JP2010122916A - 自律移動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被搬送部を接続可能な自律移動装置において、被搬送部にセンサ等の検出手段を設けることなく、被搬送部への障害物等の接触の検出が可能な自律移動装置を提供する。
【解決手段】ロボット１は、台車４０と、カバー４１と、近接スイッチ７１と、連結部１８と、を備える。カバー４１は、台車４０の側面の一部を覆い、かつ、台車４０に対して相対変位可能に該台車４０に取り付けられる。近接スイッチ７１は、台車４０に対するカバー４１の相対変位を検出する。連結部１８を介して接続されるカート１９には、カート１９の側面の一部を覆うカートカバー２９が、カート１９に対して相対変位可能に取り付けられる。当該カートカバー２９の相対変位をカバー４１に機械的に伝達し、カバー４１を前記台車４０に対して相対変位させる変位伝達機構が、カートカバー２９に取り付けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、被搬送部が連結される自律移動装置に関し、特に、障害物等との接触を検知しつつ移動する自律移動装置に関する。

近年、ワゴン等の被牽引部（被搬送部）を牽引しながら自律して走行するロボット等の自律移動装置（無人搬送車）の研究・開発が進められている。例えば、病院等でカルテ、薬品及び配膳品等を搬送する作業をこの種のロボットに担わせることによって、人的負担の軽減に寄与することができる。このような自律移動型のロボットは人が操作するわけではないため、走行経路中の障害物に対処する必要がある。そこで、障害物との衝突をセンサ等の検出手段によって検出し、この検出結果に基づいて自律移動装置の停止又は障害物の回避作業等を行うように当該自律移動装置を制御する技術が従来から知られている。この種の検出手段を備える自律移動装置を開示したものに例えば特許文献１がある。

特許文献１は、以下のような検知手段を備えた無人搬送車（自律移動装置）を開示している。特許文献１の図２３及び図２４に示されるように、牽引される台車（被搬送部）側に、テープスイッチ及び超音波センサ等を取り付けたユニットが固定されている。また、これらのセンサの出力結果を無人搬送車本体に送信するための赤外線送受信ユニットが牽引される台車側に取り付けられている。テープスイッチによって障害物等との接触を検知した場合は、検出結果を赤外線送受信ユニットに送信し、この赤外線送受信ユニットを介して無人搬送車に赤外線で送信する。
特開平１１−２４７４９号公報

特許文献１の構成は被搬送部側に配置されるテープスイッチ（検出手段）によって、被搬送部への障害物の衝突を直接的に検出することができる。しかし、テープスイッチ等のセンサの出力を赤外線送受信ユニットまで伝送するための配線を行う必要があるため、被搬送部側の構成が複雑化してしまう。また、特許文献１の構成では、接触の検出の有無を示す信号を無人搬送車側に送信するための高価な赤外線送受信ユニットを備える必要もある。また、このような赤外線の送受信のための構成を追加した場合、メンテナンス性及び信頼性が低下し易く、この点から改善の余地があった。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、被搬送部を接続可能な自律移動装置において、被搬送部にセンサ等の検出手段を設けることなく、被搬送部への障害物等の接触の検出が可能な自律移動装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段及び効果

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。

本発明の観点によれば、以下のように構成される自律移動装置が提供される。即ち、自律移動装置は、台車と、カバーと、検出手段と、連結部と、を備える。前記台車には、駆動手段が設けられている。前記カバーは、前記台車の側面及び上下面の全て又は一部を覆い、かつ、前記台車に対して相対変位可能に該台車に取り付けられる。前記検出手段は、前記台車に対する前記カバーの相対変位を検出する。前記連結部は、前記台車の移動に伴って移動するように被搬送部を当該台車に接続することが可能である。そして、前記被搬送部には、前記被搬送部の側面及び上下面の全て又は一部を覆う被搬送部カバーが、前記被搬送部に対して相対変位可能に取り付けられる。また、前記被搬送部カバーの相対変位を前記カバーに機械的に伝達し、前記カバーを前記台車に対して相対変位させる変位伝達機構が、前記被搬送部カバーに取り付けられている。

これにより、被搬送部が障害物等に衝突して被搬送部カバーが相対変位した場合、変位伝達機構によって、台車側のカバーが台車に対して相対変位することになる。これによって、台車側のカバーの相対変位を検出することで、被搬送部への障害物等の接触を検出することが可能となる。また、被搬送部カバーの相対変位は変位伝達機構によって機械的に台車側のカバーへ伝達されるので、台車と被搬送部との間で信号をやり取りするための構成を配置する必要がなく、被搬送部に対する障害物等の接触を検知するための構成を簡素化できる。

