JP2021070424A - 台車用ブレーキ、台車、自動搬送システム - Google Patents

Abstract

【課題】台車の車輪を利用する自動搬送において台車の位置を固定することができる、台車用ストッパー、台車用ストッパーが取り付けられた台車、および自動搬送システムを提供すること。【解決手段】台車用ストッパーは、台車の荷台の下面に取り付ける台車用ストッパーであって、荷台の下面に固定される固定部と、固定部の第１端部に第１ピンを介して係合され、第１ピンを軸として回動する第１アームと、固定部の第２端部に第２ピンを介して係合され、第２ピンを軸として回動する第２アームと、第１アームと第２アームが連動するように接続されたシャフトと、を含み、第１アームの第１端部および第２アームの第１端部の各々には、台車の車輪の接地面と接して台車の位置を固定する弾性部材が設けられる。【選択図】図１

Description

本発明は、建築現場における資材の自動搬送に関し、台車用ブレーキ、台車、および自動搬送システムに関する。

近年、自動搬送車（ＡＧＶ：Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇｕｉｄｅｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ）の技術開発が進み、さまざまな場面でＡＧＶが利用され始めている。例えば、商品が保管された倉庫でＡＧＶを利用すれば、多種多様な商品を自動で搬送することが可能となる。そのため、作業効率が向上し、コストを削減することができる。このようなＡＧＶとしては、ＡＧＶが台車の下に潜り込み、ＡＧＶが台車を持ち上げて牽引する技術が知られている（特許文献１）。

特開２０１９−５９４６０号公報

しかしながら、ＡＧＶが台車を持ち上げるためにはパワーを必要とするため、ＡＧＶが大型化する。また、建設現場の資材は重量が大きなものが多く、このような資材を積載した台車を持ち上げるためには、さらなるパワーを必要とし、ＡＧＶはさらに大型化してしまう。

一方、台車を持ち上げず、台車の車輪を利用して台車を牽引することもできるが、台車の車輪を利用する自動搬送の場合、自動搬送中は台車の車輪のストッパーを解除しておく必要があり、台車の車輪のストッパーを利用することはできない。そのため、台車の車輪を利用する自動搬送においては、台車の位置を固定するためのストッパーが別途必要となっていた。

本発明は、上記問題に鑑み、台車の車輪を利用する自動搬送において台車の位置を固定することができる、台車用ストッパー、台車用ストッパーが取り付けられた台車、および自動搬送システムを提供することを課題の一つとする。

本発明の一実施形態に係る台車用ストッパーは、台車の荷台の下面に取り付ける台車用ストッパーであって、荷台の下面に固定される固定部と、固定部の第１端部に第１ピンを介して係合され、第１ピンを軸として回動する第１アームと、固定部の第２端部に第２ピンを介して係合され、第２ピンを軸として回動する第２アームと、第１アームと第２アームが連動するように接続されたシャフトと、を含み、第１アームの第１端部および第２アームの第１端部の各々には、台車の車輪の接地面と接して台車の位置を固定する弾性部材が設けられる。

シャフトの第１端部は、第１アームと第３ピンを介して係合され、シャフトの第２端部は、第２アームの第２端部と第４ピンを介して係合され、第３ピンは、第１ピンよりも下方に位置してもよい。また、第１アームの第１端部が持ち上げられると、第２アームの第１端部が持ち上がるようにしてもよい。

シャフトの第１端部は、第１ピンよりも下方の位置で第１アームと接し、シャフトの第２端部は、第２アームの第２端部と第３ピンを介して係合されてもよい。第１アームの第１端部が持ち上げられると、シャフトの第１端部が第１アームの上をスライドし、第２アームが持ち上がるようにしてもよい。

第１アームは、第１アームの第１端部が第１アームの第２端部よりも荷台の内側に位置するように傾斜し、第２アームは、第２アームの第１端部が第２アームの第２端部よりも荷台の内側に位置するように傾斜していてもよい。

固定部は、第１アームの第２端部および第２アームの第２端部を誘導するガイドが設けられていてもよい。

また、本発明の一実施形態に係る台車は、台車用ストッパーが荷台の下面に取り付けられる。

台車用ストッパーを複数有してもよい。

固定部は、固定部の第１端部から固定部の第２端部への方向が荷台の短辺と平行になるように取り付けられてもよい。

また、本発明の一実施形態に係る自動搬送システムは、台車と、荷台の下に入り込む牽引用ロボットと、を含み、牽引用ロボットが台車と締結して台車を移動させる。

台車の車輪を回動させて台車を移動させてもよい。

本発明の一実施形態に係る台車用ストッパーが取り付けられた台車の模式図である。 本発明の一実施形態に係る台車用ストッパーが取り付けられた台車の正面図である。 本発明の一実施形態に係る台車用ストッパーの駆動機構を、牽引用ロボットの移動とともに説明する図である。 本発明の一実施形態に係る台車用ストッパーが取り付けられた台車に牽引用ロボットが連結され、台車の移動を説明する図である。 本発明の一実施形態に係る台車用ストッパーが取り付けられた台車と連結する牽引用ロボット３０の模式図である。 本発明の一実施形態に係る台車用ストッパーが取り付けられた台車の正面図である。 本発明の一実施形態に係る台車用ストッパーが取り付けられた台車の正面図である。 シャフトの第１端部の変形例の構成を説明する図である。 シャフトの第１端部の変形例の構成を説明する図である。 本発明の一実施形態に係る自動搬送システムを利用した建築現場の模式図である。 建築現場において、自動搬送用フロア地図の生成について説明する図である。

以下に、本発明の各実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、実施形態はあくまで一例にすぎず、当業者が、発明の主旨を保ちつつ適宜変更することによって容易に想到し得るものについても、当然に本発明の範囲に含有される。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合がある。しかし、図示された形状はあくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。

本発明細書において、説明の便宜上、「上」、「上方」、または「上部」もしくは「下」、「下方」、または「下部」という語句を用いて説明するが、各構成の上下関係を説明しているに過ぎない。例えば、構造物（例えば、台車または牽引用ロボットなど）の構成の位置関係を説明する場合、構造物の通常使用する態様を基準とし、構造物が設置される面側（例えば、接地面側）を「下」、「下方」、または「下部」とすることがある。

