CN112660268A - 物品输送机器人 - Google Patents

Abstract

一种物品输送机器人，具备：行驶部，在路面行驶；保持部，设于所述行驶部的上侧，能保持物品，所述保持部被设为能绕在所述保持部的高度方向延伸的横摆轴旋转；以及控制器，对所述行驶部的驱动和所述保持部绕所述横摆轴的旋转角度进行控制。

Description

物品输送机器人

技术领域

在本说明书中，公开了一种物品输送机器人，具备：行驶部，在路面行驶；以及保持部，设于所述行驶部的上侧，能保持物品。

背景技术

近年来，提出了使用能自主行驶的机器人来输送物品的物品输送机器人。例如，在日本专利第6336235中，公开了一种自主地输送物品的物品输送机器人。具体而言，日本专利第6336235的物品输送机器人具有行驶部和方形环状的主体部(对应于保持部)，在贯通主体部的开口部可拆装地装配有容纳或载置物品的筐、箱或者托盘。

此外，近年来，还提出了许多在行驶部的上侧具有牢固的容器(对应于保持部)，在该容器的内部容纳物品来进行输送的物品输送机器人。像这样将容纳箱等容纳在牢固的容器内，由此能防止在输送过程中的容纳箱的掉落、被盗。

再者，对于这样的物品输送机器人的保持部要求的条件根据状况而不同。例如，要求保持部紧凑，使得在物品输送机器人行驶时保持部不从行驶部向外侧伸出。此外，若物品输送机器人到达配送源或配送目的地的用户的正面，则该用户为了取放物品而探访保持部的内部。此时，要求保持部为用户不改变站立位置、朝向，就能容易地探访位于用户正面的保持部的内部的方式。

像这样，作为保持部的方式，被要求的条件根据物品输送机器人的状况而不同。在要满足这样的各种条件的情况下，保持部的设计上的限制变大。

发明内容

因此，在本说明书中公开了一种能减轻保持部的设计上的限制的物品输送机器人。

本说明书中公开的物品输送机器人的特征在于，具备：行驶部，在路面行驶；保持部，设于所述行驶部的上侧，能保持物品，所述保持部被设为能绕在所述保持部的高度方向延伸的横摆轴旋转；以及控制器，对所述行驶部的驱动和所述保持部绕所述横摆轴的旋转角度进行控制。

通过采用这样的构成，能根据状况来变更保持部的朝向。由此，即使保持部的设计不采用特别的设计，也能通过改变保持部的姿势来应对各种期望，因此，能减轻保持部的设计上的限制。此外，由于能通过该保持部的“动作”来传递从物品输送机器人向周围的人的消息，因此，人容易感觉到对物品输送机器人的亲近感。

在该情况下，也可以是，所述保持部的宽度方向尺寸大于所述保持部的前后方向尺寸，至少在所述保持部的前表面设有用于取放所述物品的取出口，所述控制器对所述保持部绕所述横摆轴的旋转角度进行控制，以使在行驶时，所述保持部的两侧面朝向机器人的前后方向，在所述物品的取放时，所述保持部的所述前表面朝向所述机器人的前方。

在行驶时，使水平尺寸小的侧面朝向机器人的前后方向，由此，即使该机器人接近用户，用户也不易感到压迫感。另一方面，在物品的取放时，使设有取出口的前表面朝向机器人的前方，由此用户不改变其站立位置、朝向，就能进行物品的取放，因此能减轻用户的作业负担。

在该情况下，也可以是在所述保持部的所述两侧面的至少一方设有显示图像的侧面显示器。

在行驶时，保持部的侧面朝向机器人的前后。在这样的侧面设置显示器的情况下，周边的人即使不为了看见该显示器的显示而和机器人一起移动，也能看见显示器的显示。就是说，在保持部的侧面设置显示器的情况下，相比于在保持部的前表面或后表面设置显示器的情况，能使更多的人更长时间地看见显示器的显示。

在该情况下，也可以是所述保持部具有方形的环状体，该方形的环状体前后贯通，能在内侧保持一个以上所述物品。

在环状体的情况下，相比于容器，能使保持部轻量化、小型化。需要说明的是，在环状体的情况下，相比于容器，能设置显示器的“面”受到限制。但是，在保持部设置环状体，并且在该环状体的侧面设置侧面显示器，在机器人行驶时，使该侧面朝向机器人前后方向，由此能实现保持部的轻量化、小型化，并且能确保对引起注意、宣传广告有效的显示器。

此外，也可以是，所述保持部被设为还能相对于所述行驶部绕在所述机器人的宽度方向延伸的纵摆轴摆动，所述控制器还对所述保持部绕所述纵摆轴的摆动角度进行控制。

通过采用这样的构成，能根据物品输送机器人的状况，对保持部相对于水平面的倾斜度进行适当地保持。此外，由于能通过该保持部的“动作”从物品输送机器人向周围的人传递更多的消息，因此，人更容易感觉到对物品输送机器人的亲近感。

