JP2005330019A - 搬送ロボット - Google Patents

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Abstract

【課題】 所定の場所に配置されたゴミ容器をゴミ集積所まで搬送する搬送ロボットを提供する。
【解決手段】 床面上を走行する車輪(駆動輪11及び操舵輪12)と、駆動輪11を駆動する駆動装置13と、操舵輪12を操舵する操舵装置14と、駆動装置13及び操舵装置14を制御して自律走行を実現させる制御装置(メインコントローラ19)と、を備える搬送ロボット10に昇降自在な載置部15を設ける。ゴミ容器Bを所定の場所に設置するとともにゴミ容器Bの下方に空間を設け、制御装置が自律走行を実現させてゴミ容器Bの下方空間に載置部15を進入させた後、載置部15を上昇させてゴミ容器Bを所定の高さまで持ち上げる。その後、制御装置は、載置部15にゴミ容器Bを載置した状態で自律走行を実現させてゴミ容器Bをゴミ集積所まで搬送し、載置部15を下降させてゴミ容器Bを降ろす。
【選択図】図3

Description

本発明は、搬送ロボットに関し、特に、ゴミ容器の搬送が可能な搬送ロボットに関する。
現在、マンションやオフィスビル等の高層建物の各階で発生するゴミを回収するための技術が種々提案されている。例えば、各階にゴミ投入用のコンテナを配置するとともに特定階にゴミ集積所を設け、所定の走行台車を用いて、建物内を昇降して各階に停止するゲージ内にコンテナの搬入・搬出を行い、ゲージ内のコンテナを特定階のゴミ集積所に搬送してコンテナ内のゴミを回収し、空のコンテナをゲージに返送するゴミ回収システムが提案されている(特許文献1参照。)。
特開平9−169404号公報
しかし、特許文献1に記載のゴミ回収システムで採用されている走行台車は、ケーブルを介してゲージに接続されているため、その走行範囲が制限されていた。従って、コンテナやゴミ集積所の配置場所が制限されることとなり、ゲージから遠く離れた場所にコンテナやゴミ集積所を設けることが困難となっていた。
また、前記したようなゴミ回収システムを用いて各階から回収したゴミは、所定のゴミ搬送車に積載されて、別の場所に設置された大型のゴミ集積所に運搬されるが、ゴミ搬送車一台あたりの積載量が規制されているため、ゴミ搬送車にゴミを積載する際にゴミの重量を計測する必要がある。しかし、このようなゴミの計量には手間がかかるため、建物内におけるゴミの滞留期間が長くなり、臭気が外部に流出するなど種々の問題が生じるおそれがあった。
本発明の課題は、自律走行が可能で、所定の場所に配置されたゴミ容器をゴミ集積所まで搬送することができる搬送ロボットを提供することである。
以上の課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、搬送ロボットであって、床面上を走行するための車輪と、前記車輪を駆動するための駆動装置と、前記車輪を操舵するための操舵装置と、前記駆動装置及び前記操舵装置を制御することにより自律走行を実現させる制御装置と、ゴミ容器を含む各種有体物を載置するための昇降自在な載置部と、を備えることを特徴とする。
請求項1に記載の発明によれば、制御装置が駆動装置及び操舵装置を介して車輪を駆動制御することにより、広い範囲において自律走行を行ってゴミ容器の配置場所に到達することができる。そして、載置部にゴミ容器を載置した状態で自律走行を行って、ゴミ容器をゴミ集積所まで搬送することができる。この結果、ゴミを効率良く回収することができる。また、搬送ロボットが自律走行可能であるので、ゴミ容器の配置場所やゴミ集積所の設置場所を自由に選択することができる。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の搬送ロボットにおいて、前記制御装置は、前記載置部の昇降動作を制御するものであり、所定の場所に設置された前記有体物の下方に空間が設けられている場合に、自律走行を実現させて前記載置部を前記有体物の下方に位置させた後、前記載置部を上昇させて前記有体物を所定の高さまで持ち上げることを特徴とする。
