JP2021151857A - 運搬装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】単一の運搬装置によりパレットと台車等の被搬送物の両方を運搬可能とする。【解決手段】運搬装置1は、駆動車輪3を有する本体2と、本体2から所定方向に延在する、運搬対象としてのパレット31を持ち上げるための一対のフォーク6と、一対のフォーク6のそれぞれの先端に設けられる従動車輪5と、一対のフォーク6を昇降させる昇降装置8と、昇降装置8によるフォーク6の昇降に応じて、従動車輪5とフォーク6との相対距離を変更して従動車輪5の接地を維持するリンク機構21と、一対のフォーク6のそれぞれの対向方向内側に設けられ、運搬対象としての台車41を連結する連結部7と、を備え、連結部7は、フォーク6がパレット31を積載するときにパレット31に干渉し得ない位置に設けられる。【選択図】図1
Description
本発明は、運搬装置に関する。
工場や物流倉庫では、パレットや台車などを使用して物を搬送することが一般的である。また、工場や物流倉庫内ではパレットと台車が混在している事例が多くある。さらに、台車には、カゴ台車や六輪台車等、様々な形態のものが存在する。
そのような、工場、物流倉庫における搬送工程をAGVで自動化する場合、パレットを搬送するフォークリフト型AGVやハンドパレット型AGVと、台車を牽引する牽引型AGV(例えば、特許文献1参照)がそれぞれ必要となる。
しかし、搬送の形態毎にそれぞれ異なるAGVを導入することで、AGVの台数が増加し、導入コストが上がる。また、AGVの種類が複数になることで保守、保全にかかるコストも増大する。さらに、異なるAGVが同じ環境を走行する場合、異種AGV同士の運行管理ができずデッドロックを引き起こすなど、運用面の課題もある。
本発明は、単一の運搬装置によりパレットと台車等の被搬送物の両方を運搬可能とすることを目的とする。
上述した課題を解決するために、本発明の一観点に係る運搬装置は、駆動車輪を有する本体と、前記本体から所定方向に延在する、運搬対象としてのパレットを持ち上げるための一対のフォークと、前記一対のフォークのそれぞれの先端に設けられる従動車輪と、前記一対のフォークを昇降させる昇降装置と、前記昇降装置による前記フォークの昇降に応じて、前記従動車輪と前記フォークとの相対距離を変更して前記従動車輪の接地を維持する移動部と、前記一対のフォークのそれぞれの対向方向内側に設けられ、運搬対象としての車輪を有する被搬送物を連結する連結部と、を備え、前記連結部は、前記フォークが前記パレットを積載するときに前記パレットに干渉し得ない位置に設けられる。
単一の運搬装置によりパレットと台車の両方を運搬できる。
以下、添付図面を参照しながら実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
なお、以下の説明において、x方向、y方向、z方向は互いに垂直な方向である。x方向及びy方向は典型的には水平方向であり、z方向は典型的には鉛直方向である。x方向は一対のフォーク6の長手方向である。y方向は、一対のフォーク6の配列方向であり、一対のフォーク6の開閉方向である。また、以下では、説明の便宜上、x負方向側を前側、x正方向側を後側、z正方向側を上側、z負方向側を下側とも表現する場合がある。
[第1の実施形態]
本発明の第1の実施形態に係る運搬装置1Aは、パレット31(図5参照)や、かご台車、六輪台車、ドーリーなどの台車41(図6など参照)を保持することができ、パレット31や台車41を保持した状態で自律的に移動することで、パレット31や、被搬送物としての台車41を所望の位置まで運搬することができる。なお、運搬装置1Aが対象とする被搬送物は、台車41以外の車輪を有する物が含まれる。
本発明の第1の実施形態に係る運搬装置1Aは、パレット31(図5参照)や、かご台車、六輪台車、ドーリーなどの台車41(図6など参照)を保持することができ、パレット31や台車41を保持した状態で自律的に移動することで、パレット31や、被搬送物としての台車41を所望の位置まで運搬することができる。なお、運搬装置1Aが対象とする被搬送物は、台車41以外の車輪を有する物が含まれる。
図1〜図3を参照して運搬装置1Aの構成を説明する。図1は、本実施形態に係る運搬装置1Aの斜視図である。図2は、図1に示す運搬装置1Aの側面図である。図3は、図1に示す運搬装置1Aの平面図である。
図1に示すように、運搬装置1Aは、本体2と、駆動車輪3と、駆動モータ4と、一対の従動車輪5と、一対のフォーク6と、連結部7と、昇降装置8と、昇降モータ9とを備える。
駆動車輪3は、例えば一対の車輪が本体2のy方向中央に配置される。駆動車輪3は、進行方向が可変である。
駆動モータ4は、駆動車輪3を駆動する。駆動モータ4は、例えば、図1に示すように、一対の駆動車輪3のそれぞれに個別に設置される。
なお、駆動車輪3及び駆動モータ4は1個ずつでもよい。
一対の従動車輪5は、一対のフォーク6のそれぞれの先端に設けられる。すなわち一対の従動車輪5も、駆動車輪3の後方に設けられる。従動車輪5は、y軸方向に沿った回転軸を有する。
一対のフォーク6は、本体2からx正方向(後方側)に延在する長尺上の部材である。一対のフォーク6のそれぞれは所定の間隔を空けて平行に配置されている。一対のフォーク6は、駆動車輪3の後方に設けられる。一対のフォーク6は、運搬対象としてのパレット31を持ち上げるためのものである。
連結部7は、一対のフォーク6のそれぞれの対向方向(y方向)内側に設けられ、運搬装置1Aと台車41とを連結する。連結部7の上面は、フォーク6の上面よりも高く突き出すような位置関係となっている。すなわち、連結部7は、フォーク6の上面より上方に突出する爪状部7aを有し、爪状部7aを台車41のフレームであるベース板フレーム43に引っかけることにより台車41を連結する。
