(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】P2023176678
(43)【公開日】2023-12-13
(54)【発明の名称】ピッキングロボット
(51)【国際特許分類】
B25J 18/02 20060101AFI20231206BHJP
B25J 5/00 20060101ALI20231206BHJP
【ＦＩ】
B25J18/02
B25J5/00 B
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022089099
(22)【出願日】2022-05-31
(71)【出願人】
【識別番号】000191009
【氏名又は名称】新東工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000338
【氏名又は名称】弁理士法人 ＨＡＲＡＫＥＮＺＯ ＷＯＲＬＤ ＰＡＴＥＮＴ ＆ ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ
(72)【発明者】
【氏名】田名網 克周
(72)【発明者】
【氏名】林 美由希
【テーマコード（参考）】
3C707
【Ｆターム（参考）】
3C707AS01
3C707AS32
3C707CS08
3C707CT05
3C707CU03
3C707HS27
3C707HT03
3C707HT22
3C707HT33
3C707HT40
3C707KS03
3C707KS10
3C707KT01
3C707KT05
3C707WA16
3C707WA17
(57)【要約】
【課題】ピッキングロボットのコンパクト化を図ること。
【解決手段】ロボットアーム（２８）は、入れ子状に重なり合う複数のアーム管（３２）を有し、ロボットアーム（２８）の内側にプッシュチェーン（４４）が挿入され、プッシュチェーン（４４）の一端部が先頭のアーム管（３２）に連結され、支柱（２２）にスプロケット（４６）が回転可能に設けられ、スプロケット（４６）にプッシュチェーン（４４）が掛け回されている。
【選択図】図１
【解決手段】ロボットアーム（２８）は、入れ子状に重なり合う複数のアーム管（３２）を有し、ロボットアーム（２８）の内側にプッシュチェーン（４４）が挿入され、プッシュチェーン（４４）の一端部が先頭のアーム管（３２）に連結され、支柱（２２）にスプロケット（４６）が回転可能に設けられ、スプロケット（４６）にプッシュチェーン（４４）が掛け回されている。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
支柱の上端部側に上下方向へ揺動可能に設けられ、入れ子状に重なり合う複数のアーム管を有したテレスコピック型のロボットアームと、
前記ロボットアームの先端部に設けられ、物品を把持するロボットハンドと、
前記ロボットアームの内側に挿入され、一端部が前記複数のアーム管のうちの先頭のアーム管に連結されたプッシュチェーンと、
前記支柱に回転可能に設けられ、前記プッシュチェーンが掛け回されたスプロケットと、
前記スプロケットを回転させる回転モータと、を備える、ピッキングロボット。
前記ロボットアームの先端部に設けられ、物品を把持するロボットハンドと、
前記ロボットアームの内側に挿入され、一端部が前記複数のアーム管のうちの先頭のアーム管に連結されたプッシュチェーンと、
前記支柱に回転可能に設けられ、前記プッシュチェーンが掛け回されたスプロケットと、
前記スプロケットを回転させる回転モータと、を備える、ピッキングロボット。
【請求項2】
各重なり合う一対のアーム管のうち内側のアーム管の基端部側に、外フランジが外方向に突出して設けられ、各重なり合う一対のアーム管のうち外側のアーム管の先端部側に、前記外フランジに当接可能な内フランジが内方向に突出して設けられている、請求項１に記載のピッキングロボット。
【請求項3】
各重なり合う一対のアーム管のうち内側のアーム管の基端部側に、外側のアーム管の内周面を転動する複数の第１転動子が周方向に間隔を置いて設けられ、各重なり合う一対のアーム管のうちの外側のアーム管の先端部側に、内側のアーム管の外周面を転動する複数の第２転動子が周方向に間隔を置いて設けられている、請求項１又は２に記載のピッキングロボット。
【請求項4】
前記支柱における前記スプロケットの下側に設けられ、前記プッシュチェーンを上下方向に誘導するチェーンガイドを有し、前記プッシュチェーンを収納するチェーンラックを備える、請求項１又は２に記載のピッキングロボット。
【請求項5】
前記回転モータの回転を制動する電磁ブレーキを備える、請求項１又は２に記載のピッキングロボット。
【請求項6】
少なくともいずれかの重なり合う一対のアーム管のうち、外側のアーム管に対する内側のアーム管の軸方向の移動を規制する移動規制機構を備える、請求項１又は２に記載のピッキングロボット。
【請求項7】
物品の周辺状況を撮像する撮像部を備える、請求項１又は２に記載のピッキングロボット。
【請求項8】
走行可能な走行体を備え、
前記支柱は、前記走行体に立設されている、請求項１又は２に記載のピッキングロボット。
前記支柱は、前記走行体に立設されている、請求項１又は２に記載のピッキングロボット。
【請求項9】
前記走行体は、
前記支柱が立設された走行台と、
前記走行台の下側に設けられたクローラと、を有する、請求項８に記載のピッキングロボット。
