JP5255366B2 - 搬送ロボットシステム - Google Patents

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Description

本発明は、搬送物を搬送するロボット本体を備える搬送ロボットシステムに関する。
工場や倉庫内などにおいては、製品や部品などの搬送に、搬送ロボットシステムが広く使用されている。このような搬送ロボットシステムには、床面に設置された磁気テープやレールなどを軌道として、軌道に沿って予め決定された経路を走行するロボット本体を有するものがあり、例えば特許文献1には、搭載する搬送物の重量に対応してロボット本体の走行速度を変更する搬送ロボットシステムの技術が開示されている。また、例えば特許文献2には、無軌道で任意の走行経路を走行可能なロボット本体を備える搬送ロボットシステムの技術が開示されている。
特開2002−255309号公報 特開2007−148583号公報
しかしながら、このような搬送ロボットシステムにおいては、搬送物が搭載されることでロボット本体の形状や重量が変化し、重心位置が移動する場合がある。
したがって、ロボット本体の形状や重心位置に基づいて設定される走行速度で走行すると、ロボット本体が転倒や荷崩れをおこす可能性がある。又は、搭載する搬送物の一部がロボット本体からはみ出し、走行経路上の障害物と搬送物が接触する可能性がある。
そこで本発明は、ロボット本体に搬送物が搭載された搬送体と走行経路の障害物の接触、及び搬送体の転倒を防止できる搬送ロボットシステムを提供することを課題とする。
前記課題を解決するため、本発明は、搬送体の走行速度や走行経路を含む走行計画を、搬送体の形状や重心位置に対応して変更することを特徴とする搬送ロボットシステムとした。
本発明によれば、搬送物の形状にかかわらず、ロボット本体に搬送物が搭載された搬送体と走行経路の障害物の接触、及び搬送体の転倒を防止できる搬送ロボットシステムを提供することができる。
以下、本発明を実施するための最良の形態について、適宜図を参照して詳細に説明する。
図1は、本実施形態に係る搬送ロボットシステムの概要図である。図1に示すように、搬送ロボットシステム100は、所定の走行区域内を、搬送物Aを搭載して目的地まで走行する自律走行式のロボット本体R1を備える。
なお、所定の走行区域内とは、例えば工場や倉庫の敷地など、ロボット本体R1が走行可能で、搬送ロボットシステム100が設置される区域(領域)とする。
ロボット本体R1は、搬送物搭載手段2、搬送物計測手段3、搬送体情報作成手段4、自己位置認識手段5、環境情報取得手段6、衝突回避手段7、経路計画手段8、走行装置9、およびロボット本体R1を制御する制御装置10を含んでなる。
以下、ロボット本体R1の進行方向を前方として前後方向を設定する。また、走行装置9で駆動する車輪9aが備わる側を下方として上下方向を設定する。
制御装置10は、例えば図示しないCPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)などを備えるコンピュータ及び周辺回路などを含んで構成され、ROMに記憶されるプログラムを実行してロボット本体R1を制御する。
また、制御装置10には、例えばハードディスク装置からなる記憶部(記憶手段)10aが備わり、ロボット本体R1が走行する走行区域内の地図データmapを記憶して備えている。
なお、地図データmapは、工場のライン設備や倉庫の棚など、走行区域内に設置される構造物をデータとして含む構成が好適である。
搬送物搭載手段2は、例えば、ロボット本体R1の最上部に備わり、搬送物Aを搭載するための荷台を含んで構成される。
そして、ロボット本体R1の搬送物搭載手段2に搬送物Aを搭載して、搬送体1を形成する。
搬送物計測手段3は、搬送物搭載手段2に搭載された搬送物Aの端部位置を検出する機能と、重量を計測する機能と、を有する。
図2は、搬送物計測手段の一構成例を示す概略図であり、(a)は側面図、(b)は上面図である。図2の(a)に示すように、搬送物計測手段3は、搬送物搭載手段2に搭載された搬送物Aの重量を計測する重量計3aと、搬送物搭載手段2に搭載された搬送物Aの端部位置を検出する端部検出手段3bとを含んで構成される。
端部検出手段3bは、例えばレーザレンジセンサを使用して構成される。
レーザレンジセンサは、レーザ光を走査しながら搬送物Aに沿って照射し、搬送物Aまでの距離を連続して計測することで、搬送物Aの端部位置を検出できる。
このような端部検出手段3bを、図2の(b)に示すように例えば4つ備えてロボット本体R1の前後方向及び左右方向における搬送物Aの端部位置を検出する構成とすればよい。
なお、ロボット本体R1の前方(進行方向)に向いて左側を左方として左右方向を設定する。
そして、端部検出手段3bは、検出した搬送物Aの端部位置を端部位置信号Esとして制御装置10に入力する。
また、端部検出手段3bはレーザレンジセンサを使用する構成に限定されない。例えば、カメラ等の撮像装置が撮像する搬送物Aの映像を画像処理して搬送物Aの形状を特定し、搬送物Aの端部位置を検出する構成であってもよい。そのほか、PSD(Position Sensitive Detector)距離センサを使用する構成であってもよい。
重量計3aは、搬送物搭載手段2に搭載された搬送物Aの重量を計測し、その計測値を重量信号Wsとして制御装置10に入力する。
搬送物計測手段3には、例えば、図2の(b)に示すように4つの重量計3aが備わり、4つの重量計3aが計測した4つの計測値を、制御装置10に入力する構成が好適である。
このような構成によって、例えば搬送体情報作成手段4(図1参照)は、搬送物搭載手段2に搭載された搬送物Aの重量を取得できるとともに搬送物Aの重心位置を算出できる。
図1に戻って、搬送体情報作成手段4は、例えば、ソフトウェアロジックで構成され、搬送物計測手段3の重量計3a(図2の(a)参照)から制御装置10に入力される重量信号Wsと、端部検出手段3b(図2の(a)参照)から入力される端部位置信号Esに基づいて、搬送物Aの重量、重心位置、及び形状を情報として含んだ搬送物情報を作成する。
搬送体情報作成手段4は、例えば4つの重量計3a(図2の(b)参照)から制御装置10に入力される重量信号Wsの和を算出して、搬送物Aの重量を取得できる。
そして、搬送体情報作成手段4は、4つの重量計3aから入力される4つの重量信号Wsのばらつきに基づいて、搬送物搭載手段2に搭載された搬送物Aの重心位置を算出し、搬送物Aの重量、重心位置、及び形状を情報として含んだ搬送物情報を作成する。
なお、本実施形態においては、搬送物Aを上方から見たときの外形寸法を搬送物Aの形状とする。
さらに、搬送体情報作成手段4は、作成した搬送物情報に基づいて、ロボット本体R1に搬送物Aが搭載された搬送体1の形状、及び重心位置を算出し、搬送体1の形状及び重心位置を情報として含んだ搬送体情報を作成する。
なお、本実施形態においては、搬送体1を上方から見たときの外形寸法を搬送体1の形状とする。
自己位置認識手段5は、ロボット本体R1の自己位置を認識する。自己位置認識手段5は、例えば、ロボット本体R1の進行方向に対して両側に備わって走行装置9で駆動される車輪9aの回転速度を、図示しない回転速度検出手段で計測し、車輪9aの半径、トレッド、回転速度からロボット本体R1の併進速度とロボット本体R1の角速度を算出して積分し、自己位置を認識するオドメトリを適用することで、ロボット本体R1の自己位置を認識する。
この方法は公知の技術であり、詳細な説明は省略する。
なお、自己位置認識手段5がロボット本体R1の自己位置を認識する方法はこれに限定されない。例えば、環境情報取得手段6で周辺環境の形状情報を取得し、予め制御装置10の記憶部10aに記憶される地図データmapと照合してロボット本体R1の自己位置を認識する方法であってもよいし、オドメトリの適用と地図データの照合を組み合わせて、ロボット本体R1の自己位置を認識する方法であってもよい。
自己位置認識手段5は、例えば、ソフトウェアロジックで構成することができる。
環境情報取得手段6は、例えば、測域センサなどのセンサ部6aを備え、ロボット本体R1の自己位置の周辺環境の形状情報を取得する。周辺環境の形状情報とは、例えばロボット本体R1の進行方向の通路形状(幅など)を含んだ情報であり、以下、周辺環境情報と称する。
センサ部6aとして測域センサを使用する場合、環境情報取得手段6は、ロボット本体R1の進行方向に、例えばレーザ光を走査しながら照射して検出物との距離と照射角度とから走査エリア内の通路形状を含んだ周辺環境情報を取得できる。
衝突回避手段7は、環境情報取得手段6が取得する周辺環境情報と搬送体情報作成手段4が作成する搬送体情報に基づいて、搬送体1が走行経路の障害物と衝突する衝突可能性を判定する。そして、衝突可能性があると判定した場合、これを経路計画手段8に伝達する。衝突回避手段7は、例えば、ソフトウェアロジックで構成することができる。
衝突回避手段7が衝突可能性を判定する方法は限定するものではない。
例えば、衝突回避手段7は、環境情報取得手段6が取得する周辺環境情報から、ロボット本体R1の進行方向の走行経路の通路形状を取得する。そして、衝突回避手段7は、搬送体情報作成手段4が作成する搬送体情報に含まれる搬送体1の形状と、周辺環境情報に含まれる進行方向の通路形状を参照し、例えば、ロボット本体R1の搬送物Aの形状(外形寸法)が通路形状(幅)より大きいとき、衝突回避手段7は、搬送体1の走行経路に障害物があると判定して、搬送体1が障害物と衝突する衝突可能性があると判定する。
経路計画手段8は、搬送体情報作成手段4が作成する搬送体情報に基づいて、制御装置10の記憶部10aに記憶される地図データmapを参照し、搬送体1が目的地に到達するまでの走行経路や走行速度などを決定して走行計画を作成する。さらに、搬送体情報と衝突回避手段7が判定する衝突可能性に基づき、地図データmapを参照しながら、必要に応じて走行計画を変更する。経路計画手段8は、例えば、ソフトウェアロジックで構成することができる。