根据本说明书中公开的物品输送机器人，能减轻保持部的设计上的限制。

附图说明

以下，参照附图对本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义进行说明，其中，相同的附图标记表示相同的元件，其中：

图1是表示利用物品输送机器人的物品的配送情形的图。

图2是将保持部抬起的状态的物品输送机器人的立体图。

图3是使保持部横摆的状态的物品输送机器人的立体图。

图4是表示物品输送机器人的电气配置的框图。

图5A是从侧方观察物品输送机器人的示意图。

图5B是从侧方观察行驶时的物品输送机器人的示意图。

图6是从侧方观察交接物品时的物品输送机器人的示意图。

图7A是从侧方观察在倾斜面行驶时的物品输送机器人的示意图。

图7B是从侧方观察越过台阶时的物品输送机器人的示意图。

图8A是从上方观察横向移动的物品输送机器人的示意图。

图8B是从上方观察回转的物品输送机器人的示意图。

图8C是从上方观察斜向移动的物品输送机器人的示意图。

图9是从斜前方观察卸下了罩的物品输送机器人的局部分解立体图。

图10是从斜后方观察卸下了罩的物品输送机器人的局部分解立体图。

图11是中心轴周边的纵剖视图。

图12是连结轴周边的纵剖视图。

图13是表示物品输送机器人的其他例子的示意图。

具体实施方式

以下，参照附图对物品输送机器人10的构成进行说明。图1是表示利用物品输送机器人10的物品110的配送情形的图。如将在后文详细说明的那样，物品输送机器人10是能保持物品110，能在一般的道路、室内通路自主行驶的移动机器人。在图示的例子中，该物品输送机器人10用于将物品110从配送源106输送向中转站(中継所)102，或者从中转站102输送向配送目的地108。管理中心100从配送源106的个人或企业，或者从物流的中转站102接收物品输送的委托。这样的输送委托例如通过经由互联网的通信来发送。当接收到输送委托时，管理中心100使物品输送机器人10向配送源106移动。物品输送机器人10在配送源106处领取物品110，输送至距配送源106最近的中转站102。

从距配送源106最近的中转站102到距配送目的地108最近的中转站102，使用利用运输卡车104等的通用物流系统来运输物品110。从距配送目的地108最近的中转站102到配送目的地108，再次使用物品输送机器人10来输送物品110。此时，管理中心100可以从中转站102或者配送目的地108的个人或企业等接收希望配送时间等请求。物品输送机器人10根据来自管理中心100的指示，将物品110从中转站102输送向配送目的地108。

需要说明的是，在此说明的物品输送机器人10的利用方式是一个例子，也可以适当地进行变更。例如，在上述的例子中，将物品110经由中转站102配送至配送目的地108。但是，物品输送机器人10也可以将从配送源106领取的物品110直接输送向配送目的地108，而不经过中转站102。

接着，对物品输送机器人10的构成进行说明。图2、图3是物品输送机器人10的立体图。需要说明的是，在以下的说明中，只要没有特别注释，“前后方向”、“宽度方向”、“高度方向”就是指物品输送机器人10的前后方向、宽度方向、高度方向。此外，物品输送机器人10的前后方向是前轮20和后轮24的排列方向，物品输送机器人10的宽度方向是右侧的前轮20和左侧的前轮20的排列方向，物品输送机器人10的高度方向是与前后方向和宽度方向正交的方向。而且，在以下的各图中，“Fr”、“Up”、“Rh”分别表示物品输送机器人10的前方、上方、右侧方。

物品输送机器人10大致区分为具有多个车轮的行驶部14和设于该行驶部14的上侧的保持部12。本例的保持部12具有方形环状的环状体16。环状体16具有在高度方向延伸的一对侧构件16S、将侧构件16S的上端彼此和下端彼此连结的上横构件16U和下横构件16L。

在此，如将在后文详细说明的那样，此外，从图2和图3的比较可知，该保持部12能以在该保持部12的高度方向延伸的横摆轴Aa为中心旋转。此外，保持部12能以在物品输送机器人10的宽度方向延伸的纵摆轴Ab为中心摆动。以下，将保持部12绕横摆轴Aa旋转的动作称作“横摆”，将保持部12绕纵摆轴Ab摆动的动作称作“纵摆”。

在保持部12横摆或者纵摆的情况下，物品输送机器人10整体的前后方向、宽度方向、高度方向和保持部12单独的前后方向、宽度方向、高度方向不一致。因此，以下，在表示以保持部12为基准的方向的情况下，如“保持部12的前后方向”等那样，在“方向”之前记载“保持部12的”这样的注释。在没有“保持部12的”这样的注释的情况下，意味着物品输送机器人10整体的方向。需要说明的是，“保持部12的前后方向”是指环状体16的贯通方向，“保持部12的宽度方向”是指一对侧构件16S的排列方向，“保持部12的高度方向”是指与保持部12的前后方向和宽度方向正交的方向。因此，在图2中，保持部12的前后方向与物品输送机器人10整体的前后方向一致。另一方面，在图3中，保持部12的前后方向相对于物品输送机器人10整体的前后方向旋转了90度。