前記支柱が立設された走行台と、
前記走行台の下側に設けられたクローラと、を有する、請求項８に記載のピッキングロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、物品のピッキングを行うピッキングロボットに関する。
【背景技術】
【0002】
物品の一例としての瓦礫のピッキングを行うピッキングロボットとして特許文献１に示すものがあり、そのピッキングロボットの概略は、次の通りである。先行技術に係るピッキングロボット（特許文献１では複腕移動ロボットと称される）は、地面を走行可能な走行体を備えている。走行体には、支柱（特許文献１では胴体部と称される）が立設されている。支柱の上端部側には、多関節型のロボットアーム（特許文献１では腕部と称される）が設けられている。ロボットアームの先端部には、瓦礫を把持するロボットハンド（特許文献１ではクラブと称される）が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１７－５２０１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、先行技術に係るピッキングロボットのロボットアームが多関節型に構成されているため、ピッキングロボットの大型化する傾向にある。そのため、ピッキングロボットを例えば被災地等の所定の場所に短時間で移送することが難しく、ピッキングロボットの移送作業が煩雑化するという問題がある。また、ピッキングロボットの使用前又は使用後において、ピッキングロボットを保管する保管スペースが拡大するという問題がある。
【0005】
そこで、本発明の一態様は、ピッキングロボットのコンパクト化を図ることで、ピッキングロボットの移送作業の作業性を高めると共に、ピッキングロボットの保管スペースを削減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
前述の課題を解決するため、本発明の一態様に係るピッキングロボットは、ロボットアームと、ロボットハンドと、プッシュチェーンと、スプロケットと、回転モータと、を備える。ロボットアームは、入れ子状に重なり合う複数のアーム管を有したテレスコピック型であり、支柱の上端部側に上下方向へ揺動可能に設けられる。ロボットハンドは、ロボットアームの先端部に設けられ、物品を把持する。プッシュチェーンは、ロボットアームの内側に挿入され、一端部が複数のアーム管のうちの先頭のアーム管に連結される。スプロケットは、支柱に回転可能に設けられ、前記プッシュチェーンが掛け回される。回転モータは、スプロケットを回転させる。
【発明の効果】
【0007】
本発明の一態様によれば、ピッキングロボットのコンパクト化を図ることで、ピッキングロボットの移送作業の作業性を高めると共に、ピッキングロボットの保管スペースを削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】本実施形態に係るピッキングロボットの模式的な斜視図である。
【図6】本実施形態に係るピッキングシステムのブロック図である。
【図7】本実施形態の他の態様に係る移動規制機構の模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本実施形態及び本実施形態の他の態様について図面を参照して説明する。図面中に、「Ｕ」は上方向、「Ｄ」は下方向をそれぞれ指している。
【0010】
（ピッキングロボット１０の概要）
図１に示すように、本実施形態に係るピッキングロボット１０は、物品の一例としての瓦礫のピッキングを行う自走式のロボットであり、被災地における瓦礫除去処理に用いられる。ピッキングとは、物品を取出す（ピックアップ）することの他に、取出した物品を搬送又は運搬することを含む意である。なお、ピッキングロボット１０は、瓦礫以外の物品のピッキングを行ってもよい。
図１に示すように、本実施形態に係るピッキングロボット１０は、物品の一例としての瓦礫のピッキングを行う自走式のロボットであり、被災地における瓦礫除去処理に用いられる。ピッキングとは、物品を取出す（ピックアップ）することの他に、取出した物品を搬送又は運搬することを含む意である。なお、ピッキングロボット１０は、瓦礫以外の物品のピッキングを行ってもよい。
【0011】
（走行体１２）
図１から図３に示すように、ピッキングロボット１０は、地面を走行可能な走行体１２を備えている。走行体１２は、走行台１４と、走行台１４の下側に設けられた２つのクローラ１６とを有している。各クローラ１６は、無端状の走行ベルト１８と、走行ベルト１８と、走行ベルト１８を循環走行させる電動式の走行モータ２０（図６参照）とを有している。走行体１２は、その走行方向を切り替える方向切替機構（不図示）を有している。なお、走行体１２は、クローラ１６を有するものに限定されるものではなく、例えば、クローラ１６の代わりに、走行台１４に回転可能に設けられた複数の車輪（不図示）を有してもよい。前記複数の車輪は、前輪駆動方式、後輪駆動方式、又は全輪駆動方式のいずれであってもよい。前記複数の車輪は、それぞれ独立して駆動するようになっていてもよい。
