CN108136584A - 机器人系统和远程控制系统 - Google Patents

Abstract

本公开涉及的机器人系统(1)包括：机器人(10#n)；控制器(20#n)，与机器人(10#n)有线连接，并控制机器人(10#n)；第一无线装置(30#n)，与控制器(20#n)有线连接；以及示教装置(50)，被构成为能够与第一无线装置(30#n)通信，能够由操作者(2)握持操作，并根据操作者(2)的操作经由控制器(20#n)控制机器人(10#n)，机器人(10#n)的每一个被配置的位置与控制器(20#n)的每一个被配置的位置之间的距离(D1)大于机器人(10#n)的每一个被配置的位置与第一无线装置(30#n)的每一个被配置的位置之间的距离(D2)。

Description

机器人系统和远程控制系统

技术领域

本公开涉及机器人系统和远程控制系统。

背景技术

以往，已知有包括机器人、控制机器人的控制器以及经由控制器控制机器人的示教装置(示教器)的机器人系统(例如参见专利文献1)。

在先技术文献

专利文献

专利文献：日本专利第4842054号。

发明内容

但是，在以往的机器人系统中，从操作者进行的作业的便利性的观点来看，存在未进行深入研究的问题。

因此，本公开是鉴于上述问题而完成的，其目的是提供一种能够提高操作者进行作业的便利性的机器人系统和远程控制系统。

本公开的第一特征的主旨如下：包括：机器人；控制器，与所述机器人有线连接，并控制所述机器人；第一无线装置，与所述控制器有线连接；以及示教装置，被构成为能够与所述第一无线装置通信，能够由操作者握持操作，并根据所述操作者的操作经由所述控制器控制所述机器人，其中，所述机器人的每一个被配置的位置和所述控制器的每一个被配置的位置之间的距离大于所述机器人的每一个被配置的位置和所述第一无线装置的每一个被配置的位置之间的距离。

本公开的第二特征的主旨如下：包括：控制器，控制机器人；第一无线装置，与所述控制器连接；示教装置，能够由操作者握持操作，并根据所述操作者的操作经由所述控制器控制所述机器人；第二无线装置，与所述示教装置连接；以及腰带，用于将所述第二无线装置固定在操作者的腰部周围，用于与所述第一无线装置通信的天线被设置在所述第二无线装置和所述腰带中的每一个上，所述第二无线装置能够与设置在所述腰带上的天线连接。

根据本公开，能够提供一种能够提高操作者进行作业的便利性的机器人系统和远程控制系统

附图说明

图1是用于说明实施方式涉及的机器人系统的整体简要结构的一例的图。

图2是用于说明实施方式涉及的机器人系统的第一无线装置和第二无线装置的硬件结构的一例的图。

图3是用于说明实施方式涉及的机器人系统的第一无线装置的功能性结构的一例的图。

图4是用于说明实施方式涉及的机器人系统的第二无线装置的功能性结构的一例的图。

图5是用于说明实施方式涉及的机器人系统的第二无线装置和腰带上所设置的天线的一例的图。

图6是用于说明实施方式涉及的机器人系统的第二无线装置和腰带上所设置的钩挂部的一例的图。

图7是用于说明实施方式涉及的机器人系统的第一无线装置的外形的一例的图。

具体实施方式

以下，参照图1至图7来说明一个实施方式。如图1所示，本实施方式涉及的机器人系统1具有多个机器人10#n、多个控制器20#n、多个第一无线装置30#n、第二无线装置40、示教装置50和腰带60。这里，n是1到N范围内的任意整数。

在本实施方式涉及的机器人系统1中，机器人10的数量、控制器20的数量和第一无线装置30的数量相同，假定附图标记中的“#”之后具有相同整数的机器人10#n、控制器20#n和第一无线装置30#n被构成为彼此对应。另外，本公开不限于这种情况，还可应用于机器人10的数量、控制器20的数量和第一无线装置30的数量不相同的情况。

机器人10#n被构成为：内置有驱动各个关节轴的致动器(例如伺服马达)，通过这些致动器由与机器人10#n相对应的控制器20#n控制来进行动作，从而进行各种作业。另外，该机器人10#n的方式可以是垂直多关节型，也可以是水平多关节型，还可以是闭合链接型。

控制器20#n被构成为：通过电缆等有线00#n分别与对应的机器人10#n连接，并对机器人10#n进行控制。具体而言，控制器20#n被构成为控制分别对应的机器人10#n的各关节的致动器的动作。

