JP7207258B2 - 物品搬送システム、物品搬送ロボット、および、収容箱 - Google Patents

Description

本明細書では、自律走行可能なロボットで物品を搬送する物品搬送ロボット、物品を収容する収容箱、および、これらを備えた物品搬送システムを開示する。

近年、自律走行可能なロボットを用いて物品を搬送する物品搬送ロボットが提案されている。こうした物品搬送ロボットの多くは、堅牢なコンテナを有しており、このコンテナの内部に、物品または物品を収容した収容箱が収容される。このように堅牢なコンテナ内に収容箱等を収容することで、搬送過程での収容箱の落下や盗難が防止できる。しかしながら、コンテナを設けた場合、当該コンテナのサイズ分だけ、ロボットが大型化するという問題があった。

特許文献１には、物品を外部に露出させたまま搬送する物品搬送ロボットが開示されている。具体的には、特許文献１の物品搬送ロボットは、走行部と、角型リング状の胴体部と、を有し、胴体部を貫通する開口部に、物品が収容または載置されるバスケット、箱、またはトレイが着脱可能に取り付けられる。かかる構成の場合、大型のコンテナが不要なため、物品搬送ロボットのサイズを低減できる。

特許第６３３６２３５号公報

しかしながら、特許文献１の物品搬送ロボットは、管理者が監視可能な狭いエリア内での物品搬送しか想定していないため、物品の落下や盗難に対する対策は、検討されていない。したがって、特許文献１の物品搬送ロボットは、管理者が監視できないような広いエリアでの物品搬送に適用できない。

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、搬送対象の物品の落下および盗難を防止できる搬送システム、および、当該搬送システムに用いられる物品搬送ロボットと収容箱を開示する。

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、走行部と、前記走行部の上側に設けられるとともに前記収容箱を保持する保持部と、を有する物品搬送ロボットと、を備え、前記保持部は、幅方向に間隔を開けて立脚する一対のサポート柱を有し、各サポート柱は、前記一対のサポート柱の間に配置された前記収容箱を高さ方向に支える１以上の支持体と、他のサポート柱との対向面に設けられ、前記幅方向に進退可能な１以上のロックピンであって、前記対向面から進出することで前記支持体で支えられた前記収容箱の一部と係合する１以上のロックピンと、を有する、ことを特徴とする。

この場合、物品搬送ロボットは、収容箱を外部に露出した状態のまま搬送する。換言すれば、収容箱を完全収容するコンテナ等が不要となるため、物品搬送ロボットを小型化できる。また、物品搬送ロボットは、支持体で支えられた収容箱に係合するロックピンを有するため、収容箱を外部に露出させた状態でも、収容箱の落下および盗難が効果的に防止できる。結果として、物品搬送ロボットの大型化を避けつつ、搬送対象物品の落下および盗難を防止できる。

この場合、前記収容箱は、底壁と、底壁の周囲から立脚する周壁と、前記周壁の上端開口である取り出し開口を上側から覆う蓋体と、前記蓋体の幅方向両端から下方に垂れ下がる耳部と、を有し、前記耳部には、前記ロックピンが、係合される係合凹部が形成されてもよい。

耳部にロックピンが係合されることで、耳部と繋がった蓋体の動きが規制される。結果として、蓋体の開封が防止されるため、物品の収容箱からの抜き取りを防止できる。

また、前記支持体は、前記サポート柱の前記対向面に設けられ、前記収容箱を摺動可能に下側から支えるサポートレールであり、前記サポートレールは、前記対向面に、高さ方向に等間隔で複数形成されており、前記収容箱は、その高さ寸法が互いに異なる複数種類が存在しており、前記サポートレールの配置間隔よりも大きい高さ寸法を有する収容箱の側壁には、前記レールとの干渉を避けるサイド凹部が形成されてもよい。

必要に応じて、収容箱の側壁にサイド凹部を設けることで、様々な大きさの収容箱を、保持部で保持できる。

また、さらに、前記保持部に着脱自在であり、それぞれが、連結部を有するとともに前記支持体で支持困難なオプション容器を保持可能な複数種類のアタッチメントと、を備え、前記保持部には、前記連結部と着脱自在に連結可能な１以上の被連結部が設けられてもよい。この場合、前記複数種類のアタッチメントは、前記オプション容器を吊り下げ保持する吊り型アタッチメントと、前記オプション容器を緊縛保持するバンド型アタッチメントと、の少なくとも一方を含んでもよい。

