JP2020117876A - 無人搬送装置利用荷物配送システムと無人搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ビル・マンション等の居住者へ安全かつ省人力で荷物を配送する自動配送システムの提供を課題とするものである。【解決手段】 本発明にかかる配送システムは、多層階構造の建築物１に複数の垂直移動用ガイド構造体６を組み合わせた上昇用ガイド構造体セット６０１及び下降用ガイド構造体セット６０２を設置した吹き抜け空間２と水平移動用ガイド構造体７及び荷物収納収集装置８を設置した荷物受取りエリア３を設け、側面にガイド線囲み装置５２、上面に水平移動用落下防止装置５５を装着した自立式回転翼を有する無人搬送装置５が下層階で荷物を積み上記ガイド構造体に沿って上層階へ移動し、荷物収納収集装置８に荷物を自動的に収納し、その後下層階へ移動する循環型配送システムであり、事故による無人搬送装置５の落下の影響を最小限に留めた安全性が高く、省人力化が可能な高層階向け自動荷物配送システムである。【選択図】図２

Description

本発明は、荷物の自動配送システムに関するものであり、特に、荷物を多層階構造の建築物の各階層へ配送する無人搬送装置を利用した配送システムに関する。

従来ビル・マンション等の居住者向け宅配は、配送車と配送員の組み合わせで行われてきたが、少子化の影響により人手不足が問題化しており、自動配送システムが求められている。また、高層マンションにおいては、災害等でエレベーターが停止した場合、高層階の居住者は階段を利用して買い物などを行わなければならず、肉体的負担が大きい。そのため、停電でも作動する無人搬送装置を利用した自動配送システムが期待される。

特許文献１では、各住戸への無人搬送装置による配送を行うにあたり、各住戸のバルコニーにドローン専用ポートを設けることが開示されている。特許文献２では、落下防止策として緊急用回転翼を備えた無人航空機が開示されている。この特許文献２の無人航空機では、姿勢制御不能になった場合、例えば突風で姿勢が大きく乱れた場合は、緊急用回転翼の回転軸も大きく乱されるため、使用条件や使用場所が限定される。

特開２０１８−１１２０２９号公報 特許６２０８４０２号公報

特許文献１では、無人搬送装置としてドローンを利用し各住戸へ直接飛来することを前提としているが、目標住戸に到着できるのは、目標住戸の周辺の条件がドローンの着陸条件に適合している場合のみであり、突風などで手すりを乗り越えて住居側へ飛んでくる可能性があり、必ずしも安全ではない。また、ドローンが特許文献２のような緊急手段を備えていたとしても、ビルなどの構造物への衝突を確実に回避できるものではない。

そこで、本発明は、上記の実情に鑑み、ビル・マンション等の居住者へ安全かつ省人力で荷物を配送する自動配送システムの提供を課題とするものである。

本発明は、上記の課題を解決するため、以下の構成を採用した。なお、括弧内の参照符号および補足説明等は、本発明の理解を助けるために後述する実施の形態との対応関係を示したものであって、本発明を何ら限定するものではない。
第１の発明は、荷物を多層階構造の建築物（１）の各階層へ無人搬送装置（５）を利用して配送するシステムであって、建物の一部を複数階層吹き抜け構造とする空間（以下、「吹き抜け空間（２）」）と、当空間において荷物受取りエリア（３）とは反対側の壁面に設置する無人搬送装置（５）を最下層から最上層までの各階層へ上昇させるための複数の垂直移動用ガイド構造体（６）を組み合わせた上昇用ガイド構造体セット（６０１）と、最下層まで下降させるための複数の垂直移動用ガイド構造体（６）を組み合わせた下降用ガイド構造体セット（６０２）と、荷物受取りエリア（３）の各階層で無人搬送装置（５）を水平方向に移動させるための水平移動用ガイド構造体（７）と、荷物受取りエリア（３）の各階層で当該無人搬送装置（５）から自動的に荷物を受け取り各居住者に割り当てられた荷物ボックス（８３）に収納する荷物収納収集装置（８）とから成り、当該垂直移動用ガイド構造体セット（６０１、６０２）を構成する垂直移動用ガイド構造体（６）はガイド線（６４）を１構成要素とし、当該水平移動用ガイド構造体（７）は切り欠きを入れた中空部を有する吊下ガイド（７３）を１構成要素とし、更に当該ガイド線（６４）を囲む機能を発揮する部分（以下、「ガイド線囲み部」；５４）を有し、当該ガイド線囲み部（５４）を支持する支持部（５３）を含むガイド線囲み装置（５２）と、当該側面側ガイド線囲み装置（５２）を延長するための延伸装置（５６）を具備し、また当該吊下ガイド（７３）の中空部に侵入して吊下ガイドからの脱落防止とスムーズな移動を可能とするローラー部（５５６）を有し、更に当該ローラー部（５５６）を支持する支持部（５５１）を含む水平移動用落下防止装置（５５）を具備した回転翼（５１３）を有する無人搬送装置（５）から成る、無人搬送装置利用配送システムである。なお、当該建築物（１）と無人搬送装置（５）においてはそれぞれ制御部（１０、５７）を有しており、それぞれ内部に備える各装置から送られる各種データ信号等を解析し、当該装置の制御を行う。また、当該建築物（１）に設置されている装置類と無人搬送装置（５）が有する装置類を連携させて行う操作においては、当該建築物の制御部（１０）と無人搬送装置の制御部（５７）は無線交信を行い、滞りなく作業を行うことを可能とする。

第２の発明は、多層階構造の建築物（１）の各階層へ無人搬送装置（５）を利用して荷物を配送するシステムであって、建物の一部の吹き抜け空間（２）と、当空間において荷物受取りエリア（３）とは反対側の壁面に設置する無人搬送装置（５）を最下層から最上層までの各階層へ垂直移動させるための上昇用ガイド構造体セット（６０１）と、各階層での荷物受取りエリア（３）で無人搬送装置（５）を水平方向に移動させるための水平移動用ガイド構造体（７）と、当空間において荷物受取りエリア（３）を経由した無人搬送装置（５）を下降させるための下降用ガイド構造体（９）と、各階層での荷物受取りエリア（３）における当該無人搬送装置（５）から自動的に荷物を受け取り各居住者に割り当てられた荷物ボックス（８３）に収納する荷物収納収集装置（８）からなり、当該上昇用ガイド構造体セット（６０１）を構成する垂直移動用ガイド構造体（６）はガイド線（６４）を１構成要素とし、当該水平移動用ガイド構造体（７）及び下降用ガイド構造体（９）は吊下ガイド（７３）を１構成要素とし、更に当該ガイド線（６４）を囲む機能を発揮する部分（以下、「ガイド線囲み部」；５４）を有し、当該ガイド線囲み部（５４）とこれらを支持する支持部（５３）を含むガイド線囲み装置（５２）と、当該側面側ガイド線囲み装置（５２）を延長するための延伸装置（５６）を具備し、当該吊下ガイド（７３）の中空部に侵入して吊下ガイドからの脱落防止とスムーズな移動を可能とするローラー部（５５６）を有し、更に当該ローラー部（５５６）を支持する支持部（５５１）を含む水平移動用落下防止装置（５５）を具備した回転翼を有する無人搬送装置（５）からなる、無人搬送装置利用配送システムである。なお、第１の発明と同様当該建築物（１）と無人搬送装置（５）においてはそれぞれ制御部（１０、５７）を有しており、それぞれ内部に備える各装置から送られる各種データ信号等を解析し、当該装置の制御を行う。また、当該建築物（１）に設置されている装置類と無人搬送装置（５）が有する装置類を連携させて行う操作においては、当該建築物の制御部（１０）と無人搬送装置の制御部（５７）は無線交信を行い、滞りなく作業を行うことを可能とする。

第３の発明は、無人搬送装置（５）が移動するための垂直移動用ガイド構造体（６）であり、壁面に取り付ける支柱（６１）に吊下板（６２）を取り付け、当該吊下板（６２）に加速度センサー（６８）を取り付け、当該加速度センサー（６８）に吊下げ用ワイヤー1（６５）を取り付け、当該吊下げ用ワイヤー1（６５）に補助用吊架線（６３）を固定し、更に当該補助用吊架線（６３）には吊下げ用ワイヤー２（６６）を取り付け、吊下げ用ワイヤー２（６６）にガイド線（６４）を取り付けた構造を有し、当該ガイド構造体（６）の端部に補助用吊架線（６３）とガイド線（６４）に張力を与えるための張力調整装置（６９１、６９２）を有し、更に吊下板（６２）に補助用吊架線（６３）とガイド線（６４）を支持するための架線支持体（６７）を有する、第１発明及び第２発明に係るガイド構造体である。

第４の発明は、２つ以上の垂直移動用ガイド構造体（６）を、互いに建築物の吹き抜け空間（２）と荷物受取りエリア（３）との境界面（３３）に対して平行方向（x方向）、上下方向（y方向）及び吹き抜け空間（２）から荷物受取りエリア（３）への方向（ｚ方向）にずらして配置されてなる第１発明及び第２発明に従属する上昇用及び下降用のガイド構造体セット（６０１、６０２）である。

第５の発明は、水平移動用ガイド構造体（７）及び下降用ガイド構造体（９）において、無人搬送装置（５）を移動させるためのガイド構造体であり、天井に取り付ける支柱（７１）において天井側とは反対側に加重センサー（７２）を取り付け、当該加重センサー（７２）に吊下ガイド（７３）を取り付けた構造を有する、第１の発明及び第２の発明に従属するガイド構造体である。