走行装置9は、自己位置認識手段5が認識するロボット本体R1の自己位置、及び経路計画手段8が作成・変更する走行計画に基づいた制御装置10からの指令によって、ロボット本体R1を走行させる。走行装置9は、例えば車輪9aと車輪9aを駆動するモータ9bを備え、モータ9bが車輪9aを回転駆動することで、ロボット本体R1を走行させることができる。
車輪9aは、例えばロボット本体R1の進行方向に対して両側に2つ備わり、1つの車輪9aを1つのモータ9bが駆動する構成が考えられる。この構成によると、2つの車輪9aが同じ回転速度で回転すると、ロボット本体R1が進行方向(または、逆方向)に直進し、2つの車輪9aが異なる回転速度で回転すると、回転速度の速い側が外回りになるようにカーブする。また、1つの車輪9aのみを回転することで、回転する車輪9aの側が外回りになるように、ロボット本体R1を小回りさせることができる。
また、ロボット本体R1の、例えば車輪9aの前後に少なくとも1つの補助輪9cを備える構成であってもよい。
なお、走行装置9は車輪9aを備えるものに限定されず、例えばクローラを備えるものであってもよいし、歩行式であってもよい。
図3は、搬送体の上面図である。図3に示すように、搬送体1は、ロボット本体R1の搬送物搭載手段2(図1参照)に搬送物Aが搭載されて形成される。
また、搬送体1の上面視において任意の点を原点Oとする直角座標系Sを設定し、ロボット本体R1の進行方向に沿った軸をSx軸、その直角方向をSy軸とする。
以下、Sx軸の正の側を前方、負の側を後方とする。また、Sy軸の正の側を左方、負の側を右方とする。
そして、制御装置10は、ロボット本体R1や搬送体1の重心位置及び形状を、座標系S上の座標として管理する。
ロボット本体R1の前後方向(Sx軸方向)の長さは、原点Oから前方に向かう長さx1と、後方に向かう長さx2の和(x1+x2)で示され、左右方向(Sy軸方向)の長さは、原点Oから左方に向かう長さy1と、右方に向かう長さy2の和(y1+y2)で示される。すなわち、前後方向の長さ(x1+x2)と左右方向の長さ(y1+y2)で構成される矩形(外形寸法)をロボット本体R1の形状とみなす。
また、搬送物Aが搭載されないロボット本体R1の重心Gは、座標系S上の座標(x,y)として示される。
このようなロボット本体R1に、原点Oから前方に向かう最大長さx1aと、後方に向かう最大長さx2aの和(x1a+x2a)からなる前後方向の長さと、原点Oから左方に向かう最大長さy1aと、右方に向かう最大長さy2aの和(y1a+y2a)からなる左右方向の長さを有する搬送物Aが搭載され、搬送体1が形成される。
そして、搬送物Aの前後方向の長さ(x1a+x2a)と、左右方向の長さ(y1a+y2a)で構成される矩形(外形寸法)を搬送物Aの形状とみなす。
原点Oから前方に向かう、搬送物Aの最大長さx1aは、搬送物Aの前方の端部位置を検出することで計測でき、後方に向かう搬送物Aの最大長さx2aは、搬送物Aの後方の端部位置を検出することで計測できる。
また、原点Oから左方に向かう、搬送物Aの最大長さy1aは、搬送物Aの左側の端部位置を検出することで計測でき、右方に向かう搬送物Aの最大長さy2aは、搬送物Aの右側の端部位置を検出することで計測できる。
したがって、図3に示すように、ロボット本体R1の前方に前方端部検出手段3b、後方に後方端部検出手段3bを備え、左側に左側端部検出手段3b、右側に右側端部検出手段3bを備える構成が好適である。
そして、前方端部検出手段3bは、搬送物Aの前方の端部位置を検出して、端部位置信号Esを制御装置10(図2の(a)参照)に入力し、後方端部検出手段3bは、搬送物Aの後方の端部位置を検出して、端部位置信号Esを制御装置10に入力する。さらに、左側端部検出手段3bは、搬送物Aの左側の端部位置を検出して、端部位置信号Esを制御装置10に入力し、右側端部検出手段3bは、搬送物Aの右側の端部位置を検出して、端部位置信号Esを制御装置10に入力する。
このような構成によって、端部検出手段3bは、搬送物Aの前後及び左右の端部位置を精度よく検出でき、制御装置10の搬送体情報作成手段4(図1参照)は、正確に搬送物Aの外形寸法を算出できる。そして算出した外形寸法を搬送物Aの形状とみなす。
なお、搬送物計測手段3の端部検出手段3bが検出した端部位置信号Esに基づいて、搬送体情報作成手段4が搬送物Aの形状(x1a+x2a,y1a+y2a)を算出することから、端部検出手段3bが搬送物Aの端部位置を検出することは、搬送物計測手段3が搬送物Aの形状(外形寸法)を計測することになる。
そして、例えば搬送物Aの前後方向の長さ(x1a+x2a)が、ロボット本体R1の前後方向の長さ(x1+x2)より長く、搬送物Aの左右方向の長さ(y1a+y2a)が、ロボット本体R1の左右方向の長さ(y1+y2)より長い場合、搬送物Aはロボット本体R1からはみ出して搭載される。この場合、搬送物Aの前後方向の長さ(x1a+x2a)と左右方向の長さ(y1a+y2a)で構成される矩形(外形寸法)を搬送体1の形状とみなす。
このような搬送体1が、ロボット本体R1の形状や重心Gの位置に基づいて経路計画手段8が作成した走行計画に基づいて走行すると、走行経路の障害物に搬送物Aが接触する場合がある。また、重心位置が移動している場合、搬送体1の転倒や荷崩れが発生する場合がある。
そこで、本実施形態に係る搬送ロボットシステム100(図1参照)は、ロボット本体R1に備わる搬送体情報作成手段4(図1参照)が、ロボット本体R1に搭載される搬送物Aの重量、重心位置、及び形状を情報として含んだ搬送物情報を作成するとともに、作成した搬送物情報に基づいて、搬送物Aが搭載された搬送体1の形状や重心位置を算出し、搬送体1の形状や重心位置を情報として含んだ搬送体情報を作成する。さらに、搬送体情報作成手段4が作成した搬送体情報に基づいて、搬送体1が目的地に到達するまでの走行計画を作成する経路計画手段8がロボット本体R1に備わり、経路計画手段8が作成した走行計画に基づいて、制御装置10が搬送体1を走行させることを特徴とする。
前記したように搬送体情報作成手段4(図1参照)は、搬送物計測手段3の重量計3a(図2の(a)参照))から制御装置10(図1参照)に入力される重量信号Wsと端部検出手段3b(図2の(a)参照)から制御装置10に入力される端部位置信号Esに基づいて、搬送物Aの重量、重心位置、及び形状を情報として含んだ搬送物情報を作成する。
さらに、搬送体情報作成手段4(図1参照)は、作成した搬送物情報に基づいて、搬送体1の外形寸法を算出し、算出した外形寸法を形状とみなす。
具体的に搬送体情報作成手段4は、原点Oより前方のロボット本体R1の長さx1と搬送物Aの長さx1aのうち長いほうを搬送体1の前方の長さxとし、原点Oより後方のロボット本体R1の長さx2と搬送物Aの長さx2aのうち長いほうを搬送体1の後方の長さxとする。
また、搬送体情報作成手段4は、原点Oより左側のロボット本体R1の長さy1と搬送物Aの長さy1aのうち長いほうを搬送体1の左側の長さyとし、原点Oより右側のロボット本体R1の長さy2と搬送物Aの長さy2aのうち長いほうを搬送体1の右側の長さyとする。
そして、搬送体情報作成手段4は、(x+x)を搬送体1の前後方向の長さ、(y+y)を搬送体1の左右方向の長さとし、搬送物Aの前後方向の長さ(x+x)と左右方向の長さ(y+y)で構成される矩形(外形寸法)を搬送体1の形状とみなす。
また、図2の(b)に示すように、例えば搬送物計測手段3が4つの重量計3aを備える構成により、搬送体情報作成手段4(図1参照)は、各重量計3aからそれぞれ入力される重量信号Ws(図2の(a)参照)のばらつきによって、搬送物Aの重心位置を算出できる。
さらに、搬送体情報作成手段4は、算出した搬送物Aの重心位置と、あらかじめ記憶部10a(図1参照)に記憶されるロボット本体R1の重心Gの位置に基づいて、搬送体1の重心Gaを、座標系S上の座標(xGa,yGa)として算出する。
なお、複数の重量計3aを使用して搬送物Aの重心位置を算出する方法、及び搬送体1の重心位置を算出する方法は公知の技術であり、詳細な説明は省略する。
そして、搬送体情報作成手段4(図1参照)は、搬送物情報に基づいて算出した搬送体1の外形寸法(x+x,y+y)や、搬送体1の重心Gaの座標(xGa,yGa)を、搬送体1の搬送体情報として、記憶部10a(図1参照)に記憶する。
図4は、制御装置が搬送体を目的地まで走行させる手順を示すフローチャートである。図4を参照し、制御装置10(図1参照)が搬送体1(図1参照)を目的地まで走行させる動作を説明する(適宜図1〜図3参照)。
例えば、搬送物Aが搬送物搭載手段2に搭載されて、搬送物計測手段3の重量計3aが搬送物Aの重量を計測し、重量信号Wsを制御装置10に入力すると、制御装置10は、ロボット本体R1の搬送物搭載手段2に搬送物Aが搭載されたことを検出する(ステップS1)。
そして、制御装置10の搬送体情報作成手段4は搬送物Aの搬送物情報を作成する(ステップS2)。
すなわち、制御装置10は搬送物計測手段3に指令を与えて、搬送物Aの端部位置を端部検出手段3bで検出し、端部検出手段3bは、端部位置信号Esを制御装置10に入力する。
そして、制御装置10の搬送体情報作成手段4は、搬送物計測手段3から入力される重量信号Ws、及び端部位置信号Esに基づいて、搬送物Aの重量、重心位置及び形状(外形寸法)を算出し、搬送物Aの重量、重心位置及び形状を情報として含んだ搬送物情報を作成する。
さらに、搬送体情報作成手段4は、作成した搬送物情報に基づいて、ロボット本体R1に搬送物Aが搭載された搬送体1の搬送体情報を作成する(ステップS3)。
制御装置10の経路計画手段8は、搬送体情報作成手段4が作成した搬送体情報に基づいて、目的地までの走行経路や走行速度を決定し、走行計画を作成する(ステップS4)。
経路計画手段8は、目的地までの走行経路を、制御装置10の記憶部10aに記憶されている地図データmapを参照して選択するとともに、搬送体情報作成手段4が作成した搬送体情報に基づいて、選択した走行経路を搬送体1が走行可能か否かを判定する。
