CN114379971B - 搬运系统以及搬运方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种搬运系统以及搬运方法。自主移动机器人具有：载置部；臂，其从所述载置部沿着水平方向而伸出或收回；控制部，其对所述臂的动作进行控制，所述控制部在使所述臂的顶端移动至从下方被支承且在底面上具有槽的物体的该槽处之后，使卡挂在该槽上的所述臂的顶端朝向所述载置部返回，或者，使卡挂于被载置于所述载置部上且在底面上具有槽的物体的该槽上的所述臂的顶端朝向从下方支承该物体的货架进行移动。
Description
技术领域
本公开涉及一种搬运系统以及搬运方法，尤其涉及由自主移动机器人实施的搬运。
背景技术
近年来，开发了一种用于在工厂或仓库等中通过自主移动机器人而对物体进行搬运的技术。例如，国际公开第2017/090108号公开了一种在物流仓库中利用运送机器人而自动地对货架进行排列配置的货架配置系统。在该系统中，运送机器人进入货架下方的空间，并从下方抬起货架，从而与货架一起进行移动。
发明内容
在国际公开第2017/090108号所记载的系统中，将被放置在地板上的物体设为搬运对象。因此，无法对被收纳于货架内的物体进行搬运。
本公开是以上述的情况为背景而完成的，其目的在于，提供能够对收纳于货架内的物体进行搬运的搬运系统以及搬运方法。
用于实现上述目的本公开的一个方式为，通过自主移动机器人而对物体进行搬运的搬运系统，其中，所述自主移动机器人具有：载置部；臂，其从所述载置部沿着水平方向而伸出或收回；控制部，其对所述臂的动作进行控制，所述控制部在使所述臂的顶端移动至从下方被支承且在底面上具有槽的物体的该槽处之后，使卡挂在该槽上的所述臂的顶端朝向所述载置部返回，或者，使卡挂于被载置于所述载置部上且在底面上具有槽的物体的该槽上的所述臂的顶端朝向从下方支承该物体的货架进行移动。
根据该搬运系统，通过臂的水平方向上的移动而使物体从货架向载置部、或者从载置部向货架进行移动。因此，自主移动机器人能够搬运被收纳于货架内的物体。
在上述的一个方式中，也可以为，所述臂具有：轴部，其在水平方向上延伸；突起部，其在该轴部的顶端处沿着与该轴部垂直的方向而延伸。
通过采用这样的方式，从而能够以简单的结构来构成臂结构。
在上述的一个方式中，也可以为，所述控制部以所述轴部作为旋转轴而使所述突起部进行旋转。
通过采用这样的方式，从而容易地在用于将臂的顶端卡挂在槽上的臂的状态、和未卡挂在槽上的臂的状态之间进行切换。
在上述的一个方式中，也可以为，还具有：第一滚珠丝杠，其与所述臂的所述轴部平行地设置，并具有第一螺母齿轮；第二滚珠丝杠，其与所述臂的所述轴部以及所述第一滚珠丝杠平行地设置，并具有第二螺母齿轮；滑块，其对所述第一螺母齿轮和所述第二螺母齿轮进行收纳，且伴随着所述第一螺母齿轮和所述第二螺母齿轮的移动而沿着所述轴部的方向进行移动，所述臂的所述轴部具有齿轮，所述齿轮在所述滑块内与所述第一螺母齿轮以及所述第二螺母齿轮中的至少任意一方啮合，所述控制部对所述第一滚珠丝杠的旋转方向和所述第二滚珠丝杠的旋转方向进行控制。
根据这样的结构，能够通过简单的结构来实现臂的直线运动以及旋转。
在上述的一个方式中，也可以为，所述控制部对所述载置部的高度进行变更。
通过采用这样的方式，从而能够在任意的高度实施物体从货架向载置部的移动作业或者物体从载置部向货架的移动作业。
在上述的一个方式中，也可以为，所述搬运系统包括作为容器的所述物体，所述物体的所述底面具有在由所述臂实施的该物体的移动方向上排列的多个所述槽。
通过采用这样的方式，从而能够提高关于臂的长度的设计自由度。
在上述的一个方式中，也可以为，所述搬运系统包括作为容器的所述物体，所述物体的所述底面的所述槽为V字形状。
通过采用这样的方式，从而限制了将臂的顶端卡挂在槽上并使物体移动时的臂的顶端与物体之间的位置关系。因此，能够使物体的移动稳定。
在上述的一个方式中，也可以为，所述搬运系统包括作为容器的所述物体，所述物体的所述底面的所述槽为圆形形状、椭圆形状、或菱形形状。
通过采用这样的方式，从而在将臂的顶端卡挂在槽上并使物体移动时，无论是物体从货架向载置部的移动，还是物体从载置部向货架的移动，都限制了臂的顶端与物体之间的位置关系。因此，无论是物体从货架向载置部的移动，还是物体从载置部向货架的移动，都能够使物体的移动稳定。
用于实现上述目的的本公开的其他的一个方式为通过自主移动机器人而对物体进行搬运的搬运方法，其中，使具备载置部和从所述载置部沿着水平方向而伸出或收回的臂的所述自主移动机器人的所述臂的顶端移动至从下方被支承且在底面上具有槽的物体的该槽处，并使卡挂在该槽上的所述臂的顶端朝向所述载置部返回，或者，使卡挂于被载置于所述载置部上且在底面上具有槽的物体的该槽上的所述臂的顶端朝向从下方支承该物体的货架进行移动。