本明細書において、「平行」とは、完全に平行である場合だけでなく、実質的に平行である場合を含む。

本明細書において、各構成に付記される「第１」、「第２」、「第３」、「第４」の文字は、各構成を区別するために用いられる便宜的な標識であり、特段の説明がない限り、それ以上の意味を有さない。

本明細書および図面において、同一又は類似する複数の構成を総じて表記する際には同一の符号を用い、これら複数の構成のそれぞれを区別して表記する際には、大文字又は小文字のアルファベットを添えて表記する場合がある。また、一つの構成のうちの複数の部分を区別して表記する際には、ハイフンと自然数を用いる場合がある。

本明細書において、「自動搬送車（ＡＧＶ）」とは、指示に基づいて所定の場所まで自動走行することができる車両をいう。指示は、統括システムからの指示であってもよく、作業者からの指示であってもよい。なお、「自動搬送車」は、牽引用ロボットを含む。

本明細書において、「牽引用ロボット」とは、台車と連結し、指示された所定の場所まで台車を牽引しながら自動走行することができるロボットをいう。なお、ロボットは車両を含む。

本明細書において、「台車」とは、資材などを積載して車輪を利用して移動することができるものをいう。

本明細書において、「自動走行」とは、自動搬送車が統括システムと通信接続し、統括システムからの指示に基づく走行と、自動搬送車が具備する制御装置による自律走行とを含む。自律走行には、自動搬送車が所定の経路に沿って目的地に向かう走行だけでなく、目標物を追従した走行も含まれる。

本明細書において、「統括システム」とは、自動搬送車を制御するとともに、自動搬送車が走行する建造物を制御し、自動搬送車および建造物と通信接続して自動搬送車および建造物を管理するシステムをいう。「統括システム」は、制御部、送信部、受信部、または記憶部などを含み、例えば、コンピュータを用いることができる。

本明細書において、「レーザーセンサー」とは、赤外線または可視光のレーザーを照射し、構造物からの反射光を検出することができるセンサーをいう。「レーザーセンサー」のレーザーは、走査することができるものであってもよく、「レーザーセンサー」はレーザーレンジファインダーを含む。

以下の各実施形態は、技術的な矛盾を生じない限り、互いに組み合わせることができる。

＜第１実施形態＞
図１、図２、および図３を用いて、本発明の一実施形態に係る台車用ストッパー１０および台車２０について説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る台車用ストッパー１０が取り付けられた台車２０の模式図である。具体的には、図１は、台車２０の下面側から眺めた台車２０の斜視図である。図１に示すように、台車２０は、荷台２１０と、キャスター２２０と、第１締結器２３０と、台車用ストッパー１０−１および１０−２と、を含む。キャスター２２０ならびに台車用ストッパー１０−１および１０−２は、荷台２１０の下面に取り付けられている。

以下では、２つの台車用ストッパー１０−１および１０−２を特に区別する必要がない場合は、便宜上、台車用ストッパー１０として説明する。

図１では、２つの台車用ストッパー１０−１および１０−２が取り付けられているが、台車用ストッパー１０の数は２つに限られない。台車用ストッパー１０の数は１つであってもよく、３つ以上であってもよい。但し、台車２０の位置を安定して固定するためには、荷台２１０の下面に複数の台車用ストッパー１０が対称的に取り付けられていることが好ましい。

荷台２１０の上面は、資材などを積載することができる。そのため、荷台２１０の上面は、資材などが積載できるように平坦であることが好ましいが、これに限られない。荷台２１０の上面は、少なくとも平坦な部分を含み、一部に窪みや開口が設けられていてもよい。同様に、荷台２１０の下面も、平坦であることが好ましい。荷台２１０の材料としては、スチール、ステンレス、またはプラスチックなどを用いることができる。また、荷台２１０がスチール、ステンレスを用いている場合、荷台２１０の表面には防錆塗装が施されていてもよい。例えば、防錆塗装として、荷台２１０の表面に亜鉛メッキ処理を行うことができる。さらに、荷台２１０の上面には、積載した資材が崩れることを防止するためのストッパー、例えば、パイプなどを設けることもできる。

キャスター２２０は、台車２０を移動させることができる。キャスター２２０は、取付部と、本体と、車輪とを含む。車輪は、本体の車軸を中心軸として回動する。また、本体は、取付部によって荷台２１０に取り付けられ、車輪の向きを変えるように可動する。そのため、台車２０は、キャスター２２０により、あらゆる方向に移動することができる。さらに、キャスター２２０は、台車２０を所定の位置に固定しておくことができるように、ストッパーが設けられていてもよい。

車輪は、例えば、スチールまたはステンレスなどの金属部材で構成されていてもよく、例えば、ゴム、ナイロン、またはウレタンなどの樹脂部材で構成されていてもよい。

台車２０の下部、すなわち、荷台２１０の下面側には、台車２０を牽引する牽引用ロボット３０が入り込むため、台車２０の下部は、牽引用ロボット３０が入り込むための間隙を設ける必要がある。また、そのため、キャスター２２０の高さは、牽引用ロボット３０の高さよりも大きい。台車２０の下部の間隙（床面から荷台２１０の下面までの高さ）は、キャスター２２０の取付部の長さによって調整することができ、また、車輪の直径によっても調整することができる。

第１締結器２３０は、台車２０が牽引用ロボット３０と連結するためのものである。第１締結器２３０は、台車２０と牽引用ロボット３０との位置合わせを容易にするため、荷台２１０の下面の中央に設けられていることが好ましい。

続いて、図２を用いて、台車用ストッパー１０の構成を説明する。

図２は、本発明の一実施形態に係る台車用ストッパー１０が取り付けられた台車２０の正面図である。具体的には、図２は、台車２０の短辺側から眺めた台車２０の正面図である。図２に示すように、台車用ストッパー１０は、固定部１１０と、第１アーム１２０と、第２アーム１３０と、シャフト１４０とを含む。第１アーム１２０は、固定部１１０の第１端部１１１に第１ピン１５０を介して係合されている。また、第２アーム１３０は、固定部１１０の第２端部１１２に第２ピン１６０を介して係合されている。

