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(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】P2024087365
(43)【公開日】2024-07-01
(54)【発明の名称】ロボットシステム
(51)【国際特許分類】
B25J 15/04 20060101AFI20240624BHJP
【ＦＩ】
B25J15/04 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】12
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022202156
(22)【出願日】2022-12-19
(71)【出願人】
【識別番号】390019839
【氏名又は名称】三星電子株式会社
【氏名又は名称原語表記】Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．
【住所又は居所原語表記】１２９，Ｓａｍｓｕｎｇ－ｒｏ，Ｙｅｏｎｇｔｏｎｇ－ｇｕ，Ｓｕｗｏｎ－ｓｉ，Ｇｙｅｏｎｇｇｉ－ｄｏ，Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ
(74)【代理人】
【識別番号】100125346
【弁理士】
【氏名又は名称】尾形 文雄
(72)【発明者】
【氏名】山岸 建
(72)【発明者】
【氏名】阿部 有貴
(72)【発明者】
【氏名】奥田 克
【テーマコード（参考）】
3C707
【Ｆターム（参考）】
3C707AS01
3C707AS34
3C707BS09
3C707CS08
3C707DS01
3C707ES15
3C707EU12
3C707EV07
3C707EW07
3C707GS04
3C707KS08
3C707KS35
3C707KX09
3C707LV14
3C707LV15
3C707MT04
3C707NS05
3C707NS26
3C707WA11
(57)【要約】
【課題】アーム部がツール部を確実に把持できるようにする。
【解決手段】複数の関節を有するアーム部と、任意の機能を有するツール部と、アーム部及びツール部の一方に設けられた嵌合部がアーム部及びツール部の他方に設けられた突起部を嵌合することによってアーム部とツール部とが接続されるようにし、嵌合部が突起部との嵌合を解除することによってアーム部とツール部との接続が解除されるようにする接続部とを備える、ロボットシステム。
【選択図】図３
【解決手段】複数の関節を有するアーム部と、任意の機能を有するツール部と、アーム部及びツール部の一方に設けられた嵌合部がアーム部及びツール部の他方に設けられた突起部を嵌合することによってアーム部とツール部とが接続されるようにし、嵌合部が突起部との嵌合を解除することによってアーム部とツール部との接続が解除されるようにする接続部とを備える、ロボットシステム。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の関節を有するアーム部と、
任意の機能を有するツール部と、
前記アーム部及び前記ツール部の一方に設けられた嵌合部が当該アーム部及び当該ツール部の他方に設けられた突起部を嵌合することによって当該アーム部と当該ツール部とが接続されるようにし、当該嵌合部が当該突起部との嵌合を解除することによって当該アーム部と当該ツール部との接続が解除されるようにする接続部と
を備える、ロボットシステム。
任意の機能を有するツール部と、
前記アーム部及び前記ツール部の一方に設けられた嵌合部が当該アーム部及び当該ツール部の他方に設けられた突起部を嵌合することによって当該アーム部と当該ツール部とが接続されるようにし、当該嵌合部が当該突起部との嵌合を解除することによって当該アーム部と当該ツール部との接続が解除されるようにする接続部と
を備える、ロボットシステム。
【請求項2】
前記嵌合部は、
アクチュエータと、当該アクチュエータによって回動するカムと、第１平板と、第２平板と、当該第１平板と当該第２平板とを連動させるための連動機構とを備え、
前記第１平板を前記カムの回動によって第１方向にスライドさせ、前記第２平板を前記連動機構によって当該第１方向とは反対の第２方向にスライドさせることにより、前記突起部の固定又は当該固定の解除を行う、請求項１に記載のロボットシステム。
アクチュエータと、当該アクチュエータによって回動するカムと、第１平板と、第２平板と、当該第１平板と当該第２平板とを連動させるための連動機構とを備え、
前記第１平板を前記カムの回動によって第１方向にスライドさせ、前記第２平板を前記連動機構によって当該第１方向とは反対の第２方向にスライドさせることにより、前記突起部の固定又は当該固定の解除を行う、請求項１に記載のロボットシステム。
【請求項3】
前記嵌合部は、前記第１平板をばねの付勢によって前記第１方向にスライドさせ、前記第２平板をばねの付勢によって前記第２方向にスライドさせることにより、前記突起部の固定又は当該固定の解除を行う、請求項２に記載のロボットシステム。
【請求項4】
前記嵌合部は、第１平板と、第２平板とを備え、
前記第１平板は、第１短半径曲線部と、当該第１短半径曲線部よりも半径が大きい第１長半径曲線部とを備え、
前記第２平板は、第２短半径曲線部と、当該第２短半径曲線部よりも半径が大きい第２長半径曲線部とを備え、
前記第１短半径曲線部は、前記第２長半径曲線部と重なるように設置され、
前記第２短半径曲線部は、前記第１長半径曲線部と重なるように設置され、
前記嵌合部は、前記第１短半径曲線部を前記第１長半径曲線部に対する外力によって第１方向にスライドさせ、前記第２短半径曲線部を前記第２長半径曲線部に対する外力によって当該第１方向とは反対の第２方向にスライドさせることにより、前記突起部の固定又は当該固定の解除を行う、請求項１に記載のロボットシステム。
前記第１平板は、第１短半径曲線部と、当該第１短半径曲線部よりも半径が大きい第１長半径曲線部とを備え、
前記第２平板は、第２短半径曲線部と、当該第２短半径曲線部よりも半径が大きい第２長半径曲線部とを備え、
前記第１短半径曲線部は、前記第２長半径曲線部と重なるように設置され、
前記第２短半径曲線部は、前記第１長半径曲線部と重なるように設置され、
前記嵌合部は、前記第１短半径曲線部を前記第１長半径曲線部に対する外力によって第１方向にスライドさせ、前記第２短半径曲線部を前記第２長半径曲線部に対する外力によって当該第１方向とは反対の第２方向にスライドさせることにより、前記突起部の固定又は当該固定の解除を行う、請求項１に記載のロボットシステム。
【請求項5】
前記嵌合部は、前記第１短半径曲線部をばねの付勢によって前記第１方向にスライドさせ、前記第２短半径曲線部をばねの付勢によって前記第２方向にスライドさせることにより、前記突起部の固定又は当該固定の解除を行う、請求項４に記載のロボットシステム。
【請求項6】
前記ツール部は、容器を備え、
前記アーム部は、前記容器に収納された物品に関する物品情報を管理する管理処理を行う、請求項１乃至請求項５の何れかに記載のロボットシステム。
前記アーム部は、前記容器に収納された物品に関する物品情報を管理する管理処理を行う、請求項１乃至請求項５の何れかに記載のロボットシステム。
【請求項7】
前記ツール部は、記憶部を更に備え、
前記アーム部は、前記管理処理として、前記物品情報を前記記憶部に記憶する処理を行う、請求項６に記載のロボットシステム。
前記アーム部は、前記管理処理として、前記物品情報を前記記憶部に記憶する処理を行う、請求項６に記載のロボットシステム。
【請求項8】
前記ツール部は、自身の識別情報を提供する提供部を更に備え、
前記アーム部は、前記管理処理として、前記提供部により提供された前記識別情報と前記物品情報とを関連付けて前記ツール部以外に記憶する処理を行う、請求項６に記載のロボットシステム。
前記アーム部は、前記管理処理として、前記提供部により提供された前記識別情報と前記物品情報とを関連付けて前記ツール部以外に記憶する処理を行う、請求項６に記載のロボットシステム。
【請求項9】
前記アーム部は、前記物品情報に基づいて、前記物品の保管場所を決定し、前記物品を当該保管場所に保管する、請求項６に記載のロボットシステム。
【請求項10】
前記物品は、食材であり、
前記物品情報は、前記食材に関する食材情報であり、
前記アーム部は、前記食材情報に基づいて、前記食材の調理に用いられる調理機器を決定し、当該食材を当該調理機器に搬送する、請求項６に記載のロボットシステム。
前記物品情報は、前記食材に関する食材情報であり、
前記アーム部は、前記食材情報に基づいて、前記食材の調理に用いられる調理機器を決定し、当該食材を当該調理機器に搬送する、請求項６に記載のロボットシステム。
【請求項11】
前記ツール部は、
電子レンジに使用可能な容器と、
電磁シールド材で構成され、電子レンジに前記容器が収容された際に当該電子レンジの扉となる板状部材と、
電子レンジの扉となった際に当該電子レンジの外側となる前記板状部材上の位置に設けられた記憶部と
を備える、請求項１乃至請求項５の何れかに記載のロボットシステム。
