(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-06-13
(45)【発行日】2024-06-21
(54)【発明の名称】ユニバーサルデザインペンダント
(51)【国際特許分類】
B25J 9/22 20060101AFI20240614BHJP
【FI】
B25J9/22 A
(21)【出願番号】P 2020037279
(22)【出願日】2020-02-15
【審査請求日】2023-02-14
(73)【特許権者】
【識別番号】518088897
【氏名又は名称】田中 博幸
(72)【発明者】
【氏名】田中 博幸
【審査官】尾形 元
(56)【参考文献】
【文献】特開2003-53688(JP,A)
【文献】特開2002-342035(JP,A)
【文献】特開2016-155179(JP,A)
【文献】飯田 勝久 Katsuhisa Iida,安全性と操作性を追究したティーチングペンダントの開発 Development pursuing Safety and Usability of Teaching Pendants,Human Interface 2019 さぁ、ワクワクしよう! [DVD-ROM] ヒューマンインタフェースシンポジウム2019 論文集 Proceedings of the Human Interface Symposium 2019 Proceedings of the Human Interface Symposium 2019,日本,2019年09月30日,619~624
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B25J 1/00-21/02
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ロボットを制御する携帯して操作可能なペンダントにおいて、
入力部と表示部を備え、
前記入力部から得た情報を参照して、少なくとも一つ以上のユニバーサルデザインの原則の実現を志向する情報を前記表示部へ出力または外部出力するための制御部を設け
、
前記制御部はAI制御部を含み、前記表示部への出力または前記外部出力は、AIによる制御情報を含むユニバーサルデザインペンダント。
【請求項2】
実現しようとするユニバーサルデザインの原則の数を前記AI制御部が判断する請求項1のユニバーサルデザインペンダント。
【請求項3】
前記制御部は、ペンダントのハードウエアの所与のユニバーサルデザイン情報を参照して、前記所与のユニバーサルデザイン情報を補強する情報または前記所与のユニバーサルデザイン情報以外のユニバーサルデザインを実現する情報を、前記表示部へ出力または前記外部出力する請求項2のユニバーサルデザインペンダント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ロボットシステムを構成する一つであり、ロボットを教示したり制御したりするユーザフレンドリーなペンダントであるユニバーサルデザインペンダントに関する。
【背景技術】
【0002】
ロボットの携帯式操作装置の代表がいわゆるペンダントである。工場の現場で最も多用されているロボットの操作装置はおそらくペンダントである。
しかしながらペンダントを操作してロボットを教示したり制御したりすることは簡単ではない。ペンダントメーカは使いやすいペンダントの開発しようと努力を続けているがいまだ十分と言えない。誰にとっても使いやすいペンダントを作ることは従来の発想や原理では至難である。
なおロボットの携帯式操作装置すなわちロボットのペンダントの従来技術は、代表的には例えば下記の特許文献1に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
製造や生産の現場で与えられたハードウエア、すなわち所与のペンダントの筐体であっても、作業者の属性に左右されにくく最善的な使いやすさを追求できるユニバーサルデザインペンダントを提供することが本発明が解決しようとする課題である。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明に係るユニバーサルデザインペンダントは以下のような構成である。
請求項1の発明は、ロボットを制御する携帯して操作可能なペンダントにおいて、
入力部と表示部を備え、前記入力部から得た情報を参照して、少なくとも一つ以上のユニバーサルデザインの原則の実現を志向する情報を前記表示部へ出力または外部出力するための制御部を設けたことを特徴とする。
【0006】
請求項1の発明は、ユニバーサルデザインペンダントにおいて、前記制御部はAI制御部を含み、前記表示部への出力または前記外部出力は、AIによる制御情報を含む。ここに前記外部出力というのはユニバーサルデザインペンダントの外部への出力であり代表的にはロボットへの出力である。ユニバーサルデザインペンダントの外部への出力なのでこれが外部への通信出力を含むことは当然である。
【請求項3】
【0007】
請求項2の発明は、請求項1のユニバーサルデザインペンダントにおいて、実現しようとするユニバーサルデザインの原則の数を前記AI制御部が判断するものである。
なお実現しようとするユニバーサルデザインの原則の数は、前記入力部に手動で入力する構成であってもよい。しかし請求項2の発明においては、AI制御部は必須の構成である。数の入力は手動でも自動でも構わないが実現しようとする数の判断はAI制御部が行う。