第１アーム１２０の第１端部１２１および第２アーム１３０の第１端部１３１は接地面側に位置し、第１アーム１２０の第２端部１２２および第２アーム１３０の第２端部１３２は固定部１１０側に位置している。第１アーム１２０の第１端部１２１および第２アーム１３０の第１端部１３１の各々には、接地面と接する弾性部材１９０が設けられている。第１アーム１２０の第２端部１２２および第２アーム１３０の第２端部１３２は、固定部１１０に設けられたガイドの中に収められていてもよい。

シャフト１４０の第１端部１４１は、第１アーム１２０に第３ピン１７０を介して係合され、シャフト１４０の第２端部１４２は、第２アーム１３０の第２端部１３２に第４ピン１８０を介して係合されている。なお、第３ピン１７０は、第１ピン１５０よりも下方に位置している。

第１アーム１２０は、第１ピン１５０を回動軸として回動することができる。すなわち、第１アーム１２０の第１端部１２１と第１アーム１２０の第２端部１２２は、第１ピン１５０を中心として、それぞれが逆方向に移動することができる。同様に、第２アーム１３０は、第２ピン１６０を回動軸として回動することができる。また、第２アーム１３０の第１端部１３１と第２アーム１３０の第２端部１３２は、第２ピン１６０を中心として、それぞれが逆方向に移動することができる。

第１アーム１２０、第２アーム１３０、およびシャフト１４０は、棒状であってもよく、板状であってもよい。また、第１アーム１２０、第２アーム１３０、およびシャフト１４０の断面形状は特に限定されてないが、矩形であってもよく、円形であってもよく、または楕円形であってもよい。

第１アーム１２０の一部または第２アーム１３０の一部は屈曲していてもよい。また、第１アーム１２０は、第１アーム１２０の第１端部１２１が第１アーム１２０の第２端部１２２よりも荷台２１０の内側に位置するように屈曲してもよい。同様に、第２アーム１３０は、第２アーム１３０の第１端部１３１が第２アーム１３０の第２端部１３２よりも荷台２１０の内側に位置するように屈曲してもよい。第１アーム１２０および第２アーム１３０の屈曲角度は、１１０°以上１７０°以下、または１２０°以上１５０°以下が好ましい。さらには、第１アーム１２０の第１ピン１５０から第２端部１２２および第２アーム１３０の第２ピン１６０から第２端部１３２、それぞれが接地面に対して法線方向に位置することが好ましい。第１アーム１２０および第２アーム１３０が屈曲していることで、シャフト１４０の少ない移動量で、第１アーム１２０の第１端部１２１および第２アーム１３０の第１端部１３１を接地面から容易に離すことができる。この結果、台車用ストッパー１０の解除を確実に行うことができる。

弾性部材１９０は、台車２０のキャスター２２０の接地面と接して、台車２０の位置を固定することができる。そのため、弾性部材１９０は接地面に対して摩擦係数の高い部材であることが好ましい。弾性部材１９０として、例えば、天然ゴム、シリコーンゴム、ポリウレタンゴム、フッ素ゴム、ニトリルゴム、スチレン・ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、エチレンプロピレンジエンゴム、アクリルゴム、またはイソブチエン・イソプレンゴムなどを用いることができる。

さらに、図３を用いて、本発明の一実施形態に係る台車用ストッパー１０の駆動機構について説明する。

図３は、本発明の一実施形態に係る台車用ストッパー１０の駆動機構について説明する。

図３は、本発明の一実施形態に係る台車用ストッパー１０の駆動機構を、牽引用ロボット３０の移動とともに説明する図である。具体的には、図３（Ａ）は、牽引用ロボット３０が荷台２１０の下に入り込む状態を示し、図３（Ｂ）は、牽引用ロボット３０が荷台２１０の下に入り込んだ後の状態を示す。

図３（Ａ）および図３（Ｂ）に示すように、牽引用ロボット３０は、第１アーム１２０側から荷台２１０の下に入り込む。牽引用ロボット３０は第１アーム１２０に接触し、牽引用ロボット３０がさらに進むと、第１アーム１２０の第１端部１２１を押し上げる。一方、第１アームの第２端部１２２は、第１ピン１５０を回動軸として回動し、牽引用ロボット３０の進行方向と逆方向に移動する。

第１アーム１２０の第１端部１２１が押し上げられると、シャフト１４０の第１端部１４１は、第３ピン１７０を回動軸として回動しながら、牽引用ロボット３０の進行方向と同じ方向に移動する。また、シャフト１４０の第２端部１４２も同様に、第４ピン１８０を回動軸として回動しながら、牽引用ロボット３０の進行方向と同じ方向に移動する。

シャフト１４０の第２端部１４２が牽引用ロボット３０の進行方向に移動すると、第２アーム１３０の第２端部１３２は、第２ピン１６０を回動軸として回動し、第２アーム１３０の第１端部１３１が押し上げられる。

牽引用ロボット３０が荷台２１０の下に入り込む前では、第１アーム１２０の第１端部１２１および第２アーム１３０の第１端部１３１の各々の弾性部材１９０が接地面と接している。弾性部材１９０の摩擦係数が大きいため、弾性部材１９０の摩擦力によって台車２０は動かず、台車２０の位置は固定されている。一方、第１アーム１２０の第１端部１２１および第２アーム１３０の第１端部１３１が押し上げられると、弾性部材１９０が接地面から離れ、弾性部材１９０の摩擦力はなくなる。その結果、台車２０は移動することができるようになる。すなわち、台車２０は、台車用ストッパー１０が解除された状態となる。

また、図示しないが、牽引用ロボット３０が荷台２１０の下から抜けると、第１アーム１２０および第２アーム１３０の重さで、第１アーム１２０の第１端部１２１および第２アーム１３０の第１端部１３１が自然と下がる。その結果、弾性部材１９０が接地面と接し、台車２０は動けなくなり、台車２０の位置が固定される。すなわち、台車２０は、台車用ストッパー１０が設定された状態となる。

なお、第１アーム１２０の第１端部１２１および第２アーム１３０の第１端部１３１を下げる場合、バネなどの弾性体を用いて第１アーム１２０の第１端部１２１および第２アーム１３０の第１端部１３１を下げるようにしてもよい。