請求項2に記載の発明によれば、制御装置は、所定の場所に設置された有体物の下方に空間が設けられている場合に、自律走行を実現させて載置部を有体物の下方に位置させた後、載置部を上昇させて有体物を所定の高さまで持ち上げることができる。従って、自律走行の後に有体物を自動的に載置部に載置して搬送することができる。
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の搬送ロボットにおいて、前記載置部に載置した各種有体物の重量を計測する計量装置を備えることを特徴とする。
請求項3に記載の発明によれば、載置部に載置したゴミ容器等の各種有体物の重量を計測する計量装置を備えるので、ゴミ容器の搬送中にゴミ容器の計量を行うことができる。すなわち、ゴミの回収及び計量を同時に行うことができ、ゴミの計量のための手間を省くことができるので、建物内におけるゴミの滞留期間を短縮することができ、臭気の流出等を抑制することができる。
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の搬送ロボットにおいて、前記計量装置で計測した各種データを所定の外部記録媒体に記録する記録手段を備えることを特徴とする。
請求項4に記載の発明によれば、計量装置で計測した各種データ(例えば、ゴミが充填されたゴミ容器の全重量に係るデータや、この全重量からゴミ容器の重量を減じて得たゴミの重量に係るデータ)を、所定の外部記録媒体に記録することができ、この記録したデータを搬送ロボットとは別の装置に入力して管理することができる。
本発明によれば、制御装置の駆動制御により自律走行を行ってゴミ容器の配置場所に到達することができ、載置部にゴミ容器を載置した状態で自律走行を行ってゴミ容器をゴミ集積所まで搬送することができる。この結果、ゴミ容器の配置場所の制限が少なくなり、ゴミを効率良く回収することができる。また、載置部に載置したゴミ容器の重量を計測する計量装置を備えるので、ゴミの回収とゴミの計量とを同時に行うことができ、ゴミの計量のための手間を省くことができる。
以下、本発明の実施の形態を、図を用いて詳細に説明する。なお、本実施の形態においては、図1に示すように、エレベータ20を用いて建物1内を自律的に移動し、建物1の各階に配置されたゴミ容器を所定のゴミ集積所まで搬送する搬送ロボット10について説明することとする。
まず、図1〜図4を用いて、本発明の実施の形態に係る搬送ロボット10の構成について説明する。
搬送ロボット10は、図1〜図4に示すように、床面上を走行するための車輪(駆動輪11及び操舵輪12)、駆動輪11を駆動する駆動装置13、操舵輪12を操舵する操舵装置14、載置部15、計量装置16、カードスロット17、ロボット用無線装置18、メインコントローラ19、等を備えて構成されている。カードスロット17、ロボット用無線装置18及びメインコントローラ19は、図2及び図3に示した直方体状の筐体部10aの内部に収納されている。また、駆動装置13、操舵装置14、搭載部15及び計量装置16は、筐体部10aの前方下部に固定された水平台部10bに取り付けられている。
駆動輪11は、搬送ロボット10の水平台部10bの左右に1個ずつ設けられており、メインコントローラ15及び駆動装置13により駆動制御される。操舵輪12は、図2に示すように搬送ロボット10の水平台部10bの前方に1個設けられており、メインコントローラ19及び操舵装置14により駆動制御される。メインコントローラ19により駆動装置13を制御して駆動輪11を所定の回転速度で回転させながら、操舵装置14を制御して操舵輪12を所定の方向に向けることにより、自律走行を実現させることができる。
載置部15は、図3に示すように、直方体状のゴミ容器Bや、このゴミ容器Bを複数載置したパレットP等の各種有体物を載置するためのものである。載置部15は、図2及び図3に示すように、ゴミ容器Bの底面やパレットPの平坦面との接触面を有する平坦部と、この平坦部を支持する図示されていない支持部と、から構成されている。支持部は、図示されていない駆動装置の駆動力により昇降(上下動)するように構成されており、メインコントローラ19がこの駆動装置を制御することにより支持部の上下方向における位置が制御される。
