JP2022144293A - 自律走行車、搬送システム、及び、自律走行車と搬送対象との連結構造 - Google Patents

Abstract

【課題】自律走行車と搬送対象との連結をより簡易かつより確実にできる自律走行車を提供する。【解決手段】自律走行車１２０は、搬送対象（棚１３０）と連結可能な自律走行車であって、搬送対象（棚１３０）に設けられた凸部（突起４４０）を少なくとも自律走行車１２０の進行方向の前後で挟むように凸部（突起４４０）と係合する係合部（ロック装置２１１）を備える。【選択図】図１２

Description

本開示は、自律走行車、搬送システム、及び、自律走行車と搬送対象との連結構造に関する。

無人搬送車などの自律走行車を、工場や一般家庭で用いる際に、例えば物品が載置された棚や牽引台車などの搬送対象を牽引して搬送を行う場合がある。

自律走行車と搬送対象とを連結する構成として、無人搬送車の天板にプレートを設置し、牽引台車にスリットを有するガイドを設ける構成において、無人搬送車のプレートをスリットに差し込んだ後に、電磁ロックピンをプレート及びガイドに貫通させて電磁ロックをかけ、これにより無人搬送車と牽引台車とを物理的に接続する構成が考えられる。

特開２０１９－１４８８８１号公報

自律走行車と搬送対象との連結構造が複雑であると、自律走行車の連結位置への高い位置決め精度が求められる。

本開示は、自律走行車と搬送対象との連結をより簡易かつより確実にできる自律走行車を提供する。

本開示の実施形態の一観点に係る自律走行車は、搬送対象と連結可能な自律走行車であって、前記搬送対象に設けられた凸部を少なくとも前記自律走行車の進行方向の前後で挟むように前記凸部と係合する係合部を備える。

自律走行車の利用シーンの一例を示す図 自律走行車の外観構成の一例を示す図 自律走行車が搬送対象となる棚とドッキングする様子を示した図 棚のうち最下段より下部の概略構成を示す正面図 第１実施形態に係るロック装置の斜視図 図５中のロック装置のＡ－Ａ断面図 図５中のロック装置のＢ－Ｂ断面図 ドッキング制御に関する制御装置の機能ブロック図 制御装置のハードウェア構成図 第１実施形態のロック装置によるドッキング動作の第１段階を示す図 第１実施形態のロック装置によるドッキング動作の第２段階を示す図 第１実施形態のロック装置によるドッキング動作の第３段階を示す図 第１実施形態のロック装置によるドッキング動作の第４段階を示す図 第２実施形態に係るロック装置の斜視図 図１４中のロック装置のＣ－Ｃ断面図であり、第２実施形態のロック装置によるドッキング動作の第１段階を示す図 第２実施形態のロック装置によるドッキング動作の第２段階を示す図 第２実施形態のロック装置によるドッキング動作の第３段階を示す図 第２実施形態のロック装置によるドッキング動作の第４段階を示す図 自律走行車と搬送対象との連結構造の第１変形例を示す模式図 自律走行車と搬送対象との連結構造の第２変形例を示す模式図 自律走行車と搬送対象との連結構造の第３変形例を示す模式図 搬送対象側の連結要素が凸部で形成される構成による効果を説明するための模式図 搬送対象側の連結要素の凹部の他の構成例を示す模式図 搬送対象側の連結要素が凸部で形成される構成によるさらなる効果を説明するための模式図 搬送対象側の連結要素が凸部で形成される構成による別の効果を説明するための模式図

本開示における少なくとも一の実施形態によれば、自律走行車と搬送対象との連結をより簡易かつより確実にできる自律走行車と搬送対象との連結構造を提供する。以下で説明する実施形態において自律走行車は搬送対象を牽引することで当該搬送対象を目的地まで搬送する。

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方向は水平方向であり、ｚ方向は鉛直方向である。ｘ方向は、自律走行車１２０の幅方向である。ｙ方向は、自律走行車１２０の前後方向である。ｚ方向は、自律走行車１２０の高さ方向である。また、以下では説明の便宜上、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実施形態］
＜自律走行車の利用シーン＞
はじめに、第１実施形態に係る自律走行車の利用シーンについて説明する。図１は、自律走行車の利用シーンの一例を示す図であり、自律走行車１２０とその搬送対象を有する搬送システムを図示する。図１に示すように、自律走行車１２０は、例えば、自宅のリビング等の所定空間１００において、ユーザ１１０がソファでくつろぐシーン等で利用される。

図１に示す利用シーンは、例えば、ユーザ１１０がノートＰＣを使用しようとして、自律走行車１２０に対して、
・ウェイクワードを発声した後、
・「ノートＰＣを持ってきて」と発声した場合（すなわち、音声による搬送指示（以降、音声指示と呼ぶ）が行われた場合）、
を示している。この場合、自律走行車１２０は、キャスタ付きの棚１３０～１５０の中から、ノートＰＣや書物等の仕事道具１３１が載置された棚１３０を搬送対象として特定し、棚１３０とドッキングした後、棚１３０をユーザ１１０の近傍の位置まで搬送する。なお、自律走行車１２０は、ウェイクワードなしに行われた音声指示に従うよう構成されてもよい。

このように、自律走行車１２０を利用すれば、ユーザ１１０は、音声指示を行うだけで、ソファから動くことなく、離れた位置にあるノートＰＣを手元に置くことができる。

なお、図１の例は、ユーザ１１０が音声指示を行った時点で、棚１３０が、所定空間１００内のアンカ１７０の位置に待機していた場合を示している。また、図１の例は、アンカ１７０の位置に待機していた棚１３０を、ユーザ１１０の近傍の位置１７２まで搬送する際に、最短の搬送経路上に、障害物として、ごみ箱１６０が置かれていた場合を示している。

このような場合、自律走行車１２０は、棚１３０の搬送中にごみ箱１６０を検知し、点線矢印１７１に示す搬送経路で棚１３０を搬送することで、ごみ箱１６０との衝突を回避する。

また、図１には示していないが、自律走行車１２０が棚１３０をユーザ１１０の近傍の位置１７２まで搬送し、ユーザ１１０がノートＰＣを棚１３０から取り出した後、自律走行車１２０に対して、「棚を元の位置に戻して」との音声指示を行ったとする。この場合、自律走行車１２０は、棚１３０を、アンカ１７０の位置まで搬送する。

また、図１の例では、自律走行車１２０が搬送対象として棚１３０を搬送する場合について示したが、ユーザ１１０の音声指示の内容によっては、自律走行車１２０が、棚１４０又は棚１５０を搬送対象として特定して搬送してもよい。また、図１の例では、自律走行車１２０が、ユーザ１１０の近傍の位置を棚１３０の搬送先の位置として特定した。しかしながら、ユーザ１１０の音声指示の内容によっては、自律走行車１２０が、所定空間１００内に設置された所定の設置物（例えば、家具等）の近傍の位置や、所定空間１００内の任意の位置を、棚１３０の搬送先の位置として特定してもよい。

＜自律走行車の構成＞
次に、自律走行車１２０の構成について説明する。図２は、自律走行車の外観構成の一例を示す図である。

図２（ａ）に示すように、自律走行車１２０は、全体として直方体の形状を有しており、搬送対象となる棚の最下段の下側に進入できるよう、高さ方向（ｚ軸方向）及び幅方向（ｘ軸方向）の寸法が規定されている。なお、自律走行車１２０の形状は直方体に限定されない。

自律走行車１２０の上面２１０には、搬送対象となる棚とドッキングするためのドッキング機構を構成する部材であるロック装置２１１が設置されている。また、自律走行車１２０の上面２１０には、ＬＩＤＡＲ（Laser Imaging Detection and Ranging）２１２が設置されている。ＬＩＤＡＲ２１２は、自律走行車１２０の上面２１０の高さ位置における、前後方向（ｙ軸方向）及び幅方向（ｘ軸方向）を測定範囲としており、ＬＩＤＡＲ２１２による測定結果を用いることで、当該測定範囲にある障害物等を検出することができる。

自律走行車１２０の前面２２０には、前面ＲＧＢカメラ２２１と、ＴｏＦ方式（Time of Flight方式）のカメラ（ＴｏＦカメラ２２２）とが設置されている。なお、本実施形態の前面ＲＧＢカメラ２２１は、ＴｏＦカメラ２２２の上側に設置されるが、前面ＲＧＢカメラ２２１の設置位置は、この位置に限定されない。

前面ＲＧＢカメラ２２１は、自律走行車１２０が前進方向に移動する際、例えば、
・搬送対象となる棚（例えば、棚１３０）、
・搬送先の近傍にいるユーザ（例えば、ユーザ１１０）、搬送先の近傍にある設置物、
・搬送経路上の障害物（例えば、ごみ箱１６０）、
等を撮影し、カラー画像を出力する。