上記では、牽引用ロボット３０が第１アーム１２０側から荷台２１０の下に入り込む構成について説明したが、本実施形態に係る台車用ストッパー１０は、牽引用ロボット３０が第２アーム１３０側から荷台２１０の下に入り込んでも同様に駆動することができる。

ここで、図４を用いて、牽引用ロボット３０と連結した台車２０の移動について説明する。

図４は、本発明の一実施形態に係る台車用ストッパー１０が取り付けられた台車２０に牽引用ロボット３０が連結され、台車２０の移動を説明する図である。

図４（Ａ）は、牽引用ロボット３０が台車２０の荷台２１０の下に入り込む構成を示す。図４（Ａ）に示すように、牽引用ロボット３０は、荷台２１０の長辺側から荷台２１０の下に入り込む。荷台２１０の長辺側は、荷台２１０の短辺側よりも２つの隣接するキャスター２２０の間隔が大きい。そのため、牽引用ロボット３０は、荷台２１０の短辺側からよりも荷台２１０の長辺側からの方が荷台２１０の下に入りやすい。

ここで、図５を用いて、牽引用ロボット３０について説明する。

図５は、本発明の一実施形態に係る台車用ストッパー１０が取り付けられた台車２０と連結する牽引用ロボット３０の模式図である。具体的には、図５は、牽引用ロボット３０を上方から眺めた牽引用ロボット３０の斜視図である。図５に示すように、牽引用ロボット３０は、本体制御部３１０と、クローラー部３２０と、第２締結器３３０と、レーザーセンサー３４０を含む。本体制御部３１０は、２つのクローラー部３２０の間に位置している。第２締結器３３０は、本体制御部３１０の上部に設けられている。また、レーザーセンサー３４０は、牽引用ロボット３０の正面に搭載されている。

本体制御部３１０は、統括システムからの指示を受信し、クローラー部３２０を制御することができる。本体制御部３１０には、コントローラ、無線モジュール、バッテリー、またはクローラー部３２０を駆動するためのモータ、ギヤヘッド、もしくはブレーキなどが設けられている。

クローラー部３２０は、牽引用ロボット３０を前後に移動させるだけでなく、その場所で牽引用ロボット３０を回転（旋回）させることができる。

牽引用ロボット３０に搭載されたレーザーセンサー３４０は、牽引用ロボット３０の前方にレーザー光を走査しながら照射し、出射光と反射光とに基づいて牽引用ロボット３０の周囲の構造物などを検出することができる。具体的には、レーザーセンサー３４０は、牽引用ロボット３０と構造物との距離を算出することによって構造物を検出する。牽引用ロボット３０と構造物との距離の算出は、演算装置を用いて行われるが、演算装置は、レーザーセンサー３４０に設けられていてもよく、牽引用ロボット３０の本体制御部３１０に設けられていてもよい。なお、牽引用ロボット３０と構造物との距離の算出は、ＴＯＦ（Ｔｉｍｅ ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ）方式またはＡＭ（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式によって行うことができる。

ＴＯＦ方式は、測定領域に向けて出射したパルス状の出射光と、構造物からの反射光との検出時間差に基づいて距離を算出する。一方、ＡＭ方式は、測定領域に向けて出射した拡幅変調された出射光と、構造物からの反射光との位相差に基づいて距離を算出する。

レーザーセンサー３４０は、レーザーレンジファインダーが好ましい。

牽引用ロボット３０の本体制御部３１０は、さらに、ジャイロセンサーやＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）信号受信器を含むＩＭＵ（Ｉｎｅｒｔｉａｌ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｕｎｉｔ）を有することができる。ジャイロセンサーやＧＰＳを利用して構造物を検知し、ジャイロセンサーやＧＰＳで得られたデータを基に牽引用ロボット３０と構造物との距離を算出してもよい。

再び図４（Ａ）に戻り、牽引用ロボット３０が台車２０の荷台２１０の下に入り込む構成について説明する。図４（Ａ）において、台車２０は、台車用ストッパー１０（図１参照）により、位置が固定されている。

牽引用ロボット３０は、レーザーセンサー３４０を用いて、長辺側の２つのキャスター２２０の位置を検出し、その２つキャスター２２０の中心位置に向かって荷台２１０の下に入り込む。荷台２１０の下に入り込んだ牽引用ロボット３０は、荷台２１０のもう一方の長辺側の２つのキャスター２２０の位置を検出する。レーザーセンサー３４０によって４つのキャスター２２０の位置が検出されるため、４つのキャスター２２０の位置を頂点とした矩形の対角線が交差する位置、すなわち、荷台２１０の中心位置を決定することができる。そのため、牽引用ロボット３０は、台車用ストッパー１０（図１参照）の第１アーム１２０および第２アーム１３０を押し上げながら荷台２１０の中心位置まで進台車用ストッパーによる台車２０の位置の固定が解除される。この後、牽引用ロボット３０は、牽引用ロボット３０に設けられた第２締結器３３０を荷台２１０の中心に設けられた第１締結器２３０と締結する。第２締結器３３０は、荷台２１０の中心位置で牽引用ロボット３０から突出して第１締結器２３０と締結してもよいが、台車２０のキャスター２２０を接地面から浮かせるほど、第２締結器３３０を突き出す必要はない。自動搬送においては、牽引用ロボット３０に牽引された台車２０は、キャスター２２０を利用して移動する。そのため、牽引用ロボット３０を小型化することができる。

図４（Ｂ）は、台車２０と牽引用ロボット３０とが連結した状態を示す。この状態では、台車用ストッパー１０（図１参照）による台車２０の位置の固定が解除されているため、台車２０は、牽引用ロボット３０の移動方向に合わせて移動することができる。すなわち、牽引用ロボット３０は、荷台２１０の長辺側を先頭にして台車２０を牽引することができる。また、牽引用ロボット３０に搭載されたレーザーセンサー３４０を用いて、台車２０の進行方向の障害物を認識することができる。

