JP5977157B2 - 搬送台車を牽引する自動搬送車を用いた自動搬送システムにおける自動搬送車と搬送台車の連結係合・連結解除方法及び自動搬送システム - Google Patents

搬送台車を牽引する自動搬送車を用いた自動搬送システムにおける自動搬送車と搬送台車の連結係合・連結解除方法及び自動搬送システム Download PDF

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Description

本発明は、搬送台車を牽引する自動搬送車を用いた自動搬送システムにおける自動搬送車と搬送台車の連結係合・連結解除方法であり、自動搬送車と搬送台車との間の連結係合状態を確実に維持し、且つ安全に連結解除できる方法に関し、それを達成できる連結装置を備えた自動搬送システムに関する。
従来長い間、工場や物流センタにおいては、部品や製品などの物品を搬送するために、物品を乗せた搬送台車を人が押して搬送することが一般的に行われてきた。しかし現在では、物品の重量が重い場合や、搬送距離が長い場合、また搬送頻度が多い場合など、人の物品搬送作業の負担が大きくなる場合には、非特許文献1に記載したように、自動搬送車による物品搬送が使用されている。このように物品搬送を自動化する方法としては、搬送物が多くなれば、自動搬送車と搬送台車からなる自動搬送システムを用いるのが普通である。その場合は、自動搬送車側には連結金具を設け、搬送台車側にはピン等の係合部材を設けて、自動搬送車の連結金具を搬送台車のピンに引っ掛けて係合して、搬送台車に乗せた物品を牽引搬送する方法が一般的に行われている。
例えば、そのような自動搬送システムの一例として、本願出願人の出願による特許文献1(特開2011−189769号公報)が公知である。この特許文献1には、搬送台車に設けた連結部材に対して、連結金具の自重もしくは回転力によって連結金具を連結部材に接触させる力を加えることで連結状態を維持する連結装置が記載されており、搬送台車に設けた上向きのピンに連結させる実施例が記載されている。
特許文献1は、確実な自動連結と連結状態検出,連結部材の収納,重量搬送のための頑強な連結部の実現を可能とする自動搬送システムを提供する。自動搬送車は、後部に回転部を設け、回転部に回転部材を設ける。搬送台車は、前部に固定部材を設ける。回転部材の自重もしくは回転部の駆動により、回転部材から固定部材へ接触力を加える。回転部材と固定部材の備える凹凸形状により、回転部材と固定部材の相対可動領域が制限された連結状態1と、連結状態1よりも相対可動領域が制限された連結状態2を作る。回転部材と固定部材の備える凹凸形状は、前記の接触力が加えられた状態で、回転部材もしくは固定部材を移動させることにより、連結状態1から連結状態2へと誘導し、回転部材もしくは固定部材を接触力の方向へ移動することによって連結状態1から連結状態2へと遷移する。
また、非特許文献2は、本願出願人が開発した知能型ロジスティック支援ロボットLapi(株式会社日立産機システム登録商標)について紹介した雑誌記事である。レーザ側域センサを搭載しており、これによって位置同定を行うことで、走行ガイドを用いずに自律走行ができる。また、搬送台車の牽引搬送に対応しており、人手による既存の搬送レイアウトに柔軟に組み込むことが可能である。
特開2011−189769号公報
http://www.hitachi.co.jp/New/cnews/month/2009/11/1120.html 知能型ロジスティクス支援ロボットLapiの開発-工場内搬送自動化システムへの適用- 日本ロボット工業会 ロボットNo.207 July2012
一般的に通路の狭い工場や物流センタにおいて、搬送台車を牽引した自動搬送システムを構築する場合には、床投影面積の小さい搬送台車に出来るだけ多くの物品を搭載するためには、連結部材の搬送台車側部材(ピン)を搬送台車への物品の搭載領域以外の場所に設ける要求が高い。しかしながら、搬送台車に設けた連結部材が搬送台車から出っ張ることで、搬送移動中に不用意な接触を避けたい。
これらの課題から、特許文献1では、自動搬送車と搬送台車の連結機構が開示されており、連結機構の搬送台車側の固定部材が搬送台車の上面に設けられている。
加えて、自動搬送車で搬送台車を牽引する場合には、走行中に連結部材の係合が外れないようにするためにモータにより所定のトルクで連結状態を維持するように構成している。特許文献1の方法でも、連結状態を維持するために、連結金具の自重を補償する方向に常に回転力を出力させる構成を採用している。しかし、常に回転力を出力させる構成を採用するとなれば、一般的に自動搬送車は、自動搬送車に搭載した鉛電池やリチウムイオン電池などの蓄電池によって搬送作業を行うため、消費電力が大きくなり次回充電までの搬送作業の時間が短くなってしまう。
特許文献1に開示されたように、連結機構の搬送台車側の固定部材(ピン)を搬送台車の上面に設ける方法に替えて、連結部材の搬送台車側の固定部材(ピン)を搬送台車底面に設けることも考えられるが、この場合は、連結機構の自動搬送車側の部材(牽引アーム)を下側から上方に回動させてピンと係合連結される構造としなければならず、加えて、連結機構の係合連結状態を維持するために、アーム駆動モータの常時駆動状態の維持をしておかなければならない。