第６の発明は、上昇用ガイド構造体セット（６０１）側の水平移動用ガイド構造体（７（７A））において、開放端部が逆テーパー型（７４）とした第１の発明及び第２の発明に従属する水平移動用ガイド構造体（７（７A））である。

第７の発明は、水平移動用ガイド構造体（７）において、下降用ガイド構造体セット（６０２）側の水平移動用ガイド構造体（７（７C））の吊下ガイド（７３）の中空部に、無人搬送装置（５）を停止させるためバネ付き蝶番（７５）、停止板（７６）及びストッパー（７７）を取り付けた第１の発明及び第２の発明に従属する水平移動用ガイド構造体（７（７C））である。

第８の発明は、垂直移動用ガイド構造体（６）のガイド線（６４）を囲うため、支持部（５３）にモーター（５３５〜５３８）付きアーム（５３４）を取り付け、当該アームの先に端部に開閉用モーター（５４３）と当該モーターにガイド線囲み用のアーム（５４２）を取り付けたガイド線受け入れ枠（５４１）から成るガイド線囲み部（５４）を取り付けたガイド囲み装置（５２）と、当該ガイド囲み装置（５２）を水平方向に延伸させる延伸装置（５６）と、これらガイド囲み装置（５２）と延伸装置（５６）を結合させたユニットを側面に２つ以上配置した、第１の発明及び第２の発明に従属する無人搬送装置（５）である。当該無人搬送装置（５）の２つ以上の側面側ガイド線囲み装置（５２）は、対応する個数nの垂直移動用ガイド構造体（６）が互いに吹き抜け空間（２）と荷物受取りエリア（３）との境界面（３３）に対して平行方向（x方向）、上下方向（y方向）及び吹き抜け空間（２）から荷物受取りエリア（３）への方向（ｚ方向）にずらして配置されることから、当該ずれ量（x(n-1)、y(n-1)、z(n-1)）に対応して無人搬送装置（５）の側面に配置される。

第９の発明は、垂直方向のガイド線（６４）、吊下げ用ワイヤー２（６６）及び架線支持体（６７）を検出するために側面側ガイド線囲み装置（５２）の支持部（５３）にセンサー部（５３２）とカメラ（５３３）が取り付けられた、第８の発明に従属する無人搬送装置（５）である。なお、センサー部（５３２）には、レーザー式距離測定装置、赤外線センサー、超音波センサー等、距離計測において最適なセンサーが配置される。

第１０の発明は、上面に水平移動用ガイド構造体（７）の吊下ガイド（７３）の中空部から脱落することを回避するためのローラー部（５５６）が取り付けられた脱落防止装置（５５）を具備する、第１の発明及び第２の発明に従属する無人搬送装置である。

第１１の発明は、水平方向の吊下ガイド（７３）及び停止板（７６）を検出するために水平移動用脱落防止装置（５５）の支持部（５５１）にセンサー部（５５３）とカメラ（５５４）が取り付けられた、第１０の発明に従属する無人搬送装置（５）である。なお、センサー部（５５３）には、レーザー式距離測定装置、赤外線センサー、超音波センサー等、距離計測において最適なセンサーが配置される。

当該無人搬送装置（５）は、２つ以上の垂直移動用ガイド構造体（６）（上昇用及び下降用ガイド構造体セット（６０１、６０２））に対してガイド線囲み部（５４）により当該ガイド線（６４）を囲みながら上昇又は下降し、側面側ガイド線囲み装置（５２）のセンサー部（５３２）とカメラ（５３３）がガイド線（６４）と連結している吊下げ用ワイヤー２（６６）又は架線支持体（６７）を検出した場合にはガイド線囲み部（５４）のアーム（５４２）を開いて囲みを解き、ガイド線囲み部（５４）と吊下げ用ワイヤー２（６６）又は架線支持体（６７）との衝突を回避して上昇又は下降し、通過後は囲み用アーム（５４２）を閉じて再度ガイド線（６４）を囲みながら上昇又は下降することができる、無人搬送装置（５）である。更には、ガイド線（６４）は、垂直移動用ガイド構造体（６）の上層部及び下層部において、当該建築物（１）の上下方向（＝垂直方向）から水平方向へと曲がるように配置されるが、この場合でも側面側ガイド線囲み装置（５２）のセンサー部（５３２）とカメラ（５３３）が当ガイド構造体のガイド線（６４）を検出しながら、モーター（５３１）より側面側ガイド線囲み装置（５２）を回転させ、無人搬送装置本体（５１）を地上面に対して水平を保ちながら水平移動することができる。

無人搬送装置（５）が垂直移動用ガイド構造体（６）を上昇又は下降する場合、吊下げ用ワイヤー２（６６）間又は吊下げ用ワイヤー２（６６）と架線支持体（６７）との間での移動時間をT（s）、ガイド線囲み部（５４）によりガイド線（６４）を囲みながら移動する時間t（s）、囲み用アーム（５４２）を開くのに要する時間をS1（s）、閉じるのに要する時間をS2（s）とすると、以下のような関係となる。

T＝t + S1 + S2 (式１)

無人搬送装置（５）の囲み用アーム（５４２）は、垂直移動用ガイド構造体（６）の吊下げ用ワイヤー２（６６）又は架線支持体（６７）の部分を通過する前に全開状態にしている必要があるため、無人搬送装置（５）の移動速度V（m/s）、当該アーム（５４２）を開き始める位置から吊下げ用ワイヤー２（６６）または架線支持体（６７）の位置までの距離L1（m）とすると、囲み用アーム（５４２）を開くのに要する時間S1は、以下の式を満たす必要がある。

L1＞V x S1 （式２）

したがって、アームを開く（閉じる）のに要する時間S1（S2）が長いほどアームを開き始める位置から吊下げ用ワイヤー２（６６）または架線支持体（６７）の位置までの距離L1を長く採る必要がある。但し、距離L1が長すぎると吊下げ用ワイヤー２（６６）間又は吊下げ用ワイヤー２（６６）と架線支持体（６７）との間の距離（＝V x T）も長くなり、ガイド線（６４）を支えるに必要な数量の吊下げワイヤー２（６６）を配置できなくなる可能性がある。

この不具合を解決する一つの方策として、複数個（ｎ個）の同じ構造の垂直移動用ガイド構造体（６）をずらして配置した垂直移動用ガイド構造体セットを設置し、またこれと同数の側面側ガイド線囲み装置（５２）を有する無人搬送装置（５）を使用する方法がある。これは、一つの垂直移動用ガイド構造体（６）において無人搬送装置（５）が吊下げ用ワイヤー２（６６）間又は吊下げ用ワイヤー２（６６）と架線支持体（６７）間を通過する間（移動時間T（s））に、無人搬送装置（５）に装着されている残りn-1個の側面側ガイド線囲み装置（５２）のうち少なくとも１つが他のn-1個のうち１つの垂直移動用ガイド構造体（６）における吊下げ用ワイヤー２（６６）又は架線支持体（６７）を通過することになるため、回転翼（５１３）の不調などより落下してもn-1個の側面側ガイド線囲み装置（５２）のうち少なくとも一つが吊下げ用ワイヤー２（６６）又は架線支持体（６７）に引っかかることになり、無人搬送装置（５）大きな損傷を被ることを回避することができる。

また、当無人搬送装置（５）が上昇中又は下降中に落下した場合、前述のように垂直移動用ガイド構造体（６）の吊下げ用ワイヤー２（６６）又は架線支持体（６７）により当該無人搬送装置（５）の落下を阻止する他、落下阻止時に吊下げ用ワイヤー２（６６）又は架線支持体（６７）にかかる力を補助用吊架線（６３）と吊下げ用ワイヤー1（６５）で構成される柔構造体により受け止めることにより、複数の支柱（６１）に落下時の衝撃を分散させ、無人搬送装置（５）と垂直移動用ガイド構造体（６）への損傷を最小限に抑えることができる。

さらに、落下した無人搬送装置（５）による他の無人搬送装置（５）への影響を低減させるため、加速度センサー（６８）により補助用吊架線（６３）の異常を検出した場合、当該加速度センサー（６８）から信号が発信され、当該信号を建築物側の制御部（１０）が受信することで、当該制御部（１０）は全ての無人搬送装置（５）に対して信号を発信して最寄り階の水平移動用ガイド構造体（７）に移動させることができる。

垂直移動用ガイド構造体（６）に落下した無人搬送装置（５）は、支柱（６１）に付属しているガイド構造体移動装置（図省略）により垂直移動用ガイド構造体（６）ごと荷物受取エリア（３）へ移動され、回収される。

無人搬送装置（５）は、水平移動用脱落防止装置（５５）の支持部（５５１）内に装着したセンサー部（５５３）とカメラ（５５４）により当水平移動用ガイド構造体（７（７A））の吊下ガイド（７３）の逆テーパー部（７４）を検出し、垂直移動用ガイド構造体セット（６０１）の所定位置から延伸装置（５６）を作動させて当該吊下ガイド（７３）の逆テーパー部（７４）に水平移動用脱落防止装置（５５）のローラー部（５５６）を侵入させ、無人搬送装置の本体（５１）を当水平移動用ガイド構造体（７（７A））へ移動させることができる。更に必要に応じて支持部回転用モーター（５５２）により水平移動用脱落防止装置（５５）を回転させながら、又は回転用モーター（５５５）によりローラー部（５５６）を回転させながら、水平移動用ガイド構造体（７）に沿って無人搬送装置本体（５１）を地上面に対して水平を保ちながら水平移動することができる。

