JP7373952B2 - 搬送システム及び無人搬送車 - Google Patents

Description

本発明は、搬送システム及び無人搬送車に関する。

近年、工場等において、荷を無人で搬送する無人搬送車（例えばＡＧＶ：Automated Guided Vehicle）の適用が進んでいる。このニーズの高まりに伴い無人搬送車の性能向上が進んでおり、本体重量よりも積載可能重量が大きいものもリリースされてきている。

一般に、重い荷を搬送する場合には、無人搬送車が荷の下に潜り込んで持ち上げて移載するリフトアップ方式が採られる。しかし、リフトアップ方式では、無人搬送車が潜り込む動作を行うためのスペースや時間が必要となる。
そのため、図５に示すように、無人搬送車上のコンベア等でそのまま簡便に移載できる方式が望ましい。しかしこの場合には、荷の移載時に、荷の重心が無人搬送車の外側に移動するに伴って無人搬送車本体に大きな転倒モーメントが作用し、無人搬送車が転倒するおそれがある。

この点、特許文献１に記載の技術では、無人搬送車側に設けた被係合部（係合孔）に係合する係合部（係合突起）が移載先のステーションに設けられており、これらを係合させることにより無人搬送車の転倒を防止している。

特開平６－２９８３４３号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の技術では、無人搬送車の被係合部とステーションの係合部とを係合させるために、無人搬送車とステーションの精緻な位置決めが必要となる。そのため、煩雑な無人搬送車の動作制御やそのための時間を要してしまう。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、荷の移載時における無人搬送車の転倒を簡便に防止することを目的とする。

本発明に係る搬送システムは、荷を搬送する無人搬送車と、前記無人搬送車との間で荷が移載される少なくとも１つのステーションと、を備える搬送システムであって、
前記無人搬送車及び前記ステーションの少なくとも一方は、前記荷の移載時に前記無人搬送車と前記ステーションとの間に架け渡されて前記荷を移動させるための架橋部材を有し、
前記架橋部材は、前記無人搬送車及び前記ステーションの少なくとも一方の平面視における内側に配置された第１の状態と、当該少なくとも一方の平面視における外側に延出した第２の状態とを取り得るように構成され、
前記無人搬送車及び前記ステーションの少なくとも一方は、前記架橋部材が前記第１の状態及び前記第２の状態のいずれの状態にあるかを検知する検知手段を有し、
前記検知手段は、前記架橋部材を前記第１の状態と前記第２の状態とに切り替えるサーボモータのエンコーダ出力に基づいて、前記架橋部材が前記第１の状態及び前記第２の状態のいずれの状態にあるかを検知する構成とした。

本発明に係る無人搬送車は、荷の搬送と、ステーションとの間での荷の移載とを行う無人搬送車であって、
前記荷の移載時に前記ステーションとの間に架け渡されて前記荷を移動させるための架橋部材を備え、
前記架橋部材は、当該無人搬送車の平面視における内側に配置された第１の状態と、当該無人搬送車の平面視における外側に延出した第２の状態とを取り得るように構成され、
前記架橋部材が前記第１の状態及び前記第２の状態のいずれの状態にあるかを検知する検知手段を備え、
前記検知手段は、前記架橋部材を前記第１の状態と前記第２の状態とに切り替えるサーボモータのエンコーダ出力に基づいて、前記架橋部材が前記第１の状態及び前記第２の状態のいずれの状態にあるかを検知する構成とした。

本発明によれば、荷の移載時における無人搬送車の転倒を簡便に防止することができる。

本実施形態に係る搬送システムの機能構成を示すブロック図である。 本実施形態に係る搬送システムが備える（ａ）無人搬送車を示す図であり、（ｂ）ステーションを示す図である。 無人搬送車からステーションへの荷の移載動作を説明するための図である。 無人搬送車からステーションへの荷の移載動作を説明するための図である。 従来の荷の移載動作を説明するための図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

［搬送システムの全体構成］
図１は、本実施形態に係る搬送システム１の機能構成を示すブロック図であり、図２（ａ）、（ｂ）は、搬送システム１が備える無人搬送車１０及びステーション３０を示す図である。
本実施形態に係る搬送システム１は、例えば倉庫又は工場等で無人で荷を搬送するシステムである。具体的には、図１に示すように、搬送システム１は、複数のステーション３０と、複数のステーション３０の間で荷を搬送する無人搬送車１０と、サーバ装置４０とを備える。