昇降装置8は、一対のフォーク6及び連結部7をz方向に沿って昇降させる。昇降モータ9は、昇降装置8を駆動する。昇降装置8は、例えば昇降モータ9によってボールねじを回転させ、ボールねじのナットと締結等によって固定された昇降装置8を昇降するような機構が考えられるが、昇降装置8の形態や機構はこれに限定されるものでない。
また、従動車輪5は、昇降装置8によって昇降する一対のフォーク6との相対位置が変化するように、その回転軸がリンク機構21(図4など参照)を介してフォーク6に取り付けられている。リンク機構21の詳細は後述する。
また、運搬装置1Aは、開閉装置10と開閉モータ11を備えることが好ましい。開閉装置10は、一致のフォーク6(及びフォーク6に設けられる従動車輪5)の間隔を可変にする。開閉モータ11は、開閉装置10を駆動する。
図1に示した開閉装置10は、一対の従動車輪5を保持するフォーク6、又は一対の従動車輪5を保持するフォーク6を昇降するための昇降装置8に、ラックギヤを設けた構造部材を取り付ける。そして、開閉装置10は、ラックギヤと噛み合ったギヤを開閉モータ11で回転させることで、開閉を実現するような機構を有することが考えられる。しかし、開閉装置10は、一対の従動車輪5の間隔、又は一対の従動車輪5を保持するフォーク6の間隔を可変にできる機構を有すれば、その形態は限定されない。
本実施形態では、運搬装置1Aは、本体2を前にして進行する場合、つまりx負方向側への移動を前進とし、一対のフォーク6を前にして進行する場合、つまりx正方向側への移動を後進とする。すなわち、運搬装置1Aは、本体2側が前、一対のフォーク6側が後ろとなる。運搬装置1Aは、一対のフォーク6近傍(例えば、本体2の後部の一対のフォーク6間のy方向中間位置など)に、運搬物を自動で認識できる自動認識装置12Aを設けても良い。この自動認識装置12Aは、例えば、深度カメラ測域センサ等の測距センサなどを含んで構成される。例えば、運搬対象の一つであるパレット31の特徴としてフォーク6と対向する側面に挿込み穴35(図5参照)が設けられることが挙げられる。挿込み穴35を自動認識装置12Aによって検知することで、パレット31と判断することができる。また、運搬対象の一つである台車41の特徴として、車輪44が設けられていることが挙げられる。車輪44を自動認識装置12Aによって検知することで、台車41と判断することができる。この運搬物の認識方法は、運搬物の特徴を検知し、それによって運搬物を特定可能であれば、他の手法でも良い。
また、運搬装置1Aは、自動認識装置12Aによって運搬対象物の種類を認識し、運搬対象物と適切な位置で連結するように、運搬対象の種類に応じて開閉装置10による一対のフォーク6の間隔の変更と、連結部7またはフォーク6による運搬対象への連結とを自動的に行う自動連結制御を実施することもできる。自動連結制御では、自動認識装置12Aによる認識結果に基づいて、運搬対象がパレット31である場合に、フォーク6をパレット31に自動的に連結させるパレット連結制御を実行する。一方、自動連結制御では、運搬対象が台車41である場合に、連結部7を台車41に自動的に連結させる台車連結制御(被搬送物連結制御)を実行する。つまり、自動連結制御では、パレット連結制御または台車連結制御を選択的に実行する。
また、運搬装置1Aは、例えばAGV(automatic guided vehicle:無人搬送車)など、操作者からの操作入力なしに自律的に走行できる自律走行機能を備えるのが好ましい。これらの自動連結制御機能や自律走行機能により、運搬装置1Aは、作業者の手を借りずに、パレット31や台車41を自動運搬することが可能となり、運搬装置1Aの利便性や汎用性を向上できる。
なお、上記の自動連結制御機能や自律走行機能は、運搬装置1Aの本体2の内部に設置されるコンピュータ等の制御装置によって実施される。制御装置は、運搬装置1Aの外部に設置され、運搬装置1Aと有線または無線で通信可能に接続されてもよい。
また、運搬装置1Aは、一対のフォーク6の下面にそれぞれ設けられる一対の開閉用車輪13を有する構成でもよい。一対の開閉用車輪13は、その回転軸がフォーク6の長手方向(x方向)と平行に設置される。一対の開閉用車輪13は、昇降装置8によって一対のフォーク6を下降させることで床に接地する。
例えば、台車41を係合する際に、連結部7の爪状部7aの上端が台車41のベース板フレーム43の下端より低くなるまでフォーク6を下降させたときに地面に接地するように開閉用車輪13の直径などの形状が設定されている。これにより、台車41を連結する前に一対のフォーク6の間隔を台車41の幅より大きくするために一対のフォーク6をy方向に沿って移動させる際に、開閉用車輪13が接地して回転するので、フォーク6を移動しやすくできる。
連結部7は、一対のフォーク6に締結、又は溶接によって固定され、一対のフォーク6が昇降される時、連結部7も同様に昇降されるようになっている。これにより、図11で後述するように、運搬装置1Aと台車41とが連結され、かつ、台車41の前方側の車輪44を持ち上げて運搬する場合、連結部7を昇降する必要がある。しかし、連結部7がフォーク6に設置されているため、昇降装置8によりフォーク6が昇降すれば連結部7も連動して昇降する。そのため、連結部7の昇降のための昇降装置を追加しなくとも連結部7の昇降は、実現できる。
図4〜図8を参照して、一対のフォーク6と、一対の従動車輪5とのz方向の相対位置を変化させるリンク機構21(移動部)について説明する。
リンク機構21は、本体2及びフォーク6の内部に設置され、内蔵されるフォーク6と、このフォーク6に取り付けられる従動車輪5との相対的な高さ位置を変更するよう動作する。リンク機構21の動作によって、フォーク6の昇降によらず従動車輪5を常時地面に接地させることができる。