保持部に着脱自在のアタッチメントを設けることで、支持体で支持困難なオプション容器も物品搬送ロボットで保持可能となり、物品搬送ロボットの汎用性が向上する。

本明細書で開示する物品搬送ロボットは、走行部と、前記走行部の上側に設けられるとともに物品を収容した収容箱を保持する保持部であって、幅方向に間隔を開けて立脚する一対のサポート柱を有する保持部と、を備え、各サポート柱は、前記一対のサポート柱の間に配置された前記収容箱を高さ方向に支える１以上の支持体と、他のサポート柱との対向面に設けられ、前記幅方向に進退可能な１以上のロックピンであって、前記対向面から進出することで前記支持体で支えられた前記収容箱の一部と係合する１以上のロックピンと、を有する、ことを特徴とする。

この場合、物品搬送ロボットは、収容箱を外部に露出した状態のまま搬送する。換言すれば、収容箱を完全収容するコンテナ等が不要となるため、物品搬送ロボットを小型化できる。また、物品搬送ロボットは、支持体で支えられた収容箱に係合するロックピンを有するため、収容箱を外部に露出させた状態でも、収容箱の落下および盗難が効果的に防止できる。結果として、物品搬送ロボットの大型化を避けつつ、搬送対象物品の落下および盗難を防止できる。

本明細書で開示する収容箱は、物品を収容し、物品搬送ロボットにより保持される収容箱であって、底壁と、前記底壁から立脚する周壁と、前記周壁の上端開口である取り出し開口を上側から覆う蓋体と、前記蓋体の幅方向両端から下方に垂れ下がる耳部と、少なくとも前記耳部に形成され、前記物品搬送ロボットに設けられたロックピンが、係合される係合凹部と、を備えることを特徴とする。

耳部にロックピンが係合されることで、耳部と繋がった蓋体の動きが規制される。結果として、蓋体の開封が防止されるため、物品の収容箱からの抜き取りを防止できる。

この場合、前記収容箱は、前記周壁が前記底壁に対して直角に立ち上がる組み立て姿勢と、前記周壁の少なくとも一部および前記蓋体が前記底壁と平行になる折畳姿勢と、に変更可能であり、前記折畳姿勢における前記収容箱の平面サイズは、前記組み立て姿勢における前記収容箱の平面サイズと同じであり、前記折畳姿勢において、前記周壁の少なくとも一部は、前記蓋体と前記耳部とで挟まれてもよい。

前記折畳姿勢における前記収容箱の平面サイズは、前記組み立て姿勢における前記収容箱の平面サイズと同じにすることで、折畳姿勢の収容箱も、物品搬送ロボットで容易に保持できる。また、折畳姿勢において、周壁の少なくとも一部を、蓋体と耳部とで挟み持つことで、折畳姿勢を維持しやすくなる。

また、収容箱は、さらに、外部機器で検出可能な位置追跡信号を出力する発信器を有してもよい。

かかる構成とすることで、収容箱の位置を特定できるため、収容箱を確実に回収できる。そして、回収した収容箱を繰り返し使用することで資源を有効活用できる。

本明細書で開示する物品搬送システム、物品搬送ロボット、および、収容箱によれば、物品搬送ロボットの大型化を避けつつ、搬送対象物品の落下および盗難を防止できる。

物品搬送システム全体の構成例を示す図である。 物品搬送ロボットの斜視図である。 収容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収容箱の電気的構成を示すブロック図である。 小サイズの収容箱の斜視図である。 中サイズの収容箱の斜視図である。 蓋を開けた状態の中サイズの収容箱の斜視図である。 保持部に収容箱をセットした状態での係合凹部周辺の概略的な縦断面図である。 位置決め手段の一例を示す斜視図である。 位置決め手段の他の一例を示す断面図である。 折畳姿勢の収容箱の斜視図である。 収容箱の展開図である。 収容箱の分解斜視図である。 折り畳み途中の収容箱の斜視図である。 折り畳み途中の収容箱の斜視図である。 収容箱以外の容器も保持可能な物品搬送ロボットの保持部の一部斜視図である。 保持部に吊り型アタッチメントを取り付ける様子を示す斜視図である。 保持部にバンド型アタッチメントを取り付けた様子を示す斜視図である。

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、物品を収容する収容箱１４と、当該収容箱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、収容箱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、収容箱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。この収容箱１４は、後述するように、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、物品が収容された収容箱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、収容箱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、収容箱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、物品が収容された収容箱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、物品が収容箱１４から取り出されれば、物品搬送ロボット１２は、空になった収容箱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、収容箱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、収容箱１４を配送元１１０に「貸与」しているが、収容箱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および収容箱１４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、収容箱１４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および収容箱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、規定サイズの収容箱１４を保持する。この保持部２０は、図２に示すように、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。したがって、保持部２０の奥行き方向両端は、閉鎖されることなく、貫通している。収容箱１４は、図３に示すように、この保持部２０の貫通箇所に配置され、保持される。なお、後に詳説するが、図３から明らかな通り、収容箱１４の奥行き寸法は、保持部２０の奥行き寸法よりも充分に大きい。そのため、収容箱１４を保持部２０に配置した場合、収容箱１４の前部および後部は、保持部２０の前端および後端から突出し、外部に露出する。