ＴｏＦカメラ２２２は、測定範囲内の物体の３次元的な位置に関する測定データを取得するセンサの一例である。ＴｏＦカメラ２２２は、マルチパス問題を回避するために、自律走行車１２０が走行する走行面（図２（ｂ）に示す床面２４０）が測定範囲に含まれない程度に、自律走行車１２０の前面２２０において上向きに設置される。マルチパス問題の一例として、光源から出射した光が床面２４０を経由して他の対象物で反射し、その反射光をＴｏＦカメラ２２２が受光することによる測定精度の悪化が挙げられる。本実施形態において、ＴｏＦカメラ２２２の自律走行車１２０の前面２２０における上向きの設置角度Θは、床面２４０に対して約５０度であるとする。

また、ＴｏＦカメラ２２２は、自律走行車１２０が前進方向に移動する際、少なくともドッキングした棚が通過する領域（ドッキングした棚の高さ×ドッキングした棚の幅分の領域）を測定範囲として障害物等を撮影する。また、ＴｏＦカメラ２２２は、撮影した距離画像（深度画像）を３次元位置データとして出力する。なお、本実施形態において、ＴｏＦカメラ２２２の垂直画角θｖは７０度、水平画角θｈは９０度であるとする。なお、物体の３次元的な位置データを取得するためのセンサデバイスとして、ＴｏＦカメラ２２２に代えて、ステレオカメラや単眼カメラを用いてもよい。ステレオカメラの場合、同じタイミングで撮影された２つの画像から測定範囲内の３次元位置データが計算できる。単眼カメラの場合、異なるタイミングで撮影された２つの画像と自律走行車１２０の移動方向及び移動距離から、測定範囲内の３次元位置データが計算できる。

自律走行車１２０の下面２３０には、駆動輪２３１と、従動輪２３２とが設置され、自律走行車１２０を支持する。

駆動輪２３１は、幅方向（ｘ軸方向）に１つずつ設置されており（幅方向に計２つ設置されており）、それぞれが独立してモータ駆動されることで、自律走行車１２０を、進行方向すなわち前進／後退方向（ｙ軸方向）に移動させることができる。また、駆動輪２３１は、自律走行車１２０を、ｚ軸周りに旋回させることができる。

従動輪２３２は、幅方向（ｘ軸方向）に１つずつ（幅方向に計２つ）設置されている。また、従動輪２３２は、自律走行車１２０に対して、それぞれがｚ軸周りに旋回可能に設置されている。なお、従動輪２３２の設置位置や設置数は、上記以外でもよい。

また、図２（ｂ）に示すように、自律走行車１２０の内部には制御装置３００が搭載されている。制御装置３００は、自律走行車１２０内に搭載される各種センサから入力される情報や、外部から受信する操作指令などに基づき、駆動輪２３１やロック装置２１１の動作を制御して、自律走行車１２０の移動や棚１３０との連結を制御する。なお、本開示における２つの対象の連結とは、２つの対象が互いに接触しているか否かを問わず、一方の対象が移動すると他方の対象も連動して移動するような関係性のことを指してよい。

＜ドッキングの概要＞
次に、ドッキングの概要について説明する。図３は、自律走行車が搬送対象となる棚とドッキングする様子を示した図である。このうち、図３（ａ）は、自律走行車１２０が、アンカ１７０の位置に待機する、搬送対象となる棚１３０とドッキングする直前の様子を示したものである。

図３（ａ）に示すように、棚１３０は段数が３段の棚であり、最下段４００の下側には、フレームガイド４１０、４２０が、自律走行車１２０の幅に応じた間隔で、略平行に取り付けられている。これにより、自律走行車１２０が、搬送対象となる棚１３０の最下段４００の下側に進入する際の進入方向が規定される。また、フレームガイド４１０、４２０は、自律走行車１２０が搬送対象となる棚１３０を搬送する際、幅方向のガイド部として機能し、棚１３０が自律走行車１２０に対して幅方向にずれることを防止する。

また、棚１３０の足元には、キャスタ４３１～４３４が旋回可能に取り付けられている。これにより、自律走行車１２０は、ドッキングした棚１３０を容易に搬送することができる。

一方、図３（ｂ）は、自律走行車１２０が搬送対象となる棚１３０にドッキングした後の様子を示したものである。図３（ｂ）に示すように、棚１３０にドッキングした状態であっても、自律走行車１２０の前面２２０は、棚１３０の各段によって覆われない（前面２２０が、棚１３０の各段よりも前進方向に突出する）。このため、自律走行車１２０が棚１３０を搬送する際に、前面ＲＧＢカメラ２２１の測定範囲が、棚１３０のいずれかの段によって遮られることはない。

同様に、ＴｏＦカメラ２２２についても、自律走行車１２０が棚１３０を搬送する際に、測定範囲（垂直画角θｖ、水平画角θｈ）が、棚１３０のいずれかの段によって遮られることはない。

一方、ＬＩＤＡＲ２１２は、自律走行車１２０が棚１３０にドッキングした状態で、自律走行車１２０の高さ位置における前方及び後方の測定範囲が遮られることはない。しかしながら、幅方向の測定範囲についてはフレームガイド４１０、４２０によって遮られる可能性がある。

このため、棚１３０のフレームガイド４１０、４２０には、ＬＩＤＡＲ２１２の幅方向の測定範囲を遮蔽する割合を低減するために、開口部４１１、４２１が設けられている。これにより、自律走行車１２０が棚１３０を搬送する際に、ＬＩＤＡＲ２１２は、自律走行車１２０の高さ位置における前方、後方及び幅方向の測定範囲を、棚１３０によって遮られることなく測定することができる。

なお、図３（ｂ）においては示されていないが、自律走行車１２０の前面側に設置されたマイクも、自律走行車１２０が棚１３０にドッキングした状態で、棚１３０の各段よりも前進方向に突出した位置に配置される。このため、自律走行車１２０が棚１３０を搬送する際に、前面側のマイクの検出範囲が、棚１３０のいずれかの段によって遮られることはない。

図４は、棚１３０のうち最下段４００より下部の概略構成を示す正面図である。図４に示すように、一対のフレームガイド４１０、４２０の中間の位置、すなわち棚１３０の最下段４００のｘ方向の中心位置には、最下段４００の下面から下方に突出するように突起４４０（凸部）が設けられている。本実施形態では、突起４４０は例えば円柱状であるが、この形状に限られない。

上述の自律走行車１２０のロック装置２１１は上下動可能に構成され、ロック装置２１１が上昇したときに、この突起４４０に篏合することによって、自律走行車１２０と棚１３０とが連結される。すなわち、自律走行車１２０のロック装置２１１と、棚１３０（搬送対象）の突起４４０とが、本実施形態に係る「自律走行車と搬送対象との連結構造」を構成する。

＜ロック装置２１１の構成＞
図５～図７を参照してロック装置２１１の構成を説明する。図５は、第１実施形態に係るロック装置２１１の斜視図である。図６は、図５中のロック装置２１１のＡ－Ａ断面図である。図７は、図５中のロック装置２１１のＢ－Ｂ断面図である。図６は、ロック装置２１１をｘ正方向側から視た断面であり、図７は、ｙ負方向側から視た断面である。

ロック装置２１１は、「自律走行車１２０に設けられ、上下動可能であり、上方に移動して突起４４０と係合したとき自律走行車１２０の少なくとも前進後退方向への突起４４０の相対移動を規制する規制部」として機能する。本実施形態では、規制部としてのロック装置２１１は、突起４４０に篏合する凹部であり、突起４４０を少なくとも自律走行車１２０の進行方向の前後で挟むように突起４４０と係合する係合部であるといってよい。ロック装置２１１の凹部は、上方に移動して突起４４０と篏合（突起４４０の少なくとも一部を収容）したとき、自律走行車１２０に対する突起４４０すなわち搬送対象の水平方向への相対移動を規制することで、自律走行車１２０が搬送対象を牽引可能な状態を作り出す。

ここで、第１実施形態で用いる「篏合」とは、「係合」の一例であり、「係合」という概念に包含される。「篏合」とは、一般には、軸と軸受けのように、機械のいろいろな部分がはまり合う関係を意味し、例えば、軸が孔などのくぼんだ所に固くはまり合ったり、滑り動くようにゆるくはまり合ったりする関係をいう。本実施形態では、凸状の突起４４０と凹状のロック装置２１１（アウタ部品２７０）とが互いに嵌り合い、突起４４０の外周面がロック装置２１１により完全に覆われる状態をいう。

