服务提供系统和服务提供方法.pdf

1、(10)申请公布号 CN 102934148 A(43)申请公布日 2013.02.13CN102934148A*CN102934148A*(21)申请号 201180028197.4(22)申请日 2011.06.092010-133981 2010.06.11 JP2010-166423 2010.07.23 JP2010-261275 2010.11.24 JPG07F 9/00(2006.01)A23P 1/00(2006.01)B25J 9/06(2006.01)G07F 13/00(2006.01)(71)申请人株式会社安川电机地址日本福冈县(72)发明人中元善太 梅野真 松熊研司

2、(74)专利代理机构北京三友知识产权代理有限公司 11127代理人李辉 黄纶伟(54) 发明名称服务提供系统和服务提供方法(57) 摘要提供即使无人或者比通常少的人员也能提供更多种商品和服务的服务提供系统和服务提供方法。本发明的实施方式的服务提供系统具备：机器人单元；接口，其受理定购输入信息的输入；以及控制单元，其与机器人单元以及接口连接，根据通过接口输入的定购输入信息，使机器人单元执行作业。并且，服务提供系统通过接口受理定购输入信息的输入，根据通过接口输入的定购输入信息，使机器人单元执行加工作业，提供通过机器人单元施加加工作业后的商品。(30)优先权数据(85)PCT申请进入国家阶段日201

3、2.12.07(86)PCT申请的申请数据PCT/JP2011/063287 2011.06.09(87)PCT申请的公布数据WO2011/155575 JA 2011.12.15(51)Int.Cl.权利要求书3页 说明书14页 附图19页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 3 页 说明书 14 页 附图 19 页1/3页21.一种服务提供系统，其特征在于，该服务提供系统具备：机器人单元；接口，其受理定购输入信息的输入；以及控制单元，其与所述机器人单元以及所述接口连接，根据通过所述接口输入的所述定购输入信息，使所述机器人单元执行作业。2.根据权利要求1所述的服

4、务提供系统，其特征在于，该服务提供系统还具备：壳体，其包围所述机器人单元；一个或者多个商品加工单元，其配置在所述机器人单元的周围，分别存储有用于商品加工的备品或者材料；以及运入/运出口，其可向所述壳体的内外运入/运出物品，所述控制单元具有：作业存储部，其存储至少1种以上的加工作业；结算单元，其根据来自所述接口的输入进行结算处理；加工选择部，其根据来自所述接口的所述定购输入信息，从所述作业存储部中选择所述加工作业；加工作业指令部，其在所述结算单元结束结算处理后，按照所述加工选择部选择的所述加工作业，使所述机器人单元进行动作，使用存储在所述商品加工单元中的所述备品和所述材料，执行机器人的加工作业；

5、以及商品运出指令部，其在所述加工作业执行结束后，经由所述运入/运出口向所述壳体的外侧运出通过所述加工作业实施加工后的商品。3.根据权利要求2所述的服务提供系统，其特征在于，所述接口具有：显示画面，其显示存储在所述控制单元中的多个种类的所述商品的规格；以及定购输入画面，其从所述显示画面受理所述商品的规格的输入。4.根据权利要求3所述的服务提供系统，其特征在于，所述定购输入信息针对1个商品包含1个以上的设定信息，所述定购输入画面构成为针对所述1个商品能够输入1个以上的所述设定信息。5.根据权利要求1所述的服务提供系统，其特征在于，所述机器人单元具有：基台；第1臂，其具有多个关节部；第2臂，其与所述

6、第1臂独立地具有多个关节部；主体部，其可旋转地设置在所述基台上，支承所述第1臂和所述第2臂。6.根据权利要求1所述的服务提供系统，其特征在于，所述机器人单元至少具有机械手，该机械手具有7个自由度。7.根据权利要求2所述的服务提供系统，其特征在于，所述商品加工单元具有：母材收纳部，其收纳制品的母材；小部件收纳部，其收纳贴附于所述母材的1种以上的装饰用部件；权 利 要 求 书CN 102934148 A2/3页3粘合剂提供工具收纳部，其收纳粘合剂提供工具；作业台，其能够将所述母材定位于预先设定的位置而进行载置，所述控制单元的加工作业指令部使所述机器人单元执行以下动作：从所述母材收纳部取出所述母材，

