特開 2022-180063 攪拌システム、コンピュータプログラム、及び攪拌方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022180063

(43)【公開日】2022-12-06

(54)【発明の名称】攪拌システム、コンピュータプログラム、及び攪拌方法

(51)【国際特許分類】

   A47J 27/14 20060101AFI20221129BHJP

【ＦＩ】

A47J27/14 Q

【審査請求】未請求

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021086967

(22)【出願日】2021-05-24

(71)【出願人】

【識別番号】000116699

【氏名又は名称】株式会社アイホー

(74)【代理人】

【識別番号】110000578

【氏名又は名称】名古屋国際弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】星野 昭

(72)【発明者】

【氏名】佐原 義章

(72)【発明者】

【氏名】北山 聖治

【テーマコード（参考）】

4B054

【Ｆターム（参考）】

4B054AA02

4B054AB01

4B054AC02

4B054CD03

4B054CD06

4B054CD10

(57)【要約】

【課題】液体と液体に浸された粒状の食材とを含む対象物を容器内で攪拌するための攪拌システムにおいて、対象物の攪拌能力を向上可能な技術を提供する。
【解決手段】液体と液体に浸された粒状の食材とを含む対象物を容器１０内で攪拌するための攪拌システム１が提供される。攪拌システムは、ロボットアーム３０と、コントローラ６０とを備える。コントローラは、ロボットアームを制御して、対象物を攪拌するように構成される。コントローラは、ロボットアームに取り付けられた攪拌用の器具を液体に浸した状態で、器具を容器内において液面方向に移動させるように、且つ、移動中における器具の並進運動が容器内において交差する軌道を描くように、ロボットアームを制御する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

液体と前記液体に浸された粒状の食材とを含む対象物を容器内で攪拌するための攪拌システムであって、
ロボットアームと、
前記ロボットアームを制御して、前記対象物を攪拌するように構成されるコントローラと、
を備え、前記コントローラは、前記ロボットアームに取り付けられた攪拌用の器具を前記液体に浸した状態で、前記器具を前記容器内において液面方向に移動させるように、且つ、移動中における前記器具の並進運動が前記容器内において交差する軌道を描くように、前記ロボットアームを制御する攪拌システム。

【請求項2】

前記器具は、へらとして機能する面であって前記液体に浸されるへら面を有し、
前記コントローラは、前記軌道上の少なくとも一部の経路で、前記へら面が進行方向を向き且つ前記進行方向に対して逆方向に傾いた状態で、前記器具が前記液面方向に移動するように、前記ロボットアームを制御する請求項１記載の攪拌システム。

【請求項3】

前記軌道は、前記容器内の第一の端部から第二の端部に向けて前記器具が移動する第一の経路、及び、前記容器内の前記第二の端部から前記第一の端部に向けて前記器具が移動する第二の経路を含み、
前記コントローラは、前記第一の経路及び前記第二の経路のそれぞれにおいて、前記へら面が前記進行方向を向き且つ前記進行方向に対して前記逆方向に傾いた状態で、前記器具が前記液面方向に移動するように、前記ロボットアームを制御する請求項２記載の攪拌システム。

【請求項4】

前記コントローラは、前記軌道上の少なくとも一部の領域で前記ロボットアームが前記器具をひねり、それにより前記へら面の法線方向への回転運動が生じるように、前記ロボットアームを制御する請求項２又は請求項３記載の攪拌システム。

【請求項5】

前記軌道は、前記器具が旋回又は方向転換する領域を含み、
前記コントローラは、前記器具が旋回又は方向転換する領域で、前記旋回又は方向転換に合わせて前記ロボットアームが前記器具をひねるように、前記ロボットアームを制御する請求項４記載の攪拌システム。

【請求項6】

前記軌道は、前記器具が旋回又は方向転換する領域を含み、
前記コントローラは、前記器具が旋回又は方向転換する領域に隣接する前記器具の進路上流領域では、前記器具が旋回又は方向転換する領域よりも高速移動するように、前記ロボットアームを制御する請求項１～請求項５のいずれか一項記載の攪拌システム。

【請求項7】

前記コントローラは、前記器具の並進運動が前記交差する軌道を繰返し描くように、且つ、前記交差する軌道が繰返し描かれる過程で前記交差する軌道が前記容器内において前記液面方向にシフトするように、前記ロボットアームを制御する請求項１～請求項６のいずれか一項記載の攪拌システム。

【請求項8】

前記コントローラは、前記器具の並進運動が前記容器内において前記交差する軌道として８の字形状の軌道を描くように、前記ロボットアームを制御する請求項１～請求項７のいずれか一項記載の攪拌システム。

【請求項9】

前記コントローラは、前記器具が前記軌道を描いて移動する際の前記器具の前記容器の底に対する高さを制御するように、前記ロボットアームを制御することにより、前記器具を、前記容器の底に対し非接触の状態で前記容器の底に沿って前記液面方向に移動させる請求項１～請求項８のいずれか一項記載の攪拌システム。

