JP2019059460A - Robot for load-carrying platform conveyance - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、カーゴ等の荷台を搬送するためのロボットに関する。 The present invention relates to a robot for transporting a cargo bed or the like.
特許文献1に開示されているように、フォークリフトは、荷物を載せたカーゴ等の荷台を持ち上げて目的地まで搬送する。
特許文献2に開示されたロボットは牽引部を有し、この牽引部を車輪付き荷台に着脱可能に連結して走行する。荷台はロボットに牽引されロボットに追随して移動する。
特許文献3,4に開示されたロボットは荷台を有し、この荷台に直接荷物を載せて搬送する。
特許文献5に開示されたロボットは、本願の実施形態と同様に2方向に走行可能なクローラ装置を備えている。
As disclosed in
The robot disclosed in
The robot disclosed in
The robot disclosed in Patent Document 5 includes a crawler device capable of traveling in two directions as in the embodiment of the present application.
特許文献1に開示されたフォークリフトでは、荷物を荷台に載せたまま搬送できるため、荷物の揚げ降ろし作業を必要としないが、荷台をフォークにより片持ち状態で持ち上げるため、フォークリフトを大型にして搬送を安定させる必要がある。その結果、広い作業スペースを必要とする。
特許文献2に開示されたロボットでは、車輪付き荷台を牽引するだけであるため、荷台の搬送が不安定である。また、牽引部を荷台に着脱可能に連結する作業も煩雑である。
特許文献3,4に開示されたロボットでは、ロボットの荷台に直接荷物を載せるため、作業スペースは狭くて済むが、荷物の揚げ降ろし作業が煩雑である。
特許文献5に開示されたロボットは荷物を搬送するためのものではないが、仮に荷物を搬送することができるとしても特許文献3,4と同様の不都合が生じる。
The forklift disclosed in
In the robot disclosed in
In the robots disclosed in
Although the robot disclosed in Patent Document 5 is not for transferring a load, even if the load can be transferred, the same problems as those in
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、荷台を搬送するロボットであって、ボデイと、上記ボデイに設けられた走行装置と、上記ボデイに設けられ、上記荷台を持ち上げる3つ以上のリフタと、上記ボデイに設けられ、上記走行装置と上記リフタを制御するコントローラと、を備えていることを特徴とする。
上記構成によれば、荷物を荷台ごとロボットで搬送するので、ロボットへの揚げ降ろし作業をすることなく荷物を搬送することができる。荷台の下に潜り込んで持ち上げることができるので、搬送に要するスペースを小さくすることができる。リフタを昇降させるだけで、ロボットと荷台の連携および連携解消が可能であるので、作業性が良い。
3つ以上のリフタを用いることにより、荷重を分散でき、各リフタの荷重負担を軽減できるとともに、荷台を安定して持ち上げかつ搬送することができる。
The present invention has been made to solve the above problems, and is a robot for transporting a loading platform, comprising: a body, a traveling device provided in the body, and the body provided with three or more to lift the loading platform And a controller provided on the body and controlling the traveling device and the lifter.
According to the above configuration, since the package is transported by the robot together with the loading platform, the package can be transported without performing the lifting and lowering operation on the robot. The space required for transportation can be reduced because it can be buried under the loading platform and lifted. Since the robot and the platform can be linked and canceled only by raising and lowering the lift, the workability is good.
By using three or more lifters, the load can be dispersed, the load on each lifter can be reduced, and the loading platform can be stably lifted and transported.
好ましくは、上記ボデイが平面矩形をなし、上記リフタは上記ボデイの4隅部に対応して4つ設けられている。
上記構成によれば、荷台をより一層安定して持ち上げたり搬送したりすることができる。
Preferably, the body has a flat rectangular shape, and the lifters are provided at four corresponding to four corners of the body.
According to the above configuration, the loading platform can be lifted and transported more stably.
本発明の一態様では、上記リフタの各々は、上記荷台からの荷重を受ける互いに独立した受台と、この受台を昇降させるアクチュエータを有する。 In one aspect of the present invention, each of the lifters has an independent stand for receiving a load from the bed and an actuator for raising and lowering the stand.
上記一態様において、好ましくは、上記3つ以上のリフタの各々は、上記受台が上記荷台から受ける荷重を検出する荷重検出手段を含み、上記コントローラは、上記3つ以上のリフタにより上記荷台を持ち上げている状態で、上記3つ以上のリフタの荷重検出手段からの荷重情報に基づいて、上記リフタ3つ以上のリフタの上記受台が受ける荷重の偏りを検出する。
上記構成によれば、荷台に乗せられた荷物の荷重分布に大きな偏りがある場合に、この偏りを検出することができる。
In the above aspect, preferably, each of the three or more lifters includes load detection means for detecting a load received by the pedestal from the cargo platform, and the controller controls the cargo platform by the three or more lifters. In the lifted state, based on load information from the load detection means of the three or more lifters, the deviation of the load received by the pedestals of the three or more lifters is detected.
According to the above configuration, when there is a large deviation in the load distribution of the load placed on the loading platform, this deviation can be detected.
上記荷重検出手段は、上記受台の下方に組み込まれたロードセルでもよいし、上記荷台を持ち上げる過程での上記アクチュエータの負荷電流を検出する負荷電流検出手段であってもよい。 The load detection means may be a load cell incorporated below the pedestal, or may be load current detection means for detecting the load current of the actuator in the process of lifting the loading platform.
好ましくは、上記ボデイには、上記荷台に対する上記ボデイの相対的位置を検出する位置検出手段が設けられており、上記コントローラは、上記複数の3つ以上のリフタの上記受台が受ける荷重の偏りが許容範囲を超えていると判断した時には、上記3つ以上のリフタを制御することにより上記受台を下降させて上記荷台から離し、さらに上記荷重情報と上記位置検出手段からの位置情報に基づき上記走行装置を制御することにより、上記荷重の偏りが許容範囲内で収まるような修正位置へと上記ボデイを移動させ、上記ボデイが修正位置に達した後に、上記複数の3つ以上のリフタを制御することにより上記荷台を再び持ち上げる。
上記構成によれば、荷台に乗せられた荷物の荷重分布に大きな偏りがある場合でも、ロボット位置を修正することにより、荷重の偏りを軽減ないしは解消し、荷台を安定して持ち上げて搬送することができる。
Preferably, the body is provided with position detection means for detecting the relative position of the body with respect to the loading platform, and the controller is configured to bias the load received by the pedestals of the plurality of three or more lifters. When it is determined that the value exceeds the allowable range, the pedestal is lowered by moving the three or more lifters away from the loading platform, and further based on the load information and the position information from the position detection means. By controlling the traveling device, the body is moved to the correction position where the load deviation falls within the allowable range, and after the body reaches the correction position, the plurality of three or more lifters are moved. The control lifts the platform again.
According to the above configuration, even if there is a large deviation in the load distribution of the load placed on the loading platform, the load position can be reduced or eliminated by correcting the robot position, and the loading platform can be stably lifted and transported. Can.
好ましくは、上記コントローラは、上記3つ以上のリフタの上記受台が受ける荷重の偏りが許容範囲を超えていると判断した時には、上記荷重の偏りを解消ないしは許容範囲に収めるように、上記3つ以上のリフタを選択的に制御する。
上記構成によれば、荷台に乗せられた荷物の荷重分布に大きな偏りがある場合でも、荷重の偏りを軽減ないしは解消し、荷台を安定して持ち上げて搬送することができる。
Preferably, when the controller determines that the load deviation received by the pedestals of the three or more lifters exceeds the allowable range, the controller cancels the load deviation so as to fall within the allowable range. Selectively control one or more lifters.