保持部12的宽度方向尺寸L1(参照图3)充分大于保持部12的前后方向尺寸L2。此外，保持部12的宽度方向尺寸L1稍大于行驶部14的宽度方向尺寸L3，且小于行驶部14的前后方向尺寸L4。另一方面，保持部12的前后方向尺寸L2与行驶部14的宽度方向尺寸L3和前后方向尺寸L4中的任意一个相比都充分小。因此，在物品输送机器人10和保持部12的前后方向一致的情况下，在俯视观察时，保持部12从行驶部14稍向外侧突出。另一方面，在保持部12的前后方向相对于物品输送机器人10的前后方向旋转了90度的情况下，在俯视观察时，保持部12收入于行驶部14的外形内。

输送对象的物品110保持于环状体16的内侧。在图示的例子中，在侧构件16S设有多个支承轨道(support rail)18，通过该支承轨道18从下侧对箱状的物品110进行支承。在该情况下，物品110以至少一部分露出于环状体16的外侧的状态被输送。此外，物品110通过环状体16的贯通孔被取放。因此，环状体16的贯通孔作为用于取放物品110的取出口19而发挥功能。需要说明的是，在此举例示出的物品110的保持方式是一个例子，也可以适当地进行变更。例如，也可以在环状体16的上横构件16U设置挂钩(hook)等，悬挂保持带有手提部的袋状的物品110。此外，保持部12也可以具有用于防止保持的物品110的掉落、被盗的锁定机构。例如，也可以在环状体16设置锁定销等，该锁定销被电控制为在放置了物品110的情况下突出，通过突出来与物品110(或者容纳物品110的容纳容器)的一部分卡合。

在此，还考虑了设置完全容纳物品110的容器来代替环状体16。但是，在容器的情况下，保持部12的尺寸容易变大、重量也容易增加。另一方面，在使物品110的一部分露出于外部的状态下保持物品110的环状体16的情况下，相比于容器，能实现小型且轻量。需要说明的是，当然，如果尺寸、重量不成问题的话，也可以设置容器等其他方式的保持部12来代替环状体16。

在侧构件16S的外表面设有显示图像的侧面显示器48。侧面显示器48由例如液晶显示器、有机EL(Electro-Luminescence：电致发光)显示器构成。在该侧面显示器48上显示有例如表示物品输送机器人10的当前状况(例如“输送中”、“预定右转”等)的图像、宣传广告用的图像、装饰用的图像等。通过设置这样的侧面显示器48，能引起周边的人们的注意或进行宣传。

像这样，在保持部12的侧面设置显示器是因为其他适当的面较少。即，在将保持部12设为方形环状的情况下，如上所述，能使保持部12轻量化，另一方面，前表面和背面的大部分是贯通的，因此设置显示器的“面”受到限制。因此，在本例中，在保持部12的侧面设置显示器。需要说明的是，当然，在保持部12的前表面和后表面存在足够的“面”的情况下，例如，在保持部12为容器型的情况下，也可以在前表面和后表面也设置显示器。

行驶部14在左右分别各设有一个沿前后方向排列的前轮20、中轮22以及后轮24。该前轮20、中轮22以及后轮24通过后述的前连杆60和后连杆62(在图2、图3中均看不见)进行连结。前连杆60和后连杆62分别被前连杆罩28和后连杆罩30覆盖。使前连杆60和后连杆62以纵摆轴Ab为中心相对摆动，如图2所示，由此能将中轮22和保持部12向上方抬起，关于这一点将在后文叙述。此外，在一对中轮22之间配置有中心轴69、固定框架80等(在图2、图3中均看不见)，这些被中心罩32覆盖。

前轮20和后轮24由麦克纳姆轮(mecanum wheel)构成。麦克纳姆轮是沿车轮的圆周面以相对于车轴倾斜45度的姿势装配有多个桶状的滚动体26的车轮。通过设置这样的麦克纳姆轮，能使物品输送机器人10全方位移动，关于这一点也将在后文叙述。需要说明的是，中轮22由在圆周面不具有滚动体26的一般的车轮构成。此外，在此说明的行驶部14的构成是一个例子，行驶部14只要能在一般的道路、室内的通路行驶即可，其构成也可以适当地变更。例如，车轮的个数不限于六个，可以是四个，也可以多于六个。此外，也可以代替车轮而设置其他的行驶机构，例如，以“卡特彼勒(Caterpillar)”等商品名而知名的履带等。

