CN110461551A - 机器人及其动作方法 - Google Patents

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CN110461551A CN201880020781.7A CN201880020781A CN110461551A CN 110461551 A CN110461551 A CN 110461551A CN 201880020781 A CN201880020781 A CN 201880020781A CN 110461551 A CN110461551 A CN 110461551A
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Abstract

本发明的机器人(11)具备第一臂(13A)、以及对第一臂的动作进行控制的控制器，第一臂在前端部具备第一手(18)，第一手(18)具有用于把持容器(42)的第一把持部(22)、以及用于把持喷出器(32)的第二把持部(23)，控制器构成为以如下方式控制第一臂：利用第二把持部把持喷出器，其后，利用第一把持部，从容器提供器(19)把持并取得容器并且将所取得的该容器在输送体(51)的移动路径上的容器载置位置载置至该输送体上，在输送体的移动路径上的比容器载置位置靠下游的饮食材填充位置，将饮食材从被第二把持部把持的喷出器喷出并填充至容器。

Description

机器人及其动作方法
技术领域
本发明涉及机器人及其动作方法。
背景技术
以往，已知有向杯子自动地供给饮料等的情况。例如，提出如下技术：在饮料分配器中，对落在输送带上的杯子进行输送，并使其在喷嘴的正下方停止，而从喷嘴将规定的饮料供给至杯子(例如，参照专利文献1)。
另外，提出如下技术：在自动化的饮料***中，利用杯子输送机将杯子逐一输送至一个杯子保持件位置，并在饮料分配站将饮料供给至杯子(例如，参照专利文献2)。
专利文献1：日本特开2005-231716公报(特别参照[0037]～[0039]段以及图2)
专利文献2：日本特开2010-163211公报(参照图1)
近年来，在各种领域中，从提高生产性的观点出发，提出有机器人和作业人员在相同的作业空间内共同进行作业。但是，上述现有技术并未将机器人用于向杯子自动供给饮料。另外，杯子是容器的一个例子，优选向尽可能宽范围的容器自动供给饮料。并且，饮料是饮料以及具有流动性的粮食或它们的材料(以下，称为具有流动性的饮食材)的一个例子，优选将尽可能宽范围的具有流动性的饮食材自动供给至容器。
发明内容
本发明是为了解决这种课题而完成的，其目的在于，提供一种能够向容器自动地供给具有流动性的饮食材的机器人及其动作方法。
为了解决上述课题，本发明的某个方式(aspect：方面)所涉及的机器人用于向容器填充具有流动性的饮食材的饮食材填充***，其中，上述容器具有顶部敞开且底部封闭的形状，上述食材填充***包括：输送装置，其使输送体移动而对载置于该输送体上的容器进行输送；饮食材供给装置，其具备将上述饮食材喷出的喷出器；以及容器提供器，其用于提供上述容器，上述机器人具备第一臂、以及对上述第一臂的动作进行控制的控制器，上述第一臂在前端部具备第一手，上述第一手具有用于把持上述容器的第一把持部、以及用于把持上述喷出器的第二把持部，上述控制器构成为以如下方式控制上述第一臂：利用上述第二把持部把持上述喷出器，其后，利用上述第一把持部，从上述容器提供器把持并取得上述容器并且将所取得的该容器在上述输送体的移动路径上的容器载置位置载置至该输送体上，在上述输送体的移动路径上的比上述容器载置位置靠下游的饮食材填充位置，将上述饮食材从被上述第二把持部把持的上述喷出器喷出并填充至上述容器。这里，具有流动性的饮食材如上述那样，是指饮料以及具有流动性的粮食或它们的材料。换言之，是指液状、粉状、或粒状的饮料或者粮食以及它们的材料。具体而言，作为饮料，例示有水、牛奶、咖啡、红茶等，作为粮食，例示有汤、咖喱粉等，作为食材，例示有调味料、酱汁、酱油、粒状或粉末状的配料等。
根据该结构，第一臂利用第一把持部从容器提供器把持并取得容器，并且将所取得的容器在输送体的移动路径上的容器载置位置载置至该输送体上，在输送体的移动路径上的比容器载置位置靠下游的饮食材填充位置，将饮食材从被第二把持部把持的喷出器喷出并填充至容器，因而能够向容器自动地供给具有流动性的饮食材。
