WO2024057360A1 - ロボット装置 - Google Patents
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
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- B25J13/00—Controls for manipulators
Definitions
- the present invention relates to a robot device that can change at least one of its position and orientation.
- robots are being used in a variety of environments. Due to improved safety, robots can now be mounted on push carts or AGVs (Automated Guided Vehicles), instead of being fixed to the floor, allowing them to be moved where and when needed. , has been used (for example, Patent Document 1).
- AGVs Automated Guided Vehicles
- a robot device includes a robot arm mechanism placed on a pedestal, and a control device that controls the robot arm mechanism to execute a predetermined task.
- a controller controls the robot arm mechanism to move the pedestal.
- FIG. 1 is a diagram showing a robot system according to a first embodiment.
- FIG. 2 is a hardware configuration diagram of the control device in FIG. 1.
- FIG. 3 is a functional block diagram of the control device of FIG. 1.
- FIG. 4 is a diagram showing a robot system according to a first modification of the first embodiment.
- FIG. 5 is a diagram showing a robot system according to a second modification of the first embodiment.
- FIG. 6 is a diagram showing a robot system according to a third modification of the first embodiment.
- FIG. 7 is a diagram showing a robot system according to the second embodiment.
- FIG. 8 is a diagram showing a robot system according to a modification of the second embodiment.
- FIG. 9 is a diagram showing a robot system according to the third embodiment.
- FIG. 10 is a diagram showing a robot system according to the fourth embodiment.
- One feature of the robot system according to this embodiment is that a robot arm mechanism is mounted on a movable pedestal, and the pedestal is moved by the operation of the robot arm mechanism. Since the robot arm mechanism is mounted on the pedestal, the robot arm mechanism is moved together with the pedestal. Since the robot arm mechanism functions as a drive source for driving the movement of the pedestal, there is no need to provide a separate drive source for driving the movement of the pedestal. In addition, since the robot arm mechanism used to execute a predetermined task is also used to move the pedestal, there is no need to equip a dedicated hand for moving the pedestal, which reduces the size of the hands and reduces costs.
- the robot system 1 includes a robot device 10 and a cart 50.
- the robot device 10 includes a robot arm mechanism 20 and a control device 40 that controls the robot arm mechanism 20.
- the robot arm mechanism 20 is mounted on a trolley 50 as a movable base.
- the robot arm mechanism 20 has a plurality of joints 21 , 22 , 23 , 24 , 25 , and 26 .
- each of the joints 21, 22, 23, 24, 25, and 26 includes a motor as a drive source for driving the joint, and an encoder that detects the rotational position of the motor.
- the robot arm mechanism 20 is equipped with a force sensor 29.
- the force sensor 29 is provided in at least one of the plurality of joints 21, 22, 23, 24, 25, and 26.
- the output of the force sensor 29 is sequentially input to the control device 40.
- the output of the force sensor 29 is used to detect a collision of the trolley 50 with an obstacle. Therefore, the type of sensor is not limited to a force sensor as long as the sensor output can be used for collision detection.
- a torque sensor, an acceleration sensor, etc. can be used instead of the force sensor 29, a torque sensor, an acceleration sensor, etc.
- the robot arm mechanism 20 has a hand 30 suitable for performing a predetermined task.
- the robot arm mechanism 20 is equipped with a hand 30 having a pair of fingers 31 that can be opened and closed and is suitable for picking workpieces.
- the trolley 50 is equipped with four wheels 51 on the front, rear, left and right sides of the lower part of a rectangular parallelepiped base frame 52.
- the trolley 50 is not self-propelled and does not have a drive device for driving the wheels 51 or a control device for controlling the operation of the wheels.
- the robot arm mechanism 20 is fixed to the upper surface of the base frame 52.
- a control device 40 that controls the robot arm mechanism 20 is housed inside a base frame 52 of the trolley 50.
- the control device 40 is configured by connecting hardware such as a communication device 42 and a storage device 43 to a processor 41 such as a CPU.
- the communication device 42 controls data transmission and reception with the robot device 10.
- the storage device 43 is provided by an HDD, SSD, or the like.
- the storage device 43 stores a task program for causing the robot arm mechanism 20 to execute a predetermined task, and a movement program for moving the cart 50 on which the robot arm mechanism 20 is mounted to a predetermined position and direction. There is.
- the teaching position of the hand reference point, the teaching posture, the movement command, etc. are described according to the procedure.
- the control device 40 By executing the movement program stored in the storage device 43 by the processor 41, the control device 40 functions as a robot control section 45, a data reception section 46, a storage section 47, and a collision detection section 48, and moves the cart 50.
- the robot arm mechanism 20 is controlled for movement.
- the robot control unit 45 includes a servo motor that drives each joint 21, 22, 23, 24, 25, and 26 of the robot arm mechanism 20 based on movement position commands and opening/closing operation commands for the hand 30 specified in the movement program.
- a current is supplied to the servo motor that drives the hand 30.
- the servo motor is driven and rotated by current supplied from the control device 40.
- the robot arm mechanism 20 executes the operation specified in the movement program. Specifically, in order to move the hand 30 to a gripping position where the wheel 51 is placed between the pair of fingers 31, the joints 21, 22, 23, 24, 25, and 26 are driven. Next, the hand 30 is driven to grip the wheel 51 with the pair of fingers 31.
- each joint 21, 22, 23, 24, 25, 26 is driven to move the hand 30 from the gripping position along the circumferential direction of the wheel 51 while gripping the wheel 51 with the pair of fingers 31. be done.
- the robot arm mechanism 20 can be moved together with the cart 50.
- the data receiving unit 46 receives output data from the force sensor 29 mounted on the robot arm mechanism 20.
- the output data of the force sensor received by the data receiving section 46 is stored in the storage section 47 .
- the collision detection unit 48 detects that the trolley 50 has collided with an obstacle based on the output of the force sensor 29 installed in the robot arm mechanism 20. For example, the collision detection unit 48 calculates a load based on the output of the force sensor 29 when the trolley 50 is moved without an obstacle, holds it as a reference load, and calculates the load when the trolley 50 is actually moved. The difference between the load and the reference load based on the output of the force sensor 29 when the vehicle is moving is calculated, and when the difference is larger than a threshold value, it is detected that the trolley 50 has collided with an obstacle. Since the collision of the cart 50 can be detected using the existing force sensor 29 of the robot arm mechanism 20, there is no need to provide a sensor for collision detection on the cart 50, so the existing cart 50 can be used. This contributes to cost reduction.
- the robot arm mechanism 20 is mounted on the movable cart 50, and the pair of fingers 31 of the robot arm mechanism 20
- the wheels 51 of the trolley 50 can be rotated by directly grasping the wheels 51 and moving them along the circumferential direction. Thereby, the robot arm mechanism 20 can be moved together with the trolley 50. Since the movement of the cart 50 is driven by the robot arm mechanism 20, the cart 50 does not need to be self-propelled, and an existing cart can be used.
- the robot arm mechanism 20 has the hand 30 that can grip the wheels 51, there is no need to equip a special device or mechanism just for moving the cart 50, and All you need to do is prepare a travel program. In this way, an existing trolley 50 can be used, and furthermore, there is no need for the robot arm mechanism 20 to be equipped with dedicated hardware for moving the trolley 50.
- the robot system 1 it is possible to detect that the cart 50 has collided with an obstacle based on the output of the force sensor 29 provided in the robot arm mechanism 20. Since the collision of the trolley 50 can be detected using the sensor already mounted on the robot arm mechanism 20, there is no need for the trolley 50 to be equipped with a sensor for collision detection, and the robot arm mechanism also has a sensor for collision detection. There is no need to equip new equipment. In this way, according to the robot system 1 according to the first embodiment, it is possible to configure a system that can move the robot arm mechanism 20 at a lower cost than a system including an AGV.