また、「係合」とは、複数の要素が互いに係わり合うことを意味し、歯車同士による動力伝達を表現する場合などに一般的に用いられる表現である。本実施形態では、「係合」とは、自律走行車１２０の移動によって、自律走行車１２０に設けられる凹状のロック装置２１１（アウタ部品２７０）と、棚１３０に設けれる凸状の突起４４０とが少なくとも一時的に接触し、ロック装置２１１から突起４４０に自律走行車１２０の駆動力を伝達できるような、ロック装置２１１と突起４４０との連結関係をいう。篏合以外の係合の種類としては、例えば、凸状の突起４４０を複数の板材や棒材などで挟持する構成などが挙げられる。挟持の詳細については図１９～図２１を参照して後述する。或いは、係合関係とは、複数の要素が必ずしも相互に接触しなくてもよく、駆動力を伝達できれば非接触の関係でもよい。例えば電磁石などを利用して要素間に引力や斥力を発生させ、これらの引力や斥力によって要素間で動力を伝達する構成でもよい。

第１実施形態に係るロック装置２１１の構成をさらに説明すると、凹部としてのロック装置２１１は、基部２５０と、自律走行車１２０に基部２５０を介して固設されるインナ部品２６０と、インナ部品２６０の外周側に上下動可能に設けられるアウタ部品２７０と、を有する。第１実施形態に係るロック装置２１１では、アウタ部品２７０が上方に移動して突起４４０と篏合する凹部として機能する。なお、図５～図７では、アウタ部品２７０が突起４４０と篏合可能な高さ位置まで上昇している状態を図示している。なお、アウタ部品２７０が最下部まで下降した状態では、アウタ部品２７０の上端部と、インナ部品２６０の上面とがほぼ面一となるように配置される（図１０（ａ）など参照）。

第１実施形態では、アウタ部品２７０は棚１３０の円柱形状の突起４４０を篏合可能な円筒形状で形成されるが、少なくとも突起４４０を内部に収容できればよく、例えば楕円形や長円形状などの円形以外の環状でもよい。また、インナ部品２６０は、環状のアウタ部品２７０が摺動可能となるように、ｚ方向から視た断面がアウタ部品２７０の内周面と同一形状となる柱体であればよく、本実施形態では円柱状である。

また、ロック装置２１１は、さらに駆動部２８０と、センサ格納部２９０と、を備える。

駆動部２８０は、アウタ部品２７０に上下動のための動力を供給する。駆動部２８０は、アウタ部品２７０及びインナ部品２６０より下方に配置される。駆動部２８０は、アウタ部品２７０と連結されて、アウタ部品２７０を上下動させる。本実施形態では、駆動部２８０として、圧縮ばね付きソレノイドが適用される。

駆動部２８０は、例えばシリンダタイプのソレノイドであり、ソレノイド本体２８１と、可動部２８２とを有する。ソレノイド本体２８１には、棒状の可動部２８２が摺動可能に挿入され、ソレノイド本体２８１に対して可動部２８２が一方向に進退可能とされている。ソレノイド本体２８１の内部には可動部２８２の周囲にコイルが内蔵されており、コイルに電流を流すことで可動部２８２を所定方向に移動させる。本実施形態では、駆動部２８０はプル型のソレノイドであり、可動部２８２が上方を向くよう設置される。つまり、駆動部２８０は、ソレノイドに通電している状態では、可動部２８２が下方に移動してソレノイド本体２８１に引き込まれた状態を維持する。

一方、ソレノイドに非通電のときは、可動部２８２は外力を付与すれば上下方向に摺動可能な状態である。このため駆動部２８０は、非通電時の可動部２８２の復帰機構として圧縮ばね２８３を有する。圧縮ばね２８３は可動部２８２の上方の露出部分の周囲に配置される。圧縮ばね２８２の上端は可動部２８２の上方の露出部分に連結され、下端はソレノイド本体２８１の上面と対向配置される。圧縮ばね２８３は、ソレノイドが通電し可動部２８２が下方に移動してソレノイド本体２８１に引き込まれている状態では、可動部２８２とソレノイド本体２８１との間で圧縮される。可動部２８２が最下部に位置するときに、圧縮ばね２８３は最も収縮する。この場合、ソレノイド本体２８１は固定されているので上方に付勢される。したがって、ソレノイドが非通電に切り替わると、圧縮ばねの付勢力によって可動部２８２が上方へ移動する。このように、通電状態のソレノイドは、圧縮ばね２８３による付勢に抗して可動部２８２を突出させないようにする（可動部２８２の突出を抑制する）抑制部といってよい。

ここで、図６、図７に示すように、アウタ部品２７０は、筒状部２７１と、連結部２７２と、凸部２７３とを有する。筒状部２７１は、インナ部品２６０の外周側に配置される筒状の部品である。連結部２７２は、ｙ方向を長手方向とする板材であり、筒状部２７１の下端において筒状部２７１の直径方向に沿って配置され、板状の両端が筒状部２７１と接続する。また、連結部２７２は、ｙ方向を長手方向、ｚ方向を短手方向となるように設置される。連結部２７２は、インナ部品２６０をｙ方向に貫通して配置される。このため、インナ部品２６０には、アウタ部品２７０が上下動することを妨げないように、連結部２７２の短手方向（ｚ方向）に沿って連結部２７２が摺動可能とするための、ｚ方向に沿って不図示のスリットが設けられている。また、図６、図７に示すように、連結部２７２の長手方向の中央部には、上方に突出するように凸部２７３が設けられる。

駆動部２８０のソレノイド本体２８１は、制御装置３００からの制御指令に応じて作動し、作動時（通電時）には可動部２８２を吸引して下降させる。また、ソレノイド本体２８１の停止時には、可動部２８２の吸引が停止されるので圧縮ばね２８３（付勢部）の付勢力によって可動部２８２は上昇する。このように駆動部２８０の可動部２８２は、インナ部品２６０に対して上下動する。可動部２８２は、ｚ方向を長手方向とし、その上端がアウタ部品２７０の連結部２７２に連結されている。これにより、可動部２８２が上下動すると、連結部２７２を介してアウタ部品２７０も上下動する。

センサ格納部２９０は、ロック装置２１１のドッキング制御に利用する各種センサを収容する部分である。センサ格納部２９０は、例えば図５～７に示すようにインナ部品２６０の上面の中央に埋設される。センサ格納部２９０は、図５に示すようにｘ方向を長手方向とし、図７に示すように、この長手方向に沿って対向する二組のセンサを備える。

一組目のセンサはフォトリフレクタ２９１（検出部）である。フォトリフレクタ２９１は、発光部側のセンサと受光部側のセンサとから構成され、発光部から出る光を、検知したい物体で遮り、反射された光を受光部で受信することにより、物体を検知する。本実施形態では、図７に示すように、フォトリフレクタ２９１は、センサ格納部２９０の上面から露出して設置され、発光部が上方に光を出力して、受光部が上方からの反射光を受けることができる。これにより、本実施形態のフォトリフレクタ２９１は、ロック装置２１１の上方に検知対象の突起４４０が存在することを検知できる。すなわち、フォトリフレクタ２９１は「規制部（ロック装置２１１）が凸部（突起４４０）と対向する位置にあることを検出する検出部」として機能する。

二組目のセンサはフォトインタラプタ２９２である。フォトインタラプタ２９２は、発光素子と受光素子とを対向配置し、その間を検出物が通過するときに発光素子と受光素子との間の光を遮ることにより、物体の有無を検出する。本実施形態では、図７に示すように、フォトインタラプタ２９２は、センサ格納部２９０の下部に、発光素子と受光素子とがｘ方向に沿って対向配置されるように設置されている。また、発光素子と受光素子との間には、センサ格納部２９０の下面から上方に向けて窪んで形成される凹部２９３が配置される。この凹部２９３は、アウタ部品２７０の上昇時に上述の凸部２７３が挿入される位置に形成される。これにより、本実施形態のフォトインタラプタ２９２は、ロック装置２１１のアウタ部品２７０が上昇動作をしたことを検知できる。

＜ドッキングの制御＞
図８～図１３を参照して、本実施形態に係るロック装置２１１による棚１３０の突起４４０とのドッキング制御について説明する。図８は、ドッキング制御に関する制御装置３００の機能ブロック図である。

このドッキング制御は、自律走行車１２０の制御装置３００がロック装置２１１の各要素を利用して実施する。図８に示すように、制御装置３００は、ロック装置２１１による棚１３０の突起４４０とのドッキング制御の機能に関するドッキング制御部３１０を有する。ドッキング制御部３１０は、棚位置検出部３１１と、上下動制御部３１２と、ドッキング検出部３１３と、走行制御部３１４と、を有する。

棚位置検出部３１１は、フォトリフレクタ２９１の検出信号に基づき、ロック装置２１１に対する棚１３０の突起４４０の位置、より詳細には突起４４０がロック装置２１１と対向する直上の位置にあるか否かを検出する。棚位置検出部３１１は、突起４４０がロック装置２１１との対向位置にあるか否かの検出結果の情報を上下動制御部３１２に出力する。

