JP7433117B2 - 連結器および台車 - Google Patents

Description

本発明は、建設現場の資材の搬送に関連し、台車の下方部に設置される連結器、および連結器が設置された台車に関する。

近年、自動搬送車（ＡＧＶ：Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇｕｉｄｅｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ）の技術開発が進み、さまざまな場面でＡＧＶが利用され始めている。例えば、商品が保管された倉庫でＡＧＶを利用すれば、多種多様な商品を自動で搬送することが可能となる。そのため、作業効率が向上し、コストを削減することができる。このようなＡＧＶとしては、ＡＧＶが台車の下に潜り込み、ＡＧＶが台車を持ち上げて搬送する技術が知られている（特許文献１）。

特開２０１９－５９４６０号公報

しかしながら、ＡＧＶが台車を持ち上げるためにはパワーを必要するため、ＡＧＶが大型化する。また、建設現場の資材は重量が大きなものが多く、このような資材を積載した台車を持ち上げるためには、さらなるパワーを必要とし、ＡＧＶはさらに大型化してしまう。

一方、建設現場においては、資材等が床面上に置いてあることも多く、ＡＧＶが走行できる経路および幅が限られる。また、大型化したＡＧＶは、回転半径が大きいため、方向転換をするための広い場所が必要になるという問題がある。

本発明は、上記問題に鑑み、台車の下方部の自動搬送ロボットの回転に合わせて台車の搬送方向を変更することができる連結器、および連結器が設置された台車を提供することを課題の一つとする。

本発明の一実施形態に係る連結器は、台車の下方部に設置され、自動搬送ロボットと連結する連結器であって、連結器は、基材と、基材に設けられた少なくとも４つの凹部を含み、４つの凹部は、正方形の４つの頂点に対応する位置に設けられている。

円状の第１溝部を含み、４つの凹部は、第１溝部の底面に設けられていてもよい。

第１溝部と交差する十字状の第２溝部を含み、４つの凹部の各々は、第１溝部と第２溝部との交差点に設けられていてもよい。

第２溝部の端部は、基材の辺部に設けられていてもよい。

第２溝部の端部は、基材の角部に設けられていてもよい。

第２溝部の端部は、基材の円周部に設けられていてもよい。

円状の第１溝部と、第１溝部と交差する２本の直線状の第２溝部と、を含み、４つの凹部のうちの２つの凹部は、第１溝部の底面に設けられ、４つの凹部のうちのもう２つの凹部は、第１溝部と第２溝部との交差点に設けられていてもよい。

第２溝部の端部は、基材の対向する２つの辺部に設けられていてもよい。

基材の端面に向かって、第２溝部の幅が大きくなってもよい。

基材の端面に向かって、第２溝部の底面が傾斜してもよい。

本発明の一実施形態に係る台車は、上記連結器が設置される。

本発明の連結器は、台車の下方部に容易に設置することができ、台車を回転させることなく、台車の下方部で自動搬送ロボットを回転させ、台車の搬送方向を変更することができる。

本発明の一実施形態に係る連結器の斜視図である。 本発明の一実施形態に係る連結器の平面図および断面図である。 本発明の一実施形態に係る連結器の平面図および断面図である。 本発明の一実施形態に係る連結器の平面図および断面図である。 本発明の一実施形態に係る連結器の平面図および断面図である。 本発明の一実施形態に係る台車の模式図である。 本発明の一実施形態に係る自動搬送ロボットの模式図である。 本発明の一実施形態に係る自動搬送ロボットに設置される連結ピンの模式図である。 本発明の一実施形態に係る連結器と、連結器と連結する連結ピンとを説明する模式図である。 本発明の一実施形態に係る台車と自動搬送ロボットとを連結し、自動搬送ロボットによる台車の搬送を説明する模式図である。 本発明の一実施形態に係る連結器と、連結器１００Ｄとを連結する連結ピンを有する自動搬送ロボットを説明する模式図である。 本発明の一実施形態に係る自動搬送システムを利用した建設現場の模式図である。 本発明の一実施形態に係る自動搬送システムを利用するにあたり、自動搬送用フロア地図の生成について説明する模式図である。

以下に、本発明の各実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、実施形態はあくまで一例にすぎず、当業者が、発明の主旨を保ちつつ適宜変更することによって容易に想到し得るものについても、当然に本発明の範囲に含有される。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合がある。しかし、図示された形状はあくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。

