(57)【要約】ロボットアーム（１０）はアーム（１０）が曲がることを可能にするために、互いに自在に曲がる、複数の相互接続した区分部材（１２）を備える。アーム（１０）の両端（２２,２４）には選択されたドッキングステーション（１８）との電気接続のための接続用部分（１４）が備えられている。ロボットアーム（１０）はアーム（１０）の第２端（２４）が第２ドッキングステーション（２０）に接続するようにアーム（１０）を曲げ、第２端（２４）が第２ドッキングステーション（２０）に接続した後に、アーム（１０）の第１端を第１ドッキングステーション（１８）から分離することによって、第１ドッキングステーション（１８）と第２ドッキングステーション（２０）との間を移動することができる。この様式により、ロボットアーム（１０）はドッキングステーション（１８）のネットワーク内を移動することができる。
2004520178.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つの間隔を開けて配置された接続用部分
の間に取り付けられた可動本体部分を備えるロボット装置であって、前記接続用部分の１つが選択的に第１接続部材に接続でき、そして、前記接続用部分のもう１つが選択的に第２接続部材に接続することによって前記本体部分が移動できるように構成されており、そして、前記接続用部分の前記１つが第１接続部材から分離することによって前記本体部分がさらに移動することができ、さらに、前記１つまたはもう１つの前記接続用部分が第３接続部材に接続でき、これらの動作によってロボット装置が前記接続部材のネットワーク内を移動することが可能なロボット装置。
【請求項２】
前記ロボット装置が制御可能である、請求項１に記載のロボット装置。
【請求項３】
前記ロボット装置が必要に応じて、自動的かつ選択的に前記接続部材に接続及び、前記接続部材から分離する、請求項２に記載のロボット装置。
【請求項４】
前記接続用部分が接続された接続用部分と接続部材との間に、前記ロボット装置の動きを可能にするパワー接続を与える、請求項１から３のいずれかに記載のロボット装置。
【請求項５】
前記パワー接続が電気式、気体力学的、水力学的、または、機械式である、請求項４に記載のロボット装置。
【請求項６】
前記接続用部分が前記ロボット装置の制御及び（または）前記ロボット装置の位置の指標の取得を行うために、接続された接続用部分と接続部材との間に信号接続を与える、請求項１から５のいずれかに記載のロボット装置。
【請求項７】
前記接続用部分が、道具や他の部材が選択的に前記接続用部分に取り付けられるように構成されている、請求項１から６のいずれかに記載のロボット装置。
【請求項８】
前記ロボット装置が自在に曲がる形式である、請求項１から７のいずれかに記載のロボット装置。
【請求項９】
前記自在に曲がる形式がピボット式の接続、ボール及びソケット式の接続、またはゴム弾性によって与えられる、請求項８に記載のロボット装置。
【請求項１０】
前記ロボット装置が前記ロボット装置の前記自在に曲がる形状を選択的に変化させるための制御手段をさらに備える、請求項１から９のいずれかに記載のロボット装置。
【請求項１１】
前記制御手段が電気モーター、ソレノイド、スマート材料、空力学的装置、水力学的装置、または機械的手段によって構成されている、請求項９に記載のロボット装置。
【請求項１２】
前記ロボット装置が実質的に両側の端に各々の前記接続用部分を備え、実質的に細長の形状である、請求項１から１１のいずれかに記載のロボット装置。
【請求項１３】
前記ロボット装置が中央の点に対して実質的に対称的である、請求項１から１２のいずれかに記載のロボット装置。
【請求項１４】
前記ロボット装置がロボットアームの形式である、請求項１から１３のいずれかに記載のロボット装置。
【請求項１５】
請求項１から１４のいずれかに記載のロボット装置、及び、各々が前記ロボット装置の対応する前記接続用部分に接続可能な前記接続部材を備え、間隔を開けて配置された複数のドッキングステーションから成るロボットシステム。
【請求項１６】
前記ロボット装置を動かすために前記ロボット装置に信号を送信するための制御構成をさらに備えた、請求項１５に記載のロボットシステム。
【請求項１７】
前記制御構成が前記ロボット装置の位置を特定する、請求項１６に記載のロボットシステム。