According to the above configuration, even when there is a large deviation in the load distribution of the load placed on the platform, the deviation of the load can be reduced or eliminated, and the platform can be stably lifted and transported.
上記荷重の偏りの軽減ないしは解消のための制御の一具体例では、上記コントローラは、上記荷重の偏りとして、上記3つ以上のリフタの受台が担う荷重の最大値と最小値の差を演算し、これら最大値と最小値の差が許容範囲を超えていると判断した時には、少なくとも最大値の荷重を担う受台を下降させるように当該受台に対応する上記リフタを選択的に制御する。
上記荷重の偏りの軽減ないしは解消のための制御の他の具体例として、上記リフタのアクチュエータはPWM制御され、上記コントローラは、上記荷重の偏りとして、上記3つ以上のリフタの受台が担う荷重の最大値と最小値の差を演算し、これら最大値と最小値の差が許容範囲を超えていると判断した時には、少なくとも最大値の荷重を担う受台に対応するアクチュエータのデューティ比を、他の受台に対応するデューティ比より低くする。
In one specific example of control for reducing or eliminating the load deviation, the controller calculates the difference between the maximum value and the minimum value of the load carried by the three or more lifters as the load deviation. And, when it is determined that the difference between the maximum value and the minimum value exceeds the allowable range, the lifter corresponding to the table is selectively controlled to lower the table bearing the load of at least the maximum value. .
As another specific example of control for reduction or elimination of the load deviation, the actuator of the lifter is PWM controlled, and the controller is a load that the pedestals of the three or more lifters bear as the load deviation. The difference between the maximum value and the minimum value is calculated, and when it is determined that the difference between the maximum value and the minimum value exceeds the allowable range, the duty ratio of the actuator corresponding to the bearing bearing the load of at least the maximum value is Lower than the duty ratio corresponding to other pedestals.
本発明の他の態様では、上記3つ以上のリフタは、その上端が平板状の1枚の共通の受けプレートに連結されており、この受けプレートを介して上記荷台を持ち上げる。
上記構成によれば、荷台の底部が平坦でなく、例えば多数の穴が形成されていたり網状であっても、荷台を平板状の広い受けプレートで安定して持ち上げることができる。
In another aspect of the present invention, the three or more lifters are connected at their upper ends to a single flat common receiving plate, and lift the loading platform through the receiving plate.
According to the above configuration, even if the bottom portion of the loading platform is not flat and, for example, a large number of holes are formed or it is reticulated, the loading platform can be stably lifted by the flat wide receiving plate.
好ましくは、上記3つ以上のリフタは、それぞれリフト高さ検出手段を有しており、上記コントローラは、上記荷台を持ち上げる際に、上記リフト高さ検出手段からのリフト高さ情報に基づき、上記3つ以上のリフタのリフト高さの偏差が許容範囲内に収まるように上記リフタを制御する。
上記構成によれば、荷台をその底部が水平を維持した状態で持ち上げることができる。共通の受けプレートを用いる場合には、リフト高さの偏差を許容範囲に収めることにより、共通の受けプレートで互いに規制される3つ以上のリフタのアクチュエータのいずれにも過大な負荷が発生するのを回避することもできる。
Preferably, each of the three or more lifters has lift height detection means, and the controller lifts the loading platform based on lift height information from the lift height detection means. The lifters are controlled such that the deviation of the lift heights of three or more lifters falls within an allowable range.
According to the above configuration, the loading platform can be lifted with its bottom portion kept horizontal. In the case of using a common receiving plate, the deviation of the lift height within an allowable range causes an excessive load on any of the three or more lifter actuators mutually regulated by the common receiving plate. Can also be avoided.
好ましくは、上記コントローラは、上記3つ以上のリフタの各々のリフト高さを監視し、監視対象のリフタのリフト高さと3つ以上のリフタのリフト高さの最小値との偏差が第1閾値より大である場合には停止して、当該偏差が第1閾値内に収まるまで待機する。この構成によれば、比較的簡単な制御でリフト高さを調節することができる。
より好ましくは、上記コントローラは、上記第1閾値より大きい第2閾値を設定し、監視対象のリフタのリフト高さと上記3つ以上のリフタのリフト高さの最小値との偏差が第2閾値より大である場合には、当該偏差が第2閾値内に収まるまで上記監視対象のリフタを下降させる。この構成によれば、迅速にリフト高さの偏差を小さくすることができる。
Preferably, the controller monitors the lift height of each of the three or more lifters, and the deviation between the lift height of the monitored lifter and the minimum value of the lift heights of the three or more lifters is a first threshold If it is larger, stop and wait until the deviation falls within the first threshold. According to this configuration, the lift height can be adjusted with relatively simple control.
More preferably, the controller sets a second threshold larger than the first threshold, and the deviation between the lift height of the lifter to be monitored and the minimum lift height of the three or more lifters is greater than the second threshold If it is large, the lifter to be monitored is lowered until the deviation falls within the second threshold. According to this configuration, it is possible to quickly reduce the deviation of the lift height.
好ましくは、上記走行装置は、第1方向に延びるとともにこの第1方向と直交する第2方向に互いに離間して配置された一対のクローラ装置を有し、上記一対のクローラ装置の各々は、上記第1方向に延びる第1回転軸線を中心に回転可能にして上記ボデイに支持されたクローラユニットを有し、各クローラユニットは、上記第1回転軸線に沿って延びるサポ―トと、上記サポ―トに設けられるとともに上記第1回転軸線を挟んで配置された一対のクローラ部とを有しており、さらに上記クローラ装置の各々は、上記クローラユニットを上記第1回転軸線を中心に回転させるローリング走行用駆動機構と、上記一対のクローラ部を同時駆動するクローラ走行用駆動機構とを有する。
上記構成によれば、走行装置がクローラ装置であるので、車輪式走行装置に比べて接地領域が広く、滑りを抑制できる。また、クローラ部の駆動によるクローラ走行では通常のクローラ式走行装置と同様に溝や小さな障害物に対して容易に乗り越えられる。クローラユニット全体がローリングするので、十分に大きな径でローリング走行を行なうことができ、溝や小さな障害物に対して容易に乗り越えられる。その結果、安定して荷台を搬送することができる。また、2方向に走行可能なクローラ装置を用いることにより方向転換が簡単である。
Preferably, the traveling device includes a pair of crawler devices extending in a first direction and spaced apart from each other in a second direction orthogonal to the first direction, each of the pair of crawler devices being A crawler unit supported on the body so as to be rotatable about a first rotation axis extending in a first direction, each crawler unit having a support extending along the first rotation axis, and the support And a pair of crawler portions disposed on both sides of the first rotation axis, and each of the crawler devices is a rolling device that rotates the crawler unit around the first rotation axis. It has a driving mechanism for traveling, and a driving mechanism for crawler traveling which simultaneously drives the pair of crawler units.
According to the above configuration, since the traveling device is a crawler device, the contact area is wider than that of the wheeled traveling device, and slippage can be suppressed. Further, in the crawler traveling by the drive of the crawler unit, it is possible to easily get over a ditch or a small obstacle as in a usual crawler traveling device. Since the entire crawler unit rolls, rolling travel can be carried out with a sufficiently large diameter, and it is possible to easily get over a ditch or a small obstacle. As a result, the loading platform can be stably transported. Moreover, the direction change is easy by using the crawler device which can travel in two directions.
本発明によれば、作業スペースが狭くて済み、荷台を安定して搬送することができ、搬送前後の作業性をも高めることができる。 According to the present invention, the work space can be narrowed, the loading platform can be stably transported, and the workability before and after transportation can be enhanced.
