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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine unbemannte Transportvorrichtung, die mit einer Last an einem Beladungsabschnitt, der von einem Basisabschnitt getragen wird, beladen wird und die Last zu einem bezeichneten Punkt transportiert.
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Stand der Technik
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Bei einem Hersteller oder Ähnlichem wird eine unbemannte Transportvorrichtung verwendet, um Komponenten und Ähnliches zwischen Prozessen auf unbemannte Weise zu transportieren und die Komponenten und Ähnliches in ein Lager zu befördern. Da bei dem Hersteller eine Layout-Änderung aufgrund einer Prozessänderung häufig durchgeführt wird und verschiedene Herstellungsvorrichtungen angeordnet sind, ist eine Transportlinie bzw. Förderlinie schmal, und eine Route ist kompliziert. Daher erregt eine unbemannte Transportvorrichtung, insbesondere ein AMR (autonomer mobiler Roboter), der einen kleinen Drehradius aufweist und auf einfache Weise in eine vorhandene Fabrik eingeführt werden kann, Aufmerksamkeit.
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Die unten beschriebene Vorrichtung wurde als eine unbemannte Transportvorrichtung vorgeschlagen.
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Die Vorrichtung enthält einen Transporthauptkörper, der einen Fahrantriebsabschnitt enthält, einen Platzierungstisch, auf dem eine Last platziert wird, eine rotierende Vorrichtung, die den Platzierungstisch zentriert auf eine Achse der Oben-Unten-Richtung rotiert, und eine Steuerung, die einen Träger steuert. Der Platzierungstisch und die rotierende Vorrichtung werden derart getragen, dass sie in der Lage sind, sich in Bezug auf den Transporthauptkörper aufwärts und abwärts zu bewegen. Zwei Antriebsräder, die links und rechts angeordnet sind, sind in der Mitte des Transporthauptkörpers angeordnet. Nicht-Antriebsräder (Lenkrollen bzw. Schwenkrollen) sind auf der Vorderseite und der Rückseite der beiden Antriebsräder angeordnet. Die Nicht-Antriebsräder auf der Vorderseite und der Rückseite sind beispielsweise jeweils nebeneinander auf der linken und der rechten Seite angeordnet. Eine Positionsabweichung der Last, die auf dem Platzierungstisch angeordnet ist, wird von einer Kamera erfasst, die oben an dem Transporthauptkörper angebracht ist, und es wird eine Bewegung des Trägers beschränkt (siehe
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17 309 A ).
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Die unbemannte Transportvorrichtung wird jedoch in verschiedenen Umgebungen verwendet. Eine Fahrfläche bzw. Fortbewegungsoberfläche ist nicht immer eine flache Oberfläche und ist manchmal eine geneigte Oberfläche oder eine ungleichmäßige Oberfläche. Wenn beispielsweise die Fahrfläche geneigt ist, weisen die vorderen und hinteren Nicht-Antriebsräder einen Erdkontakt auf, aber die Antriebsräder in der Mitte sind erhöht, und die unbemannte Transportvorrichtung ist wahrscheinlich nicht in der Lage, zu transportieren bzw. sich zu bewegen, wenn auf die Fahrfläche trifft. Dementsprechend wurde die unten beschriebene Fortbewegungsvorrichtung mit Rädern vorgeschlagen. Ein erster Radträgerabschnitt, der zwei Antriebsräder und ein Hilfsrad aufhängt, und ein zweiter Radträgerabschnitt, der ein oder mehrere Hilfsräder aufhängt, sind in einer vertikalen Richtung rotierbar gekoppelt. Die Antriebsräder und die Hilfsräder sind an Positionen angeordnet, bei denen die Antriebsräder und die Hilfsräder selbst stehen können. Ein oder mehrere weitere Hilfsräder sind in einer Querrichtung unabhängig voneinander derart angeordnet, so dass sie in der Lage sind, auf dem zweiten Radträgerabschnitt selbst zu stehen. Eine Last wird auf dem zweiten Radträgerabschnitt angeordnet, und es wird ein Gewicht auf den zweiten Radträgerabschnitt ausgeübt. Ein Kopplungsabschnitt des ersten Radträgerabschnittes und des zweiten Radträgerabschnittes ist an einer Mittenposition zwischen den Antriebsrädern und den Hilfsrädern an dem ersten Radträgerabschnitt festgelegt. Daher wird unabhängig davon, ob auf die ersten und zweiten Radträgerabschnitte ein Gewicht ausgeübt wird, eine Druckkraft auf eine Fahrstraße auf beide Antriebsräder und die Hilfsräder an dem ersten Radträgerabschnitt ausgeübt. Demzufolge kann unabhängig davon, ob auf der Vorderseite oder der Rückseite des ersten Radträgerabschnittes ein gekrümmter Abschnitt einer geneigten Fläche vorhanden ist, garantiert werden, dass die Antriebsräder mit einem vorbestimmten Druck einen Erdkontakt aufweisen. Daher werden ein nicht fahrfähiger Zustand und ein Taumeln aufgrund eines steilen Anstiegs vermieden (siehe
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313 720 A ).