図１から図３に示すように、ピッキングロボット１０は、地面を走行可能な走行体１２を備えている。走行体１２は、走行台１４と、走行台１４の下側に設けられた２つのクローラ１６とを有している。各クローラ１６は、無端状の走行ベルト１８と、走行ベルト１８と、走行ベルト１８を循環走行させる電動式の走行モータ２０（図６参照）とを有している。走行体１２は、その走行方向を切り替える方向切替機構（不図示）を有している。なお、走行体１２は、クローラ１６を有するものに限定されるものではなく、例えば、クローラ１６の代わりに、走行台１４に回転可能に設けられた複数の車輪（不図示）を有してもよい。前記複数の車輪は、前輪駆動方式、後輪駆動方式、又は全輪駆動方式のいずれであってもよい。前記複数の車輪は、それぞれ独立して駆動するようになっていてもよい。
【0012】
（支柱２２）
図１から図３に示すように、走行台１４には、支柱２２が立設されており、支柱２２は、その軸心周りに回転可能である。走行台１４の適宜位置には、支柱２２をその軸心周りに回転させる電動式の第１回転モータ２４が設けられている。また、支柱２２は、その上端部側に、Ｕ字状のアーム支持部２６を有している。
図１から図３に示すように、走行台１４には、支柱２２が立設されており、支柱２２は、その軸心周りに回転可能である。走行台１４の適宜位置には、支柱２２をその軸心周りに回転させる電動式の第１回転モータ２４が設けられている。また、支柱２２は、その上端部側に、Ｕ字状のアーム支持部２６を有している。
【0013】
（ロボットアーム２８）
図２から図５に示すように、支柱２２のアーム支持部２６には、テレスコピック型のロボットアーム２８が上下方向へ揺動可能に設けられている。支柱２２のアーム支持部２６の適宜位置には、ロボットアーム２８を上下方向へ揺動させる電動式の揺動モータ３０が設けられている。ロボットアーム２８は、入れ子状に重なり合う複数のアーム管３２を有している。各アーム管３２は、円管状に形成されている。なお、各アーム管３２を円管状に形成する代わりに、角管状に形成してもよい。
図２から図５に示すように、支柱２２のアーム支持部２６には、テレスコピック型のロボットアーム２８が上下方向へ揺動可能に設けられている。支柱２２のアーム支持部２６の適宜位置には、ロボットアーム２８を上下方向へ揺動させる電動式の揺動モータ３０が設けられている。ロボットアーム２８は、入れ子状に重なり合う複数のアーム管３２を有している。各アーム管３２は、円管状に形成されている。なお、各アーム管３２を円管状に形成する代わりに、角管状に形成してもよい。
【0014】
（外フランジ３４、内フランジ３６）
図４及び図５に示すように、各重なり合う一対のアーム管３２のうち内側のアーム管３２の基端部側には、環状の外フランジ３４が外方向に突出して設けられている。各重なり合う一対のアーム管３２のうち外側のアーム管３２の先端部側には、外フランジ３４に当接可能な環状の内フランジ３６が内方向に突出して設けられている。ここで、外方向とは、アーム管３２の外側に向かう方向のことをいい、内方向とは、アーム管３２の内側に向かう方向のことをいう。
図４及び図５に示すように、各重なり合う一対のアーム管３２のうち内側のアーム管３２の基端部側には、環状の外フランジ３４が外方向に突出して設けられている。各重なり合う一対のアーム管３２のうち外側のアーム管３２の先端部側には、外フランジ３４に当接可能な環状の内フランジ３６が内方向に突出して設けられている。ここで、外方向とは、アーム管３２の外側に向かう方向のことをいい、内方向とは、アーム管３２の内側に向かう方向のことをいう。
【0015】
（第１カムフォロア３８、第２カムフォロア４０）
図４及び図５に示すように、各重なり合う一対のアーム管３２のうち内側のアーム管３２の基端部側には、外側のアーム管３２の内周面を転動する複数の第１転動子としての複数の第１カムフォロア３８が設けられている。複数の第１カムフォロア３８は、内側のアーム管３２の周方向に間隔を置いて配置されている。各重なり合う一対のアーム管３２のうちの外側のアーム管３２の先端部側には、内側のアーム管３２の外周面を転動する複数の第２転動子としての複数の第２カムフォロア４０が設けられている。複数の第２カムフォロア４０は、外側のアーム管３２の周方向に間隔を置いて配置されている。
図４及び図５に示すように、各重なり合う一対のアーム管３２のうち内側のアーム管３２の基端部側には、外側のアーム管３２の内周面を転動する複数の第１転動子としての複数の第１カムフォロア３８が設けられている。複数の第１カムフォロア３８は、内側のアーム管３２の周方向に間隔を置いて配置されている。各重なり合う一対のアーム管３２のうちの外側のアーム管３２の先端部側には、内側のアーム管３２の外周面を転動する複数の第２転動子としての複数の第２カムフォロア４０が設けられている。複数の第２カムフォロア４０は、外側のアーム管３２の周方向に間隔を置いて配置されている。
【0016】
（ロボットハンド４２）
図１及び図３に示すように、ロボットアーム２８の先端部である先頭のアーム管３２の先端部には、瓦礫等の物品を把持するロボットハンド４２が設けられている。ロボットハンド４２は、公知の構成からなるものであり、ロボットアーム２８の先端部にその軸心周りに回転可能に設けられてもよい。
図１及び図３に示すように、ロボットアーム２８の先端部である先頭のアーム管３２の先端部には、瓦礫等の物品を把持するロボットハンド４２が設けられている。ロボットハンド４２は、公知の構成からなるものであり、ロボットアーム２８の先端部にその軸心周りに回転可能に設けられてもよい。
【0017】
（プッシュチェーン４４）
