JP2002220048A - 無人搬送車 - Google Patents

無人搬送車

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JP2002220048A
JP2002220048A JP2001015750A JP2001015750A JP2002220048A JP 2002220048 A JP2002220048 A JP 2002220048A JP 2001015750 A JP2001015750 A JP 2001015750A JP 2001015750 A JP2001015750 A JP 2001015750A JP 2002220048 A JP2002220048 A JP 2002220048A
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wheel
automatic guided
body frame
caster
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JP2001015750A
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Yuichi Okamura
雄一 岡村
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Kaneda Kikai Seisakusho KK
Original Assignee
Kaneda Kikai Seisakusho KK
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 無人搬送車の直進走行時に於ける車体の左右
方向への振れを防止し、無人搬送車の安定走行を行える
ようにする。 【解決手段】 車体フレーム3の中央部に互いに独立し
て正逆回転可能で且つ高さを微動調整可能な左右一対の
電動機4付の駆動輪5を有すると共に、車体フレーム3
の前後四隅に旋回自在なキャスター6を備えた自走式の
バッテリー駆動型の無人搬送車Aであって、前記各キャ
スター6の車輪19を夫々昇降可能に設けると共に、各
車輪19を弾性体20により床面側へ押圧附勢して接地
させるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、新聞や雑誌等の印
刷工場、物品の製造・加工等を行う工場、資材や製品等
を保管する倉庫等に於いて使用されるものであり、印刷
用巻取紙やワーク等を積載した状態で工場内や倉庫内の
床面を所定の位置まで自動走行するバッテリー駆動型の
無人搬送車の改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、新聞や雑誌等の印刷工場に於い
ては、紙庫内にある新しい印刷用巻取紙を自走式の無人
搬送車(巻取紙搬送車)を用いて印刷用輪転機の給紙部
に搬入するようにしている。
【0003】従来、この種の無人搬送車Bは、図12
(A)及び(B)に示す如く、車体フレーム30の中央
部に互いに独立して正逆回転可能な左右一対の電動機3
1付の駆動輪32を有すると共に、車体フレーム30の
前後四隅に旋回自在なキャスター33を備えた自走式の
バッテリー駆動型の搬送台車34と、搬送台車34に設
けられて印刷用巻取紙(図示省略)を水平姿勢で支持載
置するテーブル35とから構成されており、搬送台車3
4の走行を所謂磁気誘導方式により行うようにしてい
る。即ち、搬送台車34は、印刷工場内の床面に貼り付
けた磁気テープ(図示省略)若しくは床面に埋設した磁
気テープに沿って、地上に設置された制御装置(図示省
略)からの制御を受けつつ自動走行するように構成され
ている。又、この無人搬送車34は、左右の駆動輪32
の回転方向や回転数を制御することによって、直進走行
(前進及び後退)、曲線走行、スピンターン等を行える
ようになっている。更に、この無人搬送車34の左右の
駆動輪32は、車体フレーム30に設けたモータ、歯車
伝動機構、ネジ機構及び圧縮コイルスプリング等から成