図４（Ｃ）は、牽引用ロボット３０が荷台２１０の下で９０度回転し、台車２０と牽引用ロボット３０とが連結した状態を示す。この状態では、牽引用ロボット３０は、荷台２１０の短辺側を先頭にして台車２０を牽引することができる。

以上、本実施形態に係る台車用ストッパー１０が取り付けられた台車２０は、牽引用ロボット３０が荷台２１０の下へ出入りするだけで台車用ストッパー１０を設定し、解除することができる。そのため、台車２０を自動搬送するときだけ台車用ストッパー１０を解除し、台車２０のキャスター２２０を利用して自動搬送を実行することができる。また、台車用ストッパー１０は機構が簡便であり、牽引用ロボット３０のパワーを必要としない。そのため、牽引用ロボット３０が大型化することがない。したがって、台車２０および牽引用ロボット３０は、建設現場における自動搬送で利用することが可能である。

＜変形例１＞
図６を用いて、本発明の一実施形態の変形例の１つである台車用ストッパー１０Ａについて説明する。なお、以下では、台車用ストッパー１０と同様の構成については説明を省略し、主に、台車用ストッパー１０と異なる構成について説明する。

図６は、本発明の一実施形態に係る台車用ストッパー１０Ａが取りつけられた台車２０の正面図である。具体的には、図６は、台車２０の短辺側から眺めた台車２０の正面図である。図６に示すように、台車用ストッパー１０は、固定部１１０と、第１アーム１２０Ａと、第２アーム１３０Ａと、シャフト１４０とを含む。第１アーム１２０Ａは、固定部１１０の第１端部１１１に第１ピン１５０を介して係合されている。また、第２アーム１３０は、固定部１１０の第２端部１１２に第２ピン１６０を介して係合されている。

第１アーム１２０Ａおよび第２アーム１３０Ａの各々は、直線形状である。第１アーム１２０Ａおよび第２アーム１３０Ａの各々が直線形状であっても、第１アーム１２０Ａの第１端部１２１が押し上げられると、シャフト１４０を介して、第２アーム１３０Ａの第１端部１３１が押し上げられる。したがって、弾性部材１９０が接地面から離れるため、台車２０は移動することができるようになる。

本変形例によれば、接地面に対する第１アーム１２０Ａおよび第２アーム１３０Ａの角度を大きくすることができるため、台車用ストッパー１０が固定された場合に、台車２０のブレーキ力を高めることができる。

＜変形例２＞
図７を用いて、本発明の一実施形態の変形例の１つである台車用ストッパー１０Ｂについて説明する。なお、以下では、台車用ストッパー１０と同様の構成については説明を省略し、主に、台車用ストッパー１０と異なる構成について説明する。

図７は、本発明の一実施形態に係る台車用ストッパー１０Ｂの駆動機構を、牽引用ロボット３０の移動とともに説明する図である。具体的には、図７（Ａ）は、牽引用ロボット３０が台車２０Ｂの荷台２１０の下に入り込む状態を示し、図７（Ｂ）は、牽引用ロボット３０が台車２０Ｂの荷台２１０の下に入り込んだ後の状態を示す。

図７（Ａ）および図７（Ｂ）に示す台車用ストッパー１０Ｂでは、シャフト１４０Ｂの第１端部１４１Ｂが、第１ピン１５０よりも下方の位置で第１アーム１２０と接し、固定されていない。すなわち、台車用ストッパー１０Ｂでは、第３ピン１７０が設けられていない。一方、台車用ストッパー１０Ｂでは、第１アーム１２０に押え部１７２Ｂが設けられている。また、第１アーム１２０の第１端部１４１Ｂが押え部１７２Ｂまでスライドする溝が、設けられてもよい。

図７（Ａ）および図７（Ｂ）に示すように、牽引用ロボット３０は、第１アーム１２０側から荷台２１０の下に入り込む。牽引用ロボット３０は第１アーム１２０に接触し、牽引用ロボット３０がさらに進むと、第１アーム１２０の第１端部１２１を押し上げる。一方、第１アームの第２端部１２２は、第１ピン１５０を回動軸として回動し、牽引用ロボット３０の進行方向と逆方向に移動する。

第１アーム１２０の第１端部１２１が押し上げられると、シャフト１４０Ｂの第１端部１４１Ｂは、第１アーム１２０の上をスライドしながら、牽引用ロボット３０の進行方向と同じ方向に移動するが、押え部１７２Ｂによってシャフト１４０Ｂのスライドは止められる。しかしながら、押え部１７２Ｂによってシャフト１４０Ｂが押されるため、シャフト１４０の第２端部１４２は、第４ピン１８０を回動軸として回動しながら、牽引用ロボット３０の進行方向と同じ方向に移動する。

シャフト１４０の第２端部１４２が牽引用ロボット３０の進行方向に移動すると、第２アーム１３０の第２端部１３２は、第２ピン１６０を回動軸として回動し、第２アーム１３０の第１端部１３１が押し上げられる。

牽引用ロボット３０が荷台２１０の下に入り込む前では、第１アーム１２０の第１端部１２１および第２アーム１３０の第１端部１３１の各々の弾性部材１９０が接地面と接している。弾性部材１９０の摩擦係数が大きいため、弾性部材１９０の摩擦力によって台車２０は動かず、台車２０Ｂの位置は固定されている。一方、第１アーム１２０の第１端部１２１および第２アーム１３０の第１端部１３１が押し上げられると、弾性部材１９０が接地面から離れ、弾性部材１９０の摩擦力はなくなる。その結果、台車２０Ｂは移動することができるようになる。すなわち、台車２０Ｂは、台車用ストッパー１０Ｂが解除された状態となる。

また、図示しないが、牽引用ロボット３０が荷台２１０の下から抜けると、第１アーム１２０および第２アーム１３０の重さで、第１アーム１２０の第１端部１２１および第２アーム１３０の第１端部１３１が自然と下がる。その結果、弾性部材１９０が接地面と接し、台車２０Ｂは動けなくなり、台車２０Ｂの位置が固定される。すなわち、台車２０Ｂは、台車用ストッパー１０Ｂが設定された状態となる。