本発明細書において、説明の便宜上、「上」、「上方」、または「上方部」もしくは「下」、「下方」、または「下方部」という語句を用いて説明するが、各構成の上下関係を説明しているに過ぎない。例えば、構造物（例えば、台車または自動搬送ロボットなど）の構成の位置関係を説明する場合、構造物の通常使用する態様を基準とし、構造物が設置される面側（例えば、床面側）を「下」、「下方」、または「下方部」とすることがある。

本明細書において、各構成に付記される「第１」、「第２」、「第３」、「第４」の文字は、各構成を区別するために用いられる便宜的な標識であり、特段の説明がない限り、それ以上の意味を有さない。

本明細書および図面において、同一又は類似する複数の構成を総じて表記する際には同一の符号を用い、これら複数の構成のそれぞれを区別して表記する際には、大文字又は小文字のアルファベットを添えて表記する場合がある。また、一つの構成のうちの複数の部分を区別して表記する際には、ハイフンと自然数を用いる場合がある。

本明細書において、「自動搬送車（ＡＧＶ）」とは、指示に基づいて所定の場所まで自動走行することができる車両をいう。指示は、統括システムからの指示であってもよく、作業者からの指示であってもよい。なお、「自動搬送車」は、自動搬送ロボットを含む。

本明細書において、「自動搬送ロボット」とは、台車と連結し、指示された所定の場所まで台車を搬送しながら自動走行することができるロボットをいう。なお、ロボットは車両を含む。

本明細書において、「台車」とは、資材などを積載してキャスターを利用して移動することができるものをいう。

本明細書において、「自動走行」とは、統括システムからの指示による走行だけでなく、自動搬送車が具備する制御装置による自律走行を含む。自律走行には、自動搬送車が所定の経路に沿って目的地に向かう走行だけでなく、目標物を追従した走行も含まれる。

本明細書において、「統括システム」とは、自動搬送車を制御するとともに、自動搬送車が走行する建造物を制御し、自動搬送車および建造物と通信接続して自動搬送車および建造物を管理するシステムをいう。「統括システム」は、制御部、受信部、送信部、または記憶部などを含み、例えば、コンピュータである。

本明細書において、「レーザーセンサー」とは、赤外線または可視光のレーザーを照射し、構造物からの反射光を検出することができるセンサーをいう。「レーザーセンサー」のレーザーは、走査することができるものであってもよく、「レーザーセンサー」はレーザーレンジファインダーを含む。

＜第１実施形態＞
図１～図１０を参照して、本発明の一実施形態に係る連結器１００、台車１０、および自動搬送ロボット２０について説明する。

［１．連結器１００］
図１および図２を参照して、本発明の一実施形態に係る連結器１００について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る連結器１００の斜視図である。具体的には、図１（Ａ）は、連結器１００の第１面１００－１側から見た斜視図であり、図１（Ｂ）は、連結器１００の第２面１００－２側から見た斜視図である。また、図２は、本発明の一実施形態に係る連結器１００の平面図および断面図である。具体的には、図２（Ａ）は、連結器１００の第１面１００－１側の平面図であり、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）に示すＡ－Ａ’線で切断した連結器１００の断面図であり、図２（Ｃ）は、図２（Ａ）に示すＢ－Ｂ’線で切断した連結器１００の断面図である。

図１に示すように、連結器１００は、基材１１０、溝部１２０、および凹部１３０を含む。連結器１００の第１面１００－１側では、基材１１０に溝部１２０が設けられている。一方、連結器１００の第２面１００－２側は、台車１０に設置される側であるため、第２面１００－２側の基材１１０は、平坦面を有していることが好ましい。また、溝部１２０の底面には、溝部１２０の底面から窪んだ凹部１３０が設けられている。

基材１１０の形状は、図２（Ａ）に示すような正方形であるが、これに限られない。基材１１０の形状は、長方形であってもよい。基材１１０は、金型などによって溝部１２０および凹部１３０が一体的に形成されてもよく、複数の平板を重ねて溝部１２０および凹部１３０が形成されてもよい。

図２（Ａ）～図２（Ｃ）に示すように、溝部１２０の形状は、円状の第１溝部１２０－１および十字状の第２溝部１２０－２を含む。第１溝部１２０－１の中心と第２溝部１２０－２の中心とは一致し、第１溝部１２０－１と第２溝部１２０－２とは交差している。具体的には、第１溝部１２０－１と第２溝部１２０－２とは、４点で交差している。

溝部１２０の幅は、特に限定されないが、後述する連結ピン２００の凸部２１０（図８参照）の径が考慮されることが好ましい。詳細は後述するが、溝部１２０は、自動搬送ロボット２０が移動（または回転）するときの凸部２１０の移動経路となり得る。そのため、溝部１２０の幅が、凸部２１０の径に比べて大きすぎると、自動搬送ロボット２０が移動（または回転）したときに、凹部１３０の位置が特定できなくなる可能性がある。そのため、溝部１２０の幅は、凸部２１０の径よりもわずかに大きいことが好ましい。