る高さ調整装置(図12(A)及び(B)に示す無人搬
送車に於いては省略)によって、車体フレーム30に対
して高さを微動調整できるように構成されており、テー
ブル35に印刷用巻取紙を載せたときやテーブル35か
ら印刷用巻取紙を降ろしたときに、車体の高さが一定に
保たれ且つ各駆動輪32に所定の荷重が掛かるように工
夫されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した無
人搬送車Bは、長い距離を走る直進走行時に搬送台車3
4が左右方向へふらつき、蛇行しながら前進すると云う
問題があった。その結果、この無人搬送車Bに於いて
は、直進走行時に於ける安定走行が良好に保てず、安全
走行を行えないと云う問題が発生した。無人搬送車Bの
直進走行時に於ける蛇行の原因としては、床面の仕上げ
斑や床下に埋設している鉄筋の深さ斑にも影響されると
考えられるが、蛇行の最も大きな原因の一つとして、次
のようなことが考えられる。
【0005】即ち、上述した無人搬送車Bに於いては、
車体フレーム30の中央部に設けた左右の駆動輪32は
その高さを微動調整できるように構成されているが、車
体フレーム30の前後四隅に設けた各キャスター33は
その高さを調整することができず、各キャスター33の
高さは常に一定となっている。そのため、このような構
造の無人搬送車Bは、二つの駆動輪32と四つのキャス
ター33のうち、一つのキャスター33に大きな荷重が
掛かり、残りの三つのキャスター33には小さな荷重が
掛かっているものと思われる。何故なら、搬送台車34
の支えは、3輪あれば事足りるからである。
【0006】このように、左右の駆動輪32の前後位置
にキャスター33がある無人搬送車Bに於いては、大き
な荷重が掛かる二つの駆動輪32と一つのキャスター3
3の配置関係は平面視に於いて略直角三角形を描くこと
になる。そのため、大きな荷重を受けている一つのキャ
スター33は、鋭角側に位置する一方の駆動輪32から
ベクトルモーメントを受けることになり、このキャスタ
ー33が駆動輪32よりも前の位置又は後の位置にある
ことによって、進行方向より外側へ又は内側へ向かおう
とすることになる。それを直そうとする制御が働くと、
他のキャスター33に重点が移ることになり、この動作
を繰り返すことによって、無人搬送車Bの直進走行時に
於ける蛇行が生じるのではないかと思われる。換言すれ
ば、無人搬送車Bは、直進走行時に軽いローリング現象
やピッチング現象を引き起こすものと考えられる。
【0007】本発明は、このような問題点に鑑みて為さ
れたものであり、その目的は直進走行時に於ける車体の
左右方向への振れを防止して安定走行を行えるようにし
た無人搬送車を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項1の本発明は、車体フレームの中央
部に互いに独立して正逆回転可能で且つ高さを微動調整
可能な左右一対の電動機付の駆動輪を有すると共に、車
体フレームの前後四隅に旋回自在なキャスターを備えた
自走式のバッテリー駆動型の無人搬送車であって、前記
各キャスターの車輪を夫々昇降可能に設けると共に、各
車輪を弾性体により床面側へ押圧附勢して接地させるよ
うに構成したことに特徴がある。
【0009】本発明の請求項2の発明は、各キャスター
を、車体フレームに取り付けられる取付け板と、取付け
板にスラストベアリングを介して旋回自在に設けられ、
垂下姿勢のヨーク部を備えた旋回台と、旋回台のヨーク
部に昇降自在に支持された水平姿勢の車輪軸と、車輪軸
に回転自在に支持された車輪と、車輪軸の両端部位置に
配設され、車輪軸を床面側へ押圧附勢する一対の弾性体
とから構成し、車輪の全幅が床面へ接地するように一対
の弾性体により車輪軸の両端部側を床面側へ押圧附勢す
るようにしたことに特徴がある。
【0010】本発明の請求項3の発明は、各キャスター
の車輪を双輪構造とし、両車輪の全幅が床面へ接地する
ようにしたことに特徴がある。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。図1及び図2は本発明の実