7、载置在所述作业台上；根据所述加工选择部选择的所述加工作业，通过粘合剂提供工具将粘合剂施加于所述作业台上的所述母材；以及将从所述小部件收纳部取出的所述装饰用部件设置在施加了所述粘合剂的位置。8.根据权利要求7所述的服务提供系统，其特征在于，所述加工选择部使所述接口显示所述装饰用部件在所述母材上的多种配置图案，选择期望的配置图案。9.根据权利要求8所述的服务提供系统，其特征在于，在所述接口中设有受理所述配置图案的数据的输入的输入端口，所述加工选择部构成为能够选择从所述输入端口输入的所述配置图案的数据作为在所述母材上的配置图案。10.根据权利要求2所述的服务提供系统，其特征在于，所述商品加工单元具有

8、：容器收纳部，其收纳饮料食品的容器；饮料食品提供器，其提供饮料食品；以及点缀材料收纳部，其收纳对所述饮料食品进行点缀的1种以上的点缀物，所述控制单元的加工作业指令部使所述机器人单元执行以下动作：在从所述容器收纳部取出的所述容器中装入来自所述饮料食品提供器的所述饮料食品；以及根据所述加工选择部选择的所述加工作业，在装有所述饮料食品的所述容器或者所述饮料食品上配置所述点缀物。11.根据权利要求10所述的服务提供系统，其特征在于，所述加工选择部使所述接口显示所述点缀物的多种配置图案，选择期望的配置图案。12.根据权利要求1所述的服务提供系统，其特征在于，该服务提供系统具备物品输送装置，所述物品输送装

9、置具有：分隔所述机器人单元侧与外侧的分隔部件；连通所述分隔部件的连通部件；分隔所述连通部件与所述机器人单元侧的机器人侧分隔部件；使所述机器人侧分隔部件开闭的第1开闭机构；分隔所述连通部件与所述外侧的外侧分隔部件；使所述外侧分隔部件开闭的第2开闭机构；能够进行在所述连通部件内往返的往返动作的移动部件；以及设在所述移动部件上的物品放置部。13.根据权利要求12所述的服务提供系统，其特征在于，所述移动部件具有移动机构，该移动机构通过所述机器人单元进行所述往返动作。权 利 要 求 书CN 102934148 A3/3页414.根据权利要求12所述的服务提供系统，其特征在于，所述物品输送装置具有开闭调整

10、单元，该开闭调整单元禁止所述第1开闭机构和所述第2开闭机构同时成为打开状态。15.根据权利要求13所述的服务提供系统，其特征在于：所述控制单元具有：作业指令部，其根据预先设定的作业步骤，使所述机器人单元进行与物品相关的作业；以及交付指令部，其在所述作业结束时，确认所述第2开闭机构处于打开禁止状态，在处于打开禁止状态的情况下，使所述第1开闭机构成为打开状态，在所述物品放置部中放置所述物品，通过所述机器人单元使所述移动机构向所述外侧移动。16.根据权利要求13所述的服务提供系统，其特征在于，所述机器人单元具有：作业指令部，其根据预先设定的作业步骤，使所述机器人单元进行与物品相关的作业；以及交付指令

11、部，其在所述作业结束时，确认所述第2开闭机构处于打开禁止状态，在处于打开禁止状态的情况下，使所述第1开闭机构成为打开状态，在所述物品放置部中放置所述物品，通过所述机器人单元使所述移动机构向所述外侧移动。17.一种服务提供方法，其特征在于，服务提供方法包括以下步骤：通过接口受理定购输入信息的输入；以及根据通过所述接口输入的所述定购输入信息，使机器人单元执行商品的加工作业，提供实施该加工作业后的商品。权 利 要 求 书CN 102934148 A1/14页5服务提供系统和服务提供方法技术领域0001 本发明涉及使用机器人来提供服务的服务提供系统和服务提供方法。背景技术0002 一直以来，由于销售业

12、务的人员减少化和销售时间等的扩大，提出了各种通过自动售货机和无人店铺等来使物品销售无人化的技术。0003 例如，在专利文献1中，提出了具有将定购的饮料食品搬运至柜台的功能的无人店铺。0004 专利文献1：日本特开2007-109072发明内容0005 发明所要解决的课题0006 但是，在现有的自动售货机和无人店铺等无人销售系统中，存在这样的问题：如专利文献1所示那样，提出了能够进行将商品搬运至柜台的服务的技术，但是所交易的商品是完成品或者半完成状态，在无人销售系统中，能够在现场对商品进行烹调和制作等加工的技术较少，可提供的商品和服务受到限制。0007 另一方面，希望能够在不需要店员等人手的情况