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Zitierungsliste
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Patentliteratur
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- PTL 1: JP 2021 - 17 309 A
- PTL 2: JP 2005 - 313 720 A
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Zusammenfassung der Erfindung
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Technisches Problem
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In der unbemannten Transportvorrichtung, die in der
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17 309 A beschrieben ist, werden jedoch der Platzierungstisch und die rotierende Vorrichtung von dem Transporthauptkörper derart getragen, dass sie sich aufwärts und abwärts bewegen können. In der unbemannten Transportvorrichtung, die in der
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313 720 A beschrieben ist, sind der erste Radträgerabschnitt, der die Antriebsräder und ein Hilfsrad aufhängt, und der zweite Radträgerabschnitt, der die Hilfsräder aufhängt, in der vertikalen Richtung miteinander gekoppelt, so dass sie rotieren können. Daher weisen beide unbemannten Transportvorrichtungen große Fahrzeughöhen auf. Lasten, die auf dem Platzierungstisch und dem zweiten Radträgerabschnitt angeordnet werden, kollabieren wahrscheinlich, wenn die unbemannte Transportvorrichtung auf einer Steigung oder einer ungleichmäßigen Oberfläche fährt. In der unbemannten Transportvorrichtung, die in der
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313 720 A beschrieben ist, sind der erste Radträgerabschnitt und der zweite Radträgerabschnitt rotierbar in der Höhenrichtung gekoppelt. Daher ist der Platzierungsraum für eine Last beschränkt.
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Lösung für das Problem
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Die vorliegende Erfindung entstand, um die obigen Probleme zu lösen, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine unbemannte Transportvorrichtung zu schaffen, die eine niedriger Bodenlage bzw. niedrigen Bodenabstand bzw. geringe Bodenabsenkung einer Fahrzeugkarosserie erzielt und einen Platzierungsraum für eine Last vergrößert und in der Lage ist, stabil zu fahren, ohne dass die Antriebsräder anheben bzw. abheben, auch wenn eine Neigung oder Ungleichmäßigkeit auf einer Fahrfläche bzw. Fortbewegungsfläche vorhanden ist.
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Die vorliegende Erfindung weist die folgende Konfiguration zum Lösen der obigen Aufgabe auf.
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Eine unbemannte Transportvorrichtung ist mit einer Last auf einem Lastabschnitt beladen, der von einem Basisabschnitt getragen wird, und fährt und transportiert die Last zu einem bezeichneten Punkt, wobei die unbemannte Transportvorrichtung enthält: ein Paar Antriebsräder, die durch Antriebsmotoren rotierend angetrieben werden; ein Paar erste Hilfsräder, die zentriert auf die Antriebsräder drehbar von einem ersten Radträgerabschnitt getragen bzw. aufgehängt werden, der auf einer Endseite des Basisabschnittes angeordnet ist; und ein Paar zweiter Hilfsräder, die drehbar von einem zweiten Radträgerabschnitt getragen bzw. aufgehängt werden, der an einer anderen Endseite des Basisabschnittes angeordnet ist, wobei die ersten Hilfsräder und die Antriebsräder jeweils von dem ersten Radträgerabschnitt getragen bzw. aufgehängt werden, und wobei der erste Radträgerabschnitt zwischen dem Lastabschnitt und dem Basisabschnitt schwenkbar bzw. pendelbar durch den Basisabschnitt getragen wird.
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Auf diese Weise werden der erste Radträgerabschnitt, der die ersten Hilfsräder trägt, und die Antriebsräder schwenkbar von dem Basisabschnitt getragen bzw. aufgehängt. Daher ist die unbemannte Transportvorrichtung in der Lage, stabil zu fahren, ohne dass die Antriebsräder abheben, sogar wenn eine Neigung oder Ungleichmäßigkeit auf einer Fahrfläche vorhanden ist. Da der erste Radträgerabschnitt zwischen dem Lastabschnitt und dem Basisabschnitt angeordnet ist, ist es möglich, eine niedrige Bodenlage einer Fahrzeugkarosserie zu erzielen. Es ist möglich, den Lastabschnitt, der von dem Basisabschnitt getragen wird, für das Beladen einer Last in breitem Ausmaß zu verwenden.
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Es ist vorteilhaft, wenn die ersten Hilfsräder drehbar an einer Endseite des ersten Radträgerabschnittes getragen bzw. aufgehängt werden, die Antriebsräder drehbar an einer anderen Endseite des ersten Radträgerabschnittes getragen bzw. aufgehängt werden, und der erste Radträgerabschnitt über eine Schwenkwelle durch einen Schwenkträgerabschnitt, der an dem Basisabschnitt angeordnet ist, axial schwenkbar bzw. schwingbar bzw. pendelbar getragen wird.
