特許 7185078 自走装置、自走装置の制御方法、および自走装置の制御プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-11-28

(45)【発行日】2022-12-06

(54)【発明の名称】自走装置、自走装置の制御方法、および自走装置の制御プログラム

(51)【国際特許分類】

   B25J 5/00 20060101AFI20221129BHJP

   G05D 1/02 20200101ALI20221129BHJP

   F16F 15/023 20060101ALI20221129BHJP

   F16F 15/04 20060101ALI20221129BHJP

   F16F 9/46 20060101ALI20221129BHJP

   F16F 9/53 20060101ALI20221129BHJP

【ＦＩ】

B25J5/00 A

G05D1/02 H

F16F15/023 A

F16F15/04 A

F16F9/46

F16F9/53

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2022002179

(22)【出願日】2022-01-11

【審査請求日】2022-01-11

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000146847

【氏名又は名称】ＤＭＧ森精機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100185719

【弁理士】

【氏名又は名称】北原 悠樹

(74)【代理人】

【識別番号】100170748

【弁理士】

【氏名又は名称】稲垣 悟

(74)【代理人】

【識別番号】100150072

【弁理士】

【氏名又は名称】藤原 賢司

(72)【発明者】

【氏名】長末 秀樹

(72)【発明者】

【氏名】中川 昌昭

(72)【発明者】

【氏名】前田 亮太

【審査官】稲垣 浩司

(56)【参考文献】

【文献】特許第６９４４６１１（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】特開平４－６９７１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－９１３３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１２０２７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－３３１８１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－１６０１８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－８２２３３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２５Ｊ ５／００

Ｇ０５Ｄ １／０２

Ｆ１６Ｆ １５／０２３

Ｆ１６Ｆ １５／０４

Ｆ１６Ｆ ９／４６

Ｆ１６Ｆ ９／５３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

自走装置であって、
車輪駆動の走行本体と、
前記走行本体上に設けられている基台と、
前記基台上に設けられている作業用ロボットと、
前記走行本体と前記基台との間に設けられており、前記基台の鉛直方向の第１加速度を前記走行本体の鉛直方向の第２加速度よりも小さくするためのダンパーと、
前記ダンパーの機能の抑制の程度を変化させることが可能な調整機構とを備え、前記調整機構は、前記自走装置の停止中でかつ前記作業用ロボットの作業中における前記程度を、前記自走装置の走行中における前記程度よりも小さくする、自走装置。

【請求項2】

前記ダンパーの内部には、磁性流体が含まれており、
前記調整機構は、前記磁性流体に磁場を与えて前記磁性流体の硬度を変化させるための電磁コイルを含み、
前記自走装置の停止中でかつ前記作業用ロボットの作業中における前記程度を、前記自走装置の走行中における前記程度よりも小さくすることは、前記自走装置の停止中でかつ前記作業用ロボットの作業中における前記硬度を、前記自走装置の走行中における前記硬度よりも高くすることを含む、請求項１に記載の自走装置。

【請求項3】

前記調整機構は、前記基台を不動体に固定するための固定機構を含み、
前記自走装置の停止中でかつ前記作業用ロボットの作業中における前記程度を、前記自走装置の走行中における前記程度よりも小さくすることは、前記自走装置の停止中でかつ前記作業用ロボットの作業中において前記基台を前記不動体に固定させ、前記自走装置の走行中において前記基台を前記不動体に固定させないことを含む、請求項１または２に記載の自走装置。

【請求項4】

前記不動体は、工作機械または地面である、請求項３に記載の自走装置。

【請求項5】

前記基台の内部には、前記自走装置の制御部が搭載されている、請求項１に記載の自走装置。

【請求項6】

前記作業用ロボットは、
当該作業用ロボットを駆動するためのモータと、
前記モータの回転速度を検出するための検出部とを含み、
前記制御部は、前記回転速度が所定閾値を超えている場合に、前記作業用ロボットが作業中であると判断する、請求項５に記載の自走装置。

【請求項7】

自走装置の制御方法であって、
前記自走装置は、
車輪駆動の走行本体と、
前記走行本体上に設けられている基台と、
前記基台上に設けられている作業用ロボットと、
前記走行本体と前記基台との間に設けられており、前記基台の鉛直方向の第１加速度を前記走行本体の鉛直方向の第２加速度よりも小さくするためのダンパーと、
前記ダンパーの機能の抑制の程度を変化させることが可能な調整機構とを備え、
前記制御方法は、
前記作業用ロボットが作業中であるか否かを判断するステップと、
前記自走装置の停止中でかつ前記作業用ロボットの作業中における前記程度を、前記自走装置の走行中における前記程度よりも小さくするように前記調整機構を制御するステップとを備える、制御方法。

【請求項8】

自走装置の制御プログラムであって、
前記自走装置は、
車輪駆動の走行本体と、
前記走行本体上に設けられている基台と、
前記基台上に設けられている作業用ロボットと、
前記走行本体と前記基台との間に設けられており、前記基台の鉛直方向の第１加速度を前記走行本体の鉛直方向の第２加速度よりも小さくするためのダンパーと、
前記ダンパーの機能の抑制の程度を変化させることが可能な調整機構とを備え、
前記制御プログラムは、前記自走装置に、
前記作業用ロボットが作業中であるか否かを判断するステップと、
前記自走装置の停止中でかつ前記作業用ロボットの作業中における前記程度を、前記自走装置の走行中における前記程度よりも小さくするように前記調整機構を制御するステップとを実行させる、制御プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、自走装置、自走装置の制御方法、および自走装置の制御プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