図２から図５に示すように、ロボットアーム２８内には、ロボットアーム２８を伸縮させるためのプッシュチェーン４４が挿入されている。プッシュチェーン４４の先端部は、複数のアーム管３２のうちの先頭のアーム管３２の基端部に連結されている。プッシュチェーン４４は、公知の構成からなり、一方向に屈曲しかつ他方向に屈曲しないように構成されている。
図２から図５に示すように、ロボットアーム２８内には、ロボットアーム２８を伸縮させるためのプッシュチェーン４４が挿入されている。プッシュチェーン４４の先端部は、複数のアーム管３２のうちの先頭のアーム管３２の基端部に連結されている。プッシュチェーン４４は、公知の構成からなり、一方向に屈曲しかつ他方向に屈曲しないように構成されている。
【0018】
（スプロケット４６、第２回転モータ５０、電磁ブレーキ５２）
図１から図３に示すように、支柱２２のアーム支持部２６には、スプロケット４６がブラケット４８を介して水平な回転軸心周りに回転可能に設けられている。スプロケット４６には、プッシュチェーン４４の一部が掛け回されている。また、支柱２２のアーム支持部２６には、スプロケット４６を回転させる電動式の第２回転モータ５０がブラケット４８を介して設けられている。スプロケット４６と第２回転モータ５０との間には、第２回転モータ５０の回転を制動する電磁ブレーキ５２が設けられている。なお、前述のように電磁ブレーキ５２を設ける代わりに、第２回転モータ５０自体が電磁ブレーキを有してもよい。
図１から図３に示すように、支柱２２のアーム支持部２６には、スプロケット４６がブラケット４８を介して水平な回転軸心周りに回転可能に設けられている。スプロケット４６には、プッシュチェーン４４の一部が掛け回されている。また、支柱２２のアーム支持部２６には、スプロケット４６を回転させる電動式の第２回転モータ５０がブラケット４８を介して設けられている。スプロケット４６と第２回転モータ５０との間には、第２回転モータ５０の回転を制動する電磁ブレーキ５２が設けられている。なお、前述のように電磁ブレーキ５２を設ける代わりに、第２回転モータ５０自体が電磁ブレーキを有してもよい。
【0019】
（チェーンラック５４）
図１から図３に示すように、支柱２２のアーム支持部２６には、プッシュチェーン４４の一部を収納するチェーンラック５４が設けられている。チェーンラック５４は、プッシュチェーン４４の一部を上下方向に誘導するチェーンガイド５６（図２及び図３参照）を有している。なお、図１において、チェーンガイド５６の図示を省略している。
図１から図３に示すように、支柱２２のアーム支持部２６には、プッシュチェーン４４の一部を収納するチェーンラック５４が設けられている。チェーンラック５４は、プッシュチェーン４４の一部を上下方向に誘導するチェーンガイド５６（図２及び図３参照）を有している。なお、図１において、チェーンガイド５６の図示を省略している。
【0020】
（カメラ５８）
図１及び図２に示すように、ロボットアーム２８の基端部側には、瓦礫等の物品を含む物品の周辺状況を撮像する撮像部としてのカメラ５８が設けられている。カメラ５８は、撮像素子としてＣＣＤ（Charge Coupled Device）又はＣＭＯＳ（complementary metal oxide semiconductor）を有している。なお、カメラ５８をロボットアーム２８の基端部側に設ける代わりに、支柱２２のアーム支持部２６に設けてもよい。
図１及び図２に示すように、ロボットアーム２８の基端部側には、瓦礫等の物品を含む物品の周辺状況を撮像する撮像部としてのカメラ５８が設けられている。カメラ５８は、撮像素子としてＣＣＤ（Charge Coupled Device）又はＣＭＯＳ（complementary metal oxide semiconductor）を有している。なお、カメラ５８をロボットアーム２８の基端部側に設ける代わりに、支柱２２のアーム支持部２６に設けてもよい。
【0021】
（ピッキングロボット１０の動作）
図１から図３に示すように、各走行モータ２０の駆動により各走行ベルト１８を走行させることにより、ピッキングロボット１０を適宜に走行させることができる。また、第１回転モータ２４の駆動により支柱２２をその軸心周りに回転させることにより、ロボットアーム２８を支柱２２の軸心周りに回転させることができる。
図１から図３に示すように、各走行モータ２０の駆動により各走行ベルト１８を走行させることにより、ピッキングロボット１０を適宜に走行させることができる。また、第１回転モータ２４の駆動により支柱２２をその軸心周りに回転させることにより、ロボットアーム２８を支柱２２の軸心周りに回転させることができる。
【0022】
図２及び図４に示すように、第２回転モータ５０の駆動によりスプロケット４６を正方向（図２及び図４において反時計回り方向）に回転させることにより、プッシュチェーン４４がチェーンラック５４側から引出される。すると、ロボットアーム２８の内側においてプッシュチェーン４４がスプロケット４６から遠ざかる方向に走行して、ロボットアーム２８の伸び動作を行うことができる。
【0023】
図３及び図５に示すように、第２回転モータ５０の駆動によりスプロケット４６を逆方向（図３及び図５において時計回り方向）に回転させることにより、プッシュチェーン４４がチェーンラック５４側に送出される。すると、ロボットアーム２８の内側においてプッシュチェーン４４がスプロケット４６に近づく方向に走行して、ロボットアーム２８を縮み動作を行うことができる。