図4は、リンク機構21の概略構成を示す側面図である。図4に示すように、リンク機構21は、4つのリンク部材22、23、24、25を有する。リンク部材22は、一方の端部22Aが本体2に接続され、他方の端部がリンク部材23に接続される。リンク部材23は、一端がリンク部材22に接続され、他端がフォーク6及びリンク部材23に接続される。リンク部材24は、一端がリンク部材23に接続され、他端がリンク部材25に接続される。リンク部材25は、一端がリンク部材24及びフォーク6に接続され、他端が従動車輪5に接続される。昇降装置8によってフォーク6が昇降されることにより、リンク部材23とリンク部材25がフォーク6との接続部26、27を中心に回転され、一対のフォーク6と、一対の従動車輪5との相対位置を変化させる。リンク部材22の一方の端部22Aは、本体2に連結されるので、フォーク6の昇降によらず同じ高さ位置となる。接続部26、27は、フォーク6の昇降に応じて高さ位置が変更される。
図5、図6を参照して、フォーク6上昇時のリンク機構21の動作について説明する。図5は、フォーク6が上昇したときの運搬装置1Aの側面図である。図6は、フォーク6が上昇したときのリンク機構21の動作を示す側面図である。図5及び図6は、図2に示した状態に対して、フォーク6の高さ位置が相対的に上昇している。図5に示すように一対のフォーク6が上昇した場合、図6に示すように、リンク部材23のフォーク6との接続部26がフォーク6と共に上昇するため、接続部26を基準とするとリンク部材23は時計回りに回転される。同様に、リンク部材25のフォーク6との接続部27がフォーク6と共に上昇するため、接続部27を基準とするとリンク部材25は反時計回りに回転される。これにより、フォーク6と従動車輪5との間隔が広がる方向に変化して、従動車輪5はフォーク6から下方に進出する。この結果、一対のフォーク6が上昇された場合でも、リンク機構21の動作によって、一対のフォーク6と、一対の従動車輪5との相対位置が変化することで、一対の従動車輪5を床に接地させたまま、一対のフォーク6が床に対して平行の状態を維持することができる。
図7及び図8を参照して、フォーク6下降時のリンク機構21の動作について説明する。図7は、フォーク6が下降したときの運搬装置1Aの側面図である。図8は、フォーク6が下降したときのリンク機構21の動作を示す側面図である。図7及び図8では、図2に示した状態に対して、フォーク6の高さ位置が相対的に下降している。図7に示すように一対のフォーク6が下降した場合、図8に示すように、リンク部材23のフォーク6との接続部26がフォーク6と共に下降するため、接続部26を基準とするとリンク部材23は反時計回りに回転される。同様に、リンク部材25のフォーク6との接続部27がフォーク6と共に下降するため、接続部27を基準とするとリンク部材25は時計回りに回転される。これにより、フォーク6と従動車輪5との間隔が狭まる方向に変化して、従動車輪5はフォーク6に収容される。この結果、一対のフォーク6が下降された場合でも、リンク機構21の動作によって、一対のフォーク6と、一対の従動車輪5との相対位置が変化することで、一対の従動車輪5を床に接地させたまま、一対のフォーク6が床に対して平行の状態を維持することができる。
このように、リンク機構21は、昇降装置8によるフォーク6の昇降に応じて、従動車輪5とフォーク6との相対距離を変更して、従動車輪5の接地を維持する移動部として機能する。なお、リンク機構21の構成は上述したものと異なる構成でもよい。また、フォーク6の昇降によらず従動車輪5の接地状態を維持できる要素であれば、リンク機構21以外の要素を移動部として適用してもよい。
図9及び図10を参照して、本実施形態に係る運搬装置1Aが運搬する対象の運搬物を説明する。図9は、運搬対象のパレット31の形態の一例を示す斜視図である。図9に示すように、パレット31は、荷物を乗せる荷台32と、床に接地する底板33と、荷台32と底板33を接続する桁(柱)34で構成される。パレット31の側面は、複数の桁34の間隙がフォーク6を挿入可能な挿込み穴35として機能する。なお、パレット31の種類によって、底板33が存在しなかったり、荷台32又は底板33に肉抜きがされていてもよい。パレット31の材質としては、例えば、木材、プラスチック、ダンボール等がある。
図10は、運搬対象の台車41の一例としてのかご台車の斜視図である。図10に示すように、台車41は、床に対して平行なベース板42と、ベース板42を保持するベース板フレーム43と、ベース板フレーム43に設けられる車輪44とを備える。
台車41は、種類によっては(例えば、かご台車の場合に)、ベース板42に設けられた柵45を有する場合もある。本実施形態において運搬対象とする台車41は、物流倉庫や工場で一般的に使用されている、車輪付きの台車である。なお、車輪の数や、それらが旋回自在車輪であるか固定車輪であるかは問わない。この台車41の例を挙げると、かご台車、六輪カート、ドーリー等がある。例えば、かご台車の場合は、四輪構成が一般的だが、その四輪のうち二輪が旋回自在車輪、残り二輪が固定車輪であることもあれば、四輪全てが旋回自在車輪である場合もある。また、六輪台車は六輪構成で、中央二輪が固定車輪、残り四輪が旋回自在車輪であることが一般的である。台車の種類によって車輪構成の形態が異なるが、本実施形態の運搬装置1Aでは、台車41の車輪構成の形態によらず、運搬することが可能である。また、ドーリー等のように、ベース板42と、ベース板フレーム43が同一部材となっているものもある。
図11及び図12を参照して本実施形態の運搬装置1Aによるパレット31の運搬形態について説明する。図11は、運搬装置1Aによるパレット31の運搬形態の側面図である。図12は、運搬装置1Aによるパレット31の運搬形態の平面図である。パレット31の運搬の場合は、通常のハンドリフトと同様、運搬装置1Aから見た時の正面に位置するパレットの側面の挿込み穴35に対して一対のフォーク6を挿込み、持ち上げて運搬する。したがって、一対のフォーク6はパレット31の側面より内側に位置する。この際、パレット31は連結部7よりも後方(x正方向側)に位置し、パレット31と連結部7とが干渉しないような状態で持ち上げられる。このように、パレット31と連結部7とが干渉しないためには、例えば、連結部7がフォーク6の本体2側の根元部分により近く配置されるのが好ましい。