此外，在该有线100#n内内置有向致动器供给驱动电力的电力线、为对致动器进行反馈控制而附加设置于致动器的各种传感器的通信线等。

此外，控制器20#n可以具备紧急停止开关，该紧急停止开关用于使分别对应的机器人10#n紧急停止。在这种情况下，操作者2在紧急情况下按下该紧急停止开关，由此能够断开动作中的机器人10#n的各关节的致动器用电源和控制电源等，立即使机器人10#n停止。

第一无线装置30#n通过有线110#n与分别对应的控制器20#n连接。例如，如图2所示，第一无线装置30#n包括处理器A、内存B、输入输出部(I/O)C、存储器D以及将它们相互连接的总线E。处理器A与内存B和存储器D中的至少一者协作来执行程序，并且根据该执行结果经由输入输出部C进行数据的输入输出。结果，实现了第一无线装置30#n的各种功能。另外，第一无线装置30#n可以不包括总线E，而是内存B、输入输出部(I/O)C、存储器D直接连接到处理器A。或者，第一无线装置30#n可以被构成为在单芯片的微机中内置处理器A、内存B、输入输出部(I/O)C和存储器D。

图3将这些功能示出为虚拟块(以下称为功能块)。如图3所示，第一无线装置30#n包括第一通信部30A、第二通信部30B、第三通信部30C、连接控制部30D、连接信息生成部30E、以及资源能否使用判断部30F。

第一通信部30A被构成为使用第一无线通信方式进行通信，第二通信部30B被构成为使用第二无线通信方式进行通信，第三通信部30C被构成为进行短距离通信。

连接控制部30D被构成为控制第一无线装置30#n和第二无线装置40之间的连接(第一无线通信方式的连接和第二无线通信方式的连接)。

连接信息生成部30E被构成为生成为了建立上述第一无线通信方式的连接和第二无线通信方式的连接所需的信息。

资源能否使用判断部30F被构成为监视在第二无线通信方式中使用的资源的使用状况并且判断预定的无线资源能否使用。

这里，第一无线通信方式是使用跳频而能够在任意的时刻发送信号的通信方式。例如，作为第一无线通信方式，可以使用IEEE802.15.1标准、蓝牙(Bluetooth，注册商标)等中规定的通信方式。

另外，第二无线通信方式是当判断为能够利用预定的无线资源时发送信号、即使用“LBT(Listen Before Talk，先听后发)”技术的通信方式。这里，预定的无线资源是指要使用的时间资源(时隙、时间帧等)、要使用的频率资源(频带、频率信道等)、要使用的码资源(扩频码，信道化码等)。例如，作为第二无线通信方式，可以使用在Wi-Fi(wirelessfidelity，无线保真技术)标准等中规定的通信方式。

具体而言，第二通信部30B被构成为基于资源能否使用判断部30F的判断结果来进行第二无线通信方式的通信。

此外，第三通信部30C可以被构成为使用光通信单元进行通信，例如进行在IrDA(红外线数据通讯)标准等规定的红外通信作为上述的短距离通信。

例如，第一通信部30A被构成为通过上述第一无线通信方式从第二无线装置40接收与能否驱动机器人10#n有关的控制信号。另外，作为这样的控制信号，假定在按下后述的使能开关、紧急停止开关、安全开关等时生成的信号。

此外，第二通信部30B被构成为例如通过上述第二无线通信方式从第二无线装置40接收与机器人10#n的驱动有关的信息信号。

此外，在本实施方式涉及的机器人系统1中，第一无线装置30#n可以被构成为仅包括第一通信部30A和第二通信部30B中的某一个。也就是说，在本实施方式涉及的机器人系统1中，第一无线装置30#n可以被构成为能够执行第一无线通信方式或第二无线通信方式的一个系统的无线通信。

此外，第三通信部30C被构成为例如通过短距离通信从第二无线装置40接收后述的预定信号或者将后述的共用信息发送到第二无线装置40。

示教装置50被构成为能够与第一无线装置30#n通信。操作者2能够握持并操作该示教装置50。这里，示教装置50被构成为根据操作者2的操作经由各个控制器20#n对与各个该控制器20#n相对应的机器人10#n进行控制。另外，示教装置50也被称为“示教器”，“编程器”等。

具体而言，示教装置50包括多个操作键、显示屏幕和使能开关等，并且与控制器20#n相同包括紧急停止开关。这里，可以将显示屏幕作为触摸面板，通过触摸屏幕上显示的软键，而使显示屏幕具有与操作键等同的功能。

