JP2003233421A - 無人搬送車 - Google Patents

無人搬送車

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JP2003233421A JP2002032150A JP2002032150A JP2003233421A JP 2003233421 A JP2003233421 A JP 2003233421A JP 2002032150 A JP2002032150 A JP 2002032150A JP 2002032150 A JP2002032150 A JP 2002032150A JP 2003233421 A JP2003233421 A JP 2003233421A
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  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 誘導帯に対する追従性が高く、誘導帯を破損
することがない無人搬送車を提供すること。 【解決手段】 左右の前輪を誘導帯800の幅より広い
間隔を空けて設けられた操舵輪400R、400Lと
し、左右の後輪を左右方向で誘導帯800の幅より広い
間隔を空けて設けられた駆動輪300R、300Lと
し、操舵輪400R、400Lの操舵角度に応じて左右
の駆動輪300R、300Lの駆動モータ31の回転数
に差を設けるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、床面に敷設された
誘導帯に沿って自動で走行する無人搬送車に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、床面に敷設された誘導帯に沿って
自動で走行する無人搬送車がある。この種の無人搬送車
には誘導帯に対する左右方向の位置を検知するセンサが
設けられており、無人搬送車はこのセンサによる位置情
報に基づいて自動で進行方向を変化させつつ走行するよ
うに構成されている。進行方向を変化させつつ走行する
ための機構については図7の(A)から(E)に示すよ
うに、従来より種々のものが提案されているので、以下
これらの機構について説明する。なお、この説明で、
「操舵輪」とは操舵でき、かつ無人搬送車を走行させる
ための駆動力(以下、単に「駆動力」という)を付与さ
れない車輪をいい、「駆動輪」とは駆動力を付与され、
かつ向きが固定された車輪をいい、「固定従動輪」と
は、向きが固定で、かつ駆動力を付与されない車輪をい
い、「自在従動輪」とは所謂キャスタであって車輪の接
地点と、その車輪の向きを変化させるために車輪を支持
する縦軸の中心の延長線と地面との交点が一致せずに、
車輪が縦軸を中心として縦軸の移動方向を向くように回
動する車輪であり、かつ駆動力を付与されない車輪をい
う。また、「駆動操蛇輪」とは操舵でき、かつ駆動力が
付与されるものをいう。
【0003】まず、(A)は、左右の前輪を駆動輪30
0Aとし、左右の後輪を固定従動輪600Aとして、左
右の駆動輪300Aの回転数に差を付けることにより進
行方向を変化させるものである。つぎに、(B)は、左
右の前輪を駆動輪300Bとし、左右の後輪を自在従動
輪450Bとして、(A)と同様に左右の駆動輪300
Bの回転数に差を付けることにより進行方向を変化させ
るようにしたものである。(C)は、左右の前輪を左右
の回転数が同一の駆動操舵輪340Cとし、左右の後輪
を固定従動輪600Cとしたものである。また、(D)
は、左右の前輪を操舵輪400Dとし、左右の後輪を左
右の回転数が同一の駆動輪300Dとしたものである。
(E)は、左右の後輪を固定従動輪600Eとし、左右
の前輪を操舵輪200Eとし、この左右の操舵輪200
Eの間に一輪の駆動操舵輪300Eを操舵輪200Eと
同一方向を向くように操舵輪200Eと一体に操舵可能
に支持したものである。なお、410C、410Dは、
各々の操舵リンク420C、420Dを介して前輪の向
きを操舵するシリンダであり、490Eは、操舵輪20
