所示，人或物體大多會相對於該機器人1自與補充對象之商品架所位在之方向相反側向、即自與既定的作業範圍Ew相反側向(機器人1之前方側向)之方向靠近該既定的作業範圍Ew。另一方面，於機器人1中，感測器7被設置於台車部2上之與既定的作業範圍Ew相反側向之位置。因此，即便於既定的監視範圍Es中未包含既定的作業範圍Ew之至少一部分，在補充作業之執行中，可藉由感測器7來偵測到相對於機器人1自與既定的作業範圍Ew相反側向之方向靠近該既定的作業範圍Ew之人或物體的可能性很高。因此，即便於既定的監視範圍Es中未包含既定的作業範圍Ew之至少一部分，仍可於補充作業之執行中藉由監視部204進行主要所必要之機器人1之周圍的監視。

再者，既定的監視範圍Es(即感測器7之感測範圍)並非一定被限定於如圖9所示之270°者。然而，為了於機器人1進行補充作業時以較高精度來偵測靠近既定的作業範圍Ew之人或物體，既定的監視範圍Es較佳係不包含既定的作業範圍Ew之至少一部分的範圍且於台車部2上以設有感測器7之位置為中心180°以上之範圍。若既定的監視範圍Es為台車部2上以設有感測器7之位置為中心180°以上之範圍，相對於機器人1自與既定的作業範圍Ew相反側向之方向靠近該既定的作業範圍Ew之人或物體便可藉由該感測器7來偵測。

又，如圖10所示，當機器人1藉由台車部2進行移行時，將該機器人1之基本的移行方向設為台車部2上設有感測器7之側向(機器人1之前方側向)的方向。此處，於圖10中，以空心箭頭來表示機器人1之基本的移行方向。

當機器人1自主移行時，為了生成該機器人1之移行路徑、或為了避免與存在於該機器人1之移行路徑上之人或物體的碰撞，主要存在有監視該機器人1之移行方向之狀況的必要。因此，於機器人1藉由台車部2進行移行時，既定的監視範圍Es內之狀況亦會藉由感測器7所感測。藉此，既定的監視範圍Es內之狀況可藉由控制裝置200之監視部204所監視。此時，如圖10所示般，將機器人1之基本的移行方向設為台車部2上設有感測器7之側向的方向，藉此於既定的監視範圍Es內便會含有該機器人1之移行方向。因此，於機器人1之移行中，亦可藉由監視部204進行主要所必要之該機器人1之周圍的監視。

再者，存在有機器人1必須朝向該機器人1之後方移行的情形。於如此之情形時，使台車部2上設有感測器7之側向暫時朝向機器人1應移行之方向，藉此利用該感測器7對該應移行之方向的狀況進行感測。其後，於使機器人1反轉後，再使該機器人1朝向其後方移行。

如上述般，根據本實施形態之構成，即便並非對機器人1之全周圍進行監視的構成，無論於該機器人1進行補充作業時及該機器人1自主移行時之任一情形，均可進行為了確保安全性所需要之機器人1之周圍的監視。又，對於機器人1，可將為了監視其周圍而設之感測器設為僅有一個感測器7。因此，根據本實施形態之構成，相較於對於機器人設置複數個用以監視其周圍之感測器之情形，可減低製造成本。

1:機器人 2:台車部 3:直線運動部 4:臂部 4a:第一臂部 4b:第二臂部 5:保持機構 6:相機 7:感測器 21:車輪 30:臂用直線運動部 31:相機用直線運動部 40a:第一關節部 40b:第二關節部 40c:第三關節部 40d:第四關節部 40e:第五關節部 41:第一連結部 42:第二連結部 43:第三連結部 44:第四連結部 45:基端部 50:支撐構件 51:吸附機構 51a:吸附構件 51b:基座構件 52:機械手機構 52a:指部 52b:基座構件 200:控制裝置 201:臂控制部 202:相機控制部 203:圖像處理部 204:監視部 205:移行控制部 206:直線運動部控制部 A、B:商品 Es:區域(監視範圍) Ew:區域(作業範圍) a~i:箭頭(可動部的驅動方向)