本実施の形態においては、図3に示すように、左右の板状脚部P1と、これら板状脚部P1の間に配置された水平板P2と、を備えるパレットPを採用しており、パレットPの水平板P2は、搬送ロボット10の載置部15の平坦部より上方に位置するように配置されており、水平板P2の下方には空間が設けられている。このため、搬送ロボット10の載置部15にパレットPを載置する際には、載置部15を含む搬送ロボット10の前方部分をパレットPの水平板P2の下方に挿入し、載置部15の平坦部を上昇(上方に移動)させてパレットPを持ち上げるようにする。
計量装置16は、載置部15に載置したゴミ容器BやパレットP等の各種有体物の重量を計測するものである。計量装置16で計測された重量データはメインコントローラ19に伝送され、メインコントローラ19内に設けられたメモリや、カードスロット17に挿入されたメモリカードMに記録される。ゴミ及びゴミ容器Bの重量を含むパレットPの全重量を計量装置16で計測し、この全重量からゴミ容器B及びパレットPの重量を減じることによりゴミの重量を算出することができる。
カードスロット17には、外部記録媒体であるメモリカードMが挿入される。カードスロット17は、図4に示すようにメインコントローラ19に電気的に接続されている。そして、メインコントローラ19は、カードスロット17を介して、メモリカードMへの各種データ(例えば計量装置16で計測された重量データ)の書き込みを行う。
ロボット用無線装置18は、図4に示すように、PHS端末18a、PHS通信用アンテナ18b、SS無線機18c、SS通信用アンテナ18d、メインコントローラ19の制御の下にPHS端末18a及びSS無線機18cの動作を制御するコントローラ18e等を備えている。ロボット用無線装置18は、エレベータ20の機械室30に設けられた無線中継装置31(後述)と無線通信を行うとともに、エレベータ20のエレベータ籠40に設けられた籠用無線装置51(後述)と無線通信を行う。
メインコントローラ19は、MPUやメモリから構成されており、搬送ロボット10の各種機器を統合制御するものである。具体的には、メインコントローラ19は、駆動装置13及び操舵装置14を介して駆動輪11及び操舵輪12を駆動制御することにより、自律走行を実現させる。すなわち、メインコントローラ19は本発明における制御装置である。
また、メインコントローラ19は、計量装置16で計測されたゴミ容器BやパレットPの重量データや、ゴミ容器Bに充填されているゴミの重量データ等を、カードスロット17に挿入されたメモリカードMに記録する。すなわち、メインコントローラ19は本発明における記録手段である。
また、メインコントローラ19は、載置部15の支持部を昇降(上下動)させる駆動装置を制御して、載置部15の平坦部の上下方向における位置を制御することにより、載置部15にパレットPを載置する動作や載置部15からパレットPを降ろす動作を実現させる。また、メインコントローラ19は、ロボット用無線装置18のコントローラ18eを制御することにより、ロボット用無線装置18とエレベータ20の無線中継装置31との無線通信や、ロボット用無線装置18とエレベータ籠40の籠用無線装置51との無線通信を実現させる。
次に、図1、図5及び図6を用いて、本実施の形態に係る搬送ロボット10を移動させるためのロボット移動システムについて説明する。ロボット移動システムは、図1に示すように、搬送ロボット10、エレベータ20、PHS回線網60、等を備えて構成されている。
エレベータ20は、図1に示すように、空洞のエレベータタワー21、エレベータタワー21の上部に設けられた機械室30、エレベータタワー21内で複数の階に亘って移動可能なエレベータ籠40等を備えている。
エレベータ20の機械室30には、図1に示すように、搬送ロボット10との間で無線通信を行う無線中継装置31と、エレベータ籠40を昇降させる昇降装置32と、が設けられている。無線中継装置31は、図5に示すように、PHS端末31a、PHS通信用アンテナ31b、SS無線機31c、SS通信用アンテナ31d、PHS端末31a及びSS無線機31cの動作を制御するコントローラ31e等を備えている。無線中継装置31は、PHS回線網60を介して搬送ロボット10のロボット用無線装置18と無線通信を行うとともに、エレベータ20のエレベータ籠40に設けられた籠用無線装置51(後述)と無線通信を行う。