- the robot arm mechanism 20 only performs the operation of gripping and rotating the wheels 51 of the trolley 50, but the operation by the robot arm mechanism 20 is not limited to this.
- the control device 40 may perform an operation to release the locking mechanism when starting the movement of the trolley 50 and when stopping the movement of the trolley 50.
- the robot arm mechanism 20 may be controlled to perform the locking operation.
- the robot system 1 may include a detection device such as a sensor for detecting the position of the trolley 50, and the control device 40 controls the robot arm mechanism 20 based on the output of the sensor. do.
- a detection device such as a sensor for detecting the position of the trolley 50
- the control device 40 controls the robot arm mechanism 20 based on the output of the sensor. do.
- a camera, a light sensor, etc. can be used as the detection device. If the robot arm mechanism 20 is equipped with a wrist camera or the like, the output of the camera can be used as a sensor for detecting the position of the cart 50.
- FIG. 4 shows a robot system 2 according to a first modification of the first embodiment.
- the second modification differs from the first embodiment in the structure of the cart on which the robot arm mechanism 20 is mounted. Along with this, the operation control of the robot arm mechanism 20 for moving the cart is also different from the first embodiment.
- the cart 60 includes a rotating member 54, a handle 53 for rotating the rotating member 54, and a transmission mechanism 55 for transmitting the rotational force of the rotating member 54 to the wheels 51. It is something. Controller 40 controls robot arm mechanism 20 to rotate handle 53. When the handle 53 is rotated by the robot arm mechanism 20 , the rotational force is transmitted to the wheels 51 via the transmission mechanism 55 , thereby rotating the wheels 51 of the cart 60 and moving the robot arm mechanism 20 together with the cart 50 . It can be moved.
- the robot arm mechanism 20 directly grips the wheels 51 that roll on the floor.
- a dedicated handle 53 for operating the wheels 51 is held by the robot arm mechanism 20. Therefore, from a hygienic standpoint, the robot system 2 according to the first modification shown in FIG. 4 can be said to be superior to the robot system 1 according to the first embodiment shown in FIG. 1.
- only the handle 53, the rotating member 54, and the transmission mechanism 55 are added to the existing truck 50. Therefore, even considering the modification cost of the existing trolley 50, the robot system 2 according to the first modification constitutes a system that can move the robot arm mechanism 20 at a lower cost than a system including an AGV. can do.
- FIG. 5 shows a robot system 3 according to a second modification of the first embodiment.
- the robot system 3 according to the second modification employs a double-arm robot arm mechanism 70 as a robot arm mechanism mounted on a trolley 50.
- the dual-arm robot arm mechanism 70 has a pair of arms 71 and 72 whose movements can be controlled independently.
- Each of the pair of arms 71 and 72 is equipped with a hand 30 having a pair of fingers 31.
- the control device 40 controls the robot arm mechanism 70 to rotate the pair of wheels 51 of the truck 50 using a pair of arms 71 and 72 . Thereby, the robot arm mechanism 70 can be moved together with the trolley 50.
- the robot system 3 in the second modified example can be said to be superior to the robot system 1 according to the first embodiment.
- FIG. 6 shows a robot system 4 according to a third modification of the first embodiment.
- the third modification differs from the first embodiment in the operation control of the robot arm mechanism 20 for moving the cart.
- the cart 80 is provided with a storage section 81 that accommodates a bar 82, and the bar can be inserted into the floor on which the cart 80 runs.
- a plurality of depressions 85 are formed along the moving path of the cart.
- the control device 40 controls the robot arm mechanism 20 to move the cart 80. Specifically, the joints 21, 22, 23, 24, 25, 26 and the hand 30 are driven to grip and take out the bar 82 housed in the housing section 81 of the cart 80 with the pair of fingers 31. (See Figure 6(a)).
- the joints 21, 22, 23, 24, 25, and 26 are driven to insert the bar 82 into the recess 85 made in the floor while the pair of fingers 31 grip the bar 82. (See FIG. 6(b)).
- the joints 21, 22, 23, 24, 25, and 26 are driven to move the hand 30 toward the cart 80.
- the bar 82 held by the robot arm mechanism 20 is inserted into the recess 85, the hand side of the robot arm mechanism 20 is fixed to the floor, and the base side of the robot arm mechanism 20 is fixed.
- the trolley 80 is movable. Therefore, the cart 80 is pulled toward the hand 30 of the robot arm mechanism 20 (see FIG. 6(c)).
- each joint 21, 22, 23, 24, 25, 26 of the robot arm mechanism 20 is driven with the bar 82 gripped by the robot arm mechanism 20 inserted into the recess 85 made in the floor.
- the cart 80 can be pulled toward the recess 85, and the robot arm mechanism 20 can be moved together with the cart.
- the robot arm mechanism 20 can be moved together with the trolley 80 toward the depression 85, so the movement trajectory is not limited to a linear trajectory. Therefore, with the configuration shown in FIG. 6, the robot arm mechanism 20 can be moved along a curve along with the cart 80 even when the dual-arm robot arm mechanism 70 as shown in FIG. 4 is not used.
- the bar 82 is not gripped by the robot arm mechanism 20, but is formed integrally with the robot arm mechanism 20 or attached to the robot arm mechanism 20. It may be attached. In other words, even if the robot arm mechanism 20 does not have a gripping function or suction function and cannot grip or suction the bar 82, the robot arm mechanism 20 shown in FIG. The robot arm mechanism 20 can be moved together with the cart 80 by the operation control. Since the robot system 4 according to the third modification shown in FIG. 6 does not limit the type of hand 30, it can be said to have a wider range of application than the robot systems shown in FIGS. 1, 4, and 5.
- the protrusion may be provided at a position that does not interfere with the normal operation of the robot arm mechanism 20.
- a recess 85 is made in the floor on which the cart 80 travels, but it is not necessary that the recess 85 is provided in the floor. It is sufficient if a recess 85 for insertion is provided.
- the robot system 4 is equivalent to the robot system 1 according to the first embodiment.
- the wheel 51, the handle 53, or the bar 82 is grasped using the opening/closing motion of the hand 30.
- the operation of the hand 30 used is not limited to opening and closing operations.
- the suction action of the hand 30 can be used.
- the robot device 10 shown in FIGS. 1 and 4 uses suction operation
- each joint portion 21, 22, 23 of the robot arm mechanism 20 is , 24, 25, and 26, the wheels 51 can be rotated and the robot arm mechanism 20 can be moved together with the cart 50.
- the robot arm mechanism 20 can be moved together with the cart 80 by inserting the suctioned bar 82 into the recess 85.
- the operation of the robot arm mechanism and the widely used existing hand Since the cart can be moved using the gripping action or suction action, there is no need to have a large-scale device or structure just for moving the cart, and the movement of the robot arm mechanism 20 can be realized in the same way as an AGV.
- a robot system including a trolley can be constructed at a lower cost than a system including an AGV.
- the robot arm mechanism 20 is mounted on the trolley 50, but the mechanism on which the robot arm mechanism 20 is mounted is not limited to the trolley 50 as long as the robot arm mechanism 20 can be moved. .
- FIG. 7 shows a robot system 5 according to the second embodiment.
- the robot arm mechanism 20 is mounted on a slider mechanism.
- a rail 9191 is laid in the movement range of the robot arm mechanism 20, and the robot arm mechanism 20 is mounted on a pedestal 92 that is movable with respect to the rail 91.
- the rail 91 and the pedestal 92 constitute a slider mechanism.
- a rack 93 which is a rod-shaped or plate-shaped gear, is attached to the rail 91.