【請求項１８】
前記制御構成がパソコンから構成されている、請求項１６または１７に記載のロボットシステム。
【請求項１９】
前記制御構成がシステムを制御するためのヒューマンインターフェースを可能にする、請求項１６から１８のいずれかに記載のロボットシステム。
【請求項２０】
前記ロボット装置の前記接続用部分に選択的に接続可能であり、前記ロボット装置によって操作される、１つまたは複数の道具または他の部材を配置するための、１つまたは複数のツールステーションをさらに備える、請求項１５から１９のいずれかに記載のロボットシステム。
【請求項２１】
複数の前記ロボット装置を備える、請求項１５から２０のいずれかに記載のロボットシステム。
【請求項２２】
１つまたは複数のビークルをさらに備える、請求項１５から２１のいずれかに記載のロボットシステム。
【請求項２３】
いくつかまたは全ての前記ビークルが前記制御構成によって制御される、請求項２２に記載のロボットシステム。
【請求項２４】
前記１つまたは複数のビークルを固定した経路に沿って誘導するための手段をさらに備える、請求項２２または２３に記載のロボットシステム。
【請求項２５】
いくつかまたは全ての前記ビークルが１つまたは複数の前記ドッキングステーション及び（または）ツールステーションが備えている、請求項２２から２４のいずれかに記載のロボットシステム。
【請求項２６】
いくつかまたは全ての前記ビークルが車椅子またはトラックの形式である、請求項２２から２５のいずれかに記載のロボットシステム。
【請求項２７】
前記システムの局所的な制御を行うために、いくつかまたは全ての前記ドッキングステーションがヒューマンインターフェースを備えている、請求項１５から２６のいずれかに記載のロボットシステム。
【請求項２８】
図面への参照と共に実施例として説明されているロボット装置。
【請求項２９】
前項の請求項に含まれるか含まれないかにかかわらず、本願で開示された斬新な特徴または特徴の組合せ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はロボット装置及びロボットシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ロボットシステム及び装置は多様な用途で使用されている。しかしながら、それらの構成の多くは単純作業や限られた範囲の作業にのみ適しており、順応性のあるものではない。また、それらのシステムの多くは大きくて扱いにくいものである。その一方で、ロボットシステムは身体障害者等への補助として役立つ可能性を持っている。しかしながら、上述の欠点や他の欠点を考慮すると、従来のロボットシステムを上述のような用途に使用することは、あまり望ましいこととは言えない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
したがって、本発明の目的は上記の欠点を克服した、身体障害者等への補助として役立つロボット装置及びロボットシステムを提供することである。換言すると、本発明の目的は順応性が高く、かつ、比較的小さくて扱いやすいロボット装置及びロボットシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明に従うと、少なくとも２つの間隔を開けて配置された接続用部分の間に取り付けられた可動本体部分を備えるロボット装置が提供される。ロボット装置は接続用部分の１つが選択的に第１接続部材に接続でき、そして、接続用部分のもう１つが選択的に第２接続部材に接続することによって可動本体部分が移動できるように構成されている。そして、ロボット装置は接続用部分の前記もう１つが選択的に第２接続部材に接続した後に、接続用部分の前記１つが第１接続部材から分離することによって可動本体部分がさらに移動することができる。さらに、ロボット装置は前記１つまたはもう１つの接続用部分が第３接続部材に接続できるように構成されており、これらの動作によってロボット装置が接続部材のネットワーク内を移動することができるように構成されている。
【０００５】
