特許 7577534 ロボット

(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】2024-10-25

(45)【発行日】2024-11-05

(54)【発明の名称】ロボット

(51)【国際特許分類】

   B25J 5/00 20060101AFI20241028BHJP

   B25J 13/08 20060101ALI20241028BHJP

【ＦＩ】

B25J5/00 A

B25J5/00 E

B25J13/08 Z

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020215748

(22)【出願日】2020-12-24

(65)【公開番号】P2022101273

(43)【公開日】2022-07-06

【審査請求日】2023-12-18

(73)【特許権者】

【識別番号】000000974

【氏名又は名称】川崎重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000556

【氏名又は名称】弁理士法人有古特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】掃部 雅幸

(72)【発明者】

【氏名】岡 朋暉

(72)【発明者】

【氏名】蓮沼 仁志

【審査官】亀田 貴志

(56)【参考文献】

【文献】特開２００７－０６１９６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１４／００２２７５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１９／１１１５２２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１０－０６４５０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－００１７０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭６３－００５５０５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１５－１２８９７３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２５Ｊ １／００ － ２１／０２

Ｇ０５Ｄ １／４３

Ｂ６２Ｄ ５７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

自走可能な搬送車と、
前記搬送車に搭載される少なくとも１つのロボットアームと、
前記搬送車に搭載され且つ前記搬送車に対して前記少なくとも１つのロボットアームを昇降する昇降装置と、
前記搬送車の重心を変動させる変動装置と、
前記搬送車の進行方向である第１方向に存在する物体の位置を検出する走査センサと、
前記搬送車、前記少なくとも１つのロボットアーム、前記昇降装置及び前記変動装置の動作を制御するように構成される制御装置とを備え、
前記制御装置は、
前記走査センサの検出結果に基づき、前記第１方向に存在する、走行面の上方への段差の有無を検出することと、
前記段差があるとき、前記走査センサの検出結果に基づき、前記段差の手前の走行面の傾斜を検出することと、
前記段差の手前の走行面の傾斜が前記段差に向かって下向きでない場合に、前記昇降装置に前記少なくとも１つのロボットアームを上昇させることと、
前記段差の手前の走行面の傾斜が前記段差に向かって下向きである場合に、前記昇降装置に前記少なくとも１つのロボットアームを上昇させないことと、
前記段差があるとき、前記搬送車の重心を前記第１方向と反対方向である第２方向に移動するように前記変動装置に動作させることと、
を実行するように構成される
ロボット。

【請求項2】

前記少なくとも１つのロボットアームは前記変動装置を構成し、
前記制御装置は、前記搬送車の重心を前記第２方向に移動するために、前記第２方向に延びるように前記少なくとも１つのロボットアームに動作させるように構成される
請求項１に記載のロボット。

【請求項3】

前記変動装置は、前記走行面から前記搬送車を持ち上げるように下方へ突出する動作が可能である突出部を含み、
前記制御装置は、前記搬送車の重心を前記第２方向に移動するために、前記変動装置に前記突出部を突出させ前記搬送車を持ち上げさせるように構成される
請求項１または２に記載のロボット。

【請求項4】

前記突出部は、前記昇降装置によって駆動され、前記昇降装置の下降動作及び上昇動作それぞれに伴って下方への突出動作及び上方への後退動作をするように構成され、
前記制御装置は、前記搬送車の重心を前記第２方向に移動するために、前記昇降装置に前記下降動作をさせることで前記突出部に前記搬送車を持ち上げさせるように構成される
請求項３に記載のロボット。

【請求項5】

前記搬送車に搭載され且つ前記昇降装置及び前記少なくとも１つのロボットアームに隣り合って配置される電力源としての二次電池をさらに備え、
前記二次電池は、前記昇降装置及び前記少なくとも１つのロボットアームよりも、前記第２方向に偏った位置に配置される
請求項１～４のいずれか一項に記載のロボット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ロボットに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ロボットは、人の作業を代替するために用いられてきた。例えば、特許文献１は、自律移動しつつ対象面を清掃するロボット掃除機を開示する。ロボット掃除機は、ユーザとのコミュニケーションを行うことができるように構成され、その筐体の前端を上下動させるうなずきの応答動作を実行することができる。ロボット掃除機は、姿勢制御輪を設置面に向けて突出させることにより、姿勢制御輪にて筐体を押し上げて傾けるように構成される。また、ロボット掃除機は、姿勢制御輪を用いて筐体を押し上げることにより、段差を乗り越えるようにも構成される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０２０－１０８８６７号公報

【発明の概要】

【0004】

近年、人へのサービスを提供するロボットであるサービスロボットが考案されている。サービスロボットは、サービスを提供するためのロボットアームと、移動のための搬送車とを備えることがある。サービスロボットは、サービスを提供するための装備を搭載するため、その構成が複雑になる可能性がある。さらに、サービスロボットは、移動中に遭遇する走行面等の段差等の障害物への対応を要求され得る。

【0005】

本開示は、障害物への対応が可能であり且つ構造の簡略化を可能にするロボットを提供することを目的とする。

【0006】

上記目的を達成するために、本開示の一態様に係るロボットは、自走可能な搬送車と、前記搬送車に搭載される少なくとも１つのロボットアームと、前記搬送車に搭載され且つ前記搬送車に対して前記少なくとも１つのロボットアームを昇降する昇降装置と、前記搬送車の重心を変動させる変動装置と、前記搬送車、前記少なくとも１つのロボットアーム、前記昇降装置及び前記変動装置の動作を制御するように構成される制御装置とを備え、前記制御装置は、前記搬送車の進行方向である第１方向に存在する、走行面の上方への段差があるとき、前記搬送車の重心を前記第１方向と反対方向である第２方向に移動するように前記変動装置に動作させるように構成される。

【発明の効果】

【0007】

本開示の技術によれば、障害物への対応が可能であり且つ構造の簡略化を可能にするロボットを提供することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施の形態に係るロボットシステムの構成の一例を示す図

【図2】実施の形態に係るロボットの構成の一例を示す斜視図

【図3】実施の形態に係るロボットの構成の一例を示す側面図

【図4】実施の形態に係るロボットシステムの制御装置の構成の一例を示すブロック図

【図5】実施の形態に係るロボットシステムの動作の一例を示すフローチャート

【図6】実施の形態に係るロボットの動作の一例を示す側面図

【図7】実施の形態に係るロボットの動作の一例を示す側面図

【図8】変形例に係るロボットの構成の一例を示す側面図

【図9】変形例に係るロボットの動作の一例を示す側面図

【発明を実施するための形態】

【0009】

（実施の形態）
以下において、本開示の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的又は具体的な例を示すものである。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。また、添付の図面における各図は、模式的な図であり、必ずしも厳密に図示されたものでない。さらに、各図において、実質的に同一の構成要素に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化される場合がある。また、本明細書及び請求の範囲では、「装置」とは、１つの装置を意味し得るだけでなく、複数の装置からなるシステムも意味し得る。

【0010】

［ロボットシステムの構成］
実施の形態に係るロボットシステム１の構成を説明する。図１は、実施の形態に係るロボットシステム１の構成の一例を示す図である。図１に示すように、実施の形態に係るロボットシステム１は、少なくとも１つのロボット１００と、少なくとも１つの操作端末２００と、サーバ３００とを備える。これに限定されないが、本実施の形態では、ロボットシステム１は、遠隔地から操作されるロボット１００を用いてユーザＰにサービスを提供するように構成される。ロボットシステム１は、介護、医療、清掃、警備、案内、救助、調理、商品提供等の様々なサービス業で使用されることができる。

【0011】

これに限定されないが、本実施の形態では、ユーザＰにサービスを提供する場所である１つのサービス提供エリアＡＳに、複数のロボット１００が配置される。さらに、サービス提供エリアＡＳから離れた位置にある複数の操作エリアＡＯのそれぞれに、少なくとも１つの操作端末２００が配置される。

【0012】

各ロボット１００は、無線通信を介して、データ通信可能に通信ネットワークＮと接続できるように構成される。なお、ロボット１００は、有線通信、又は有線通信及び無線通信の組み合わせを介して、通信ネットワークＮと接続できるように構成されてもよい。各操作端末２００は、有線通信、無線通信又はこれらの組み合わせを介して、データ通信可能に通信ネットワークＮと接続できるように構成される。１つのロボット１００と１つの操作端末２００とが、通信ネットワークＮを介してデータ通信可能に接続され得る。なお、いかなる有線通信及び無線通信が用いられてもよい。