13、下提供更多种类的商品和功能（服务），实现销售业务的人员减少化和销售时间等的扩大。0008 本发明是鉴于这种课题而完成的，目的在于提供一种即使无人或者比通常少的人员也能提供更多种服务的服务提供系统和服务提供方法。0009 用于解决课题的方法0010 为了解决上述课题，本发明如下这样构成。本发明的实施方式的服务提供系统具有机器人单元；接口，其受理定购输入信息的输入；以及控制单元，其与所述机器人单元以及所述接口连接，根据通过所述接口输入的所述定购输入信息，使所述机器人单元执行作业。0011 发明效果0012 根据本发明，从定购到商品的提供，即使是无人或者比通常少的人员也能提供更多种商品和服务。附图说

14、明0013 图1是用于说明本发明的第1实施方式的服务提供系统的示意俯视图。0014 图2是用于说明本发明的第1实施方式的机器人单元的主要部分的示意图。0015 图3是用于说明本发明的第1实施方式的服务提供系统的示意性主视图。0016 图4是用于说明本发明的第1实施方式的物品输送装置的示意性立体图。0017 图5是用于说明本发明的第1实施方式的物品输送装置的示意性立体图。0018 图6是用于说明本发明的第1实施方式的物品输送装置的示意性立体图。说 明 书CN 102934148 A2/14页60019 图7是用于说明本发明的第1实施方式的物品输送装置的示意性右侧剖视图。0020 图8是用于说明本

15、发明的第1实施方式的物品输送装置的示意性俯视图。0021 图9是用于说明本发明的第1实施方式的物品输送装置的示意性右侧剖视图。0022 图10是用于说明本发明的第1实施方式的物品输送装置的示意性右侧剖视图。0023 图11是用于说明本发明的第1实施方式的物品输送装置的示意性右侧剖视图。0024 图12是用于说明本发明的第1实施方式的物品输送装置的示意性俯视图。0025 图13是用于说明本发明的第1实施方式的物品输送装置的示意性俯视图。0026 图14是用于说明本发明的第1实施方式的物品输送装置的示意性俯视图。0027 图15是用于说明本发明的第1实施方式的物品输送装置的示意性俯视图。0028

16、图16是用于说明本发明的第1实施方式的物品输送装置的示意性俯视剖视图。0029 图17是用于说明本发明的第1实施方式的物品输送装置的示意性俯视剖视图。0030 图18是用于说明本发明的第1实施方式的物品输送装置的示意性俯视剖视图。0031 图19是用于说明本发明的第2实施方式的服务提供系统的示意性俯视图。0032 图20是用于说明本发明的第2实施方式的机器人单元的主要部分的示意图。0033 图21是用于说明本发明的第2实施方式的小部件收纳部的示意性俯视图。0034 图22是用于说明本发明的第2实施方式的配置图案的一例的示意性俯视图。0035 图23是用于说明本发明的第3实施方式的服务提供系统的

17、示意性俯视图。0036 图24是用于说明本发明的第3实施方式的配置图案的一例的示意性俯视图。0037 标号说明0038 100，200，300服务提供系统0039 101，201机器人单元0040 102壳体0041 103A103D，303A303C材料提供装置0042 104、204物品输送装置（运入/运出口）0043 105、205输入触摸屏（接口，结算单元）0044 106现金投入机（接口，结算单元）0045 107、207、307集中计算机系统（控制单元）0046 107A机器人控制器0047 107B外部计算机0048 61顾客侧门0049 62弹簧铰链0050 63顾客侧传感器板

18、0051 64A顾客侧锁0052 64B顾客侧锁0053 65顾客侧传感器0054 66交付台0055 67凸轮0056 68固定侧销0057 69交付台侧销说 明 书CN 102934148 A3/14页70058 70冰淇淋传感器0059 71顾客侧锁弹簧0060 72顶板0061 73R右侧板0062 73L左侧板0063 74R右柱0064 74L左柱0065 75机器人侧门0066 76A机器人侧锁0067 76B机器人侧锁0068 77机器人侧传感器板0069 78机器人侧传感器0070 79杆0071 80交付台弹簧0072 81导向0073 82台座0074 83放置台0075