また、自動搬送車に搬送台車を牽引した状態で、例えば段差等のある凹凸路を走行する場合には、凹凸を乗り越える際に自動搬送車と搬送台車の上下のずれによって連結金具を強制的に上下に回転させる外力が生じる。このような場合には、連結金具に回転力を付与するモータの動力伝達部に過大な力が加わることで動力伝達部にダメージが生じる恐れがある。また、場合によっては、減速ギア等の動力伝達手段が破壊されることが推測されるものである。特許文献1では、このような状態を回避する技術は開示されていない。
本発明は、自動搬送車と該自動搬送車に牽引される搬送台車とからなる自動搬送システムにおける自動搬送車と搬送台車の連結係合・連結解除方法であって、
前記自動搬送車と前記搬送台車とは連結装置により連結係合され又は連結解除されるように構成されており、当該連結装置は、前記自動搬送車に設けられた牽引アームと、前記搬送台車に設けられた係止部材と、前記牽引アームを前記係止部材に対して連結係合方向又は連結解除方向に回転駆動するアーム駆動モータと、前記牽引アームを前記係止部材に対して連結係合方向へ回転励起する回転励起手段とから成っており、
前記連結装置により前記自動搬送車と前記搬送台車とを連結係合する際には、前記アーム駆動モータを駆動して、前記係止部材に対して前記牽引アームを連結係合方向に回転駆動し、
前記自動搬送車に牽引された前記搬送台車の搬送走行中には、前記回転励起手段により前記牽引アームを前記係止部材に対して常時連結係合方向へ所定の回転励起力を生起させておき、搬送走行中に前記自動搬送車の走行面の変化により前記連結装置の前記牽引アームに所定以上の力が作用したときには、前記アーム駆動モータ又はその動力伝達手段に対して伝搬される過負荷力を回避するようにしたことを特徴とする。
本発明は、自動搬送車と該自動搬送車に牽引される搬送台車とからなる自動搬送システムであって、
前記自動搬送車と前記搬送台車とは連結装置により連結係合され又は連結解除されるように構成されており、当該連結装置は、前記自動搬送車に設けられた牽引アームと、前記搬送台車に設けられた係止部材と、前記牽引アームを前記係止部材に対して連結係合方向又は連結解除方向に回転駆動するアーム駆動モータと、前記牽引アームを前記係止部材に対して連結係合方向へ回転励起する回転励起手段とから成り、
前記自動搬送車の走行面の変化により前記連結装置の前記牽引アームに所定以上の力が作用したときには、前記アーム駆動モータ又はその動力伝達手段に対して伝搬される過負荷力を回避する過負荷回避手段を備えたことを特徴とする。
さらに本発明は、前記アーム駆動モータは、ギアモータであり、当該ギアモータの連結係合方向への常時駆動により前記牽引アームを前記係止部材に対して連結係合方向へ回転励起する回転励起手段を構成し、
前記過負荷回避手段は、当該ギアモータに取り付けられたトルクリミッタであり、当該トルクリミッタにより前記ギアモータに対して伝搬される過負荷力を回避することを特徴とする。
さらに本発明は、前記牽引アームを前記係止部材に対して連結係合方向へ回転励起する回転励起手段及び前記アーム駆動モータ又はその動力伝達手段に対して伝搬される過負荷力を回避する過負荷回避手段を兼ねる手段として、前記牽引アームの連結係合方向への回転運動を生起させるカウンターウエイトを備え、
前記アーム駆動モータによって前記牽引アームを連結係合方向へ回転させ前記係止部材に対して連結係合させた後、前記カウンターウエイトの重量によって連結状態を維持し、前記自動搬送車の走行面の変化により前記連結装置の前記牽引アームに対して、前記カウンターウエイトの重量による回転モーメントを超えた過剰な力が作用したときには、前記牽引アームを連結解除方向へ回転させて、前記アーム駆動モータ又はその動力伝達手段に対して伝搬される過負荷を回避することを特徴とする。
さらに本発明は、前記牽引アームを前記係止部材に対して連結係合方向へ回転励起する回転励起手段及び前記アーム駆動モータ又はその動力伝達手段に対して伝搬される過負荷力を回避する過負荷回避手段を兼ねる手段として、前記牽引アームを連結係合方向への回転運動を生起させる捩じりバネを備え、
前記アーム駆動モータによって前記牽引アームを連結係合方向へ回転させ前記係止部材に対して連結係合させた後、前記捩じりバネの捩じり反力によって連結状態を維持し、前記自動搬送車の走行面の変化により前記連結装置の前記牽引アームに対して、前記捩じりバネの捩じり反力を超えた過剰な力が作用したときには、前記牽引アームを連結解除方向へ回転させて、前記アーム駆動モータ又はその動力伝達手段に対して伝搬される過負荷を回避することを特徴とする。
本発明の搬送台車を牽引する自動搬送車を用いた自動搬送システムにおける自動搬送車と搬送台車の連結係合・連結解除方法においては、自動搬送車と搬送台車との間の連結部材の駆動力伝達機構に対して過大な荷重を回避して、連結部材の駆動力伝達機構へのダメージを減少させ、破損を防止することができる。