【0013】

サーバ３００は、通信ネットワークＮを介した通信を管理する。サーバ３００は、コンピュータ装置を含む。サーバ３００は、ロボット１００と操作端末２００との間の通信の認証、接続及び接続解除等を管理する。例えば、サーバ３００は、ロボットシステム１に登録されているロボット１００及び操作端末２００の識別情報及びセキュリティ情報等を記憶し、当該情報を用いて、各装置のロボットシステム１への接続の資格を認証する。サーバ３００は、ロボット１００と操作端末２００との間のデータの送受信を管理し、当該データはサーバ３００を経由してもよい。サーバ３００は、送信元から送信されるデータを、送信先が利用可能なデータ型式に変換するように構成されてもよい。また、サーバ３００は、ロボット１００の操作の過程でロボット１００と操作端末２００との間で送受信された情報、指令及びデータ等を記憶し蓄積するように構成されてもよい。

【0014】

通信ネットワークＮは特に限定されず、例えば、ローカルエリアネットワーク（Local Area Network：ＬＡＮ）、広域ネットワーク（Wide Area Network：ＷＡＮ）、インターネット、又はこれらの２つ以上の組み合わせを含むことができる。通信ネットワークＮは、ブルートゥース（Bluetooth）（登録商標）及びＺｉｇＢｅｅ（登録商標）などの近距離無線通信、ネットワーク専用回線、通信事業者の専用回線、公衆交換電話網（Public Switched Telephone Network：ＰＳＴＮ）、モバイル通信網、インターネット網、衛星通信、又は、これらの２つ以上の組み合わせを用いるように構成され得る。モバイル通信網は、第４世代移動通信システム及び第５世代移動通信システム等を用いるものであってもよい。通信ネットワークＮは、１つ又は複数のネットワークを含むことができる。本実施の形態では、通信ネットワークＮはインターネットである。

【0015】

［操作端末の構成］
実施の形態に係る操作端末２００の構成を説明する。図１に示すように、操作端末２００は、操作者ＰОによる指令、情報及びデータ等の入力を受け付けることができ、受け付けた指令、情報及びデータ等を他の装置に出力できるように構成される。操作端末２００は、操作入力装置２０１と、端末コンピュータ２０２と、提示装置２０３と、通信装置２０４とを含む。操作入力装置２０１、端末コンピュータ２０２、提示装置２０３及び通信装置２０４は、１つの装置を形成するように一体化された構成を有してもよく、それぞれが単独で装置を形成し互いに接続されるように構成されてもよく、少なくとも２つが１つの装置を形成し他の装置と接続されるように構成されてもよい。

【0016】

操作端末２００の構成は特に限定されず、例えば、操作端末２００は、パーソナルコンピュータなどのコンピュータ、スマートフォン及びタブレットなどのスマートデバイス、個人情報端末、ゲーム端末、ロボットへの教示作業に使用される公知の教示装置、ロボットの公知の操作装置、その他の操作装置、その他の端末装置、これらを利用する装置、並びに、これらを改良した装置等であってもよい。操作端末２００は、ロボットシステム１のために考案される専用の装置であってもよいが、一般市場において入手可能な汎用的な装置であってもよい。本実施の形態では、操作端末２００には公知の汎用的な装置が用いられる。当該装置は、専用のソフトウェアがインストールされることによって、本開示の操作端末２００の機能を実現するように構成されてもよい。

【0017】

操作入力装置２０１は、操作者ＰОによる入力を受け付けることができ、入力された指令、情報及びデータ等を示す信号等を端末コンピュータ２０２に出力するように構成される。操作入力装置２０１の構成は特に限定されず、例えば、操作入力装置２０１は、ボタン、レバー、ダイヤル、ジョイスティック、マウス、キー、タッチパネル及びモーションキャプチャ等の、操作者ＰОの操作を介して入力が与えられる装置を含んでもよい。操作入力装置２０１は、操作者ＰО等の画像を撮像する撮像装置、及び、操作者ＰО等の音声の入力を受け付けるマイク等の音声入力装置を含んでもよい。操作入力装置２０１は、撮像された画像データ、及び、入力された音声を示す信号を端末コンピュータ２０２に出力するように構成されてもよい。

【0018】

端末コンピュータ２０２は、操作入力装置２０１を介して受け付けた指令、情報及びデータ等を処理し他の装置に出力すること、及び、他の装置からの指令、情報及びデータ等の入力を受け付け、当該指令、情報及びデータ等を処理することができるように構成される。

【0019】

提示装置２０３は、画像を操作者ＰОに表示可能であるディスプレイを含む。提示装置２０３は、端末コンピュータ２０２から受け取る画像データの画像を表示する。提示装置２０３は、音声を操作者ＰОに発することができるスピーカ等の音声出力装置を含んでもよい。提示装置２０３は、端末コンピュータ２０２から受け取る音声データの音声を出力する。

【0020】

通信装置２０４は、通信ネットワークＮと接続可能である通信インタフェースを備える。通信装置２０４は、端末コンピュータ２０２と接続され、端末コンピュータ２０２と通信ネットワークＮとをデータ通信可能に接続する。通信装置２０４は、例えば、モデム、ＯＮＵ、ルータ及びモバイルデータ通信機器等の通信機器を含んでもよい。通信装置２０４は、演算機能等を有するコンピュータ装置を含んでもよい。

【0021】

［ロボットの構成］
実施の形態に係るロボット１００の構成を説明する。図２は、実施の形態に係るロボット１００の構成の一例を示す斜視図である。図３は、実施の形態に係るロボット１００の構成の一例を示す側面図である。

【0022】

図２及び図３に示すように、各ロボット１００は、１つの搬送車１１０と、少なくとも１つのロボットアーム１２０と、少なくとも１つのエンドエフェクタ１３０と、１つの昇降装置１４０と、少なくとも１つの作業台１５０と、走査センサ１６０と、二次電池モジュール１７１と、電源回路１７２と、通信装置１７３と、撮像装置１７４、１７５及び１７６と、集音装置１７７と、表示装置１７８と、音声出力装置１７９と、制御装置１８０とを備える。これに限定されないが、本実施の形態では、ロボットアーム１２０には、産業用としても機能することができるロボットアームが用いられる。撮像装置１７４、１７５及び１７６、集音装置１７７、表示装置１７８、並びに、音声出力装置１７９は、コミュニケーション装置の一例である。なお、上記の各構成要素の数量は上記数量に限定されず、適宜変更可能である。

【0023】

搬送車１１０は自走可能であるように構成される。これに限定されないが、本実施の形態では、搬送車１１０は、基台１１１と、駆動輪１１２ａ及び１１２ｂと、補助輪１１３ａ～１１３ｄと、搬送駆動装置１１４ａ及び１１４ｂとを含む。

【0024】

基台１１１は、矩形板状の外形を有する。例えば、基台１１１は、上下方向に薄い板状又は枠状の構成を有してもよい。なお、本明細書及び特許請求の範囲において、「上方向」は、水平な支持面上にロボット１００が配置される場合での支持面に垂直な上向きの方向、つまり、鉛直上方向を意味し、「下方向」は、同様の場合での支持面に垂直な下向きの方向、つまり、鉛直下方向を意味する。なお、本明細書及び特許請求の範囲において、「垂直」、「鉛直」、「水平」及び「平行」はそれぞれ、完全に垂直、鉛直、水平又は平行である場合と、完全な垂直、鉛直、水平又は平行の近傍を含む実質的に垂直、鉛直、水平又は平行とみなすことができる場合とを含み得る。

【0025】

駆動輪１１２ａ及び１１２ｂは、基台１１１に回転可能に取り付けられ、基台１１１を下方から支持する。本実施の形態では、駆動輪１１２ａ及び１１２ｂは、基台１１１に対して、搬送車１１０の前進方向である方向Ｄ１Ａに偏った位置に配置されるが、これに限定されず、基台１１１の中央、又は、方向Ｄ１Ｂに偏った位置に配置されてもよい。駆動輪１１２ａ及び１１２ｂは、基台１１１に沿い且つ方向Ｄ１Ａに垂直な方向Ｄ２Ａに並んで配置される。例えば、方向Ｄ１Ａは、基台１１１の長辺方向である長手方向に沿う方向であり、方向Ｄ１Ｂは、方向Ｄ１Ａと反対方向である。方向Ｄ２Ａは、基台１１１の短辺方向である短手方向に沿う方向であり、方向Ｄ２Ｂは、方向Ｄ２Ａと反対方向である。

【0026】

これに限定されないが、本実施の形態では、駆動輪１１２ａ及び１１２ｂは、それぞれの回転軸の向きが固定されるように構成されており、駆動輪１１２ａ及び１１２ｂは、方向Ｄ２Ａ及びＤ２Ｂに沿って延びる回転軸を中心に回転可能である。駆動輪１１２ａ及び１１２ｂは、基台１１１に接近する及び離れる方向に移動可能であるように基台１１１に設けられてもよく、さらに、基台１１１から離れる方向へ、ばね等の付勢部材によって付勢されるように構成されてもよい。これにより、駆動輪１１２ａ及び１１２ｂの安定した接地が可能である。