上述第一手也可以构成为：使被上述第二把持部把持的上述喷出器的喷出方向朝向与规定的轴线一致的方向，且使从被上述第一把持部把持的上述容器的底部朝向顶部的方向朝向与上述规定的轴线一致的方向。
根据该结构，仅通过以第一手采取规定的轴线与铅垂方向一致的姿势的方式控制第一臂，就使被第一把持部把持的容器朝向上方方向，被第二把持部把持的喷出器的喷出方向朝向下方方向，因而容器载置以及饮食材填充动作变得简单。
上述控制器也可以构成为以上述第一手采取如下容器载置/饮食材填充姿势的方式控制上述第一手：上述规定的轴线与铅垂方向一致，从铅垂方向观察，被上述第一把持部把持的上述容器与被上述第二把持部把持的上述喷出器位于上述输送体上的与该输送体的移动方向一致的直线上。
根据该结构，已被第一把持部载置于输送体上的容器利用输送体而输送到被第二把持部把持的喷出器的正下方，因而能够适合地进行由喷出器实施的向容器进行的饮食材填充。
上述控制器也可以构成为以如下方式控制上述第一臂：上述第一手在上述容器载置/饮食材填充姿势下，在第一高度位置与低于上述第一高度位置的第二高度位置之间升降，在上述第一高度位置，利用上述第一把持部从上述容器提供器把持并取得上述容器，其后，从上述第一高度位置下降至上述第二高度位置，在该第二高度位置，将所取得的上述容器载置至上述输送体上。
根据该结构，在第一手的升降动作期间，与该升降动作和输送体的移动速度相应地将饮食材从被第二把持部把持的喷出器喷出至容器，从而仅通过使第一手升降，就能够进行容器载置以及饮食材填充动作，因而能够简化容器载置以及饮食材填充动作。其结果是，能够实现容器载置以及饮食材填充动作的高速化。
也可以为：上述机器人还具备第二臂，上述第二臂构成上述容器提供器，上述第二臂在前端部具备用于保持容器层叠体的第二手，上述容器具有顶部敞开、底部封闭、且从顶部朝向底部变细的形状，上述容器层叠体中的上述所述容器被按照如下方式依次层叠：在沿上下方向邻接的两个上述容器中，上侧的容器从底部***至下侧的容器的内部空间且顶部露出，上述控制部构成为以如下方式控制上述第一、第二臂：利用上述第一臂的上述第一手，从被上述第二臂的第二手保持的上述容器层叠体把持并取得上述容器。
根据该结构，第二臂起到容器提供器的作用，因而使提供容器的结构简化。
另外，本发明的其他方式(aspect：方面)所涉及的机器人的动作方法是用于向容器填充具有流动性的饮食材的饮食材填充***的机器人的动作方法，其中，上述容器具有顶部敞开且底部封闭的形状，上述食材填充***包括：输送装置，其使输送体移动而对载置于该输送体上的容器进行输送；饮食材供给装置，其具备将上述饮食材喷出的喷出器；以及容器提供器，其用于提供上述容器，上述机器人具备第一臂，上述第一臂在前端部具备第一手，上述第一手具有用于把持上述容器的第一把持部、以及用于把持上述喷出器的第二把持部，上述动作方法包括如下步骤：利用上述第二把持部把持上述喷出器；利用上述第一把持部，从上述容器提供器把持并取得上述容器；将所取得的该容器在上述输送体的移动路径上的容器载置位置载置至该输送体上；以及在上述输送体的移动路径上的比上述容器载置位置靠下游的饮食材填充位置，将上述饮食材从被上述第二把持部把持的上述喷出器喷出并填充至上述容器。
根据该结构，第一臂利用第一把持部从容器提供器把持并取得容器，并且将所取得的容器在输送体的移动路径上的容器载置位置载置至该输送体上，在输送体的移动路径上的比容器载置位置靠下游的饮食材填充位置，将饮食材从被第二把持部把持的喷出器喷出并填充至容器，因而能够向容器自动地供给具有流动性的饮食材。
本发明起到能够提供一种能够向容器自动地供给具有流动性的饮食材的机器人及其动作方法这一效果。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式所涉及的机器人的结构的主视图。
图2是表示图1的双臂机器人的手的结构以及双臂机器人的应用例(使用例)的立体图。
图3的(a)是示意性地表示图1的喷出器的中央部的构造的纵剖视图，图3的(b)是表示被第二把持部以第一压力把持的情况下的状态的纵剖视图，图3的(c)是表示被第二把持部以第二压力把持的情况下的状态的纵剖视图。
图4是表示图1的双臂机器人的控制***的结构的功能框图。
图5是表示图1的双臂机器人的容器载置以及饮食材填充动作的流程图。
