JP7190050B2 - 運搬装置 - Google Patents

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Description

本発明は、運搬装置に関する。
荷物または人を荷台に載せて走行する運搬装置がある。（例えば、特許文献１から４および非特許文献を参照）。
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］ 特開２００１－２３３６００号公報
［特許文献２］ 特開２００３－１４６２１８号公報
［特許文献３］ 特開昭６０－１５５３８５号公報
［特許文献４］ 特開２００７－１５３５２１号公報
［非特許文献］機械学会関東支部 第２４期総会・講演会 講演論文集 ＯＳ０４０１「回り階段も移動可能な直交４脚車輪ロボットの開発」
運搬装置が段差を超える場合は一部の脚部が荷台を支持しなくなるので、安定性が低下する。
本発明の一態様において、運搬装置は、荷物を搭載して移動方向に移動してよい。上記運搬装置は、荷物を搭載する荷台を備えてよい。上記運搬装置は、荷台の重量の一部を個別に受けることができる４本の脚部を備えてよい。上記運搬装置は、脚部を個別に移動させて荷台に対する相対位置を個別に変化させる移動部を備えてよい。上記運搬装置は、移動部を、４本の脚部について個別に制御する制御部を備えてよい。
上記運搬装置において、制御部は、４本の脚部のうちの３本の脚部を頂点とする水平な三角形の輪郭よりも内側に荷台の重心が位置する範囲内で４本の脚部のうちの少なくとも１本の荷台に対する相対位置を変化させてもよい。上記運搬装置において、制御部は、３本の脚部により荷台を支持させ、他の１本の脚部を荷台の支持から解放してもよい。
上記運搬装置において、制御部は、３本の脚部により荷台を支持させる場合に、３本の脚部のうちの少なくとも１本を移動させて、荷台の重心を、三角形の中心に近づけてもよい。上記運搬装置において、制御部は、４本の脚部のうちの１本を重力方向について上昇させることにより、４本の脚部の他の３本により荷台を支持させてもよい。
上記運搬装置において、制御部は、移動方向の前方に段差が存在する場合に、４本の脚部のうちの３本で荷台を支持した状態で、４本の脚部のうちの他の１本を床面から離れる方向に移動させ、且つ、荷台の移動方向について前方に移動させて、段差を超えた位置に他の１本の脚部を降着させてもよい。上記運搬装置において、制御部は更に、４本の脚部に対して荷台を前方に移動させて、３本の脚部のうちの２本の脚部と、他の１本の脚部との３本の脚部により荷台を支持させてもよい。
上記運搬装置は、脚部に個別に設けられた走行部を更に備えてもよい。上記搬送装置において、脚部は、制御部の制御の下に走行方向および走行速度を個別に変更できてもよい。
上記運搬装置において、制御部は、運搬装置の移動方向を変更する場合に、旋回軸に近い側の走行部は移動方向に走行させず、旋回軸から遠い側の走行部を移動方向に駆動させて、荷台を信地旋回させてもよい。上記運搬装置において、制御部は、旋回軸から遠い側の一対の脚部を、移動方向について互いに離れた位置に配し、旋回軸に近い側の一対の脚部の少なくとも一方を移動方向について中央に配してもよい。上記運搬装置において、制御部は、少なくとも３本の脚部で荷台を支持した状態で、三角形に沿って、荷台の旋回方向と逆に廻る順番で、三角形の頂点を順次旋回軸にして荷台を信地旋回させてもよい。
上記運搬装置は、荷台に対して、荷台の移動方向に摺動自在な一対のレール部材を更に備えてもよい。上記運搬装置において、４本の脚部は、一対のレール部材に対して、一対のレール部材の延在方向に摺動自在に結合され、一対のレール部材を介して荷台を支持してもよい。
上記運搬装置において、一対のレール部材の各々は、荷台に対して摺動した場合に、荷台の移動方向について荷台よりも前方または後方に突出して、荷台よりも前方または後方で脚部のいずれかを支持してもよい。上記運搬装置において、一対のレール部材の各々は、互いに平行に延在する２条の嵌合部を介して荷台に対して結合してもよい。
上記運搬装置において、４本の脚部は、重力方向について下側から荷台を支持してもよい。上記運搬装置は、重力方向について下側から４本の脚部が支持する枠体を更に備えてよい。上記運搬装置において、荷台は、枠体から吊り下げた状態で支持されてもよい。
上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。これら特徴群のサブコンビネーションもまた発明となり得る。
一実施例に係る運搬装置１０１の模式的斜視図である。 運搬装置１０１の制御系を示すブロック図である。 運搬装置１０１が段差を通過する動作を説明する模式的斜視図である。 運搬装置１０１が段差を通過する動作を説明する模式的平面図である。 運搬装置１０１が段差を通過する動作を説明する模式的斜視図である。 運搬装置１０１が段差を通過する動作を説明する模式的平面図である。 運搬装置１０１が段差を通過する動作を説明する模式的斜視図である。 運搬装置１０１が段差を通過する動作を説明する模式的平面図である。 運搬装置１０１が段差を通過する動作を説明する模式的斜視図である。 運搬装置１０１が段差を通過する動作を説明する模式的平面図である。 運搬装置１０１が段差を通過する動作を説明する模式的斜視図である。 運搬装置１０１が段差を通過する動作を説明する模式的平面図である。 運搬装置１０１が段差を通過する動作を説明する模式的斜視図である。 運搬装置１０１が段差を通過する動作を説明する模式的平面図である。 運搬装置１０１が段差を通過する動作を説明する模式的斜視図である。 運搬装置１０１が段差を通過する動作を説明する模式的平面図である。 運搬装置１０１が段差を通過する動作を説明する模式的斜視図である。 運搬装置１０１が段差を通過する動作を説明する模式的平面図である。 運搬装置１０１が段差を通過する動作を説明する模式的斜視図である。 運搬装置１０１が段差を通過する動作を説明する模式的平面図である。 運搬装置１０１が段差を通過する動作を説明する模式的斜視図である。 運搬装置１０１が段差を通過する動作を説明する模式的平面図である。 運搬装置１０１が段差を通過する動作を説明する模式的斜視図である。 運搬装置１０１が段差を通過する動作を説明する模式的平面図である。 運搬装置１０１が段差を通過する動作を説明する模式的斜視図である。 運搬装置１０１が段差を通過する動作を説明する模式的平面図である。 運搬装置１０１が段差を通過する動作を説明する模式的斜視図である。 運搬装置１０１が段差を通過する動作を説明する模式的平面図である。 運搬装置１０１が段差を通過する動作を説明する模式的斜視図である。 運搬装置１０１が段差を通過する動作を説明する模式的平面図である。 運搬装置１０１が段差を通過する動作を説明する模式的斜視図である。 運搬装置１０１が段差を通過する動作を説明する模式的平面図である。 運搬装置１０１の旋回時の状態を示す模式的斜視図である。 運搬装置１０１の旋回時の状態を示す模式的平面図である。 運搬装置１０１の旋回時の動作を説明する模式的平面図である。 運搬装置１０１の旋回時の動作を説明する模式的平面図である。 運搬装置１０１の旋回時の状態を示す模式的斜視図である。 運搬装置１０１の旋回時の状態を示す模式的平面図である。 運搬装置１０１の旋回時の状態を示す模式的斜視図である。 運搬装置１０１の旋回時の状態を示す模式的平面図である。 運搬装置１０１の旋回時の動作を説明する模式的平面図である。 運搬装置１０１の旋回時の動作を説明する模式的平面図である。 運搬装置１０１の旋回時の動作を説明する模式的平面図である。 運搬装置１０１の旋回時の動作を説明する模式的平面図である。 通路２４０を通過する運搬装置１０１の模式的平面図である。 通路２４０を通過する運搬装置１０１の模式的平面図である。 通路２４０を通過する運搬装置１０１の模式的平面図である。 通路２４０を通過する運搬装置１０１の模式的平面図である。 通路２４０を通過する運搬装置１０１の模式的平面図である。 通路２４０を通過する運搬装置１０１の模式的平面図である。 通路２４０を通過する運搬装置１０１の模式的平面図である。 通路２４０を通過する運搬装置１０１の模式的平面図である。 通路２４０を通過する運搬装置１０１の模式的平面図である。 通路２４０を通過する運搬装置１０１の模式的平面図である。 通路２４０を通過する運搬装置１０１の模式的平面図である。 通路２４０を通過する運搬装置１０１の模式的平面図である。 通路２４０を通過する運搬装置１０１の模式的平面図である。 通路２４０を通過する運搬装置１０１の模式的平面図である。 通路２４０を通過する運搬装置１０１の模式的平面図である。 通路２４０を通過する運搬装置１０１の模式的平面図である。 通路２４０を通過する運搬装置１０１の模式的平面図である。 通路２４０を通過する運搬装置１０１の模式的平面図である。 通路２４０を通過する運搬装置１０１の模式的平面図である。 通路２４０を通過する運搬装置１０１の模式的平面図である。 通路２４０を通過する運搬装置１０１の模式的平面図である。 他の実施例に係る運搬装置１０２の模式的斜視図である。 他の実施例に係る運搬装置１０３の模式的斜視図である。 他の実施例に係る運搬装置１０４の部分拡大断面図である。 他の実施例に係る運搬装置１０５の模式的斜視図である。
