JP2022147813A - Transport device, and transport method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、運搬装置、および運搬方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a transporting device and a transporting method.
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。前記のような運搬形態での搬送を運搬装置の一例であるAGV(Automatic Guided Vehicle)で自動化する際には、運搬対象物の置かれている位置を正確に認識し、確実に接続することが安全上重要である。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。また、台車にはカゴ台車や6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、ハンドパレット型AGV、台車を牽引する牽引型AGVがそれぞれ必要となる。 In factories and distribution warehouses, it is common to use pallets, trolleys, and the like to transport goods. When automating the transportation in the above-described transportation mode with an AGV (Automatic Guided Vehicle), which is an example of a transportation device, it is necessary to accurately recognize the position where the object to be transported is placed and connect it reliably. Important for safety. In addition, there are many cases where pallets and carts are mixed in factories and distribution warehouses. In addition, there are various types of carts, such as basket carts and six-wheeled carts. When automating the transportation process in such factories and distribution warehouses with AGVs, a forklift type AGV for transporting pallets, a hand pallet type AGV, and a traction type AGV for towing carts are required.
しかしながら、従来、運搬対象物の位置を認識する際、運搬対象物との接続部(例えば、フォーク)がある方向を向いたセンサを1つのみ使用している。その場合、AGVの接続部を運搬対象物の方を向けないと正確に運搬対象物の位置が認識できなくなる。センサの検知エリアが180度以上のセンサを使用し、横方向への検知ができた場合でも、1つのセンサで180度以上を死角なく検知可能に配置するためには工夫が必要になる。実際の工場や物流倉庫では、AGVが走行する通路幅を広く確保することが難しい場合もあり、AGVが接続部を運搬対象物の方を向けてから確実に挿し込める位置に移動するだけの通路幅を確保できない場合が考えられる。 However, conventionally, when recognizing the position of an object to be transported, only one sensor is used in which a connecting portion (for example, fork) with the object to be transported faces a certain direction. In that case, the position of the object to be transported cannot be accurately recognized unless the connecting portion of the AGV is directed toward the object to be transported. Even if a sensor with a detection area of 180 degrees or more is used and detection in the lateral direction is possible, it is necessary to devise an arrangement in which a single sensor can detect 180 degrees or more without blind spots. In actual factories and distribution warehouses, it is sometimes difficult to secure a wide passageway for the AGV to travel. Width may not be secured.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、狭い通路でも運搬対象物の対して正しく接続可能な位置にアプローチすることを可能とする運搬装置、および運搬方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a transporting device and a transporting method that enable an object to be transported to be approached to a position where it can be correctly connected even in a narrow passage. do.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、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、運搬対象物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、前記本体に設けられ、運搬対象物の位置を検出可能な複数個のセンサと、前記センサによる運搬対象物の検出結果に基づいて、前記一対のフォークを挿し込み可能な位置に移動する円弧アプローチの軌跡データを生成する演算装置と、を備え、前記演算装置は、前記軌跡データの終点と、前記終点に移動可能な前記円弧の軌跡データの始点と、前記軌跡データの始点上における前記本体の姿勢とを決定する。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, the present invention provides a main body having driving wheels, a pair of forks extending in a predetermined direction from the main body for lifting an object to be transported, and the pair of a driven wheel provided at each tip of the forks; a lifting device for lifting and lowering the pair of forks; a plurality of sensors provided on the main body capable of detecting the position of an object to be transported; an arithmetic device for generating trajectory data of an arc approach that moves to a position where the pair of forks can be inserted, based on the detection result of , wherein the arithmetic device includes an end point of the trajectory data and an end point at the end point A starting point of trajectory data of the movable arc and a posture of the main body on the starting point of the trajectory data are determined.
本発明によれば、狭い通路でも運搬対象物の対して正しく接続可能な位置にアプローチすることを可能とする、という効果を奏する。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it is effective in making it possible to approach the position which can connect correctly with respect to a conveying target object even in a narrow passage.