在此，从图2、图3中可知，在本例中，在宽度方向隔开间隔地设有两个前连杆罩28。在该前连杆罩28各自的前端面设有防滑件34。防滑件34由摩擦系数比前连杆罩28高的材料例如橡胶、高摩擦树脂等构成。如图2所示，在为了抬起保持部12而使前连杆罩28(乃至前连杆60)向后上方大幅倾斜，使后连杆罩30(乃至后连杆62)向前上方大幅倾斜时，该防滑件34与路面接触。并且，通过该防滑件34与路面接触，能防止物品输送机器人10相对于路面的意外移动。此外，防滑件34也可以由比前连杆罩28柔软的材料构成。通过采用这样的构成，防滑件34还作为使前连杆罩28与人、物碰撞时的冲击缓和的缓冲构件而发挥功能。此外，在此仅在前连杆罩28的前端面设有防滑件34，但也可以代替前连杆罩28的前端面仅在后连杆罩28的后端面设有防滑件34，或者除前连杆罩28的前端面之外在后连杆罩30的后端面也设置防滑件34。

接着，参照图4对这样的物品输送机器人10的电气配置进行说明。在物品输送机器人10中，为了使该物品输送机器人10能自主行驶，设有通信接口(以下简称作“通信I/F”)42和传感器组44。通信I/F42用于与外部设备通信，包括用于包括利用由便携式电话公司等提供的线路的移动数据通信、利用蓝牙(注册商标)等的中距离或近距离无线通信等各种通信的硬件。作为通信对象的外部设备，例如包括设置于某通信中心的通信终端、个人所有的便携式通信终端、其他的物品输送机器人等。物品输送机器人10也可以经由该通信I/F42获取目的地信息、道路状况等。

传感器组44包括感测物品输送机器人10的行驶状态和周边环境的一个以上的传感器。这样的传感器组44包括例如速度传感器、摄像机、毫米波雷达、红外线传感器、LiDAR(Light Deteation and Ranging：激光雷达)、超声波传感器、GPS传感器、加速度传感器以及陀螺仪传感器中的至少一种。此外，传感器组44也可以包括用于感测保持部12的姿势的传感器，例如加速度传感器、陀螺仪传感器以及倾斜传感器中的至少一种。后述的控制器40基于由传感器组44感测到的感测结果和经由通信I/F42获取到的信息来驱动各种马达50、52、54、56、58。

电池46向设于物品输送机器人10的各种电气设备供给电力。该电池46也可以固定于物品输送机器人10。在该情况下，物品输送机器人10也可以具有用于对该电池46进行充电的充电器和将该充电器与外部电源连接的充电电缆。此外，电池46相对于物品输送机器人10拆装自如，根据需要，也可以取出至物品输送机器人10的外部来进行充电。此外，电池46也可以无线充电。例如，也可以采用在物品输送机器人10和物品输送机器人10的外部分别嵌入线圈和电容器，由两组线圈和电容器的磁场共振来供给电力的非接触充电方式。

如上所述，侧面显示器48是配置于保持部12的侧面的显示器。该侧面显示器48的显示由控制器40控制。此外，在图4中虽未图示，但物品输送机器人10还可具有在听觉上或者视觉上向周围的人们提示信息的其他的输出单元，例如灯、扬声器、蜂鸣器等(均未图示)。

前轮马达50是驱动前轮20旋转的马达。该前轮马达50对每个前轮20各设有一个。因此，对于物品输送机器人10整体，设有两个前轮马达50。同样，后轮马达52是驱动后轮24旋转的马达，在左右各设有一个，合计设有两个。需要说明的是，在本例中，在前轮20和后轮24设有驱动马达，但是当然，也可以在中轮22也设置驱动马达。此外，也可以仅在前轮20和后轮24中的一方设置驱动马达，其他的车轮作为从动轮。

升起马达(lifting motor)54是使前连杆60和后连杆62以纵摆轴Ab为中心相对地摆动，由此抬起保持部12和中轮22的马达。纵摆马达56是使保持部12以纵摆轴Ab为中心摆动，由此使保持部12纵摆的马达。横摆马达58是使保持部12绕横摆轴Aa旋转，由此使保持部12横摆的马达。这样的多个马达50、52、54、56、58只要能获得足够的输出即可，其种类没有特别限定。需要说明的是，这些马达50、52、54、56、58也可以具有在非通电时能锁定其旋转的制动器，例如电磁制动器。

控制器40对搭载于物品输送机器人10的电气设备的驱动进行控制。控制器40是至少具有处理器40a和存储器40b的微型计算机。通过由处理器40a执行储存于存储器40b的程序来实现控制器40的各功能。需要说明的是，处理器40a指广义的处理器，包括通用的处理器(例如CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)等)、专用的处理器(例如GPU(Graphics Processing Unit：图像处理单元)、ASIC(Application Specific IntegratedCircuit：专用集成电路)、FPGA(Field Programmable Gate Array：现场可编辑逻辑门阵列)、可编程逻辑器件等)。此外，构成控制器40的处理器40a不必是物理上的一个，也可以由存在于物理上分离的位置的多个处理器构成。同样，存储器40b也不必是物理上的一个元件，也可以由存在于物理上分离的位置的多个存储器构成。此外，存储器可以包括半导体存储器(例如RAM、ROM、固态驱动器等)以及磁盘(例如，硬盘驱动器等)中的至少一个。