图6是表示图1的双臂机器人的容器分离动作的流程图。
图7A是表示图1的双臂机器人的动作的立体图。
图7B是表示图1的双臂机器人的动作的立体图。
图7C是表示图1的双臂机器人的动作的立体图。
图7D是表示图1的双臂机器人的动作的立体图。
图7E是表示图1的双臂机器人的动作的立体图。
图8是表示容器层叠体的其他结构例子的示意图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。以下，在所有附图中，对相同或者相当的要素标注相同的参照附图标记并省略其重复的说明。另外，为了易于理解附图而将各个构成要素示意性地示出。因此，存在省略与本发明无关的要素的情况、以及多个图相互不一致的情况。另外，各要素的尺寸未必准确。
(实施方式)
[结构]
＜机器人的结构＞
图1是表示本发明的实施方式所涉及的机器人的结构的主视图。图2是表示图1的双臂机器人的手的结构以及双臂机器人的应用例(使用例)的立体图。
参照图1以及图2，本实施方式的机器人11具备第一臂13A、以及对第一臂13A的动作进行控制的控制器14，第一臂13A在前端部具备第一手18，第一手18具有用于把持容器42的第一把持部22、以及用于把持喷出器32的第二把持部23。因此，本实施方式的机器人只要具有至少一条臂即可。此外，在机器人具备仅一条臂的情况下，饮食材填充***需要具备容器提供器(参照后述的其他实施方式)。在本例中，机器人11还具备第二臂13B，第二臂13B构成容器提供器，第二臂13B在前端部具备用于保持容器层叠体41的第二手19。
以下，对机器人11的具体结构进行说明。在本实施方式中，图1中，将双臂机器人11的一对臂张开的方向称为左右方向，将与基轴的轴心平行的方向称为上下方向，并将与左右方向以及上下方向正交的方向称为前后方向。
参照图1，双臂机器人11具备固定于台车的基座12、支承于基座12的一对臂(以下，有时仅记载为“臂”)13A、13B、以及收纳于基座12内的控制器14。基座12以及一对臂13A、13B构成双臂机器人11的主体。各臂13A、13B为构成为能够相对于基座12移动的水平多关节型臂，并具备臂部15、肘杆部17、以及末端执行器(18、19)。此外，第一臂(右臂)13A以及第二臂(左臂)13B也可以是实质上相同的构造。另外，右臂13A以及左臂13B能够独立地动作，或相互关联地动作。此外，各臂13A、13B为机器人臂即可，并不限定于水平多关节型臂。例如，也可以是通常的多关节型臂。另外，也可以是左臂为第一臂，右臂为第二臂。
在本例中，臂部15由第一连杆15a以及第二连杆15b构成。第一连杆15a通过旋转关节J1而与固定于基座12的上表面的基轴16连结，并能够绕穿过基轴16的轴心的旋转轴线L1转动。第二连杆15b通过旋转关节J2而与第一连杆15a的前端部连结，并能够绕第一连杆15a的前端所规定的旋转轴线L2转动。
肘杆部17由升降部17a以及转动部17b构成。升降部17a通过直行移动关节J3而与第二连杆15b的前端部连结，并能够相对于第二连杆15b升降移动。转动部17b通过旋转关节J4而与升降部17a的下端部连结，并能够绕升降部17a的下端部所规定的旋转轴线L3转动。
末端执行器(18、19)分别连结于左右的肘杆部17的转动部17b。末端执行器(18、19)设置于左右的臂13的各自的前端。在本例中，末端执行器(18、19)由手构成。后面对手的结构进行叙述。
上述结构的各臂13A、13B具有各关节J1～J4。而且，在臂13，以与各关节J1～J4相对应的方式设置有驱动用的伺服马达(未图示)、以及对该伺服马达的旋转角进行检测的编码器(未图示)等。另外，两条臂13A、13B的第一连杆15a、15a的旋转轴线L1位于相同直线上，一个臂13的第一连杆15a与另一个臂13的第一连杆15a配置为上下设置高低差。
＜手的结构＞
