JP2020124763A - Mobile robot - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、移動ロボットに関する。 The present invention relates to mobile robots.
従来、搬送対象物であるワークを把持するロボットアームを備えたマニピュレータを、無人搬送台車に積載した、移動ロボットが知られている(例えば、非特許文献1参照)。また、無人搬送台車に荷物を積載して搬送する移動ロボットも知られている(例えば、非特許文献2参照)。 Conventionally, there is known a mobile robot in which a manipulator equipped with a robot arm for gripping a work as an object to be conveyed is loaded on an unmanned conveyance cart (for example, refer to Non-Patent Document 1). In addition, a mobile robot that loads and transports luggage on an unmanned transporting cart is also known (for example, see Non-Patent Document 2).
例えば、図5に示すように、対象物と、ロボットアームとを含む積載物をカート120に積載して、当該カートを無人搬送台車によって移動させる移動ロボット100がある。しかしながら、ロボットアームによる把持対象物をより重いものとする要望、ロボットアームの移動範囲をより広くする要望、および、ロボットアームの移動速度をより速くする要望、などがあり、これに対応するために、より大型のロボットアームをカートに積載する必要が生じている。このようにロボットアームが大型化すると、ロボットアームの動作時の振動力、および衝撃力に対する、更なる高い剛性がカートに要求されることになる。
For example, as shown in FIG. 5, there is a
本発明の一態様は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、高い剛性を有する移動ロボットを提供することを目的とする。 One aspect of the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a mobile robot having high rigidity.
前記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る移動ロボットは、対象物に対する把持動作を行うロボットアームと、前記対象物と、前記ロボットアームとを含む積載物を積載するカート部と、前記カート部を移動させる無人搬送台車と、を備えた移動ロボットであって、前記カート部は、前記無人搬送台車の両側方で前後に延びる側方構造部と、前記無人搬送台車の進行方向前方で、2つの前記側方構造部の間を接続する前方構造部と、を備え、前記側方構造部、および、前記前方構造部の少なくともいずれか一方には、床面に接し、前記無人搬送台車の動作に応じて回転するタイヤが設けられている構成である。 In order to solve the above problems, a mobile robot according to an aspect of the present invention includes a robot arm that performs a gripping operation on an object, a cart unit that loads the object including the object, and the robot arm. A mobile robot for moving the cart section, wherein the cart section includes lateral structure portions extending in the front-rear direction on both sides of the unmanned carrier cart, and a traveling direction of the unmanned carrier cart. A front structure part that connects between the two side structure parts at the front, and at least one of the side structure part and the front structure part is in contact with a floor surface, and the unmanned This is a configuration in which a tire that rotates in accordance with the operation of the carrier is provided.
前記の構成によれば、カート部の機械的強度を向上し、移動ロボットにより、対象物の把持動作、および、搬送動作を行う際の移動ロボットの振動力、および衝撃力に対する、剛性を向上することができる。 According to the above configuration, the mechanical strength of the cart is improved, and the rigidity of the mobile robot against the vibration force and the impact force of the mobile robot at the time of performing the grasping operation and the conveying operation of the object is improved. be able to.
また、本発明の一態様に係る移動ロボットは、前記前方構造部は、前記無人搬送台車の前面に取り付けられた物体検知センサのスキャンニング領域以外の領域に配置されていてもよい。 Further, in the mobile robot according to an aspect of the present invention, the front structure portion may be arranged in a region other than a scanning region of the object detection sensor attached to the front surface of the unmanned transport vehicle.
前記の構成によれば、物体検知センサによる物体検知の妨げとなることなく、前方構造部を設けることができ、高重量の積載物を安全に搬送することができる移動ロボットを実現することができる。 According to the above configuration, the front structure portion can be provided without hindering the object detection by the object detection sensor, and a mobile robot capable of safely carrying a heavy load can be realized. ..