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Sogar wenn eine Neigung oder eine Ungleichmäßigkeit auf der Fahrfläche vorhanden ist, schwenkt der erste Radträgerabschnitt mittels der Schwenkwelle, während die Antriebsräder geerdet bzw. in Erdkontakt gehalten werden und die ersten Hilfsräder der Fahrfläche folgen. Daher ist die unbemannte Transportvorrichtung in der Lage, stabil zu fahren, ohne dass die Antriebsräder in die Lage versetzt werden, nicht fahren zu können.
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Es ist vorteilhaft, wenn die Schwenkwelle zwischen dem ersten Radträgerabschnitt und dem Basisabschnitt angeordnet ist.
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Demzufolge schwenkt der erste Radträgerabschnitt unter Verwendung eines Raumes zwischen dem Basisabschnitt und dem Lastabschnitt. Daher ist es möglich, eine Fahrzeughöhe zu verringern und eine niedrige Bodenlage zu erzielen.
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Der erste Radträgerabschnitt kann schwenkbar von dem Basisabschnitt derart getragen werden, dass ein Abstand von einer Schwenkwellenposition zu einer antriebsradseitigen Endposition größer als ein Abstand von der Schwenkwellenposition zu einer ersten hilfsradseitigen Endposition an dem ersten Radträgerabschnitt ist.
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Demzufolge wird ein Gewicht stets auf einfache Weise auf die Antriebsradseite im Vergleich zu der Seite des ersten Hilfsrades ausgeübt. Daher ist es möglich, einen Erdkontaktzustand der Antriebsräder aufrechtzuerhalten und eine stabile Fahrt zu realisieren.
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Eine Abbildungskamera und ein Laserabstandssensor können in dem Basisabschnitt angeordnet sein, und die unbemannte Transportvorrichtung kann autonom fahren, während gleichzeitig die Erzeugung einer Umgebungskarte und eine Schätzung der eigenen Position anhand von Eingaben von der Abbildungskamera und dem Laserabstandssensor durchgeführt werden.
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In diesem Fall ist es ebenfalls möglich, eine SLAM-Technik (Simultaneous Localization and Mapping: gleichzeitige Ausführung einer Schätzung der eigenen Position und der Erzeugung der Umgebungskarte) zu verwenden und die Zuverlässigkeit eines autonomen Transportbetriebes zu verbessern, während ein breiter bzw. großer Raum des Lastabschnittes, auf den eine Last geladen wird, gesichert wird.
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Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
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Es ist möglich, eine unbemannte Transportvorrichtung zu schaffen, die einen geringen Bodenabstand bzw. niedrige Bodenlage einer Fahrzeugkarosserie erzielt und einen Platzierungsraum bzw. Anordnungsraum für eine Last vergrößert, und die in der Lage ist, stabil zu fahren ohne dass Antriebsräder abheben, sogar wenn eine Neigung oder Ungleichmäßigkeit auf einer Fahrfläche vorhanden ist.
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Figurenliste
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- 1 ist eine perspektivische Ansicht einer unbemannten Transportvorrichtung.
- 2 ist eine Seitenansicht der unbemannten Transportvorrichtung der 1, von der eine rechte Seitenplatte und Antriebsräder entfernt sind.
- 3 ist eine perspektivische Ansicht der unbemannten Transportvorrichtung der 1, von der die rechte Seitenplatte und eine vordere Seitenplatte entfernt sind.
- 4 ist eine Vorderansicht der unbemannten Transportvorrichtung der 3.
- 5 ist eine perspektivische Ansicht, der unbemannten Transportvorrichtung der 3, von der ein Lastabschnitt entfernt ist.
- 6 ist eine Draufsicht auf die unbemannte Transportvorrichtung der 5.
- 7 ist ein Blockdiagramm eines Steuerungssystems der unbemannten Transportvorrichtung.
- 8A bis 8C sind Zustandsdiagramme, die Fahrbetriebe entsprechend jeweiligen Fahrflächen der unbemannten Transportvorrichtung darstellen.
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Beschreibung der Ausführungsformen
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Eine schematische Konfiguration einer unbemannten Transportvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden mit Bezug auf die 1 bis 7 beschrieben. Die unbemannte Transportvorrichtung ist ein schienenloses Fahrzeug, das mit einer Last auf einem Lastabschnitt durch einen Operator oder automatisch beladen wird, zu einem bezeichneten Ort fährt und von der die Last durch den Operator oder automatisch entladen wird. Die unbemannte Transportvorrichtung ist mit SLAM (Simultaneous Localization and Mapping: gleichzeitige Ausführung der Schätzung der eigenen Position und der Erzeugung einer Umgebungskarte) ausgerüstet. SLAM ist grob in drei Typen entsprechend den Unterschieden zwischen den Eingangssensoren klassifiziert. Es gibt LiDAR-SLAM, bei dem ein LiDAR (ein Laserabstandssensor) als Eingang verwendet wird, Visual-SLAM, bei dem eine Abbildungskamera verwendet wird, und Depth-SLAM, bei dem Abstandsmessinformationen von einem ToF-Sensor (ToF: Time of Flight bzw. Laufzeit) oder Ähnlichem verwendet werden. Wie es unten erläutert ist, verbessert die unbemannte Transportvorrichtung dieser Ausführungsform die Zuverlässigkeit eines autonomen Transportbetriebes unter Verwendung von Koordinatensystemen durch das LiDAR (Laserabstandssensor) und Bildinformationen der Abbildungskamera in Kombination miteinander.