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、収容箱１４を摺動可能に下側から支える支持体として機能する。保持部２０である角形リングの内側空間は、この五つのサポートレール２８により、高さ方向に四つのエリアに区分けされる。以下では、高さ方向に区分けされる四つのエリアそれぞれを「ブロックＢｌ」と呼ぶ。

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。このロックピン３０は、一つのブロックＢｌの左右両側に一つずつ、合計二つ設けられている。各ロックピン３０は、幅方向に進退可能であり、進出することで収容箱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、収容箱１４に係合することで、収容箱１４の落下や盗難が防止されるが、これについては、後述する。

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、特に限定されない。したがって、ロックアクチュエータ４６は、ソレノイドアクチュエータ等の電磁シリンダでもよい。また、ロックアクチュエータ４６は、空圧シリンダや、油圧シリンダ、リニアモータ等を含むアクチュエータでもよい。さらに、ロックアクチュエータ４６は、回転モータと伝達機構を組み合わせたアクチュエータでもよい。ロックアクチュエータ４６は、非通電時に、ロックピン３０を進出させ、通電時にロックピン３０を退避させる構成でもよい。かかる構成とすることで、電源喪失時でも、ロックピン３０を進出させることができ、収容箱１４の盗難を防止できる。

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、収容箱１４の側壁６０Ｓ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、収容箱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、収容箱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、本例の収容箱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収容箱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、各収容箱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、収容箱１４の配送情報が必要な場合には、管理センタ１６に、当該収容箱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。

サポート柱２２の前面には、複数の通知ランプ３２も設けられている。この通知ランプ３２は、各ブロックＢｌの左右両側に一つずつ設けられている。本例では、四つのブロックＢｌが存在するため、通知ランプ３２は、左右それぞれに四つずつ、合計八つ設けられている。この通知ランプ３２は、例えば、ＬＥＤ等の光源を有している。かかる通知ランプ３２を選択的に点灯させることで、ユーザに、注目すべきブロックＢｌを提示できる。例えば、配送元１１０から収容箱１４を受け取る際、当該収容箱１４を収容可能なブロックＢｌに対応する通知ランプ３２を点灯させることで、当該収容箱１４を差し込む位置をユーザに認知させることができる。また、配送先１１２に収容箱１４を届けた際には、当該収容箱１４が収容されたブロックＢｌに対応する通知ランプ３２を点灯させることで、ユーザが取り出すべき収容箱１４をユーザに認識させることができる。

また、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。

収容箱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。この収容箱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。本例では、高さが異なる複数種類のサイズの収容箱１４を用意している。いずれのサイズの収容箱１４も、その平面サイズは同じである。すなわち、いずれのサイズの収容箱１４も、一対のサポート柱２２の対向距離より僅かに小さい幅寸法を有し、サポート柱２２の奥行き寸法よりも充分に大きな奥行き寸法を有する。

また、収容箱１４の高さ寸法は、サポートレール２８の高さ方向の配置間隔、すなわち、ブロックＢｌの高さ寸法を基準として設定されている。以下では、収容箱１４のサイズのうち、１ブロックを占有するサイズを「小サイズ」と呼ぶ。同様に、２ブロックを占有するサイズを「中サイズ」、３ブロックを占有するサイズを「大サイズ」、４ブロックを占有するサイズを「特大サイズ」と呼ぶ。図３の図示例では、物品搬送ロボット１２は、小サイズの収容箱１４を二つ、中サイズの収容箱１４を一つ、保持している。

こうした収容箱１４には、上述した通り、ＲＦタグ５２が固着されている。さらに、収容箱１４には、発信器５４（図４、図５参照）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を収容箱１４に固着しておくことで、収容箱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、本例の収容箱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。かかる収容箱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、収容箱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を当該収容箱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、収容箱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。

次に、収容箱１４の機械的な構成について、図５～図７を参照して説明する。図５は、小サイズの収容箱１４の斜視図であり、図６は、中サイズの収容箱１４の斜視図である。また、図７は、蓋を開けた状態の中サイズの収容箱１４の斜視図である。

上述した通り、本例では、小、中、大、特大サイズの４種類の収容箱１４を設けている。これらの収容箱１４は、その平面サイズは互いに同じであり、その高さ寸法のみが異なっている。収容箱１４の高さ寸法は、１ブロックの高さ寸法（ひいてはサポートレール２８の配置間隔）の整数倍、あるいは、１ブロックの高さ寸法の整数倍からサポートレール２８の高さ寸法を減算した値と、ほぼ同じである。