根据该搬运方法，通过臂的水平方向上的移动，从而使物体从货架向载置部或者从载置部向货架进行移动。因此，自主移动机器人能够搬运被收纳于货架内的物体。
根据本公开，能够提供可对被收纳于货架内的物体进行搬运的搬运系统以及搬运方法。
本公开的上述内容和其他目的、特征和优点将从以下给出的详细描述和附图中得到更充分的理解，所述附图仅供说明，因此不应被认为是对于本公开的限制。
附图说明
图1为表示实施方式所涉及的自主移动机器人的概要结构的立体图。
图2为表示实施方式所涉及的自主移动机器人的概要结构的侧视图。
图3为表示实施方式所涉及的自主移动机器人的概要性的系统结构的框图。
图4A为臂的顶端向载置部的水平方向上的外侧突出的状态的载置部的俯视图。
图4B为臂的顶端被拉入至载置部侧的状态的载置部的俯视图。
图5A为表示驱动机构的结构的一个示例的示意图。
图5B为表示驱动机构的结构的一个示例的示意图。
图5C为表示驱动机构的结构的一个示例的示意图。
图6为表示驱动机构的结构的改变例的示意图。
图7为表示货架和被收纳于货架内的搬运对象的物体的示意图。
图8为表示物体的正面、底面以及侧面的立体图。
图9A为表示使载置部装载被收纳于货架内的物体的动作的示意图。
图9B为表示使载置部装载被收纳于货架内的物体的动作的示意图。
图9C为表示使载置部装载被收纳于货架内的物体的动作的示意图。
图10为物体的仰视图。
图11为物体的仰视图。
图12为物体的仰视图。
图13为物体的仰视图。
图14为表示由实施方式所涉及的自主移动机器人实施的物体从货架向载置部的移动动作的流程的一个示例的流程图。
图15为表示由实施方式所涉及的自主移动机器人实施的物体从载置部向货架的移动动作的流程的一个示例的流程图。
图16A为表示在物体的上方未产生内应力的形状的组合的示意图。
图16B为表示在物体的上方未产生内应力的形状的组合的示意图。
图16C为表示在物体的上方未产生内应力的形状的组合的示意图。
图16D为表示在物体的上方未产生内应力的形状的组合的示意图。
图16E为表示在物体的上方产生内应力的形状的组合的示意图。
图16F为表示在物体的上方产生内应力的形状的组合的示意图。
图16G为表示在物体的上方产生内应力的形状的组合的示意图。
图16H为表示在物体的上方产生内应力的形状的组合的示意图。
图16I为表示在物体的上方产生内应力的形状的组合的示意图。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。
图1为表示本实施方式所涉及的自主移动机器人10的概要结构的立体图。图2为表示本实施方式所涉及的自主移动机器人10的概要结构的侧视图。图3为表示本实施方式所涉及的自主移动机器人10的概要性的系统结构的框图。
本实施方式所涉及的自主移动机器人10例如为在住宅、设施、仓库、工厂、室外等移动环境内进行自主移动的机器人，也可以属于通过自主移动机器人10而对物体进行支承并搬运的搬运系统。本实施方式所涉及的自主移动机器人10具备可移动的移动部110、向上下方向伸缩的伸缩部120、用于对被载置的物体进行支承的载置部130、臂140、驱动机构150、实施包括移动部110、伸缩部120及臂140的控制在内的自主移动机器人10的控制的控制部100、以及无线通信部160。
移动部110具有机器人主体111、以可旋转的方式而被设置于机器人主体111上的左右一对驱动车轮112以及前后一对从动车轮113、对各个驱动车轮112进行旋转驱动的一对电机114。各个电机114经由减速器等而使各个驱动车轮112进行旋转。各个电机114通过根据来自控制部100的控制信号而使各个驱动车轮112进行旋转，从而使机器人主体111能够进行前进移动、后退移动、以及旋转。由此，机器人主体111能够移动至任意的位置。另外，上述移动部110的结构为一个示例，并未被限定于此。例如，移动部110的驱动车轮112以及从动车轮113的数量也可以为任意的数量，只要能够使机器人主体111移动至任意的位置，则能够应用任意的结构。
伸缩部120为向上下方向进行伸缩的伸缩机构。伸缩部120可以作为套筒伸缩式的伸缩机构而被构成。在伸缩部120的上端部处设置有载置部130，并通过伸缩部120的动作而使载置部130上升或下降。伸缩部120具备电机等驱动装置121，并通过驱动装置121的驱动而进行伸缩。即，通过驱动装置121的驱动而使载置部130上升或下降。驱动装置121根据来自控制部100的控制信号而进行驱动。另外，在自主移动机器人10中，也可以代替伸缩部120而使用对被设置于机器人主体111的上侧处的载置部130的高度进行控制的公知的任意机构。
载置部130被设置于伸缩部120的上部(顶端)处。载置部130通过电机等驱动装置121而进行升降，在本实施方式中，载置部130被用于装载要通过自主移动机器人10搬运的物体。为了进行搬运，自主移动机器人10在保持着由载置部130支承物体的状态下，与物体一起进行移动。由此，自主移动机器人10对物体进行搬运。
