JP2023104439A - 配送ロボット - Google Patents

Abstract

【課題】走行レール及びガイドレールが存在しない環境（例えば、屋外環境）であっても、配送物を水平状態のまま配送することができる配送ロボットを提供する。【解決手段】目的地まで配送物を配送する配送ロボット１であって、目的地まで自立走行する車両本体１０と、を備え、前記車両本体は、配送物が載置される載置部２０Ａと、前記載置部を揺動可能に支持する揺動機構３０と、前記揺動機構を保持する保持部と、を備え、前記揺動機構は、揺動プレートと、下向きに凸に湾曲した円弧形状のガイドレールと、前記ガイドレールにスライド移動可能に係合したスライド部と、を含み、前記ガイドレール及び前記スライド部のうち一方は、前記揺動プレートに設けられ、他方は前記保持部に設けられている。【選択図】図３

Description

本発明は、配送ロボットに関する。

チェーンによって走行レールに沿って走行し、走行レールの傾斜区間においても被搬送物を傾斜させずに搬送する搬送装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１１－２３０８７５号公報

しかしながら、特許文献１においては、搬送装置は、揺動軸を中心に揺動する揺動手段の揺動端に設けられたガイドローラが走行レールの傾斜区間に対応して設けられたガイドレールに係合した状態で走行レールに沿って走行することにより、被搬送物を傾斜させずに搬送するように構成されている。そのため、走行レール及びガイドレールが存在しない環境（例えば、屋外環境）においては、被搬送物（配送物）を水平状態のまま搬送（配送）することができないという課題がある。

本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、走行レール及びガイドレールが存在しない環境（例えば、屋外環境）であっても、配送物を水平状態のまま配送することができる配送ロボットを提供するものである。

本発明にかかる配送ロボットは、
目的地まで配送物を配送する配送ロボットであって、
目的地まで自立走行する車両本体を備え、
前記車両本体は、
配送物が載置される載置部と、
前記載置部を揺動可能に支持する揺動機構と、
前記揺動機構を保持する保持部と、を備え、
前記揺動機構は、揺動プレートと、下向きに凸に湾曲した円弧形状のガイドレールと、前記ガイドレールにスライド移動可能に係合したスライド部と、を含み、
前記ガイドレール及び前記スライド部のうち一方は、前記揺動プレートに設けられ、他方は前記保持部に設けられており、
前記載置部は、前記揺動プレートに設けられており、
前記車両本体が水平面に対して傾斜した場合、前記スライド部が相対的に前記ガイドレールに沿って移動することにより、前記載置部の水平状態が保たれる。

このような構成により、走行レール及びガイドレールが存在しない環境（例えば、屋外環境）であっても、配送物を水平状態のまま配送することができる。

これは、車両本体が水平面に対して傾斜した場合、スライド部が相対的にガイドレールに沿って移動することにより、載置部及びこれに載置された配送物の水平状態が保たれることによるものである。

また、上記配送ロボットにおいては、
前記載置部を鉛直方向に延びる回転軸を中心に回転させる回転機構と、
前記回転機構を制御する回転機構制御部と、をさらに備えていてもよい。

また、上記配送ロボットにおいては、
前記回転軸は、上面視で、前記載置部の中心から所定量シフトした位置に配置されていてもよい。

また、上記配送ロボットにおいては、
前記回転機構制御部は、前記車両本体が目的地に到着した場合、前記回転機構を制御して、前記載置部を前記回転軸を中心に回転させてもよい。

このようにすれば、ユーザは、身を乗り出すことなく、配送物を受け取ることができる。

また、上記配送ロボットにおいては、
前記載置部は、前記車両本体が目的地に到着するまで、上面視で、当該載置部の外形が前記車両本体の外形内に収まる収納位置に位置しており、
前記回転機構制御部は、前記車両本体が目的地に到着した場合、前記回転機構を制御して、上面視で、前記載置部の外形が前記車両本体の外形からはみ出る非収納位置まで前記回転軸を中心に回転させてもよい。