無人搬送車１０は、無人で荷を搬送する装置である。無人搬送車１０は、搬送ルートを走行するための構成として、走行モータ１２、操舵装置１３、制動装置１４、走行制御部１５及びこれらが組付けられた台車１０ａ（図２参照）を備える。走行制御部１５は、例えばマイクロコンピュータであり、走行モータ１２及び操舵装置１３の駆動制御により台車１０ａの車輪１１の駆動及び操舵を行い、走行ルートに沿って台車１０ａを走行させる。また、走行制御部１５は、制動装置１４の駆動又は走行モータ１２の回生駆動により、無人搬送車１０の制動を行う。走行ルートは、事前に決められたルートであってもよいし、無人搬送車１０が自律的に計算して導き出したルートなどであってもよい。走行方式は、自律的に走行ルートを決めて走行するＳＬＡＭ（Simultaneous Localization And Mapping）機能を用いたものであってもよいし、磁気テープやＧＰＳ（Global Positioning System）を利用したものであってもよい。

また、無人搬送車１０は、図１及び図２（ａ）に示すように、ステーション３０との間で荷Ｌを移載するための構成として、荷台コンベア２１、在荷センサ２２、２つの移載コンベア２３、コンベア用モータ２４及び移載制御部２５を備える。
荷台コンベア２１は、台車１０ａ上の略全面に亘って設けられている。この荷台コンベア２１は、荷Ｌが搭載される荷台であるとともに、荷Ｌを例えば走行の前後方向に移動可能なコンベアである。
在荷センサ２２は、例えばレーザレーダ、超音波レーダ又は撮像カメラなどであり、荷台コンベア２１上の荷Ｌの有無を検出する。

２つの移載コンベア２３は、ステーション３０との間での荷Ｌの移載時に無人搬送車１０とステーション３０との間に架け渡されて荷を移動させるための架橋部材であり、本実施形態では所定の長さを有するコンベアである。２つの移載コンベア２３（２３ａ、２３ｂ）は、荷台コンベア２１の前端と後端に連結され、各々が荷台コンベア２１と同方向に荷Ｌを移動可能となっている。
各移載コンベア２３は、荷台コンベア２１との連結部を基端部として、当該基端部回りに回動可能に当該荷台コンベア２１と連結されている。そして、各移載コンベア２３は、この基端部回りの回動により、先端側を上方に向けて起立した起立状態（図２（ａ）の実線の状態）と、先端側を台車１０ａの平面視での外側に配置して倒れた倒伏状態（図２（ａ）の破線の状態）とを取り得るように構成されている。なお、移載コンベア２３の「起立状態」は、先端側が少なくとも基端部よりも上側に位置していればよい。また、移載コンベア２３の「倒伏状態」は、先端側が少なくとも台車１０ａの平面視における外側に位置していればよく、本実施形態では当該移載コンベア２３が略水平な状態である。各移載コンベア２３には、当該移載コンベア２３を基端部回りに回動させる移載用アクチュエータ２３１が接続されており、この移載用アクチュエータ２３１の駆動により移載コンベア２３が起立状態と倒伏状態とに切り替えられる。また、移載用アクチュエータ２３１は本実施形態ではサーボモータであり、そのエンコーダ出力により、移載コンベア２３が起立状態及び倒伏状態のいずれの状態にあるかを検知できる。また、各移載コンベア２３は、移載動作時以外の搬送時等の常態においては起立状態となっている。

コンベア用モータ２４は、荷台コンベア２１及び２つの移載コンベア２３の各々に設けられたサーボモータであり、当該荷台コンベア２１及び２つの移載コンベア２３の各コンベアを駆動する。
移載制御部２５は、例えばマイクロコンピュータであり、荷台コンベア２１及び２つの移載コンベア２３の動作を制御する。具体的に、移載制御部２５は、在荷センサ２２からの出力やサーバ装置４０からの動作指令等に基づいて、各移載用アクチュエータ２３１を駆動制御して２つの移載コンベア２３の状態を切り替えたり、各コンベア用モータ２４を駆動制御して荷台コンベア２１及び２つの移載コンベア２３の各コンベアを動かしたりする。なお、移載制御部２５は、走行制御部１５と一体的に構成してもよい。

また、無人搬送車１０は、ステーション３０及びサーバ装置４０と通信を行う通信部２７を備える。通信部２７による通信は、ステーション３０又はサーバ装置４０の通信部３３、４２と直接行うものであってもよいし、通信ネットワークを介して行うものであってもよい。