図5は、経路計画手段が走行経路を決定する手順を示すフローチャートである。図5に示すように、経路計画手段8は、地図データmapを参照して搬送体1のスタート地点と目的地を結ぶ複数の走行経路の中から、最適と判定する走行経路(例えば、最短距離になる走行経路)を選択する(ステップS40)。
なお、搬送体1のスタート地点は、予め設定してある所定の地点であってもよいし、例えばロボット本体R1が搬送物Aを搭載した地点としてもよい。
経路計画手段8は、搬送体情報作成手段4が作成する搬送体情報と地図データmapに基づいて、選択した走行経路を搬送体1が走行可能か否かを判定する(ステップS41)。
例えば、選択した走行経路に、搬送体1の左右方向の長さ(y+y:幅)より小さい幅の走行経路が含まれる場合、経路計画手段8は、選択した走行経路を搬送体1が走行不可能と判定する(ステップS41→No)。
また、経路計画手段8は、選択した走行経路の曲率半径が小さく、搬送体1がカーブ走行できないと判定した場合に、搬送体1が走行不可能と判定してもよい。
そして、経路計画手段8は、搬送体1が走行不可能な走行経路を迂回するような走行経路を再選択し(ステップS43)、制御をステップS41に戻す。
このとき、経路計画手段8は、搬送体1の幅より小さい幅の走行経路のみを迂回するように走行経路を再選択してもよい。
ステップS41に戻って、選択した走行経路を搬送体1が走行可能と判定したら(ステップS41→Yes)、経路計画手段8は走行経路を決定する(ステップS42)。
このようにして、経路計画手段8は、搬送体1が目的地に到達するまでの走行経路を決定する。
経路計画手段8が選択した走行経路を、搬送体1が走行可能か否かを経路計画手段8が判定するため、例えば、地図データmapには走行経路ごとに走行可能な搬送体1の情報が含まれる構成が好適である。
走行可能な搬送体1の情報とは、例えば走行経路を走行できる搬送体1の左右方向の長さ(幅)の最大値、前後方向の長さの最大値などである。
経路計画手段8は、搬送体情報作成手段4が作成する搬送体情報に基づいて、地図データmapを参照し、例えば搬送体1の左右方向の長さ(幅)が、選択した走行経路を走行できる幅の最大値を超えている場合、経路計画手段8は、搬送体1が走行経路を走行できないと判定する。
また、経路計画手段8は、搬送体情報作成手段4が作成する搬送体情報に基づいて、搬送体1の走行速度を決定する。
例えば、搬送物Aを搭載しないロボット本体R1は、形状(外形寸法)、及び重心Gの位置が決定されることから、ロボット本体R1に最適な走行速度を予め設定しておく。
また、ロボット本体R1の最適な走行速度に対して、搬送物Aが搭載されたときの形状の変化や重心Gの移動量による最適な走行速度の変化量を予め実験測定し、例えばマップ形式のデータとして、制御装置10の記憶部10aに記憶する構成とすればよい。
そして、経路計画手段8は、搬送体情報に基づいてマップ形式のデータを参照し、ロボット本体R1に搬送物Aが搭載された搬送体1の最適な走行速度を決定する。
以上のように、経路計画手段8は、搬送体1のスタート地点から目的地までの走行経路と走行速度を決定し、走行計画を作成する。
走行計画は、例えば「所定の距離直進した地点で右折(左折)し、さらに所定の距離直進する」というように、搬送体1が右左折する地点までの距離と、右左折の方向を組み合わせる形態のものが考えられる。
図4に戻って、制御装置10は、自己位置認識手段5によってロボット本体R1の自己位置を認識しながら、経路計画手段8の作成した走行計画に基づいて走行装置9に指令を与え、搬送体1を走行させる(ステップS5)。
すなわち、自己位置認識手段5は前記した方法によって、走行経路上におけるロボット本体R1の自己位置を認識する。そして、経路計画手段8が作成した走行計画を参照して、自己位置におけるロボット本体R1の移動方向(直進もしくは右左折)を判定し、走行装置9に指令を与える。
制御装置10は、搬送体1が目的地に到達しない間は(ステップS6→No)、制御をステップS5に戻し、搬送体1が目的地に到達したら(ステップS6→Yes)、搬送体1の走行を停止する。すなわち、制御装置10は、走行装置9に指令を与えて、ロボット本体R1の走行を停止する(ステップS7)。
このように、本実施形態に係る搬送ロボットシステム100(図1参照)は、ロボット本体R1(図1参照)に搬送物A(図1参照)が搭載されて搬送体1(図1参照)が構成された場合に、制御装置10は、搬送物Aを幅の狭い走行経路に接触させることなく、搬送体1を目的地まで走行させることができる。
すなわち、経路計画手段8(図1参照)が、搬送体情報に基づいて、地図データmap(図1参照)を参照し、搬送体1(図1参照)が走行可能な走行経路を選択して走行計画を作成することによって、制御装置10は、幅の狭い走行経路に接触させることなく、搬送体1を目的地まで走行させることができるという優れた効果を奏する。
また、本実施形態に係る搬送ロボットシステム100(図1参照)は、搬送体1(図1参照)が走行経路の障害物と衝突する衝突可能性を判定し、障害物と搬送体1の衝突を回避することができる。
図6は、搬送体と走行経路の障害物の衝突を回避する手順を示すフローチャートである。なお、図4に示すフローチャートと同じステップには同じ符号を付し、説明を簡単にする(以下、適宜図1〜図5参照)。
図6に示すように、制御装置10は、搬送物Aの搭載を検出すると(ステップS1)、搬送物情報を作成し(ステップS2)、作成した搬送物情報に基づいて搬送体情報を作成する(ステップS3)。
そして、制御装置10は、作成した搬送体情報に基づいて走行計画を作成し(ステップS4)、走行計画に基づいて搬送体1を走行させる(ステップS5)。
搬送体1が走行している間、制御装置10の環境情報取得手段6は、例えば、測域センサなどのセンサ部6aで周囲環境情報を取得する(ステップS8)。
そして、制御装置10の衝突回避手段7は、搬送体情報作成手段4が作成した搬送体情報と環境情報取得手段6が取得する周囲環境情報に基づいて、走行経路に障害物があると判定したときは、衝突可能性があると判定する(ステップS9)。
衝突回避手段7が、衝突可能性があると判定した場合(ステップS9→Yes)、制御装置10の経路計画手段8は、ロボット本体R1の自己位置と目的地を結び、搬送体1が走行可能な複数の経路の中から、障害物を迂回できる走行経路を、地図データmapを参照して選択する。すなわち、経路計画手段8は、障害物を迂回するように搬送体1の走行計画を変更する(ステップS10)。
そして、制御装置10は制御をステップS5に戻す。
なお、経路計画手段8が搬送体1の走行計画を変更する間、制御装置10は、ロボット本体R1の走行を停止する構成であってもよい。
ステップS9に戻って、衝突回避手段7が、搬送体1の走行経路に障害物がないと判定し、衝突可能性がないと判定したとき(ステップS9→No)、制御装置10は、搬送体1が目的地に到達しない間は(ステップS6→No)、制御をステップS5に戻し、搬送体1が目的地に到達したら(ステップS6→Yes)、搬送体1の走行を停止する(ステップS7)。
このように、本実施形態に係る搬送ロボットシステム100(図1参照)は、搬送体1(図1参照)の走行経路に障害物がある場合、障害物を迂回するように走行計画を変更して、搬送体1が障害物と接触することなく目的地まで到達できるという優れた効果を奏する。
例えば工場や倉庫において、ライン設備や棚等が移動して、搬送体1(図1参照)が走行できない程度に走行経路の幅が狭くなった場合、衝突回避手段7(図1参照)は、搬送体1の走行経路に障害物があると判定し、衝突可能性があると判定する。そして、経路計画手段8が走行計画を変更し、制御装置10(図1参照)は、幅の狭い走行経路を迂回してロボット本体R1を走行させることができる。
したがって、制御装置10は、幅の狭い走行経路と接触することなく、搬送体1を目的地まで走行させることができる。
また、衝突回避手段7(図1参照)は、例えば、搬送体1の走行経路に落下した落下物を障害物と判定し、衝突可能性があると判定することができる。そして、経路計画手段8は、落下物を回避するように走行計画を変更し、制御装置10(図1参照)は、落下物を迂回してロボット本体R1を走行させることができる。
したがって、制御装置10は、落下物と接触することなく、搬送体1を目的地まで走行させることができる。
以上のように、本実施形態に係る搬送ロボットシステム100(図1参照)は、ロボット本体R1(図1参照)に搬送物Aを搭載し、搬送体1(図1参照)を構成した場合であっても、制御装置10(図1参照)は、幅の狭い走行経路と接触することなく、搬送体1を走行させることができるという優れた効果を奏する。
さらに、制御装置10は、搬送体1の重心位置に対応した走行速度で搬送体1を走行させることができ、搬送体1の転倒を防止できるという優れた効果を奏する。
また、搬送体1の走行経路上に障害物がある場合も、制御装置10は、搬送体1を障害物と接触することなく目的地まで走行できるという優れた効果を奏する。
さらに、本実施形態の搬送ロボットシステムに備わるロボット本体には、走行中に発生する荷崩れを検出する機能を備えてもよい。
図7は、搬送体の荷崩れを検出するロボット本体を示す図である。
図7に示すように、荷崩れ検出手段16と警告手段17を備えるロボット本体R2を含む搬送ロボットシステム101とする。
そして、ロボット本体R2に搬送物Aが搭載された搬送体1aの荷崩れを、荷崩れ検出手段16が検出したときに、警告手段17によって警告を発する構成とする。
荷崩れ検出手段16は、ソフトウェアロジックで構成することができ、例えば、搬送物計測手段3の端部検出手段3b(図2の(a)参照)が検出する搬送物Aの端部位置の変化と搬送物Aの重心位置の移動によって荷崩れを検出することができる。
なお、ロボット本体R2は、荷崩れ検出手段16及び警告手段17を備える以外は、搬送ロボットシステム100のロボット本体R1(図1参照)と同等の構成である。
ロボット本体R2に搬送物Aが搭載された搬送体1aに荷崩れが発生すると、搬送物Aの重心位置は、荷崩れ発生前の重心位置から大きく移動する。