【0027】

搬送駆動装置１１４ａ及び１１４ｂはそれぞれ、基台１１１に取り付けられ、駆動輪１１２ａ及び１１２ｂを回転駆動するように構成される。例えば、搬送駆動装置１１４ａ及び１１４ｂはそれぞれ、駆動源としての電気モータ（図示略）と、電気モータの回転駆動力を駆動輪１１２ａ及び１１２ｂに伝達する減速機（図示略）とを含む。これに限定されないが、本実施の形態では、搬送駆動装置１１４ａ及び１１４ｂの電気モータは、サーボモータである。サーボモータは、制御装置１８０によって制御される。

【0028】

搬送駆動装置１１４ａ及び１１４ｂは、駆動輪１１２ａ及び１１２ｂを同じ一方向に同じ速度で回転させることで搬送車１１０を前進させることができ、駆動輪１１２ａ及び１１２ｂを同じ逆方向に同じ速度で回転させることで搬送車１１０を後進させることができる。搬送駆動装置１１４ａ及び１１４ｂは、駆動輪１１２ａ及び１１２ｂを、互いに異なる回転方向及び／又は回転速度で回転させることで、搬送車１１０を多様に旋回させることができる。

【0029】

補助輪１１３ａ～１１３ｄは、基台１１１に回転可能に取り付けられ、基台１１１を下方から支持する。補助輪１１３ａ～１１３ｄは、駆動輪１１２ａ及び１１２ｂの周囲に配置され、本実施の形態では、基台１１１の四角に配置される。補助輪１１３ａ及び１１３ｂは、駆動輪１１２ａ及び１１２ｂよりも方向Ｄ１Ａに配置され、補助輪１１３ｃ及び１１３ｄは、駆動輪１１２ａ及び１１２ｂよりも方向ＤＢに配置される。補助輪１１３ａ～１１３ｄはそれぞれ、基台１１１に沿って延びる回転軸を有し、当該回転軸の向きを基台１１１に沿わせつつ自在に変えることができるように構成される。例えば、補助輪１１３ａ～１１３ｄは、自在キャスタの構成を有する。補助輪１１３ａ～１１３ｄ並びに駆動輪１１２ａ及び１１２ｂは、平坦な支持面に同時に接することができるように配置され、一緒に基台１１１を支持するように構成される。補助輪１１３ａ～１１３ｄは、搬送車１１０の進行方向に従ってそれぞれの回転軸の向きを変え、当該進行方向に沿って転がることができる。

【0030】

昇降装置１４０は、基台１１１の上に配置され、少なくとも１つのロボットアーム１２０が、昇降装置１４０の上に配置される。昇降装置１４０は、基台１１１に対して、上方向Ｄ３Ａ及び下方向Ｄ３Ｂへ少なくとも１つのロボットアーム１２０を昇降することができるように構成される。上方向Ｄ３Ａ及び下方向Ｄ３Ｂは、基台１１１に垂直な方向でもある。

【0031】

昇降装置１４０の構成は、少なくとも１つのロボットアーム１２０を昇降可能であれば、特に限定されない。これに限定されないが、本実施の形態では、昇降装置１４０は、方向Ｄ３Ａ及びＤ３Ｂへ伸縮可能であるように構成される。例えば、昇降装置１４０は、ロボットアーム１２０を支持し且つ上下方向に回動する部材を備える構成、又は、ロボットアーム１２０の支持部材を支柱上で上下方向にスライドさせる構成等の他の構成を有してもよい。

【0032】

伸縮可能な昇降装置１４０は、テレスコピック構造を有し、例えば、１段のテレスコピック構造を有する。テレスコピック式の昇降装置１４０の構造は、公知の構造であってもよい。例えば、昇降装置１４０は、昇降駆動装置１４１と、外筒１４２と、内筒１４３とを備えてもよい。外筒１４２は、基台１１１に固定され、基台１１１から上方向Ｄ３Ａに延びる。内筒１４３は、外筒１４２の内側に配置され、外筒１４２に対して方向Ｄ３Ａ及びＤ３Ｂに移動可能であるように構成される。昇降駆動装置１４１は、内筒１４３を方向Ｄ３Ａ及びＤ３Ｂに移動させるように構成される。昇降駆動装置１４１は、電力を動力源として駆動するが、空気圧及び液圧等の他の動力源により駆動するように構成されてもよい。

【0033】

例えば、昇降駆動装置１４１は、電動アクチュエータと、電動アクチュエータの駆動力を内筒１４３に伝達する伝達機構とを含んでもよい。本実施の形態では、電動アクチュエータは、サーボモータであるが、リニアアクチュエータ等の他のアクチュエータであってもよい。伝達機構は、サーボモータの回転駆動力を、内筒１４３を直線運動させる駆動力に変換するように構成されてもよい。例えば、伝達機構は、ラック・アンド・ピニオン構造、ローラ又はボールねじ構造等を含んでもよく、噛み合いチェーン構造を含んでもよい。噛み合いチェーン構造は、２つのチェーンが噛み合うことによって内筒１４３を押し上げる柱状体を形成し、２つのチェーンの噛み合い長に応じて内筒１４３の高さが変わるように構成される。昇降駆動装置１４１のサーボモータは、制御装置１８０によって制御される。

【0034】

これに限定されないが、本実施の形態では、昇降装置１４０は、基台１１１に対して方向Ｄ１Ａに偏った位置に配置される。例えば、昇降装置１４０は、駆動輪１１２ａ及び１１２ｂの上方向Ｄ３Ａに配置される。これにより、昇降装置１４０及びロボットアーム１２０の荷重の多くが駆動輪１１２ａ及び１１２ｂに作用し、駆動輪１１２ａ及び１１２ｂと支持面との摩擦力が大きくなる。つまり、駆動輪１１２ａ及び１１２ｂの回転駆動力が、効率的に支持面に伝達され得る。

【0035】

これに限定されないが、本実施の形態では、ロボットアーム１２０として、２つのロボットアーム１２０Ａ及び１２０Ｂが、基台１２０Ｃを介して昇降装置１４０の内筒１４３の上端に配置される。ロボットアーム１２０Ａ及び１２０Ｂは、昇降装置１４０によって方向Ｄ３Ａ及びＤ３Ｂに上昇及び下降され得る。ロボットアーム１２０Ａ及び１２０Ｂはいずれも、方向Ｄ３Ａに沿う軸Ｓ１を中心として、基台１１１に沿って水平方向に回動可能であるように構成され、同軸双腕式のロボットアームを構成する。本実施の形態では、ロボットアーム１２０Ａ及び１２０Ｂはいずれも、軸Ｓ１を中心に３６０°にわたって回動可能である。

【0036】

ロボットアーム１２０Ａは、リンク１２１Ａ～１２４Ａと、アーム駆動装置Ｍ１Ａ～Ｍ４Ａ（図４参照）とを含む。ロボットアーム１２０Ｂは、リンク１２１Ｂ～１２４Ｂと、アーム駆動装置Ｍ１Ｂ～Ｍ４Ｂ（図４参照）とを含む。アーム駆動装置Ｍ１Ａ～Ｍ４Ａ及びＭ１Ｂ～Ｍ４Ｂは、電力を動力源とし、電気モータとしてサーボモータを含む。各サーボモータは、制御装置１８０によって制御される。

【0037】

リンク１２１Ａ及び１２１Ｂはそれぞれ、回転関節（図示略）を介して基台１２０Ｃと接続される。基台１２０Ｃは、昇降装置１４０の内筒１４３の上端に取り付けられる。リンク１２１Ａ及び１２１Ｂは、軸Ｓ１を中心に回動可能であり、互いの干渉を避けるために軸Ｓ１の方向にずらして配置される。アーム駆動装置Ｍ１Ａ及びＭ１Ｂはそれぞれ、リンク１２１Ａ及び１２１Ｂの回転関節を回転駆動するように構成され、リンク１２１Ａ及び１２１に旋回させることができる。

【0038】

リンク１２２Ａ及び１２２Ｂそれぞれの基端部は、回転関節（図示略）を介してリンク１２１Ａ及び１２１Ｂの先端部と接続される。リンク１２２Ａ及び１２２Ｂはそれぞれ、方向Ｄ３Ａに沿う軸を中心に回動可能である。アーム駆動装置Ｍ２Ａ及びＭ２Ｂはそれぞれ、リンク１２２Ａ及び１２２Ｂの回転関節を回転駆動するように構成され、リンク１２２Ａ及び１２２Ｂに旋回させることができる。