参照图1以及图2，第一臂13A具备作为末端执行器的第一手18。第一手18包括基座部21、第一把持部22、以及第二把持部23。基座部21形成为弯折的板状，并包括水平的(与旋转轴线L3铅垂的)第一部分、以及从第一部分的一个端部向下方延伸并进而水平地延伸的第二部分。第一部分的中央部固定于转动部17b。在第二部分的前端部，设置有具有一对爪的第一把持部22。该一对爪设置为在水平方向(与旋转轴线L3铅垂的方向)上开闭自如。一对爪在内表面形成有与容器的形状对应的槽状的凹部。在本例中，该槽状的凹部形成为具有圆弧状的剖面且在上下方向(与旋转轴线L3平行的方向)上延伸的柱状。另外，一对爪由刚性的主体部和覆盖该主体部的内表面的弹性层构成。刚性的主体部例如由金属、树脂等构成。弹性层例如由橡胶、硬质的海绵等构成。由此，一对爪若夹持容器42，则相对于容器42作用水平方向的夹持力，因而能够适合地对从下向上依次层叠的容器层叠体41的容器42进行把持。并且，在夹持时，一对爪的内表面的弹性层凹陷而利用弹性层的弹力在爪与容器之间产生摩擦力，因而一对爪能够不滑动地把持容器42。
在第一部分的另一个端部形成有具有一对爪的第二把持部23。该一对爪设置为在水平方向(与旋转轴线L3铅垂的方向)上开闭自如。一对爪在内表面形成有与容器的形状对应的槽状的凹部。在本例中，该槽状的凹部形成为具有圆弧状的剖面且在上下方向(与旋转轴线L3平行的方向)上延伸的柱状。该一对爪由金属、树脂等材料构成。
第一把持部22以及第二把持部23例如由被空气或者马达(在本例中为空气)开闭驱动的卡盘构成。此外，在图2以及图7A～图7E中，表示为第二把持部23的一对爪完全闭合，但一对爪构成为：即使以后述的第一压力以及第二压力的任一压力把持喷出器32，也不会完全闭合。
根据以上结构，第一臂13A的第一手18使被第二把持部23把持的喷出器32的喷出方向朝向与旋转轴线L3一致的方向，且使被第一把持部22把持的容器42的从底部朝向顶部的方向朝向与旋转轴线L3一致的方向(参照图7E)。根据该结构，旋转轴线L3与铅垂方向一致，因而即使不控制第一臂，被第一把持部22把持的容器42也朝向上方方向，被第二把持部23把持的喷出器32的喷出方向也朝向下方方向，所以容器载置以及饮食材填充动作变得简单。
第二臂13B具备作为末端执行器的第二手19。第二手19包括基座部24和把持部25。基座部24形成为平板状，其一个端部固定于转动部17b。在基座部24的另一个端部设置有具有一对爪的把持部25。该一对爪设置为在水平方向(与旋转轴线L3铅垂的方向)上开闭自如。一对爪在内表面形成有与容器的形状对应的槽状的凹部。在本例中，该槽状的凹部形成为具有圆弧状的剖面且在上下方向(与旋转轴线L3平行的方向)上延伸的柱状。另外，一对爪由刚性的主体部和覆盖该主体部的内表面的弹性层构成。刚性的主体部例如由金属、树脂等构成。弹性层例如由橡胶、硬质的海绵等构成。由此，一对爪若夹持容器42，则相对于容器42作用水平方向的夹持力，因而能够适合地对从下向上依次层叠的容器层叠体41的容器42进行把持。并且，在夹持时，一对爪的内表面的弹性层凹陷而利用弹性层的弹力在爪与容器之间产生摩擦力，因而一对爪能够不滑动地把持容器42。
根据以上结构，从被第二臂13B的第二手19的把持部25把持的容器层叠体41的容器42的底部朝向顶部的方向朝向与旋转轴线L3一致的方向(铅垂方向)(参照图7E)。
第二臂13B的把持部25与第一臂13A的第一把持部22相比，宽度(上下方向的尺寸)形成为较大。其理由主要是因为，第二臂13B的把持部25保持容器层叠体41，从而该把持部25能够稳定地保持容器层叠41。第二臂13B的把持部25例如由被空气或者马达(在本例中空气)开闭驱动的卡盘构成。
＜控制***的结构＞
图4是示意性地示出双臂机器人11的控制***的结构的功能框图。如图4所示，控制器14具备运算部(处理部)14a、存储部14b、以及伺服控制部14c。控制器14由微控制器、MPU(微处理器)、FGPA(field programmable gate array：现场可编程门阵列)、PLC(programmable logic controller：可编程逻辑控制器)等构成。运算部14a由微控制器等处理器等构成，存储部14b由微控制器等存储器构成。控制器14既可以由进行集中控制的单独的控制器构成，也可以由相互协作而进行分散控制的多个控制器构成。
在存储部14b存储有作为机器人控制器的基本程序、各种固定数据等信息。运算部14a通过读出并执行存储于存储部14b的基本程序等来控制双臂机器人11的各种动作。即，运算部14a生成双臂机器人11的控制指令，并将其输出至伺服控制部14c。伺服控制部14c构成为基于由运算部14a生成的控制指令对与双臂机器人11的各臂13的关节J1～J4对应的伺服马达的驱动进行控制。另外，第一手18的第一把持部22和第二把持部23、以及第二手的把持部25的动作的控制也由控制器14进行。这样，控制器14控制双臂机器人1的整体动作。