また、連結部材の牽引アームを駆動するモータの駆動力を遮断することにより、省電力が可能となり、消費電力を小さくして次回充電までの搬送作業の時間長くすることができる。このように、本発明においては、省エネルギーで確実な連結状態を維持する連結装置を備えた搬送台車を牽引する自動搬送システムを提供することができる。
本発明の一実施形態の自動搬送システムに使用される自動搬送車の背面斜視図。 (A)は、本発明の一実施形態の自動搬送システムに使用される搬送台車の正面斜視図。(B)は、搬送台車の底面に設けられた係合ピンの詳細図。 本発明の一実施形態の連結装置の構成及び機能の説明図。(A)は構成斜視図、(B)は機能説明図を示す。 本発明の一実施形態の自動搬送車の牽引アームの平面図。 本発明の一実施形態の自動搬送車の牽引アームの側面図。実線表記は図6の連結係合状態(C)、一点鎖線表記は図6の初期状態(A)、点線表記は図6の連結動作の開始状態(B)を示す。 本発明の一実施形態の自動搬送車の牽引アームの駆動状態と搬送台車の係合ピンとの連結係合状態を示す説明図。(A)は初期状態、(B)は連結動作の開始状態、(C)は連結係合状態への遷移を示している。 本発明の一実施形態の自動搬送車において搬送台車との連結動作を説明するフローチャートである。 本発明の一実施形態の自動搬送車において搬送台車との連結解除動作を説明するフローチャートである。 床面の状態により、自動搬送車の牽引アームと搬送台車の係合ピンとの連結係合状態が変化する状態を示した説明図。
本発明の一実施形態としては、搬送台車20(図2)を牽引する自動搬送車10(図1)を用いた自動搬送システムにおける自動搬送車10と搬送台車20の連結係合・連結解除方法にかかり、自動搬送車10と搬送台車20との間の連結係合状態を確実に維持し、且つ安全に連結解除できる方法である。また、それを達成できる連結装置30(図3(A)(B))を備えた自動搬送システムに関する。
上記の課題を解決するために成された本願発明の一実施形態の連結装置30の備えるべき機能については、図3(A)(B)を用いて説明する。図3(A)は構成斜視図であり、図6(B)は機能説明図である。なお、図3には、連結装置30の構成部品である係止部材50は図示されていない。
本願発明の一実施形態の搬送台車20を牽引する自動搬送車10を用いた自動搬送システムにおける自動搬送車10と搬送台車20の連結係合・連結解除方法としては、以下のステップを踏まえた機能を備えている必要がある。以下では、搬送台車20側の係止部材50として、台車底面に下向きの係止ピン51を備えた実施例についてのステップを説明する。なお、回転方向を図3(B)に示す回転方向では、+方向(連結係合方向)及び−方向(連結解除方向)として説明する。
(1)搬送台車検索ステップ
操作者の指示等により、自動搬送車10が牽引すべき搬送台車20の所在位置を認識し、自らの位置に対する対象搬送台車20の位置を検索して、相互に連結係合ができる近傍にまで移動をするステップ。
(2)連結準備ステップ
牽引走行のためには、連結装置30を連結係合状態にする必要がある。そのためには、自動搬送車10と搬送台車20との距離と対面姿勢が所定の位置関係に収まる必要がある。本発明は、このステップ自体が発明の要旨ではないので詳細には説明しないが、例えば、自動搬送車10が備えているカメラ61(図1)を備えた画像認識手段(図示なし)の画像解析と位置制御手段(図示なし)の位置制御により、両者(自動搬送車10及び搬送台車20)の相対関係が所定の位置関係になるように制御される。
(3)連結係合ステップ
自動搬送車10と搬送台車20の連結係合状態においては、第1には連結装置30の牽引アーム40を、係止部材50である係止ピン51を搬送台車20に取り付けているベース53に対して所定以上のモーメントを掛けて、連結係合方向(図3(B)の+方向)に励起しておく必要がある。これにより、自動搬送車10が搬送台車20を牽引した状態で搬送経路を移動する際には、傾斜や段差等の走行路面の変化によって係合部分に不測の移動が発生しても、牽引アーム40が係止部材50に所定の力で押しつけられているので外れることはない。
(3−1)
そこで、本実施例は、搬送台車20側の係止部材50が、台車底面に下向きの係止ピン51を備えたものであるから、連結装置30の牽引アーム40は、一旦、係止ピン51の下端部を越えて下まで下降回転(図3(B)の−方向回転)させなければならない。後段において詳細に説明する。
(3−2)
牽引アーム40は、最下端位置にあることを判断してから、係止ピン51への係合を達成するために上昇回転(図3(B)の+方向回転)させられる。その際に、牽引アーム40自体が、後述するように、+方向に回転モーメントを掛けられているので、牽引アーム40が搬送台車20の底面を叩き付けることのないように、−方向に制動を掛けながら+方向に上昇回転するように制御される。後段において詳細に説明する。
(3−3)
上昇回転の完了が確認されると、牽引アーム40の駆動モータ45はOFFされるが、牽引アーム40は連結装置30の回転励起手段(後段において詳細に説明する)により+方向の励起力が励起され、その励起力みで搬送台車20底面に押し付けられて連結係合操作が完了する。