このようにすれば、配送ロボットが走行中に、載置部が周囲に存在する人等に接触するのを防止することができる。

また、上記配送ロボットにおいては、
前記揺動プレートの揺動を規制するアクチュエータと、
前記アクチュエータを制御するアクチュエータ制御部と、をさらに備え、
前記アクチュエータは、前記揺動プレートに当接して当該揺動プレートの揺動を規制する当接位置と前記揺動プレートから離間して当該揺動プレートの揺動の規制を解除する非当接位置との間を移動するシリンダを含み、
前記シリンダは、前記車両本体が目的地に到着するまで、前記非当接位置に位置しており、
前記アクチュエータ制御部は、前記車両本体が目的地に到着した場合、前記アクチュエータを制御して、前記シリンダを前記当接位置に移動させてもよい。

このようにすれば、配送ロボットが目的地に到着するまでの間、揺動プレート（及び載置部）が車両本体（スライド部）に対して揺動することが可能となる。また、配送ロボットが目的地に到着した場合、載置部（揺動プレート）の揺動が規制される。そのため、ユーザは、載置部に載置された配送物が揺動しない状態で当該配送物を受け取ることができる。

また、上記配送ロボットにおいては、
前記揺動プレートの揺動を制動するロータリーダンパーをさらに備え、
前記揺動プレートは、円弧形状の面を含み、
前記ロータリーダンパーは、当該ロータリーダンパーの回転軸が前記円弧形状の面に接触した状態で前記保持部に設けられていてもよい。

このようにすれば、揺動プレート（及び載置部）が必要以上に揺動することが防止される。

また、上記配送ロボットにおいては、
前記車両本体は、
複数の走行輪と、
前記複数の走行輪の回転を個別に制御する走行制御部と、をさらに備え、
前記走行輪のホイールベースと前記走行輪の直径は概ね等しくてもよい。

このようにすれば、走行輪を個別に制御することにより、配送ロボットをステアリングレスで旋回（信地旋回）させることができる。

また、上記配送ロボットにおいては、
前記揺動プレートの重量は、水平方向に関し、左右対称で、
前記揺動プレートの単位長さあたりの重量は、水平方向に関し、中央部が最も重くてもよい。

このようにすれば、車両本体が水平面に対して傾斜した場合、揺動プレートが自重で揺動することにより、載置部及びこれに載置された配送物の水平状態が保たれる。

本発明により、走行レール及びガイドレールが存在しない環境（例えば、屋外環境）であっても、配送物を水平状態のまま配送することができる配送ロボットを提供することができる。

配送ロボット１の斜視図である。 車両本体１０の内部構造を表す斜視図である。 配送ロボット１の縦断面図である。 図３中の一点鎖線で囲んだ矩形内の拡大図である。 配送ロボット１のシステム構成図である。 配送ロボット１の上面図（簡略図）である。 揺動機構３０の斜視図である。 揺動プレート３１を図４中矢印ＡＲ１方向から見た図である。 揺動プレート３１を図４中矢印ＡＲ２方向から見た図である。 配送ロボット１が坂路を走行（自立走行）している様子を表す図である。 配送ロボット１の動作例のフローチャートである。

以下、本発明の一実施形態である配送ロボット１について添付図面を参照しながら説明する。各図において対応する構成要素には同一の符号が付され、重複する説明は省略される。

図１は、配送ロボット１の斜視図である。図２は、車両本体１０の内部構造を表す斜視図である。図３は、配送ロボット１の縦断面図である。図４は、図３中の一点鎖線で囲んだ矩形内の拡大図である。

配送ロボット１は、屋外環境において自律走行することにより、目的地まで配送物を配送する配送ロボットである。配送物は、例えば、ユーザが注文した商品（例えば、食品や飲み物）である。ユーザは、例えば、当該ユーザが所持するスマートフォン（図示せず）から商品を注文する。目的地は、例えば、商品を注文したユーザの現在位置で、ユーザが所持するスマートフォンから取得される。