無人搬送装置（５）が水平移動用ガイド構造体（７）を移動中に回転翼（５１３）の不調などで吊下ガイド（７３）の中空部内で落下した場合、加重センサー（７２）により吊下ガイド（７３）の異常を検出し、当加重センサー（７２）から発せられた信号を建築物側の制御部（１０）が受信すると、当該建築物側の制御部（１０）は全無人搬送装置（５）に対して停止信号を発信して停止させる。

第１２の発明は、荷物の属性及び配送先等に関するデータを格納し、当該データを荷物収納収集装置（８）及び建築物側制御部（１０）に送信するための送信装置を有する第８の発明及び第１０の発明に係る無人搬送装置（５）である。

第１３の発明は、荷物収納収集装置（８）に接した際、自動的に荷物を当該荷物収納収集装置（８）へ搬送する装置（５８）を有する第８の発明及び第１０の発明に係る無人搬送装置（５）である。

第１４の発明は、平常時の充電の他、停電時に荷物収納収集装置（８）へ電力を供給するための送受電装置と蓄電装置を有する第８の発明及び第１０の発明に係る無人搬送装置（５）である。

荷物受取りエリア（３）に移動した無人搬送装置（５）は、水平移動用脱落防止装置（５５）の支持部（５５１）内に装着したセンサー部（５５３）とカメラ（５５４）により吊下ガイド（７３）を検出しながら、更に必要に応じて支持部回転用モーター（５５２）により水平移動用脱落防止装置（５５）を回転させながら又は回転用モーター（５５５）によりローラー部（５５６）を回転させながら、水平移動用ガイド構造体（７）に沿って無人搬送装置本体（５１）を地上面に対して水平を保ちながら荷物収納収集装置（８）の荷物受け入れ口（図省略）前まで移動し、荷物収納収集装置（８）と接触もしくは非接触で通信することで荷物データ等を無人搬送装置（５）から荷物収納収集装置（８）へ伝達し、当該荷物受け入れ口（図省略）を開口させ、無人搬送装置内に設けられた荷物搬送装置（５８）により荷物を無人搬送装置（５）から荷物収納収集装置（８）に移動させる。また、停電時においても、無人搬送装置（５）及び荷物収納収集装置（８）内に備えた蓄電装置の電力を使用することで、平時と同様の荷物の自動配送を行うことができる。さらに、一方の装置の蓄電量が下限値以下になった場合、他方の装置から無線又は有線で電力供給を受けることで当該配送システムを維持することが可能である。

第１５の発明は、無人搬送装置から荷物を受け入れるための収納ボックス（８１）と、荷物を個人用荷物ボックス（８３）へ移動するための回転移動装置（８４）と、当該収納ボックス（８１）にある荷物を回転移動装置（８４）に載せるための荷物搬送用コンベア（８２）と、当該収納ボックス（８１）にある荷物を荷物搬送用コンベア（８２）に載せるための荷物搭載用ロボット（８８）と、回転移動装置（８４）上にある荷物の情報を読み取るための搬入荷物用データスキャナー（８５）と、個人用荷物ボックスから荷物を外部に搬送するために必要な荷物データを読み取るための荷物ボックス内データスキャナー（８７）とからなる、第１の発明及び第２の発明に係る荷物収納収集装置（８）である。

当該荷物収納収集装置（８）は、無人搬送装置（５）と接する側（荷物受取りエリアの無人搬送装置が通行するエリア（３１）側）と居住者が接する側（居住者立ち入り可能エリア（３２）側）の２つの空間に跨いで設置され、無人搬送装置（５）から荷物受取りエリアの無人搬送装置が通行するエリア（３１）側の収納ボックス（８１）に移動した荷物を、無人搬送装置（５）から受け取った荷物の属性や配送先等に関する荷物データと荷物収納収集装置（８）の搬入荷物用データスキャナー（８５）で取得された同様の荷物データとを照合し、回転移動装置（８４）により自動的に選別して各居住者に割り当てられた荷物ボックス（８３）に配送する機能を有する。

第１５の発明によれば、各居住者は荷物収納収集装置（８）において、当荷物ボックス（８３）に備え付けられた荷物ボックス内データスキャナー（８７）により必要情報を入力し、かつ当荷物ボックス（８３）に当該データに係る荷物を入れることで、当該荷物は荷物収納収集装置（８）内の回転移動装置（８４）、荷物搬送用コンベア（８２）、荷物搭載用ロボット（８８）及び荷物搬送装置（５８）により自動的に無人搬送装置（５）へ搭載され、当無人搬送装置（５）によって出荷・集配ゾーン（図省略）へ運ばれ、出荷作業を経て出荷される。

第１６の発明は、無人搬送装置（５）を下方へ移動させるための下降用ガイド構造体（９）において、半径ｒとして一回転した時の縦変位量がr/2以下とするらせん状ガイド構造体（９１）であり、各階における水平方向に移動させるためのガイド構造体（７（７C））との接続部分において、らせん状ガイド構造体が一部切り離された部分（１３）を有し、当該切り離された部分（１３）の端部を当該端部に対応するらせん状のガイド構造体側の欠損部の端部に設置したモーター（１２）に取り付けた構造を有する、第２の発明に係るらせん状ガイド構造体（９１）である。

第１７の発明は、らせん状ガイド構造体（９１）側の水平移動用ガイド構造体（７）において、らせん状ガイド構造体（９１）に繋がるように延長しかつ水平移動用ガイド構造体（７）から切り離された部分（７C）で、当該切り離された部分（７C）の端部を当該端部に対応する水平移動用ガイド構造体本体（７）の端部に設置したモーター（１１）に取り付けた構造を有する、第２の発明に係る水平移動用ガイド構造体（７）である。

第１８の発明は、らせん状ガイド構造体（９１）において、水平移動用ガイド構造体（７（７C））との離合部分の手前に一旦停止用の停止板（７６）を設けた、第２の発明に係るらせん状ガイド構造体（９１）である。

上昇用ガイド構造体セット（６０１）とらせん状ガイド構造体（９１）との組み合わせにおいて、無人搬送装置（５）がある階層で荷物収納収集装置（８）に荷物を移動させた後水平移動用ガイド構造体（７）に沿って水平移動して当該らせん状のガイド構造体（９１）へ移動する場合、水平移動用ガイド構造体（７）の端部に設置したモーター（１１）とらせん状のガイド構造体（９１）の端部に設置したモーター（１２）を同期させて作動させることで、当該移動用ガイド構造体（７C）をらせん状ガイド構造体（９１）に接続させ、無人搬送装置（５）を水平移動用ガイド構造体（７C）から当該らせん状ガイド構造体（９１）に移動させることができる。無人搬送装置（５）が当該らせん状ガイド構造体（９１）に移動した後は、モーター（１１、１２）を作動させて、らせん状ガイド構造体の一部（１３）を元のらせん状ガイド構造体（９１）の位置に戻すことで、上層階から移動してきた無人搬送装置（５）をスムーズに下方へ移動させることができる。

以上のように、本発明の効果として、居住区域と無人搬送装置の稼働区域とを分け、事故による無人搬送装置の落下の影響を最小限に留め、蓄電設備を備えることで、安全性が高く、省人力化が可能で、停電時でも作動可能な高層階向け自動荷物配送システムを提供することができる。