したがって、例えば、図2の(b)示すように4つの重量計3aが備わる構成の場合、各重量計3aにかかる搬送物Aの重量バランスが崩れ、各重量計3aが制御装置10に、計測値として入力する重量信号Wsが大きく変化する。
また、搬送物Aの端部位置が大きく移動することから、端部検出手段3bが制御装置10に入力する端部位置信号Esが大きく変化する。
したがって、図7に示す荷崩れ検出手段16は、重量計3a(図2の(a)参照)が制御装置10に入力する重量信号Wsの変化と、端部検出手段3b(図2の(a)参照)が制御装置10に入力する端部位置信号Esの変化に基づいて、搬送体1aの荷崩れを検出できる。
換言すると、荷崩れ検出手段16は、搬送物計測手段3が計測する、搬送物Aの形状(外形寸法)の計測値と重量の計測値の変化に基づいて、搬送体1aの荷崩れを検出できる。
そして、搬送物計測手段3の重量計3a(図2の(a)参照)が、例えば、搬送物Aの重量を所定の周期で計測するとともに、端部検出手段3b(図2の(a)参照)が、搬送物Aの端部位置を所定の周期で検出することで、荷崩れ検出手段16は、例えば走行中の搬送体1aに発生する荷崩れを検出できる。
そして、荷崩れ検出手段16が荷崩れを検出したときは、警告手段17によって警告を発する構成とすればよい。警告手段17は限定されるものではなく、警告音(ブザー)を発声する構成、警告灯を点灯・点滅させる構成であればよい。
さらに、荷崩れ検出手段16が荷崩れを検出したときは、制御装置10が搬送体1aの走行を停止する構成としてもよい。
重量計3a(図2の(a)参照)が、搬送物Aの重量を計測する所定の周期、及び端部検出手段3b(図2の(a)参照)が、搬送物Aの端部位置を検出する所定の周期は、搬送ロボットシステム101に要求される性能等に基づいて適宜設定すればよい。
図8は、搬送体に発生する荷崩れを検出する手順を示すフローチャートである。なお、図4に示すフローチャートと同じステップについては、同じ符号を付し、説明を簡単にする(以下、適宜図7参照)。
図8に示すように、制御装置10は、搬送物Aの搭載を検出すると(ステップS1)、搬送物情報を作成し(ステップS2)、作成した搬送物情報に基づいて搬送体情報を作成する(ステップS3)。
そして、制御装置10は、作成した搬送体情報に基づいて走行計画を作成し(ステップS4)、走行計画に基づいて搬送体1aを走行させる(ステップS5)。
制御装置10は、所定の周期で搬送物計測手段3に指令を与えて、搬送物Aの、形状(外形寸法)の計測値と重量の計測値を取得し、搬送体情報作成手段4は、取得した搬送物Aの形状及び重量の計測値に基づいて搬送物情報を更新する(ステップS11)。
すなわち、搬送物計測手段3は、端部検出手段3bが所定の周期で検出する搬送物Aの端部位置信号Esを、搬送物Aの形状の計測値として制御装置10に入力する。
さらに、搬送物計測手段3の重量計3aは、搬送物Aの重量を所定の周期で計測し、計測値である重量信号Wsを制御装置10に入力する。
制御装置10の荷崩れ検出手段16は、搬送物情報を監視し、搬送物情報に含まれる、搬送物Aの形状の計測値及び重量の計測値の少なくとも一方が大きく変化したら、荷崩れが発生した判定し(ステップS12→Yes)、警告手段17によって警告を発する(ステップS13)。
さらに、制御装置10は走行装置9に指令を与えて、ロボット本体R2の走行を停止する(ステップS14)。
ステップS12において、荷崩れ検出手段16が荷崩れを検出するときの、搬送物Aの形状の計測値の変化の大きさ、重量の計測値の変化の大きさは限定されるものではなく、搬送ロボットシステム101に要求される性能等に基づいて適宜設定すればよい。
一方、荷崩れ検出手段16が、荷崩れが発生したと判定しない場合(ステップS12→No)、制御装置10は、搬送体1aが目的地に到達しない間(ステップS6→No)は制御をステップS5に戻し、搬送体1aが目的地に到達したら(ステップS6→Yes)、搬送体1aの走行を停止する。すなわち、自己位置認識手段5が走行装置9に指令を与えて、ロボット本体R2の走行を停止する(ステップS7)。
図7に示すように、ロボット本体R2に荷崩れ検出手段16を備えることで、制御装置10は、走行中の搬送体1aに発生する荷崩れを検出することができ、警報を発することができるとともに、搬送体1aの走行を停止することができる。したがって、搬送体1aに荷崩れが発生したことを、例えば搬送ロボットシステム101の管理者に報知できる。さらに、搬送体1aに荷崩れが発生した状態のまま不安定な走行をすることを好適に防止できる。そして、搬送体1aの転倒を好適に防止できる。
以上のように、ロボット本体R2に荷崩れ検出手段16を備える搬送ロボットシステム101を構成することで、制御装置10は、走行中の荷崩れを検出することができ、搬送体1aの不安定な走行を防止できるという優れた効果を奏する。
なお、本実施形態に係る搬送ロボットシステムは、例えば1つの搬送物を複数のロボット本体で搬送する搬送体にも適用できる。
図9は、2台のロボット本体が一つの搬送物を搬送する状態を示す図である。図9に示すように、長尺の搬送物A1と、搬送物A1の長手方向に沿って前後に配置される2台のロボット本体R1からなる搬送体1bにおいては、例えば進行方向の前方に配置されるロボット本体(以下、前方ロボット本体R1と称する)の任意の点を原点Oとする直角座標系Sを設定する。
また、前方ロボット本体R1に備わる制御装置10(図1参照)と、後方に配置されるロボット本体(以下、後方ロボット本体R1と称する)に備わる制御装置10は、例えば無線によって互いにデータを送受信可能な構成が好適である。
さらに、後方ロボット本体R1は座標系SのSx軸上の任意の点を原点Oとし、前方ロボット本体R1の原点Oと、後方ロボット本体R1の原点Oの前後方向の距離(以下、ロボット前後距離と称する)をxとする。
なお、以下の説明において、前方ロボット本体R1と後方ロボット本体R1は同形状とし、前方ロボット本体R1と後方ロボット本体R1は、前後方向に、直線状に配置されるものとする。
前方ロボット本体R1と後方ロボット本体R1の形状が異なる場合、例えば、前方ロボット本体R1に備わる制御装置10の記憶部10a(図1参照)に、後方ロボット本体R1の形状の情報を記憶しておけばよい。この構成によって、前方ロボット本体R1に備わる制御装置10は、後方ロボット本体R1の制御装置10から送信されるデータを後方ロボット本体R1の形状に対応させて適宜補正することができ、前方ロボット本体R1と後方ロボット本体R1が同形状の場合と同様の制御が可能になる。
前方ロボット本体R1の搬送物計測手段3(図1参照)は、搬送物A1の前方の端部位置を検出して制御装置10(図1参照)に入力し、搬送体情報作成手段4(図1参照)は、端部位置の最大値を、搬送物A1の前方の長さx1bとする。
また、後方ロボット本体R1の搬送物計測手段3は、搬送物A1の後方の端部位置を検出して後方ロボット本体R1の制御装置10に入力する。
後方ロボット本体R1の制御装置10は、搬送物A1の後方の端部位置の、原点Oからの最大値x2を、前方ロボット本体R1の制御装置10に送信する。
前方ロボット本体R1の搬送体情報作成手段4は、送信された最大値x2にロボット前後距離xを加算した値(x2+x)を、搬送物A1の後方の長さx2bとする。
後方ロボット本体R1の搬送物計測手段3(図1参照)は、搬送物A1の左側の端部位置と右側の端部位置を検出して後方ロボット本体R1の制御装置10(図1参照)に入力し、後方ロボット本体R1の制御装置10は、入力された左側の端部位置と右側の端部位置を前方ロボット本体R1の制御装置10に送信する。
前方ロボット本体R1の搬送体情報作成手段4(図1参照)は、前方ロボット本体R1の搬送物計測手段3が検出する搬送物A1の左側の端部位置と、後方ロボット本体R1から送信された左側の端部位置とを比較し、値の大きい方を、搬送物A1の左側の長さy1bとする。
さらに、前方ロボット本体R1の搬送体情報作成手段4(図1参照)は、前方ロボット本体R1の搬送物計測手段3(図1参照)が検出する搬送物A1の右側の端部位置と、後方ロボット本体R1から送信された右側の端部位置とを比較し、値の大きい方を、搬送物A1の右側の長さy2bとする。
前方ロボット本体R1の搬送体情報作成手段4(図1参照)は、前方ロボット本体R1の、原点Oより前方の長さx1と、搬送物A1の前方の長さx1bのうち、長いほうを搬送体1bの前方の長さxとし、後方ロボット本体R1の、原点Oより後方の長さx2にロボット前後距離xを加えた長さ(x2+x)と搬送物A1の後方の長さx2bのうち、長いほうを搬送体1bの後方の長さxとする。
また、前方ロボット本体R1の搬送体情報作成手段4(図1参照)は、前方ロボット本体R1の、原点Oより左側の長さy1と搬送物A1の左側の長さy1bのうち長いほうを搬送体1bの左側の長さyとし、前方ロボット本体R1の、原点Oより右側の長さy2と搬送物A1の右側の長さy2bのうち長いほうを搬送体1bの右側の長さyとする。
そして、前方ロボット本体R1の搬送体情報作成手段4(図1参照)は、(x+x)を搬送体1bの前後方向の長さ、(y+y)を搬送体1bの左右方向の長さとし、搬送物A1の前後方向の長さ(x+x)と左右方向の長さ(y+y)で構成される矩形(外形寸法)を搬送体1bの形状とみなす。
さらに、後方ロボット本体R1の搬送物計測手段3(図1参照)は、例えば4つ備わる重量計3a(図2の(b)参照)が計測する搬送物A1の重量を後方ロボット本体R1の制御装置10(図1参照)に入力し、後方ロボット本体R1の制御装置10は、入力された搬送物A1の重量を前方ロボット本体R1の制御装置10に送信する。
前方ロボット本体R1の搬送体情報作成手段4(図1参照)は、前方ロボット本体R1の搬送物計測手段3が計測する搬送物A1の重量と、後方ロボット本体R1の制御装置10から送信される搬送物A1の重量に基づいて搬送物A1の重心位置を算出し、さらに、搬送体情報作成手段4は、搬送体1bの形状、前方ロボット本体R1と後方ロボット本体R1のそれぞれの重心G、及び搬送物A1の重心位置などに基づいて、搬送体1bの重心Gb(xGb,yGb)を算出する。
