JP7205436B2 - 物品搬送システム - Google Patents

Description

本明細書では、物品搬送ロボットを用いて収容箱に収容された物品を搬送する物品搬送システムを開示する。

近年、自律的に走行して物品を搬送する物品搬送ロボットが提案されている。かかる物品搬送ロボットは、多くの場合、物品、または、物品を収容した梱包容器（例えば箱等）を、完全収容するコンテナを有する。こうしたコンテナを有する物品搬送ロボットの場合、構成が簡易である一方で、当該コンテナよりも大きな物品または梱包容器を搬送できない、という問題があった。もちろん、コンテナを大型化すれば、その分、搬送できる物品または梱包容器のサイズも大きくできるが、この場合、物品搬送ロボットそのものが大型化するという別の問題を招く。

ここで、特許文献１には、複数の台車を用いて大型物品を搬送する技術が開示されている。具体的には、特許文献１では、一つのプレート状の連結部材を複数の台車で支持し、この連結部材の上に、大型物品を載置する。この場合、複数の台車が連携して動くことで、大型物品を連結部材ごと搬送できる。かかる技術によれば、各台車を大型化することなく、大型物品を搬送できる。

特開２０１９－００１４２９号公報

こうした特許文献１の技術を、物品搬送ロボットに適用すれば、物品搬送ロボットの大型化を避けつつも、大型物品が搬送できる可能性がある。しかしながら、特許文献１では、大型物品を搬送先に下ろした後も、複数の台車のもとには、プレート状の連結部材が残ることになる。そのため、特許文献１では、大型物品の搬送後も、複数の台車を用いて、連結部材を持ち帰る必要があった。換言すれば、特許文献１の場合、複数の台車を用いて大型物品を搬送した場合、その往路だけでなく復路においても、当該複数の台車が拘束されることになり、台車を有効活用できなかった。つまり、特許文献１の技術を、物品搬送ロボットに適用した場合、物品搬送ロボットの大型化を避けつつ大型物品が搬送できるものの、物品搬送ロボットが有効活用できないおそれがあった。

そこで、本明細書では、物品搬送ロボットの大型化を避けつつ大型物品が搬送でき、さらに、当該物品搬送ロボットをより有効活用できる物品搬送システムを開示する。

本明細書で開示する物品搬送システムは、物品を収容する収容箱と、一つの収容箱を連携して搬送する２台の物品搬送ロボットと、を備え、前記収容箱は、前後方向に貫通したトンネル形状となる展開状態と、その周壁を前後方向に折り重ねた折畳状態と、に変更可能な中間部材と、前記中間部材の前後方向両端に接続される一対の端部ユニットと、を備え、各物品搬送ロボットは、少なくとも二つの前記端部ユニットを前後方向に並べて同時に保持可能な保持部と、前記保持部の下側に設けられた走行部と、を備えており、前記物品の搬送時には、前記中間部材を前記展開状態にするとともに、前記中間部材の両端に設けられた二つの前記端部ユニットを二つの前記物品搬送ロボットで分担して保持し、前記物品の搬送後には、前記中間部材を前記折畳状態にするとともに、前記中間部材の両端に設けられた二つの前記端部ユニットを一つの前記物品搬送ロボットで保持する、ことを特徴とする。

一つの収容箱を２台の物品搬送ロボットで連携して搬送することで、物品搬送ロボットの大型化を避けつつ大型物品が搬送できる。物品搬送後は、収容箱の中間部材を折畳状態にすることで、当該収容箱を１台の物品搬送ロボットで保持でき、もう１台の物品搬送ロボットは、他の荷物搬送に利用できる。その結果、物品搬送ロボットをより有効活用できる。

この場合、前記収容箱は、前記中間部材の長さが互いに異なる複数種類が存在してもよい。

かかる構成とすることで、物品の大きさに応じたサイズの収容箱を選択できる。

また、前記保持部は、前後方向に貫通した角形リング状のリング体を有し、前記一対の端部ユニットの少なくとも一つは、前記中間部材の内部空間に連通した取り出し開口と、前記取り出し開口を開閉自在に閉鎖する蓋体と、を有し、前記収容箱は、前記蓋体が前方または後方を向いた姿勢で前記リング体の内側に配置されてもよい。

蓋体を、折り畳まれる中間部材ではなく、折り畳まれない端部ユニットに設けることで、蓋体を堅牢にしつつも構成を簡易化できる。また、蓋体が前方または後方を向いた姿勢で、収容箱を、前記リング体の内側に配置することで、収容箱を、物品搬送ロボットから下ろさなくても、蓋体を開けて内部の物品を取り出せる。