ロボット装置は好まれるものとして、制御可能であり、必要に応じて自動的かつ選択的に接続部材に接続及び、接続部材から分離する。接続用部分は好まれるものとして、接続された接続用部分と接続部材との間にパワー接続を与える。パワー接続は、ロボット装置が前記接続用部分を介してロボット部材の動きを可能にするためのパワー（または、電力）を受信することができるように、ロボット装置の接続用部分が接続部材に接続することを可能にする。パワー接続は電気式、気体力学的、水力学的、または、機械式の接続であってもよい。
【０００６】
接続用部分は好まれるものとして、ロボット装置の制御行うため、及び（または）ロボット装置の位置の指標を取得するために、接続された接続用部分と接続部材との間に信号接続を与える。接続用部分は道具や他の部材が選択的に接続用部分に取り付けられるように構成されてもよい。好まれるものとして、ロボット装置は自在に曲がる形式で構成される。自在に曲がる形式はピボット式の接続、ボール及びソケット式の接続、またはゴム弾性を利用した接続等によって構成することができる。
【０００７】
ロボット装置は自在に曲がる形状を選択的に変化させるための制御手段を備える。制御手段は電気モーター、ソレノイド、スマート材料（smart material）、空力学的装置、水力学的装置、または機械的手段によって構成することができる。ロボット装置は実質的に両側の端に各々の接続用部分を備えた、実質的に細長の形状であってもよい。ロボット装置は中央の点に対して実質的に対称的に構成されてもよい。ロボット装置はロボットアームの形式で構成されてもよい。
【０００８】
本発明はまた、前述の特徴のいずれかに従って構成されたロボット装置、及び、各々がロボット装置の接続用部分に接続可能な接続部材を備える、間隔を開けて配置された複数のドッキングステーション（docking stations）から成るロボットシステムを提供する。
【０００９】
システムは好まれるものとして、ロボット装置が動作することを生じさせる信号をロボット装置に送信するための制御構成を備える。制御構成はロボット装置を制御すると共に、ロボット装置の位置を特定または識別するために使用されてもよい。制御構成はパソコンや他のプログラム制御可能な装置から構成されてもよい。制御構成は手動によるシステムの制御（ヒューマンインターフェース）を可能にするように構成されてもよい。システムはロボット装置の接続用部分に選択的に接続可能であり、ロボット装置によって操作される、１つまたは複数の道具や他の部材を配置するための、１つまたは複数のツールステーションを備えてもよい。システムは複数のロボット装置を含んでもよい。
【００１０】
システムは制御構成によって制御可能な、１つまたは複数のビークル（または、移動手段）を備えてもよい。システムはまた、１つまたは複数のビークルを誘導するための手段を備えてもよい。１つまたは複数のドッキングステーション及び（または）ツールステーションがいくつかまたは全てのビークルに備えられてもよい。ビークルは車椅子またはトラックの形式であってもよい。システムの局在的な制御を可能にするために、いくつかまたは全てのドッキングステーションにヒューマンインターフェースが備えられてもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に本発明の１つの例として、本発明の１つの実施例が図面への参照と共に説明される。図１Ａ−Ｅは本発明に従って、ロボットアームの形式で構成されたロボット装置を示している。アーム１０はアーム１０が、例えば、図１Ｂ−Ｄに図示されているように曲がることを可能にするために、互いに自在に曲がることが可能な複数の相互結合した区分部材１２を備える。区分部材１２は互いに自在に動くことを可能にするために、ピボット式の接続、ボール及びソケット式の接続、またはゴム弾性を利用した接続等の、多様な様式の１つを利用して接続することができるだろう。区分部材１２は電気モーター、ソレノイド、スマート材料（smart material）、空力学的装置、水力学的装置、または機械的手段によって互いに動くことができるように構成される。
【００１２】
アーム１０は中央の点に対して対称的であり、雄型接続１６を有する接続用部分１４を両端に備えている。接続用部分１４は電気的な接続及び信号用の接続を可能にする。用途によっては、空力学的、水力学的、及び（または）機械的接続が利用されてもよい。
【００１３】