前記の自律移動装置においては、以下のように構成されることが好ましい。即ち、前記カバーと前記被搬送部カバーとはそれぞれ独立して前記台車及び前記被搬送部に取り付けられている。前記変位伝達機構は、前記被搬送部カバーの相対変位と一体的に相対変位する伝達部を有する。前記カバーには、前記カバーの相対変位と一体的に相対変位する被伝達部が配置される。前記伝達部は、所定の方向の変位を前記被伝達部に伝達し、それとは異なる方向の変位を伝達しないように構成される。

これにより、被搬送部の被搬送部カバーの相対変位のうち、必要な方向の成分だけを台車側のカバーに伝達することができるので、被搬送部への障害物等の接触を検出する構成をシンプルにでき、製造コストを低減できる。また、台車側のカバーに余計な方向の変位が伝達されないように構成できるので、台車側のカバーに無理な力が加わって破損すること等を防止できる。

前記の自律移動装置においては、被搬送部カバーが前記被搬送部に対して上方向に移動することを規制するための規制手段を備えることが好ましい。

これにより、斜め下側からの障害物等の接触によって被搬送部カバーが斜め上方向に移動しようとした場合でも、その上側への逃げが規制手段によって規制されるので、被搬送部カバーの水平方向の変位量を十分に確保できる。従って、この水平方向の変位が台車側のカバーに伝達されることで、被搬送部への障害物等の接触の検出精度を向上させることができる。

前記の自律移動装置においては、前記台車の近傍に前記被搬送部が配置されることが好ましい。

これにより、台車と被搬送部との間に障害物等が入り込みにくくなるので、台車側から障害物が当該被搬送部に衝突する可能性を殆ど無くすことができる。従って、台車から遠ざかる方向の被搬送部カバーの変位を台車側に伝達するための機構を省略できるので、変位伝達機構をシンプルに構成することができる。

前記の自律移動装置においては、前記被搬送部は、前記台車に対して左右に揺動しないように接続されることが好ましい。

これにより、台車に対して被搬送部が左右に傾くような動きを防止できる。従って、障害物等の接触が無いのに、例えば台車の旋回移動時等において外側に振られる被搬送部のカバーが台車側のカバーを変位伝達機構を介して変位させ、衝突等として誤検出されることを防止できる。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態に係る自律移動装置としてのロボット１及びカート１９の全体的な構成を模式的に示した側面図である。図２は、本実施形態のロボット１及びカート１９の平面図である。図３は、ロボット１の電気的構成の一部を模式的に示した側面図である。図４は、図１のＡ−Ａ線断面矢視図である。図５は、カート１９の下部の様子を示した拡大側面図である。なお、各図において、同一要素には同一符号を付して重複する説明を省略する。

本実施形態のロボット（自律移動装置）１は、例えば障害物等との接触又は衝突を検知するとともに、障害物との接触等が検知された場合に、例えば一時停止等の回避動作をとりつつ、自律して移動する機能を有するものである。図１に示すように、このロボット１は、本体部１６と、レーザレンジファインダ（検知部）１７と、台車４０と、カバー４１と、近接スイッチ７１と、電子制御装置３２と、を備える。また、ロボット１は、ワゴン等の被搬送部としてのカート１９を連結するための連結部１８を備えている。本実施形態では、ロボット１本体の後方に連結部１８を介してカート１９が連結固定されており、ロボット１は、牽引車として当該カート１９を牽引しながら所定の目的地まで移動することが可能となっている。以下、各部の構成について具体的に説明する。

本体部１６は、縦方向に細長く形成されており、ロボット１の各部を制御するための制御手段等が内蔵されている。レーザレンジファインダ１７は、物体までの距離の測定等を行うロボット１の視覚手段であり、前記本体部１６の前部に配置されている。このレーザレンジファインダ１７によって、周囲の地形や障害物等の検知が可能となっている。

台車４０には走行するための駆動手段が配置されるとともに、当該台車４０に前記本体部１６が支持されている。この駆動手段は電動モータ１２及びオムニホイール１３等を主要な構成として有している。また、台車４０には、側面部分を覆うカバー４１が、当該台車４０に対して相対変位可能に取り付けられている。なお、台車４０及びカバー４１の詳細な構成については後述する。