工場内の生産システムにおいて、無人化が望まれている。無人化を実現するために、作業用ロボットを備えた自走装置の開発が進められている。自走装置は、加工前のワークや工具などを工作機械に搬送したり、工作機械で加工が完了したワークや使用済の工具などを回収したりする。

【0003】

自走装置は、コンピュータなどの精密機器を搭載している。過度な衝撃が当該精密機器に与えられないように、自走装置にはダンパーが設けられている。

【0004】

ダンパーに関する技術として、特開２０１９－１２０２７５号公報（特許文献１）は、「車体と車軸との間に設けられる緩衝器」を開示している。当該緩衝器は、路面の状態に応じて振動の減衰特性を変化させ、車両の乗り心地を向上させる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１９－１２０２７５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ダンパーは、自走装置の走行中に発生する振動を減衰する。一方で、ダンパーの防振機能が作業用ロボットの作業中に働くと、作業用ロボットは揺れてしまう。その結果、作業用ロボットは、安定して作業を行なうことができなくなる。したがって、自走装置に搭載されている作業用ロボットに対してより安定的に作業させることが可能な技術が望まれている。なお、特許文献１に開示される技術は、車に向けられるものであり、作業用ロボットに向けられるものではない。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示の一例では、自走装置は、車輪駆動の走行本体と、上記走行本体上に設けられている基台と、上記基台上に設けられている作業用ロボットと、上記走行本体と上記基台との間に設けられており、上記基台の鉛直方向の第１加速度を上記走行本体の鉛直方向の第２加速度よりも小さくするためのダンパーと、上記第２加速度から上記第１加速度への抑制の程度を変化させることが可能な防振調整機構とを備える。上記防振調整機構は、上記作業用ロボットの作業中における上記程度を、上記自走装置の走行中における上記程度よりも小さくする。

【0008】

本開示の一例では、上記ダンパーの内部には、磁性流体が含まれている。上記防振調整機構は、上記磁性流体に磁場を与えて上記磁性流体の硬度を変化させるための電磁コイルを含む。上記作業用ロボットの作業中における上記程度を、上記自走装置の走行中における上記程度よりも小さくすることは、上記作業用ロボットの作業中における上記硬度を、上記自走装置の走行中における上記硬度よりも高くすることを含む。

【0009】

本開示の一例では、上記防振調整機構は、上記基台を不動体に固定するための固定機構を含む。上記作業用ロボットの作業中における上記程度を、上記自走装置の走行中における上記程度よりも小さくすることは、上記作業用ロボットの作業中において上記基台を上記不動体に固定させ、上記自走装置の走行中において上記基台を上記不動体に固定させないことを含む。

【0010】

本開示の一例では、上記不動体は、工作機械または地面である。

【0011】

本開示の一例では、上記基台の内部には、上記自走装置の制御部が搭載されている。

【0012】

本開示の一例では、上記作業用ロボットは、当該作業用ロボットを駆動するためのモータと、上記モータの回転速度を検出するための検出部とを含む。上記制御部は、上記回転速度が所定閾値を超えている場合に、上記作業用ロボットが作業中であると判断する。

【0013】

本開示の他の例では、自走装置の制御方法が提供される。上記自走装置は、車輪駆動の走行本体と、上記走行本体上に設けられている基台と、上記基台上に設けられている作業用ロボットと、上記走行本体と上記基台との間に設けられており、上記基台の鉛直方向の第１加速度を上記走行本体の鉛直方向の第２加速度よりも小さくするためのダンパーと、上記第２加速度から上記第１加速度への抑制の程度を変化させることが可能な防振調整機構とを備える。上記制御方法は、上記作業用ロボットが作業中であるか否かを判断するステップと、上記判断するステップで上記作業用ロボットが作業中であると判断された場合には、上記自走装置の走行中よりも上記程度を小さくするように上記防振調整機構を制御するステップとを備える。

【0014】

本開示の他の例では、自走装置の制御プログラムが提供される。上記自走装置は、車輪駆動の走行本体と、上記走行本体上に設けられている基台と、上記基台上に設けられている作業用ロボットと、上記走行本体と上記基台との間に設けられており、上記基台の鉛直方向の第１加速度を上記走行本体の鉛直方向の第２加速度よりも小さくするためのダンパーと、上記第２加速度から上記第１加速度への抑制の程度を変化させることが可能な防振調整機構とを備える。上記制御プログラムは、上記自走装置に、上記作業用ロボットが作業中であるか否かを判断するステップと、上記判断するステップで上記作業用ロボットが作業中であると判断された場合には、上記自走装置の走行中よりも上記程度を小さくするように上記防振調整機構を制御するステップとを実行させる。