図１Ａ−Ｅは第１ドッキングステーション１８から第２ドッキングステーション２０に移動しているロボットアーム１０を図示している。図１Ａにおいて、アーム１０の第１端２２は第１ドッキングステーション１８に接続している。アーム１０は図１Ｃに図示されているように、Ｕ型の形状まで進行方向に曲がり、そこで、第２端２４が第２ドッキングステーション２０に接続される。第２端２４が第２ドッキングステーション２０に接続された後、第１端２２が第１ドッキングステーション１８から分離され、アーム１０は図１Ｅに図示されているように直線状の形状まで戻される。この構成はアーム１０が遠隔操作され、アーム１０の接続用部分が対応するドッキングステーションへの自動的な接続及び、対応するドッキングステーションからの自動的な分離を行うことにより、アーム１０がドッキングステーションのネットワーク内を移動することを可能にする。
【００１４】
図２は４つのアーム１０を含むロボットシステムを図示している。この実施例において、電源２８及びパソコンの形式の命令ユニット３０に接続された、直線状に配列された６つのドッキングステーションを含む７つのドッキングステーション２６が図示されている。この実施例において、ドッキングステーション２６の１つはレール３１上に可動な状態で取り付けられている。図面の中央には、２つのドッキングステーション２６の間を移動しているアーム１０が図示されている。
【００１５】
直線状に配置された６つのドッキングステーション２６にはツールステーション３２が備えられている（または、対応付けられている）。各ツールステーションには１つまたは複数のツールまたは道具が保持されており、図において３４で示されているように、ツールまたは道具がアーム１０によって選択的に取り出されることを可能にする。図２には、２つのビークル（または、車両）３６、３８が図示されている。ビークル３６、３８は、点線３９で図式的に示されているように、無線信号等の遠隔信号によって制御されてもよい。第１ビークル３６にはドッキングステーション２６及びツールステーション３２が備えられている。ビークル３６は必要な経路に沿って移動することができるように、トラックまたはレール４０によって誘導されてもよい。
【００１６】
第２ビークル３８は自走式であり、ユーザーによって必要な場所に移動または運転されることができる。ビークル３８にも、ドッキングステーション２６及びツールステーション３２が備えられている。ビークル３８にはさらに、ユーザーが、例えば、ビークル３８を運転したり、アーム１０を操作したりするために、ビークル３８に信号を入力することを可能にするためのヒューマンインターフェース４２が備えられている。ヒューマンインターフェース４２はビークル３８に乗っている人が操作することができるように構成されてもよい。図２の実施例において、システムの局所的な制御を可能にするために、同様なインターフェースが２つのドッキングステーション２６に接続されている。
【００１７】
使用中、命令ユニット３０は予め設定されたプログラムを実施するように構成されてもよいし、インターフェース４２の１つからの命令入力を受信してもよい。これらのプログラムまたは命令入力はアーム１０が必要に応じて移動したり、ツールを取り上げたり、必要なステップを実行したりすることを引き起こす。同様に、ビークル３６、３８は必要に応じて移動したり、適当なツールを使用するためにアーム１０を取り上げたりするように構成されてもよい。図示されている構成は非常に汎用性が高く、多様な用途に使用することができるだろう。例えば、このような構成は身体障害者等への補助を与えるために、通常の家の中で使用されてもよいし、他の施設等で使用されてもよい。例えば、身体障害者等への給仕は１つまたは複数のドッキングステーションまたはツールステーションによって実施することができるだろう。ビークルは道具や物品を運ぶためのものであってもよいし、人を移動させるための車椅子等の形式であってもよい。
【００１８】
移動可能なロボットアームの構成は、例えば、ドッキングステーション等を壁の適当な高さの場所に配置することによって、床に部材を配置せずに実施することもできる。このような構成は比較的少数のロボットアームが複数の作業を実施することを可能にする。
【００１９】