19、 84R，84L槽0076 85基端部0077 W冰淇淋（商品）0078 V手镜具体实施方式0079 第1实施方式0080 以下，参照附图说明本发明的第1实施方式。在本实施方式中，作为服务提供系统的一例，对根据定购而制作冰淇淋的无人冰淇淋制作提供系统进行说明。0081 如图1图3所示，本实施方式的服务提供系统100构成为具有：机器人单元101、壳体102、作为商品加工单元之一的各种材料提供装置103A103D、物品输送装置（运入/运出口）104、输入触摸屏（接口、结算单元）105、现金投入机（结算单元）106、集中计算机系统（控制单元）107。0082 如图2所示，机器人单元101的基台1通过

20、未图示的地脚螺栓固定于地板，在该基台1上，经由致动器相对于基台1自由旋转地设有主体部2。在该主体部2上，左右分别设有第1臂3L和第2臂3R。0083 右肩部4R可沿水平面（与地板平行的面）旋转地设置于第2臂3R。右上臂A部5R可摇动地设置在该右肩部4R。在该右上臂A部5R前端，设有右上臂B部6R。另外，该右上臂B部6R被赋予了旋转的扭动动作。0084 此外，右下臂部7R可摇动地设置在右上臂B部6R前端。在该右下臂部7R前端设有右手腕A部8R，在其前端设有右手腕B部9R。另外，该右手腕A部8R被赋予旋转的扭动动作，右手腕B部9R被赋予进行弯曲动作的旋转动作。在右手腕B部9R的前端，设有右凸说 明

21、 书CN 102934148 A4/14页8缘10R，在右凸缘10R上，设置有右手11。0085 第1臂3L与第2臂3R左右对称，第1臂3L由左肩部4L、左上腕A部5L、左上腕B部6L、左下臂部7L、左手腕A部8L、左手腕B部9L、左凸缘10L构成。0086 在左凸缘10L上，设置有左手12。在机器人单元101的各关节部（旋转部、摇动部、手）中，各自内置有具有伺服电机的致动器（图示被省略），各可动部的旋转位置作为来自内置在致动器中的编码器的信号，输入到机器人控制器107A。0087 即，主体部2与右肩部4R、右肩部4R与右上臂A部5R、右上臂A部5R与右上臂B部6R、右上臂B部6R与右下臂部7

22、R、右下臂部7R与右手腕A部8R、右手腕A部8R与右手腕B部9R以及右手腕B部9R与右凸缘10R分别通过致动器的驱动而相对旋转。0088 同样，主体部2与左肩部4L、左肩部4L与左上腕A部5L、左上腕A部5L与左上腕B部6L、左上腕B部6L与左下臂部7L、左下臂部7L与左手腕A部8L、左手腕A部8L与左手腕B部9L、左手腕B部9L与左凸缘10L分别通过致动器的驱动而相对旋转。0089 也就是说，第1臂3L和第2臂3R是具有7个自由度的垂直多关节机器人，连同使基台1与主体部2旋转的致动器，机器人单元101整体具有15个自由度。0090 另外，通过使机器人单元101成为具有冗余自由度的各7个自由度

23、的垂直多关节机器人，容易在壳体102的有限的空间内避免与周围的物体以及机器人单元101自身的干扰，更为紧凑构成壳体102，但是，机器人单元101的自由度并非限定于本实施方式，只要具有1个以上的自由度即可。0091 壳体102被设置为使机器人单元101、包围机器人单元101并收纳机器人单元101的空间（内部空间）与外部隔离，固定机器人单元101以及材料提供装置103A103D，并且使用聚碳酸酯等透明且不易破裂的板来覆盖周围从而具有作为针对顾客G的安全对策的防护板功能、和使顾客G能够观察机器人单元101进行的加工作业的功能。0092 另外，在壳体102上设有本系统的管理作业者进行壳体102的内部维