以下では、主に中サイズの収容箱１４を例に挙げて、収容箱１４の構成を説明する。収容箱１４は、底壁５９（図５、図６では見えず）と、底壁５９から立脚する周壁６０と、を有している。周壁６０は、前壁６０Ｆと、後壁６０Ｒ（図５、図６では見えず）と、一対の側壁６０Ｓと、を含む。このうち、側壁６０Ｓは、前壁６０Ｆおよび後壁６０Ｒに比べて肉厚な肉厚部７４を有している。周壁６０の上端開口は、物品を出し入れするため取り出し開口６１（図７参照）となる。中サイズ以上の収容箱１４の場合、この肉厚部７４に、サポートレール２８との干渉を避けるためのサイド凹部６８が、形成されている。このサイド凹部６８は、収容箱１４の底面から、サポートレール２８の配置間隔の整数倍だけ離れた箇所に形成されている。

取り出し開口６１は、複数の蓋フラップ６２Ｆ，６２Ｒ，６２Ｓで構成される蓋体６２により上側から覆われる。前蓋フラップ６２Ｆ、後蓋フラップ６２Ｒ、サイド蓋フラップ６２Ｓは、それぞれ、前壁６０Ｆ、後壁６０Ｒ、側壁６０Ｓの上端に接続されたフラップである。収容箱１４を閉じる際には、まず、一対のサイド蓋フラップ６２Ｓを側壁６０Ｓに対して９０度の角度で内側に折る。次いで、後蓋フラップ６２Ｒを後壁６０Ｒに対して９０度の角度で内側に折り、最後に、前蓋フラップ６２Ｆを前壁６０Ｆに対して９０度の角度で内側に折る。このとき、前蓋フラップ６２Ｆと後蓋フラップ６２Ｒとの重なり部分が生じるように、前蓋フラップ６２Ｆの先端は、後蓋フラップ６２Ｒの先端よりも後方に位置する。

前蓋フラップ６２Ｆの幅方向両側には、耳フラップ６４が接続されている。耳フラップ６４は、図５、図６に示すように、収容箱１４の蓋を閉じた際、前蓋フラップ６２Ｆの幅方向両端から、側壁６０Ｓの外側に垂れ下がるフラップである。この耳フラップ６４には、前後方向に長尺な長孔である貫通孔７０ａが形成されている。また、側壁６０Ｓの肉厚部７４のうち、貫通孔７０ａと正対する箇所には、前後方向に長尺な凹部７０ｂが、形成されている。この貫通孔７０ａおよび凹部７０ｂは、ロックピン３０が、進入して係合する係合凹部７０となる。これについて、図８を参照して説明する。

図８は、保持部２０に収容箱１４をセットした状態での係合凹部７０周辺の概略的な縦断面図である。図８に示すように、また、上述したように、収容箱１４の取り出し開口６１は、前蓋フラップ６２Ｆを含む蓋体６２で上側から覆われている。収容箱１４を保持部２０にセットする場合、ユーザは、収容箱１４をサポートレール２８に載置したうえで、耳フラップ６４および側壁６０Ｓの係合凹部７０が、サポート柱２２に設けられたロックピン３０と正対する位置まで、収容箱１４をサポートレール２８に沿って摺動させる。

その状態になれば、ロックピン３０は、収容箱１４側に進出し、係合凹部７０の中へと入り込み、耳フラップ６４および側壁６０Ｓと係合する。この係合により、収容箱１４の保持部２０からの離脱が阻害される。これにより、収容箱１４の保持部２０からの落下や、盗難を効果的に防止できる。また、貫通孔７０ａが形成された耳フラップ６４は、前蓋フラップ６２Ｆに繋がっている。かかる耳フラップ６４の動きがロックピン３０により規制されることで、前蓋フラップ６２Ｆの開放動作も規制される。そして、このように収容箱１４の蓋の開封が規制されることで、収容箱１４内の物品の取り出しが規制されるため、物品の抜き取り（すなわち物品の盗難）を効果的に防止できる。