近接スイッチ７１は、台車４０とカバー４１との相対変位に応じてオン／オフする検出信号を出力し、ロボット１が障害物等に接触したことを検出するためのものである。本実施形態の近接スイッチ７１としては、検出対象の有無を非接触で検出するセンサであり、検出体（ドグ）とセンサとの間に生じる静電容量の変化から検出対象（検出体）の有無を検出する静電容量式のものが用いられている。この近接スイッチ７１は電子制御装置３２に電気的に接続されている。

電子制御装置３２は、ロボット１の制御を司るものであり、前記本体部１６に内蔵されている。電子制御装置３２は、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びバックアップＲＡＭ等を備えている。マイクロプロセッサは各種の演算を行うためのものであり、ＲＯＭはマイクロプロセッサに各処理を実行させるためのプログラム等を記憶するためのものである。ＲＡＭは演算結果などの各種データを一時的に記憶し、バックアップＲＡＭはバッテリによってその記憶内容を保持する。また、電子制御装置３２は、前記近接スイッチ７１とマイクロプロセッサとを電気的に接続するインタフェース回路、及び、駆動手段が有する電動モータ１２を駆動するドライバ回路等を更に備えている。

電子制御装置３２は、障害物等との接触を検知しつつ、例えば、記憶されている環境地図とレーザレンジファインダ１７等によって認識された自機位置とに基づいて、予め設定されている目標位置までロボット１が自律して移動するように制御を行う。自律移動を行うときは、電子制御装置３２は近接スイッチ７１の検出結果に基づいて障害物等との接触の有無を判定し、その判定結果に基づいて電動モータ１２を制御する。即ち、電子制御装置３２は、障害物等との接触が無い場合には電動モータ１２を駆動して自律移動を継続し、接触があったときには電動モータ１２の駆動を一時停止又は緊急停止してロボット１を停止させるように制御する。

連結部１８は、台車４０の後面側に配置されている。図２に示すように、カート１９には前側に突出する連結具２８が配置されており、この連結具２８が連結部１８に抜けないように連結されることでロボット１に対してカート１９が連結される。このカート１９には、カート１９の下部側面（周囲）を覆うとともに、該カート１９に対して相対変位可能なカートカバー２９が取り付けられている。また、このカートカバー２９には、カートカバー２９の相対変位を台車４０側のカバー４１に機械的に伝達するための伝達軸８０が配置されている。なお、カート１９及びカートカバー２９の詳細な構成については後述する。

次に、台車４０及びカバー４１の構成について説明する。台車４０は、本体部１６を支持するための底板フレーム４２と、電動モータ１２及びオムニホイール１３等から構成される駆動手段と、を主要な構成として有している。底板フレーム４２は、四隅が円弧状に丸められた略正方形状となる平板状に構成されている。底板フレーム４２の上面側には前記本体部１６が支持されるとともに、底板フレーム４２の下面側には前記駆動手段が配置されている。

図２に示すように、駆動手段が有する４つの電動モータ１２は、底板フレーム４２の対角線と重なるように十字状に配置されている。この４つの電動モータ１２それぞれの駆動軸には、車輪としてのオムニホイール１３が装着されている。即ち、４つのオムニホイール１３は、同一円周上に周方向に沿って９０°ずつ間隔をあけるようにして、かつ、底板フレーム４２の四隅に対応するようにして、台車４０下部に取り付けられている。

オムニホイール１３は、電動モータ１２の駆動軸を中心にして回転する２枚のホイール１４と、各ホイール１４の外周に電動モータ１２の駆動軸と直交する軸を中心として回転可能に設けられた６個のフリーローラ１５と、を有する。なお、２枚のホイール１４は位相を３０°ズラして取り付けられている。このような構成を有するため、電動モータ１２が駆動されてホイール１４が回転すると、６個のフリーローラ１５はホイール１４と一体となって回転する。一方、接地しているフリーローラ１５が回転することにより、オムニホイール１３は、そのホイール１４の回転軸に平行な方向にも移動することができる。そのため、４つの電動モータ１２を独立して制御し、４つのオムニホイール１３それぞれの回転方向及び回転速度を個別に調節することにより、ロボット１を任意の方向（全方向）に平面移動又は旋回動作させることができる。

カバー４１は、金属や樹脂等により、台車の中心部から見たときに前後左右が略対称形状となる枠組み状の外装カバーとして構成されており、台車４０下部の前後左右の側面を覆っている。このカバー４１は、台車４０下部の駆動手段の前後左右を囲うように配置される４個のカバーフレーム５１によって内側から支持されている。