次に、発明の実施の形態を通じて本発明を説明する。下記の実施形態は請求の範囲に係る発明を限定するものではない。下記の実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
図１は、一実施例に係る運搬装置１０１の模式的斜視図である。運搬装置１０１は、荷台１１０、レール部１２０、移動ユニット１３１、１３２、１３３、１３４、および脚部１４１、１４２、１４３、１４４を備える。
荷台１１０は、平坦で水平な搭載面を上面に有し、搭載面上に運搬する荷物が搭載される。荷物は、一般貨物の他、人が座った車椅子等であってもよい。なお、図中で、搭載面に表された矢印Ａは、運搬装置１０１の仮の進行方向を示している。以降の説明においては、矢印Ａが示す方向を、運搬装置１０１が前方に直進する場合の進行方向Ａとする。
レール部１２０は、荷台１１０の図中下側に位置する、互いに平行な一対の固定レール１２１、１２３を、第１のレールの一例として有する。固定レール１２１、１２３は、荷台１１０の図中下面において、荷台１１０の進行方向と平行に、荷台１１０の両側端に沿って配され、荷台１１０に対して固定されている。
レール部１２０は、固定レール１２１、１２３に嵌合する一対の移動レール１２２、１２４を、第２のレールの一例として有する。移動レール１２２は固定レール１２１に対して、それぞれ摺動可能に嵌合して、荷台１１０の側端部に沿って、荷台１１０の外側に配される。これにより、移動レール１２２、１２４は、荷台１１０の進行方向について、荷台１１０から前方または後方に突き出すように変位する。
なお、レール部１２０は、移動レール１２２、１２４を、固定レール１２１、１２３に対して摺動させる駆動力を発生する駆動部（不図示）を、移動レール１２２、１２４のそれぞれに対応して個別に有する。駆動部は、例えば電気モータにより移動レール１２２、１２４を固定レール１２１、１２３に対して摺動させる。また、駆動部は、移動レール１２２、１２４が固定レール１２１、１２３に対して摺動していない場合は、移動レール１２２、１２４の摺動を制動して規制する。移動レール１２２、１２４の摺動および固定は、電気信号等によりレール部１２０の外部から個別に制御できる。
移動ユニット１３１、１３２、１３３、１３４は、移動部の一例であり、図１に示した状態では、荷台１１０の四隅近傍に配置され、１対の移動ユニット１３１、１３３が、一方の移動レール１２２に、もう１対の移動ユニット１３２、１３４が他方の移動レール１２４に、それぞれ個別に嵌合している。移動ユニット１３１、１３２、１３３、１３４のそれぞれは、嵌合する移動レール１２２、１２４に沿って、移動レール１２２、１２４の延在方向に摺動する。
移動ユニット１３１、１３２、１３３、１３４のそれぞれは、電気モータ等の原動機を個別に有して、移動レール１２２、１２４に沿って移動する。これにより、移動ユニット１３１、１３２、１３３、１３４は、移動レール１２２、１２４に沿って、すなわち、図中に矢印Ｂで示すように水平方向に移動できる。また、移動ユニット１３１、１３２、１３３、１３４が移動レール１２２、１２４に対して摺動していない場合は、移動ユニット１３１、１３２、１３３、１３４は移動レール１２２、１２４に対する摺動を規制される。これにより、レール部１２０および荷台１１０に対する移動ユニット１３１、１３２、１３３、１３４の水平方向の相対位置を、電気信号等によりレール部１２０の外部から個別に制御できる。
脚部１４１、１４２、１４３、１４４は、それぞれ、移動ユニット１３１、１３２、１３３、１３４に側方から保持され、移動ユニット１３１、１３２、１３３、１３４、移動レール１２２、１２４、および固定レール１２１、１２３を介して荷台１１０に連結されている。脚部１４１、１４２、１４３、１４４のそれぞれは、移動ユニット１３１、１３２、１３３、１３４に対して側方から嵌合しており、移動ユニット１３１、１３２、１３３、１３４に対して、図中に矢印Ｃで示すように垂直に摺動できる。
移動ユニット１３１、１３２、１３３、１３４のそれぞれは電気モータ等の原動機を個別に有し、脚部１４１、１４２、１４３、１４４を移動レール１２２、１２４に対して移動させる。これにより、脚部１４１、１４２、１４３、１４４の各々は、移動ユニット１３１、１３２、１３３、１３４に沿って、すなわち、図中垂直方向に移動できる。
また、脚部１４１、１４２、１４３、１４４が移動ユニット１３１、１３２、１３３、１３４に対して摺動していない場合、移動ユニット１３１、１３２、１３３、１３４は、脚部１４１、１４２、１４３、１４４の摺動を規制する。これにより、レール部１２０および荷台１１０に対する脚部１４１、１４２、１４３、１４４の垂直方向の相対位置を、移動ユニット１３１、１３２、１３３、１３４の外部から個別に変更できる。
なお、図示の例では、脚部１４１、１４２、１４３、１４４は、運搬装置１０１を平面視した場合に、荷台１１０およびレール部１２０の組立体の外側に位置する。これにより、移動ユニット１３１、１３２、１３３、１３４による脚部１４１、１４２、１４３、１４４の昇降が荷台１１０およびレール部１２０に妨げられることがなくなり、脚部１４１、１４２、１４３、１４４の垂直方向の移動量を大きくしやすくなる。
更に、脚部１４１、１４２、１４３、１４４の各々は、その下端に、走行部を形成する走行ユニット１５１、１５２、１５３、１５４を個別に有する。走行ユニット１５１、１５２、１５３、１５４の各々は、図中に矢印Ｄで示すように回転し、または停止する駆動輪を有する。
また、走行ユニット１５１、１５２、１５３、１５４は、駆動力が生じていない駆動輪の回転を規制して、当該走行ユニット１５１、１５２、１５３、１５４が設けられた脚部１４１、１４２、１４３、１４４の走行を制動する。更に、１５１、１５２、１５３、１５４の各々は、図中に矢印Ｅで示すように垂直な軸の周りに回転して、駆動輪による駆動力を作用させた脚部１４１、１４２、１４３、１４４の進行方向を変更できる。これら、駆動輪の回転および制動と、駆動輪による走行方向とは、走行ユニット１５１、１５２、１５３、１５４毎に、個別に制御できる。
図２は、運搬装置１０１に設けることができる制御部１６０の構成を模式的に示すブロック図である。図示のように、制御部１６０は、レール部１２０と脚部１４１、１４２、１４３、１４４との各々に関して、個別に指示を伝える。
更に、制御部１６０は、レール部１２０において、進行方向Ａに向いた場合の左側の移動レール１２２の荷台１１０に対する相対位置と、右側の移動レール１２４の荷台１１０に対する相対位置とを、個別に指定できる。これにより、移動ユニット１３１、１３２、１３３、１３４を介して移動レール１２２、１２４に嵌合する脚部１４１、１４２、１４３、１４４の荷台１１０に対する相対位置を、荷台１１０の左右で個別に指定できる。また、見方を変えると、ひとつの配置に固定された脚部１４１、１４２、１４３、１４４に対する荷台１１０の相対位置を、進行方向Ａに平行な方向に変更することができる。
また更に、制御部１６０は、移動ユニット１３１、１３２、１３３、１３４に個別に指示を与えることにより、脚部１４１、１４２、１４３、１４４の各々の荷台１１０に対する水平方向および垂直方向の位置を、脚部１４１、１４２、１４３、１４４毎に個別に指示できる。これら、レール部１２０および移動ユニット１３１、１３２、１３３、１３４への指示を組み合わせることにより、制御部１６０は、荷台１１０に対する脚部１４１、１４２、１４３、１４４の相対位置を、広い範囲で任意に設定できる。
更に、制御部１６０は、脚部１４１、１４２、１４３、１４４の各々について、走行ユニット１５１、１５２、１５３、１５４毎に、個別に走行速度と走行方向を指定することにより、対応する移動ユニット１３１、１３２、１３３、１３４および走行ユニット１５１、１５２、１５３の各々に対して、停止および制動状態を含む走行速度の指定と、走行方向の指定とを、脚部１４１、１４２、１４３、１４４毎に個別に与えることができる。
図３は、運搬装置１０１が、途中に段差２２３がある通路２２０を走行する状態を示す図である。また、図４は、図３と同じ状態の運搬装置１０１を見下ろす視点から示す模式的平面図である。
なお、以降の説明においては、図中に示すように、運搬装置１０１の移動方向Ａについて前方を「前」、後方を「後」とし、前方に向いた場合の左右側方を、それぞれ「右」、「左」と記載する。この記載は、以降の他の図の説明においても同様である。
通路２２０は、下段２２１および上段２２２の間に、垂直な蹴上げを形成する段差２２３を有する。運搬装置１０１は、当初は下段２２１に位置し、図中右方に移動する。また、移動の過程で段差２２３を越える。