図13及び図14を参照して本実施形態の運搬装置1Aによる台車41の運搬形態について説明する。図13は、運搬装置1Aによる台車41の運搬形態の側面図である。図14は、運搬装置1Aによる台車41の運搬形態の平面図である。図13及び図14に示すように、運搬装置1Aは、車体の前後方向に沿って台車41の一対のベース板フレーム43が配列される。すなわち、一方のベース板フレーム43が運搬装置1Aの前側、他方のベース板フレーム43が運搬装置の後側に配置される向きで、台車41を係合して運搬する。
運搬装置1Aが台車41を運搬する際には、まず、一対のフォーク6のy方向の間隔は、図14に示すように、開閉装置10によって台車41のy方向の長さより広く取られる。このとき、一対のフォーク6のz方向の高さは、昇降装置8によって、連結部7の爪状部7aの上端が台車41のベース板フレーム43の下端より下方になるように下降されている。
次に、フォーク6に設けられた連結部7が台車41のベース板フレーム43下部に位置するまで、より詳細には、台車41の前側のベース板フレーム43に対して、連結部7の爪状部7aが後方側に位置するように、運搬装置1Aを台車41の方向に後進させる。つまり、連結部7が台車41のベース板フレーム43に引掛かる位置までフォーク6を挿込む。なお、一対のフォーク6を適切な位置まで挿込めたかどうかの検知手段、例えば一対のフォーク6に上向きに設けられた反射型フォトセンサ等を用いる構成としてもよい。
次に、一対のフォーク6が、昇降装置8によって上昇される。これにより、連結部7の爪状部7aの上端が、台車41のベース板フレーム43の下端より上方まで上昇して、図13に示すように、爪状部7aとベース板フレーム43とが対向する配置となり、連結部7が台車41のベース板フレーム43に係合される。この状態で運搬装置1Aが前進すると、爪状部7aがベース板フレーム43と当接して、前側に押圧するので、台車41は前方への力を受けて、運搬装置1Aと共に前進する。
このとき、図13に示すように、台車41の車輪44は四輪とも接地しており、台車41は自らの車輪44によって移動する。このような運搬形態とすると、運搬装置1Aのフォーク6が台車41の重量を支持する必要がないので、装置の軽量化を図れる。
また、台車41の運搬の場合、一対のフォーク6は台車41の車輪44より外側に位置する。このような位置関係で運搬することで、台車41の左右方向(y方向)の動きを一対のフォーク6によって規制可能になる。運搬装置1Aのほうが外側に位置するため、台車41の大きさによらず運搬装置1Aの一対の従動車輪5の位置によって内輪差が決まる。したがって、内輪差が既知であるため、旋回時に例えば壁や周辺の障害物に衝突することなく旋回可能となる。
台車41は、種類によって大きさが異なる。例えば、かご台車の場合、約600mm×約800mm、約800mm×約1000mmのものが一般的である。六輪台車の場合は、約400mm×約1300mmである。本実施形態の運搬装置1Aは、このように大きさが異なる台車41に対しても幅広く運搬可能にするため、運搬対象の台車41の大きさによって一対のフォーク6の間隔を変更することができる。
図15は、大きい台車41Aの場合の運搬形態の一例を示す平面図である。図15に示すように、例えば図14などに例示した台車41よりy方向の幅が大きい台車41Aを運搬する場合は、開閉装置10によって一対のフォーク6の間隔を図14の状態よりも広げて、一対のフォーク6の間隔を台車41Aのy方向長さより広くする。これにより、運搬装置1Aの連結部7と台車41Aのベース板フレーム43とが連結可能となり、大きい台車41Aでも運搬できる。
図16は、幅の小さい台車41Bの場合の運搬形態の一例を示す平面図である。図16に示すように、例えば図14などに例示した台車41よりy方向の幅の小さい台車41B、例えば六輪カートを運搬する場合には、開閉装置10によって一対のフォーク6の間隔を図14の状態よりも狭めて、一対のフォーク6の間隔を台車41Bのy方向長さに合わせる。これにより、運搬装置1Aの連結部7と台車41Bのベース板フレーム43とが連結可能となり、幅の小さい台車41Bでも運搬できる。
図17は、台車41の運搬形態の別形態を示す側面図である。図17に示すように、台車41を運搬するの場合、運搬装置1Aの連結部7が台車41のベース板フレーム43と係合した状態で、さらに台車41の前側の車輪44が地面から離れる高さまでフォーク6を上昇させてもよい。台車41の前側の車輪44を持ち上げ、床から浮上させることによって、台車41の荷重の一部を運搬装置1Aが受けることになり、運搬装置1Aの駆動車輪3の接地力が増加する。そのため、重量物の運搬であっても運搬装置1Aの駆動車輪3が空転することなく走行が安定する。
運搬物であるパレット31や台車41について、種類によって構成が異なる場合があることを前述したが、パレット31、台車41ともに、それぞれその寸法も種類によって異なる。寸法の異なる運搬物も運搬可能にするために、本実施形態の運搬装置1Aに設けた一対のフォーク6の間隔を可変にする、開閉装置10を設けることができる。
また、一対のフォーク6の開閉負荷を少なくするため、一対のフォーク6に開閉用車輪13を設ける。開閉用車輪13は、水平面上に一対のフォーク6と垂直の向きに固定され、回転軸を有することができる。開閉用車輪13は、一対のフォーク6の高さを下げることで、一対の従動車輪5より相対的に低い位置になり得る。開閉用車輪13は、開閉動作時にのみ床に接地し、その他の場合は床から浮上するように構成される。開閉用車輪13が床に接地している場合は、開閉用車輪13が一対の従動車輪5より相対的に低い位置になり、一対の従動車輪5は床から浮上する(図7参照)。開閉用車輪13が一対の従動車輪5より相対的に低い位置になり得るために、リンク機構21によって一対のフォーク6と、一対の従動車輪5との相対位置が変化する機構を利用する。