上下動制御部３１２は、棚位置検出部３１１による検出結果に基づき、ロック装置２１１のアウタ部品２７０の上下動を制御する。上下動制御部３１２は、棚位置検出部３１１により棚１３０の突起４４０がロック装置２１１と対向する位置に無いと判定されたときは、駆動部２８０のソレノイド本体２８１を作動させて可動部２８２及びアウタ部品２７０を下方の所定位置に留める。一方、棚位置検出部３１１により棚１３０の突起４４０がロック装置２１１と対向する位置に有ると判定されたときには、駆動部２８０のソレノイド本体２８１を非作動に切り替えて、圧縮ばね２８３の付勢力により可動部２８２及びアウタ部品２７０を上昇させる。上下動制御部３１２は、アウタ部品２７０の動作状態（上昇か下降か、など）の情報をドッキング検出部３１３に出力する。なお上下動制御部３１２が制御対象とする駆動部２８０は、ソレノイド式のものに限られず他の機構を用いて良い。

ドッキング検出部３１３は、フォトインタラプタ２９２の検出信号に基づき、ロック装置２１１のアウタ部品２７０と棚１３０の突起４４０とのドッキングの成否を検出する。ドッキング検出部３１３は、上下動制御部３１２がアウタ部品２７０を上昇させているときに、フォトインタラプタ２９２の受光素子の検出信号を確認する。例えば、受光素子の検出信号が所定の閾値を下回り、受光素子の受光量が所定値以下となったとき、アウタ部品２７０の凸部２７３がセンサ格納部２９０の凹部２９３の最奥まで進入する位置まで上昇していると判断できる。このとき、ドッキング検出部３１３は、アウタ部品２７０が突起４４０と篏合する位置まで上昇している状態を検知して、ロック装置２１１のアウタ部品２７０と棚１３０の突起４４０とのドッキングが成功したものと判定する。ドッキング検出部３１３は、ドッキング成否の判定結果の情報を走行制御部３１４に出力する。

なお、ドッキング検出部３１３は、フォトリフレクタ２９１が突起４４０の下にある状態（フォトリフレクタ２９１が突起４４０を検出している状態）、かつ、アウタ部品２７０が突起４４０と嵌合する位置まで上昇している状態（フォトインタラプタ２９２でアウタ部品２７０の上昇を検知している状態）を検出したときに、ドッキングが成功したと判定してもよい。これにより、フォトリフレクタ２９１によって突起４４０を検知した後、アウタ部品２７０が突起４４０の下にないタイミングでアウタ部品２７０が上昇してしまった場合（例えば走行速度が速くて自律走行車１２０が突起４４０の下を通り過ぎてしまったり、自律走行車１２０がフレームガイドに接触して棚がずれてしまったりした場合など）、ドッキングが成功したという誤判定を防ぐことができる。

走行制御部３１４は、自律走行車１２０の駆動輪２３１を制御して、自律走行車１２０の走行を制御する。走行制御部３１４は、ドッキング制御では自律走行車１２０のロック装置２１１が棚１３０の突起４４０に接近するよう自律走行車１２０の走行を制御し、ドッキング検出部３１３によりドッキング成功の情報を受け取ると、走行を停止させる。

なお、図８に示すドッキング制御部３１０の各機能ブロックは一例であって、同様の機能を実現できるものであれば他の構成でもよい。また、ドッキング制御部３１０を有する制御装置３００は、図２などでは自律走行車１２０の内部に搭載される構成が例示されているが、あくまで一例であり、自律走行車１２０の他の箇所に搭載される構成でもよいし、自律走行車１２０の外部に設置されて自律走行車１２０の各要素と有線又は無線で通信可能に接続される構成でもよい。

図９は、制御装置３００のハードウェア構成図である。図９に示すように、制御装置３００は、物理的には、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１０１、主記憶装置であるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１０２及びＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１０３、入力デバイスであるキーボード及びマウス等の入力装置１０４、ディスプレイ等の出力装置１０５、ネットワークカード等のデータ送受信デバイスである通信モジュール１０６、補助記憶装置１０７、などを含むコンピュータシステムとして構成することができる。

図８に示した制御装置３００の各機能は、ＣＰＵ１０１、ＲＡＭ１０２等のハードウェア上に所定のコンピュータソフトウェアを読み込ませることにより、ＣＰＵ１０１の制御のもとで通信モジュール１０６、入力装置１０４、出力装置１０５を動作させるとともに、ＲＡＭ１０２や補助記憶装置１０７におけるデータの読み出し及び書き込みを行うことで実現される。すなわち、本実施形態に係る連結構造のドッキング制御のプログラムをコンピュータ上で実行させることで、制御装置３００は、図８の棚位置検出部３１１、上下動制御部３１２、ドッキング検出部３１３、及び走行制御部３１４として機能する。

また、制御装置３００の各機能は、アナログ回路、デジタル回路又はアナログ・デジタル混合回路で構成された回路であってもよい。また、各機能の制御を行う制御回路を備えていてもよい。各回路の実装は、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）等によるものであってもよい。

制御装置３００の各機能の少なくとも一部はハードウェアで構成されていてもよいし、ソフトウェアで構成され、ソフトウェアの情報処理によりＣＰＵ等が実施をしてもよい。ソフトウェアで構成される場合には、制御装置３００及びその少なくとも一部の機能を実現するプログラムをフレキシブルディスクやＣＤ－ＲＯＭ等の記憶媒体に収納し、コンピュータに読み込ませて実行させるものであってもよい。記憶媒体は、磁気ディスクや光ディスク等の着脱可能なものに限定されず、ハードディスク装置やメモリなどの固定型の記憶媒体であってもよい。すなわち、ソフトウェアによる情報処理がハードウェア資源を用いて具体的に実装されるものであってもよい。さらに、ソフトウェアによる処理は、ＦＰＧＡ等の回路に実装され、プロセッサ等のハードウェアが実行するものであってもよい。ジョブの実行は、例えば、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等のアクセラレータを使用して行ってもよい。

例えば、コンピュータが読み取り可能な記憶媒体に記憶された専用のソフトウェアをコンピュータが読み出すことにより、コンピュータを上記の実施形態の装置とすることができる。記憶媒体の種類は特に限定されるものではない。また、通信ネットワークを介してダウンロードされた専用のソフトウェアをコンピュータがインストールすることにより、コンピュータを上記の実施形態の装置とすることができる。こうして、ソフトウェアによる情報処理が、ハードウェア資源を用いて、具体的に実装される。なお、メモリ、プロセッサ、コンピュータ等のハードウェアは、それぞれ１つ、又は１つ以上備えられてもよい。

次に、図１０～図１３を参照して、第１実施形態におけるドッキングの手順を説明する。図１０～図１３は、第１実施形態のロック装置２１１によるドッキング動作の第１～第４段階を示す図である。図１０～図１３の各図において、（ａ）はロック装置２１１と棚１３０の突起４４０との位置関係を示す拡大図であり、（ｂ）は自律走行車１２０と棚１３０との位置関係を示す斜視図である。

ドッキング動作では、まずは図３（ａ）に示したように、自律走行車１２０は、ｙ正方向側の背面側から後退しながら、棚１３０の最下段４００の下側のフレームガイド４１０、４２０の間に進入する。このとき、上下動制御部３１２はロック装置２１１の駆動部２８０のソレノイド本体２８１を作動させてソレノイド吸引状態としている。これにより、可動部２８２及びアウタ部品２７０が下端位置に位置決めされ、アウタ部品２７０の上端の位置がインナ部品２６０の上面と揃えられている（図１０（ａ）参照）。

図１０に示す第１段階では、図１０（ａ）、（ｂ）に矢印Ａ１で示すように、自律走行車１２０は、ｙ正方向側への進入を継続しつつ、フォトリフレクタ２９１による棚１３０の突起４４０の検知が行われる。図１０に示す状態より以前の段階では、自律走行車１２０の棚１３０への進入距離がまだ短いため、突起４４０のｙ負方向側（図面右側）の端部の位置にフォトリフレクタ２９１の検知範囲が到達していない。一方、図１０に示す状態では、図１０（ａ）に点線円Ｂ１で示すように、自律走行車１２０の棚１３０への進入が進み、突起４４０のｙ負方向側の端部の位置にフォトリフレクタ２９１の直上の検知範囲が到達している。このとき棚位置検出部３１１は、棚１３０の突起４４０がロック装置２１１と対向する直上の位置にあることを検出する。

次に図１１に示す第２段階では、突起４４０の検出に応じて、上下動制御部３１２がソレノイド本体２８１を非作動に切り替え、ソレノイド吸引を解除する。これにより、図１１（ａ）に矢印Ａ３で示すように、駆動部２８０の可動部２８２が圧縮ばね２８３の付勢力によって上昇し、矢印Ａ４で示すように可動部２８２と連結されるアウタ部品２７０も上昇する。このとき、図１１（ａ）に点線円Ｂ２で示すように、アウタ部品２７０はまだ突起４４０と篏合する位置まで到達していないため、アウタ部品２７０の上端の一部が突起４４０の下端面４４１に突き当たる。