また、本発明の一態様に係る移動ロボットは、前記物体検知センサは、前記無人搬送台車の前面であって、床面から所定の高さ位置に設けられ、前記無人搬送台車の進行方向前方の物体を検知する第1のセンサと、前記無人搬送台車の進行方向の床面の物体を検知する第2のセンサと、を含み、前記前方構造部は、前記第1のセンサのスキャニング領域と、前記第2のセンサのスキャニング領域との間の領域に配置されていてもよい。 Further, in the mobile robot according to one aspect of the present invention, the object detection sensor is provided on a front surface of the unmanned transport vehicle at a predetermined height position from a floor surface, and is located in front of the traveling direction of the unmanned transport vehicle. A first sensor that detects an object; and a second sensor that detects an object on a floor surface in the traveling direction of the unmanned transporting vehicle, wherein the front structure portion includes a scanning area of the first sensor, It may be arranged in a region between the second sensor and the scanning region.
前記の構成によれば、第1のセンサによる進行方向前方の物体検知と、第2のセンサによる進行方向の床面の物体検知との妨げとなることなく、前方構造部を設けることができる。これにより、カート部に前方構造部を設けるという簡単な構成で、高重量の積載物を安全に搬送することができる移動ロボットを実現することができる。 According to the above configuration, the front structure portion can be provided without hindering the object detection in the traveling direction front by the first sensor and the object detection on the floor surface in the traveling direction by the second sensor. Accordingly, it is possible to realize a mobile robot capable of safely carrying a heavy load with a simple structure in which the front structure is provided in the cart.
また、本発明の一態様に係る移動ロボットは、前記前方構造部は、物体との接触を検知するバンパースイッチを備えていてもよい。 In the mobile robot according to the aspect of the present invention, the front structure unit may include a bumper switch that detects contact with an object.
前記の構成によれば、無人搬送台車の進行方向前方に前方構造部を設けることにより、無人搬送台車のバンパースイッチの機能が妨げられても、移動ロボットを安全に移動させることができる。 According to the above configuration, by providing the front structure portion in front of the traveling direction of the automatic guided vehicle, the mobile robot can be safely moved even if the function of the bumper switch of the automated guided vehicle is disturbed.
また、本発明の一態様に係る移動ロボットは、前記前方構造部には、一対のタイヤが設けられ、前記一対のタイヤは、設置位置が、前記第2のセンサのスキャンニング領域の外側となるように、互いに間隔をあけて設けられていてもよい。 Further, in the mobile robot according to an aspect of the present invention, the front structure portion is provided with a pair of tires, and the pair of tires have an installation position outside a scanning region of the second sensor. Thus, they may be provided at intervals.
前記の構成によれば、カート部20により、積載物の重量をバランス良く支えることができる。よって、高重量の積載物を安全に搬送することができる移動ロボットを実現することができる。
According to the above configuration, the
また、本発明の一態様に係る移動ロボットは、前記ロボットアームの動作を制御するロボット制御部を内蔵した筐体を備え、前記筐体は、当該筐体の上面と側面との間に設けられた、法線方向が斜め上方となる傾斜面を少なくとも2カ所に備えており、前記傾斜面に、前記移動ロボットの所定の動作を停止させる非常停止スイッチがそれぞれ設けられていてもよい。 A mobile robot according to one aspect of the present invention includes a housing having a robot control unit that controls the operation of the robot arm, and the housing is provided between an upper surface and a side surface of the housing. Further, at least two inclined surfaces whose normal direction is obliquely upward may be provided, and the inclined surfaces may be provided with respective emergency stop switches for stopping a predetermined operation of the mobile robot.
前記の構成によれば、非常停止スイッチへのアクセスの容易性を向上することができるとともに、筐体の外側面に面取りが追加されるため、ロボットアームの稼働範囲を広くすることができる。 According to the above configuration, the ease of access to the emergency stop switch can be improved, and since the chamfer is added to the outer surface of the housing, the working range of the robot arm can be widened.
また、本発明の一態様に係る移動ロボットは、2つの前記非常停止スイッチが、前記筐体における前記ロボットアームの配置位置を中心にして、互いに反対側となる位置に配置されていてもよい。 Further, in the mobile robot according to the aspect of the present invention, the two emergency stop switches may be arranged at positions opposite to each other with respect to a position where the robot arm is arranged in the casing.