接着，参照图5A～图7对这样的物品输送机器人10的动作进行说明。图5A～图7是从侧方观察物品输送机器人10的示意图。需要说明的是，在图5A～图7中，简化图示前连杆60和后连杆62的形状。

如上所述，又如图5A所示，保持部12能绕在该保持部12的高度方向延伸的横摆轴Aa旋转。以下，将绕该横摆轴Aa的旋转角度称作“横摆角度α”。在物品输送机器人10整体的前后方向和保持部12的前后方向一致时，即，在图2、图5A的状态时，该横摆角度α设为0度。此外，保持部12能以在宽度方向延伸的纵摆轴Ab为中心摆动。保持部12摆动，由此保持部12与后连杆62所成的角度β(以下称作“纵摆角度β”)发生变化。

此外，前轮20、中轮22以及后轮24经由前连杆60和后连杆62连结。此外，在行驶部14的中央附近存在沿纵摆轴Ab延伸的中心轴69。前连杆60约束纵摆轴Ab与前轮20的距离，将中心轴69和前轮20直线连结。中轮22的车轴，即，中车轴66固定于前连杆60。因此，中轮22与纵摆轴Ab的距离也被约束。后连杆62约束纵摆轴Ab与后轮24的距离，将中心轴69和后轮24直线连结。后连杆62能以中心轴69(进而以纵摆轴Ab)为中心相对于前连杆60摆动。后连杆62相对于前连杆60摆动，由此两者之间的角度γ(以下称作“连杆打开角度γ”)发生变更。

如图5B所示，控制器40在使物品输送机器人10行驶时，使保持部12绕横摆轴Aa旋转90度，以使保持部12的侧面朝向物品输送机器人10的前后方向，使保持部12的贯通方向朝向物品输送机器人10的宽度方向。由此，能减少物品输送机器人10的行驶时的压迫感。即，保持部12的宽度方向尺寸L1大于保持部12的前后方向尺寸L2。因此，在横摆角度α为0度的情况下，即，在水平尺寸较大的保持部12的前表面朝向物品输送机器人10的前方的情况下，在从正面观察该物品输送机器人10时，留下物品输送机器人10整体宽幅且较大的印象。当这种状态的物品输送机器人10接近用户时，会给用户带来压迫感。此外，在该情况下，保持部12的宽度方向尺寸L1大于行驶部14的宽度方向尺寸L3，因此，保持部12向行驶部14的外侧突出，容易与周边的其他构件干涉。

另一方面，在横摆角度α为90度的情况下，即，在水平尺寸小的保持部12的侧面朝向物品输送机器人10的前方的情况下，在从正面观察物品输送机器人10时，留下物品输送机器人10整体窄幅且较小的印象。如果是这种状态，则即使物品输送机器人10接近用户，也能减小给用户带来的压迫感。此外，在该情况下，保持部12收入于行驶部14的外形范围内，因此有效地防止保持部12与其他构件的干涉。

此外，行驶中使保持部12的侧面朝向物品输送机器人10的前后方向，由此设于保持部12的侧面的侧面显示器48上显示的内容容易被周边的人们看见。即，在侧面显示器48朝向物品输送机器人10的宽度方向的情况(即图5A的状态的情况)下，为了看见在该侧面显示器48上显示的内容，人必须以位于物品输送机器人10的侧方的方式持续与物品输送机器人10一起移动。另一方面，在侧面显示器48朝向物品输送机器人10的前后方向的情况(即图5B的状态的情况)下，人如果处在物品输送机器人10的前后方向，就能看见在该侧面显示器48上显示的内容，人不需要以与物品输送机器人10相同的速度移动。因此，如果侧面显示器48朝向前后方向，则能使更多的人更长时间地看见在侧面显示器48上显示的内容。在侧面显示器48上显示的图像是以引起周边的人们的注意、宣传广告为目的，通过使侧面显示器48朝向前后方向，能提高该引起注意、广告宣传的效果。特别是，本例的保持部12为环状，因此不易在保持部12的前表面和背面设置显示器。因此，从引起注意和宣传广告的观点来看，在行驶时使保持部12的侧面朝向机器人的前后方向是非常有利的。

另一方面，在物品输送机器人10到达与物品的配送目的地的用户面对面的位置交接物品时，如图6所示，控制器40使保持部12的横摆角度α恢复到0度，以使保持部12的取出口19(即贯通孔)朝向物品输送机器人10的前方，使保持部12的侧面朝向物品输送机器人10的宽度方向。通过采用这样的构成，物品的取出口19朝向配送目的地的用户的正面。由此，配送目的地的用户即使不改变其位置、朝向，也能将物品从保持部12取出。

此外，此时，如图6所示，控制器40也可以使保持部12绕纵摆轴Ab纵摆，以使保持部12略向后上方倾斜。在该情况下，保持部12的前表面朝向斜上方向，乃至朝向配送目的地的用户的头部附近。该物品输送机器人10的姿势接近呈“坐着”的姿势的狗或猫仰视人脸时的姿势，因此能给配送目的地的用户带来对该物品输送机器人10的留恋、亲近感。