施の形態に係る無人搬送車Aを示すものであり、当該無
人搬送車Aは、例えば新聞印刷工場内の印刷用輪転機の
給紙部と紙庫との間を印刷用巻取紙の搬送経路に沿って
自動走行し、紙庫内の新しい印刷用巻取紙を積載して印
刷用輪転機の給紙部へ搬送する巻取紙搬送車に構成され
ており、印刷用巻取紙の搬送経路に沿って自動走行する
バッテリー駆動型の搬送台車1と、搬送台車1に設けら
れて印刷用巻取紙を水平姿勢で支持載置するテーブル2
とを備えている。
【0012】前記搬送台車1は、図1及び図2に示す如
く、型材及び板材等から成る車体フレーム3と、車体フ
レーム3の中央部に搬送台車1の左右方向(図2の左右
方向)に一定の間隔を置いて対向状に配設され、互いに
独立して正逆回転可能な左右一対の電動機4(減速機付
電動機)付の駆動輪5と、車体フレーム3の前後四隅の
位置に旋回自在に取り付けた四つのキャスター6と、車
体フレーム3に設けた駆動用バッテリー7と、車体フレ
ーム3に設けた制御盤(図示省略)と、同じく車体フレ
ーム3に設けたピックアップコイル、サーボアンプ、リ
アクトル(何れも図示省略)等を備えており、この実施
の形態に於いては、搬送台車1の走行は所謂磁気誘導方
式によって行われている。即ち、搬送台車1は、印刷工
場内の床面に貼り付けた磁気テープ(図示省略)若しく
は床面に埋設した磁気テープに沿って、地上に設置され
た制御装置(図示省略)からの制御を受けつつ自動走行
するように構成されており、左右一対の駆動輪5を同時
に正回転若しくは逆回転させることによって直進走行
(前進又は後退)し、又、両駆動輪5の回転速度に差を
持たせることによって曲線走行をすることができるよう
になっている。更に、搬送台車1は、一方の駆動輪5を
正回転させ、他方の駆動輪5を逆回転させることによっ
てスピンターンを行うことができるようになっている。
尚、搬送台車1には、図示していないが、走行注意音発
信装置や衝突防止装置、入線・脱線表示装置、非常停止
ボタン等の公知の付属装置が配設されている。
【0013】一方、前記テーブル2は、新しい印刷用巻
取紙を搬送台車1の前後方向(図2の上下方向)に沿う
姿勢で且つ水平姿勢で支持載置するものであり、搬送台
車1上の中央位置に前後方向へ移動できるように設けら
れている。即ち、テーブル2は、図2に示す如く、車体
フレーム3上に搬送台車1の前後方向に沿って敷設した
ガイドレール8にスライド自在に支持されており、車体
フレーム3に配設したボールネジ機構及びモータ等から
成るテーブル用駆動装置(図示省略)によって搬送台車
1の前後方向へ移動し、印刷用巻取紙の長さに応じてテ
ーブル2の位置を変えられるようになっている。
【0014】そして、この無人搬送車Aの左右の駆動輪
5は、車体フレーム3に設けた一対の高さ調整装置9に
よって、車体フレーム3に対して高さを微動調整できる
ように夫々構成されており、テーブル2に印刷用巻取紙
を載せたときやテーブル2から印刷用巻取紙を降ろした
ときに、車体の高さが一定に保たれ且つ各駆動輪5に所
定の荷重が掛かるように工夫されている。具体的には、
両駆動輪5の高さ調整装置9は、図3乃至図6に示す如
く、車体フレーム3にガイドレール10を介して昇降自
在に支持され、電動機4付の駆動輪5が取り付けられる
取付け台11と、車体フレーム3側に回転自在に支持さ
れ、取付け台11の一部分に挿通された鉛直姿勢のネジ
軸12a及びネジ軸12aに相対回転不能に螺合され、
取付け台11の一部分に当接可能な雌ネジ体12bから
成るネジ機構12と、取付け台11と雌ネジ体12bと
の間に介設され、取付け台11を床面側へ押圧附勢する
圧縮コイルスプリング13と、車体フレーム3側に設け
た正逆回転可能なモータ14と、ネジ機構12のネジ軸
12aとモータ14との間に介設された歯車伝動機構1
5と、車体フレーム3に設けられ、駆動輪5及び取付け
台11のホームポジションの位置を検出するホームポジ
ションセンサー16と、車体フレーム3に設けられ、雌
ネジ体12bの上限位置(取付け台11及び駆動輪5の
上限位置)を検出する上限センサー17と、車体フレー
ム3に設けられ、雌ネジ体12bの下限位置(駆動輪5