【0015】

本発明の上記および他の目的、特徴、局面および利点は、添付の図面と関連して理解される本発明に関する次の詳細な説明から明らかとなるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】自走装置の外観を示す図である。

【図2】走行本体の内部構造の概略を示す図である。

【図3】走行本体の側面を示す図である。

【図4】図２に示される後進方向Ｂから走行本体を示す図である。

【図5】自走装置の下部分を側面から表した図である。

【図6】ダンパーによる防振の程度が調整されている例を概略的に示す図である。

【図7】ダンパーの断面を示す図である。

【図8】変形例に従う自走装置を示す図である。

【図9】自走装置の駆動機構の一例を示す図である。

【図10】ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）のハードウェア構成の一例を示す図である。

【図11】防振レベルの調整処理の一例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、図面を参照しつつ、本発明に従う各実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品および構成要素には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、これらについての詳細な説明は繰り返さない。なお、以下で説明される各実施の形態および各変形例は、適宜選択的に組み合わされてもよい。

【0018】

＜Ａ．自走装置１００＞
まず、図１を参照して、自走装置１００について説明する。図１は、自走装置１００の外観を示す図である。

【0019】

自走装置１００は、ワークや工具などの搬送対象物を任意の場所に搬送する。自走装置１００は、車輪駆動の走行本体１０と、基台１２と、作業用ロボット１３とを含む。

【0020】

基台１２は、走行本体１０上に設けられている。基台１２の内部には、各種の精密機器が搭載されている。一例として、基台１２の内部には、自走装置１００の制御部が搭載されている。当該制御部は、前進方向Ｒ、後進方向Ｂ、右折、左折などの走行本体１０の走行を制御する。

【0021】

作業用ロボット１３は、基台１２上に設けられている。また、基台１２上には、ワークＷの置き場が設けられている。作業用ロボット１３は、ワークＷを把持し、指定された場所に当該ワークＷを移動する。

【0022】

なお、図１には、作業用ロボット１３の一例としてアームロボットが示されているが、作業用ロボット１３は、アームロボットに限定されない。作業用ロボット１３は、ワークまたは工具などの搬送対象物を搬送する機能を備えた種々の搬送装置で代用され得る。当該搬送装置は、たとえば、２～３軸駆動のロボット（たとえば、オートローダ）であってもよい。

【0023】

＜Ｂ．走行本体１０の構成＞
次に、図２～図４を参照して、図１に示される走行本体１０について説明する。図２は、走行本体１０の内部構造の概略を示す図である。図３は、走行本体１０の側面を示す図である。図４は、図２に示される後進方向Ｂから走行本体１０を示す図である。

【0024】

図２～図４に示されるように、走行本体１０は、フレーム１１と、前輪として機能する第１車輪部１５と、後輪として機能する第２車輪部３５とを備える。

【0025】

フレーム１１は、必要な構造物を配設可能なように、平面から見て適宜切り欠いた空間を有する。フレーム１１の内側は、中空である。これにより、フレーム１１を軽量化することができる。

【0026】

第１車輪部１５および第２車輪部３５は、走行方向（矢印Ｒ方向）に沿って所定間隔を空けてフレーム１１に接続されている。当該走行方向は、自走装置１００の前進方向または後進方向を示す。

【0027】

第１車輪部１５は、自走装置１００の背面から見て左側に設けられた第１左側車輪部１６と、自走装置１００の背面から見て右側に設けられた第１右側車輪部２５を備える。

【0028】

第１左側車輪部１６は、フレーム１１の左側の側面に設けられた第１左側支持アーム１７と、左側前輪１９と、左側駆動輪２１とを備える。左側前輪１９および左側駆動輪２１は、自走装置１００の走行方向と直交する水平な回転軸２０，２２を中心として回転自在なように第１左側支持アーム１７の両端部に支持されている。

【0029】

第１右側車輪部２５は、フレーム１１の右側の側面に設けられた第１右側支持アーム２６と、右側前輪２８と、右側駆動輪３０とを備えている。右側前輪２８および右側駆動輪３０は、自走装置１００の走行方向と直交する水平な回転軸２９，３１を中心として回転自在なように第１右側支持アーム２６の両端に支持されている。

【0030】

第１右側支持アーム２６は、フレーム１１の右側面に設けられた支持軸２７によって支持され、自走装置１００の走行方向に沿った垂直平面内で、図３に示した矢印Ｄ－Ｅ方向に揺動可能になっている。同様に、第１左側支持アーム１７は、フレーム１１の左側面に設けられた支持軸１８によって支持され、自走装置１００の走行方向に沿った垂直平面内で矢印Ｄ－Ｅ方向と同じ方向に揺動可能になっている。

【0031】

なお、本例では、自走装置１００の走行方向に向かって左側前輪１９および右側前輪２８が従動輪となっており、左側駆動輪２１および右側駆動輪３０が駆動輪となっている。そして、左側駆動輪２１には、第１左側支持アーム１７に設けられた減速機２４を介してモータ２３が接続され、左側駆動輪２１は、モータ２３により駆動されて回転する。同様に、右側駆動輪３０には、第１右側支持アーム２６に設けられた減速機３３を介してモータ３２が接続され、右側駆動輪３０は、モータ３２により駆動されて回転する。