- a pinion gear 94 which is a circular gear, is meshed with the rack 93.
- a handle 95 for rotating the pinion gear 94 is attached to the pinion gear 94.
- Controller 40 controls robot arm mechanism 20 to rotate handle 95.
- the pinion gear 94 rotates in one direction on the rack 93.
- the hand 30 side of the robot arm mechanism 20 is fixed to the pinion gear 94, and the pedestal 92, to which the base side of the robot arm mechanism 20 is fixed, is movable along the rail 91.
- the rack 93 is attached parallel to the rail 91. That is, by rotating the handle 95 in the robot arm mechanism 20, the pinion gear 94 moves in one direction along the rack 93, and due to the movement of the pinion gear 94, the robot arm mechanism 20 moves along the rail 91 together with the pedestal 92. can be moved in one direction.
- the robot system according to the second embodiment provides the same effects as the first embodiment. That is, since the movement of the pedestal 92 is driven by the rotational operation of the pinion gear 94 by the robot arm mechanism 20, there is no need for a drive source for driving the movement of the pedestal 92 or a control device for controlling the movement of the pedestal 92. . Further, since the rotation operation of the pinion gear 94 by the robot arm mechanism 20 is realized by the opening/closing operation of the hand 30 provided in the existing robot arm mechanism 20 and the rotation operation of each joint, a special operation only for moving the pedestal 92 is performed. There is no need to equip any mechanism or device, and it is only necessary to prepare a rotation program for rotating the pinion gear 94.
- the robot system according to the second embodiment can utilize an existing slider mechanism, and furthermore, there is no need for the robot arm mechanism 20 to be equipped with a dedicated mechanism or device for moving the pedestal 92 of the slider mechanism. 5 can configure a system that can move the robot arm mechanism 20 at a lower cost than a system including an AGV.
- FIG. 8 shows a robot system 6 according to a modification of the second embodiment.
- a wall 96 is provided as a structure at a position close to the rail 91 instead of the rack 93 and pinion gear 94 in the second embodiment.
- the wall 96 is orthogonal to the rail 91, and the hand reference point (for example, a pair of is located within the movable range of the opening/closing center position of the finger.
- the controller 40 controls the robot arm mechanism 20 to move the pedestal 92 using the wall 96. Specifically, each joint 21 , 22 , 23 , 24 , 25 , 26 is driven to bring the hand 30 of the robot arm mechanism 20 into contact with the wall 96 .
- the joints 21, 22, 23, 24, 25, and 26 are driven to move the hand 30 along the rail 91 toward the wall 96.
- the hand 30 side of the robot arm mechanism 20 is fixed to the wall 96, and the base side of the robot arm mechanism 20, that is, the pedestal 92 on which the robot arm mechanism 20 is mounted, is movable along the rail 91. Therefore, by driving each joint 21 , 22 , 23 , 24 , 25 , 26 in order to move the hand 30 in the direction toward the wall 96 along the rail 91 , the robot arm mechanism 20 moves away from the wall 96 . can be moved together with the pedestal 92.
- the structure is not limited to the wall 96, but can be any structure that is fixed relative to the installation surface and that can be pushed by the robot arm mechanism 20. Further, there may be a plurality of structures, and they may not be of the same type.
- the robot system 6 according to the modification of the second embodiment provides the same effects as the second embodiment. That is, it is only necessary to place the structure 96 fixed to the floor near the rail 91, and the existing slider mechanism can be used, and furthermore, the robot device moves the base 92 of the slider mechanism. There is no need to equip a dedicated mechanism or device for this purpose. Therefore, the robot system 6 according to the modification of the second embodiment can configure a system that can move the robot arm mechanism 20 at a lower cost than a system including an AGV.
- FIG. 9 shows a robot system 7 according to the third embodiment.
- the robot arm mechanism 20 is mounted on a rotary table 100. Specifically, as shown in FIG. 9, the robot arm mechanism 20 is fixed at the rotation center position of the rotary table 100 or at a position offset from the rotation center. When fixed at a position offset from the rotation center of the rotary table 100, the robot arm mechanism 20 becomes movable along a circular orbit.
- a handle 101 is provided on the installation surface on which the rotary table 100 is installed.
- the control device 40 controls the robot arm mechanism 20 to rotate the rotary table 100. Specifically, each joint 21 , 22 , 23 , 24 , 25 , 26 and the hand 30 are driven to grip the handle 101 with the pair of fingers 31 .
- the joints 21, 22, 23, 24, 25, and 26 are driven to move the hand 30 along the circumferential direction of the rotary table 100.
- the hand side of the robot arm mechanism 20 is fixed to the handle 101, and the rotary table 100 to which the base side of the robot arm mechanism 20 is fixed is rotatable. It can be rotated in the opposite direction. Thereby, at least one of the position and orientation of the robot arm mechanism 20 mounted on the rotary table 100 can be changed.
- the hand side of the robot arm mechanism 20 is fixed to the floor by gripping the handle 101 with the robot arm mechanism 20, but if the hand side of the robot arm mechanism 20 can be fixed to the floor.
- the method is not limited to this.
- the hand side of the robot arm mechanism 20 may be fixed to the floor by bringing the hand of the robot arm mechanism 20 into contact with the floor.
- the robot system 7 provides the same effects as the first embodiment. That is, since the movement of the rotary table 100 is driven by the operation of the robot arm mechanism 20, there is no need for a drive source for driving the movement of the rotary table 100 or a control device for controlling the movement of the rotary table 100. Further, the gripping operation of the handle 101 by the robot arm mechanism 20 can be realized by the opening/closing operation of the hand 30 included in the existing robot arm mechanism 20 and the rotation operation of each joint. Therefore, the robot arm mechanism 20 does not need to be equipped with a special mechanism or device just for moving the rotary table 100, and only needs to prepare a rotation program for rotating the rotary table 100.
- the robot system 7 according to the third embodiment can use the existing rotary table 100, and furthermore, there is no need to equip the robot arm mechanism 20 with a special mechanism or device for rotating the rotary table 100. It is possible to configure a system that can move the robot arm mechanism 20 at a lower cost than a system including an AGV.
- FIG. 10 shows a robot system 8 according to a fourth embodiment.
- the robot arm mechanism 20 is mounted on a tiltable pedestal 110.
- the pedestal 110 has a base plate 111 fixed to an installation surface, a fixed plate 112 to which the robot arm mechanism 20 is fixed, and a tilting mechanism 113 that tilts the fixed plate 112 with respect to the base plate 111.
- a handle 115 is provided on the installation surface on which the pedestal 110 is installed.
- the controller 40 controls the robot arm mechanism 20 to tilt the pedestal 110. Specifically, the joints 21, 22, 23, 24, 25, 26 and the hand 30 are driven to grip the handle 115 on the installation surface with the pair of fingers 31. Next, the joints 21, 22, 23, 24, 25, and 26 are driven to move the hand 30 in the lifting direction.
- the pedestal 110 cannot be tilted toward the hand 30. can. Thereby, the inclination of the robot arm mechanism 20 mounted on the pedestal 110 with respect to the installation surface can be changed.
- the robot system 8 provides the same effects as the first embodiment. That is, since the inclination angle of the pedestal 110 can be changed by the operation of the robot arm mechanism 20, a drive source for driving the inclination movement of the pedestal 110 and a control device for controlling the inclination angle of the pedestal 110 are not required. . Further, the gripping operation of the handle 115 by the robot arm mechanism 20 can be realized by the opening/closing operation of the hand 30 provided in the existing robot arm mechanism 20 and the rotation operation of each joint. Therefore, the robot arm mechanism 20 does not need to be equipped with a special mechanism or device just for changing the inclination angle of the pedestal 110, and only needs to prepare a tilting program for inclining the pedestal 110.