【請求項10】

前記ロボットアームには、前記器具として、複数種類のへらの一つが選択的に取り付けられ、
前記コントローラは、前記ロボットアームに取り付けられた前記へらの種類に応じた方式で前記へらが移動するように、前記ロボットアームを制御する請求項１～請求項９のいずれか一項記載の攪拌システム。

【請求項11】

請求項１～請求項１０のいずれか一項記載の攪拌システムにおける前記コントローラとしての機能を、コンピュータに実現させるためのコンピュータプログラム。

【請求項12】

ロボットアームを用いて、液体と前記液体に浸された粒状の食材とを含む対象物を容器内で攪拌する攪拌方法であって、
前記ロボットアームに取り付けられた攪拌用の器具を前記液体に浸した状態で、前記器具を前記容器内において液面方向に移動させるように、且つ、移動中における前記器具の並進運動が前記容器内において交差する軌道を描くように、前記ロボットアームを制御することを含む攪拌方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、攪拌システム及び攪拌方法に関する。

【背景技術】

【0002】

業務用の炊飯システムとして、水や調味液が投入された米を炊飯前に攪拌するシステムが知られている。更には、多関節ロボットアームを用いて洗米洗浄を行うシステムが知られている（例えば特許文献１参照）。これらの従来システムにおいて、攪拌や洗米洗浄は、羽根付き器具を回転させることにより行われる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１７－１４８４７１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、羽根付き器具の回転によって食材を攪拌する従来の攪拌方法では、容器内で回転軸から離れたエリアの食材を効率的に攪拌することができない。更に言えば、この方法では、器具の回転によって形成されたおよそ一定の水流に従って食材が流れることから、食材の多くが同方向に流れるだけで、食材の混ぜ合わせが効率的に進まない。

【0005】

そこで、本開示の一側面によれば、液体と液体に浸された粒状の食材とを含む対象物を容器内で攪拌するシステムにおいて、攪拌能力を向上可能な技術を提供できることが望ましい。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一側面によれば、液体と液体に浸された粒状の食材とを含む対象物を容器内で攪拌するための攪拌システムが提供される。攪拌システムは、ロボットアームと、コントローラとを備える。

【0007】

コントローラは、ロボットアームを制御して、対象物を攪拌するように構成される。コントローラは、ロボットアームに取り付けられた攪拌用の器具を液体に浸した状態で、器具を容器内において液面方向に移動させるように、且つ、移動中における器具の並進運動が容器内において交差する軌道を描くように、ロボットアームを制御する。

【0008】

この攪拌システムによれば、器具が移動することで、液体の流れが発生する。器具が交差する軌道を描くことで、交差地点で液体の流れが乱される。すなわち、交差地点を、器具が第一の方向に移動するときに形成された液体の流れが、同じ交差地点を、器具が第一の方向とは別の第二の方向に通過する時点で崩れ、乱流が発生する。この乱流が、対象物の攪拌を促す。従って、本開示の一側面によれば、攪拌能力の高い攪拌システムを提供可能である。

【0009】

本開示の一側面によれば、器具は、へらとして機能する面であって液体に浸されるへら面を有していてもよい。コントローラは、軌道上の少なくとも一部の経路で、へら面が進行方向を向き且つ進行方向に対して逆方向に傾いた状態で、器具が液面方向に移動するように、ロボットアームを制御し得る。

【0010】

本開示の一側面によれば、コントローラは、第一の経路及び第二の経路のそれぞれにおいて、へら面が進行方向を向き且つ進行方向に対して逆方向に傾いた状態で、器具が液面方向に移動するように、ロボットアームを制御してもよい。第一の経路は、容器内の第一の端部から第二の端部に向けて器具が移動する経路であり得る。第二の経路は、容器内の第二の端部から第一の端部に向けて器具が移動する経路であり得る。

【0011】

へら面が進行方向に対して逆方向に傾いて移動する場合、へら面による対象物の掬い上げが期待される。この掬い上げは、容器の下側に滞留する食材が浮き上がる効果をもたらし、対象物の上下方向の攪拌能力が向上し得る。

【0012】

本開示の一側面によれば、コントローラは、軌道上の少なくとも一部の領域でロボットアームが器具をひねり、それによりへら面の法線方向への回転運動が生じるように、ロボットアームを制御してもよい。ひねり動作が加われば、攪拌能力が一層向上し得る。

【0013】

本開示の一側面によれば、コントローラは、器具が旋回又は方向転換する領域で、旋回又は方向転換に合わせてロボットアームが器具をひねるように、ロボットアームを制御してもよい。

【0014】

本開示の一側面によれば、コントローラは、器具が旋回又は方向転換する領域に隣接する器具の進路上流領域では、器具が旋回又は方向転換する領域よりも高速移動するように、ロボットアームを制御してもよい。高速移動により、速い液体の流れを形成した後、器具を旋回又は方向転換させることによれば、複雑な液体の流れを形成することができて、攪拌能力が一層向上し得る。

【0015】

本開示の一側面によれば、コントローラは、器具の並進運動が交差する軌道を繰返し描くように、且つ、交差する軌道が繰返し描かれる過程で交差する軌道が容器内において液面方向にシフトするように、ロボットアームを制御してもよい。交差する軌道をシフトすることによれば、大きな容器が使用される場合でも、容器内の広い面積において対象物を一様に攪拌することができる。