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Wie es in 2 gezeigt ist, wird in einer unbemannten Transportvorrichtung 1 ein Lastabschnitt 4 von einem Basisabschnitt 2 über Säulen 3 getragen. In der Mitte jeweils der linken und rechten Seiten des Basisabschnittes 2 ist ein Paar Antriebsräder 5 angeordnet. Es sind insgesamt sechs Räder gezeigt, die ein Paar erste Hilfsräder 6 (Vorderräder) und ein Paar zweiter Hilfsräder 7 (Hinterräder) enthalten, die auf der Vorderseite und der Rückseite des Paars Antriebsräder 5 angeordnet sind (siehe 6).
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Wie es in 5 gezeigt ist, werden die beiden Antriebsräder 5 jeweils durch Antriebsmotoren 11 a, 11b rotierend angetrieben. In dem Basisabschnitt 2 ist zentriert auf das Paar Antriebsräder 5 das Paar Hilfsräder 6 an einer Endseite (einer vorderen Seite) des Basisabschnittes 2 und das Paar zweite Hilfsräder 7 an der anderen Endseite (einer hinteren Seite) des Basisabschnittes 2 angeordnet.
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Wie es in 2 gezeigt ist, wird das erste Hilfsrad 6 (das Vorderrad) drehbar von einer Lenkrolle bzw. Schwenkrolle 6a auf einer Endseite eines länglichen plattenförmigen ersten Radträgerabschnittes 8 getragen. Der Antriebsmotor 11 a ist einstückig an einer Motorbefestigungsplatte 20 auf der anderen Endseite des ersten Radträgerabschnittes 8 angebaut. Eine Antriebswelle 11c des Antriebsmotors 11a erstreckt sich weiter zu einer Außenseite als die Motoranbringungsplatte 20. Das Antriebsrad 5 ist an der Antriebswelle 11 c angebracht.
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Der erste Radträgerabschnitt 8 wird über eine Schwenkwelle 8a durch einen Schwenkträgerabschnitt 9, der in dem Basisabschnitt 2 angeordnet ist, zwischen dem Lastabschnitt 4 und dem Basisabschnitt 2 schwenkbar getragen. Der Schwenkträgerabschnitt 9 ist auf vorstehende Weise an dem Basisabschnitt 2 angeordnet. Ein Wellenloch 9a ist in den Schwenkträgerabschnitt 9 gebohrt. Eine Wellenträgerplatte 8b ist vorstehend an einer dem Basisabschnitt 2 gegenüberliegenden bzw. entgegengesetzten Fläche des ersten Radträgerabschnittes 8 angeordnet. Die Schwenkwelle 8a ist in der horizontalen Außenrichtung vorstehend in der Wellenträgerplatte 8b angeordnet. Die Schwenkwelle 8a des ersten Radträgerabschnittes 8 ist in das Wellenloch 9a des Schwenkträgerabschnittes 9 eingepasst. Der erste Radträgerabschnitt 8 wird derart getragen, dass er in der Lage ist, um die Schwenkwelle 8a zentriert um diese zu schwenken.
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Fahrbetriebe der unbemannten Transportvorrichtung 1 entsprechend den jeweiligen Fahrflächen werden mit Bezug auf die 8A bis 8C erläutert. Es ist nur eine Konfiguration eines Hauptteils der unbemannten Transportvorrichtung 1 gezeigt. Es wird angenommen, dass die unbemannte Transportvorrichtung 1 zur rechten Seite in den 8A bis 8C fährt. 8A zeigt einen Fahrzustand der unbemannten Transportvorrichtung 1 in dem Fall, in dem eine Fahrfläche eine flache Ebene ist. Der erste Radträgerabschnitt 8 und der Basisabschnitt 2 sind parallel zueinander. Sämtliche Räder befinden sich auf der Fahrfläche in Erdkontakt.
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8B zeigt einen Fahrzustand der unbemannten Transportvorrichtung 1 in dem Fall, in dem die Fahrfläche eine Aufwärtssteigung aufweist. Der erste Radträgerabschnitt 8 schwenkt in Bezug auf den Basisabschnitt 2 aufwärts nach rechts der Zeichnung zentriert um die Schwenkwelle 8a, und sämtliche Räder sind auf der Fahrfläche in Erdkontakt. 8C zeigt einen Fahrzustand der unbemannten Transportvorrichtung 1 in dem Fall, in dem die Fahrfläche eine Abwärtssteigung aufweist. Der erste Radträgerabschnitt 8 schwenkt in Bezug auf den Basisabschnitt 2 abwärts nach rechts der Zeichnung zentriert um die Schwenkwelle 8a, und sämtliche Räder sind auf der Fahrfläche in Erdkontakt.