図１に示すように、配送ロボット１は、目的地まで自立走行する車両本体１０を備えている。

図２～図４に示すように、車両本体１０は、複数の走行輪１１（１１ａ～１１ｄ）、複数の走行輪１１（１１ａ～１１ｄ）を回転させる複数のモータ７０（７０ａ～７０ｄ）、シャシー１２、ベース１３、ベース１３に固定された第１支柱１４Ａ、第２支柱１４Ｂ、第１支柱１４Ａにより支持された第１載置部２０Ａ、第２支柱１４Ｂにより支持された第２載置部２０Ｂ、第１載置部２０Ａを揺動可能に支持する揺動機構３０、第１載置部２０Ａ（及び揺動機構３０）を鉛直方向に延びる回転軸４１を中心に回転させる回転機構４０、第１載置部２０Ａ（揺動プレート３１）の揺動を制動するロータリーダンパー５０、第１載置部２０Ａ（揺動プレート３１）の揺動を規制するアクチュエータ６０を備えている。なお、図示しないが、シャシー１２とベース１３との間には、配送ロボット１（車両本体１０）が走行中の振動を減衰させるため、減衰機構（例えば、バネ）が設けられている。

図５は、配送ロボット１のシステム構成図である。

図５に示すように、車両本体１０は、センサ８１（８１ａ～８１ｅ）、障害物検知部８２、自己位置推定部８３、走行制御部８４、回転機構制御部８５、アクチュエータ制御部８６、経路情報記憶部８７を備えている。障害物検知部８２、自己位置推定部８３、走行制御部８４、回転機構制御部８５、アクチュエータ制御部８６は、プロセッサ（図示せず）が、記憶装置（図示せず）からメモリ（図示せず）に読み込まれた所定プログラムを実行することにより実現される。プロセッサは、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）である。プロセッサは、１つの場合もあるし、複数の場合もある。記憶装置は、例えば、ＲＯＭ、ＳＳＤである。メモリは、例えば、ＲＡＭである。なお、障害物検知部８２、自己位置推定部８３、走行制御部８４、回転機構制御部８５、アクチュエータ制御部８６の一部又は全部は、ハードウェアで実現してもよい。

モータ７０（７０ａ～７０ｄ）は、走行輪１１（１１ａ～１１ｄ）を回転させるためのモータで、例えば、エンコーダ付きのモータ（例えば、サーボモータ）である。モータ７０（７０ａ～７０ｄ）は、シャシー１２に取り付けられている。モータ７０（７０ａ～７０ｄ）は、走行制御部８４からの制御により個別に正逆回転される。

走行輪１１ａ（左前輪）と走行輪１１ｃ（左後輪）の軸間距離Ｌ１（図１参照）、すなわち走行輪のホイールベースと走行輪の直径Ｌ２（図１参照）は、概ね等しい。同様に、走行輪１１ｂ（右前輪）と走行輪１１ｄ（右後輪）の軸間距離、すなわち走行輪のホイールベースと走行輪の直径も、概ね等しい。

走行輪１１ａ～１１ｄは、走行制御部８４がモータ７０（７０ａ～７０ｄ）を制御することにより、個別に正逆回転される。これにより、配送ロボット１（車両本体１０）をステアリングレスで旋回（信地旋回）させることができる。例えば、左輪（走行輪１１ａ、１１ｃ）を正転、右輪（走行輪１１ｂ、１１ｄ）を逆転させることにより、配送ロボット１（車両本体１０）を時計回りに旋回させることができる。その際、走行輪のホイールベースと走行輪の直径が概ね等しいため、走行輪と路面との間の抵抗（引きずり抵抗）を下げることができる。

センサ８１は、配送ロボット１の周辺に存在する障害物を検出する障害物検知センサ、配送ロボット１の現在位置を推定するセンサを含む。障害物検出センサは、例えば、ソナー８１ａ（超音波センサ）、カメラ８１ｂ（例えば、ステレオカメラ）、ＬｉＤＡＲ８１ｃである。配送ロボット１の現在位置を推定するセンサは、例えば、モータ７０（７０ａ～７０ｄ）が備えるエンコーダ、ＩＭＵ８１ｄ、ＲＴＫ－ＧＮＳＳアンテナ８１ｅである。ＲＴＫ－ＧＮＳＳアンテナ８１ｅは、衛星から送信される信号を受信しやすくするため、高所（例えば、第１載置部２０Ａ内）に設けるのが望ましい。

第１載置部２０Ａは、配送物が載置される上面２１Ａを含む。同様に、第２載置部２０Ｂは、物品が載置される上面２１Ｂを含む。

第１載置部２０Ａは、揺動機構３０により車両本体１０に対して揺動可能に支持されている。また、第１載置部２０Ａ（及び揺動機構３０）は、回転機構４０により回転軸４１を中心に回転される。