【0016】

本開示の一側面によれば、コントローラは、器具の並進運動が容器内において交差する軌道として８の字形状の軌道を描くように、ロボットアームを制御してもよい。

【0017】

本開示の一側面によれば、コントローラは、器具が軌道を描いて移動する際の器具の容器の底に対する高さを制御するように、ロボットアームを制御してもよい。これにより、コントローラは、器具を、容器の底に対し非接触の状態で容器の底に沿って液面方向に移動させてもよい。こうしたロボットアームの制御によれば、容器の底に近い対象物をも良好に攪拌可能である。

【0018】

本開示の一側面によれば、ロボットアームに、複数種類のへらの一つが選択的に取り付けられてもよい。コントローラは、ロボットアームに取り付けられたへらの種類に応じた方式でへらが移動するように、ロボットアームを制御してもよい。へらの種類に応じた制御方式の切替によれば、へらの特徴又は用途に合わせた適切な攪拌動作を実現できる。

【0019】

本開示の一側面によれば、上述した攪拌システムが有する機能の一部は、コンピュータによって実現されてもよい。例えば、本開示の一側面によれば、上述した攪拌システムにおけるコントローラとしての機能を、コンピュータに実現させるためのコンピュータプログラムが提供されてもよい。

【0020】

本開示の一側面によれば、ロボットアームを用いて、液体と液体に浸された粒状の食材とを含む対象物を容器内で攪拌する攪拌方法が提供されてもよい。攪拌方法は、ロボットアームに取り付けられた攪拌用の器具を液体に浸した状態で、器具を容器内において液面方向に移動させるように、且つ、移動中における器具の並進運動が容器内において交差する軌道を描くように、ロボットアームを制御することを含み得る。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本開示の例示的実施形態に係る攪拌システムの構成を表すブロック図である。

【図2】ロボットアームの周辺構成を概略的に表す斜視図である。

【図3】引掛け金具を示し、更にはロボットアームに対するへらの着脱を説明する図である。

【図4】コントローラが実行する攪拌処理を表すフローチャートである。

【図5】攪拌前及び攪拌後のへらの搬送動作を説明する図である。

【図6】図６Ａ及び図６Ｂは、攪拌時のへらの軌道を説明する図である。

【図7】図７Ａ及び図７Ｂは、攪拌時のへらの傾き及び高さを説明する図である。

【図8】図８Ａは、ひねり動作を概略的に説明する斜視図であり、図８Ｂは、ひねり動作時のへら面の法線方向の変化を説明する図である。

【図9】図９Ａは、攪拌時のへらの軌道に関する第一の変形例を説明する図であり、図９Ｂは、攪拌時のへらの軌道に関する第二の変形例を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下に本開示の例示的実施形態を、図面を参照しながら説明する。
図１に示す本実施形態の攪拌システム１は、業務用の炊飯システムに適用される。炊飯システムの調理工程には、容器１０への米及び水の投入工程と、容器１０内の対象物を攪拌する攪拌工程と、炊飯工程とが含まれる。容器１０は、例えば炊飯釜である。

【0023】

投入工程は、水以外の液体の投入工程、及び、米以外の粒状食材の投入工程を含み得る。水以外の液体の例には、調味液が含まれる。米以外の粒状食材の例には、麦などの穀物の他、炊き込み御飯に投入される小片化された野菜類等が含まれる。ここでいう粒状食材は、カットされた食材の小片を含む。

【0024】

攪拌システム１は、投入工程後、炊飯工程前の攪拌工程において使用される。投入工程により、容器１０内では液体に粒状食材が浸された状態にある。攪拌対象物は、容器１０内に投入された液体及び粒状食材であり、水及び米を少なくとも含む。

【0025】

調味液及び／又は米以外の食材が容器１０内に投入される場合、これらが攪拌によって水及び米と均一に混ぜ合わされるのが好ましい。米及び水のみが容器１０内に投入される場合でも、混ぜ合わせは、米の塊を崩し、米の各粒を水に対して均一に浸された状態にすることに役立つ。従って、攪拌は、米をムラなく美味しく調理するために重要である。

【0026】

本実施形態の攪拌システム１は、図１に示すように、ロボットアーム３０と、管理装置５０とを備える。ロボットアーム３０は、対象物の良好な攪拌のために使用される。図２に例示されるロボットアーム３０は、六軸垂直多関節ロボットとして構成され、炊飯システムの搬送路５を通じて搬送されてくる容器１０内の対象物を攪拌可能に配置される。

【0027】

ロボットアーム３０は、ロボットアーム３０の先端に取り付けられた攪拌用の器具であるへら４０を、容器１０内で、液面方向（換言すれば水平方向であり、図２に示すＸＹ方向）及び高さ方向（換言すれば鉛直方向であり、図２に示すＺ方向）に三次元移動可能である。ロボットアーム３０は更に、へら４０の軸Ｌを傾けたり、軸Ｌの周りにへら４０を回転させたりすることが可能である。

