JPS62162483A

JPS62162483A - ロボット

Info

Publication number: JPS62162483A
Application number: JP61003526A
Authority: JP
Inventors: 有村　芳昭
Original assignee: Agency of Industrial Science and Technology
Current assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date: 1986-01-13
Filing date: 1986-01-13
Publication date: 1987-07-18
Also published as: JPH0443748B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（発明の技術分野）この発明は、例えば原子炉設備などにおいて作業をする
ロボットの制御システムに係り、特にロボットの作業効
率の向上化を図れるようにしたロボットの制御システム
に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

原子炉設備、水中等の極限環境においては、人間による
作業が困月であることから、従来より口ポットによる作
業を行なわせるための種々の研究がなされている。

ロボットが細かい作業を行なう場合には、ロボットの目
に相当するテレビカメラの画像情報を用いて比較的高度
な画像認識を行なう必要がある。

しかし、この種の画像処理を行なえる大型コンピュータ
をロボットに搭載することは不可能であるため、ロボッ
トが大型コンピュータと通信手段を介してデータのやり
とりをし、大型コンピュータの画像認識結果に基づいて
ロボットを制御することが考えられている。

一方、ロボットが極限環境で作業するための電力を、電
力ケーブルを介して得ることができるが、ロボットが電
力ケーブルを引摺って移動するのは好ましいことではな
い。そこで、ロボットにバッテリーを搭載し、このバッ
テリーからの電力をロボットに供給することで電力ケー
ブルを廃止することも考えられるが、この場合には、必
ず充電のための休止期間が必要であって、ロボットを長
時間連続的に可動したり、突発的に生じた作業に対処す
ることができないという不具合があった。

（発明の目的）本発明は、このような問題に基づきなされたもので、効
率の良い作業が行なえ、突発的な作業に対しても対処で
き、しかも、移動の際には電力ケーブルを倒閣るような
ことのないロボットの制御システムを提供することを目
的とする。

〔発明の概要〕

本発明は、複数の作業場所の間を移動して上記各作業場
所で所定の作業を行なうロボットの制御システムにおい
て、前記各作業場所と第１の画像処理手段とを通信手段
を介して接続し、前記各作業場所と電力系統とを電力ケ
ーブルを介して接続し、かつ上記通信手段と電力ケーブ
ルの前記作業場所側接続端が第１のコネクタに集中的に
配置され、前記ロボットが、認識対象を胤影するテレビ
ジョンカメラと、このテレビジョンカメラで得られた画
像情報を処理して画像認識を行なう第２の画像処理手段
と、各種要素を駆動する駆動機構と、これらに電力を供
給するバッテリーと、前記各作業場所において前記第１
のコネクタに接続される第２のコネクタと、前記テレビ
ジョンカメラで得られた画像情報を前記第１および第２
の画像処理手段のいずれで処理するかを選択する選択手
段とを具備したことを特徴としている。

（発明の効果〕本発明によれば、ロボットが特定の作業場所から他の作
業場所へ移動する際には、バッテリーの電力で第２の画
像処理装置の認識結果に基づき前記駆ｖＪ機構を駆動し
、各作業場所で作業を行なう場合には、第２のコネクタ
を第１のコネクタに接続し、電力ケーブルを介して電力
系統からの電力の供給を受け、通信手段を介して第１の
画像処理手段と通信することで上記第１の画像処理手段
の画像認識結果に基づいて前記駆動機構を駆動するよう
にしている。

すなわち、通常、ロボットが移動中のときに必要な画像
認識処理は、ロボットが作業中のときに必要な画像み■
１理に比べて非常に少ない情報量を処理すれば足りるの
で、ロボットに搭載する小形コンピュータで十分に足り
る。しかし、作業中には作業環境から離れた外部の大型
コンピュータと通信する必要がある。

この発明では、この通信時に同時に電力の供給も受ける
ようにしているので、作業中のための充電と、作業のた
めの電力供給とを一つのコネクタを介して行なわせるこ
とができ、ロボットが休止する時間がなく、効率の良い
作業が可能となる。

