TWI826694B - 搬送系統 - Google Patents

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TWI826694B
TWI826694B TW109118543A TW109118543A TWI826694B TW I826694 B TWI826694 B TW I826694B TW 109118543 A TW109118543 A TW 109118543A TW 109118543 A TW109118543 A TW 109118543A TW I826694 B TWI826694 B TW I826694B
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山之上祥介
杉村裕希
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日商Ｔｈｋ股份有限公司
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Abstract

本發明之課題在於提供一種可實現對象物之適合搬送的搬送系統。 本發明之解決手段為一種搬送系統，其具備有：操縱器裝置，其係具有可把持對象物之手部的操縱器裝置，且被構成為可控制該手部相對於該操縱器裝置之本體部即操縱器本體部的位置；及收納裝置，其係具有可收納複數個對象物的收納部，且被構成為將一個一個被收納於該收納部的該對象物搬送至手部於該收納裝置中可到達的既定位置，且操縱器裝置與收納裝置係被構成為於操縱器本體部與收納裝置被連結的狀態下可一體地行進，既定位置係於操縱器本體部與收納裝置被連結而使操縱器裝置與收納裝置形成一體的狀態下，在以該操縱器本體部為基準時作為已知之位置而被設定。

Description

搬送系統
本發明係關於一種進行對象物之搬送的搬送系統。
近年來，機器人已廣泛應用於日常生活中。例如，專利文獻1揭示一種對使用者搬送飲料及食物等之對象物的機器人。該機器人具有載置對象物的托盤，且藉由在將對象物載置於托盤的狀態下移動至使用者前而進行上述搬送。然而，如上述，於使用機器人的搬送系統中，一次搬送大量對象物並非易事，且考慮到在搬送中帶給對象物的影響(例如，搖動、倒下等)，該搬送時之速度等受到極大限制。
此外，作為搬送對象物的系統，例如，可例示於專利文獻2、專利文獻3所顯示的配餐車。其等配餐車為了能一次收納大量之對象物(被提供至使用者的飲料及食物)並且為了容易地取出該對象物，於配餐車內設置有升降機(升降裝置)。並且，配餐車係以能自既定之出入口取出被收納於內部的對象物之方式所構成。此外，專利文獻4揭示有一種構成，其為了順利地進行藉由輪椅使用者所進行之飲料及食物的配餐，於輪椅之側面配置有具有升降功能的收納架。 [先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：中國專利申請公開第108527378號說明書 專利文獻2：日本專利實公昭58-18749號公報 專利文獻3：日本專利實開昭62-203781號公報 專利文獻4：日本專利第5903449號公報
(發明所欲解決之問題)
著眼於機器人之多功能性而在日常生活中的利用已被廣泛地提出，如上述，於飲料及食物等對象物之搬送場合中亦已研討機器人之使用。尤其是，即使於搬送大量對象物且於搬送目的地執行將對象物自收納場所取出或遞交至使用者的作業之場合中，也可有效地利用機器人。但是，為了使機器人執行此種有效的動作，需要正確地控制機器人。例如，需要進行對象物之詳細的識別處理、藉由機器人之終端執行器等之手部所進行之用於把持的定位處理等之大量處理，且通常上述處理之執行並不容易。
有鑑於上述之問題，本發明之目的，在於提供一種可實現對象物之適合之搬送的搬送系統。 (解決問題之技術手段)
於本發明中，為了解決上述課題，採用以下之構成：其在將具有用以把持對象物之手部的操縱器裝置與收納有複數個對象物的收納裝置連結成為一體的狀態下設定為可行進，並且以手部成為可到達之方式將對象物搬送至於收納裝置中預先被確定的既定位置。藉由上述構成，可藉由簡單之控制來實現藉由操縱器裝置之手部所進行之對象物的把持。