カバーフレーム５１は、板状部材の一端を直角に折り曲げて構成されており、一部の平面が底板フレーム４２の下面に対面するとともに残りの一部の平面が水平方向（側面方向）を向くように配置されている。４個のカバーフレーム５１のうち、前側のカバーフレーム５１と後側のカバーフレーム５１とが、板状のフレーム連結部材５２（図２では図示略）によって連結されている。このフレーム連結部材５２の上面は、底板フレーム４２の下面側と対向している。このフレーム連結部材５２は台車４０の中心部を通るように配置されており、その中途部には近接スイッチ７１の構成の一部が配置されている。

本実施形態のカバーフレーム５１は、底板フレーム４２の下面側でいわゆるゲルブッシュ６１を介して支持されている。より具体的には、前側のカバーフレーム５１の上面及び後側のカバーフレーム５１上面には、左右に並んだ状態の２個のゲルブッシュ６１がそれぞれ配置されている。一方、左側のカバーフレーム５１の上面及び右側のカバーフレーム５１の上面には、１個のゲルブッシュ６１が底板フレーム４２の中心より若干前側に位置するようにそれぞれ配置されている。図３に示すように、底板フレーム４２の下面と、カバーフレーム５１の上面との間にこれらのゲルブッシュ６１を挟み込んだ状態で、当該底板フレーム４２及びカバーフレーム５１がボルト、ワッシャ等によってゲルブッシュ６１に固定される。なお、ゲルブッシュ６１はゲル材料製のものであり、弾性変形が可能に構成された支持部材として機能している。

なお、ゲルブッシュ６１が配置される数は適宜変更することができる。例えば、前後のカバーフレーム５１と同様に左右のカバーフレーム５１の上面にゲルブッシュ６１を２個ずつ配置し、計８個のゲルブッシュ６１によってカバーフレーム５１を支持する構成等に変更することができる。

このカバーフレーム５１が底板フレーム４２に取り付けられた状態で、カバー４１は、前後左右に配置されるそれぞれのカバーフレーム５１の側面に図略のネジ等の固定具によって固定される。これによって、カバー４１は例えば図３に示すように、その大部分が底板フレーム４２に対して吊り下げられるような状態で、支持部材（ゲルブッシュ６１）を介して前記台車４０に保持される。また、ゲルブッシュ６１は弾性変形可能に構成されているので、底板フレーム４２に対して、カバー４１が上下左右で寡少の位置変化が可能な状態となっている。これによって、障害物等がロボット１のカバー４１に接触し、カバー４１に押圧力が加えられた場合は、その外力に応じてゲルブッシュ６１が変形し、カバー４１が台車４０に対して相対変位することになる。

なお、底板フレーム４２とカバーフレーム５１の間に配置される支持部材は、ゲルブッシュ６１に限られない。例えば、本実施形態のゲルブッシュ６１に代えてインシュレータやダンパ等に適宜変更することもできる。

また、底板フレーム４２には、カバー４１の上方向の動きを規制するためのボールプランジャ６２がブラケット６３を介して設けられている。本実施形態ではボールプランジャ６２は前後左右に１つずつ（計４個）配置されており、それぞれのボールプランジャ６２の先端部分がカバーフレーム５１の上面に対向するように底板フレーム４２の下面側に取り付けられている。図３に示すように、ボールプランジャ６２は、Ｓ字に折り曲げられたブラケット６３に軸部分が保持された状態で、底板フレーム４２とカバーフレーム５１の間に形成される上下方向の隙間を利用して配置されている。このボールプランジャ６２は、ボールが配置される先端部分がカバーフレーム５１の上面に接触するようにブラケット６３に保持されており、これによりカバーフレーム５１の浮き上がりを防止している。

これによって、カバー４１が障害物等に接触して斜め上方向に浮き上がるような外力を受けたときでも、カバー４１はボールプランジャ６２によって上方向の移動を規制され、水平方向に移動することになる。従って、この構成であれば、上記近接スイッチの軸方向（上下方向）検出成分のうち近づく方向（上方向）が取り除かれるため、自律移動装置３の障害物等の接触における水平方向検出成分を精度良く検出することができる。なお、近接スイッチの軸方向検出成分のうち遠ざかる方向（下方向）は、近接スイッチがオフする方向であるから、自律移動装置３が停止する安全側になり、特にカバー４１の下方向への変位は規制する必要がない。

この構成で、ロボット１の前後左右何れの方向から外力が加えられたとしても、台車４０の下面（底板フレーム４２）と、該下面に対向するフレーム連結部材５２（カバー４１）との間には水平方向の相対変位が生じる。この相対変位を近接スイッチ７１によって検出することで、ロボット１の全方位に対する障害物等との接触を均等に検出することができる。