このとき、圧縮ばね２８３による付勢力は依然として上向きに付加されているので、アウタ部品２７０が突起４４０の端面と接触しつつ、上方に押し当てる状態となる。また、このとき、アウタ部品２７０は突起４４０との篏合位置まで上昇できていない中間位置にあるので、アウタ部品２７０の凸部２７３はフォトインタラプタ２９２の位置まで上昇していない。このため、ドッキング検出部３１３によるドッキング完了の検出は行われない。したがって、図１１（ａ）（ｂ）に矢印Ａ２で示すように、走行制御部３１４は自律走行車１２０の進入を継続する。これにより、ロック装置２１１のアウタ部品２７０は、棚１３０の突起４４０の下端面４４１に押し付けられながら、進入方向に沿って引き摺られる。

次に図１２に示す第３段階では、自律走行車１２０の棚１３０への進入がさらに進み、棚１３０の突起４４０の直下にロック装置２１１が到達する。このとき、図１２（ａ）に矢印Ａ５、Ａ６で示すように、上方に付勢されて突起４４０の下端面４４１に押し当てられていたロック装置２１１のアウタ部品２７０（及び可動部２８２）がさらに上昇する。この結果、点線円Ｂ３で示すように、アウタ部品２７０が突起４４０と篏合する。このとき、アウタ部品２７０の凸部２７３も、フォトインタラプタ２９２の位置まで上昇したため、フォトインタラプタ２９２が遮断されて、ドッキング検出部３１３によるドッキング完了の検出が行われる。走行制御部３１４は、ドッキング完了の検出に応じて、自律走行車１２０の進入を停止させる。

図１２に示す第３段階の状態を維持することによって、自律走行車１２０は、棚１３０を連結して搬送可能となる。自律走行車１２０が棚１３０から離脱する際には図１３に示す第４段階に進む。

次に図１３に示す第４段階では、上下動制御部３１２が駆動部２８０のソレノイド本体２８１を作動させてソレノイド吸引状態に切り替える。これにより、図１３（ａ）に矢印Ａ７で示すように、可動部２８２が下降して下端位置に位置決めされる。また、可動部２８２と連結するアウタ部品２７０も矢印Ａ８で示すように下降して下端位置に位置決めされ、アウタ部品２７０の上端の位置がインナ部品２６０の上面と揃う位置まで戻される。この結果、ロック装置２１１と突起４４０とのドッキングが解除される。ドッキングが解除された状態で、図１３（ａ）、（ｂ）に矢印Ａ９で示すように、自律走行車１２０が棚１３０への進入方向と逆方向に移動することによって、自律走行車１２０が棚１３０から離脱する。

このように、第１実施形態では、まず図１０に示したように、自律走行車１２０と搬送対象としての棚１３０とを連結する際に、自律走行車１２０を棚１３０の下部に進入させる。次に、図１１に示したように、フォトリフレクタ２９１によりロック装置２１１が棚１３０の突起４４０と対向する位置にあることが検出されたときに、ロック装置２１１のアウタ部品２７０を上昇させて、アウタ部品２７０が突起４４０の下端面４４１に突き当たり、かつ、駆動部２８０の圧縮ばね２８３により上方に付勢される中間状態とする。そして、図１２に示したように、アウタ部品２７０が突起４４０と係合する位置に到達するまで自律走行車１２０をさらに移動させ、アウタ部品２７０を、中間状態を維持しながら突起４４０の下端面４４１に沿って移動させ、アウタ部品２７０が突起４４０と係合する位置に到達したときに圧縮ばね２８３の付勢力によってアウタ部品２７０をさらに上昇させて、ロック装置２１１のアウタ部品２７０を棚１３０の突起４４０に係合させる。

この構成により、ロック装置２１１のアウタ部品２７０を棚１３０の突起４４０に篏合させる前に、アウタ部品２７０が突起４４０の下端面４４１に押し付けられながら、自律走行車１２０の進入方向に沿って引き摺られる中間状態をつくることができる。このような中間状態をつくるタイミングは、突起４４０の下端面４４１のうち自律走行車１２０の進入方向（ｙ方向）に沿った長さ分だけ時間的余裕がある。つまり、フォトリフレクタ２９１による突起４４０の検出した時点から、ロック装置２１１のアウタ部品２７０の前端（ｙ正方向側の上端面）が突起４４０の直下より奥まで進入する時点までの間に、アウタ部品２７０を上昇させればよい。このため、制御装置３００によるフォトリフレクタ２９１による突起４４０の検出や、ロック装置２１１のアウタ部品２７０の上昇動作のタイミングが多少早まったり遅れたりしても、上記の時間的余裕によってこれらの制御誤差を許容できるので、確実に中間状態に遷移できる。したがって、ロック装置２１１のアウタ部品２７０を、棚１３０の突起４４０に高精度に篏合させることが可能となる。

また、第１実施形態では、規制部としてのロック装置２１１（アウタ部品２７０）は、搬送対象の棚１３０の突起４４０に篏合する凹部である。この凹部は、上方に移動して凸部としての突起４４０と篏合したとき、突起４４０の水平方向への相対移動を規制する。この構成により、ロック装置２１１のアウタ部品２７０によって、搬送対象側の凸部としての突起４４０の外周方向の全体を完全に覆うことができるので、突起４４０及び棚１３０の水平方向の全方向への移動を規制することが可能となる。これにより、ロック装置２１１による棚１３０との連結をより強固にできる。

また、第１実施形態では、自律走行車１２０側の規制部としてのロック装置２１１のアウタ部品２７０を上昇させて、搬送対象側の棚１３０の突起４４０に篏合させる、という単純な動作を行うだけで、自律走行車１２０と棚１３０とを連結することができる。また、搬送対象側の棚１３０の係合要素には突起４４０のような単純な形状の凸部を設ければよいので、搬送対象側の係合要素を簡易に製造でき、また、小型化もできる。したがって、自律走行車と搬送対象との連結をより簡易かつより確実にできる。

なお、上記の搬送対象側の棚１３０の係合要素を単純化することの効果は、搬送対象が複数の場合、すなわち、図１を参照して説明したような、単一の自律走行車１２０につき複数の搬送対象（図１では３つのキャスタ付き棚１３０、１４０、１５０）を使用するケースの場合に、搬送対象が備えるドッキング部のコストメリットが大きくなるので、特に顕著である。

また、第１実施形態では、自律走行車１２０のドッキングユニット（ロック装置２１１）が棚検出用のセンサ（フォトリフレクタ２９１）を凹部の内側に配置する構成をとる。すなわち、フォトリフレクタ２９１が、上下動するアウタ部品２７０の内側に配置されるインナ部品２６０の上面に埋設される。この構成により、自律走行車１２０において、棚検出用のセンサをロック装置２１１の外側に配置しなくて済み、センサ搭載スペースを削減できるので、自律走行車１２０全体やロック装置２１１のデザイン性の向上や、部品小型化による原価低減が可能となる。

なお、フォトリフレクタ２９１の設置位置は、例えば図７などに示したように、インナ部品２６０の上面のうち中央に配置されるのが好ましい。インナ部品２６０の中央にフォトリフレクタ２９１を設置すると、ドッキング動作の際に、例えば自律走行車１２０と棚１３０との相対位置がずれた場合でも、水平方向の任意の方向に対して均等にずれ量を担保できる。

［第２実施形態］
図１４～図１８を参照して第２実施形態を説明する。第２実施形態は、第１実施形態に係る自律走行車と搬送対象との連結構造から、ロック装置（規制部）の構成を変更したものである。ロック装置以外の構成については第１実施形態と同様であるので説明を省略する。

図１４は、第２実施形態に係るロック装置５１１の斜視図である。図１５は、図１４中のロック装置５１１のＣ－Ｃ断面図である。図１４に示す第２実施形態に係るロック装置５１１は、第１実施形態のロック装置２１１と同様に、搬送対象の棚１３０の突起４４０（凸部）に篏合する凹部である。ロック装置２１１の凹部は、上方に移動して突起４４０と篏合したとき、突起４４０の水平方向への相対移動を規制する。

図１４、図１５に示すように、ロック装置５１１は、基部５５０と、自律走行車１２０に基部２５０を介して固設されるアウタ部品５７０と、アウタ部品５７０の内周側に上下動可能に設けられるインナ部品５６０と、インナ部品５６０の内周側に設けられインナ部品５６０を支持するカバー部品５９０と、を有する。第２実施形態に係るロック装置５１１では、インナ部品５６０が上方に移動して突起４４０と篏合する。

なお、図１４では、インナ部品５６０が突起４４０と篏合可能な高さ位置まで上昇している状態を図示している。なお、インナ部品５６０が最下部まで下降した状態では、図１５に示すように、インナ部品５６０の上端部と、アウタ部品５７０の上端部と、カバー部品５９０の上面とがほぼ面一となるように配置される。