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Wie es aus den 8A bis 8C ersichtlich ist, wird der erste Radträgerabschnitt 8, der die ersten Hilfsräder 6 und die Antriebsräder 5 trägt, über die Schwenkwelle 8a durch den Schwenkträgerabschnitt 9, der in dem Basisabschnitt 2 angeordnet ist, schwenkbar getragen. Da der erste Radträgerabschnitt 8 an dem Basisabschnitt 2 schwenkt und die ersten Hilfsräder 6 einer Fahrfläche sogar dann folgen, wenn eine Neigung oder Ungleichmäßigkeit auf der Fahrfläche vorhanden ist, werden daher die Antriebsräder 5 geerdet, d.h. in Erdkontakt, gehalten, und die unbemannte Transportvorrichtung 1 gelangt nicht in den Zustand, in dem sie nicht in der Lage ist, zu fahren, und ist demzufolge in der Lage, problemlos und stabil über einen Stufenabschnitt und einer geneigten Oberfläche zu fahren. Da der erste Radträgerabschnitt 8 zwischen dem Lastabschnitt 4 und dem Basisabschnitt 2 angeordnet ist, ist es möglich, eine niedrige Bodenlage eines Transportkörpers zu erzielen. Es ist möglich, den Lastabschnitt 4, der von dem Basisabschnitt 2 getragen wird, in einem großen Ausmaß zur Beladung einer Last zu verwenden.
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Da die Schwenkwelle 8a zwischen dem ersten Radträgerabschnitt 8 und dem Basisabschnitt 2 angeordnet ist, schwenkt der erste Radträgerabschnitt 8 unter Verwendung eines Raumes zwischen dem Basisabschnitt 2 und dem Lastabschnitt 4. Daher ist es möglich, eine Fahrzeughöhe zu verringern und einen niedrigen Bodenabstand zu erzielen.
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Der erste Radträgerabschnitt 8 wird in Bezug auf den Basisabschnitt 2 derart getragen, dass ein Abstand L2 von der Position der Schwenkwelle 8a zu der Endposition auf der Seite des Antriebsrades 5 größer als ein Abstand L1 von der Position der Schwenkwelle 8a zu der Endposition auf der Seite des ersten Hilfsrades 6 an dem ersten Radträgerabschnitt 8 ist (L1 < L2). Da ein großes Gewicht stets auf einfache Weise mehr auf das Antriebsrad 5 als auf das erste Hilfsrad 6 ausgeübt wird, ist es einfach, einen Erdungszustand bzw. Erdkontaktzustand der Antriebsräder 5 aufrechtzuerhalten.
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Die zweiten Hilfsräder 7 werden jeweils drehbar von Lenkrollen 7a an der linken und rechten Seite des Basisabschnittes 2 angeordneten zweiten Radträgerabschnitten 10 getragen. Beide ersten Hilfsräder 6 und zweiten Hilfsräder 7 sind Nicht-Antriebsräder, die an Lenkrollen befestigt sind, und sind ausgelegt, sich entsprechend einer Differenz zwischen den Drehzahlen der linken und rechten Antriebsräder 5 zu drehen und in einem kleinen Kreis zu drehen. In dieser Ausführungsform ist ein minimaler Rotationsdurchmesser gleich 800 mm, es ist eine Drehung um 360° möglich.
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Wie es in 3 gezeigt ist, sind in dem Basisabschnitt 2 Ausschnitte 2a und Bohrlöcher 2b an Positionen angeordnet, bei denen die Antriebsräder 5, die ersten Hilfsräder 6 (die Vorderräder) und die zweiten Hilfsräder 7 (die Hinterräder) angeordnet sind, und somit wird ein niedriger Bodenabstand der unbemannten Transportvorrichtung 1 erzielt. Wie es in 1 gezeigt ist, wird eine Last durch den Operator oder automatisch auf eine flache Oberfläche des Lastabschnittes 4, der von dem Basisabschnitt 2 getragen wird, geladen.
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Wie es in 2 gezeigt ist, ist das Paar Antriebsräder 5 mit den Antriebswellen 11 c der Antriebsmotoren 11a, 11b gekoppelt und wird drehend angetrieben. Wie es unten erläutert wird, sind jeweilige Motorrotationssensoren 16a, 16b in den Antriebsmotoren 11a, 11b angeordnet. Um die Bewegungsgenauigkeit weiter zu verbessern, können Drehkodierer (nicht gezeigt) in den Antriebsmotoren 11a, 11b angeordnet sein (siehe 7). Drehzahlen und Rotationspositionen der linken und rechten Antriebsräder 5 werden an eine Steuerungseinheit, die unten beschrieben wird, anhand von Rotationssignalen der Motoren übertragen.