[应用例]
接下来，使用图2对如以上那样构成的双臂机器人11的应用例(使用例)进行说明。
＜作业现场＞
参照图2，双臂机器人11例如应用于向容器42填充具有流动性的饮食材(饮料或粮食、或者它们的材料)的饮食材填充***。即，饮食材填充***为双臂机器人11的作业现场。在该作业现场配置有输送装置50，输送装置50使输送体51移动来输送载置于输送体51上的物品(这里为容器42)。在本例中，输送体51为带，输送装置50为传送带。在该输送体51的两侧配置有作业所需的装置、器具、人员等。双臂机器人11是用于将容器42自动地载置至输送体51上、并向该被载置的容器42填充饮食材的装置。在本例中，饮食材为调味汁。如图2所示，双臂机器人11能够设置在相当于一人程度的受限的空间(例如610mm×620mm)。在双臂机器人11的右侧配置有饮食材供给装置30。该饮食材供给装置30载置于台车34上。因此，与应填充至容器42的饮食材相应的饮食材供给装置30载置于台车34并由作业人员输送，而配置于规定位置。饮食材供给装置30具备饮食材容器31、喷出器32、以及喷出器放置台33。饮食材容器31收容具有流动性的饮食材。喷出器32的设置于基端部的入口通过供给管而与饮食材容器31连接，并在前端部设置有喷出部32a。喷出器放置台33设置于饮食材供给装置30的适当位置，并在上端部配置有放置板，在该放置板形成有贯通孔33a。喷出器32在喷出部32a朝下***至该贯通孔33a的状态下被输送。而且，若开始向容器42进行的饮食材填充作业，则被双臂机器人11的第一臂13A的第一手18的第二把持部23把持。此时，第二把持部23把持喷出器32的中央部。
另一方面，在双臂机器人11的第一臂的朝向输送体51的一侧配置有容器放置台35。在容器放置台35之上，多个容器层叠体41分别配置于规定的位置。
＜关于饮食材喷出的结构＞
参照图2，饮食材供给装置30具备：压送器(未图示)，其压送具有流动性的饮食材；开闭阀(未图示)，其设置于从饮食材容器31至喷出器32的饮食材的供给路径的中途；控制器(未图示)，其对压送器以及开闭阀的动作进行控制；以及压力传感器64(参照图3)。压力传感器64检测到的压力被发送至控制器。控制器构成为：若压力传感器64检测到的压力不足规定的压力阈值，则将上述开闭阀闭止，若该压力为规定的压力阈值以上，则将上述开闭阀敞开。压力传感器64例如由压电元件构成。压送器例如在饮食材为液状的情况下，由泵构成，在饮食材为粉状或者粒状的情况下，由送风器构成。在本例中，压送器根据开闭阀的敞开以及闭止而起动以及停止。
参照图1以及图2，控制器14以第二把持部23选择性地以第一压力和第二压力把持喷出器32的方式控制该第二把持部23。第一压力是稳定地把持喷出器32的压力，是不足上述规定的压力阈值的压力。第二压力是使饮食材从喷出器32喷出的压力，是上述规定的压力阈值以上的压力。
图3的(a)是示意性地表示图1的喷出器32的中央部的构造的纵剖视图，图3的(b)是表示被第二把持部23以第一压力把持的情况下的状态的纵剖视图，图3的(c)是表示被第二把持部23以第二压力把持的情况下的状态的纵剖视图。
参照图3的(a)，喷出器32整体形成为圆筒状。喷出器32具备圆筒状的主体61、将主体61的外表面覆盖的弹性层62、以及将弹性层62的外表面覆盖的被覆层63。主体61由刚性的材料构成。作为该刚性的材料，例示有金属、合成树脂等。弹性层62例如由橡胶、硬质的海绵等构成。被覆层63由较薄的具有柔软性的材料构成。作为该材料，例示有塑料薄膜等。
在弹性层62设置有贯通孔62a。而且，在贯通孔62a设置有压力传感器64。压力传感器64设置为：底面固定于主体61，上表面位于贯通孔62a的深度方向的中间。
如后述那样，弹性层的弹性以及厚度设定为：在第二把持部23以第二压力把持喷出器32时，压力传感器64检测到的压力成为规定的压力阈值以上。该弹性层62的弹性及厚度以及规定的压力阈值通过计算、实验、模拟等来决定。
参照图3的(b)，若第二把持部23以第一压力把持喷出器32，则弹性层62被稍微压缩，但压力传感器64未被第二把持部23按压。因此，饮食材未从喷出器32的喷出部32a喷出。