本実施形態に係る運搬装置1Aの効果を説明する。本実施形態の運搬装置1Aは、駆動車輪3を有する本体2と、本体2から所定方向(x正方向)に延在する、運搬対象としてのパレット31を持ち上げるための一対のフォーク6と、一対のフォーク6のそれぞれの先端に設けられる従動車輪5と、一対のフォーク6を昇降させる昇降装置8と、昇降装置8によるフォーク6の昇降に応じて、従動車輪5とフォーク6との相対距離を変更して従動車輪5の接地を維持するリンク機構21と、一対のフォーク6のそれぞれの対向方向内側に設けられ、運搬対象としての台車41を連結する連結部7と、を備える。連結部7は、フォーク6がパレット31を積載するときにパレット31に干渉し得ない位置に設けられる。
この構成により、単一のフォーク6において、パレット31の運搬時にパレット31と接触する部分と、台車41の運搬時に台車41と接触する部分とを区分できる。そのため、運搬装置1Aは、単一のフォーク6において、パレット31との連結部と、台車41との連結部とを物理的に分割することができる。これにより、運搬装置1Aは、単一のフォーク6により、連結部材を変更することなく、パレット31と台車41の両方を運搬可能とすることができる。
また、本実施形態の運搬装置1Aでは、運搬対象がパレット31である場合には、フォーク6によりパレット31を連結するパレット連結制御を実行し、運搬対象が台車41である場合には、連結部7により台車41を連結する台車連結制御を実行する。この構成により、運搬対象物の種類により連結方法が異なる場合でも、それぞれに対する連結制御機能を自動的に選択して、運搬対象物の種類に適した手法で連結することが可能となり、運搬装置1Aの汎用性を向上できる。
また、本実施形態の運搬装置1Aは、一対のフォーク6の対向方向の間隔を変更する開閉装置10を備える。この構成により、開閉装置10によってパレット31や台車41を連結する一対のフォーク6の間隔を変更できるので、様々な幅のパレット31や台車41に対応して連結して搬送することが可能となる。
[第2の実施形態]
本発明の第2の実施形態に係る運搬装置1Bは、上記の、第1の実施形態に係る運搬装置1Aにおいて、自動認識装置12Aに代えて、本体2の左右方向(y方向)の壁面に一対の自動認識装置12Bを備えるものである。
本発明の第2の実施形態に係る運搬装置1Bは、上記の、第1の実施形態に係る運搬装置1Aにおいて、自動認識装置12Aに代えて、本体2の左右方向(y方向)の壁面に一対の自動認識装置12Bを備えるものである。
自動認識装置12Bは、自動認識装置12Aと同様の装置を用いることができ、自動認識装置12Bとしては、例えば、深度カメラ測域センサ等の測距センサなどを含んで構成される。
運搬装置1Bが運搬対象物であるパレット31の位置を横方向で認識する場合の一例について説明する。
図18及び図19は、運搬装置1Bが運搬対象物であるパレット31の位置を認識する場合の平面図であり、図18は、運搬装置1Bの左側にパレット31が位置している場合であり、図19は、運搬装置1Bの右側にパレット31が位置している場合である。図18及び図19に示すように、運搬装置1BはWMS(倉庫管理システム)などの運搬物であるパレット31の情報を持っている外部システムから、運搬装置1Bが運搬するパレット31の情報を取得する手段が設けられている。そのため、走行路の左右どちらにパレット31があるかという情報を把握できる。
例えば、図18に示すように、パレット31が本体2の右側にある場合には、本体2の右方向に取り付けた自動認識装置12Bでパレット31の位置を認識する。図19に示すように、本体2の左側にある場合は、本体2の左方向に取り付けた自動認識装置12Bでパレット31の位置を認識する。運搬装置1Bは、自動認識装置12Bによって、パレット31の正面に設けられた3本の桁34を検出し、その3本のうちの中央の桁34の中心位置を算出することによって、パレット31の中心を認識し、位置を特定する。また、運搬装置1Bは、パレット31の正面に設けられた3本の桁34を検出し、その3本のうちの中央の桁の幅の長さを算出することによってパレット31の内幅を特定し、また、左右の桁からパレット31の外幅を特定する。
運搬装置1Bが、運搬対象のパレット31のおおよその位置情報を取得してから、自動認識装置12Bによってパレット31の桁34を検出し、パレット31の中心を認識する動作について説明する。
図20は、運搬装置1Bの動作を説明するフローチャートである。図20に示すように、パレット31が本体2の右側又は左側にある場合(図18及び図19参照)に、パレット31の情報を運搬装置1Bが受信する(ステップS101)。
ここで受信する情報は、パレット31の種類、パレット31の位置座標、走行路の左右のどちらに存在するかなどの情報である。
次に、ステップS101で受信した位置座標を基に、パレット31の近くまで移動する(ステップS102)。
次に、ステップS101で受信した、パレット31の本体2に対する左右の存在情報に基づき、該当方向にある自動認識装置12Bを用いて、搬送対象物の周囲のデータを取得する(ステップS103)。
次に、ステップS103で取得したデータから、パレット31の正面にある3本の桁34を検出する(ステップS104)。
次に、3本の桁34の検出が正常に行われたか否か判定する(ステップS105)。判定は、3本の桁34が正常に判断されたか否かであるが、例えば2本の桁34しか検出されない場合でも、後述するパレット31の中心位置と挿し込みの内幅/外幅が決定できれば、正常と判定してもよい。
3本の桁34が検出できた場合(ステップS105:Yes)には、ステップS101で受信した位置座標から最も近い桁34を中央の桁34とし、中央の桁34の中心位置からパレット31の中心位置と、中央の桁34の幅から挿し込み時の内幅を決定する(ステップS106)。
次に、左右の桁34の位置と幅から、挿し込み時の外幅を決定する(ステップS106)。