制御部１６０は、図１に示した状態と同様に、また、図３に示すように、４本の脚部１４１、１４２、１４３を荷台１１０の四隅近傍に配置している。よって、荷台１１０は、脚部１４１、１４２、１４３、１４４の４本により４箇所で支持される。荷台１１０の中心に位置する重心Ｇは、４本の脚部１４１、１４２、１４３、１４４から略等距離に位置し、荷台１１０の支持は安定している。
また、制御部１６０は、走行ユニット１５１、１５２、１５３、１５４の駆動輪を、すべて移動方向Ａと平行に向ける。この状態で、制御部１６０は、走行ユニット１５１、１５２、１５３、１５４の全ての駆動輪を同じ方向に回転させて、通路２２０に沿って運搬装置１０１を直進させる。やがて、運搬装置１０１は段差２２３の直前に到着する。
図５は、通路２２０において運搬装置１０１が段差２２３を乗り越える昇段動作を説明する図である。また、図６は、図５と同じ状態の運搬装置１０１を見下ろす視点から示す模式的平面図である。
次に、制御部１６０は、３本の脚部１４１、１４２、１４３の走行ユニット１５１、１５２、１５３を停止させた状態で、右後の４本目の脚部１４４の移動ユニット１３４を動作させて、図中に矢印Ｍ１で示すように、脚部１４４の荷台１１０に対する相対位置を水平方向に変化させる。これにより、脚部１４４は、移動方向Ａについて荷台１１０の中央付近に移動する。
脚部１４４を移動させる場合に、制御部１６０は、走行ユニット１５４の駆動輪も前進方向に回転させて、移動ユニット１３４と協働させてもよい。これにより、脚部１４４を円滑に移動できる。
脚部１４４が移動方向Ａについて荷台１１０の中央に位置している場合、荷台１１０の重心Ｇは、図６に三角形Ｆで示すように、３本の脚部１４１、１４３、１４４を頂点とする三角形の内側であって、当該三角形の中央付近に位置する。よって、３本の脚部１４１、１４２、１４３を用いて、水平方向に異なる３箇所で、荷台１１０を安定に支持できる。
図７は、運搬装置１０１の昇段動作の次の段階を説明する図である。また、図８は、図７と同じ状態の運搬装置１０１を見下ろす視点から示す模式的平面図である。
制御部１６０は次に、右前の移動ユニット１３２を動作させて、右前の脚部１４２を、図中に矢印Ｍ２で示すように上昇させる。これにより、脚部１４２の走行ユニット１５２は、少なくとも通路２２０の上段２２２の床面よりも高い位置に達するまで、荷台１１０に対する垂直方向の相対位置を変化する。そして、図中に破線で示すように、右前の脚部１４２は、荷台１１０を支持する役割から解放される。
なお、図８に示すように、荷台１１０は、脚部１４２以外の３本の脚部１４１、１４３、１４４により支持されている。従って、上記の動作により脚部１４２が下段２２１の床面から離れても、荷台１１０は、３本の脚部１４１、１４２、１４３により安定に支持される。
図９は、運搬装置１０１の昇段動作の次の段階を説明する図である。また、図１０は、図９と同じ状態の運搬装置１０１を見下ろす視点から示す模式的平面図である。
制御部１６０は次に、移動ユニット１３２を介して脚部１４２に結合している移動レール１２４を、図中に矢印Ｍ３で示すように移動方向Ａについて前方に移動させる。また、制御部１６０は、移動レール１２４が前方に移動する間、移動ユニット１３４を移動ユニット１３２と反対向きに同じ速度で動作させる。これにより、移動レール１２４が前方に向かって移動しても、右後の脚部１４４は、移動方向Ａについて荷台１１０の中央の位置に留まり続ける。
これら一連の動作により、移動レール１２４は、その後端が脚部１４４の位置に達するまで前進する。このとき、移動レール１２４の先端は、脚部１４２を保持しつつ、荷台１１０よりも前方まで延伸する位置に移動して、脚部１４２を通路２２０の上段２２２の上方まで移動させる。
なお、制御部１６０は、脚部１４２が段差２２３を越えるまでは、走行ユニット１５２を上段２２２の床面よりも高い位置に保ち、脚部１４２が上段２２２の上方に差しかかった後に走行ユニット１５２を上段２２２の床面に接地させてもよい。これにより、脚部１４２が前方に移動する過程で、走行ユニット１５２が段差２２３に接触する等の事故を未然に防止できる。
図１１は、運搬装置１０１の昇段動作の次の段階を説明する図である。また、図１２は、図１１と同じ状態の運搬装置１０１を見下ろす視点から示す模式的平面図である。
制御部１６０は次に、固定レール１２１に対して移動レール１２２を移動させる駆動部と、固定レール１２３に対して移動レール１２４を移動させる駆動部とを同時に同じ速度で動作させて、固定レール１２１、１２３に支持された荷台１１０を、図中に矢印Ｍ４で示すように、移動方向Ａについて前方に移動させる。これにより移動方向Ａについて前進した荷台１１０は、通路２２０の上段２２２に差しかかり、移動ユニット１３２を介して脚部１４２に結合された移動レール１２４の前端近傍まで移動する。
こうして荷台１１０の位置が前方に移動したことにより、荷台１１０による荷重は、運搬装置１０１の前側に位置する３本の脚部１４１、１４２、１４４にかかる。また、最後方に位置する左後の脚部１４３は、荷台１１０を支持する役割から解放される。しかしながら、図１１に示すように、荷台１１０は依然として３本の脚部１４１、１４２、１４４により支持されており、荷台１１０の重心Ｇは、移動方向Ａについて前側に位置する３本の脚部１４１、１４２、１４４を頂点とする三角形Ｆの内側中央付近に位置し、荷台１１０の支持は安定している。
このように、制御部１６０は、いわば、荷台１１０を脚部１４１、１４２、１４３、１４４に対して相対移動させることにより、運搬装置１０１全体の重心を移動して、４本の脚部１４１、１４２、１４３、１４４のうちで荷台１１０を支持する３本の組み合わせを切り換えることができる。
図１３は、運搬装置１０１の昇段動作の次の段階を説明する図である。また、図１４は、図１３と同じ状態の運搬装置１０１を見下ろす視点から示す模式的平面図である。
制御部１６０は次に、左後の脚部１４３の移動ユニット１３３を動作させて、図中に矢印Ｍ５で示すように、移動方向Ａについて後方に残った脚部１４３を、脚部１４１に隣接する位置まで移動レール１２２に沿って移動させる。これにより、荷台１１０の右側で移動レール１２４の両端近傍に位置する一対の脚部１４２、１４４と、荷台１１０の左側で移動方向Ａについて中央で隣接する一対の脚部１４１、１４３とによって、図１４に三角形Ｆで示すように、３箇所で荷台１１０が支持される。
なお、図１３、１４に示した状態の運搬装置１０１において、荷台１１０の左側の脚部１４１、１４３は互いに隣接している。よって、荷台１１０は三角形Ｆを形成する配置にある３本の脚部１４１、１４２、１４４により支持され、荷台１１０における重心Ｇの位置は殆ど変化しない。このため、脚部１４１、１４２、１４３、１４４による荷台１１０の支持は安定している。
図１５は、運搬装置１０１の昇段動作の次の段階を説明する図である。また、図１６は、図１５と同じ状態の運搬装置１０１を見下ろす視点から示す模式的平面図である。
制御部１６０は次に、左前の移動ユニット１３１を動作させて、左前の脚部１４１を、図中に矢印Ｍ６で示すように上昇させる。これにより、脚部１４１の走行ユニット１５１は、少なくとも通路２２０の上段２２２の床面よりも高い位置に達するまで、荷台１１０に対する垂直方向の相対位置を変化する。
なお、図１６に示す通り、荷台１１０の左側では、脚部１４１、１４３が隣接した位置にある。よって、脚部１４１が上昇して荷台１１０を支持しなくなっても、荷台１１０は３本の脚部１４２、１４３、１４４により支持されている。よって、荷台１１０の重心Ｇは、脚部１４２、１４３、１４４を頂点とする三角形Ｆの中心付近に位置し、荷台１１０の支持は安定している。
図１７は、運搬装置１０１の昇段動作の次の段階を説明する図である。また、図１８は、図１７と同じ状態の運搬装置１０１を見下ろす視点から示す模式的平面図である。
制御部１６０は次に、固定レール１２１に対して移動レール１２２を移動させる駆動部を動作させて、移動ユニット１３１を介して脚部１４１に結合している移動レール１２２を、図中に矢印Ｍ７で示すように移動方向Ａについて前方に移動させる。また、制御部１６０は、移動レール１２２が前方に移動する間、移動ユニット１３３を移動ユニット１３１と反対向きに同じ速度で動作させる。これにより、移動レール１２２が前方に向かって移動しても、左後の脚部１４３は、移動方向Ａについて荷台１１０の中央の位置に留まり続ける。
これら一連の動作により、移動レール１２２は、その後端が脚部１４３の位置に達するまで前進する。このとき、移動レール１２２の先端は、脚部１４１を保持しつつ移動して、脚部１４４を段差２２３の上段２２２において、右前の脚部１４２よりも前方であって荷台１１０よりも前方に延伸する位置まで移動する。