【0028】

管理装置５０は、図１に示すようにコントローラ６０と、表示機器類７０と、操作機器類８０とを備える。コントローラ６０は、ロボットアーム３０を制御することにより、へら４０を液面方向に移動させて、容器１０内の対象物の攪拌動作を実現する。

【0029】

コントローラ６０は、プロセッサ６１と、メモリ６３と、通信インタフェース６５とを備える。メモリ６３は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、及びＮＶＲＡＭを備える。ＲＡＭは、プロセッサ６１による処理の実行時にワークメモリとして使用される。ＲＯＭは、プロセッサ６１により実行される基本的なコンピュータプログラムを記憶する。

【0030】

ＮＶＲＡＭは、フラッシュメモリ等の電気的にデータ書換可能な不揮発性メモリである。ＮＶＲＡＭは、攪拌制御プログラムとして、容器１０内の対象物の攪拌動作をロボットアーム３０に実行させるためのコンピュータプログラムを記憶する。攪拌制御プログラムは、例えば、通信インタフェース６５を介して接続された外部コンピュータを通じてコントローラ６０にインストールされる。

【0031】

表示機器類７０は、コントローラ６０により制御されて、ユーザ向けの各種情報を表示する。表示機器類７０は、例えば攪拌システム１の稼働状況及びエラー情報等を表示するために使用される。表示機器類７０の例には、ランプ及び液晶ディスプレイが含まれる。

【0032】

操作機器類８０は、ユーザが操作可能なスイッチ類やタッチパネル等を含み、ユーザからの操作信号を、コントローラ６０に入力する。コントローラ６０は、ユーザからの操作信号に従って、攪拌制御プログラムに従うロボットアーム３０の制御を行う。以下では、説明を簡単にするため、コンピュータプログラムに基づきプロセッサ６１が実行する処理を、コントローラ６０が実行する処理として説明する。

【0033】

攪拌システム１は、図１及び図２に示すように洗浄ボックス９０及び蓋ホルダ９５を更に備える。洗浄ボックス９０は、ロボットアーム３０に択一的に装着される複数種類のへら４０を保持可能、且つ、これらのへら４０を、洗浄液に浸して洗浄可能に構成される。洗浄ボックス９０に保持されるへら４０の図示は、図２において省略されている。

【0034】

蓋ホルダ９５は、ロボットアーム３０により容器１０から取り外された蓋２０を、一時的に保持するように構成される。本実施形態によれば、容器１０は、鉛直方向上側が開口部１１として構成される。容器１０は、図１に示すように上側開口部１１が蓋２０により覆われた状態で、攪拌システム１に供給される。

【0035】

図３に示すように、ロボットアーム３０は、その先端に、へら４０を把持するための把持部３１を備える。把持部３１の詳細構成は、図３において省略されている。把持部３１は、可動部を有することができ、可動部の動作によりへら４０の基部４１を把持するように構成される。可動部は、例えばコントローラ６０により制御される。把持部３１で把持されるへら４０は、可動部の動作により、ロボットアーム３０から取り外され、洗浄ボックス９０に戻される。

【0036】

ロボットアーム３０は、把持部３１より少し離れた位置に引掛け金具３５を備える。引掛け金具３５は、ロボットアーム３０を用いて、蓋２０を、容器１０と蓋ホルダ９５との間で移動させるために使用される。

【0037】

ロボットアーム３０は、対象物の攪拌前に、コントローラ６０により制御されて、蓋２０に設けられた取っ手２５に引掛け金具３５を引掛けるように動作して容器１０から蓋２０を取外し、攪拌後、蓋ホルダ９５に保持される蓋２０を引掛け金具３５を用いて引掛けて、容器１０に戻すように動作する。

【0038】

続いて、コントローラ６０が実行するロボットアーム３０の制御を含む攪拌処理の詳細を、図４を用いて説明する。図４に示される攪拌処理は、具体的には、コンピュータプログラムに従うプロセッサ６１の処理により実現される。

【0039】

コントローラ６０は、操作機器類８０を介してユーザから入力される実行指令に基づき、図４に示す攪拌処理を開始する。攪拌処理を開始すると、コントローラ６０は、ロボットアーム３０が第一の指定位置に置かれた容器１０から蓋２０を取り外し、取り外した蓋２０を蓋ホルダ９５が設置された第二の指定位置に置くように、ロボットアーム３０を制御する（Ｓ１１０）。

【0040】

その後、コントローラ６０は、洗浄ボックス９０に配置された複数種類のへら４０のうち、動作モードに対応する一つのへら４０を、把持部３１に装着するように、ロボットアーム３０を制御する（Ｓ１２０）。動作モードは、実行指令の入力時に操作機器類８０を介してユーザにより指定される。

【0041】

例えば、攪拌システム１は、第一の動作モードとして、複数種類のへら４０のうち、洗浄ボックス９０の第一の位置に設置された硬いへら４０である樹脂製のしゃもじを使用する動作モードを有することができる。攪拌システム１は、第二の動作モードとして、洗浄ボックス９０の第二の位置に設置された柔軟なへら４０であるゴムへらを使用する動作モードを有することができる。動作モードは、容器１０及び／又は食材の種類や炊飯レシピなどに応じてユーザにより選択され得る。