- the existing pedestal 92 having a tilting mechanism can be used, and furthermore, there is no need for the robot device to be equipped with a dedicated mechanism or device for changing the tilt angle of the pedestal 110.
- the robot system 8 can configure a system that can move the robot arm mechanism 20 at a lower cost than a system including an AGV.
- the robot device 10 includes a robot arm mechanism 20 placed on a pedestal, and a control device 40 that controls the robot arm mechanism 20 to execute a predetermined task.
- the robot arm mechanism 20 is controlled for movement.
- the pedestal 50 described in Appendix 1 has a plurality of wheels 51, and the control device 40 controls the robot arm mechanism 20 to rotate the wheels 51.
- the control device 40 described in Appendix 2 controls the robot arm mechanism 20 so that the hand 30 of the robot arm mechanism 20 directly grips and rotates the wheel 51 .
- the control device 40 described in Appendix 2 controls the robot arm mechanism 20 so that the hand 30 of the robot arm mechanism 20 grips and operates the handle 53 for rotating the wheel 51.
- the robot arm mechanism 70 described in Supplementary Note 2 has two arms 71 and 72 whose movements can be individually controlled, and the control device 40 controls two wheels 51 among the plurality of wheels 51 to be connected to the two arms 71 and 72.
- the robot arm mechanism 70 is controlled to rotate the robot arm mechanism 70 individually.
- the control device 40 described in Appendix 2 grips a member 82 with the hand 30 of the robot arm mechanism 20, inserts the gripped member 82 into a recess 85 provided on the moving path of the cart 80, and controls the robot arm mechanism 20.
- the robot arm mechanism 20 is controlled in order to draw the base side of the robot arm mechanism 20 together with the pedestal 80 toward the hand 30.
- the pedestal 92 described in Appendix 1 is provided movably along the rail 91, and the control device 40 uses a robot arm to rotate a pinion gear 94 meshed with a rack 93 disposed along the rail 91.
- the mechanism 20 is controlled.
- the pedestal 92 described in Appendix 1 is provided movably along the rail 91, and the control device 40 pushes the structure 96 provided close to the rail 91 with the hand 30 of the robot arm mechanism 20, and the pedestal 92
- the robot arm mechanism 20 is controlled to move the robot in a direction away from the structure 96.
- Appendix 9 The pedestal 100 described in Appendix 1 is movable along a circular trajectory centered on an axis perpendicular to the installation surface, and the control device 40 controls the robot arm mechanism 20 to move the pedestal 100.
- Appendix 10 The pedestal 110 described in Appendix 1 is tiltable with respect to the installation surface, and the control device 40 controls the robot arm mechanism 20 to tilt the pedestal 110.
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Abstract
目的は、ＡＧＶなどの大がかりな設備を導入することなく、ロボットの位置及び向きのうち少なくとも一方を変化させることができる技術を提案することにある。本開示の一態様に係るロボット装置１０は、台座５０上に載置されるロボットアーム機構２０と、所定のタスクを実行させるために、ロボットアーム機構２０を制御する制御装置４０と、を具備する。制御装置４０は、台座５０を移動させるためにロボットアーム機構２０を制御する。
Description
本発明は、位置及び向きのうち少なくとも一方を変化させることができるロボット装置に関する。
近年の技術進化に伴い、ロボットは様々な環境で使用されている。ロボットは、その安全性の向上により、従来の床に固定して使用する方法以外に、手押し台車やＡＧＶ（Automated Guided Vehicle：無人搬送車）に搭載可能となり、必要な場所で必要な時に移動され、使用されている（例えば、特許文献１）。
しかしながら、手押し台車による移動方式の場合、作業員が台車を動かす必要があるため、ロボットの移動頻度が高いような場合、作業員が常時ロボットの傍にいる必要があるため、ロボットを導入することによる作業員の数を少なくできるという効果が低下してしまう。一方、ＡＧＶによる移動方式の場合、手押し台車のように作業員による操作が不要であるが、ＡＧＶを構成する制御装置、駆動装置などが必要となるため、全体として高価な設備となるため、費用対効果の関係上、ＡＧＶを導入できる作業が限定される。
そのため、大がかりな設備を導入することなく、ロボットの位置及び向きのうち少なくとも一方を変化させることができる技術が望まれている。
本開示に係るロボット装置は、台座上に載置されるロボットアーム機構と、所定のタスクを実行させるために、ロボットアーム機構を制御する制御装置と、を具備する。制御装置は、台座を移動させるためにロボットアーム機構を制御する。
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態に係るロボットシステムを説明する。以下の説明において、略同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。