なお、上記の動作において、制御部１６０は、脚部１４１が段差２２３を越えるまでは、走行ユニット１５１を上段２２２の床面よりも高い位置に保ち、脚部１４１が上段２２２の上方に差しかかった後に走行ユニット１５１を上段２２２の床面に接地するように制御してもよい。これにより、脚部１４１が前方に移動する過程で、走行ユニット１５１が段差２２３に接触する等の事故を未然に防止できる。
図１９は、運搬装置１０１の昇段動作の次の段階を説明する図である。また、図２０は、図１９と同じ状態の運搬装置１０１を見下ろす視点から示す模式的平面図である。
制御部１６０は次に、固定レール１２１に対して移動レール１２２を移動させる駆動部と、固定レール１２３に対して移動レール１２４を移動させる駆動部とを同時に同じ速度で動作させて、固定レール１２１、１２３に支持された荷台１１０を、図中に矢印Ｍ８で示すように、移動方向Ａについて前方に移動させる。これにより前進した荷台１１０は、前方に突出している移動レール１２２の前端近傍まで移動する。
こうして荷台１１０の位置が前方に移動したことにより、荷台１１０による荷重は、運搬装置１０１の前側に位置する３本の脚部１４１、１４２、１４３にかかる。また、最後方に位置する右後の脚部１４４は、荷台１１０を支持する役割から解放される。しかしながら、図２０に示すように、荷台１１０は依然として３本の脚部１４１、１４２、１４３により支持されており、荷台１１０における重心Ｇの位置は、荷台１１０の略中心から殆ど移動しない。よって、荷台１１０の支持は安定している。このように、制御部１６０は、いわば、荷台１１０を脚部１４１、１４２、１４３、１４４に対して相対移動させることにより、運搬装置１０１全体の重心を移動して、４本の脚部１４１、１４２、１４３、１４４のうちで荷台１１０を支持する３本の組み合わせを切り換えることができる。
図２１は、運搬装置１０１の昇段動作の次の段階を説明する図である。また、図２２は、図２１と同じ状態の運搬装置１０１を見下ろす視点から示す模式的平面図である。
制御部１６０は次に、右後の移動ユニット１３４を動作させて、右後の脚部１４４を、図中に矢印Ｍ９で示すように上昇させる。これにより、脚部１４４の走行ユニット１５４は、段差２２３よりも高い位置に達するまで、荷台１１０に対する垂直方向の相対位置を変化する。
なお、図２１に示す通り、荷台１１０が前方に移動すると、荷台１１０は、３本の脚部１４１、１４２、１４３により支持される。このため、脚部１４４が上昇して荷台１１０を支持しなくなっても、荷台１１０の重心Ｇは、３本の脚部１４１、１４２、１４３を頂点とする三角形Ｆの内側中央付近に位置し、荷台１１０の支持は安定している。
図２３は、運搬装置１０１の昇段動作の次の段階を説明する図である。また、図２４は、図２３と同じ状態の運搬装置１０１を見下ろす視点から示す模式的平面図である。
制御部１６０は次に、右後の移動ユニット１３４を動作させて、右後の脚部１４４を、図中に矢印Ｍ１０－１で示すように、移動方向Ａについて前方に移動させる。これにより、脚部１４４の走行ユニット１５４は、荷台１１０の中央付近まで移動して右前の脚部１４２に隣接すると共に、段差２２３の上段２２２の上方に移動する。従って、右後の脚部１４４を上段２２２に降着させることにより、右前の脚部１４２を荷台１１０の支持から解放できる状態になる。
図２５は、運搬装置１０１の昇段動作の次の段階を説明する図である。また、図２６は、図２５と同じ状態の運搬装置１０１を見下ろす視点から示す模式的平面図である。
制御部１６０は次に、移動ユニット１３２を介して脚部１４２に結合している移動レール１２４を、図中に矢印Ｍ１０－２で示すように移動方向Ａについて前方に移動させる。また、制御部１６０は、移動レール１２４が前方に移動する間、移動ユニット１３４を移動ユニット１３２と反対向きに同じ速度で動作させる。これにより、移動レール１２４が前方に向かって移動しても、右後の脚部１４４は、移動方向Ａについて荷台１１０の中央の位置に留まり続ける。
これら一連の動作により、移動レール１２４は、その後端が脚部１４４の位置に達するまで前進する。このとき、移動レール１２４の先端は、脚部１４２を保持しつつ、荷台１１０よりも前方まで延伸する位置に移動して、脚部１４２を通路２２０の上段２２２の上方まで移動させた後、右前の走行ユニット１５２を上段２２２の床面に降着させる。
図２７は、運搬装置１０１の昇段動作の次の段階を説明する図である。また、図２８は、図２７と同じ状態の運搬装置１０１を見下ろす視点から示す模式的平面図である。
制御部１６０は次に、固定レール１２１に対して移動レール１２２を移動させる駆動部と、固定レール１２３に対して移動レール１２４を移動させる駆動部とを同時に同じ速度で動作させて、固定レール１２１、１２３に支持された荷台１１０を、図中に矢印Ｍ１１で示すように、移動方向Ａについて前方に移動させる。これにより前進した荷台１１０は、前方に突出して脚部１４２を保持する移動レール１２２の前端近傍まで移動する。
こうして荷台１１０の位置が前方に移動したことにより、荷台１１０による荷重は、運搬装置１０１の前側に位置する３本の脚部１４１、１４２、１４４にかかる。また、最後方に位置する右後の脚部１４３は、荷台１１０を支持する役割から解放される。
しかしながら、図２８に示すように、荷台１１０は依然として３本の脚部１４１、１４２、１４４により支持されており、荷台１１０における重心Ｇの位置は、平面図において脚部１４１、１４２、１４４が形成する三角形の略中心から殆ど移動しない。よって、荷台１１０の支持は安定している。このように、制御部１６０は、いわば、荷台１１０を脚部１４１、１４２、１４３、１４４に対して相対移動させることにより、運搬装置１０１全体の重心を移動して、４本の脚部１４１、１４２、１４３、１４４のうちで荷台１１０を支持する３本の組み合わせを切り換えることができる。
図２９は、運搬装置１０１の昇段動作の次の段階を説明する図である。また、図３０は、図２９と同じ状態の運搬装置１０１を見下ろす視点から示す模式的平面図である。
制御部１６０は次に、左後の移動ユニット１３３を動作させて、左後の脚部１４３を、図中に矢印Ｍ１２で示すように上昇させる。これにより、脚部１４３の走行ユニット１５３は、段差２２３の上段２２２の床面よりも高い位置に達するまで、荷台１１０に対する垂直方向の相対位置を変化する。
なお、図２８に示した通り、荷台１１０が前方に移動すると、荷台１１０は３本の脚部１４１、１４２、１４４により支持される。このため、脚部１４３が上昇して荷台１１０を支持しなくなっても、荷台１１０の重心Ｇと、３本の脚部１４１、１４２、１４４を頂点とする三角形の中央付近に位置し、荷台１１０の支持は安定している。
図３１は、運搬装置１０１の昇段動作の次の段階を説明する図である。また、図３２は、図３１と同じ状態の運搬装置１０１を見下ろす視点から示す模式的平面図である。
制御部１６０は次に、右側の固定レール１２１に対して移動レール１２２を、図中に矢印Ｍ１３で示すように、移動方向Ａについて前方に向かって移動させる。このとき、移動レール１２２の両端に保持された一対の脚部１４１、１４３も、移動レール１２２と共に、移動方向Ａについて前方に移動する。移動レール１２２は、ここでは、その前端が他方の移動レール１２４の前端の位置に到達するまで移動する。こうして、運搬装置１０１は、図１および図３に示したように４本の脚部１４１、１４２、１４３、１４４で荷台１１０を支持した状態で、段差２２３の上段２２２への昇段動作を完了する。
なお、上記の動作においても、制御部１６０は、脚部１４３が段差２２３を越えるまでは、走行ユニット１５３を上段２２２の床面よりも高い位置に保ち、脚部１４３が上段２２２の上方に差しかかった後に走行ユニット１５３を上段２２２の床面に接地するように制御してもよい。これにより、脚部１４３が前方に移動する過程で、走行ユニット１５３が段差２２３に接触する等の事故を未然に防止できる。
また、上記の例では、１つの段差２２３を越えるまでの一連の動作を説明したが、階段のように複数の段差２２３が連続する場合、制御部１６０は、これら一連の昇段動作を繰り返せばよい。また、住宅の階段のように踏込み寸法が短い通路を昇段する場合は、３段以上の段差にまたがって昇段動作を行うこともできる。
更に、昇段動作を例にあげて説明したが、運搬装置１０１が段差を降りる降段動作も、昇段動作と同様に、４本の脚部１４１、１４２、１４３、１４４のうちの３本で荷台１１０を支持しつつ、荷台を支持する役割から解放されたいずれかの脚部１４１、１４２、１４３、１４４の荷台１１０に対する相対位置を水平方向または垂直方向に変化させる動作を繰り返すことにより実行できる。また、運搬装置１０１は、段差に限らず、傾斜面や不整地における運搬にも使用できる。
図６９は、他の運搬装置１０５の形態を示す図である。運搬装置１０５は、脚部１４１、１４２、１４３、１４４の各々が、走行ユニット１５１、１５２、１５３、１５４を備えていない点で、運搬装置１０１と構成が異なる。また、荷台１１３が、進行方向Ａの前側で開いた形状を有する点でも、運搬装置１０１と構成が異なる。