詳細而言，本發明之搬送系統，其具備有：操縱器裝置，其具有可把持對象物的手部；及收納裝置，其具有可收納複數個上述對象物的收納部；上述操縱器裝置係被構成為可控制上述手部相對於上述操縱器裝置之本體部即操縱器本體部的位置，且上述收納裝置係被構成為將一個一個被收納於上述收納部的該對象物搬送至上述手部於上述收納裝置中可到達的既定位置。並且，上述操縱器裝置與上述收納裝置係被構成為於上述操縱器本體部與上述收納裝置被連結之狀態下可一體地行進，此外，上述既定位置係於上述操縱器本體部與上述收納裝置被連結而使上述操縱器裝置與上述收納裝置形成一體的狀態下，在以該操縱器本體部為基準時作為已知之位置而被設定。 (對照先前技術之功效)
可提供一種能實現對象物之適合之搬送的搬送系統。
本實施形態之搬送系統係藉由具有可把持對象物的手部的操縱器裝置、及可收納複數個對象物的收納裝置之組合所構成。其中，操縱器裝置所具有的手部，只要為可把持對象物的構成，可採用任意之形式。例如，作為手部，可採用以複數個手指部進行夾持之方式所構成的機構。此外，作為其他之方法，藉由吸引或吸附之作用把持對象物之形式，也可應用於手部。並且，操縱器裝置係被構成為可相對於其之本體部即操縱器本體部而控制手部之位置。因此，相對於對象物的手部之定位、藉由手部所被把持的對象物之移動成為可能。再者，於本揭示中，用以使手部相對於操縱器本體部之位移的機構，不限於特定形式之機構。例如，該機構也可藉由以複數個連桿所形成的連桿機構、具有複數個關節部的臂機構等來實現位移。
例如，上述操縱器裝置，也可被構成為機器人，該機器人具有：上述操縱器本體部，其即機器人本體部；第一臂部，其具有第一之上述手部即第一手部，且被構成為可控制該第一手部相對於上述機器人本體部的位置；及第二臂部，其具有第二之上述手部即第二手部，且被構成為可控制該第二手部相對於上述機器人本體部的位置。並且，該操縱器裝置，也可具有另一臂部。
此外，收納裝置係於收納部內可收納複數個對象物，且被構成為將被收納於該處的對象物一個一個搬送至既定位置。該既定位置係手部在收納裝置中可到達的位置。因此，可藉由手部把持被搬送至既定位置的對象物，並且藉由手部與操縱器本體部的位置控制而將被把持的對象物移動至任意之位置。
如上述般所被構成之搬送系統，更可以將操縱器本體部與收納裝置連結而使操縱器裝置與收納裝置成為一體而行進之方式所構成。因此，於將複數個對象物收納於收納部之狀態下，操縱器裝置與收納裝置一同可移動至對象物之搬送目的地，且可於該目的地藉由操縱器裝置將所被收納的對象物之一部分或全部搬出。
如上述，於上述搬送系統中，既定位置係如上述般於將操縱器裝置與收納裝置成為一體之狀態下，以該操縱器本體部為基準時作為已知之位置而被設定。其結果，當進行把持對象物時，由於操縱器裝置與收納裝置之相對關係被固定，因此當自操縱器本體部觀察時，應把持之對象物始終被定位於已知之位置(既定位置)。因此，可使操縱器裝置中的手部之位置控制變得容易。亦即，只要既定位置之相對的位置關係為已知，當藉由手部進行把持時，無須詳細地識別對象物之位置、或可減輕用以該識別的處理。這點可減輕自收納部一個一個取出對象物的作業之負擔，因此可實現適合之對象物的搬送。
以下，參照圖式對本發明之具體實施形態進行說明。除非有特別之記載，否則在本實施形態中所被記載的構成零件之尺寸、材質、形狀、該相對配置等，並非旨在限制本發明之技術範圍。
＜搬送系統1之構成＞ 首先，參照圖1，對本實施形態之搬送系統之概略構成進行說明。搬送系統1包含有相當於本揭示之操縱器裝置的機器人10、及收納裝置95。詳細容待稍後說明，機器人10具有被安裝於機器人本體部30的2個臂部50、於機器人本體部30所包含有的骨盆部16、及自骨盆部16於下方所被安裝的腳部35。再者，於臂部50之前端被安裝有用以把持對象物的手部60。此外，收納裝置95具有相當於本揭示之收納部的收納架70、及台車90。於台車90之台座91(參照後述之圖6)上安裝有機器人10，且兩者形成一體而構成搬送系統1。
再者，於本實施形態中，當將於搬送系統1所包含有的台車90之行進方向(機器人10之正面方向)設為x軸正方向、將自台車90(機器人10)觀察時之左側方向設為y軸正方向及將台車90(機器人10)之逆重力方向設為z軸正方向時，x軸為翻滾(roll)軸，y軸為俯仰(pitch)軸，z軸為偏擺(yaw)軸。因此，繞x軸之旋轉為翻滾旋轉(朝左右方向之旋轉)，繞y軸之旋轉為俯仰旋轉(朝前後方向之旋轉)，繞z軸之旋轉為偏擺旋轉。此外，本實施形態之向上方向為z軸正方向即逆重力方向，而向下方向為z軸負方向即重力方向，左右方向為自台車90(機器人10)觀察時之左右方向，y軸正方向為左方向，y軸負方向為右方向。