ここまで例として１つの実施例が説明されてきたが、本発明は多様な様式で利用可能である。例えば、本発明のロボットシステムは工場等の施設において製造のために使用されてもよい。本発明の上述の実施例に対して多様な変更を加えることができることは当業者にとって明白であるだろう。例えば、ロボット装置は必ずしも２つの接続用部分を備えた細長の形状である必要はなく、３つ以上の接続用部分を備えた形式で実施されてもよい。また、アームの接続用部分に、雄型接続以外の他の接続手段が使用されてもよい。
【００２０】
さらに、ビークルの誘導はトラックやレール以外の他の形式で実施されてもよいし、また、ビークルは必ずしも固定された経路に沿って移動する必要はない。また、図示された実施例において、命令ユニットはパソコンとして示されてきたが、プログラム制御が可能な他の種類の装置が利用されてもよい。
【００２１】
上述の説明は本発明の特に重要な特徴を説明するために行われてきたが、本発明の範囲が上述の説明及び（または）図面に図示された実施例に限定されないことは理解されなければならない。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１Ａ−Ｅは第１位置から第２位置に連続的に、進行方向に移動している、本発明に従ったロボット装置の概略図である。
【図２】本発明に従ったロボットシステムの概略図である。
【符号の説明】
【００２３】
１０    ロボットアーム
１２    区分部材
１４    接続用部分
１６    雄型接続
１８    第１ドッキングステーション
２０    第２ドッキングステーション
２２    第１端
２４    第２端
２６    ドッキングステーション
２８    電源
３０    命令ユニット
３１    レール
３２    ツールステーション
３４    ツール
３６，３８  ビークル
４０    トラック
４２    ヒューマンインターフェース
【国際公開パンフレット】
2004520178.tif 000003
2004520178.tif 000004
2004520178.tif 000005
2004520178.tif 000006
2004520178.tif 000007
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2004520178.tif 000009
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2004520178.tif 000011
2004520178.tif 000012
2004520178.tif 000013
2004520178.tif 000014
2004520178.tif 000015
2004520178.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成15年8月8日(2003.8.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つの間隔を開けて配置された接続用部分の間に取り付けられた可動本体部分を備えるロボット装置であって：前記接続用部分が前記ロボット装置の動きを可能にするためのパワーを受信することができるように、前記接続用部分が接続部材に接続することを可能にするためのパワー接続手段を備え；前記ロボット装置が前記接続用部分の１つが第１接続部材に選択的に接続でき、前記接続用部分のもう１つが第１接続部材に対して間隔を開けて配置された第２接続部材に選択的に接続することによって前記本体部分が移動でき、さらに、前記接続用部分の前記１つが第１接続部材から分離することによって前記本体部分がさらに移動することができ、さらに、前記１つまたはもう１つの前記接続用部分が第２接続部材に対して間隔を開けて配置された第３接続部材に接続できるように構成されており；これらの動作によってロボット装置が前記接続部材のネットワーク内を移動することが可能なロボット装置。
【請求項２】
前記ロボット装置が制御可能である、請求項１に記載のロボット装置。
【請求項３】
前記ロボット装置が必要に応じて、自動的かつ選択的に前記接続部材に接続及び、前記接続部材から分離する、請求項２に記載のロボット装置。
【請求項４】
前記パワー接続が電気式、気体力学的、水力学的、または、機械式である、請求項１から３のいずれかに記載のロボット装置。
【請求項５】