前記の構成によれば、ロボットアームの位置、および、移動ロボットと周辺設備との位置関係等によらず、作業者は、安全に非常停止スイッチにアクセスすることができる。 According to the above configuration, the worker can safely access the emergency stop switch regardless of the position of the robot arm, the positional relationship between the mobile robot and the peripheral equipment, and the like.
本発明の一態様によれば、高い剛性を有する移動ロボットを提供することができる。 According to one embodiment of the present invention, a mobile robot having high rigidity can be provided.
以下、本発明の一側面に係る実施形態(以下、「本実施形態」とも表記する)を、図面に基づいて説明する。 Hereinafter, an embodiment according to one aspect of the present invention (hereinafter, also referred to as “the present embodiment”) will be described with reference to the drawings.
§1 適用例
図1は、本実施形態に係る移動ロボット10の外観構成の一例を示す図である。
§1 Application Example FIG. 1 is a diagram showing an example of an external configuration of the
移動ロボット10は、製造現場、および物流の現場等で、搬送する対象の対象物をロボットアーム15により把持し、無人搬送台車50により所定の搬送開始位置から所定の搬送先まで搬送するのに用いられる。ロボットアーム15は、当該ロボットアーム15を制御する制御部を内蔵した筐体30とともにマニピュレータを構成する。
The
対象物、およびマニピュレータを含む積載物は、カート部20に積載される。無人搬送台車50は、積載物が積載されたカート部20を移動させることで、対象物を搬送する。
A load including the target object and the manipulator is loaded on the
カート部20は、無人搬送台車50の両側方と、進行方向前方と、を囲む構造であり、高い機械的強度を有する。このように、移動ロボット10は、高い機械的強度を有するカート部20に、積載物を積載して搬送するため、安定して、高重量の積載物を搬送することができる。
The
§2 構成例
〔実施形態〕
以下、本発明の実施形態に係る移動ロボット10の構成について、図1、図2、図3、および図4に基づいて詳細に説明する。図1は、移動ロボット10の外観構成を示す斜視図である。図2は、バンパースイッチ28を備えた移動ロボット10の外観構成を示す斜視図である。図3は、図2に示した移動ロボット10の外観構成を示す三面図であり、図3の(a)は、移動ロボット10の上面図、図3の(b)は移動ロボット10を、無人搬送台車50の進行方向前方から視た正面図、図3の(c)は、移動ロボット10の側面図である。図4は、無人搬送台車50に設けられた物体検知センサのスキャンニング領域を模式的に示す図である。
§2 Configuration Example [Embodiment]
Hereinafter, the configuration of the
〔移動ロボットの構成について〕
図1に示すように、移動ロボット10は、ロボットアーム15と、筐体30と、カート部20と、無人搬送台車50と、を含んでいる。
[Configuration of mobile robot]
As shown in FIG. 1, the
ロボットアーム15は、アームの先端に、対象物を把持する把持部16を備え、当該把持部16により、対象物に対する把持動作を行う。把持部16は、例えば、負圧により対象物を吸着させて把持するように構成されている。ロボットアーム15は、筐体30の上面31に、水平方向に回転可能に設けられている。
The
筐体30には、ロボットアーム15の動作を制御するロボット制御部が内蔵されている。また、筐体30には、ロボット制御部の制御により、把持部16の把持動作を実現する負圧を発生させる真空ポンプが設けられている。
The
ロボットアーム15と、ロボット制御部を内蔵した筐体30とは、ロボットアーム15によって把持される対象物とともに、移動ロボット10の積載物を構成する。これらの積載物は、カート部20に積載される。なお、ロボットアーム15によって把持される対象物は、筐体30の上面の積載面に積載された状態となる場合もある。
The
無人搬送台車50は、積載物が積載されたカート部20を所定の移動開始位置から、所定の移動終了位置まで移動させる。無人搬送台車50と、カート部20とは、無人搬送台車50が、上面視で、カート部20の外形寸法内に収まるように、互いに連結され、無人搬送台車50の移動に応じて、積載物が積載されたカート部20が移動する。無人搬送台車50と、カート部20とは、既知の如何なる連結構造を用いて連結されていてもよい。無人搬送台車50は、カート部20との間で積載物の重量を共有する構成であってもよいし、積載物からの荷重を受けない構成であってもよい。