＜機器人10之構成＞ 接著，參照圖2至圖4，對機器人10之概略構成進行說明。圖2為機器人10之前視圖，圖3為機器人10之後視圖。此外，圖4為顯示將機器人10之一部分分解之狀態的圖。再者，於各圖中，為了能掌握機器人10之內部構造，以省略其本體蓋之狀態加以顯示。機器人10係一人類型機器人，且具有模仿人類之骨骼構造的身體。該身體係於圖2所示之機器人10之上半身的骨骼構造即機器人本體部30。機器人本體部30係大致藉由在圖2中沿z軸方向延伸的脊椎骨部14、以後述之金屬板所形成的各種骨部14a〜14d、以支撐脊椎骨部14之方式連結於脊椎骨部14的髖骨部15、及支撐髖骨部15且連接有腳部35的骨盆部所形成。亦即，於該機器人本體部30上安裝有臂部50、腳部35等。並且，於脊椎骨部14上連接有機器人10之頸部13，並且於頸部13上配置有頭部11。再者，也可於頭部11搭載有用以拍攝外部的照相機。藉由經由頸部13將頭部11連接於脊椎骨部14上，頭部11可相對於脊椎骨部14進行翻滾旋轉、俯仰旋轉、偏擺旋轉。
此外，於機器人10上分別對應於右上半身及左上半身配置有驅動單元20，該驅動單元20係負責機器人10之上半身之驅動。驅動單元20具備有致動器等，該致動器等係用以使機器人10之臂部50在肩部進行俯仰旋轉及翻滾旋轉。其中，如圖4所示，在位於機器人10之肩部的部位，於脊椎骨部14上連接有機器人前面側之前鎖骨部14a及機器人背面側之後鎖骨部14b。並且，在位於機器人10之胸部(較肩部下方的部位)的部位，於脊椎骨部14上連接有機器人前面側之前胸骨部14c及機器人背面側之後胸骨部14d。藉由其等之骨部14a〜14d及脊椎骨部14，於隔著脊椎骨部14的機器人10之左右上半身內形成有既定之空間，且以分別被收納於該左右之既定空間之方式配置有驅動單元20，驅動單元20被連接於各骨部14a〜14d。藉此，2個驅動單元20被安裝於機器人10內。由於骨部14a〜14d係以平板狀之金屬板被形成於脊椎骨部14，因此驅動單元20之對脊椎骨部14的安裝較彈性地被進行。並且，驅動單元20亦被連接於髖骨部15。髖骨部15被骨盆部16所支撐。
於如上述般所被構成之機器人10之上半身構造中，設定有圖5所示之驅動軸。詳細而言，作為與頭部11關聯的驅動軸，設定有頭翻滾軸、頭俯仰軸、頭偏擺軸，且藉由與各軸對應而具備有致動器，頭部11可相對於頸部13進行翻滾旋轉、俯仰旋轉、偏擺旋轉。此外，作為與髖骨部15關聯的驅動軸，設定有腰翻滾軸、腰俯仰軸、腰偏擺軸，且藉由與各軸對應而具備有致動器，機器人10之上半身可相對於髖骨部15進行翻滾旋轉、俯仰旋轉、偏擺旋轉。並且，作為與臂部50關聯的驅動軸，設定有肩翻滾軸、肩俯仰軸、肩偏擺軸、肘俯仰軸、腕翻滾軸、腕俯仰軸、腕偏擺軸之7軸，藉由與各軸對應而具備有致動器，於機器人10之臂部50上，可於肩部進行翻滾旋轉、俯仰旋轉、偏擺旋轉，且可於肘部進行俯仰旋轉，可於腕部進行翻滾旋轉、俯仰旋轉、偏擺旋轉。由上述構造可以理解，機器人10之臂部50具有模仿人類之手臂的構造。再者，由於對應於各軸的致動器之具體配置及構造屬公知技術，因此於本說明書中省略其詳細之說明。
此外，如圖1所示，於骨盆部16之下方安裝有腳部35。腳部35被構成為支撐上述機器人10之上半身構造，具體而言，包含有上側腳連桿部31及下側腳連桿部32。藉由將下側腳連桿部32固定於台車90之台座91，成為經由腳部35連結機器人本體部30與收納裝置95的狀態。此外，上側腳連桿部31與下側腳連桿部32係藉由具有致動器的膝關節部33被連接為可俯仰旋轉，並且，上側腳連桿部31與骨盆部16係藉由具有致動器的骨盤下關節部34被連接為可俯仰旋轉。藉由該膝關節部33與骨盤下關節部34之配合的俯仰旋轉，可在維持機器人10之上半身構造之姿勢下升降其高度。