なお、第１アーム１２０の第１端部１２１および第２アーム１３０の第１端部１３１を下げる場合、バネなどの弾性体を用いて第１アーム１２０の第１端部１２１および第２アーム１３０の第１端部１３１を下げるようにしてもよい。例えば、シャフト１４０Ｂの第１端部１４１Ｂと第１アームの第１アーム１２０の第１端部１２１とをバネで連結しておいてもよい。

以上、本変形例に係る台車用ストッパー１０Ｂにおいても、牽引用ロボット３０が荷台２１０の下へ出入りするだけで台車用ストッパー１０Ｂを設定し、解除することができる。そのため、台車２０Ｂを自動搬送するときだけ台車用ストッパー１０Ｂを解除し、台車２０Ｂのキャスター２２０を利用して自動搬送を実行することができる。また、台車用ストッパー１０Ｂも機構が簡便であり、牽引用ロボット３０のパワーを必要としない。そのため、牽引用ロボット３０が大型化することがない。したがって、台車２０Ｂおよび牽引用ロボット３０は、建設現場における自動搬送で利用することが可能である。

＜変形例３＞
シャフト１４０の第１端部１４１は、変形例２以外の変形も可能である。そこで、図８および図９を用いて、シャフト１４０の第１端部１４１のいくつかの変形例について説明する。

図８は、シャフト１４０Ｂの第１端部１４１Ｂの変形例の構成を説明する図である。

図８（Ａ）は、シャフト１４０Ｃの第１端部１４１Ｃの構成を示す。第１アーム１２０にはスライダー１７３Ｃが取り付けられ、スライダー１７３Ｃは第１アーム１２０上を移動することができる。また、シャフト１４０Ｃの第１端部１４１Ｃは、スライダー１７３Ｃに第３ピン１７０Ｃを介して係合され、シャフト１４０Ｃの第１端部１４１Ｃは、第３ピン１７０Ｃを回動軸として回動することができる。したがって、第１アーム１２０が押し上げられると、スライダー１７３Ｃが第１アーム１２０に沿って移動し、押え部１７２Ｂによってシャフト１４０Ｃのスライドは止められる。押え部１７２Ｂによってシャフト１４０Ｃが押されるため、シャフト１４０Ｃも移動する。第２アーム１３０の第１端部１３１は、シャフト１４０Ｃの移動により、押し上げられる。

図８（Ｂ）は、シャフト１４０Ｄの第１端部１４１Ｄの構成を示す。第１アーム１２０Ｄには開口部１７４Ｄが設けられ、第３ピン１７０Ｄが開口部１７４Ｄを貫通するように設けられている。また、シャフト１４０Ｄの第１端部１４１Ｄは、第１アーム１２０Ｄの開口部１７４Ｄに、第３ピン１７０Ｄを介して係合されている。したがって、第１アーム１２０Ｄが押し上げられると、第３ピン１７０Ｄが開口部１７４Ｄに沿って移動するとともに、シャフト１４０Ｄも移動する。第２アーム１３０の第１端部１３１は、シャフト１４０Ｄの移動により、押し上げられる。

図９は、シャフト１４０Ｅの第１端部１４１Ｅの構成を示す。具体的には、図９（Ａ）はシャフト１４０Ｅの上面から眺めた上面図であり、図９（Ｂ）は図９（Ａ）に示されたＡ−Ａ’線に沿って切断した断面図であり、図９（Ｃ）は図９（Ａ）に示されたＢ−Ｂ’線に沿って切断した断面図である。

第１アーム１２０Ｅには溝部１７５Ｅが設けられ、シャフト１４０Ｅの第１端部１４１Ｅが溝部１７５Ｅに嵌合されている。また、シャフト１４０Ｅの第１端部１４１Ｅは、溝部１７５Ｅ内をスライドすることができる。したがって、第１アーム１２０Ｅが押し上げられると、シャフト１４０Ｅの第１端部１４１Ｅが溝部１７５Ｅに沿って移動するとともに、シャフト１４０Ｅも移動する。第２アーム１３０の第１端部１３１は、シャフト１４０Ｅの移動により、押し上げられる。

なお、図９に示すように、シャフト１４０Ｅの幅は、第１端部１４１Ｅを大きくしてもよい。また、図９に示すように、第１端部１４１Ｅの幅がその他の部分よりも大きい場合には、溝部１７５Ｅの開口面の幅を第１端部１４１Ｅの幅よりも小さくしてもよい。このような構成にすることで、シャフト１４０Ｅの第１端部１４１Ｅが、溝部１７５Ｅから抜け落ちることを防止することができる。

以上、シャフト１４０の第１端部１４１の変形例について説明したが、図８（Ａ）に示すスライダー１７３Ｃ、図８（Ｂ）に示す開口部１７４Ｄ、および図９に示す溝部１７５Ｅは、いずれもシャフト１４０の第１端部１４１のガイドであるということもできる。したがって、本変形例では、シャフト１４０の第１端部１４１の移動がガイドに沿って行われるため、シャフト１４０の移動が安定する。

＜第２実施形態＞
図１０および図１１を用いて、本発明の一実施形態に係る自動搬送システムについて説明する。本実施形態に係る自動搬送システムは、台車用ストッパー１０が取り付けられた台車２０と、牽引用ロボット３０とを含む。

図１０は、本発明の一実施形態に係る自動搬送システムを利用した建築現場の模式図である。図１０に示す建築現場の建造物５０は、複数のフロアを有している。建造物５０の隣には、フロア間、すなわち、建造物５０の高さ方向への資材５３の搬送を可能にする工事用エレベータ６０が設置されている。工事用エレベータ６０は、建造物５０の高さ方向に沿って延伸する脚柱６１に昇降機６２が取り付けられている。昇降機６２は、脚柱６１に沿って移動し、建造物５０の各フロアで停止することができるように設定されている。自動搬送システムには統括システムが含まれていてもよく、牽引用ロボット３０および工事用エレベータ６０の移動は、統括システムによって制御することができる。

作業フロア（資材の荷取り場または荷置き場）では、フロアの壁面の開口部を塞ぐようにシャッター５１が設置されている。シャッター５１は、工事用エレベータ６０側に設置され、工事用エレベータ６０を利用する場合にはシャッター５１を開く。すなわち、シャッター５１は、工事用エレベータ６０の出入口ということもできる。また、シャッター５１の前には、フロアの床面と昇降機６２の床面との段差を小さくするためのスロープ５２が設置されている。なお、シャッター５１の開閉も統括システムによって制御することができる。