また、本実施形態では、カバー４１の上方向への動きを規制するための規制手段として、ボールプランジャ６２が配置されている。これによって、ロボット１が障害物等に接触することによってカバー４１を斜め上に押し上げるような力を受けた場合でも、ボールプランジャ６２によってカバー４１の上方向の相対変位を規制することができる。この結果、カバー４１は水平方向にのみ移動することになるので、近接スイッチ７１によってカバー４１の水平成分の動きを検出することで衝撃の程度を正確に検出することができる。

連結部１８は、上述したように台車４０後面に配置されている。より具体的には、カバー４１には連結部１８を挿通させるための挿通孔が形成されており、連結部１８は、この挿通孔に連結部１８を挿通させるようにして配置される。この結果、連結部１８は、その一部が台車４０の後面側に露出する形で台車４０本体側に固定されている。

本実施形態では、カート１９側の連結具２８が台車４０（ロボット１）に対して左右に揺動できないように、連結部１８内部で保持されている。これによって、例えばロボット１の旋回時等において、左右に振られるような力がカート１９に作用した場合でも、平面視でカート１９がロボット１に対して左右に傾斜することがない。なお、この連結部１８による保持は、ロボット１に対して連結具２８が上下方向に移動（揺動）することまでを規制するものではない。本実施形態では、カート１９がロボット１に対して所定範囲内で上下方向に揺動できるように連結部１８が構成されている。更に、連結部１８によるカート１９の連結及び解除は、ロボット１が自律して行うことができるように構成してもよいし、ユーザによって手動で連結及び解除が行われる構成としてもよい。

また、本実施形態では、カート１９の前面側とロボット１の後面側が近接するように配置されているので、カート１９の前面側からの障害物等の接触が生じにくくなっている。このように、ロボット１とカート１９の隙間はできるだけ小さいことが好ましい。

更に、カバー４１後面には、カート１９側に配置される伝達軸８０の押圧力を受けるための被伝達部８５が配置されている。より具体的には、図２に示す平面視において、２個の被伝達部８５が前記連結部１８の左右両側に配置されている。それぞれの被伝達部８５には、後面側が開放された凹状の溝が上下方向に形成されている。

次に、カート１９の構成の詳細について説明する。本実施形態のカート１９は、カート本体部２５と、カートフレーム２６と、車輪２７と、連結具２８と、を備えている。以下にカート１９の各部について説明する。

図１等に示すように、カート本体部２５は縦方向に細長い直方体状に構成されている。このカート本体部２５の内部には空間が形成されており、ユーザがロボット１に搬送させたい物を当該空間に収容させることができるように構成されている。カートフレーム２６は、枠組み状に構成されており、前記カート本体部２５を保持している。このカートフレーム２６の下部には、４つの車輪（キャスター輪）２７が、平面視において３６０度旋回可能に取り付けられている。

カートカバー２９は、車輪２７より若干上側に取り付けられており、カート１９下部側面の一部を覆う枠組み状に構成されている。このカートカバー２９は、図２及び図４に示すように、右側面カバー９１と、左側面カバー９２と、後面カバー９３と、コーナーカバー９４と、カバー連結部材９５と、伝達軸８０と、を主要な構成として備えている。

右側面カバー９１及び左側面カバー９２は、ともに、一端が直角に折り曲げられた板状部材で構成されており、一部が上側を向いてカートフレーム２６の下面に対面するとともに、残りの一部が水平方向（側面）を向くように配置されている。同様に、後面カバー９３についても、一端が直角に折り曲げられた板状部材で構成されており、一部が上側を向いてカートフレーム２６の下面に対面するとともに、残りの一部が水平方向（後面）を向くように配置されている。

コーナーカバー９４は平面視略Ｌ字状に構成されており、右側面カバー９１、左側面カバー９２及び後面カバー９３のそれぞれの端部に、カート１９の四隅を保護するように４個配置されている。カバー連結部材９５は平面視略Ｔ字状に構成されており、右側面カバー９１、左側面カバー９２及び後面カバー９３を連結している。また、連結具２８は、前側に突出した状態でカート１９本体にブラケット８６を介して設けられており、カート１９の前部中央で固定されている。上述したように、この連結具２８の前側端部が前記連結部１８内で連結されることによって、カート１９がロボット１と一体的に移動することが可能になっている。