The automated guided
〔カート部の構成について〕
カート部20は、積載部23、側方構造部21、および、前方構造部22を備えている。
[About the structure of the cart]
The
積載部23は、対象物と、ロボットアーム15と、筐体30とを含む積載物を積載する部分であり、例えば、積載物が載置される板状部であってもよい。そして、積載部23に、カート部20と、無人搬送台車50とを連結させる連結部が設けられていてもよい。
The
側方構造部21は、積載部23に連結され、無人搬送台車50の両側方で前後に延びている。側方構造部21は、例えば、図1に示すようにパイプ状の部材を用いて構成されていてもよい。また、側方構造部21は、パイプ状の部材に限らず、棒状や、板状の部材を用いて構成されていてもよい。なお、積載部23は、側方構造部21にそれぞれ、台状に設けられ、無人搬送台車50の一方の側方と、無人搬送台車50の他方の側方とにおいて、積載物を保持する構成であってもよい。この場合、無人搬送台車50は、筐体30に連結される構成であってもよい。
The
前方構造部22は、無人搬送台車50の進行方向前方で、2つの側方構造部21の間を接続している。前方構造部22は、例えば、図1に示すようにパイプ状の部材を用いて構成されていてもよい。また、前方構造部22は、パイプ状の部材に限らず、棒状や、板状の部材を用いて構成されていてもよい。
The
側方構造部21、および、前方構造部22の少なくともいずれか一方には、床面に接し、無人搬送台車50の動作に応じて回転するタイヤ25が設けられている。本実施形態においては、タイヤ25は、各側方構造部21の1カ所、および前方構造部22の2カ所の、4カ所に設けられている。このように、各側方構造部21の1カ所、および前方構造部22の2カ所にタイヤ25が設けられている場合には、各側方構造部21においては、無人搬送台車50の進行方向後方に設けられているのが望ましい。これにより、積載物の重量をバランス良く支えることができる。
At least one of the
なお、タイヤ25は、前方構造部22には設けられておらず、各側方構造部21において、無人搬送台車50の進行方向の、前端近傍と、後端近傍とにそれぞれ設けられていてもよい。
Note that the
図2、および図3に示すように、側方構造部21、および前方構造部22には、物体との接触を検知するバンパースイッチ28が設けられていてもよい。バンパースイッチ28は、上面視で、筐体30よりも外側に出っ張り、移動ロボット10の両側方で前後に延びるとともに、移動ロボット10の進行方向前方で左右に延びている。バンパースイッチ28によって、物体との接触が検知された場合には、無人搬送台車50は、進行を停止する、進行方向を変更する、バックする等の制御が行われる。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
〔無人搬送台車のセンサ構成について〕
図4に示すように、無人搬送台車50には、複数の物体検知センサ51,52,53,54が備えられている。図4には、各物体検知センサ51,52,53,54が、物体の有無を検知するためにスキャンニングするスキャンニング領域が示されている。
[About sensor configuration of unmanned carrier]
As shown in FIG. 4, the automatic guided
複数の物体検知センサ51,52,53,54のうち、無人搬送台車50の前面に取り付けられ、無人搬送台車50の進行方向前方の物体を検知するセンサを、第1のセンサ51と称する。第1のセンサ51は、床面から所定の高さ位置に設けられ、当該所定の高さの、無人搬送台車50の進行方向前方の領域をスキャンニングする。第1のセンサ51は、無人搬送台車50の進行方向前方のみならず、無人搬送台車50の側方の所定の範囲をスキャンニング可能であってもよい。
Of the plurality of
また、複数の物体検知センサ51,52,53,54のうち、無人搬送台車50の進行方向の床面の物体を検知するセンサを、第2のセンサ52と称する。第2のセンサ52は、無人搬送台車50の進行方向の床面であって、進行方向に対して左右に所定の角度範囲内の領域をスキャンニングする。
Further, among the plurality of
また、無人搬送台車50の前面には、バンパースイッチとして機能するフロントバンパー53が設けられていてもよい。
In addition, a
また、無人搬送台車50には、無人搬送台車50の進行方向後方の物体を検知するセンサであるバックソナー54が設けられていてもよい。
Further, the
無人搬送台車50は、これらの複数の物体検知センサ51,52,53,54の何れかによって物体が検知された場合に、進行を停止する、進行方向を変更する、またはバックするなど所定の動作を実行する。
When the object is detected by any of the plurality of
〔前方構造部と物体検知センサと位置関係について〕
前方構造部22は、無人搬送台車50の前面に取り付けられた第1のセンサ51、および第2のセンサ52のスキャンニング領域以外の領域に配置されている。望ましくは、前方構造部22は、第1のセンサ51のスキャニング領域と、第2のセンサ52のスキャニング領域との間の領域に配置されている。
