JP7190518B2 - コンテナを運搬するロボット - Google Patents

Description

本発明は、倉庫物流の分野に関し、特に、コンテナを運搬するロボットに関する。

ハンドリングロボットは、自動マテリアルハンドリングの分野で使用される装置であり、自動化レベルが高く、適用が柔軟であり、安全性と信頼性が高く、効率が高く、メンテナンスが便利であるなどの多くの利点を持っている。従って、ハンドリングロボットは、自動車製造産業、食品産業、タバコ産業、建設機械産業などの物流輸送の場所で広く使用され、空港、病院、オフィスビルなどのさまざまな公共サービスの場所でも成果を上げている。 これらの利点は、ハンドリングロボットを現代の物流システムにおける重要な装置とし、「機械で人類を代替する」の計画の重要なメンバーの一つとする。

２０１１年、ＫＩＶＡ会社は、「棚から人へ」の運搬方法を提案し、且つ大きな成功を収め、米国特許第７８５０４１３Ｂ２号の明細書に、その構造と方法が詳しく説明されている。これによって、中国でも多くの類似する「棚から人へ」のハンドリングロボットが出現し、且つ優れた効果を上げる。しかしながら、ＫＩＶＡロボットは、一つの貨物を取り出すため、棚の全体をダンピングエリアに運搬する必要があり、大量の資源の浪費を引き起こす。

従って、ＫＩＶＡロボットが毎回一つの貨物しか取り出すことができない欠点を解決するために、当業者は、毎回多様な貨物を運搬し、ハンドリングロボットのハンドリング効率を向上させることができる、コンテナを運搬するロボットを開発しようと努力している。

従来技術の上記欠点に基づいて、本発明の解決しようとする技術的問題は、ハンドリングロボットのハンドリング効率をどのように向上するかである。運搬されるものはコンテナであり、コンテナの体積及び重量は棚よりもはるかに小さいので、毎回複数のコンテナを運搬することができる。一つのコンテナは少なくとも一種類の貨物を収納するので、毎回多様な貨物を運搬することができる。

上記の目的を実現するために、本発明は、コンテナを運搬するロボットを提供する。コンテナを運搬するロボットは、駆動ユニット、コンテナ収納ユニット及びコンテナ搬送ユニットを含む。前記駆動ユニットは、コンテナ収納ユニット及びコンテナ搬送ユニットが搭載され、前記コンテナ収納ユニット及び前記コンテナ搬送ユニットを共同して運動させ、前記コンテナ収納ユニットは、一つ又は複数のコンテナ収納空間を含み、前記コンテナ搬送ユニットは、前記コンテナ収納空間と棚との間にコンテナを搬送することに用いられる。

前記駆動ユニットは、シャーシフレーム及び駆動輪を含み、前記駆動輪は前記ロボットを運動又は停止させる。

前記運動は、前進、後退、折れ曲がり、その場での回転を含む。

前記駆動輪は、二つ以上である。

前記コンテナ収納ユニットは、支持レール、パレット及び補強リブを含み、前記支持レール、前記パレット及び前記補強リブは互いに接続され、一つ又は複数のコンテナ収納空間を形成する。

前記パレットは、前記コンテナ収納空間を仕切ることに用いられる。

前記コンテナ搬送ユニットは、コンテナを取り出し又は搬送することに用いられ、前記コンテナ搬送ユニットの具体的な装置が限定されず、フォーク、爪、吸盤又はその他のコンテナを取り出し、且つ目標位置に搬送することができるいずれかの装置である。具体的には、前記コンテナ搬送ユニットは、昇降装置、回転装置及び伸縮装置を含み、前記昇降装置の一端は前記支持レールに接続され、且つ前記支持レールの上下方向に沿って上下にスライドすることができ、他端は前記回転装置によって、前記伸縮装置に接続される。

前記伸縮装置は、伸縮可能である方式でコンテナを取り出し、コンテナを取り出す方式が限定されず、フォーク、爪、吸盤又はその他のコンテナを取り出すことができるいずれかの方式であり、具体的には、前記伸縮装置は、フォーク、爪又は吸盤の少なくとも一つを含む。

前記コンテナ収納空間及び前記コンテナは機械可読コードを有し、前記コンテナ搬送ユニットは、更に位置決めセンサー及びポーズセンサー（Ｐｏｓｉｔｉｏｎａｌ ｐｏｓｔｕｒｅ ｓｅｎｓｏｒ）を含む。

前記機械可読コードは、バーコード、二次元コード、文字列又はＲＦＩＤである。

前記位置決めセンサーは、前記コンテナの位置を検出することに用いられ、視覚センサー又は無線周波数センサー（Ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｓｅｎｓｏｒ）である。

前記ポーズセンサーは、前記コンテナ搬送ユニットに位置する前記コンテナの位置を検出することに用いられ、視覚センサー又は無線周波数センサーである。

前記パレットは、平板であり、或いは、透かし彫り又は仕切りを有する。

本発明のコンテナを運搬するロボットがコンテナをコンテナ収納ユニットに運搬する流れは、次の通りである。ロボットは、昇降装置によって、コンテナ搬送ユニットを指定位置に移動するともに、回転装置によって、伸縮装置を指定角度に回転させ、伸縮装置を運搬しようとするコンテナの下方に伸ばし、昇降装置によって、コンテナを持ち上げ、伸縮装置によって、コンテナを引っ込める。回転装置によって、伸縮装置及びコンテナをもう一つの指定角度に回転する。その後、伸縮装置によって、コンテナをパレットの上方に移動し、昇降装置によって、コンテナを降下させ、コンテナをパレットに置く。最後に、伸縮装置を引っ込める。従って、本発明のコンテナを運搬するロボットは、毎回多様な貨物を運搬することができ、ハンドリング効率が高く、エネルギー消費が少ない。

以下、添付の図面を参照し、本発明の構想、具体的な構造及び技術的効果について詳しく説明することにより、本発明の目的、特徴及び効果を充分に理解する。

本発明の好ましい実施例のハンドリングロボットの立体図である。 本発明の好ましい実施例のコンテナ搬送ユニットの立体図である。 本発明のもう一つの好ましい実施例のハンドリングロボットの立体図である。

以下、技術内容をより明確かつより理解しやすくするために、添付の図面を参照し、本発明の二つの好ましい実施例を説明する。本発明は、多くの異なる形態の実施例で具現化することができ、本発明の範囲は本明細書に開示された実施例に限定されない。

図面において、構造が同一である部品は同一の番号で示され、構造又は機能が類似する部品は、類似する番号で示される。図面に示された各部品の寸法及び厚さは任意に示されたものであり、本発明は、各部品の大きさ及び厚さを限定していない。図をより明確にするために、図面のいくつかの部分は、その部品の厚さを適切に誇張している。

あるコンポーネントが別のコンポーネントの「上」に配置されると記述されている場合、そのコンポーネントを別のコンポーネントに直接配置することができ、或いは、中間コンポーネントを含み、そのコンポーネントは中間コンポーネントに配置され、中間コンポーネントは別のコンポーネントに配置される。あるコンポーネントが別のコンポーネントに「取り付けられる」又は「接続される」と記載されている場合、そのコンポーネントは別のコンポーネントに「直接取り付けられる」又は「直接接続される」か、そのコンポーネントは中間コンポーネントを介して、別のコンポーネントに「間接的に取り付けられる」又は「間接的に接続される」と理解できる。

実施例１：
図１及び図２を参照すると、コンテナを運搬するロボットは、駆動ユニット１、コンテナ収納ユニット２及びコンテナ搬送ユニット３を含む。

（１）駆動ユニット１は、駆動ユニット１に搭載されるコンテナ収納ユニット２及びコンテナ搬送ユニット３を駆動し、地面に共同して移動させることに用いられる。

（２）コンテナ収納ユニット２は、駆動ユニット１の上方に取り付けられ、コンテナ４を収納することに用いられる。

（３）コンテナ搬送ユニット３は、コンテナ収納ユニット２の側面に取り付けられ、コンテナ４をコンテナ収納ユニット２に搬送すること、又はコンテナ４をコンテナ収納ユニット２から指定位置に搬送することに用いられる。

駆動ユニット１は、シャーシフレーム１１及び駆動輪１２を含み、駆動輪１２は二つであり、シャーシフレーム１１の両側に対称に取り付けられる。駆動輪１２の回転により、ロボットは前進、後退、折れ曲がり、その場での回転ができる。

コンテナ収納ユニット２は、支持レール２１、パレット２２及び補強リブ２３を含む。支持レール２１は、駆動ユニット１の上方に位置し、パレット２２及び補強リブ２３によって、互いに接続され、且つパレット２２はコンテナを積み重ねるために使用される。

コンテナ収納ユニット２は、複数のコンテナを収納することができる。

パレット２２は、コンテナ収納ユニット２を仕切ることに用いられる。

コンテナ搬送ユニット３は、フレーム３１、昇降装置３２、伸縮フォーク３３及び回転装置３４を含む。昇降装置３２の一端は、支持レール２１に接続され、且つ支持レール２１の上下方向に沿って上下にスライドすることができ、他端は、回転装置３４によって、伸縮フォーク３３に接続される。