伝達軸８０は丸棒状に構成されるとともに、その長手方向を前後に向けてカバー連結部材９５に固定されている。本実施形態では、２本の伝達軸８０が前記連結具２８の左右両側から前側に平行に突出するように配置されている。この伝達軸８０の前側端部は、台車４０とカート１９が連結されている状態では、被伝達部８５の凹状部分に挟み込まれる状態となっている。従って、伝達軸８０が前方向に移動した場合は、その先端面によって被伝達部８５が後方から押され、伝達軸８０が左右方向の一側に移動した場合は、被伝達部８５の凹状部分の内側が一側に押される形となる。前記被伝達部８５は台車４０側のカバー４１の後面に一体的に固定されているので、伝達軸８０が前方向及び左右方向へ移動するときの力は、被伝達部８５を介してカバー４１へと伝達されることになる。ただし、伝達軸８０が後方へ移動するときの力は、台車４０側のカバー４１に伝達されない。

カートカバー２９は、カートフレーム２６に対していわゆるゲルブッシュ８１を介して支持されている。より具体的には、ゲルブッシュ８１は、右側面カバー９１、左側面カバー９２及び後面カバー９３の上面に２つずつ（計６個）配置されている。図５に示すように、カートフレーム２６の下面と、右側面カバー９１（カートカバー２９）の上面との間にこれらのゲルブッシュ８１を挟み込んだ状態で、当該カートフレーム２６及びカートカバー２９がボルト、ワッシャ等によってゲルブッシュ６１に固定される。前記ゲルブッシュ８１はゲル材料製のものであり、弾性変形が可能に構成された支持部材として機能している。なお、ゲルブッシュ８１が配置される数は適宜変更することができる。

これによって、カートカバー２９は、カートフレーム２６に対して吊り下げられるような状態で、支持部材（ゲルブッシュ８１）を介してカート１９に保持されることになる。また、ゲルブッシュ８１は弾性変形可能に構成されているので、カートフレーム２６に対してカートカバー２９が上下左右で寡少の位置変化が可能な状態となっている。これによって、障害物等がカートカバー２９に接触した場合は、その外力に応じてゲルブッシュ８１が変形し、カートカバー２９がカート１９本体に対して相対変位することになる。

なお、カートフレーム２６とカートカバー２９の間に配置される支持部材は、ゲルブッシュ８１に限られない。例えば、本実施形態のゲルブッシュ８１に代えてインシュレータやダンパ等に適宜変更することもできる。

また、カートフレーム２６には、カートカバー２９の上方向の動きを規制するためのボールプランジャ８２がブラケット８３を介して設けられている。ボールプランジャ８２は図４に示すように、右側面カバー９１、左側面カバー９２及び後面カバー９３の上面に対向するように１つずつ（計３個）配置されている。図５に示すように、ボールプランジャ８２は、Ｓ字に折り曲げられたブラケット８３に軸部分が保持された状態で、カートフレーム２６と右側面カバー９１（カートカバー２９）の間に形成される上下方向の隙間を利用して配置されている。このボールプランジャ８２は、ボールが配置される先端部分が右側面カバー９１（カートカバー２９）の上面に接触するようにブラケット８３に保持されている。これらのボールプランジャ８２によって、カートカバー２９が上側に浮き上がることを防止している。

この構成で、カート１９の側面及び後面部分を覆うカートカバー２９に例えば後方から障害物等が接触した場合、このとき生じる外力によって、カートカバー２９はカート本体部２５に対して前側に相対変位する。このとき、斜め下側から障害物等が接触することによってカートカバー２９が斜め上方向の力を受けていたとしても、上方向の相対変位はボールプランジャ８２によって規制されるので、カートカバー２９は水平方向にのみ相対変位することになる。この相対変位によって、該カートカバー２９に一体的に固定されている伝達軸８０が、被伝達部８５を前方へ水平に押す。被伝達部８５を介して押圧力を受けたカバー４１は、障害物等がカバー４１に直接接触したときと同様に、台車４０（底板フレーム４２）に対して前側に相対変位する。この相対変位を前記近接スイッチ７１が検出することによって、カート１９への障害物等の接触を検出することができる。電子制御装置３２は、近接スイッチ７１の検出結果に基づいて、電動モータ１２を一時停止する等の各種の制御を行う。

また、カートカバー２９に左右方向から障害物等が接触した場合でも同様である。即ち、この場合は、障害物等のカートカバー２９への接触に伴って左右方向に相対変位する伝達軸８０の先端が、被伝達部８５の内壁を左右方向に押す。この伝達軸８０の押圧力によってカバー４１が台車４０に対して左右方向に相対変位し、この相対変位が近接スイッチ７１によって検出される。