【0032】

第２車輪部３５は、自走装置１００の走行方向に向かってフレーム１１の後側に設けられた第２支持アーム３６を備えている。第２支持アーム３６は、フレーム１１の後側の側面に設けられた支持軸３７によって支持され、自走装置１００の走行方向と直交する垂直平面内で、図４に示した矢印Ｆ－Ｇ方向に揺動可能になっている。また、第２支持アーム３６は、その両端部に、自走装置１００の走行方向と直交する水平な回転軸３９，４１を中心として回転自在に支持された左側後輪３８および右側後輪４０をそれぞれ備えている。このように、第２車輪部３５は、自走装置１００の走行方向と直交する平面内で揺動可能に構成される一対の車輪（左側後輪３８および右側後輪４０）を有する。なお、左側後輪３８および右側後輪４０は、従動輪となっている。

【0033】

左側前輪１９、右側前輪２８、左側後輪３８、および右側後輪４０は、同じ構成を備えるもので、たとえば、オムニホイールから構成される。これにより、左側前輪１９は、回転軸２０を中心として回転することによりその回転方向に進むことができるとともに、回転軸２０と回転方向と交差する水平方向にスライドすることができる。

【0034】

＜Ｃ．自走装置１００の防振機能＞
次に、図５を参照して、自走装置１００の防振機能について説明する。図５は、自走装置１００の下部分を側面から表した図である。

【0035】

図５に示されるように、自走装置１００は、走行本体１０と、基台１２とを含む。基台１２の内部には、自走装置１００の制御部５０が設けられている。

【0036】

制御部５０は、自走装置１００を制御するための装置である。制御部５０の装置構成は、任意である。制御部５０は、単体の制御ユニットで構成されてもよいし、複数の制御ユニットで構成されてもよい。

【0037】

走行本体１０および基台１２の間には、１つ以上の防振ゴム４５と１つ以上のダンパー５２とが設けられている。防振ゴム４５およびダンパー５２は、サスペンションとして機能する。防振ゴム４５には、鉛直方向に延びる孔が設けられている。ダンパー５２は、その軸が鉛直方向になるように防振ゴム４５の孔の内部に設けられている。

【0038】

自走装置１００の走行中に走行本体１０が受けた衝撃は、防振ゴム４５の伸縮により吸収される。これにより、防振ゴム４５は、走行本体１０から基台１２に衝撃が伝わることを防止する。その結果、基台１２の内部にある精密機器（たとえば、制御部５０）が衝撃から守られる。

【0039】

なお、防振ゴム４５の代わりに、その他の防振部材が用いられてもよい。一例として、防振ゴム４５の代わりにバネなどが設けられてもよい。

【0040】

ダンパー５２は、防振ゴム４５の振動を減衰し、基台１２を早期に安定させる。より具体的には、ダンパー５２は、筒状のシリンダを有する。当該シリンダの内部には、ピストンとオイルとが設けられている。当該ピストンは、防振ゴム４５の伸縮に伴って連動する。そのとき、当該ピストンは、シリンダ内のオイルから抵抗力を受け、防振ゴム４５が伸縮した際に元の状態に戻ろうとする反動を抑える。これにより、ダンパー５２は、基台１２の鉛直方向の加速度（第１加速度）を走行本体１０の鉛直方向の加速度（第２加速度）よりも小さくすることができる。

【0041】

一方で、ダンパー５２は、自走装置１００の停止中に作業用ロボット１３が作業を行なうときには不利に機能することがある。より具体的には、作業用ロボット１３は、作業中における自身の動きによって基台１２を振動させる。このとき、防振ゴム４５やダンパー５２による防振機能により、走行本体１０に対する作業用ロボット１３の変位が大きくなる。その結果、自走装置１００がプログラム上で認識している作業用ロボット１３の位置がずれ、作業用ロボット１３による作業の精度が低下する。

【0042】

そこで、自走装置１００は、ダンパー５２による防振の程度を状況に応じて調整する。ダンパー５２による防振の程度は、図６に示される防振調整機構５１によって調整される。図６は、ダンパー５２による防振の程度が調整されている例を概略的に示す図である。

【0043】

上述のように、ダンパー５２は、基台１２の鉛直方向の加速度（第１加速度）を走行本体１０の鉛直方向の加速度（第２加速度）よりも小さくすることができる。一方で、防振調整機構５１は、当該第２加速度から当該第１加速度への抑制の程度を変化させる。以下では、当該抑制の程度を「防振レベル」とも称する。

【0044】

防振調整機構５１は、作業用ロボット１３の作業中における当該防振レベルを、自走装置１００の走行中における当該防振レベルよりも低くする。これにより、防振調整機構５１は、自走装置１００の走行中においてはダンパー５２に防振させつつ、作業用ロボット１３の作業中においては走行本体１０に対する作業用ロボット１３の変位を小さくすることができる。その結果、自走装置１００は、作業用ロボット１３により安定的に作業させることができる。

【0045】

＜Ｄ．防振調整機構５１の具体例１＞
次に、図７を参照して、図６に示される防振調整機構５１の具体例１について説明する。図７は、図５に示されるダンパー５２の断面を示す図である。