エレベータ20のエレベータ籠40には、図1に示すように、階指定用の複数の押しボタンを備える操作パネル42と、機械室30からの指令に従って操作パネル42を操作するためのアダプタ50と、が設けられている。そして、アダプタ50には、図1に示すように、無線中継装置31との間で無線通信を行う籠用無線装置51と、この籠用無線装置51で受信した信号に基づいて操作パネル42の複数の押しボタンを押圧操作する複数のアクチュエータ52と、が設けられている。
アダプタ50の籠用無線装置51は、図6に示すように、無線中継装置31のSS無線機31cと無線通信する第1SS無線機51aと、SS通信用アンテナ51bと、搬送ロボット10のロボット用無線装置18のSS無線機18cと無線通信する第2SS無線機51cと、SS通信用アンテナ51dと、これら第1・第2SS無線機51a、51cの動作を制御するとともに、第1・第2SS無線機51a、51cで受信した信号に基づいてアクチュエータ52を駆動制御するコントローラ51eと、を備えている。籠用無線装置51は、搬送ロボット10のロボット用無線装置18とSS方式で無線通信を行うとともに、無線中継装置31とSS方式で無線通信を行う。
次に、図7及び図8のフローチャートを用いて、本実施の形態に係る搬送ロボット10のゴミ回収動作について説明する。なお、搬送ロボット10のカードスロット17には、メモリカードMが装着されているものとする。
まず、搬送ロボット10が現在位置する階(以下「待機階」という)から、回収すべきゴミが存在する階(以下「回収階」という)まで搬送ロボット10を移動させる(階移動工程:S10)。この階移動工程10について、図8のフローチャートを用いて説明する。
最初に、搬送ロボット10のメインコントローラ19は、駆動装置13及び操舵装置14を介して駆動輪11及び操舵輪12を駆動制御して自律走行を実現させることにより、搬送ロボット10を待機階のエレベータホール2まで移動させ、待機させる(ロボット待機工程:S11)。次いで、搬送ロボット10のメインコントローラ19は、ロボット用無線装置18のコントローラ18eを制御することにより、PHS端末18aからPHS回線網60を介して特定の籠呼び信号をエレベータ20の無線中継装置31のPHS端末31aに向けて送信する(籠呼出工程:S12)。
搬送ロボット10からの籠呼び信号を受信した無線中継装置31のPHS端末31aは、その籠呼び信号に対応する無線信号をSS無線機31cからアダプタ50の第1SS無線機51aに転送する。かかる無線信号を受けたアダプタ50のコントローラ51eは、対応するアクチュエータ52を駆動することにより、操作パネル42に設けられた特定の押しボタン(待機階に対応する押しボタン)を押圧操作する。かかる操作により、エレベータ籠40が昇降し、搬送ロボット10の待機階まで移動する(籠呼出移動工程:S13)。
エレベータ籠40が搬送ロボット10の待機階に停止して開扉したら、搬送ロボット10のメインコントローラ19は、駆動装置13及び操舵装置14を介して駆動輪11及び操舵輪12を駆動制御して自律走行を再開させ、搬送ロボット10を移動させてエレベータ籠40に乗せる(ロボット乗車工程:S14)。次いで、搬送ロボット10のメインコントローラ19は、ロボット用無線装置18のコントローラ18eを制御することにより、SS無線機18cから、所望の行先階(回収階)を示す階指定信号をアダプタ50の第2SS無線機51cに送信する(行先階指定工程:S15)。
搬送ロボット10からの階指定信号を受けたアダプタ50のコントローラ51eは、対応するアクチュエータ52を駆動することにより、操作パネル42に設けられた特定の押しボタン(回収階に対応する押しボタン)を押圧操作する。かかる操作により、搬送ロボット10を乗せたエレベータ籠40が回収階に向けて移動する(籠指定移動工程:S16)。
