JP2007153521A - Stairs lifting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、階段を利用して重量物を運搬する階段揚重装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a stair lifting device that transports heavy objects using stairs.
今日、階段はビルなどの高層建築物や駅を始めとして至る処に設置されている。階段を利用して荷物を運搬するニーズは高く、労働力軽減を目的として、各種の階段用運搬ロボットが開発されている。たとえば、荷物運搬用には、特開2004−276892号公報(特許文献1)、特開2002−19616号公報(特許文献2)、特開2002−127909号公報(特許文献3)、特開2002−225720号公報(特許文献4)、特開2001−55178号公報(特許文献5)、特開2001−225754号公報(特許文献6)、特開2001−233600号公報(特許文献7)、特開平10−109653号公報(特許文献8)、特開平9−66839号公報(特許文献9)、特開平8−58641号公報(特許文献10)、また車椅子移動用には特開2004−181040号公報(特許文献11)、特開2002−178930号公報(特許文献12)にそのような荷物運搬用の装置が提案されている。 Today, stairs are installed everywhere, including high-rise buildings such as buildings and stations. There is a high need for carrying luggage using stairs, and various stairs carrying robots have been developed to reduce labor. For example, JP-A-2004-276892 (Patent Document 1), JP-A-2002-19616 (Patent Document 2), JP-A-2002-127909 (Patent Document 3), JP-A-2002 / 2002 JP-A-225720 (Patent Document 4), JP-A-2001-55178 (Patent Document 5), JP-A-2001-225754 (Patent Document 6), JP-A-2001-233600 (Patent Document 7), Japanese Patent Laid-Open No. 10-109653 (Patent Document 8), Japanese Patent Laid-Open No. 9-66839 (Patent Document 9), Japanese Patent Laid-Open No. 8-58641 (Patent Document 10), and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-181040 for wheelchair movement. Japanese Patent Laid-Open No. 2002-178930 and Japanese Patent Laid-Open No. 2002-178930 (Patent Document 12) propose such an apparatus for carrying a load.
また、移動時の安定性を保つための工夫として特開平8−73197号公報(特許文献13)に見られるようにガイドレールを安定して支持する装置が提案されている。 Further, as a device for maintaining stability during movement, an apparatus for stably supporting a guide rail has been proposed as disclosed in JP-A-8-73197 (Patent Document 13).
さらに、特開平6−63876号公報(特許文献14)においては、階段などの着地位置が制約される環境を移動するときに、目標位置と実際の着地位置との誤差を検出し歩容(歩幅)を修正する方法が提案されている。また、特開平6−134681号公報(特許文献15)においては、歩行ロボット装置の安定性を増すためにロボット本体に補助脚を設ける方法が提案されている。さらに、階段歩行を目的として2足歩行ロボットも考案され一部は既に公開されている。 Further, in Japanese Patent Laid-Open No. 6-63876 (Patent Document 14), when moving in an environment where the landing position is restricted, such as stairs, an error between the target position and the actual landing position is detected, and the gait (step length) is detected. ) Has been proposed. Japanese Patent Laid-Open No. 6-134681 (Patent Document 15) proposes a method of providing auxiliary legs on the robot body in order to increase the stability of the walking robot apparatus. Furthermore, biped walking robots have been devised for the purpose of walking on stairs, and some have already been released.
しかしながら、上記のいずれの従来技術にあっても、数百kgを超える重量物を階段を利用して安全性を確保しながら昇降できる能力を持たせることはできない。また、2足歩行ロボットの場合には、重量物に対する重心の移動が難しく、荷物の運搬には不向きである。
本発明は、以上のような従来技術の課題を解決するためになされたもので、重量物の階段揚重が安定して行える階段揚重装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a stair lifting device that can stably stair lift heavy objects.
本発明の階段揚重装置は、下段移動台と、その上方の中段移動台と、さらにその上の荷台とを互いに独立に水平移動できるように配置して3段構造とし、前記中段移動台と下段移動台とのそれぞれに複数本の脚を取り付け、前記複数本の脚それぞれに、若しくは水平移動方向において同じ位置となる脚群ごとに、それらの下端から前記中段移動台又は下段移動台までの距離(有効長)を変化させるための上下方向駆動装置を設け、前記荷台と下段移動台とのそれぞれを、前記中段移動台を介して独立に水平方向に駆動する水平方向駆動装置を前記荷台、中段移動台又は下段移動台に設け、前記上下方向駆動装置及び水平方向駆動装置を制御する制御装置を備えたものである。 The stair lifting device of the present invention has a three-stage structure in which a lower stage moving base, an upper middle stage moving base thereabove, and a loading platform thereabove can be horizontally moved independently of each other, A plurality of legs are attached to each of the lower stage moving bases, and each of the plurality of legs or each leg group that is in the same position in the horizontal movement direction from the lower end thereof to the middle stage moving base or the lower stage moving base. A vertical driving device for changing the distance (effective length) is provided, and a horizontal driving device that drives each of the cargo bed and the lower moving table independently in the horizontal direction via the middle moving table, the loading bed, It is provided on a middle stage moving base or a lower stage moving base, and includes a control device for controlling the vertical direction driving device and the horizontal direction driving device.