另外，示教装置50可以具有称为安全开关的机构。安全开关设置在操作者2在示教工作等时握持示教装置50的部位，并且具有仅在由操作者2握持安全开关期间示教装置50的操作有效的特点。即，即使当操作者2无意中按下操作键时，通过使基于该操作键的按下的操作无效，能够避免机器人10#n突然动作等危险。

在本实施方式涉及的机器人系统1中，第二无线装置40与示教装置50分离，并且经由有线120连接到示教装置50。另外，第二无线装置40构成为可以内置在示教装置50内，也可以与示教装置50一体化，还可以构成为能够装卸地安装在教导装置50上。另外，第二无线装置40被构成为通过无线方式中继第一无线装置30#n与示教装置50之间的通信。

例如，如图2所示，第二无线装置40包括处理器A、内存B、输入输出部(I/O)C、存储器D以及将它们互连的总线E。处理器A与内存B和存储器D中的至少一个协作来执行程序，并且根据其执行结果经由输入输出部C进行数据的输入输出。其结果是，实现了第二无线装置40的各种功能。另外，第二无线装置40可以不包括总线E，而是内存B、输入输出部(I/O)C和存储器D直接连接到处理器A。或者，第二无线装置40可以被构成为在单芯片的微机内内置处理器A、内存B、输入输出部(I/O)C和存储器D。

图4将这些功能示出为虚拟块(以下称为功能块)。如图4所示，第二无线装置40包括第一通信部40A、第二通信部40B、第三通信部40C、连接控制部40D、连接信息生成部40E、资源能否使用判断部40F。

第一通信部40A被构成为使用上述第一无线通信方式进行通信，第二通信部40B被构成为使用上述第二无线通信方式进行通信，第三通信部40C被构成为进行上述短距离通信。

连接控制部40D被构成为控制第一无线装置30#n与第二无线装置40之间的连接(第一无线通信方式的连接和第二无线通信方式的连接)。

连接信息生成部40E被构成为生成为了建立上述的第一无线通信方式的连接和第二无线通信方式的连接而所需的信息。

资源能否使用判断部40F被构成为监视在第二无线通信方式中使用的资源的使用状况并且判断预定的无线资源能够使用。

具体而言，第二通信部40B被构成为基于资源能否使用判断部40F的判断结果来进行第二无线通信方式的通信。

例如，第一通信部40A被构成为通过上述的第一无线通信方式向第一无线装置30#n发送与机器人10#n能否驱动有关的控制信号。

此外，第二通信部40B被构成为例如通过上述的第二无线通信方式向第一无线装置30#n发送与机器人10#n的驱动有关的信息信号。

根据该特点，起到如下效果：第二无线装置40能够向第一无线装置30#n适当发送要求实时性但信息量少的控制信号、以及信息量多但对实时性的要求低的信息信号。

此外，在本实施方式涉及的机器人系统1中，可以被构成为第二无线装置40#n仅包括第一通信部40A和第二通信部40B中的某一个。也就是说，在本实施方式涉及的机器人系统1中，第二无线装置40#n可以被构成为能够进行第一无线通信方式或第二无线通信方式的一个系统的无线通信。

此外，第三通信部40C可以被构成为进行使用光通信单元的通信、例如在IrDA标准等中规定的红外线通信作为上述的短距离通信。或者，第三通信部40C可以被构成为读取条形码，也可以被构成为读取RFID(射频标识符)或Felica(非接触式智能卡)等电子标签，还可以被构成为读取Felica、SD卡(安全数字记忆卡)等ID卡(识别卡)。

例如，第三通信部40C被构成为通过上述的短距离通信从第一无线装置30#n获取后述的共用信息，或者将后述的预定信号发送到第一无线装置30#n。

如图1所示，在本实施方式涉及的机器人系统1中，各个机器人10#n被配置的位置和与机器人10#n对应的各个控制器20#n被配置的位置之间的距离D1大于各个机器人10#n被配置的位置与与机器人10#n对应的各个第一无线装置30#n被配置的位置之间的距离D2。

根据该结构，起到如下效果：对于设置面积大的各个控制器20#n，通过配置在离开配置有分别对应的各个机器人10#n的位置的场所，容易确保操作者2的作业场所，并且，对于各个第一无线装置30#n，通过配置在接近配置有分别对应的各个机器人10#n的位置的场所，能够可靠地进行示教装置50与各个第一无线装置30#n的通信。

