JP2011028655A - 自律移動装置による荷物の受け渡し方法 - Google Patents

Abstract

【課題】自律移動装置による荷物の受け渡し方法において、簡単な構成により、作業台を床面等に常時固定していなくても荷物の受け渡しを確実に実現可能とする。
【解決手段】自律移動装置１は、作業台２の位置を認識して所定位置まで接近した状態で作業台２に力を及ぼすことにより作業台２を動かないように固定し、その後に作業台２との間で荷物３の受け渡しまたは受け取りを行なう。作業台２として既存の机などを用いることができる。台固定機構４は、人の腕に類似の２関節アーム機構であり、不図示の駆動機構から第２アーム４２に伝達される動力によって作業台２の荷物載置面２１を下方に押さえつける。これにより、作業台２と自律移動装置１との相対位置が固定される。作業台２をアンカー等によって床面等に常時固定していなくても荷物３の受け渡しを確実に実現でき、作業台２の配置変更を容易に実施できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、自律移動装置による荷物の受け渡し方法に関する。

従来から、生産現場や検体検査場などのように、自動化、省力化、無塵化などを推進するために、人手を介することなく、自己位置を認識しながら自律的に移動する自律移動装置によって部品や検体などを所定の場所に搬送して作業台上に載置したり、作業台から受け取って他の作業台に搬送することが行われている。このような自律移動装置と作業台との荷物の受け渡しを自動で確実に行うために、受け渡しの際に、自律移動装置と作業台との相互の位置合わせと固定が必要である。そこで、自律移動装置が水平面内で回転および平行移動の可能な搬送テーブルを備え、作業台における搬入口または搬出口に接岸する際に、作業台からの反力によって搬送テーブルの位置合わせを行うようにした荷物の受け渡し方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−２０６３４４号公報

しかしながら、上述した特許文献１に示されるような自律移動装置による荷物の受け渡し方法においては、作業台が搬送テーブルからの反力によって動いてしまう、ということがないように、作業台が自律移動装置の走行面である床面に対して固定されている必要がある。ところが、作業台をアンカー等で床面に固定してしまうと、作業内容の変更に応じて頻繁に作業台の配置変更が必要な場合、容易に作業台の配置変更ができないという問題がある。

本発明は、上記課題を解消するものであって、簡単な構成により、作業台を床面等に常時固定していなくても荷物の受け渡しを確実に実現できる自律移動装置による荷物の受け渡し方法を提供することを目的とする。

上記課題を達成するために、請求項１の発明は、荷物を搬送する自律移動装置と作業台との間で荷物の受け渡しまたは受け取りを行なう自律移動装置による荷物の受け渡し方法において、前記自律移動装置は、自己位置を認識しながら、予め定めた作業台近傍の荷物受渡位置へ移動し、前記作業台の位置を認識して作業台近傍の荷物受渡位置まで接近した状態で前記作業台に力を及ぼすことにより前記作業台を動かないように固定し、その後に前記作業台との間で荷物の受け渡しまたは受け取りを行なうものである。

請求項２の発明は、請求項１に記載の自律移動装置による荷物の受け渡し方法において、前記自律移動装置が前記作業台を固定するための機構を有し、前記機構を用いて前記固定を行うものである。

請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載の自律移動装置による荷物の受け渡し方法において、前記自律移動装置が前記作業台の一部に乗り上げることにより前記固定を行うものである。

請求項１の発明によれば、自律移動装置が自ら作業台に力を及ぼして作業台を固定するので、作業台をアンカー等によって床面等に常時固定していなくても荷物の受け渡しを確実に実現できる。従って、作業台の配置変更を容易に実施できる。

請求項２の発明によれば、自律移動装置に固定用の機構を備えるので、作業台に特別な細工をする必要がなく、市販の机などに対しても荷物の受け渡し行うことができる。

請求項３の発明によれば、自律移動装置に特別な機構を設ける必要がなく、装置が簡単になり、コストもかからない。また、作業台には乗り上げ部分を設ければよいので、作業台をアンカー等によって床面等に固定する場合に比べて、作業台の配置変更を容易に実施できる。

（ａ）〜（ｄ）は本発明の第１の実施形態に係る自律移動装置による荷物の受け渡し方法を時系列的に説明する側面図。 同受け渡し方法の手順を示すフローチャート。 （ａ）（ｂ）は同受け渡し方法を適用する作業台の配置例を示す平面図。 （ａ）〜（ｄ）は第２の実施形態に係る自律移動装置による荷物の受け渡し方法を時系列的に説明する側面図。