一方、3本の桁34が検出できなかった場合(ステップS105:No)には、位置検出異常として、警報灯の点灯、警報音の発報、サーバ等の上位システムへ通報等の通報を行う(ステップS108)。
次に、運搬対象物が台車41であり、運搬装置1Bが台車41の位置を横方向で認識する場合の一例について説明する。
図21及び図22は、運搬装置1Bが運搬対象の台車41の位置を認識する場合の平面図であり、図21は、運搬装置1Bの左側に台車41が位置している場合であり、図22は、運搬装置1Bの右側に台車41が位置している場合である。図21及び図22に示すように、運搬対象物が台車41の場合であっても、運搬装置1BはWMS(倉庫管理システム)などの運搬物の情報を持っている外部システムから、運搬装置1Bが運搬するパレット31の情報を取得する手段を備えている。そのため、走行路の左右どちらに台車41があるか否かという情報も把握可能である。
例えば、図21に示すように、本体2の右側にある場合は、本体2の右方向に取り付けた自動認識装置12Bでパレット31の位置を認識する。
図22に示すように、本体2の左側にある場合は、本体2の左方向に取り付けた自動認識装置12Bでパレット31の位置を認識する。
運搬装置1Bは、自動認識装置12Bによって、台車41の正面に設けられた2つの車輪44を検出し、その2つの車輪44のそれぞれの中心点間を結ぶ線分の中点の位置を算出することによって、台車41の中心を認識し、位置を特定する。また、運搬装置1Bは、台車41の正面に設けられた2つの車輪44を検出し、その2つの車輪44の内幅の長さを算出することによって台車41の幅を特定する。
運搬装置1Bが、台車41のおおよその位置情報を取得してから、自動認識装置12Bによって台車41の車輪44を検出し、台車41の中心を認識する動作について説明する。
図23は、運搬装置1Bの動作を説明するフローチャートである。なお、図23に示すS201〜S203は、図20のS101〜S103と同様であるため、詳細は省略する。
ステップS203で取得したデータから、台車41の正面にある2つの車輪を検出する(ステップS204)。
なお、3つ以上の車輪が検出された場合は、ステップS201で受信した位置座標に最も近い2つを搬送対象物であるか台車41の車輪44としてみなす。
次に、2つの車輪が検出できたか否か判定する(ステップS205)。
2つの車輪が検出できた場合(ステップS205:Yes)には、2つの車輪の中央値から台車41の中心位置、2つの車輪の間隔から挿し込み時の内幅を決定する(ステップS206)。
次に、2つの車輪が検出できなかった場合(ステップS205:No)には、位置検出異常として、警報灯の点灯、警報音の発報、サーバ等の上位システムへ通報等の通報を行う(ステップS207)。
次に、運搬装置1Bが運搬対象のパレット31の位置を横方向で認識した後におけるフォーク6の挿し込み動作を行う場合の一例について説明する。
図24〜図27は、運搬装置1Bがパレット31にフォーク6を挿し込む際の動作を説明する図である。図24に示すように、運搬装置1Bは、弧を描いて後退することによって、パレット31に対して一対のフォーク6を挿し込める位置にアプローチを実施する。なお、図24中の点Aは運搬装置1Bがパレット31の位置を認識するときの、一対の従動車輪5の中心である。
運搬装置1Bがパレット31の位置を認識した後、運搬装置1Bは一対のフォーク6の幅方向の中心とパレット31の正面幅方向の中心が一致するような弧の軌跡を計算する。
その後、運搬装置1Bは一対の従動車輪5の中心が点Aから点Bに移動することで、その弧の始点に到着する。
この時、運搬装置1Bは開閉装置10(図1参照)によって一対のフォーク6の幅をパレット31の挿し込みに適した幅に変更しても良い。なお、一対のフォーク6の幅を変更するのは、運搬装置1Bがパレット31の位置、幅を認識してから、パレット31に接続するまでの間であれば、タイミングは限定されない。
図27に示すように、弧の始点(点B)に移動した後、運搬装置1Bは、図25〜図27に示すように、計算した弧を描きながら、一対のフォーク6がパレット31の方向を向くように後退し、一対の従動車輪5の中心が点Dに位置するように、運搬装置1Bを移動させる。
運搬装置1Bは、自動認識装置12Bを、自動認識装置12Bの検出面が一対のフォーク6より下側に位置するように、設けることが好ましい。これにより、運搬装置1Bは、自動認識装置12Bを障害物検知手段として使用することもできる。
図28は、自動認識装置12Bが障害物検知手段として使用される場合の説明図である。図28に示すように、一対のフォーク6にパレット31が積載された状態である場合、本体2の後方は障害物を検知することが困難となる。本実施形態では、運搬装置1Bは、自動認識装置12Bの検出面が一対のフォーク6より下側となるように自動認識装置12Bを設置することにより、パレット31の積載の有無に関わらず、本体2の後方の障害物の検知を有効に行うことができる。
運搬装置1Bは、自動認識装置12Bを複数設置してもよい。一対のフォーク6の下方から障害物を検出しようとする場合、一対の従動車輪5が死角になる範囲ができ易い。本実施形態では、運搬装置1Bは、自動認識装置12Bを複数備えることにより、一つの自動認識装置12Bにできる死角を、その他の自動認識装置12Bによって補うことができる。
このように、運搬装置1Bは、運搬対象物を運搬装置1Bの横方向で認識される場合でも、フォーク6を運搬対象物の下面に的確に差し込み、搬送することができる。
[第3の実施形態]
本発明の第3の実施形態に係る運搬装置1Cは、上記の、第1の実施形態に係る運搬装置1Aにおいて、自動認識装置12Aに代えて、本体2の後方向側(x正方向側)の壁面に自動認識装置12Cを備えるものである。
本発明の第3の実施形態に係る運搬装置1Cは、上記の、第1の実施形態に係る運搬装置1Aにおいて、自動認識装置12Aに代えて、本体2の後方向側(x正方向側)の壁面に自動認識装置12Cを備えるものである。