【0046】

図７に示されるように、ダンパー５２は、シリンダ６１を有する。シリンダ６１の内部には、磁性流体６２と、ピストン６３とが設けられている。

【0047】

磁性流体６２は、シリンダ６１に内包されている液体である。磁性流体６２は、オイルと磁性粒子とを含む。当該磁性粒子は、たとえば、鉄粉またはフェライト粉末である。

【0048】

ピストン６３は、シリンダ６１内を軸ＡＸに沿って移動可能に構成される。典型的には、軸ＡＸは、鉛直方向であるが、水平方向であってもよい。

【0049】

ピストン６３には、１つ以上の連通孔６３Ｈが形成されている。連通孔６３Ｈは、ピストン６３の移動方向（軸ＡＸ方向）に対して平行に形成される。ピストン６３がシリンダ６１内を移動すると、磁性流体６２は、連通孔６３Ｈを通過する。このとき、ピストン６３は、シリンダ６１内を移動する際に磁性流体６２から抵抗を受ける。これにより、ピストン６３は、上述の防振ゴム４５が伸縮した際に元の状態に戻ろうとする反動を抑え、防振ゴム４５の振動を減衰する。

【0050】

ピストン６３の内部には、上述の防振調整機構５１の一例である電磁コイル６５が設けられている。電磁コイル６５の一端には第１のリード線（図示しない）が電気的に接続されており、電磁コイル６５の他端には第２のリード線（図示しない）が電気的に接続されている。第１のリード線および第２のリード線は、ピストン６３の内部を通り、電源に接続されている。当該電源は、リード線を介して電磁コイル６５に電流を供給する。電流が電磁コイル６５に供給されると、電磁コイル６５の周囲に磁場が発生する（図７に示される破線の矢印）。

【0051】

電磁コイル６５は、連通孔６３Ｈを流れる磁性流体６２に対して磁場の変化が及ぶ範囲に設けられる。連通孔６３Ｈを流れる磁性流体６２に磁場が与えられると、磁性流体６２内の磁性粒子は、磁力線に沿って整列する。これにより、連通孔６３Ｈを流れる磁性流体６２の硬度が変化する。その結果、ピストン６３が磁性流体６２から受ける抵抗力が変化する。

【0052】

自走装置１００の制御部５０は、電磁コイル６５に接続されている電源を制御することで、磁性流体６２の硬度を変化させることができる。典型的には、電磁コイル６５に供給される電流が大きいほど磁性流体６２の硬度は高くなる。磁性流体６２の硬度が高くなると、ピストン６３が磁性流体６２から受ける抵抗力が強くなり、ピストン６３の防振機能が無効化される。

【0053】

制御部５０は、自走装置１００の状態に応じて磁性流体６２の硬度を変化させる。一例として、制御部５０は、作業用ロボット１３の作業中における磁性流体６２の硬度を、自走装置１００の走行中における磁性流体６２の硬度よりも高くする。

【0054】

より具体的には、制御部５０は、作業用ロボット１３の作業中においては電磁コイル６５に電流が供給されるように電源を制御する。これにより、ピストン６３の防振機能が無効化され、作業用ロボット１３は、安定的に作業を行なうことができる。

【0055】

一方で、制御部５０は、自走装置１００の走行中においては電磁コイル６５への電流の供給を停止するように電源を制御する。これにより、ピストン６３の防振機能が有効化され、ダンパー５２は、走行中に発生した衝撃を吸収することができる。

【0056】

＜Ｅ．防振調整機構５１の具体例２＞
次に、図８を参照して、図６に示される防振調整機構５１の具体例２について説明する。図８は、変形例に従う自走装置１００Ａを示す図である。

【0057】

自走装置１００Ａは、防振調整機構５１として固定機構７０を備える点で図１に示される自走装置１００とは異なる。その他の点については上述の自走装置１００と同じであるので、それらの説明については繰り返さない。

【0058】

固定機構７０は、たとえば、基台１２に設けられている。固定機構７０は、基台１２を不動体に固定するための機構である。不動体は、地面に対して不動である物体と、地面自体とを含む。地面に対して不動である物体の例として、たとえば、工作機械が挙げられる。

【0059】

本明細書でいう「工作機械」とは、ワークを加工する機能を備えた種々の装置を包含する概念である。工作機械は、横形のマシニングセンタであってもよいし、縦形のマシニングセンタであってもよい。あるいは、工作機械は、旋盤であってもよいし、付加加工機であってもよいし、その他の切削機械や研削機械であってもよい。

【0060】

固定機構７０は、たとえば、不動体に連結するための機構である。図８には、固定機構７０の一例として、アーム型の連結機構が示されている。固定機構７０には、モータなどの駆動源（図示しない）が設けられている。当該駆動源は、たとえば、自走装置１００Ａの制御部５０によって制御される。

【0061】

制御部５０は、作業用ロボット１３の作業中において基台１２を不動体に固定させる。当該不動体には、固定機構７０が連結する連結受部が設けられており、固定機構７０は、当該連結受部に連結される。これにより、上述のダンパー５２の防振機能が無効化され、作業用ロボット１３の動きに伴う揺れは、基台１２から走行本体１０に伝わりにくくなる。その結果、自走装置１００Ａは、作業用ロボット１３に安定的に作業させることができる。