另外，如图1所示，在本实施方式涉及的机器人系统1中，机器人10#n的排列顺序可以配置为与对应于各机器人10#n的第一无线装置30#n的排列顺序相同。

根据该结构，起到如下效果：操作者2能够容易识别与控制对象的机器人10#n相对应的第一无线装置30#n，并且能够使用示教装置50准确控制该机器人10#n。

另外，可以构成为当第二无线装置40(或示教装置50)的第三通信部40C通过上述的短距离通信向第一无线装置30#n发送预定信号时，通过第一无线装置30#n的连接控制部30D和第二无线装置40(或示教装置50)的连接控制部40D，在第二无线装置40(或示教装置50)与第一无线装置30#n之间建立新的连接。

根据该结构，在第二无线装置40(或示教装置50)与第一无线装置30#n之间通过短距离通信建立连接之后，由于经由所述连接进行通信，因此第二无线装置40(或示教装置50)能够在与对应于控制对象的机器人10#n的第一无线装置30#n之间准确地进行通信。

或者，在本实施方式涉及的机器人系统1中，可以构成为当如上所述通过第二无线装置40(或示教装置50)发送了预定信号时，通过第一无线装置30#n的连接控制部30D和第二无线装置40(或示教装置50)的连接控制部40D进行在已有的连接断开之后建立新的连接这两者。

根据该特点，起到如下的效果：能够通过一个触发在断开已有连接之后建立新的连接，不使用复杂的步骤而断开不再使用的已有连接，能够建立新的连接。

此外，在本实施方式涉及的机器人系统1中，可以构成为基于通过短距离通信由第二无线装置40(或示教装置50)从第一无线装置30#n中获取的共用信息(例如，第一无线装置30#n的特有的识别信息)建立上述的连接。另外，在第一无线装置30#n和第二无线装置40的配对中使用的第一无线装置30#n的特有的识别信息被保存在第一无线装置30#n中，并发送给第二无线装置40使用。

例如，可以被构成为：上述的连接基于SSID(服务集标识符)建立，该SSID根据第一无线装置30#n的特有的识别信息生成。

即，构成为第一无线装置30#n的连接信息生成部30E和第二无线装置40的连接信息生成部40E基于共用信息(例如，第一无线装置30#n的特有的识别信息)生成该SSID来作为为了建立上述的连接所需的信息。

根据该特点，起到如下的效果：基于第一无线装置30#n和第二无线装置40共用的上述的共用信息(例如，第一无线装置30#n的特有的识别信息)生成为了建立上述的连接所需的信息，由此能够简化用于确定所述信息的过程。

另外，如图5所示，在本实施方式涉及的机器人系统1中，腰带60用于将第二无线装置40固定在操作者2的腰部周围。这里，如图5所示，作为用于与第一无线装置30#n通信的天线，天线41设置在第二无线装置40中，天线42设置在腰带60中。

如图5所示，天线41可以内置在第二无线装置40中，也可以设置在第二无线装置40的外部。同样地，如图5所示，天线42可以内置在腰带60中，也可以设置在腰带60的外部。这里，第二无线装置40被构成为能够与设置在腰带60上的天线42连接。

另外，作为天线41和天线42的形状，能够使用任意的形状，例如线状天线、平面天线、板状天线等。此外，天线42的设置位置只要是能够构成与天线41的分集结构的位置，可以是腰带上的任意的位置。

根据该结构，起到如下的效果：即使当操作者2采取阻碍第二无线装置40与第一无线装置30#n之间的通信的姿势时，也能够通过设置在腰带60上的天线42，继续进行第二无线装置40和第一无线装置30#n之间的通信。

另外，如图6的(a)所示，在本实施方式涉及的机器人系统1中，可以在第二无线装置40中设置有钩挂部401，该钩挂部401被构成为能够挂住示教装置50。

根据该结构，起到如下的效果：操作者2将设置在示教装置50的上表面等任意位置的钩501挂在钩挂部401上，并且将设置在第二无线装置40的背面等任意位置的钩402挂在腰带60上，由此能够双手进行工作，因此提高了操作者的作业便利性。此外，钩402和钩501可以由金属配件或树脂等制成。

或者，在本实施方式涉及的机器人系统1中，如图6的(b)所示，可以在腰带60上设置有钩挂部601，该钩挂部601被构成为能够挂住示教装置50。

根据该结构，起到如下的效果：操作者2将设置在示教装置50的上表面等任意位置的钩501挂在钩挂部401上，并且将设置在第二无线装置40的背面等的任意位置的钩402挂在腰带60上，由此能够双手进行工作，因此提高了操作者的工作便利性。