(4)牽引走行維持ステップ
正常な連結係合状態が達成されると、連結装置30が連結係合状態を維持することにより、牽引アーム40は回転励起手段により係止部材50に対して+方向に押し付けられた状態で、自動搬送車10が搬送台車20を牽引して物品を搬送走行する。
(5)連結解除ステップ
操作者により連結解除指令が出されると、牽引アーム40を最下端位置まで下降させてから、自動搬送車10を搬送台車20から離れる方向に移動する。それから、アーム駆動モータ45を駆動して牽引アーム40を上昇回転させる。
(6)緊急連結解除ステップ
物品の搬送走行中に、自動搬送車10又は搬送台車20が急な傾斜に差し掛かったり段差に乗り上げたりして、物品の搬送走行中の走行面の急激な変化すると、牽引アームが下がる場合と上がる場合とがある。
牽引アーム40が上がる方向に回動する場合には、連結装置30の+方向の励起力以上の急激な移動により、連結装置30の牽引アーム外れが発生する問題がある。また、牽引アーム40が下がる方向に回動する場合には、連結装置30の+方向の励起力に加えて過剰な力が作用し、アーム駆動モータ又はその動力伝達手段に過剰な力が伝搬されて、部品の破損に繋がることも推測される。
このようなアーム駆動モータ又はその動力伝達手段の部品破損を防止するには、自動搬送車10の走行面の変化により連結装置30の牽引アーム40に所定以上の力が作用したときには、アーム駆動モータ45又はその動力伝達手段に対して伝搬される過負荷力を回避する過負荷回避手段を備える必要がある。
つまり、本発明の一実施形態の自動搬送システムにおいては、自動搬送車10が搬送台車20を牽引した状態で搬送経路を移動している際に、牽引アーム40は回転励起手段により係止部材50に対して+方向に押し付けられた状態を維持する必要があるが、許容限度を超えた傾斜や段差等の走行路面の急激な変化によって係合部分に過大な移動運動が発生した場合には、牽引アーム40が係止部材50に対して連結解除方向(図3(B)の−方向)に回動可能な過負荷回避手段(後段において詳細に説明する)の構成を備え、牽引アーム40の連結解除方向への回動動作をさせて、アーム駆動モータ又はその動力伝達手段に対して伝搬される過負荷を回避することが必要である。
そして、連結装置30の係合部分に予期しない過大な相対移動が発生し、牽引アーム40が係止部材50に対して連結解除方向(−方向)に急激な回動が発生した場合にも、連結装置30の各構成部品、駆動装置、及び動力伝達機構に過剰な力を伝達しないように動力伝達を断つ必要がある。
これにより、連結装置30の各構成部品、駆動装置、及び動力伝達機構にダメージを与えることがなく、最悪は部材の破損につながる事故を未然に防止できるものである。
そこで、以上を纏めると次のとおりである。
(1)通常走行時には、牽引アーム40を係止部材50に対して所定の力で連結係合方向(+方向)に励起しておく
(2)牽引アーム40と係止部材50の係合部分に励起された回転力以上の過剰な負荷力が作用した場合には、牽引アーム40を係止部材50に対して連結解除方向(−方向)への回動を達成させる
(3)連結装置30の連結解除方向(−方向)への急激な回動が発生した場合には、連結装置30の各構成部品、駆動装置、及び動力伝達機構の動力伝達を断つ
つまり、本発明の一実施形態は、連結装置30が上記3つのステップを達成できる連結係合・連結解除方法及びシステムに関するものである。
以下、本発明の具体的実施例を図面を用いて説明する。
図1及び図2(A)には、本発明の一実施形態の自動搬送システムを構成する自動搬送車10の背面及び搬送台車20の正面が示されている。図1の自動搬送車10には、連結装置30の牽引アーム40が見えており、図2(A)の搬送台車20には、台車の底面に係止部材50としての係止ピン51が見えている。本発明の一実施形態の自動搬送システムにおける自動搬送車10と搬送台車20の連結係合は、自動搬送車10の背面(図1)と搬送台車20の正面(図2(A))とが向き合って所定の相対位置関係となった際に実行される。
まず、連結装置30の構成を図3(A)の斜視図及び図4の平面図を用いて説明する。連結装置30は牽引アーム40を備えており、その牽引アーム40は、自動搬送車10に対して軸受け48,49(図4)により軸44の周りに回動可能に設けられている。牽引アーム40は、軸44を挟んで牽引板41とカウンターウエイト43を設けており、牽引板41には後述の係合ピンとの嵌合を許容する係合孔42が形成されている。この係合孔42の形状や大きさは図示のものに限られるものではなく、係合ピンが嵌まり込むのに適宜な大きさであれば良い。軸44周りには、トクルリミッタ46を介してギアモータ45が設けられ、その対抗位置には、牽引アーム40を連結係合方向へ回転励起する回転励起手段としての捩じりバネ47を設けている。