〔発明の実施例〕

以下、図面に基づき、本発明の実施例について説明する
。

第１図において、例えば原子炉施設等の作業空間１には
、この空間で機器の補修、点検等を行なうロボット２が
配置されている。このロボット２は、作業空間１内の少
数の作業場所３間を移動して、各作業場所３において所
定の作業を行なう。

各作業場所３間の移動経路４は作業空間１内の障害物を
避けるように設定されており、この情報は後述するロボ
ット２の内部に備えたコンピュータに地図として記憶さ
れている。

作業空間１から離れた場所には第１の画像処理手段であ
る大型画像処理装置６が配置されている。

この大型画像処理装置６は、通信手段である光フアイバ
ケーブル７を介して作業空間１と接続されている。また
、電力系統８も電力ケーブル９を介して作業空間１に接
続されている。これら光ファイバ７および電力ケーブル
９の作業空間１側の端部は、各作業場所３において第１
のコネクタであるレセプタクルコネクタ１０にまとめて
配置されている。

第２図はロボット２の具体的構成を示したものである。

すなわち、ロボットの目に相当するテレビジョンカメラ
（以下、ｒｌＴＶＪと呼ぶ）１１は、認識対象を搬影し
て得られた画像信号を画像処理回路１２に出力する。画
像処理回路１２は、上記画像信号をＡ／Ｄ変換して微分
演算など必要な画像処理を行ない、その演ｎ結果をコン
トローラ１３に出力する。また、コントローラ１３には
ＩＴＶｌｌからの画像信号も直接入力されている。

コントローラ１３は、ロボット２の作業場所間の移動の
際には、画像処理回路１２からの画像情報をコンピュー
タ１４に出力し、コンピュータ１４でロボット２自身の
現在位置を内部に備えた地図に基づいて認識させる。ま
た、ロボット２が所定の作業をする場合には、コントロ
ーラ１３は、ＩＴＶｌｌからの画像信号を光電変換器１
５に導く。このため、画像信号は光信号として前述した
大型画像処理装置６に伝送される。ロボット２の移動、
作業等は、コンピュータ１４の指示に基づき、駆動機構
１６を駆動することで行われる。ロボット２の現在位置
は、ロボット自身が備えた地図やジャイロコンパスなど
によって把握される。

これらロボット２の各構成要素には、バッテリー１７か
らの電力が供給されている。このバッテリー１７の充電
用の端子に接続された電力ケーブル１８と、前述した光
電変換器１５の入出力端子に接続された光ファイバ１９
とは、第２のコネクタであるプラグコネクタ２０にまと
めて配置されている。このプラグコネクタ２０は、例え
ば第３図に示すように、２本の電力用の接続ビン３１゜
３２と、これら２つのビンよりも寸法の短い通信用の接
続ビン３３とを配置したものであり、このプラグコネク
タ２０が前述したレセプタクルコネクタ１０と接続され
ることにより、ロボット２への電力供給路の接続と通信
回線の接続とが同時になされるようになっている。

このような構成において、ロボット２がある作業位置３
から他の作業位置３へと移動する場合には、まず、ＩＴ
ＶＩＩで捕えた画像から、例えば三角創世によって自分
の位置を認識する。そして、地図とジャイロコンパスに
基づいて駆動機構１６を駆動し、所定の作業場所へと移
動する。このような動作に必要な電力は、バッテリー１
７がら供給される。

所定の作業場所に到達したら、ロボット２が自らプラグ
コネクタ２０をレセプタクルコネクタ１０に挿入する。

これはロボットのアームとフィンガーを用いて行なって
も良いし、ロボットのボディにコネクタを配置しておき
、ロボット２の全□体を移動させながら、プラグコネク
タ２０をレセプタクルコネクタ１０に挿入させ−るよう
にしても良い。この結果、バッテリー１７と電力系統８
とが接続されるので、バッテリー１７への充電が開始さ
れる。また、同時に電力系統８からの電力は、ロボット
２の伊業のための電力としても与えられる。また、ロボ
ットがボルト締めなど細かな作業を行なうには、比較的
高いレベルの画像処理を行なう必要があるが、この場合
にはコネクタを介してロボット２が大型画像処理装置６
と連結されているので、両者の間で画像処理を行ないな
がら、作業を進めることができる。