【0024】
（ピッキングシステム６０、ロボットコントローラ６２）
図６に示すように、本実施形態に係るピッキングシステム６０は、物品の一例としての瓦礫のピッキングを行うためのシステムである。ピッキングシステム６０は、ピッキングロボット１０と、ピッキングロボット１０の動作を制御するロボットコントローラ６２と、ピッキングロボット１０を遠隔操作するための操作装置６４とを備えている。ロボットコントローラ６２は、ピッキングロボット１０の動作を制御するための制御プログラム等を記憶するメモリ（不図示）と、制御プログラムを解釈して実行するマイクロプロプロセッサ（不図示）とを有している。ロボットコントローラ６２は、操作装置６４からの操作指令に基づいて、ピッキングロボット１０の動作を制御する。操作装置６４は、カメラ５８からの撮像結果（撮像画像）を表示する表示部を有している。なお、ピッキングシステム６０は、瓦礫以外の物品のピッキングを行うために用いてもよい。
図６に示すように、本実施形態に係るピッキングシステム６０は、物品の一例としての瓦礫のピッキングを行うためのシステムである。ピッキングシステム６０は、ピッキングロボット１０と、ピッキングロボット１０の動作を制御するロボットコントローラ６２と、ピッキングロボット１０を遠隔操作するための操作装置６４とを備えている。ロボットコントローラ６２は、ピッキングロボット１０の動作を制御するための制御プログラム等を記憶するメモリ（不図示）と、制御プログラムを解釈して実行するマイクロプロプロセッサ（不図示）とを有している。ロボットコントローラ６２は、操作装置６４からの操作指令に基づいて、ピッキングロボット１０の動作を制御する。操作装置６４は、カメラ５８からの撮像結果（撮像画像）を表示する表示部を有している。なお、ピッキングシステム６０は、瓦礫以外の物品のピッキングを行うために用いてもよい。
【0025】
続いて、本実施形態の作用効果について説明する。
【0026】
（物品のピッキングに関する作用）
ロボットコントローラ６２が各走行モータ２０を制御して、ピッキングロボット１０を瓦礫の近傍まで走行させる。必要に応じて、ロボットコントローラ６２が第１回転モータ２４を制御して、ロボットアーム２８を支柱２２の軸心周りに回転させる。また、必要に応じて、ロボットコントローラ６２が第２回転モータ５０を制御して、ロボットアーム２８を伸縮動作（伸び動作又は縮み動作）させる。そして、ロボットコントローラ６２が揺動モータ３０及びロボットハンド４２を制御して、ロボットアーム２８を下方向へ揺動させて、ロボットハンド４２によって瓦礫を把持する。更に、ロボットコントローラ６２が揺動モータ３０を制御して、ロボットアーム２８を上方向へ揺動させる。これにより、ピッキングロボット１０によって瓦礫を取出すことができる。
ロボットコントローラ６２が各走行モータ２０を制御して、ピッキングロボット１０を瓦礫の近傍まで走行させる。必要に応じて、ロボットコントローラ６２が第１回転モータ２４を制御して、ロボットアーム２８を支柱２２の軸心周りに回転させる。また、必要に応じて、ロボットコントローラ６２が第２回転モータ５０を制御して、ロボットアーム２８を伸縮動作（伸び動作又は縮み動作）させる。そして、ロボットコントローラ６２が揺動モータ３０及びロボットハンド４２を制御して、ロボットアーム２８を下方向へ揺動させて、ロボットハンド４２によって瓦礫を把持する。更に、ロボットコントローラ６２が揺動モータ３０を制御して、ロボットアーム２８を上方向へ揺動させる。これにより、ピッキングロボット１０によって瓦礫を取出すことができる。
【0027】
その後、ロボットコントローラ６２が各走行モータ２０を制御して、ピッキングロボット１０を所定の載置場所の近傍まで走行させる。必要に応じて、ロボットコントローラ６２が第１回転モータ２４を制御して、ロボットアーム２８を支柱２２の軸心周りに回転させる。また、必要に応じて、ロボットコントローラ６２が第２回転モータ５０を制御して、ロボットアーム２８を伸縮動作させる。そして、ロボットコントローラ６２が揺動モータ３０を制御して、ロボットアーム２８を下方向へ揺動させて、ロボットハンド４２を所定の載置場所の上側に位置させる。更に、ロボットコントローラ６２がロボットハンド４２を制御して、ロボットハンド４２による把持状態を解除する。これにより、瓦礫を所定の載置場所まで搬送又は運搬することができる。
【0028】
なお、ロボットアーム２８を伸縮動作させた後に、ロボットコントローラ６２が電磁ブレーキ５２を制御して第２回転モータ５０の回転を制動する。これにより、ロボットアーム２８の基端部に対するロボットハンド４２の相対位置を固定することができる。
【0029】
（ピッキングロボット１０の特有の作用効果）
ロボットアーム２８は、前述のように、入れ子状に重なり合う複数のアーム管３２を有したテレスコピック型に構成されている。そのため、ロボットアーム２８を伸縮動作させることができ、ロボットアーム２８を縮ませた状態において、ピッキングロボット１０のコンパクト化を図ることができる。これにより、本実施形態によれば、ピッキングロボット１０を被災地等の所定の場所に短時間で容易に移送することができ、ピッキングロボット１０の移送作業の作業性を高めることができる。また、ピッキングロボット１０の使用前又は使用後において、ピッキングロボット１０を保管する保管スペースを削減することができる。特に、走行体１２を備えた自走式のピッキングロボット１０においては、ロボットアーム２８を縮ませた状態にすることにより、ロボットアーム２８と障害物との干渉を回避しつつ、重心バランスの不安定さくるピッキングロボット１０の転倒を防いで、ピッキングロボット１０を安定して走行させることができる。