【0008】
請求項3の発明は、請求項2のユニバーサルデザインペンダンにおいて、前記制御部は、ペンダントのハードウエアの所与のユニバーサルデザイン情報を参照して、前記所与のユニバーサルデザイン情報を補強する情報または前記所与のユニバーサルデザイン情報以外のユニバーサルデザインを実現する情報を、前記表示部へ出力または前記外部出力するものである。
【発明の効果】
【0009】
本発明のユニバーサルデザインペンダントは、ユニバーサルデザインの7つの原則のうち、少なくとも一つの原則を実現しようとする。また前記7つの原則のうち、AI制御によって、状況に応じて適切な数の原則を実現しようとする。またすでにユニバーサルデザインの原則に基づいた設計がなされたペンダントであるなら、そのユニバーサルデザインの原則とそれ以外の原則をより強化したり補強したりできる。ゆえに誰にとっても使いやすいペンダントを製造や生産の現場で提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【
図4】 本発明に係るAI制御の一実施形態を示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【0011】
図面を参照して本発明の実施形態を実施例1から同4まで以下に説明する。
【実施例1】
【0012】
ユニバーサルデザインの原理ないし原則は次の7項目である。便宜上p1からp7まで番号を付す。
p1 公平な利用(どんな人でも公平に使えること)。
p2 利用における柔軟性(使う上での柔軟性があること)。
p3 単純で直感的な利用(使い方が簡単で自明であること)。
p4 認知できる情報(必要な情報がすぐに分かること)。
p5 偶発的または意図しない失敗に対する寛大さ(うっかりミスを許容できること)。
p6 少ない身体的な努力(身体への過度な負担を必要としないこと)。
p7 接近や利用のためのサイズと空間(利用のための十分な大きさと空間が確保されていること)。
なお以下の各実施例にあっては、ユニバーサルデザインペンダントのことをペンダントと称する。
図1は、本発明の第1実施形態を示すブロック図である。ロボットシステムの主要構成要素はロボット8とペンダント1である。図示しないけれどロボットは駆動機構すなわちアームを持っている。ロボットのいわゆるシステムコントローラは図示していないけれどシステムのどこに設けてもよい。本発明の実施により好都合なのはペンダント1の制御部6に内蔵させる方式である。
本発明では入力部が必要となる。入力部はペンダント1またはその外部からの情報を入力して制御部6へ出力する手段である。入力部は単数でも複数でもよい。好ましくは複数設ける。
図1では入力部は入力キー3aとセンサ入力部3bである。図示しないけれど表示部2をタッチパネルとすれば表示部2も入力部として機能させることは可能であり、望ましい実施形態である。
センサ入力部3bと電気的に接続するセンサは単数でも複数でもよい。
図1ではカメラ4aをセンサに用いる場合を示している。センサを設ける部位は、自由である。ロボットに内蔵させてもよいし、ペンダントに内蔵させてもよいし、
図1のようにペンダント1やロボット8の外部に独立的に設けてもよい。本発明の実施にカメラは必須ではないものの入力部へ信号を出力するセンサの一つとしてカメラ4aを設けることが望ましい。
ペンダント1は、入力機能(入力手段)と出力機能(表示手段)を備える持ち運び可能な端末装置ないし操作装置である。ペンダント1は表示部2を必ず備えている。表示部そのものは従来技術で十分である。本発明は表示部に情報を出力する制御部に特徴がある。
なお入力キー3aは、入力手段であれば何でもよい。たとえばマウスでもよいのではあるが、ペンダントに実装が容易なキーパッドを通常用いる。
なお本発明ではタブレット型の端末もペンダントの一種とみなすものとする。つまり表示部2をタッチパネルに成して入力キー3aは表示部2に設けてもよい。一般的にノート型のパソコンはペンダントではない。しかしながら作業者が携帯した状態で操作可能な端末は、本発明でいうところのペンダントである。たとえばノートパソコンにストラップを付ければペンダントである。また、ノートパソコンにストラップを付けなくてもショルダーバッグのような鞄に入れて操作するのであれば、それはペンダントである。
ユニバーサルデザインの原則に基づく制御を実施するためのルーティンやモジュールはメモリ7に格納しておく。メモリ7は制御部6内に設けてもよい。
制御部6は、入力キー3aまたはセンサ入力部3bからの情報を入力させて、その情報を解釈してメモリ7から必要な情報を取り出し、ユニバーサルデザインの原則のうち少なくとも一つの実現に資する情報を、表示部2またはロボット8へ出力する。例えば、表示部2には上記の原則p1に基づいて設計されたヘルプ情報が表示される。ロボット8は上記p1とp2に基づく模擬動作をしたりする、あるいは不適切なロボットへの指令が出されたのであれば警報を発したりする。ペンダント1ないし制御部6は上記p5を実現しようとしたことになる。
【実施例2】
【0013】
図2は、本発明の第2実施形態を示すブロック図である。
上述したようにセンサ4はロボット8に付設してもよい。カメラ以外で使用できるセンサ4は、検出スイッチ、マイクロフォン、力センサ、トルクセンサ、力覚センサ、加速度センサまたはエンコーダなどである。当然モータ(図示せず)もセンサとして使える。モータ電流からトルクを計算できるからである。また入力キー3aのキー操作情報(操作履歴)もセンサ情報として使える。