自動搬送システムにおいては、資材５３が積載された台車２０と牽引用ロボット３０が連結し、牽引用ロボット３０が、台車２０を牽引しながら荷取り場から荷置き場までを自動搬送する。建築現場においては、資材５３などがフロアの床面上に置いてあることも多く、牽引用ロボット３０の搬送経路が限定される。そのため、牽引用ロボット３０の自動搬送を可能とするためには、牽引用ロボット３０の走行可能な搬送経路を特定しておく必要がある。したがって、自動搬送システムの利用を開始する前に、フロアの状況を示した地図（自動搬送用フロア地図）を生成しておく必要がある。

図１１は、建築現場において、自動搬送用フロア地図の生成について説明する図である。具体的には、図１１（Ａ）は、建築現場のフロアの状況を示す模式図であり、図１１（Ｂ）は、生成された自動搬送用フロア地図の模式図である。

図１１（Ａ）に示すように、建築現場における建造物５０のフロアの床面上には、第１資材５３−１および第２資材５３−２が置かれている。牽引用ロボット３０が自動搬送する上で、第１資材５３−１および第２資材５３−２は障害物となり得る。また、建造物５０のフロアには、建造物５０を支えるための柱５４が設置されている。柱５４もまた、牽引用ロボット３０の自動搬送における障害物となり得る。そのため、牽引用ロボット３０の自動搬送の障害物となり得る、第１資材５３−１、第２資材５３−２、または柱５４などを全て障害物５５としてマーキングした自動搬送用フロア地図を生成する。

自動搬送用フロア地図を生成するため、牽引用ロボット３０が自動搬送するフロア（例えば、荷取り場または荷置き場など）内において、作業者は、牽引用ロボット３０を手動で操作し、走行させる。牽引用ロボット３０には、レーザーセンサー３４０が搭載されており、牽引用ロボット３０は、レーザーセンサー３４０を用いて、第１資材５３−１、第２資材５３−２、または柱５４などを検知することができる。牽引用ロボット３０は、検知された情報を基にして、図１１（Ｂ）に示すような、第１資材５３−１、第２資材５３−２、または柱５４などが障害物５５としてマーキングされた自動搬送用フロア地図を生成することができる。なお、自動搬送用フロア地図の生成における処理は、牽引用ロボット３０でなくてもよい。牽引用ロボット３０と通信接続し、牽引用ロボット３０から情報を受信した統括システムで処理を行い、自動搬送用フロア地図を生成してもよい。

また、自動搬送用フロア地図は、リアルタイムでディスプレイに表示できるようにしてもよい。作業者は、実際の牽引用ロボット３０の走行と、ディスプレイに表示された自動搬送用フロア地図とを比較して確認することができるため、自動搬送用フロア地図の精度が向上する。

牽引用ロボット３０が、ジャイロセンサーを搭載している場合、フロアの床面上の段差を検出することができる。この場合、自動搬送用フロア地図には、障害物５５だけでなく、段差も示すことが可能となる。

自動搬送用フロア地図の生成においては、牽引用ロボット３０と異なるロボットを使用することもできる。例えば、牽引用ロボット３０よりも小さいロボットを使用すれば、牽引用ロボット３０が走行することができない場所に入り込むことができるため、より詳細な自動搬送用フロア地図を生成することができる。

再び、図１０に戻り、自動搬送システムについて説明する。

自動搬送用フロア地図の情報、ならびに台車２０および牽引用ロボット３０の位置の情報など、自動搬送で必要な情報は統括システムによって制御され、管理される。例えば、台車２０の初期位置（スタート位置）および搬送位置（ゴール位置）、または自動搬送システムの実行開始時間などは、統括システムを通じて制御し、管理することができる。

統括システムによって自動搬送が実行されると、牽引用ロボット３０は、自動走行を開始し、荷取り場フロアの初期位置の資材５３が積載された台車２０の荷台２１０の下に入り込み、台車２０と連結する。牽引用ロボット３０は、自動搬送用フロア地図を基にして障害物５５を避け、台車２０を牽引しながら自動走行する。牽引用ロボット３０は、荷取り場フロアのシャッター５１の前、より具体的にはスロープ５２の前で停止する。

統括システムは、牽引用ロボット３０がシャッター５１の前で停止している信号を受信すると、工事用エレベータ６０の昇降機６２を牽引用ロボット３０のいる荷取り場フロアまで移動させ、昇降機６２の扉（図示しない。）を開ける。また、統括システムが、昇降機６２が荷取り場フロアで停止した信号を受信すると、荷取り場フロアのシャッター５１を開く。牽引用ロボット３０は、昇降機６２の扉およびシャッター５１が開いた信号を受信すると、スロープ５２を昇り、工事用エレベータ６０の昇降機６２に乗り込む。統括システムは、牽引用ロボット３０が昇降機６２の中で停止している信号を受信すると、昇降機６２の扉およびシャッター５１を閉じ、昇降機６２を荷置き場フロアに移動させる。また、統括システムが、昇降機６２が荷置き場フロアで停止し、昇降機６２の扉が開く信号を受信すると、荷取り場フロアのシャッター５１を開く。

牽引用ロボット３０は、シャッター５１が開いた信号を受信すると、自動走行を開始し、スロープ５２を通って、昇降機６２から荷置き場フロアに降りる。統括システムは、牽引用ロボット３０がスロープ５２を降りた信号を受信すると、昇降機６２の扉およびシャッター５１を閉める。牽引用ロボット３０は、自動生成用フロア地図を基にして、障害物５５を避けながら、自動走行し、搬送位置で停止する。

統括システムは、牽引用ロボット３０が搬送位置で停止している信号を受信すると、台車２０と牽引用ロボット３０との連結を解除する指示を送信する。台車２０との連結が解除された牽引用ロボット３０は、シャッター５１の前まで進み、上述した走行経路を逆に走行して、荷取り場フロアまで戻る。牽引用ロボット３０は、別の資材５３が積載された台車２０と連結し、台車２０を牽引しながら自動走行する。