参照图3的(c)，若第二把持部23以第二压力把持喷出器32，则弹性层62被压缩至被覆层63与压力传感器64接触的厚度为止。由此，压力传感器64经由被覆层63而被第二把持部23以规定的阈值压力以上的压力按压。由此，上述的开闭阀敞开并且压送器起动，而从喷出器32的喷出部32a喷出有饮食材。
＜容器层叠体＞
容器42只要具有顶部敞开、底部封闭、且从顶部朝向底部变细的形状即可。在本例中，容器42为杯子。
容器层叠体41中的多个上述容器被按照如下方式层叠：在沿上下方向邻接的两个容器中，上侧的容器从底部***至下侧的容器的内部空间且顶部露出。换言之，容器层叠体41以容器42正立的方式进行层叠。这里，“正立”是“倒立”的反义词，是指容器42采取从底部朝向顶部的方向成为自下朝上的方向的姿势。
[动作例]
接下来，基于图2、图5、以及图7A～图7E对如以上那样构成的双臂机器人的动作进行说明。该动作通过控制器14控制双臂机器人11来进行。
图5是表示图1的双臂机器人11的容器载置以及饮食材填充动作的流程图。7A～图7E是表示图1的双臂机器人的动作的立体图。此外，以下，有时为了简化而将“手的把持部”的动作表达为“手(把持部)”的动作。
＜容器载置以及饮食材填充动作＞
如图2所示，若开始向容器42进行的饮食材的填充作业，则双臂机器人11的第一臂13A利用第二把持部23，以第一压力把持在喷出器放置台33放置的喷出器32的中央部(步骤S1)。其后，第一臂13A的第一手18采取如下容器载置/饮食材填充姿势：从铅垂方向观察，被第一把持部22把持的容器42(在图2中，容器42还未被把持)和被第二把持部23把持的喷出器32位于输送体51上的与该输送体51的移动方向一致的直线上。具体而言，第一手18采取如下姿势：在俯视时，第一把持部22位于输送体51的移动路径上的容器载置位置，被第二把持部23把持的喷出器32的喷出部32a位于输送体51的移动路径上的饮食材填充位置。容器载置位置以及饮食材填充位置位于在俯视时与输送体51的移动方向一致的直线上，且饮食材填充位置位于容器载置位置的下游。输送体51的移动速度设定为规定的速度。在该状态下，双臂机器人11如以下那样进行容器载置以及饮食材填充动作。
首先，如图7A所示，第二臂13B的第二手19(把持部25)保持容器层叠体41并位于规定的分离位置(步骤S2)。
接下来，如图7B～图7E所示，第一臂13A的第一手18的第一把持部22把持并取得来自容器层叠体41的容器42(步骤S3)。
接下来，如图7E所示，第一臂13A的第一手18的第一把持部22将取得的容器42在容器载置位置载置至输送体51上(步骤S4)。
另外，在比容器载置位置靠下游的饮食材填充位置，第二把持部23以第二压力把持喷出器32，从而将饮食材从喷出部32a喷出并填充至容器42(步骤S5)。在该情况下，第二把持部23在以规定时间喷出饮食材之后，以第一压力把持喷出器32。由此，停止从喷出部32a喷出饮食材。
这里，步骤S4与步骤S5可以在相同的时刻或不同的时刻进行。在本例中，步骤S4与步骤S5在相同的时刻进行。因此，容器42在容器载置位置载置至输送体51上的时间间隔(周期时间)设定为容器42在容器载置位置与饮食材填充位置间移动的整数分之一(在本例中二分之一)。由此，在本例中，两个周期时间前在容器载置位置载置于输送体51上的容器42在当前周期时间位于饮食材填充位置。因此，在当前周期时间，能够在相同的时刻进行如下动作：将新容器42在容器载置位置载置至输送体51；以及在饮食材填充位置，将饮食材填充至两个周期时间前在容器载置位置载置于输送体51上的容器42。
在步骤S4以及步骤S5之后，控制器14判断是否结束容器载置以及饮食材填充动作(步骤S6)。在不结束的情况下(在步骤S6中为否)，返回至步骤S3。在结束的情况下(在步骤S6中为是)，结束容器载置以及饮食材填充动作。
＜容器分离(容器载置)动作＞
接下来，使用图2、图6、以及图7A～图7E，对图5的流程图中的容器分离(容器载置)动作(步骤S2～4)详细地进行说明。图6是表示图1的双臂机器人的容器分离动作的流程图。
在执行了图5的步骤S1之后，如图2以及图7A所示，第二臂13B的第二手19(把持部25)把持处于容器放置台35的规定的载置位置的容器层叠体41的最下方的容器42的顶部对该容器层叠体41进行保持，并位于规定的分离位置(步骤S101)。分离位置是容器载置位置的正上方的位置。