第２実施形態では、インナ部品５６０は棚１３０の円柱形状の突起４４０を篏合可能な円筒形状で形成されるが、少なくとも突起４４０を内部に収容できればよく、円形以外の環状でもよい。また、カバー部品５９０は、環状のインナ部品５６０が摺動可能となるように、ｚ方向から視た断面がインナ部品５６０の内周面と同一形状となる柱体であればよく、本実施形態では円柱状である。同様に、アウタ部品５７０は、環状のインナ部品５６０が摺動可能となるように、ｚ方向から視た断面がインナ部品５６０の外周面と同一形状となる環状であればよい。

ロック装置５１１は、駆動部５８０を備える。駆動部５８０は、第１実施形態の駆動部２８０と同様の圧縮ばね付きソレノイドであり、ソレノイド本体５８１と、可動部５８２と、圧縮ばね５８３とを有する。駆動部５８０は、図１５に示すように、インナ部品５６０と連結されて、インナ部品５６０を上下動させる点が、第１実施形態の駆動部２８０と異なる。

カバー部品５９０の上面には、フォトリフレクタ５９１（検出部）が上面に露出して設置される。フォトリフレクタ５９１は、第１実施形態のフォトリフレクタ２９１と同様に、「規制部（ロック装置５１１）が凸部（突起４４０）と対向する位置にあることを検出する検出部」として機能する。

なお、図１４では、フォトリフレクタ５９１はカバー部品５９０の上面のうちｘ負方向側の端部に配置されているが、上面の他の位置に配置してもよい。特にカバー部品５９０の上面の中央に配置されるのが好ましい。カバー部品５９０の中央にフォトリフレクタ５９１を設置すると、ドッキング動作の際に、例えば自律走行車１２０と棚１３０との相対位置がずれた場合でも、水平方向の任意の方向に対して均等にずれ量を担保できる。

ロック装置５１１は、リミットスイッチ５９３を備える。リミットスイッチの上方にはアーム部５９２が設けられる。アーム部５９２はインナ部品５６０に接続されており、インナ部品５６０と一体的に上下動する。アーム部５９２は、図１４に実線で示すように、インナ部品５６０が突起４４０と篏合可能な高さ位置まで上昇している状態のとき、リミットスイッチ５９３から離間して、リミットスイッチ５９３をオフ状態にできる高さ位置に設置されている。つまりインナ部品５６０が上限位置より下方にあるときは、図１４に点線で示すように、アーム部５９２がリミットスイッチ５９３を押下している状態が維持される。このアーム部５９２とリミットスイッチ５９３とは、第１実施形態のフォトインタラプタ２９２と同様に、ロック装置５１１のインナ部品５６０が突起４４０と篏合する位置まで上昇している状態を検知する機能を有する。例えば、ドッキング検出部３１３は、第２実施形態では、リミットスイッチ５９３がオフ状態のときに、インナ部品５６が突起４４０と篏合する位置まで上昇している状態を検知して、ロック装置５１１のインナ部品５６０と棚１３０の突起４４０とのドッキングが成功したものと判定できる。

次に、図１５～図１８を参照して、第２実施形態におけるドッキングの手順を説明する。図１５～図１８は、第２実施形態のロック装置５１１によるドッキング動作の第１～第４段階を示す図である。図１５～図１８の各図は、第１実施形態の図１０～図１３の（ａ）と対応する。すなわち、図１５～図１８の各段階における自律走行車１２０と棚１３０との位置関係は、図１０～図１３の（ｂ）と同様である。

ドッキング動作では、まずは図３（ａ）に示したように、自律走行車１２０は、ｙ正方向側の背面側から後退しながら、棚１３０の最下段４００の下側のフレームガイド４１０、４２０の間に進入する。このとき、上下動制御部３１２はロック装置５１１の駆動部５８０のソレノイド本体５８１を作動させてソレノイド吸引状態としている。これにより、可動部５８２及びインナ部品５６０が下端位置に位置決めされ、インナ部品５６０の上端の位置がアウタ部品５７０の上端及びカバー部品５９０の上面と揃えられている（図１５参照）。このとき、図１４に示したように、インナ部品５６０に接続されるアーム部５９２はリミットスイッチ５９３を押下している。

図１５に示す第１段階では、図１５に矢印Ａ１で示すように、自律走行車１２０は、ｙ正方向側への進入を継続しつつ、フォトリフレクタ５９１による棚１３０の突起４４０の検知が行われる。図１５に示す状態より以前の段階では、自律走行車１２０の棚１３０への進入距離がまだ短いため、突起４４０のｙ負方向側（図面右側）の端部の位置にフォトリフレクタ５９１の検知範囲が到達していない。一方、図１５に示す状態では、図１５に点線円Ｂ１で示すように、自律走行車１２０の棚１３０への進入が進み、突起４４０のｙ負方向側の端部の位置にフォトリフレクタ５９１の直上の検知範囲が到達している。このとき棚位置検出部３１１は、棚１３０の突起４４０がロック装置５１１と対向する直上の位置にあることを検出する。

次に図１６に示す第２段階では、突起４４０の検出に応じて、上下動制御部３１２がソレノイド本体５８１を非作動に切り替え、ソレノイド吸引を解除する。これにより、図１６に矢印Ａ３で示すように、駆動部５８０の可動部５８２が圧縮ばね５８３の付勢力によって上昇し、矢印Ａ４で示すように可動部５８２と連結されるインナ部品５６０も上昇する。このとき、図１６に点線円Ｂ２で示すように、インナ部品５６０はまだ突起４４０と篏合する位置まで到達していないため、インナ部品５６０の上端の一部が突起４４０の下端面４４１に突き当たる。

このとき、圧縮ばね５８３による付勢力は依然として上向きに付加されているので、インナ部品５６０が突起４４０の端面と接触しつつ、上方に押し当てる状態となる。また、このとき、インナ部品５６０は突起４４０との篏合位置まで上昇できていない中間位置にあるので、インナ部品５６０に接続されるアーム部５９２（図１４参照）は、リミットスイッチ５９３から離間する位置まで上昇していない。このため、ドッキング検出部３１３によるドッキング完了の検出は行われない。したがって、図１６に矢印Ａ２で示すように、走行制御部３１４は自律走行車１２０の進入を継続する。これにより、ロック装置５１１のインナ部品５６０は、棚１３０の突起４４０の下端面４４１に押し付けられながら、進入方向に沿って引き摺られる。

次に図１７に示す第３段階では、自律走行車１２０の棚１３０への進入がさらに進み、棚１３０の突起４４０の直下にロック装置５１１が到達する。このとき、図１７に矢印Ａ５、Ａ６で示すように、上方に付勢されて突起４４０の下端面４４１に押し当てられていたロック装置５１１のインナ部品５６０（及び可動部５８２）がさらに上昇する。この結果、点線円Ｂ３で示すように、インナ部品５６０が突起４４０と篏合する。このとき、インナ部品５６０と連動してアーム部５９２も、リミットスイッチ５９３から離間する位置まで上昇したため、リミットスイッチ５９３がオフ状態に切り替えられて、ドッキング検出部３１３によるドッキング完了の検出が行われる。走行制御部３１４は、ドッキング完了の検出に応じて、自律走行車１２０の進入を停止させる。

図１７に示す第３段階の状態を維持することによって、自律走行車１２０は、棚１３０を連結して搬送可能となる。自律走行車１２０が棚１３０から離脱する際には図１８に示す第４段階に進む。

次に図１８に示す第４段階では、上下動制御部３１２が駆動部５８０のソレノイド本体５８１を作動させてソレノイド吸引状態に切り替える。これにより、図１８に矢印Ａ７で示すように、可動部５８２が下降して下端位置に位置決めされる。また、可動部５８２と連結するインナ部品５６０も矢印Ａ８で示すように下降して下端位置に位置決めされ、インナ部品５６０の上端の位置がアウタ部品５７０の上端及びカバー部品５９０の上面と揃う位置まで戻される。この結果、ロック装置５１１と突起４４０とのドッキングが解除される。ドッキングが解除された状態で、図１８に矢印Ａ９で示すように、自律走行車１２０が棚１３０への進入方向と逆方向に移動することによって、自律走行車１２０が棚１３０から離脱する。

第２実施形態に係るロック装置５１１でも、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。

［変形例］
図１９～図２１を参照して変形例を説明する。上記の第１、第２実施形態では、棚１３０に設けられる突起４４０と、自律走行車１２０に設けられるロック装置２１１のアウタ部品２７０又はロック装置５１１のインナ部品５６０とが篏合することによって、自律走行車１２０が搬送対象の棚１３０と連結する構成を例示した。つまり、搬送対象側の凸部としての突起４４０の外周の全体を、自律走行車１２０側の凹部としてのアウタ部品２７０又はインナ部品５６０が完全に覆うことによって、突起４４０及び棚１３０の水平方向の全方向の移動を規制する構成を例示した。しかし、ロック装置２１１、５１１による突起４４０の規制方向は、少なくとも自律走行車１２０の前進後退方向であればよく、突起４４０（凸部）とロック装置２１１、５１１（規制部）との係合構造は他の構成でもよい。図１９～図２１に示す例は、篏合以外の係合構造の一例としての挟持の構成例である。