ロボットアーム２８は、前述のように、入れ子状に重なり合う複数のアーム管３２を有したテレスコピック型に構成されている。そのため、ロボットアーム２８を伸縮動作させることができ、ロボットアーム２８を縮ませた状態において、ピッキングロボット１０のコンパクト化を図ることができる。これにより、本実施形態によれば、ピッキングロボット１０を被災地等の所定の場所に短時間で容易に移送することができ、ピッキングロボット１０の移送作業の作業性を高めることができる。また、ピッキングロボット１０の使用前又は使用後において、ピッキングロボット１０を保管する保管スペースを削減することができる。特に、走行体１２を備えた自走式のピッキングロボット１０においては、ロボットアーム２８を縮ませた状態にすることにより、ロボットアーム２８と障害物との干渉を回避しつつ、重心バランスの不安定さくるピッキングロボット１０の転倒を防いで、ピッキングロボット１０を安定して走行させることができる。
【0030】
更に、ロボットアーム２８がテレスコピック型に構成されているため、多関節型のロボットアームを備えたピッキングロボットよりも、ピッキングロボット１０の動作を簡単にすることができる。これにより、ピッキングロボット１０の動作を制御するための制御プログラムの作成が容易になる。
【0031】
また、前述のように、各重なり合う一対のアーム管３２のうち内側のアーム管３２の基端部側に外フランジ３４が設けられ、外側のアーム管３２の先端部側に外フランジ３４に当接可能な内フランジ３６が設けられている。そのため、本実施形態によれば、ロボットアーム２８の伸縮動作中に、外側のアーム管３２から内側のアーム管３２の離脱することを防止することができる。
【0032】
更に、前述のように、各重なり合う一対のアーム管３２のうち内側のアーム管３２の基端部側に複数の第１カムフォロア３８が設けられ、外側のアーム管３２の先端部側に複数の第２カムフォロア４０が設けられている。そのため、本実施形態によれば、複数の第１カムフォロア３８及び複数の第２カムフォロア４０によってロボットアーム２８の伸縮動作を安定させることができる。また、ロボットアーム２８の伸び動作中におけるプッシュチェーン４４の座屈を抑えて、ピッキングロボット１０による物品のピッキングを高精度に行うことができる。
【0033】
また、前述のように、ピッキングロボット１０は、物品の周辺状況を撮像する撮像部としてのカメラ５８を備えている。そのため、本実施形態によれば、作業者がカメラ５８からの撮像結果を確認しながら、操作装置６４を用いてピッキングロボット１０を遠隔操作することができる。
【0034】
更に、前述のように、走行体１２は、走行台１４の下側に設けられた２つのクローラ１６を有している。そのため、本実施形態によれば、被災によって生じた様々な不整地においても、ピッキングロボット１０を安定的に走行させることができる。
【0035】
【0036】
（移動規制機構６６）
図７のＶＩＩＡ及びＶＩＩＢに示すように、ピッキングロボット１０は、少なくともいずれかの重なり合う一対のアーム管３２のうち、外側のアーム管３２に対する内側のアーム管３２の軸方向の移動を規制する移動規制機構６６を備えている。そして、移動規制機構６６の具体的な構成は、次の通りである。
図７のＶＩＩＡ及びＶＩＩＢに示すように、ピッキングロボット１０は、少なくともいずれかの重なり合う一対のアーム管３２のうち、外側のアーム管３２に対する内側のアーム管３２の軸方向の移動を規制する移動規制機構６６を備えている。そして、移動規制機構６６の具体的な構成は、次の通りである。
【0037】
内側のアーム管３２の基端側の内部には、一対の回動軸６８が回動可能に設けられており、各回動軸６８は、内側のアーム管３２の軸方向に直交する方向に延びている。一対の回動軸６８を同期して回動させるため、各回動軸６８には、ピニオン７０が一体的に設けられている。内側のアーム管３２の基端側の内部には、ピニオン７０に噛合したラック部材７２が設けられている。ラック部材７２は、内側のアーム管３２の軸方向に延びており、電動アクチュエータ（不図示）の駆動により内側のアーム管３２の軸方向へ移動する。
【0038】
各回動軸６８には、第１揺動リンク７４の一端部が一体的に連結されており、一対の第１揺動リンク７４は、一対の回動軸６８の回動に連動して揺動する。一対の第１揺動リンク７４の他端部の間には、内側のアーム管３２の軸方向に延びた第１係合部材７６が連結されており、第１係合部材７６は、鋸刃状の係合歯７６ａを有している。また、各回動軸６８には、第２揺動リンク７８の一端部が一体的に連結されており、一対の第２揺動リンク７８は、一対の回動軸６８の回動に連動して揺動する。一対の第２揺動リンク７８の他端部の間には、内側のアーム管３２の軸方向に延びた第２係合部材８０が連結されており、第２係合部材８０は、鋸刃状の係合歯８０ａを有している。第２係合部材８０は、第１係合部材７６の反対側に配置されている。
【0039】