本明細書で開示する収容箱は、前後方向に貫通したトンネル形状となる展開状態と、その周壁を前後方向に折り重ねた折畳状態と、に変更可能な中間部材と、前記中間部材の前後方向両端に接続される一対の端部ユニットと、を備える。

かかる収容箱によれば、物品を取り出した後は、折り畳むことで、そのサイズを大幅に低減できる。

この場合、前記折畳状態における前記中間部材の正面視外寸は、前記展開状態における前記中間部材の正面視外寸と、同じであってもよい。

折畳状態および展開状態のいずれであっても、正面視外寸を同一とすることで、折畳状態の中間部材が、一対の端部ユニットの外側に飛び出さない。その結果、折畳状態の中間部材が他部材と干渉することを防止できる。

また、中間部材は、正面視で矩形であり、一対の側壁と、前記一対の側壁の下端を連結する底壁と、前記一対の側壁の上端を連結する天壁と、を有し、前記側壁には、その上端から下端まで延び、ファスナにより開閉可能な切れ目が１以上、形成されており、前記切れ目は、展開状態では前記ファスナにより閉鎖され、前記折畳状態では前記ファスナにより開放されてもよい。

側壁に切れ目を設けることで、折り畳み時に、中間部材を損傷させることなく、側壁を大きく曲げることができる。そして、これにより、前後方向に折り重なるシートの枚数を減らすことができ、折畳状態における中間部材の前後方向寸法を小さくできる。

また、前記中間部材は、１以上のエレメントを前後方向に繋げて構成され、各エレメントは、一対の側部と、天部と、底部と、を有し、各側部は、前後方向中心に上下に延びる切れ目が形成されるとともに、その四隅それぞれから前記切れ目に向かって４５度の傾斜で延びる四つの折り目に沿って内側に折り込み可能であり、前記天部および底部は、前後方向中心において幅方向に延びる折り目に沿って内側に折り込み可能であってもよい。

この場合、繋げるエレメントの個数を変えることで、互いに長さが異なる複数種類の収容箱を容易に得ることができる。

本明細書で開示する物品搬送システムによれば、物品搬送ロボットの大型化を避けつつ大型物品が搬送でき、さらに、当該物品搬送ロボットをより有効活用できる。

物品搬送システム全体の構成例を示す図である。 物品搬送ロボット１２の斜視図である。 梱包箱として小型箱を保持した状態の物品搬送ロボットの斜視図である。 物品搬送ロボットおよび梱包箱の電気的構成を示すブロック図である。 収容箱の斜視図である。 収容箱を２台の物品搬送ロボットで搬送する様子を示す斜視図である。 収容箱を回収する様子を示す斜視図である。 収容箱から一つのエレメントのみを抜き出した斜視図である。 展開状態の収容箱を示す図である。 折り畳み途中の収容箱を示す図である。 折り目の折り方向を示す図である。 折畳状態の収容箱を示す図である。

以下、図面を参照して物品搬送システム１０の構成について説明する。図１は、物品搬送システム１０全体の構成例を示す図である。物品搬送システム１０は、物品を収容する梱包箱１４と、当該梱包箱１４を搬送する物品搬送ロボット１２と、物品搬送ロボット１２の運行を制御する管理センタ１６と、を有している。物品搬送ロボット１２は、梱包箱１４を保持可能であり、一般的な道路や屋内通路を自律走行可能な移動ロボットである。また、梱包箱１４は、物品搬送ロボット１２の形態に合わせて予め用意された箱である。この梱包箱１４は、後に詳説するように、単一の物品搬送ロボット１２で保持可能なサイズの小型箱１４ｓと、二つの物品搬送ロボット１２で保持される収容箱１４ｒと、がある。こうした梱包箱１４は、配送元１１０の個人や企業に貸与されるものであり、物品の配送後は、配送先１１２から回収され、再利用される。

図示例では、この物品搬送ロボット１２は、物品を、配送元１１０から中継所１００、あるいは、中継所１００から配送先１１２へ搬送する。具体的には、管理センタ１６は、配送元１１０の個人や企業、あるいは、物流の中継所１００から物品搬送の依頼を受け付ける。こうした搬送依頼は、例えば、インターネットを介した通信により送られる。搬送依頼を受け付ければ、管理センタ１６は、物品搬送ロボット１２を配送元１１０に移動させる。物品搬送ロボット１２は、配送元１１０において、物品が収容された梱包箱１４を受け取り、配送元１１０の最寄りの中継所１００に搬送する。