図１は、本発明の1実施例の無人搬送装置による搬送システムが設置されている多層階構造の建築物を示す。 図２は、多層階構造の建築物と無人搬送装置による搬送システム部の主要構成を示す図１のX−X線断面図を示す。 図３は、建築物と無人搬送装置における制御部と各装置との関係を示した図を示す。 図４（a）は、多層階構造の建築物における垂直移動用ガイド構造体の設置状況を表す図１のZ−Z線断面図を示す。 図４（b）は、当該垂直移動用ガイド構造体の構成図を示す。 図４（c）は、図４（b）のM-M線断面図を示す。 図４（d）は、垂直移動用ガイド構造体の上層部終端における概略図を示す。 図５（a）は、無人搬送装置を利用した搬送システム部の水平移動用ガイド構造体において、多層階構造の建築物と無人搬送装置による搬送システム部の最上層部を示す図１のY1−Y1線断面図を示す。なお、便宜上上昇用及び下降用の垂直移動用ガイド構造体セットのうち１つの垂直移動用ガイド構造体を示す。 図５（b）は、図５（a）に示す水平移動用ガイド構造体のみを抜粋した図を示す。 図５（c）は、当該水平移動用ガイド構造体の構成図を示す。 図５（d）は、上昇用ガイド構造体セット側の吊下ガイドを荷物受取りエリアの無人搬送装置が通行するエリアの床面から見た図を示す。 図５（e）は、図５（b）に示す水平移動用ガイド構造体をF1の方向から見た図を示す。 図５（f）は、図５（b）に示す水平移動用ガイド構造体をF２方向から見た図を示す。 図５（g）は下降用ガイド構造体セット側の水平移動用ガイド構造体における停止板において図５（b）に示すY3-Y3線の断面図を示す。 図６（a）は、本発明の1実施例の搬送システムにおける無人搬送装置において、進行方向側に荷物受け入れ口を設けた当該無人搬送装置の進行方向側から見た側面図を示す。 図６（b）は、当該無人搬送装置の進行方向に対して直角方向から見た側面図を示す。 図６（c）は、図６（b）における側面に配置されたガイド線囲み装置の側面図を示す。 図６（d）は、当該無人搬送装置の上面に配置された水平移動用脱落防止装置を進行方向から見た正面図を示す。 図６（e）は、当該水平移動用脱落防止装置の側面図を示す。 図６（f）は、図６（b）におけるガイド線囲み装置を作動させガイド線を囲んだ場合の状況図を示す。 図６（g）は、図６（f）において延伸装置を作動させてガイド線囲み装置を延伸させた時の図を示す。 図７（a）は、無人搬送装置が垂直移動用ガイド構造体を上昇移動する場合において、吊下げ用ワイヤー２の位置を通過する前の無人搬送装置の概略図を示す。 図７（b）は、吊下げ用ワイヤー２の位置を通過するときの無人搬送装置の概略図を示す。 図７（c）は、吊下げ用ワイヤー２の位置を通過後の無人搬送装置の概略図を示す。なお、図７（a）〜（c）は、２つの垂直移動用ガイド構造体からなる垂直移動用ガイド構造体セットのうち、片側の垂直移動用ガイド構造体を省略して表した図である。 図８（a）は、無人搬送装置が水平移動用ガイド構造体を水平移動する場合において、無人搬送装置が吊下ガイドに従って移動しているときの概略図を示す。 図８（b）は、当該移動時の水平移動用ガイド構造体と無人搬送装置の位置関係を表した図である。 図９（a）は、ある階層における無人搬送装置の水平移動による荷物収納収集装置への接近と離脱に係る概略図のうち、吹き抜け構造部を垂直移動してある階層に移動した無人搬送装置の概略図を示す。 図９（b）は、ガイド線囲み装置を延伸して無人搬送装置が水平移動用ガイド構造体に移動する場合の概略図を示す。 図９（c）は、水平移動用ガイド構造体に移動した無人搬送装置が水平移動して荷物収納収集装置へ接近・接触する場合の概略図を示す。 図９（d）は、無人搬送装置が荷物収納収集装置へ荷物を移動させる場合の概略図を示す。 図９（e）は、荷物収納収集装置内で荷物が居住者に割り当てられた荷物ボックスに移動する場合と無人搬送装置が荷物収納収集装置から離脱する場合の概略図を示す。 図９（f）は、荷物収納収集装置内で居住者に割り当てられた荷物ボックスに移動した荷物を居住者が受け取る場合の概略図を示す。 図９（g）は、多層階構造の建築物と無人搬送装置による搬送システム部の主要部を示す図１のY２−Y２線断面図において、無人搬送装置が水平移動用ガイド構造体に沿って下降用ガイド構造体セット側の水平移動用ガイド構造体へ移動する場合の概略図を示す。 図９（h）は、ガイド線囲み装置を延伸して無人搬送装置が下降用ガイド構造体セット側に移動する場合の概略図を示す。 図９（i）は、無人搬送装置が下降用ガイド構造体セットに沿って下降する場合の概略図を示す。なお、図９（a）〜（i）の各図は、２つの垂直移動用ガイド構造体からなる垂直移動用ガイド構造体セットのうち片側の垂直移動用ガイド構造体を省略して表した図である。 図１０は、図１のY２−Y２線断面図のうち荷物受取エリアにおける荷物収納収集装置の主要部を示す。 図１１は、多層階構造の建築物における他の無人搬送装置による搬送システム部の設置状況を示す図１のZ−Z線断面図を示す。 図１２（a）は、図１１に示す他の無人搬送装置による搬送システム部の図１におけるY２−Y２線断面図であり、水平移動用ガイド構造体かららせん状ガイド構造体へ移動する無人搬送装置が存在する場合の水平移動用ガイド構造体とらせん状ガイド構造体の位置関係を表した図を示す。 図１２（b）は、水平移動用ガイド構造体かららせん状ガイド構造体へ移動する無人搬送装置が存在しない場合の水平移動用ガイド構造体とらせん状ガイド構造体の位置関係を表した図を示す。

この発明の一実施形態である無人搬送装置を利用した荷物配送システムについて図１乃至図１２（b）に基づいて説明する。
図１は、無人搬送装置を利用した荷物配送システムを組み込んだ多層階構造の建築物（１）の外観図である。当建築物は、矢印aで示す最下層から最上層までの吹き抜け空間（２）と各階層における荷物受取りエリア（３）とからなる区域と矢印ｂで示す居住区域（４）を有する建物である。

多層階構造の建築物（１）における無人搬送装置（５）による配送システムの概略図を図２に示す。当配送システムは、図２に示す吹き抜け空間（２）において荷物受取りエリア（３）側とは反対側の壁面に、無人搬送装置（５）を最下層から最上層までの各階層へ移動させるための２つの垂直移動用ガイド構造体（６）を組み合わせた上昇用ガイド構造体セット（６０１）と無人搬送装置（５）を最下層まで下降させるための上昇用ガイド構造体セット（６０１）と同様の構造を有する下降用ガイド構造体セット（６０２）を設置し、各階層における荷物受取りエリア（３）においては、無人搬送装置（５）を水平方向に移動させるための水平移動用ガイド構造体（７）を設置し、また、当荷物受取りエリア（３）には、無人搬送装置が通行するエリア（３１）と居住者立ち入り可能エリア（３２）が設けられており、当該無人搬送装置（５）から荷物を自動的に受け取り、また当該無人搬送装置（５）へ荷物を自動的に収納する荷物収納収集装置（８）が無人搬送装置が通行するエリア（３１）と居住者立ち入り可能エリア（３２）とを跨いで設置される。これにより、最下層階で無人搬送装置（５）に積み込まれた荷物は、当無人搬送装置により当該上昇用ガイド構造体セット（６０１）に沿って目的階まで移動し、その後水平移動用ガイド構造体（７）に移り、水平移動することにより荷物収納収集装置（８）へ到達し、図１０に示すように無人搬送装置（５）に搭載された荷物搬送装置（５８）により当該荷物収納収集装置（８）へ移送され、これにより配送を完了する。さらに、当該荷物を配送し終えた無人搬送装置（５）は、水平移動用ガイド構造体（７）から下降用ガイド構造体セット（６０２）を経由して最下層階まで移動する。荷物の受け取りは、図９（f）に示すように居住者が荷物収納収集装置（８）から荷物を取り出すことで完了する。
なお、これは無人搬送装置（５）の運用法の１例であり、例えば、水平移動用ガイド構造体（７）から上昇用ガイド構造体セット（６０１）に戻り、更に上層階に移動することでも良い。建築物側制御部（１０）に人工知能（AI）を組み込むことにより効率的に運用を行うことも可能である。

当配送システムにおける建築物側制御部（１０）と無人搬送装置の制御部（５７）との関係を図３に示す。建築物側制御部（１０）は、主として荷物収納収集装置（８）とガイド構造体（６、７）を構成する装置類を制御し、無人搬送装置の制御部（５７）は無人搬送装置の運航制御と荷物データの管理を行う。また、建築物側制御部（１０）と無人搬送装置の制御部（５７）との間は、主として無線にて交信し情報伝達するが、無人搬送装置（５）と荷物収納収集装置（８）との間での荷物の搬入・搬出の際には、両者が直接交信して荷物の搬入・搬出操作を行い、建築物側制御部（１０）は当作業を監視し、異常が発生した場合作業中止命令を発信して当該操作を中止させる。

垂直移動用ガイド構造体（６）に関し、多層階構造の建築物（１）への配置例を図４（a）に、当ガイド構造体（６）の構造を図４（b）〜（e）に示す。図４（a）は、多層階構造の建築物における垂直移動用ガイド構造体（６）の設置状況を表す図１のZ−Z線断面図である。本実施例においては、無人搬送装置（５）を図１に示す多層階構造の建築物（１）の矢印aの区域内を循環移動させるべく、２つの垂直移動用ガイド構造体（６）を互いに当該建築物（１）の吹き抜け空間（２）と荷物受取りエリア（３）との境界面（３３）に対して平行方向（x方向）、上下方向（y方向）及び吹き抜け空間（２）から荷物受取りエリア（３）への方向（ｚ方向）にそれぞれずれ量を（x1,y1,z1）としてずらして配置した１組の垂直移動用ガイド構造体セットとし、上昇用と下降用の２組のガイド構造体セット（６０１、６０２）としている。また、この２組のガイド構造体セット（６０１、６０２）と水平移動用ガイド構造体（７）とを組み合わせて循環移動用ガイド構造体としている。なお、本実施例においては、２つの垂直移動用ガイド構造体（６）をセットにして利用した例を示したが、無人搬送装置のサイズや荷物の積載量により当該ガイド構造体（６）の本数を任意に選択することができる。