[About the positional relationship between the front structure part and the object detection sensor]
The
このように、前方構造部22を、無人搬送台車50の前面に取り付けられた第1のセンサ51、および第2のセンサ52のスキャンニング領域以外の領域に配置したため、これらのセンサ51,52による物体の検知の妨げとなることなく、カート部20の剛性を向上させ、高重量の積載物を安定して搬送することができる。
As described above, since the
また、上述したように、前方構造部22は、物体との接触を検知するバンパースイッチ28を備えているため、前方構造部22によって、フロントバンパー53のバンパースイッチとして機能が妨げられても、安全に移動ロボット10の動作を実行させることができる。
Further, as described above, since the
前方構造部22に一対のタイヤ25を設ける場合には、当該一対のタイヤ25は、設置位置が、第2のセンサ52のスキャンニング領域の外側となるように、互いに間隔をあけて設けられているのが望ましい。このように、前方構造部22に一対のタイヤ25を設けることにより、第2のセンサ52による床面の物体の検知の妨げとなることなく、移動ロボット10の自律走行動作を安定させ、高重量の積載物を安定して搬送することができる。
When the pair of
〔非常停止スイッチ〕
ところで、図6に示すように、従来、進行方向前側に非常停止スイッチ234を備えた移動ロボット200が知られている。しかしながら、ロボットアームの位置、および移動ロボット100と周辺設備との位置関係等によっては、非常停止スイッチが押しづらい場合があるといった問題がある。
〔Emergency stop switch〕
By the way, as shown in FIG. 6, a
図1〜3に示すように、本実施形態の移動ロボット10は、筐体30の上面31と、側面32との間に設けられた、法線方向が斜め上方となる傾斜面33を、少なくとも2カ所に備えている。これらの、少なくとも2カ所の傾斜面33には、移動ロボット10の所定の動作を停止させる非常停止スイッチ34がそれぞれ設けられている。非常停止スイッチ34が、作業者によって押下された場合には、ロボットアーム15の動作、および無人搬送台車の動作の少なくとも何れか一方が停止されてもよい。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
このように、非常停止スイッチ34は、法線方向が斜め上方となる傾斜面33に設けられているため、作業者は、例えばしゃがみこんだ体制であっても、安全に非常停止スイッチ34にアクセスすることができる。また、筐体30の上面31と、側面32との間に傾斜面33を設けることで、筐体30に面取りが追加される。これにより、筐体30のエッジ部分を削減することができ、ロボットアーム15の旋回動作範囲を大きく取ることができ、安全性を向上することができるとともに、ロボットアーム15の稼働範囲を広くすることができる。また、非常停止スイッチ34を、筐体30の少なくとも2カ所に設けることで、ロボットアーム15の位置、および移動ロボット10と周辺設備との位置関係等によらず、安全に非常停止スイッチ34にアクセスすることができる。
As described above, since the
本実施形態においては、2つの非常停止スイッチ34が、筐体30における、無人搬送台車50の進行方向前面と、上面31との間の傾斜面33であって、筐体30におけるロボットアーム15の配置位置を中心にして、互いに反対側となる位置に配置されている。また、別の2つの非常停止スイッチ34が、筐体30の進行方向後方の背面に、互いに左右対称に設けられている。このように、移動ロボット10には、筐体30の外周面の複数個所に非常停止スイッチ34が設けられているため、ロボットアーム15の位置、および移動ロボット10と周辺設備との位置関係等によらず、作業者は安全に非常停止スイッチ34にアクセスすることができる。
In the present embodiment, the two emergency stop switches 34 are the
また、移動ロボットには、これに限らず、2つの非常停止スイッチ34が、筐体30におけるロボットアーム15の配置位置を中心にして、対角線上に設けられていてもよい。また、筐体30における、無人搬送台車50の進行方向の前側左右2カ所、および後側左右の2カ所の4カ所のうち、少なくとも2カ所に、傾斜面33、および非常停止スイッチ34が設けられていてもよい。
In addition, the mobile robot is not limited to this, and two emergency stop switches 34 may be provided on a diagonal line with the position of the
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the claims, and embodiments obtained by appropriately combining the technical means disclosed in the different embodiments. Is also included in the technical scope of the present invention.