载置部130例如由成为上表面的板材和成为下表面的板材构成，在上表面与下表面之间具有收存臂140以及驱动机构150的空间。虽然在本实施方式中该板材的形状、即载置部130的形状例如为平整的圆盘状，但也可以为其他的任意的形状。另外，更加详细而言，在本实施方式中，在臂140移动时，在载置部130上沿着臂140的动作路线而设置有切口131，以免臂140的突起部142碰撞到载置部130。另外，切口131至少被设置于载置部130的上表面上。
在载置部130上设置有从载置部130沿着水平方向而伸出或收回的臂140。臂140具有沿着水平方向而延伸的轴部141、在该轴部141的顶端处沿着与该轴部141垂直的方向而延伸的突起部142。即，在本实施方式中，臂140具有L字形状。此外，在载置部130上设置有驱动机构150，所述驱动机构150根据来自控制部100的控制信号，而实施臂140的水平方向(即，沿着轴部141的方向、进一步换言之为臂140的长边方向)上的移动以及轴部141的旋转。驱动机构150例如包含电机以及直线导轨，并实施臂140的水平方向上的移动以及轴部141的旋转，但作为驱动机构150，也可以采用用于实施这些动作的公知的任意机构。另外，关于本实施方式中的驱动机构150的详细内容，将在后文中进行叙述。
这样，臂140能够在水平方向上进行移动，并且突起部142能够伴随着轴部141的旋转而进行旋转。即，突起部142能够以轴部141作为旋转轴而进行旋转。
在此，图示了臂140的水平方向上的移动。图4A为，臂140的顶端向载置部130的水平方向上的外侧突出的状态的载置部130的俯视图。此外，图4B为，臂140的顶端向载置部130侧被拉入的状态的载置部130的俯视图。另外，如附图所示，载置部130的切口131为，从载置部130的外周端起沿着臂140的轴而延伸的预定的长度的切口。切口131的末端的位置具体而言为，相当于例如像图4B所示的那样臂140被最大程度拉入载置部130侧时的臂140的顶端(突起部142)的位置的位置。这样，由于在载置部130上有切口131，因此能够将臂140的突起部142拉入至载置部130的外周的内侧。
接下来，对本实施方式的驱动机构150进行具体说明。图5A至图5C为表示驱动机构150的结构的一个示例的示意图。尤其，图5B为表示臂140的顶端被最大程度拉入至载置部130侧的状态的示意图，图5C为表示臂140的顶端最大程度向载置部130的水平方向的外侧突出的状态的示意图。
驱动机构150包括电机151a、151b、减速器152a、152b、滚珠丝杠153a、153b、滑块154、轨道155a、155b、支承框架156。滚珠丝杠153a、153b、轨道155a、155b、臂140的轴部141平行地进行排列。在图5A至图5C所示的结构例中，在两条轨道155a、155b之间，按照滚珠丝杠153a、臂140的轴部141、滚珠丝杠153b的顺序而配置有滚珠丝杠153a、153b以及轴部141。也就是说，臂140被配置于滚珠丝杠153a与滚珠丝杠153b之间。
滚珠丝杠153a包括丝杠轴1531a和螺母齿轮1532a。螺母齿轮1532a在外周面上形成有作为齿轮而发挥功能的齿。即，螺母齿轮1532a为与丝杠轴1531a拧合的螺母，并且也是齿轮。同样，滚珠丝杠153b包括丝杠轴1531b和螺母齿轮1532b。螺母齿轮1532b在外周面上形成有作为齿轮而发挥功能的齿。即，螺母齿轮1532b为与丝杠轴1531b拧合的螺母，并且也是齿轮。另外，在本实施方式中，丝杠轴1531a和丝杠轴1531b的螺纹的朝向成为相反方向。
此外，在臂140的轴部141的与突起部142相反侧的端部上设置有齿轮143。伴随着齿轮143的旋转，轴部141也进行旋转。在滑块154内，螺母齿轮1532a和齿轮143相啮合，齿轮143与螺母齿轮1532a以及螺母齿轮1532b相啮合，螺母齿轮1532b与齿轮143相啮合。
滑块154收存螺母齿轮1532a、1532b、齿轮143，并通过滚珠丝杠153a、153b的旋转而沿着轨道155a、155b进行直线运动。通过滑块154的直线运动而使臂140进行直线运动。在滑块154中，贯穿有轨道155a、155b、丝杠轴1531a、1531b。在滑块154内，螺母齿轮1532a、1532b、齿轮143以在与臂140的轴部141垂直的方向上排列的方式而被配置。这样，滑块154对螺母齿轮1532a、1532b和齿轮143进行收纳，且伴随着螺母齿轮1532a和螺母齿轮1532b的移动而沿着轴部141的方向进行移动。由此，轴部141也进行移动。轨道155a、155b为，与滚珠丝杠153a、153b平行配置的棒状的部件。此外，支承框架156为用于对驱动机构150的各个结构要素进行支承的框架。