電子レンジに使用可能な容器と、
電磁シールド材で構成され、電子レンジに前記容器が収容された際に当該電子レンジの扉となる板状部材と、
電子レンジの扉となった際に当該電子レンジの外側となる前記板状部材上の位置に設けられた記憶部と
を備える、請求項１乃至請求項５の何れかに記載のロボットシステム。
【請求項12】
前記ツール部は、
容器と、
ファンと、
前記ファンからの風によって膨らむことにより、前記容器に収納された物体を当該容器の外に排出させるエアバッグと
を備える、請求項１乃至請求項５の何れかに記載のロボットシステム。
容器と、
ファンと、
前記ファンからの風によって膨らむことにより、前記容器に収納された物体を当該容器の外に排出させるエアバッグと
を備える、請求項１乃至請求項５の何れかに記載のロボットシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ロボットシステムに関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、マニピュレータアーム用の解放可能なエンドエフェクタを格納するための構成が記載されている。この構成において、エンドエフェクタは、エンドエフェクタをマニピュレータアームに接続するための解放可能なラッチ機構を含む。エンドエフェクタがマニピュレータアームの動作によりホルダに出入りするときにラッチ機構を作動させるための構成を含む保管ホルダが提供される。
特許文献２には、ツールをロボットアームに交換可能に取り付けるためのシステムが記載されている。このシステムは、アームに取り付けられてアームから長手方向に延びるコアを有するクランプアセンブリと、コア上を横方向にスライドするように取り付けられた２つの対向するクランプ部材とを含む。工具支持部材は、工具支持部材の脚部と係合するクランプ部材から横方向に延在するガイドピンによって、クランプ組立体が閉じているときにクランプアセンブリ内に保持される。
特許文献２には、ツールをロボットアームに交換可能に取り付けるためのシステムが記載されている。このシステムは、アームに取り付けられてアームから長手方向に延びるコアを有するクランプアセンブリと、コア上を横方向にスライドするように取り付けられた２つの対向するクランプ部材とを含む。工具支持部材は、工具支持部材の脚部と係合するクランプ部材から横方向に延在するガイドピンによって、クランプ組立体が閉じているときにクランプアセンブリ内に保持される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】米国特許第４９１３６１７号明細書
【特許文献2】米国特許第４７８４４２１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
嵌合部が突起部を嵌合することによってアーム部とツール部とが接続されるようにし、嵌合部が突起部との嵌合を解除することによってアーム部とツール部との接続が解除されるようにする構成を採用しない場合、アーム部がツール部を確実に把持できない。
【0005】
本発明の目的は、アーム部がツール部を確実に把持できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
かかる目的のもと、複数の関節を有するアーム部と、任意の機能を有するツール部と、アーム部及びツール部の一方に設けられた嵌合部がアーム部及びツール部の他方に設けられた突起部を嵌合することによってアーム部とツール部とが接続されるようにし、嵌合部が突起部との嵌合を解除することによってアーム部とツール部との接続が解除されるようにする接続部とを備える、ロボットシステムを提供する。
嵌合部は、アクチュエータと、アクチュエータによって回動するカムと、第１平板と、第２平板と、第１平板と第２平板とを連動させるための連動機構とを備え、第１平板をカムの回動によって第１方向にスライドさせ、第２平板を連動機構によって第１方向とは反対の第２方向にスライドさせることにより、突起部の固定又は固定の解除を行う、ものであってよい。その場合、嵌合部は、第１平板をばねの付勢によって第１方向にスライドさせ、第２平板をばねの付勢によって第２方向にスライドさせることにより、突起部の固定又は固定の解除を行う、ものであってよい。
嵌合部は、第１平板と、第２平板とを備え、第１平板は、第１短半径曲線部と、第１短半径曲線部よりも半径が大きい第１長半径曲線部とを備え、第２平板は、第２短半径曲線部と、第２短半径曲線部よりも半径が大きい第２長半径曲線部とを備え、第１短半径曲線部は、第２長半径曲線部と重なるように設置され、第２短半径曲線部は、第１長半径曲線部と重なるように設置され、嵌合部は、第１短半径曲線部を第１長半径曲線部に対する外力によって第１方向にスライドさせ、第２短半径曲線部を第２長半径曲線部に対する外力によって第１方向とは反対の第２方向にスライドさせることにより、突起部の固定又は固定の解除を行う、ものであってよい。その場合、嵌合部は、第１短半径曲線部をばねの付勢によって第１方向にスライドさせ、第２短半径曲線部をばねの付勢によって第２方向にスライドさせることにより、突起部の固定又は固定の解除を行う、ものであってよい。
ツール部は、容器を備え、アーム部は、容器に収納された物品に関する物品情報を管理する管理処理を行う、ものであってよい。その場合、ツール部は、記憶部を更に備え、アーム部は、管理処理として、物品情報を記憶部に記憶する処理を行う、ものであってよい。また、ツール部は、自身の識別情報を提供する提供部を更に備え、アーム部は、管理処理として、提供部により提供された識別情報と物品情報とを関連付けてツール部以外に記憶する処理を行う、ものであってよい。更に、アーム部は、物品情報に基づいて、物品の保管場所を決定し、物品を保管場所に保管する、ものであってよい。更にまた、物品は、食材であり、物品情報は、食材に関する食材情報であり、アーム部は、食材情報に基づいて、食材の調理に用いられる調理機器を決定し、食材を調理機器に搬送する、ものであってよい。
ツール部は、電子レンジに使用可能な容器と、電磁シールド材で構成され、電子レンジに容器が収容された際に電子レンジの扉となる板状部材と、電子レンジの扉となった際に電子レンジの外側となる板状部材上の位置に設けられた記憶部とを備える、ものであってよい。
ツール部は、容器と、ファンと、ファンからの風によって膨らむことにより、容器に収納された物体を容器の外に排出させるエアバッグとを備える、ものであってよい。
嵌合部は、アクチュエータと、アクチュエータによって回動するカムと、第１平板と、第２平板と、第１平板と第２平板とを連動させるための連動機構とを備え、第１平板をカムの回動によって第１方向にスライドさせ、第２平板を連動機構によって第１方向とは反対の第２方向にスライドさせることにより、突起部の固定又は固定の解除を行う、ものであってよい。その場合、嵌合部は、第１平板をばねの付勢によって第１方向にスライドさせ、第２平板をばねの付勢によって第２方向にスライドさせることにより、突起部の固定又は固定の解除を行う、ものであってよい。
嵌合部は、第１平板と、第２平板とを備え、第１平板は、第１短半径曲線部と、第１短半径曲線部よりも半径が大きい第１長半径曲線部とを備え、第２平板は、第２短半径曲線部と、第２短半径曲線部よりも半径が大きい第２長半径曲線部とを備え、第１短半径曲線部は、第２長半径曲線部と重なるように設置され、第２短半径曲線部は、第１長半径曲線部と重なるように設置され、嵌合部は、第１短半径曲線部を第１長半径曲線部に対する外力によって第１方向にスライドさせ、第２短半径曲線部を第２長半径曲線部に対する外力によって第１方向とは反対の第２方向にスライドさせることにより、突起部の固定又は固定の解除を行う、ものであってよい。その場合、嵌合部は、第１短半径曲線部をばねの付勢によって第１方向にスライドさせ、第２短半径曲線部をばねの付勢によって第２方向にスライドさせることにより、突起部の固定又は固定の解除を行う、ものであってよい。
ツール部は、容器を備え、アーム部は、容器に収納された物品に関する物品情報を管理する管理処理を行う、ものであってよい。その場合、ツール部は、記憶部を更に備え、アーム部は、管理処理として、物品情報を記憶部に記憶する処理を行う、ものであってよい。また、ツール部は、自身の識別情報を提供する提供部を更に備え、アーム部は、管理処理として、提供部により提供された識別情報と物品情報とを関連付けてツール部以外に記憶する処理を行う、ものであってよい。更に、アーム部は、物品情報に基づいて、物品の保管場所を決定し、物品を保管場所に保管する、ものであってよい。更にまた、物品は、食材であり、物品情報は、食材に関する食材情報であり、アーム部は、食材情報に基づいて、食材の調理に用いられる調理機器を決定し、食材を調理機器に搬送する、ものであってよい。
ツール部は、電子レンジに使用可能な容器と、電磁シールド材で構成され、電子レンジに容器が収容された際に電子レンジの扉となる板状部材と、電子レンジの扉となった際に電子レンジの外側となる板状部材上の位置に設けられた記憶部とを備える、ものであってよい。