【0042】

へら４０の装着後、コントローラ６０は、ロボットアーム３０が、装着したへら４０を、洗浄ボックス９０から容器１０内まで移動させるように、ロボットアーム３０を制御する（Ｓ１３０）。この際、へら４０は、図５に示すように、先端が上を向き、基部４１が下を向いた姿勢で、洗浄ボックス９０の上部から容器１０の上部まで移動させられる。

【0043】

図２、図３、及び図５に示すように、へら４０は、その基部４１に、鍔部４３を有する。鍔部４３は、へら４０の軸Ｌの中心から径方向に延びた円盤形状に構成されている。特には、鍔部４３は、へら４０の先端側に位置する本体部４５より大径の円盤形状に構成されている。

【0044】

本体部４５は、へら４０の基部４１より先端側に位置する薄い板状の部位である。本体部４５は、容器１０内の液体に浸される。本体部４５の表面は、対象物に作用して、対象物を攪拌するためのへら面４７として機能する。鍔部４３は、本体部４５に付着した液体が攪拌システム１の設置面に滴り落ちるのを抑制するように機能する。

【0045】

Ｓ１３０におけるロボットアーム３０の制御により、へら４０は、図５に示すように、先端が上を向いた状態で、洗浄ボックス９０の上部から容器１０の上部まで移動した後、先端が下を向くように向きを変え、容器１０内に配置される。このとき、へら４０の本体部４５は、容器１０内の液体に浸される。

【0046】

その後、コントローラ６０は、容器１０内の対象物の攪拌動作がへら４０により実現されるように、ロボットアーム３０を制御する（Ｓ１４０）。ここでは、へら４０の剛体運動を、並進運動と回転運動とに分けて説明するときに、へら４０の並進運動が容器１０内において液面方向に沿って８の字形状の交差する軌道を描くように、ロボットアーム３０を制御する。すなわち、Ｓ１４０では、へら４０を、質点としてみたときに、質点の運動が交差地点を有する軌道を描くように、ロボットアーム３０を制御する。

【0047】

本実施形態によれば、容器１０は、矩形の箱形状である。図６Ａ及び図６Ｂにおける矩形枠は、容器１０の水平方向断面の輪郭を表している。コントローラ６０は、Ｓ１４０において、図６Ａに示すように、容器１０の長尺方向の第一の端部１３Ａと第二の端部１３Ｂとの間で描かれる８の字形状の軌道を、容器１０の短尺方向にシフトさせながら、複数回繰返し描くように、ロボットアーム３０を制御する。

【0048】

図６Ａの左図は、容器１０の短尺方向における第三の端部１３Ｃ付近において描かれる８の字形状の軌道の一つを表し、図６Ａの右図は、８の字形状の軌道が、容器１０の短尺方向における第三の端部１３Ｃから第四の端部１３Ｄにシフトするように繰返し描かれることを説明している。

【0049】

コントローラ６０は、図６Ａに示すように、８の字形状の軌道の繰返しにより、へら４０が容器１０の短尺方向における第四の端部１３Ｄに移動すると、図６Ｂに示すように、へら４０が第四の端部１３Ｄから第三の端部１３Ｃに向けてシフトしながら、８の字形状の軌道を複数回繰返し描くように、ロボットアーム３０を制御する。これにより、コントローラ６０は、矩形状の容器１０全体に亘る広い面積のエリアにおいて一様な攪拌動作が実現されるように、へら４０を移動させる。

【0050】

へら４０の移動に際して、鉛直方向におけるへら４０の高さは、図７Ａ及び図７Ｂに示すように、容器１０の底面１５に合わせて調整される。炊飯釜として機能する容器１０は、炊飯時における対流の促進や加熱による変形防止のために、底面１５の一部（例えば中央部）が、周辺部に対して盛り上がるように形成され得る。硬いへら４０（例えば上述のしゃもじ）を、容器１０の底面１５に接触させた状態で移動させると、容器１０の底面１５にフッ素樹脂加工がなされている場合、フッ素樹脂が傷付く可能性がある。

【0051】

このため、硬いへら４０による攪拌動作では、へら４０が容器１０の底面１５に接触せず底面１５から所定の高さ離れた状態で底面１５に沿って移動するように、ロボットアーム３０は制御される。この際、容器１０の底面１５近くに位置する対象物の適切な攪拌のために、へら４０と底面１５との間隔は、粒状食材の大きさを加味しつつ、小さい間隔に抑えられる。例えば、へら４０と底面１５との間隔は、粒状食材を押しつぶさないように、粒状食材のサイズよりも大きい間隔に定められ得る。

【0052】

一方、ゴムへら等の柔軟なへら４０による攪拌動作が行われる場合には、へら４０が容器１０の底面１５に僅かに接触する高さで底面１５に沿って移動するように、換言すれば、へら４０が底面１５に摺動するように、ロボットアーム３０は制御される。

【0053】

動作モードに応じてロボットアーム３０に装着されるへら４０の種類は、上述したように異なる。このことから理解できるように、攪拌動作のためのロボットアーム３０の制御は、へら４０が、その種類に応じた三次元軌道で容器１０の底面１５に沿って移動するように、動作モードに応じた方式で実行される。

