JP2022541033A - 表面上の物体の移送のための移送装置 - Google Patents

Abstract

表面上の物体の移送のための移送装置は、少なくとも１つの移送ユニット（１０）を備えている。移送ユニットは、垂直前面を有するハウジング（１１）と、垂直前面の各側部でハウジングに動作可能に連結された２つのアームと、ハウジングの下部に配置された少なくとも１つの転動体（１２）と、転動体および可動アームに接続された電源とを備えている。転動体は、表面上の任意の水平方向に転動するように構成されている。【選択図】図３

Description

本発明は、表面上の物体を移送するための遠隔制御された移送装置に関する。本発明は、さらに、車両を表面に沿って移動させるために車両に取り付けることができる方法およびシステムに関する。本発明はまた、移送装置を構成する移送ユニット群を自動的に移動させることに関する。

乗り物の推進エンジンを稼働させることなく、車両／自動車などの乗り物を移動させる必要がある場合が幾つかある。このような状況の例は、車両の製造中、小売業者や顧客に移送するために乗り物を並べる際、駐車ガレージにおいて等である。

昨今、車両の製造中に、車両は、ステーション間で、さらに、車両の完成からトレーラ－、列車、船などの道路／線路輸送手段まで、コンベアベルトを使用して移送されるか、または、オペレータによって人為的に運転される。コンベアベルトは、一つの移動方向のみを有し、直線経路に沿った移送に適し、製造ステーション間で一般的に使用される。車両が組立の最終段階に近付いたときに、その重量と大きさは、容易な移動を阻害する。車両自体のエンジンを使用する必要性は、流体燃料の乗り物の場合には、燃料の存在に起因する火災の危険性に繋がる。

移送のための同様のニーズが他の物体にも存在し、本発明は、多数の物体の移送に使用することができ、乗り物または乗り物の車輪は一例に過ぎないことに留意すべきである。

本発明の目的は、表面上の物体の汎用性の高い移送のための移送装置を提供することである。以下の説明では、物体として乗り物を説明することが多いが、上述したように、本移送装置は、多数の異なる物体に適用することができる。汎用性の高い移送は、コンベアベルトの方向や乗り物自体の操作能力に制限されるなどの制約なしに、乗り物をあらゆる方向に移送する能力、および、車両を正確に位置決めする能力を含んでいる。

また、本発明の目的は、乗り物の内部推進エンジンを稼働させることなく乗り物の移送を可能とする乗り物移送装置を提供することである。

本発明の目的は、特許請求の範囲の特徴によって達成される。

表面上の物体の移送のための移送装置は、少なくとも１つの移送ユニットを備えている。移送ユニットは、垂直な前面を有するハウジングと、垂直な前面の各側部（side）でハウジングに動作可能に連結された２つのアームと、ハウジングの下部に配置された少なくとも１つの転動体と、転動体および可動アームに接続された電源とを備え、転動体は、表面上で任意の水平方向に転動するように構成されている。

以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。

乗り物移送装置に用いられる移送ユニットの一実施形態の正面図である。 乗り物移送装置に用いられる移送ユニットの一実施形態の背面図である。 ４つの移送ユニットを備えた移送装置の一実施形態を示す図である 無線充電を備えた移送ユニットを示す図である。 着脱可能な電源を備えた移送ユニットを示す図である。 着脱可能な電源を備えた移送ユニットを示す図である。 移送ユニットに使用されるアームの一実施形態を示す図である 移送ユニットのアームの移動中のステップを示す図である。 移送ユニットのアームの移動中のステップを示す図である。 移送ユニットのアームの移動中のステップを示す図である。 移送ユニットのアームの移動中のステップを示す図である。 移送ユニットのアームの移動中のステップを示す図である。 移送ユニットのアームの移動中のステップを示す図である。 移送ユニットのアームの移動中のステップを示す図である。 移送ユニットのアームの移動中のステップを示す図である。 移送ユニットのアームの移動中のステップを示す図である。 移送ユニットのアームの移動中のステップを示す図である。 移送ユニットのアームの移動中のステップを示す図である。 移送ユニットのアームの移動中のステップを示す図である。 ２つ以上の移送ユニットを連結するための係止機構を示す図である。 ２つ以上の移送ユニットを連結するための係止機構を示す図である。 ２つ以上の移送ユニットを連結するための係止機構を示す図である。 ２つ以上の移送ユニットを連結するための係止機構を示す図である。 ２つ以上の移送ユニットを連結するための係止機構を示す図である。 移送ユニットのアームの移動のための機構の別の実施形態を示す図である。