电机151a、151b分别根据来自控制部100的控制信号而进行驱动。通过电机151a的旋转，从而经由减速器152a而与电机151a连接的滚珠丝杠153a进行旋转。同样，通过电机151b的旋转，从而经由减速器152b而与电机151b连接的滚珠丝杠153b进行旋转。减速器152a、152b例如由带和滑轮构成。
在本实施方式中，控制部100通过利用电机151a、151b而对丝杠轴1531a、1531b的旋转进行控制，从而对臂140的动作进行控制。具体而言，控制部100在将臂140朝向载置部130之外送出的情况下使丝杠轴1531a向第一旋转方向进行旋转，并使丝杠轴1531b向与第一旋转方向相反的第二旋转方向进行旋转。如上文所述，由于丝杠轴1531a和丝杠轴1531b的螺纹的朝向彼此相反，因此，通过这样的丝杠轴1531a、1531b的旋转，从而滑块154在将臂140送出的方向上进行直线运动。同样，控制部100在使臂140返回的情况下使丝杠轴1531a向第二旋转方向进行旋转，并使丝杠轴1531b向第一旋转方向进行旋转。通过这样的丝杠轴1531a、1531b的旋转，从而滑块154向使臂140返回的方向进行直线运动。
相对于此，控制部100在使臂140的突起部142向第一旋转方向进行旋转的情况下使丝杠轴1531a、1531b均向与第一旋转方向相反的第二旋转方向进行旋转。由于丝杠轴1531a和丝杠轴1531b的螺纹的朝向彼此相反，因此，在丝杠轴1531a和丝杠轴1531b向相同的方向进行旋转的情况下，代替滑块154的直线运动，而使螺母齿轮1532a、1532b向与丝杠轴1531a、1531b的旋转方向相同的方向进行旋转。由此，臂140的齿轮143向第一旋转方向进行旋转，且突起部142也向第一旋转方向进行旋转。同样，控制部100在使臂140的突起部142向第二旋转方向进行旋转的情况下使丝杠轴1531a、1531b均向第一旋转方向进行旋转。由此，臂140的齿轮143向第二旋转方向进行旋转，且突起部142也向第二旋转方向进行旋转。
另外，虽然在本实施方式中，在螺纹的朝向彼此相反的滚珠丝杠153a与滚珠丝杠153b之间配置了臂140的轴部141，但也可以考虑如下的改变例。图6为表示臂140的驱动机构150的改变例的示意图。图6所示的臂140的驱动机构150在以下点与图5A至图5C所示的驱动机构150不同。在图6所示的驱动机构150中，代替滚珠丝杠153a、153b而采用了滚珠丝杠153c、153d。而且，在图6所示的驱动机构150中，滚珠丝杠153c、153d和臂140的轴部141的排列方式从图5A至图5C所示的驱动机构150发生了变更。
滚珠丝杠153c、153d在二者的螺纹的朝向相同的这一点上与滚珠丝杠153a、153b不同。即，滚珠丝杠153c包括丝杠轴1531c和螺母齿轮1532c。同样，滚珠丝杠153d包括丝杠轴1531d和螺母齿轮1532d。而且，丝杠轴1531c和丝杠轴1531d的螺纹的朝向成为相同的朝向。
此外，滚珠丝杠153c、153d和臂140的轴部141按照滚珠丝杠153a、滚珠丝杠153b、臂140的轴部141的顺序而被配置。也就是说，臂140被配置在平行排列的两个滚珠丝杠153c、153d的外侧。因此，在滑块154内，螺母齿轮1532c与螺母齿轮1532d相啮合，螺母齿轮1532d与螺母齿轮1532c和齿轮143相啮合，齿轮143与螺母齿轮1532d相啮合。
另外，滚珠丝杠153c、153d与图5A至图5C所示的驱动机构150同样地与臂140的轴部141平行排列。滚珠丝杠153c通过电机151a而进行旋转。同样，滚珠丝杠153d通过电机151b而进行旋转。
相对于具备这种结构的驱动机构150，控制部100通过利用电机151a、151b而对丝杠轴1531a、1531b的旋转进行控制，从而以如下的方式对臂140的动作进行控制。具体而言，控制部100在将臂140朝向载置部130之外送出的情况下使丝杠轴1531c、1531d均向第一旋转方向进行旋转。通过这样的丝杠轴1531c、1531d的旋转，从而滑块154在将臂140送出的方向上进行直线运动。同样，控制部100在使臂140返回的情况下使丝杠轴1531c、1531d均向与第一旋转方向相反的第二旋转方向进行旋转。通过这样的丝杠轴1531c、1531d的旋转，从而滑块154在使臂140返回的方向上进行直线运动。