当該垂直移動用ガイド構造体（６）の詳細な構成図を図４（b）、（c）に示す。当垂直移動用ガイド構造体（６）は、油圧ジャッキ等の垂直移動用ガイド構造体（６）の移動手段を有する支柱（６１）により吹き抜け空間（２）において荷物受取エリア（３）側とは反対側の壁に取り付けられる。当垂直移動用ガイド構造体（６）は、当該支柱の他方側に吊下板（６２）が取り付けられ、当該吊下板（６２）の取り付け面とは反対側の面に加速度センサー（６８）が取り付けられ、当該加速度センサー（６８）の当該取り付け面とは反対側の面に吊下げ用ワイヤー１（６５）が取り付けられ、当該吊下げ用ワイヤー１（６５）の他端に補助用吊架線（６３）が取り付けられ、更に当該補助用吊架線（６３）において吊下げ用ワイヤー１（６５）が接続している箇所とは異なる箇所に吊下げ用ワイヤー２（６６）が取り付けられ、当吊下げ用ワイヤー２（６６）の他端にガイド線（６４）が取り付けられた構造を有する。更に、補助用吊架線（６３）とガイド線（６４）が吊下板（６２）に沿って弛むことなく配置されるべく、吊下板（６２）に架線支持体（６７）が取り付けられる。なお、補助用吊架線（６３）とガイド線（６４）は、図４（c）に示すように当架線支持体（６７）の２つの中空部（６７１、６７２）内を通るように配線される。また、補助用吊架線（６３）、ガイド線（６４）、吊下げ用ワイヤー１（６５）、吊下げ用ワイヤー２（６６）及び架線支持体（６７）の材質は、軽量かつ高強度の線材や繊維材であればよく、例えば炭素繊維が好ましい。更に、架線支持体（６７）の２つの中空部（６７１、６７２）が開閉式構造であっても良く、この場合補助用吊架線（６３）、ガイド線（６４）、吊下げ用ワイヤー１（６５）及び吊下げ用ワイヤー２（６６）は一体成型したものを用いてもよい。

当該垂直移動用ガイド構造体（６）の端部には、図４（d）に示すように補助用吊架線（６３）とガイド線（６４）に適度な張力を与えるため、張力調整装置（６９１、６９２）を設置する。当該張力調整装置（６９１、６９２）は、垂直移動用ガイド構造体（６）の両端部に設置することでも、片端部だけに設置することでも良い。

水平移動用ガイド構造体（７）に関し、吹き抜け空間（２）と荷物受取エリア（３）における垂直移動用ガイド構造体セット（６０１、６０２）と荷物収集収納装置（８）との間の配置関係を示した図で多層階構造の建築物における無人搬送装置による搬送システム部の設置状況を示す図１のY1−Y1線断面図を図５（a）に、当ガイド構造体（７）の構造図を５（b）に示す。水平移動用ガイド構造体（７）は、無人搬送装置が上昇用ガイド構造体セット（６０１）から荷物受取りエリアの無人搬送装置が通行するエリア（３１）へ移動するためのガイド構造体（７A）、荷物収納収集装置（８）に沿って移動するためのガイド構造体（7B）、及び当ガイド構造体（7B）から下降用ガイド構造体セット（６０２）へ移動するためのガイド構造体（7C）が連結した構造を有する。

当該水平移動用ガイド構造体（７）の詳細な構成図を図５（c）に示す。当水平移動用ガイド構造体（７）は、荷物受取りエリア内の無人搬送装置が通行するエリア（３１）の天井に支柱（７１）が取り付けられ、当該支柱（７１）の他方側に加重センサー（７２）が取り付けられ、当該取り付け面とは反対側の面に吊下ガイド（７３）が取り付けられた構造を有する。吊下ガイド（７３）の進行方向に対して垂直方向の断面は、無人搬送装置（５）の水平移動用脱落防止装置（５５）が通るように切り欠きを有する中空構造としている。

図５（a）に示す上昇用ガイド構造体セット（６０１）側の水平移動用ガイド構造体（７（７A））において、荷物受取りエリアの無人搬送装置が通行するエリア（３１）の床面から天井方向に見た構造を図５（d）に、図５（b）に示すF１側から見た図を図５（e）に示す。上昇用ガイド構造体セット（６０１）側の水平移動用ガイド構造体（７（７A））は、無人搬送装置（５）が垂直移動から水平移動に移行する時に脱落防止装置（５５）のローラー部（５５６）が確実に吊下ガイド（７３）の中空部に入るように、当該上昇用ガイド構造体セット（６０１）側が広く荷物収納収集装置（８）側が細くなるような逆テーパー構造を有する。

さらに、図５（a）に示すように、下降用ガイド構造体セット（６０２）側の水平移動用ガイド構造体（７（７C））において、進行方向の断面図で図５（b）のY3−Y3断面図を図５（f）に、進行方向に対して垂直方向の断面図を図５（g）に示す。図５（f）、（g）に示すように、吊下ガイド（７３）の中空部にバネ付き蝶番（７５）を取り付け、当該バネ付き蝶番（７５）に停止板（７６）を取り付け、また当該停止板（７６）のバネ付き蝶番（７５）の取り付け位置側の面とは反対側にストッパー（７７）を取り付けた構造を有する。

停止板（７６）は、吊下ガイド（７３）内の中空部を塞ぐべく長方形の板状構造物に無人搬送装置（５）のカメラ（５５４）などで認識できるように吊下ガイド（７３）の切り欠き部からはみ出すように別の長方形板状物を取り付けた凸型構造を有する。なお、停止板（７６）及びストッパー（７7）の材質は、耐衝撃性を有する材料であればよく、例えば鉄板でもよい。

当該停止板（７６）は無人搬送装置（５）の進行方向に対して開き、無人搬送装置が通過後はバネ付き蝶番（７５）の作用により戻るが、ストッパー（７7）は当該停止板（７６）が無人搬送装置（５）の進行方向とは反対側に開かない様に留める役割を果たす。なお、当該バネ付き蝶番（７５）のバネのバネ定数は0.2N/mm以下であることが望ましい。

無人搬送装置（５）が水平移動用ガイド構造体（７（７C））から下降用ガイド構造体セット（６０２）に移動する場合、水平移動用ガイド構造体（７（７C））内で一端停止して側面側ガイド線囲み装置（５２）用延伸装置（５６）を作動させる必要がある。そのため、当該バネ付き蝶番（７５）、停止板（７６）及びストッパー（７７）は、図５（a）に示す水平移動用ガイド構造体（７（７C））の端部と、無人搬送装置（５）が当該側面側ガイド線囲み装置（５２）の延伸装置（５６）を最大に作動させて下降用ガイド構造体セット（６０２）に留まった時の水平移動用ガイド構造体（７（７C））側にある無人搬送装置（５）の水平移動用脱落防止装置（５５）の位置との間に設置される。

本発明における無人搬送装置（５）の一例に関しその構造を図６（a）〜（g）に示す。
図６（a）に当無人搬送装置（５）を進行方向から見た図、図６（b）に進行方向へ進む場合の側面図を示す。当無人搬送装置本体（５１）は、荷物用開閉扉（５１２）と回転翼（５１３）有する筐体（５１１）と、その側面に２つの垂直方向のガイド線囲み装置（５２）を、上面に水平移動用脱落防止装置（５５）を有し、また筐体（５１１）には、荷物保管室の他に回転翼（５１３）を駆動するためのバッテリーなど蓄電装置、制御部、送受電装置、無線通信装置、GPS（いずれも図示省略）、及び図１０に示すような荷物搬送装置（５８）を内蔵している。なお、側面に配置される２つのガイド線囲み装置（５２）は、２個の垂直移動用ガイド構造体（６）が互いに吹き抜け空間（２）と荷物受取りエリア（３）との境界面（３３）に対して平行方向（x方向）、上下方向（y方向）及び吹き抜け空間（２）から荷物受取りエリア（３）への方向（ｚ方向）にずらして配置されることから、当該ずれ量（x1、y1、z1）に対応して無人搬送装置（５）に配置される。

図６（ｃ）に、当無人搬送装置（５）の側面側ガイド線囲み装置（５２）の詳細図を示す。側面側ガイド線囲み装置（５２）は、支持部（５３）とガイド線囲み部（５４）からなり、支持部（５３）には側面側ガイド線囲み装置（５２）全体を回転させるためのモーター部（５３１）、吊下げワイヤー２（６６）又は架線支持体（６７）を検知するためのセンサー部（５３２）、カメラ（５３３）、ガイド囲み部（５４）を支持するためのアーム（５３４）及び当該アームを駆動するための駆動用モーター（５３５〜５３７）があり、またガイド線囲み部（５４）には、ガイド線受け入れ枠（５４１）、ガイド線受け入れ枠（５４１）で捕捉したガイド線（６４）が外れないようにするべく環状体を形成するための囲み用アーム（５４２）と当該アームを開閉するためのモーター（５４３）を有し、当該ガイド線囲み部（５４）は、支持部（５３）端部のアーム駆動用モーター（５３８）で回転制御される。なお、センサー部（５３２）には、レーザー式距離測定装置が配置される。この場合、反射光を計測して距離を求めるが、複数の反射がある場合は、反射強度が最も大きい反射光を最近接の吊下げワイヤー２（６６）又は架線支持体（６７）からの反射と見做して距離算定を行い、求められた距離をガイド線囲み部（５４）の開閉判断に用いる。また、センサー部（５３２）は、レーザー式距離測定装置の他に赤外線センサーや超音波センサー等距離計測が可能な装置を配置しても良い。