本発明の階段揚重装置において、前記制御装置は、前記荷台に重量物を載せた後、前記上下方向駆動装置により前記下段移動台の脚の有効長を伸長させることによって当該階段揚重装置全体を階段の蹴上げ位置まで上昇させ、続いて前記荷台並びに下段移動台を固定したまま前記中段移動台のみを階段の踏み面の長さまで前記水平方向駆動装置により水平移動させ、続いて前記荷台を、前記中段移動台をガイドとして利用しながら階段の踏み面相当の距離分、前記水平方向駆動装置により水平移動させ、続いて、前記下段移動台の脚の有効長を前記上下方向駆動装置により縮短させた後、前記中段移動台をガイドとして前記下段移動台を階段の踏み面相当の距離分だけ前記水平方向駆動装置により水平移動させる動作を1サイクルとする揚重動作を、当該階段揚重装置に行わせるものとすることができる。 In the stair lifting device according to the present invention, the control device places the heavy object on the loading platform, and then extends the effective length of the leg of the lower stage moving table by the vertical drive device, thereby the entire stair lifting device. Is then moved up to the stair lift position, and then only the middle stage moving table is moved horizontally by the horizontal driving device to the length of the tread surface with the loading platform and the lower stage moving table fixed, and then the loading platform is While using the middle stage moving table as a guide, it is horizontally moved by the horizontal direction driving device by a distance corresponding to the tread surface of the stairs, and then the effective length of the legs of the lower stage moving table is reduced by the vertical direction driving device. After that, an operation of horizontally moving the lower stage moving table by the horizontal driving device by a distance corresponding to the tread surface of the stairs using the middle stage moving table as a guide is taken as one cycle. The work can be made to perform in the staircase lifting device.
本発明の階段揚重装置において、前記上下方向駆動装置には、油圧式、サーボ機構、あるいはリニア駆動によるサーボ機構を採用することができる。また、本発明の階段揚重装置において、前記水平方向駆動装置には、油圧式、サーボ機構、あるいはリニア駆動によるサーボ機構を採用することができる。 In the stair lifting device of the present invention, a hydraulic, servo mechanism, or linear drive servo mechanism can be adopted as the vertical drive device. In the stair lifting device of the present invention, a hydraulic, servo mechanism, or linear drive servo mechanism can be adopted as the horizontal driving device.
本発明の階段揚重装置において、前記下段移動台と中段移動台との摺動部には、それらの一方にベアリングを設け、それらの他方に上下方向の変位を所定の幅内に収め、かつ水平方向の移動をガイドするガイドレールを設けることができる。また、本発明の階段揚重装置において、前記中段移動台と荷台との摺動部には、当該荷台側にベアリングを設け、前記中段移動台に、前記ベアリングに対するガイドレールを設けることができる。 In the stair lifting device according to the present invention, the sliding portions of the lower stage moving base and the middle stage moving base are provided with bearings on one of them, and the vertical displacement is accommodated within a predetermined width on the other, and A guide rail for guiding the movement in the horizontal direction can be provided. Further, in the stair lifting device of the present invention, a bearing can be provided on the side of the loading platform, and a guide rail for the bearing can be provided on the middle platform of the sliding portion between the middle platform and the loading platform.
さらに本発明の階段揚重装置において、重量物の階段揚重動作を安全に行わせるために水平度検出器、脚有効長検出器、リミットスイッチ、撮像装置あるいは加速度検出器を具備させ、それらの信号に基づいて制御装置に階段揚重動作を制御させることができる。 Further, in the stairlifting device of the present invention, in order to safely perform the stairlifting operation of heavy objects, a levelness detector, a leg effective length detector, a limit switch, an imaging device or an acceleration detector are provided, and those Based on the signal, the control device can control the step lifting operation.
本発明の階段揚重装置によれば、エレベータ機械室の機器の搬入搬出や階段における荷物搬送において、コンパクトに重量物の移動が可能であり、これによって、段差のある作業場所で短時間に安定した状態を維持しながら効率良く重量物を移動することができる。 According to the stairlifting device of the present invention, it is possible to move heavy objects in a compact manner in loading / unloading equipment in the elevator machine room and transporting luggage on the staircase, which makes it possible to stabilize in a short time in a work place with a step. It is possible to efficiently move a heavy object while maintaining the state.