先に説明した運搬装置１０１が段差２２３を越える一連の動作は、走行ユニット１５１、１５２、１５３、１５４を用いることなく完遂できる。すなわち、４本の脚部１４１、１４２、１４３、１４４のうちの３本を床面に着けた状態で残る１本を上昇させて床から離すことにより、走行ユニット１５１、１５２、１５３、１５４を用いることなく、移動レール１２２、１２４に沿って脚部１４１、１４２、１４３、１４４を順次前進させることができる。従って、図６９に示した運搬装置１０５であっても、段差２２３を乗り越えて直進することができる。
また、運搬装置１０５は、段差２２３を越える動作に準じて脚部１４１、１４２、１４３、１４４を順次移動させることにより、平坦な床の上を直進することもできる。更に、例えば、車椅子、台車等のようにそれ自体が走行できるものを、運搬装置１０５の荷台１１３と結合することにより、運搬装置１０５と共に走行することが可能になる。すなわち、段差２２３を越える場合は、運搬装置１０５の脚部１４１、１４２、１４３、１４４を適宜接地させ、平坦な床を移動する場合は、脚部１４１、１４２、１４３、１４４を４本とも上昇させた状態で車椅子等の車輪で走行する。
これにより、車椅子等により平坦な床を効率よく走行する機能と、運搬装置１０５により段差２２３を乗り越える機能とを兼ね備えることができる。また、リフトが設置されていない階段等に運搬装置１０５を配置して、リフトの代替として一時的に用いる使い方もできる。
既に説明したように、脚部１４１、１４２、１４３、１４４の各々に設けられた走行ユニット１５１、１５２、１５３、１５４は、個別に走行方向を変更できる。従って、制御部１６０は、移動方向Ａについて例えば前側または後側の一対の走行ユニット１５１、１５２を右または左に向けることにより、運搬装置１０１の移動方向を変更できる。
しかしながら、運搬装置１０１が走行する通路が、例えば側壁に挟まれている場合、前側または後側の車輪による操舵では曲がれない場合がある。また、前側の一対の走行ユニット１５１、１５２と、後側の一対の走行ユニット１５３、１５４とを、互いに反対の方向に向けることにより、運搬装置１０１の回転半径を縮小することができる。しかしながら、そのような旋回方法であっても、運搬装置１０１自体の横幅よりも相当に広い通路幅が必要になる。
図３３は、運搬装置１０１が移動方向を変更する場合の旋回動作について説明する図である。また、図３４は、図３３に示した状態の運搬装置１０１を見下ろした様子を示す模式的平面図である。
図示の運搬装置１０１において、制御部１６０は、脚部１４１、１４２、１４３、１４４を荷台１１０の四隅に配している。しかしながら、運搬装置１０１の左前で、前後の走行ユニット１５１、１５３において駆動輪の走行方向を、移動方向Ａと同じ方向に設定しているのに対して、運搬装置１０１の右側では、走行ユニット１５２、１５４の走行方向を、運搬装置１０１の移動方向Ａに対して略直交させている。
図３５は、上記の状態にある運搬装置１０１が、曲がり角を有する通路２１０で方向転換をする場合の動作を説明する模式的平面図である。なお、図面を簡潔に表示する目的で、運搬装置１０１を、一点鎖線で示す荷台１１０と、黒丸により示す走行ユニット１５１、１５２、１５３、１５４の位置により表している。
図示の運搬装置１０１において、制御部１６０は、運搬装置１０１の左前および左後の走行ユニット１５１、１５３を、いずれも移動方向Ａに向かって駆動している。また、制御部１６０は、運搬装置１０１の右前の走行ユニット１５２の走行方向が旋回方向になるように駆動輪を駆動させる一方、右後の走行ユニット１５４の走行方向は、右前の走行ユニット１５２と走行方向が反対になるように駆動輪を駆動させている。
制御部１６０は、各走行ユニット１５１、１５２、１５３、１５４を上記のように制御することにより、通路の曲がり角の内側を旋回軸Ｐとして、運搬装置１０１を信地旋回させている。これにより、運搬装置１０１の旋回に必要な通路２１０の幅を縮小できる。ただし、例えば、回り階段のように、通路２１０の曲がり角に段差がある場合は、信地旋回の途中で走行方向Ａを変更しつつ段差を越えることは難しい。
図３６は、段差と曲がり角とを有する通路２３０における、運搬装置１０１の旋回動作の手順を説明する平面図である。図示の通路２３０は、図３５に示した通路２１０と同じ幅および平面形状を有する。ただし、通路２３０は、その曲がり角に、運搬装置１０１の移動方向Ａに従って上昇する段差２３４、２３５を有する。このため、運搬装置１０１は、互いに高さが異なる下段２３１、中段２３２、上段２３３を順次移動する。
運搬装置１０１の下段２３１から中段２３２への移動、または、中段２３２から上段２３３への移動については、図３から図３２を参照して既に説明した通り、段差２２３を有する直線状の通路２２０と同じ手順で、運搬装置１０１を移動させることができる。図示の段階では、運搬装置１０１は、下段２３１から移動してきた方向で、中段２３２に位置している。また、次に説明するように、旋回方向について右側の走行ユニット１５２、１５４（脚部１４２、１４４）の位置が変わっている。
図３７は、図３６に示した状態の運搬装置１０１を示す斜視図である。運搬装置１０１が、いわば踊り場である中段２３２で旋回を開始する場合、制御部１６０は、進行方向Ａに対して右側で、一対の脚部１４２、１４４を移動レール１２４に沿って移動し、進行方向Ａについて略中央で互いに隣接した状態にする。また、運搬装置１０１の左前側では、走行ユニット１５１の駆動輪が垂直軸の廻りに略９０°回転する。
図３８は、図３７に示した状態の運搬装置１０１の模式的平面図である。運搬装置１０１は、進行方向Ａについて、左側の前後両端と、右側の中央との３箇所で、脚部１４１、１４２、１４３が荷台１１０を支持している。図中に破線Ｆで示すように、荷台１１０の重心Ｇは、脚部１４１、１４２、１４３を頂点とする三角形の内側中央付近に位置しており、脚部１４１、１４２、１４３による荷台１１０の支持は安定している。
また、図示のように、運搬装置１０１の左側の走行ユニット１５１では、矢印Ｗ１により示す駆動輪の向きは、移動方向Ａと略直角をなす。また、運搬装置１０１の右側の走行ユニット１５２、１５４では、矢印Ｗ２、Ｗ４により示す駆動輪の向きは、移動方向Ａと略平行である。更に、走行ユニット１５３では、矢印Ｗ３で示す駆動輪の向きは、三角形Ｆにおいて脚部１４１と脚部１４２とを結ぶ辺と略直交している。
ここで、図中に矢印で示すように、制御部１６０は、少なくとも左前側の走行ユニット１５１の駆動輪を、脚部１４１が運搬装置１０の右側に向かって移動する方向に回転駆動する。また、制御部１６０は、右側の一対の走行ユニット１５２、１５４の駆動輪を、脚部１４２、１４４が、後方やや右寄りに向かって移動する方向に回転駆動する。
再び図３６を参照すると、制御部１６０は、図３７および図３８に示した状態に変形させた運搬装置１０１に対して、図３８を参照して説明した通りの方向に走行ユニット１５１、１５２、１５３を駆動させる。また、図中丸Ｈで囲んで示す走行ユニット１５３に関して、制御部１６０は、少なくとも駆動輪の回転を停止させ、脚部１４３の水平方向の移動を規制する。
これにより、運搬装置１０は、脚部１４３を旋回軸として固定し、三角形Ｆにおいて脚部１４１、１４２、１４４に挟まれた辺を運搬装置１０１の旋回方向に移動させる信地旋回をする。この信地旋回は、脚部１４３を旋回軸として、運搬装置１０１が３０°旋回するまで継続する。
上記の動作において旋回軸となる脚部１４３の走行ユニット１５３では、駆動輪の向きＷ３が、脚部１４１、１４２の移動方向Ａと略直交している。このため、走行ユニット１５３の駆動輪の制動力以上に、旋回軸としての脚部１４３の移動を強く規制する。
図３９は、旋回動作を継続する運搬装置１０１の次の状態を模式的に示す斜視図である。運搬装置１０１が、最初の３０°の信地旋回を終えると、制御部１６０は、走行ユニット１５１、１５２、１５３、１５４の設定を変更する。すなわち、運搬装置１０１の左側では、運搬装置１０１の前端および後端に位置する脚部１４１、１４３において、走行ユニット１５１、１５３の駆動輪の方向が、移動方向Ａと平行に近い方向に変更される。また、運搬装置１０１の右側では、互いに隣接した状態にある一対の脚部１４２、１４４において、走行ユニット１５２、１５４の駆動輪の方向が、移動方向Ａと直交する方向に変更される。
図４０は、図３９に示した状態の運搬装置１０１の模式的平面図である。運搬装置１０１の左側の走行ユニット１５１、１５３では、矢印Ｗ１、Ｗ３により示す通り、駆動輪が、後述する旋回軸Ｐを中心とする円の円周に沿った方向に向く。また、走行ユニット１５１、１５３の駆動輪は、進行方向Ａに対して脚部１４１、１４３が前進するように順方向に回転する。
運搬装置１０１の右側の走行ユニット１５２、１５４では、矢印Ｗ２、Ｗ４により示す駆動輪の向きは、移動方向Ａと直交する。また、走行ユニット１５２、１５４の駆動輪の向きは、前側の走行ユニット１５２の駆動輪が右向きであり、後側の走行ユニット１５４の駆動輪が左向きである。