次に、図６を参照して、本実施形態のロボット１が障害物に接触したときの近接スイッチ７１の検出結果の定量評価について説明する。図６の図面左側に示しているのが、ロボット１が一時停止したときの衝撃の強さを障害物が接触した方向ごとに示したグラフである。図６の図面右側に示しているのがグラフに対応するロボット１及びカート１９に障害物が接触した位置を示したモデル図であり、このモデル図に示した矢印の方向がグラフに示した方向と対応している。

図６のグラフに示すように、ロボット１は、ロボット１自体が障害物に接触して衝撃を受けた場合に一時停止を行う制御を行うとともに、カート１９に障害物等が接触した場合も一時停止を行う制御を行っている。即ち、カート１９及びロボット１を含んだ移動体に対する全方位からの障害物等の接触の検出が可能となっている。図６に示す定量評価は、本実施形態の構成によって、カート１９側にセンサ等から構成される検出手段を配置しなくても、カート１９側への障害物等の接触を全方位にわたって適切に検出できることを示している。

以上に示したように、本実施形態のロボット１は以下のように構成される。即ち、ロボット１は、台車４０と、カバー４１と、近接スイッチ７１と、連結部１８と、を備える。台車４０には、電動モータ１２及びオムニホイール１３等から構成される駆動手段が設けられている。カバー４１は、台車４０の側面の一部を覆い、かつ、台車４０に対して相対変位可能に該台車４０に取り付けられる。近接スイッチ７１は、台車４０に対するカバー４１の相対変位を検出する。連結部１８は、台車４０の移動に伴って移動するようにカート１９を当該台車４０に接続可能にする。そして、カート１９には、カート１９の側面の一部を覆うカートカバー２９が、当該カート１９に対して相対変位可能に取り付けられる。また、カートカバー２９の相対変位を台車４０側のカバー４１に機械的に伝達し、カバー４１を前記台車４０に対して相対変位させる変位伝達機構（伝達軸８０）が、カートカバー２９に取り付けられている。

これにより、カート１９が障害物等に衝突してカートカバー２９が相対変位した場合、変位伝達機構によって、台車４０側のカバー４１が台車４０に対して相対変位することになる。これによって、台車４０側のカバー４１の相対変位を検出することで、カート１９への障害物等の接触を検出することが可能となる。また、カート１９の相対変位は伝達軸８０によって機械的に台車４０側のカバー４１へ伝達されるので、台車４０とカート１９との間で信号をやり取りするための構成（例えば電線、無線装置等）を配置する必要がなく、カート１９の障害物等の接触を検知するための構成を簡素化できる。

また、本実施形態のロボット１は、以下のように構成される。即ち、カバー４１とカートカバー２９とはそれぞれ独立して台車４０及びカート１９に取り付けられている。変位伝達機構は、カートカバー２９の相対変位と一体的に相対変位する伝達軸８０を有する。カバー４１には、カバー４１の相対変位と一体的に相対変位する被伝達部８５が配置される。伝達軸８０は、左右方向及び後方からの変位を被伝達部８５に伝達し、上下方向の変位を伝達しないように構成されている。

これにより、カート１９のカートカバー２９の相対変位のうち、必要な方向の成分だけを台車４０側のカバー４１に伝達することができる。従って、カート１９への障害物等の接触を検出する構成をシンプルにでき、製造コストを低減できる。また、台車４０側のカバー４１に余計な方向の変位が伝達されないようにカートカバー２９の変位を逃がすことができるので、台車４０側のカバー４１に無理な力が加わって破損することを防止できる。より具体的には、例えばロボット１が段差部分に乗り上げたような場合、カート１９がロボット１に対して上下に変位し、それに伴って伝達軸８０が上下に移動することになる。しかしながら、伝達軸８０は被伝達部８５の上下方向の溝内で移動するだけであり、その変位は被伝達部８５に伝達されない。従って、カート１９がロボット１に対して上下に変位したとしても、それが障害物の接触として誤検出されることを防止できる。また、カート１９がロボット１に対して急激に上下に変位することによって、伝達軸８０から無理な押圧力がカバー４１に伝達されて、伝達軸８０、カバー４１及び台車４０等が損傷することを防止できる。

また、本実施形態のロボット１においては、カートカバー２９がカート１９に対して上方向に移動することを規制するためのボールプランジャ８２を備える。

これにより、斜め下側からの障害物等の接触によってカートカバー２９が斜め上方向に移動しようとした場合でも、当該カートカバー２９の上側への逃げがボールプランジャ８２によって規制されるので、カートカバー２９の水平方向の変位量を十分に確保できる。従って、この水平方向の変位が台車４０側のカバー４１に伝達されることで、カート１９への障害物等の接触の検出精度を向上させることができる。