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳説する。図1(a)、(b)は、本発明の1つの実施の形態の平面図及び正面図、図2は側面図である。同図に示されるように、本実施の形態の階段揚重装置は下段移動台10、中段移動台20、荷台30からなる3段構造を有している。下段移動台10と中段移動台20は手前側と後側のガイドレール45、46並びに手前、後側それぞれの左右に配置されたローラ41〜44により互いに保持され、水平一軸方向(図1における左右方向)にガイドされながら互いに独立して動くことができる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIGS. 1A and 1B are a plan view and a front view of one embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a side view. As shown in the figure, the stairlifting device of the present embodiment has a three-stage structure including a lower
下段移動台10には油圧機構により伸縮可能にした脚1〜4が、また中段移動台20には、油圧機構により伸縮可能にした脚5〜8がそれぞれ取り付けてある。尚、各脚の先端には、階段での安定性を増すために後述するように底板を取り付けるのが好ましい。また、水平移動を可能とするために、キャスターやローラを取り付けられる構造とすることも望ましい。
中段移動台20と荷台30との間には、ローラ51〜54があり、これによって互いに独立して水平一軸方向(図1において左右方向)に移動可能にしている。
Rollers 51 to 54 are provided between the middle stage moving table 20 and the
下段移動台10と中段移動台20の水平方向の移動は下段移動台10に固定された水平方向駆動装置40により駆動される。また、中段移動台20には水平方向駆動装置50が具備され、中段移動台20と荷台30とを水平方向に駆動する。尚、制御装置100は、水平方向駆動装置40又は50の近傍のスペース、例えば、荷台30、中段移動台20、下段移動台10それぞれの間の隙間スペースあるいは下段移動台10の下部に設ける。しかしながら、この制御装置100は、有線又は無線を介して水平方向駆動装置40、50に接続して使用者が手元で遠隔操作できる構成にすることが可能である。
The horizontal movement of the lower
中段移動台20の一端には補助脚60が、さらに、下段移動台10あるいは脚1〜4には着脱可能な側脚70、72が取り付けてある。荷台30の近傍に水平度を検出する水平度検出器80が取付けてある。また、それぞれの脚の下端から各移動台の底面までの距離、つまり有効長を測定するため、それぞれの脚1〜4、5〜8ごとに、図16に示したように脚有効長検出器81〜84、85〜88が取り付けてあり、また、脚が階段と衝突するのを避けるための近接センサあるいはリミットスイッチを用いた近接検出器91、92、93、94が取り付けてある。加えて、必要に応じて、重量物Wに加わる加速度を低減するために適切な場所、例えば図示した荷台30に加速度検出器99を取り付ける。
An
図16に示すように、制御装置100には水平度検出器80や脚1〜4、5〜8毎の脚有効長検出器81〜84、85〜88、前側の脚1、2また脚5、6それぞれが階段と衝突するのを避けるための近接検出器91、92また近接検出器93、94、加速度検出器99などからの信号が入力され、これらの信号をもとに脚並びに移動台のフィードバック制御を行う。
As shown in FIG. 16, the
下段移動台10の脚1〜4は、中段移動台20の脚5〜8より内側にあり、下段移動台10の全体が中段移動台20により包み込まれる形をしている。また、下段移動台10と中段移動台20とはガイドレール45、46により互いに保持され、ローラ41〜44により水平方向にガイドされながら独立して動くことができる。すなわち、中段移動台20側にはガイドレール45、46が取り付けられており、ローラ41、43はガイドレール45と下段移動台10によって挟み込まれ、また、ローラ42、44はガイドレール46と下段移動台10によって挟み込まれており、互いに独立して水平移動を可能にしている。
The
中段移動台20と荷台30との水平移動は、中段移動台20の上面の両端それぞれに取り付けられたガイドレール55、56上を、荷台10の下面に取り付けられたローラ51〜54が移動することにより行われる。このガイドレール55、56により、ローラ51〜54の脱輪は防止される。
In the horizontal movement between the middle
図3(a)、(b)は下段移動台10の詳細図である。下段移動台10にはそれぞれ上下に伸縮可能な4本の脚1〜4が取り付けてある。これらの各脚の最大有効長が使用する階段の蹴上げの3倍以上の長さを有し、テレスコピックな構造となっている。そして、それぞれの脚が油圧装置のような上下方向駆動装置111〜114により上下方向に伸縮してその有効長の調整を可能にしている。これらの脚は座151〜154により下段移動台10にボルトなどで着脱可能に固定されている。
3 (a) and 3 (b) are detailed views of the lower
下段移動台10の下部には、これらの脚の駆動、並びに下段移動台10と中段移動台20の水平駆動用の駆動装置40が具備されている。ここで、駆動装置40は油圧装置の外に、ボールネジ又はラックとピニオンを用いたサーボ機構、あるいはリニア駆動によるサーボ機構により中段移動台20を駆動するものとすることもできる。下段移動台10あるいは脚1〜4には着脱可能な側脚70、72が取り付けてある。
A
移動方向の前側となる脚1には近接センサ又はリミットスイッチで成る近接検出器91が、同じく脚2には近接検出器92が取り付けてある。尚、駆動装置40が油圧システムの場合には、下段移動台10の一部に駆動用油タンクが装備される。それぞれの脚の下端には、底板161〜164が取り付けてある。
A proximity detector 91 composed of a proximity sensor or a limit switch is attached to the
図4(a)、(b)は、中段移動台20の詳細図である。この中段移動台20の横幅(図4(b)において紙面垂直な方向の幅)は水平移動時に脚が走行するため、下段移動台10の横幅より広くなっている。中段移動台20には、座155〜158を介して、それぞれ上下に伸縮可能な4本の脚5〜8がボルトなどにより取り付けてある。これらの脚は下段移動台10の脚1〜4と同様に最大有効長が使用する階段の蹴上げの3倍以上の長さを有し、かつテレスコピックな構造を有している。そして、それぞれの脚は油圧装置のような上下方向駆動装置115〜118により上下方向に伸縮して有効長を調整可能にしている。これらの脚は座155〜157により中段移動台20にボルトなどで着脱可能に固定されている。さらに、それぞれの脚の下端には底板165〜168が取り付けてある。
4 (a) and 4 (b) are detailed views of the middle
中段移動台20には、これらの脚5〜8並びに荷台30を水平駆動するための水平方向駆動装置50が取り付けてある。水平方向駆動装置50は前述の下段移動台10を駆動するための水平方向駆動装置40と同様に、油圧装置の外に、ボールネジあるいはラックとピニオンを用いたサーボ機構、あるいはリニア駆動によるサーボ機構により荷台30を駆動するものとすることができる。また、この水平方向駆動装置50が油圧装置の場合には、中段移動台20の一部に駆動用油タンクが装備される。