このように、本実施例によれば、ロボットの作業期間に
画像情報の通信とバッテリー１７の充電との双方を行な
わせるようにしているので、充電のための休止期間を短
縮して作業効率の向上を図ることができる。しかも、こ
のように１つのコネクタの１回の接続によって電力供給
と通信とを同時に行なえるので、ロボット２の動作を最
小限に抑えられ、これによっても作業の効率化が図れる
。

なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
い。

例えば第４図に示すように、プラグコネクタ２０の接続
ビン３１．３２をテーパ状に形成すれば、コネクタのコ
ンタクトがスムーズになるという利点を有する。また、
プラグコネクタ２０を第５図に示すようにテーバを有す
る１本の接続ビン４１で構成し、この接続ビン４１の軸
方向位置を異ならせて電力用接点４２．４３と通信用接
点４４とを配置させるようにしても良い。この場合には
、接続ビン４１の径方向の方向性がないので、さらにコ
ンタクトが容易となる。また、第６図に示すようにロボ
ット２のボディーの一部を作業空間１の隅部に当接させ
ることで電力用コネクタ４５．４６と４７．４８とを接
触させ、さらに光ファイバ１９と７とを対向させるよう
にしても良い。

また、通信手段として光フアイバケーブルの他、同軸ケ
ーブル、フォトカプラ、音響カブラ、電源ラインに通信
情報を重畳させる方式など、他の通信手段を用いること
も可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るロボットの制御システ
ムを模式的に示す図、第２図は同実施例におけるロボッ
トのブロック図、第３図〜第６図は本発明で使用される
コネクタの各種の例をそれぞれ示す斜視図である。１・・・作業空間、２・・・ロボット、３・・・作業場
所、４・・・移動経路、６・・・大型画像処理装置、７
．１８・・・光フアイバケーブル、８・・・電力系統、
９・・・電力ケーブル、１０・・−レセプタクルコネク
タ、１１・・・テレビジョンカメラ、１２・・・画像処
理回路、１３・・・コントローラ、１４・・・コンピュ
ータ、１５・・・光電変換器、１７・・・バッテリー、
２０・・・プラグコネクタ、３１，３２．３３．４１・
・・接続ビン、４２゜４３・・・電力用接点、４４・・
・通信用接点、４５〜出願人　工業技術院長　等々舶　
達第１図、２第３図　　　第４図第６図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）複数の作業場所の間を移動して上記各作業場所で
所定の作業を行なうロボットの制御システムにおいて、
前記各作業場所と第１の画像処理手段とを通信手段を介
して接続し、前記各作業場所と電力系統とを電力ケーブ
ルを介して接続し、かつ上記通信手段と電力ケーブルの
前記作業場所側接続端が第１のコネクタに集中的に配置
され、前記ロボットが、認識対象を撮影するテレビジョ
ンカメラと、このテレビジョンカメラで得られた画像情
報を処理して画像認識を行なう第２の画像処理手段と、
各種要素を駆動する駆動機構と、これらに電力を供給す
るバッテリーと、前記各作業場所において前記第１のコ
ネクタに接続される第２のコネクタと、前記テレビジョ
ンカメラで得られた画像情報を前記第１および第２の画
像処理手段のいずれで処理するかを選択する選択手段と
を具備したことを特徴とするロボットの制御システム。
（２）前記第１の画像処理手段は大型コンピュータであ
り、前記第２の画像処理装置は小形コンピュータである
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のロボット
の制御システム。
（３）前記通信ケーブルは光ファイバであることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載のロボットの制御シス
テム。
（４）前記バッテリーは、前記ロボットが作業中に充電
されるものであることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載のロボットの制御システム。