以下に添付図面を参照して、運搬装置、および運搬方法の実施の形態を詳細に説明する。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。 Embodiments of a transporting device and a transporting method will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. In order to facilitate understanding of the description, the same constituent elements in each drawing are denoted by the same reference numerals as much as possible, and overlapping descriptions are omitted.
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方向および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、以下の説明では、説明の便宜上、x負方向側を前側、x正方向側を後側、y正方向側を右側、y負方向側を左側、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。
In the following description, x-direction, y-direction, and z-direction are directions perpendicular to each other. The x- and y-directions are typically horizontal and the z-direction is typically vertical. The x direction is the longitudinal direction of the pair of
本実施の形態にかかる運搬装置1は、パレット31(図4参照)、かご台車,六輪台車,ドーリー等の台車41(図5等参照)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(運搬対象物)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1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。
The
図1,2Aを参照して、本実施の形態にかかる運搬装置1の構成の一例について説明する。図1は、本実施の形態にかかる運搬装置の斜視図である。図2Aは、本実施の形態にかかる運搬装置の側面図である。図1に示すように、運搬装置1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、昇降装置7と、昇降モータ8と、開閉装置9と、開閉モータ10と、測距センサ11と、を備える。また、運搬装置1は、測距センサ11による運搬対象物の認識(検出)結果に基づいて、一対のフォーク6を挿し込み可能な位置に移動する円弧アプローチの軌跡データを生成する演算装置12を備える。
An example of the configuration of a
駆動車輪3は、例えば、一対の駆動車輪3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および駆動モータ4は、1個ずつでもよい。
As for the
一対のフォーク6は、本体2から所定方向の一例である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、運搬対象物としてのパレット31を持ち上げるためのものである。
The pair of
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。
A pair of driven
昇降装置7は、一対のフォーク6をz方向に沿って昇降させる。昇降モータ8は、昇降装置7を駆動する。昇降装置7は、例えば、昇降モータ8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7を昇降するような機構が考えられるが、昇降装置7の形態や機構はこれに限定されるものでない。
The
測距センサ11は、例えば、深度カメラ、測域センサ、3D-LiDAR等、本体2に設けられ、運搬対象物の位置を検出可能なセンサの一例である。この測距センサ11は、フォーク6に設置され、フォーク6と共にy方向、z方向に可動であってもよい。また、測距センサ11は、複数個設置されていてもよい。例えば、本体2の右方向に少なくとも一つ、本体2の左方向に少なくとも一つ設置されている場合もあれば、本体2のy方向中央に少なくとも一つ設置される場合もある。また、測距センサ11は、認識範囲内に運搬対象物の検出位置があれば、x,y,z方向のそれぞれの位置は問わない。また、運搬装置1は、測距センサ11によって、運搬対象物のy方向(幅方向)の長さを認識し、その長さに応じて開閉装置9による一対のフォーク6の間隔の変更を実行する。
The
演算装置12は、測距センサ11による運搬対象物の認識(検出)結果に基づいて、一対のフォーク6を挿し込み可能な位置に移動する円弧アプローチの軌跡データを生成する演算装置の一例である。演算装置12は、円弧アプローチの軌跡データを生成する際、運搬対象物の中心に対して、一対のフォーク6の中心が一致するような円弧アプローチの軌跡データの終点を決定し、その終点まで到達可能な円弧アプローチの軌跡データの始点を決定する。また、演算装置12は、軌跡データの始点上での運搬装置1の姿勢も決定する。運搬対象物の位置を認識する測距センサ11を複数設けることにより、主に横方向の測距センサ11の検知エリアを広げ、運搬対象物が運搬装置1の横方向に置かれている状態でも運搬対象物の位置を認識可能になる。そして、運搬対象物の中心に対して、一対のフォーク6の中心が一致するような円弧アプローチが可能となるので、狭い通路でも運搬対象物の対して正しく接続可能な位置にアプローチすることが可能となる。
The arithmetic unit 12 is an example of an arithmetic unit that generates trajectory data of an arc approach that moves to a position where the pair of