0Eと操舵駆動輪300Eが同一方向を向くように回動
させる操舵モータである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、(A)で
は、前後輪の向きが固定されているため、進行方向を変
化させるときに、前輪または後輪に横滑り現象が発生
し、安定して走行することが困難である。(B)では、
自在従動輪450Bの方向が定まらず、蛇行するという
問題がある。(C)では、左右の駆動操舵輪340Cの
回転数が同一であるため、回転半径が小さいと左右の駆
動操舵輪340Cの軌跡長の差を吸収することができず
に予定した軌跡から外れるという問題がある。また、
(D)でも、左右の駆動輪300Dの回転数が同一であ
るため、回転半径が小さいと左右の駆動輪300Dの軌
跡長の差を吸収することができずに予定した軌跡から外
れるという問題がある。(E)では、中央に駆動操蛇輪
300Eを有するので、この駆動操蛇輪300Eが床面
に敷設された誘導帯上を走行することとなり、誘導帯と
して安価なガイドテープを用いるとガイドテープを剥が
したり切断したりするという問題がある。
【0005】そこで、本発明は、かかる課題を解決すべ
く、誘導帯に対する追従性が高く、誘導帯を破損するこ
とがない無人搬送車を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の本発明
に係る無人搬送車は、床面に敷設された誘導帯に沿って
自動で走行する無人搬送車において、荷物を載置可能な
荷物載置台と、左右方向で前記誘導帯の幅よりも広い間
隔を空けて設けられ、前記誘導帯をまたいで走行する左
右一対の駆動輪と、該駆動輪を駆動する左右一対の駆動
装置と、左右方向で前記誘導帯の幅よりも広い間隔を空
けて設けられ、前記誘導帯をまたいで走行する左右一対
の操舵輪と、該操舵輪を操舵する操舵装置と、前記荷物
載置台の前記誘導帯に対する左右方向の位置を検知する
センサと、該センサが検知した情報に基づいて前記操舵
装置及び前記駆動装置を制御し、前記操舵輪を所定の方
向に操舵するとともに、前記操舵輪の方向に応じて前記
両駆動輪に回転数差を生じさせる制御装置とを備えるこ
とを特徴とする。よって、左右の前輪を操舵輪とし、こ
の操舵輪の操舵角度に応じて左右の後輪の駆動輪に回転
数差を設けるので、回転半径が小さくとも左右の駆動輪
の軌跡の差を吸収することができ、誘導帯に対する追従
性が高い安定した走行ができる無人搬送車を提供するこ
とができる。また、駆動輪、操蛇輪は左右方向で誘導帯
の幅よりも広い間隔を空けて設けられ、誘導帯をまたい
で走行するようにしたので、誘導帯上を横切ることがな
く、誘導帯を破損することがない無人搬送車を提供する
ことができる。
【0007】また、請求項2に記載の本発明に係る無人
搬送車は、前記駆動輪、駆動装置、操舵輪および操舵装
置が、前後方向の一端が前記荷物載置台の前後方向の一
端に上下方向に回動可能に結合して荷物載置台の下方に
所定の間隔を空けて設けられたベースに配置されてお
り、前記駆動輪が、前記操舵輪よりも前記ベースの前後
方向の他端側に配置されているとともに、前記荷物載置
台の前後方向の他端には従動輪が設けられていることを
特徴とする。よって、駆動輪、駆動装置、操舵輪および
操舵装置を配置したベースと荷物を載置する荷物載置台
とを個別のものとしたので、積載する荷物の大きさや形
状等により荷物載置台を種々準備すれば前記ベースは共
用可能となり、さらに積荷の重量が大きくても駆動輪に
積荷の大荷重が掛かることがないので円滑に走行するこ
とができる。
【0008】また、請求項3に記載の本発明に係る無人
搬送車は、前記荷物載置台の上方に設けられた荷積プレ
ートと、該荷積プレートと前記ベースとの間に取り付け
られ、上下方向に伸縮する複数の弾発部材とを備え、前
記荷積プレートが、その上面に積荷が載置されていない
ときは前記弾発部材により前記荷物載置台の上面と所定
の間隙を空けて支持されていることを特徴とする。よっ
て、荷積プレート上に載置した積荷により掛かる荷重の
一部をベースに取り付けた駆動輪に配分することがで
き、また、弾発部材の仕様を選択することにより、駆動