此外，在交接物品时，如图6所示，控制器40使前连杆60相对于后连杆62摆动，使连杆打开角度γ变更，以使保持部12和中轮22抬起。通过使保持部12上升，用户容易取放物品。此外，变更连杆打开角度γ来变更保持部12的高度，由此能防止机器人的重量增加，并能提高用户对机器人的亲近感。

即，如果仅变更保持部12的高度，则也可以考虑设置专用的升降机构。也可以考虑例如在行驶部14与保持部12之间设置使用马达和花键轴的直线运动(linear-motion)机构，通过该直线运动机构使保持部12升降。但是，在该情况下，为了保持部12的升降需要专用的机构，因此招致重量增加、成本上升。

此外，一般来说，人对于与动物，特别是作为宠物的狗、猫类似的物体容易感到留恋、亲近感。并且，狗、猫等四足步行动物在大幅改变躯干或者头部的高度时，大多是使其腿的姿势变化。例如，狗和猫通过使前腿站起而从“趴着”的姿势变化为“坐着”的姿势，“趴着”的姿势是前腿和后腿贴在地面、头部处于低位置的姿势，“坐着”的姿势是头部离开地面的姿势。利用上述的直线运动机构，不改变行驶部14的姿势而只变更保持部12的高度的动作与这样的四足步行动物的动作大不相同，因此用户不易感到对物品输送机器人10的亲近感。

另一方面，像本例那样，使后连杆62相对于前连杆60摆动来抬起中轮22和保持部12的动作接近四足步行动物的动作，特别是接近狗猫从“趴着”的姿势变化为“坐着”的姿势时的动作，因此用户容易感到对物品输送机器人10的亲近感。不过，当然，只要能使保持部12升降即可，也可以不使连杆打开角度γ变更，而设置如上所述的直线运动机构。此外，若保持部12原本就处在适当的高度，则保持部12也可以不能升降。

此外，保持部12的纵摆不限于取放物品的情况，也可以在各种场景下进行。例如，如图7A所示，考虑物品输送机器人10在倾斜面行驶时。在该情况下，为了将保持部12保持为水平，需要使保持部12相对于后连杆62摆动，变更纵摆角度β。因此，当在倾斜面行驶时，控制器40也可以驱动纵摆马达56，以使保持部12保持水平。需要说明的是，为了感测保持部12的倾斜角度，可以在保持部12或者行驶部14或者其双方设置用于感测姿势的传感器，例如倾斜传感器、加速度传感器、陀螺仪传感器等。控制器40可以基于这些姿势感测用的传感器的感测结果来控制纵摆角度β。

此外，也可以利用保持部12的纵摆和保持部12的横摆，从物品输送机器人10向周围的人传递消息。例如，当物品输送机器人10停止在配送目的地的用户的正面时，控制器40可以使保持部12纵摆，使得保持部12暂时向前上方倾斜。通过进行这样的动作，物品输送机器人10能给配送目的地的用户留下“鞠躬”或者“点头”这样的印象。此外，在用户采取了不希望的行动的情况下，控制器40也可以使保持部12以左右往复的方式横摆。在该情况下，物品输送机器人10能给该用户留下“横向摇头”这样的印象，能使用户掌握该用户的行动不合适这样的消息。并且，通过以这种方式利用物品输送机器人10的动作向人传递消息，用户容易对物品输送机器人10持有接近生物的印象，对物品输送机器人10的亲近感提高。

而且，如上所述，在物品输送机器人10搭载有摄像机等传感器。将这些传感器设于保持部12，并且根据需要使保持部12摆动和横摆，由此能使传感器的感测方向变化。例如，如图2、图3所示，在上横构件16U和下横构件16L的前端面设置摄像机44a的情况下，使保持部12绕横摆轴Aa旋转，由此能变更由该摄像机44a拍摄的方向。就是说，通过将保持部12设为能横摆，即使不将传感器设于多个面，也能确认多方向的状况。

此外，具有由连杆连结的单侧三轮的车轮，由此在台阶、斜面也能稳定地行驶。例如，如图7B所示，在为了越过台阶而抬起前轮20时，剩下的中轮22和后轮24(即，物品输送机器人10整体为四轮)也能维持与路面接触的状态。因此，物品输送机器人10的重心稳定，能有效地防止物品输送机器人10的翻倒、摇晃。

从以上的说明可知，在本例中，保持部12能根据需要，绕横摆轴Aa和纵摆轴Ab旋转。由此，能根据物品输送机器人10的状况，自由地变更保持部12的姿势。并且，由此，即使保持部12的设计不采用特别的设计，也能通过改变姿势来应对各种要求，因此能减轻保持部12的设计上的限制。例如，在保持部12的姿势不能变更的情况下，为了避免在行驶时与其他构件的干涉，保持部12的宽度方向尺寸L1必须小于行驶部14的宽度方向尺寸L3。另一方面，如本例那样，若将保持部12设为能横摆，则即使将保持部12的宽度方向尺寸L1设为大于行驶部14的宽度方向尺寸L3，也能避免与其他构件的干涉，因此减轻与保持部12的宽度方向尺寸L1有关的限制。