A
移動方向の前側となる脚5には階段の蹴上げに近接したことを検出する近接センサ又はそれに対して接触したことを検出するリミットスイッチのような近接検出器93が取り付けてあり、同じく脚6には近接検出器94が取り付けてある。さらに、移動方向の後部となる位置に補助脚60を設けて安定性を増している。この補助脚60は必要に応じて設けるものである。尚、74、76は中段移動台用側脚であり、平地走行において使用するものである。
A proximity sensor 93 such as a proximity sensor for detecting the proximity to the kicking of the stairs or a limit switch for detecting the contact with the proximity sensor 93 is attached to the leg 5 on the front side in the moving direction. A proximity detector 94 is attached. Further, the
図5は下段移動台10の別の構成を示している。この下段移動台10では、階段の踏み面にあわせて、脚1、3間、脚2、4間の距離を調整することを目的として、脚1と脚2を固定し、脚3並びに脚4をそれぞれガイドレール120、122に沿ってスライドできるよう取り付けると共に、駆動装置121、123により脚間の距離を調整可能としたものである。ここで、駆動装置121、123は油圧シリンダ、油圧ジャッキなどによる油圧装置、あるいはボールネジあるいはラックとピニオンを用いたサーボ機構、あるいはリニア駆動によるサーボ機構を用いる。尚、脚間距離は使用する階段の踏み面の幅より大きく、かつ過剰に大きくしないために踏み面の2倍以内の寸法となるよう設定される。
FIG. 5 shows another configuration of the lower stage moving table 10. In this lower
図6は、中段移動台20の別の構成を示している。この中段移動台20では、階段の踏み面にあわせて、脚5、7間、脚6、8間の距離を調整することを目的として、脚5と脚6を固定し、脚7並びに脚8をそれぞれガイドレール130、132に沿ってスライドできるよう取り付けると共に、駆動装置131、133により脚間の距離を調整可能としたものである。ここで、駆動装置は油圧シリンダ、油圧ジャッキなどによる油圧装置、あるいはボールネジあるいはラックとピニオンを用いたサーボ機構、あるいはリニア駆動によるサーボ機構を用いる。脚間距離は下段移動台の脚間寸法とほぼ同じとなるよう使用する階段の踏み面の幅より大きく、かつ過剰に大きくしないために2倍以内の寸法となるよう調整される。
FIG. 6 shows another configuration of the middle stage
制御装置100による階段揚重動作の制御機構は、図16に示す構成である。すなわち、制御装置100は、水平方向駆動装置40、50の動作位置により下段移動台10、中段移動台20、荷台30それぞれの位置を検出する移動台位置検出器300、荷台30の水平度を検出する荷台水平度検出器80、各脚1〜8それぞれの駆動装置111〜118の駆動位置より有効長を検出する脚有効長検出器81〜88、下段移動台10の脚1、2、また中段移動台20の脚5、6が階段の蹴上げ面へ近接したことを検出する近接検出器91〜94、加速度を検出する加速度検出器99それぞれからの信号を入力して所定の演算制御を実行し、重量物Wの階段揚重動作の自動制御を行う。制御装置100により制御される要素群は、下段移動台10の脚1〜4それぞれを伸縮動作させる下段脚駆動装置111〜114、中段移動台20の脚5〜8それぞれを伸縮動作させる中段脚駆動装置115〜118、下段移動台10と中段移動台20を独立に水平駆動する水平方向駆動装置40、中段移動台20と荷台30を独立に水平駆動する水平方向駆動装置50である。
The control mechanism of the stair lifting operation by the
以下、上記制御装置100により重量物Wを、階段を利用して持ち上げる場合の揚重動作制御について、図7〜図15を参照しながら説明する。
Hereinafter, the lifting operation control in the case where the
(ステップ1)図7(a)、(b)において、本装置全体は初めに下段移動台10に取り付けられた脚1〜4によって水平に保たれる。また、必要に応じて中段移動台20に取り付けられた脚5〜8を補助的に使用し水平に安定して固定される。この水平保持は、水平度検出器80からの出力をもとに制御装置100により指令が出され、各脚1〜4、脚5〜8の下端から各移動台の底面までの有効長の調整へフィードバックされる。
(Step 1) In FIGS. 7 (a) and 7 (b), the entire apparatus is initially kept horizontal by the
下段移動台10、中段移動台20、荷台30は、下段移動台10と中段移動台20との間に取り付けられた水平方向駆動装置40、並びに中段移動台20と荷台30との間に取り付けられた水平方向駆動装置50により、ほぼ同一の荷台中心線上に固定される。すなわち、この状態で重量物は重心の位置が荷台あるいは下段移動台のほぼ中央になるよう積載される。
The lower
重量物の積載が完了したなら、脚の移動時に脚が階段に衝突しないよう脚下端の高さを脚用の駆動装置111〜114を用いて上下に調整する。この際、必要に応じて駆動装置115〜118を併用する。
When the loading of the heavy object is completed, the height of the lower end of the leg is adjusted up and down by using the leg driving devices 111 to 114 so that the leg does not collide with the stairs when the leg moves. At this time, the driving
(ステップ2)続いて、図8(a)、(b)に示すように下段移動台10の脚1〜4により水平度を保ち、重量物Wを支えながら、中段移動台20の脚5〜8を、駆動装置115〜118を用いて縮める。この時、移動方向の前側の脚5、6についてはその下端が階段の蹴上げの高さよりも少し高くなるまで縮め、後側の脚7、8については水平移動で床面や踏み面と干渉しなくなる分だけ縮める。
(Step 2) Subsequently, as shown in FIGS. 8A and 8B, the
(ステップ3)続いて、図9(a)、(b)に示すように中段移動台20を階段方向に水平移動させる。この時、荷台30は、下段移動台10と中段移動台20間に取り付けられた水平方向駆動装置40並びに中段移動台20と荷台30間に取り付けられた水平方向駆動装置50とを同時に逆方向に駆動することにより、重量物Wは重心の位置を変えることなくほぼその位置にとどまらせておく。すなわち、下段移動台10と中段移動台20は、ガイドレール45、46並びにローラ41〜44によって、また、中段移動台20と荷台30は、ローラ51〜54並びにガイド55、56により、互いに逆方向への水平移動を行う。
(Step 3) Subsequently, as shown in FIGS. 9A and 9B, the intermediate