以下、本発明の第1実施形態をなすロボット(荷台搬送用ロボット)について図面を参照しながら説明する。図1、図2において互いに直交するX方向(第1方向)とY方向(第2方向)を定める。 Hereinafter, a robot (load transport robot) according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In FIGS. 1 and 2, an X direction (first direction) and a Y direction (second direction) orthogonal to each other are determined.
図1、図2に示すように、ロボットRは、ボデイ1と、一対のクローラ装置2(走行装置)と、4つのリフタ70を備えている。このボデイ1は平面矩形をなしており、ボデイ1には、クローラ装置2、リフタ70等を制御するマイクロコンピュータおよびインターフェイスを含むコントローラ1a(図2にのみ示す)、送受信器、バッテリ等(いずれも図示せず)が内蔵されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the robot R includes a
一対のクローラ装置2は2方向に走行可能であり、それぞれX方向に延びる細長い円筒形状をなすクローラユニット3を有している。一対のクローラユニット3は互いにY方向に離間している。各クローラユニット3は、ボデイ1からY方向に突出する一対のブラケット4により、X方向に延びる第1回転軸線L1を中心として回転可能にボデイ1に支持されている。クローラユニット3がボデイ1の側方に配置されているので、ボデイ1を低くしても、クローラユニット3の径を大きくすることができる。
The pair of
図3に示すように、各クローラ装置2のクローラユニット3は、サポ―ト10と、サポ―ト10に設けられた一対のクローラ部20A,20Bと、サポ―ト10に設けられた一対の接地構造30A,30Bとを有している。
As shown in FIG. 3, the
上記サポ―ト10は、互いに平行をなしX方向(第1回転軸線L1方向)に延びるとともに第1回転軸線L1を挟んで対峙する一対の細長い支持板11,11と、これら支持板11,11の一端部に回転可能に連結された原動側シャフト12と、支持板11,11の他端部に連結された従動側シャフト13と、支持板11、11の中間部に固定された固定板14とを有している。
The
原動側シャフト12と従動側シャフト13の中心軸線L2,L2’は、上記第1回転軸線L1と直交し互いに平行をなして延びており、それぞれ後述するスプロケットホイール21,22の回転軸線(第2回転軸線)として提供される。
The central axes L2 and L2 'of the driving
上記一対のクローラ部20A,20Bは、第1回転軸線L1を挟んで対向配置されている。これらクローラ部20A,20Bの各々は、第1回転軸線L1方向に離れた原動スプロケットホイール21(ホイール)および従動スプロケットホイール22(ホイール)と、これらスプロケットホイール21,22に掛け渡されたチェーン23(無端条体)と、このチェーン23に等間隔をなして固定された例えばゴムからなる多数の接地部材24とを有している。
The pair of
一方のクローラ部20Aの原動スプロケットホイール21は原動側シャフト12に直接固定されており、他方のクローラ部20Bの原動スプロケットホイール21は、後述の傘歯車42bを介して原動側シャフト12に固定されている。
一対のクローラ部20A,20Bの従動スプロケットホイール22,22は、従動側シャフト13に回転可能に支持されている。
The driving
The driven
上記一対の接地構造30A,30Bの各々は、第1回転軸線L1方向に間隔をおいて配置された複数(本実施形態では5個)の接地板31を有している。これら接地板31は、例えばゴムからなり、支持板11の外面に固定され、支持板11と直角をなして第2回転軸線L2,L2’方向に突出している。
Each of the pair of
図2に示すように、上記一対のクローラ部20A,20Bの接地部材24の外面および上記一対の接地構造30A,30Bの接地板31の外面は、円弧形状をなし、上記スプロケットホイール21,22間において、上記第1回転軸線L1を中心とする仮想円筒面に沿って配置されている。接地板31の外面には、切欠31aが形成されている。
上記接地構造30A,30Bは、クローラユニット3に所定範囲のデッドゾーンを提供している。
As shown in FIG. 2, the outer surfaces of the
The
クローラユニット3は、第1回転軸線L1上に配置された第1回転シャフト41と第2回転シャフト42を介して一対のブラケット4に回転可能に支持されている。
第1回転シャフト41の外端部は一方(図3における右側)のブラケット4に回転可能に支持されている。第1回転シャフト41の内端部は固定板14に回転可能に支持されている。第1回転シャフト41の内端部には傘歯車42aが固定されており、この傘歯車42aは、原動側シャフト12に固定された傘歯車42bと噛み合っている。第1回転シャフト41はその中間部で上記従動側シャフト13を貫通している。なお、この貫通状態において、第1回転シャフト42の第1回転軸線L1を中心とする回転は許容されている。
The
The outer end of the first
上記第1回転シャフト41の外端部は、クローラ走行用駆動機構50(走行駆動手段)に接続されている。このクローラ走行用駆動機構50は、ブラケット4に固定されたモータ51と、動力伝達機構55を有している。モータ51は正逆回転可能である。動力伝達機構55は、タイミングプーリ55a,55bと、これらタイミングプーリ55a,55bに架け渡されたタイミングベルト55cを有している。一方のタイミングプーリ55aはモータ51の出力軸に固定され、他方のタイミングプーリ55bは第1回転シャフト41に固定されている。
The outer end portion of the first
モータ51の回転トルクは、動力伝達機構55を経て第1回転シャフト41に伝達され、さらに傘歯車42a,42bを経てクローラ部20Bの原動スプロケットホイール21に伝達され、さらに原動側シャフト12を介してクローラ部20Aの原動スプロケットホイール21にも伝達される。これにより、一対のクローラ部20A,20Bが同時に同方向に同速度で駆動される。
The rotational torque of the
上記第2回転シャフト42の外端部は他方(図3における左側)のブラケット4に回転可能に支持されている。第2回転シャフト42の内端部は原動側シャフト12に連結されている。なお、この連結状態において、原動側シャフト12の第2回転軸線L2を中心とする回転は許容されている。
The outer end of the second
上記第2回転シャフト42の外端部は、ローリング走行用駆動機構60(走行駆動手段)に接続されている。このローリング走行用駆動機構60は、ブラケット4に固定されたモータ61と、動力伝達機構65を有している。モータ61は正逆回転可能である。動力伝達機構65は、タイミングプーリ65a,65bと、これらタイミングプーリ65a,65bに架け渡されたタイミングベルト65cを有している。一方のタイミングプーリ65aはモータ61の出力軸に固定され、他方のタイミングプーリ65bは第2回転シャフト42に固定されている。
The outer end portion of the second
モータ61の回転トルクは、動力伝達機構65を経て第2回転シャフト42に伝達され、さらに、原動側シャフト12を経てサポート10に伝達されるため、クローラユニット3全体が第1回転軸線L1を中心にして回転する(ローリングする)。
The rotational torque of the
上記一対のクローラ装置2,2によるロボットRの走行について説明する。各クローラ装置2において、一対のクローラ部20A,20Bが接地された状態で、クローラ走行用駆動機構50のモータ51を駆動させると、前述したようにクローラ部20A,20Bが同方向に同時に回転駆動し、これにより、クローラ装置2はX方向に走行することができる(クローラ走行)。
The traveling of the robot R by the pair of
一対のクローラ装置2、2のモータ51,51を同一方向に同一速度で回転することにより、ロボットRはX方向に直進することができる。モータ51,51の回転速度を違えることにより、ロボットRはカーブを描いて走行することもできる。また、モータ51,51の回転方向を異ならせて同一速度で回転させることにより、ロボットRはその場旋回(超信地旋回)することもできる。
By rotating the
クローラ装置2のモータ61を駆動させると、前述したようにクローラユニット5が第1回転軸線L1を中心に回転(ローリング)する。一対のクローラ装置2が同時に同方向に同速度でローリングすることにより、ロボットRはY方向に直進することができる(ローリング走行)。
When the
ロボットRは、クローラ走行モードおよびローリング走行モードの一方から他方への切り替えにより、超信地旋回することなく、進行方向を直角に転換することもできる。 The robot R can also switch the traveling direction to a right angle without turning on the ground by switching from one of the crawler traveling mode and the rolling traveling mode to the other.