＜收納裝置95之構成＞ 接著，參照圖6及圖7，對收納裝置95之概略構成進行說明。圖6為顯示收納裝置95之概略構成的圖，圖7為顯示被搭載於該收納裝置95的收納架70之概略構成的圖。收納裝置95包含有收納架70及台車90。如圖6所示，於收納架70上，可在上下方向(z軸方向)排列且配置複數個托盤即藉由手部60所把持之把持對象。例如，可於將提供給使用者的飲料及食物載置於該托盤的狀態下排列於收納架70內。此外，台車90具有4個驅動輪92，且於其前方配置有減震器93以減輕碰撞時的衝擊。並且，於台車90之前方上面配置有收納架70，且以其後方成為用以配置機器人10之區域之方式，於台車90之後方上面形成有台座91。
其次，參照圖7，對收納架70進行說明。收納架70具有在被安裝於台車90之狀態下沿x軸方向延伸的一對基部構件71，且於該基部構件71上被固定有沿z方向延伸的4根支柱72。將該4根支柱72中之形成yz平面的2根支柱72作為一組，形成2台升降裝置。亦即，收納架70係被構成為在一對基部構件71上配置有被形成在yz平面的一側之升降裝置、及較其遠離x軸方向之被形成於yz平面的另一側之升降裝置。因此，把持之對象物即托盤係在將該托盤之端部掛在一側之升降裝置之托盤台座80與另一側之升降裝置之托盤台座80的狀態下被放置，藉此於上下方向排列且被收納於收納架70內。
對構成收納架70的升降裝置進行說明，由於在基本上具有相同之構造，因此主要對一側之升降裝置進行說明。於一個升降裝置中，於一側之支柱72之下方配置有致動器74，該致動器74用以升降上下地被配置於一側之支柱72與另一側之支柱72之間的複數個托盤台座80。致動器74之輸出軸，經由未圖示之傳動機構(齒輪等)被連接於下方旋轉軸75a，該下方旋轉軸75a係於2根支柱間之下方可旋轉地被支撐於各支柱。並且，於該下方旋轉軸75a上以與各支柱對應之方式安裝有2個鏈輪76a。此外，同樣地，於2根支柱72間之上方，上方旋轉軸75b亦可旋轉地被支撐於各支柱，並且，於該上方旋轉軸75b上也以與各支柱對應之方式安裝有2個鏈輪76b。並且，對應於2根支柱72各者，以連結下側之鏈輪76a與上側之鏈輪76b之方式架設有鏈條77。藉由上述構成，致動器74之驅動力被傳遞至下方旋轉軸75a，然後經由鏈條77傳遞至上方旋轉軸75b。此外，沿各支柱朝上下方向延伸地配置有平面狀之導引板73。
然後，參照圖8，對鏈條77之構成進行說明。鏈條77係藉由連桿77b、77c連接複數個輥鏈77a而被形成。其中，如圖8所示，鏈條77之一側之連桿77c係被設為附帶凸緣的連桿，其用以安裝托盤台座80。詳細而言，附帶凸緣之連桿77c，具有自連接輥鏈77a的平面部而垂直地被彎曲的凸緣77c1、及設於該凸緣77c1的貫通孔77c2。該貫通孔77c2係被使用於為了安裝托盤台座80。再者，附帶凸緣之連桿77c，不需要設於鏈條77之所有輥鏈77a上，較佳為，被設於鏈條77之所連續之半周左右的區域。
接著，參照圖9，對托盤台座80之構成進行說明。托盤台座80係用以掛著有托盤之兩端部各者以配置該托盤而藉此可將複數個托盤收納於收納架70的托架。於收納架70中，如後述，被構成為藉由一對托盤台座80配置一個托盤，該一對托盤台座80相當於本揭示之配置部。因此，托盤台座80具有：平面狀之配置板81，其配置有該托盤端部；及背板82，其相對於該配置板81而大致垂直地被彎曲。於該背板82之兩端部附近設置有貫通孔86，該貫通孔86用以將托盤台座80安裝於鏈條77。亦即，托盤台座80，係於一側之端部附近的貫通孔86與一側之鏈條77的貫通孔77c2重疊，且另一側之端部附近的貫通孔86與另一側之鏈條77的貫通孔77c2重疊之狀態下被安裝於2根鏈條77上。此外，在被設置於背板82之兩端部各者的貫通孔86之下方附近，於背板82上連接有壓板84。壓板84被配置在與背板82相同的平面上，且於配置板81上形成有切口83，該切口83具有與壓板84對應的形狀。該壓板84係於托盤台座80被安裝於2根鏈條77之狀態下，以按壓該鏈條77之方式所配置。因此，可防止在收納架70中的鏈條77之鬆弛，且可適當地進行上述致動器74之驅動力的傳遞。
此外，於自背板82之兩端部進一步朝其延伸方向設置有導引部85，該導引部85係被彎曲成曲柄形狀而所形成。導引部85具有與背板82大致平行的面，且在與配置板81相反側位於自背板82分離既定距離的位置。該導引部85，在托盤台座80被安裝於2根鏈條77之狀態下，如圖10所示，成為與沿2根支柱72之各者所配置的兩側之導引板73面接觸的狀態。再者，於導引部85與導引板73之面接觸中作用於兩者的摩擦力係在實質上不影響藉由致動器74所進行之鏈條77之驅動之程度的輕微之力。如此，藉由在托盤台座80之兩端部形成導引部85與導引板73的面接觸狀態，可於托盤進行升降時防止托盤台座80傾斜，可避免放置在托盤上之飲料及食物等灑落或倒下。