同時に、水平度検出器80、脚有効長検出器81〜88、台位置検出器300、近接検出器91〜94からの信号を基に制御装置100で、脚1〜4の水平移動距離の設定並びにバランスを保つよう制御を行う。これにより、中段移動台20は安定を保ちながら水平移動する。尚、本実施の形態では、いずれの制御工程においても、加速度検出器99からの信号により過大な加速度が働いた場合には直ちに動作を停止させる。
At the same time, the horizontal movement distance of the
(ステップ4)中段移動台20が所定位置に水平移動したなら、図10(a)、(b)に示すように中段移動台20に取り付けられた脚駆動装置115〜118によりそれぞれ脚5〜8を降下させて有効長を伸ばし、中段移動台20を水平に固定する。
(Step 4) If the middle stage moving table 20 is moved horizontally to a predetermined position, the legs 5 to 8 are respectively moved by the
(ステップ5)続いて、図11(a)、(b)に示すように、荷台30を中段移動台20との間に取り付けられた水平方向駆動装置50により、階段の踏み面の長さにあわせて水平移動させる。この際、水平度検出器80、脚有効長検出器81〜88、台位置検出器300、近接検出器91〜94からの信号を基に制御装置100で、本体のバランスを保つよう全ての脚1〜4、5〜8に対する制御を行う。荷台30の水平移動が完了したなら、荷台30の水平度を確認しながら、必要に応じて全脚又は脚5〜8のみの伸縮操作により荷台30を含む本体全体を持ち上げる。尚、この操作時の安定性を保つために、補助手段として補助脚60を用いることもある。
(Step 5) Subsequently, as shown in FIGS. 11 (a) and 11 (b), the length of the tread surface of the stairs is set by the
(ステップ6)続いて、図12(a)、(b)に示すように、中段移動台20の脚5〜8で荷台30を水平に支えながら、下段移動台10の脚1〜4を縮める。
(Step 6) Subsequently, as shown in FIGS. 12A and 12B, the
(ステップ7)引き続き、図13(a)、(b)に示すように、下段移動台10と中段移動台20との間に取り付けられた水平方向駆動装置40により下段移動台10を階段方向に踏み面の長さだけ水平移動させる。
(Step 7) Subsequently, as shown in FIGS. 13 (a) and 13 (b), the lower stage moving table 10 is moved in the staircase direction by the
(ステップ8)そして下段移動台10の水平移動が完了したなら、図14(a)、(b)に示すように、水平度を確認しながら脚1〜4を伸ばす。
(Step 8) When the horizontal movement of the lower
これにより、階段1段分の揚重動作が完了する。続いて、図15に示すステップ1から揚重動作を再開し、上述したステップ1〜8の揚重動作を繰り返すことによって重量物Wを階段1段ずつ揚重する。尚、階段を下りる時は、上記と逆の動作を行う。
Thereby, the lifting operation for one step of the stairs is completed. Subsequently, the lifting operation is restarted from
これらの一連の動作においては、前述したように水平度検出器80、脚有効長検出器81〜88、台位置検出器300、近接検出器91〜94からの信号を基に制御装置100で、本体のバランスを保つよう全ての脚1〜4、5〜8に対する制御を行う。
In these series of operations, as described above, the
尚、図17に示したように、水平方向の駆動装置40、50、また脚駆動装置91〜98それぞれに対してストッパー310〜320を設け、移動距離が限界値を超えないように配慮し、さらに、これらのストッパー310〜320への接触を検出して制御装置100が該当駆動装置を停止させるようにすることで、機械を保護することができる。また、ストッパーに代えて、あるいはストッパーと共にリミットスイッチ321〜331を設け、リミットスイッチに接触することで移動限界に近いことを検出し、警報器332により警報を出力させるようにすることもできる。
In addition, as shown in FIG. 17,
尚、本装置は重量物の階段移動を目的とするため、荷物の重心は低いほうが良い。そこで上記実施の形態のように、水平方向駆動装置40並びに水平方向駆動装置50を下段移動台10又は中段移動台20の内部に取り付けることにより、高さ方向の寸法を短くすることができ、これにより、重心位置を低くすることができると共に装置をコンパクトにできる。
In addition, since this apparatus aims at the staircase movement of heavy objects, it is better that the center of gravity of the load is low. Therefore, as in the above-described embodiment, the horizontal
また、下段移動台10、中段移動台20の各脚1〜4、5〜8を着脱可能にし、かつ、下段移動台10に側脚70、72、中段移動台20に側脚74、76を設けることによって、脚の歩行時の上下移動を実現するほか、本階段揚重装置を使用しないときに、大きさを極力小さくすることができ、階段の蹴上げ寸法以下に小さくすることで、収納スペースの削減とともに、持ち運びも容易とすることができる。
Further, the
また、重量物Wの移動には大きなパワーを必要とする。そこで、駆動装置40、50、また脚駆動装置91〜98それぞれには、油圧機構を例示したが、ボールネジ、あるいは、リニア駆動によるサーボ機構を採用することもできる。また、油圧装置の適用に当たり動作油の格納タンクが必要になるが、下段移動台10あるいは中段移動台20の一部を動作油タンクとすることにより空間を有効に利用することが可能となる。
Moreover, a large power is required for the movement of the heavy object W. Therefore, the