（第１の実施形態）
以下、本発明の実施形態に係る、自律移動装置による荷物の受け渡し方法について、図面を参照して説明する。図１、図２、図３は第１の実施形態を示す。自律移動装置１は、図１（ａ）〜（ｂ）に示すように、自己位置を認識しながら、予め定めた作業台近傍の荷物受渡位置へ移動し、作業台２の位置を認識して所定位置まで接近した状態で作業台２に力を及ぼすことにより作業台２を動かないように固定し、その後に作業台２との間で荷物３の受け渡しまたは受け取りを行なう。自律移動装置１は、作業台２を固定するための台固定機構４と、移動用の左右一対の駆動輪１１および前後の補助輪１１ａと、障害物等を検知したり、自己位置認識のために周囲環境を検知したりするためのセンサ１２と、本体上部に設けた移載装置１３と、不図示の制御部と、その他の各種機器と、を備えている。制御部は、目的地まで移動するように駆動輪１１を制御すると共に荷物の受け渡しを行うために台固定機構４および移載装置１３を制御する。各種機器は、例えば、自律移動と任務遂行に必要な一般的な構成の機器であり、バッテリなどの駆動源や駆動機器、情報入出力機器、通信機器などである。作業台２は、所定の高さと強度を有する水平な荷物載置面２１を備えた台であり、既存の机などを作業台２として用いることができる。

自律移動装置１は、作業台２が位置する目的地と、そこでの荷物授受の内容（受け渡しか、受け取りか）とを指示されて、センサ１２からの情報を用いて障害物との衝突を回避しつつ、駆動輪１１の回転数から得られる自己位置の推定（デッドレコニング）と、センサ１２からの情報と制御部に記憶した地図情報とを用いて行う自己位置推定誤差の修正と、を行いながら作業台２の位置まで移動する。

台固定機構４は、第１、第２のアーム４１，４２と、第１、第２の関節４１ａ，４１ｂと、不図示の駆動機構とを備えて構成された、人の腕に類似の２関節アーム機構である。第１のアーム４１の一端は、肩関節に相当する第１の関節４１ａによって自律移動装置１に軸支され、その他端には、第２のアーム４２の一端が第２の関節４１ｂによって軸支されている。台固定機構４は、駆動機構によって駆動されて、図１（ａ）に示すようにアーム４１，４２を折り畳んだ格納状態、および図１（ｂ）に示す動作状態の２状態をとることができる。台固定機構４は、アーム４１，４２を前方に展開させた動作状態において、駆動機構から第２アーム４２に伝達される動力によって作業台２の荷物載置面２１を上方から下方に押さえつける。これにより、作業台２が床面に固定され、作業台２と自律移動装置１との相対位置が固定される。台固定機構４は、自律移動装置１の左右両側に設けてもよく、また、片側にだけ設けてもよい。

移載装置１３は、自律移動装置１本体から前方に突き出るように移動する機構と、荷物３を移載装置１３の上面と作業台２の荷物載置面２１との間で前後移動させる機構と、を備えている。後者の機構として、例えば、荷物３に係合する係合部とその係合部を前後移動させる駆動部とを備えて、これらにより荷物３を押したり引いたりする機構を用いることができる。

次に、作業台２に荷物３を受け渡す場合の手順を、図１、図２によって説明する。自律移動装置１は、荷物３を載せて作業台２に向かって移動し（Ｓ１）、図１（ａ）に示すように、作業台２の近傍に到達すると（Ｓ２）、図１（ｂ）に示すように、台固定機構４を動作させて作業台２に力を及ぼして作業台を固定する（Ｓ３）。その後、図１（ｃ）に示すように、移載装置１３を前方に移動させて、作業台２とドッキングさせる（Ｓ４）。この状態で、移載装置１３の上面と作業台２の荷物載置面２１とが同一平面に接した状態となる。そこで、自律移動装置１は、図１（ｄ）に示すように、移載装置１３を駆動させて、荷物３を作業台２側に水平移動させて荷物の受渡しを行う（Ｓ５）。その後、自律移動装置１は、移載装置１３を引き戻してドッキングを解除し、台固定機構４を格納して作業台２の固定を解除し、作業台から離脱する（Ｓ６）。作業台２から荷物３を受け取る場合には、受け渡す場合と同様の手順で実施すればよい。つまり、受け渡す場合と同様にドッキングを行い、荷物３を作業台２から移載装置１３へと引きこんだ後にドッキングを解除すればよい。