図１は、移送ユニット１０の一実施形態を示す図である。移送ユニット１０は、表面上の乗り物などの物体を単独で移送するための乗り物移送装置の一部であってもよいし、他の移送ユニットと組み合わされてもよい。移送ユニットは、単独で使用してもよいし、他の移送ユニットと組み合わせて他の物体を移送してもよい。移送ユニット１０は、垂直な前面１２を有するハウジング１１と、垂直な前面の各側部でハウジング１０に動作可能に連結された２つのアーム１４と、ハウジングの下部に配置された少なくとも１つの転動体１５と、転動体および可動アームに接続された電源とを備えている。

図２は、ハウジングの背面１３を示す背面図であり、図１０と同じ実施形態を示す図である。

ハウジング１１には、多数のセンサ１６、１７、１８が組み込まれている。これらセンサは、例えば、超音波センサまたは他の距離センサ、カメラ等であってもよい。例えば、前方センサ１７および後方センサ１８がカメラであり、側方センサ１６が超音波センサであってもよい。これらセンサは、近くの物体および障害物までの距離を測定し監視することができ、所望の位置までナビゲートし、他の移送ユニットと結合するために使用される。

係止機構１９、２０は、孔１９内に挿入係止される係止ピン２０の形態で、移送ユニットの前後に配置されている。

転動体１５は、本実施形態では車輪であって、表面上で任意の水平方向における転動を可能とするように回転することができる。これにより、移送ユニット１０は非常に汎用性があり、１つの位置から別の位置に正確にナビゲートすることができ、他の物体、壁またはその他の障害物に対して正確に移送ユニット自体を位置決めすることができる。転動体は、モータ等の駆動部に接続されており、駆動部は、駆動部を制御しそれにより転動体を制御する制御部に接続されている。

アーム１４は、移送すべき物体を持ち上げて保持するように設計されている。図１および図２の実施形態では、アームは、車両用の車輪を持ち上げるように設計されている。そこでアーム１４は、三角形断面を有する縦長部材として形成されている。その休止位置において、アーム１４は、ハウジング１１の各側部に沿って配置され、側部に平行に、即ち、垂直に配置されている。移送すべき物体を持ち上げる準備をする際には、可動連結部２１における回転によりアームが表面に平行になるまで下降させる。アームは、一実施形態では、前面と平行な方向に回転するが、いくつかの実施形態では、前面に対して垂直に回転させてもよい。アームを前面に平行に回転させる場合には、次に、アームを内側に、即ち、互いに向けて、規定された移送位置まで回転させることができる。車輪を上昇させる例では、アームは、それらが互いに平行でかつ前面に垂直になるまで回転される。一実施形態では、アームは、接触時に移動を停止するためにアームが抵抗を受けたときを検出することができるセンサを含む。このようにして、アームは、車輪のための支持体を提供する。その後、アームは上方への移動を続け、車輪またはその他の移送すべき物体を持ち上げる。

移送装置は、アームを所定の位置に係止するように構成された少なくとも１つの係止装置を有することができる。

アーム１４の可動連結部２１と、係止装置とは、図８～図１９に詳細に説明されている。

図７は、アーム１４の一実施形態の断面図である。断面は、端面７４と同じ三角形の形状を有し、一方の側面は、摩擦を提供するための溝７１を有し、これにより、移送すべき物体へのアームの保持を確保する。また、アームの面は、摩擦材料で形成されてもよいし、摩擦材料で被覆されてもよい。端面７４には、センサ装置またはセンサ装置７２の一部が配置されている。一実施形態では、例えば、アームがハウジングの側部の特定の位置に移動したときを検出するためにハウジングに配置された磁石センサにより検出できる磁石が７２内に設けられている。

図１０は、休止位置にある、即ち、ハウジング１１に沿って配置されたアーム１４の断面図を示している。一実施形態では、アーム１４は、図１１に示すように、まず、前面に平行な外側方向に下降させることにより、休止位置から移動される。休止位置にあるときに、磁石センサは、図７に示すように、アーム上の磁石を登録する（registers）。

アーム１４を昇降させ、回転させ、下降させる機構の例を図１６～図１９に示している。これらの図において、アームは、概ね移送面に平行な位置まで下降している。図１９において、アーム１４は、前面に平行な状態から前面に垂直な状態への回転中である。係止機構２２、２３は、アーム１４がその移送位置に回転したときに係合し、アームに重量が印加されたときにアームが外側に移動するのを防止する。これにより、アームがその移送位置に留まり、移送すべき物体を失わないことが保証される。アームが適切な位置にある場合には、ネジ２５をさらに回転させることにより、アームを上昇させる。摩擦リング２４は、アームを上昇させる前にアームをまず移送位置まで回転させる。アーム１４を再びその休止位置へと折り畳む際には、まず、アームの長さが前面および地面（移送すべき物体が載っている面）と平行となるようにアームを外側へ回転させる。この位置において、ペグ２６は孔２７に係合する。アームを上方に折り畳む上方への回転は、孔２７におけるペグの移動に起因して生じ、ここでペグはバネと係合する。次いで、アームは、上方にさらに折り畳まれ、垂直位置、即ち、休止位置における、ハウジングの前面に平行な位置に移動する。このプロセスの異なる段階の例が、図８～図１３にさらに詳細に示されている。