回転機構４０は、第１載置部２０Ａ（及び揺動機構３０）を鉛直方向に延びる回転軸４１を中心に回転させる回転機構である。図４に示すように、回転機構４０は、第１支柱１４Ａにより回転軸４１を中心に回転可能に支持された回転プレート４２、サーボモータ（図示せず）を含む。サーボモータ（図示せず）は、回転機構制御部８５からの制御により正逆回転される。回転プレート４２は、当該回転プレート４２に連結された回転軸４１がサーボモータ（図示せず）により正逆回転されることにより、回転軸４１を中心に回転する。

図６は、配送ロボット１の上面図（簡略図）である。

図６に示すように、回転軸４１は、上面視で、第１載置部２０Ａの中心から車両本体１０の側面側に所定量シフトした位置に配置されている。これにより、第１載置部２０Ａを、上面視で当該第１載置部２０Ａが車両本体１０の外形内に収まる収納位置（図６中、一点鎖線で描いた第１載置部２０Ａ参照）、又は、上面視で当該第１載置部２０Ａが車両本体１０の外形からはみ出す配送物受け渡し位置（図６中、実線で描いた第１載置部２０Ａ参照）に回転させることができる。

図７は、揺動機構３０の斜視図である。図８は揺動プレート３１を図４中矢印ＡＲ１方向から見た図、図９は揺動プレート３１を図４中矢印ＡＲ２方向から見た図である。

図４、図７～図９に示すように、揺動機構３０は、揺動プレート３１、揺動プレート３１に固定され、下向きに凸に湾曲した円弧形状のガイドレール３２、ガイドレール３２にスライド移動可能に係合したスライド部３３を含む。

揺動プレート３１は、一定の重量（数ｋｇ程度）の金属製プレートで、互いに対向する一対の主面３１ａ、３１ｂ、上面３１ｃ、及び、下向きに凸に湾曲した円弧形状の下面３１ｄを含む。揺動プレート３１は、水平方向に関し、左右対称の形状である（図８、図９参照）。そして、揺動プレート３１の重量も、水平方向に関し、左右対称である。また、揺動プレート３１の単位長さあたりの重量は、水平方向に関し、中央部が最も重い。

揺動プレート３１の上面３１ｃの中央部には、切欠部３１ｃ１（図８参照）が設けられていている。この切欠部３１ｃ１には、載置部支持アーム３４（図７参照）が挿入された状態で取り付けられている。第１載置部２０Ａは、揺動プレート３１（上面３１ｃ）及び載置部支持アーム３４（上面）に載置された状態で取り付けられている（図４参照）。

ガイドレール３２は、下向きに凸に湾曲した円弧形状のガイドレール（例えば、ＬＭガイド）で、揺動プレート３１の一方の主面３１ａに固定されている（図４、図７、図８参照）。

スライド部３３は、ガイドレール３２にスライド移動可能に係合している。スライド部３３は、回転プレート４２の先端部に固定された鉛直プレート４３に固定されている（図４参照）。回転プレート４２及び鉛直プレート４３が本発明の保持部の一例である。

ロータリーダンパー５０は、揺動プレート３１（及び第１載置部２０Ａ）の揺動を制動するため、回転プレート４２に固定されている。具体的には、ロータリーダンパー５０は、回転プレート４２の先端部に固定された鉛直プレート４３及びこの鉛直プレート４３の下端部に固定されたＬ字型ステー４４を介して回転プレート４２に固定されている（図４参照）。ロータリーダンパー５０の回転軸５１は、揺動プレート３１の厚み方向に延びており、この回転軸５１に取り付けられた回転体５２を介して揺動プレート３１の下面３１ｄに貼り付けられたゴム板３５に接触している。そのため、揺動プレート３１（及び第１載置部２０Ａ）が車両本体１０（スライド部３３）に対して揺動すると、ロータリーダンパー５０の回転軸５１に取り付けられた回転体５２と揺動プレート３１の下面３１ｄに貼り付けられたゴム板３５との間の摩擦力により、ロータリーダンパー５０の回転軸５１が回転する。これにより、揺動プレート３１（及び第１載置部２０Ａ）が必要以上に揺動することが防止される。