クローラ装置2のモータ51,61を同時に駆動し、その回転速度、回転方向を制御することにより、ロボットRは任意の斜め方向へも直線的に走行することもできる(斜め走行)。この斜め走行では、クローラユニット3のローリングによってクローラ部20A,20Bの上下部が頻繁に逆転するが、クローラユニット3のデッドゾーンが接地している間(接地構造30の接地板31が接地している間)に、モータ51の回転方向の切り替えが行なわれる。
By simultaneously driving the
上記クローラ走行では、クローラユニット3がデッドゾーンで着地しておらず、一対のクローラ部20A,20Bのうち少なくとも一方が接地しクローラ部20A,20Bの駆動により走行可能な姿勢にする必要がある。そのため、ローリング走行または斜め走行の終了後に、またはクローラ走行の開始前に、図示しない姿勢検出センサからのクローラユニット3の姿勢情報に基づきローリング駆動機構60を駆動させることにより、上記クローラユニット3が走行可能ゾーンで接地する走行可能姿勢になるように姿勢制御を行うことが好ましい。
In the crawler traveling, the
図1に示すように、前述の4つのリフタ70は、ボデイ1の4隅部にそれぞれ設置されている。図4に示すように、各リフタ70は互いに独立しており、それぞれが、受台71と、ブラケット72と、ブラケット72に支持されて受台71を昇降させるアクチュエータ73とを有している。ブラケット72は、ボデイ1の上板の下面に固定されている。
As shown in FIG. 1, the four
アクチュエータ73は、ブラケット72に固定されたモータ75と、垂直に延びてブラケット71に上下動可能に支持された昇降ロッド76と、モータ75の回転を減速し昇降ロッド76の上下動に変換する動力伝達機構77とを備えている。昇降ロッド76の上端にはロードセル78(荷重検出手段)を介して上記受台71が取り付けられている。
The
動力伝達機構77は、ブラケット72に回転可能に支持されモータ75の出力軸に減速機構を介して連結されたウオーム77aと、ウオーム77aと噛み合うウオームホイール77bと、ウオームホイール77bと同軸をなすピニオン77cと、昇降ロッド76に形成されピニオン77cと噛み合うラック77dとを有している。
The
リフタ70の受台71は、下限位置にある時に、その上面がボデイ1の上面とほぼ同一平面上にある。受台71の下限位置は、ボデイ1の上面より高くても低くてもよい。受台71の位置(リフト高さ)は、モータ75に接続されたロータリーエンコーダ75aからの情報に基づき演算されるようになっている。
When the
図1、図2に示すように、ボデイ1の上面には、一対のレーザ距離センサ8,8(位置検出手段)がX方向に離間して設置されている。このレーザ距離センサ8は、所定の仰角で水平方向に所定の角度範囲Θにわたって走査する。なお、この仰角は小さく、レーザ距離センサ8,8は、後述するカーゴ100のキャスタ102(脚部)を測定対象にしている。
As shown in FIGS. 1 and 2, on the upper surface of the
上記構成のロボットRにより、図5に示すカーゴ100(荷台)を自動搬送する。図5には、カーゴ100の底部101のみが示されている。カーゴ100の底部101は平面矩形をなし、その4隅部にキャスタ102が取り付けられている。
The cargo R (carrier) shown in FIG. 5 is automatically transported by the robot R configured as described above. Only the
コントローラ1aは、設定されたプログラムにより以下の工程を実行する。一対のクローラ装置2を制御することにより、ロボットRを初期位置から走行させてカーゴ100の下に潜り込ませる。この時、受台71は図4(A)、図5に示すように下限位置にある。
The controller 1a executes the following steps according to the set program. By controlling the pair of
次にコントローラ1aはロボットRのカーゴ100に対する位置を検出する。すなわち、レーザ距離センサ8,8を駆動し、各レーザ距離センサ8からカーゴ100の4つのキャスタ102までの距離情報を得る。このようにして得られた4つのキャスタ102の距離情報に基づき、ロボットRのカーゴ100に対する現在位置を演算する。次に、クローラ装置2を制御して、ロボットRを基準位置まで移動させる。この基準位置では、ロボットRの中心がカーゴ100の底部101の中心と一致し、ボデイ1の4つの辺がカーゴ100の底部101の辺と平行になる。なお、レーザ距離センサ8からの距離情報に基づきロボットRの現在位置をリアルタイムで演算しながら、この現在位置を基準位置に近づけるようにクローラ装置2を制御してもよい。
Next, the controller 1a detects the position of the robot R relative to the
次にコントローラ1aは、4つのリフタ70を制御し、図4(B)、図6に示すように、受台71を上昇させる。これにより、カーゴ100は持ち上げられ、キャスタ102が床面または地面から浮く。カーゴ100の荷重は4つのリフタ70に分散されるので、各リフタ70の荷重負担は軽減され、高トルクのモータ75を用いずに済む。また、荷重の分散負担により、安定して持ち上げかつ搬送することができる。
Next, the controller 1a controls the four
コントローラ1aは、4つのリフタ70の受台71がより一層バランス良く荷重を負担できるような持ち上げ制御を実行する。バランス良く荷重を負担することにより、カーゴ100を安定して持ち上げることができるとともに、安定して搬送することができる。以下に、持ち上げ制御の種々の例を説明する。
The controller 1a executes lifting control so that the
持ち上げ制御例1
コントローラ1aは、4つの受台71が下限位置と上限位置の2つの位置を選択するようにリフタ70のモータ75を制御する。この制御例1では、受台71の上限位置と下限位置を、モータ75のロータリーエンコーダ75aの情報を用いて検出する代わりに、リミットスイッチを用いて検出してもよい。
Lifting control example 1
The controller 1a controls the
コントローラ1aは、4つのリフタ70を駆動してそれらの受台71を上限位置まで移動させた後、ロードセル78からの荷重情報を読み込み、4つの受台71で担う荷重に、許容範囲を超える大きな偏りがあるか否か(具体的には最大値と最小値の差が許容範囲を超えているか否か)を判断する。否定判断の時、すなわち4つの受台71がバランス良く荷重を負担していると判断した時には、カーゴ100の持ち上げ制御が終了する。
The controller 1a drives the four
カーゴ100に積載された荷物(図示しない)の荷重分布に大きな偏りがあるために、4つの受台71で受ける荷重の差が許容範囲から外れている場合には、4つのリフタ70を制御して受台71を元の下限位置に戻し、カーゴ100の持ち上げ状態を解除する。次に、上記4つの受台71の荷重情報に基づき、ロボットRの修正位置を演算する。修正位置では4つの受台71が担う荷重が略等しくなる(荷重差が許容範囲内に収まる)。次にクローラ装置2を制御することにより、ロボットRを現在の基準位置から演算した修正位置まで移動する。次に、リフタ70を制御して受台71を上昇させ、カーゴ100を再び持ち上げる。このようにして、カーゴ100の持ち上げ制御が終了する。
If there is a large deviation in the load distribution of the load (not shown) loaded on the
上記制御例1では、受台71が上限位置より低い位置で、4つの受台71の検出荷重が設定荷重を超えた時(カーゴ100が床面から浮いた時)に、上記と同様にして荷重の偏りを判断してもよい。
In the above control example 1, when the detected load of the four
なお、上記演算された修正位置がカーゴ100の持ち上げ可能範囲を超えている場合、あるいは上記修正位置でのカーゴ100の持ち上げ状態における4つの受台71での荷重の差が許容範囲に収まらない場合には、コントローラ1aは異常表示信号を出力して、搬送作業を中止する。
If the corrected position calculated above is beyond the liftable range of the