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Eine Abbildungskamera 12 (eine Kamera zum Erfassen der Umgebung) ist an dem Vorderteil des Basisabschnittes 2 angeordnet. Die Abbildungskamera 12 bildet eine Umgebung ab und liest einen zweidimensionalen Code und Ähnliches. Die Abbildungskamera 12 erfasst obere und untere Hindernisse, die ein unten erläuterter Laserabstandssensor 3 nicht erfassen kann. Als ein Typ der Abbildungskamera 12 kann eine Einzellinsenkamera (eine Weitwinkelkamera, eine Fischaugenkamera oder eine omnidirektionale Kamera), eine Facettenaugenkamera (eine Stereokamera oder eine Multikamera), eine RGB-D-Kamera (eine Tiefenkamera oder eine ToF-Kamera) oder Ähnliches verwendet werden. In dieser Ausführungsform wird eine Stereokamera verwendet.
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Es ist vorteilhaft, wenn die Abbildungskamera 12 in einer Höhenposition und entsprechend einer Vorsprungsfläche des Lastabschnittes 4 und zwischen dem Basisabschnitt 2 und dem Lastabschnitt 4 angeordnet ist. Demzufolge kann ein Raum oberhalb des Lastabschnittes 4 großflächig als ein Raum zum Beladen einer Last verwendet werden, was zu einem niedrigen Bodenabstand bzw. einer niedrigen Bodenlage der unbemannten Transportvorrichtung 1 beiträgt.
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Ein Laserabstandssensor 13 (LiDAR) ist unterhalb der Abbildungskamera 12 angeordnet. Der Laserabstandssensor 13 misst einen Abstand zu einem Zielobjekt mittels einer Zeitdifferenz, bis ein reflektiertes Licht eines Laserlichtes, das von einem Laserscanner abgestrahlt wird, empfangen wird. Der Laserabstandssensor 13 strahlt Laserlicht aus, um 3D-Punktgruppendaten (x-, y- und z-Koordinaten) zu beschaffen, und erzeugt eine Umgebungskarte. Die erzeugte Umgebungskarte wird in einer Datenspeichereinheit 14c einer unten beschriebenen Steuerungseinheit 14 gespeichert und verwendet, um eine Position zu schätzen und ein Hindernis zu erfassen, wenn die unbemannte Transportvorrichtung 1 eine Last transportiert.
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Wie es in 6 gezeigt ist, enthält der Basisabschnitt 2 die Steuerungseinheit 14, die mit einem vorbestimmten Algorithmus eine Route zu einem Punkt, der auf der Grundlage von Kartendaten bezeichnet wird, berechnet und einen Antriebsbefehl sendet, und eine Motorantriebsvorrichtung 15 (Antriebseinheit), die den Antrieb des Paars Antriebsmotoren 11 a, 11b bis zu dem bezeichneten Punkt steuert, während gleichzeitig die Schätzung einer eigenen Position und die Erzeugung der Umgebungskarte mit Eingangsdaten von der Abbildungskamera 12 und dem Laserabstandssensor 13 durchgeführt werden (siehe 7).
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In dem Basisabschnitt 2 sind eine Anschlussbox 21, die einen Kabelanschluss zum Laden enthält, eine Batterie 22, ein LED-Licht 23 und Ähnliches angeordnet.
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Ein Steuerungssystem der unbemannten Transportvorrichtung 1 wird mit Bezug auf das Blockdiagramm der 7 erläutert. Die Steuerungseinheit 14 enthält einen Mikrocomputer 14a, einen Speicher 14b, eine Datenspeichereinheit 14c, eine Kommunikationsschaltung 14d und eine Positionsschätzvorrichtung 14e. Der Mikrocomputer 14a, der Speicher 14b, die Datenspeichereinheit 14c, die Kommunikationsschaltung 14d und die Positionsschätzvorrichtung 14e sind über einen Kommunikationsbus 14f verbunden und sind in der Lage, Daten untereinander auszutauschen. Die Abbildungskamera 12 und der Laserabstandssensor 13 sind mit dem Kommunikationsbus 14f über eine Kommunikationsschnittstelle (nicht gezeigt) verbunden und übertragen Messdaten, die Messergebnisse sind, an den Mikrocomputer 14a, die Positionsschätzvorrichtung 14e und/oder den Speicher 14b.
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Der Mikrocomputer 14a ist ein Prozessor oder eine Steuerungsschaltung (ein Computer), der oder die einen Arithmetikbetrieb zum Steuern des Betriebs der unbemannten Transportvorrichtung 1 durchführt. Typischerweise ist der Mikrocomputer 14a eine integrierte Halbleiterschaltung. Der Mikrocomputer 14a überträgt ein PWM-Signal (Pulsbreitenmodulationssignal), das ein Steuerungssignal ist, an die Motorantriebsvorrichtung 15, um die Motorantriebsschaltungen 15a, 15b zu steuern, und stellt Spannungen, die an die Antriebsmotoren 11a, 11b angelegt werden, ein. Demzufolge kann das Paar Antriebsmotoren 11a, 11b mit einer gewünschten Drehzahl gedreht werden. Die Motorantriebsschaltungen 15a, 15b enthalten Inverter-Schaltungen. Elektrische Ströme, die zu den Antriebsmotoren 11a, 11b fließen, werden einer Ein/Aus-Steuerung durch das PWM-Signal unterzogen, das von dem Mikrocomputer 14a übertragen wird.