配送元１１０の最寄りの中継所１００から配送先１１２の最寄りの中継所１００まで、梱包箱１４は、運送トラック１０２等を利用する一般的な物流システムを用いて運送される。配送先１１２の最寄りの中継所１００から配送先１１２まで、梱包箱１４は、再び、物品搬送ロボット１２を用いて搬送される。このとき、管理センタ１６は、中継所１００あるいは配送先１１２の個人や企業等から、配送希望時間等のリクエストを受け付けてもよい。物品搬送ロボット１２は、管理センタ１６からの指示により、物品が収容された梱包箱１４を中継所１００から配送先１１２へと搬送する。配送先１１２において、物品が梱包箱１４から取り出されれば、物品搬送ロボット１２は、空になった梱包箱１４を回収する。

なお、ここで説明した物品搬送システム１０の利用形態は一例であり、適宜、変更されてもよい。例えば、上述の例では、梱包箱１４を、中継所１００を経由して、配送先１１２に配送している。しかし、物品搬送ロボット１２は、配送元１１０から受け取った物品を、中継所１００を経ることなく、直接、配送先１１２へ搬送してもよい。また、上述の例では、梱包箱１４を配送元１１０に「貸与」しているが、梱包箱１４は、配送元１１０が買い取る形態としてもよい。

次に、この物品搬送システム１０を構成する物品搬送ロボット１２について図２～図４を参照して説明する。図２は、物品搬送ロボット１２の斜視図であり、図３は、梱包箱１４として小型箱１４ｓを保持した状態の物品搬送ロボット１２の斜視図である。さらに、図４は、物品搬送ロボット１２および梱包箱１４の電気的構成を示すブロック図である。なお、以下の各図において、「Ｆｒ」、「Ｕｐ」、「Ｒｈ」は、それぞれ、物品搬送ロボット１２の前方、上方、右側方を示す。

物品搬送ロボット１２は、機械的には、車輪等を有した走行部１８と、当該走行部１８の上側に設けられる保持部２０と、に大別される。走行部１８は、図２、図３に示すように、片側３つ、左右合わせて六つの車輪を有している。物品搬送ロボット１２には、この六つの車輪を回転駆動させる走行モータ４０（図２、図３では図示せず、図４参照）が搭載されている。走行モータ４０は、各車輪ごとに設けられてもよいし、一部の車輪にのみ設けられてもよい。なお、走行部１８は、一般的な道路や屋内の通路を走行できるのであれば、その構成は、適宜、変更されてもよい。例えば、車輪の個数は、六つに限らず、四つでもよいし、六つより多くてもよい。また、車輪に替えて、他の走行機構、例えば、キャタピラ等の商品名で知られている無限軌道等を設けてもよい。

また、物品搬送ロボット１２には、走行部１８での自律走行を助けるために通信Ｉ／Ｆ３６およびセンサ群３８（いずれも図２、図３では図示せず、図４参照）も設けられている。通信Ｉ／Ｆ３６は、外部機器と通信するためのもので、携帯電話会社等が提供する回線を利用したモバイルデータ通信や、ブルートゥース（登録商標）等を利用した中距離または近距離無線通信のためのハードウェアを含む。通信相手の外部機器としては、例えば、管理センタ１６や中継所１００等に設置された通信端末、個人が所有する携帯通信端末、他の物品搬送ロボット１２等が含まれる。物品搬送ロボット１２は、この通信Ｉ／Ｆ３６を介して、物品の搬送に関係する各種情報、例えば、目的地情報や道路状況等を取得する。また、物品搬送ロボット１２は、通信Ｉ／Ｆ３６を介して、管理センタ１６等に、必要な情報、例えば、物品の搬送状況等を送信する。

センサ群３８は、物品搬送ロボット１２の走行状態および周辺環境を検知する１以上のセンサを含む。こうしたセンサ群３８は、例えば、速度センサ、カメラ、ミリ波レーダ、赤外線センサ、ＬｉＤＡＲ、超音波センサ、ＧＰＳセンサ、加速度センサ、およびジャイロセンサの少なくとも一つを含む。後述するロボットコントローラ３４（図４参照）は、センサ群３８で検知された検知結果および通信Ｉ／Ｆ３６を介して取得された情報に基づいて、走行モータ４０を駆動する。

保持部２０は、走行部１８の上側に設けられており、規定サイズの梱包箱１４を保持する。この保持部２０は、図２に示すように、前後方向に貫通した角形リング状であり、幅方向に間隔をあけて立脚する一対のサポート柱２２と、一対のサポート柱２２の上端同士を接続する上横部材２４と、一対のサポート柱２２の下端同士を接続する下横部材２６と、を有する。梱包箱１４は、図３に示すように、この角形リング状の保持部２０の内側に配置され、保持される。なお、上述した通り、梱包箱１４は、そのサイズによって、小型箱１４ｓと、収容箱１４ｒと、に大別され、図３では、保持部２０で小型箱１４ｓを保持した様子を示している。