相对于此，控制部100在使臂140的突起部142向第一旋转方向进行旋转的情况下使丝杠轴1531c向第一旋转方向进行旋转，并使丝杠轴1531d向与第一旋转方向相反的第二旋转方向进行旋转。由于丝杠轴1531c和丝杠轴1531d的螺纹的朝向相同，因此，在丝杠轴1531c和丝杠轴1531d彼此向相反方向进行旋转的情况下，代替滑块154的直线运动而使螺母齿轮1532c向与丝杠轴1531c的旋转方向相同的方向进行旋转，且螺母齿轮1532d向与丝杠轴1531d的旋转方向相同的方向进行旋转。由此，臂140的齿轮143向第一旋转方向进行旋转，且突起部142也向第一旋转方向进行旋转。同样，控制部100在使臂140的突起部142向第二旋转方向进行旋转的情况下使丝杠轴1531c向第二旋转方向进行旋转，并使丝杠轴1531d向第一旋转方向进行旋转。由此，臂140的齿轮143向第二旋转方向进行旋转，且突起部142也向第二旋转方向进行旋转。
这样，驱动机构150具有两根滚珠丝杠153a、153b(153c、153d)，被设置于臂140的轴部141处的齿轮143与两根滚珠丝杠的螺母齿轮中的至少任意一方相啮合。而且，控制部100通过对各个滚珠丝杠的旋转方向进行控制，从而对臂140的动作进行控制。根据这样的结构，能够通过简单的结构来实现臂140的直线运动以及旋转。
无线通信部160为，为了根据需要而与服务器或其他的机器人等进行通信从而进行无线通信的电路，例如包括无线收发电路以及天线。另外，在自主移动机器人10不与其他的机器进行通信的情况下，也可以省略无线通信部160。
控制部100为对自主移动机器人10进行控制的装置，并具备处理器101、存储器102以及接口103。处理器101、存储器102以及接口103经由数据总线等而被相互连接。
接口103为，被用于与移动部110、伸缩部120、驱动机构150、无线通信部160等其他的装置进行通信的输入输出电路。
存储器102例如由易失性存储器以及非易失性存储器的组合构成。存储器102被用于对由处理器101执行的、包含一个以上的命令在内的软件(计算机程序)、以及自主移动机器人10的各种处理中所使用的数据等进行存储。
处理器101通过从存储器102中读取并执行软件(计算机程序)，从而实施控制部100的后述的处理。
处理器101例如可以为微处理器、MPU(Micro Processor Unit，微处理器单元)、或CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)等。处理器101也可以包括多个处理器。
这样，控制部100为作为计算机而发挥功能的装置。
另外，上述的程序能够使用各种各样的类型的非临时性计算机可读介质(non-transitory computer readable medium)而被存储，并提供给计算机。非临时性计算机可读介质包括各种各样的类型的具有实体的记录介质(tangible storage medium)。非临时性计算机可读介质的示例包括磁记录介质(例如软盘、磁带、硬盘驱动器)、磁光记录介质(例如磁光盘)、CD-ROM(Read Only Memory，光盘只读存储器)CD-R、CD-R/W、半导体存储器(例如，掩模ROM、PROM(Programmable ROM，可编程只读存储器)、EPROM(Erasable PROM，可擦可编程只读存储器)、快闪ROM、RAM(Random Access Memory，随机存取存储器))。此外，程序也可以通过各种各样的类型的临时性计算机可读介质(transitory computer readablemedium)而被提供给计算机。临时性计算机可读介质的示例包括电信号、光信号以及电磁波。临时性计算机可读介质能够经由电线以及光纤等有线通信线路、或者无线通信线路而将程序提供给计算机。
接下来，对控制部100的处理进行说明。
控制部100对自主移动机器人10的动作进行控制。即，控制部100对移动部110、伸缩部120以及臂140的动作进行控制。控制部100通过向移动部110的各个电机114发送控制信号，从而能够对各个驱动车轮112的旋转进行控制，而使机器人主体111移动至任意的位置。此外，控制部100通过向伸缩部120的驱动装置121发送控制信号，从而能够对载置部130的高度进行控制。此外，控制部100通过向驱动机构150发送控制信号，从而能够对臂140的水平方向上的移动以及突起部142的旋转进行控制。
控制部100也可以通过基于由被设置于驱动车轮112上的旋转传感器检测到的驱动车轮112的旋转信息等而实施反馈控制、稳健控制等公知的控制，从而对自主移动机器人10的移动进行控制。此外，控制部100也可以通过基于由被设置于自主移动机器人10上的摄像机或超声波传感器等距离传感器检测到的距离信息、移动环境的地图信息等信息而对移动部110进行控制，从而使自主移动机器人10自主地移动。