【0054】

この他、ロボットアーム３０は、へら４０の部位のうち、対象物に主に作用して対象物の攪拌に寄与する、へら４０の進行方向を向く本体部４５の表面としてのへら面４７が、へら４０の進行方向に対して逆方向に傾いた姿勢で、へら４０が８の字状の軌道の大部分を移動するように制御される。ここでいう「進行方向に対して逆方向に傾いた姿勢」は、容器１０の底面１５側に位置するへら面４７の下部が、へら面４７の上部よりも進行方向側に位置し、へら面４７の上部がへら面４７の下部よりも進行方向とは逆方向に位置するようにへら面４７が傾いた姿勢に対応する。

【0055】

図７Ａは、図面右側から左側に移動するへら４０が右側に傾いた姿勢で移動することを説明し、図７Ｂは、図面左側から右側に移動するへら４０が、左側に傾いた姿勢で移動することを説明する。図７Ａ及び図７Ｂにおける一点鎖線は、へら４０の先端の動きを例示している。図７Ａ及び図７Ｂにおける図面左側は、例えば、容器１０の第一の端部１３Ａ側に対応し、右側は、容器１０の第二の端部１３Ｂ側に対応する。

【0056】

Ｓ１４０におけるロボットアーム３０の制御により、へら面４７の傾きは、進行方向の切り替わりに応じて、進行方向の逆方向に傾くように、切り替えられる。へら面４７は、例えば、液面に対して約４５度傾くように調整される。

【0057】

へら面４７が、へら４０の進行方向に対して逆方向に傾いていることにより、へら４０は、対象物を容器１０の底面１５から上方に掬い上げるように攪拌する。これにより、対象物の上下方向の攪拌が促進される。

【0058】

８の字形状の軌道には、交差地点周辺においてへら４０がおよそ直進する直進領域Ｒ１と、へら４０が転回する転回領域Ｒ２と、が含まれる（図６Ａ及び図６Ｂ参照）。転回領域Ｒ２は、へら４０が旋回する領域に対応する。へら４０は、直進領域Ｒ１において、へら面４７が進行方向に逆方向に傾いた状態で移動するように制御される。

【0059】

へら４０は、図８Ａに示すように、容器１０の端に近い転回領域Ｒ２において、一時的に傾きを解消し、鉛直方向に対しておよそ平行となるように制御される。この姿勢制御は、へら４０を進行方向とは逆方向に傾けた状態のままでは、転回領域Ｒ２の後半で、へら４０が容器１０の側壁にぶつかり干渉する可能性があるためである。

【0060】

図８Ａに示すように、コントローラ６０は、転回領域Ｒ２で、へら４０の転回に合わせて、へら４０のひねり動作が実現されるように、ロボットアーム３０を制御する。ひねり動作は、へら面４７の法線方向への回転運動が生じるように、へら４０を軸Ｌ周りにひねる動作に対応する。ひねり動作によれば、へら面４７の向きが、転回領域Ｒ２において、急峻に変化する。

【0061】

図８Ｂでは、転回領域Ｒ２における各位置でのへら面４７が、太い実線で示される。太い実線に付随する矢印は、へら面４７の向き（換言すれば法線方向）を示す。転回領域Ｒ２でのひねり動作によっては、へら４０の急角度の転回が実現され、更には、対象物の攪拌に寄与する乱流が生成される。

【0062】

ひねり動作に際しては、へら４０の側縁が容器１０の側壁に沿って動くように、へら面４７が回転してもよい。容器１０の側壁の近くでへら面４７を回転させることによって、へら面４７と容器１０の側壁との間で、粒状食材を挟み、粒状食材の逃げ道を制限しながら、粒状食材を持ち上げるようにへら４０をひねることができる。従って、この場合には、粒状食材の攪拌が一層促進される。

【0063】

本実施形態によれば、コントローラ６０は更に、８の字形状の軌道のうち、転回領域Ｒ２に隣接する直進領域Ｒ１において、へら４０が転回領域Ｒ２よりも高速移動するように、ロボットアーム３０を制御する。これにより、へら４０の運動によって生じる容器１０内の液流に変化をもたらし、攪拌に好適な複雑な液流を形成する。高速移動によれば、掬い上げによる上下方向の攪拌も促進され、高い攪拌効果が得られる。

【0064】

このようにＳ１４０において、コントローラ６０は、８の字形状の軌道における直進領域Ｒ１において、へら４０の高さ調整を伴いながらへら４０を高速移動させるようにロボットアーム３０を制御し（Ｓ１４１）、直進領域Ｒ１に続く転回領域Ｒ２において、へら４０をひねりながら減速及び転回させるようにロボットアーム３０を制御する（Ｓ１４２）。