持ち上げ制御例2
コントローラ1aは、4つのリフタ70を駆動して、受台71を上昇させ、ロードセル78からの荷重情報に基づき、4つの受台71の検出荷重が設定荷重を超えた時(カーゴ100が床面から浮いた時)に、4つの受台71で担う荷重に偏りがあるか否か、すなわち4つの受台71で負担する荷重の最大値と最小値の差が許容範囲を超えるか否かを判断する。4つの受台71で受ける荷重の差が許容範囲を超えていない場合には、持ち上げ制御が終了する。
Lift control example 2
The controller 1a drives the four
4つの受台71で担う荷重の差が許容範囲を超えている場合には、荷重を過大に負担している受台71だけを選択して下降させることにより、4つの受台71での荷重を均等にするかその差を許容範囲内に収める。なお、過負荷の受台71として、例えば、4つの受台71が負担する荷重の平均値との差が閾値以上の荷重を負担する1つまたは複数の受台71を選択し、その負担荷重に応じて下降量を決定する。あるいは、最も大きな荷重を負担する受台71を選択して下降させてもよい。上記過負荷の受台71の選択下降は複数回行ってもよい。
When the difference in load carried by the four
上記荷重の偏りを判断する時に、上記過負荷の受台71を下降させても荷重の偏りが許容範囲に収まらないと予想した場合には、全ての受台71を下降させて、制御例1と同様にロボットRの位置を修正し、再び受台71の上昇によるカーゴ100の持ち上げ制御を行う。
When it is predicted that the load deviation will not fall within the allowable range even when the load bearing 71 of the overload is lowered when determining the load deviation, all the
持ち上げ制御例3
制御例3では、荷重検出手段として、上記実施形態のロードセル78の代わりに、リフタ70のモータ75の負荷電流(以下、リフト電流と略称する)を検出する負荷電流検出手段が用いられる。このリフト電流は、受台71の荷重情報を含んでいる。以下、リフト電流に基づくコントローラ1aの制御を、図7を参照しながら説明する。
Lifting control example 3
In Control Example 3, load current detection means for detecting a load current of the
全てのリフタ70のモータ75を駆動させて受台71を上昇させる(ステップS1)。次に、4つのリフタ70でのリフト電流のうち、荷重負担が最も大きなリフタ70でのリフト電流の最大値Imaxと、荷重負担が最も小さなリフタ70でのリフト電流の最小値Iminとの差が、許容範囲aを超え、しかも許容範囲aを超えた状態の継続時間t1が所定時間xに達したか否かを判断する(ステップS2)。なお、継続時間t1は、上記荷重差が許容範囲aを越えた時からカウントを開始される。
The
ステップS2で否定判断した場合には、上記継続時間t1をリセットし(ステップS3)、全てのリフタ70でのリフト電流Iが設定電流値I0以上の状態で、継続時間t2が所定時間yに達したか否かを判断する(ステップS4)。ステップS4で否定判断した時にはステップS1に戻る。
If a negative decision in step S2, and resets the duration t1 (step S3), and lift current I is set current value I 0 or more states in all of the
上記のステップS1〜S4は、カーゴ100が床面から浮くまで繰り返し実行される。ステップS2で否定判断され(荷重バランスが良好と判断され)、しかも全てのリフタ70でのリフトIが電流値I0以上になり、ステップS4で肯定判断した時には、継続時間t2をリセットして持ち上げ制御を終了する。
The above steps S1 to S4 are repeatedly executed until the
ステップS2で肯定判断した時には、上記継続時間t1をリセットし(ステップS5)、後述するリフト回数Nが閾値N0に達したか否かを判断する(ステップS6)。ステップS6で否定判断した時には、過負荷のリフタ70のみを選択して所定時間下降させる(ステップS7)。これにより、荷重負担のバランスが改善される。
過負荷のリフタ70として、例えば、4つのリフタ70でのリフト電流の平均値との差が閾値以上のリフト電流となるリフタ70を選択する。あるいは、最も大きなリフト電流のリフタ70を選択してもよい。
When an affirmative determination is made in step S2, the duration t1 is reset (step S5), and it is determined whether the number of times of lift N described later has reached the threshold value N 0 (step S6). If a negative determination is made in step S6, only the
As the
次に、リフト回数Nをインクリメントし(ステップS8)、ステップS1に戻って再び全てのリフタ70を上昇させる。荷重負担のバランスが改善されない場合には、再びステップS2で肯定判断され、ステップS7で過負荷のリフタ70が選択して所定時間下降させる。
Next, the lift number N is incremented (step S8), and the process returns to step S1 to raise all the
ステップS6で、選択された過負荷のリフタ70の下降回数が閾値N0に達していると判断した時には、荷重バランスの改善を諦めてステップS9に進む。ステップS9では、全てのリフタ70の受台71を下降させる。この受台71の下降制御は、4つの受台71が下限位置でストッパに係止されて、4つのリフタ70のモータ75の負荷電流が設定値以上になった時に終了する。
In step S6, when it is determined that the falling number of the
さらに、ステップS10に進み、ステップS2で最初に肯定判断した時の4つのリフタ70でのリフト電流に基づき、荷重の偏りが許容範囲にありバランス良く荷重負担をすることができる最適な修正位置を演算し、その修正位置までロボットRを移動させ、カーゴ100の持ち上げ制御を再び試みる。
Further, the process proceeds to step S10, and based on the lift currents of the four
なお、上記ステップS7における過負荷のリフタ70の下降時間は、当該リフタ70でのリフト電流値、またはリフト電流値の差に基づいて決定してもよい。
The lowering time of the
持ち上げ制御例4
リフタ70のモータ75は、PWM(パルス幅変調)による制御を行うモータを用いる。図7に示す制御例3と相違する点は下記の通りである。ステップS1では全ての受台71のモータ75のデューティ比を等しくする。ステップS7では、全ての受台71を上昇させつつ、過負荷の受台71のモータ75のデューティ比を選択的に所定時間だけ低下させる。これにより、4つの受台71での荷重バランスを改善させる。
Lifting control example 4
The
持ち上げ制御例5
図7において、ステップS6〜S8を省いてもよい。すなわち、ステップS1〜S4を実行し、ステップS4で肯定判断した時、すなわちリフト電流の最大値と最小値の値が許容範囲を以上であると判断した時に、ステップS5を実行した後、ステップS9,S10を実行してもよい。
Lift control example 5
In FIG. 7, steps S6 to S8 may be omitted. That is, steps S1 to S4 are executed, and when an affirmative determination is made in step S4, that is, when it is determined that the values of the maximum value and the minimum value of the lift current exceed the allowable range, step S9 is performed, and then step S9. , S10 may be executed.