對如上述般所構成之收納架70之動作進行說明。如上述，於收納架70上設置有2個升降裝置，且被安裝於各升降裝置的托盤台座80處於相互對向的狀態(參照圖7)。藉由上述配置，將托盤之端部分別掛在一側之升降裝置之托盤台座80和與該對應之另一側之升降裝置之托盤台座80上而配置托盤(參照圖6)。再者，如圖6、圖7所示，於收納架70中，2個升降裝置相互地分離，且該分離距離被設定為略大於托盤的寬度。因此，當於收納架70中收納複數個托盤時，也可利用升降裝置之間的空間使托盤自y軸方向沿收納架70滑動。再者，圖6顯示收納有4個托盤的狀態。
在此，於以機器人10之手部60把持被收納於收納架70的托盤並搬出之情況下，2個臂部50之手部60各者，把持托盤之y軸方向的兩端部，且於該把持狀態下抬起托盤。因此，具有以下之條件：成為把持之對象的托盤，係位於收納架70中最上方的托盤，且形成於該托盤上方不存在有與該托盤不對應之托盤台座80(例如，配置有另一個托盤的托盤台座80等)的狀態。這是因為若存在有如此之托盤台座80，則以手部60把持而被抬起的托盤與該托盤台座80產生干涉，可能妨礙安定之托盤之搬出。
因此，於本實施形態中，以成為把持之對象的托盤滿足上述條件之方式，控制在收納架70的托盤位置。該控制之細節稍後敘述。並且，該托盤位置相當於本揭示之既定位置，且將該位置稱為「托盤把持位置」。該托盤把持位置係在收納架70中所預先被設定的固定位置。在此，如上述，藉由將收納架70固定於台車90而形成收納裝置95，且將機器人10固定於該台車90上，而將收納裝置95與機器人10一體化而形成搬送系統1。因此，托盤把持位置係成為於搬送系統1中將機器人10之機器人本體部30作為基準時已知之位置。其結果，當藉由機器人10之兩側臂部50所具有的手部60進行把持時，不需要詳細地識別托盤之位置、或者可減少用以該識別的處理。這一點由於可減輕機器人10自收納架70中一個一個取出托盤之作業的負擔，因此可容易藉由機器人10控制手部60之位置，進而可實現該托盤之適合之搬送。
根據具有如上述般所構成之機器人10與收納裝置95的搬送系統1，於將複數個對象物即托盤收納於收納裝置95之收納架70的狀態下，可藉由該台車90與機器人10一起移動至對象物之搬送目的地。然後，當到達至搬送目的地時，可容易藉由手部60之位置控制準確地把持且搬出托盤，以執行將其移交至使用者等的作業。為了實現藉由上述之搬送系統1所進行之托盤之搬送處理，於機器人10及收納裝置95各者配置有控制裝置10A、95A。控制裝置10A、95A係具有運算裝置、記憶體等的電腦，且於其中執行既定之控制程式以實現上述搬送處理。此外，控制裝置10A與控制裝置95A係相互地被電性連接，於兩控制裝置之間進行為了托盤之搬送處理而需要的信號之傳送及接收。
在此，參照圖11，對藉由執行其等之既定控制程式而所形成的功能部進行說明。首先，機器人10之控制裝置10A，作為功能部具有手控制部101、姿勢控制部102及確認部103。手控制部101係控制各臂部50所具有之手部60之開閉的功能部。如上述，於本實施形態中，成為把持對象的托盤，始終位於在收納架70中預先被確定的托盤把持位置。於此前提下，由於托盤係於掛在收納架70之升降裝置之托盤台座80的狀態下被放置，因此位於托盤把持位置的托盤之狀態保持一定。因此，只要完成藉由後述之姿勢控制部102所進行之手部60之位置控制，手控制部101即可立即執行用以把持托盤之手部60之開閉控制。
接著，姿勢控制部102係控制機器人10之姿勢的功能部。尤其是進行為了把持位於收納架70之托盤把持位置的托盤而對手部60進行定位的姿勢控制、於把持之後用以將托盤搬出的姿勢控制。在此，也如上述，由於成為把持之對象的托盤，始終位於在收納架70中預先被確定的托盤把持位置，因此不需要藉由照相機等詳細地識別托盤之狀態、位置及配合此而進行機器人10之姿勢控制，只要以手部60到達至托盤把持位置之方式控制機器人10之姿勢即可。由此可見，藉由姿勢控制部102所進行之控制內容也變得容易。接著，確認部103係確認作為把持之對象的托盤位於托盤把持位置的功能部。該確認處理係根據自後述之檢測部953所傳送的檢測信號而被進行。藉由確認部103確認托盤位於托盤把持位置，以執行藉由姿態控制部102所進行之控制。