運搬対象物の位置を認識する測距センサ11によって運搬装置1の横方向を認識できない場合、運搬装置1は、運搬対象物に対して円弧アプローチをした後、運搬対象物に対して一対のフォーク6を挿し込む方向に進みながらで位置を合わせ、運搬対象物に対してフォーク6を挿し込む必要がある。通路が狭い場合、円弧アプローチ後に、運搬対象物に対してフォーク6を差し込む方向に運搬装置1が進める距離が短くなるため、運搬対象物に対してフォーク6の位置合わせをするのが困難である。
When the lateral direction of the transporting
そのため、本実施の形態にかかる運搬装置1は、運搬対象物の位置を認識する測距センサ11を複数設けることにより、主に横方向の測距センサ11の検知エリアを広げ、円弧アプローチを実施する前に運搬対象物の位置を認識可能にする。そして、横方向を認識可能な場合、円弧アプローチの前に運搬対象物の位置を認識できる。すなわち、運搬対象物に対して、一対のフォーク6を挿し込み可能な位置を特定し、そこに向かって円弧アプローチが可能な位置を算出することで、円弧アプローチ後に運搬対象物に対して一対のフォーク6を挿し込む方向に進みながらで位置を合わせる動作が不要になる。したがって、円弧アプローチが可能な通路幅さえあれば、運搬対象物に対して正しく一対のフォーク6を挿し込むことが可能になる。
Therefore, the
図2B~2Iは、本実施の形態にかかる運搬装置における運搬対象物に対する円弧アプローチの一例を説明するための図である。図2Bに示すように、狭い通路等、運搬装置1が運搬対象物に対して円弧アプローチ後、運搬装置1と運搬対象物と間の距離が短く運搬対象物に対して位置合わせをしながら一対のフォーク6の挿し込みを行うことが難しい場合がある。この場合、図2Cおよび図2Dに示すように、運搬対象物に近づきながら一対のフォーク6が挿し込み可能な位置関係になるように、運搬対象物に対して運搬装置1をアプローチさせる必要がある。
2B to 2I are diagrams for explaining an example of a circular arc approach to an object to be transported in the transporting apparatus according to the present embodiment. As shown in FIG. 2B, after the conveying
ところが、運搬装置1が、図2Eに示すように円弧アプローチした場合、運搬対象物と一対のフォーク6の距離が近く、運搬対象物に近づきながら一対のフォーク6が挿し込み可能な位置関係になるように動くことが困難な場合がある。この場合には、図2Fおよび図2Gに示すように、運搬装置1は、一度、運搬対象物から遠ざかる方向に移動し、その後、運搬対象物に対して一対のフォーク6が挿し込み可能な位置関係にする必要があり、その遠ざかる分、余計に通路幅が必要になる。
However, when the
そこで、本実施の形態では、運搬装置1は、上述したように、運搬対象物に対して、一対のフォーク6を挿し込み可能な位置を特定し、そこに向かって円弧アプローチが可能な位置を算出することで、円弧アプローチ後に運搬対象物に対して一対のフォーク6を挿し込む方向に進みながらで位置を合わせる動作が不要になる。したがって、円弧アプローチが可能な通路幅さえあれば、運搬対象物に対して正しく一対のフォーク6を挿し込むことが可能になる。
Therefore, in the present embodiment, as described above, the transporting
また、図2Hに示すように、運搬装置1に対して運搬対象物が斜めに置かれていると認識した場合、運搬装置1は、図2Iに示すように、運搬対象物の中心に対して、一対のフォーク6の中心が一致するように円弧アプローチが可能となるように、始点の位置における姿勢を決定する。これにより、運搬装置1は、始点の姿勢を合わせることで、運搬対象の置かれ方に関係なく、常に同様の円弧半径を描いて運搬対象物に対してアプローチが可能になる。
Also, as shown in FIG. 2H, when recognizing that the object to be transported is placed obliquely with respect to the transporting
また、運搬装置1は、開閉装置9および開閉モータ10を備える。開閉装置9は、一対のフォーク6(およびフォーク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10は、開閉装置9を駆動する。図1に示した開閉装置9は、一対の従動車輪5を保持するフォーク6あるいは一対の従動車輪5を保持するフォーク6を昇降するための昇降装置7に、ラックギヤを設けた構造部材を取り付け、ラックギヤと噛み合ったギヤを開閉モータ10で回転させることで開閉を実現するような機構が考えられるが、一対の従動車輪5の間隔、あるいは一対の従動車輪5を保持するフォーク6の間隔を可変にできる機構であれば、その形態は限定されない。
The
本実施の形態では、運搬装置1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1は、本体2側が前、一対のフォーク6側が後ろとなる。
In the present embodiment, the carrying
また、運搬装置1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。また、これらの自律走行機能や、運搬対象物との自動連結制御機能により、運搬装置1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1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1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1の外部に設置され、運搬装置1と有線または無線で通信可能に接続されてもよい。
In addition, the