【0039】

リンク１２３Ａ及び１２３Ｂそれぞれの基端部は、回転関節（図示略）を介してリンク１２２Ａ及び１２２Ｂの先端部と接続される。リンク１２３Ａ及び１２３Ｂはそれぞれ、方向Ｄ３Ａに垂直な軸を中心に回動可能である。リンク１２３Ａ及び１２３Ｂはそれぞれ、互いに対して回動可能に連結されている３つのリンク部材を含む。リンク１２３Ａ及び１２３Ｂはそれぞれ、その回動に連動して、３つのリンク部材を回動させるように構成される。リンク１２３Ａ及び１２３Ｂはそれぞれ回動すると、３つのリンク部材間に形成される角度を変化させ、それにより、上方向Ｄ３Ａ又は下方向Ｄ３Ｂに伸縮動作をするように構成される。リンク１２３Ａ及び１２３Ｂは、それぞれの先端部分の高さを変えることができる。アーム駆動装置Ｍ３Ａ及びＭ３Ｂはそれぞれ、リンク１２３Ａ及び１２３Ｂの回転関節を回転駆動するように構成され、リンク１２３Ａ及び１２３Ｂに伸縮動作させることができる。

【0040】

リンク１２４Ａ及び１２４Ｂそれぞれの基端部は、回転関節（図示略）を介してリンク１２３Ａ及び１２３Ｂの先端部と接続される。リンク１２４Ａ及び１２４Ｂはそれぞれ、方向Ｄ３Ａに沿う軸を中心に回動可能である。アーム駆動装置Ｍ４Ａ及びＭ４Ｂはそれぞれ、リンク１２４Ａ及び１２４Ｂの回転関節を回転駆動するように構成され、リンク１２４Ａ及び１２４Ｂに回動させることができる。リンク１２４Ａ及び１２４Ｂはそれぞれ、エンドエフェクタ１３０との接続を可能にするメカニカルインタフェースを含む。

【0041】

上記のようなロボットアーム１２０Ａ及び１２０Ｂは、水平多関節型アームの構成を有するが、いかなる構成を有してもよい。例えば、ロボットアーム１２０Ａ及び１２０Ｂは、他のタイプ水平多関節型、垂直多関節型、極座標型、円筒座標型、直角座標型、又はその他の型式のロボットアームであってもよい。昇降装置１４０の配置されるロボットアーム１２０の数量も１つ以上であればよい。

【0042】

エンドエフェクタ１３０として、２つのエンドエフェクタ１３０Ａ及び１３０Ｂがそれぞれ、ロボットアーム１２０Ａ及び１２０Ｂのリンク１２４Ａ及び１２４Ｂに、着脱可能に取り付けられている。エンドエフェクタ１３０Ａ及び１３０Ｂは、ロボットハンドとも呼ばれる場合がある。エンドエフェクタ１３０Ａ及び１３０Ｂは、ロボット１００が扱う対象物に作用を加えることができるように構成される。エンドエフェクタ１３０Ａ及び１３０Ｂは、動作することができるように構成されてもよい。この場合、エンドエフェクタ１３０Ａ及び１３０Ｂは、駆動装置（図示略）を備え、当該駆動装置は、電力、空気圧又は液圧等を動力源としてもよい。電力を動力源とする駆動装置は、サーボモータ等の電気モータを備えてもよい。駆動装置は、制御装置１８０によって制御されてもよい。

【0043】

ロボット１００は、基台１１１上に機器筐体１７０をさらに備える。機器筐体１７０は、昇降装置１４０に対して方向Ｄ１Ｂで、昇降装置１４０並びにロボットアーム１２０Ａ及び１２０Ｂと隣り合って配置される。機器筐体１７０は、昇降駆動装置１４１並びにロボットアーム１２０Ａ及び１２０Ｂよりも、方向Ｄ１Ｂに偏った位置に配置される。これに限定されないが、本実施の形態では、機器筐体１７０は、基台１１１に対して、方向Ｄ１Ｂに偏った位置に配置され、駆動輪１１２ａ及び１１２ｂよりも方向Ｄ１Ｂに位置する。機器筐体１７０の構成は特に限定されないが、例えば、壁で囲まれた箱状の構成、又は、枠状の構成を有してもよい。本実施の形態では、機器筐体１７０は直方体状の外形を有する。

【0044】

二次電池モジュール１７１、電源回路１７２、通信装置１７３及び制御装置１８０は、機器筐体１７０内に配置され、機器筐体１７０に取り付けられることによって、所定の位置に配置され得る。例えば、二次電池モジュール１７１が基台１１１上に配置され、二次電池モジュール１７１の上方に電源回路１７２が配置されてもよい。通信装置１７３及び制御装置１８０は、機器筐体１７０のいかなる位置に配置されてもよい。

【0045】

二次電池モジュール１７１は、ロボット１００の電力源として機能する。二次電池モジュール１７１は、少なくとも１つの二次電池を含む。二次電池は、電力の充電及び放電を可能な電池である。二次電池の例は、鉛蓄電池、リチウムイオン二次電池、全固体電池、ニッケル・水素蓄電池、ニッケル・カドミウム蓄電池等である。

【0046】

電源回路１７２は、二次電池モジュール１７１に対する電力の需給を制御する回路である。電源回路１７２は、制御装置１８０の指令等に従って、電力制御をするように構成される。例えば、電源回路１７２は、コンバータ、インバータ、トランス及びアンプ等の機器を含んでもよい。

【0047】

電源回路１７２は、商用電源等の外部電源と接続できるように構成される。電源回路１７２は、外部電源から電力の供給を受け付け、当該電力を二次電池モジュール１７１に供給し蓄電させるように構成される。電源回路１７２は、二次電池モジュール１７１に供給する電力を制御するように構成される。

【0048】

電源回路１７２は、二次電池モジュール１７１に蓄積される電力を、ロボット１００内の電力を消費する構成要素に供給するように構成される。電源回路１７２は、各構成要素に供給する電力を制御するように構成される。

【0049】

通信装置１７３は、無線通信のための装置であり、無線通信を介して通信ネットワークＮと接続できるように構成される。通信装置１７３が使用する無線通信は、特に限定されないが、例えば、モバイルデータ通信、無線Ｗｉ－Ｆｉ（Wireless Fidelity）などの無線ＬＡＮ、ブルートゥース（Bluetooth）（登録商標）及びＺｉｇＢｅｅ（登録商標）などの近距離無線通信及びこれらの２つ以上の組み合わせ等を用いる無線通信であってもよい。通信装置１７３は、使用する無線通信に対応する機器を有する。

【0050】

これに限定されないが、本実施の形態では、１つの作業台１５０が、方向Ｄ３Ａでの機器筐体１７０の上方に配置され、機器筐体１７０によって支持される。ロボットアーム１２０Ａ及び１２０Ｂは、作業台１５０上で、対象物に対する作業を行うことができ、ロボット１００は、作業台１５０上に載せられた対象物を運搬することができる。

【0051】

表示装置１７８は、画像を表示可能であるディスプレイ１７８ａと、ディスプレイ１７８ａを支持する支持体１７８ｂとを含む。ディスプレイ１７８ａは、制御装置１８０から送られる画像データの画像を表示することができる。制御装置１８０は、ロボット１００と対峙するユーザＰとコミュニケーションをとるための画像、操作端末２００から受け取る指令に従った画像、及び、その他の様々な情報をユーザに提供するための画像等をディスプレイ１７８ａに表示させてもよい。

【0052】

支持体１７８ｂは、昇降装置１４０の内筒１４３によって支持され、内筒１４３と共に昇降するように構成される。支持体１７８ｂは、基台１２０Ｃに対して方向Ｄ１Ｂに配置される。支持体１７８ｂは、方向Ｄ３Ａへ延びる柱状の形状を有する。支持体１７８ｂは、ロボットアーム１２０Ａ及び１２０Ｂよりも方向Ｄ３Ａの位置、つまり上方の位置に保持するようにディスプレイ１７８ａを支持する。ディスプレイ１７８ａは、ディスプレイ１７８ａの画面が方向Ｄ１Ａへ向いている姿勢で支持体１７８ｂによって支持される。

【0053】

これにより、ディスプレイ１７８ａは、昇降装置１４０によってロボットアーム１２０Ａ及び１２０Ｂと共に昇降され得る。さらに、ロボットアーム１２０Ａ及び１２０Ｂとディスプレイ１７８ａ及び支持体１７８ｂとの干渉が抑えられる。ロボット１００に対して方向Ｄ１Ａに位置するユーザがディスプレイ１７８ａを視るとき、ロボットアーム１２０Ａ及び１２０Ｂによってディスプレイ１７８ａの画面が遮られることが抑えられる。よって、ユーザＰに対する円滑なコミュニケーションが可能になる。

【0054】

表示装置１７８は、ディスプレイ１７８ａと支持体１７８ｂとの間にジンバル１７８ｃを備えてもよい。ジンバル１７８ｃは、ディスプレイ１７８ａの姿勢を変えるように動作することができる。ジンバル１７８ｃは、人の手によって動作するように構成されてもよく、モータ等の電気的な駆動装置によって動作するように構成されてもよい。当該駆動装置は、制御装置１８０によって制御されてもよい。