図2(B)には、台車底面の係止部材50の詳細構成が示されており、係止部材50は係止ピン51と制止壁52を備えている。この制止壁52は、牽引板41の係合孔42に対して係止部材50の係止ピン51が嵌合した際に、係合孔42の寸法に応じて水平方向にガタが生じる。そうすれば、牽引走行時に、自動搬送車10と牽引される搬送台車20との水平方向の相対位置がずれ得ることになり、それは連結装置30にとっては好ましいことではない。そこで係止ピン51から所定距離を離して制止壁52を設けることにより、係止ピン51と制止壁52の間に牽引板41を挟み込むことができる。
次に、連結装置30の機能を図3(B)を用いて説明する。図3(B)には、連結装置30の主要構成部品と、軸44周りに作用する力関係を示している。まず、軸44の左右に牽引板41とカウンターウエイト43が対抗して配置されていることから、夫々の自重による力F1及びF2が作用する。牽引板41の自重による力F1は、牽引アーム40を−方向(連結解除方向)に回転させようとするモーメントを発生し、カウンターウエイト43の自重による力F2は、牽引アーム40を+方向(連結係合方向)に回転させようとするモーメントを発生する。ギアモータ45は、牽引アーム40を+方向(連結係合方向)にも、−方向(連結解除方向)にも回転させることができる。連結装置30の連結係合完了時には、ギアモータ45をOFFすることもできるが、ギアモータ45をONの状態に維持して、牽引アーム40を+方向(連結係合方向)の励起力を発生しておくことも可能である。その際は、ギアモータ45(モータ部分及び減速ギア部分)に対する過負荷を回避するためにトルクリミッタ46を設けることが望ましい。
図5は、自動搬送車の牽引アームの側面図で、同時に牽引アーム40の回転可能範囲を示しており、一点鎖線表記(A)は初期状態を示し、点線表記(B)は連結動作の開始状態を示し、実線表記(C)は連結係合状態を示している。図5の実線表記の(C)連結係合状態から見て、反時計回りの方向を+方向(連結係合方向)とし、時計回りの方向を−方向(連結解除方向)とする。
牽引アーム40は、図6に示すように、アーム駆動モータ45の回転動作により転結係合を達成する場合には、初期状態(A)→連結動作開始状態(B)→連結係合状態(C)と遷移し、転結を解除する場合には、連結係合状態(C)→連結動作開始状態(B)→初期状態(A)と遷移する。
本実施例の連結装置30は、回転する牽引アーム40と下向きの係合ピン51から成るものであるので、転結係合を達成する場合には、牽引アーム40を図6(A)の垂直状態の初期状態から、アーム駆動モータ45を駆動して牽引アーム40を水平状態を超えて、一旦、下向き係合ピン51に係合できる下端位置(図6(B)の状態)まで下降させなければならない。その位置において、自動搬送車10と搬送台車20の相対位置関係を確認し、牽引アーム40の係合孔42が下向き係合ピン51に係合できる位置関係にあると判断された場合には、アーム駆動モータ45を+方向(連結係合方向)に駆動して連結係合状態(C)とする。
転結係合を解除する場合には、牽引アーム40を図6(C)の水平状態の連結係合状態から、アーム駆動モータ45を駆動して牽引アーム40を、一旦、下向き係合ピン51から係合を解除できる下端位置(図6(B)の状態)まで下降させなければならない。その状態において、自動搬送車10を後退させ、自動搬送車10と搬送台車20の相対位置関係を確認し、牽引アーム40の係合孔42が下向き係合ピン51との係合を解除できる位置関係にあると判断された場合には、アーム駆動モータ45を+方向に駆動して垂直状態の初期状態(A)に戻す。
図7に沿って転結係合を達成する場合のフローを説明する。
(1)搬送台車検索ステップ
始めのステップS110においては、牽引アーム駆動モータ45は停止状態にある。操作者は特定の自動搬送車10に対して特定の搬送台車20との連結係合指示を指令する(S111)。これにより、自動搬送車10は、牽引すべき搬送台車20の所在位置を認識し、自らの位置に対する対象搬送台車20の位置を検索して、指示された搬送台車20を見つけて、相互に連結係合できる近傍にまで当該搬送台車20に接近する(S112)。
(2)連結準備ステップ
自動搬送車10により搬送台車20を牽引走行するためには、連結装置30を確実な連結係合状態にする必要がある。そのためには、連結係合前の準備ステップとして幾つかの手順が要求される。第1には、下向き係合ピンを備えた本実施例の場合には、牽引アーム40を、一旦、最下降位置(図6(B))にまで下げる必要がある。そこで、牽引アーム40に対してアーム下降命令を出し、牽引アーム40をアーム駆動モータ45により下降(−方向の回転)させる(S113)。それと同時に、牽引アーム40がアーム下降の規定角度範囲内に入ったか否かを判断する(S114)。牽引アーム40がアーム下降の規定角度範囲内に未だ入っていないと判断すると(S114のNo)、牽引アーム40の下降動作を継続させ(S113)、牽引アーム40がアーム下降の規定角度範囲内に入ったと判断すると(S114のYES)、アーム駆動モータ45は停止される(S115)。これにより、牽引アーム40は最下端位置(図6(B))を維持し、自動搬送車10が更に後退して搬送台車20に近づいても、自動搬送車10の牽引アーム40が搬送台車20に衝突することがない。