接著，收納裝置95之控制裝置95A，作為功能部具有移動控制部951、升降控制部952及檢測部953。移動控制部951係進行與藉由台車90所進行之搬送系統1之移動相關之控制的功能部。例如，為了自收納托盤的地點移動至其搬送目的地，控制台車90之驅動輪92之驅動及轉向。再者，也可於台車90上配置有用以檢測其當前位置的GPS裝置，且移動控制部951根據該檢測信號控制台車90，或者作為其他之方法，也可根據外部所傳送的驅動信號控制台車90。
接著，升降控制部952係控制在收納架70中之升降裝置之升降的功能部。尤其是，以成為把持對象的托盤位於托盤把持位置之方式控制升降裝置之升降。再者，於收納架70中，可藉由未圖示之接近感測器等檢測在各托盤台座80的托盤之有無，並且可根據被安裝於致動器74的編碼器之檢測信號掌握各托盤台座80處於哪個位置。升降控制部952，利用其等之檢測信號控制各升降裝置之升降。此外，檢測部953係利用上述檢測信號檢測成為把持對象的托盤即在收納架70中位於最上方的托盤位於托盤把持位置的功能部。藉由檢測部953之檢測所被生成的信號，被傳送至控制裝置10A之確認部103。
接著，參照圖12，對藉由搬送系統1所進行之托盤之搬送處理進行說明。圖12為關於搬送處理的流程圖。該搬送處理係將對搬送系統1發出將複數個托盤搬送至既定目的地之指令之情況作為起因而被執行。因此，於以下之說明中，前提為於收納架70收納有複數個托盤。首先，於S101中，藉由移動控制部951執行搬送系統1之朝目的地的移動。關於該目的地之資訊已被提供至搬送系統1。
接著，於S102中，判定成為把持對象之位於最上方的托盤是否位於既定位置即托盤把持位置。該判定係藉由確認部103根據藉由檢測部953所被檢測之收納架70內的托盤之狀態而被執行。若於S102中被肯定判定，則處理進入至S104，若為否定判定，則處理進入至S103。當進入至S103時，藉由升降控制部952，在於收納架70所具有的2個升降裝置中進行升降處理。亦即，以位於最上方位置的托盤到達至托盤把持位置之方式執行致動器74之驅動控制。此外，當進入至S104時，藉由姿勢控制部102進行機器人10之姿勢處理，且執行對於把持對象之托盤的手部60之定位。如上述，於搬送系統1中，收納裝置95與機器人10形成一體，且托盤把持位置係於以機器人10之機器人本體部30為基準時已知之位置，因此可容易且準確地實現姿勢控制部102之姿勢處理。
當藉由上述姿勢處理進行相對於托盤的手部60之定位時，手控制部101隨後於S105中執行該托盤之把持處理。然後，以手部60維持著把持托盤的狀態，進行自收納架70搬出該托盤的搬出處理。再者，於搬出處理中，利用膝關節部33與骨盤下關節部34。藉由其等之關節部的配合，可於不改變機器人10之上半身的姿勢、尤其是不改變藉由兩臂部50所把持之托盤之把持姿勢的情況下抬起所把持的托盤。這點極大地有助於安定之托盤的搬出。然後，當自收納架70搬出托盤時，機器人10之上半身，藉由於髖骨部15所被設定的腰偏擺軸之致動器，於保持著其姿勢之狀態下在髖骨部15進行偏擺旋轉。這點也極大地有助於安定之托盤的搬出。
然後，於S106中，判定收納架70內之托盤的搬出是否完成。該判定亦可根據藉由檢測部953所被檢測之收納架70內之托盤的狀態而確認部103來執行。若於S106中被肯定判定，則處理進入至S107，若為否定判定，則重複S102以下之處理。然後，於S107中，藉由移動控制部951執行搬送系統1之朝既定返回地點的移動。關於該返回地點之資訊，亦可預先被設定，或者也可自外部對搬送系統1提供資訊以作為返回地點的資訊，該資訊係與為了進行下一個對象物之搬送而進行朝收納裝置95之收納的地點相關的資訊。
＜變形例＞ 參照圖13，對藉由搬送系統1所進行之對象物之搬送處理的變形例進行說明。此外，於本變形例中，構成搬送系統1的收納裝置95與機器人10係被構成為可自由地連結及解除，並且兩者皆被構成為可自主地移動。例如，藉由將上述實施例所示的台車90分別設置於收納架70與機器人10之下部，以實現可自主行進的收納裝置95與機器人10。此時，於收納裝置95上形成有圖11所示之移動控制部951、升降控制部952及檢測部953之功能部，且於機器人10上除了形成有手控制部101、姿勢控制部102及確認部103外，亦形成有負責機器人10之自主行進的移動控制部。並且，藉由將台車90彼此連結，實現收納裝置95與機器人10之一體化。此時，在兩者間成為可交換必要之資訊。此外，關於一體化後之自主行進，係設為收納裝置95側之移動控制部951或機器人10側之移動控制部統一地負責。