その際、揺動プレート３１の重量は水平方向に関し左右対称であり、かつ、揺動プレート３１の単位長さあたりの重量は水平方向に関し中央部が最も重いため、図１０に示すように、車両本体１０が水平面に対して傾斜した場合、第１載置部２０Ａ（及び揺動プレート３１）が車両本体１０（スライド部３３）に対して自重で揺動する（スライド部３３が相対的にガイドレール３２に沿って移動する）。これにより、第１載置部２０Ａ（及び揺動プレート３１）の水平状態が保たれる。これにより、第１載置部２０Ａに載置された配送物を水平状態のまま配送することができる。図１０は、配送ロボット１が坂路を走行（自立走行）している様子を表す図である。

鉛直プレート４３の上端部には、揺動プレート３１の揺動を規制するアクチュエータ６０が固定されている（図４、図７参照）。

アクチュエータ６０は、揺動プレート３１（一方の主面３１ａ）に当接して当該揺動プレート３１の揺動を規制する当接位置と揺動プレート３１（一方の主面３１ａ）から離間して当該揺動プレート３１の揺動の規制を解除する非当接位置との間を移動するシリンダ６１を含む。シリンダ６１は、アクチュエータ制御部８６がアクチュエータ６０を制御することにより当接位置と非当接位置との間を移動する。

障害物検知部８２は、障害物検出センサ（ソナー８１ａ、カメラ８１ｂ、ＬｉＤＡＲ８１ｃ）から送信される信号に基づき所定の処理を実行することにより、配送ロボット１の周辺に存在する障害物（例えば、人や車両）を検出する。

自己位置推定部８３は、配送ロボット１の現在位置を推定するセンサ（モータ７０ａ～７０ｄが備えるエンコーダ、ＩＭＵ８１ｄ、ＲＴＫ－ＧＮＳＳアンテナ８１ｅ）から送信される信号に基づき所定の処理を実行することにより、配送ロボット１の現在位置を推定する。例えば、自己位置推定部８３は、衛星から送信される信号をＲＴＫ－ＧＮＳＳアンテナ８１ｅにより受信できる場合、当該ＲＴＫ－ＧＮＳＳアンテナ８１ｅにより受信された信号に基づき所定の処理を実行することにより、配送ロボット１の現在位置を推定する。一方、自己位置推定部８３は、衛星から送信される信号をＲＴＫ－ＧＮＳＳアンテナ８１ｅにより受信しにくい場合、モータ７０が備えるエンコーダ、ＩＭＵ８１ｄから送信される信号（方位、車輪速）に基づき所定の処理を実行することにより、配送ロボット１の現在位置を推定する。

走行制御部８４は、複数の走行輪１１（１１ａ～１１ｄ）の回転を個別に制御する。具体的には、走行制御部８４は、自己位置推定部８３が推定した配送ロボット１の現在位置、及び、経路情報記憶部８７に記憶された配送ロボット１が走行すべき目的地までの経路の経路情報に基づいて、配送ロボット１が目的地まで走行するようにモータ７０（７０ａ～７０ｄ）を制御する。その際、走行制御部８４は、障害物検知部８２が検出した障害物にぶつからないようにモータ７０（７０ａ～７０ｄ）を制御する。

回転機構制御部８５は、回転機構４０を制御する。例えば、回転機構制御部８５は、配送ロボット１（車両本体１０）が目的地に到着するまでの間、上面視で第１載置部２０Ａが車両本体１０の外形内に収まる収納位置（図６中、一点鎖線で描いた第１載置部２０Ａ参照）に位置するように回転機構４０（サーボモータ）を制御する。これにより、配送ロボット１（車両本体１０）が走行中に、第１載置部２０Ａが周囲に存在する人等に接触するのを防止することができる。一方、回転機構制御部８５は、配送ロボット１（車両本体１０）が目的地に到着した場合、上面視で第１載置部２０Ａが車両本体１０の外形からはみ出す配送物受け渡し位置（図６中、実線で描いた第１載置部２０Ａ参照）に位置するように回転機構４０（サーボモータ）を制御する。例えば、回転機構制御部８５は、第１載置部２０Ａが収納位置から１８０度回転するように回転機構４０（サーボモータ）を制御する。これにより、ユーザＵは、身を乗り出すことなく、配送物を受け取ることができる。