圖1係表示實施形態之機器人之概略構成的圖。 圖2係表示臂部之概略構成的圖。 圖3係用以說明臂部中各可動部之驅動方向的圖。 圖4係表示用以控制機器人之控制裝置之功能構成的方塊圖。 圖5係表示補充作業中之機器人之情況的圖。 圖6係表示於機器人中商品藉由臂部之保持機構所保持之狀態的圖。 圖7係表示用以控制機器人之控制裝置之功能構成的方塊圖。 圖8係表示進行補充作業時之機器人之情況的圖。 圖9係表示補充作業中之機器人之情況的圖。 圖10係表示移行中之機器人之情況的圖。

1:機器人

2:台車部

3:直線運動部

4:臂部

4a:第一臂部

4b:第二臂部

5:保持機構

6:相機

7:感測器

21:車輪

30:臂用直線運動部

31:相機用直線運動部

41:第一連結部

42:第二連結部

43:第三連結部

44:第四連結部

45:基端部

50:支撐構件

51:吸附機構

51a:吸附構件

52:機械手機構

52a:指部

Claims (10)

1. 一種機器人，其具備有： 台車部，其具有移行功能； 直線運動部，其被設置為於上述台車部上沿著上下方向延伸； 至少兩個臂部，其等於前端側向設有可保持對象物之保持機構，且基端側向可分別朝上下方向移動地被裝設於上述直線運動部；及 攝像部，其可朝上下方向移動地被裝設於上述直線運動部； 其各臂部與上述攝像部可相對於上述直線運動部相互獨立地移動，且 各臂部根據由上述攝像部所拍攝之圖像相互獨立地被控制。
2. 如請求項1之機器人，其中，其進一步具備有： 控制部，其控制上述攝像部與各臂部； 上述控制部取得由上述攝像部所拍攝之圖像，並根據所取得之圖像來控制各臂部。
3. 如請求項2之機器人，其中， 上述控制部藉由上述攝像部對第一區域之圖像進行拍攝，並 根據上述第一區域之圖像，來控制上述至少兩個臂部中之第一臂部，且 於控制上述第一臂部之期間，使上述攝像部移動，並且藉由上述攝像部對高度方向之位置與上述第一區域不同之第二區域之圖像進行拍攝，並 根據上述第二區域之圖像，來控制上述至少兩個臂部中之第二臂部。
4. 一種機器人，其具備有： 台車部，其具有移行功能； 直線運動部，其被設置為於上述台車部上沿著上下方向延伸；及 臂部，其於前端側向設有可保持對象物之保持機構，且基端側向可朝上下方向移動地被裝設於上述直線運動部； 而上述臂部具有複數個關節部， 上述臂部之上述複數個關節部中作為最靠基端側向之關節部的基端關節部被構成為僅可朝橫擺方向驅動，且 在上述複數個關節部中之上述基端關節部以外之關節部中，含有被構成為可朝橫擺方向以外之方向驅動的關節部。
5. 如請求項4之機器人，其中， 於上述複數個關節部中之上述基端關節部以外之關節部包含有： 翻滾關節部，其被構成為可朝翻滾方向驅動；及 迴旋關節部，其係上述臂部之較上述翻滾關節部更前端側向之關節部，且被構成為可於包含上述翻滾關節部之旋轉軸的平面上或於與包含上述翻滾關節部之旋轉軸之平面平行的平面上迴旋。
6. 如請求項4或5之機器人，其中， 上述保持機構包含可吸附上述對象物之吸附機構、及可握持上述對象物之機械手機構，且 被構成為可根據所要保持之上述對象物來切換上述吸附機構與上述機械手機構。
7. 如請求項1至6中任一項之機器人，其中， 上述直線運動部被設置為可相對於上述台車部旋轉。
8. 一種機器人，係具備具有移行功能之台車部、及於前端側向設有可保持對象物之保持機構之臂部者； 上述臂部可於以上述台車部之位置作為基準所規定之既定的作業範圍內驅動，且 上述機器人進一步具備有： 感測器，其係被設置於上述台車部中之與上述既定的作業範圍相反側向之位置者，可偵測以上述台車部之位置作為基準所規定之未包含上述既定的作業範圍之至少一部分之既定的監視範圍內之狀況；及 監視部，其於上述臂部在上述台車部停止之狀態下進行驅動時、以及於上述機器人藉由上述台車部進行移行時，藉由上述感測器來監視上述既定的監視範圍內之狀況。
9. 如請求項8之機器人，其中， 於上述機器人中，作為用以偵測上述機器人之周圍之狀況的感測器，上述感測器僅設置一個。
10. 如請求項8或9之機器人，其中， 上述既定的監視範圍係以被設於上述台車部之上述感測器為中心180°以上的範圍。

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