在此，对设为自主移动机器人10的搬运对象的物体进行具体说明。图7为表示货架80、和被收纳于货架80内的搬运对象的物体90的示意图。另外，在图7中，也图示了位于货架80的正面的自主移动机器人10。此外，图8为表示物体90的正面、底面以及侧面的立体图。如图7所示，自主移动机器人10在要使货架80的物体90向载置部130转移时、或者使被放置于载置部130上的物体90向货架80转移时，会移动至接近于货架80的位置。更详细而言，例如，自主移动机器人10移动至货架80的正面、且货架80的成对的轨道81a、81b的中间地点处。
货架80具有对物体90的两侧进行支承的成对的轨道81a、81b。成对的轨道81a、81b以相同的高度而被平行设置。在被收纳于货架80中的物体90中，物体90的一侧被轨道81a支承，且另一侧被轨道81b支承。轨道81a、81b均从货架80的正面跨至背面而被设置。
在物体90的两侧，例如，如图8所示的那样而设置有凸缘91，通过凸缘91被轨道81a、81b从下方支承，从而在货架80中对物体90进行支承。另外，凸缘91在物体90的两侧从正面跨至背面而被设置。虽然在图8所示的示例中，凸缘91被设置于物体90的侧面的上部处，但例如也可以被设置于下部处，可以不一定为上部。此外，在轨道81a、81b对物体90的底面进行支承的情况下，也可以不必在物体90上设置凸缘91。
这样，货架80通过轨道81a、81b而从下方对物体90的两侧进行支承。然后，物体90能够沿着轨道81a、81b而在货架80内于前后方向上进行移动。即，通过将物体90朝向货架80的背面而推入，从而使物体90被收纳于货架80中。相反，通过将物体90朝向货架80的正面而拉出，从而能够从货架80中取出物体90。
如图8所示，在物体90的底面上，于预定的位置处形成有用于使臂140的突起部142卡挂的槽92。另外，虽然物体90例如为长方体形状的容器，但并不限于此，也可以为任意的物体。在作为容器的物体90之中，能够收纳其他的任意的物体。
自主移动机器人10的控制部100通过对臂140进行操作，从而使物体90从货架80向载置部130进行移动，或者使物体90从载置部130向货架80进行移动。图9A至图9C为表示使被收纳于货架80中的物体90装载于载置部130上的动作的示意图。
如图9A所示，首先，控制部100将臂140从载置部130送出预定的长度的量，并使臂的顶端(突起部142)向物体90的底面的槽92进行移动。此时，为了将臂140插入至搬运对象的物体90的底面侧的狭窄的空间(例如，被收纳于搬运对象的物体90的下一层的物体90与搬运对象的物体90之间的狭窄的间隙)内，突起部142的突起的方向优选为水平方向。
接下来，如图9B所示，控制部100以臂140的轴部141作为旋转轴而使突起部142进行旋转。具体而言，控制部100以突起部142朝向上侧的方式而使突起部142进行旋转。由此，突起部142进入到物体90的槽92内。这样，在本实施方式中，通过突起部142的旋转，从而能够容易地在用于将臂140的顶端卡挂在槽上的臂140的状态、和未卡挂在槽上的臂140的状态之间进行切换。
接下来，如图9C所示，控制部100使卡挂在槽92上的臂140的顶端(突起部142)朝向载置部130返回。由此，物体90从货架中被拉出，并从货架向载置部130进行移动。
相对于此，控制部100通过使卡挂在被载置于载置部130上的物体90的槽92上的臂140的顶端朝向货架进行移动，即，通过在突起部142进入到槽92内的状态下将臂140从载置部130送出预定的长度的量，从而能够将载置部130上的物体90收纳于货架内。
另外，在本实施方式中，物体90的槽92的位置被预先规定。即，从位于货架的正面的自主移动机器人10起至槽92为止的距离被预先规定。因此，在本实施方式中，控制部100将臂140从载置部130送出相当于该距离的长度。但是，自主移动机器人10例如也可以具备对物体90的槽92的位置进行检测的摄像机等传感器。在该情况下，控制部100也可以基于由传感器得到的检测结果，来决定将臂140从载置部130送出的长度。
另外，在使物体于载置部130与货架之间进行移动时，载置部130的高度被预先调节为适合于物体的移动的高度。即，控制部100预先以使载置部130的高度成为预定的高度的方式进行控制。这样，在本实施方式中，由于控制部100实施对载置部130的高度进行变更的控制，因而能够在任意的高度上实施物体从货架向载置部130的移动作业或者物体从载置部130向货架的移动作业。例如，在使被收纳于货架内的物体向载置部130移动的情况下，控制部100对载置部130的高度进行调节，以使载置部130的上表面的高度收敛于第一高度至第二高度之间。在此，第一高度为，被收纳于货架内的状态下的物体的底面的高度，第二高度为，对载置部130的上表面的高度与物体的底面的高度之差的容许范围进行规定的高度，且为从第一高度向下方低预定的长度的高度。同样，在将载置部130上的物体收纳在货架内的情况下，控制部100对载置部130的高度进行调节，以使载置部130的上表面的高度收敛于第三高度至第四高度之间。在此，第三高度为，被收纳于货架中的情况下的物体的底面的高度，第四高度为，对载置部130的上表面的高度与被收纳于货架内的情况下的物体的底面的高度之差的容许范围进行规定的高度，且为从第三高度向上方高预定的长度的高度。另外，第三高度例如为对于控制部100而言已知的高度。