図1と
図2は、ほぼ同様の実施例を示しているわけであるが大きな相違点は、
図2では制御部6内にAI制御部5を設けたことである。なおAI制御部5は、制御部6とは別に設けてもよい。メモリ7は複数設けてもよい。つまりAI制御部5専用の記憶部(図示せず)を設けてもよい。
作業者が入キー3aから所定のキー操作を行えば、AI制御による制御もAIを使わない制御も適宜実施できる。
AI制御部5は、作業者の熟練度、操作履歴、作業内容、AIの進化度(学習度や学習意欲)などを評価して、適宜AI制御によってユニバーサルデザインの原則を実現する。つまり、そのための情報を表示部2やロボッ8に出力する。
【実施例3】
【0014】
図3は、本発明の第3実施形態を示すブロック図である。
この実施の形態は
図2の実施形態の変形例である。メモリ7を制御部6内に設け、AI制御部5は制御部6とは別に制御部6と接続して設けた。他は
図2と同様である。
なおAI制御実施判断部7は、制御部6とは別に設けてもよい。またAI制御実施判断部7は、AI制御部5内に設けてもよい。
作業者は、ユニバーサルデザイン7つの原則のうち、いくつを実施するのか希望数を入力キー3aから入力する。通常は数1から数4のうちどれかを入力する。ユニバーサルデザインの原則を同時に多数、一般的には4以上を実現することは困難であるかコストがかかりすぎることに本発明者は気づいている。つまりかえってユニバーサルデザインの原則に背くことになりかねない。4以上の原則を同時に満たそうと複雑な動作や操作をペンダント1が作業者に推奨表示すると、たとえばp2やp3の原則に反しかねないし、p4の原則にも反することになりかねない。
入力キーからたとえば数3が入力されると、AI制御部5は、制御部6と連携しながらメモリ7の情報を参照して、7つの原則のうち実現可能性が高そうな原則を優先的に3個だけ選んで実施する。作業者が原則を選ぶのに頭を悩ませる必要がない。
なお例えば数7を作業者が入力キー3aから入力したとする。AI制御部5は、与えられた環境から、つまり入力部(入力キー3aとセンサ入力部3b)からの情報を参照して、ユニバーサルデザインの原則のうち実施できるものを人工知能技術でもって実施する。たとえば3個実現できるなら、現在の環境や状況では3個までしか実現できません、とでも表示部2に出力する。
上記した実施例1のようにAI制御なしでもユニバーサルデザイン実現志向のペンダントは実施できる。しかし実施例2または実施例3のようにAI制御部をペンダントに実装することによって、ユニバーサルデザインの原則をより柔軟に実現できるペンダントの提供が可能である。
【実施例4】
【0015】
図4は本発明に係るAI制御の一実施形態を示すブロック図である。これを本発明の第4実施形態とする。
制御部6は、AI制御部5を含んでいる。AI制御部5は制御部6の外部に設けてもよい。入力部3は、上記した入力キー3aとセンサ入力部3bを含む。
メモリ7には、ユニバーサルデザインの原則p1から原則p7についての情報が格納されている。AI制御部は、ユニバーサルデザインの7つの原則のうち、どの原則を実現するか、どの原則とどの原則を実現するか人口知能技術でもって自動的に判断する。
図4において、セットされた原則a(q1)とあるのは、セットされた原則aを人工知能技術で実施するためのモジュールという意味である。AI制御部は、原則2と原則2を実現するためのモジュールをAI技術で合成したら、それを例えばq1として格納する。ユニバーサルデザインの7つの原則をいくつか組み合わせたモジュールを作るたびに、q2、q3、q4と順次メモリ7に格納していく。
AI制御部5による学習が進んでいけばAI制御部5は入力部3経由で入力させている情報に応じたセットされた原則のモジュールを自動で呼び出せるようになる。
【0016】
本発明でハードウエアというのは、メモリに格納するプログラムそのもの以外のことをいう。ペンダントの筐体、マンマシンインタフェース部、電子回路基板、電装部、通信ケーブルなどはハードウエアである。
これらのハードウエアをユニバーサルデザインの原則に基づいて設計するかどうかは当業者の設計上の選択事項である。もし、これらのハードウエアの一つでも少なくとも一つ以上のユニバーサルデザインの原則を用いて設計されるならば、本発明の請求項3の発明を実施できる。ペンダントのハードウエアの所与のユニバーサルデザインの原則と同じ原則をより強化するプログラムをペンダントのメモリに格納することができる。また当該原則以外の原則をソフトウエアにて実施するようなプログラムをメモリに格納することもできる。当該原則を強化するとともに当該原則以外の原則を実現することも。そのようなプラグラムをメモリに搭載することによって実施できる。これらの制御はAI制御部5が主導権をもって行う。
【産業上の利用可能性】
【0017】
ペンダントにAI制御を実行する手段を設け、そのAI制御手段(AI制御部5)がユニバーサルデザインの原則を実現させる制御することにより従来よりもロボットのペンダントの操作性と生産性を向上させることができる。
【符号の説明】
【0018】
1 ペンダント
2 表示部
3 入力部
3a 入力キー
3b センサ入力部
4 センサ
4a カメラ
5 AI制御部
5a 直接教示モジュール
5b 間接教示モジュール
5c 制御演算部
6 制御部
7 メモリ
8 ロボット