第１係合部材７６及び第２係合部材８０は、一対の回動軸６８の回動に連動して、内側のアーム管３２の外周面に対して出没するように構成されている。第１係合部材７６及び第２係合部材８０のうちの一方の係合部材が内側のアーム管３２の外周面に対して突出すると、他方の係合部材が内側のアーム管３２の外周面に対して没入するように構成されている。内側のアーム管３２の基端側には、第１係合部材７６を内側のアーム管３２の外周面に対して突出させるための第１長孔３２ｈが形成されている。内側のアーム管３２の基端側には、第２係合部材８０を内側のアーム管３２の外周面に対して突出させるための第２長孔３２ｖが形成されている。第１係合部材７６及び第２係合部材８０は、それぞれ、内側のアーム管３２の基端側の内部に設けられたスプリング８２，８４によって、内側のアーム管３２の外周面に対して突出する方向に付勢されている。
【0040】
図７のＶＩＩＡに示すように、第１係合部材７６は、内側のアーム管３２の外周面に対して突出すると、外側のアーム管３２の先端側に設けられた第１ストッパ爪８６に係合する。第１係合部材７６の係合歯７６ａと第１ストッパ爪８６が係合すると、外側のアーム管３２に対する内側のアーム管３２の軸方向の一方側（縮み方向）の移動を許容しつつ、外側のアーム管３２に対する内側のアーム管３２の軸方向の他方側（伸び方向）の移動が規制される。
【0041】
図７のＶＩＩＢに示すように、第２係合部材８０は、内側のアーム管３２の外周面に対して突出すると、外側のアーム管３２の先端側に設けられた第２ストッパ爪８８に係合する。第２係合部材８０と第２ストッパ爪８８が係合すると、外側のアーム管３２に対する内側のアーム管３２の軸方向の他方側（伸び方向）の移動を許容しつつ、外側のアーム管３２に対する内側のアーム管３２の軸方向の一方側（縮み方向）の移動が規制される。
【0042】
なお、図７においては、プッシュチェーン４４の図示を省略しているが、移動規制機構６６は、プッシュチェーン４４と干渉しないように配置されている。
【0043】
前記の構成により、ロボットハンド４２（図１参照）によって物品を把持した状態で、ロボットアーム２８を上方向へ揺動させる際に、電動アクチュエータの駆動によりラック部材７２をアーム管３２の軸方向の一方側へ移動させる。すると、一対の回動軸６８が正方向（図７において反時計回り方向）に回動し、第１係合部材７６が内側のアーム管３２の外周面に対して突出すると共に、第２係合部材８０が内側のアーム管３２の外周面に対して没入する。その結果、図７のＶＩＩＡに示すように、第１係合部材７６が第１ストッパ爪８６に係合して、外側のアーム管３２に対する内側のアーム管３２の軸方向の他方側（伸び方向）の移動が規制される。
【0044】
ロボットハンド４２によって物品を把持した状態で、ロボットアーム２８を下方向へ揺動させる際に、電動アクチュエータの駆動によりラック部材７２をアーム管３２の軸方向の他方側へ移動させる。すると、一対の回動軸６８が逆方向（図７において時計回り方向）に回動し、第２係合部材８０が内側のアーム管３２の外周面に対して突出すると共に、第１係合部材７６が内側のアーム管３２の外周面に対して没入する。その結果、図７のＶＩＩＢに示すように、第２係合部材８０が第２ストッパ爪８８に係合して、外側のアーム管３２に対する内側のアーム管３２の軸方向の一方側（縮み方向）の移動が規制される。また、プッシュチェーン４４（図１参照）の座屈を抑えることができる。
【0045】
そのため、本実施形態の他の態様によれば、ピッキングロボット１０によって瓦礫を安定的に搬送又は運搬することができる。
【0046】
〔まとめ〕
本発明の態様１に係るピッキングロボットは、支柱の上端部側に上下方向へ揺動可能に設けられ、入れ子状に重なり合う複数のアーム管を有したテレスコピック型のロボットアームと、前記ロボットアームの先端部に設けられ、物品を把持するロボットハンドと、前記ロボットアームの内側に挿入され、一端部が前記複数のアーム管のうちの先頭のアーム管に連結されたプッシュチェーンと、前記支柱に回転可能に設けられ、前記プッシュチェーンが掛け回されたスプロケットと、前記スプロケットを回転させる回転モータと、を備える。
本発明の態様１に係るピッキングロボットは、支柱の上端部側に上下方向へ揺動可能に設けられ、入れ子状に重なり合う複数のアーム管を有したテレスコピック型のロボットアームと、前記ロボットアームの先端部に設けられ、物品を把持するロボットハンドと、前記ロボットアームの内側に挿入され、一端部が前記複数のアーム管のうちの先頭のアーム管に連結されたプッシュチェーンと、前記支柱に回転可能に設けられ、前記プッシュチェーンが掛け回されたスプロケットと、前記スプロケットを回転させる回転モータと、を備える。
【0047】
前記の構成によれば、前記ロボットアームは、前述のように、入れ子状に重なり合う前記複数のアーム管を有したテレスコピック型に構成されている。そのため、前記ロボットアームを伸縮させることができ、前記ロボットアームを縮ませた状態において、前記ピッキングロボットのコンパクト化を図ることができる。これにより、前記ピッキングロボットを所定の場所に短時間で容易に移送することができ、前記ピッキングロボットの移送作業の作業性を高めることができる。また、前記ピッキングロボットの使用前又は使用後において、前記ピッキングロボットを保管する保管スペースを削減することができる。
【0048】
本発明の態様２に係るピッキングロボットは、前記態様１において、各重なり合う一対のアーム管のうち内側のアーム管の基端部側に、外フランジが外方向に突出して設けられ、各重なり合う一対のアーム管のうち外側のアーム管の先端部側に、前記外フランジに当接可能な内フランジが内方向に突出して設けられてもよい。