ツール部は、容器と、ファンと、ファンからの風によって膨らむことにより、容器に収納された物体を容器の外に排出させるエアバッグとを備える、ものであってよい。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、アーム部がツール部を確実に把持できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】本実施の形態における食材管理システムの全体構成例を示す図である。
【図2】食材管理システムで用いられるツールの斜視図である。
【図3】ロック機構の構成の概要を示す図である。
【図4】（ａ）～（ｄ）は、ロック機構の動作の概要を示す図である。
【図5】第１のロック機構の構成の詳細を示す図である。
【図6】第１のロック機構のアンロック動作を示す図である。
【図7】第１のロック機構のアンロック動作を示す図である。
【図8】第１のロック機構のロック動作を示す図である。
【図9】第１のロック機構のロック動作を示す図である。
【図10】第２のロック機構の構成の詳細を示す図である。
【図11】第２のロック機構の構成の詳細を示す図である。
【図12】第２のロック機構の構成の詳細を示す図である。
【図13】第２のロック機構の構成の詳細を示す図である。
【図14】第２のロック機構のアンロック動作を示す図である。
【図15】第２のロック機構のアンロック動作を示す図である。
【図16】第２のロック機構のアンロック動作を示す図である。
【図17】第２のロック機構のロック動作を示す図である。
【図18】第２のロック機構のロック動作を示す図である。
【図19】第２のロック機構のロック動作を示す図である。
【図20】電子レンジの扉と一体になったツールを示す図である。
【図21】（ａ）～（ｃ）は、食材運搬投入用のツールを用いた食材の第１の投入方法を示す図である。
【図22】（ａ）～（ｃ）は、食材運搬投入用のツールを用いた食材の第２の投入方法を示す図である。
【図23】（ａ），（ｂ）は、調味料運搬投入用のツールを用いた調味料の投入方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【0010】
［食材管理システム］
図１は、本実施の形態における食材管理システム１の全体構成例を示す図である。食材管理システム１は、アーム先端のエンドエフェクタを交換可能なロボット、専用のツール等を使用して、様々な食材の保管、搬送、調理等の各処理を行う。
図示するように、食材管理システム１は、ロボット４０と、情報処理装置５０と、冷蔵庫６０と、調理機器７０と、情報サーバ８０とが、通信回線９０を介して接続されることにより構成されている。
図１は、本実施の形態における食材管理システム１の全体構成例を示す図である。食材管理システム１は、アーム先端のエンドエフェクタを交換可能なロボット、専用のツール等を使用して、様々な食材の保管、搬送、調理等の各処理を行う。
図示するように、食材管理システム１は、ロボット４０と、情報処理装置５０と、冷蔵庫６０と、調理機器７０と、情報サーバ８０とが、通信回線９０を介して接続されることにより構成されている。
【0011】
ロボット４０は、各食材に適した保管場所（冷蔵室、冷凍室、貯蔵室等）で各食材を保管し、ユーザの命令等により適切なレシピで食材を調理する。
ロボット４０は、撮影装置４１と、制御装置４２と、ロボット本体４３とを備える。
撮影装置４１は、ツール２０の画像を撮影する。撮影装置４１は、例えば、カメラである。本実施の形態では、撮影装置４１は、ロボット本体４３の先端部に取り付けられる。
制御装置４２は、撮影装置４１が撮影した撮影画像に基づいて、ツール２０の位置及び姿勢を求める。また、制御装置４２は、ロボット本体４３の動作を制御する。
ロボット本体４３は、ツール２０を把持する。ツール２０は、任意の機能を有するものであってよいが、食材管理システム１においては、食材を収納する容器を有するものが例示される。ロボット本体４３は、実際にツール２０を把持するアーム１０を備える。アーム１０は、複数の関節を備える。更に、ロボット本体４３は、制御装置４２の制御により回転動作を行うアクチュエータ４４を備える。また、本実施の形態のロボット本体４３は、移動式であり、自走を行うための移動部４５を備える。
尚、ロボット４０には、タッチパネル、マイク等の入力手段と、ディスプレイ、スピーカ等の出力手段とが、更に設けられていてもよい。また、ロボット４０には、外部との通信装置が設けられてもよく、情報処理装置５０、冷蔵庫６０、調理機器７０等と連携してもよい。
また、アーム１０及びツール２０には、アーム１０によるツール２０のハンドリングを容易にするロック機構３０が取り付けられている。
ロボット４０はロボットシステムの一例である。アーム１０は複数の関節を有するアーム部の一例であり、ツール２０は任意の機能を有するツール部の一例である。
ロボット４０は、撮影装置４１と、制御装置４２と、ロボット本体４３とを備える。
撮影装置４１は、ツール２０の画像を撮影する。撮影装置４１は、例えば、カメラである。本実施の形態では、撮影装置４１は、ロボット本体４３の先端部に取り付けられる。
制御装置４２は、撮影装置４１が撮影した撮影画像に基づいて、ツール２０の位置及び姿勢を求める。また、制御装置４２は、ロボット本体４３の動作を制御する。
ロボット本体４３は、ツール２０を把持する。ツール２０は、任意の機能を有するものであってよいが、食材管理システム１においては、食材を収納する容器を有するものが例示される。ロボット本体４３は、実際にツール２０を把持するアーム１０を備える。アーム１０は、複数の関節を備える。更に、ロボット本体４３は、制御装置４２の制御により回転動作を行うアクチュエータ４４を備える。また、本実施の形態のロボット本体４３は、移動式であり、自走を行うための移動部４５を備える。
尚、ロボット４０には、タッチパネル、マイク等の入力手段と、ディスプレイ、スピーカ等の出力手段とが、更に設けられていてもよい。また、ロボット４０には、外部との通信装置が設けられてもよく、情報処理装置５０、冷蔵庫６０、調理機器７０等と連携してもよい。
また、アーム１０及びツール２０には、アーム１０によるツール２０のハンドリングを容易にするロック機構３０が取り付けられている。
ロボット４０はロボットシステムの一例である。アーム１０は複数の関節を有するアーム部の一例であり、ツール２０は任意の機能を有するツール部の一例である。
【0012】
情報処理装置５０は、ユーザが家庭内で使用するコンピュータである。情報処理装置５０は、通信回線９０を介して情報サーバ８０から情報を取得する。情報処理装置５０は、例えば、ＰＣ（Personal Computer）、スマートフォン等であってよい。
【0013】
冷蔵庫６０は、一般的な家庭用の冷蔵庫であってよいが、無線の通信機能を有するものとする。つまり、冷蔵庫６０は、ロボット４０と通信してよい。
【0014】
調理機器７０は、電子レンジ、ＩＨ調理器、自動調理器等の一般的な家庭用の調理機器であってよいが、無線の通信機能を有するものとする。つまり、調理機器７０は、ロボット４０と通信してよい。
【0015】
情報サーバ８０は、ロボット４０、情報処理装置５０、冷蔵庫６０、及び調理機器７０に情報を提供するサーバコンピュータである。このような情報には、例えば、食材と、適切な保管場所、適切な調理方法等とを対応付けた情報がある。
【0016】
通信回線９０は、ロボット４０、情報処理装置５０、冷蔵庫６０、及び調理機器７０と、情報サーバ８０とが、情報を送受信するために用いられる回線である。通信回線９０は、例えば、インターネットであってよい。
【0017】
［ツール］
図２は、食材管理システム１で用いられるツール２０の斜視図である。
ツール２０は、例えば、食材を格納可能な容器を含み、この容器は、冷蔵、冷凍、解凍、加熱等が可能である。従って、この容器を用いることで、食材は、冷凍庫又は冷蔵庫で保管することが可能となり、電子レンジやＩＨ調理機器での加熱も可能となる。
また、ツール２０には、アーム１０によるハンドリングを容易にするための突起部（ツール側部品２１）を備えている。ツール側部品２１については、後述する。
更に、ツール２０には、マーカ２８が設けられている。マーカ２８は、ツール２０を識別するツールＩＤと、ツール２０の位置及び姿勢を示す位置姿勢情報とを含む。
図２は、食材管理システム１で用いられるツール２０の斜視図である。
ツール２０は、例えば、食材を格納可能な容器を含み、この容器は、冷蔵、冷凍、解凍、加熱等が可能である。従って、この容器を用いることで、食材は、冷凍庫又は冷蔵庫で保管することが可能となり、電子レンジやＩＨ調理機器での加熱も可能となる。
また、ツール２０には、アーム１０によるハンドリングを容易にするための突起部（ツール側部品２１）を備えている。ツール側部品２１については、後述する。
更に、ツール２０には、マーカ２８が設けられている。マーカ２８は、ツール２０を識別するツールＩＤと、ツール２０の位置及び姿勢を示す位置姿勢情報とを含む。
【0018】
［ロック機構］
まず、ロック機構３０の概要について説明する。
図３は、ロック機構３０の構成の概要を示す図である。