次いで、エレベータ籠40が回収階に停止して開扉したら、搬送ロボット10のメインコントローラ19は、駆動装置13及び操舵装置14を介して駆動輪11及び操舵輪12を駆動制御して自律走行を再開させ、搬送ロボット10をエレベータ籠40から回収階のエレベータホール2へと移動させ、降車させる(ロボット降車工程:S17)。
このような階移動工程S10を経た後、搬送ロボット10のメインコントローラ19は、駆動装置13及び操舵装置14を介して駆動輪11及び操舵輪12を駆動制御して自律走行を実現させることにより、ゴミ容器B及びパレットPの配置場所まで搬送ロボット10を移動させる。そして、パレットPの近傍に搬送ロボット10が到達した時点で搬送ロボット10を若干前進走行させて、載置部15を含む搬送ロボット10の前方部分をパレットPの水平板P2の下方に挿入し、載置部15の平坦部を上昇させてパレットPを持ち上げることにより、載置部15にパレットPを載置させる(ゴミ回収工程:S20)。
次いで、搬送ロボット10のメインコントローラ19は、載置部15に載置されたパレットPの全重量を計測するとともに、計測したパレットPの全重量から、パレットP及びゴミ容器Bの重量を減じて、ゴミの重量を算出する。そして、算出したゴミの重量データをメモリカードMに記録する(計量記録工程:S30)。
次いで、前記した階移動工程S10(ロボット待機工程S11〜ロボット降車工程S17)と同様の手順を経て、搬送ロボット10を、回収階からゴミ集積所が設けられている階(以下「集積階」という)まで移動させる(階移動工程:S40)。なお、階移動工程S40の各工程は、階移動工程S10の各工程と実質的に同一であるので、説明を省略する。
次いで、搬送ロボット10のメインコントローラ19は、駆動装置13及び操舵装置14を介して駆動輪11及び操舵輪12を駆動制御して自律走行を実現させることにより、集積階に設置されたゴミ集積所まで搬送ロボット10を移動させる。そして、ゴミ集積所に搬送ロボット10が到達した時点で、搬送ロボット10の載置部15の平坦部を下方に移動させてパレットPをゴミ集積所の所定位置に降ろす(ゴミ集積工程:S50)。以下、階移動工程S10〜ゴミ集積工程S50を複数回繰り返して、建物1の各階に配置されたゴミ容器をゴミ集積所まで搬送する。
以上説明した実施の形態に係る搬送ロボット10は、メインコントローラ19が駆動装置13及び操舵装置14を介して駆動輪11及び操舵輪12を駆動制御することにより、建物1の各階の広い範囲において自律走行を行ってゴミ容器B及びパレットPの配置場所に到達することができる。そして、載置部15にパレットPを載置した状態で自律走行を行って、パレットPをゴミ集積所まで搬送することができる。この結果、ゴミを効率良く回収することができる。また、搬送ロボット10が自律走行可能であるので、ゴミ容器の配置場所やゴミ集積所の設置場所を自由に選択することができる。
また、以上説明した実施の形態に係る搬送ロボット10は、載置部15に載置したパレットPの重量を計測する計量装置16を備えるので、パレットPの搬送中にパレットPの計量を行うことができる。すなわち、ゴミの回収及び計量を同時に行うことができ、ゴミの計量のための手間を省くことができるので、建物内におけるゴミの滞留期間を短縮することができ、臭気の流出等を抑制することができる。
また、以上説明した実施の形態に係る搬送ロボット10は、計量装置16で計測した各種データ(例えば、ゴミ及びゴミ容器Bの重量を含むパレットPの全重量に係るデータや、この全重量からパレットP及びゴミ容器Bの重量を減じて得たゴミの重量に係るデータ)を、メモリカードMに記録する記録手段(メインコントローラ19)を備えている。従って、メモリカードMに記録されたデータを搬送ロボット10とは別の装置に入力して管理することができる。
なお、以上の実施の形態においては、PHS回線網60やSS方式の無線通信を利用してエレベータ籠40を操作することにより搬送ロボット10を所望の階に移動させる方式を採用したが、搬送ロボット10を階移動させる方式はこれに限られるものではない。