図１９は、自律走行車と搬送対象との連結構造の第１変形例を示す模式図である。円柱状の凸部６００は、棚１３０などの搬送対象に設けられる。自律走行車１２０には、規制部として、上下動可能な４枚の板材６０１、６０２、６０３、６０４が設けられる。板材６０１、６０２、６０３、６０４は、それぞれが円柱状の凸部６００の中心軸に向いて、凸部６００の外周側に配置されている。板材６０１と板材６０３とがｙ方向に対向して配置され、板材６０２と板材６０４とがｘ方向に対向して配置される。

図１９の例では、４枚の板材６０１、６０２、６０３、６０４が上昇したときに、凸部６００の外周側に配置され、これにより、少なくとも４枚の板材６０１、６０２、６０３、６０４が対向するｘ方向及びｙ方向への凸部６００の相対移動を規制できる。

なお、図１９に例示する規制部は、板材６０１、６０２、６０３、６０４の枚数を４枚以外としてもよい。例えば、円柱状の凸部６００を包囲する板材の数を４枚より多くしてもよい。また、図１９では４枚の板材６０１、６０２、６０３、６０４を凸部６００の外周を囲むよう配置していたが、これら４つの板材を「ロ」の字型に繋げた一続きの部材を規制部として用いて良い。

図２０は、自律走行車と搬送対象との連結構造の第２変形例を示す模式図である。凸部６１０は、ｚ方向から視た断面が略十字状であり、ｚ方向に延在して形成され、棚１３０などの搬送対象に設けられる。自律走行車１２０には、規制部として、上下動可能な４本の棒材６１１、６１２、６１３、６１４が設けられる。棒材６１１、６１２、６１３、６１４は、凸部６１０と同様にｚ方向に延在する。

図２０の例では、４枚の棒材６１１、６１２、６１３、６１４が上昇したときに、凸部６１０の十字形状の四か所の窪んだ部分にそれぞれが配置され、これにより、少なくとも４本の棒材６１１、６１２、６１３、６１４の配列方向であるｘ方向及びｙ方向への凸部６１０の相対移動を規制できる。

図２１は、自律走行車と搬送対象との連結構造の第３変形例を示す模式図である。四角柱状の凸部６２０は、ｚ方向に延在して形成され、棚１３０などの搬送対象に設けられる。自律走行車１２０には、規制部として、上下動可能な２枚の板材６２１、６２２が設けられる。板材６２１と板材６２２とはｙ方向に対向して配置され、凸部６２０のｙ方向外周側に配置されている。

図２１の例では、２枚の板材６２１、６２２が上昇したときに、凸部６２０のｙ方向両側にそれぞれが配置され、これにより、２枚の板材６２１、６２２の対向方向であるｙ方向への凸部６２０の相対移動を規制できる。

図１９～図２１に例示したように、自律走行車１２０側に設けられる規制部は、必ずしも搬送対象側に設けられる凸部の水平方向の全体を覆う凹部である必要はなく、水平方向の一部が開口するものでもよい。また、例えば挟み込みなどの篏合以外の係合手法を適用してもよい。上述のように、自律走行車１２０に設けられ、上下動可能であり、上方に移動して搬送対象側の凸部と係合したとき自律走行車１２０の少なくとも前進後退方向への凸部の相対移動を規制する機能を発揮できればよい。自律走行車１２０の幅方向（ｘ方向）への凸部の相対移動の規制は、例えば棚１３０に設けられ、自律走行車１２０が棚１３０とドッキングしたときに自律走行車１２０の幅方向両側に配置されるフレームガイド４１０、４２０など、他の要素によって実施する構成でもよい。

また、連結構造のうち自律走行車１２０側に設けられる連結要素の凹部の形状は、搬送対象側に設けられる連結要素の凸部の形状と非同一でもよい。例えば、凸部が円柱形状の場合に、凹部のｚ方向視の形状を、幅方向（ｘ方向）を長軸とする長円形状としてもよい。このとき、自律走行車１２０の前進後退方向（ｙ方向）の短軸の長さは、凸部の円柱形状の径とほぼ同一であるのが好ましい。凹部を幅方向に長く形成するほど、ドッキングシーケンスにおいて自律走行車１２０が搬送対象の棚１３０の下部に進入する際に、仮に自律走行車１２０と棚１３０との幅方向の相対位置がずれたとしても、凹部の移動経路上に確実に凸部が位置するようになる。これにより、より確実に自律走行車１２０と棚１３０との連結を行うことができる。

なお、上記実施形態では、ドッキングシーケンスにおいて、ロック装置２１１のアウタ部品２７０又はロック装置５１１のインナ部品５６０を棚１３０の突起４４０に篏合させる前に、アウタ部品２７０又はインナ部品５６０が突起４４０の下端面４４１に押し付けられながら、自律走行車１２０の進入方向に沿って引き摺られる中間状態をつくる構成を例示したが、このような中間状態を設けずに、アウタ部品２７０又はインナ部品５６０を上昇させたときに即座に突起４４０と篏合する構成としてもよい。

また、本実施形態に係る自律走行車と搬送対象との連結構造では、上記の突起４４０のように、搬送対象側の連結要素が凸部で形成される。図２２を参照して、この構成による効果を説明する。

図２２は、搬送対象側の連結要素が凸部で形成される構成による効果を説明するための模式図である。図２２の（ａ）は、上記の第１、第２実施形態の連結構造を簡略化して表している。すなわち、搬送対象の棚１３０に設けられる連結要素は、凸部としての突起４４０であり、自律走行車１２０側の連結要素は、凹部としてのロック装置２１１である。一方、図２２の（ｂ）は、実施形態の構成とは反対に、搬送対象側の連結要素が凹部であり、自律走行車１２０側の連結要素が凸部である。図２２（ｂ）の例では、凹部の一例として、棚１３０の最下段４００に設けられる孔４４０Ａを挙げ、凸部の一例として、この孔４４０Ａに挿入可能なピン２１１Ａを挙げる。

図２２（ａ）に示すように、実施形態の構成では、ロック装置２１１と突起４４０とが連結された状態で自律走行車１２０が走行すると、ロック装置２１１の凹部の内周面と突起４４０の外周面とを介して駆動力が棚１３０に伝達される。このとき、自律走行車１２０側の駆動力の伝達に着目すると、作用点はロック装置２１１の凹部の内周面と突起４４０の外周面との接点Ｘ１であり、支点はロック装置２１１と自律走行車１２０との接続部Ｙである。支点と作用点との間の距離をＬ１とする。また、図２２では、自律走行車１２０の移動方向を矢印Ｚで示す。

一方、図２２（ｂ）に示すように、搬送対象側の連結要素を孔４４０Ａとする構成では、作用点は孔４４０Ａの内周面とピン２１１Ａとの接点Ｘ２となる。孔４４０Ａは棚１３０の最下段４００に設けられるので、接点Ｘ２の位置も最下段４００の位置となり、（ａ）の場合よりも上方となる。支点はピン２１１Ａと自律走行車１２０との接続部Ｙであり、（ａ）と同じである。このため、支点と作用点との間の距離Ｌ２は、（ａ）の場合の距離ｌ１よりも大きくなる。

したがって、図２２（ａ）に示す実施形態の構成、すなわち、搬送対象側の連結要素が凸部で形成される構成のほうが、図２２（ｂ）に示す搬送対象側が凹部の構成よりも、自律走行車１２０が同様の駆動力を棚１３０に付加する場合には支点（接続部Ｙ）にかかるモーメントが小さくなる。これにより、搬送対象側の連結要素が凸部で形成される構成とすることによって、自律走行車１２０と連結要素との接続部にかかる負荷を低減することができ、製品寿命を延ばすことができると考えられる。

ここで、実施形態の構成とは反対の、搬送対象側の連結要素が凹部であり、自律走行車１２０側の連結要素が凸部である構成は、図２２（ｂ）に例示した棚１３０の最下段４００に孔４４０Ａを設けるパターン以外の構成もあり得る。図２３は、搬送対象側の連結要素の凹部の他の構成例を示す模式図である。例えば図２３に示すように、搬送対象側の連結要素の凹部として、例えば筒状部材４４０Ｂなど、下方に開口して上方に窪むよう形成される凹部品を棚１３０の最下段４００の下面から下方に突出するように設置する構成が考えられる。図２３に示す構成の場合、自律走行車１２０に設けられる、図２２（ｂ）と同様のピンなどの凸状の可動部材２１１Ｂが、筒状部材４４０Ｂの直下に到達したときに上昇する。これにより、可動部材２１１Ｂの先端部が筒状部材４４０Ｂの内部に貫入されて図２３に示す状態となり、自律走行車１２０と棚１３０とが連結される。