図示するように、アーム１０はアーム側部品１１を備え、ツール２０はツール側部品２１を備える。アーム側部品１１は、雌形状を有しており、リンク１２，１３を備える。ツール側部品２１は、雄形状を有しており、先端部２２と、溝部２３と、土台部２４とを備える。アーム側部品１１とツール側部品２１とがロック機構３０を構成する。
まず、ロック機構３０の概要について説明する。
図３は、ロック機構３０の構成の概要を示す図である。
図示するように、アーム１０はアーム側部品１１を備え、ツール２０はツール側部品２１を備える。アーム側部品１１は、雌形状を有しており、リンク１２，１３を備える。ツール側部品２１は、雄形状を有しており、先端部２２と、溝部２３と、土台部２４とを備える。アーム側部品１１とツール側部品２１とがロック機構３０を構成する。
【0019】
尚、図には、ロック機構３０以外の構成要素も示している。
例えば、ツール２０には、様々な情報を書き込み可能な電子タグ２５が取り付けられている。ツール２０が電子レンジに使用されるものである場合、電子レンジに電子タグ２５の読取装置が備えられる。また、この場合、電子タグ２５をマイクロ波から保護するために、電磁シールド２６でツール２０の面のうちアーム１０と対向する面とは反対側の面を覆うようにしている。ここで、電子タグ２５は、ＲＦＩＤタグ等の無線タグであってよい。電磁シールド２６は鉄板等で構成されていてよい。
また、ツール２０には、温度、湿度、圧力等を検知するセンサ２７が設けられていてもよい。
更に、図には、図２に示したマーカ２８も示されている。
更にまた、図示しないが、ツール２０には、ユーザが判読可能なディスプレイ、圧力をコントロールするための電磁弁等を設けてもよい。
一方、アーム１０は、電子タグリーダ１５と、制御基板１６とを備える。制御基板１６は、各種情報を電子タグ２５に書き込んだり、有線又は無線で他の装置との通信を行ったりする。
例えば、ツール２０には、様々な情報を書き込み可能な電子タグ２５が取り付けられている。ツール２０が電子レンジに使用されるものである場合、電子レンジに電子タグ２５の読取装置が備えられる。また、この場合、電子タグ２５をマイクロ波から保護するために、電磁シールド２６でツール２０の面のうちアーム１０と対向する面とは反対側の面を覆うようにしている。ここで、電子タグ２５は、ＲＦＩＤタグ等の無線タグであってよい。電磁シールド２６は鉄板等で構成されていてよい。
また、ツール２０には、温度、湿度、圧力等を検知するセンサ２７が設けられていてもよい。
更に、図には、図２に示したマーカ２８も示されている。
更にまた、図示しないが、ツール２０には、ユーザが判読可能なディスプレイ、圧力をコントロールするための電磁弁等を設けてもよい。
一方、アーム１０は、電子タグリーダ１５と、制御基板１６とを備える。制御基板１６は、各種情報を電子タグ２５に書き込んだり、有線又は無線で他の装置との通信を行ったりする。
【0020】
図４（ａ）～（ｄ）は、ロック機構３０の動作の概要を示す図である。
まず、図４（ａ）に示すように、ツール２０のツール側部品２１が、アーム１０のアーム側部品１１のリンク１２，１３の間に入ってくる。
次に、図４（ｂ）に示すように、ツール側部品２１の先端部２２が、アーム側部品１１のリンク１２，１３を押し広げる。
次に、図４（ｃ）に示すように、ツール側部品２１の先端部２２が、アーム側部品１１のリンク１２，１３の内側に完全に入り込む。
その後、図４（ｄ）に示すように、アーム側部品１１のリンク１２，１３が、ツール側部品２１の溝部２３と嵌合する。
まず、図４（ａ）に示すように、ツール２０のツール側部品２１が、アーム１０のアーム側部品１１のリンク１２，１３の間に入ってくる。
次に、図４（ｂ）に示すように、ツール側部品２１の先端部２２が、アーム側部品１１のリンク１２，１３を押し広げる。
次に、図４（ｃ）に示すように、ツール側部品２１の先端部２２が、アーム側部品１１のリンク１２，１３の内側に完全に入り込む。
その後、図４（ｄ）に示すように、アーム側部品１１のリンク１２，１３が、ツール側部品２１の溝部２３と嵌合する。
【0021】
アーム側部品１１は嵌合部の一例であり、ツール側部品２１は突起部の一例である。ロック機構３０は、嵌合部が突起部を嵌合することによってアーム部とツール部とが接続されるようにし、嵌合部が突起部との嵌合を解除することによってアーム部とツール部との接続が解除されるようにする接続部の一例である。
尚、本実施の形態では、アーム側部品１１がツール側部品２１を嵌合するものとして説明するが、ツール側部品２１がアーム側部品１１を嵌合するものとしてもよい。即ち、嵌合部はアーム部及びツール部の一方に設けられたものとし、突起部はアーム部及びツール部の他方に設けられたものとしてよい。
尚、本実施の形態では、アーム側部品１１がツール側部品２１を嵌合するものとして説明するが、ツール側部品２１がアーム側部品１１を嵌合するものとしてもよい。即ち、嵌合部はアーム部及びツール部の一方に設けられたものとし、突起部はアーム部及びツール部の他方に設けられたものとしてよい。
【0022】
次に、ロック機構３０の詳細について説明する。ここでは、ロック機構３０として、２つの機構を想定し、これらを第１のロック機構３１及び第２のロック機構３２と称する。
【0023】
図５は、第１のロック機構３１の構成の詳細を示す図である。第１のロック機構３１は、アクチュエータを用いたアクティブなロック機構である。
図示するように、第１のロック機構３１は、アーム側部品１００と、ツール側部品２００とから構成される。アーム側部品１００は、リンク１１１，１１２，１２１，１２２，１３０と、ばね１４１，１４２と、アクチュエータ１５０と、カム１６０とを備える。
図示するように、第１のロック機構３１は、アーム側部品１００と、ツール側部品２００とから構成される。アーム側部品１００は、リンク１１１，１１２，１２１，１２２，１３０と、ばね１４１，１４２と、アクチュエータ１５０と、カム１６０とを備える。
【0024】
図６及び図７は、第１のロック機構３１のアンロック動作を示す図である。
まず、図６に示すように、アクチュエータ１５０がカム１６０を回転させ、リンク１１１が矢印Ａ１で示す方向にスライドする。すると、リンク１１２が、リンク１２１，１３０，１２２を介して、矢印Ａ２で示す方向にスライドする。即ち、リンク１１１とリンク１１２とは、ツール側部品２００について対称な方向に動く。
これにより、図７に示すように、ツール側部品２００は、アンロックされて、矢印Ａ３で示す方向に移動可能になる。
まず、図６に示すように、アクチュエータ１５０がカム１６０を回転させ、リンク１１１が矢印Ａ１で示す方向にスライドする。すると、リンク１１２が、リンク１２１，１３０，１２２を介して、矢印Ａ２で示す方向にスライドする。即ち、リンク１１１とリンク１１２とは、ツール側部品２００について対称な方向に動く。
これにより、図７に示すように、ツール側部品２００は、アンロックされて、矢印Ａ３で示す方向に移動可能になる。
【0025】
図８及び図９は、第１のロック機構３１のロック動作を示す図である。
まず、図８に示すように、ツール側部品２００が、矢印Ｂ１で示す方向に挿入されると、リンク１１１，１１２が押されて開く方向に動く。或いは、アクチュエータ１５０がリンク１１１，１１２を駆動して開く方向に動かし、ツール側部品２００が矢印Ｂ１で示す方向に挿入可能となる。
次に、図９に示すように、ツール側部品２００の先端部２１０がリンク１１１，１１２の内側まで挿入されると、ばね１４１，１４２の付勢により、リンク１１１が矢印Ｂ２で示す方向に、リンク１１２が矢印Ｂ３で示す方向に、それぞれスライドする。そして、リンク１１１，１１２は、ツール側部品２００の溝部２２０と嵌合し、ツール側部品２００はロックされる。
まず、図８に示すように、ツール側部品２００が、矢印Ｂ１で示す方向に挿入されると、リンク１１１，１１２が押されて開く方向に動く。或いは、アクチュエータ１５０がリンク１１１，１１２を駆動して開く方向に動かし、ツール側部品２００が矢印Ｂ１で示す方向に挿入可能となる。
次に、図９に示すように、ツール側部品２００の先端部２１０がリンク１１１，１１２の内側まで挿入されると、ばね１４１，１４２の付勢により、リンク１１１が矢印Ｂ２で示す方向に、リンク１１２が矢印Ｂ３で示す方向に、それぞれスライドする。そして、リンク１１１，１１２は、ツール側部品２００の溝部２２０と嵌合し、ツール側部品２００はロックされる。
【0026】
尚、ここでは、ロック動作において、ばね１４１，１４２の付勢により、リンク１１１を矢印Ｂ２で示す方向に、リンク１１２を矢印Ｂ３で示す方向に、それぞれスライドさせることとしたが、これには限らない。ばね１４１，１４２の付勢方向を反対方向とし、アンロック動作において、ばね１４１，１４２の付勢により、リンク１１１を図６の矢印Ａ１で示す方向に、リンク１１２を図６の矢印Ａ２で示す方向に、それぞれスライドさせることとしてもよい。
【0027】
リンク１１１は第１平板の一例であり、リンク１１２は第２平板の一例である。リンク１２１，１３０，１２２は、第１平板と第２平板とを連動させるための連動機構の一例である。
図６の矢印Ａ１で示す方向は、突起部の固定を解除する際の第１方向の一例であり、図６の矢印Ａ２で示す方向は、突起部の固定を解除する際の第２方向の一例である。図９の矢印Ｂ２で示す方向は、突起部を固定する際の第１方向の一例であり、図９の矢印Ｂ３で示す方向は、突起部を固定する際の第２方向の一例である。