自動搬送車10が更に後退して搬送台車20に近づく理由は、自動搬送車10と搬送台車20との距離と対面姿勢が所定の相対位置関係に収まる必要があるからである。本発明は、このステップ自体が発明の主要なポイントではないので詳細には説明しないが、自動搬送車10が備えているカメラ61(図1)を備えた画像認識手段(図示なし)の画像解析と位置制御手段(図示なし)の位置制御により、両者(自動搬送車10及び搬送台車20)の相対関係が所定の位置関係になるように制御される。
既に、牽引アーム40がアーム下降の規定角度範囲内に入ったと判断されている(S114のYES)ので、自動搬送車10と搬送台車20との距離と対面姿勢が所定の相対位置関係に収まっているか否かを判断する(S116)。それにより、連結可能な規定範囲内にないと判断された場合には(S116のNo)、自動搬送車10の搬送台車20に向けた接近移動又は後退移動が行われ(S117)、再度、自動搬送車10と搬送台車20との距離と対面姿勢が所定の相対位置関係に収まっているか否かを判断する(S116)る。自動搬送車10と搬送台車20とが、連結可能な規定範囲内にあると判断された場合には(S116のYes)、自動搬送車10は停止する(S118)。
(3)連結係合ステップ
連結係合のためには、牽引アーム40を+方向(連結係合方向)に回動させる必要があり、その可否の判断を行う(S119)。このステップは、牽引アーム40駆動の前の安全確認のステップであり、必ずしも必要はない。牽引アーム40駆動可否の判断で否(S119の否)となれば、判断が可(S119の可)となるまで判断のステップを続けることになる。牽引アーム40駆動可否の判断で可(S119の可)となれば、牽引アーム駆動モータ45が+方向(連結係合方向)に駆動(S120)され、牽引アーム40は上昇する。それと同時に、牽引アーム40の上昇運動が完了したか否かが判断され、上昇運動が未完了と判断されれば(S121のNo)、牽引アーム駆動モータ45の+方向(連結係合方向)の駆動(S120)が継続され、上昇運動が完了と判断されれば(S121のYes)、牽引アーム駆動モータ45の駆動は停止する(S122)。
このように本実施例においては、搬送台車20側の係止部材50が、台車底面に下向きの係止ピン51を備えたものであるから、連結装置30の牽引アーム40は、一旦、係止ピン51の下端部を越えて下まで下降回転(図3(B)の−方向回転)させなければならない。つまり、牽引アーム40が、図3(B)の最下端位置の状態にまで下降させられる
また、牽引アーム40は、最下端位置にあることを判断してから、係止ピン51への係合を達成するために上昇回転(図3(B)の+方向回転)させられる。その際に、牽引アーム40自体が、カウンターウエイト43及び捩じりバネ47によって+方向に回転モーメントを掛けられているので、牽引アーム40が搬送台車20の底面を叩き付けることのないように、駆動モータ45に制動を掛けながら、ゆっくりと+方向に上昇回転するように制御される。具体的には、例えば、牽引アーム40が水平状態になる直前に、駆動モータ45に制動を掛けることで達成される。
最後に、上昇回転の完了が確認されると、牽引アーム40の駆動モータ45はOFFされるが、牽引アーム40は、駆動モータ45を常時+方向に駆動して励起力を発生させるか、或いはカウンターウエイト43又は/及び捩じりバネ47の回転励起手段により常に連結装置30に+方向の励起力が励起され、その励起力で搬送台車20底面に押し付けられて連結係合操作が完了する。
回転励起手段を、駆動モータ45を常時+方向に駆動することにより達成する場合には、過重な負荷が伝えられた際に、駆動モータ45及び動力伝達機構部品を保護するために、駆動モータ45はトルクリミッタを介して設けるようにするのが望ましい。
このように、自動搬送車10と搬送台車20の連結係合状態においては、連結装置30の牽引アーム40を、回転励起手段により、係止部材50である係止ピン51に対して所定以上のモーメントが作用するように、連結係合方向(図3(B)の+方向)に励起しておく必要がある。これにより、自動搬送車10が搬送台車20を牽引した状態で搬送経路を移動する際には、傾斜や段差等の走行路面の変化によって係合部分に不測の移動が発生しても、牽引アーム40が係止部材50に所定の力で押しつけられているので外れることはない。
(4)牽引走行維持ステップ
以上のステップにより、正常な連結係合状態が達成されると、連結装置30が連結係合状態を維持することにより、牽引アーム40は回転励起手段により係止部材50に対して+方向に所定のモーメントで押し付けられた状態で、自動搬送車10が搬送台車20を牽引して物品を搬送走行可能となる。
(5)連結解除ステップ
連結解除ステップを図8のフローチャートを用いて説明する。
始めのステップS210においては、連結装置30は連結係合状態にあり、回転励起手段がカウンターウエイト43及び捩じりバネ47の場合は、アーム駆動モータ45は停止状態にあり、回転励起手段がアーム駆動モータ45を常時+方向に励起している。この場合は、アーム駆動モータ45はOFF状態である。回転励起手段がアーム駆動モータ45自身である場合には、アーム駆動モータ45は、回転はしていないがモータの駆動の状態としてはON状態である。この場合は、アーム駆動モータ45はトルクリミッタ46を介して設けられるのが望ましい。