図２３に示すような筒状部材４４０Ｂなどの凹部品を用いる構成に対しては、本実施形態の構成はさらに下記の効果を奏することができる。

図２４は、搬送対象側の連結要素が凸部で形成される構成によるさらなる効果を説明するための模式図である。図２４（ａ）は、図２３に示した本実施形態とは反対の構成（搬送対象側の連結要素が凹部）の場合の、自律走行車１２０側の棚検出用のセンサ（フォトリフレクタ２９１）による、棚側の連結要素（筒状部材４４０Ｂ）の検出範囲を斜線で示している。図２４（ａ）では、センサの検出範囲は筒状部材４４０Ｂの下端面の円環状となる。

一方、図２４（ｂ）は、図２２（ａ）に示した本実施形態の構成（搬送対象側の連結要素が凸部）の場合の、自律走行車１２０側の棚検出用のセンサ（フォトリフレクタ２９１）による、棚側の連結要素（突起４４０）の検出範囲を斜線で示している。図２４（ｂ）では、センサの検出範囲は突起４４０の下端面の円形状となる。ここで、図２４（ｂ）のセンサ検出範囲の円形状の大きさは、図２４（ａ）のセンサ検出範囲の円環状の内部円とほぼ同等である。

図２４（ａ）、（ｂ）には、自律走行車１２０の移動方向を図２２、図２３と同様に矢印Ｚで示し、自律走行車１２０の移動中にセンサが棚側の係合要素を検出可能な区間をそれぞれ矢印Ｌ３、Ｌ４で示す。図２４（ａ）の矢印Ｌ３で示す区間は円環状の縁の幅だけであるのに対して、図２４（ｂ）の矢印Ｌ４で示す区間は円形状の直径分あり、相対的に大きくなる。したがって、図２４（ｂ）に示す実施形態の構成、すなわち、搬送対象側の連結要素が凸部で形成される構成のほうが、図２４（ａ）に示す搬送対象側が凹部の構成よりも、棚検出用のセンサ（フォトリフレクタ２９１）が反応できる距離が増えるので、棚検出の精度を向上できる。さらに、反応距離が増えると、センサのサンプリング周期を低くでき、また、自律走行車１２０の移動速度を上げることができる。

図２５は、搬送対象側の連結要素が凸部で形成される構成による別の効果を説明するための模式図である。図２５（ａ）は、図２３に示した本実施形態とは反対の構成（搬送対象側の連結要素が凹部）の場合の、連結部分を拡大視した模式図である。図２５（ｂ）は、図２２（ａ）に示した本実施形態の構成（搬送対象側の連結要素が凸部）の場合の、連結部分を拡大視した模式図である。

図２５（ａ）に示すように、搬送対象側の連結要素が凹部の構成では、自律走行車１２０側の連結要素である凸部（可動部材２１１Ｂ）の全体が上下動するため、配線の断線リスクを考慮すると、棚検出センサ（フォトリフレクタ２９１）を可動部材２１１Ｂの外側（例えば進行方向の前方側）に配置する必要がある。このため、ドッキングシーケンスでは、凸部２１１Ｂが凹部（筒状部材４４０Ｂ）の真下に来る前にセンサが棚を検知して凸部２１１Ｂの上昇が始まってしまう。このとき、例えば自律走行車１２０が棚１３０と接触するなどの原因によって、図２５（ａ）に矢印Ｃ１で示すように棚１３０が少しでも動いた場合に、凸部２１１Ｂと凹部４４０Ｂとの相対位置もずれてしまうため、矢印Ｃ２で示すように凸部２１１Ｂが凹部４４０Ｂの内部に篏合することができず、ドッキングが失敗する場合がある。

これに対して本実施形態では、図２５（ｂ）に示すように、自律走行車１２０側の連結要素である凹部（ロック装置２１１）の内側の部分は上下動しないので、凹部内側（好ましくは中央）に棚検出センサ（フォトリフレクタ２９１）を配置できる。これにより、図２５（ａ）の構成と比較して、凹部２１１が凸部（突起４４０）の真下により近い位置まで到達した後に凹部２１１を上昇させることが可能となる。したがって、図２５（ｂ）に矢印Ｃ１で示すように棚１３０が動いて凹部２１１と凸部４４０との相対位置も多少ずれた場合でも、矢印Ｃ３で示すように凹部２１１が凸部４４０の下端面に突き当たるので、引き続き自律走行車１２０が進行方向に移動すれば凹部２１１を凸部４４０に篏合でき、ドッキングの失敗する可能性を低減できる。

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。

Claims (12)

1. 搬送対象と連結可能な自律走行車であって、
   前記搬送対象に設けられた凸部を少なくとも前記自律走行車の進行方向の前後で挟むように前記凸部と係合する係合部を備える、自律走行車。
2. 前記係合部の少なくとも一部は、前記凸部に向かって移動可能であって、
   前記一部が前記凸部に向かって移動することで、前記係合部は前記凸部を前後で挟むように当該凸部と係合する、請求項１に記載の自律走行車。
3. 前記係合部は、前記凸部に向かって移動可能な凹部であり、
   前記凹部が前記凸部に向かって移動することで、前記係合部は前記凸部を前後で挟むように当該凸部と係合する、請求項１に記載の自律走行車。
4. 前記自律走行車の進行中に前記凹部の一部が前記凸部と対向したことを検出する検出部と、
   前記凹部を突出させるよう前記凹部を付勢する付勢部と、
   前記付勢部による付勢に抗して前記凹部の突出を抑制する抑制部と、
   前記抑制部を制御する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記自律走行車の進行中における前記検出部による検出結果に応じて前記抑制部を解除して前記付勢部による付勢によって前記凹部を前記凸部に向けて突出させることで、前記凹部が前記凸部と接触した中間状態を作り出し、
   前記凹部は、前記凹部が前記凸部と係合する位置まで前記自律走行車が前記中間状態を維持して進行すると、前記付勢部による付勢によってさらに突出して前記凸部と係合する、請求項３に記載の自律走行車。
5. 前記係合部は、前記凸部の少なくとも一部を収容することで前記凸部と係合する、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の自律走行車。
6. 前記係合部は、前記凸部を少なくとも前記自律走行車の進行方向の前後で挟むように前記凸部と係合することで、前記搬送対象の前記自律走行車に対する前後の移動を規制する、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の自律走行車。
7. 前記凸部が設けられた前記搬送対象と、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の自律走行車と、を含む搬送システム。
8. 自律走行車と搬送対象との連結構造であって、
   前記自律走行車は前記搬送対象の下部に進入して前記搬送対象と連結するものであり、
   前記搬送対象に設けられ、下方に突出する凸部と、
   前記自律走行車に設けられ、上下動可能であり、上方に移動して前記凸部と係合したとき前記自律走行車の少なくとも前進後退方向への前記凸部の相対移動を規制する規制部と、
   を備える、
   自律走行車と搬送対象との連結構造。
9. 前記規制部が前記凸部と対向する位置にあることを検出する検出部と、前記自律走行車の移動と前記規制部の上下動を制御する制御装置と、前記規制部が上昇するときに上方に付勢する付勢部と、を備え、
   前記制御装置は、前記自律走行車と前記搬送対象とを連結する際に、
   前記自律走行車を前記搬送対象の下部に進入させ、
   前記検出部により前記規制部が前記凸部と対向する位置にあることが検出されたときに前記規制部を上昇させて、前記規制部が前記凸部の下端面に突き当たり、かつ、前記付勢部により上方に付勢される中間状態とし、
   前記規制部が前記凸部と係合する位置に到達するまで前記自律走行車をさらに移動させ、前記規制部を、前記中間状態を維持しながら前記凸部の下端面に沿って移動させ、前記規制部が前記凸部と係合する位置に到達したときに前記付勢部によって前記規制部をさらに上昇させて前記規制部を前記凸部に係合させる、
   請求項８に記載の自律走行車と搬送対象との連結構造。
10. 前記規制部は、前記凸部に篏合する凹部であり、
    前記凹部は、上方に移動して前記凸部と篏合したとき、前記凸部の水平方向への相対移動を規制する、
    請求項８又は９に記載の自律走行車と搬送対象との連結構造。
11. 前記凹部は、
    前記自律走行車に固設されるインナ部品と、
    前記インナ部品の外周側に上下動可能に設けられるアウタ部品と、
    を有し、
    前記アウタ部品が上方に移動して前記凸部と篏合する、
    請求項１０に記載の自律走行車と搬送対象との連結構造。
12. 前記凹部は、
    前記自律走行車に固設されるアウタ部品と、
    前記アウタ部品の内周側に上下動可能に設けられるインナ部品と、
    前記インナ部品の内周側に設けられ、前記インナ部品を支持するカバー部品と、
    を有し、
    前記インナ部品が上方に移動して前記凸部と篏合する、
    請求項１０に記載の自律走行車と搬送対象との連結構造。

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