【0065】

コントローラ６０は、このロボットアーム３０の制御（Ｓ１４１，Ｓ１４２）を、軌道をシフトさせながら、終了条件が満足されるまで繰返し実行する。終了条件は、例えば、８の字形状の軌道の繰返し回数又はＳ１４０の処理の実行時間によって定義され得る。終了条件は、動作モード毎に定義され得る。コントローラ６０は、例えば繰返し回数が所定回数を超える又は実行時間が所定時間を超えるなどして、終了条件が満足されると（Ｓ１４３でＹｅｓ）、Ｓ１４０の処理を終了する。

【0066】

その後、コントローラ６０は、ロボットアーム３０の制御により、へら４０を容器１０の上方に持ち上げ、へら４０からの液滴の落下を、鍔部４３を用いて抑制するために、図５に示すように、容器１０の上方で、へら４０の先端を上に向ける。更に、へら４０の先端を上に向けた状態で、へら４０を洗浄ボックス９０の上方まで搬送する（Ｓ１５０）。

【0067】

続いて、コントローラ６０は、ロボットアーム３０の制御により、へら４０の先端を下に向けて、へら４０を洗浄ボックス９０の元の位置に戻し、へら４０をロボットアーム３０から取り外す（Ｓ１５０）。

【0068】

その後、コントローラ６０は、蓋ホルダ９５に置かれた蓋２０を容器１０に戻して容器１０の上側開口部１１を蓋２０で覆うように、ロボットアーム３０を制御し（Ｓ１７０）、図４に示す攪拌処理を終了する。攪拌処理後の容器１０は、搬送路５を通じて、炊飯工程の実行位置まで搬送される。

【0069】

Ｓ１５０の処理実行後、Ｓ１７０の処理実行前に、コントローラ６０は、別のへら４０を用いた追加の制御を実行してもよい（Ｓ１６０）。例えば、コントローラ６０は、Ｓ１６０において、ロボットアーム３０が、洗浄ボックス９０に設けられた、均し用のへら４０を装着し、均し用のへら４０で容器１０内の粒状食材の表面を均し、粒状食材の底面１５からの厚みを一様に揃えるように、ロボットアーム３０を制御する処理を実行してもよい。あるいは、Ｓ１６０では、別のへら４０を用いて容器１０内の対象物を再度攪拌する処理が実行されてもよい。

【0070】

以上に説明した本実施形態の攪拌システム１によれば、コントローラ６０が、容器１０内の対象物を攪拌するために、ロボットアーム３０に取り付けられたへら４０の本体部４５を液体に浸した状態で、へら４０を容器１０内において液面方向に移動させるように、且つ、移動中におけるへら４０の並進運動が容器１０内において交差する軌道を描くように、ロボットアーム３０を制御する。

【0071】

この攪拌システム１によれば、へら４０が交差する軌道を描くことで、液体の流れが乱される。すなわち、交差地点を、へら４０が第一の方向に移動するときに形成された液体の流れが、同じ交差地点を、へら４０が第一の方向とは別の第二の方向に通過する時点で崩れ、乱流が発生する。この乱流が、対象物の攪拌を促す。従って、本実施形態によれば、攪拌能力の高い攪拌システム１を提供可能である。

【0072】

この攪拌システム１によれば、へら４０の直進領域Ｒ１で、へら面４７が進行方向に対して逆方向に傾いた状態で液面方向に移動するように、ロボットアーム３０が制御される。これにより、容器１０の下側に滞留する米を含む粒状食材が掬い上げられ、対象物の上下方向の攪拌が促進される。例えば粒状食材の塊が崩れ、炊き上げられる米飯の仕上がりが向上する。粒状食材が米以外を含む場合には、米とそれ以外の粒状食材がよく攪拌される。

【0073】

更に言えば、本実施形態では、直進領域Ｒ１のうちの容器１０内の第一の端部１３Ａから第二の端部１３Ｂに向けてへら４０が移動する第一の経路、第二の端部１３Ｂから第一の端部１３Ａに向けてへら４０が移動する第二の経路のそれぞれで、へら面４７が進行方向に対して逆方向に傾けられる。従って、掬い上げがよく行われ、対象物が良く攪拌される。

【0074】

仮に人がへらを持って容器１０内の対象物を攪拌する場合には、人が容器１０に対し一定の場所に立って攪拌作業を行うことになる。へらを手前に動かすときに、仮にへらを進行方向とは逆方向に倒す場合、人は、不自然に腕を伸ばして無理な姿勢でへらを動かさなければならない。

【0075】

本実施形態によれば、ロボットアーム３０を用いることで、人が自然に行うことが難しいへら４０の動きを実現することができる。すなわち、本実施形態では、ロボットアーム３０を用いて、人とは異なる動作で良好な攪拌を実現可能である。

【0076】

本実施形態によれば更に、コントローラ６０が、動作モードに応じた種類のへら４０を選択的にロボットアーム３０に装着し、へら４０の種類に応じた方式でロボットアーム３０を制御する。

【0077】

具体的には、硬いへら４０の場合には、へら４０を容器１０の底面１５に対して非接触の状態で液面方向に移動させ、柔軟なへら４０の場合には、へら４０を容器１０の底面１５に接触させた状態で液面方向に移動させる。従って、本実施形態によれば、へら４０の特徴又は用途に合わせた適切な攪拌動作を実現可能である。