アクチュエータ制御部８６は、アクチュエータ６０を制御する。例えば、アクチュエータ制御部８６は、配送ロボット１（車両本体１０）が目的地に到着するまでの間、シリンダ６１が揺動プレート３１（一方の主面３１ａ）から離間する非当接位置に位置するようにアクチュエータ６０を制御する。これにより、配送ロボット１（車両本体１０）が目的地に到着するまでの間、揺動プレート３１（及び第１載置部２０Ａ）が車両本体１０（スライド部３３）に対して自重で揺動することが可能となる。一方、アクチュエータ制御部８６は、配送ロボット１（車両本体１０）が目的地に到着した場合、シリンダ６１が揺動プレート３１（一方の主面３１ａ）に当接する当接位置に位置するようにアクチュエータ６０を制御する。これにより、配送ロボット１（車両本体１０）が目的地に到着した場合、第１載置部２０Ａ（揺動プレート３１）の揺動が規制される。そのため、ユーザＵは、第１載置部２０Ａに載置された配送物が揺動しない状態で当該配送物を受け取ることができる。

経路情報記憶部８７には、配送ロボット１（車両本体１０）が走行すべき目的地までの経路の経路情報が記憶されている。経路情報は、例えば、カーナビゲーションシステムと同様、経路探索用の地図データに基づいて、配送ロボット１の現在地から目的地までの経路を探索することにより生成される。なお、経路情報は、外部から通信部を介して取得してもよい。

次に、上記構成の配送ロボット１の動作例について説明する。

図１１は、配送ロボット１の動作例のフローチャートである。

以下、配送ロボット１が第１載置部２０Ａに載置された配送物を目的地（商品を注文したユーザＵの現在位置）まで配送する動作例について説明する。なお、前提として、経路情報記憶部８７には、配送ロボット１（車両本体１０）が走行すべき目的地までの経路の経路情報が記憶されているものとする。

配送物が第１載置部２０Ａに載置され走行開始が指示されると、配送ロボット１は、目的地まで自律走行を開始する（ステップＳ１０）。これは、走行制御部８４が、自己位置推定部８３が推定した配送ロボット１の現在位置、及び、経路情報記憶部８７に記憶された配送ロボット１が走行すべき目的地までの経路の経路情報に基づいて、配送ロボット１が目的地まで走行するようにモータ７０（７０ａ～７０ｄ）を制御することにより実現される。その際、走行制御部８４は、障害物検知部８２が検出した障害物にぶつからないようにモータ７０（７０ａ～７０ｄ）を制御する。

なお、配送ロボット１（車両本体１０）が目的地に到着するまでの間、第１載置部２０Ａは、上面視で車両本体１０の外形内に収まる収納位置（図６中、一点鎖線で描いた第１載置部２０Ａ参照）に位置している。これにより、配送ロボット１（車両本体１０）が走行中に、第１載置部２０Ａが周囲に存在する人等に接触するのを防止することができる。

また、配送ロボット１（車両本体１０）が目的地に到着するまでの間、シリンダ６１は、揺動プレート３１（一方の主面３１ａ）から離間する非当接位置に位置している。これにより、配送ロボット１（車両本体１０）が走行中に、揺動プレート３１（及び第１載置部２０Ａ）が車両本体１０（スライド部３３）に対して自重で揺動することが可能となる。これにより、図１０に示すように、配送ロボット１（車両本体１０）が坂路を走行する場合であっても、第１載置部２０Ａ（及び揺動プレート３１）の水平状態が保たれる。これにより、第１載置部２０Ａに載置された配送物を水平状態のまま配送することができる。

次に、配送ロボット１（車両本体１０）が目的地に到着した場合（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）、配送ロボット１（車両本体１０）は、停車する（ステップＳ１２）。例えば、配送ロボット１（車両本体１０）は、当該配送ロボット１（車両本体１０）の側部とユーザＵとが対向した状態（図６参照）で停車する。これは、走行制御部８４がモータ７０（７０ａ～７０ｄ）を制御することにより実現される。