前記接続用部分が前記ロボット装置の制御及び（または）前記ロボット装置の位置の指標の取得を行うために、接続された接続用部分と接続部材との間に信号接続を与える、請求項１から４のいずれかに記載のロボット装置。
【請求項６】
前記接続用部分が、道具や他の部材が選択的に前記接続用部分に取り付けられるように構成されている、請求項１から５のいずれかに記載のロボット装置。
【請求項７】
前記ロボット装置が自在に曲がる形式である、請求項１から６のいずれかに記載のロボット装置。
【請求項８】
前記自在に曲がる形式がピボット式の接続、ボール及びソケット式の接続、またはゴム弾性によって与えられる、請求項７に記載のロボット装置。
【請求項９】
前記ロボット装置が前記ロボット装置の前記自在に曲がる形状を選択的に変化させるための制御手段をさらに備える、請求項１から８のいずれかに記載のロボット装置。
【請求項１０】
前記制御手段が電気モーター、ソレノイド、スマート材料、空力学的装置、水力学的装置、または機械的手段によって構成されている、請求項８に記載のロボット装置。
【請求項１１】
前記ロボット装置が実質的に両側の端に各々の前記接続用部分を備え、実質的に細長の形状である、請求項１から１０のいずれかに記載のロボット装置。
【請求項１２】
前記ロボット装置が中央の点に対して実質的に対称的である、請求項１から１１のいずれかに記載のロボット装置。
【請求項１３】
前記ロボット装置がロボットアームの形式である、請求項１から１２のいずれかに記載のロボット装置。
【請求項１４】
請求項１から１３のいずれかに記載のロボット装置、及び、各々が前記ロボット装置の対応する前記接続用部分に接続可能な前記接続部材を備え、間隔を開けて配置された複数のドッキングステーションから成るロボットシステム。
【請求項１５】
前記ロボット装置を動かすために前記ロボット装置に信号を送信するための制御構成をさらに備えた、請求項１４に記載のロボットシステム。
【請求項１６】
前記制御構成が前記ロボット装置の位置を特定する、請求項１５に記載のロボットシステム。
【請求項１７】
前記制御構成がパソコンから構成されている、請求項１５または１６に記載のロボットシステム。
【請求項１８】
前記制御構成がシステムを制御するためのヒューマンインターフェースを可能にする、請求項１５から１７のいずれかに記載のロボットシステム。
【請求項１９】
前記ロボット装置の前記接続用部分に選択的に接続可能であり、前記ロボット装置によって操作される、１つまたは複数の道具または他の部材を配置するための、１つまたは複数のツールステーションをさらに備える、請求項１４から１８のいずれかに記載のロボットシステム。
【請求項２０】
複数の前記ロボット装置を備える、請求項１４から１９のいずれかに記載のロボットシステム。
【請求項２１】
１つまたは複数のビークルをさらに備える、請求項１４から２０のいずれかに記載のロボットシステム。
【請求項２２】
いくつかまたは全ての前記ビークルが前記制御構成によって制御される、請求項２１に記載のロボットシステム。
【請求項２３】
前記１つまたは複数のビークルを固定した経路に沿って誘導するための手段をさらに備える、請求項２１または２２に記載のロボットシステム。
【請求項２４】
いくつかまたは全ての前記ビークルが１つまたは複数の前記ドッキングステーション及び（または）ツールステーションが備えている、請求項２１から２３のいずれかに記載のロボットシステム。
【請求項２５】
いくつかまたは全ての前記ビークルが車椅子またはトラックの形式である、請求項２１から２４のいずれかに記載のロボットシステム。
【請求項２６】
前記システムの局所的な制御を行うために、いくつかまたは全ての前記ドッキングステーションがヒューマンインターフェースを備えている、請求項１４から２５のいずれかに記載のロボットシステム。
【請求項２７】
図面への参照と共に実施例として説明されているロボット装置。
【請求項２８】
前項の請求項に含まれるか含まれないかにかかわらず、本願で開示された斬新な特徴または特徴の組合せ。請求項１を補正し、請求項４を削除したため、請求項５以降を繰り上げて記載した。
【国際調査報告】
2004520178.tif 000017
2004520178.tif 000018
2004520178.tif 000019