此外，如圖13所示，搬送系統1包含有處理裝置。處理裝置係伺服器裝置，且將對象物之搬送處理所需之指令傳送至收納裝置95及機器人10。並且，該處理裝置與收納裝置95、機器人10，以相互地可通信之方式經由網路被電性連接。此外，於搬送系統1亦可包含有其他收納裝置。
其中，處理裝置自使用者接收對象物(例如，放置有飲料及食物的托盤)之搬送請求(S201之處理)。於該搬送請求包含有應搬送對象物之種類、數量、及有關搬送目的地的資訊。處理裝置接收該搬送請求，對收納裝置95發出將所被請求的對象物收納於收納架70之後移動至所被提供的搬送目的地的移動指令(S202之處理)。再者，此時，收納裝置95與機器人10處於分離狀態。接收了該移動指令的收納裝置95，於既定之地點將應搬送之對象物收納於收納架70之後，朝所被請求的搬送目的地移動(S203之處理)。
然後，執行上述移動處理的收納裝置95，於該移動期間對機器人10發出移動至所被提供之搬送目的地的移動請求(S204之處理)。亦即，為了在收納裝置95搬送對象物的搬送目的地藉由機器人10提供搬出作業，自收納裝置95對所分離的機器人10傳送移動請求。於機器人10中，亦可能存在有對與在S204中傳送有移動請求的收納裝置95不同的收納裝置提供搬出作業的情況。因此，接收有移動請求的機器人10，於S205中進行是否可對應於該請求的確認處理。其結果，於判定為可提供搬出作業之情況下，於S206中對收納裝置95傳送許可回答，並且開始朝所被指定的搬送目的地移動(S207之處理)。再者，作為其他之取代方法，機器人10也可自處理裝置接收上述移動請求。
然後，當收納裝置95及機器人10齊聚在搬送目的地時，於S208中進行用以連結兩者之台車的連結處理，以與圖1所示之狀態在實質上相同之方式將兩者形成一體。然後，於該搬送目的地，進行用以使機器人10將被收納於收納裝置95的對象物搬出的對象物之把持及搬出處理(S209之處理)。再者，S209之處理與圖12所示之S102〜S106之處理在實質上相同。然後，當對象物之搬出完成時，進行用以解除收納裝置95與機器人10之連結的解除處理，且分別返回至可自主行進的狀態(S210之處理)。當完成解除處理時，收納裝置95對處理裝置報告已經完成與在S201中所接收之搬送請求相關的處理(S211之處理)。
然後，收納裝置95返回至既定之返回地點，等待來自處理裝置之下一指令(S212之處理)。此外，於機器人10中，為了等待用以提供下一次之搬出作業的移動請求，成為待機狀態(S213之處理)。於該待機狀態下，機器人10處於可應對來自於搬送系統1所包含有之任何收納裝置95的移動請求的狀態。
根據上述之搬送處理，由於可使機器人10依序連結至需要對象物之搬出作業的收納裝置95而提供搬出作業，因此可提高機器人10之運行率，且作為搬送系統1，可實現有效率之對象物之搬送處理。此外，由於在收納裝置95移動至搬送目的地的期間，收納裝置95與機器人10分離，因此可抑制移動所需之能量消耗。
1:搬送系統 10:機器人 10A:控制裝置 11:頭部 13:頸部 14:脊椎骨部 14a:前鎖骨部 14b:後鎖骨部 14c:前胸骨部 14d:後胸骨部 15:髖骨部 16:骨盆部 20:驅動單元 30:機器人本體部 31:上側腳連桿部 32:下側腳連桿部 33:膝關節部 34:骨盤下關節部 35:腳部 50:臂部 60:手部 62:第一臂部 65:第二臂部 66:滑動構件(滑動部) 70:收納架 71:基部構件 72:支柱 73:導引板 74:致動器 75a:下方旋轉軸 75b:上方旋轉軸 76a、76b:鏈輪 77:鏈條 77a:輥鏈 77b、77c:連桿 77c1:凸緣 77c2:貫通孔 80:托盤台座 81:配置板 82:背板 83:切口 84:壓板 86:貫通孔 90:台車 91:台座 92:驅動輪 93:減震器 95:收納裝置 95A:控制裝置 101:手控制部 102:姿勢控制部 103:確認部 951:移動控制部 952:升降控制部 953:檢測部