【0078】

この他、本実施形態によれば、へら４０は、ロボットアーム３０に装着されないとき洗浄ボックス９０にて洗浄される。使用されたへら４０は、ロボットアーム３０が容器１０に蓋２０を戻す前に、洗浄ボックス９０に戻され、容器１０に対する蓋２０の着脱動作の間に効率的に洗浄される。従って、本実施形態によれば、複数の容器１０に対して連続的に攪拌作業を行う場合、へら４０を効率的に洗浄して、各容器１０に対する攪拌作業を迅速に開始することができる。

【0079】

本開示は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の態様を採ることができる。例えば、上記実施形態では、交差する軌道として８の字形状の軌道を描くことにより、攪拌に有効な乱流を形成したが、Ｚ字形状の軌道や星型形状の軌道を描くことにより、交差する軌道を描いてもよい。

【0080】

図９Ａは、へら４０をＺ字形状の軌道で、矩形状の容器１０内において液面方向に移動させる例を説明する。図９Ａにおける矩形は、容器１０の水平方向断面の輪郭を示している。図９Ｂは、矩形状の容器１０に代えて中空の半球形又は円柱形容器が用いられるケースにおいて、へら４０を星型形状の軌道で液面方向に移動させる例を説明する。図９Ｂにおける円形は、半球形又は円柱形容器の水平方向断面の輪郭を示している。

【0081】

図９Ａ及び図９Ｂの例によれば、一点鎖線の円で示すへら４０の方向転換領域において、へら４０のひねり動作が実行され得る。図９Ｂにおいて破線で示すように、星型形状の軌道は、半球形又は円柱形容器の軸周りに回転するように繰返し描かれ得る。これらの軌道上においても、進行方向に対して逆方向にへら面４７を傾けながら、底面に沿ってへら４０を移動させることにより、良好に対象物を攪拌することができる。

【0082】

付言すれば、ひねり動作は、転回時又は方向転換時だけでなく、へら４０の直進移動時に行われてもよい。へら４０の抵抗に応じて、ひねり動作が実行されてもよい。攪拌に用いるへら４０として、孔付きしゃもじが採用されてもよい。食材の抵抗が大きいときに、孔付きしゃもじは、使用され得る。

【0083】

攪拌システム１は、複数の炊飯レシピの一つを、ユーザが操作機器類８０を介して選択可能であるように構成されてもよい。この場合、コントローラ６０は、選択された炊飯レシピに対応する動作モードでロボットアーム３０を制御することにより、選択された炊飯レシピに適切なへら４０を用いて、適切な攪拌方法で、容器１０内の対象物を攪拌することができる。

【0084】

へら４０の軌道が、炊飯レシピ毎に定義されていてもよい。すなわち、コントローラ６０は、対象物の攪拌に際し、予め用意された攪拌制御プログラムに従って、炊飯レシピ毎に異なる軌道でへら４０を動かすように、ロボットアーム３０を制御してもよい。

【0085】

へら４０が８の字、Ｚ字、及び星型等の異なる複数の形状の軌道を、予め定められた順で又はランダムな順序で描いて、対象物を攪拌するように、ロボットアーム３０は制御されてもよい。

【0086】

複数の形状の軌道には、へら４０の並進運動が容器１０内で交差する形状の軌道、及び、へら４０の並進運動が容器１０内で交差しない形状の軌道が含まれ得る。交差しない形状の軌道には、容器１０の側壁に沿ってへら４０が周回する軌道が含まれる。

【0087】

へら４０は、直進領域Ｒ１において一定速度で移動せず、加減速を繰り返すように動作してもよい。こうしたへら４０の運動によれば、複雑な液流を形成することができ、攪拌が促進され得る。

【0088】

上記実施形態では、攪拌用の器具としてしゃもじを含むへら４０が用いられたが、へら４０に代えて、比較的大きな面積の平らな表面を有するその他の器具が用いられてもよい。攪拌用の器具として、皿状又はスコップ形状の器具が、へら４０に代えて用いられてもよい。

【0089】

攪拌用の器具として、回転軸の周りに一つ又は複数の羽根を備える攪拌羽根が用いられてもよい。攪拌羽根が自転しながら、交差する軌道上を公転運動する攪拌システムが構築されてもよい。

【0090】

この他、上記実施形態における１つの構成要素が有する機能は、複数の構成要素に分散して設けられてもよい。複数の構成要素が有する機能は、１つの構成要素に統合されてもよい。上記実施形態の構成の一部は、省略されてもよい。上記実施形態の構成の少なくとも一部は、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換されてもよい。特許請求の範囲に記載の文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。

【符号の説明】

【0091】

１…攪拌システム、１０…容器、１１…開口部、１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄ…端部、１５…底面、２０…蓋、２５…取っ手、３０…ロボットアーム、３１…把持部、３５…引掛け金具、４０…へら、４１…基部、４３…鍔部、４５…本体部、４７…へら面、５０…管理装置、６０…コントローラ、６１…プロセッサ、６３…メモリ、６５…通信インタフェース、７０…表示機器類、８０…操作機器類、９０…洗浄ボックス、９５…蓋ホルダ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】