操作者により、ステップS211で連結解除指令が出される。自動搬送車10は、連結装置30の連結係合状態においても、常に連結解除指令の有無を確認している(ステップS212)。連結解除指令が確認できなければ(ステップS212の無)、継続して連結解除指令の有無を確認する。連結解除指令が確認すれば(ステップS212の有)、牽引アーム40を最下端位置まで下降させるために連結駆動モータ45を駆動する(ステップS213)。それと同時に、牽引アーム40が最下端位置まで下降したか否かを判断し(ステップS214)、牽引アーム40の下降が最下端位置まで達していないと判断された場合には(ステップS214の未)、牽引アーム40の下降運動が継続され、牽引アーム40の下降が最下端位置まで達したと判断された場合には(ステップS214の了)、牽引アーム40の下降運動を停止する(ステップS215)。
牽引アーム40の下降が最下端位置まで達したということは、自動搬送車10が搬送台車20から離れる方向に移動可能な状態にあることを意味する。そこで、自動搬送車10は搬送台車20から後退(両者が離れる方向の移動)する(ステップS216)。自動搬送車10が搬送台車20から離れると、牽引アーム40を上方に回動して自動搬送車10内に収納することができる。そこで、自動搬送車10と搬送台車20の間の距離が、牽引アーム40が上方に回動するのに十分な距離であるか否かを判断する(ステップS217)。ステップS217で、自動搬送車10が牽引アーム40を上昇可能とする規制距離範囲から出たか否かが判断され、規制距離範囲から出ていないと判断されると(ステップS217のNo)、自動搬送車10の搬送台車20からの後退移動(両者が離れる方向の移動)を継続し(ステップS216)、規制距離範囲から出たと判断されると(ステップS217のYes)、自動搬送車10の後退運動が停止される(ステップS218)。
その位置では、自動搬送車10の牽引アーム40が上昇可能であるので、アーム駆動モータ45を駆動して牽引アーム40を上昇回転させる(ステップS219)。それと同時に、牽引アーム40が直立状態まで上昇を完了したか否かを判断する(ステップS220)。牽引アーム40が直立状態までの上昇を完了していないと判断すると(ステップS220の未)、牽引アーム40の上昇回転運動を継続し(ステップS219)、牽引アーム40が直立状態までの上昇を完了したと判断すると(ステップS220の了)、連結解除動作を終了する(ステップS221)。
(6)緊急連結解除ステップ
物品の搬送走行中に、自動搬送車10又は搬送台車20が急な傾斜に差し掛かったり段差に乗り上げたりして、物品の搬送走行中の走行面の急激な変化すると、牽引アームが下がる場合と上がる場合とがある。それを、エレベータに乗り降りする場合、坂道を上り下りする場合、ケーブルカバーなどの段差がある場合の場合分けで示したのが図9である。
牽引アーム40が上がる方向に回動する場合には、連結装置30の+方向の励起力以上の急激な移動により、連結装置30の牽引アーム外れが発生する問題がある。また、牽引アーム40が下がる方向に回動する場合には、連結装置30の+方向の励起力に加えて過剰な力が作用し、アーム駆動モータ又はその動力伝達手段に過剰な力が伝搬されて、場合によっては、部品の破損に繋がることも予想される。
このようなアーム駆動モータ又はその動力伝達手段の部品破損を防止するには、自動搬送車10の走行面の変化により連結装置30の牽引アーム40に所定以上の力が作用したときには、アーム駆動モータ45又はその動力伝達手段に対して伝搬される過負荷力を回避する過負荷回避手段を備える必要がある。
この過負荷回避手段が、アーム駆動モータ45に取り付けられたトルクリミッタ46である場合は、当該トルクリミッタ46によりアーム駆動モータ45に対して伝搬される過負荷力を回避する。
また、回転励起手段及び過負荷回避手段を兼ねる手段として、牽引アーム40の連結係合方向への回転運動を生起させるカウンターウエイト43を備えた場合には、カウンターウエイト43の重量によって連結状態を維持し、牽引アーム40に対して、カウンターウエイト43の重量による回転モーメントを超えた過大な力が作用したときには、牽引アーム40を連結解除方向へ回転させて、アーム駆動モータ45又はその動力伝達手段に対して伝搬される過負荷を回避する。
回転励起手段及び過負荷回避手段を兼ねる手段として、牽引アーム40を連結係合方向への回転運動を生起させる捩じりバネ47を備えた場合には、捩じりバネ47の捩じり反力によって連結状態を維持し、連結装置30の牽引アーム40に対して、捩じりバネ47の捩じり反力を超えた異常な力が作用したときには、牽引アーム40を連結解除方向へ回転させて、アーム駆動モータ45又はその動力伝達手段に対して伝搬される過負荷を回避する。