以上、図9に示すように、1つの搬送物A1を2台のロボット本体R1、R1で搬送する搬送体1bであっても、例えば前方ロボット本体R1の搬送体情報作成手段4(図1参照)は、搬送体1bの形状及び重心位置を算出することができ、搬送体1bの形状及び重心位置を情報として含んだ搬送体情報を作成できる。
そして、例えば、作成された搬送体情報に基づいて、前方ロボット本体R1の経路計画手段8(図1参照)が走行計画を作成し、前方ロボット本体R1の制御装置10(図1参照)が走行計画に基づいて搬送体1bを走行させることで、走行経路の障害物と接触することなく搬送体1bを走行させることができるという優れた効果を奏する。
図10は、3台のロボット本体が一つの搬送物を搬送する状態を示す図である。図10に示すように、搬送物A2と、例えば前方に配置される1台のロボット本体(以下、前方ロボット本体R1と称する)と、後方に、左右に並列に配置される2台のロボット本体(以下、後方左ロボット本体R1BL、及び後方右ロボット本体R1BRと称する)からなる搬送体1cにおいては、例えば前方ロボット本体R1の任意の点を原点Oとする直角座標系Sを設定する。
さらに、後方左ロボット本体R1BLは任意の点を原点OBLとし、後方右ロボット本体R1BRは任意の点を原点OBRとする。
後方左ロボット本体R1BLの原点OBL、及び後方右ロボット本体R1BRの原点OBRは、前方ロボット本体R1の原点Oからの距離が等しいことが好ましく、前方ロボット本体R1の原点Oと、後方左ロボット本体R1BLの原点OBL、及び後方右ロボット本体R1BRの原点OBRとの距離(以下、ロボット前後距離と称する)をxとする。
また、前方ロボット本体R1の原点Oと、後方左ロボット本体R1BLの原点OBLの左右方向の距離をロボット左距離yOLとし、前方ロボット本体R1の原点Oと、後方右ロボット本体R1BRの原点OBRの左右方向の距離をロボット右距離yORとする。
さらに、後方左ロボット本体R1BLの制御装置10(図1参照)、及び後方右ロボット本体R1BRの制御装置10は、それぞれ前方ロボット本体R1の制御装置10と、例えば無線によって互いにデータを送受信可能な構成が好適である。
なお、以下の説明において、前方ロボット本体R1、後方左ロボット本体R1BL、及び後方右ロボット本体R1BRは同形状とし、後方左ロボット本体R1BLと後方右ロボット本体R1BRは、左右方向に、直線状に配置されるものとする。
前方ロボット本体R1、後方左ロボット本体R1BL、及び後方右ロボット本体R1BRの形状が異なる場合、例えば、前方ロボット本体R1に備わる制御装置10の記憶部10a(図1参照)に、後方左ロボット本体R1BL、及び後方右ロボット本体R1BRの形状の情報を記憶しておけばよい。この構成によって、前方ロボット本体R1に備わる制御装置10は、後方左ロボット本体R1BL、及び後方右ロボット本体R1BRの制御装置10から送信されるデータを、後方左ロボット本体R1BL、及び後方右ロボット本体R1BRの形状に対応させて適宜補正することができ、前方ロボット本体R1、後方左ロボット本体R1BL、及び後方右ロボット本体R1BRが同形状の場合と同様の制御が可能になる。
搬送体1cにおける前方ロボット本体R1の搬送物計測手段3(図1参照)は、搬送物A2の前方の端部位置を検出して制御装置10に入力し、搬送体情報作成手段4(図1参照)は、端部位置の最大値を、搬送物A2の前方の長さx1cとする。
また、後方左ロボット本体R1BLの搬送物計測手段3(図1参照)は、搬送物A2の後方の端部位置を検出して後方左ロボット本体R1BLの制御装置10(図1参照)に入力し、後方左ロボット本体R1BLの制御装置10は、入力された端部位置の値の最大値を、前方ロボット本体R1の制御装置10に送信する。
さらに、後方右ロボット本体R1BRの搬送物計測手段3は、搬送物A2の後方の端部位置を検出して後方右ロボット本体R1BRの制御装置10に入力し、後方右ロボット本体R1BRの制御装置10は、入力された端部位置の値の最大値を、前方ロボット本体R1の制御装置10に送信する。
前方ロボット本体R1の搬送体情報作成手段4(図1参照)は、後方左ロボット本体R1BLから送信された端部位置の値と、後方右ロボット本体R1BRから送信された端部位置の値のうち、大きな値x2にロボット前後距離xを加算した値(x2+x)を、搬送物A2の後方の長さx2cとする。
また、後方左ロボット本体R1BLの搬送物計測手段3(図1参照)は、搬送物A2の左側の端部位置を検出して後方左ロボット本体R1BLの制御装置10(図1参照)に入力し、後方左ロボット本体R1BLの制御装置10は、入力された左側の端部位置の値の最大値を前方ロボット本体R1の制御装置10に送信する。
前方ロボット本体R1の搬送体情報作成手段4(図1参照)は、後方左ロボット本体R1BLの制御装置10(図1参照)から入力された左側の端部位置の値にロボット左距離yOLを加算した値と、前方ロボット本体R1の搬送物計測手段3が検出する搬送物A2の左側の端部位置の値のうち、大きな値を、搬送物A2の左側の長さy1cとする。
さらに、後方右ロボット本体R1BRの搬送物計測手段3(図1参照)は、搬送物A2の右側の端部位置を検出して後方右ロボット本体R1BRの制御装置10(図1参照)に入力し、後方右ロボット本体R1BRの制御装置10は、入力された右側の端部位置の値の最大値を前方ロボット本体R1の制御装置10に送信する。
前方ロボット本体R1の搬送体情報作成手段4(図1参照)は、後方右ロボット本体R1BRの制御装置10(図1参照)から入力された右側の端部位置の値にロボット右距離yORを加算した値と、前方ロボット本体R1の搬送物計測手段3が検出する搬送物A2の右側の端部位置の値のうち、大きな値を、搬送物A2の右側の長さy2cとする。
前方ロボット本体R1の搬送体情報作成手段4(図1参照)は、前方ロボット本体R1の、原点Oより前方の長さx1と搬送物A2の前方の長さx1cのうち長いほうを搬送体1cの前方の長さxとする。
さらに、前方ロボット本体R1の搬送体情報作成手段4は、後方左ロボット本体R1BLの、原点OBLより後方の長さ(後方右ロボット本体R1BRの、原点OBRより後方の長さ)x2にロボット前後距離xを加えた長さ(x2+x)と、搬送物A2の後方の長さx2cのうち長いほうを搬送体1cの後方の長さxとする。
また、前方ロボット本体R1の搬送体情報作成手段4(図1参照)は、原点Oより左側の前方ロボット本体R1の長さy1にロボット左距離yOLを加算した値(y1+yOL)と、搬送物A2の長さy1cのうち長いほうを搬送体1cの左側の長さyとし、原点Oより右側の前方ロボット本体R1の長さy2にロボット右距離yORを加算した値(y2+yOR)と、搬送物A2の長さy2cのうち長いほうを搬送体1cの右側の長さyとする。
そして、前方ロボット本体R1の搬送体情報作成手段4(図1参照)は、(x+x)を搬送体1cの前後方向の長さ、(y+y)を搬送体1cの左右方向の長さとし、搬送体1cの前後方向の長さ(x+x)と左右方向の長さ(y+y)で構成される矩形(外形寸法)を搬送体1cの形状とみなす。
さらに、後方左ロボット本体R1BLの搬送物計測手段3(図1参照)は、重量計3a(図2の(b)参照)が計測する搬送物A2の重量を後方左ロボット本体R1BLの制御装置10(図1参照)に入力し、後方左ロボット本体R1BLの制御装置10は、入力された搬送物A2の重量を前方ロボット本体R1の制御装置10に送信する。
同様に、後方右ロボット本体R1BRの搬送物計測手段3(図1参照)は、重量計3a(図2の(b)参照)が計測する搬送物A2の重量を後方右ロボット本体R1BRの制御装置10(図1参照)に入力し、後方右ロボット本体R1BRの制御装置10は、入力された搬送物A2の重量を前方ロボット本体R1の制御装置10に送信する。
前方ロボット本体R1の搬送体情報作成手段4(図1参照)は、前方ロボット本体R1の重量計3a(図2の(b)参照)が計測する搬送物A2の重量と、後方左ロボット本体R1BLの制御装置10から入力される搬送物A2の重量と、後方右ロボット本体R1BRの制御装置10から入力される搬送物A2の重量と、に基づいて搬送物A2の重心位置を算出し、さらに、搬送体情報作成手段4は、搬送体1cの形状、前方ロボット本体R1、後方左ロボット本体R1BL、及び後方右ロボット本体R1BRのそれぞれの重心G、及び搬送物A2の重心位置などに基づいて、搬送体1cの重心Gc(xGc,yGc)を算出する。
以上、図10に示すように、1つの搬送物A2を3台のロボット本体R1、R1BR、R1BLで搬送する搬送体1cであっても、例えば前方ロボット本体R1の搬送体情報作成手段4(図1参照)は、搬送体1cの形状及び重心位置を算出することができ、搬送体1cの形状及び重心位置を情報として含んだ搬送体情報を作成できる。
そして、例えば、作成された搬送体情報に基づいて、前方ロボット本体R1の経路計画手段8(図1参照)が走行計画を作成し、前方ロボット本体R1の制御装置10(図1参照)が走行計画に基づいて搬送体1cを走行させることで、走行経路の障害物と接触することなく搬送体1cを走行させることができるという優れた効果を奏する。
以上のように、1つの搬送物を複数台のロボット本体で搬送する搬送体であっても、1つの搬送物を1台のロボット本体で搬送する搬送体と同様の効果を得ることができる。
また、本実施形態に係る搬送ロボットシステムは、発明の趣旨を変更しない範囲において設計変更が可能である。
<変形例1>
図11は、搬送物計測手段を搭載しないロボット本体を備える搬送ロボットシステムの図である。
図11に示すように、変形例1の搬送ロボットシステム102は、搬送体1dの走行区域内の所定の地点(例えばスタート地点)に、データ送信部30aを備える設置型搬送物計測手段(搬送物計測手段)30を設置し、ロボット本体R3には、データ送信部30aが送信するデータを受信するデータ受信手段11を備える。