【0049】
前記の構成によれば、前記ロボットアームの伸縮動作中に、前記外側のアーム管から前記内側のアーム管の離脱することを防止することができる。
【0050】
本発明の態様３に係るピッキングロボットは、前記態様１又は２において、各重なり合う一対のアーム管のうち内側のアーム管の基端部側に、外側のアーム管の内周面を転動する複数の第１転動子が周方向に間隔を置いて設けられ、各重なり合う一対のアーム管のうちの外側のアーム管の先端部側に、内側のアーム管の外周面を転動する複数の第２転動子が周方向に間隔を置いて設けられてもよい。
【0051】
前記の構成によれば、前記複数の第１転動子及び前記複数の第２転動子によって前記ロボットアームの伸縮動作を安定させることができる。
【0052】
本発明の態様４に係るピッキングロボットは、前記態様１から３のいずれかにおいて、前記支柱における前記スプロケットの下側に設けられ、前記プッシュチェーンを誘導するチェーンガイドを有し、前記プッシュチェーンを収納するチェーンラックを備えてもよい。
【0053】
前記の構成によれば、前記スプロケットを正方向に回転させると、前記プッシュチェーンが前記チェーンラック側から引出される。また、前記スプロケットを逆方向に回転させると、前記プッシュチェーンが前記チェーンラック側に送出される。
【0054】
本発明の態様５に係るピッキングロボットは、前記態様１から４のいずれかにおいて、前記回転モータの回転を制動する電磁ブレーキを備えもよい。
【0055】
前記の構成によれば、前記ロボットアームを伸縮動作させた後に、前記電磁ブレーキによって前記回転モータの回転を制動する。これにより、前記ロボットアームの基端部に対する前記ロボットハンドの相対位置を固定することができる。
【0056】
本発明の態様６に係るピッキングロボットは、前記態様１から５のいずれかにおいて、少なくともいずれかの重なり合う一対のアーム管のうち、外側のアーム管に対する内側のアーム管の軸方向（アーム管の軸方向）の移動を規制する移動規制機構を備えてもよい。
【0057】
前記の構成によれば、前記ロボットハンドによって物品を把持した状態で、前記ロボットアームを上下方向へ揺動させる際に、前記移動規制機構によって前記外側のアーム管に対する前記内側のアーム管の軸方向の移動を規制する。これにより、前記ピッキングロボットによって前記物品を安定的に搬送又は運搬することができる。
【0058】
本発明の態様７に係るピッキングロボットは、前記態様１から６のいずれかにおいて、物品の周辺状況を撮像する撮像部を備えてもよい。
【0059】
前記の構成によれば、作業者が前記撮像部からの撮像結果を確認しながら、前記ピッキングロボットを遠隔操作することができる。
【0060】
本発明の態様８に係るピッキングロボットは、前記態様１から７のいずれかにおいて、走行可能な走行体を備え、前記支柱は、前記走行体に立設されてもよい。
【0061】
前記の構成によれば、前記ピッキングロボットを走行させることができる。
【0062】
本発明の態様９に係るピッキングロボットは、前記態様８において、前記走行体は、前記支柱が立設された走行台と、前記走行台に設けられたクローラと、を有してもよい。
【0063】
前記の構成によれば、不整地においても、前記ピッキングロボットを安定的に走行させることができる。
【0064】
〔付記事項〕
本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【0065】
１０ ピッキングロボット
１２ 走行体
１４ 走行台
１６ クローラ
２２ 支柱
２４ 第１回転モータ
２６ アーム支持部
２８ ロボットアーム
３０ 揺動モータ
３２ アーム管
３４ 外フランジ
３６ 内フランジ
３８ 第１カムフォロア（第１転動子）
４０ 第２カムフォロア（第２転動子）
４２ ロボットハンド
４４ プッシュチェーン
４６ スプロケット
５０ 第２回転モータ（回転モータ）
５２ 電磁ブレーキ
５４ チェーンラック
５６ チェーンガイド
５８ カメラ（撮像部）
６０ ピッキングシステム
６２ ロボットコントローラ
６４ 操作装置
６６ 移動規制機構
６８ 回動軸
７０ ピニオン
７２ ラック部材
７４ 第１揺動リンク
７６ 第１係合部材
７８ 第２揺動リンク
８０ 第２係合部材
８６ 第１ストッパ爪
８８ 第２ストッパ爪
１２ 走行体
１４ 走行台
１６ クローラ
２２ 支柱
２４ 第１回転モータ
２６ アーム支持部
２８ ロボットアーム
３０ 揺動モータ
３２ アーム管
３４ 外フランジ
３６ 内フランジ
３８ 第１カムフォロア（第１転動子）
４０ 第２カムフォロア（第２転動子）
４２ ロボットハンド
４４ プッシュチェーン
４６ スプロケット
５０ 第２回転モータ（回転モータ）
５２ 電磁ブレーキ
５４ チェーンラック
５６ チェーンガイド
５８ カメラ（撮像部）
６０ ピッキングシステム
６２ ロボットコントローラ
６４ 操作装置
６６ 移動規制機構
６８ 回動軸
７０ ピニオン
７２ ラック部材
７４ 第１揺動リンク
７６ 第１係合部材
７８ 第２揺動リンク
８０ 第２係合部材
８６ 第１ストッパ爪
８８ 第２ストッパ爪
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】