一対のサポート柱２２それぞれの対向面には、複数（図示例では五つ）のサポートレール２８が、高さ方向に間隔をあけて設けられている。このサポートレール２８は、梱包箱１４を摺動可能に下側から支える。一対のサポート柱２２それぞれの対向面には、さらに、ロックピン３０も設けられている。各ロックピン３０は、幅方向に進退可能であり、進出することで梱包箱１４の一部と係合する。なお、図２では、一番下側のロックピン３０のみが進出しており、その他のロックピン３０は、退避している。かかるロックピン３０が、梱包箱１４に係合することで、梱包箱１４の落下や盗難が防止される。

物品搬送ロボット１２には、ロックピン３０を進退させるためのロックアクチュエータ４６（図４参照）が設けられている。このロックアクチュエータ４６の構成は、電子制御できるものであれば、特に限定されず、ロックアクチュエータ４６は、例えば、ソレノイドアクチュエータ等の電磁シリンダや、空圧シリンダや、油圧シリンダ、リニアモータ等を有してもよい。

サポート柱２２の対向面には、さらに、ＲＦＩＤリーダライタ４８が搭載されている。また、梱包箱１４の側壁のうち、当該ＲＦＩＤリーダライタ４８と対向する箇所には、ＲＦタグ５２（図４参照）が固着されている。ＲＦＩＤリーダライタ４８は、電磁界や電波等を用いた近距離の無線通信を利用して、このＲＦタグ５２に情報を記録したり、ＲＦタグ５２に記録された情報を読み込んだりする。

ここで、ＲＦタグ５２に記録される情報は、例えば、配送に関する配送情報、例えば、配送元１１０および配送先１１２の住所情報や希望配達時間等を含んでもよい。ここで、従来の配送では、こうした配送情報は、箱の表面に貼着される伝票に記載される。しかし、上述した通り、本例の物品搬送ロボット１２は、梱包箱１４の一部を外部に露出させた状態で搬送する。そのため、配送情報を記載した伝票を箱の表面に貼着させていると、搬送の過程で、配送情報が不特定多数の人間に見られてしまうおそれがあった。一方、本例のように、ＲＦタグ５２に配送情報を記録しておけば、梱包箱１４の一部が外部に露出していたとしても、周囲の人間は、配送情報を把握することはできない。なお、こうしたＲＦタグ５２を設けた場合、その分、コストが増加するという問題がある。しかし、本例の梱包箱１４は、繰り返し使用するため、ＲＦタグ５２の追加に伴う、配送１回あたりのコストアップを、小さく抑えることができる。

なお、ここでは、配送情報をＲＦタグ５２に記録する例を挙げたが、無関係の人間が配送情報を容易に認識できないのであれば、他の形態でもよい。例えば、ＲＦタグ５２に替えて、配送情報を示すバーコードを梱包箱１４に付着してもよい。この場合、物品搬送ロボット１２は、バーコードリーダーを有する。また、各梱包箱１４に、固有の識別番号を持たせておくとともに、管理センタ１６に、この識別番号と配送情報とを対応付けて記録したデータベースを設けてもよい。この場合、物品搬送ロボット１２は、梱包箱１４の配送情報が必要な場合には、管理センタ１６に、当該梱包箱１４の識別番号とともに配送情報のリクエストを送信すればよい。

物品搬送ロボット１２には、スピーカ４４（図４参照）も設けられている。このスピーカ４４は、物品搬送ロボット１２の周囲の人に情報を提示するために設けられている。したがって、スピーカ４４は、例えば、配送先１１２や配送元１１０にいるユーザに操作手順を示すガイダンス音声を出力したり、走行中に周囲の人々へ注意を喚起する音声を出力したりする。

物品搬送ロボット１２には、さらに、当該物品搬送ロボット１２に設けられた各種電気機器に電力を供給するバッテリ４２（図４参照）も設けられている。このバッテリ４２は、物品搬送ロボット１２から着脱自在であり、必要に応じて、物品搬送ロボット１２の外部において充電される。