図１４および図１５は、ペグ２６を係合するために孔２７内に配置され得るバネ２８の例を示している。

回転して２つのアームをそれぞれ昇降させるための２つのネジは、反対のネジ方向にネジ山が切られている。図１７は、移送位置にあり、回転ネジ２５により持ち上げられたアーム１４を示している。

図２５は、移送ユニットのアーム１４の移動のための機構の別の実施形態を示している。この実施形態は、アーム１４の横方向の回転に使用される歯車（cogwheel）３６を備えている。歯車３６を使用することにより、図１６～図１９の摩擦リング２４の使用は省略される。

図３は、４つの移送ユニット１０を備えた移送装置３０を示している。移送ユニットは、この例では、車両の各車輪を昇降させ移動させるように構成されている。

移送ユニット１０は、各々、別の移送ユニットの垂直前面に接触するように構成された垂直背面を備えている。このようにして、移送ユニットを密に重ねて一体として移動させることができる。

図３において、移送ユニットは、各移送ユニットに設けられた係止機構によって互いに連結されている。係止機構は、移送ユニットを別の移送ユニットに係止するように構成され、図２０～図２４にさらに詳細に例示され、図示されている。

移送ユニットの背面に配置される係止機構１９の一部は、不使用時に孔２２内に退避可能であり、係止が必要なときに孔から延出可能な係止ピン２１を備えている。図２０は、退避位置における係止ピンを示す図である。

図２１において、移送ユニットＡの係止ピン２１は、その延出位置が示され、移送ユニットＢの係止孔１９に挿入および係止される準備ができている。図２２は、係止孔１９に挿入された係止ピンを示している。係止孔１９は、係止機構の係止機能を実行する係止バネ２３を備えている。係止ピンを挿入した後、係止を行うために係止ピンを回転させることができる。この例では、係止ピンは、係止位置と係止解除位置との間で９０°回転される。係止ピン２１は、２つの移送ユニットが互いに係止されたときにその係止位置にあり、移送ユニットを互いから解放するために９０°回転される。

図２３には、回転され係止された状況が示されている。図２４は、係止孔に挿入されずに、そのロック方向にある係止ピン２１を示している。

一実施形態では、４つの移送ユニットは、通信手段をそれぞれ備え、他の移送ユニットとの間で信号を送受信するように構成されている。通信手段は、遠隔制御システム、スマートフォンまたはタブレットなどの遠隔ユニットと通信することもできる。通信手段は、例えば、無線送信機や受信機である。信号は、移送ユニット上のセンサからの情報、方向や瞬間回転速度などの転動体に関する情報、電源の状態などを含んでもよい。移送ユニットの少なくとも１つは、センサからの信号および移送ユニットからのその他の情報を処理するように構成されたプロセッサ装置を含むことができる。移送ユニットは、制御装置を備えていてもよい。このように、移送ユニットの１つは、他の移送ユニットに制御信号を送ることができる親機であってもよく、その場合、他の移送ユニットは、子機として機能する。移送ユニットが上述したように移送装置内にあるとき、制御信号は、各移送ユニットがそれ専用の移送動作を実行するように指示する。移送装置が車両の各車輪を昇降し移動させるように構成された例において、移送ユニットは車輪を対象として、車輪を、したがって車両を、協調して昇降させるように構成されている。

例えば、移動命令は、無線送信機により移送ユニット内の制御装置に送られる。受信機に接続された制御装置は、駆動命令を含む送信シーケンスを解釈して動作するマイクロコントローラを含むことができる。

移送ユニットの制御装置が移動命令を受信すると、制御装置は、その周囲に対するその位置を決定する。これは現在位置であり第1の位置である。

現在位置が確立されると、制御装置において転動体の移動を制御するための移動命令が実行される。移動は、転動装置の第１の位置と、第２の位置を含む受信された移動命令とに基づいている。