本実施形態に係るロボットシステムの１つの特徴は、移動可能な台座の上にロボットアーム機構を搭載し、ロボットアーム機構の動作により台座を移動させることにある。台座にはロボットアーム機構が搭載されるため、ロボットアーム機構は台座とともに移動される。ロボットアーム機構が台座の移動を駆動する駆動源として機能するため、台座の移動を駆動するための駆動源を別途設ける必要がない。しかも、所定のタスクを実行するためのロボットアーム機構を台座の移動に兼用するため、台座を移動させるための専用のハンドを装備する必要がなく、手先の大型化とともにコストも抑制できる。
図１に示すように、第１実施形態に係るロボットシステム１は、ロボット装置１０と台車５０とを有する。ロボット装置１０は、ロボットアーム機構２０とロボットアーム機構２０を制御する制御装置４０とを有する。ロボットアーム機構２０は移動可能な台座として台車５０に搭載される。ロボットアーム機構２０は、複数の関節部２１，２２，２３，２４，２５、２６を有する。例えば、関節部２１，２２，２３，２４，２５、２６各々は、関節部を駆動するための駆動源としてのモータと、モータの回転位置を検出するエンコーダとを有する。また、ロボットアーム機構２０は、力覚センサ２９を装備する。例えば、力覚センサ２９は、複数の関節部２１，２２，２３，２４，２５、２６のうち少なくとも一つに設けられる。力覚センサ２９の出力は制御装置４０に逐次入力される。第１実施形態において、力覚センサ２９の出力は、台車５０の障害物への衝突検知に利用される。したがって、センサ出力を衝突検知に利用できるのであれば、そのセンサの種類は力覚センサに限定されない。例えば、力覚センサ２９に代わって、トルクセンサ、加速度センサ等を使用することができる。
ロボットアーム機構２０は、所定のタスクを実行するために適したハンド３０を有する。第１実施形態では、ロボットアーム機構２０は、ワークのピッキング作業に適した、開閉自在な一対のフィンガ３１を有するハンド３０を装備しているものとする。
台車５０は、直方体をなすベースフレーム５２の下部にその前後左右に４つの車輪５１が装備されてなる。台車５０は、自走式ではなく、車輪５１を駆動する駆動装置や車輪の動作を制御する制御装置等を有さない。ロボットアーム機構２０はベースフレーム５２の上面に固定されている。ロボットアーム機構２０を制御する制御装置４０は、台車５０のベースフレーム５２の内部に収容されている。
図２に示すように、制御装置４０は、ＣＰＵ等のプロセッサ４１に対して、通信装置４２、及び記憶装置４３などのハードウェアが接続されて構成される。通信装置４２は、ロボット装置１０との間のデータの送受信を制御する。記憶装置４３は、ＨＤＤ、ＳＳＤ等により提供される。記憶装置４３には、ロボットアーム機構２０に所定のタスクを実行させるためのタスクプログラムと、ロボットアーム機構２０を搭載した台車５０を所定の位置及び向きに移動させるための移動プログラムとが記憶されている。タスクプログラム及び移動プログラムには、手先基準点の教示位置、教示姿勢、動作指令等が手順に従って記述されている。
記憶装置４３に記憶されている移動プログラムがプロセッサ４１により実行されることで、制御装置４０は、ロボット制御部４５、データ受信部４６、記憶部４７、衝突検知部４８として機能し、台車５０を移動させるためにロボットアーム機構２０を制御する。
ロボット制御部４５は、移動プログラムで規定された移動位置指令やハンド３０の開閉動作指令に基づき、ロボットアーム機構２０の各関節部２１，２２，２３，２４，２５，２６を駆動するサーボモータとハンド３０を駆動するサーボモータに電流を供給する。サーボモータは制御装置４０から供給された電流により駆動し、回転する。それにより、ロボットアーム機構２０は移動プログラムで規定された動作を実行する。具体的には、一対のフィンガ３１の間に車輪５１が配置される把持位置にハンド３０を移動させるために、各関節部２１，２２，２３，２４，２５，２６が駆動される。次に、一対のフィンガ３１で車輪５１を把持するためにハンド３０が駆動される。そして、一対のフィンガ３１で車輪５１を把持した状態で、ハンド３０を把持位置から車輪５１の円周方向に沿って移動させるために各関節部２１，２２，２３，２４，２５，２６が駆動される。これらの動作をロボットアーム機構２０に繰り返し実行させることで、ロボットアーム機構２０を台車５０とともに移動させることができる。
データ受信部４６は、ロボットアーム機構２０に搭載された力覚センサ２９の出力データを受信する。データ受信部４６により受信された力覚センサの出力データは記憶部４７に記憶される。
衝突検知部４８は、ロボットアーム機構２０に装備された力覚センサ２９の出力に基づいて、台車５０が障害物に衝突したことを検出する。衝突検知部４８は、例えば、障害物がない状態で台車５０を移動させたときの力覚センサ２９の出力に基づく負荷を計算して基準負荷として保持しておき、実際に台車５０を移動させているときの力覚センサ２９の出力に基づく負荷の基準負荷に対する差分を計算し、差分が閾値よりも大きいときに、台車５０が障害物に衝突したと検知する。ロボットアーム機構２０の既存の力覚センサ２９を利用して、台車５０の衝突を検知することができるため、台車５０に衝突検知用のセンサを設ける必要がないため、既存の台車５０を利用することができ、コスト抑制に寄与する。
図１乃至図３を参照して説明した第１実施形態に係るロボットシステム１によれば、移動可能な台車５０にロボットアーム機構２０を搭載し、ロボットアーム機構２０の一対のフィンガ３１で台車５０の車輪５１を直接把持し、円周方向に沿って移動させることで、台車５０の車輪５１を回転させることができる。それにより、ロボットアーム機構２０を、台車５０とともに移動させることができる。台車５０の移動が、ロボットアーム機構２０により駆動されるため、台車５０は自走式である必要はなく、既存の台車を利用することができる。
また、車輪５１を掴むことができるようなハンド３０を有するロボットアーム機構２０であれば、台車５０を移動させるためだけの特別な装置、機構を装備する必要がなく、台車５０を移動させるための移動プログラムを用意するだけでよい。このように、既存の台車５０を使用することができ、さらに、ロボットアーム機構２０が台車５０を移動させるための専用のハードウェアを装備する必要がない。
さらに、第１実施形態に係るロボットシステム１では、ロボットアーム機構２０に装備されている力覚センサ２９の出力に基づいて、台車５０が障害物に衝突したことを検知することができる。既にロボットアーム機構２０に搭載されているセンサを利用して、台車５０の衝突を検知できることから、台車５０が衝突検知用のセンサを装備する必要はなく、また、ロボットアーム機構も衝突検知用の装置を新たに装備する必要もない。このように、第１実施形態に係るロボットシステム１によれば、ＡＧＶを含むシステムに比べて抑えたコストでロボットアーム機構２０を移動させることができるシステムを構成することができる。
なお、第１実施形態では、ロボットアーム機構２０は、台車５０の車輪５１を把持して回転させる動作を実行するだけであったが、ロボットアーム機構２０による動作はこれだけに限定されない。例えば、台車５０が車輪５１の回転をロックする機構を有するのであれば、制御装置４０は、台車５０の移動を開始するとき及び台車５０の移動を停止するときに、ロック機構を解除する動作及びロックする動作を実行させるために、ロボットアーム機構２０を制御してもよい。
また、第１実施形態に係るロボットシステム１は、台車５０の位置を検出するためのセンサ等の検出装置を備えてもよく、制御装置４０はセンサの出力に基づいて、ロボットアーム機構２０を制御する。例えば、検出装置として、カメラ、光センサ等を利用することができる。ロボットアーム機構２０に手首カメラ等が装備されているのであれば、当該カメラの出力を台車５０の位置を検出するセンサとして利用することができる。
図４は、第１実施形態の第１変形例に係るロボットシステム２を示している。第２変形例は、ロボットアーム機構２０が搭載される台車の構造が、第１実施形態と異なる。これに伴って、台車を移動させるためのロボットアーム機構２０の動作制御も第１実施形態と異なる。
図４に示すように、台車６０は、台車５０に回転部材５４と、回転部材５４を回転させるためのハンドル５３と、回転部材５４の回転力を車輪５１に伝達する伝達機構５５とを追加したものである。制御装置４０は、ハンドル５３を回転させるためにロボットアーム機構２０を制御する。ロボットアーム機構２０によりハンドル５３が回転操作されることで、その回転力が伝達機構５５を介して車輪５１に伝達され、それにより台車６０の車輪５１が回転し、ロボットアーム機構２０を台車５０とともに移動させることができる。