輪に掛かる荷重を適正に設定でき、これにより駆動輪の
滑りをなくすことができる。
【0009】
【発明の実施の形態】次に、本発明に係る無人搬送車の
一の実施の形態について図面を参照して以下に説明す
る。ここで、図1は、本発明に係る無人搬送車の基本構
成を示す概念図であり、図2は、無人搬送車の側面図で
ある。図3は、無人搬送車の回路図を兼ねた平面図であ
る。
【0010】(構成)本発明に係る無人搬送車の構成に
ついて説明する。本発明に係る無人搬送車の基本的な概
念は、図1に示すように、左右の前輪を操舵装置40に
より操舵される操舵輪400R、400Lとし、左右の
後輪を駆動装置30R、30Lにより駆動される駆動輪
300R、300Lとし、センサ500が検知した誘導
帯(ガイドテープ)800に対する左右方向の位置情報
に基づいて制御装置50が操舵輪400R、400Lの
操舵角度を制御するとともに、左右の駆動輪300R、
300Lの回転数を制御するようにしたものである。
【0011】すなわち、本実施の形態の無人搬送車10
は、図2、図3に示すように、該無人搬送車10のフレ
ームとなる矩形板状のベース60と、該ベース60の前
面に取り付けたセンサ500と、該ベース60の下面前
部に配置される操舵装置40と、該操舵装置40により
操舵される操舵輪400R、400Lと、同じく下面の
操舵装置40より後方に配置される左右の駆動装置30
R、30Lと、該駆動装置30R、30Lにより駆動さ
れる駆動輪300R、300Lと、これら駆動装置30
R、30L、操舵装置40を制御する制御装置50と、
前記ベース60の前端に上下方向に回動可能に結合さ
れ、前記ベース60の上方に所定の間隔を空けて配設さ
れた荷物載置台20と、荷物載置台20の後端に設けら
れた固定従動輪200R、200Lと、荷物載置台20
の上方に設けられた荷積プレート70と、荷物載置台2
0に設けた貫通孔28を貫通して荷積プレート70とベ
ース60との間に取り付けられた弾発部材75とから構
成されている。
【0012】センサ500は、図示はしないが、ベース
60の左右方向中心から左右に16個の磁気検出素子
(磁気近接スイッチ)を誘導帯800の幅より広い等間
隔で埋設した合成樹脂製の板状のものである。図4に示
すように、No.8とNo.9の近接スイッチの間がベ
ース60の左右方向の中心となる。左右の操舵輪400
R、400Lは、ベース60の前方下面に誘導帯800
の幅より広い間隔で左右対称に取り付けられている。操
舵装置40は、ベース60の下面で左右の操舵輪400
R、400Lとの間に設けられ、操舵輪400R、40
0Lを左右方向に回動可能に連結する操舵用リンク42
R、42Lと、該操舵用リンク42R、42Lを連結す
る連結棒421と、連結棒421を左右方向に摺動する
操舵シリンダ41と、操舵シリンダ41の出力軸と連結
棒421とを連結する押圧腕422とから構成されてい
る。なお、操舵シリンダ41は電動シリンダである。
【0013】左右の駆動輪300R、300Lは、前記
操舵輪400R、400Lより後方でベース60の下面
に誘導帯800の幅より広い間隔で取り付けられてい
る。左右の駆動装置30R、30Lは、操舵装置40よ
り後方において、ベース60の下面の左右両端に固定さ
れた駆動モータ31R、31Lにより構成されている。
駆動モータ31R、31Lはブラケット311R、31
1Lを介してベース60の下面に左右対称に固定されて
いる。制御装置50は、図3の回路図に示すように、セ
ンサ500が検知した位置情報をX−Y座標軸に置き換
えるシーケンサ53と、該シーケンサ53の出力値によ
り操舵シリンダ41に操舵輪400R、400Lの操舵
角度を指示するシリンダドライバ52と、同じくシーケ
ンサ53の出力値により左右の駆動モータ31R、31
Lに各々の回転数を指示するモータドライバ51と、こ
れらに電力を供給するバッテリ59とから構成されてい
る。そして、この制御装置50は上記の構成品を箱体に
収納してベース60の下面の後部に配置される。
【0014】荷物載置台20は、その前端で前記ベース
60の前端にヒンジ21により上下方向に回動可能に連