【0062】

より具体的な処理として、自走装置１００Ａは、作業用ロボット１３の作業の開始前に、不動体の連結受部の前に移動する。当該連結受部の位置は、たとえば、後述の３次元マップ２２４（図１０参照）などにおいて予め設定されている。次に、制御部５０は、固定機構７０を不動体に連結させ、基台１２を不動体に固定させる。その後、制御部５０は、作業用ロボット１３の作業が終了したことに基づいて、固定機構７０と不動体との連結を解除する。

【0063】

なお、上述では、固定機構７０がアーム型の連結機構である例について説明を行ったが、固定機構７０は、アーム型に限定されない。

【0064】

また、固定機構７０は、連結機構に限定されない。他の例として、固定機構７０は、駆動可能に構成されるスタンド機構であってもよい。当該スタンド機構には、モータなどの駆動源（図示しない）が設けられている。当該駆動源は、たとえば、自走装置１００Ａの制御部５０によって制御される。当該スタンド機構は、基台１２に設けられている。制御部５０は、作業用ロボット１３の作業中において当該スタンド機構を地面に接地させる。これにより、作業用ロボット１３の動きに伴う揺れは、基台１２から走行本体１０に伝わりにくくなり、上述のダンパー５２の防振機能が無効化される。その結果、自走装置１００Ａは、作業用ロボット１３に安定的に作業させることができる。

【0065】

＜Ｆ．自走装置１００の駆動機構＞
次に、図９を参照して、自走装置１００の駆動機構について説明する。図９は、自走装置１００の駆動機構の一例を示す図である。

【0066】

図９に示されるように、自走装置１００は、走行本体１０と、作業用ロボット１３と、制御部５０と、駆動部１１０，１２０とを含む。走行本体１０は、上述の左側駆動輪２１と、上述の右側駆動輪３０とを含む。

【0067】

駆動部１１０は、左側駆動輪２１および右側駆動輪３０の各々を駆動するための駆動機構である。駆動部１１０の装置構成は、任意である。駆動部１１０は、単体の駆動ユニットで構成されてもよいし、複数の駆動ユニットで構成されてもよい。図９の例では、駆動部１１０は、モータ２３，３２と、モータドライバ１１１Ｌ，１１１Ｒと、エンコーダ１１３Ｌ，１１３Ｒとで構成されている。

【0068】

モータドライバ１１１Ｌは、制御部５０から目標回転速度（または目標位置）の入力を逐次的に受け、モータ２３が目標回転速度で回転するようにモータ２３を制御する。

【0069】

より具体的には、モータドライバ１１１Ｌは、エンコーダ１１３Ｌのフィードバック信号からモータ２３の実回転速度（または実位置）を算出し、当該実回転速度が目標回転速度よりも小さい場合にはモータ２３の回転速度を上げ、当該実回転速度が目標回転速度よりも大きい場合にはモータ２３の回転速度を下げる。このように、モータドライバ１１１Ｌは、モータ２３の回転速度のフィードバックを逐次的に受けながらモータ２３の回転速度を目標回転速度に近付ける。これにより、制御部５０は、モータ２３に接続される左側駆動輪２１を目標回転速度で回転させる。

【0070】

同様に、モータドライバ１１１Ｒは、エンコーダ１１３Ｒのフィードバック信号からモータ３２の実回転速度（または実位置）を算出し、当該実回転速度が目標回転速度よりも小さい場合にはモータ３２の回転速度を上げ、当該実回転速度が目標回転速度よりも大きい場合にはモータ３２の回転速度を下げる。このように、モータドライバ１１１Ｒは、モータ３２の回転速度のフィードバックを逐次的に受けながらモータ３２の回転速度を目標回転速度に近付ける。これにより、制御部５０は、モータ３２に接続される右側駆動輪３０を目標回転速度で回転させる。

【0071】

駆動部１２０は、作業用ロボット１３を駆動するための駆動機構である。駆動部１２０の装置構成は、任意である。駆動部１２０は、単体の駆動ユニットで構成されてもよいし、複数の駆動ユニットで構成されてもよい。図９の例では、駆動部１２０は、ロボットコントローラ１２１と、モータ１２２と、エンコーダ１２３とを含む。モータ１２２は、作業用ロボット１３の関節の数に応じて設けられ、作業用ロボット１３の各関節を駆動する。エンコーダ１２３は、モータ１２２の数に応じて設けられる。ロボットコントローラ１２１は、作業用ロボット１３の各関節の目標位置の入力を制御部５０から逐次的に受け、モータ１２２の各々を制御する。

【0072】

より具体的には、ロボットコントローラ１２１は、エンコーダ１２３のフィードバック信号からモータ１２２の実回転速度（または実位置）を算出し、当該実回転速度が目標回転速度よりも小さい場合にはモータ１２２の回転速度を上げ、当該実回転速度が目標回転速度よりも大きい場合にはモータ１２２の回転速度を下げる。このように、ロボットコントローラ１２１は、モータ１２２の回転速度のフィードバックを逐次的に受けながらモータ１２２の回転速度を目標回転速度に近付ける。これにより、制御部５０は、モータ１２２に接続される作業用ロボット１３の関節を目標回転速度で回転させる。