設置型搬送物計測手段30は、例えばレーザ光などを使用してロボット本体R3に搭載された搬送物Aの端部位置を非接触に検出可能な設置型端部検出手段30bと、ロボット本体R3に搬送物Aが搭載された搬送体1dの重量を計測可能な設置型重量計30cを含んで構成され、データ送信部30aは、設置型端部検出手段30bが検出した搬送物Aの端部位置、及び設置型重量計30cが計測した搬送体1dの重量を、例えば無線で送信する機能を有する。
さらに、ロボット本体R3には、設置型搬送物計測手段30のデータ送信部30aが送信するデータを受信するデータ受信手段11が備わり、設置型端部検出手段30bが検出してデータ送信部30aが送信する搬送物Aの端部位置、及び、設置型重量計30cが計測してデータ送信部30aが送信する搬送体1dの重量を受信し、制御装置10に入力する。
このように、設置型搬送物計測手段30を備える搬送ロボットシステム102においては、例えば搬送物Aを搭載しないロボット本体R3の端部位置を設置型端部検出手段30bで検出し、さらに、搬送物Aを搭載した搬送体1dにおける搬送物Aの端部位置を設置型端部検出手段30bで検出する。
そして、ロボット本体R3の搬送体情報作成手段4は、搬送物Aを搭載しないロボット本体R3の端部位置と、搬送体1dの搬送物Aの端部位置の差によって、搬送物Aの端部位置を検出することができる。
また、設置型重量計30cは、設置型端部検出手段30bが設置される地点に、例えば、ロボット本体R3の車輪9a及び補助輪9cに対応して複数設置される構成が好適である。
この構成によって、ロボット本体R3の搬送体情報作成手段4は、複数の設置型重量計30cが計測する搬送体1dの重量の計測値のばらつきによって、搬送体1dの重心位置を算出できる。
このように変形例1の搬送ロボットシステム102においては、ロボット本体R3に搬送物計測手段3(図1参照)を備える必要がなく、ロボット本体R3を小型軽量化でき、ロボット本体R3の走行に必要な駆動力を小さくできる。
なお、変形例1の搬送ロボットシステム102に備わるロボット本体R3は、データ受信手段11を備え、搬送物計測手段3を備えない点以外は、図1に示すロボット本体R1と同等の構成である。
また、例えば、設置型搬送物計測手段30が、レーザ光を搬送物Aの上方から照射する設置型端部検出手段30bを備える場合、設置型搬送物計測手段30は、搬送物Aまでの距離を計測することで搬送物Aの厚みを計測できる。したがって、搬送体情報作成手段4は、搬送体1dの上下方向の重心位置を算出することができ、より詳細な搬送体情報を作成できる。
さらに、設置型搬送物計測手段30を、搬送体1dの走行経路の複数地点に設置するとともに、ロボット本体R3に荷崩れ検出手段16(図7参照)を備える構成とすることで、搬送体1dに発生する荷崩れを検出できる。
すなわち、搬送体1dが、設置型搬送物計測手段30が設置される地点を走行するときに、設置型端部検出手段30bが搬送物Aの端部位置を検出し、設置型重量計30cが搬送体1dの重量を計測する構成とする。
そして、搬送体情報作成手段4は、搬送体1dの重心位置を算出する。
この構成によって、荷崩れ検出手段16(図7参照)は、搬送体情報作成手段4が算出する重心位置及び設置型端部検出手段30bが検出する搬送物Aの端部位置の少なくとも一方が、スタート地点における重心位置及び端部位置から大きく変化した場合に、搬送体1dに荷崩れが発生したと判定できる。
そして、荷崩れ検出手段16(図7参照)が荷崩れを検出したときに警告を発する警告手段17(図7参照)を備えるロボット本体R3の構成としてもよいし、荷崩れ検出手段16が荷崩れを検出したときに制御装置10が搬送体1dの走行を停止する構成としてもよい。
警告手段17を備える場合、搬送体1dに荷崩れが発生したことを、例えば搬送ロボットシステム102の管理者に報知することができる。また、制御装置10が搬送体1dの走行を停止する構成の場合、搬送体1dに荷崩れが発生した状態のまま不安定な走行をすることを防止できる。そして、搬送体1dの転倒を好適に防止できる。
<変形例2>
図12の(a)は、可動式の搬送物搭載手段を示す側面図、(b)は、可動式の搬送物搭載手段を示す上面図である。
図12の(a)、(b)に示すように、変形例2の搬送ロボットシステム103に備わるロボット本体R4の搬送物搭載手段2aは、例えば前後方向、及び左右方向に広がる浅い箱型の荷台2aを含んで構成され、荷台2aは荷台サイズ調整手段20によって駆動される構成とする。荷台サイズ調整手段20は、例えば図示しないアクチュエータで構成され、図12の(a)、(b)に示すように、搬送物搭載手段2aの荷台2aを前後左右方向に広げるように駆動する。
そして、搬送物Aのサイズに対応するように荷台2aを前後左右方向に広げて搬送物Aを搭載し、搬送体1eを形成する。
また、ロボット本体R4には、荷台2aの前後左右方向への移動量を検出する、例えば4つの荷台サイズ検出手段21が備わる。
荷台サイズ検出手段21は、例えばリニアエンコーダやリニアポテンショメータからなり、荷台2aの前後方向の移動量、及び左右方向の移動量を検出して移動量信号Msを制御装置10に入力する。
ロボット本体R4は、荷台サイズ調整手段20が、ロボット本体R4に搭載される搬送物Aのサイズに対応するように荷台2aを前後方向及び左右方向に広げ、制御装置10の搬送体情報作成手段4(図1参照)は、荷台サイズ検出手段21から入力される移動量信号Msによって、荷台2aの前後方向、及び左右方向の移動量を取得する構成とする。
荷台サイズ調整手段20が荷台2aを前後左右方向に駆動して、搬送物Aに対応したサイズに荷台2aを広げる方法は限定されるものではない。
例えば、浅い箱型の荷台2aの側壁部に、搬送物Aと接触したことを検出する図示しないセンサを備え、図示しないセンサは搬送物Aと荷台2aの側壁部が接触したときの検出信号を制御装置10に入力する構成とする。
そして、荷台サイズ調整手段20は制御装置10からの指令で駆動するとともに、制御装置10は、図示しないセンサから、前記検出信号が入力されたときに荷台サイズ調整手段20の駆動を停止する構成とすればよい。
また、荷台2aの前後左右方向の移動量は搬送物Aのサイズに対応して決定されることから、制御装置10の搬送体情報作成手段4(図1参照)は、搬送物Aが載置される荷台2aのサイズを、搬送物Aのサイズとして取得できる。
搬送体情報作成手段4は、荷台サイズ検出手段21が検出する、荷台2aの前後左右方向の移動量に基づいて荷台2aのサイズを算出できることから、搬送体情報作成手段4は、荷台2aの前後左右方向の移動量に基づいて搬送物Aのサイズを取得でき、搬送物Aの端部位置を検出することができる。
そして搬送体情報作成手段4は、搬送物Aの端部位置に基づいて、搬送体1eの搬送体情報を作成できる。
なお、変形例2の搬送ロボットシステム103に備わるロボット本体R4は、搬送物搭載手段2aが可動式の荷台2aを有する点、及び端部検出手段3b(図2の(a)参照)の代わりに荷台サイズ調整手段20と荷台サイズ検出手段21が備わる点以外は、図1に示すロボット本体R1と同等の構成である。
<変形例3>
図13は、個別情報表示手段を有し、着脱可能にロボット本体に備わる搬送物搭載手段を示す図である。図13に示すように、変形例3のロボットシステム104に備わるロボット本体R5の搬送物搭載手段2bは、ロボット本体R5に着脱可能に備わるとともに、搬送物搭載手段2bの個別情報を表示する個別情報表示手段2bを備える構成とする。個別情報表示手段2bは、例えばバーコードやRFID(Radio Frequency Identification)タグからなり、対応する読取手段で、個別情報表示手段2bが表示する個別情報を読み取り可能な構成が好適である。
個別情報表示手段2bが表示する個別情報は、例えば搬送物搭載手段2bのサイズを情報として含む。または、搬送物搭載手段2bの固有のIDをデータとして含んでいてもよい。
そして、搬送物Aを搭載した搬送物搭載手段2bをロボット本体R5に取り付けて、ロボット本体R5に搬送物Aを搭載した搬送体1fを形成する。
なお、搬送物搭載手段2bをロボット本体R5に取り付ける方法は限定するものではなく、例えば図示しないボルトなどの締結部材で固定すればよい。
ロボット本体R5には、個別情報取得手段14が備わる。個別情報取得手段14は、搬送物搭載手段2bに備わる個別情報表示手段2bに対応した読取手段で、バーコードリーダやRFIDリーダからなり、個別情報表示手段2bが表示する個別情報を読み取る。
そして、個別情報取得手段14は、読み取った搬送物搭載手段2bの個別情報を情報信号Isとして制御装置10に入力する。
ロボット本体R5は、搬送物搭載手段2bをロボット本体R5に取り付けたときに、搬送物搭載手段2bの個別情報表示手段2bが表示する個別情報を個別情報取得手段14が読み取ることで、制御装置10は搬送物搭載手段2bのサイズを取得できる。
変形例3の搬送ロボットシステム104に備わるロボット本体R5においては、搬送物Aのサイズに対応したサイズの搬送物搭載手段2bに搬送物Aを載置することで、制御装置10は、搬送物搭載手段2bのサイズを搬送物Aのサイズとみなすことができる。
したがって、制御装置10の搬送体情報作成手段4(図1参照)は、取得した搬送物搭載手段2bのサイズに基づいて搬送物Aの端部位置を検出することができ、搬送体1fの搬送体情報を作成できる。
また、個別情報表示手段2bが表示する個別情報が、搬送物搭載手段2bのIDをデータとして含む場合、ロボット本体R5の制御装置10は、読み取ったIDに対応する情報を、例えば記憶部10a(図1参照)に記憶されるデータベースから読み出して、搬送物搭載手段2bのサイズなどの情報を取得する構成であってもよい。
なお、変形例3の搬送ロボットシステム104に備わるロボット本体R5は、搬送物搭載手段2bが着脱可能に備わる点、及び端部検出手段3b(図2の(a)参照)の代わりに個別情報取得手段14が備わる点以外は、図1に示すロボット本体R1と同等の構成である。
<変形例4>
図14は、搬送物カバーに個別情報表示手段が備わることを示す図である。図14に示すように、変形例4の搬送ロボットシステム105に備わるロボット本体R6は、搭載する搬送物Aを搬送物カバー15で覆うとともに、搬送物Aの個別情報を表示する個別情報表示手段15aを搬送物カバー15に備える構成とする。