次に、第１載置部２０Ａ（揺動プレート３１）の揺動を規制する（ステップＳ１３）。これは、配送ロボット１（車両本体１０）が目的地に到着した場合（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）、アクチュエータ制御部８６が、シリンダ６１が揺動プレート３１（一方の主面３１ａ）に当接する当接位置に位置するようにアクチュエータ６０を制御することにより実現される。

次に、配送物が載置された第１載置部２０Ａを回転させる（ステップＳ１４）。これは、回転機構制御部８５が、上面視で第１載置部２０Ａが車両本体１０の外形からはみ出す配送物受け渡し位置（図６中、実線で描いた第１載置部２０Ａ参照）に位置するように回転機構４０（サーボモータ）を制御することにより実現される。これにより、ユーザＵは、身を乗り出すことなく、配送物を受け取ることができる。

次に、配送物配達が完了した場合（ステップＳ１５：Ｙｅｓ）、第１載置部２０Ａを回転させる（ステップＳ１６）。これは、回転機構制御部８５が、上面視で第１載置部２０Ａが車両本体１０の外形内に収まる収納位置（図６中、一点鎖線で描いた第１載置部２０Ａ参照）に位置するように回転機構４０（サーボモータ）を制御することにより実現される。

次に、第１載置部２０Ａの揺動の規制を解除する（ステップＳ１７）。これは、アクチュエータ制御部８６が、シリンダ６１が揺動プレート３１（一方の主面３１ａ）から離間する非当接位置に位置するようにアクチュエータ６０を制御することにより実現される。

次に、配送ロボット１は、出発地まで自律走行を開始する（ステップＳ１８）。これは、走行制御部８４が、自己位置推定部８３が推定した配送ロボット１の現在位置、及び、経路情報記憶部８７に記憶された経路情報に基づいて、配送ロボット１が出発地まで走行するようにモータ７０（７０ａ～７０ｄ）を制御することにより実現される。その際、走行制御部８４は、障害物検知部８２が検出した障害物にぶつからないようにモータ７０（７０ａ～７０ｄ）を制御する。

以上説明したように、本実施形態によれば、走行レール及びガイドレールが存在しない環境（例えば、屋外環境）であっても、配送物を水平状態のまま配送することができる。

これは、配送ロボット１（車両本体１０）が水平面に対して傾斜した場合、第１載置部２０Ａ（及び揺動プレート３１）が車両本体１０（スライド部３３）に対して自重で揺動する（スライド部３３が相対的にガイドレール３２に沿って移動する）ことにより、第1載置部２０Ａ及びこれに載置された配送物の水平状態が保たれることによるものである。

次に、変形例について説明する。

上記実施形態では、回転機構４０を用いた例について説明したが、これに限らない。例えば、回転機構４０は省略してもよい。

また上記実施形態では、ガイドレール３２が揺動プレート３１に固定され、ガイドレール３２にスライド移動可能に係合したスライド部３３が回転プレート４２の先端部に固定された鉛直プレート４３に固定されている例について説明したが、これに限らない。例えば、逆に、ガイドレール３２が回転プレート４２の先端部に固定された鉛直プレート４３に固定され、ガイドレール３２にスライド移動可能に係合したスライド部３３が揺動プレート３１に固定されていてもよい。

上述の例において、プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）を含む。さらに、非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、ＣＤ－ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ－Ｒ、ＣＤ－Ｒ／Ｗを含む。さらに、非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、半導体メモリを含む。半導体メモリは、例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（Random Access Memory）を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。

上記各実施形態で示した数値は全て例示であり、これと異なる適宜の数値を用いることができるのは無論である。

上記各実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎない。上記実施形態の記載によって本発明は限定的に解釈されるものではない。本発明はその精神または主要な特徴から逸脱することなく他の様々な形で実施することができる。