24、护作业的通行口102A。通行口102A在通常的服务提供时被关闭和上锁。此外，壳体102构成为在卸下各材料提供装置103A103D后可折叠，在下表面具有滚轮102B，从而可搬运。0093 材料提供装置103A103D分别设置在壳体102的内部空间中。在本实施方式中，材料提供装置103A是存放有多个种类的冰淇淋用蛋筒的蛋筒分配机。材料提供装置103B是冰淇淋提供器，可应用一般业务用的冰淇淋提供器。材料提供装置103C是装有多个种类的点缀材料（玉米片、水果等）的点缀材料分配机。材料提供装置103D是装有多个种类的果酱的调味料分配机。0094 物品输送装置104是将机器人单元101制作的经过点缀的冰淇

25、淋交付给顾客G的装置，壳体102的聚碳酸酯板使得在空间上与顾客G分离，在交付商品时机器人单元101与顾客G不直接接触。另外，关于物品输送装置104的结构的详细情况，使用图4图8在后面描述。0095 输入触摸屏105具有显示监视器，构成为能够通过触摸该显示画面来输入信息。在显示监视器上，显示受理商品规格输入的定购输入画面。0096 更具体地说，定购输入画面构成为可从输入触摸屏105选择和输入冰淇淋的容器（分量）/奶油的种类/点缀材料/调味料的种类。即，冰淇淋的容器（分量）/奶油的种类/点缀材料/调味料的种类相当于针对1个商品的设定信息（可由顾客G指定的信息），由这说 明 书CN 10293414

26、8 A5/14页9些多个设定信息的组合来构成定购输入信息。0097 集中计算机系统107由控制机器人单元101的动作的机器人控制器107A以及外部计算机107B构成，分别具有运算装置、输入装置和显示装置，机器人控制器107A与外部计算机107B以能够收发命令等的方式连接。0098 此外，输入触摸屏105与外部计算机107B连接。作为功能，外部计算机107B具有作业存储部108A、结算处理部（结算单元）108B、加工选择部108C、加工作业指令部108D和商品运出指令部108E。0099 作业存储部108A是存储至少1种以上的加工作业的存储装置，加工作业作为记录了机器人单元101的动作方式的示教

27、数据按照加工作业的种类而存储。0100 结算处理部108B在受理了向现金投入机106投入规定的金额或者向输入触摸屏105输入规定的结算信息时，执行允许对机器人单元101的作业的结算处理。0101 在结算处理结束时，加工选择部108C根据输入到输入触摸屏105的定购输入信息，从存储于作业存储部108A的加工作业中，选择符合定购输入信息的加工作业。加工作业指令部108D根据加工选择部108C选择的加工作业，对机器人控制器107A生成指令。0102 机器人控制器107A根据指令使机器人单元101进行动作，如后述那样对各材料提供装置103A103D的材料实施制作加工。在判定为加工作业指令部108D的指

28、令结束而机器人单元101的加工作业执行结束时，商品运出指令部108E将制作加工后的商品（此处是冰淇淋）经由物品输送装置104提供给顾客G。0103 本实施方式的服务提供系统100构成为上述那样，并如以下方式进行动作。在顾客G向现金投入机106投入现金之前，机器人单元101不开始制作商品的作业，而进行等待。在现金投入机106检测到投入现金后，输入触摸屏105显示定购输入画面（容器/冰淇淋/点缀材料/调味料的种类等）。0104 顾客G通过输入触摸屏105选择完点缀材料等商品规格后，机器人单元101取出材料而开始制作冰淇淋的制作加工作业。此处，以选择甜点蛋筒为容器、香草为冰淇淋种类、玉米片为点缀材料

29、、草莓为调味料的情况为例，对步骤的一例进行说明。0105 外部计算机107B根据通过输入触摸屏105设定的定购输入信息，向机器人控制器107A发送指令，机器人控制器107A向机器人单元101发出动作开始的指令。0106 机器人单元101通过左右手11、12中具备的未图示的传感器，检测堆积在材料提供装置103A中的甜点蛋筒（以下记为蛋筒）的底面，在离蛋筒底面的一定量的位置识别为蛋筒把持位置而进行把持动作。0107 在把持蛋筒后，提起蛋筒，以把持的蛋筒与壳体102、各材料提供装置103A103D不干扰的方式，移动机器人单元101的左右的第2臂3R、第1臂3L，同时旋转主体部2而朝向材料提供装置10