伸縮フォーク３３は、回転装置３４によって、ｚ軸に沿って回転することができる。

伸縮フォーク３３は、ｘ軸方向に沿って伸縮することができ、回転装置３４が伸縮フォーク３３を回転させれば、伸縮フォーク３３の伸縮方向も回転する。

コンテナ搬送ユニット３は、更に、伸縮フォーク３３の上方に位置するコンテナのポーズを識別するためのポーズセンサー３５、及びコンテナの位置を検出するための位置決めセンサー３６を含む。

ポーズセンサー３５は、視覚センサー又はポーズ情報を取得することができる他のセンサーである。

位置決めセンサー３６は、視覚センサー又はポーズ情報を取得することができる他のセンサーである。

コンテナを運搬するロボットがコンテナ４をコンテナ収納ユニット２に運搬する流れは、次の通りである。ロボットは、昇降装置３２によって、コンテナ搬送ユニット３を指定位置に移動するともに、回転装置３４によって、伸縮フォーク３３を指定角度に回転させ、伸縮フォーク３３を運搬しようとするコンテナ４の下方に伸ばし、昇降装置３２によって、コンテナ４を持ち上げ、伸縮フォーク３３によって、コンテナ４を引っ込める。回転装置３４によって、伸縮フォーク３３及びコンテナ４をもう一つの指定角度に回転する。その後、伸縮フォーク３３によって、コンテナ４をパレット２２の上方に移動し、昇降装置３２によって、コンテナ４を降下させ、コンテナ４をパレット２２に置く。最後に、伸縮フォーク３３を引っ込める。

実施例２
図２及び図３を参照すると、コンテナを運搬するロボットは、駆動ユニット１、コンテナ収納ユニット２及びコンテナ搬送ユニット３を含む。

（１）駆動ユニット１は、駆動ユニット１に搭載されるコンテナ収納ユニット２及びコンテナ搬送ユニット３を駆動し、地面に共同して移動させることに用いられる。

（２）コンテナ収納ユニット２は、駆動ユニット１の上方に取り付けられ、コンテナ４を収納することに用いられる。

（３）コンテナ搬送ユニット３は、コンテナ収納ユニット２の側面に取り付けられ、コンテナ４をコンテナ収納ユニット２に搬送すること、又はコンテナ４をコンテナ収納ユニット２から指定位置に搬送することに用いられる。

駆動ユニット１は、シャーシフレーム１１及び駆動輪１２を含み、駆動輪１２は二つであり、シャーシフレーム１１の両側に対称に取り付けられる。駆動輪１２の回転により、ロボットは前進、後退、折れ曲がり、その場での回転ができる。

コンテナ収納ユニット２は、支持レール２１、パレット２２及び補強リブ２３を含む。支持レール２１は、駆動ユニット１の上方に位置し、パレット２２及び補強リブ２３によって、互いに接続され、且つパレット２２はコンテナを積み重ねるために使用される。

コンテナ収納ユニット２は、複数のコンテナを収納することができる。

パレット２２は、両側の支持レール２１を接続する平板である。

コンテナ搬送ユニット３は、フレーム３１、昇降装置３２、伸縮フォーク３３及び回転装置３４を含む。昇降装置３２の一端は、支持レール２１に接続され、且つ支持レール２１の上下方向に沿って上下にスライドすることができ、他端は、回転装置３４によって、伸縮フォーク３３に接続される。

伸縮フォーク３３は、回転装置３４によって、ｚ軸に沿って回転することができる。

伸縮フォーク３３は、ｘ軸方向に沿って伸縮することができ、回転装置３４が伸縮フォーク３３を回転させれば、伸縮フォーク３３の伸縮方向も回転する。

コンテナ搬送ユニット３は、更に、伸縮フォーク３３の上方に位置するコンテナのポーズを識別するためのポーズセンサー３５、及びコンテナの位置を検出するための位置決めセンサー３６を含む。

ポーズセンサー３５は、視覚センサー又はポーズ情報を取得することができる他のセンサーであり、例えば、無線周波数センサーである。

位置決めセンサー３６は、視覚センサー又はポーズ情報を取得することができる他のセンサーであり、例えば、無線周波数センサーである。

コンテナを運搬するロボットがコンテナ４をコンテナ収納ユニット２に運搬する流れは、次の通りである。ロボットは、昇降装置３２によって、コンテナ搬送ユニット３を指定位置に移動するともに、回転装置３４によって、伸縮フォーク３３を指定角度に回転させ、伸縮フォーク３３を運搬しようとするコンテナ４の下方に伸ばし、昇降装置３２によって、コンテナ４を持ち上げ、伸縮フォーク３３によって、コンテナ４を引っ込める。回転装置３４によって、伸縮フォーク３３及びコンテナ４をもう一つの指定角度に回転する。その後、伸縮フォーク３３によって、コンテナ４をパレット２２の上方に移動し、昇降装置３２によって、コンテナ４を降下させ、コンテナ４をパレット２２に置く。最後に、伸縮フォーク３３を引っ込める。