及び取付け台11の下限位置)を検出する下限センサー
18等から構成されており、無人搬送車Aが印刷用巻取
紙を積載しているときや無人搬送車Aが空の状態になっ
ているときに、ホームポジションセンサー16が常にo
nの状態(印刷用巻取紙の有無に関係なく、車体の高さ
が一定に保たれ且つ各駆動輪5に所定の荷重が掛かる状
態)に保たれるように駆動制御されている。
【0015】この高さ調整装置9によれば、無人搬送車
Aに印刷用巻取紙を積載したときや無人搬送車Aから印
刷用巻取紙を降ろしたときに、車体フレーム3が僅かに
下降又は上昇し、ホームポジションセンサー16がon
の状態からoffの状態に切り換わることになるが、こ
のとき、モータ14及び歯車伝動機構15によりネジ軸
12aが正回転又は逆回転して雌ネジ体12bを下降又
は上昇させ、圧縮コイルスプリング13の弾性力を変え
てホームポジションセンサー16が常にonの状態にな
るように、車体フレーム3に対して駆動輪5を僅かに下
降又は上昇させることができるようになっている。これ
によって、車体の高さが一定に保たれると共に、各駆動
輪5に所定の荷重が掛かることになる。
【0016】又、この無人搬送車Aに於いては、車体フ
レーム3の前後四隅に取り付けられる各キャスター6の
車輪19が夫々昇降可能に設けられていると共に、各車
輪19が弾性体20により床面側へ押圧附勢されて接地
するように構成されている。この実施の形態に於いて
は、各キャスター6にはバネ付きで且つ双輪構造のキャ
スター6が使用されている。具体的には、各キャスター
6は、図7及び図8に示す如く、車体フレーム3に取り
付けられる四角形状の取付け板21と、取付け板21の
下面に設けた複式のスラストベアリング22と、スラス
トベアリング22の回転輪に固着され、垂下姿勢の四角
筒状のヨーク部23aを備えた水平旋回可能な旋回台2
3と、旋回台23のヨーク部23aに形成した縦長のガ
イド穴23bに昇降自在に挿通されたボルトから成る水
平姿勢の車輪軸24と、車輪軸24にころがり軸受(図
示省略)を介して回転自在に支持された硬質プラスチッ
ク製の二つの車輪19と、四角筒状のヨーク部23a内
に昇降自在に挿入され、車輪軸24の両端部に嵌合され
たバネ受け25と、車輪軸24の両端部位置に配設さ
れ、旋回台23と車輪軸24の両端部に嵌合したバネ受
け25との間に介装された圧縮コイルスプリングから成
る一対の弾性体20とを夫々備えており、車輪軸24の
両端部を一対の弾性体20の附勢力により床面側へ押圧
附勢し、二つの車輪19の全幅が床面へ接地するように
構成されている。これら各キャスター6は、取付け板2
1をボルト(図示省略)で車体フレーム3へ固定するこ
とにより車体フレーム3に取り付けられている。尚、各
キャスター6の最大高さHは148mmに、取付け板2
1の長さLは127mmに、取付け板21の幅Wは10
0mmに、車輪19の外径dは90mmに、各車輪19
の幅wは31mmに、偏心量L′(キャスター6の旋回
軸線φと車輪軸24の軸線φ′との距離)は32mmに
夫々設定されている。又、各キャスター6の車輪19の
昇降量及び弾性体20(圧縮コイルスプリング)の附勢
力等は、車体フレーム3に対する両駆動輪5の高さ位置
に関係なく、各キャスター6の車輪19が常に床面に接
地するように夫々設定されている。
【0017】以上のように構成された無人搬送車Aに於
いて、左右両方の駆動輪5を同一の回転速度で正回転さ
せて無人搬送車Aを前方(図1の右方向)へ直進走行さ
せた場合、各キャスター6は、その車輪19が弾性体2
0により床面側へ押圧附勢されているため、車体フレー
ム3に対する両駆動輪5の高さ位置に関係なく、車輪1
9の全幅が床面に良好且つ確実に接地した状態で無人搬
送車Aの進行方向に追従して走行移動することになる。
その結果、無人搬送車Aの直進走行時に於いては、各キ
ャスター6に荷重が均等に掛かることになり、搬送台車
1が前後方向や左右方向へ揺れたりすると云うことがな
く、即ち、搬送台車1が軽いローリング現象やピッチン
グ現象を引き起こすと云うことがなく、安定した姿勢を
保って走行することになる。従って、長い距離を走る直