此外，第二无线装置40和腰带60可以通过电缆等有线连接，也可以通过金属面接触连接。

另外，在本实施方式涉及的机器人系统1中，如图7所示，第一无线装置30#n除了具有能够经由有线110#n与控制器20#n连接的连接器302以外，还具有能够经由有线120连接到示教装置50的连接器301。

该连接器301可以设置在第一无线装置30#n的任意的位置处。此外，可以构成为用于示教装置50和第二无线装置40之间的连接的有线120能够连接到该连接器301，也可以构成为其他的有线能够连接到该连接器301。

根据该特点，第一无线装置30#n能够起到作为控制器20#n与示教装置50之间的有线的中继器的功能。因此，例如，当电波状态差时，可以在不经由第二无线装置40的情况下将控制器20#n和示教装置50之间通过有线连接。在这种情况下，即使在图1所示的控制器20#n配置在远离机器人10#n的场所的状况下，并且由于某些理由在第一无线装置30#n与第二无线装置之间不能建立无线通信的情况下，能够容易且可靠地连接控制器20#n和示教装置50，从而能够控制希望的机器人10#n。

符号说明

1…机器人系统

2…操作者

10#n、10#1至10#N…机器人

20#n、20#1至20#N…控制器

30#n、30#1至30#N…第一无线装置

30A、40A…第一通信部

30B、40B…第二通信部

30C、40C…第三通信部

30D、40D…连接控制部

30E、40E…连接信息生成部

30F、40F…资源能否使用判断部

40…第二无线装置

41、42…天线

50…示教装置

60…腰带

100#n、100#1～100#N、110#n、110#1～110#N、120…有线

301、302…连接器

401、601…钩挂部

402、501…钩。

Claims (8)

1.一种机器人系统，包括：

机器人；

控制器，与所述机器人有线连接，并控制所述机器人；

第一无线装置，与所述控制器有线连接；以及

示教装置，被构成为能够与所述第一无线装置通信，能够由操作者握持操作，并根据所述操作者的操作经由所述控制器控制所述机器人，

其中，所述机器人被配置的位置和所述控制器被配置的位置之间的距离大于所述机器人被配置的位置和所述第一无线装置被配置的位置之间的距离。

2.如权利要求1所述的机器人系统，其中，

所述第一无线装置还具有能够通过有线与所述示教装置连接的连接器。

3.如权利要求1或2所述的机器人系统，其中，

设置有多个所述机器人，

设置有与所述机器人相同数量的所述第一无线装置，所述第一无线装置对多个所述机器人的每一个进行控制，

所述机器人的排列顺序被配置为与对应于每一个所述机器人的所述第一无线装置的排列顺序相同。

4.如权利要求3所述的机器人系统，其中，

所述示教装置被构成为能够与所述第一无线装置进行短距离通信，

所述机器人系统被构成为当所述示教装置经由所述短距离通信向所述第一无线装置发送了预定信号时，在所述示教装置和所述第一无线装置之间建立新的连接。

5.如权利要求1至4中任一项所述的机器人系统，包括：

第二无线装置，通过无线对所述第一无线装置与所述示教装置之间的通信进行中继，所述第二无线装置与所述示教装置有线连接；以及

腰带，用于将所述第二无线装置固定在操作者的腰部周围，

其中，用于与所述第一无线装置通信的天线被设置在所述第二无线装置和所述腰带中的每一个上，

所述第二无线装置能够与设置于所述腰带上的天线连接。

6.如权利要求5所述的远程控制系统，其中，

在所述第二无线装置和所述腰带中的至少一者上设置有钩挂部，所述钩挂部被构成为能够挂住所述示教装置。

7.一种远程控制系统，包括：

控制器，控制机器人；

第一无线装置，与所述控制器连接；

示教装置，能够由操作者握持操作，并根据所述操作者的操作经由所述控制器控制所述机器人；

第二无线装置，与所述示教装置连接；以及

腰带，用于将所述第二无线装置固定在操作者的腰部周围，

用于与所述第一无线装置通信的天线被设置在所述第二无线装置和所述腰带中的每一个上，

所述第二无线装置能够与设置在所述腰带上的天线连接。

8.如权利要求7所述的远程控制系统，其中，

在所述第二无线装置和所述腰带中的至少一者上设置有钩挂部，所述钩挂部被构成为能够挂住所述示教装置。