ここで、ロックピン３０および係合凹部７０を設ける理由について説明する。繰り返し述べている通り、本例では、収容箱１４は、その一部が、物品搬送ロボット１２の保持部２０の外側に露出した状態で搬送される。かかる構成とした場合、搬送過程において、収容箱１４が、保持部２０から落下したり、盗難されたりするおそれがあった。かかる問題を避けるために、物品搬送ロボット１２に、ロック可能なコンテナを設け、当該コンテナに収容箱１４を完全収容することも考えられる。しかし、この場合、コンテナのサイズ分だけ、物品搬送ロボット１２が大型化、重量化する。また、こうしたコンテナは、物品搬送ロボット１２に対して分離不能であるため、荷物の大きさに合わせてコンテナのサイズを変えることができなかった。この場合、様々なサイズの荷物を運ぶためには、コンテナのサイズを大きくせざるを得ず、スペース効率が悪かった。もちろん、スペース効率を向上するために、一つのコンテナに、複数の荷物を積み込むことも考えられるが、かかる構成とした場合、配送先１１２において、荷物の取り間違えが生じるおそれがあった。つまり、荷物を完全収容するコンテナを設けた場合、スペース効率の悪化や、荷物の取り間違えという問題が生じる。一方、本例では、上述した通り、ロックピン３０および係合凹部７０を設けているため、収容箱１４外部に露出させつつも、収容箱１４の落下および盗難を防止できる。

なお、ここでは、一つの側壁６０Ｓに、一つの係合凹部７０を設けているが、係合凹部７０、およびこれに対応するロックピン３０の個数は、適宜変更されてもよい。例えば、係合凹部７０は、一つの側壁６０Ｓに二つ以上設けられてもよい。このとき、係合凹部７０およびロックピン３０を前後対称配置とすれば、収容箱１４を前後逆にして保持部２０に挿入しても、問題なくロックできる。結果として、収容箱１４を保持部２０にセットするユーザは、収容箱１４の前後を気にする必要がなくなるため、セット作業を簡易化できる。

ところで、ロックピン３０を係合凹部７０に係合させるためには、収容箱１４を、当該係合凹部７０がロックピン３０と正対する位置（以下「適正位置」と呼ぶ）にセットする必要がある。かかる位置に収容箱１４を配置できるように、収容箱１４およびサポート柱２２に、何らかの位置決め手段を設けてもよい。位置決め手段は、例えば、収容箱１４に付された位置決めマーク７６（図５参照）でもよい。位置決めマーク７６は、収容箱１４に設けられ、保持部２０の一部と位置合わせすることで、収容箱１４を適正位置に導くマークである。図５の図示例では、位置決めマーク７６として、収容箱１４を適正位置にセットした状態での、サポート柱２２の前端および後端を示すラインを側壁６０Ｓに設けている。この場合、ユーザは、収容箱１４をサポートレール２８に載置した後、このライン（位置決めマーク７６）が、サポート柱２２の前端および後端と一致する位置まで収容箱１４を摺動させればよい。

また、別の形態として、位置決め手段は、サポート柱２２および収容箱１４の一方に設けられる位置決め凹部７８ａと、他方に設けられる位置決め突起７８ｂと、を有してもよい。例えば、図９Ａに示すように、サポートレール２８の上面に、位置決め凹部７８ａを設け、図５に示すように、収容箱１４の底面に位置決め突起７８ｂを設けてもよい。この場合、位置決め突起７８ｂは、収容箱１４を適正位置にセットした際に、位置決め凹部７８ａに嵌まり込む位置に設けられる。収容箱１４を保持部２０にセットする際、ユーザは、収容箱１４を前側から保持部２０内に差し込み、サポートレール２８に沿って奥側に押す。この過程で、収容箱１４に設けられた位置決め突起７８ｂが、サポートレール２８に設けられた位置決め凹部７８ａの真上に到達すれば、重力により、位置決め突起７８ｂが、位置決め凹部７８ａ内に嵌まり込む。これにより、収容箱１４を奥側に押すために必要な力が一時的に急増するため、ユーザは、収容箱１４が、適正位置に到達したことを容易に理解できる。

また、別の形態として、図９Ｂに示すように、収容箱１４の側面に位置決め凹部７８ａを設け、サポート柱２２の対向面に位置決め突起７８ｂを設けてもよい。この場合、位置決め突起７８ｂは、バネにより進出方向に付勢されている。この場合も、収容箱１４が、適正位置に到達すれば、位置決め突起７８ｂが、位置決め凹部７８ａに嵌まり込む。そして、これにより、収容箱１４を奥側に押すために必要な力が一時的に急増するため、ユーザは、収容箱１４が、適正位置に到達したことを容易に理解できる。