以上、本発明の好ましい具体的な実施例について詳細に説明した。理解できることは、当業者が、本発明の実質及び精神によって、多くの修正及び変更をすることができることである。従って、当業者が本発明の実質及び精神によって、従来技術に基づいて、論理分析、推論又は限りある実験によって得ることができる技術方案は、本発明の特許請求の範囲によって決定される保護範囲に属するべきである。

１ 駆動ユニット
２ コンテナ収納ユニット
３ コンテナ搬送ユニット
４ コンテナ
１１ シャーシフレーム
１２ 駆動輪
２１ 支持レール
２２ パレット
２３ 補強リブ
３１ フレーム
３２ 昇降装置
３３ 伸縮フォーク
３４ 回転装置
３５ ポーズセンサー
３６ 位置決めセンサー

Claims (13)

1. コンテナを運搬するロボットであって、
   前記ロボットは、駆動ユニット、コンテナ収納ユニット及びコンテナ搬送ユニットを含み、
   前記駆動ユニットは、コンテナ収納ユニット及びコンテナ搬送ユニットが搭載され、前記コンテナ収納ユニット及び前記コンテナ搬送ユニットを共同して運動させ、前記コンテナ収納ユニットは、一つ又は複数のコンテナ収納空間を含み、前記コンテナ搬送ユニットは、前記コンテナ収納空間と棚との間にコンテナを搬送することに用いられ、前記コンテナ搬送ユニットは、更に位置決めセンサーを含み、前記位置決めセンサーは、前記コンテナ搬送ユニットに位置するコンテナの位置を検出することに用いられることを特徴とするコンテナを運搬するロボット。
2. 前記駆動ユニットは、シャーシフレーム及び駆動輪を含み、前記駆動輪は前記ロボットを運動又は停止させることを特徴とする、請求項１に記載のコンテナを運搬するロボット。
3. 前記運動は、前進、後退、折れ曲がり、その場での回転を含むことを特徴とする、請求項２に記載のコンテナを運搬するロボット。
4. 前記駆動輪は、二つ以上であることを特徴とする、請求項２に記載のコンテナを運搬するロボット。
5. 前記コンテナ収納ユニットは、支持レール及びパレットを含み、前記支持レール及び前記パレットは互いに接続され、一つ又は複数のコンテナ収納空間を形成することを特徴とする、請求項１に記載のコンテナを運搬するロボット。
6. 前記パレットは、前記コンテナ収納空間を仕切ることに用いられることを特徴とする、請求項５に記載のコンテナを運搬するロボット。
7. 前記コンテナ搬送ユニットは、昇降装置、回転装置及び伸縮装置を含み、前記昇降装置の一端は前記支持レールに接続され、且つ前記支持レールの上下方向に沿って上下にスライドすることができ、他端は前記回転装置によって、前記伸縮装置に接続されることを特徴とする、請求項５に記載のコンテナを運搬するロボット。
8. 前記伸縮装置は、フォーク、爪又は吸盤の少なくとも一つであることを特徴とする、請求項７に記載のコンテナを運搬するロボット。
9. 前記コンテナ収納空間及び前記コンテナは機械可読コードを有し、前記コンテナ搬送ユニットは、更にポーズセンサーを含むことを特徴とする、請求項１～請求項８のいずれかの一項に記載のコンテナを運搬するロボット。
10. 前記機械可読コードは、バーコード、二次元コード、文字列又はＲＦＩＤであることを特徴とする、請求項９に記載のコンテナを運搬するロボット。
11. 前記位置決めセンサーは、視覚センサー又は無線周波数センサーであることを特徴とする、請求項１に記載のコンテナを運搬するロボット。
12. 前記ポーズセンサーは、前記コンテナ搬送ユニットに位置する前記コンテナのポーズを識別することに用いられ、視覚センサー又は無線周波数センサーであることを特徴とする、請求項９に記載のコンテナを運搬するロボット。
13. 前記パレットは、平板であり、或いは、透かし彫り又は仕切りを有することを特徴とする、請求項５に記載のコンテナを運搬するロボット。

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