アーム側部品１００は、第１平板をカムの回動によって第１方向にスライドさせ、第２平板を連動機構によって第２方向にスライドさせることにより、突起部の固定又は固定の解除を行う嵌合部の一例である。また、アーム側部品１００は、第１平板をばねの付勢によって第１方向にスライドさせ、第２平板をばねの付勢によって第２方向にスライドさせることにより、突起部の固定又は固定の解除を行う嵌合部の一例でもある。
図６の矢印Ａ１で示す方向は、突起部の固定を解除する際の第１方向の一例であり、図６の矢印Ａ２で示す方向は、突起部の固定を解除する際の第２方向の一例である。図９の矢印Ｂ２で示す方向は、突起部を固定する際の第１方向の一例であり、図９の矢印Ｂ３で示す方向は、突起部を固定する際の第２方向の一例である。
アーム側部品１００は、第１平板をカムの回動によって第１方向にスライドさせ、第２平板を連動機構によって第２方向にスライドさせることにより、突起部の固定又は固定の解除を行う嵌合部の一例である。また、アーム側部品１００は、第１平板をばねの付勢によって第１方向にスライドさせ、第２平板をばねの付勢によって第２方向にスライドさせることにより、突起部の固定又は固定の解除を行う嵌合部の一例でもある。
【0028】
図１０乃至図１３は、第２のロック機構３２の構成の詳細を示す図である。第２のロック機構３２は、アクチュエータを用いないパッシブなロック機構である。
図１０に示すように、第２のロック機構３２は、アーム側部品３００と、ツール側部品４００とから構成される。
図１１及び図１２は、アーム側部品３００の構造を示す図である。図１１は、ロック状態におけるアーム側部品３００を示し、図１２は、アンロック状態におけるアーム側部品３００を示す。図示するように、アーム側部品３００は、リンク３１０ａ，３１０ｂと、ばね３４１，３４２とを備える。リンク３１０ａは、リンク３１１ａ，３１２ａを備え、リンク３１０ｂは、リンク３１１ｂ，３１２ｂを備える。ここで、アーム側部品３００は、図１１に示すようにリンク３１１ａ，３１１ｂを内側にスライドさせてツール側部品４００（図１０参照）をロックし、図１２に示すようにリンク３１２ａ，３１２ｂを内側にスライドさせてツール側部品４００（図１０参照）はアンロックする。従って、リンク３１１ａ，３１１ｂの半径がリンク３１２ａ，３１２ｂの半径よりも小さくなっている。また、リンク３１１ａ，３１１ｂは、それぞれ、出っ張り部３１３ａ，３１３ｂを含み、リンク３１２ａ，３１２ｂは、それぞれ、出っ張り部３１４ａ，３１４ｂを含む。
図１３は、このうち、リンク３１０ａのみを取り出して示した図である。図示するように、リンク３１１ａを含む平面と、リンク３１２ａを含む平面とは、互いに平行であるが、垂直方向にずれている。また、図示しないが、リンク３１１ｂも、リンク３１１ａを含む平面上にあり、リンク３１２ｂも、リンク３１２ａを含む平面上にある。従って、リンク３１０ａ，３１０ｂは、左右にスライドする際に互いに干渉しないように、１８０°回転された状態で立体的に交差する関係となっている。
図１０に示すように、第２のロック機構３２は、アーム側部品３００と、ツール側部品４００とから構成される。
図１１及び図１２は、アーム側部品３００の構造を示す図である。図１１は、ロック状態におけるアーム側部品３００を示し、図１２は、アンロック状態におけるアーム側部品３００を示す。図示するように、アーム側部品３００は、リンク３１０ａ，３１０ｂと、ばね３４１，３４２とを備える。リンク３１０ａは、リンク３１１ａ，３１２ａを備え、リンク３１０ｂは、リンク３１１ｂ，３１２ｂを備える。ここで、アーム側部品３００は、図１１に示すようにリンク３１１ａ，３１１ｂを内側にスライドさせてツール側部品４００（図１０参照）をロックし、図１２に示すようにリンク３１２ａ，３１２ｂを内側にスライドさせてツール側部品４００（図１０参照）はアンロックする。従って、リンク３１１ａ，３１１ｂの半径がリンク３１２ａ，３１２ｂの半径よりも小さくなっている。また、リンク３１１ａ，３１１ｂは、それぞれ、出っ張り部３１３ａ，３１３ｂを含み、リンク３１２ａ，３１２ｂは、それぞれ、出っ張り部３１４ａ，３１４ｂを含む。
図１３は、このうち、リンク３１０ａのみを取り出して示した図である。図示するように、リンク３１１ａを含む平面と、リンク３１２ａを含む平面とは、互いに平行であるが、垂直方向にずれている。また、図示しないが、リンク３１１ｂも、リンク３１１ａを含む平面上にあり、リンク３１２ｂも、リンク３１２ａを含む平面上にある。従って、リンク３１０ａ，３１０ｂは、左右にスライドする際に互いに干渉しないように、１８０°回転された状態で立体的に交差する関係となっている。
【0029】
第２のロック機構３２は、ツールホルダを用いてロック動作及びアンロック動作を行う。
図１４乃至図１６は、第２のロック機構３２のアンロック動作を示す図である。
まず、図１４に示すように、ツール側部品４００とドッキングしているアーム側部品３００が、矢印Ｃ１で示す方向からツールホルダ５００に入る。尚、ここでは、アーム側部品３００の上にアーム１０の一部が結合された状態を示している。また、ツール側部品４００は、アーム側部品３００の下に隠れて見えていない。
すると、図１５に示すように、ツールホルダ５００の内壁により、リンク３１２ａの出っ張り部３１４ａが矢印Ｃ２で示す方向に、リンク３１２ｂの出っ張り部３１４ｂが矢印Ｃ３で示す方向に、それぞれ押される。これにより、リンク３１１ａは矢印Ｃ２で示す方向に、リンク３１１ｂは矢印Ｃ３で示す方向に、それぞれスライドし、アンロック状態となる。尚、ここでは、アーム側部品３００の状態を示すため、アーム側部品３００の上のアーム１０の一部及びアーム側部品３００の上面を取り外した状態を示している。
これにより、図１６に示すように、アーム側部品３００は、矢印Ｃ４で示す方向に移動可能になる。尚、ここでは、再び、アーム側部品３００の上にアーム１０の一部が結合された状態を示している。このとき、ツールホルダ５００に設けられたばね５１０（図１４参照）がツール側部品４００を呼び込むことにより、ツール側部品４００は落下が防止される。
図１４乃至図１６は、第２のロック機構３２のアンロック動作を示す図である。
まず、図１４に示すように、ツール側部品４００とドッキングしているアーム側部品３００が、矢印Ｃ１で示す方向からツールホルダ５００に入る。尚、ここでは、アーム側部品３００の上にアーム１０の一部が結合された状態を示している。また、ツール側部品４００は、アーム側部品３００の下に隠れて見えていない。
すると、図１５に示すように、ツールホルダ５００の内壁により、リンク３１２ａの出っ張り部３１４ａが矢印Ｃ２で示す方向に、リンク３１２ｂの出っ張り部３１４ｂが矢印Ｃ３で示す方向に、それぞれ押される。これにより、リンク３１１ａは矢印Ｃ２で示す方向に、リンク３１１ｂは矢印Ｃ３で示す方向に、それぞれスライドし、アンロック状態となる。尚、ここでは、アーム側部品３００の状態を示すため、アーム側部品３００の上のアーム１０の一部及びアーム側部品３００の上面を取り外した状態を示している。
これにより、図１６に示すように、アーム側部品３００は、矢印Ｃ４で示す方向に移動可能になる。尚、ここでは、再び、アーム側部品３００の上にアーム１０の一部が結合された状態を示している。このとき、ツールホルダ５００に設けられたばね５１０（図１４参照）がツール側部品４００を呼び込むことにより、ツール側部品４００は落下が防止される。
【0030】
図１７乃至図１９は、第２のロック機構３２のロック動作を示す図である。
まず、図１７に示すように、アーム側部品３００が、ツールホルダ５００の上方から矢印Ｄ１で示す方向に移動する。
すると、図１８に示すように、ツール側部品４００の先端部４１０によりリンク３１１ａ，３１１ｂが押し開かれてアンロックされる。或いは、リンク３１２ａ，３１２ｂの出っ張り部３１４ａ，３１４ｂがツールホルダ５００の内壁により押されることによりリンク３１０ａ，３１０ｂがスライドされてアンロックされる。その後、リンク３１０ａ，３１０ｂの間にツール側部品４００が入ると、ばね３４１，３４２の付勢により、リンク３１１ａが矢印Ｄ２で示す方向に、リンク３１１ｂが矢印Ｄ３で示す方向に、それぞれスライドする。そして、リンク３１０ａ，３１０ｂは、ツール側部品４００の溝部４２０（図１７参照）と嵌合し、ツール側部品４００がロックされる。
これにより、図１９に示すように、アーム側部品３００は、ツール側部品４００をドッキングした状態で、矢印Ｄ４で示す方向に移動可能となる。
まず、図１７に示すように、アーム側部品３００が、ツールホルダ５００の上方から矢印Ｄ１で示す方向に移動する。
すると、図１８に示すように、ツール側部品４００の先端部４１０によりリンク３１１ａ，３１１ｂが押し開かれてアンロックされる。或いは、リンク３１２ａ，３１２ｂの出っ張り部３１４ａ，３１４ｂがツールホルダ５００の内壁により押されることによりリンク３１０ａ，３１０ｂがスライドされてアンロックされる。その後、リンク３１０ａ，３１０ｂの間にツール側部品４００が入ると、ばね３４１，３４２の付勢により、リンク３１１ａが矢印Ｄ２で示す方向に、リンク３１１ｂが矢印Ｄ３で示す方向に、それぞれスライドする。そして、リンク３１０ａ，３１０ｂは、ツール側部品４００の溝部４２０（図１７参照）と嵌合し、ツール側部品４００がロックされる。