ここで、上述の荷物の受け渡し方法を適用する作業台２の配置などについて説明する。図３（ａ）は、複数の作業台２に囲まれた作業領域で２人の作業者が部品組み付けなどの生産作業を行うセル生産のセルを示している。荷物３は、部品や、部品を組み付けて成る加工品をそれぞれ納めて作業台２の上に置かれているコンテナである。自律移動装置１は、セルの外側から各作業台２に接近して、搬送してきた荷物３を作業台２に移載したり、作業台２から荷物３を受け取って他の作業台などに向けて搬送する。このような作業台２を配列して構成するセルは、新たな生産品種が出てくるたびにセル生産の対象製品の品種変更に伴って、また作業者の人員配置などの変更に伴って、例えば、図３（ｂ）に示すように、作業台２の配置変更が行われる。このような配置変更は、日々の生産においても、他品種の生産に対応して、品種に応じて頻繁に行われる。そして、本実施形態の荷物の受け渡し方法によると、作業台２が軽くて僅かの外力で動き易い場合であっても、作業台２をアンカー等によって床面等に固定する必要がないので、作業台が軽くて配置変更し易く、また、アンカー固定やアンカ解除の作業も不要で床面等を傷つけることもなく、容易にフレキシブルに品種変更に対応できる。

本実施形態によれば、自律移動装置１が自ら作業台固定用の台固定機構４を備え、その機構によって自ら作業台２に力を及ぼして作業台２を固定しするので、作業台２をアンカー等によって床面等に常時固定していなくても荷物３の受け渡しを確実に実現できる。従い、作業台２の配置変更を容易に実施できる。また、作業台２に特別な細工をする必要がなく、市販の机などに対しても荷物３の受け渡し行うことができる。

（第２の実施形態）
図４は第２の実施形態を示す。本実施形態は、上述の第１の実施形態とは異なり、自律移動装置１に作業台固定用の機構を設けることなく、作業台２の一部に乗り上げることにより作業台２に力を及ぼして作業台２を動かないように固定するものである。従って、図４（ａ）に示すように、作業台２から床面に沿って延びる板状の底板５を固定部５０によって作業台２に固定しておく。自律移動装置１は、図４（ｂ）に示すように、底板５に乗り上げることにより、作業台２との相対位置を固定することができる。そこで、図４（ｃ）に示すように、移載装置１３を前方に移動させて、作業台２とドッキングさせ、図４（ｄ）に示すように、移載装置１３を駆動させて、荷物３を作業台２側に水平移動させて荷物の受渡しを行うことができる。作業台２から荷物３を受け取る場合には、受け渡す場合と同様の手順で実施すればよい。つまり、受け渡す場合と同様にドッキングを行い、荷物３を作業台２から移載装置１３へと引きこんだ後にドッキングを解除すればよい。このようにすることで、受け渡し作業中に作業台２が動くことを防ぐことができる。

本実施形態によれば、自律移動装置１に特別な機構を設ける必要がなく、装置が簡単になり、コストもかからない。また、作業台２には乗り上げ部分を設ければよいので、作業台をアンカー等によって床面等に固定する必要がなく、作業台２の配置変更を容易に実施できる。

なお、本発明は、上記構成に限られることなく種々の変形が可能である。例えば、上述した各実施形態の構成を互いに組み合わせた構成とすることができる。また、第１の実施形態における台固定機構４は、荷物載置面２１を押さえるものに限らず、作業台２の任意の位置に押え用受け部材を備え、その受け部材を上から押さえるようにしてもよい。また、受け部材を押さえるのではなく、台固定機構４によって下方に引くような構成としてもよい。また、作業台２を固定する機構として、２関節アーム機構の台固定機構４とは異なり、フォークリフトのフォークのように上下動する押え部材によって、作業台２の一部を押さえつける構成としてもよい。押え部材は、自律移動装置１の移動中に装置内に格納するのが望ましい。また、作業台２を固定する機構として、作業台２を左右から挟み込んで固定するものでもよい。この場合、左右の機構に圧力センサ等を備えて、作業台２を固定中に作業台２が左右に移動しないようにするのが望ましい。

１ 自律移動装置
２ 作業台
３ 荷物
４ 機構

Claims (3)

1. 荷物を搬送する自律移動装置と作業台との間で荷物の受け渡しまたは受け取りを行なう荷物の受け渡し方法において、
   前記自律移動装置は、
   前記作業台の位置を認識して所定位置まで接近した状態で前記作業台に力を及ぼすことにより前記作業台を動かないように固定し、
   その後に前記作業台との間で荷物の受け渡しまたは受け取りを行なう、
   ことを特徴とした自律移動装置による荷物の受け渡し方法。
2. 前記自律移動装置が前記作業台を固定するための機構を有し、前記機構を用いて前記固定を行うことを特徴とした請求項１に記載の自律移動装置による荷物の受け渡し方法。
3. 前記自律移動装置が前記作業台の一部に乗り上げることにより前記固定を行うことを特徴とした請求項１または請求項２に記載の自律移動装置による荷物の受け渡し方法。

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