また、上述の位置決め手段に替えて、または、加えて、収容箱１４が適正位置に達したことを検出可能な位置決めセンサ８２を設けてもよい。かかる位置決めセンサ８２としては、例えば、ホール素子や光電センサ等が挙げられる。ホール素子は、検出マグネットとの距離に応じた電気信号を出力するセンサである。ホール素子を用いる場合には、収容箱１４の側壁６０Ｓのうち、収容箱１４が適正位置に達した際に、ホール素子と正対する位置に検出マグネット８２ａ（図６参照）を固着しておけばよい。また、光電センサは、光を照射し、その光の反射光に基づいて、対向する物体の有無や表面状態の変化を検出するセンサである。光電センサを用いる場合には、収容箱１４の側壁６０Ｓのうち、収容箱１４が適正位置に達した際に、光電センサと正対する位置に、周辺と異なる反射率を有する検出面８２ｂ（図６参照）を設ければよい。ロボットコントローラ３４は、こうした位置決めセンサ８２で、収容箱１４が適正位置に達したことが検出されたタイミングで、ロックピン３０を進出させればよい。

ところで、これまで繰り返し述べた通り、本例の収容箱１４は、物品の搬送後は、回収されて、繰り返し使用される。この収容箱１４を回収する際の効率を向上するために、収容箱１４は、折り畳み可能となっている。すなわち、収容箱１４は、その周壁６０（すなわち前壁６０Ｆ、後壁６０Ｒ、側壁６０Ｓ）がその底壁５９に対して直角に立ち上がる組み立て姿勢と、その周壁６０の少なくとも一部および蓋体６２がその底壁５９と平行になる折畳姿勢と、に変更可能となっている。これについて、図１０から図１４を参照して説明する。図１０は、折畳姿勢の収容箱１４の斜視図である。図１１は、収容箱１４の展開図であり、図１２は、収容箱１４の分解斜視図である。さらに、図１３および図１４は、折り畳み途中の収容箱１４の斜視図である。

図１０に示すように、折畳姿勢において、収容箱１４の側壁６０Ｓ、前壁６０Ｆ、後壁６０Ｒは、その少なくとも一部が、底壁５９と平行になるように折り畳まれる。これにより、収容箱１４の高さ寸法が大幅に低減され、一つの物品搬送ロボット１２で回収して保持できる収容箱１４の個数を増やすことができる。一方で、折畳姿勢における収容箱１４の平面サイズは、組み立て姿勢における平面サイズと同じである。そのため、折畳姿勢の収容箱１４は、組み立て姿勢の収容箱１４と同様に、１対のサポート柱２２の間に差し込んで、保持できる。また、折り畳み姿勢において、耳フラップ６４は、最上面、図示例では、後壁６０Ｒの上側に位置するように折り返される。底壁５９と平行になるように畳まれた周壁６０の少なくとも一部は、この耳フラップ６４と前蓋フラップ６２Ｆとで挟まれる。この耳フラップ６４の折り返し状態を維持するために、耳フラップ６４を最上面（図示例では後壁６０Ｒ）に結合させる結合機構を設けてもよい。結合機構は、例えば、マグネット、スナップ、面ファスナ等を含んでもよい。かかる結合機構を設けることで、折り畳み姿勢を確実に維持できる。

収容箱１４は、その破損を防止しつつも、容易に折り畳めるように、複数の剛性シートを、柔軟シートで連結する構成でもよい。この場合、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。この剛性シート部は、収容箱１４の折り目を跨がないように配置される。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１４は、外部に露出した状態で搬送されるため、収容箱１４を構成する素材は、防水性も有する。

本例の収容箱１４は、図１１、図１２に示すように、一つのメインピース８４と、二つのサブピース８６と、で構成される。メインピース８４は、１方向に長尺な略長方形のピースで、１列に並んだ前蓋フラップ６２Ｆ、前壁６０Ｆ、底壁５９、後壁６０Ｒ、後蓋フラップ６２Ｒを含む。サブピース８６は、略十字状のピースで、側壁６０Ｓと、側壁６０Ｓの上端に繋がったサイド蓋フラップ６２Ｓと、側壁６０Ｓの下端に繋がった第一接合部６３と、側壁６０Ｓの両側に繋がった連結フラップ６６と、を含む。連結フラップ６６の先端には、三角形状の第二接合部６７が存在する。このサブピース８６の第一接合部６３は底壁５９に接合され、連結フラップ６６の第二接合部６７が、前壁６０Ｆおよび後壁６０Ｒに接合される。図１２におけるハッチング箇所は、それぞれ、第一接合部６３および第二接合部６７が、接合される被接合箇所６３＊，６７＊を示している。

収容箱１４を折り畳む際には、図１３に示すように、メインピース８４がフラットになるように、前蓋フラップ６２Ｆおよび後蓋フラップ６２Ｒを互いに離れる方向に引っ張る。このとき、連結フラップ６６のうち、第二接合部６７以外の箇所は、４５度に折り返される。そして、連結フラップ６６の先端が４５度に折れることで、サブピース８６が、メインピース８４の上にフラットに折り重なる。