図3を参照して、本実施の形態にかかる運搬装置が運搬する対象の運搬対物の一例について説明する。図3は、本実施の形態にかかる運搬装置が運搬する運搬対象物の一例であるパレットの形態の一例を示す斜視図である。パレット31は、荷物を乗せるデッキボード32と、床に接地するアンダーデッキ33と、デッキボード32とアンダーデッキ33を接続する桁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口35として機能する。パレット31の種類によって、アンダーデッキ33が存在しなかったり、デッキボード32やアンダーデッキ33に肉抜きがされていたりするものもある。また、パレット31の材質は、木材やプラスチック、ダンボール等がある。
An example of an object to be transported by the transporting device according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a perspective view showing an example of the form of a pallet, which is an example of an object to be transported by the transporting device according to the present embodiment. The
図4は、本実施の形態にかかる運搬装置が運搬する運搬対象物の一例である台車の一例としてのかご台車の斜視図である。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。本実施の形態において運搬対象物とする台車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。このように台車の種類によって車輪構成の形態が異なるが、本実施の形態の運搬装置1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。
FIG. 4 is a perspective view of a car carriage as an example of a carriage that is an example of an object to be transported by the transport device according to the present embodiment. The
図5は、本実施の形態にかかる運搬装置が運搬対象物の一例であるパレットの位置を認識する処理を説明するための平面図である。運搬装置1は、測距センサ11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、パレット31の位置を特定する。また、運搬装置1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の内幅を特定し、また、左右の桁34からパレット31の外幅を特定する。
FIG. 5 is a plan view for explaining the process of recognizing the position of a pallet, which is an example of an object to be transported, by the transporting apparatus according to the present embodiment. The conveying
図6は、本実施の形態にかかる運搬装置が運搬対象物の一例である台車の位置を認識する処理を説明するための平面図である。運搬装置1は、測距センサ11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、台車41の位置を特定する。また、運搬装置1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。
FIG. 6 is a plan view for explaining a process of recognizing the position of a truck, which is an example of a transport object, by the transport device according to the present embodiment. The
図7A~7Dは、本実施の形態にかかる運搬装置が運搬対象物の位置を認識した後にその運搬対象物に対してフォークを挿し込める位置にアプローチをする際の軌跡の一例を説明するための図である。本実施の形態では、運搬装置1は、弧を描いて後退することによって、運搬対象物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。点Aは、運搬装置1が運搬対象物(例えば、パレット31)の位置を認識する際の一対の従動車輪5の中心である。運搬装置1が運搬対象物の位置を認識した後、運搬装置1は、図7Bに示すように、一対のフォーク6の幅方向の中心(図7Dに示す点D)と運搬対象物の正面幅方向の中心が一致するような円弧アプローチの軌跡データを計算する。
7A to 7D are for explaining an example of a trajectory when the transportation device according to the present embodiment recognizes the position of the object to be transported and then approaches the object to be transported to a position where the fork can be inserted. It is a diagram. In the present embodiment, the transporting
その後、図7Aのように、運搬装置1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、その円弧アプローチの始点に到着する。この時、運搬装置1は、開閉装置9によって一対のフォーク6の幅を運搬対象物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1が運搬対象物の位置、幅を認識してから、運搬対象物に接続するまで間であればタイミングは限定されない。運搬装置1は、一対の従動車輪5の中心が円弧アプローチの始点に移動した後、図7B~7Dに示すように、一対のフォーク6の幅方向の中心が計算した円弧アプローチの軌跡を描くように、一対のフォーク6が運搬対象物の方向を向くように後退し、一対の従動車輪5の中心を、点Cを経て点Dに位置させる。