圖1為顯示搬送系統之概略構造之圖。 圖2為顯示於搬送系統中所包含有之機器人之概略構造的第一圖。 圖3為顯示於搬送系統中所包含有之機器人之概略構造的第二圖。 圖4為顯示於搬送系統中所包含有之機器人之概略構造的第三圖。 圖5為說明在機器人中之關節軸的圖。 圖6為顯示於搬送系統中所包含有之收納裝置之概略構造的圖。 圖7為顯示於圖6之收納裝置中所包含有之收納架之概略構造的圖。 圖8為顯示於圖7之收納架中所包含有之鏈條之構造的圖。 圖9為顯示於圖7之收納架中所包含有之托盤台座之構造的圖。 圖10為顯示收納架之一部分之細節的圖。 圖11為搬送系統之控制方塊圖。 圖12為在搬送系統被執行之對象物之搬出處理的第一流程圖。 圖13為在搬送系統被執行之對象物之搬出處理的第二流程圖。
1:搬送系統
10:機器人
16:骨盆部
30:機器人本體部
31:上側腳連桿部
32:下側腳連桿部
33:膝關節部
34:骨盤下關節部
35:腳部
50:臂部
60:手部
70:收納架
90:台車
95:收納裝置

Claims (5)

  1. 一種搬送系統，其具備有：操縱器裝置，其具有可把持對象物的手部；及收納裝置，其具有可收納複數個上述對象物的收納部；上述操縱器裝置係被構成為可控制上述手部相對於上述操縱器裝置之本體部即操縱器本體部的位置，且上述收納裝置係被構成為將一個一個被收納於上述收納部的該對象物搬送至上述手部於上述收納裝置中可到達的既定位置，上述操縱器裝置與上述收納裝置係被構成為於上述操縱器本體部與上述收納裝置被連結之狀態下可一體地行進，上述既定位置係於上述操縱器本體部與上述收納裝置被連結而使上述操縱器裝置與上述收納裝置形成一體的狀態下，在以該操縱器本體部為基準時作為已知之位置而被設定，上述操縱器本體部與上述收納裝置係被構成為可自由地連結及解除，上述操縱器裝置與上述收納裝置之至少一者係被構成為可自主行進。
  2. 如請求項1之搬送系統，其中，上述收納部具有：複數個配置部，其被構成為於上下方向排列且配置上述複數個對象物之各者；驅動部，其於上下方向驅動上述複數個配置部；及控制部，其在配置有於上述複數個配置部之至少其中一個上述對象物的情況下，以所被配置之該對象物中之位於最上方的最高對象物位於上述既定位置之方式控制上述驅動部。
  3. 如請求項1或2之搬送系統，其中，上述操縱器裝置具有：機器人本體部，其作為上述操縱器本體部；第一臂部，其具有第一之上述手部即第一手部，且被構成為可控制該第一手部相對於上述機器人本體部的位置；及第二臂部，其具有第二之上述手部即第二手部，且被構成為可控制該第二手部相對於上述機器人本體部的位置；上述機器人本體部具有升降關節部，該升降關節部係於維持上述第一臂部與上述第二臂部之姿勢的狀態下使兩者升降。
  4. 如請求項3之搬送系統，其中，上述機器人本體部更具有偏擺軸關節部，該偏擺軸關節部係於維持上述第一臂部與上述第二臂部之姿勢的狀態下使兩者繞偏擺軸旋轉。
  5. 一種搬送系統，其具備有：操縱器裝置，其具有可把持對象物的手部；及收納裝置，其具有可收納複數個上述對象物的收納部；上述操縱器裝置係被構成為可控制上述手部相對於上述操縱器裝置之本體部即操縱器本體部的位置，且上述收納裝置係被構成為將一個一個被收納於上述收納部的該對象物搬送至上述手部於上述收納裝置中可到達的既定位置，上述操縱器裝置與上述收納裝置係被構成為於上述操縱器本體部與上述收納裝置被連結之狀態下可一體地行進，上述既定位置係於上述操縱器本體部與上述收納裝置被連結而使上述操縱器裝置與上述收納裝置形成一體的狀態下，在以該操縱器本體部 為基準時作為已知之位置而被設定，上述操縱器本體部與上述收納裝置係被構成為可自由地連結及解除，上述搬送系統更具備有處理裝置，該處理裝置以上述收納裝置在用以收納被收納於上述收納部之上述對象物的收納地點與搬送該被收納之該對象物的搬送目的地之間移動之方式，對該收納裝置傳送控制信號，且上述操縱器裝置，自上述處理裝置或上述收納裝置接收與上述搬送目的地相關的資訊且朝該搬送目的地移動，並使上述操縱器本體部連結於上述收納裝置，當藉由上述操縱器裝置完成對被收納於上述收納部的上述對象物之取出時，該操縱器裝置解除上述操縱器本體部與上述收納裝置之連結。
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