図４１は、図３９および図４０に示した状態の運搬装置１０１の動作を模式的に示す平面図である。上記のように設定された運搬装置１０１では、右側の走行ユニット１５１、１５３の駆動輪の回転により脚部１４１、１４３が移動方向Ａに向かって移動した場合に、右側の走行ユニット１５２、１５４の駆動輪は、全く回転していなくても脚部１４２、１４４の移動を規制する。よって、制御部１６０は、丸Ｈで囲った走行ユニット１５２の駆動輪を旋回軸として固定し、運搬装置１０１に、三角形Ｆにおいて脚部１４１、１４３に挟まれた辺を運搬装置１０１の旋回方向に移動させる信地旋回をさせる。この信地旋回は、運搬装置１０１が３０°旋回するまで継続する（図４２参照）。
上記の動作において旋回軸となる脚部１４２、１４４の走行ユニット１５２、１５４では、駆動輪の向きＷ２、Ｗ４の向きが、脚部１４１、１４３の走行ユニット１５１、１５３の走行方向と略直交している。このため、走行ユニット１５２、１５４の駆動輪の制動力よりも大きな力で、旋回軸としての脚部１４２、１４４の移動を強く規制する。
図４２は、運搬装置１０１の旋回動作における次の段階を模式的に示す平面図である。この段階は、制御部１６０が、運搬装置１０１に、脚部１４１を旋回軸とした信地旋回させる。このため、走行ユニット１５２、１５３、１５４の駆動輪による脚部１４２、１４３、１４４の移動方向に対して、図中丸Ｈで囲んだ脚部１４１の走行ユニット１５１の駆動輪の回転が制動される。
また、走行ユニット１５２、１５４の駆動輪は、脚部１４２、１４４を、斜め左後方に移動させる方向に向けられ、回転方向を設定される。また、走行ユニット１５３の駆動輪は、移動方向Ａに対し左側に向かって脚部１４３を移動させる向きと回転方向を設定される。制御部１６０により上記のように設定された運搬装置１０は、脚部１４１を旋回軸として、運搬装置１０１に残る３０°を信地旋回させる（図４３参照）。
このように、運搬装置１０１の制御部１６０は、４本の脚部１４１、１４２、１４３、１４４のうちの少なくとも３本を用いて３箇所で荷台１１０を支持しつつ、１箇所では走行ユニット１５１、１５２、１５３、１５４により脚部１４１、１４２、１４３、１４４の移動を制動し、他の２箇所では走行ユニット１５１、１５２、１５３、１５４により脚部１４１、１４２、１４３、１４４を移動させる。これにより生じる信地旋回で、運搬装置１０１を限られた面積で方向転換させる。従って、運搬装置１０１は、側壁等に囲まれた狭い通路２１０であっても、方向転換しつつ走行できる。
次に、制御部１６０は、図４３に示すように、運搬装置１０１の移動方向Ａに対して右側の走行ユニット１５２、１５４を保持する脚部１４２、１４４を移動レール１２２、１２４に沿って、移動レール１２２、１２４の両端近傍まで移動させる。こうして、図４４に示すように、運搬装置１０１は、狭い通路２１０内で、９０°の方向転換を完了する。
このように、制御部１６０は、段差と曲がり角とを有する通路２３０で運搬装置１０１の移動方向Ａを変更する場合に、水平方向について異なる３箇所で荷台１１０を支持する脚部１４１、１４２、１４３、１４４が頂点となる三角形に沿って、荷台１１０を含む運搬装置１０１の旋回方向と逆に廻る順番で、上記三角形の頂点に位置する脚部１４１、１４２、１４３、１４４を順次旋回軸として少しずつ運搬装置１０１を信地旋回させる。
これにより運搬装置１０１が旋回する場合に必要な通路の幅が過大になることが防止できる。また、旋回方向について内側の脚部１４２、１４４を、進行方向Ａについて隣接させた状態で旋回することにより、運搬装置１０１は、踊り場である中段２３２の範囲で、段差２３４、２３５を越える昇段動作抜きに方向転換を完遂できる。
いうまでもなく、運搬装置１０１の方向転換は、右旋回あるいは９０°に限られるわけではない。また、上記の例では、９０°の方向転換に対して３０°ずつ３回の信地旋回により方向転換を完遂したが、１回の信地旋回の旋回量および信地旋回の回数が上記の例と同じ旋回量および回数に限定されるわけではない。
なお、走行ユニット１５１、１５２、１５３、１５４は、駆動方向を３６０°変更できる。このため、例えば通路２１０の角に突き当たった状態で、全ての走行ユニット１５１、１５２、１５３、１５４の向きを９０°変えて、荷台１１０を方向転換することなく移動方向Ａに対して側方に移動することもできる。
しかしながら、運搬装置１０１に人間が搭乗している場合は、側方への走行は不安感を与える。また、運搬装置１０１が移動方向Ａに対して側方に走行した場合は、前述した段差を乗り越える動作ができない。よって、通路２１０が屈曲している場合も、運搬装置１０１の移動方向と移動方向Ａとを一致させることが好ましい。
図４５から図６５は、段差と曲がり角とを有する通路２４０における、運搬装置１０１の旋回動作の手順を説明する図である。これらの図における通路２４０は、図３６に示した通路２２０と同じ幅および平面形状を有する。ただし、通路２４０は、その曲がり角の踊り場に、他の段差２４５、２４７に対して４５°傾いた、さらにひとつの段差２４６を有する。このため、運搬装置１０１は、移動方向Ａに従って順次上昇する下段２４１、中段下側２４２、中段上側２４３、および上段２４４を順次移動する。
通路２４０の下段２４１までの運搬装置１０１の移動、および、上段２４４から先の移動については、図３から図３２を参照して既に説明した通り、段差２２３を有する直線状の通路２２０と同じ手順で、運搬装置１０１を移動させることができる。そこで、ここでは、図４５に示すように、運搬装置１０１が下段２４１まで到達した状態から、図６４に示すように、運搬装置１０１が上段２４４に到達するまでの間の動作について説明する。
なお、図４５から図６５までの図面において、荷台１１０を示す矩形の側部に配された白丸は、運搬装置１０１の移動方向Ａについて後側の走行ユニット１５３、１５４を、同じく黒丸は移動方向Ａについて前側の走行ユニット１５１、１５２を、それぞれ示す。また、図中において丸Ｈにより囲んだ走行ユニット１５１、１５２、１５３、１５４は、駆動輪に制動がかかったユニットであることを示す。更に、図中で四角Ｕにより囲んだ走行ユニット１５１、１５２、１５３、１５４は、対応する脚部１４１、１４２、１４３、１４４が荷台１１０の支持から解放されているユニットであることを示す。
まず、図４６に示すように、制御部１６０は、前側の１対の走行ユニット１５１、１５２と、後右側の走行ユニット１５４の駆動輪に制動えかけた状態で、後左の走行ユニット１５３を前進させて、移動方向Ａについて荷台１１０の中央に移動する。これにより、荷台１１０の重心Ｇが、脚部１４１、１４３、１４４に形成された三角形Ｆの内側に位置するようになるので、荷台１１０は、３本の脚部１４１、１４３、１４４により安定に支持される。従って、左前の脚部１４１を、荷台１１０の支持から解放できる状態になる。
次に、図４７に示すように、制御部１６０は、左前の脚部１４１を上昇させて、左前の走行ユニット１５１を上昇させる。更に、制御部１６０は、左側の移動レール１２２を、荷台１１０よりも前方に延伸させて、左前の脚部１４１を、中段上側２４３の上方まで移動させる。その後、制御部１６０は、脚部１４２の走行ユニット１５２を中段上側２４３に降着させる。これにより、左前の脚部１４１も、荷台１１０の支持を担うことができる状態になる。
次に、図４８に示すように、制御部１６０は、全ての走行ユニット１５１、１５２、１５３、１５４の駆動輪に制動をかけた状態で、脚部１４１、１４２、１４３、１４４に対して荷台１１０を前方に移動させる。これにより、荷台１１０の前端は、中段下側２４２に差しかかり、荷台１１０の支持は、前側に位置する３本の脚部１４１、１４２、１４３の３本に切り換わる。このとき、荷台１１０の重心Ｇは、脚部１４１、１４２、１４３を頂点とする三角形Ｆの内側中央付近に位置するので、荷台１１０の支持は安定している。
なお、図４８に示した状態では、荷台１１０の右前の隅部が中段上側２４３に至る段差２４６を越えている。よって、制御部１６０は、荷台１１０が段差２４６に当接しないように、後側に位置する脚部１４２、１４３、１４４においても荷台１１０を、中段上側２４３の床面よりも高い位置に上昇させる。
次に、図４９に示すように、制御部１６０は、左側前後の走行ユニット１５１、１５３の駆動輪に制動をかけた状態で右後の脚部１４４を前方（図中左方）に移動させて、移動方向Ａについて荷台１１０の中央付近において、脚部１４４が右前の脚部１４２に隣接した状態にする。これにより、荷台１１０の支持が、右前の脚部１４２から右後の脚部１４４に受け渡されるので、脚部１４１を荷台１１０の支持から解放できる状態になる。
次に、図５０に示すように、制御部１６０は、右前の脚部１４２を上昇させた状態で、右側の移動レール１２４を、荷台１１０よりも前方まで延伸させる。また、右前の脚部１４２を、中段下側２４２の奥まで移動させ、走行ユニット１５２を中段下側２４２の床面に降着させる。これにより、右前の脚部１４２が、荷台１１０の支持を担うことができる状態になる。