自動認識装置12Cの設置位置は、本体2の後方向側で、その機能が阻害されない位置であればよく、自動認識装置12Aと同様の位置でもよいし、異なる位置でもよい。
自動認識装置12Cは、自動認識装置12Aと同様の装置を用いることができ、自動認識装置12Cとしては、例えば、深度カメラ測域センサ等の測距センサなどを含んで構成される。
運搬装置1Cが運搬対象物であるパレット31の位置を横方向以外で認識する場合の一例について説明する。
図29及び図30は、運搬装置1Cが運搬対象物であるパレット31の位置を認識する場合の平面図であり、図29は、運搬装置1Cの左側にパレット31が位置している場合であり、図33は、運搬装置1Cの右側にパレット31が位置している場合である。図29及び図30に示すように、運搬装置1CはWMS(倉庫管理システム)などの運搬対象物であるパレット31の情報を持っている外部システムから、運搬装置1Cが運搬するパレット31の情報を取得する手段が設けられている。そのため、走行路の左右どちらにパレット31があるかという情報を把握できる。
例えば、図29及び図30に示すように、自動認識装置12Cが本体2の後方向に取り付けられた場合、パレット31が本体2の左右のどちらにある場合でも、パレット31の位置を認識できる。運搬装置1Cは、自動認識装置12Cによって、パレット31の正面に設けられた3本の桁34を検出し、その3本のうちの中央の桁34の中心位置を算出することによって、パレット31の中心を認識し、位置を特定する。また、運搬装置1Cは、パレット31の正面に設けられた3本の桁34を検出し、その3本のうちの中央の桁34の幅の長さを算出することによって、パレット31の内幅を特定すると共に、左右の桁34からパレット31の外幅を特定する。
自動認識装置12Cの検知範囲が180°未満である場合、又は180°以上が本体2や一対のフォーク6の死角になる場合には、運搬装置1Cは、パレット31の3本の桁34が検知範囲内に入る位置まで前進し、位置検出を行う。
自動認識装置12Cの検知範囲が180°以上の検知範囲を有し、かつ死角がない場合は、運搬装置1Cは、前進しなくても、パレット31の検知を行うことができる。即ち、運搬装置1Cは、パレット31が本体2の右側又は左側にある場合(図18及び図19参照)と同様の動作が可能である。
運搬装置1Cが、運搬対象のパレット31のおおよその位置情報を取得してから、自動認識装置12Cによってパレット31の桁34を検出し、パレット31の中心を認識する動作について説明する。
図31は、運搬装置1Cの動作を説明するフローチャートである。図31に示すように、パレット31が本体2の右側又は左側にある場合(図29及び図30参照)に、運搬装置1Cが、パレット31の置かれている位置付近に到着する(ステップS301)。
次に、運搬装置1Cが、例えば1m程度前進し、パレット31の3本の桁34が検知範囲内に入る位置に移動する(ステップS302)。
次に、ステップS101と同様、パレット31の情報を運搬装置1Cが受信する(ステップS303)。
ここで受信する情報は、パレット31の種類、パレット31の位置座標、走行路の左右のどちらに存在するかなどの情報である。
次に、ステップS203で受信した左右の存在情報に基づき、パレット31に接近している否か判定する(ステップS304)。
運搬装置1Cは、ステップS304で、パレット31に接近するまで繰り返す。
次に、運搬装置1Cは、ステップS103と同様、ステップS303で受信した、パレット31の本体2に対する左右の存在情報に基づき、該当方向にある自動認識装置12Cを用いて、搬送対象物の周囲のデータを取得する(ステップS305)。
次に、ステップS104と同様、ステップS305で取得したデータから、パレット31の正面にある3本の桁34を検出する(ステップS306)。
次に、3本の桁34の検出が正常に行われたか否か判定する(ステップS307)。ステップS207は、上記のステップS105と同様であるため、詳細は省略する。
3本の桁34の検出が正常に行われた場合(ステップS307:Yes)には、上記のステップS106と同様、ステップS203で受信した位置座標から最も近い桁34を中央の桁34とし、中央の桁34の中心位置からパレット31の中心位置と、中央の桁34の幅から挿し込み時の内幅を決定する(ステップS308)。
次に、上記のステップS106と同様、左右の桁34の位置と幅から、挿し込み時の外幅を決定する(ステップS309)。
一方、3本の桁34の検出が正常に行われなかった場合(ステップS307:No)には、上記のステップS108と同様、位置検出異常として、警報灯の点灯、警報音の発報、サーバ等の上位システムへ通報等の通報を行う(ステップS310)。
次に、運搬対象物が台車41であり、運搬装置1Cが台車41の位置を横方向以外で認識する場合の一例について説明する。
図32及び図33は、運搬装置1Cが運搬対象物である台車41の位置を認識する場合の平面図であり、図32は、運搬装置1Cの左側に台車41が位置している場合であり、図33は、運搬装置1Cの右側に台車41が位置している場合である。図32及び図33に示すように、運搬対象が台車41の場合であっても、運搬装置1Cは、運搬装置1Bと同様、WMSなどの運搬物の情報を持っている外部システムから、運搬装置1Cが運搬する台車41の情報を取得する手段を備えている。そのため、走行路の左右どちらに台車41があるか否かという情報も把握可能である。
例えば、図32及び図33に示すように、本体2の後方向に自動認識装置12Cを取付けた場合、左右のどちらにある場合でも、台車41の位置を認識できる。
運搬装置1Cは、自動認識装置12Cによって、運搬装置1Bと同様、台車41の正面に設けられた2つの車輪44を検出し、その2つの車輪44のそれぞれの中心点間を結ぶ線分の中点の位置を算出することによって、台車41の中心を認識し、位置を特定する。また、運搬装置1Cは、台車41の正面に設けられた2つの車輪44を検出し、その2つの車輪44の内幅の長さを算出することによって台車41の幅を特定する。