接下来，如图7B所示，第一臂13A的第一手18(第一把持部22)开始上升。
接下来，如图7C所示，第一臂13A的第一手18(第一把持部22)把持容器层叠体41的最下方的容器42的比被第二手19(把持部25)保持的部分靠下侧的部分，从而对该容器层叠体41进行保持(步骤S102)。
接下来，如图7D所示，第二臂13B的第二手19(把持部25)将最下方的容器42的顶部释放(步骤S103)。
接下来，第二臂13B的第二手19(把持部25)上升规定的高度，尝试把持容器层叠体41的倒数第二个容器42的顶部(步骤S104)。这里，由于在最下方的容器42之上存在容器42，所以该把持成功(在步骤S104中为是)。
而且，如图7E所示，第二臂13B的第二手19(把持部25)保持容器层叠体41(步骤S105)。
接下来，如图7E所示，第一臂13A的第一手18(第一把持部22)使最下方的容器42向下方移动，而将该最下方的容器42从容器层叠体41分离，载置至输送体51上并释放(步骤S106)。
接下来，如图7E所示，在第一臂13A的第一手18(第一把持部22)使最下方的容器42向下方移动后，第二手19(把持部25)返回至规定的分离位置(步骤S107)。
这里，在步骤S4中，在最下方的容器42之上不存在容器42的情况下、即在第一臂的第一手18(第一把持部22)所把持的容器42为容器层叠体41的最上方的容器(最后的容器)的情况下，该把持失败(在步骤S104中为否)。在该情况下，对于该容器分离动作而言，第一臂的第一手18(第一把持部22)使最下方的容器42向下方移动，而将该最下方的容器42从容器层叠体41分离，载置至输送体51上并释放(步骤S109)，其后，返回至步骤S101，第二手(把持部25)把持下一个容器层叠体41并位于分离位置。
在步骤S107之后，执行图5的步骤S4。
这样，根据本实施方式，第一臂18A利用第一把持部22，从作为容器提供器的第二臂13B把持并取得容器42，并且将所取得的容器42在输送体51的移动路径上的容器载置位置载置至该输送体51上，在输送体51的移动路径上的比容器载置位置靠下游的饮食材填充位置，将饮食材从被第二把持部23把持的喷出器32喷出并填充至容器42，因而能够向容器42自动地供给具有流动性的饮食材。
[变形例]
图8是表示容器层叠体41的其他结构例子的示意图。参照图8，在本变形例中，容器42为茶杯。该茶杯42以在沿上下方向邻接的两个茶杯42中，上侧的茶杯42从底部***至下侧的茶杯42的内部空间且顶部露出的方式，依次层叠有多个茶杯。
根据本实施方式的双臂机器人11，即使是这种茶杯层叠体41，也能够适合地进行容器分离动作，而自动供给茶杯42。
(其他实施方式)
在上述实施方式中，机器人11也可以仅具备一个机器人臂。在该情况下，饮食材填充***具备容器提供器，该容器提供器配置于机器人11的附近。机器人11利用机器人手臂从容器提供器取得容器42，并将容器42载置至输送体51。容器提供器能够使用公知的容器提供器。例如，能够使用专利文献1或者2中记载的容器提供器。另外，作为容器提供器，也可以使用传送带。此时，容器只要是顶部敞开、底部封闭的容器即可。
另外，在上述实施方式中，双臂机器人11也可以利用第二臂13B保持适当的容器提供器，第一臂13A从该容器提供器取得容器42。
另外，喷出器32也可以形成为具有弹性的圆筒状，并构成为：第二把持部23通常以规定的压力把持喷出器32，若第二把持部23牢牢地把持喷出器32，则从喷出部32a喷出饮食材。
另外，容器并不限定于上述的例子，也可以为托盘、碗、盘子等。
另外，作业现场并不限定于与食品相关的作业现场，只要是机器人和作业人员在相同的作业空间内共同作业的现场即可。
根据上述说明，对于本领域技术人员而言，本发明的更多改良、其它实施方式是清楚的。因此，上述说明应仅作为例示解释，其提供的目的在于向本领域技术人员教导执行本发明的最优选的形态。不脱离本发明的精神，而能够实质性地变更其构造以及/或者功能的详细情况。
工业上的可利用性
本发明的机器人及其动作方法作为能够向容器自动地供给具有流动性的饮食材的机器人及其动作方法而有用。
附图标记说明：