【0055】

集音装置１７７は、周囲から音声を取得し当該音声の音声信号を出力することができるマイクを含む。集音装置１７７は、音声信号を制御装置１８０に出力するように構成され、制御装置１８０は、音声信号を音声データに変換し操作端末２００に送信するように構成される。これに限定されないが、本実施の形態では、集音装置１７７は、ディスプレイ１７８ａの上部に配置され、ディスプレイ１７８ａの画面と同様の向きに方向付けられている。集音装置１７７は、昇降装置１４０によってロボットアーム１２０Ａ及び１２０Ｂと共に昇降され得る。

【0056】

音声出力装置１７９は、音声信号を音波に変換し音声として放射することができるスピーカを含む。音声出力装置１７９は、制御装置１８０から送られる音声信号に対応する音声を出力することができる。制御装置１８０は、ロボット１００と対峙するユーザＰとコミュニケーションをとるための音声、操作端末２００から受け取る指令に従った音声、及び、その他の様々な情報をユーザＰに提供するための音声等を音声出力装置１７９に出力させてもよい。これに限定されないが、本実施の形態では、音声出力装置１７９は、ディスプレイ１７８ａの下部に配置され、ディスプレイ１７８ａの画面と同様の向きに方向付けられている。音声出力装置１７９は、昇降装置１４０によってロボットアーム１２０Ａ及び１２０Ｂと共に昇降され得る。よって、ユーザＰに対する円滑なコミュニケーションが可能になる。

【0057】

撮像装置１７４、１７５及び１７６はそれぞれ、デジタル画像を撮像するカメラを含み、撮像した画像のデータを制御装置１８０に送るように構成される。制御装置１８０は、撮像装置１７４、１７５及び１７６によって撮像された画像データをネットワーク送信可能なデータに処理し、通信ネットワークＮを介して、操作端末２００に送るように構成されてもよい。

【0058】

撮像装置１７４は、ロボットアーム１２０Ａ及び１２０Ｂの少なくとも一方の先端部に配置される。これに限定されないが、本実施の形態では、撮像装置１７４は、ロボットアーム１２０Ａのエンドエフェクタ１３０Ａに配置され、その先端へ方向付けられている。撮像装置１７４は、ロボットアーム１２０Ａ及びエンドエフェクタ１３０Ａが作用を加える対象物を撮像することができる。これにより、操作者ＰОはロボット１００の操作を円滑に行うことができる。

【0059】

撮像装置１７５は、昇降装置１４０によってロボットアーム１２０Ａ及び１２０Ｂと共に昇降されるように配置される。これに限定されないが、本実施の形態では、撮像装置１７５は、ディスプレイ１７８ａの上部に配置され、ディスプレイ１７８ａの画面と同様の向きに方向付けられている。撮像装置１７５は、ロボット１００に対峙するサービス提供対象のユーザＰを撮像することができる。これにより、操作者ＰОはユーザＰに対応したロボット１００の操作を行うことができる。

【0060】

撮像装置１７６は、搬送車１１０に固定され且つ搬送車１１０の前進方向である方向Ｄ１Ａに向けて配置される。これに限定されないが、本実施の形態では、撮像装置１７６は、基台１１１に配置される。撮像装置１７６は、搬送車１１０の前進移動中、搬送車１１０の前方の状態を撮像することができる。これにより、操作者ＰОはロボット１００の操作を円滑に行うことができる。

【0061】

走査センサ１６０は、搬送車１１０に固定され且つ搬送車１１０の前進方向である方向Ｄ１Ａに向けて配置される。これに限定されないが、本実施の形態では、走査センサ１６０は、基台１１１に配置される。走査センサ１６０は、走査センサ１６０から方向Ｄ１Ａに向かって放射状に広がる領域を走査し、当該領域内に存在する物体の位置を検出することができるように構成される。走査センサ１６０は、方向Ｄ１Ａよりも方向Ｄ３Ｂへ向いた方向、つまり、方向Ｄ１Ａより下向きの方向の領域を少なくとも走査できるように配置される。これにより、走査センサ１６０は、ロボット１００の搬送車１１０の走行面を走査することができる。

【0062】

走査センサ１６０の構成は、特に限定されず、公知のセンサが走査センサ１６０に用いられてもよい。例えば、走査センサ１６０は、走査センサ１６０から物体までの距離と、走査センサ１６０から物体への方向とを検出するように構成されてもよい。例えば、走査センサ１６０は、光学式センサ、ライダ（Lidar）、レーダ、超音波センサ及び赤外線センサ等を含んでもよい。光学式センサは、光波を照射することで物体までの距離及び方向を検出するように構成される。ライダは、レーザ光を照射することで物体までの距離及び方向を検出するように構成される。レーダは、電波を出射することで物体までの距離及び方向を検出するように構成される。超音波センサは、超音波を出射することで物体までの距離及び方向を検出するように構成される。赤外線センサは、赤外線を照射することで物体までの距離及び方向を検出するように構成される。走査センサ１６０は検出装置の一例である。

【0063】

制御装置１８０は、ロボット１００全体を制御するように構成される。図４は、実施の形態に係るロボットシステム１の制御装置１８０の構成の一例を示すブロック図である。図４に示すように、制御装置１８０は、通信装置１７３、通信ネットワークＮ及び通信装置２０４を介して、操作端末２００の端末コンピュータ２０２とデータ通信可能に接続される。制御装置１８０は、端末コンピュータ２０２から受信する指令等に従って、ロボット１００の各構成要素の動作を制御する。制御装置１８０は、記憶されている制御プログラムに従って、ロボット１００の各構成要素の動作を制御する。これにより、ロボット１００は、ロボット１００から離れた遠隔場所にいる操作者ＰОによって操作されることができ、サービスの提供者の代わりにサービスを提供することができる。

【0064】

制御装置１８０の制御対象の構成要素の例は、搬送駆動装置１１４ａ及び１１４ｂ、昇降駆動装置１４１、ロボットアーム１２０Ａのアーム駆動装置Ｍ１Ａ～Ｍ４Ａ、ロボットアーム１２０Ｂのアーム駆動装置Ｍ１Ｂ～Ｍ４Ｂ、エンドエフェクタ１３０Ａ及び１３０Ｂの駆動装置（図示略）、走査センサ１６０、撮像装置１７４～１７６、集音装置１７７、表示装置１７８並びに音声出力装置１７９等であるが、全てが必須ではない。

【0065】

制御装置１８０は、各構成要素に供給する電力を制御する場合、電源回路１７２に電流の指令値等を出力し、電源回路１７２に二次電池モジュール１７１の電力を当該構成要素に供給させるように構成されてもよい。制御装置１８０は、サーボモータをサーボ制御するように構成されてもよい。制御装置１８０は、各サーボモータから、当該サーボモータに備えられる回転センサの検出結果を取得し、電源回路１７２から当該サーボモータへの供給電流値を取得し、回転センサの検出結果と供給電流値とをフィードバック情報として用いて、当該サーボモータへの電流の指令値を決定するように構成されてもよい。供給電流値は、電源回路１７２からサーボモータへ供給する電流の指令値であってもよく、サーボモータに設けられ得る電流センサの検出結果であってもよい。

【0066】

制御装置１８０は、手動運転での動作と、自動運転での動作と、手動運転及び自動運転の組み合わせでの動作のうちの少なくとも１つを、ロボット１００の各構成要素に実行させるように構成されてもよい。

【0067】

手動運転では、制御装置１８０は、操作端末２００に入力され制御装置１８０に送信される操作内容に逐次従って構成要素に動作させるように構成されてもよい。

【0068】

自動運転では、制御装置１８０は、操作端末２００に入力され制御装置１８０に送信される指令に従って、当該指令に対応する一連のタスクを構成要素に自動で動作させるように構成されてもよい。

【0069】

手動運転及び自動運転の組み合わせでは、制御装置１８０は、操作端末２００から受信する操作内容及び指令に応じて、操作内容に逐次従った動作と、一連のタスクを自動で実行する動作とを適宜、構成要素に実行させるように構成されてもよい。例えば、制御装置１８０は、自動運転中、操作端末２００から、動作を修正するための操作内容を受信すると、当該操作内容に従って構成要素に動作させるように構成されてもよい。

【0070】

制御装置１８０は、走査センサ１６０から、検出信号等の検出結果を受け取るように構成される。制御装置１８０は、走査センサ１６０の検出結果に基づき、搬送車１１０から方向Ｄ１Ａに存在する搬送車１１０の走行面を検出する演算機能を有するように構成される。さらに、制御装置１８０は、走査センサ１６０の検出結果に基づき、検出された走行面の不陸の位置、形状及び寸法を検出する演算機能を有するように構成される。例えば、制御装置１８０は、走行面の３次元モデルを生成する演算機能を有するように構成されてもよい。そして、制御装置１８０は、検出結果に基づき、走行面の上方への段差の位置、形状及び寸法を検出するように構成される。