実際の階段においては、踏み面や蹴上げの寸法が種々異なる。このような問題に対処するため、本発明においては脚の有効長、つまりその下端から各移動台の底面までの距離を任意に可変できる駆動機構を備えている。また、別の実施の形態として図5、図6に示したように、ガイドレール並びに駆動機構を取り付けることにより、踏み面の寸法に応じて脚の幅を可変とできる。ここで、脚の幅を可変とするために、移動台にボルト用ネジ穴を複数箇所に設け、踏み面の寸法に応じて各脚は取付位置を変更できるようにしてもよい。さらにまた、予め階段寸法が既知である場合には、図2、図3に示したように、それぞれの脚に座を設け、例えば移動台に複数箇所にネジ穴を設けることにより、階段寸法に対応した位置のネジ穴を用いてネジ止めすることにより、所望の脚長さあるいは脚幅を得るようにすることもできる。 In actual stairs, the dimensions of the tread and the kick-up are different. In order to cope with such a problem, the present invention is provided with a drive mechanism that can arbitrarily change the effective length of the leg, that is, the distance from the lower end to the bottom surface of each movable table. Further, as shown in FIGS. 5 and 6 as another embodiment, the width of the leg can be made variable according to the size of the tread surface by attaching the guide rail and the drive mechanism. Here, in order to make the width of the leg variable, bolt screw holes may be provided at a plurality of locations on the moving base, and the mounting position of each leg may be changed according to the dimensions of the tread surface. Furthermore, when the step size is known in advance, as shown in FIGS. 2 and 3, a seat is provided on each leg, for example, screw holes are provided at a plurality of locations on the moving table, thereby reducing the step size. It is also possible to obtain a desired leg length or leg width by screwing using a screw hole at a corresponding position.
また、脚の取り付け部付近は応力が集中する。そこで、脚を中段移動台、あるいは下段移動台の近傍に支えるためにアングルのような補強材を配した構造にすることもできる。この他にも脚に対する梁や桁あるいは筋交いを追加することも同様な効果を有する。 Moreover, stress concentrates near the attachment part of a leg. Therefore, a structure in which a reinforcing material such as an angle is provided to support the legs in the vicinity of the middle stage or the lower stage can be used. In addition to this, adding beams, girders or braces to the legs has the same effect.
また、本発明の階段揚重装置において、最大有効長は少なくとも階段蹴上げの3倍以上の長さにするのが良い。そして実際にはこの長さに余裕を加えた寸法とする。 In the stair lifting device of the present invention, the maximum effective length is preferably at least three times the stair lift. Actually, the length is a dimension obtained by adding a margin.
本装置による重量物Wの移動中の重心の移動に伴う不安定性の問題を解決するため、移動中、重量物又は階段揚重装置の重心近傍の位置、あるいはこれに代わる位置を支える、あるいは逆方向への移動を防止できる補助脚を取り付けることが好ましい。具体的には、図1に示すように、進行方向に対し横方向に側脚70、72を設けたり、あるいは図3に示すように中段移動台20に進行方向に垂直な方向にアームを設け、これに補助脚60を取り付けることにより安定性を増すことができる。これらの方法により、より安定した重量物の移送が可能となる。
In order to solve the problem of instability due to the movement of the center of gravity during the movement of the heavy object W by this apparatus, the position near the gravity center of the heavy object or the stairlifting apparatus during the movement, or an alternative position is supported, or vice versa. It is preferable to attach an auxiliary leg that can prevent movement in the direction. Specifically, as shown in FIG. 1,
本階段揚重装置は重量物Wの階段揚重だけではなく、それに引き続き平床の移動にも利用するものである。そこで、脚を階段揚重のための歩行用と平地移動のための回転機能を併せ持つ構造とするために、歩行用脚と共にその側にキャスターあるいはローラの付いた側脚を設け、歩行用脚を最短まで短くすることで側脚の方を長くし、これによって平地移動させる構造にすることができる。 This stair lifting device is used not only for stair lifting of heavy objects W but also for moving a flat bed. Therefore, in order to make the legs have a structure that has both a walking function for lifting stairs and a rotation function for moving on flat ground, side legs with casters or rollers are provided on the side of the walking legs, and the walking legs are By shortening it to the shortest length, the side legs can be lengthened, thereby making it possible to make a structure that moves on flat ground.
また、上記実施の形態では、各脚の下部に幅広の底板を設けたが、これにより、脚の自立を可能とすることができ、より安定した移動が可能になる。 Moreover, in the said embodiment, although the wide baseplate was provided in the lower part of each leg, by this, a leg can be made independent and the more stable movement is attained.