各ステーション３０は、図１及び図２（ｂ）に示すように、搬送コンベア３１、在荷センサ３２、通信部３３及び搬送制御部３４を備える。
搬送コンベア３１は、ステーション３０の固定台３０ａ上に設けられ、載置された荷を所定の方向に搬送する。搬送コンベア３１はコンベア用モータ３１１を有し、当該コンベア用モータ３１１により駆動される。但し、固定台３０ａのうち、無人搬送車１０が近接する側であって搬送コンベア３１の搬送方向手前側の端部は、上面を露出させている。この露出した上面部分は、後述するように、荷Ｌの移載時に移載コンベア２３の先端側を支持する支持部３０ｂとなっている。
在荷センサ３２は、例えばレーザレーダ、超音波レーダ又は撮像カメラなどであり、搬送コンベア３１上の荷Ｌの有無を検出する。
通信部３３は、無人搬送車１０及びサーバ装置４０の通信部２７、４２との間で通信を行う。
搬送制御部３４は、ステーション３０の各部の動作を中央制御する。具体的に、搬送制御部３４は、在荷センサ３２の出力等を通信部３３から送信したり、通信部３３からの信号等に基づいてコンベア用モータ３１１を駆動制御して搬送コンベア３１を動作させたりする。

サーバ装置４０は、図１に示すように、搬送システム１を管理するコンピュータである。このサーバ装置４０は、記憶部４１と、通信部４２と、制御部４３とを備える。
記憶部４１には、搬送システム１の各種機能を実現するための各種プログラムやデータが格納されている。
通信部４２は、無人搬送車１０及びステーション３０の通信部２７、３３との間で通信を行う。
制御部４３は、サーバ装置４０の各部の動作を中央制御する。具体的に、制御部４３は、ユーザ操作や記憶部４１内の所定のプログラムに基づいて、無人搬送車１０やステーション３０に指令を出力したりする。

［移載動作］
続いて、無人搬送車１０からステーション３０に荷Ｌを移載する移載動作について説明する。
図３及び図４は、この移載動作を説明するための図である。
ここでは、無人搬送車１０が、或るステーション３０で移載された荷Ｌを所定の走行ルートに沿って搬送した後に、他のステーション３０に移載する場合について説明する。

図３（ａ）に示すように、まず、無人搬送車１０の走行制御部１５が、当該無人搬送車１０を、移載先のステーション３０に近接した所定の移載位置に停止させる。この移載位置は、移載先のステーション３０に荷Ｌを移載可能な位置である。但し、移載位置は、無人搬送車１０の移載コンベア２３を倒伏状態にしたときに、その先端側がステーション３０の支持部３０ｂに届く位置であればよい。無人搬送車１０が移載位置に到達したことの検知は、無人搬送車１０の走行を管理するサーバ装置４０からその検知信号を受信することで行ってもよいし、無人搬送車１０が自車位置を検出することで行ってもよい。

次に、図３（ｂ）に示すように、無人搬送車１０の移載制御部２５が、移載用アクチュエータ２３１を駆動制御して、ステーション３０側の移載コンベア２３ａを起立状態から倒伏状態に切り替える。移載制御部２５は、サーボモータである移載用アクチュエータ２３１のエンコーダ出力により、移載コンベア２３ａが倒伏状態となったことを検知する。これにより、移載コンベア２３ａの先端側が、ステーション３０の固定台３０ａの支持部３０ｂに支持され、台車１０ａとステーション３０の固定台３０ａとの間に移載コンベア２３ａが架け渡される。なお、固定台３０ａの支持部３０ｂは、移載コンベア２３ａに掛かる負荷（重量）を支持できればよく、その支持形態は特に限定されない。

次に、図４（ａ）に示すように、無人搬送車１０の移載制御部２５は、荷台コンベア２１及び移載コンベア２３ａの各コンベア用モータ２４を駆動制御し、荷台コンベア２１上の荷Ｌがステーション３０に向かうように、これらのコンベアを駆動する。すると、荷台コンベア２１上の荷Ｌは、移載コンベア２３ａ上を搬送され、ステーション３０に移載される。
このように、移載時の荷Ｌは、無人搬送車１０とステーション３０との間に架け渡された移載コンベア２３上を移動する。そのため、荷Ｌの重量は、その重心位置に応じて、無人搬送車１０とステーション３０の固定台３０ａとで分担して支持される。したがって、荷Ｌ（の重心）が無人搬送車１０の外側へ離れた場合でも、その重量はステーション３０の固定台３０ａに大きく支持され、無人搬送車１０に大きな転倒モーメントが作用することはない。これにより、荷Ｌの移載時における無人搬送車１０の転倒が防止される。