次に、図５１に示すように、制御部１６０は、全ての走行ユニット１５１、１５２、１５３、１５４の駆動輪に制動をかけた状態で、脚部１４１、１４２、１４３、１４４に対して荷台１１０を前方に移動させる。これにより、荷台１１０の前端は、中段上側２４３に差しかかり、荷台１１０の支持は、前側に位置する３本の脚部１４１、１４２、１４４の３本に切り換えられる。よって、後方に残った左後の脚部１４３は、荷台１１０の支持から解放できる状態になる。このとき、荷台１１０の重心Ｇは、前側に位置する脚部１４１、１４２、１４４を頂点とする三角形Ｆの内側中央付近に位置するので、荷台１１０の支持は安定している。
次に、図５２に示すように、制御部１６０は、左側前後の走行ユニット１５２、１５４において駆動輪を制動し、且つ、左後の脚部１４３を、下段２４１の床面から上昇させた状態で、中段下側２４２の上方まで移動させ、左前の脚部１４１に隣接した状態にする。その後、制御部１６０は、走行ユニット１５３を中段下側２４２の床面に降着させて、左後の脚部１４３が、荷台１１０の支持の担うことができる状態にする。このとき、荷台の重心Ｇは、３本の脚部１４２、１４３、１４４により図中に形成された三角形Ｆの内側に位置するので、荷台１１０の支持は安定している。
次に、図５３に示すように、制御部１６０は、荷台１１０を支持している脚部１４２、１４３、１４４の走行ユニット１５２、１５３、１５４において駆動輪を制動した状態で、左側の移動レール１２２を前方に延伸すると共に、左前の脚部１４１を床面から上昇させた状態で、中段上側２４３の上方まで走行ユニット１５１を移動させる。更に、制御部１６０は、中段上側２４３の上方まで移動した走行ユニット１５１を、中段上側２４３の床面に降着させる。これにより、左前の脚部１４１は、荷台１１０の支持を担うことができる状態になる。
次に、図５４に示すように、制御部１６０は、全ての走行ユニット１５１、１５２、１５３、１５４の駆動輪を制動させた状態で、脚部１４１、１４２、１４３、１４４に対して荷台１１０を前進させる。これにより、荷台１１０は、中段上側２４３上の脚部１４１、１４２と、中段下側２４２上の脚部１４３の３本に支持された状態になり、右後の脚部１４４を、荷台１１０の支持から解放できる状態になる。このとき、荷台１１０の重心Ｇは、前側に位置する脚部１４１、１４２、１４３を頂点とする三角形Ｆの内側中央付近に位置するので、荷台１１０の支持は安定している。
次に、図５５に示すように、制御部１６０は、荷台１１０を支持する走行ユニット１５１、１５２、１５３の駆動輪を制動し、且つ、右後の脚部１４４を上昇させた状態で、右側移動レール１２４を前進させる。これにより、右後の走行ユニット１５４が中段下側２４２まで到達すると、制御部１６０は、走行ユニット１５４の移動を停止させる。ただし、この段階では、走行ユニット１５４を、を中段下側２４２の床面に降着させなくてもよい。従って、荷台１１０は、依然として、脚部１４１、１４２、１４３の３本により支持される。
次に、図５６に示すように、制御部１６０は、左後の走行ユニット１５３の駆動輪を制動して、脚部１４３を旋回軸とした状態で、左前の走行ユニット１５１と右前の走行ユニット１５２との駆動輪を、図中に矢印Ｐ、Ｑで示すように中段上側２４３上で駆動して、運搬装置１０１を３０°まで信地旋回させる。これにより、図５７に示すように、右後側の走行ユニット１５４は、下段２４１上で浮いた状態になる。しかしながら、荷台１１０は、３本の脚部１４１、１４２、１４３で支持されており、荷台１１０の重心Ｇは、脚部１４１、１４２、１４３を頂点とする三角形Ｆの内側中央付近に位置しているので、荷台１１０の支持は安定している。
次に、図５７に併せて示すように、制御部１６０は、右前の走行ユニット１５２の駆動輪を中段上側２４３上で制動した状態で、中段上側２４３上で左前の走行ユニット１５１を、図中に矢印Ｔ、Ｗで示すように中段下側２４２上で左後の走行ユニット１５３の駆動輪をそれぞれ駆動して、運搬装置１０１を更に３０°信地旋回する。これにより、図５８に示すように、左前の走行ユニット１５１は、段差２４７の直前まで到達する。
次に、図５８に併せて示すように、制御部１６０は、下段２４１の上方に浮いていた右後の脚部１４４を、荷台１１０の側面に沿って前進させることにより、右後の走行ユニット１５４を、中段下側２４２の床面に再び降着させる。次いで、左前の走行ユニット１５１の駆動輪を制動した状態で、中段下側２４２上で、図中に矢印Ｘ、Ｙで示すように：左後の走行ユニット１５３の駆動輪と右後の走行ユニット１５４の駆動輪とを駆動して、運搬装置１０１を更に３０°信地旋回する。
これにより、図５９に示すように、運搬装置の移動方向Ａは、当初曲がり角に進入したときの状態と比較すると、移動方向を９０°変えたことになる。このとき、右前の走行ユニット１５２は、中段上側２４３上から中段下側２４２の上方に移動して宙に浮いた状態になる。しかしながら、荷台１１０は、中段上側２４３上に降着した左前の脚部１４１と、中段下側２４２に降着した後側の脚部１４３、１４４により支持されており、荷台の重心Ｇは、脚部１４１、１４３、１４４を頂点とする三角形Ｆの内側中央付近に位置しているので、荷台１１０の支持は安定している。
次に、図６０に示すように、制御部１６０は、左側前後の走行ユニット１５１、１５３の駆動輪を制動した状態で、浮いている右前の脚部１４２を更に上昇させると共に、右側の移動レール１２４と共に荷台１１０よりも前方まで前進させる。次いで、制御部１６０は、走行ユニット１５２を、通路２４０の上段２４４の床面に降着させる。これにより、右前の脚部１４２は、荷台１１０を支持できる状態になる。
次に、図６１に示すように、制御部１６０は、全ての走行ユニット１５１、１５２、１５３、１５４の駆動輪を制動した状態で、脚部１４１、１４２、１４３、１４４に対して荷台１１０を前方に移動する。これにより、荷台１１０の前端は、上段２４４に差しかかる。これにより、荷台１１０の支持は、相対的に前側に位置する３本の脚部１４１、１４２、１４４に切り換わる。このとき、荷台１１０の重心Ｇは、脚部１４１、１４２、１４４を頂点とする三角形Ｆの内側中央付近に位置するので、荷台１１０の支持は安定している。また、左後の脚部１４３が、荷台１１０の支持から解放できる状態になる。
次に、図６２に示すように、制御部１６０は、右側前後の走行ユニット１５２、１５４の駆動輪を制動した状態で、移動方向Ａについて荷台１１０の中央付近まで左後の脚部１４３を前方に移動させて、脚部１４３を左前の脚部１４１に隣接した状態にする。これにより、荷台１１０の支持を、左前の脚部１４１から左後の脚部１４３に受け渡して、脚部１４１を荷台１１０の支持から解放できる状態になる。
次に、図６３に示すように、制御部１６０は、荷台１１０を支持する脚部１４２、１４３、１４４の走行ユニット１５２、１５３、１５４の駆動輪を制動し、且つ、左前の脚部１４１を上昇させた状態で、左側の移動レール１２２を、荷台１１０よりも前方まで延伸させる。次いで、左前の脚部１４１を、上段２４４の上方まで移動させ、走行ユニット１５１を上段２４４の床面に降着させる。これにより、左前の脚部１４１は、荷台１１０の支持を担うことができる状態になる。
次に、図６４に示すように、制御部１６０は、全ての走行ユニット１５１、１５２、１５３、１５４の駆動輪を制動した状態で、脚部１４１、１４２、１４３、１４４に対して荷台１１０を前方に移動する。これにより、荷台１１０の前端は、概ね全体に上段２４４に差しかかり、荷台１１０の支持は、前側に位置する３本の脚部１４１、１４２、１４３に切り換えられる。よって、右後の脚部１４４は、荷台１１０の支持から解放できる状態になる。このとき、荷台１１０の重心Ｇは、脚部１４１、１４２、１４３を頂点とする三角形Ｆの内側中央付近に位置するので、荷台１１０の支持は安定している。
次に、図６５に示すように、制御部１６０は、荷台１１０を支持する脚部１４１、１４２、１４３の走行ユニット１５１、１５２、１５３の駆動輪を制動し、且つ、右後の脚部１４４を上昇させた状態で、右側の移動レール１２４を前方に移動させて、右後の脚部１４４を、中段上側２４３の上方まで移動させる。その後、制御部１６０は、走行ユニット１５４を中段上側２４３に降着させて、右後の脚部１４４が、荷台１１０の支持を担うことができる状態にする。なお、この段階で、右後の脚部１４４を、中段上側２４３を飛ばして、上段２４４まで一気に移動させてもよい。
図６５に示した段階以降は、図３から図３２を参照して既に説明したように、段差２２３を有する直線状の通路２２０と同じ手順で、運搬装置１０１を移動させることができる。このように、運搬装置１０１は、曲がり角の途中に段差２４６を有する通路２４０においても、幅をとらずに方向転換しつつ、段差を越えて移動できる。