30、3B。0108 接下来，机器人控制器107A在确认到已朝向材料提供装置103B的香草味冰淇淋提供器后，执行这样的动作：使冰淇淋提供器所具备的杆（以下，记为冰淇淋杆）与未把持蛋筒的手（例如，左手12把持蛋筒，右手11进行杆操作）所具备的未图示的环状接合部接合（插通）。0109 在冰淇淋杆穿过右手11的环状接合部后，机器人单元101进行降低冰淇淋杆的动作，输出冰淇淋，通过左手12的动作对冰淇淋进行整形。说 明 书CN 102934148 A6/14页100110 在判定为已输出一定量的冰淇淋后，通过右手11来提升冰淇淋杆，停止输出冰淇淋。冰淇淋杆提升到不输出冰淇淋的位置后，使右手11的环状的接合部

31、离开冰淇淋杆，旋转主体部2而朝向材料提供装置103C的方向。0111 接下来，机器人控制器107A在确认已朝向玉米片的材料提供装置103C后，使左手12把持的冰淇淋向点缀材料分配机的点缀材料排出部移动，通过右手11来旋转点缀材料分配机的转盘，排出一定量的点缀材料分配机的内容（此处是玉米片），在冰淇淋上撒上玉米片。0112 在排出一定量的点缀材料后，使右手11离开点缀材料分配机，以右手11以及左手12所把持的冰淇淋与壳体102以及各材料103A103D不干扰的方式，一边使两臂进行动作，一边朝向材料提供装置103D的方向。0113 接下来，机器人控制器107A在确认已朝向材料提供装置（草莓味的调味

32、料分配机）103D后，使左手12把持的冰淇淋向调味料分配机的调味料取出位置移动，通过右手11来把持调味料分配机103D，使调味料分配机103D移动到调味料取出位置，在左手12把持的冰淇淋上撒上一定量的草莓味的调味料。在将调味料撒到冰淇淋后，使右手11把持的调味料分配机103D返回原来的位置。0114 在到此为止的过程中，结束了作为商品的冰淇淋的制作加工作业。然后，以右手11以及左手12所把持的冰淇淋与壳体102以及各材料提供装置103A103D不干扰的方式，一边使两臂进行动作，一边朝向物品输送装置104的方向。0115 接下来，机器人控制器107A在确认已朝向物品输送装置104后，将左手12把

33、持的冰淇淋设置在物品输送装置104具备的下述放置台83（参照图5），通过右手11进行将冰淇淋提供给顾客G的动作。另外，关于所述右手11以及物品输送装置104的动作的详细情况，在后面使用图9图15进行叙述。0116 接下来，集中计算机系统107在判定为结束了向顾客G提供冰淇淋（例如，通过输入触摸屏105，顾客G操作了“已接收”等）后，以右手11与壳体102等不干扰的方式，使右臂移动至等待姿势，接下来，等待向现金投入机106投入现金。0117 这样，根据本实施方式的服务提供系统100，即使在其它人员（例如店里的从业人员）不介入的情况下，顾客G只要向现金投入机106投入现金，对输入触摸屏105上显示

34、的选择画面进行操作，就能够购买自己选择的组合（本实施例中，容器为甜点蛋筒，冰淇淋的种类为香草，点缀材料为玉米片，调味料为草莓）的商品，并且如同料理店的制作的当场表演那样，可看到商品的制作（制成）过程，提高对顾客G的吸引力。0118 此外，如果以熟练的冰淇淋制作人的动作为模范来设定构成加工作业的机器人单元101的动作方式（示教数据）等，则能够反复且高精度地再现更加接近于熟练的冰淇淋制作人的制作加工，提高所提供的商品的价值。0119 另外，作为左手12的蛋筒把持动作的方法，考虑采用气动卡盘、伺服夹具等，没有限定。此外，关于右手11的冰淇淋杆操作、交付部的操作方法，使用了环，但是作为其它方法，也可以使用气动卡盘、伺服夹具等。0120 此外，对于把持调味料分配机103D的方法和取出一定量的调味料的方法，没有明确记载，但是只要能够取出一定量的调味料，对方法并没有限定。此外，在本实施方式中，以蛋筒、冰淇淋、点缀材料、调味料的顺序进行了组合，但是点缀材料和调味料的顺序也可以说 明 书CN 102934148 A10