【0073】

＜Ｇ．ＰＬＣ２００のハードウェア構成＞
次に、図１０を参照して、制御部５０の一例であるＰＬＣ２００のハードウェア構成について説明する。

【0074】

上述のように、制御部５０は、自走装置１００を制御するための装置である。制御部５０は、単体の制御ユニットで構成されてもよいし、複数の制御ユニットで構成されてもよい。一例として、制御部５０は、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）を含む。

【0075】

図１０は、ＰＬＣ２００のハードウェア構成の一例を示す図である。図１０に示されるように、ＰＬＣ２００は、制御回路２０１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）２０２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）２０３と、通信インターフェイス２０４と、フィールドバスコントローラ２０５と、補助記憶装置２２０とを含む。これらのコンポーネントは、バス２０９に接続される。

【0076】

制御回路２０１は、制御プログラム２２２やオペレーティングシステムなどの各種プログラムを実行することで自走装置１００の動作を制御する。制御回路２０１は、制御プログラム２２２の実行命令を受け付けたことに基づいて、補助記憶装置２２０またはＲＯＭ２０２からＲＡＭ２０３に制御プログラム２２２を読み出す。ＲＡＭ２０３は、ワーキングメモリとして機能し、制御プログラム２２２の実行に必要な各種データを一時的に格納する。

【0077】

通信インターフェイス２０４には、ＬＡＮ（Local Area Network）やアンテナなどが接続される。自走装置１００は、通信インターフェイス２０４を介して外部機器との無線通信または有線通信を実現する。当該外部機器は、たとえば、サーバー（図示しない）、自走装置１００を操作するためのユーザ端末（図示しない）などを含む。当該ユーザ端末は、たとえば、タブレット端末やスマートフォンなどである。ユーザは、当該ユーザ端末を介して自走装置１００の走行を制御することができる。

【0078】

フィールドバスコントローラ２０５は、フィールドバスに接続される各種ユニットとの通信を実現するための通信ユニットである。当該フィールドバスに接続されるユニットの一例として、自走装置１００の走行を制御するための各種駆動ユニット（たとえば、上述のモータドライバ１１１Ｌ，１１１Ｒ）や、作業用ロボット１３の駆動を制御するための各種駆動ユニット（たとえば、上述のロボットコントローラ１２１）などが挙げられる。

【0079】

補助記憶装置２２０は、たとえば、ハードディスクやフラッシュメモリなどの記憶媒体である。補助記憶装置２２０は、自走装置１００の走行を制御するための制御プログラム２２２、および、自走装置１００の走行経路を規定する３次元マップ２２４などを格納する。制御プログラム２２２および３次元マップ２２４の格納場所は、補助記憶装置２２０に限定されず、制御回路２０１の記憶領域（たとえば、キャッシュメモリなど）、ＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０３、外部機器（たとえば、サーバー）などに格納されていてもよい。

【0080】

また、制御プログラム２２２は、単体のプログラムとしてではなく、任意のプログラムの一部に組み込まれて提供されてもよい。この場合、制御プログラム２２２による自走装置１００の走行制御処理は、任意のプログラムと協働して実現される。このような一部のモジュールを含まないプログラムであっても、本実施の形態に従う制御プログラム２２２の趣旨を逸脱するものではない。さらに、制御プログラム２２２によって提供される機能の一部または全部は、専用のハードウェアによって実現されてもよい。さらに、少なくとも１つのサーバーが制御プログラム２２２の処理の一部を実行する所謂クラウドサービスのような形態で自走装置１００が構成されてもよい。

【0081】

＜Ｈ．フローチャート＞
次に、図１１を参照して、ダンパー５２の防振レベルを調整する処理の流れについて説明する。図１１は、防振レベルの調整処理の一例を示すフローチャートである。

【0082】

図１１に示される処理は、制御部５０が上述の制御プログラム２２２を実行することにより実現される。なお、図１１に示される処理の一部または全部が、回路素子またはその他のハードウェアによって実行されてもよい。

【0083】

ステップＳ１１０において、制御部５０は、自走装置１００が走行中であるか否かを判断する。自走装置１００が走行中であるか否かは、種々の方法で判断される。

【0084】

一例として、制御部５０は、上述のモータ２３，３２の回転速度のいずれかが所定閾値を超えている場合に、自走装置１００が走行中であると判断する。当該所定閾値は、たとえば、ゼロである。モータ２３，３２の回転速度は、上述のエンコーダ１１３Ｌ，１１３Ｒによって検出される。

【0085】

制御部５０は、自走装置１００が走行中であると判断した場合（ステップＳ１１０においてＹＥＳ）、制御をステップＳ１２４に切り替える。そうでない場合には（ステップＳ１１０においてＮＯ）、制御部５０は、制御をステップＳ１２０に切り替える。

【0086】

ステップＳ１２０において、制御部５０は、作業用ロボット１３が作業中であるか否かを判断する。作業用ロボット１３が作業中であるか否かは、種々の方法で判断される。

【0087】

ある局面において、制御部５０は、作業用ロボット１３を駆動するための上述のモータ１２２の回転速度が所定閾値を超えている場合に、作業用ロボット１３が作業中であると判断する。当該所定閾値は、たとえば、ゼロである。モータ１２２の回転速度は、たとえば、上述のエンコーダ１２３（検出部）によって検出される。