【0071】

制御装置１８０は、コンピュータ装置を含む。例えば、制御装置１８０は、電子回路基板、電子制御ユニット、マイクロコンピュータ、及びその他の電子機器等として構成されてもよい。コンピュータ装置は、ＣＰＵ（中央処理装置：Central Processing Unit）等のプロセッサ、ＲＯＭ等の不揮発性半導体メモリ、及び、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の揮発性半導体メモリ等を含んでもよい。例えば、ＣＰＵが動作するためのプログラムは、ＲＯＭ等に予め保持されている。ＣＰＵ、ＲＯＭからプログラムをＲＡＭに読み出して展開する。ＣＰＵは、ＲＡＭに展開されたプログラム中のコード化された各命令を実行する。

【0072】

制御装置１８０の各機能は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等からなるコンピュータシステムにより実現されてもよく、電子回路又は集積回路等の専用のハードウェア回路により実現されてもよく、上記コンピュータシステム及びハードウェア回路の組み合わせにより実現されてもよい。制御装置１８０は、単一の装置による集中制御により各処理を実行するように構成されてもよく、複数の装置の協働による分散制御により各処理を実行するように構成されてもよい。

【0073】

これに限定されないが、例えば、プロセッサは、ＣＰＵ、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、マイクロプロセッサ（microprocessor）、プロセッサコア（processor core）、マルチプロセッサ（multiprocessor）、ＡＳＩＣ（Application-Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等を含み、ＩＣ（集積回路）チップ、ＬＳＩ（Large Scale Integration）等に形成された論理回路又は専用回路によって各処理を実現してもよい。複数の処理は、１つ又は複数の集積回路により実現されてもよく、１つの集積回路により実現されてもよい。

【0074】

［ロボットシステムの動作］
図５を参照しつつ、実施の形態に係るロボットシステム１の動作を説明する。図５は、実施の形態に係るロボットシステム１の動作の一例を示すフローチャートであり、搬送車１１０の走行中のロボットシステム１の動作の一例を示す。なお、本例では、ロボット１００が、操作端末２００によって手動運転されるとして、以下の説明を行う。

【0075】

まず、操作エリアＡＯの操作者ＰОは、サービス提供を担当する要求と、担当を希望するサービスとを操作端末２００に入力し、操作端末２００は、当該要求等をサーバ３００に送信する（ステップＳ１０１）。サーバ３００は、希望のサービスを行うことができるロボット１００を探索し、探索されたロボット１００の制御装置１８０と上記操作端末２００とを通信ネットワークＮを介して接続する（ステップＳ１０２）。

【0076】

操作者ＰОは、接続完了の通知をサーバ３００から受け取ると、操作端末２００への入力を通じて、ロボット１００の各構成要素を起動する（ステップＳ１０３）。

【0077】

操作者ＰОは、ロボット１００を手動運転するための操作を操作端末２００に入力し、操作端末２００は、入力された操作の内容を示す操作指令を制御装置１８０に送信する。制御装置１８０は、操作端末２００から受信する操作指令に従って、ロボット１００の各構成要素に動作させる、つまりロボット１００に動作させる（ステップＳ１０４）。

【0078】

制御装置１８０は、搬送車１１０に移動させる移動指令が操作指令に含まれる場合（ステップＳ１０５でＹｅｓ）にステップＳ１０６に進み、移動指令が含まれない場合（ステップＳ１０５でＮｏ）にステップＳ１１７に進む。

【0079】

ステップＳ１０６において、制御装置１８０は、走査センサ１６０に動作させ、ロボット１００の進行方向である方向Ｄ１Ａを走査させる。さらに、制御装置１８０は、走査センサ１６０の検出結果を処理し、方向Ｄ１Ａにある走行面において、上方へ突出する段差、つまり上向きの段差の有無を検出する（ステップＳ１０７）。

【0080】

制御装置１８０は、上向きの段差の高さｈが第１閾値Ｔｈ１以下である場合（ステップＳ１０８でＹｅｓ）にステップＳ１１７に進み、上向きの段差の高さｈが第１閾値Ｔｈ１超である場合（ステップＳ１０８でＮｏ）にステップＳ１０９に進む。上向きの段差が存在しない場合は、上向きの段差の高さｈが第１閾値Ｔｈ１以下である場合に含まれる。

【0081】

さらに、制御装置１８０は、上向きの段差の高さｈが第１閾値Ｔｈ１超且つ第２閾値Ｔｈ２以下である場合（ステップＳ１０９でＹｅｓ）にステップＳ１１０に進み、上向きの段差の高さｈが第２閾値Ｔｈ２超である場合（ステップＳ１０９でＮｏ）にステップＳ１１１に進む。第２閾値Ｔｈ２は、第１閾値Ｔｈ１よりも大きい。

【0082】

ステップＳ１１０において、制御装置１８０は、ロボットアーム１２０Ａ及び１２０Ｂの少なくとも一方に、進行方向と反対方向である方向Ｄ１Ｂへ向かって旋回させる。例えば、図６に示すように、制御装置１８０は、旋回対象のロボットアーム１２０Ａ及び／又は１２０Ｂのエンドエフェクタ１３０Ａ及び／又は１３０Ｂが、基台１２０Ｃよりも方向Ｄ１Ｂの位置に至るまで、当該ロボットアーム１２０Ａ及び／又は１２０Ｂに旋回させるように構成されてもよい。例えば、制御装置１８０は、旋回対象のエンドエフェクタ１３０Ａ及び／又は１３０Ｂが作業台１５０の上方の位置又は作業台１５０よりも方向Ｄ１Ｂの位置に至るように、旋回対象のロボットアーム１２０Ａ及び／又は１２０Ｂに旋回させるように構成されてもよい。これにより、ロボット１００の重心及び搬送車１１０の重心が方向Ｄ１Ｂに移動する。図６は、実施の形態に係るロボット１００の動作の一例を示す側面図である。

【0083】

制御装置１８０は、上向きの段差の高さｈに応じて、旋回させるロボットアーム１２０Ａ及び１２０Ｂを決定するように構成されてもよい。例えば、制御装置１８０は、上向きの段差の高さｈが第１閾値Ｔｈ１超且つ第３閾値Ｔｈ３以下である場合にロボットアーム１２０Ａ及び１２０Ｂの一方を旋回対象に決定し、上向きの段差の高さｈが第３閾値Ｔｈ３超且つ第２閾値Ｔｈ２以下である場合にロボットアーム１２０Ａ及び１２０Ｂの両方を旋回対象に決定するように構成されてもよい。第３閾値Ｔｈ３は、第１閾値Ｔｈ１よりも大きく、第２閾値Ｔｈ２よりも小さい。

【0084】

次いで、制御装置１８０は、ステップＳ１０７での処理結果に基づき、検出された上向きの段差の手前の走行面の傾斜量を検出する（ステップＳ１１２）。上向きの段差の手前の走行面は、当該段差から搬送車１１０に向かう走行面である。傾斜量の検出対象の走行面上の領域は、予め設定されていてもよく、制御装置１８０が、搬送車１１０の移動速度及び段差に対する移動方向等のロボット１００の状態に応じて決定するように構成されてもよい。制御装置１８０は、上向きの段差の手前の走行面の傾斜が当該段差に向かって下向きである場合（ステップＳ１１３でＹｅｓ）にステップＳ１１５に進み、当該勾配が下向きでない場合（ステップＳ１１３でＮｏ）にステップＳ１１４に進む。走行面の傾斜が段差に向かって下向きであるとは、搬送車１１０の進行方向及び／又は方向Ｄ１Ａに向かって走行面の傾斜が下向きであることであってもよい。

【0085】

ステップＳ１１４において、制御装置１８０は、昇降駆動装置１４１に昇降装置１４０を伸長させ、ロボットアーム１２０Ａ及び１２０Ｂを上昇させる。例えば、図７に示すように、制御装置１８０は、ロボットアーム１２０Ａ及び１２０Ｂを最高位置に移動させるように構成されてもよい。図７は、実施の形態に係るロボット１００の動作の一例を示す側面図である。

【0086】

最高位置は、昇降装置１４０が方向Ｄ３Ａへ最も伸長したときのロボットアーム１２０Ａ及び１２０Ｂの高さ位置であり、昇降装置１４０がロボットアーム１２０Ａ及び１２０Ｂを方向Ｄ３Ａへ最も高くすることができる高さ位置である。これにより、ロボット１００の重心が方向Ｄ３Ａ及びＤ１Ｂに移動し、搬送車１１０の重心が方向Ｄ１Ｂに移動し得る。制御装置１８０は、ステップＳ１１４の処理後、ステップＳ１１５に進む。

【0087】

ステップＳ１１５において、制御装置１８０は、搬送車１１０に走行を継続させ、上向きの段差を通過させる。ステップＳ１１０でのロボットアーム１２０Ａ及び／又は１２０Ｂの旋回により、搬送車１１０の重心が方向Ｄ１Ｂへ移動するため、補助輪１１３ａ及び１１３ｂが上向きの段差に乗り上げやすくなる。ステップＳ１１４でのロボットアーム１２０Ａ及び１２０Ｂの上昇により、搬送車１１０の重心が方向Ｄ１Ｂへ移動するため、補助輪１１３ａ及び１１３ｂが上向きの段差にさらに乗り上げやすくなる。制御装置１８０は、ステップＳ１１５の処理後、ステップＳ１１７に進む。