メインピース８４およびサブピース８６がフラットになれば、続いて、図１４に示すように、前蓋フラップ６２Ｆが前壁６０Ｆに、後蓋フラップ６２Ｒが後壁６０Ｒに重なるように折り曲げたうえで、前壁６０Ｆおよびこれに接合されている連結フラップ６６を、底壁５９と平行になるように折り曲げる。そして、図１４において矢印で示すように、底壁５９と平行になった前壁６０Ｆの上に、後蓋フラップ６２Ｒおよび後壁６０Ｒが重なるように後壁６０Ｒも折り曲げる。最後に、耳フラップ６４を、底壁５９と平行な後壁６０Ｒの上に重なるように折り曲げれば、収容箱１４が、折畳姿勢になる。なお、ここでは、中サイズの収容箱１４を例に挙げて説明しているが、その他のサイズの収容箱１４の場合は、そのサイズに応じて、折り目の位置や周壁６０のサイズを、適宜変更すればよい。

ここで、これまでの説明では、物品を収容箱１４に収容する場合を例に挙げている。しかし、物品の形状によっては、収容箱１４の利用が適さない場合も考えられる。そこで、収容箱１４以外の容器も保持可能な物品搬送ロボット１２について、図１５から図１７を参照して説明する。図１５は、かかる物品搬送ロボット１２の保持部２０の一部斜視図である。また、図１６は、保持部２０に吊り型アタッチメント９６ａを取り付ける様子を示す斜視図であり、図１７は、保持部２０にバンド型アタッチメント９６ｂを取り付けた様子を示す斜視図である。

この物品搬送ロボット１２は、保持部２０に、複数の被連結部９４が、設けられている。各被連結部９４には、後述するアタッチメント９６の連結部９７が着脱可能に連結される。この連結の構成は、着脱自在であれば、特に限定されない。したがって、被連結部９４および連結部９７は、磁気式バックル（例えばＦＩＤＲＯＣＫ（登録商標）等）で連結されてもよいし、螺合や嵌合で連結されてもよい。また、被連結部９４および連結部９７の意図しない離脱を防止するために、被連結部９４に、ロック機構、例えば、ロックピン３０のように進出することで連結部９７に係合するピン等を設けてもよい。

アタッチメント９６は、サポートレール２８で支持困難なオプション容器９９を保持する部材である。アタッチメント９６は、複数種類、用意されてもよい。複数種類のアタッチメント９６は、例えば、図１６に示す吊り型アタッチメント９６ａ、および、図７に示すバンド型アタッチメント９６ｂを含んでもよい。吊り型アタッチメント９６ａは、その下側に、バッグ等のオプション容器９９を吊り下げ保持する。また、バンド型アタッチメント９６ｂは、オプション容器９９を緊縛保持するもので、バンドおよび当該バンドの締め付け状態を維持するバックルを有している。また、図示しないが、複数のアタッチメント９６は、スーツケースに連結部９７を取り付けたものを含んでもよい。また、現在、取っ手のない大きな袋、箱を梱包した紐にかけて用いられるプラスチック製の手提げホルダが広く知られている。複数のアタッチメント９６は、かかる手提げホルダに連結部９７を取り付けたものを含んでもよい。

オプション容器９９を物品搬送ロボット１２で搬送したい場合、ユーザは、予め用意された複数種類のアタッチメント９６の中から、オプション容器９９の形状に応じたアタッチメント９６を選択し、保持部２０の被連結部９４に取り付ける。そして、保持部２０に取り付けられたアタッチメント９６に、オプション容器９９を取り付ければよい。このように、複数種類のアタッチメント９６を用意するとともに、当該アタッチメント９６が着脱可能な被連結部９４を保持部２０に設けておけば、様々な形態のオプション容器９９も搬送可能となる。

なお、これまで説明した構成は、いずれも一例であり、物品搬送ロボット１２に、進退可能なロックピン３０が、収容箱１４に当該ロックピン３０が係合可能な係合凹部７０が、それぞれ設けられているのであれば、その他の構成は、変更されてもよい。例えば、収容箱１４を高さ方向に支える支持体は、収容箱１４を下側から支えるサポートレール２８に限らず、収容箱１４を吊り下げ保持する吊りレールでもよい。また、本例では、収容箱１４を折り畳み可能としているが、収容箱１４は、折り畳めなくてもよい。