物品搬送ロボット１２の駆動は、ロボットコントローラ３４（図４参照）により制御される。ロボットコントローラ３４は、少なくとも、プロセッサ３４ａと、メモリ３４ｂと、を有するマイクロコンピュータである。ロボットコントローラ３４の各機能は、プロセッサ３４ａがメモリ３４ｂに格納されたプログラムを実行することにより実現される。なお、プロセッサ３４ａは、広義的なプロセッサを指し、汎用的なプロセッサ（例えばＣＰＵ：Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ、等）や、専用のプロセッサ（例えばＧＰＵ：Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ、ＡＳＩＣ：Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ、ＦＰＧＡ：Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ、プログラマブル論理デバイス、等）を含むものである。また、ロボットコントローラ３４を構成するプロセッサ３４ａは、物理的に一つである必要はなく、物理的に離れた位置に存在する複数のプロセッサで構成されてもよい。同様に、メモリ３４ｂも、物理的に一つの要素である必要はなく、物理的に離れた位置に存在する複数のメモリで構成されてもよい。また、メモリは、半導体メモリ（例えばＲＡＭ、ＲＯＭ、ソリッドステートドライブ等）および磁気ディスク（例えば、ハードディスクドライブ等）の少なくとも一つを含んでもよい。

梱包箱１４は、物品を収容するための箱であり、物品搬送ロボット１２の保持部２０で保持可能な箱である。この梱包箱１４は、上述した通り、繰り返し使用することが想定されており、比較的、堅牢な構成となっている。この梱包箱１４には、上述した通り、ＲＦタグ５２が固着されている。

さらに、梱包箱１４には、発信器５４（図４参照）も固着されている。発信器５４は、位置追跡信号を出力するもので、例えば、ＧＰＳ発信器である。かかる発信器５４を梱包箱１４に固着しておくことで、梱包箱１４の位置を追跡できる。すなわち、繰り返し述べているように、本例の梱包箱１４は、繰り返し使用することを想定した貸与形式の箱である。かかる梱包箱１４が、ユーザから返却されない場合には、発信器５４からの位置追跡信号に基づいて、梱包箱１４の位置を特定し、返却を求めるために物品搬送ロボット１２を当該梱包箱１４のもとに送ってもよい。なお、発信器５４は、その駆動電力を供給する電池を有しているが、当該電池は、使い切りタイプの一次電池でもよいし、充放電可能な二次電池でもよい。発信器５４に二次電池を設けた場合、物品搬送ロボット１２には、当該二次電池を無線で充電できる無線充電器を搭載してもよい。この場合、物品搬送ロボット１２は、梱包箱１４を保持部２０で保持している期間を利用して、二次電池を充電してもよい。

ここで、上述した通り、梱包箱１４は、そのサイズによって、小型箱１４ｓと、収容箱１４ｒと、に分類される。小型箱１４ｓは、図３に示すように、単一の物品搬送ロボット１２で保持可能な平面サイズを有している。すなわち、小型箱１４ｓの幅方向寸法は、一対のサポート柱２２の対向距離より僅かに小さい。また、小型箱１４ｓの奥行き寸法は、当該小型箱１４ｓをサポートレール２８に載置した際に、当該小型箱１４ｓが落下しない程度の寸法である。かかる小型箱１４ｓの場合、単一の物品搬送ロボット１２で保持可能であるため、気楽に用いることができる。

ただし、搬送対象の物品の中には、小型箱１４ｓに収まりきらない、大型の物品もある。かかる大型の物品も搬送可能とするために、本例では、小型箱１４ｓに比べて奥行き寸法が大幅に大きい、収容箱１４ｒを用意している。これについて図５から図７を参照して説明する。図５は、収容箱１４ｒの斜視図である。また、図６は、収容箱１４ｒを２台の物品搬送ロボット１２で搬送する様子を示す斜視図であり、図７は、収容箱１４ｒを回収する様子を示す斜視図である。

収容箱１４ｒは、前後方向に貫通した角型トンネル状の中間部材６２と、当該中間部材６２の前後方向両端に接続された一対の端部ユニット６０と、を有している。前側および後側の端部ユニット６０は、互いに同一構成を有している。各端部ユニット６０は、前後方向に貫通した角形筒状であり、その前後方向端面の開口は、物品を出し入れするための取り出し開口６８として機能する。この取り出し開口６８は、端部ユニット６０に設けられた蓋体６６により、開閉自在に覆われる。本例において、蓋体６６は、幅方向一端にヒンジ軸を有した片開き式である。ただし、蓋体６６は、取り出し開口６８を開閉できるのであれば、片開き式に限らず、他の形態、例えば、両開き式や折り戸式等でもよい。