另外，虽然物体90的槽92的数量如图8所示的那样为一个，但也可以如图10所示的那样为多个。图10为物体90的仰视图。具体而言，在图10所示的示例中，物体90的底面具有多个槽92，所述多个槽92在与将设置有凸缘91的两侧连结的方向垂直的方向、即物体90的移动方向上排列。在该情况下，自主移动机器人10的控制部100在使被收纳于货架内的物体90向载置部130移动的情况下，也可以通过从载置部130侧的槽92起依次卡挂臂140的顶端，从而反复实施从货架中的拉出动作。即，控制部100首先利用从载置部130侧数第一个的槽92而将物体90从货架内部分地拉出，接下来，利用从载置部130侧数第二个的槽92而将物体90从货架内进一步拉出。可以通过在对设为对象的槽92进行变更的同时反复实施这样的动作而将物体90从货架内完全拉出。根据这样的结构，能够缩短臂140的长度。即，通过设置多个物体90的槽，从而能够提高关于臂140的轴部141的长度的设计自由度。同样，自主移动机器人10的控制部100在使载置部130上的物体向货架移动的情况下，也可以通过从货架侧的槽92起依次卡挂臂140的顶端，从而反复实施向货架的推入动作。
此外，在图10所示的示例中，各个槽92为沿着将设置有凸缘91的两侧连结的方向而延伸的长方形，但槽92的形状也可以为其他的形状。例如，如图11所示，物体90的底面的槽92也可以为具有预定的宽度的V字形状的线。更详细而言，在图11所示的示例中，以V字的角部分朝向与将设置有凸缘91的两边连结的方向垂直的方向、即物体90的移动方向的方式而设置有槽92。通过采用这样的方式，从而限制了使将臂140的顶端卡挂在槽92上并使物体移动时的臂140的顶端与物体90之间的位置关系。因此，能够使物体90的移动稳定。另外，虽然在图11所示的示例中V字形状的槽92在物体90的底面上被设置多个，但槽92也可以为一个。
此外，槽92的形状既可以为如图12所示的椭圆形状，也可以为如图13所示的菱形形状。此外，槽92的形状并不限于椭圆形状，也可以为圆形形状。在这种形状的情况下，当将臂140的顶端卡挂在槽92内并使物体90移动时，无论是物体从货架向载置部130的移动，还是物体从载置部130向货架的移动，都限制了臂140的顶端与物体之间的位置关系。因此，无论是物体90从货架向载置部130的移动，还是物体从载置部130向货架的移动，都能够使物体90的移动稳定。另外，椭圆形状、圆形形状、或菱形形状的槽92也可以为一个。
接下来，参照流程图，对由自主移动机器人10实施的从货架向载置部130的物体的移动动作进行说明。图14为，表示由自主移动机器人10实施的物体从货架向载置部130的移动动作的流程的一个示例的流程图。另外，设为，自主移动机器人10预先移动至货架的正面的预定位置。
在步骤S100中，控制部100将臂140送出预定的距离，并使臂的顶端向物体的底面的槽92进行移动。
接下来，在步骤S101中，控制部100使臂140进行旋转。即，控制部100以臂140的突起部142朝向上侧的方式而使突起部142进行旋转。由此，突起部142进入到槽92内。
接下来，在步骤S102中，控制部100使臂140返回预定的距离。即，控制部100使卡挂在槽92上的臂140的顶端朝向载置部130返回。
接下来，在步骤S103中，控制部100使臂140进行旋转。即，控制部100以臂140的突起部142朝向上侧以外(例如水平方向)的方式而使突起部142进行旋转。由此，突起部142从槽92中出来。另外，在臂140的突起部142也可以保持着进入到槽92内的状态的情况下，也可以省略步骤S103。
通过以上的动作，从而实施了物体从货架向载置部130的移动。但是，如上文所述，当在物体的底面上设置有多个槽92的情况下，控制部100反复实施上述的步骤S100至步骤S103。在载置部130上装载了物体之后，控制部100可以对移动部110进行控制，以使其移动至目的地。
接下来，参照流程图，对由自主移动机器人10实施的物体从载置部130向货架的移动动作进行说明。图15为表示由自主移动机器人10实施的物体从载置部130向货架的移动动作的流程的一个示例的流程图。另外，设为，自主移动机器人10预先移动至货架的正面的预定位置。
在步骤S200中，控制部100使臂140进行旋转。即，控制部100以臂140的突起部142朝向上侧的方式而使突起部142进行旋转。由此，突起部142进入到槽92内。另外，在突起部142未处于槽92的位置上的情况下，控制部100也可以在步骤S200之前对突起部142的位置进行调节。此外，在臂140的突起部142处于已经进入到槽92内的状态的情况下，也可以省略步骤S200。