１０ 物品搬送システム、１２ 物品搬送ロボット、１４ 収容箱、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、３２ 通知ランプ、３４ ロボットコントローラ、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、５９ 底壁、６０ 周壁、６１ 取り出し開口、６２ 蓋体、６３ 第一接合部、６４ 耳フラップ、６６ 連結フラップ、６７ 第二接合部、６８ サイド凹部、７０ 係合凹部、７４ 肉厚部、７６ 位置決めマーク、７８ａ 位置決め凹部、７８ｂ 位置決め突起、８２ 位置決めセンサ、８４ メインピース、８６ サブピース、９４ 被連結部、９６ アタッチメント、９７ 連結部、９９ オプション容器、１００ 中継所、１０２ 運送トラック、１１０ 配送元、１１２ 配送先。

Claims (9)

1. 物品を収容する収容箱と、
   走行部と、前記走行部の上側に設けられるとともに前記収容箱を保持する保持部と、を有する物品搬送ロボットと、
   を備え、
   前記保持部は、幅方向に間隔を開けて立脚する一対のサポート柱を有し、
   各サポート柱は、
   前記一対のサポート柱の間に配置された前記収容箱を高さ方向に支える１以上の支持体と、
   他のサポート柱との対向面に設けられ、前記幅方向に進退可能な１以上のロックピンであって、前記対向面から進出することで前記支持体で支えられた前記収容箱の一部と係合する１以上のロックピンと、
   を有する、ことを特徴とする物品搬送システム。
2. 請求項１に記載の物品搬送システムであって、
   前記収容箱は、底壁と、底壁の周囲から立脚する周壁と、前記周壁の上端開口である取り出し開口を上側から覆う蓋体と、前記蓋体の幅方向両端から下方に垂れ下がる耳部と、を有し、
   前記耳部には、前記ロックピンが、係合される係合凹部が形成されている、
   ことを特徴とする物品搬送システム。
3. 請求項１または２に記載の物品搬送システムであって、
   前記支持体は、前記サポート柱の前記対向面に設けられ、前記収容箱を摺動可能に下側から支えるサポートレールであり、
   前記サポートレールは、前記対向面に、高さ方向に等間隔で複数形成されており、
   前記収容箱は、その高さ寸法が互いに異なる複数種類が存在しており、
   前記サポートレールの配置間隔よりも大きい高さ寸法を有する収容箱の側壁には、前記レールとの干渉を避けるサイド凹部が形成されている、
   ことを特徴とする物品搬送システム。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載の物品搬送システムであって、
   さらに、前記保持部に着脱自在であり、それぞれが、連結部を有するとともに前記支持体で支持困難なオプション容器を保持可能な複数種類のアタッチメントと、を備え、
   前記保持部には、前記連結部と着脱自在に連結可能な１以上の被連結部が設けられる、
   ことを特徴とする物品搬送システム。
5. 請求項４に記載の物品搬送システムであって、
   前記複数種類のアタッチメントは、前記オプション容器を吊り下げ保持する吊り型アタッチメントと、前記オプション容器を緊縛保持するバンド型アタッチメントと、の少なくとも一方を含む、ことを特徴とする物品搬送システム。
6. 走行部と、
   前記走行部の上側に設けられるとともに物品を収容した収容箱を保持する保持部であって、幅方向に間隔を開けて立脚する一対のサポート柱を有する保持部と、
   を備え、各サポート柱は、
   前記一対のサポート柱の間に配置された前記収容箱を高さ方向に支える１以上の支持体と、
   他のサポート柱との対向面に設けられ、前記幅方向に進退可能な１以上のロックピンであって、前記対向面から進出することで前記支持体で支えられた前記収容箱の一部と係合する１以上のロックピンと、
   を有する、ことを特徴とする物品搬送ロボット。
7. 物品を収容し、請求項１から６のいずれか１項に記載の物品搬送ロボットにより保持される収容箱であって、
   底壁と、
   前記底壁から立脚する周壁と、
   前記周壁の上端開口である取り出し開口を上側から覆う蓋体と、
   前記蓋体の幅方向両端から下方に垂れ下がる耳部と、
   少なくとも前記耳部に形成され、前記物品搬送ロボットに設けられたロックピンが係合される係合凹部と、
   を備えることを特徴とする収容箱。
8. 請求項７に記載の収容箱であって、
   前記収容箱は、前記周壁が前記底壁に対して直角に立ち上がる組み立て姿勢と、前記周壁の少なくとも一部および前記蓋体が前記底壁と平行になる折畳姿勢と、に変更可能であり、
   前記折畳姿勢における前記収容箱の平面サイズは、前記組み立て姿勢における前記収容箱の平面サイズと同じであり、
   前記折畳姿勢において、前記周壁の少なくとも一部は、前記蓋体と前記耳部とで挟まれる、
   ことを特徴とする収容箱。
9. 請求項７または８に記載の収容箱であって、
   さらに、外部機器で検出可能な位置追跡信号を出力する発信器を有する、ことを特徴とする収容箱。

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