また、搬送過程で、収容箱１４ｒから物品が抜き取られることを防止するために、蓋体６６の開閉を規制する何らかのロック機構（図示せず）を設けてもよい。このロック機構は、物品搬送ロボット１２や管理センタ１６等でコントロール可能な電子キーでもよい。また、このロック機構は、予め設定された暗証番号と一致するようにダイヤルを回すことで解錠できる機械式のダイヤル式ロックでもよい。この場合、暗証番号は、配送元１１０や管理センタ１６等で自由に設定し、設定された暗証番号を配送先１１２に通知すればよい。また、端部ユニット６０の側面には、物品搬送ロボット１２のロックピン３０が係合する係合凹部６４が形成されている。収容箱１４ｒが保持部２０にセットされた後に、ロックピン３０がサポート柱２２から進出して係合凹部６４に嵌まり込むことで、収容箱１４ｒの保持部２０からの落下や盗難が防止される。

図６に示すように、物品の搬送過程では、一つの物品搬送ロボット１２に一つの端部ユニット６０が保持される。また、収容箱１４ｒの中間部材６２は、後述する通り、前後方向に折り畳み可能であり、物品の搬送後に空の収容箱１４ｒを回収する際には、図７に示すように、中間部材６２を前後方向に折り畳まれた状態で、一つの物品搬送ロボット１２に、前側および後側の二つの端部ユニット６０が保持される。したがって、端部ユニット６０の奥行き寸法は、一つの物品搬送ロボット１２で二つの端部ユニット６０を同時に搬送できる程度の大きさである。例えば、前側の端部ユニット６０の奥行き寸法と、後側の端部ユニット６０の奥行き寸法の合計値は、保持部２０の奥行き寸法の３倍未満としてもよい。

なお、本例では、前後の端部ユニット６０を、互いに同一構成としているが、これら二つの端部ユニット６０は、互いに異なる構成であってもよい。例えば、蓋体６６は、前側の端部ユニット６０または後側の端部ユニット６０のいずれか一方にのみ、設けられ、他方は、完全閉塞されていてもよい。また、ＲＦタグ５２や発信器５４等も前側または後側の一方の端部ユニット６０にのみ設けられてもよい。

中間部材６２は、前後方向に貫通するトンネル状部材であり、当該中間部材６２の内部空間に大型の物品が収容される。中間部材６２は、図５に示すように、正面視で矩形であり、一対の側壁７０Ｓと、一対の側壁７０Ｓの下端を連結する底壁７０Ｂ（図５では見えず）と、一対の側壁７０Ｓの上端を連結する天壁７０Ｔと、を有している。この中間部材６２は、前後方向に貫通したトンネル形状となる展開状態と、その周壁（すなわち側壁７０Ｓ、天壁７０Ｔおよび底壁７０Ｂ）を前後方向に折り重ねた折畳状態と、に変更可能である。こうした折り畳みを可能にするために、中間部材６２は、堅牢な素材からなる複数の剛性シートを柔軟シートで連結して構成される。図５において、薄墨ハッチング箇所は、剛性シートが存在する箇所を示しており、濃墨ハッチング箇所は、剛性シートが無く、柔軟シートのみが存在する箇所を示している。柔軟シートのみが存在する箇所は、容易に折れ曲がる折り目として機能する。

剛性シートは、切断および屈曲が容易にできない剛性素材、例えば、金属や硬質プラスチック、炭素繊維強化プラスチック等で構成される。また、柔軟シートは、切断が困難な一方で、容易に屈曲できる素材、例えば、アラミド繊維等からなる防刃布や、炭素繊維を織ったカーボンクロス等で構成される。また、収容箱１４ｒは、外部に露出した状態で搬送されるため、中間部材６２を構成する素材は、防水性も有する。

中間部材６２の側壁７０Ｓには、当該側壁７０Ｓの上端から下端まで延び、ファスナ７６で開閉可能な切れ目７４（図１０参照）が形成されている。このファスナ７６は、展開状態では閉鎖され、折畳状態では、開封される。ここで、ファスナ７６は、スライダに連結された引き手を作業者が摘まんで引っ張ることで開閉される。本例では、このファスナ７６の引き手を、中間部材６２の内側に配置している。かかる構成とすることで、展開状態かつ取り出し開口６８が閉鎖されている状態では、ファスナ７６を開けることができない。そして、これにより、切れ目７４からの物品の抜き取りを防止できる。なお、こうしたファスナ７６は、閉鎖時において、水の浸入を防止できる防水ファスナでもよい。また、ファスナ７６は、手動で開閉されてもよいし、何らかの電動機構で自動で開閉されてもよい。例えば、ファスナ７６は、そのスライダに直進アクチュエータが組み込まれ、電動で開閉可能なオートファスナでもよい。