なお、上記の例に係る運搬装置１０１では、脚部１４１、１４２、１４３、１４４を移動レール１２２、１２４に対して垂直に摺動させることにより、走行ユニット１５１、１５２、１５３、１５４の各々を床面から離間させる構造となっている。しかしながら、走行ユニット１５１、１５２、１５３、１５４を床面から離間させる構造は、上記の例に限られず、運搬装置１０１が段差２２３、２３４、２３５、２４５、２４６、２４７を越えて移動する場合の妨げにさえならなければ、例えば脚部１４１、１４２、１４３、１４４の一部または全部が水平な軸の回りに回転する等、他の構造であってもよい。
図６６は、他の運搬装置１０２の構成を示す斜視図である。運搬装置１０２において運搬装置１０１と共通の構成要素については、同じ参照番号を付して説明を省く。
運搬装置１０２は、脚部１４１、１４２、１４３、１４４の上端に移動レール１２２、１２４が載せられ、更に、移動レール１２２、１２４の上に固定レール１２１、１２３が載せられた構造を有する。荷台１１０は、固定レール１２１、１２３により重力方向について下方から支持されている。このように、重力方向について、脚部１４１、１４２、１４３、１４４、移動レール１２２、１２４、固定レール１２１、１２３、および荷台１１０を、重力方向について下側から順次積み重ねた構造とすることにより、簡潔な構造で荷台１１０の荷重を確実に支持でき、運搬装置１０２の機械的強度を容易に確保できる。
なお、運搬装置１０２においても、脚部１４１、１４２、１４３、１４４は、移動レール１２２、１２４に沿って、移動方向Ａと平行に、荷台１１０に対する相対位置を変えることができる。しかしながら、移動レール１２２、１２４が上端に載っているので、脚部１４１、１４２、１４３、１４４の荷台１１０に対する垂直方向の相対位置を変更できない。
そこで、運搬装置１０２の脚部１４１、１４２、１４３、１４４の各々は、伸縮部１７１、１７２、１７３、１７４を下端に有する。これにより、走行ユニット１５１、１５２、１５３、１５４は、伸縮部１７１、１７２、１７３、１７４の各々の下端に配されている。このように、運搬装置１０２において、脚部１４１、１４２、１４３、１４４ば、それぞれの長さを個別に変えることにより、荷台１１０に対する相対位置を変化させる機能を代替している。
図６７は、他の運搬装置１０３の構成を示す斜視図である。運搬装置１０２と共通の構成要素に対しては、同じ参照番号を付して説明を省く。
運搬装置１０３は、固定レール１２１、１２３が重力方向下側から支持する枠体１１１を有し、荷台１１０は、枠体１１１から吊り具１１２により吊り下げられた構造を有する点において、運搬装置１０２と異なる構造を有する。これにより、荷台１１０に荷物を搭載した場合の、運搬装置１０３全体の重心が低くなり、運搬装置１０３の安定性が向上する。
図６８は、また他の構造を有する運搬装置１０４の部分拡大断面図である。運搬装置１０４は、運搬装置１０３と同様に、脚部１４１の上端に、移動レール１２２、固定レール１２１、および枠体１１１を順次積層した構造を有する。
運搬装置１０４は、脚部１４１と移動レール１２２とが、２条のアリ溝構造１８１、１８２により嵌合している点に固有の構造を有する。これにより、脚部１４１の移動レール１２２に対する取り付け強度を向上させ、運搬装置１０４としての耐荷重性能を向上できる。
運搬装置１０４は、移動レール１２２と固定レール１２１とが、２条のアリ溝構造１８３、１８４により嵌合している点に固有の構造を有する。これにより、移動レール１２２の固定レール１２１に対する取り付け強度を向上させ、運搬装置１０４としての耐荷重性能を向上できる。
上記のような複数のアリ溝構造による嵌合は、脚部１４１および移動レール１２２の接続に限られるわけではなく、他の脚部１４２、１４３、１４４と移動レール１２２、１２４の接続にも適用可能であることはもちろんである。また、あり溝構造の数も２条に限られるわけではなく、また、嵌合構造の断面形状も、既知のものから選択できる。
同様に、複数のアリ溝構造による嵌合は、移動レール１２２および固定レール１２１の接続に限られるわけではなく、他方の移動レール１２４および固定レール１２３の接続にも適用可能である。更に、あり溝構造の数が２条に限られるわけではなく、また、嵌合構造の断面形状も変更可能であることは、脚部１４１、１４２、１４３、１４４の場合と同様である。
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、請求の範囲の記載から明らかである。
請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
１０１、１０２、１０３、１０４、１０５ 運搬装置、１１０、１１３ 荷台、１１１ 枠体、１１２ 吊り具、１２０ レール部、１２１、１２３ 固定レール、１２２、１２４ 移動レール、１３１、１３２、１３３、１３４ 移動ユニット、１４１、１４２、１４３、１４４ 脚部、１５１、１５２、１５３、１５４ 走行ユニット、１６０ 制御部、１７１、１７２、１７３、１７４ 伸縮部、１８１、１８２、１８３、１８４ アリ溝構造、２１０、２２０、２３０、２４０ 通路、２２１、２３１、２４１ 下段、２２２、２３３、２４４ 上段、２３２ 中段、２２３、２３４、２３５、２４５、２４６、２４７ 段差、２４２ 中段下側、２４３ 中段上側

Claims (13)

  1. 荷物を搭載して移動方向に移動する運搬装置であって、
    荷物を搭載する荷台と、
    前記荷台の重量の一部を個別に受けることができる４本の脚部と、
    前記脚部を個別に移動させて前記荷台に対する相対位置を個別に変化させる移動部と、
    前記移動部を、前記４本の脚部について個別に制御する制御部と
    を備え、
    前記制御部は、前記４本の脚部のうちの３本の脚部を頂点とする水平な三角形の輪郭よりも内側に前記荷台の重心が位置する範囲内で前記４本の脚部のうちの少なくとも１本の前記荷台に対する相対位置を変化させて、前記３本の脚部により前記荷台を支持させ、他の１本の脚部を前記荷台の支持から解放する運搬装置。
  2. 前記制御部は、前記３本の脚部により前記荷台を支持させる場合に、前記３本の脚部のうちの少なくとも１本を移動させて、前記荷台の重心を、前記三角形の中心に近づける請求項１に記載の運搬装置。
  3. 前記制御部は、前記４本の脚部のうちの１本を重力方向について上昇させることにより、前記４本の脚部の他の３本により前記荷台を支持させる請求項２に記載の運搬装置。
  4. 前記制御部は、前記移動方向の前方に段差が存在する場合に、前記４本の脚部のうちの３本で前記荷台を支持した状態で、前記４本の脚部のうちの他の１本を床面から離れる方向に移動させ、且つ、前記荷台の移動方向について前方に移動させて、前記段差を超えた位置に前記他の１本の脚部を降着させた後、前記４本の脚部に対して前記荷台を前記前方に移動させて、前記３本の脚部のうちの２本の脚部と、前記他の１本の脚部との３本の脚部により前記荷台を支持させる請求項１から３のいずれか一項に記載の運搬装置。
  5. 前記脚部に個別に設けられ、前記制御部の制御の下に走行方向および走行速度を個別に変更できる走行部を更に備える請求項１から４のいずれか１項に記載の運搬装置。
  6. 前記制御部は、前記運搬装置の移動方向を変更する場合に、旋回軸に近い側の走行部は前記移動方向に走行させず、旋回軸から遠い側の走行部を前記移動方向に駆動させて、前記荷台を信地旋回させる請求項５に記載の運搬装置。
  7. 前記制御部は、前記旋回軸から遠い側の一対の脚部を、前記移動方向について互いに離れた位置に配し、前記旋回軸に近い側の一対の脚部の少なくとも一方を前記移動方向について中央に配して、少なくとも３本の脚部で荷台を支持した状態で、前記三角形に沿って、前記荷台の旋回方向と逆に廻る順番で、前記三角形の頂点を順次旋回軸にして前記荷台を信地旋回させる請求項６に記載の運搬装置。
  8. 前記荷台に対して、前記荷台の移動方向に摺動自在な一対のレール部材を更に備え、
    前記４本の脚部は、前記一対のレール部材に対して、前記一対のレール部材の延在方向に摺動自在に結合され、前記一対のレール部材を介して前記荷台を支持する請求項１から７のいずれか一項に記載の運搬装置。
  9. 前記一対のレール部材の各々は、前記荷台に対して摺動した場合に、前記荷台の移動方向について前記荷台よりも前方または後方に突出して、前記荷台よりも前方または後方で前記脚部のいずれかを支持する請求項８に記載の運搬装置。
  10. 前記一対のレール部材の各々は、互いに平行に延在する２条の嵌合部を介して前記荷台に対して結合される請求項８または９に記載の運搬装置。
  11. 前記４本の脚部は、重力方向について下側から前記荷台を支持する請求項１から１０のいずれか一項に記載の運搬装置。
  12. 重力方向について下側から前記４本の脚部が支持する枠体を更に備え、
    前記荷台は、前記枠体から吊り下げた状態で支持される請求項１から１０のいずれか一項に記載の運搬装置。
  13. 移動において前記荷台を水平に保つ請求項１から１２のいずれか一項に記載の運搬装置。
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