【0088】

ステップＳ１１１において、制御装置１８０は、ロボット１００が通過できない段差があることを示す警告を操作端末２００に送信する。操作端末２００は、受信した警告を操作者ＰＯに報知する。なお、上向きの段差の高さｈが第２閾値超である場合、ロボット１００は、搬送車１１０に当該段差を確実に乗り越えさせることができない。制御装置１８０は、警告の送信と並行して、又は、警告の送信の代わりに、上向きの段差の手前で搬送車１１０を停止させる制御を行うように構成されてもよい。

【0089】

次いで、ステップＳ１１６において、制御装置１８０は、操作端末２００から受信する操作指令に従って、搬送車１１０に走行させる。例えば、警告を確認した操作者ＰＯは、上向きの段差を回避するように搬送車１１０に走行させる操作を操作端末２００に入力する。操作端末２００は、入力された操作の操作指令を制御装置１８０に送信し、制御装置１８０は、当該操作指令に従った制御を行う。制御装置１８０は、ステップＳ１１２の処理後、ステップＳ１１７に進む。

【0090】

ステップＳ１１７において、操作者ＰОは、サービス提供の担当を終了する場合、終了の指令を操作端末２００に入力し、操作端末２００は当該指令をサーバ３００に送信する。サーバ３００は、担当終了の指令を受信した場合（ステップＳ１１７でＹｅｓ）に、操作端末２００とロボット１００との接続を切断し、一連の処理を終了する。サーバ３００が担当終了の指令を受信しない場合（ステップＳ１１７でＮｏ）に、制御装置１８０はステップＳ１０４に戻り、以降の処理を繰り返す。

【0091】

上記例では、制御装置１８０は、ステップＳ１０６～Ｓ１１５の一連の処理を自動運転でロボット１００に実行させるように構成されるが、これに限定されない。例えば、制御装置１８０は、ステップＳ１０６～Ｓ１１５の少なくとも１つの処理を、操作端末２００から受け取る指令に従ってロボット１００に実行させるように構成されてもよく、少なくとも１つの処理を手動運転でロボット１００に実行させるように構成されてもよい。

【0092】

また、制御装置１８０の処理は、ステップＳ１０５～Ｓ１１５の少なくとも１つを含まなくてもよい。例えば、ステップＳ１１２～Ｓ１１４が含まれなくてもよい。なお、搬送車１１０の走行面が搬送車１１０の進行方向に向かって上昇する傾斜を有する場合、昇降装置１４０がロボットアーム１２０Ａ及び１２０Ｂを上昇させると、ロボット１００全体の重心が上方に移動し、搬送車１１０及びロボット１００全体の重心がさらに方向Ｄ１Ｂへ移動する。よって、搬送車１１０が段差を乗り越えやすくなる。

【0093】

また、制御装置１８０は、ステップＳ１０４及び／又はＳ１１６の処理を、自動運転、又は、自動運転及び手動運転の組み合わせでロボット１００に動作させるように構成されてもよい。例えば、自動運転では、制御装置１８０は、操作端末２００から受け取るタスクの指令に従って、当該タスクを実行するための一連の動作をロボット１００に実行させるように構成されてもよい。

【0094】

また、搬送車１１０において、駆動輪１１２ａ及び１１２ｂ、ロボットアーム１２０Ａ及び１２０Ｂ並びに昇降装置１４０は、基台１１１に対して方向Ｄ１Ａに偏った位置に配置される。これにより、搬送車１１０の重心を方向Ｄ１Ｂへ移動させるようにロボットアーム１２０Ａ及び１２０Ｂを旋回させた状態で搬送車１１０が方向Ｄ１Ａに進行するとき、駆動輪１１２ａ及び１１２ｂは、ロボット１００の構成要素の中で比較的早くに段差に到達し乗り上げることができる。さらに、ロボットアーム１２０Ａ及び１２０Ｂ並びに昇降装置１４０が駆動輪１１２ａ及び１１２ｂと同様に方向Ｄ１Ａに偏った位置に配置されるため、ロボットアーム１２０Ａ及び１２０Ｂ並びに昇降装置１４０の荷重が駆動輪１１２ａ及び１１２ｂに作用し、駆動輪１１２ａ及び１１２ｂの摩擦力が大きくなり、駆動輪１１２ａ及び１１２ｂの駆動力が大きくなる。よって、駆動輪１１２ａ及び１１２ｂが段差に乗り上げやすい。

【0095】

（変形例）
実施の形態の変形例に係るロボットを説明する。変形例に係るロボット１００Ａは、搬送車１１０を傾斜させることができる装置を備える点で、実施の形態と異なる。以下、変形例について、実施の形態と異なる点を中心に説明し、実施の形態と同様の点の説明を適宜省略する。

【0096】

図８は、変形例に係るロボット１００Ａの構成の一例を示す側面図である。図８では、昇降装置１４０は伸長した状態である。本変形例に係るロボット１００Ａは、実施の形態と比較して、突出動作部１９０をさらに備える。突出動作部１９０は、走行面から搬送車１１０を持ち上げるように下方へ突出する動作を可能であるように構成される。突出動作部１９０は、昇降装置１４０に取り付けられており、昇降装置１４０の上昇動作及び下降動作それぞれに伴って、内筒１４３と共に方向Ｄ３Ａ及びＤ３Ｂに移動するように構成される。これに限定されないが、本変形例では、突出動作部１９０は、昇降装置１４０に対して方向Ｄ１Ａに配置される。突出動作部１９０は、突出部の一例である。

【0097】

突出動作部１９０は、車輪１９０ａと、車輪１９０ａを回転可能に支持する軸受体１９０ｂと、軸受体１９０ｂと内筒１４３とを連結する支持部材１９０ｃとを含む。車輪１９０ａは、軸受体１９０ｂに対して方向Ｄ３Ｂに配置され、自由に回転できるように構成される。例えば、車輪１９０ａ及び軸受体１９０ｂは、補助輪１１３ａ～１１３ｄと同様に、自在キャスタの構成を有してもよく、駆動輪１１２ａ及び１１２ｂと同様に、車輪１９０ａの回転軸の向きを固定するように構成されてもよい。車輪１９０ａ及び軸受体１９０ｂは、方向Ｄ３Ｂに移動する場合に、搬送車１１０の基台１１１を貫通する開口部１１１ａを通るように配置される。支持部材１９０ｃは、内筒１４３の上端に基台１２０Ｃを介して接続され、内筒１４３及び外筒１４２に沿って方向Ｄ３Ｂへ延びる。

【0098】

昇降駆動装置１４１は、内筒１４３を方向Ｄ３Ｂへ下降させて昇降装置１４０を収縮させるとき、内筒１４３と共に、支持部材１９０ｃ、軸受体１９０ｂ及び車輪１９０ａを方向Ｄ３Ｂへ移動させる。内筒１４３の下降に従って、車輪１９０ａは基台１１１から方向Ｄ３Ｂへ突出し、走行面に接地し押し付けられる。

【0099】

図９に示すように、昇降駆動装置１４１は、接地後も、内筒１４３を最下位置に移動させることによって、突出動作部１９０を用いて、基台１１１を方向Ｄ３Ａへ持ち上げることができる。図９は、変形例に係るロボット１００Ａの動作の一例を示す側面図である。

【0100】

最下位置は、昇降装置１４０が方向Ｄ３Ｂへ最も収縮したときの内筒１４３の高さ位置であり、昇降装置１４０が内筒１４３を方向Ｄ３Ｂへ最も低くすることができる高さ位置である。これにより、搬送車１１０の重心が方向Ｄ１Ｂへ移動し、搬送車１１０が上向きの段差を乗り越えやすくなる。

【0101】

突出動作部１９０の下端に車輪１９０ａが配置されるため、搬送車１１０が走行中であっても、昇降装置１４０は、突出動作部１９０を用いて搬送車１１０を円滑に持ち上げることができる。突出動作部１９０が、方向Ｄ１Ａに偏った位置に配置されるため、補助輪１１３ａ及び１１３ｂが走行面から引き上げられ得る。突出動作部１９０が、昇降装置１４０よりも方向Ｄ１Ａに配置されるため、補助輪１１３ａ及び１１３ｂがさらに引き上げられやすい。