図１に示す第１実施形態のロボットシステム１では、ロボットアーム機構２０により床を転がる車輪５１が直接的に把持される。一方、図４に示す第１変形例のロボットシステム２では、車輪５１を操作するための専用のハンドル５３がロボットアーム機構２０により把持される。したがって、衛生的な観点でいえば、図４に示す第１変形例に係るロボットシステム２は、図１に示す第１実施形態に係るロボットシステム１に比べて優位であるといえる。また、既存の台車５０に対してハンドル５３、回転部材５４及び伝達機構５５を追加するだけである。したがって、既存の台車５０の改造コストを考慮しても、第１変形例に係るロボットシステム２は、ＡＧＶを含むシステムに比べて抑えたコストでロボットアーム機構２０を移動させることができるシステムを構成することができる。
図５は、第１実施形態の第２変形例に係るロボットシステム３を示している。図５に示すように、第２変形例に係るロボットシステム３は、台車５０に搭載されるロボットアーム機構として双腕型のロボットアーム機構７０を採用したものである。双腕型のロボットアーム機構７０は、独立して動作制御可能な一対のアーム７１，７２を有する。一対のアーム７１，７２各々には一対のフィンガ３１を有するハンド３０が装備されている。制御装置４０は、一対のアーム７１，７２で、台車５０の一対の車輪５１を回転させるためにロボットアーム機構７０を制御する。それにより、ロボットアーム機構７０を台車５０とともに移動させることができる。なお、台車５０の一対の車輪５１の回転速度が異なるように回転させるためにロボットアーム機構７０を制御することで、台車５０を曲線的に移動させることができる。これは、双腕型のロボットアーム機構７０で台車５０を移動させることの大きなメリットである。したがって、移動範囲の拡大という観点では、第２変形例におけるロボットシステム３は、第１実施形態に係るロボットシステム１よりも優位であるといえる。
図６は、第１実施形態の第３変形例に係るロボットシステム４を示している。第３変形例は、台車を移動させるためのロボットアーム機構２０の動作制御が第１実施形態と異なる。図６に示すように、第３変形例に係るロボットシステム４では、台車８０には棒材８２を収容する収容部８１が設けられ、台車８０が走行する床には棒材を挿し込むことができる複数の窪み８５が台車の移動経路に沿ってあけられている。制御装置４０は、台車８０を移動させるためにロボットアーム機構２０を制御する。具体的には、一対のフィンガ３１で台車８０の収容部８１に収容された棒材８２を把持し、取り出すために各関節部２１，２２，２３，２４，２５，２６及びハンド３０が駆動される（図６（ａ）参照）。次に、一対のフィンガ３１で棒材８２を把持した状態で棒材８２を床にあけられた窪み８５に挿し込むために各関節部２１，２２，２３，２４，２５，２６が駆動される（図６（ｂ）参照）。次に、ハンド３０を台車８０側に移動させるために各関節部２１，２２，２３，２４，２５，２６が駆動される。このとき、ロボットアーム機構２０に把持された棒材８２が窪み８５に挿し込まれているため、ロボットアーム機構２０のハンド側が床に対して固定され、ロボットアーム機構２０のベース側が固定されている台車８０は移動自在である。そのため、ロボットアーム機構２０のハンド３０に向かって台車８０が引き寄せられる（図６（ｃ）参照）。このように、ロボットアーム機構２０で把持した棒材８２を床にあけられた窪み８５に挿し込んだ状態でロボットアーム機構２０の各関節部２１，２２，２３，２４，２５，２６を駆動することで、窪み８５に向かって台車８０を引き寄せることができ、ロボットアーム機構２０を台車とともに移動させることができる。
図６に示す第３変形例に係るロボットシステム４によれば、窪み８５に向けてロボットアーム機構２０を台車８０とともに移動させることができるため、その移動軌道は直線軌道に限定されない。したがって、図６に示す構成であれば、図４で示したような双腕型のロボットアーム機構７０を使用しない場合でも、ロボットアーム機構２０を台車８０とともに曲線的にも移動させることができる。
また、窪み８５に棒材８２を挿し込めればよいため、その棒材８２がロボットアーム機構２０で把持されたものではなく、ロボットアーム機構２０に一体的に形成された又はロボットアーム機構２０に装着されたものであってもよい。つまり、把持機能や吸着機能を有さず、棒材８２を把持、吸着できないロボットアーム機構２０であっても、ロボットアーム機構２０に棒状の突起を設けるだけで、図６に示すロボットアーム機構２０の動作制御により、ロボットアーム機構２０を台車８０とともに移動させることができる。図６に示す第３変形例に係るロボットシステム４はハンド３０の種類を限定しないため、図１，図４，図５に示すロボットシステムに比べて、適用範囲が広いといえる。
また、台車８０に棒材８２を収容する収容部８１を設けることやロボットアーム機構２０に棒状の突起を設けることは、大がかりなものではなく、その追加コストは抑えられる。ロボットアーム機構２０に棒状の突起を設ける場合には、通常のロボットアーム機構２０の動作に支障のない位置に突起を設ければよい。また、図６では、台車８０が走行する床に窪み８５があけられているが、必ずしも床に窪み８５があけられている必要はなく、台車８０の移動経路上又はその周辺に棒材８２を挿し込む窪み８５が設けられていればよい。床に対して固定されている構造物に窪み８５を設けることは、床に窪み８５を設ける場合に比べて、安全上及びコスト上優位であり、安全性の観点においては、第３変形例に係るロボットシステム４は、第１実施形態に係るロボットシステム１と同等程度であるといえる。
図１、図４、図５、図６で示した第１実施形態では、いずれもハンド３０の開閉動作を利用して車輪５１又はハンドル５３若しくは棒材８２を掴むものであった。しかしながら、利用するハンド３０の動作は開閉動作に限定されない。例えば、ハンド３０の吸着動作を利用することができる。例えば、図１，図４に示すロボット装置１０が吸着動作を利用する場合、車輪５１のフレームの一部にハンド３０を吸着させた状態で、ロボットアーム機構２０の各関節部２１，２２，２３，２４，２５，２６を駆動することで、車輪５１を回転させ、ロボットアーム機構２０を台車５０とともに移動させることができる。また、図６に示すロボット装置１０が吸着動作を利用する場合、吸着した棒材８２を窪み８５に差し込むことで、ロボットアーム機構２０を台車８０とともに移動させることができる。
このように、図１，図４，図５，図６を参照して説明したロボットシステム１，２，３，４によれば、ロボットアーム機構の動作と、広く利用されている既存のハンドの把持動作又は吸着動作とを利用して台車を移動させることができるため、台車を移動させるためだけの大がかりな装置、構造を有する必要はなく、ＡＧＶと同様にロボットアーム機構２０の移動を実現しながら、台車を含むロボットシステムを、ＡＧＶを含むシステムに比べて抑えたコストで構成することができる。
第１実施形態では、ロボットアーム機構２０は台車５０に搭載されていたが、ロボットアーム機構２０を移動させることができるのであれば、ロボットアーム機構２０が搭載される機構は、台車５０に限定されない。
図７は、第２実施形態に係るロボットシステム５を示している。第２実施形態において、ロボットアーム機構２０はスライダ機構に搭載される。具体的には、図７に示すように、ロボットアーム機構２０の移動範囲にレール９１９１が敷設され、レール９１に対して移動自在な台座９２にロボットアーム機構２０が搭載される。レール９１は台座９２とともにスライダ機構を構成する。レール９１には、棒状又は板状の歯車であるラック９３が取り付けられている。ラック９３には、円形の歯車であるピニオンギア９４が噛合されている。ピニオンギア９４には、ピニオンギア９４を回転させるためのハンドル９５が取り付けられている。制御装置４０は、ハンドル９５を回転させるためにロボットアーム機構２０を制御する。ロボットアーム機構２０によるハンドル９５の回転操作により、ピニオンギア９４はラック９３上を一方向に向かって回転する。このとき、ピニオンギア９４に対してロボットアーム機構２０のハンド３０側が固定され、ロボットアーム機構２０のベース側が固定されている台座９２はレール９１に沿って移動自在である。また、ラック９３はレール９１に対して平行に取り付けられている。つまり、ロボットアーム機構２０でハンドル９５を回転させることで、ピニオンギア９４はラック９３に沿って一方向に移動し、このピニオンギア９４の移動により、ロボットアーム機構２０は台座９２とともにレール９１に沿って一方向に移動させることができる。