進走行時に於いて、搬送台車1が左右方向に大きくふら
つくと云うことがなくなる。延いては、無人搬送車Aの
直線走行時に於ける蛇行が少なくなり、無人搬送車Aの
直進走行時に於ける安定走行が良好に保たれ、安全走行
を行えることになる。
【0018】下記の表1〜表3は上述した本発明の無人
搬送車Aと各キャスター6の高さが一定の従来の無人搬
送車を用いて直進走行試験を行ったときの諸条件や試験
結果等を示すものであり、表1は直進走行試験に使用し
た無人搬送車Aの仕様と性能を示し、又、表2は直進走
行試験の測定方法や測定条件等を示し、更に、表3は直
進走行試験の測定結果を示すものである。
【0019】尚、この直進走行試験に於いて、表2の測
定条件の欄でキャスター6と車体フレーム3との間にス
ペーサー26を挿入した状態とは図9に示す状態を云
う。即ち、図9の無人搬送車Aは、無人搬送車Aの進行
方側で且つ各キャスター6の取付け板21と車体フレー
ム3との間にスペーサー26を夫々挿入し、各キャスタ
ー6を、その旋回軸線φの下方側が上方側よりも無人搬
送車Aの進行方向と反対方向へ偏倚するように傾斜させ
たものである。この無人搬送車Aに於いては、キャスタ
ー6の取付け板21と車体フレーム3との間に介設した
スペーサー26により、キャスター6の旋回軸線φが搬
送台車1の進行方向に対して後方へ傾斜する姿勢となっ
ているため、即ち、スラストベアリング22面が水平よ
り俯角側に傾いて搬送台車1及び床面に対して傾斜して
いるため、キャスター6の車輪19の全幅が着床できる
のは、車輪軸24が床面に対して平行になっているとき
に限られることになる。その結果、無人搬送車Aの直進
走行時に於いて、キャスター6が旋回軸線φを中心にし
て無人搬送車Aの左右方向(幅方向)へ振れようとした
ときに、キャスター6に復元力が生じることになり、車
輪19の方向性が安定し易くなる。従って、長い距離を
走る直進走行時に於いて、搬送台車1が左右に大きくふ
らつくと云うことがなくなり、無人搬送車Aの直進走行
時に於ける蛇行が少なくなるものと考えられ。
【0020】
【表1】
【0021】
【表2】
【0022】
【表3】
【0023】図10及び図11は表3に示す測定値をグ
ラフ化したものであり、表3に示す測定結果と図10及
び図11に示すグラフからも明らかなように、巻取紙載
荷時(表3及び図10に示すとの比較)に於いて、
各キャスター6にバネ付きで且つ双輪構造のキャスター
6を用いた無人搬送車A(本発明の無人搬送車A)は、
各キャスター6の高さが一定の無人搬送車(従来の無人
搬送車)に比較して、蛇行値が14mm〜0mmから8
mm〜0mへと略半分に緩和された。又、車体フレーム
3と各キャスター6との間にスペーサー26を挿入した
無人搬送車は、従来の無人搬送車に比較して蛇行値が緩
和されているが、図10及び図11に示すグラフからも
明らかなように、本発明の無人搬送車Aの振幅に比較し
て振幅が滑らかになっていない。これに対して、本願発
明の無人搬送車Aは、振幅が滑らかになっているので、
振幅がスペーサー26を挿入した無人搬送車と略同じで
あっても、見た目では振れていないように見える。その
結果、車体フレーム3と各キャスター6との間にスペー
サー26を挿入しない方が良いことが判る。
【0024】尚、上記実施の形態に於いては、搬送台車
1を磁気誘導方式によって自動走行させるようにした
が、他の実施の形態に於いては、搬送台車1を電磁誘導
方式や光電誘導方式、ラジコン誘導方式、レーザー誘導
方式によって自動走行させるようにしても良い。
【0025】上記実施の形態に於いては、各キャスター
6を双輪構造としたが、他の実施の形態に於いては、各
キャスター6を単輪構造としても良い。
【0026】
【発明の効果】上述の通り、本発明の無人搬送車に於い
ては、各キャスターの車輪が弾性体により床面側へ押圧
附勢されているため、各キャスターの車輪は接地した状
態で無人搬送車の進行方向に追従して走行移動すること
になる。その結果、無人搬送車の直進走行時に於いて
は、各キャスターに荷重が均等に掛かることになり、車
体が前後方向や左右方向へ揺れたりすると云うことがな