自動搬送システムは、１つの牽引用ロボット３０に限られない。自動搬送システムは、複数の牽引用ロボット３０を含むこともできる。すなわち、自動搬送システムでは、複数の台車２０および複数の牽引用ロボット３０を同時に利用して自動搬送することができる。また、統括システムは、複数の牽引用ロボット３０が同時または連続的に、荷取り場フロアと荷置き場フロアを行き来できるように制御することができる。

また、上記では、牽引用ロボット３０を含む自動搬送システムを説明したが、自動搬送システムは、牽引用ロボット３０に限られず、あらゆる自動搬送車に適用することができる。

以上、本実施形態に係る自動搬送システムによれば、牽引用ロボット３０が、資材５３が積載された台車２０と連結し、台車２０を荷取り場から荷置き場に自動搬送することができる。例えば、夜間に自動搬送システムによる自動搬送を実行しておけば、作業者は、翌日の朝から自動搬送システムによって搬送された資材５３を用いて作業を開始することができる。自動搬送システムを利用しない場合では、作業者は、翌日の朝に資材５３の搬送作業から開始する必要があるが、自動搬送システムを利用すれば、資材５３の搬送作業を省略することができる。そのため、自動搬送システムを利用することで、作業者の負担が軽減し、建築現場における作業効率が大幅に向上する。

本発明の実施形態として上述した各実施形態は、相互に矛盾しない限りにおいて、適宜組み合わせて実施することができる。また、各実施形態を基にして、当業者が適宜構成要素の追加、削除、または設計変更を行ったもの、もしくは、工程の追加、省略、または条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。

上述した各実施形態によりもたらされる作用効果とは異なる他の作用効果であっても、本明細書の記載から明らかなもの、または、当業者において容易に予測し得るものについては、当然に本発明によりもたらされるものと解される。

１０、１０−１、１０−２、１０Ａ、１０Ｂ：台車用ストッパー、 ２０、２０Ａ、２０Ｂ：台車、 ３０：牽引用ロボット、 ５０：建造物、 ５１：シャッター、 ５２：スロープ、 ５３、５３−１、５３−２：資材、 ５４：柱、 ５５：障害物、 ６０：工事用エレベータ、 ６１：脚柱、 ６２：昇降機、 １１０：固定部、 １１１：固定部の第１端部、 １１２：固定部の第２端部、 １２０、１２０Ａ、１２０Ｄ、１２０Ｅ：第１アーム、 １２１：第１アームの第１端部、 １２２：第１アームの第２端部、 １３０、１３０Ａ：第２アーム、 １３１：第２アームの第１端部、 １３２：第２アームの第２端部、 １４０、１４０Ｂ、１４０Ｃ、１４０Ｄ、１４０Ｅ：シャフト、 １４１、１４１Ｂ、１４１Ｃ、１４１Ｄ，１４１Ｅ：シャフトの第１端部、 １４２：シャフトの第２端部、 １５０：第１ピン、 １６０：第２ピン、 １７０：第３ピン、 １７２Ｂ：押え部、 １７３Ｃ：スライダー、 １７４Ｄ：開口部、 １７５Ｅ：溝部、 １８０：第４ピン、 １９０：弾性部材、 ２１０：荷台、 ２２０：キャスター、 ２３０：第１締結器、 ３１０：本体制御部、 ３２０：クローラー部、 ３３０：第２締結器、 ３４０：レーザーセンサー

Claims (12)

1. 台車の荷台の下面に取り付ける台車用ストッパーであって、
   前記荷台の下面に固定される固定部と、
   前記固定部の第１端部に第１ピンを介して係合され、前記第１ピンを回動軸として回動する第１アームと、
   前記固定部の第２端部に第２ピンを介して係合され、前記第２ピンを回動軸として回動する第２アームと、
   前記第１アームと前記第２アームが連動するように接続されたシャフトと、を含み、
   前記第１アームの第１端部および前記第２アームの第１端部の各々には、前記台車の車輪の接地面と接して前記台車の位置を固定する弾性部材が設けられる台車用ストッパー。
2. 前記シャフトの第１端部は、前記第１アームに第３ピンを介して係合され、
   前記シャフトの第２端部は、前記第２アームの第２端部に第４ピンを介して係合され、
   前記第３ピンは、前記第１ピンよりも下方に位置する請求項１に記載の台車用ストッパー。
3. 前記第１アームの第１端部が持ち上げられると、前記第２アームの第１端部が持ち上がる請求項１または請求項２に記載の台車用ストッパー。
4. 前記シャフトの第１端部は、前記第１ピンよりも下方の位置で前記第１アームと接し、
   前記シャフトの第２端部は、前記第２アームの第２端部と第３ピンを介して係合される請求項１に記載の台車用ストッパー。
5. 前記第１アームの第１端部が持ち上げられると、前記シャフトの第１端部が前記第１アームの上をスライドし、前記第２アームが持ち上がる請求項４に記載の台車用ストッパー。
6. 前記第１アームは、前記第１アームの第１端部が前記第１アームの第２端部よりも前記荷台の内側に位置するように屈曲し、
   前記第２アームは、前記第２アームの第１端部が前記第２アームの第２端部よりも前記荷台の内側に位置するように屈曲している請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の台車用ストッパー。
7. 前記固定部は、前記第１アームの第２端部および前記第２アームの第２端部を誘導するガイドが設けられている請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の台車用ストッパー。
8. 請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の台車用ストッパーが前記荷台の下面に取り付けられる台車。
9. 前記台車用ストッパーを複数有する請求項８に記載の台車。
10. 前記固定部は、前記固定部の第１端部から前記固定部の第２端部への方向が前記荷台の短辺と平行になるように取り付けられる請求項８または請求項９に記載の台車。
11. 請求項８乃至請求項１０のいずれか一項に記載の台車と、
    前記荷台の下に入り込む牽引用ロボットと、を含み、
    前記牽引用ロボットが前記台車と締結して前記台車を移動させる自動搬送システム。
12. 前記台車の前記車輪を回動させて前記台車を移動させる請求項１１に記載の自動搬送システム。

Images