このように、第２実施形態に係るロボットシステムによれば、第１実施形態と同様の効果を奏する。すなわち、台座９２の移動は、ロボットアーム機構２０によるピニオンギア９４の回転操作により駆動されるため、台座９２の移動を駆動するための駆動源や台座９２の移動を制御する制御装置は不要である。また、ロボットアーム機構２０によりピニオンギア９４の回転操作は、既存のロボットアーム機構２０が備えるハンド３０の開閉動作、各関節部の回転動作により実現されるため、台座９２を移動させるためだけの特別な機構、装置を装備する必要がなく、ピニオンギア９４を回転させるための回転プログラムを用意するだけでよい。既存のスライダ機構を利用することができ、さらに、ロボットアーム機構２０がスライダ機構の台座９２を移動させるための専用の機構、装置を装備する必要がないことから、第２実施形態に係るロボットシステム５は、ＡＧＶを含むシステムに比べて抑えたコストでロボットアーム機構２０を移動させることができるシステムを構成することができる。
図８は、第２実施形態の変形例に係るロボットシステム６を示している。図８に示すように、第２実施形態の変形例は、第２実施形態におけるラック９３とピニオンギア９４とに代わって、レール９１に対して近接した位置に構造物として壁９６が設けられる。典型的には、壁９６は、レール９１に対して直交する向きに、少なくともレール９１に移動自在に設けられた台座９２に搭載されたロボットアーム機構２０のハンド３０の手先基準点（例えば、一対のフィンガーの開閉中心位置）の可動範囲内に配置される。制御装置４０は、壁９６を利用して台座９２を移動させるためにロボットアーム機構２０を制御する。具体的には、ロボットアーム機構２０のハンド３０を壁９６に当接させるために各関節部２１，２２，２３，２４，２５，２６が駆動される。次に、ハンド３０をレール９１に沿って壁９６に向かう方向に移動させるために各関節部２１，２２，２３，２４，２５，２６が駆動される。このとき、ロボットアーム機構２０のハンド３０側が壁９６に対して固定され、ロボットアーム機構２０のベース側、つまりロボットアーム機構２０が搭載された台座９２がレール９１に沿って移動自在である。そのため、ハンド３０をレール９１に沿って壁９６に向かう方向に移動させるために各関節部２１，２２，２３，２４，２５，２６を駆動することで、壁９６から離れる方向にロボットアーム機構２０を台座９２とともに移動させることができる。もちろん、構造物は壁９６に限定されることはなく、設置面に対して固定されている、ロボットアーム機構２０で押すことができる任意の構造物とすることができる。また、構造物は複数であってもよく、また、同一種類のものでなくてもよい。
このように、第２実施形態の変形例に係るロボットシステム６によれば、第２実施形態と同様の効果を奏する。すなわち、床に対して固定された構造物９６をレール９１の近くに配置するだけでよく、また、既存のスライダ機構を使用することができ、さらに、ロボット装置がスライダ機構の台座９２を移動させるための専用の機構、装置を装備する必要がない。そのため、第２実施形態の変形例に係るロボットシステム６は、ＡＧＶを含むシステムに比べて抑えたコストでロボットアーム機構２０を移動させることができるシステムを構成することができる。
図９は、第３実施形態に係るロボットシステム７を示している。第３実施形態において、ロボットアーム機構２０は回転テーブル１００に搭載される。具体的には、図９に示すように、ロボットアーム機構２０は回転テーブル１００の回転中心位置又は回転中心からオフセットした位置に固定される。回転テーブル１００の回転中心からオフセットした位置に固定されたとき、ロボットアーム機構２０は、円軌道に沿って移動可能となる。回転テーブル１００が設置された設置面にはハンドル１０１が設けられる。制御装置４０は、回転テーブル１００を回転させるためにロボットアーム機構２０を制御する。具体的には、一対のフィンガ３１でハンドル１０１を把持するために各関節部２１，２２，２３，２４，２５，２６及びハンド３０が駆動される。次に、ハンド３０を回転テーブル１００の円周方向に沿って移動させるために各関節部２１，２２，２３，２４，２５，２６が駆動される。このとき、ハンドル１０１に対してロボットアーム機構２０のハンド側が固定され、ロボットアーム機構２０のベース側が固定されている回転テーブル１００は回転自在であるため、回転テーブル１００をハンド３０の移動方向とは反対方向に回転させることができる。それにより、回転テーブル１００に搭載されたロボットアーム機構２０の位置及び向きの少なくとも一方を変化させることができる。
ここでは、ロボットアーム機構２０でハンドル１０１を把持することで、ロボットアーム機構２０のハンド側を床に対して固定していたが、ロボットアーム機構２０のハンド側が床に対して固定できるのであれば、その方法はこれに限定されない。例えば、ロボットアーム機構２０のハンドを床に当接させることで、ロボットアーム機構２０のハンド側を床に対して固定してもよい。
このように、第３実施形態に係るロボットシステム７によれば、第１実施形態と同様の効果を奏する。すなわち、回転テーブル１００の移動は、ロボットアーム機構２０の動作により駆動されるため、回転テーブル１００の移動を駆動するための駆動源や回転テーブル１００の移動を制御する制御装置は不要である。また、ロボットアーム機構２０によるハンドル１０１の把持動作は、既存のロボットアーム機構２０が備えるハンド３０の開閉動作、各関節部の回転動作により実現することができる。そのため、ロボットアーム機構２０は回転テーブル１００を移動させるためだけの特別な機構、装置を装備する必要がなく、回転テーブル１００を回転させるための回転プログラムを用意するだけでよい。既存の回転テーブル１００を利用することができ、さらに、ロボットアーム機構２０が回転テーブル１００を回転させるための特別な機構、装置を装備する必要がないことから、第３実施形態に係るロボットシステム７は、ＡＧＶを含むシステムに比べて抑えたコストでロボットアーム機構２０を移動させることができるシステムを構成することができる。
図１０は、第４実施形態に係るロボットシステム８を示している。図１０に示すように、第４実施形態において、ロボットアーム機構２０は傾斜自在な台座１１０に搭載される。台座１１０は、設置面に固定されるベース板１１１と、ロボットアーム機構２０が固定される固定板１１２と、ベース板１１１に対して固定板１１２を傾斜させる傾斜機構１１３とを有する。台座１１０が設置された設置面にはハンドル１１５が設けられる。制御装置４０は、台座１１０を傾斜させるためにロボットアーム機構２０を制御する。具体的には、一対のフィンガ３１で設置面のハンドル１１５を把持するために各関節部２１，２２，２３，２４，２５，２６及びハンド３０が駆動される。次に、ハンド３０を持ち上げる方向に移動させるために各関節部２１，２２，２３，２４，２５，２６が駆動される。このとき、ハンドル９５に対してロボットアーム機構２０のハンド側が固定され、ロボットアーム機構２０のベース側が固定されている台座１１０が傾斜自在であるため、台座１１０をハンド３０に向けて傾斜させることができる。それにより、台座１１０に搭載されたロボットアーム機構２０の設置面に対する傾きを変化させることができる。
このように、第４実施形態に係るロボットシステム８によれば、第１実施形態と同様の効果を奏する。すなわち、台座１１０の傾斜角度は、ロボットアーム機構２０の動作により変化させることができるため、台座１１０の傾斜動作を駆動するための駆動源や台座１１０の傾斜角度を制御する制御装置は不要である。また、ロボットアーム機構２０によるハンドル１１５の把持動作は、既存のロボットアーム機構２０が備えるハンド３０の開閉動作、各関節部の回転動作により実現することができる。そのため、ロボットアーム機構２０は台座１１０の傾斜角度を変化させるためだけの特別な機構、装置を装備する必要がなく、台座１１０を傾斜させるための傾斜プログラムを用意するだけでよい。傾斜機構を有する既存の台座９２を利用することができ、さらに、ロボット装置が台座１１０の傾斜角度を変化させるための専用の機構、装置を装備する必要がないことから、第４実施形態に係るロボットシステム８は、ＡＧＶを含むシステムに比べて抑えたコストで、ロボットアーム機構２０を移動させることができるシステムを構成することができる。
本実施形態および変形例に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）
ロボット装置１０は、台座上に載置されるロボットアーム機構２０と、所定のタスクを実行させるために、ロボットアーム機構２０を制御する制御装置４０と、を具備し、制御装置４０は、台座を移動させるためにロボットアーム機構２０を制御する。
（付記２）
付記１に記載の台座５０は複数の車輪５１を有し、制御装置４０は、車輪５１を回転させるために、ロボットアーム機構２０を制御する。
（付記３）
付記２に記載の制御装置４０は、ロボットアーム機構２０のハンド３０で車輪５１を直接把持し、回転させるために、ロボットアーム機構２０を制御する。