此外，将保持部12设为能绕横摆轴Aa和纵摆轴Ab旋转，由此，如上所述，保持部12能通过其动作向用户传递消息。其结果是，能提高用户对物品输送机器人10的亲近感。

接着，对利用麦克纳姆轮的物品输送机器人10的全方位移动进行说明。在本例中，前轮20和后轮24为麦克纳姆轮，因此通过变更连杆打开角度γ来抬起中轮22，能使物品输送机器人10全方位移动。关于这一点，参照图8A～图8C来进行说明。图8A～图8C是从上观察物品输送机器人10的示意图。在图8A～图8C中，空心箭头表示物品输送机器人10的行进方向，记载于车轮的旁边的箭头表示各车轮的旋转方向。即，记载于车轮的旁边的纸面向上的箭头表示车轮向前行进的方向的旋转(以下称作“前进旋转”)，纸面向下的箭头表示车轮向后行进的方向的旋转(以下称作“后退旋转”)。

如图8A所示，对在抬起了中轮22的状态下，使前轮20和后轮24分别向与前后相邻的其他车轮相反的方向，且与左右相邻的其他车轮相反的方向旋转的情况进行考虑。即，对使左右单侧(在图示例子中为右侧)的前轮20前进旋转、后轮24后退旋转，并且使左右相反侧(在图示例子中为左侧)的前轮20后退旋转、后轮24前进旋转的情况进行考虑。在该情况下，物品输送机器人10向左右单侧方向(在图示例子中为右侧)横向移动，而不改变该机器人自身的朝向。

此外，如图8B所示，对使前轮20和后轮24分别向与前后相邻的其他车轮相同的方向，且与左右相邻的其他车轮相反的方向旋转的情况进行考虑。即，对使左右单侧(在图示例子中为右侧)的前轮20和后轮24后退旋转，使左右相反侧(在图示例子中为左侧)的前轮20和后轮24前进旋转的情况进行考虑。在该情况下，物品输送机器人10能原地回转。

而且，如图8C所示，在使左右单侧的前轮20和左右相反侧的后轮24前进旋转，使剩下的前轮20和后轮24不旋转的情况下，能使物品输送机器人10以向前方且左右单侧方向行进的方式斜向移动。

接着，参照图9到图12对这样的物品输送机器人10的行驶部14的机械构成进行说明。图9、图10是卸下了罩的物品输送机器人10的局部分解立体图，图9是从斜前方观察的图，图10是从斜后方观察的图。此外，图11是中心轴69周边的纵剖视图，图12是连结轴86周边的纵剖视图。

在行驶部14的中央部分设有后端面和底面开口的大致箱形的固定框架80。此外，以在宽度方向上横穿该固定框架80的方式设有中心轴69。中心轴69设于与纵摆轴Ab一致的位置和朝向上。

在中心轴69的宽度方向两端固定装接有前连杆60。前连杆60连结前轮20和中心轴69。前连杆60的形状没有特别限定，但在本例中，将前连杆60设为板构件，该板构件配置为其厚度方向与物品输送机器人10的宽度方向平行。在前连杆60的后端附近装配有作为中轮22的车轴的中车轴66，在前连杆60的前端附近装配有作为前轮20的车轴的前车轴64。因此，中心轴69、前轮20和中轮22的相对位置关系被前连杆60约束。在前连杆60还设有用于驱动前轮20旋转的前轮马达50。

此外，如图10所示，在中心轴69的轴向中央部分装配有连结框架76，该连结框架76能相对于中心轴69旋转。在该连结框架76的上表面和底面装配有一对后链节板72。后链节板72为从前端向后方延伸后、向左右扩展的俯视观察时为大致T字状的板构件。在该一对后链节板72之间配置并固定有后轮马达52、升起马达54、纵摆马达56。后轮马达52是驱动后轮24旋转的马达。在后轮马达52的宽度方向外侧端部装配有连结托架74。在该连结托架74装配有作为后轮马达52的车轴的后车轴68。此外，在连结托架74的上表面和底面通过螺栓等紧固有后链节板72。因此，连结框架76、后链节板72以及连结托架74作为对中心轴69(进而纵摆轴Ab)与后轮24的距离进行约束、连结中心轴69和后轮24的后连杆62而发挥功能。

升起马达54是使前连杆60相对于后连杆62摆动，由此抬起保持部12和中轮22的马达。此外，纵摆马达56是使固定框架80乃至连结于该固定框架80的保持部12相对于后连杆62绕纵摆轴Ab摆动的马达。参照图11对这些马达和各构件的机械连结进行说明。

如图11所示，在中心轴69的中央，连结框架76经由轴承而装配为能旋转。在该连结框架76的上表面和底面紧固有后链节板72。升起马达54和纵摆马达56(在图11中不可见)固定于该后链节板72。