その後、移載制御部２５は、在荷センサ２２の出力に基づいて、荷台コンベア２１上に荷Ｌが無いことを検知したら、荷台コンベア２１を停止させる。また、移載制御部２５は、通信部２７を通じて受信したステーション３０の在荷センサ３２の出力に基づいて、ステーション３０の搬送コンベア３１上に荷Ｌが移載されたことを検知したら、移載コンベア２３ａを停止させる。それから、図４（ｂ）に示すように、移載制御部２５は、移載用アクチュエータ２３１を駆動制御して、移載コンベア２３ａを倒伏状態から起立状態に切り替える。
こうして、無人搬送車１０からステーション３０への荷Ｌの移載が完了する。

また、ステーション３０から無人搬送車１０に荷Ｌを移載する場合には、上記同様に無人搬送車１０とステーション３０との間に移載コンベア２３を架け渡した状態で、ステーション３０から無人搬送車１０に向けて当該移載コンベア２３及び搬送コンベア３１を駆動すればよい。

［本実施形態の技術的効果］
以上のように、本実施形態によれば、無人搬送車１０とステーション３０との間での荷Ｌの移載時に、これらの間に架け渡された移載コンベア２３（架橋部材）により荷Ｌが移動される。
これにより、荷Ｌの移載時には、その重量が無人搬送車１０とステーション３０とで分担して支持される。つまり、荷Ｌ（の重心）が無人搬送車１０の外側へ離れた場合でも、その重量はステーション３０に大きく支持され、無人搬送車１０に大きな転倒モーメントが作用することはない。これにより、荷Ｌの移載時における無人搬送車１０の転倒が防止される。
したがって、無人搬送車とステーションを精緻に位置決めして互いを係合させていた従来と異なり、荷Ｌの移載時における無人搬送車１０の転倒を簡便に防止することができる。

また本実施形態では、移載コンベア２３が、基端部回りの回動に伴って、先端側を上方に向けて起立した起立状態と、先端側を無人搬送車１０の平面視における外側に配置して倒れた倒伏状態とを取り得るように構成されている。
そのため、荷Ｌの移載時には倒伏状態の移載コンベア２３を利用するのは勿論のこと、移載時以外の搬送時等には起立状態とした移載コンベア２３により、無人搬送車１０からの荷Ｌの落下や荷崩れを防止できる。

また本実施形態では、無人搬送車１０とステーション３０との間に架け渡される架橋部材がコンベア（移載コンベア２３）であるので、この架橋部材自体によって荷Ｌを移載することができる。

［その他］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限られない。
例えば、上記実施形態では、架橋部材である移載コンベア２３が、基端部回りの回動により起立状態から倒伏状態に切り替えられることで、無人搬送車１０とステーション３０との間に架け渡されることとした。しかし、移載コンベア２３は、無人搬送車１０の平面視における内側に配置された第１の状態（上記実施形態では起立状態）と、無人搬送車１０の平面視における外側に延出した第２の状態（上記実施形態では倒伏状態）とを取り得るように構成されていればよい。したがって、移載コンベア２３は、例えば、荷台コンベア２１の幅方向に配置されて前後のスライドにより無人搬送車１０から出没する構成であってもよいし、荷台コンベア２１よりも下側から出没する構成等であってもよい。
また、移載コンベア２３を第１の状態と第２の状態に切り替える構成は、アクチュエータを用いる方式に限定されず、例えば無人搬送車１０の移動力（慣性力）や重力を利用し、制動時に移載コンベア２３を前方に倒す構成等であってもよい。

また、移載コンベア２３は、無人搬送車１０に設けられるものに限定されず、無人搬送車１０及びステーション３０の少なくとも一方に設けられていればよい。したがって、ステーション３０側から移載コンベア２３を架け渡す構成であってもよいし、無人搬送車１０とステーション３０の両側からそれぞれの移載コンベア２３を連結させる構成であってもよい。但し、移載コンベア２３を無人搬送車１０に設けた方が、上述のとおり荷Ｌの落下や荷崩れを防ぐ壁として利用でき、また複数のステーション３０の各々に設ける場合よりもコストを抑えられる。