また、以上の実施の形態においては、ロボット用無線装置18を搭載した階移動自在な搬送ロボット10について例示したが、必ずしもロボット用無線装置18を搭載する必要はない。例えば、ゴミ容器とゴミ集積所とが同一階に設けられているような場合には、制御装置であるメインコントローラ19が、同一階における自律走行を実現させるように駆動装置13や操舵装置14を制御するだけで本発明の目的を達成することができる。
また、以上の実施の形態においては、計量装置16により計測したデータを記録する外部記録媒体として「メモリカードM」を採用した例を示したが、メモリカードMに代えてFD(R)やMD等の他の外部記録媒体を採用することもできる。また、搬送ロボット10にデータ送受信用の無線通信装置を搭載し、計量装置16により計測したデータを、この無線通信装置を介して外部装置に自動的に送信し、この送信したデータを外部装置で受信し、この受信したデータを外部装置の記録媒体に自動的に記録して管理することもできる。
また、以上の実施の形態においては、パレットPにゴミ容器Bを複数載置し、このパレットPを搬送ロボット10の載置部15に載置して、ゴミ及びゴミ容器BをパレットPとともに搬送した例を示したが、パレットPを用いることなく、ゴミ容器Bを載置部15に直接載置して搬送することもできる。
また、以上の実施の形態においては、2つの駆動輪と1つの操舵輪とを備える搬送ロボット10を採用した例を示したが、これら駆動輪及び操舵輪の個数はこれに限定されるものではない。また、以上の実施の形態においては、直方体状の筐体部10aと、この筐体部10aの前方下部に固定された水平台部10bと、を備える搬送ロボット10を採用した例を示したが、搬送ロボット10の形状はこれに限定されるものではない。
本発明の実施の形態に係る搬送ロボットを含むロボット移動システムの機能的構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係る搬送ロボットの斜視図である。 本発明の実施の形態に係る搬送ロボットの載置部にパレットを載置した状態を示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係る搬送ロボットの機能的構成を示すブロック図である。 図1に示したロボット移動システムの無線中継装置の機能的構成を示すブロック図である。 図1に示したロボット移動システムの籠用無線装置の機能的構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係る搬送ロボットのゴミ回収動作を説明するためのフローチャートである。 階移動工程を説明するためのフローチャートである。
符号の説明
10 搬送ロボット
11 駆動輪(車輪)
12 操舵輪(車輪)
13 駆動装置
14 操舵装置
15 載置部
16 計量装置
19 メインコントローラ(制御装置、記録手段)
B ゴミ容器
M メモリカード(外部記録媒体)
P パレット(有体物)

Claims (4)

  1. 床面上を走行するための車輪と、
    前記車輪を駆動するための駆動装置と、
    前記車輪を操舵するための操舵装置と、
    前記駆動装置及び前記操舵装置を制御することにより自律走行を実現させる制御装置と、
    ゴミ容器を含む各種有体物を載置するための昇降自在な載置部と、
    を備えることを特徴とする搬送ロボット。
  2. 前記制御装置は、
    前記載置部の昇降動作を制御するものであり、所定の場所に設置された前記有体物の下方に空間が設けられている場合に、自律走行を実現させて前記載置部を前記有体物の下方に位置させた後、前記載置部を上昇させて前記有体物を所定の高さまで持ち上げることを特徴とする請求項1に記載の搬送ロボット。
  3. 前記載置部に載置した各種有体物の重量を計測する計量装置を備えることを特徴とする請求項1又は2に記載の搬送ロボット。
  4. 前記計量装置で計測した各種データを所定の外部記録媒体に記録する記録手段を備えることを特徴とする請求項3に記載の搬送ロボット。
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