上述したようにしてカーゴ100の持ち上げ制御が終了した後、コントローラ1aはクローラ装置2を制御して、カーゴ100を予め設定された目的位置まで搬送する。この際、荷重バランス良くカーゴ100を持ち上げているので、安定した搬送を行なえる。
搬送終了後に受台71を下降させてカーゴ100を降ろし、クローラ装置2を制御してロボットRをカーゴ100から脱出させる。
As described above, after the lifting control of the
After completion of the conveyance, the
ロボットRは走行装置として2方向に走行可能なクローラ装置2,2を用いるため、直進性が良く、超信地旋回せずに進行方向の変換を容易に行なえるので、床や地面を傷付けずに済む。また、クローラユニット3の接地領域が大きくスリップしにくい。さらに、クローラユニット3全体をローリングさせてロボットRのローリング走行を行なうので、ローリング走行時に溝に嵌って走行不能になることもない。
Since the robot R uses the
コントローラ1aによるロボットRのカーゴ100への潜り込み制御、目的地までのカーゴ100の搬送制御は、例えばライントレース方式で行ってもよい。この場合、図8に示すように、ボデイ1の下面には5つの光学センサが設けられる。光学センサ9aはボデイ1の中心に配置されている。2つの光学センサ9x、9xは、ボデイ1の中心からX方向に等距離離れて配置されている。他の2つの光学センサ9y、9yは、ボデイ1の中心からY方向に等距離離れて配置されている。
For example, the controller 1a may control the dive into the
コントローラ1aは、ロボットRが床面に施されたラインに沿って走行するように一対のクローラ装置2,2を制御する。例えばラインに沿ってローリング走行する場合には、中央の光学センサ9aと左右の光学センサ9x、9xの検出情報が用いられる。
中央のセンサ9aがラインを検出し、左右両方のセンサ9x、9xがラインを検出していない場合には、コントローラ1aはロボットRがライン上を直進していると判断し、ローリング走行による直進を続行する。中央のセンサ9aがラインを検出するとともに、左右両方のセンサ9x、9xもラインを検出している場合にもライン上を直進していると判断し、ローリング走行による直進を続行する。これはラインが太い場合を想定している。
The controller 1a controls the pair of
When the
中央のセンサ9aがラインを検出し、左右のセンサ9x、9xの一方がラインを検出し、他方がラインを検出しない場合には、コントローラ1aは、クローラ装置2,2を異なる方向にクローラ走行させることによりロボットRを所定角度だけ超信地旋回させて方向を変えてから、ローリング走行による直進を再開する。
When the
より具体的に説明すると、左右のセンサ9x、9xのうち左側のセンサがラインを検出し、右側のセンサがラインを検出しない場合には、前進している状況であれば左に超信地旋回し、後退している状況であれば右に超信地旋回する。
上記とは逆に、左右のセンサ9x、9xのうち右側のセンサがラインを検出し、左側のセンサがラインを検出しない場合には、前進している状況であれば右に超信地旋回し、後退している状況であれば左に超信地旋回する。
中央のセンサ9aがラインを検出しなくなってから所定時間例えば3秒を経過した時には、ラインから外れたと認識し、メッセージを出力する。
More specifically, if the left sensor out of the left and
Conversely, if the sensor on the right side out of the left and
When a predetermined time, for example, 3 seconds, has passed since the
上記ライントレース方式において、ラインの両側に位置情報を表すマーキングを施し、このマーキングを左右のセンサ9x,9xが検出した時には、このマーキングの位置情報に合わせて現在位置を補正する。
In the line tracing method, markings representing positional information are provided on both sides of the line, and when the left and
クローラ走行で直進している場合には、中央のセンサ9aと左右のセンサ9y、9yのライン検出情報を用いて同様の制御を行う。
When traveling straight on the crawler travel, similar control is performed using line detection information of the
上記ライントレーサ方式の場合、ラインの終端にカーゴ100の中心を位置合わせしておけば、ロボットRをラインの終端まで走行させることにより、ロボットRをカーゴ100の下で基準位置に位置決めすることができる。ラインの終端の代わりに、ラインに反射率の異なる部位を形成してもよい。
In the case of the line tracer method, if the center of the
ロボットRの自動走行、自動搬送制御において、その移動軌跡が直線である場合には、コントローラ1aは、ボデイ1に設けた角速度センサと、クローラ装置2のモータ51、61のロータリーエンコーダの情報に基づいて制御を行ってもよい。
簡単に説明すると、直進走行の際に、角速度センサからの角速度値を積分して、現在のロボットの向きを演算し、走行開始前の向きとの差が設定値を超えた場合には、ロボットの向きを調整する。具体的には、クローラ走行モードで直進している場合には、一対のクローラ装置2,2の速度を異ならせてロボットRの向きを修正する。ローリング走行モードで直進している場合には、一時停止して一対のクローラ装置2,2を異なる方向にクローラ走行させてロボットRの向きを修正し、その後でローリング走行を再開する。
また、コントローラ1aは、ロータリーエンコーダからの情報に基づき走行距離を演算し、この走行距離が設定された距離に達したら走行または搬送を停止する。なお、クローラ走行モードで直進している場合には、モータ51のロータリーエンコーダの情報を用い、ローリング走行モードで直進している場合には、モータ61のロータリーエンコーダの情報を用いる。
In the automatic travel control and automatic conveyance control of the robot R, when the movement locus is a straight line, the controller 1a is based on the information of the angular velocity sensor provided in the
Briefly explaining, when traveling straight ahead, the angular velocity value from the angular velocity sensor is integrated to calculate the current direction of the robot, and if the difference from the direction before the start of traveling exceeds the set value, the robot Adjust the direction of Specifically, when traveling straight in the crawler traveling mode, the directions of the robot R are corrected by making the speeds of the pair of
Further, the controller 1a calculates the traveling distance based on the information from the rotary encoder, and stops the traveling or the conveyance when the traveling distance reaches the set distance. When the vehicle travels straight in the crawler travel mode, the information of the rotary encoder of the
ロボットRの自動走行、自動搬送制御において、レーザーレンジセンサにより認識された周囲形状をマップマッチングしたり、GPSセンサを用いて、現在の位置、向きを検出しながら、予め設定された経路に沿って走行してもよい。
上記実施形態では、ロボットRの走行、カーゴ100の持ち上げ、搬送を全てコントローラ1aによる自動制御で行ったが、リモートコントローラからの遠隔操作信号をコントローラ1aに送信することにより、遠隔制御してもよい。
In automatic travel control of the robot R, automatic conveyance control, map matching of the surrounding shape recognized by the laser range sensor or using a GPS sensor to detect the current position and direction, along a preset route You may travel.