After that, as shown in FIG. 7A, the center of the pair of driven
このように、本実施の形態にかかる運搬装置1によれば、運搬対象物の位置を認識する測距センサ11を複数設けることにより、主に横方向の測距センサ11の検知エリアを広げ、運搬対象物が運搬装置1の横方向に置かれている状態でも運搬対象物の位置を認識可能になるので、狭い通路でも運搬対象物の対して正しく接続可能な位置にアプローチすることが可能となる。
As described above, according to the transporting
1 運搬装置
2 本体
3 駆動車輪
4 駆動モータ
5 従動車輪
6 フォーク
7 昇降装置
8 昇降モータ
9 開閉装置
10 開閉モータ
11 測距センサ
12 演算装置
31 パレット
32 デッキボード
33 アンダーデッキ
34 桁
35 挿込み口
41 台車
42 ベース板
43 ベース板フレーム
44 車輪
1 transporting
Claims (2)
前記本体から所定方向に延在する、運搬対象物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、
前記本体に設けられ、運搬対象物の位置を検出可能な複数個のセンサと、
前記センサによる運搬対象物の検出結果に基づいて、前記一対のフォークを挿し込み可能な位置に移動する円弧アプローチの軌跡データを生成する演算装置と、を備え、
前記演算装置は、前記軌跡データの終点と、前記終点に移動可能な前記軌跡データの始点と、前記軌跡データの始点上における前記本体の姿勢とを決定する、運搬装置。 a body having drive wheels;
a pair of forks extending in a predetermined direction from the body for lifting an object to be transported;
a driven wheel provided at each tip of the pair of forks;
A lifting device for lifting and lowering the pair of forks;
a plurality of sensors provided on the main body and capable of detecting the position of an object to be transported;
an arithmetic device that generates trajectory data of an arc approach that moves to a position where the pair of forks can be inserted based on the detection result of the object to be transported by the sensor;
The transportation device, wherein the computing device determines an end point of the trajectory data, a start point of the trajectory data that is movable to the end point, and an attitude of the main body on the start point of the trajectory data.
前記センサによる運搬対象物の検出結果に基づいて、前記一対のフォークを挿し込み可能な位置に移動する円弧アプローチの軌跡データを生成するステップと、
前記軌跡データの終点と、前記終点に移動可能な前記軌跡データの始点と、前記軌跡データの始点上における前記本体の姿勢とを決定するステップと、
を含む運搬方法。 A main body having drive wheels, a pair of forks extending in a predetermined direction from the main body for lifting an object to be transported, driven wheels provided at respective ends of the pair of forks, and lifting and lowering the pair of forks. and a plurality of sensors provided on the main body and capable of detecting the position of the object to be transported.
a step of generating trajectory data of an arc approach moving to a position where the pair of forks can be inserted based on the detection result of the object to be transported by the sensor;
determining an end point of the trajectory data, a start point of the trajectory data movable to the end point, and a posture of the main body on the start point of the trajectory data;
transportation methods, including;
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Legal Events
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