これにより、図１９に示すように、アーム側部品３００は、ツール側部品４００をドッキングした状態で、矢印Ｄ４で示す方向に移動可能となる。
【0031】
尚、ここでは、ロック動作において、ばね３４１，３４２の付勢により、リンク３１０ａを矢印Ｄ２で示す方向に、リンク３１０ｂを矢印Ｄ３で示す方向に、それぞれスライドさせることとしたが、これには限らない。ばね３４１，３４２の付勢方向を反対方向とし、アンロック動作において、ばね３４１，３４２の付勢により、リンク３１０ａを図１５の矢印Ｃ２で示す方向に、リンク３１０ｂを図１５の矢印Ｃ３で示す方向に、それぞれスライドさせることとしてもよい。
【0032】
リンク３１０ａは第１平板の一例であり、リンク３１１ａは第１短半径曲線部の一例であり、リンク３１２ａは第１長半径曲線部の一例である。リンク３１０ｂは第２平板の一例であり、リンク３１１ｂは第２短半径曲線部の一例であり、リンク３１２ｂは第２長半径曲線部の一例である。
図１５の矢印Ｃ２で示す方向は、突起部の固定を解除する際の第１方向の一例であり、図１５の矢印Ｃ３で示す方向は、突起部の固定を解除する際の第２方向の一例である。図１８の矢印Ｄ２で示す方向は、突起部を固定する際の第１方向の一例であり、図１８の矢印Ｄ３で示す方向は、突起部を固定する際の第２方向の一例である。
アーム側部品３００は、第１短半径曲線部を第１長半径曲線部に対する外力によって第１方向にスライドさせ、第２短半径曲線部を第２長半径曲線部に対する外力によって第２方向にスライドさせることにより、突起部の固定又は固定の解除を行う嵌合部の一例である。また、アーム側部品３００は、第１短半径曲線部をばねの付勢によって第１方向にスライドさせ、第２短半径曲線部をばねの付勢によって第２方向にスライドさせることにより、突起部の固定又は固定の解除を行う嵌合部の一例でもある。
図１５の矢印Ｃ２で示す方向は、突起部の固定を解除する際の第１方向の一例であり、図１５の矢印Ｃ３で示す方向は、突起部の固定を解除する際の第２方向の一例である。図１８の矢印Ｄ２で示す方向は、突起部を固定する際の第１方向の一例であり、図１８の矢印Ｄ３で示す方向は、突起部を固定する際の第２方向の一例である。
アーム側部品３００は、第１短半径曲線部を第１長半径曲線部に対する外力によって第１方向にスライドさせ、第２短半径曲線部を第２長半径曲線部に対する外力によって第２方向にスライドさせることにより、突起部の固定又は固定の解除を行う嵌合部の一例である。また、アーム側部品３００は、第１短半径曲線部をばねの付勢によって第１方向にスライドさせ、第２短半径曲線部をばねの付勢によって第２方向にスライドさせることにより、突起部の固定又は固定の解除を行う嵌合部の一例でもある。
【0033】
［ロボットの動作］
まず、ロボット４０の食材保管動作について説明する。
まず、ロボット４０の食材保管動作について説明する。
【0034】
ロボット４０が、撮影装置４１で食材を撮影し、撮影した画像を受け取った制御基板１６、情報処理装置５０、又は情報サーバ８０が、この画像から食材の種類を認識する。食品の種類は、このように撮影装置４１を用いて認識されるが、このような認識が困難である場合は、ユーザがロボット４０のマイクや、ＰＣ、スマートフォン等の情報処理装置５０から入力してもよい。
ロボット４０は、アーム１０にツール２０として取り付けられたロボットハンド等を用いて、ツール２０における容器に食材を入れる。その際、ロボット４０では、制御基板１６が、撮影装置４１で撮影された画像に基づいて、容器に食材が格納されたことを認識する。そして、制御基板１６は、容器に食材が格納されたことを電子タグ２５に記録する。或いは、制御基板１６は、容器に食材が格納されたことを、撮影装置４１が撮影したマーカ２８から読み取ったツールＩＤに関連付けて、制御基板１６、情報処理装置５０、又は情報サーバ８０のデータベースに記録する。
ロボット４０は、アーム１０にツール２０として取り付けられたロボットハンド等を用いて、ツール２０における容器に食材を入れる。その際、ロボット４０では、制御基板１６が、撮影装置４１で撮影された画像に基づいて、容器に食材が格納されたことを認識する。そして、制御基板１６は、容器に食材が格納されたことを電子タグ２５に記録する。或いは、制御基板１６は、容器に食材が格納されたことを、撮影装置４１が撮影したマーカ２８から読み取ったツールＩＤに関連付けて、制御基板１６、情報処理装置５０、又は情報サーバ８０のデータベースに記録する。
【0035】
その後、ロボット４０は、制御基板１６、情報処理装置５０、又は情報サーバ８０の情報に基づき、食材の適切な保管場所を選択する。そして、ロボット４０は、冷蔵庫６０内の適切な場所（冷蔵室、冷凍室、特殊冷凍室等）に食材を格納する。
【0036】
電子タグ２５は、記憶部の一例であり、容器に食材が格納されたことを電子タグ２５に記録する処理は、物品情報を記憶部に記憶する処理の一例である。
マーカ２８は、ツール部の識別情報を提供する提供部の一例であり、容器に食材が格納されたことをツールＩＤに関連付けてデータベースに記録する処理は、提供部により提供された識別情報と物品情報とを関連付けてツール部以外に記憶する処理の一例である。
この食材保管動作において、アーム１０は、容器に収納された物品に関する物品情報を管理する管理処理を行うアーム部の一例であり、物品情報に基づいて、物品の保管場所を決定し、物品をその保管場所に保管するアーム部の一例でもある。
マーカ２８は、ツール部の識別情報を提供する提供部の一例であり、容器に食材が格納されたことをツールＩＤに関連付けてデータベースに記録する処理は、提供部により提供された識別情報と物品情報とを関連付けてツール部以外に記憶する処理の一例である。
この食材保管動作において、アーム１０は、容器に収納された物品に関する物品情報を管理する管理処理を行うアーム部の一例であり、物品情報に基づいて、物品の保管場所を決定し、物品をその保管場所に保管するアーム部の一例でもある。
【0037】
次に、ロボット４０の食材搬送動作について説明する。
【0038】
ユーザがロボット４０に対して音声、タッチパネル操作、携帯電話からの操作等で食材の調理を命令すると、ロボット４０は、その食材が入った容器を含むツール２０を冷蔵庫６０から取り出す。
その際、冷蔵庫６０の扉は自動で又はロボット４０のアーム１０により開けられる。
また、ロボット４０は、電子タグリーダ１５が電子タグ２５から読み取った情報に基づいて、要求された食材の情報が電子タグ２５に記録されていたツール２０を特定し、これを取り出すべきツール２０とする。或いは、ロボット４０は、制御基板１６、情報処理装置５０、又は情報サーバ８０のデータベースにおいて、要求された食材の種類に対応付けられたツールＩＤを取得する。そして、ロボット４０は、撮影装置４１が読み取った情報に基づいて、マーカ２８がこのツールＩＤを含むツール２０を特定し、これを取り出すべきツール２０としてもよい。
次に、ロボット４０は、撮影装置４１で撮影した画像に基づいてツール２０の位置を確認し、アーム１０及びツール２０のロック機構３０を合わせて、ツール２０を把持する。ロック機構３０は、図３乃至図１９に示したように、雌雄対になる構造で、例えば、アーム１０側に凹部、ツール２０側に凸部を有し、挿入後、かぎ機構が動作してロックされる。
その際、冷蔵庫６０の扉は自動で又はロボット４０のアーム１０により開けられる。
また、ロボット４０は、電子タグリーダ１５が電子タグ２５から読み取った情報に基づいて、要求された食材の情報が電子タグ２５に記録されていたツール２０を特定し、これを取り出すべきツール２０とする。或いは、ロボット４０は、制御基板１６、情報処理装置５０、又は情報サーバ８０のデータベースにおいて、要求された食材の種類に対応付けられたツールＩＤを取得する。そして、ロボット４０は、撮影装置４１が読み取った情報に基づいて、マーカ２８がこのツールＩＤを含むツール２０を特定し、これを取り出すべきツール２０としてもよい。
次に、ロボット４０は、撮影装置４１で撮影した画像に基づいてツール２０の位置を確認し、アーム１０及びツール２０のロック機構３０を合わせて、ツール２０を把持する。ロック機構３０は、図３乃至図１９に示したように、雌雄対になる構造で、例えば、アーム１０側に凹部、ツール２０側に凸部を有し、挿入後、かぎ機構が動作してロックされる。
【0039】
その後、ロボット４０は、食材の情報に基づいて、制御基板１６、情報処理装置５０、又は情報サーバ８０内の情報を参照することにより、適切な調理機器７０を選択する。そして、ロボット４０は、食材が入った容器を含むツール２０をその調理機器７０に搬送する。
【0040】
この食材搬送動作において、アーム１０は、食材情報に基づいて、食材の調理に用いられる調理機器を決定し、食材をその調理機器に搬送するアーム部の一例である。
【0041】
次に、ロボット４０の食材調理動作について説明する。
【0042】