（付記４）
付記２に記載の制御装置４０は、ロボットアーム機構２０のハンド３０で車輪５１を回転させるためのハンドル５３を把持し、操作するためにロボットアーム機構２０を制御する。
（付記５）
付記２に記載のロボットアーム機構７０は、個々に動作制御が可能な２つのアーム７１，７２を有し、制御装置４０は、複数の車輪５１のうち２つの車輪５１を２つのアーム７１，７２で個々に回転させるために、ロボットアーム機構７０を制御する。
（付記６）
付記２の記載の制御装置４０は、ロボットアーム機構２０のハンド３０で部材８２を把持し、把持した部材８２を台車８０の移動経路上に設けられた窪み８５に挿し込み、ロボットアーム機構２０のハンド３０に対してロボットアーム機構２０のベース側を台座８０とともに引き寄せるために、ロボットアーム機構２０を制御する。
（付記７）
付記１に記載の台座９２は、レール９１に沿って移動自在に設けられ、制御装置４０は、レール９１に沿って配置されたラック９３に噛合されたピニオンギア９４を回転させるために、ロボットアーム機構２０を制御する。
（付記８）
付記１に記載の台座９２は、レール９１に沿って移動自在に設けられ、制御装置４０は、レール９１に近接して設けられた構造物９６をロボットアーム機構２０のハンド３０で押し、台座９２を構造物９６から離反する方向に移動させるために、ロボットアーム機構２０を制御する。
（付記９）
付記１に記載の台座１００は設置面に対して直交する軸を中心とした円軌道に沿って移動自在であり、制御装置４０は、台座１００を移動させるために、ロボットアーム機構２０を制御する。
（付記１０）
付記１に記載の台座１１０は設置面に対して傾斜自在であり、制御装置４０は、台座１１０を傾斜させるために、ロボットアーム機構２０を制御する。
（付記１）
ロボット装置１０は、台座上に載置されるロボットアーム機構２０と、所定のタスクを実行させるために、ロボットアーム機構２０を制御する制御装置４０と、を具備し、制御装置４０は、台座を移動させるためにロボットアーム機構２０を制御する。
（付記２）
付記１に記載の台座５０は複数の車輪５１を有し、制御装置４０は、車輪５１を回転させるために、ロボットアーム機構２０を制御する。
（付記３）
付記２に記載の制御装置４０は、ロボットアーム機構２０のハンド３０で車輪５１を直接把持し、回転させるために、ロボットアーム機構２０を制御する。
（付記４）
付記２に記載の制御装置４０は、ロボットアーム機構２０のハンド３０で車輪５１を回転させるためのハンドル５３を把持し、操作するためにロボットアーム機構２０を制御する。
（付記５）
付記２に記載のロボットアーム機構７０は、個々に動作制御が可能な２つのアーム７１，７２を有し、制御装置４０は、複数の車輪５１のうち２つの車輪５１を２つのアーム７１，７２で個々に回転させるために、ロボットアーム機構７０を制御する。
（付記６）
付記２の記載の制御装置４０は、ロボットアーム機構２０のハンド３０で部材８２を把持し、把持した部材８２を台車８０の移動経路上に設けられた窪み８５に挿し込み、ロボットアーム機構２０のハンド３０に対してロボットアーム機構２０のベース側を台座８０とともに引き寄せるために、ロボットアーム機構２０を制御する。
（付記７）
付記１に記載の台座９２は、レール９１に沿って移動自在に設けられ、制御装置４０は、レール９１に沿って配置されたラック９３に噛合されたピニオンギア９４を回転させるために、ロボットアーム機構２０を制御する。
（付記８）
付記１に記載の台座９２は、レール９１に沿って移動自在に設けられ、制御装置４０は、レール９１に近接して設けられた構造物９６をロボットアーム機構２０のハンド３０で押し、台座９２を構造物９６から離反する方向に移動させるために、ロボットアーム機構２０を制御する。
（付記９）
付記１に記載の台座１００は設置面に対して直交する軸を中心とした円軌道に沿って移動自在であり、制御装置４０は、台座１００を移動させるために、ロボットアーム機構２０を制御する。
（付記１０）
付記１に記載の台座１１０は設置面に対して傾斜自在であり、制御装置４０は、台座１１０を傾斜させるために、ロボットアーム機構２０を制御する。
本開示の実施形態について詳述したが、本開示は上述した個々の実施形態に限定されるものではない。これらの実施形態は、発明の要旨を逸脱しない範囲で、または、特許請求の範囲に記載された内容とその均等物から導き出される本発明の思想および趣旨を逸脱しない範囲で、種々の追加、置き換え、変更、部分的削除等が可能である。例えば、上述した実施形態において、各動作の順序や各処理の順序は、一例として示したものであり、これらに限定されるものではない。また、上述した実施形態の説明に数値又は数式が用いられている場合も同様である。
１…ロボットシステム、１０…ロボット装置、２０…ロボットアーム機構、２１，２２，２３，２４，２５，２６…関節部、２９…力覚センサ、３０…ハンド、３１…フィンガ、４０…制御装置、５０…台車、５１…車輪、５２…ベースフレーム。
Claims (10)
- 台座上に載置されるロボットアーム機構と、
所定のタスクを実行させるために、前記ロボットアーム機構を制御する制御装置と、を具備し、
前記制御装置は、前記台座を移動させるためにロボットアーム機構を制御する、ロボット装置。 - 前記台座は複数の車輪を有し、
前記制御装置は、前記車輪を回転させるために、前記ロボットアーム機構を制御する、請求項１記載のロボット装置。 - 前記制御装置は、前記ロボットアーム機構のハンドで前記車輪を直接把持し、回転させるために、前記ロボットアーム機構を制御する、請求項２記載のロボット装置。
- 前記制御装置は、前記ロボットアーム機構のハンドで前記車輪を回転させるためのハンドルを把持し、操作するために前記ロボットアーム機構を制御する、請求項２記載のロボット装置。
- 前記ロボットアーム機構は、個々に動作制御が可能な２つのアームを有し、
前記制御装置は、前記複数の車輪のうち２つの車輪を前記２つのアームで個々に回転させるために、前記ロボットアーム機構を制御する、請求項２記載のロボット装置。 - 前記制御装置は、前記ロボットアーム機構のハンドで部材を把持し、前記把持した部材を前記台車の移動経路上に設けられた窪みに挿し込み、前記ロボットアーム機構のハンドに対して前記ロボットアーム機構のベース側を前記台座とともに引き寄せるために、前記ロボットアーム機構を制御する、請求項２記載のロボット装置。
- 前記台座は、レールに沿って移動自在に設けられ、
前記制御装置は、前記レールに沿って配置されたラックに噛合されたピニオンギアを回転させるために、前記ロボットアーム機構を制御する、請求項１記載のロボット装置。 - 前記台座は、レールに沿って移動自在に設けられ、
前記制御装置は、前記レールに近接して設けられた構造物を前記ロボットアーム機構のハンドで押し、前記台座を前記構造物から離反する方向に移動させるために、前記ロボットアーム機構を制御する、請求項１記載のロボット装置。 - 前記台座は設置面に対して直交する軸を中心とした円軌道に沿って移動自在であり、
前記制御装置は、前記台座を移動させるために、前記ロボットアーム機構を制御する、請求項１記載のロボット装置。 - 前記台座は設置面に対して傾斜自在であり、
前記制御装置は、前記台座を傾斜させるために、前記ロボットアーム機構を制御する、請求項１記載のロボット装置。
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|---|---|
| WO2024057360A1 true WO2024057360A1 (ja) | 2024-03-21 |
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ID=90274404
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Citations (4)
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| JP2008229788A (ja) * | 2007-03-22 | 2008-10-02 | Toyota Motor Corp | 倒立型移動体 |
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| WO2022138367A1 (ja) * | 2020-12-22 | 2022-06-30 | ファナック株式会社 | ロボットシステム及びロボット移動制御装置 |
-
2022
- 2022-09-12 WO PCT/JP2022/034033 patent/WO2024057360A1/ja unknown
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