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Man beachte, dass eine oder mehrere Steuerungsschaltungen (beispielsweise Mikrocomputer), die die linken und rechten Antriebsmotoren 11 a, 11b steuern, angeordnet sein können. Die Motorantriebsvorrichtung 15 kann beispielsweise zwei Mikrocomputer enthalten, die die jeweiligen Antriebsmotoren 11a, 11b steuern. Die beiden Mikrocomputer können jeweils eine Koordinatenberechnung unter Verwendung von Kodierungsinformationen, die von den Rotationssensoren 16a, 16b ausgegeben werden, durchführen und eine Bewegungsstrecke der unbemannten Transportvorrichtung 1 in Bezug auf eine Anfangsposition schätzen. Die beiden Mikrocomputer können die Motorantriebsschaltungen 15a, 15b unter Verwendung der Kodierungsinformationen steuern.
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Der Speicher 14b ist eine flüchtige Speichervorrichtung, die ein Computerprogramm speichert, das von dem Mikrocomputer 14a auszuführen ist. Der Speicher 14b speichert zeitweilig Eingangsdaten und kann als ein Arbeitsbereich verwendet werden, wenn der Mikrocomputer 14a und die Positionsschätzvorrichtung 14e Arithmetikbetriebe durchführen.
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Die Datenspeichereinheit 14c ist eine nichtflüchtige Halbleiterspeichervorrichtung (eine Datenbank). Man beachte, dass die Datenspeichereinheit 14c ein magnetisches Aufzeichnungsmedium, beispielsweise eine Festplatte, oder ein optisches Aufzeichnungsmedium, beispielsweise eine optische Scheibe sein kann. Außerdem kann die Datenspeichereinheit 14c eine Kopfvorrichtung zum Schreiben von Daten auf ein beliebiges Aufzeichnungsmedium und/oder Lesen von Daten von dem Aufzeichnungsmedium und eine Steuerungsvorrichtung für die Kopfvorrichtung enthalten.
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Die Datenspeichereinheit 14c speichert eine Umgebungskarte (Kartendaten M) eines Bewegungsraumes, in dem sich die unbemannte Transportvorrichtung 1 bewegt, und Daten von einer oder mehreren Fahrrouten bzw. Bewegungsrouten (Fahrroutendaten R). Die Kartendaten M werden erzeugt, wenn die unbemannte Transportvorrichtung 1 in einem Umgebungskartenerzeugungsmodus fährt, und werden in der Datenspeichereinheit 14c zu einem beliebigen Zeitpunkt gespeichert. Die Fahrroutendaten R werden in der Datenspeichereinheit 14c gespeichert, nachdem die Kartendaten M erzeugt wurden. Die Kartendaten M und die Fahrroutendaten R werden in dieser Ausführungsform in derselben Datenspeichereinheit 14c gespeichert, können aber auch in unterschiedlichen Datenspeichereinheiten 14c gespeichert werden.
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Die Kommunikationsschaltung 14d ist eine Drahtloskommunikationsschaltung, die eine drahtlose Kommunikation konform mit einem drahtlosen LAN oder einem drahtlosen WAN durchführt. In dem Umgebungskartenerzeugungsmodus, in dem bewirkt wird, dass die unbemannte Transportvorrichtung 1 fährt und eine Umgebungskarte erzeugt, führt die Kommunikationsschaltung 14d beispielsweise eine drahtlose Kommunikation in Übereinstimmung mit dem drahtlosen LAN oder dem drahtlosen WAN durch und kommuniziert drahtlos mit einem Endgerät 17 in einer Eins-zu-Eins-Beziehung. Man beachte, dass beispielsweise ein Tablet als das Endgerät 17 verwendet werden kann.
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Die unbemannte Transportvorrichtung 1 fährt entlang einer Fahrroute, die durch die Fahrroutendaten R bestimmt wird, während eine Umgebungskarte (Kartendaten M), die im Voraus erzeugt wurde, und Punktgruppendaten, die während einer Fahrt beschafft und von dem Laserabstandssensor 13 ausgegeben werden, miteinander verglichen werden und eine Position der unbemannten Transportvorrichtung 1 geschätzt wird.
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Die Positionsschätzvorrichtung 14e führt eine Erzeugungsverarbeitung zum Erzeugen einer Umgebungskarte und eine Schätzverarbeitung zum Schätzen einer Position der unbemannten Transportvorrichtung 1 während eines Lasttransports durch. Die Positionsschätzvorrichtung 14e erzeugt Kartendaten M (Punktgruppendaten von 3D-Koordinaten) eines Bewegungsraums entsprechend einer Fahrposition der unbemannten Transportvorrichtung 1 und einem Abtastergebnis bzw. Scan-Ergebnis des Laserabstandssensors 13. Während des Lasttransportzeit empfängt die Positionsschätzvorrichtung 14e 3D-Koordinatendaten von dem Laserabstandssensor 13 und liest die Kartendaten M, die in der Datenspeichereinheit 14c gespeichert sind, aus. Die Positionsschätzvorrichtung 14e schätzt eine Position der unbemannten Transportvorrichtung 1 in den Kartendaten M mittels eines Abgleiches von erzeugten lokalen Kartendaten (Punktgruppendaten von 3D-Koordinaten) mit den Kartendaten M in einem breiteren bzw. gro-ßen Bereich.