本明細書においては、回転励起手段としては、アーム駆動モータ、カウンターウエイト及び捩じりバネの3つの実施態様を説明したが、本発明はこれ等に限定されるものではなく、バネ構成を引っ張りバネの構成としたり、磁石の吸引力を利用したり、空気圧を利用したりして、牽引アームを所定の回転方向に励起しておく手段であればよい。
10 自動搬送車
20 搬送台車
30 連結装置
40 牽引アーム
41 牽引板
42 係合孔
43 カウンターウエイト
44 軸
45 ギアモータ(アーム駆動モータ)
46 トクルリミッタ
47 捩じりバネ
48,49 軸受け
50 係止部材
51 係止ピン

Claims (5)

  1. 自動搬送車と該自動搬送車に牽引される搬送台車とからなる自動搬送システムにおける自動搬送車と搬送台車の連結係合・連結解除方法であって、
    前記自動搬送車と前記搬送台車とは連結装置により連結係合され又は連結解除されるように構成されており、当該連結装置は、前記自動搬送車に設けられた牽引アームと、前記搬送台車に設けられた係止部材と、前記牽引アームを前記係止部材に対して連結係合方向又は連結解除方向に回転駆動するアーム駆動モータと、前記牽引アームを前記係止部材に対して連結係合方向へ回転励起する回転励起手段とから成っており、
    前記連結装置により前記自動搬送車と前記搬送台車とを連結係合する際には、前記アーム駆動モータを駆動して、前記係止部材に対して前記牽引アームを連結係合方向に回転駆動し、
    前記自動搬送車に牽引された前記搬送台車の搬送走行中には、前記回転励起手段により前記牽引アームを前記係止部材に対して常時連結係合方向へ所定の回転励起力を生起させておき、搬送走行中に前記自動搬送車の走行面の変化により前記連結装置の前記牽引アームに所定以上の力が作用したときには、前記アーム駆動モータ又はその動力伝達手段に対して伝搬される過負荷力を回避するようにしたことを特徴とする搬送台車を牽引する自動搬送車を用いた自動搬送システムにおける自動搬送車と搬送台車の連結係合・連結解除方法。
  2. 自動搬送車と該自動搬送車に牽引される搬送台車とからなる自動搬送システムであって、
    前記自動搬送車と前記搬送台車とは連結装置により連結係合され又は連結解除されるように構成されており、当該連結装置は、前記自動搬送車に設けられた牽引アームと、前記搬送台車に設けられた係止部材と、前記牽引アームを前記係止部材に対して連結係合方向又は連結解除方向に回転駆動するアーム駆動モータと、前記牽引アームを前記係止部材に対して連結係合方向へ回転励起する回転励起手段とから成り、
    前記自動搬送車の走行面の変化により前記連結装置の前記牽引アームに所定以上の力が作用したときには、前記アーム駆動モータ又はその動力伝達手段に対して伝搬される過負荷力を回避する過負荷回避手段を備えたことを特徴とする自動搬送システム。
  3. 前記アーム駆動モータは、ギアモータであり、当該ギアモータの連結係合方向への常時駆動により前記牽引アームを前記係止部材に対して連結係合方向へ回転励起する回転励起手段を構成し、
    前記過負荷回避手段は、当該ギアモータに取り付けられたトルクリミッタであり、当該トルクリミッタにより前記ギアモータに対して伝搬される過負荷力を回避することを特徴とする請求項2記載の自動搬送システム。
  4. 前記牽引アームを前記係止部材に対して連結係合方向へ回転励起する回転励起手段及び前記アーム駆動モータ又はその動力伝達手段に対して伝搬される過負荷力を回避する過負荷回避手段を兼ねる手段として、前記牽引アームの連結係合方向への回転運動を生起させるカウンターウエイトを備え、
    前記アーム駆動モータによって前記牽引アームを連結係合方向へ回転させ前記係止部材に対して連結係合させた後、前記カウンターウエイトの重量によって連結状態を維持し、前記自動搬送車の走行面の変化により前記連結装置の前記牽引アームに対して、前記カウンターウエイトの重量による回転モーメントを超えた過剰な力が作用したときには、前記牽引アームを連結解除方向へ回転させて、前記アーム駆動モータ又はその動力伝達手段に対して伝搬される過負荷を回避することを特徴とする請求項2記載の自動搬送システム。
  5. 前記牽引アームを前記係止部材に対して連結係合方向へ回転励起する回転励起手段及び前記アーム駆動モータ又はその動力伝達手段に対して伝搬される過負荷力を回避する過負荷回避手段を兼ねる手段として、前記牽引アームを連結係合方向への回転運動を生起させる捩じりバネを備え、
    前記アーム駆動モータによって前記牽引アームを連結係合方向へ回転させ前記係止部材に対して連結係合させた後、前記捩じりバネの捩じり反力によって連結状態を維持し、前記自動搬送車の走行面の変化により前記連結装置の前記牽引アームに対して、前記捩じりバネの捩じり反力を超えた過剰な力が作用したときには、前記牽引アームを連結解除方向へ回転させて、前記アーム駆動モータ又はその動力伝達手段に対して伝搬される過負荷を回避することを特徴とする請求項2又は4記載の自動搬送システム。
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