水平移動用脱落防止装置（５５）の正面図を図６（d）に、側面図を図６（e）に示す。水平移動用脱落防止装置（５５）は、支持部（５５１）とローラー部（５５６）とからなり、支持部（５５１）には当該水平移動用脱落防止装置（５５）全体を回転させるための支持部回転用モーター（５５２）、水平移動用ガイド構造体（７）又は下降用ガイド構造体（９）の停止板（７６）を検知するためのセンサー部（５５３）及びカメラ（５５４）、更にローラー部（５５６）を回転させるためのモーター（５５５）からなる。また、ローラー部（５５６）は、金属、セラミックス、プラスチック等の材質で作られたローラーであり、ローラーの回転軸は回転用モーター（５５５）の回転軸の延長上に位置しており、またローラー本体は当該回転用モーター（５５５）の回転軸に取り付けられた台座に据えられている。なお、センサー部（５５３）は、側面側ガイド線囲み装置（５２）のセンサー部（５３２）と同様、レーザー式距離測定装置が配置されている。この場合、基本的にカメラ（５５４）により水平移動用ガイド構造体（７（７A））の入口位置を捉えることで無人搬送装置（５）の進行方向を補正するとともに、センサー部（５５３）により下降用ガイド構造体セット（６０２）側の水平移動用ガイド構造体（７（７C））に設置している停止板（７６）までの距離を測定することで無人搬送装置（５）の進行制御を行う。なお、レーザー式距離測定装置により停止板（７６）までの距離測定を行う場合、レーザー式距離測定装置は停止板（７６）からの反射光を計測して距離を求める。なお、センサー部（５５３）は、レーザー式距離測定装置の他に赤外線センサーや超音波センサー等距離計測が可能な装置を配置しても良い。

図６（f）に、側面側ガイド線囲み装置（５２）によりガイド線（６４）を囲んだ状態の無人搬送装置（５）を上から見た概略図を示す。ガイド線（６４）は、当該ガイド線囲み部（５４）のアーム開閉用モーター（５４３）により囲み用アーム（５４２）を閉じることで囲まれる。

図６（g）に、無人搬送装置（５）の側面側ガイド線囲み装置（５２）を延伸装置（５６）により水平方向に延伸させた場合の概略図を示す。当該延伸装置（５６）の駆動部分には、歯車式延伸装置を用いているが他の方式でも良い。また、当該延伸装置（５６）の棒状部分は、不要時は無人搬送装置（５）の本体に格納される。

無人搬送装置（５）が垂直移動用ガイド構造体セット（６０１、６０２）を上方又は下方へ移動する場合、無人搬送装置（５）は側面側ガイド線囲み装置（５２）上のセンサー部（５３２）とカメラ部（５３３）により進行方向を探査し、無人搬送装置の制御部（５７）により吊下げ用ワイヤー２（６６）又は架線支持体（６７）までの位置を計算しながら進む。例えば、図７（a）〜（c）に示すように、無人搬送装置（５）は吊下げ用ワイヤー２（６６）及び架線支持体（６７）が存在しない区間では、側面側ガイド線囲み装置（５２）のガイド線囲み部（５４）によりガイド線（６４）を囲いながら移動し（図７（a））、吊下げ用ワイヤー２（６６）又は架線支持体（６７）に差し掛かった場合、これらの手前でアーム開閉用モーター（５４３）により囲み用アーム（５４２）を開いた状態で当該地点を通過し（図７（b））、通過直後アーム開閉用モーター（５４３）により囲み用アーム（５４２）を閉じ再びガイド線（６４）を囲いながら移動する（図７（c））。

無人搬送装置（５）が垂直移動用ガイド構造体（６）を上昇又は下降する場合、吊下げ用ワイヤー２（６６）間又は吊下げ用ワイヤー２（６６）と架線支持体（６７）との間での移動時間をT（s）、ガイド線囲み部（５４）によりガイド線（６４）を囲みながら移動する時間t（s）、囲み用アーム（５４２）を開くのに要する時間をS1（s）、閉じるのに要する時間をS2（s）とすると、以下のような関係となる。

T＝t + S1 + S2 (式１)

無人搬送装置（５）の囲み用アーム（５４２）は、垂直移動用ガイド構造体（６）の吊下げ用ワイヤー２（６６）又は架線支持体（６７）の部分を通過する前に全開状態にしている必要があるため、無人搬送装置（５）の移動速度V（m/s）、当該アーム（５４２）を開き始める位置から吊下げ用ワイヤー２（６６）または架線支持体（６７）の位置までの距離L1（m）とすると、囲み用アーム（５４２）を開くのに要する時間S1は、以下の式を満たす必要がある。

L1＞V x S1 （式２）

本実施例においては、無人搬送装置（５）の移動速度Vを2m/s以下、囲み用アーム（５４２）が全開するに要する時間Sを0.2（s）以下としている。なお、移動速度と囲み用アーム（５４２）を全開する時間は、多層階建築物の構造に合わせて任意に設定可能である。

当無人搬送装置（５）が上昇中又は下降中に落下した場合、前述のように垂直移動用ガイド構造体（６）の吊下げ用ワイヤー２（６６）又は架線支持体（６７）により当該無人搬送装置（５）の落下を阻止する他、落下阻止時に吊下げ用ワイヤー２（６６）又は架線支持体（６７）にかかる力を補助用吊架線（６３）と吊下げ用ワイヤー1（６５）で構成される柔構造体により受け止めることにより、複数の支柱（６１）に落下時の衝撃を分散させ、無人搬送装置（５）と垂直移動用ガイド構造体（６）への損傷を最小限に抑えることができる。

さらに、落下した無人搬送装置（５）による他の無人搬送装置（５）への影響を低減させるため、加速度センサー（６８）により補助用吊架線（６３）の異常を検出した場合、当該加速度センサー（６８）から信号が発信され、当該信号を建築物側の制御部（１０）が受信することで、当該制御部（１０）は全ての無人搬送装置（５）に対して信号を発信して最寄り階の水平移動用ガイド構造体（７）に移動させることができる。

垂直移動用ガイド構造体（６）に落下した無人搬送装置（５）は、支柱（６１）に付属しているガイド構造体移動装置（図省略）により垂直移動用ガイド構造体（６）と共に荷物受取エリア（３）へ移動され、回収される。

無人搬送装置（５）が水平移動用ガイド構造体（７）を移動する場合、図８（a）に示すように無人搬送装置（５）は、水平移動用脱落防止装置（５５）の支持部（５５１）に位置するセンサー部（５５３）とカメラ（５５４）により吊下ガイド（７３）を検知しながら移動する。

無人搬送装置（５）が水平移動中に回転翼（５１３）の不調などで落下した場合、無人搬送装置（５）は水平移動用脱落防止装置（５５）が吊下ガイド（７３）の中空部内で宙づり状態となるため、加重センサー（７２）により異常を検出することができる。異常を検出した当加重センサー（７２）は建築物側の制御部（１０）へ信号を発信し、当該制御部（１０）が受信すると直ちに当該制御部（１０）は全ての無人搬送装置（５）に対して停止信号を発信する。

なお、無人搬送装置（５）が落下した場合の落下距離は、図８（b）に示すように吊下ガイド（７３）の底面と水平移動用脱落防止装置（５５）のローラー部（５５６）の下端部との間の短い距離であるため、落下時に無人搬送装置（５）へ加わる損傷は軽微である。

荷物を荷物収納収集装置（８）に配送する場合について、具体的な状況を図９（a）〜（i）に示す。無人搬送装置（５）は、所定階に到着した後（図９（a））、水平移動用脱落防止装置（５５）の支持部（５５１）内に装着したセンサー部（５５３）とカメラ（５５４）により当水平移動用ガイド構造体（７（７A））の吊下ガイド（７３）の逆テーパー部（７４）を検出し、当該無人搬送装置（５）に備わっている側面側ガイド線囲み装置（５２）に付属する延伸装置（５６）を作動させて、当該吊下ガイド（７３）の逆テーパー部（７４）に水平移動用脱落防止装置（５５）のローラー部（５５６）を侵入させることで無人搬送装置の本体（５１）を当水平移動用ガイド構造体（７（７A））へ移動させ（図９（b））、その後当該延伸装置（５６）を格納して水平移動用ガイド構造体（７（7A））に沿って荷物収納収集装置（８）まで水平移動する（図９（c））。

無人搬送装置（５）は、荷物収納収集装置（８）の手前の所定位置に到着した時点で搭載した無線通信装置により荷物収納収集装置（８）と交信を行い、荷物収納収集装置側の荷物受け入れ扉（図省略）を開き、図１０の荷物収納収集装置（８）の概略図に示すように荷物搬入装置（５８）を当該荷物受け入れ扉に自動的に設置し、荷物Aを荷物収納収集装置（８）に自動的に移送する（図９（d））。荷物受取りエリア（３）の無人搬送装置と接する側の荷物収納収集装置の収納ボックス（８１）に移動した荷物Aは、図１０に示すように、荷物搭載用ロボット（８８）により荷物搬送用コンベア（８２）に載せられ、更に荷物搬送用コンベア（８２）により回転移動装置（８４）に載せられ、当該回転移動装置（８４）に沿って設置された搬入荷物用データスキャナー（８５）により荷物の属性や配送先等に関する荷物データをスキャンされ、当該スキャンされたデータは無人搬送装置（５）から受け取った荷物データと照合され、データが合致した荷物のみを回転移動装置（８４）により各居住者に割り当てられた荷物ボックス（８３）に配送され、居住者は荷物を受け取ることができる（図９（e）、（f））。

荷物の自動搬出が終了した無人搬送装置（５）は、図９（g）において矢印で示すように水平移動用ガイド構造体（７（７B））から、下降用ガイド構造体セット（６０２）の手前部分（７C）まで移動する。その後、図９（ｈ）に示すように、無人搬送装置（５）においては、下降用ガイド構造体セット（６０２）側の停止板（７６）の手前で延伸装置（５６）を作動させて当該下降方向のガイド線（６４）を囲い、その後当該延伸装置（５６）を収納しながら当該停止板（７６）を通り抜け、さらに水平移動用脱落防止装置（５５）のローラー部（５５６）を吊下ガイド（７３）から離脱させ、当該延伸装置（５６）の格納が完了した後、無人搬送装置（５）は、図９（i）に示すように下降用ガイド構造体セット（６０２）に沿って下方へ移動する。