結され、後端に左右方向で誘導帯800の幅より広い間
隔を空けて固定従動輪200R、200Lが取り付けら
れており、この固定従動輪200R、200Lにより後
端の上下方向を支持されて前記ベース60の上方に所定
の間隔を空けて設けられている。なお、荷物載置台20
の大きさをベース60と略同一の大きさとする場合は、
固定従動輪200R、200Lの取り付け位置に対応す
るベース60の部分を切欠き、また、積荷が大きい場合
は、荷物載置台20の大きさ(投影面積)を大きくする
など、ベース60の大きさにかかわらずに設定すること
ができる。
【0015】荷積プレート70は、図2に示すように、
荷物載置台20の略全面を覆うように設けられた上部板
71と、該上部板71の外周縁に上部板71の下面から
下方に突出し、荷物載置台20の外周縁に接触するよう
に設けられた外周フランジ72とから構成されている。
そして、この荷積プレート70は、荷物載置台20の適
所に設けた複数の貫通孔28を貫通してベース60の上
面と荷積プレート70の下面との間に設けられた弾発部
材75により、荷積プレート70の上面に積荷が載置さ
れていないときは荷物載置台20の上面と所定の間隙を
空けてベース60に支持されている。
【0016】(作用)次に、上記のように構成された本
実施の形態の無人搬送車10の動作について、無人搬送
車10の運転動作と積荷積載時の動作に分けて説明す
る。まず、無人搬送車10の操舵と走行の運転動作につ
いて説明する。無人搬送車10は、図4(A)に示すよ
うに、床面に敷設された誘導帯800が有する磁場をセ
ンサ500が検知するが、センサ500の中心位置に対
する誘導帯800の位置をズレ量として、近接スイッチ
(図4(A)のNo.1〜16で示したもの)により検
知する。例えば、センサ500に対して誘導帯800の
磁場が図4(A)のXgで示す無人搬送車10の進行方
向右側の位置にある場合、センサ500はNo.6とN
o.7の近接スイッチが作動することによりその磁場を
検知し、前述のシーケンサ53にNo.6とNo.7の
近接スイッチが動作したことを入力する。シーケンサ5
3はその入力により、プログラムされたとおりに近接ス
イッチのNo.6とNo.7の間隔が中心から右へ2番
目であることを判断して、誘導帯800とセンサ500
の中心Xoとのズレ量2を出力する。
【0017】シーケンサ53はこの情報をシリンダドラ
イバ52に伝達し、該シリンダドライバ52は操舵装置
40の操舵シリンダ41に、操舵輪42が前記ズレ量2
に対応する角度で操舵されるように押圧腕422を所定
量移動させる指令を出す。すなわち、図4(B)に示す
ように、ズレ量1当たりの操舵角度は最大操舵角度であ
る45゜を7分割した約6.4゜であるから、ズレ量2
に対応する操舵角度はその2倍の約12.8゜となり、
操舵シリンダ41はこの指令に基づき、連結棒421を
介して操舵輪400R、400Lがこの角度だけ右方向
に回動されるように連結棒421を押圧する押圧腕42
2を所定量所定方向(この場合は左方向)に移動させ
る。
【0018】さらに、シーケンサ53からの前記情報が
モータドライバ51に伝達され、該モータドライバ51
は内輪となる右側の駆動輪300Rを駆動する駆動モー
タ31Rの回転数を左側の駆動輪300Lを駆動する駆
動モータ31Lの回転数より少なくするように指令す
る。すなわち、図4(C)に示すように、ズレ量1当た
りの左右の駆動モータ31R、31Lの回転数差は、直
進時は0rpmであり、旋回時の最大回転数差を100
rpmとすると、100rpmを7分割した約14rp
mであるから、ズレ量2に相当する回転数差はその2倍
の約28rpmとなり、駆動モータ31Rはこの指令に
基づき、右の駆動輪300Rの回転数が左の駆動輪30
0Lの回転数より28rpmだけ少なくなるように制御
される。逆に、図示は省略したが、左側の駆動輪300
Lを駆動する駆動モータ31Lの回転数を右側の駆動輪
300Rを駆動する駆動モータ31Rの回転数より多く
するように指令するようにプログラムしてもよい。な
お、無人搬送車10の速度を大きくするため上記の駆動