In the above embodiment, the traveling of the robot R, the lifting of the
次に、本発明の第2実施形態について図9〜図13を参照しながら説明する。本実施形態のロボットは、図9に示すようにX軸方向に細長い矩形をなす平面形状のボデイ1を有しているが、基本構成は第1実施形態と同様であるので各構成部に同番号を付してその詳細な説明を省略する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The robot according to the present embodiment has the
図9、図10に示すように、ボデイ1のX方向両端部にはレーザ距離センサ8が設けられている。これらレーザ距離センサ8は、水平方向に約240〜300°の走査範囲を有している。
ボデイ1には、その4隅部に対応して4つのリフタ70が設けられている。
As shown in FIGS. 9 and 10,
The
第1実施形態と異なり、4つのリフト70は個別の受台71を有さず、その上端が共通の1枚の受けプレート80に連結されている。具体的には図11に示すように、各リフタ70のロッド76の上端が、固定台71’を介して受けプレート80の下面に固定されている。受けプレート80は図9に示すようにX軸方向に細長い矩形の平板からなり、ほぼ水平をなしている。本実施形態では受けプレート80のX方向の寸法がボデイ1より短く、Y方向の寸法がボデイ1とほぼ等しい。
Unlike the first embodiment, the four
図10(A)、図11に示すように、4つのリフタ70が下限位置にある時に受けプレート80は、ボデイ1の上面に接近し、4つのリフタ70が上限位置にある時に、図10(B)に示すようにボデイ1の上面から離れる。
As shown in FIG. 10A and FIG. 11, when the four
第1実施形態と同様に、ロボットがカーゴの下に潜り込んだ状態で、4つのリフタ70によりカーゴ100(図5参照)を持ち上げる。本実施形態では、4つのリフタ70に取り付けられた共通の受けプレート80がカーゴ100の底部101に当たり、カーゴ100を持ち上げる。受けプレート80は面積が広く平板状で略水平をなしているので、カーゴ100の底部101の形状が平坦でなく、多数の穴が形成されていたり網状であっても、安定して持ち上げることができる。
As in the first embodiment, the cargo 100 (see FIG. 5) is lifted by the four
本実施形態では、各リフタ70のリフト高さ(上端の固定台71’の高さ)を検出するリフト高さ検出手段として、アクチュエータ73の回転要素、例えばウオームホイール77bの回転を検出するポテンショメータ79(図11において概略的に示す)を用いるが、モータ75のロータリーエンコーダ75aを用いてもよい。
In this embodiment, as a lift height detection means for detecting the lift height of each lifter 70 (the height of the fixed base 71 'at the upper end), a
コントローラ1a(図2参照)により実行される持ち上げ制御について図12を参照しながら説明する。
コントローラ1aは、4つのリフタ70のリフト高さ情報を監視し、4つのリフタ70を制御する。4つのリフタ70を区別するために、図9において例えば左上のリフタ70をリフタ1と名付け、このリフタ1から時計回りに順にリフタ2,3,4と名付ける。持ち上げ制御に際して、第1閾値αと、第1閾値αより大きい第2閾値βが設定されている。
The lifting control performed by the controller 1a (see FIG. 2) will be described with reference to FIG.
The controller 1 a monitors lift height information of the four
リモートコントローラからの持ち上げ指令信号または、ロボットが前述した基準位置に達した時にコントローラ1aで発生信号に基づき、コントローラ1aは持ち上げ制御を開始する。最初にステップS11で、リフト1のリフト高さH1が上限高さHUに達したか否かを判断する。持ち上げ制御開始直後は否定判断してステップS12に進み、ここでリフト高さH1と4つのリフタ1〜4のリフト高さH1〜H4の最小値Hminとの偏差が第2閾値βを越えているか否かを判断する。持ち上げ制御開始直後は否定判断してステップS13に進み、ここで上記偏差(H1−Hmin)が第1閾値αを越えているか否かを判断する。持ち上げ制御開始直後は否定判断してステップS14に進み、リフタ1の上昇制御が開始ないしは継続される。
Based on a lift command signal from the remote controller or a signal generated by the controller 1a when the robot reaches the reference position described above, the controller 1a starts lift control. First in step S11, the lift height H1 of the
次に、リフタ2〜4についてもリフタ1と同様にして、それぞれのリフト高さH2,H3,H4に基づき、最小値Hminとの偏差に基づき制御を行う(ステップS20)。持ち上げ制御の開始直後はリフタ2〜4も上昇制御する。
ステップS20の後に、ステップS21で全てのリフト高さH1〜H4がリフト高さの上限値HUに達したか否かを判断する。持ち上げ制御の開始直後は否定判断しステップS11に戻る。
Next, the
After step S20, all of the lift height H1~H4 in step S21 it is determined whether reaches the upper limit value H U of the lift height. Immediately after the start of the lift control, the determination is negative and the process returns to step S11.
リフタ1〜4の上昇が進むにつれて、モータ75の性能のばらつきによりリフト高さH1〜H4に差が出てくる。リフタ1〜4は共通の受けプレート80を介して互いに制約し合うが、リフタ1〜4の構成要素間の遊びや受けプレート80の歪み等により、上記リフト高さH1〜H4に差が生じるのである。このリフト高さH1〜H4の差を放置すると、受けプレート80の水平性を損なうばかりか、モータ75の過負荷の原因にもなる。例えば、リフト高さが最も高いリフタが、受けプレート80からの大きな抵抗を受けるためである。このモータ75の過負荷は、故障の原因となり、また過負荷防止回路を備えている場合にはモータ75の停止を招く。
As the
本実施形態では上記のような不都合を回避すべく、コントローラ1aがリフト高さの偏差を是正するようにリフタ1〜4を制御する。以下、リフタ1について詳述する。ステップS12で肯定判断した場合には、ステップS15に進み、リフタ1を一時的に下降させることにより大きな偏差を早期に解消する。ステップS13で否定判断した場合には、ステップ16に進み、リフタ1を停止して最小のリフト高さにあるリフタの上昇を待つ。他のリフタ2〜4もステップS20において同様に制御する。
In the present embodiment, the
上記のようにして、リフタ1〜4のリフト高さH1〜H4は偏差が第1閾値α(許容範囲)以内に収まるようにして略等しい高さを保ちながら上昇する。その結果、受けプレート80は確実に水平状態でカーゴ100の底部101に全域で当たり、水平状態を保ちながらカーゴを持ち上げることができるとともに、リフタ1〜4のモータ75の過負荷を回避できる。
As described above, the lift heights H1 to H4 of the
リフタ1のリフト高さH1が上限値HUに達すると、ステップS11で肯定判断してステップS17に進み、ここでリフタ1を停止させる。他のリフタ2〜4もステップS20において同様に制御する。
すべてのリフト高さH1〜H4が上限値HUに達したら、ステップS21で肯定判断して持ち上げ制御を終了する。
When the lift height H1 of the
When all the lift heights H1 to H4 reach the upper limit value H U , an affirmative determination is made in step S21, and the lift control is ended.
本実施形態では、荷降ろしについても同様に制御する。リモートコントローラからの荷降ろし指令信号、またはコントローラ1aにおいてロボットが搬送の目的位置に到達した時に発せられる信号に基づき、コントローラ1aは荷降ろし制御を開始する。簡単に説明すると、最初にステップS31で、リフト1のリフト高さH1が下限高さHLに達したか否かを判断する。否定判断の時には、ステップS32に進み、ここでリフト高さH1と4つのリフト高さH1〜H4の最大値Hmaxとの偏差が第2閾値βを越えているか否かを判断する。ここで否定判断した時にはステップS33に進み、ここで上記偏差(Hmax−H1)が第1閾値αを越えているか否かを判断する。ここで否定判断した時にはステップS34に進み、リフタ1の下降制御が開始ないしは継続する。
In the present embodiment, unloading control is similarly controlled. The controller 1a starts unloading control based on the unloading command signal from the remote controller or a signal emitted when the robot reaches the destination position of the transfer in the controller 1a. Briefly described, first, in step S31, it is determined whether the lift height H1 of the
ステップS32で肯定した場合には、ステップS35に進み、リフタ1を一時的に上昇させることにより大きな偏差を早期に解消する。ステップS33で肯定判断した場合には、ステップ36に進み、リフタ1を停止して最大のリフト高さにあるリフタの下降を待つ。
リフタ1のリフト高さH1が下限値HLに達すると、ステップS31で肯定判断してステップS37に進み、ここでリフタ1を停止させる。
他のリフタ2〜4もステップS40においてリフタ1と同様に制御する。
すべてのリフト高さH1〜H4が下限値HLに達したら、ステップS41で肯定判断して荷降ろし制御を終了する。
When the result in Step S32 is affirmative, the process proceeds to Step S35, and the
When the lift height H1 of the
The
When all the lift heights H1 to H4 reach the lower limit value H L , an affirmative determination is made in step S41, and the unloading control is ended.