以上より、第１の発明において、吹き抜け空間（２）に上昇用と下降用の垂直移動用ガイド構造体セット（６０１、６０２）を、荷物受取エリア（３）に水平移動用ガイド構造体（７）を設け、最下層部で無人搬送装置（５）に荷物を積み込んだ後、当該無人搬送装置（５）はこれらガイド構造体（６（６０１、６０２）、７）に沿って移動することで、各階層に設置している荷物収納収集装置（８）に自動的に荷物を配送することができる。

また、停電時においても、無人搬送装置（５）及び荷物収納収集装置（８）内に備えた蓄電装置の電力を使用することで、平時と同様の荷物の自動配送を行うことができる。なお、一方の装置の蓄電量がある下限値以下となった場合、他方の装置から無線又は有線で電力供給を受けることで当該配送システムを維持することが可能である。この場合、蓄電量の下限値は概ね１０％を目安とする。

なお、荷物収納収集装置（８）において、図１０に示すように各居住者に割り当てられた荷物ボックス（８３）に備えられた荷物の属性及び配送先等に関するデータを読み取る手段である荷物ボックス内データスキャナー（８７）により荷物の属性及び配送先等に関するデータを読み取らせた後、当該荷物ボックス（８３）に当該荷物を入れることで、荷物収納収集装置（８）内の回転移動装置（８４）、荷物搬送用コンベア（８２）、荷物搭載用ロボット（８８）及び荷物搬送装置（５８）により自動的に無人搬送装置（５）へ搭載され、当無人搬送装置（５）によって荷物積み下ろしエリア（図省略）へ運ばれ、出荷作業を経て出荷することが可能である。また、荷物データの照合に失敗した回転移動装置（８４）上にある荷物も、同様のプロセスを経て自動的に無人搬送装置（５）へ搭載され、当無人搬送装置（５）によって荷物積み下ろしエリア（図省略）へ運ぶことができる。

第２の発明に係る多層階構造の建築物（１）における無人搬送装置（５）による配送システムを図２及び図１１を用いて説明する。なお、図１１は、多層階構造の建築物（１）と無人搬送装置（５）による搬送システム部の主要部を示す図１のZ−Z線断面図である。基本的に、図２に示すように当該吹き抜け空間（２）において荷物受取りエリア（３）側とは反対側の壁面に、無人搬送装置（５）を最下層から最上層までの各階層へ移動させるための２つの垂直移動用ガイド構造体（６）を組み合わせた上昇用ガイド構造体セット（６０１）と図１１に示すように無人搬送装置（５）を下降させるための下降用ガイド構造体（９）を設置し、各階層における荷物受取りエリア（３）においては、無人搬送装置（５）を水平方向に移動させるための水平移動用ガイド構造体（７）を設置し、また、図２に示すように当荷物受取りエリア（３）には、無人搬送装置が通行するエリア（３１）と居住者立ち入り可能エリア（３２）を設け、当該無人搬送装置（５）から自動で荷物を受け取り収納する荷物収納収集装置（８）を荷物受取りエリアにおいて無人搬送装置が通行するエリア（３１）と居住者立ち入り可能エリア（３２）を跨いで設置することで、最下層階で無人搬送装置（５）に積み込まれた荷物は、当無人搬送装置（５）により当該上昇用ガイド構造体セット（６０１）に沿って目的階まで搬送され、その後水平移動用ガイド構造体（７）に移り、水平移動することで荷物収納収集装置（８）へ到達し、当該荷物収納収集装置（８）に移送され、これにより配送は完了する。さらに、当該荷物を配送し終えた無人搬送装置（５）は、水平移動用ガイド構造体（７）から下降用ガイド構造体（９）を経由して最下層階まで移動する。荷物の受け取りは居住者が荷物収納収集装置（８）から荷物を取り出すことで完了する。なお、これは無人搬送装置（５）の運用法の１例であり、第１の発明と同様、水平移動用ガイド構造体（７）から上昇用ガイド構造体セット（６０１）に戻り、更に上層階に移動することも可能である。当該建築物側の制御部（１０）に人工知能（AI）を組み込むことにより効率的に運用を行うことも可能である。

上昇用ガイド構造体セット（６０１）と下降用ガイド構造体（９）の配置関係について、図１１、１２を用いて説明する。上昇用ガイド構造体セット（６０１）の２つの垂直移動用ガイド構造体（６）の配置は、第１の発明と同様、互いに建築物の吹き抜け空間（２）と荷物受取りエリア（３）との境界面（３３）に対して平行方向（x方向）、上下方向（y方向）及び吹き抜け空間（２）から荷物受取りエリア（３）への方向（ｚ方向）にずらして配置されており、また下降用ガイド構造体（９）は図１２（a）に示すように水平移動用ガイド構造体の出口部（７C）に下降用ガイド構造体（９）を接続した配置関係にある。なお、上昇用ガイド構造体セット（６０１）を構成する垂直移動用ガイド構造体（６）の構造は、第１の発明において図４（b）に示す垂直移動用ガイド構造体（６）と同じ構造である。

第２の発明における無人搬送装置（５）を下方へ移動させるための下降用ガイド構造体（９）の一例として、図１１に図５（c）に示す水平移動用ガイド構造体（７）と同様の構造体を用い、半径ｒとして一周した時の縦変位量をr/2以下とするらせん状ガイド構造体（９１）を示す。

第２の発明における無人搬送装置（５）を下方へ移動させるためのらせん状ガイド構造体（９１）は、図１２（a）に示すように、各階における水平移動用ガイド構造体（７、７C）との接続部分において、らせん状ガイド構造体の一部（１３）が当該らせん状ガイド構造体（９１）本体から切り離されており、当らせん状ガイド構造体本体（９１）においては、当該切り取り部分の端部を当該端部に対応するらせん状のガイド構造体のガイド欠損部の端部に設置されたモーター（１２）に取り付けた状態にある。また、水平移動用ガイド構造体（７C）も同様に、当該切り離された部分（７C）の端部を当該端部に対応する水平移動用ガイド構造体本体（７）側の端部に設置されたモーター（１１）に取り付けた状態にある。さらに、当らせん状ガイド構造体の一部（１３）と水平移動用ガイド構造体（７C）は、一定距離をもって配置される。

当らせん状ガイド構造体本体（９１）においては当該モーター（１２）の手前側の中空部に、及び水平移動用ガイド構造体（７C）においてはらせん状ガイド構造体（９１）に接続する付近の吊下ガイド（７３）の中空部に、図５（ｆ）、（g）に示すような停止板（７６）等を取り付けており、これにより第１発明と同様水平移動用脱落防止装置（５５）のセンサー部（５５３）及びカメラ（５５４）により停止板（７６）を検知し、これら停止板（７６）の手前で無人搬送装置（５）の進行を一旦停止させることができる。また、当らせん状ガイド構造体（９１）において、無人搬送装置（５）が不具合により落下して当該水平移動用脱落防止装置（５５）により吊下ガイド（７３）にぶら下がる事故が発生し、さらにらせん状構造体の傾斜によりぶら下がった状態で下方へ移動しても、落下地点から下方側最近接の停止板（７６）とバネ付き蝶番（７５）のバネの作用によりその進行を阻止することができる。

水平移動用ガイド構造体側のモーター（１１）とらせん状ガイド構造体側のモーター（１２）を連動させることで、例えば、図１２（a）に示すように水平移動用ガイド構造体（７C）をらせん状ガイド構造体（９１）に連結させることができる。この場合、水平移動用脱落防止装置（５５）のセンサー部（５５３）及びカメラ（５５４）により水平移動用ガイド構造体（７C）が当らせん状ガイド構造体（９１）の本体に接続していることを確認した後、当無人搬送装置（５）を水平移動用ガイド構造体（７C）かららせん状ガイド構造体（９１）に移動させることができる。また、同様に水平移動用ガイド構造体側のモーター（１１）とらせん状ガイド構造体側のモーター（１２）を連動させることで、図１２（b）に示すようにらせん状ガイド構造体の一部（１３）をらせん状ガイド構造体（９１）本体に戻すことができ、この場合上方から下降してきた無人搬送装置（５）を滞りなく下方へ移動させることができる。

第２の発明において、らせん状ガイド構造体（９１）は水平移動用ガイド構造体（７）と同じ構成であるため、無人搬送装置（５）が落下した場合の落下距離は、図８（b）に示すように吊下ガイド（７３）と水平移動用脱落防止装置（５５）のローラー部（５５６）の下端との間の距離とほぼ同じ距離となり、当該距離が短いことから落下時に無人搬送装置（５）へ加わる損傷は軽微である。

落下した無人搬送装置（５）は、図１１に示すようにらせん状ガイド構造体（９１）の上端と下端に備え付けたらせん状ガイド構造体移動装置（９４）により、らせん状ガイド構造体（９１）を荷物受取エリア（３）まで移動させることにより回収することができる。

以上、当該らせん状ガイド構造体（９１）は下降用ガイド構造体（９）として説明したが、上昇用ガイド構造体に用いることも可能である。また、上昇用及び下降用ともにらせん状ガイド構造体（９１）を用いることで、水平移動用ガイド構造体（７）のみで循環用ガイドを形成することもできる。この場合、無人搬送装置（５）に付属する装置は水平移動用脱落防止装置（５５）だけでよい。