10 移動ロボット
15 ロボットアーム
20 カート部
21 側方構造部
22 前方構造部
25 タイヤ
28 バンパースイッチ
30 筐体
31 上面
32 側面
33 傾斜面
34 非常停止スイッチ
50 無人搬送台車
51 第1のセンサ(物体検知センサ)
52 第2のセンサ(物体検知センサ)
10
52 Second sensor (object detection sensor)
Claims (7)
前記対象物と、前記ロボットアームとを含む積載物を積載するカート部と、
前記カート部を移動させる無人搬送台車と、を備えた移動ロボットであって、
前記カート部は、
前記無人搬送台車の両側方で前後に延びる側方構造部と、
前記無人搬送台車の進行方向前方で、2つの前記側方構造部の間を接続する前方構造部と、を備え、
前記側方構造部、および、前記前方構造部の少なくともいずれか一方には、床面に接し、前記無人搬送台車の動作に応じて回転するタイヤが設けられている移動ロボット。 A robot arm that performs a gripping operation on an object,
A cart unit for loading a load including the object and the robot arm;
A mobile robot comprising: an unmanned carrier for moving the cart section;
The cart section is
Lateral structure portions extending in the front-rear direction on both sides of the automatic guided vehicle,
A front structure part that connects between the two side structure parts in the forward direction of the unmanned transport vehicle,
A mobile robot in which at least one of the side structure portion and the front structure portion is provided with a tire that is in contact with a floor surface and that rotates according to the operation of the unmanned transport vehicle.
前記無人搬送台車の前面であって、床面から所定の高さ位置に設けられ、前記無人搬送台車の進行方向前方の物体を検知する第1のセンサと、
前記無人搬送台車の進行方向の床面の物体を検知する第2のセンサと、を含み、
前記前方構造部は、前記第1のセンサのスキャニング領域と、前記第2のセンサのスキャニング領域との間の領域に配置されている請求項2に記載の移動ロボット。 The object detection sensor,
A first sensor which is provided on a front surface of the unmanned guided vehicle at a predetermined height from the floor surface and detects an object in front of the unmanned guided vehicle in a traveling direction;
A second sensor for detecting an object on the floor in the traveling direction of the unmanned transport vehicle;
The mobile robot according to claim 2, wherein the front structure portion is arranged in a region between a scanning region of the first sensor and a scanning region of the second sensor.
前記一対のタイヤは、設置位置が、前記第2のセンサのスキャンニング領域の外側となるように、互いに間隔をあけて設けられている請求項3に記載の移動ロボット。 The front structure portion is provided with a pair of tires,
The mobile robot according to claim 3, wherein the pair of tires are provided so as to be spaced apart from each other such that an installation position thereof is outside a scanning region of the second sensor.
前記筐体は、当該筐体の上面と側面との間に設けられた、法線方向が斜め上方となる傾斜面を少なくとも2カ所に備えており、
前記傾斜面に、前記移動ロボットの所定の動作を停止させる非常停止スイッチがそれぞれ設けられている請求項1から5のいずれか1項に記載の移動ロボット。 A housing having a built-in robot controller for controlling the operation of the robot arm,
The housing is provided with at least two inclined surfaces that are provided between an upper surface and a side surface of the housing and have a normal direction obliquely upward.
The mobile robot according to claim 1, wherein an emergency stop switch for stopping a predetermined operation of the mobile robot is provided on each of the inclined surfaces.
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