ロボット４０は、調理機器７０に到着後、調理機器７０と通信することにより、調理機器７０をスタートさせる。その際、ロボット４０は、調理機器７０に自動スタート機能が付いていればこれを実施し、自動スタート機能が付いていなければスイッチを押す。また、ロボット４０は、安全のために、ユーザに許可を要請し、許可後スタートさせるようにしてもよい。
尚、アーム１０にロボットハンドが付いていない状態でもアーム１０のみを使って調理機器７０の扉の開閉ができるように、アーム１０に吸着パッドやかぎ状の突起を設けてもよい。
尚、アーム１０にロボットハンドが付いていない状態でもアーム１０のみを使って調理機器７０の扉の開閉ができるように、アーム１０に吸着パッドやかぎ状の突起を設けてもよい。
【0043】
調理機器７０が電子レンジである場合の食材調理動作について説明する。
ロボット４０は、電子レンジの庫内の適切な位置にツール２０を置く。電子レンジ及びツール２０にアーム１０の位置決めを容易にするガイド機構を設けておき、ロボット４０は、このガイド機構を手掛かりに電子レンジ内の適切な位置にツール２０を置くようにするとよい。
電子レンジは、ツール２０が置かれた際に制御基板１６又は電子タグ２５との通信が可能な適切な位置に通信アンテナ、コネクタ等が来るように設計されているとよい。電子レンジは、制御基板１６との通信や電子タグ２５の読み取りを行い、容器の中の食材を判定して、この判定結果に応じた適切なレシピで食材を調理する。
ロボット４０は、電子レンジの庫内の適切な位置にツール２０を置く。電子レンジ及びツール２０にアーム１０の位置決めを容易にするガイド機構を設けておき、ロボット４０は、このガイド機構を手掛かりに電子レンジ内の適切な位置にツール２０を置くようにするとよい。
電子レンジは、ツール２０が置かれた際に制御基板１６又は電子タグ２５との通信が可能な適切な位置に通信アンテナ、コネクタ等が来るように設計されているとよい。電子レンジは、制御基板１６との通信や電子タグ２５の読み取りを行い、容器の中の食材を判定して、この判定結果に応じた適切なレシピで食材を調理する。
【0044】
ところで、ツール２０は、電磁シールド２６により電子タグ２５が守られているため、その機能が破壊されることはない。
一方で、電子レンジの扉と一体になったツール２０も考えられる。
図２０は、このようなツール２０を示す図である。図示するように、ロボット４０は、アーム１０でツール２０を把持して、ツール２０を電子レンジ７１に入れようとしている。ここで、電子レンジ７１は扉を有していない。その代わり、ツール２０のアーム１０側に、電磁シールド材で構成された板状部材２９が設けられており、ツール２０が電子レンジ７１内に収納されると、この板状部材２９が電子レンジ７１の扉として機能するようになる。その際、ツール２０の電子タグ２５、センサ２７、ディスプレイ等を電子レンジ７１の外側となる板状部材２９上の位置に配置して電子線の影響を受けないような構造をとってもよい。また、温度、湿度、圧力等のセンサ２７の値に応じて、時刻ごとに適切な電子線による過熱と電磁弁による放出等を行ってもよい。
一方で、電子レンジの扉と一体になったツール２０も考えられる。
図２０は、このようなツール２０を示す図である。図示するように、ロボット４０は、アーム１０でツール２０を把持して、ツール２０を電子レンジ７１に入れようとしている。ここで、電子レンジ７１は扉を有していない。その代わり、ツール２０のアーム１０側に、電磁シールド材で構成された板状部材２９が設けられており、ツール２０が電子レンジ７１内に収納されると、この板状部材２９が電子レンジ７１の扉として機能するようになる。その際、ツール２０の電子タグ２５、センサ２７、ディスプレイ等を電子レンジ７１の外側となる板状部材２９上の位置に配置して電子線の影響を受けないような構造をとってもよい。また、温度、湿度、圧力等のセンサ２７の値に応じて、時刻ごとに適切な電子線による過熱と電磁弁による放出等を行ってもよい。
【0045】
板状部材２９は、電磁シールド材で構成され、電子レンジに前記容器が収容された際に電子レンジの扉となる板状部材の一例である。
電子タグ２５は、電子レンジの扉となった際に電子レンジの外側となる板状部材上の位置に設けられた記憶部の一例である。
電子タグ２５は、電子レンジの扉となった際に電子レンジの外側となる板状部材上の位置に設けられた記憶部の一例である。
【0046】
調理機器７０がＩＨ調理器である場合の食材調理動作について説明する。
ＩＨ調理用のツール２０の底にはＩＨで調理が可能になるような金属板等が設けられており、加熱調理を行うことが可能となっている。ロボット４０は、調理機器７０が電子レンジである場合と同様に、食材に適したレシピで調理が可能である。
センサ２７、ディスプレイ等は加熱部分から十分に離して、調理しても壊れることがないようにする。或いは、センサ２７、ディスプレイ等と加熱部分との間に断熱材を設置してもよい。
ＩＨ調理用のツール２０の底にはＩＨで調理が可能になるような金属板等が設けられており、加熱調理を行うことが可能となっている。ロボット４０は、調理機器７０が電子レンジである場合と同様に、食材に適したレシピで調理が可能である。
センサ２７、ディスプレイ等は加熱部分から十分に離して、調理しても壊れることがないようにする。或いは、センサ２７、ディスプレイ等と加熱部分との間に断熱材を設置してもよい。
【0047】
調理機器７０が自動調理器である場合の食材調理動作について説明する。
この場合も、ロボット４０は、調理機器７０が電子レンジである場合と同様に、レシピに従って調理を行う。
この場合も、ロボット４０は、調理機器７０が電子レンジである場合と同様に、レシピに従って調理を行う。
【0048】
調理機器７０がフードカッターである場合の食材調理動作について説明する。
ロボット４０は、食材をフードカッターの被切削部に投入する。その際、ロボット４０は、容器に備えられた排出機構を使って、食材を一気に投入してもよいし、食材を少しずつ量を調節しながら投入してもよい。
ロボット４０は、食材をフードカッターの被切削部に投入する。その際、ロボット４０は、容器に備えられた排出機構を使って、食材を一気に投入してもよいし、食材を少しずつ量を調節しながら投入してもよい。
【0049】
調理機器７０が攪拌機能付き自動調理器である場合の食材調理動作について説明する。
ロボット４０は、攪拌機能付き自動調理器に複数の食材を投入する。これらの食材には各種調味料も含まれる。ロボット４０は、適切な時刻に適切な調味料や食材を投入することができる。
ロボット４０は、攪拌機能付き自動調理器に複数の食材を投入する。これらの食材には各種調味料も含まれる。ロボット４０は、適切な時刻に適切な調味料や食材を投入することができる。
【0050】
ロボット４０は、ツール２０を食材運搬投入用又は調味料運搬投入用のツールに交換することにより、自動又は半自動で調理を行うことができる。
【0051】
図２１（ａ）～（ｃ）は、食材運搬投入用のツール６１０を用いた食材の第１の投入方法を示す図である。尚、ツール６１０はアーム１０に把持された状態で示されている。
図示するように、ツール６１０は、アーム１０側の端面に電動ファン６１１を備え、アーム１０側の端面とは反対側の端面に食材蓋６１２を備える。食材蓋６１２は、開口部６１３を取り囲むように設けられている。食材蓋６１２には、食材袋６１４が固定されている。食材袋６１４の中には、食材Ｆが収納されている。冷蔵庫６０等に保管する際には、食材Ｆを食材袋６１４に入れた状態でツール６１０を保管するとよい。食材袋６１４は、ツール６１０専用の袋であっても食材販売用の袋であってもよく、使い捨てとすることもでき、洗浄が簡単なものとすることもできる。食材袋６１４には電子タグが内蔵されていてもよい。ツール６１０は、電動ファン６１１に隣接し食材袋６１４の底部に隣接する位置にエアバッグ６１７を備える。
図示するように、ツール６１０は、アーム１０側の端面に電動ファン６１１を備え、アーム１０側の端面とは反対側の端面に食材蓋６１２を備える。食材蓋６１２は、開口部６１３を取り囲むように設けられている。食材蓋６１２には、食材袋６１４が固定されている。食材袋６１４の中には、食材Ｆが収納されている。冷蔵庫６０等に保管する際には、食材Ｆを食材袋６１４に入れた状態でツール６１０を保管するとよい。食材袋６１４は、ツール６１０専用の袋であっても食材販売用の袋であってもよく、使い捨てとすることもでき、洗浄が簡単なものとすることもできる。食材袋６１４には電子タグが内蔵されていてもよい。ツール６１０は、電動ファン６１１に隣接し食材袋６１４の底部に隣接する位置にエアバッグ６１７を備える。
【0052】
最初、図２１（ａ）に示すように、食材袋６１４の底部は食材蓋６１２とは反対側の端面に近い位置にある。
ここで、電動ファン６１１がアーム１０とは反対側への送風を開始したとする。すると、図２１（ｂ）に示すように、エアバッグ６１７が膨らみ、食材袋６１４の底部は食材蓋６１２の方向へ移動する。
その後、電動ファン６１１がアーム１０とは反対側への送風を継続したとする。すると、図２１（ｃ）に示すように、食材袋６１４の底部は食材蓋６１２の位置に達して、食材Ｆが開口部６１３から飛び出し、鍋７２等に投入される。