また、本実施形態のロボット１においては、前記台車４０の近傍にカート１９が配置される。

これにより、台車４０とカート１９との間に障害物等が入り込むようにしてカート１９に衝突する可能性を排除することができるので、そのような衝突を検出しなかった場合でも悪影響は殆ど無いということができる。従って、台車４０から遠ざかる方向のカートカバー２９の変位（本実施形態では、後方への変位）を台車４０側に伝達するための機構を省略できるので、変位伝達機構をシンプルに構成することができる。

また、本実施形態においては、カート１９は、台車４０に対して左右に揺動しないように接続される。

これにより、カート１９が台車４０に対して平面視で左右に傾くような動きを防止できる。従って、障害物等の接触が無いのに、例えば台車４０の旋回移動時等において外側に振られるカート１９のカバー４１が台車４０側のカバーを伝達軸８０を介して変位させ、障害物等の接触として誤検出されることを防止できる。

以上に本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のように種々の変形が可能である。

上記実施形態では、カバー４１の相対変位を検出するための検出手段としての近接スイッチ７１が台車４０に１つのみ備えられる構成であるが、近接スイッチ７１を複数配置し、カバー４１の相対変位を段階的に検出する構成とすることもできる。

上記実施形態では、ロボット１の後方にカート１９を配置して、該カート１９をロボット１によって牽引する構成であるが、ロボット１に対するカート１９の配置位置は適宜変更することができる。例えば、ロボットの前側にカートを連結し、ロボットがカートを押すようにして移動する構成に変更できる。

上記実施形態の自律移動装置としてのロボット１の構成は、事情に応じて適宜変更することができる。例えば、台車に取り付けられるカバーを台車の上面及び側面を覆うような構成に変更することができる。

本発明の一実施形態に係るロボット及びカートの全体的な構成を模式的に示した側面図である。 ロボット及びカートの平面図である。 ロボットの電気的構成の一部を模式的に示した側面図である。 図１のＡ−Ａ線断面矢視図である。 カート下部の様子を示した拡大側面図である。 ロボットが衝撃を検出したときの制御の様子を衝撃の強さと方向ごとに示したグラフである。

符号の説明

１ ロボット（自律移動装置）
１９ カート（被搬送部）
２９ カートカバー（被搬送部カバー）
３２ 電子制御装置（制御手段）
４０ 台車
４１ カバー
７１ 近接スイッチ（検出手段）
８０ 伝達軸（変位伝達機構）
８５ 被伝達部

Claims (5)

1. 駆動手段が設けられた台車と、
   前記台車の側面及び上下面の全て又は一部を覆い、かつ、前記台車に対して相対変位可能に該台車に取り付けられるカバーと、
   前記台車に対する前記カバーの相対変位を検出するための検出手段と、
   前記台車の移動に伴って移動するように被搬送部を当該台車に接続可能な連結部と、
   を備え、
   前記被搬送部には、前記被搬送部の側面及び上下面の全て又は一部を覆う被搬送部カバーが、前記被搬送部に対して相対変位可能に取り付けられ、
   前記被搬送部カバーの相対変位を前記カバーに機械的に伝達し、前記カバーを前記台車に対して相対変位させる変位伝達機構が、前記被搬送部カバーに取り付けられることを特徴とする自律移動装置。
2. 請求項１に記載の自律移動装置であって、
   前記カバーと前記被搬送部カバーとはそれぞれ独立して前記台車及び前記被搬送部に取り付けられており、
   前記変位伝達機構は、前記被搬送部カバーの相対変位と一体的に相対変位する伝達部を有し、
   前記カバーには、前記カバーの相対変位と一体的に相対変位する被伝達部が配置され、
   前記伝達部は、所定の方向の変位を前記被伝達部に伝達し、それとは異なる方向の変位を伝達しないように構成されることを特徴とする自律移動装置。
3. 請求項１又は２に記載の自律移動装置であって、
   被搬送部カバーが前記被搬送部に対して上方向に移動することを規制するための規制手段を備えることを特徴とする自律移動装置。
4. 請求項１から３までの何れか一項に記載の自律移動装置であって、
   前記台車の近傍に前記被搬送部が配置されることを特徴とする自律移動装置。
5. 請求項１から４までの何れか一項に記載の自律移動装置であって、
   前記被搬送部は、前記台車に対して左右に揺動しないように接続されることを特徴とする自律移動装置。

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