而且，在中心轴69还固定装接有作为锥齿轮的升起齿轮70。升起齿轮70与中心轴69牢固地连结，与中心轴69一起旋转。此外，升起齿轮70与中心轴69(乃至纵摆轴Ab)同心。在升起马达54的输出轴装配有与该升起齿轮70啮合的锥齿轮(未图示)。升起马达54紧固于后链节板72，因此伴随着升起马达54的旋转，中心轴69和前连杆60与升起齿轮70一起以纵摆轴Ab为中心相对于后连杆62摆动。并且，由此，前连杆60与后连杆62所成的连杆打开角度γ被变更，中轮22和保持部12进行升降。

连结有保持部12的固定框架80经由轴承而装配为能相对于中心轴69旋转。在该固定框架80的侧面固定装接有作为锥齿轮的纵摆齿轮78。该纵摆齿轮78与中心轴69(乃至纵摆轴Ab)同心。在纵摆马达56的输出轴装配有与该纵摆齿轮78啮合的锥齿轮(未图示)。而且，纵摆马达56紧固于后链节板72，因此伴随着纵摆马达56的旋转，纵摆齿轮78和固定框架80以及保持部12一起以纵摆轴Ab为中心相对于后连杆62摆动。

接着，对使保持部12绕横摆轴Aa旋转的机构进行说明。如图9、图10所示，在行驶部14设有支承框架88。支承框架88是固定装接于构成保持部12的环状体16(在图8A、图8B、图8C、图9中未图示)的底面的构件。该支承框架88经由固定轴82、横摆齿轮84以及连结轴86连结于固定框架80。

即，如图12所示，固定轴82紧固于固定框架80的上表面，作为锥齿轮的横摆齿轮84紧固于固定轴的上表面。而且，在横摆齿轮84的上表面紧固有连结轴86。该固定轴82、横摆齿轮84以及连结轴86与横摆轴Aa同心。圆柱状的连结肋88a从支承框架88的底面突出，该连结肋88a经由轴承以能旋转的方式连结于连结轴86。

在支承框架88的底面还装配有横摆马达58。该横摆马达58是使保持部12绕横摆轴Aa旋转的马达。在横摆马达58的输出轴装配有与横摆齿轮84啮合的锥齿轮90。在该情况下，伴随着横摆马达58的旋转，支承框架88和保持部12绕横摆轴Aa旋转。

需要说明的是，在此说明的构成是一个例子，只要保持部12能绕横摆轴Aa旋转即可，也可以适当地进行变更。例如，在本例中，使保持部12的纵摆的摆动轴(即纵摆轴Ab)与连杆60、62的摆动轴一致，但也可以使这些完全分离。例如，也可以如图13所示，在前连杆60和后连杆62的上侧设置支承板91，在该支承板91之上设置纵摆轴Ab。在图13的情况下，支承板91与前连杆60或后连杆62通过连结连杆92连结。连结连杆92具有与形成于前连杆60和后连杆62的凸轮孔94卡合的凸轮销92a。此外，也可以使行驶部14成为没有前连杆60和后连杆62的构成，例如具有履带来代替车轮的构成。

此外，在图9中，只要能将横摆马达58的输出动力作为绕横摆轴Aa的旋转而传递至支承框架88即可，也可以代替锥齿轮而使用其他的传递构件。例如，也可以使用其他种类的齿轮、带轮等。此外，横摆马达58也可以固定于固定框架80，而不是支承框架88。此外，在之前的说明中，保持部12能纵摆以及升降，但是也可以无法进行这些动作。而且，在本例中，将物品输送机器人10设为能自主行驶，但也可以对物品输送机器人10进行远程操纵。

Claims (5)

1.一种物品输送机器人，其特征在于，具备：

行驶部，在路面行驶；

保持部，设于所述行驶部的上侧，能保持物品，所述保持部被设为能绕在所述保持部的高度方向延伸的横摆轴旋转；以及

控制器，对所述行驶部的驱动和所述保持部绕所述横摆轴的旋转角度进行控制。

2.根据权利要求1所述的物品输送机器人，其特征在于，

所述保持部的宽度方向尺寸大于所述保持部的前后方向尺寸，

至少在所述保持部的前表面设有用于取放所述物品的取出口，

所述控制器对所述保持部绕所述横摆轴的旋转角度进行控制，以使在行驶时，所述保持部的两侧面朝向机器人的前后方向，在所述物品的取放时，所述保持部的所述前表面朝向所述机器人的前方。

3.根据权利要求2所述的物品输送机器人，其特征在于，

在所述保持部的所述两侧面的至少一方设有显示图像的侧面显示器。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的物品输送机器人，其特征在于，

所述保持部具有方形的环状体，该方形的环状体前后贯通，能在内侧保持一个以上所述物品。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的物品输送机器人，其特征在于，

所述保持部被设为还能相对于所述行驶部绕在所述机器人的宽度方向延伸的纵摆轴摆动，

所述控制器还对所述保持部绕所述纵摆轴的摆动角度进行控制。

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