【0088】

他の局面において、制御部５０は、作業用ロボット１３の姿勢が予め定められた待機姿勢で無い場合に、作業用ロボット１３が作業中であると判断する。作業用ロボット１３が非作業中である場合には、作業用ロボット１３は、所定の姿勢で待機している。そこで、制御部５０は、作業用ロボット１３の姿勢が当該待機姿勢とは異なる場合に、作業用ロボット１３が作業中であると判断する。当該待機姿勢を示す作業用ロボット１３の各関節の角度は、たとえば、上述のエンコーダ１２３によって検出される。

【0089】

制御部５０は、作業用ロボット１３が作業中であると判断した場合（ステップＳ１２０においてＹＥＳ）、制御をステップＳ１２２に切り替える。そうでない場合には（ステップＳ１２０においてＮＯ）、制御部５０は、制御をステップＳ１２４に切り替える。

【0090】

ステップＳ１２２において、制御部５０は、上述の防振調整機構５１を制御し、ダンパー５２の防振機能を無効にする。

【0091】

ステップＳ１２４において、制御部５０は、上述の防振調整機構５１を制御し、ダンパー５２の防振機能を有効にする。これにより、ステップＳ１２４におけるダンパー５２の防振レベルは、ステップＳ１２２におけるダンパー５２の防振レベルよりも高くなる。

【0092】

なお、上述では、自走装置１００が停止しているという条件（ステップＳ１１０においてＮＯ）と、作業用ロボット１３が作業中であるという条件（ステップＳ１２０においてＹＥＳ）とが満たされた場合に、ダンパー５２の防振機能が無効化される例について説明を行なったが、さらに多くの条件が考慮されてもよい。一例として、自走装置１００が予め設定されている作業範囲内に位置しているという条件が追加されてもよい。当該作業範囲は、作業用ロボット１３が作業を行なう際の領域を示し、たとえば、上述の３次元マップ２２４に規定されている。自走装置１００の現在位置は、上述のエンコーダ１１３Ｒ，１１３Ｌの検出値を逐次的に監視することで検出されてもよいし、ＧＰＳ（Global Positioning System）などの位置検出手段を用いて検出されてもよい。

【0093】

＜Ｉ．まとめ＞
以上のようにして、防振調整機構５１は、作業用ロボット１３の作業中においては、自走装置１００の走行中よりも、ダンパー５２の防振レベルを下げる。これにより、防振調整機構５１は、作業用ロボット１３の作業中において走行本体１０に対する作業用ロボット１３の変位を小さくすることができる。その結果、自走装置１００は、作業用ロボット１３により安定的に作業させることができる。

【0094】

今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0095】

１０ 走行本体、１１ フレーム、１２ 基台、１３ 作業用ロボット、１５ 第１車輪部、１６ 第１左側車輪部、１７ 第１左側支持アーム、１８ 支持軸、１９ 左側前輪、２０ 回転軸、２１ 左側駆動輪、２２ 回転軸、２３ モータ、２４ 減速機、２５ 第１右側車輪部、２６ 第１右側支持アーム、２７ 支持軸、２８ 右側前輪、２９ 回転軸、３０ 右側駆動輪、３１ 回転軸、３２ モータ、３３ 減速機、３５ 第２車輪部、３６ 第２支持アーム、３７ 支持軸、３８ 左側後輪、３９ 回転軸、４０ 右側後輪、４１ 回転軸、４５ 防振ゴム、５０ 制御部、５１ 防振調整機構、５２ ダンパー、６１ シリンダ、６２ 磁性流体、６３ ピストン、６３Ｈ 連通孔、６５ 電磁コイル、７０ 固定機構、１００ 自走装置、１００Ａ 自走装置、１１０ 駆動部、１１１Ｌ モータドライバ、１１１Ｒ モータドライバ、１１３Ｌ エンコーダ、１１３Ｒ エンコーダ、１２０ 駆動部、１２１ ロボットコントローラ、１２２ モータ、１２３ エンコーダ、２０１ 制御回路、２０２ ＲＯＭ、２０３ ＲＡＭ、２０４ 通信インターフェイス、２０５ フィールドバスコントローラ、２０９ バス、２２０ 補助記憶装置、２２２ 制御プログラム、２２４ ３次元マップ。

【要約】

【課題】自走装置に搭載されている作業用ロボットに対してより安定的に作業させることが可能なの技術を提供する。
【解決手段】自走装置は、車輪駆動の走行本体と、走行本体上に設けられている基台と、基台上に設けられている作業用ロボットと、走行本体と基台との間に設けられており、基台の鉛直方向の第１加速度を走行本体の鉛直方向の第２加速度よりも小さくするためのダンパーと、第２加速度から第１加速度への抑制の程度を変化させることが可能な防振調整機構とを備える。防振調整機構は、作業用ロボットの作業中における程度を、自走装置の走行中における程度よりも小さくする。
【選択図】図６

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】