また、本実施の形態では、中段移動台20と下段移動台10との摺動部の構造に関して、図2に示すように下段移動台10側がローラ41〜44を有し、中段移動台20側が前記ローラの上下方向の移動を所定の幅内に収めながら水平方向に移動させるガイドレール45、46を有している。これによって、中段移動台20と下段移動台10との間の滑らかな水平移動が可能である。尚、本実施の形態の構造とは逆に、中段移動台20と下段移動台10との摺動部が、下段移動台10側がスライドできる板状の構造物であり、中段移動台20側に取り付けたガイドレールの上下面にローラを有し、中段移動台20の水平方向の移動に伴う上下方向の移動を所定の幅内に収まるよう上下にガイドレールを有した構造にすることもできる。
Further, in the present embodiment, regarding the structure of the sliding portion between the middle stage moving table 20 and the lower stage moving table 10, the lower stage moving table 10 side has rollers 41 to 44 as shown in FIG.
また、本実施の形態では、中段移動台20と荷台30との摺動部が、荷台30側がローラ51〜53を有し、中段移動台20側が前記ローラに対するガイドレール55、56を有する構造にしてあり、これによって両者間の滑らかな水平移動が可能である。
In the present embodiment, the sliding portion between the intermediate
本装置の操作を容易ならしめるため、図18に示すように駆動装置の制御装置100には自動と手動の切り替えスイッチ101と共に各駆動装置を手動操作する操作器群102を設け、また、移動速度を可変する速度設定器103を設けることにより、より安全かつ安定した動作を実現できる。
In order to facilitate the operation of this apparatus, as shown in FIG. 18, the
また、本実施の形態では装置に加速度検出器99が設置してあり、制御装置100はこの加速度検出器99の検出する加速度が所定値を超える異常な値となった場合に走行動作を停止する、あるいは警報器332にて警告を報知するようにしており、これによってより安全な移動が可能である。
Further, in the present embodiment, the
また、各脚にそれに掛かる荷重を検出する荷重検出器を取り付け、制御装置100には各荷重検出器から出力される信号から、動作中の装置全体の重心位置を算出し、重心位置が、着地している脚から水平方向外側にはみ出さないように制御する制御機能を具備させ、脚の着地位置や、脚の間隔、補助脚を制御するようにすれば、本装置が転倒することなく、安定に動作できるようになる。
Also, a load detector for detecting the load applied to each leg is attached, and the
また、本実施の形態によれば、下段移動台10、中段移動台20それぞれの移動方向の前側の脚1、2、脚5、6の下部に階段の蹴上げ面への接触若しくは近接を検出する近接検出器91〜94を設けたことにより、脚が階段蹴上げ面に衝突あるいは接近した時、水平移動を停止させることができ、より安全な移動が可能である。
Further, according to the present embodiment, contact or proximity of the stairs to the kick-up surface is detected at the lower part of the
さらに、装置全体の自動運転を行わせる場合のために、図4に示したように進行方向や周囲を撮像する撮像手段200を取り付け、この撮像信号を制御装置100に入力し、これらの信号をもとに階段上の脚の着地点を設定しながら歩行制御を行うようにすれば、より正確かつ安全な自動運転が可能となる。また、画像信号は手動操作においても有効である。
Further, in order to perform the automatic operation of the entire apparatus, as shown in FIG. 4, an imaging means 200 for imaging the traveling direction and surroundings is attached, and this imaging signal is input to the
さらにまた、進行方向側の先端に、衝突防止のためのダンパを設けることによって、衝突時の重量物の運搬にともなう不安定な状態を回避できる。加えて、荷台30にころがり防止装置を取り付ければ、重量物Wの移動に伴う不安定な状態を予め回避できる。さらに、制御システムの中には非常時停止装置などの安全装置を組み込むとにより安全性を向上できることは言うまでもない。
Furthermore, by providing a damper for preventing collision at the front end in the traveling direction, it is possible to avoid an unstable state due to transportation of heavy objects at the time of collision. In addition, if a rolling prevention device is attached to the
10:下段移動台、20:中段移動台、30:荷台、1〜4:下段移動台に取り付けられた脚、5〜8:中段移動台に取り付けられた脚、40:水平方向駆動装置、41〜44:ローラ、45、46:ガイドレール、50:水平方向駆動装置、51〜54:ローラ、55、56:ガイドレール、60:補助脚、70、72:下段移動台用側脚、74、76:中段移動台用側脚、80:水平度検出器、81〜88:脚有効長検出器、91〜94:近接検出器、99:加速度検出器、100:制御装置、111〜114:下段脚駆動装置、115〜118:中段脚駆動装置、120、122:ガイドレール、121、123:駆動装置、130、132:ガイドレール、131、133:駆動装置、151〜154:脚用座、155〜158:脚用座、161〜164:脚用底板、165〜168:脚用底板、200:撮像装置、300:台位置検出器。 10: Lower stage moving table, 20: Middle stage moving table, 30: Loading platform, 1-4: Legs attached to the lower stage moving table, 5-8: Legs attached to the middle stage moving table, 40: Horizontal driving device, 41 ˜44: Roller, 45, 46: Guide rail, 50: Horizontal driving device, 51-54: Roller, 55, 56: Guide rail, 60: Auxiliary leg, 70, 72: Side leg for lower stage moving table, 74, 76: Side legs for middle stage moving table, 80: Horizontalness detector, 81-88: Leg effective length detector, 91-94: Proximity detector, 99: Acceleration detector, 100: Control device, 111-114: Lower stage Leg drive device, 115-118: Middle leg drive device, 120, 122: Guide rail, 121, 123: Drive device, 130, 132: Guide rail, 131, 133: Drive device, 151-154: Leg seat, 155 ~ 158: Leg Seat, 161 to 164: leg bottom plate, 165 to 168: leg bottom plate, 200: imaging device, 300: base position detector.