上記のように、荷降ろしの過程でも受けプレート80を水平に維持し、カーゴ100の底部101を水平に維持しながら荷降ろしを行うことができるとともに、リフタ1〜4のモータの過負荷を回避できる。
なお、荷降ろし制御での第1、第2閾値は持ち上げ制御での第1、第2閾値と異なっていてもよい。
As described above, the receiving
The first and second threshold values in the unloading control may be different from the first and second threshold values in the lifting control.
第2実施形態の持ち上げ、荷降ろし制御は、リフト70が第1実施形態と同様にそれぞれ個別の受台71を有する場合にも適用できる。この場合、カーゴ100の底部101を水平にした状態で安定して持ち上げることができる。
The lifting and unloading control of the second embodiment can also be applied to the case where the
本発明は上記実施形態に制約されず、種々の形態を採用可能である。3つまたは5つ以上のリフタを周方向に間隔をおいてボデイに設置してもよい。この場合、例えばリフタをボデイの中心に周方向に間隔をおいて(より好ましくは等間隔をおいて)配置する。 The present invention is not limited to the above embodiment, and various forms can be adopted. Three or more lifters may be circumferentially spaced on the body. In this case, for example, the lifters are arranged at intervals in the circumferential direction at the center of the body (more preferably, at equal intervals).
2方向に走行可能なクローラ装置を用いる場合、クローラ部は、一対のホイールと、このホイールに架け渡されてホイールの外周に摩擦係合またはピン係合されるベルトにより構成してもよい。
接地構造は無くてもよい。この場合、クローラ部の接地部材が占める角度範囲を実施形態より大きくする。
クローラ走行用駆動機構はクローラユニットに内蔵してもよい。
クローラユニットは片持ちで支持してもよい。
搬送される荷台としては、カーゴの他に荷車であってもよい。
In the case of using a crawler device capable of traveling in two directions, the crawler unit may be configured by a pair of wheels and a belt that is bridged by the wheels and frictionally engaged or pin-engaged with the outer periphery of the wheels.
The grounding structure may not be present. In this case, the angle range occupied by the ground contact member of the crawler portion is made larger than that of the embodiment.
The crawler traveling drive mechanism may be built in the crawler unit.
The crawler unit may be supported in a cantilever manner.
The cargo bed to be transported may be a cart other than the cargo.
本発明は、荷台搬送用のロボットに適用することができる。 The present invention can be applied to a robot for transporting a loading platform.
1 ボデイ
1a コントローラ
2 クローラ装置(走行装置)
3 クローラユニット
8 レーザ距離センサ(位置検出手段)
20A,20B クローラ部
50 クローラ走行用駆動機構(走行駆動手段)
60 ローリング走行用駆動機構(走行駆動手段)
70 リフタ
71 受台
73 アクチュエータ
75a ロータリーエンコーダ(リフト高さ検出手段)
78 ロードセル(荷重検出手段)
79 ポテンショメータ(リフト高さ検出手段)
80 受けプレート
100 カーゴ(荷台)
L1 第1回転軸線
L2,L2’ 第2回転軸線
R ロボット
1
3
20A,
60 Driving mechanism for rolling travel (traveling driving means)
70
78 Load cell (load detection means)
79 Potentiometer (lift height detection means)
80
L1 First axis of rotation L2, L2 'Second axis of rotation R Robot
Claims (15)
ボデイと、
上記ボデイに設けられた走行装置と、
上記ボデイに設けられ、上記荷台を持ち上げる3つ以上のリフタと、
上記ボデイに設けられ、上記走行装置と上記リフタを制御するコントローラと、
を備えていることを特徴とする荷台搬送用ロボット。 A robot that transports a loading platform,
The body,
A traveling device provided in the body;
3 or more lifters provided on the above-mentioned body and lifting the above-mentioned loading platform,
A controller provided in the body and controlling the traveling device and the lifter;
A robot for transporting a loading platform characterized by comprising:
上記コントローラは、上記3つ以上のリフタにより上記荷台を持ち上げている状態で、上記3つ以上のリフタの荷重検出手段からの荷重情報に基づいて、上記リフタ3つ以上のリフタの上記受台が受ける荷重の偏りを検出することを特徴とする請求項3に記載の荷台搬送用ロボット。 Each of the three or more lifters includes load detection means for detecting the load received by the pedestal from the bed.
In the state where the controller lifts the bed by the three or more lifters, the pedestal of the three or more lifters is based on load information from the load detection means of the three or more lifters. The load carrier robot according to claim 3, wherein the load deviation is detected.
上記コントローラは、上記複数の3つ以上のリフタの上記受台が受ける荷重の偏りが許容範囲を超えていると判断した時には、上記3つ以上のリフタを制御することにより上記受台を下降させて上記荷台から離し、さらに上記荷重情報と上記位置検出手段からの位置情報に基づき上記走行装置を制御することにより、上記荷重の偏りが許容範囲内で収まるような修正位置へと上記ボデイを移動させ、上記ボデイが修正位置に達した後に、上記複数の3つ以上のリフタを制御することにより上記荷台を再び持ち上げることを特徴とする請求項4〜6のいずれかに記載の荷台搬送用ロボット。 The body is provided with position detection means for detecting the relative position of the body with respect to the loading platform,
The controller lowers the pedestal by controlling the three or more lifters when it is determined that the load received by the pedestals of the plurality of three or more lifters exceeds the allowable range. Move the body to a correction position where the load deviation falls within the allowable range by controlling the traveling device based on the load information and the position information from the position detection means. The robot for transporting a loading platform according to any one of claims 4 to 6, characterized in that the loading platform is lifted again by controlling the plurality of three or more lifters after the body has reached the correction position. .
上記コントローラは、上記荷重の偏りとして、上記3つ以上のリフタの受台が担う荷重の最大値と最小値の差を演算し、これら最大値と最小値の差が許容範囲を超えていると判断した時には、少なくとも最大値の荷重を担う受台に対応するアクチュエータのデューティ比を、他の受台に対応するデューティ比より低くすることを特徴とする請求項8に記載の荷台搬送用ロボット。 The actuator of the lifter is PWM controlled,
The controller calculates the difference between the maximum value and the minimum value of the load carried by the pedestals of the three or more lifters as the deviation of the load, and the difference between the maximum value and the minimum value exceeds the allowable range 9. The robot according to claim 8, wherein the duty ratio of the actuator corresponding to the pedestal carrying at least the maximum load is set lower than the duty ratio corresponding to the other pedestals.
上記一対のクローラ装置の各々は、上記第1方向に延びる第1回転軸線を中心に回転可能にして上記ボデイに支持されたクローラユニットを有し、各クローラユニットは、上記第1回転軸線に沿って延びるサポ―トと、上記サポ―トに設けられるとともに上記第1回転軸線を挟んで配置された一対のクローラ部とを有しており、
さらに上記クローラ装置の各々は、上記クローラユニットを上記第1回転軸線を中心に回転させるローリング走行用駆動機構と、上記一対のクローラ部を同時駆動するクローラ走行用駆動機構とを有することを特徴とする請求項1〜14のいずれかに記載の荷台搬送用ロボット。 The traveling device includes a pair of crawler devices extending in a first direction and spaced apart from each other in a second direction orthogonal to the first direction,
Each of the pair of crawler devices has a crawler unit rotatably supported by the body so as to be rotatable about a first rotation axis extending in the first direction, each crawler unit being along the first rotation axis And a pair of crawler portions provided on the support and disposed across the first rotation axis,
Furthermore, each of the crawler devices has a rolling traveling drive mechanism for rotating the crawler unit around the first rotation axis, and a crawler traveling drive mechanism for simultaneously driving the pair of crawler portions. The robot for transporting a loading platform according to any one of claims 1 to 14.
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