ここで、電動ファン６１１がアーム１０とは反対側への送風を開始したとする。すると、図２１（ｂ）に示すように、エアバッグ６１７が膨らみ、食材袋６１４の底部は食材蓋６１２の方向へ移動する。
その後、電動ファン６１１がアーム１０とは反対側への送風を継続したとする。すると、図２１（ｃ）に示すように、食材袋６１４の底部は食材蓋６１２の位置に達して、食材Ｆが開口部６１３から飛び出し、鍋７２等に投入される。
【0053】
アーム１０には、６軸力・トルクセンサ１７が設けられており、食材Ｆが鍋７２等に投入されたことを６軸力・トルクセンサ１７が検知する。
【0054】
図２２（ａ）～（ｃ）は、食材運搬投入用のツール６２０を用いた食材の第２の投入方法を示す図である。尚、ツール６２０はアーム１０に把持された状態で示されている。
図示するように、ツール６２０は、アーム１０側の端面に電動ファン６２１を備え、アーム１０側の端面に隣接する側面に食材蓋６２２を備える。食材蓋６２２は、開口部６２３を取り囲むように設けられている。食材蓋６２２には、食材袋６２４が固定されている。食材袋６２４の中には、食材Ｆが収納されている。冷蔵庫６０等に保管する際には、食材Ｆを食材袋６２４に入れた状態でツール６２０を保管するとよい。食材袋６２４は、ツール６２０専用の袋であっても食材販売用の袋であってもよく、使い捨てとすることもでき、洗浄が簡単なものとすることもできる。食材袋６２４には電子タグが内蔵されていてもよい。ツール６２０は、電動ファン６２１に隣接する位置から食材袋６２４の底部に隣接する位置にかけてエアバッグ６２７を備える。
図示するように、ツール６２０は、アーム１０側の端面に電動ファン６２１を備え、アーム１０側の端面に隣接する側面に食材蓋６２２を備える。食材蓋６２２は、開口部６２３を取り囲むように設けられている。食材蓋６２２には、食材袋６２４が固定されている。食材袋６２４の中には、食材Ｆが収納されている。冷蔵庫６０等に保管する際には、食材Ｆを食材袋６２４に入れた状態でツール６２０を保管するとよい。食材袋６２４は、ツール６２０専用の袋であっても食材販売用の袋であってもよく、使い捨てとすることもでき、洗浄が簡単なものとすることもできる。食材袋６２４には電子タグが内蔵されていてもよい。ツール６２０は、電動ファン６２１に隣接する位置から食材袋６２４の底部に隣接する位置にかけてエアバッグ６２７を備える。
【0055】
最初、図２２（ａ）に示すように、食材袋６２４の底部は食材蓋６２２とは反対側の側面に近い位置にある。
ここで、電動ファン６２１がアーム１０とは反対側への送風を開始したとする。すると、図２２（ｂ）に示すように、エアバッグ６２７が膨らみ、食材袋６２４の底部は食材蓋６２２の方向へ移動する。
その後、電動ファン６２１がアーム１０とは反対側への送風を継続したとする。すると、図２２（ｃ）に示すように、食材袋６２４の底部は食材蓋６２２の位置に達して、ツール６２０を傾けると、食材Ｆが開口部６２３から飛び出し、鍋７２等に投入される。
ここで、電動ファン６２１がアーム１０とは反対側への送風を開始したとする。すると、図２２（ｂ）に示すように、エアバッグ６２７が膨らみ、食材袋６２４の底部は食材蓋６２２の方向へ移動する。
その後、電動ファン６２１がアーム１０とは反対側への送風を継続したとする。すると、図２２（ｃ）に示すように、食材袋６２４の底部は食材蓋６２２の位置に達して、ツール６２０を傾けると、食材Ｆが開口部６２３から飛び出し、鍋７２等に投入される。
【0056】
アーム１０には、６軸力・トルクセンサ１７が設けられており、食材Ｆが鍋７２等に投入されたことを６軸力・トルクセンサ１７が検知する。
【0057】
図２３（ａ），（ｂ）は、調味料運搬投入用のツール６３０を用いた調味料の投入方法を示す図である。尚、ツール６３０はアーム１０に把持された状態で示されている。
図示するように、ツール６３０は、アーム１０側の端面に電動ファン６３１を備え、アーム１０側の端面とは反対側の端面に調味料蓋６３２を備える。調味料蓋６３２には、雌ねじ６３３が設けられ、雌ねじ６３３の外側には逆止弁６３６が設けられている。調味料蓋６３２には、調味料袋６３４の雄ねじ６３５が調味料蓋６３２の雌ねじ６３３と螺合することにより、調味料袋６３４が固定されている。調味料袋６３４の中には、液体又はゲル状の調味料Ｓが収納されている。調味料袋６３４は、調味料商品の袋であってよい。ツール６３０は、電動ファン６３１に隣接し調味料袋６３４の底部に隣接する位置にエアバッグ６３７を備える。
図示するように、ツール６３０は、アーム１０側の端面に電動ファン６３１を備え、アーム１０側の端面とは反対側の端面に調味料蓋６３２を備える。調味料蓋６３２には、雌ねじ６３３が設けられ、雌ねじ６３３の外側には逆止弁６３６が設けられている。調味料蓋６３２には、調味料袋６３４の雄ねじ６３５が調味料蓋６３２の雌ねじ６３３と螺合することにより、調味料袋６３４が固定されている。調味料袋６３４の中には、液体又はゲル状の調味料Ｓが収納されている。調味料袋６３４は、調味料商品の袋であってよい。ツール６３０は、電動ファン６３１に隣接し調味料袋６３４の底部に隣接する位置にエアバッグ６３７を備える。
【0058】
最初、図２３（ａ）に示すように、調味料袋６３４の側面は調味料運搬投入用のツール６３０の側面に近い位置にある。
ここで、電動ファン６３１がアーム１０とは反対側への送風を開始したとする。すると、図２３（ｂ）に示すように、エアバッグ６３７が膨らみ、調味料Ｓは逆止弁６３６を押しのけて調味料蓋６３２の外側に飛び出し、調理品Ｐに投入される。
ここで、電動ファン６３１がアーム１０とは反対側への送風を開始したとする。すると、図２３（ｂ）に示すように、エアバッグ６３７が膨らみ、調味料Ｓは逆止弁６３６を押しのけて調味料蓋６３２の外側に飛び出し、調理品Ｐに投入される。
【0059】
アーム１０には、６軸力・トルクセンサ１７が設けられており、調味料Ｓが調理品Ｐに投入されたことを６軸力・トルクセンサ１７が検知する。
【0060】
尚、粉状の調味料を調理品に投入するには、調味料運搬投入用のツール６３０に代えて、専用のミル搭載ツールを用いるとよい。
【0061】
エアバッグ６１７，６２７，６３７は、ファンからの風によって膨らむことにより、容器に収納された物体を容器の外に排出させるエアバッグの一例である。
【0062】
最後に、安全装置について説明する。
ロボット４０は、食材を調理機器７０に入れる前に画像処理や金属探知センサ等を用いて安全性を判断するようにしてよい。そして、ロボット４０は、危険と判断した場合はユーザに警告し、調理を中止するようにしてよい。
ロボット４０は、食材を調理機器７０に入れる前に画像処理や金属探知センサ等を用いて安全性を判断するようにしてよい。そして、ロボット４０は、危険と判断した場合はユーザに警告し、調理を中止するようにしてよい。
【0063】
［変形例］
本実施の形態は、食材を管理する食材管理システム１に適用されるものとして説明したが、これには限らない。本実施の形態は、より一般化して、物品の管理を行う物品管理システムに適用されるものとしてもよい。例えば、物品としては、防虫剤や芳香剤等が考えられる。この場合も、食材の場合と同様に、ツール２０には、電子タグが設けられてよい。また、ツール２０には、温湿度センサ、ファン、ヒータ、防虫剤又は芳香剤のホルダ等が取り付けられる。或いは、これらは、ツール２０が収容される棚に設置されてもよい。棚には、通信手段と演算装置とが装備され、各種センサやファンやヒータ等のエフェクタと接続されるようにしてよい。
本実施の形態は、食材を管理する食材管理システム１に適用されるものとして説明したが、これには限らない。本実施の形態は、より一般化して、物品の管理を行う物品管理システムに適用されるものとしてもよい。例えば、物品としては、防虫剤や芳香剤等が考えられる。この場合も、食材の場合と同様に、ツール２０には、電子タグが設けられてよい。また、ツール２０には、温湿度センサ、ファン、ヒータ、防虫剤又は芳香剤のホルダ等が取り付けられる。或いは、これらは、ツール２０が収容される棚に設置されてもよい。棚には、通信手段と演算装置とが装備され、各種センサやファンやヒータ等のエフェクタと接続されるようにしてよい。
【0064】
［効果］
本実施の形態では、アーム側部品１１がツール側部品２１を嵌合することによってアーム１０とツール２０とが接続されるようにし、アーム側部品１１がツール側部品２１との嵌合を解除することによってアーム１０とツール２０との接続が解除されるようにした。これにより、本実施の形態では、アーム１０がツール２０を確実に把持できるようになった。
本実施の形態では、アーム側部品１１がツール側部品２１を嵌合することによってアーム１０とツール２０とが接続されるようにし、アーム側部品１１がツール側部品２１との嵌合を解除することによってアーム１０とツール２０との接続が解除されるようにした。これにより、本実施の形態では、アーム１０がツール２０を確実に把持できるようになった。
【符号の説明】
【0065】
１…食材管理システム、１０…アーム、２０…ツール、３０…ロック機構、４０…ロボット、５０…情報処理装置、６０…冷蔵庫、７０…調理機器、８０…情報サーバ、９０…通信回線
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