また上記実施形態では、移載コンベア２３が無人搬送車１０の前後両側に設けられることとしたが、片側だけに設けられることとしてもよい。但し、無人搬送車１０が所定の走行コースを一定の向きで往復する場合等には、移載コンベア２３を前後両側に設けて、一のステーション３０からの荷の積載時には一方の移載コンベア２３を使用し、他のステーション３０への荷の移載時には他方の移載コンベア２３を使用するのが好ましい。

また上記実施形態では、荷Ｌの移載時に架け渡される架橋部材が移載コンベア２３であることとしたが、当該架橋部材はコンベアでなくともよい。つまり、荷Ｌを架橋部材上に移動させる方式はコンベア方式に限定されず、例えば、荷Ｌにフックを掛けて移動させるプッシュプル方式などであってもよい。

また上記実施形態では、移載用アクチュエータ２３１のエンコーダ出力により、移載コンベア２３が起立状態及び倒伏状態のいずれの状態にあるかを検知することとしたが、これを検知するための専用の検知手段を設けてもよい。

また上記実施形態では、荷Ｌの移載が無人搬送車１０の走行方向の前後方向に行われることとした。しかし、無人搬送車１０の走行方向と移載方向との関係は特に限定されず、移載方向が走行方向に対する左右方向であってもよいし、斜め方向であってもよい。

また、ステーション３０は少なくとも１つあればよい。
その他、上記実施形態で示した細部は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

１ 搬送システム
１０ 無人搬送車
１０ａ 台車
２１ 荷台コンベア
２２ 在荷センサ
２３ 移載コンベア（架橋部材）
２４ コンベア用モータ
２５ 移載制御部
３０ ステーション
３０ａ 固定台
３０ｂ 支持部
３１ 搬送コンベア
３２ 在荷センサ
３４ 搬送制御部
２３１ 移載用アクチュエータ（検知手段）
３１１ コンベア用モータ
Ｌ 荷

Claims (4)

1. 荷を搬送する無人搬送車と、前記無人搬送車との間で荷が移載される少なくとも１つのステーションと、を備える搬送システムであって、
   前記無人搬送車及び前記ステーションの少なくとも一方は、前記荷の移載時に前記無人搬送車と前記ステーションとの間に架け渡されて前記荷を移動させるための架橋部材を有し、
   前記架橋部材は、前記無人搬送車及び前記ステーションの少なくとも一方の平面視における内側に配置された第１の状態と、当該少なくとも一方の平面視における外側に延出した第２の状態とを取り得るように構成され、
   前記無人搬送車及び前記ステーションの少なくとも一方は、前記架橋部材が前記第１の状態及び前記第２の状態のいずれの状態にあるかを検知する検知手段を有し、
   前記検知手段は、前記架橋部材を前記第１の状態と前記第２の状態とに切り替えるサーボモータのエンコーダ出力に基づいて、前記架橋部材が前記第１の状態及び前記第２の状態のいずれの状態にあるかを検知する、
   搬送システム。
2. 前記架橋部材は、
   前記無人搬送車及び前記ステーションの少なくとも一方に、基端部回りに回動可能に取り付けられ、
   前記基端部回りの回動に伴って、先端側を上方に向けて起立した前記第１の状態と、先端側を前記無人搬送車及び前記ステーションの少なくとも一方の平面視における外側に配置して倒れた前記第２の状態と、を取り得るように構成されている、
   請求項１に記載の搬送システム。
3. 前記架橋部材がコンベアである、
   請求項１又は請求項２に記載の搬送システム。
4. 荷の搬送と、ステーションとの間での荷の移載とを行う無人搬送車であって、
   前記荷の移載時に前記ステーションとの間に架け渡されて前記荷を移動させるための架橋部材を備え、
   前記架橋部材は、当該無人搬送車の平面視における内側に配置された第１の状態と、当該無人搬送車の平面視における外側に延出した第２の状態とを取り得るように構成され、
   前記架橋部材が前記第１の状態及び前記第２の状態のいずれの状態にあるかを検知する検知手段を備え、
   前記検知手段は、前記架橋部材を前記第１の状態と前記第２の状態とに切り替えるサーボモータのエンコーダ出力に基づいて、前記架橋部材が前記第１の状態及び前記第２の状態のいずれの状態にあるかを検知する、
   無人搬送車。

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