Claims (21)
前記中段移動台と下段移動台とのそれぞれに複数本の脚を取り付け、
前記複数本の脚それぞれに、若しくは水平移動方向において同じ位置となる脚群ごとに、それらの下端から前記中段移動台又は下段移動台までの距離(有効長)を変化させるための上下方向駆動装置を設け、
前記荷台と下段移動台とのそれぞれを、前記中段移動台を介して独立に水平方向に駆動する水平方向駆動装置を前記荷台、中段移動台又は下段移動台に設け、
前記上下方向駆動装置及び水平方向駆動装置を制御する制御装置を備えたことを特徴とする階段揚重装置。 The lower stage, the upper middle stage, and the upper stage are arranged so that they can move horizontally independently of each other to form a three-stage structure.
A plurality of legs are attached to each of the middle stage and the lower stage.
A vertical driving device for changing the distance (effective length) from the lower end of each leg to each of the plurality of legs or for each leg group having the same position in the horizontal movement direction from the lower end thereof to the middle stage moving base or the lower stage moving base Provided,
A horizontal direction driving device that drives each of the loading platform and the lower moving platform independently in the horizontal direction via the middle moving platform is provided in the loading platform, the middle moving platform, or the lower moving platform,
A stair lifting device comprising a control device for controlling the vertical drive device and the horizontal drive device.
前記制御装置は、前記上下方向駆動装置の駆動により前記脚有効長検出器の検出する前記脚の有効長が予め設定した限界値に到達した時に、前記上下方向駆動装置及び水平方向駆動装置を停止させることを特徴とする請求項1又は2に記載の階段揚重装置。 A leg effective length detector for detecting an effective length of each leg of the middle stage and the lower stage;
The control device stops the vertical driving device and the horizontal driving device when the effective length of the leg detected by the leg effective length detector reaches a preset limit value by driving the vertical driving device. The stair lifting device according to claim 1 or 2, characterized in that
前記制御装置は、前記上下方向駆動装置の駆動により前記脚有効長検出器の検出する前記脚の有効長が予め設定した限界値に到達した時に、前記警報装置により警報を報知させることを特徴とする請求項1又は2に記載の階段揚重装置。 An alarm device, and a leg effective length detector that detects an effective length of each leg of the middle stage and the lower stage.
The control device causes the alarm device to issue an alarm when the effective length of the leg detected by the leg effective length detector reaches a preset limit value by driving the vertical drive device. The stair lifting device according to claim 1 or 2.
前記制御装置は、前記水平方向駆動装置の駆動により前記移動台位置検出器の検出する前記荷台、中段移動台又は下段移動台の水平方向移動位置が予め設定した限界値に到達した時に、前記水平方向駆動装置を停止させることを特徴とする請求項1又は2に記載の階段揚重装置。 A moving platform position detector for detecting horizontal movement positions of the loading platform, the middle platform and the lower platform;
When the horizontal movement position of the cargo bed, the middle stage moving stage or the lower stage moving stage detected by the moving stage position detector by driving the horizontal direction driving device reaches a preset limit value, the control device The stair lifting device according to claim 1 or 2, wherein the direction driving device is stopped.
前記制御装置は、前記水平方向駆動装置の駆動により前記移動台位置検出器の検出する前記荷台、中段移動台又は下段移動台の水平方向移動位置が予め設定した限界値に到達した時に、前記警報装置により警報を報知させることを特徴とする請求項1又は2に記載の階段揚重装置。 An alarm device, and a moving table position detector for detecting a horizontal moving position of each of the cargo bed, the middle moving table and the lower moving table,
When the horizontal movement position of the cargo bed, middle stage movement stage or lower stage movement stage detected by the moving stage position detector by driving of the horizontal direction driving device reaches a preset limit value, the control device The stair lifting device according to claim 1 or 2, wherein an alarm is notified by the device.
当該階段揚重装置の進行方向の前後に隣接する脚の間の距離を可変するための脚移動ガイドと、脚位置を移動させる脚位置移動装置とを設けたことを特徴とする請求項1又は2に記載の階段揚重装置。 The plurality of legs are arranged in parallel at least two at a position corresponding to the front and rear in the direction of travel of the stair lifting device on each of the lower stage moving stage and the middle stage moving stage,
The leg movement guide for changing the distance between the legs adjacent to the front and rear in the traveling direction of the stair lifting device and the leg position moving device for moving the leg position are provided. The stair lifting device according to 2.
前記制御装置は、前記水平度検出器の水平度検出信号に基づいて前記上下方向駆動装置による前記複数本の脚それぞれの有効長を調整することを特徴とする請求項1又は2に記載の階段揚重装置。 A horizontality detector for detecting the horizontality of the cargo bed,
3. The staircase according to claim 1, wherein the control device adjusts an effective length of each of the plurality of legs by the vertical driving device based on a horizontality detection signal of the horizontality detector. Lifting equipment.
前記制御装置は、当該階段揚重装置の水平移動中に、前記近接検出器によって前記脚が階段蹴上げ面に接触あるいは近接したことを検出した時に、水平移動を停止させることを特徴とする請求項1又は2に記載の階段揚重装置。 A proximity detector for detecting contact or proximity of an obstacle is provided at least on the lower part of the leg located on the front side in the traveling direction among the plurality of legs.
2. The control device according to claim 1, wherein the horizontal movement is stopped when the proximity detector detects that the leg is in contact with or close to the stepped-up surface during the horizontal movement of the stair lifting device. The stairlift device according to 1 or 2.
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