個別情報表示手段15aは、例えばバーコードやRFIDタグからなり、対応する読取手段で個別情報表示手段15aが表示する個別情報を読み取ることができる構成が好適である。
個別情報表示手段15aが表示する個別情報は、例えば搬送物Aのサイズを情報として含む。または、搬送物Aの固有のIDをデータとして含んでいてもよい。
そして、個別情報表示手段15aを備える搬送物カバー15で覆われた搬送物Aをロボット本体R6の搬送物搭載手段2に搭載して、搬送体1gが形成される。
また、ロボット本体R6には、個別情報取得手段14aが備わる。個別情報取得手段14aは、搬送物カバー15に備わる個別情報表示手段15aに対応した読取手段で、バーコードリーダやRFIDリーダからなり、個別情報表示手段15aが表示する個別情報を読み取る。そして、個別情報取得手段14aは、読み取った搬送物Aの個別情報を情報信号Isとして制御装置10に入力する。
変形例4の搬送ロボットシステム105に備わるロボット本体R6においては、例えば搬送物Aを搬送物搭載手段2に搭載したとき、ロボット本体R6の個別情報取得手段14aが、個別情報表示手段15aに表示される個別情報を読み取ることで、ロボット本体R6の制御装置10は、搬送物Aのサイズを取得できる。
個別情報取得手段14aは、例えば複数の読み取り部14bを備える構成とし、搬送物カバー15に備わる個別情報表示手段15aが表示する個別情報を読み取った読み取り部14bの位置で、制御装置10は、搬送物Aの、個別情報表示手段15aが備わる側の端部位置を検出する構成とすればよい。
この構成によると、制御装置10は、取得した搬送物Aのサイズに基づいて、搬送物Aの、個別情報表示手段15aが備わらない側の端部位置を算出できる。
したがって、制御装置10は搬送物Aのサイズに基づいて端部位置を検出できることになり、搬送体情報作成手段4(図1参照)は、搬送体1gの搬送体情報を作成できる。
また、個別情報表示手段15aが表示する個別情報が、搬送物AのIDをデータとして含む場合、ロボット本体R6の制御装置10は、読み取ったIDに対応する情報を、例えば記憶部10a(図1参照)に記憶されるデータベースから読み出して、搬送物Aのサイズを取得する構成であってもよい。
なお、変形例4の搬送ロボットシステム105に備わるロボット本体R6は、端部検出手段3b(図2の(a)参照)の代わりに個別情報取得手段14aが備わる点以外は、図1に示すロボット本体R1と同等の構成である。
<変形例5>
図15は、直方体の搬送物を固定バンドで固定した状態を示す図、図16は、直方体を組み合わせた形状の搬送物を固定バンドで固定した状態を示す図である。また、図17の(a)は、左右方向の固定バンドを示す図、(b)は、搬送物を水平方向に備わる固定バンドで固定した状態を示す図である。
図15に示すように、変形例5の搬送ロボットシステム106に備わるロボット本体R7の搬送物搭載手段2は、搬送物Aを載置する荷台2aと、荷台2aに搬送物Aを固定するための固定バンド(固定部材)12aと、固定バンド12aの両端部を固定する固定装置12bを備える。
固定装置12bは、例えば搬送物Aが搭載される荷台2aの下方に、ロボット本体R7の前後方向に2つ備わる。
ロボット本体R7の前方に備わる固定装置12bは、固定バンド12aを前方に向けて伸ばし、後方に備わる固定装置12bは、固定バンド12aを後方に向けて伸ばす。そして、2つの固定装置12b、12bを繋ぐように取り付けられる固定バンド12aは、搬送物Aの外周に掛け渡され、搬送物Aを荷台2aの上面2sに押し付けるように固定する。
なお、固定装置12bには、搬送物Aに掛け渡されている固定バンド12aの、1つの端部から他の端部までの長さ(固定長さ)を調節する図示しない調節機構が備わる構成が好適である。又は、固定バンド12aを巻き取り収納する構成であってもよい。
固定装置12bは、搬送物Aが載置される荷台2aの上面2sの下方に備わり、固定バンド12aの端部を支持する端部固定部12dと荷台2aの上面2sの距離はfとする。さらに、端部固定部12dは、荷台2aの端部と同一面に形成され、2つの固定装置12b、12bの距離はLとする。
このようなロボット本体R7の荷台2aに、図15に示すように搬送物Aを搭載して、固定バンド12aを搬送物Aの外周に掛け渡して搬送物Aを固定し、搬送体1hが形成される。
このとき、固定装置12bの端部固定部12dから固定バンド12aが搬送物Aに向かう角度(固定角度)を制御装置10が取得できれば、制御装置10は、搬送物Aの前後方向の端部位置を検出できる。
そこで、変形例5の搬送ロボットシステム106に備わるロボット本体R7の固定装置12bは、例えばロータリポテンショメータからなるバンド角度計測手段(角度計測手段)12cを具備して固定バンド12aの固定角度θを計測し、制御装置10に角度信号θsを入力する構成とする。
なお、ロボット本体R7の前方の固定装置12bのバンド角度計測手段12cが計測する固定角度θの角度信号をθsとし、後方の固定装置12bのバンド角度計測手段12cが計測する固定角度θの角度信号をθsとする。
この構成によると、例えば荷台2aの前方に搬送物Aがはみ出すときのはみ出し量がLのとき、次式(1)の関係が成立する。
=f・tanθ ・・・(1)
制御装置10は、角度信号θsによって、固定角度θを取得でき、荷台2aの上面2sと固定バンド12aの端部固定部12dの距離fは固定値であることから、制御装置10は、搬送物Aが荷台2aの前方にはみ出すはみ出し量Lを式(1)で算出できる。
同様に、制御装置10は、次式(2)によって、搬送物Aが荷台2aの後方にはみ出すはみ出し量Lを算出できる。
=f・tanθ ・・・(2)
また、制御装置10は、搬送物Aの前後方向の長さLaを次式(3)によって算出できる。
La=L+L+L ・・・(3)
さらに、搬送物Aが略直方体を呈する場合、制御装置10は、搬送物Aの高さHaを算出できる。
この場合、制御装置10は、搬送物Aに掛け渡されている固定バンド12aの一端から他端までの長さ(固定バンド12aの固定長さ)を取得する必要がある。
そのため、例えば前方の固定装置12bには、固定バンド12aを巻取り収納する図示しないリトラクタを備えるとともに、図示しないリニアエンコーダ等で固定バンド12aの引き出し長さBを、固定バンド12aの固定長さとして計測し、制御装置10に固定バンド12aの引き出し長さBを入力する構成が好適である。この場合、図示しないリニアエンコーダが長さ計測手段になる。
前方の固定装置12bの端部固定部12dから搬送物Aの前方の端部位置までの長さdは、f/cosθで算出でき、後方の固定装置12bの端部固定部12dから搬送物Aの後方の端部位置までの長さdは、f/cosθで算出できることから、制御装置10は、次式(4)によって、搬送物Aの高さHaを算出できる。
Ha=(B−La−d−d)/2 ・・・(4)
このように変形例5の搬送ロボットシステム106に備わるロボット本体R7の制御装置10は、例えば搬送物Aを荷台2aに固定する固定バンド12aの状態を取得することで、搬送物Aの端部位置を検出することができ、搬送体情報作成手段4(図1参照)は、搬送体1hの搬送体情報を作成できる。
また、図16に示すように、例えば前後方向が長い直方体の下方に、前後方向が短い直方体を組み合わせ、側面の形状がT字型を呈する搬送物A3の場合、搬送物A3の端部位置と固定バンド12aが接触する点は、荷台2aの上面2sと同一平面上にないため、固定バンド12aの固定角度θを計測しただけでは、搬送体情報作成手段4(図1参照)は正確な搬送物情報を作成できない。
そこで、図16に示すような形状の搬送物A3の搬送物情報を作成するためには、例えば固定バンド12aに複数のテープスイッチ(接触位置検出手段)12aを固定バンド12aの長さ方向に沿って配設してテープスイッチアレイを構成し、前方の固定装置12bの端部固定部12dから搬送物A3の前方の端部位置までの長さdと後方の固定装置12bの端部固定部12dから搬送物A3の後方の端部位置までの長さdを計測する構成が好適である。
テープスイッチアレイは、複数のテープスイッチ12aを固定バンド12aの長手方向に沿って配設する構成で、例えば搬送物A3と接触する位置ではテープスイッチ12aが変形して、搬送物A3と固定バンド12aとの接触を検出できる。
したがって、テープスイッチ12aが変形したときの検出信号を制御装置10に入力する構成とし、制御装置10は、変形したテープスイッチ12aの位置を搬送物A3と固定バンド12aの接触位置とすることで、前方の固定装置12bの端部固定部12dから搬送物A3の前方の端部位置までの長さd、及び後方の固定装置12bの端部固定部12dから搬送物A3の後方の端部位置までの長さdを計測できる。
このような構成によると、制御装置10は、次式(5)によって、搬送物A3がロボット本体R7の前方にはみ出すはみ出し量Lを算出できる。
=d・sinθ ・・・(5)
同様に、制御装置10は、次式(6)によって、搬送物A3がロボット本体R7の後方にはみ出すはみ出し量Lを算出できる。
=d・sinθ ・・・(6)
また、制御装置10は、搬送物A3の前後方向の長さLaを次式(7)によって算出できる。
La=L+L+L ・・・(7)
さらに、制御装置10は、固定バンド12aの引き出し長さBを取得することで、搬送物A3の高さHaを算出できる。まず、搬送物A3の前後方向に長い直方体部分の高さHuは、次式(8)で算出できる。
Hu=(B−La−d−d)/2 ・・・(8)
そして、制御装置10は、搬送物A3の高さHaを、次式(9)で算出できる。
Ha=Hu+d・cosθ−f ・・・(9)
このように、直方体を組み合わせた形状の搬送物A3であっても、ロボット本体R7の制御装置10は、例えば搬送物A3を荷台2aに固定する固定バンド12aの状態を読み取ることで搬送物A3の端部位置を検出することができ、搬送体情報作成手段4(図1参照)は、搬送体1hの搬送体情報を作成できる。
なお、変形例5においては、図17の(a)に示すように、前後方向に備わる固定バンド12aに加え、左右方向に備わる固定バンド12aで搬送物Aを荷台2aに固定する構成であってもよい。