接下来，在步骤S201中，控制部100将臂140送出预定的距离。即，控制部100将卡挂在槽92上的臂140的顶端朝向货架送出。
接下来，在步骤S202中，控制部100使臂140进行旋转。即，控制部100以臂140的突起部142朝向上侧以外(例如水平方向)的方式而使突起部142进行旋转。由此，突起部142从槽92中出来。
接下来，在步骤S203中，控制部100使臂140返回预定的距离。
通过以上的动作，从而实施了物体从载置部130向货架的移动。但是，如上文所述，当在物体的底面上设置有多个槽92的情况下，控制部100反复实施上述的步骤S200至步骤S203。
以上，对实施方式进行了说明。根据本实施方式所涉及的搬运系统，通过臂140的水平方向的移动而使物体向载置部130进行移动。因此，能够使自主移动机器人10的载置部130装载以可拉出的方式而被收纳于货架内的物体，从而实施搬运。此外，还能够通过臂140的水平方向上的移动而使物体从载置部130向货架进行移动。因此，能够将物体收纳在货架内。尤其，由于通过将自主移动机器人10和货架连结的方向上的臂140的移动而实施了物体的移动，因此，与使用复杂的机械手等情况相比，能够以简单的控制来实现物体的移动。此外，由于臂140由轴部141和突起部142构成，因此，与使用复杂的机械手等情况相比，能够以简单的结构来实现物体的移动。
另外，本发明并不限于上述实施方式，能够在不脱离主旨的范围内适当地进行变更。例如，槽92既可以为打穿物体90的底面的槽，也可以为通过被设置于底面上的框架而形成的槽。此外，虽然在上述的实施方式中，臂140被设置于载置部130的内部，但臂140也可以被设置于载置部130的下表面上。
此外，例如也可以将突起部142的形状和槽92的形状设为，在突起部142进入到槽92内的状态下臂140沿着水平方向而进行了移动时在物体90的上方未产生内应力的形状的组合。图16A至图16D为表示在物体90的上方未产生内应力的形状的组合的示意图，图16E至图16I为表示在物体90的上方产生内应力的形状的组合的示意图。如图16A至图16D所示，例如在突起部142和槽92的形状(更加详细而言，从臂140的移动方向(即物体90的移动方向)上穿过的铅直面的截面的形状)均为长方形或上底长于下底的梯形等的情况下，成为在物体90的上方未产生内应力的形状的组合。根据这样的形状，能够在利用臂140而使物体90移动时抑制突起部142从槽92中脱离的情况。
如上文所述，本公开的内容当然能够以各种各样的方式进行变更。这样的各种各样的变更不应被视为脱离了本公开内容的思想和范围，对于本领域技术人员而言，所有的变更被包含在本公开的技术方案的范围内是显而易见的。
Claims (5)
1.一种搬运系统，其为通过自主移动机器人而对物体进行搬运的搬运系统，其中，
所述自主移动机器人具有：
载置部；
臂，其从所述载置部沿着水平方向而伸出或收回；
控制部，其对所述臂的动作进行控制，
所述控制部在使所述臂的顶端移动至从下方被支承且在底面上具有槽的物体的该槽处之后，使卡挂在该槽上的所述臂的顶端朝向所述载置部返回，
或者，使卡挂于被载置于所述载置部上且在底面上具有槽的物体的该槽上的所述臂的顶端朝向从下方支承该物体的货架进行移动，
所述臂具有：轴部，其在水平方向上延伸；突起部，其在该轴部的顶端处沿着与该轴部垂直的方向而延伸，
所述控制部以所述轴部作为旋转轴而使所述突起部进行旋转，
所述自主移动机器人还具有：
第一滚珠丝杠，其与所述臂的所述轴部平行地设置，并具有第一螺母齿轮；
第二滚珠丝杠，其与所述臂的所述轴部以及所述第一滚珠丝杠平行地设置，并具有第二螺母齿轮；
滑块，其对所述第一螺母齿轮和所述第二螺母齿轮进行收纳，且伴随着所述第一螺母齿轮和所述第二螺母齿轮的移动而沿着所述轴部的方向进行移动，
所述臂的所述轴部具有齿轮，
所述齿轮在所述滑块内与所述第一螺母齿轮以及所述第二螺母齿轮中的至少任意一方啮合，
所述控制部对所述第一滚珠丝杠的旋转方向和所述第二滚珠丝杠的旋转方向进行控制。
2.如权利要求1所述的搬运系统，其中，
所述控制部对所述载置部的高度进行变更。
3.如权利要求1或2所述的搬运系统，其中，
所述搬运系统包括作为容器的所述物体，
所述物体的所述底面具有在由所述臂实施的该物体的移动方向上排列的多个所述槽。
4.如权利要求1或2所述的搬运系统，其中，
所述搬运系统包括作为容器的所述物体，
所述物体的所述底面的所述槽为V字形状。
5.如权利要求1或2所述的搬运系统，其中，
所述搬运系统包括作为容器的所述物体，
所述物体的所述底面的所述槽为圆形形状、椭圆形状或菱形形状。
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