なお、当該無人搬送装置利用配送システムについて、その適用先は図１に示した多層階建築物に限定されず、例えば建築中の多層階建築物や複数の多層階建築物を繋ぐ形で展開することも可能である。

１ 多層階構造の建築物
２ 吹き抜け空間
３ 荷物受取りエリア
４ 居住区域
５ 無人搬送装置
６ 垂直移動用ガイド構造体
７、７A、７B、７C 水平移動用ガイド構造体
８ 荷物収納収集装置
９ 下降用ガイド構造体
１０ 建築物側制御部
１１、１２ モーター
１３ らせん状ガイド構造体の一部
３１ 荷物受取りエリアの無人搬送装置が通行するエリア
３２ 荷物受取りエリアの居住者立ち入り可能エリア
３３ 吹き抜け空間と荷物受取りエリアとの境界面
４１ 居住部
４２ 廊下
５１ 無人搬送装置本体
５１１ 筐体
５１２ 荷物用開閉扉
５１３ 回転翼
５２ 側面側ガイド線囲み装置
５３ 支持部
５３１ モーター部
５３２ センサー部
５３３ カメラ
５３４ 支持部側アーム
５３５、５３６、５３７、５３８ アーム駆動用モーター
５４ ガイド線囲み部
５４１ ガイド線受け入れ枠
５４２ 囲み用アーム
５４３ アーム開閉用モーター
５５ 水平移動用脱落防止装置
５５１ 支持部
５５２ 支持部回転用モーター
５５３ センサー部
５５４ カメラ
５５５ 回転用モーター
５５６ ローラー部
５６ 延伸装置
５７ 無人搬送装置の制御部
５８ 荷物搬送装置
６０１ 上昇用ガイド構造体セット
６０２ 下降用ガイド構造体セット
６１ ガイド構造体移動装置付き支柱
６２ 吊下板
６３ 補助用吊架線
６４ ガイド線
６５ 吊下げ用ワイヤー１
６６ 吊下げ用ワイヤー２
６７ 架線支持体
６７１ 補助用吊架線支持部
６７２ ガイド線支持部
６７３、６７２ 連結部
６８ 加速度センサー
６９１ 補助用吊架線張力調整装置
６９２ ガイド線張力調整装置
７１ 支柱
７２ 加重センサー
７３ 吊下ガイド
７４ 逆テーパー部
７５ バネ付き蝶番
７６ 停止板
７７ ストッパー
８１ 荷物受取エリアの無人搬送装置と接する側の収納ボックス
８２ 荷物搬送用コンベア
８３ 荷物ボックス
８４ 回転移動装置
８５ 搬入荷物用データスキャナー
８６ 荷物
８７ 荷物ボックス内データスキャナー
８８ 荷物搭載用ロボット
９１ らせん状ガイド構造体
９２ らせん状ガイド構造体の中心軸
９３ らせん状ガイド支持体
９４ らせん状ガイド構造体移動装置

Claims (18)

1. ２階以上の階層を有する建物の一部を複数階層吹き抜け構造とする空間と、
   当空間に設置する無人搬送装置を最下層から最上層までの各階層へ移動させるための垂直移動用ガイド構造体と、
   当空間に設置する無人搬送装置を最下層から最上層までの各階層へ移動させるための複数の垂直移動用ガイド構造体を組み合わせた垂直移動用ガイド構造体セットと、
   当空間の各階層で無人搬送装置を水平方向に移動させるための水平移動用ガイド構造体と、
   当空間の各階層で当該無人搬送装置から自動で荷物を受け取り収納する荷物収納収集装置と、
   回転翼を有する無人搬送装置と、
   からなる無人搬送装置利用配送システム
2. ２階以上の階層を有する建物の一部を複数階層吹き抜け構造とする空間と、
   当空間に設置する無人搬送装置を最下層から最上層までの各階層へ移動させるための垂直移動用ガイド構造体と、
   当空間に設置する無人搬送装置を最下層から最上層までの各階層へ移動させるための複数の垂直移動用ガイド構造体を組み合わせた上昇用ガイド構造体セットと、
   当空間の各階層で無人搬送装置を水平方向に移動させるための水平移動用ガイド構造体と、
   当空間の各階層を経由した無人搬送装置を下降させるための下降用ガイド構造体と、
   当空間の各階層で当該無人搬送装置から自動で荷物を受け取り収納する荷物収納収集装置と、
   回転翼を有する無人搬送装置と、
   からなる無人搬送装置利用配送システム
3. 吹き抜け空間の壁面に取り付ける支柱と当該支柱に取り付ける吊下板と、当該吊下板に取り付ける加速度センサーと、当該加速度センサーに取り付ける吊下げ用ワイヤー1と、当該吊下げ用ワイヤー1に取り付けられる補助用吊架線と、当該補助用吊架線に取り付けられる吊下げ用ワイヤー２と、当該吊下げ用ワイヤー２に取りけられるガイド線からなり、
   補助用吊架線とガイド線の端部に張力調整装置を有し、
   更に吊下板に補助用吊架線とガイド線を支持するための架線支持体を有する、
   第１発明及び第２発明に係る垂直移動用ガイド構造体。
4. ２つ以上の垂直移動用ガイド構造体を互いに建築物の吹き抜け空間と荷物受取りエリアとの境界面に対して平行方向、上下方向及び吹き抜け空間から荷物受取りエリアへの方向にずらして配置されてなる第１発明及び第２発明に従属する垂直移動用ガイド構造体セット。
5. 天井に取り付ける支柱と当支柱に取り付ける加重センサーと、当該加重センサーに取り付ける吊下ガイドからなる、第１の発明及び第２の発明に従属する水平移動用ガイド構造体及び下降用ガイド構造体。
6. 上昇用ガイド構造体セット側の水平移動用ガイド構造体において、開放端部が逆テーパー型をした第１の発明及び第２の発明に従属する水平移動用ガイド構造体。
7. 下降用ガイド構造体セット側の水平移動用ガイド構造体の吊下ガイドの中空部に、バネ付き蝶番、停止板及び当該停止板用ストッパーを取り付けた第１の発明及び第２の発明に従属する水平移動用ガイド構造体。
8. 垂直移動用ガイド構造体のガイド線を囲うため、支持部にモーター付きアームを取り付け、当該アームの先に端部に開閉用モーターと当該モーターにガイド線囲み用のアームを取り付けたガイド線受け入れ枠から成るガイド線囲み部を取り付けたガイド囲み装置と、当該ガイド囲み装置を水平方向に延伸させる延伸装置と、これらガイド囲み装置と延伸装置を結合させたユニットを側面に２つ以上配置した、第１の発明及び第２の発明に従属する無人搬送装置である。
9. 垂直方向のガイド線、吊下げ用ワイヤー２及び架線支持体を検出するために側面側ガイド線囲み装置の支持部にセンサー部とカメラが取り付けられた、第８の発明に従属する無人搬送装置。
10. 上面に水平移動用ガイド構造体の吊下ガイドの中空部から脱落することを回避するためのローラー部が取り付けられた脱落防止装置を有する、第１の発明及び第２の発明に従属する無人搬送装置。
11. 水平方向の吊下げガイド及び停止板を検出するために水平移動用脱落防止装置の支持部にセンサー部とカメラを取り付けられた、第１０の発明に従属する無人搬送装置。
12. 荷物の属性及び配送先等に関するデータを格納し、当該データを建築物側制御部及び荷物収納収集装置に送信するための送信装置を有する第８の発明及び第１０の発明に係る無人搬送装置。
13. 荷物収納収集装置に接した際、自動的に荷物を当該荷物収納収集装置へ搬送する装置を有する第８の発明及び第１０の発明に係る無人搬送装置。
14. 平常時の充電の他、停電時に荷物収納収集装置へ電力を供給するための送受電装置と蓄電装置を有する第８の発明及び第１０の発明に係る無人搬送装置。
15. 無人搬送装置から荷物を受け入れるための収納ボックスと、
    荷物を個人用荷物ボックスへ移動するための回転移動装置と、
    当該収納ボックスにある荷物を回転移動装置に載せるための荷物搬送用コンベアと、
    当該収納ボックスにある荷物を荷物搬送用コンベアに載せるための荷物搭載用ロボットと、
    回転移動装置上にある荷物の情報を読み取るための搬入荷物用データスキャナーと、
    個人用荷物ボックスから荷物を外部に搬送するために必要な荷物データを読み取るための個人用荷物ボックス内データスキャナーと、
    からなる第１の発明及び第２の発明に係る荷物収納収集装置
16. 無人搬送装置を下方へ移動させるための下降用ガイド構造体において、
    半径ｒとして一回転した時の縦変位量がr/2以下とし、
    各階における水平方向に移動させるためのガイド構造体との接続部分においてらせん状ガイド構造体の一部が切り離された構造を有し、
    当該切り取り部分の端部を当該端部に対応するらせん状のガイド構造体のガイド欠損部の端部に設置したモーターに取り付けた構造を有する、第２の発明に係るらせん状ガイド構造体。
17. らせん状ガイド構造体側の水平移動用ガイド構造体において、らせん状ガイド構造体に繋がるように延長され、かつ水平移動用ガイド構造体から切り離された部分で、当該切り離された部分の端部を当該端部に対応する水平移動用ガイド構造体本体の端部に設置したモーターに取り付けた構造を有する、第２の発明に係る水平移動用ガイド構造体。
18. 水平移動用ガイド構造体との離合部分の手前に一旦停止用の停止板を設けた吊下ガイドを有する、第２の発明に係るらせん状ガイド構造体。

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