さらに左右方向に備わる固定バンド12aも、図15に示す固定装置12bと同じ構成の固定装置で荷台2aに固定することで、制御装置10(図15参照)は、搬送物Aの左右方向の端部位置を取得でき、搬送体1h(図15参照)の形状をより好適に認識することができる。したがって、搬送体情報作成手段4(図1参照)で、搬送体1hの詳細な搬送体情報を作成できる。
また、例えば図17の(b)に示すように、荷台2aに搭載された搬送物Aを、水平方向に配設される固定バンド12aで固定する構成であってもよい。
このような構成によって、制御装置10(図15参照)は、1つの固定バンド12aを備え、搬送物Aの前後方向の端部位置と左右方向の端部位置を検出できる。
図15、図16に示す搬送ロボットシステム106に備わるロボット本体R7においては、搬送物A、A3を荷台2aに固定する固定バンド12aを備えるだけで、制御装置10の搬送体情報作成手段4(図1参照)が搬送体1hの搬送体情報を作成できる。
なお、変形例5の搬送ロボットシステム106に備わるロボット本体R7は、固定バンド12a、固定装置12b、及びバンド角度計測手段12cが、端部検出手段3b(図2の(a)参照)の代わりに備わる点以外は、図1に示すロボット本体R1と同等の構成である。
また、図15に示す変形例5に係るロボット本体R7においては、固定バンド12aに代えて、例えば、網状の固定ネットが備わる構成であってもよい。
以上のように、本実施形態の搬送ロボットシステムに備わるロボット本体の制御装置は、搬送物が搭載されて搬送体が形成された場合に、搬送物の形状(外形寸法)及び重心位置を情報として含んだ搬送物情報を作成するとともに、作成した搬送物情報に基づいて搬送体情報を作成することができる。
そして、制御装置は、搬送体情報に基づいて、搬送体が目的地に到達するまでの走行経路や走行速度などを決定して走行計画を作成するとともに、走行計画に基づいてロボット本体を走行させることで、搬送体が例えば幅の狭い走行経路に接触することなく、目的地まで走行できるという優れた効果を奏する。
また、走行経路に落下物等がある場合であっても、ロボット本体の制御装置は、落下物を迂回するように走行計画を変更して、ロボット本体が落下物と接触することなく目的地まで走行できるという優れた効果を奏する。
本実施形態に係る搬送ロボットシステムの概要図である。 搬送物計測手段の一構成例を示す概略図であり、(a)は側面図、(b)は上面図である。 搬送体の上面図である。 制御装置が搬送体を目的地まで走行させる手順を示すフローチャートである。 経路計画手段が走行経路を決定する手順を示すフローチャートである。 搬送体と走行経路の障害物の衝突を回避する手順を示すフローチャートである。 搬送体の荷崩れを検出するロボット本体を示す図である。 搬送体に発生する荷崩れを検出する手順を示すフローチャートである。 2台のロボット本体が一つの搬送物を搬送する状態を示す図である。 3台のロボット本体が一つの搬送物を搬送する状態を示す図である。 搬送物計測手段を搭載しないロボット本体を備える搬送ロボットシステムの図である。 (a)は、可動式の搬送物搭載手段を示す側面図、(b)は、可動式の搬送物搭載手段を示す上面図である。 個別情報表示手段を有し、着脱可能にロボット本体に備わる搬送物搭載手段を示す図である。 搬送物カバーに個別情報表示手段が備わることを示す図である。 直方体の搬送物を固定バンドで固定した状態を示す図である。 直方体を組み合わせた形状の搬送物を固定バンドで固定した状態を示す図である。 (a)は、左右方向の固定バンドを示す図、(b)は、搬送物を水平方向に備わる固定バンドで固定した状態を示す図である。
符号の説明
1、1a、1b、1c、1d、1e、1f、1g、1h 搬送体
2 搬送物搭載手段
2b 個別情報表示手段
3 搬送物計測手段
3a 重量計
3b 端部検出手段
4 搬送体情報作成手段
5 自己位置認識手段
6 環境情報取得手段
7 衝突回避手段
8 経路計画手段
9 走行装置
10 制御装置
10a 記憶部(記憶手段)
11 データ受信手段
12a 固定バンド(固定部材)
12a テープスイッチ(接触位置検出手段)
12b 固定装置
12c バンド角度計測手段(角度計測手段)
14、14a 個別情報取得手段
16 荷崩れ検出手段
20 荷台サイズ調整手段
21 荷台サイズ検出手段
30 設置型搬送物計測手段(搬送物計測手段)
30b 設置型端部検出手段
30c 設置型重量計
100、101、102、103、104、105、106 搬送ロボットシステム
A、A1、A2、A3 搬送物
map 地図データ
R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7 ロボット本体

Claims (10)

  1. ロボット本体に搬送物を搭載した搬送体が所定の走行区域内を自律走行し、
    前記ロボット本体に搭載された前記搬送物の形状及び重量を計測する搬送物計測手段が、前記走行区域内の所定の地点及び前記ロボット本体の少なくとも一方に備わった搬送ロボットシステムであって、
    前記ロボット本体は、
    搬送物を搭載する搬送物搭載手段と、
    当該ロボット本体の自己位置を認識する自己位置認識手段と、
    前記走行区域内の地図データを記憶した記憶手段と、
    前記搬送物計測手段が計測した前記搬送物の形状及び重量に基づいて前記搬送体の形状及び重心位置を算出し、前記搬送体の形状及び重心位置を情報として含んだ搬送体情報を作成する搬送体情報作成手段と、
    前記搬送体情報に基づいて、前記地図データを参照して目的地までの走行経路を決定し、走行計画を作成する経路計画手段と、
    前記自己位置認識手段が認識した前記自己位置及び前記走行計画に基づいて、前記自律走行を制御する制御装置と、を備え
    前記搬送体情報作成手段は、前記ロボット本体に搭載された前記搬送物の端部位置を検出する手段で検出した前記端部位置に基づいて前記搬送体の形状を決定することを特徴とする搬送ロボットシステム。
  2. 前記ロボット本体は、
    前記自己位置の周囲環境の形状情報を取得する環境情報取得手段と、
    前記周囲環境の形状情報及び前記搬送体情報に基づいて、前記走行経路上の障害物と前記搬送体との衝突可能性を判定する衝突回避手段と、を備え、
    前記衝突回避手段が、衝突可能性があると判定した場合、前記経路計画手段は、前記障害物を迂回するように前記走行計画を変更することを特徴とする請求項1に記載の搬送ロボットシステム。
  3. 前記ロボット本体は、
    前記搬送物計測手段が計測する前記搬送物の形状と重量の計測値のうち、少なくとも一方が変化したときに荷崩れを検出する、荷崩れ検出手段を備えることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の搬送ロボットシステム。
  4. 前記ロボット本体は、
    前記荷崩れ検出手段が荷崩れを検出したときに、警告を発する警告手段を備えることを特徴とする請求項3に記載の搬送ロボットシステム。
  5. 前記制御装置は、
    前記荷崩れ検出手段が荷崩れを検出したときに、前記ロボット本体の前記自律走行を停止することを特徴とする請求項3または請求項4に記載の搬送ロボットシステム。
  6. 前記搬送物計測手段は、
    前記端部位置を検出する手段として、前記搬送物搭載手段に搭載された前記搬送物の端部位置を検出する端部検出手段を含んで構成されることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の搬送ロボットシステム。
  7. 前記搬送物搭載手段は、当該搬送物搭載手段のサイズを情報として含んだ個別情報を表示する個別情報表示手段を有するとともに、前記ロボット本体に着脱自在に備わり、
    前記搬送物計測手段は、
    前記搬送物搭載手段が前記ロボット本体に取り付けられたときに、前記個別情報を読み取る読取手段を含んで構成され、前記搬送体情報作成手段は前記端部位置を検出する手段として、前記個別情報に基づいて前記端部位置を検出することを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の搬送ロボットシステム。
  8. 前記搬送物搭載手段は、前記搬送物を載置するとともに前記搬送物のサイズに対応したサイズに変更可能な荷台を備え、
    前記搬送物計測手段は、
    前記荷台のサイズを検出する荷台サイズ検出手段を含んで構成され、前記搬送体情報作成手段は前記端部位置を検出する手段として、前記荷台サイズ検出手段が検出する前記荷台のサイズに基づいて前記端部位置を検出することを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の搬送ロボットシステム。
  9. 前記搬送物搭載手段は、
    前記搬送物を載置する荷台と、
    前記荷台に載置された前記搬送物に掛け渡され、前記搬送物を前記荷台に固定する固定部材と、
    前記固定部材の両端部を固定する固定装置と、を備え、
    前記搬送物計測手段は、
    前記搬送物に掛け渡されている前記固定部材が、前記固定装置から前記搬送物に向かう角度を計測する角度計測手段と、
    前記搬送物に掛け渡されている前記固定部材の、1つの前記端部から他の前記端部までの長さを計測する長さ計測手段と、を含んで構成され、前記制御装置は前記端部位置を検出する手段として、前記角度計測手段が計測する前記角度と前記長さ計測手段が計測する前記長さに基づいて前記端部位置を検出することを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の搬送ロボットシステム。
  10. 前記固定部材は、当該固定部材が前記搬送物に接触する位置を検出する接触位置検出手段を備えることを特徴とする請求項9に記載の搬送ロボットシステム。
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