く、安定した姿勢を保って走行することになる。従っ
て、長い距離を走る直進走行時に於いて、無人搬送車が
左右方向に大きくふらつくと云うことがない。延いて
は、無人搬送車の直線走行時に於ける蛇行が少なくな
り、無人搬送車の直進走行時に於ける安定走行が良好に
保たれ、安全走行を行えることになる。又、各キャスタ
ーの車輪軸の両端部位置に弾性体を配設し、車輪軸の両
端部を床面側へ押圧附勢するようにしているため、車輪
の全幅が床面に良好且つ確実に接地することになり、無
人搬送車の直進走行時に於ける蛇行をより少なくするこ
とができる。更に、各キャスターを双輪構造とした場合
には、各キャスターの車輪は幅広い状態で床面に接地す
ることになり、無人搬送車の直進走行時に於ける蛇行を
より一層緩和することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る無人搬送車の概略側
面図である。
【図2】同じく無人搬送車の概略平面図である。
【図3】無人搬送車の駆動輪及び高さ調整装置を示す部
分平面図である。
【図4】同じく無人搬送車の駆動輪及び高さ調整装置を
示し、高さ調整装置の一部を省略した部分平面図であ
る。
【図5】同じく無人搬送車の駆動輪及び高さ調整装置を
示し、高さ調整装置の一部を省略した部分平面図であ
る。
【図6】無人搬送車の駆動輪及び高さ調整装置を示す部
分縦断面図である。
【図7】無人搬送車のキャスターの正面図である。
【図8】無人搬送車のキャスターの側面図である。
【図9】キャスターの前側にスペーサーを挿入した状態
を示す側面図である。
【図10】無人搬送車の空車時及び巻取紙載荷時に於け
る直進走行試験の結果を示すグラフである。
【図11】同じく無人搬送車の空車時及び巻取紙載荷時
に於ける直進走行試験の結果を示すグラフである。
【図12】従来の無人搬送車を示し、(A)は無人搬送
車の概略平面図、(B)は無人搬送車の概略側面図であ
る。
【符号の説明】
Aは無人搬送車、3は車体フレーム、4は駆動輪の電動
機、5は駆動輪、6はキャスター、19は車輪、20は
弾性体、21は取付け板、22はスラストベアリング、
23は旋回台、23aは旋回台のヨーク部、24は車輪
軸。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車体フレーム(3)の中央部に互いに独
    立して正逆回転可能で且つ高さを微動調整可能な左右一
    対の電動機(4)付の駆動輪(5)を有すると共に、車
    体フレーム(3)の前後四隅に旋回自在なキャスター
    (6)を備えた自走式のバッテリー駆動型の無人搬送車
    (A)であって、前記各キャスター(6)の車輪(1
    9)を夫々昇降可能に設けると共に、各車輪(19)を
    弾性体(20)により床面側へ押圧附勢して接地させる
    ように構成したことを特徴とする無人搬送車。
  2. 【請求項2】 各キャスター(6)は、車体フレーム
    (3)に取り付けられる取付け板(21)と、取付け板
    (21)にスラストベアリング(22)を介して旋回自
    在に設けられ、垂下姿勢のヨーク部(23a)を備えた
    旋回台(23)と、旋回台(23)のヨーク部(23
    a)に昇降自在に支持された水平姿勢の車輪軸(24)
    と、車輪軸(24)に回転自在に支持された車輪(1
    9)と、車輪軸(24)の両端部位置に配設され、車輪
    軸(24)を床面側へ押圧附勢する一対の弾性体(2
    0)とから成り、車輪(19)の全幅が床面へ接地する
    ように一対の弾性体(20)により車輪軸(24)の両
    端部側を床面側へ押圧附勢する構成としたことを特徴と
    する請求項1に記載の無人搬送車。
  3. 【請求項3】 各キャスター(6)の車輪(19)を双
    輪構造とし、両車輪(19),(19)の全幅が床面へ
    接地するようにしたことを特徴とする請求項1又は請求
    項2に記載の無人搬送車。
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