１…配送ロボット
１０…車両本体
１１…走行輪
１１ａ～１１ｄ…走行輪
１２…シャシー
１３…ベース
１４Ａ…第１支柱
１４Ｂ…第２支柱
２０Ａ…第１載置部
２０Ｂ…第２載置部
２１Ａ…上面
２１Ｂ…上面
３０…揺動機構
３１…揺動プレート
３１ａ、３１ｂ…主面
３１ｃ…上面
３１ｃ１…切欠部
３１ｄ…下面
３２…ガイドレール
３３…スライド部
３４…載置部支持アーム
３５…ゴム板
４０…回転機構
４１…回転軸
４２…回転プレート
４３…鉛直プレート
４４…Ｌ字型ステー
５０…ロータリーダンパー
５１…回転軸
５２…回転体
６０…アクチュエータ
６１…シリンダ
７０…モータ
７０ａ～７０ｄ…モータ
８１…センサ
８１ａ…ソナー
８１ｂ…カメラ
８１ｅ…ＲＴＫ－ＧＮＳＳアンテナ
８２…障害物検知部
８３…自己位置推定部
８４…走行制御部
８５…回転機構制御部
８６…アクチュエータ制御部
８７…経路情報記憶部
Ｌ１…軸間距離
Ｕ…ユーザ

Claims (9)

1. 目的地まで配送物を配送する配送ロボットであって、
   目的地まで自立走行する車両本体を備え、
   前記車両本体は、
   配送物が載置される載置部と、
   前記載置部を揺動可能に支持する揺動機構と、
   前記揺動機構を保持する保持部と、を備え、
   前記揺動機構は、揺動プレートと、下向きに凸に湾曲した円弧形状のガイドレールと、前記ガイドレールにスライド移動可能に係合したスライド部と、を含み、
   前記ガイドレール及び前記スライド部のうち一方は、前記揺動プレートに設けられ、他方は前記保持部に設けられており、
   前記載置部は、前記揺動プレートに設けられており、
   前記車両本体が水平面に対して傾斜した場合、前記スライド部が相対的に前記ガイドレールに沿って移動することにより、前記載置部の水平状態が保たれる配送ロボット。
2. 前記載置部を鉛直方向に延びる回転軸を中心に回転させる回転機構と、
   前記回転機構を制御する回転機構制御部と、をさらに備える請求項１に記載の配送ロボット。
3. 前記回転軸は、上面視で、前記載置部の中心から所定量シフトした位置に配置されている請求項２に記載の配送ロボット。
4. 前記回転機構制御部は、前記車両本体が目的地に到着した場合、前記回転機構を制御して、前記載置部を前記回転軸を中心に回転させる請求項２又は３に記載の配送ロボット。
5. 前記載置部は、前記車両本体が目的地に到着するまで、上面視で、当該載置部の外形が前記車両本体の外形内に収まる収納位置に位置しており、
   前記回転機構制御部は、前記車両本体が目的地に到着した場合、前記回転機構を制御して、上面視で、前記載置部の外形が前記車両本体の外形からはみ出る非収納位置まで前記回転軸を中心に回転させる請求項４に記載の配送ロボット。
6. 前記揺動プレートの揺動を規制するアクチュエータと、
   前記アクチュエータを制御するアクチュエータ制御部と、をさらに備え、
   前記アクチュエータは、前記揺動プレートに当接して当該揺動プレートの揺動を規制する当接位置と前記揺動プレートから離間して当該揺動プレートの揺動の規制を解除する非当接位置との間を移動するシリンダを含み、
   前記シリンダは、前記車両本体が目的地に到着するまで、前記非当接位置に位置しており、
   前記アクチュエータ制御部は、前記車両本体が目的地に到着した場合、前記アクチュエータを制御して、前記シリンダを前記当接位置に移動させる請求項２から５のいずれか１項に記載の配送ロボット。
7. 前記揺動プレートの揺動を制動するロータリーダンパーをさらに備え、
   前記揺動プレートは、円弧形状の面を含み、
   前記ロータリーダンパーは、当該ロータリーダンパーの回転軸が前記円弧形状の面に接触した状態で前記保持部に設けられている請求項１から６のいずれか１項に記載の配送ロボット。
8. 前記車両本体は、
   複数の走行輪と、
   前記複数の走行輪の回転を個別に制御する走行制御部と、をさらに備え、
   前記走行輪のホイールベースと前記走行輪の直径は概ね等しい請求項１から７のいずれか１項に記載の配送ロボット。
9. 前記揺動プレートの重量は、水平方向に関し、左右対称で、
   前記揺動プレートの単位長さあたりの重量は、水平方向に関し、中央部が最も重い請求項１から８のいずれか１項に記載の配送ロボット。

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