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In dieser Ausführungsform bildet die Abbildungskamera 12 eine Umgebung ab, die zur Durchführung einer autonomen Fahrt benötigt wird, und liest einen zweidimensionalen Matrixcode, der durch den Operator präsentiert wird, aus. Alternativ wird eine Adresse eines Punktes, der anhand von Adressinformationen bezeichnet wird, die von dem Tablet 17 eingegeben werden, in die Steuerungseinheit 14 eingegeben. Die Steuerungseinheit 14 überprüft die Adresse des bezeichneten Punktes anhand der Kartendaten M und bestimmt eine Fahrroute zu dem bezeichneten Punkt mit einem vorbestimmten Algorithmus. Die Steuerungseinheit 14 sendet einen Fahrbefehl an die Motorantriebsvorrichtung 15 auf der Grundlage der bestimmten Fahrroutendaten R.
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Wenn die Abbildungskamera 12 ein Hindernis, das in den Kartendaten M vorhanden ist, erfasst, sendet die Steuerungseinheit 14 einen Fahrstoppbefehl an die Motorantriebsvorrichtung 15 und bewirkt, dass die Antriebsmotoren 11a, 11b den Antrieb stoppen. Nach dem Überprüfen einer Umgebungssituation holt die Steuerungseinheit 14 die Fahrroutendaten R zu dem Ziel erneut und bestimmt eine Fahrroute. Demzufolge ist es möglich, die Zuverlässigkeit eines autonomen Transportbetriebes der unbemannten Transportvorrichtung 1 zu erhöhen.
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Wie es oben erläutert ist, ist es möglich, eine unbemannte Transportvorrichtung zu schaffen, die einen niedrigen Bodenabstand einer Fahrzeugkarosserie erzielt und einen Anordnungsraum bzw. Platzierungsraum für eine Last auf dem Lastabschnitt 4 vergrö-ßert und in der Lage ist, stabil zu fahren, ohne dass die Antriebsräder 5 abheben, sogar wenn eine Neigung oder eine Ungleichmäßigkeit auf einer Fahrfläche vorhanden ist.
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Man beachte, dass die Abbildungskamera 12 in vorbestimmten Winkeln der vertikalen Richtung und der horizontalen Richtung beweglich angeordnet sein kann. D.h. die Abbildungskamera 12 kann in der vertikalen Richtung und der horizontalen Richtung durch eine Schwenk-Neigungs-Vorrichtung bewegt werden, die einen Neigungsmechanismus, der die Abbildungskamera 12 um eine Neigungsachse dreht, um einen Neigungsbetrieb durchzuführen, und einen Schwenkmechanismus enthält, der die Abbildungskamera 12 um eine Schwenkachse orthogonal zu der Neigungsachse dreht, um einen Schwenkbetrieb durchzuführen.
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In diesem Fall kann das Steuerungssystem einen Winkelsensor enthalten, der Winkel in der vertikalen Richtung und der horizontalen Richtung der Abbildungskamera 12 erfasst. Die Steuerungseinheit 14 kann entsprechend den Winkeln, die durch den Winkelsensor beschafft werden, eine Einstellungsänderung für ein Programm zum Erfassen der Umgebung durchführen.
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Wenn die Abbildungskamera 12 eine Umgebung mittels Bildgebung abbildet und der Laserabstandssensor 13 einen Abstand misst, kann eine Karte unter Berücksichtigung einer Versatzgröße bzw. Verschiebungsgröße erzeugt werden.
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Man beachte, dass hier eine externe Eingabe in die unbemannte Transportvorrichtung 1 unter Verwendung des Endgerätes 17 durchgeführt wird. Die externe Eingabe kann jedoch auch unter Verwendung eines tragbaren Notebooks oder eines Desktop-Computers durchgeführt werden.
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Die autonome Transportvorrichtung ist als ein Beispiel der unbemannten Transportvorrichtung dargestellt. Die unbemannte Transportvorrichtung kann jedoch auch für andere Vorrichtungen verwendet werden, die einen unbemannten Transport durchführen, beispielsweise einen ferngesteuerten unbemannten Traktor oder verschiedene Dienst-Roboter.
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Die erste Radträgerabschnitt 8 ist in Bezug auf den Basisabschnitt 2 schwenkbar. Dieselbe Komponente wie der erste Radträgerabschnitt 8 kann jedoch auch für den zweiten Radträgerabschnitt 10 verwendet werden. Die Antriebsräder 5 und die zweiten Hilfsräder 7 können durch die zweiten Radträgerabschnitte 10 in Bezug auf den Basisabschnitt 2 schwenkbar getragen werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2021 [0004, 0005, 0006]
- JP 17309 A [0004, 0005, 0006]
- JP 2005 [0005, 0006]
- JP 313720 A [0005, 0006]