11…双臂机器人；12…基座；13A…第一臂；13B…第二臂；14…控制器；14a…运算部(处理部)；14b…存储部；14c…伺服控制部；15…臂部；15a…第一连杆；15b…第二连杆；16…基轴；17…肘杆部；17a…升降部；17b…转动部；18…第一手(末端执行器)；19…第二手(末端执行器)；21…基座部；22…第一把持部；23…第二把持部；24…基座部；25…把持部；30…饮食材供给装置；31…饮食材容器；32…喷出器；32a…喷出部；33…喷出器放置台；33a…贯通孔；34…台车；35…容器放置台；41…容器；42…容器层叠体；50…输送装置；51…输送体；61…主体；62…弹性层；62a…贯通孔；63…被覆层；64…压力传感器。

Claims (6)

1.一种机器人，在向容器填充具有流动性的饮食材的饮食材填充***中使用，其特征在于，
所述容器具有顶部敞开且底部封闭的形状，
所述食材填充***包括：输送装置，其使输送体移动而对载置于该输送体上的容器进行输送；饮食材供给装置，其具备将所述饮食材喷出的喷出器；以及容器提供器，其用于提供所述容器，
所述机器人具备第一臂、以及对所述第一臂的动作进行控制的控制器，
所述第一臂在前端部具备第一手，所述第一手具有用于把持所述容器的第一把持部、以及用于把持所述喷出器的第二把持部，
所述控制器构成为以如下方式控制所述第一臂：利用所述第二把持部把持所述喷出器，其后，利用所述第一把持部，从所述容器提供器把持并取得所述容器并且将所取得的该容器在所述输送体的移动路径上的容器载置位置载置至该输送体上，在所述输送体的移动路径上的比所述容器载置位置靠下游的饮食材填充位置，将所述饮食材从被所述第二把持部把持的所述喷出器喷出并填充至所述容器。
2.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，
所述第一手构成为：使被所述第二把持部把持的所述喷出器的喷出方向朝向与规定的轴线一致的方向，且使从被所述第一把持部把持的所述容器的底部朝向顶部的方向朝向与所述规定的轴线一致的方向。
3.根据权利要求2所述的机器人，其特征在于，
所述控制器构成为以所述第一手采取如下容器载置/饮食材填充姿势的方式控制所述第一手：所述规定的轴线与铅垂方向一致，从铅垂方向观察，被所述第一把持部把持的所述容器与被所述第二把持部把持的所述喷出器位于所述输送体上的与该输送体的移动方向一致的直线上。
4.根据权利要求3所述的机器人，其特征在于，
所述控制器构成为以如下方式控制所述第一臂：所述第一手在所述容器载置/饮食材填充姿势下，在第一高度位置与低于所述第一高度位置的第二高度位置之间升降，在所述第一高度位置，利用所述第一把持部从所述容器提供器把持并取得所述容器，其后，从所述第一高度位置下降至所述第二高度位置，在该第二高度位置，将所取得的所述容器载置至所述输送体上。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的机器人，其特征在于，
所述机器人还具备第二臂，所述第二臂构成所述容器提供器，
所述第二臂在前端部具备用于保持容器层叠体的第二手，
所述容器具有顶部敞开、底部封闭、且从顶部朝向底部变细的形状，
所述容器层叠体中的多个所述容器被按照如下方式依次层叠：在沿上下方向邻接的两个所述容器中，上侧的容器从底部***至下侧的容器的内部空间且顶部露出，
所述控制部构成为以如下方式控制所述第一、第二臂：利用所述第一臂的所述第一手，从被所述第二臂的第二手保持的所述容器层叠体把持并取得所述容器。
6.一种机器人的动作方法，该机器人在向容器填充具有流动性的饮食材的饮食材填充***中使用，其特征在于，
所述容器具有顶部敞开且底部封闭的形状，
所述食材填充***包括：输送装置，其使输送体移动而对载置于该输送体上的容器进行输送；饮食材供给装置，其具备将所述饮食材喷出的喷出器；以及容器提供器，其用于提供所述容器，
所述机器人具备第一臂，
所述第一臂在前端部具备第一手，所述第一手具有用于把持所述容器的第一把持部、以及用于把持所述喷出器的第二把持部，
所述动作方法包括如下步骤：
利用所述第二把持部把持所述喷出器；
利用所述第一把持部，从所述容器提供器把持并取得所述容器；
将所取得的该容器在所述输送体的移动路径上的容器载置位置载置至该输送体上；以及
在所述输送体的移动路径上的比所述容器载置位置靠下游的饮食材填充位置，将所述饮食材从被所述第二把持部把持的所述喷出器喷出并填充至所述容器。
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