モータ31R、31Lの回転数を上げた場合でも、左右
の駆動モータ31R、31Lの回転数差を比例して制御
すればよい。
【0019】つぎに、無人搬送車10への積荷積載時の
動作について説明する。図5(A)に示すように、荷積
プレート70に荷物が積載されていない無負荷時には、
荷積プレート70は弾発部材75により荷物載置台20
の上方に所定の間隙を空けて支持されており、荷物載置
台20の上面と荷積プレート70の下面との間に隙間t
の空間が生じている。この無負荷状態から、図5(B)
に示すように、荷積プレート70上に積荷Mを搭載する
と、積荷Mの重量Fにより弾発部材75が押圧されて隙
間tの分だけ撓み、荷積プレート70が荷物載置台20
上に接触して積荷Mによる重量Fの一部が荷物載置台2
0を介して固定従動輪200R、200Lと操舵輪40
0R、400Lに掛かり、弾発部材75によりベース6
0にさらに積荷Mによる残りの重量が付与され、その重
量が駆動輪300R、300Lに掛かり駆動輪300
R、300Lのスリップが防止される。
【0020】すなわち、駆動輪300R、300Lに付
与したい荷重をW、弾発部材75の個数をm、弾発部材
75のバネ定数をk、弾発部材75の撓み代(前記隙間
と略同じ)をtとすると、 W=mkt となり、弾発部材75の個数m、バネ定数k、撓み代t
を自由に設定することにより駆動輪300R、300L
に付与したい荷重Wを設定することができる。そして、
図6に示すように、駆動輪300R、300Lに掛かる
荷重Wは、積荷Mの重量Fが0すなわち無負荷の状態で
も制御装置50やベース60等の自重によりWoの荷重
が掛かり、積荷Mの重量Fが増加すると荷重Wも増加す
るが、撓み代が最大すなわち隙間tが0となって荷積プ
レート70がベース60の上面に接触する状態となる重
量Fnからは荷重Wn以上は駆動輪300R、300L
に掛からず、残余の荷重は操舵輪400R、400Lと
固定従動輪200R、200Lに分散されることとな
る。
【0021】このように、本実施の形態の無人搬送車1
0は、左右の前輪を左右方向で誘導帯800の幅よりも
広い間隔を空けて設けられた操舵輪400R、400L
とし、左右の後輪を左右方向で誘導帯800の幅よりも
広い間隔を空けて設けられた駆動輪300R、300L
とし、操舵輪400R、400Lの操舵角度に応じて左
右の駆動輪300R、300Lの駆動モータ31R、3
1Lの回転数に差を設けるようにしたので、誘導帯に対
する追従性が高く安定した走行が可能となり、また、誘
導帯を横切ることがないため、誘導帯を破損することが
なくなった。駆動輪300R、300Lや操蛇輪400
R、400Lが取り付けられたベース60と、実際に積
荷を載置する荷物載置台20とを別体とし、積荷Mの荷
重Wを荷物載置台20に設けた固定従動輪200R、2
00Lとベース60に設けた駆動輪300R、300L
や操蛇輪400R、400Lとで分担して支持するた
め、駆動輪300R、300Lに積荷の大荷重が掛かっ
て走行不能になることがなく、円滑に走行することがで
きる。また、駆動輪300R、300Lが取り付けられ
たベース60に弾発部材75を介して積荷Mによる荷重
Wの一部を負荷するようにしたので、駆動輪300R、
300Lに掛かる荷重を適正に設定でき、駆動輪300
R、300Lの滑りを防止することが可能になった。
【0022】なお、本発明は前記実施の形態のものに限
定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様
々な変更が可能である。例えば、前記実施の形態では、
センサ500に16個の磁気検出素子(磁気近接スイッ
チ)を有するものを採用したが、これに限られず、さら
に細かく左右32個等の検出素子を有するものを採用す
ることも可能である。この場合は、操舵輪の操舵角度及
び左右の駆動輪の回転数差をさらに精度よく制御するこ
とができる。
【0023】
【発明の効果】本発明は、床面に敷設された誘導帯に沿
って自動で走行する無人搬送車であって、床面に敷設さ
れた誘導帯に対する荷物載置台の左右方向の位置をセン