自動認識装置12Cの検知範囲が180°未満である場合、又は180°以上の検出範囲が本体2若しくは一対のフォーク6の死角になる場合には、2つの車輪44が検知範囲内に入る位置まで前進し、位置検出を行う。
180°以上の検知範囲を有し、かつ死角がない場合は、運搬装置1Cは、前進しなくても、台車41の検知を行うことができる。即ち、運搬装置1Cは、台車41が本体2の右側又は左側にある場合(図21及び図22参照)と同様の動作が可能である。
運搬装置1Cが、台車41のおおよその位置情報を取得してから、自動認識装置12Cによって台車41の車輪44を検出し、台車41の中心を認識する動作について説明する。
図34は、運搬装置1Cの動作を説明するフローチャートである。図34に示すように、運搬装置1Cが、図31に示すステップS301と同様、台車41の置かれている位置付近に到着する(ステップS401)。
次に、運搬装置1Cが、例えば1m程度前進し、2つの車輪44が検知範囲内に入る位置に移動する(ステップS402)。
次に、図31に示すステップS303と同様、パレット31の情報を運搬装置1Cが受信する(ステップS403)。
次に、図31に示すステップS304と同様、ステップS403で受信した左右の存在情報に基づき、パレット31に接近している否か判定し(ステップS404)、運搬装置1Cは、図31に示すステップS304と同様、ステップS404で、パレット31に接近するまで繰り返す。なお、ステップS403及びステップS404は、図31のステップS303及びステップS304と同様であるため、詳細は省略する。
次に、運搬装置1Cは、ステップS305と同様、ステップS403で受信した、パレット31の本体2に対する左右の存在情報に基づき、該当方向にある自動認識装置12Cを用いて、搬送対象物の周囲のデータを取得する(ステップS405)。なお、ステップS405は、図31のステップS305と同様であるため、詳細は省略する。
次に、運搬装置1Cは、ステップS405で取得したデータから、台車41の正面にある2つの車輪44を検出する(ステップS306)。
ここで、3つ以上の車輪44が検出された場合には、ステップS403で受信した位置座標に最も近い2つの車輪44を台車41の車輪44とみる。
次に、運搬装置1Cは、2つの車輪44の検出が正常に行われたか否か判定する(ステップS407)。ステップS407は、上記のステップS307と同様であるため、詳細は省略する。
2つの車輪44の検出が正常に行われた場合(ステップS407:Yes)には、2つの車輪の中央値から台車41の中心位置と、2つの車輪44の間隔から挿し込み時の内幅を決定する(ステップS408)。
一方、2つの車輪44の検出が正常に行われなかった場合(ステップS407:No)には、上記のステップS310と同様、位置検出異常として、警報灯の点灯、警報音の発報、サーバ等の上位システムへ通報等の通報を行う(ステップS409)。
このように、運搬装置1Cは、運搬対象物を運搬装置1Cの横方向以外で認識される場合でも、フォーク6を運搬対象物の下面に的確に差し込み、搬送することができる。
以上、具体例を参照しつつ本実施形態について説明した。しかし、本開示はこれらの具体例に限定されるものではない。これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素及びその配置、条件、形状などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。
1A、1B、1C 運搬装置
2 本体
3 駆動車輪
5 従動車輪
6 フォーク
7 連結部
7a 爪状部
8 昇降装置
10 開閉装置
12A、12B、12C 自動認識装置
21 リンク機構(移動部)
31 パレット
41 台車(被搬送物)
43 ベース板フレーム(フレーム)
2 本体
3 駆動車輪
5 従動車輪
6 フォーク
7 連結部
7a 爪状部
8 昇降装置
10 開閉装置
12A、12B、12C 自動認識装置
21 リンク機構(移動部)
31 パレット
41 台車(被搬送物)
43 ベース板フレーム(フレーム)
Claims (6)
- 駆動車輪を有する本体と、
前記本体から所定方向に延在する、運搬対象としてのパレットを持ち上げるための一対のフォークと、
前記一対のフォークのそれぞれの先端に設けられる従動車輪と、
前記一対のフォークを昇降させる昇降装置と、
前記昇降装置による前記フォークの昇降に応じて、前記従動車輪と前記フォークとの相対距離を変更して前記従動車輪の接地を維持する移動部と、
前記一対のフォークのそれぞれの対向方向の内側に設けられ、運搬対象としての車輪を有する被搬送物を連結する連結部と、
を備え、
前記連結部は、前記フォークが前記パレットを積載するときに前記パレットに干渉し得ない位置に設けられる、
運搬装置。 - 運搬対象が前記パレットである場合に、前記フォークにより前記パレットを連結するパレット連結制御を実行し、運搬対象が前記被搬送物である場合に、前記連結部により前記被搬送物を連結する被搬送物連結制御を実行する、
請求項1に記載の運搬装置。 - 運搬物を自動で認識できる自動認識装置を備え、
前記自動認識装置による認識結果に基づいて、前記パレット連結制御または前記被搬送物連結制御を実行する、
請求項2に記載の運搬装置。 - 前記一対のフォークの前記対向方向の間隔を変更する開閉装置を備える、
請求項1〜3のいずれか1項に記載の運搬装置。 - 運搬対象の種類に応じて前記開閉装置による前記一対のフォークの間隔の変更と、前記連結部または前記フォークによる前記運搬対象への連結とを自動的に行う自動連結制御を実施する、
請求項4に記載の運搬装置。 - 自律走行機能を有する、
請求項1〜5のいずれか1項に記載の運搬装置。
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