これに基づいて、移送ユニットが第１の位置から第２の位置に移動される。

一実施形態では、選択された移送ユニットは、他の移送ユニットの移動を制御するための親機として機能するように設定される。この場合、他の移送ユニットは子機として動作し、親機からの命令に応答する。そして、親機は、制御信号を子機に送信し、個々の目標位置に応じた移動に従うように子機に命令する。複数の移送ユニットが移送装置に含まれる場合、即ち、同時に協調制御される場合には、各移送ユニットに固有のＩＤを付与する。これにより、全ての移送ユニットが個別の移動命令を受けることができる。

１つの移送ユニットが他の移送ユニットの親機として動作する場合には、この１つの移送ユニットが同一の装置に接続された他の移送ユニットの各々を制御する。

移送ユニットが他の目的のために使用される場合、あるいは、単独で動作する場合、各移送ユニットは、やはり通信手段を備えてもよく、遠隔制御されてもよい。

図４は、無線充電の準備ができている移送ユニットを示している。電源は、ハウジングの内部に配置された充電可能なバッテリである。円形充電場４１は、バッテリが置かれる領域を示している。充電場に隣接して無線充電器を配置することにより、バッテリを充電することができる。無線充電器は、例えば、壁またはドッキングステーションに一体化することができ、移送ユニット１０は、再充電が必要なときに無線充電器まで転動することができる。

図５および図６は、電源が着脱可能なバッテリ５１である移送ユニットを示している。バッテリ５１は、把持孔５２を用いてハウジング１１内のバッテリスロット５３に挿入することができ、充電または交換が必要なときに取り外すことができる。また、把持孔５２内に電気コネクタを配置して、バッテリ５２の直接充電のための電力に接続してもよい。

移送ユニットは、いわゆる自己平衡型（self-balancing）であってもよい。これは、任意の物体を移送する面に対する移送ユニットの角度が変化したときに転動体が稼働することを意味する。

自己平衡を達成するために、移送ユニットは、垂直前面の位置を実質的に一定に保つように構成された自己平衡制御機構を含む。自己平衡制御機構は、例えば、ジャイロスコープおよびセンサを含む。転動体を駆動するモータは、センサによって検出された移動とは逆方向にジャイロスコープを自動的に係合する。

自己平衡制御機構の一例は、ホバーボード（hoverboard）に使用される。ホバーボードの車輪は、電動モータ自体を収容する。これらはまた、傾斜および速度センサを含んでいる。傾斜および速度センサは、個々の車輪の回転数（毎分回転数）を検出し、これを、ジャイロスコープおよび本体の内側、車輪のすぐ隣に位置する速度制御基板に送る。

ジャイロスコープおよび速度制御基板は、車輪内部のセンサから回転数および傾斜情報を受信し、それを、主論理ボードに送る。

車輪内の傾斜センサは、どの程度前傾しているかをジャイロスコープに知らせる。ジャイロスコープは、この情報を論理ボードに中継する。

より多く前傾するにつれ、論理ボードは、重心に「追いつく」ように、より高速で回転するようモータに伝える。

Claims (9)

1. 表面上の物体を移送するための移送装置であって、前記移送装置は少なくとも１つの移送ユニット（１０）を備え、
   前記移送ユニット（１０）は、
   垂直前面を有するハウジング（１１）と、
   前記垂直前面の各側部で前記ハウジングに動作可能に連結された２つのアームと、
   前記ハウジングの下部に配置された少なくとも１つの転動体（１２）と、
   前記転動体および前記可動アームに接続された電源とを備え、
   前記転動体は、前記表面上の任意の水平方向に転動するように構成されている、移送装置。
2. 前記アームを所定の位置に係止するように構成された少なくとも１つの係止装置を備える、請求項１に記載の移送装置。
3. 前記移送ユニットは、前記移送ユニットと周囲の物体との間の距離を測定するように構成された少なくとも１つのセンサ装置を含む、請求項１または２に記載の移送装置。
4. 前記少なくとも１つの移送ユニットは、前記垂直前面の位置を実質的に一定に保つように構成された自己平衡制御機構を含む、請求項１～３のいずれかに記載の移送装置。
5. 前記電源が取り外し可能なバッテリであることを特徴とする、請求項１～４のいずれかに記載の移送装置。
6. ４つの移送ユニットを含み、前記移送ユニットは、車両の各車輪を昇降し移動させるように構成されている、請求項１～５のいずれかに記載の移送装置。
7. 前記４つの移送ユニットは、それぞれ、通信手段を備え、他の移送ユニットとの間で信号を送受信するように構成されている、請求項６に記載の移送装置。
8. 前記移送ユニットは、別の移送ユニットの前記垂直前面に接触するように構成された垂直背面を含む、請求項６または７に記載の移送装置。
9. 前記移送ユニットは、前記移送ユニットを別の移送ユニットに係止する係止機構を備える、請求項６～８のいずれか一項に記載の移送装置。

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