サにより検知し、該センサが検知した情報に基づいて操
舵装置及び駆動装置を制御し、操舵輪を所定の方向に操
舵するとともに、操舵輪の方向に応じて左右の駆動輪に
回転数差を生じさせるように構成したので、操舵輪の操
舵角度に応じて駆動輪を差動させることができ、誘導帯
に対する追従性が高く安定して走行することができる無
人搬送車を提供することが可能となった。また、左右の
操舵輪、駆動輪等は、左右方向で誘導帯の幅より広い間
隔を空けて設けたので、誘導帯を横切ることがなく、誘
導帯を破損することがない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一の実施の形態に係る無人搬送装置の
基本構成を示す概念図である。
【図2】本発明の一の実施の形態に係る無人搬送装置の
側面図である。
【図3】本発明の一の実施の形態に係る無人搬送装置の
回路図を兼ねた平面図である。
【図4】本発明の一の実施の形態に係る無人搬送装置の
操舵角と左右の駆動モータの回転数差の関係を表すグラ
フである。
【図5】本発明の一の実施の形態に係る無人搬送装置の
後部の拡大断面図で、(A)は無負荷状態、(B)は、
荷積状態を示す。
【図6】本発明の一の実施の形態に係る無人搬送装置の
積荷重量と駆動輪に掛かる荷重との関係を示すグラフで
ある。
【図7】従来の各種の無人搬送車の基本構成を示す概念
図である。
【符号の説明】
10 無人搬送車 20 荷物載置台 30 駆動装置 31 駆動モータ 40 操舵装置 41 操舵シリンダ 42 操舵用リンク 50 制御装置 53 シーケンサ 60 ベース 70 荷積プレート 75 弾発部材 200 固定従動輪 300 駆動輪 400 操舵輪 500 センサ 800 誘導帯
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) // B62D 11/08 B62D 11/08 X B62D 137:00 137:00

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 床面に敷設された誘導帯に沿って自動で
    走行する無人搬送車において、 荷物を載置可能な荷物載置台と、 左右方向で前記誘導帯の幅よりも広い間隔を空けて設け
    られ、前記誘導帯をまたいで走行する左右一対の駆動輪
    と、 該駆動輪を駆動する左右一対の駆動装置と、 左右方向で前記誘導帯の幅よりも広い間隔を空けて設け
    られ、前記誘導帯をまたいで走行する左右一対の操舵輪
    と、 該操舵輪を操舵する操舵装置と、 前記荷物載置台の前記誘導帯に対する左右方向の位置を
    検知するセンサと、 該センサが検知した情報に基づいて前記操舵装置及び前
    記駆動装置を制御し、前記操舵輪を所定の方向に操舵す
    るとともに、前記操舵輪の方向に応じて前記両駆動輪に
    回転数差を生じさせる制御装置とを備えることを特徴と
    する無人搬送車。
  2. 【請求項2】 前記駆動輪、駆動装置、操舵輪および操
    舵装置は、前後方向の一端が前記荷物載置台の前後方向
    の一端に上下方向に回動可能に結合して荷物載置台の下
    方に所定の間隔を空けて設けられたベースに配置されて
    おり、 前記駆動輪は、前記操舵輪よりも前記ベースの前後方向
    の他端側に配置されているとともに、 前記荷物載置台の前後方向の他端には従動輪が設けられ
    ている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】 前記荷物載置台の上方に設けられた荷積
    プレートと、該荷積プレートと前記ベースとの間に取り
    付けられ、上下方向に伸縮する複数の弾発部材とを備
    え、 前記荷積プレートは、その上面に積荷が載置されていな
    いときは前記弾発部材により前記荷物載置台の上面と所
    定の間隙を空けて支持されていることを特徴とする請求
    項2に記載の無人搬送車。
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