【0102】

制御装置１８０は、通常、突出動作部１９０が搬送車１１０を持ち上げないような高さに位置に内筒１４３の高さ位置を維持するように、昇降装置１４０の動作を制御する。制御装置１８０は、第１閾値超且つ第２閾値以下の高さｈの上向きの段差を検出すると、内筒１４３の高さ位置を、上記高さ位置よりも下方の目標の高さ位置にするように、昇降装置１４０に収縮動作をさせるように構成される。本変形例では、目標の高さ位置は最下位置であるが、これに限定されず、搬送車１１０の重心が方向Ｄ１Ｂに移動するような高さ位置であってもよい。例えば、目標の高さ位置は、補助輪１１３ａ及び１１３ｂが走行面から離れない程度に車輪１９０ａが走行面を押圧するような高さ位置であってもよい。第１閾値及び第２閾値の大きさは、実施の形態と同様であってもよく異なっていてもよい。

【0103】

制御装置１８０は、昇降装置１４０を用いた突出動作部１９０の下降動作の実行と並行して、実施の形態におけるロボットアーム１２０Ａ及び１２０Ｂの方向Ｄ１Ｂへの旋回動作を実行するように構成されてもよい。

【0104】

また、本変形例では、突出動作部１９０は、昇降装置１４０に対して方向Ｄ１Ａに配置されるが、これに限定されず、昇降装置１４０の周囲のいかなる位置に配置されてもよい。例えば、突出動作部１９０は、内筒１４３及び外筒１４２の内側に配置されてもよい。

【0105】

本変形例では、突出動作部１９０は、車輪１９０ａを回転駆動する駆動装置を備えないが、当該駆動装置を備えるように構成されてもよい。

【0106】

本変形例では、突出動作部１９０は、昇降装置１４０によって駆動され、昇降装置１４０と一緒に動作するように構成されるが、これに限定されず、突出動作部１９０を動作させる装置が別に設けられてもよい。例えば、当該装置は、基台１１１に配置され、突出動作部１９０の支持部材１９０ｃを方向Ｄ３Ａ及びＤ３Ｂにスライドさせるように構成されてもよい。当該装置は、基台１１１に配置され、支持部材１９０ｃを回動させることで車輪１９０ａを基台１１１から方向Ｄ３Ｂに突出させるように構成されてもよい。

【0107】

（その他の実施の形態）
以上、本開示の実施の形態の例について説明したが、本開示は、上記実施の形態に限定されない。すなわち、本開示の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。例えば、各種変形を実施の形態に施したもの、及び、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本開示の範囲内に含まれる。

【0108】

例えば、実施の形態及び変形例では、制御装置１８０は、上向きの段差を検出するように構成されるが、これに限定されない。制御装置１８０は、走行面の情報を操作端末２００に送信するように構成されてもよく、走行面の情報の代わりに、撮像装置１７６によって撮像された画像データを操作端末２００に送信するように構成されてもよい。操作端末２００の操作者ＰＯは、操作端末２００が受信する上記情報又は画像データに基づき、搬送車１１０の重心を後方の方向Ｄ１Ｂへ移動する指令を操作端末２００を介して制御装置１８０に送信することができる。

【0109】

実施の形態及び変形例では、制御装置１８０は、搬送車１１０の重心を後方の方向Ｄ１Ｂへ移動するためのロボット１００及び１００Ａの動作を自動で実行するように構成されるが、これに限定されない。制御装置１８０は、操作端末２００から受信する手動運転のための操作指令に従って、搬送車１１０の重心を後方の方向Ｄ１Ｂへ移動するための動作をロボット１００及び１００Ａにさせるように構成されてもよい。

【0110】

実施の形態及び変形例において、制御装置１８０は、画像処理機能を備えてもよい。例えば、制御装置１８０は、画像データの画素に写し出される被写体の３次元位置を検出することができる機能を備えてもよい。この場合、撮像装置１７６は、被写体までの距離等の被写体の３次元位置の検出が可能である画像を撮像するカメラを含んでもよい。例えば、撮像装置１７６は、ステレオカメラを含んでもよい。そして、制御装置１８０は、ステレオマッチング手法等を用いて、ステレオカメラによって撮像される２つの画像データを処理し、各画素に写し出される被写体の距離を検出するように構成されてもよい。この場合、撮像装置１７６及び制御装置１８０が走査センサ１６０として機能し得るため、別個の走査センサが不要である。

【0111】

実施の形態及び変形例では、ロボット１００及び１００Ａは、人にサービスを提供するためのロボットとして用いられるが、他の用途に用いられるように構成されてもよい。例えば、ロボット１００及び１００Ａは、工場及び倉庫等における作業に用いられるように構成されてもよい。

【0112】

また、本開示の技術の各態様例は、以下のように挙げられる。本開示の一態様に係るロボットは、自走可能な搬送車と、前記搬送車に搭載される少なくとも１つのロボットアームと、前記搬送車に搭載され且つ前記搬送車に対して前記少なくとも１つのロボットアームを昇降する昇降装置と、前記搬送車の重心を変動させる変動装置と、前記搬送車、前記少なくとも１つのロボットアーム、前記昇降装置及び前記変動装置の動作を制御するように構成される制御装置とを備え、前記制御装置は、前記搬送車の進行方向である第１方向に存在する、走行面の上方への段差があるとき、前記搬送車の重心を前記第１方向と反対方向である第２方向に移動するように前記変動装置に動作させるように構成される。

【0113】

上記態様によると、進行方向である第１方向に段差があるとき、変動装置が反対方向である第２方向に搬送車の重心を移動させる。これにより、ロボット全体の重心も第２方向に移動し得る。このような状態で搬送車が第１方向に走行すると、搬送車における第１方向前方の部位は、段差に乗り上げやすい。例えば、搬送車が当該部位に車輪を備える場合、当該車輪が段差に乗り上げやすい。これにより、搬送車は段差を乗り越えて走行することができる。さらに、ロボットは、段差を乗り越える能力を有するために変動装置を備えるだけでよく、その構造の簡略化を可能にする。

【0114】

本開示の一態様に係るロボットにおいて、前記少なくとも１つのロボットアームは前記変動装置を構成し、前記制御装置は、前記搬送車の重心を前記第２方向に移動するために、前記第２方向に延びるように前記少なくとも１つのロボットアームに動作させるように構成されてもよい。

【0115】

上記態様によると、ロボットアームが第２方向に延びるように動作すると、ロボット全体の重心が第２方向に移動し、搬送車の重心も第２方向に移動する。よって、ロボットは、段差を乗り越えるための特別な装置を備える必要がなく、その構造の簡略化を可能にする。

【0116】

本開示の一態様に係るロボットにおいて、前記変動装置は、前記走行面から前記搬送車を持ち上げるように下方へ突出する動作が可能である突出部を含み、前記制御装置は、前記搬送車の重心を前記第２方向に移動するために、前記変動装置に前記突出部を突出させ前記搬送車を持ち上げさせるように構成されてもよい。

【0117】

上記態様によると、変動装置は、搬送車を持ち上げるように突出部に動作させることによって、搬送車の重心を容易に変動させることができる。変動装置は、搬送車の重心を変動できればよく、走行面から離れるまで搬送車を持ち上げる能力を必ずしも有さなくてもよい。よって、変動装置の構造の小型化及び簡略化が可能である。

【0118】

本開示の一態様に係るロボットにおいて、前記突出部は、前記昇降装置によって駆動され、前記昇降装置の下降動作及び上昇動作それぞれに伴って下方への突出動作及び上方への後退動作をするように構成され、前記制御装置は、前記搬送車の重心を前記第２方向に移動するために、前記昇降装置に前記下降動作をさせることで前記突出部に前記搬送車を持ち上げさせるように構成されてもよい。

【0119】

上記態様によると、昇降装置が、ロボットアームの昇降のための駆動装置と、突出部の突出のための駆動装置とを兼ねる。よって、ロボットの構造の簡略化が可能になる。

【0120】

本開示の一態様に係るロボットは、前記搬送車に搭載され且つ前記昇降装置及び前記少なくとも１つのロボットアームに隣り合って配置される電力源としての二次電池をさらに備え、前記二次電池は、前記昇降装置及び前記少なくとも１つのロボットアームよりも、前記搬送車における後進方向に偏った位置に配置されてもよい。

【0121】

上記態様によると、二次電池が、昇降装置及び少なくとも１つのロボットアームよりも前進方向に位置しないため、搬送車において、昇降装置及び少なくとも１つのロボットアームよりも前進方向の重量物が低減される。これにより、搬送車が段差に乗り上げやすくなる。また、二次電池の重量は、ロボットの第１方向への転倒モーメントを低減する。変動装置が動作していないときのロボットを安定化することができる。

【0122】

また、上記で用いた序数、数量等の数字は、全て本開示の技術を具体的に説明するために例示するものであり、本開示は例示された数字に制限されない。また、構成要素間の接続関係は、本開示の技術を具体的に説明するために例示するものであり、本開示の機能を実現する接続関係はこれに限定されない。

【符号の説明】

【0123】

１００，１００Ａ ロボット
１１０ 搬送車
１２０，１２０Ａ，１２０Ｂ ロボットアーム（変動装置）
１４０ 昇降装置
１７１ 二次電池モジュール
１８０ 制御装置
１９０ 突出動作部（変動装置、突出部）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】