こうした収容箱１４ｒは、別の見方をすると、フラットに折り畳み可能な１以上のエレメント７８を前後に繋げて構成されている。図８は、一つのエレメント７８のみを抜き出した斜視図である。各エレメント７８の側面の前後方向中心には上下に伸びる切れ目７４が形成されている。この切れ目７４には、上述した通り、ファスナ７６が設けられている。また、側面の四隅からは切れ目７４に向かって４５度の傾斜で伸びる四つの第一折り目７２ａが設けられており、側面は、この第一折り目７２ａに沿って内側に折り込み可能となっている。天面および底面の前後方向中心には、幅方向に延びる第二折り目７２ｂが形成されており、天面および底面は、当該第二折り目７２ｂに沿って内側に折り込み可能となっている。

こうしたエレメント７８は、ファスナ７６を開けた上で折り目７２ａ，７２ｂに沿って織り込むことで、当該エレメント７８を構成する複数の面が前後方向に折り重なったシート状になる。図５に示す例では、中間部材６２は、二つのエレメント７８を有するが、一つの中間部材６２が有するエレメント７８の個数は、特に限定されず、一つでもよいし、三つ以上でもよい。複数のエレメント７８を前後方向に繋げた場合、各エレメント７８の繋ぎ目は、第三折り目７２ｃ（図１１参照）となる。また、中間部材６２には、側壁７０Ｓ、天壁７０Ｔ、底壁７０Ｂの境界線である第四折り目７２ｄ（図１１参照）も存在する。

次に、こうした収容箱１４ｒの折り畳みについて図９から図１２を参照して説明する。図９は、展開状態の、図１２は、折畳状態の収容箱１４ｒを示している。また、図１０は、折り畳み途中の収容箱１４ｒを示している。さらに、図１１は、折り目７２の折り方向を示す図である。図１１において、一点鎖線は、谷折り線を、二点鎖線は、山折り線を示している。

収容箱１４ｒを、折り畳む場合には、まず、側壁７０Ｓに設けられたファスナ７６を下ろして、切れ目７４を開封する。続いて、側壁７０Ｓ、天壁７０Ｔ、および、底壁７０Ｂを、折り目７２に沿って内側に折り込む。具体的には、図１１に示すように、第三折り目７２ｃおよび第四折り目７２ｄは、山折りとし、第一折り目７２ａおよび第二折り目７２ｂは、谷折りとする。そして、最終的に、図１２に示すように、側壁７０Ｓ、天壁７０Ｔ、底壁７０Ｂを前後方向に折り重ねる。この状態になれば、中間部材６２の前後方向寸法が大幅に低減される。その一方で、折畳状態における中間部材６２の正面視外寸は、展開状態における中間部材６２の正面視外寸と、同じである。そのため、折畳状態でも、中間部材６２は、一対の端部ユニット６０で挟まれ、外側に飛び出さない。その結果、収容箱１４ｒは、折り畳んだとしても、角形リング状の保持部２０の内側に問題なく配置できる。

ところで、中間部材６２を折り畳み可能とするのであれば、中間部材６２をアコーディオンのふいごのような角型蛇腹部材とすることも考えられる。こうした角型蛇腹部材も、内側に織り込まれるエレメントを複数繋げて構成される。しかし、角型蛇腹部材では、切れ目７４が形成されていない。そのため、側壁７０Ｓを大きく変形させることができない。その結果、角型蛇腹部材の場合、一つのエレメントの長さを短くせざるを得ず、折畳状態で前後方向に折り重なるシートの枚数が多くなる。そして、これにより、折り重なるシートの枚数が多くなると、その分、折畳状態における前後方向寸法が大きくなり、スペース効率の悪化を招く。一方、本例では、上述したように、側壁７０Ｓに切れ目７４を設けているため、側壁７０Ｓを大きく変形させることができる。そして、これにより、一つのエレメントの長さを長くでき、折畳状態で前後方向に折り重なるシートの枚数を低減できる。そして、結果として、折畳状態における前後方向寸法を大幅に低減できる。

次に、以上のような収容箱１４ｒを用いた大型の物品の搬送について説明する。大型の物品を搬送する際には、当該物品を、展開状態の収容箱１４ｒに収容する。収容箱１４ｒとしては、中間部材６２の長さが異なるものが複数種類、用意されている。ユーザは、この複数種類の収容箱１４ｒの中から、搬送したい物品のサイズに応じた収容箱１４ｒを選択し、物品を収容する。収容後は、物品の抜き取りを防止するために、蓋体６６をロックしておく。

物品を収容した収容箱１４ｒは、二つの物品搬送ロボット１２により保持される。すなわち、図６に示すように、前側の端部ユニット６０が、一つの物品搬送ロボット１２の保持部２０に配置され、後側の端部ユニット６０が、もう一つの物品搬送ロボット１２の保持部２０に配置される。このとき、各物品搬送ロボット１２は、サポート柱２２に設けられたロックピン３０を進出させ、端部ユニット６０の係合凹部６４にロックピン３０を係合させる。

この状態になれば、二つの物品搬送ロボット１２は、互いに連携しながら自律的に移動し、収容箱１４ｒごと物品を搬送する。なお、二つの物品搬送ロボット１２は、互いに独立して移動制御されてもよいし、一方の物品搬送ロボット１２を他方の物品搬送ロボット１２に追従移動させてもよい。例えば、前側の物品搬送ロボット１２と後側の物品搬送ロボット１２との距離が常に一定になるように、後側の物品搬送ロボット１２を、前側の物品搬送ロボット１２に追従させてもよい。

収容箱１４ｒが、配送先１１２に到達すれば、物品搬送ロボット１２は、ロックピン３０を後退させる。これにより、収容箱１４ｒが、物品搬送ロボット１２から取り出せる。配送先１１２のユーザは、収容箱１４ｒを開けて内部の物品を取り出す。物品が取り出され、収容箱１４ｒが空になれば、物品搬送ロボット１２は、この空の収容箱１４ｒを再利用するために回収する。この回収時には、収容箱１４ｒは、折り畳まれる。収容箱１４ｒを折り畳む際には、ファスナ７６を開けた上で、折り目７２に沿って中間部材６２を内側に折り込む。収容箱１４ｒが折畳状態になれば、図７に示すように、１台の物品搬送ロボット１２の保持部２０に、一対の端部ユニット６０を同時に載せる。

ここで、収容箱１４ｒが、前後方向に大きい展開状態のままでは、空であっても、当該収容箱１４ｒの搬送に２台の物品搬送ロボット１２が必要となる。一方、本例のように、収容箱１４ｒを、前後方向に小さい折畳状態とすれば、１台の物品搬送ロボット１２で収容箱１４ｒを搬送でき、もう１台の物品搬送ロボット１２は、他の荷物の搬送が行える。これにより、物品搬送ロボット１２の利用効率をより向上できる。

なお、これまで説明した構成は、一例であり、適宜、変更されてもよい。例えば、上述の説明では、収容箱１４ｒの中間部材６２を、角型トンネル状としているが、中間部材６２は、角型に限らず、断面円形でもよい。また、中間部材６２は、切れ目７４を有さない構成でもよい。また、物品搬送ロボット１２も、二つの端部ユニット６０を同時に保持できるのであれば、その構成は、適宜、変更されてもよい。

１０ 物品搬送システム、１２ 物品搬送ロボット、１４ 梱包箱、１４ｒ 収容箱、１４ｓ 小型箱、１６ 管理センタ、１８ 走行部、２０ 保持部、２２ サポート柱、２４ 上横部材、２６ 下横部材、２８ サポートレール、３０ ロックピン、３４ ロボットコントローラ、３４ａ プロセッサ、３４ｂ メモリ、３６ 通信Ｉ／Ｆ、３８ センサ群、４０ 走行モータ、４２ バッテリ、４４ スピーカ、４６ ロックアクチュエータ、４８ ＲＦＩＤリーダライタ、５２ ＲＦタグ、５４ 発信器、６０ 端部ユニット、６２ 中間部材、６４ 係合凹部、６６ 蓋体、６８ 取り出し開口、７０Ｂ 底壁、７０Ｓ 側壁、７０Ｔ 天壁、７２ 折り目、７４ 切れ目、７６ ファスナ、７８ エレメント、１００ 中継所、１０２ 運送トラック、１１０ 配送元、１１２ 配送先。

Claims (1)

1. 物品を収容する収容箱と、
   一つの収容箱を連携して搬送する２台の物品搬送ロボットと、
   を備え、前記収容箱は、
   前後方向に貫通したトンネル形状となる展開状態と、その周壁を前後方向に折り重ねた折畳状態と、に変更可能な中間部材と、
   前記中間部材の前後方向両端に接続される一対の端部ユニットと、
   を備え、各物品搬送ロボットは、
   少なくとも二つの前記端部ユニットを前後方向に並べて同時に保持可能な保持部と、
   前記保持部の下側に設けられた走行部と、
   を備えており、
   前記物品の搬送時には、前記中間部材を前記展開状態にするとともに、前記中間部材の両端に設けられた二つの前記端部ユニットを二つの前記物品搬送ロボットで分担して保持し、
   前記物品の搬送後には、前記中間部材を前記折畳状態にするとともに、前記中間部材の両端に設けられた二つの前記端部ユニットを一つの前記物品搬送ロボットで保持する、
   ことを特徴とする物品搬送システム。
   

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