第２溝部１２０－２の端部は開口されている。基材１１０が図２（Ａ）に示すような矩形である場合、第２溝部１２０－２の端部は、基材１１０の辺部に設けられていてもよい。言い換えると、第２溝部１２０－２への入口（または出口）が基材１１０の辺部に設けられているということもできる。

また、第２溝部１２０－２の端部の幅は、第２溝部１２０－２の中心近傍の幅よりも大きくてもよい。言い換えると、第２溝部１２０－２の幅は、基材１１０の端面に向かって大きくなるように設けられていてもよい。詳細は後述するが、第２溝部１２０－２の端部は、連結ピン２００の凸部２１０が最初に通過する部分である。第２溝部１２０－２の幅が凹部１３０に向かって小さくなることで、第２溝部１２０－２が凸部２１０のガイドとなるため、凸部２１０を凹部１３０の位置まで導きやすくなる。

溝部１２０の深さは、特に限定されないが、後述する連結ピン２００の凸部２１０（図８参照）の高さよりも大きいことが好ましい。

凹部１３０は、第１溝部１２０－１と第２溝部１２０－２との交差点に設けられている。すなわち、連結器１００は、少なくとも４つの凹部１３０を有する。また、凹部１３０は、第１溝部１２０－１の円周に沿って設けられているということもできる。さらに、４つの凹部１３０は、正方形Ｓの４つの頂点に対応する位置に設けられているということもできる。

凹部１３０の形状は、図２（Ａ）に示すような円形であるが、これに限られない。凹部１３０は、後述する連結ピン２００の凸部２１０（図８参照）と嵌合するため、凹部１３０の形状は、凸部２１０の形状に合わせることができる。凹部１３０の形状は、例えば、矩形などの多角形とすることもできる。なお、４つの凹部１３０の形状は、第１溝部１２０－１の中心を対称点とする点対称となるように設けられている。

凹部１３０の径は、特に限定されないが、凹部１３０は、連結ピン２００の凸部２１０（図８参照）と嵌合するため、凸部２１０の径が考慮されることが好ましい。凹部１３０の径が、凸部２１０の径に比べて大きすぎると、自動搬送ロボット２０による台車１０の搬送が安定しない可能性がある。そのため、凹部１３０の径は、凸部２１０の径よりもわずかに大きいことが好ましい。

凹部１３０の深さは、特に限定されないが、後述する連結ピン２００の昇降部２２０（図８参照）の昇降距離の範囲内であることが好ましい。凹部１３０の深さが昇降部２２０の昇降距離の範囲内であると、凹部１３０と凸部２１０とが嵌合したときに、凹部１３０の底面が凸部２１０の上面によって押された状態となり、凹部１３０と凸部２１０との嵌合状態が安定する。

以上、本実施形態に係る連結器１００は、溝部１２０および凹部１３０の２つの深さを有する。連結器１００は、連結ピン２００の凸部２１０を溝部１２０に沿って移動させることができるとともに、凸部２１０を凹部１３０と嵌合することによって連結ピンを連結し、固定することができる。

＜変形例１＞
図３を参照して、連結器１００の変形例である連結器１００Ａについて説明する。図３は、本発明の一実施形態に係る連結器１００Ａの平面図および断面図である。具体的には、図３（Ａ）は、連結器１００Ａの第１面１００Ａ－１側の平面図であり、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）に示すＡ－Ａ’線で切断した連結器１００Ａの断面図であり、図３（Ｃ）は、図３（Ａ）に示すＢ－Ｂ’線で切断した連結器１００Ａの断面図である。なお、以下では、連結器１００Ａの構成が連結器１００と同様の構成であるとき、説明を省略する場合がある。

図３に示すように、連結器１００Ａは、基材１１０Ａ、第１溝部１２０Ａ－１、第２溝部１２０Ａ－２、および凹部１３０Ａを含む。

連結器１００Ａでは、基材１１０Ａの形状が円形になっている。また、第２溝部１２０Ａ－２の端部が基材１１０Ａの円周部に設けられている。基材１１０Ａの形状が円形となることで、連結器１００Ａの第１面１００Ａ－１側の構造の対称性がよくなるため、連結器１００Ａを台車１０に設置した場合であっても、台車１０のバランスを安定化させやすい。

以上、本変形例に係る連結器１００Ａによれば、基材１１０Ａの形状が円形となっており、連結器１００Ａの第１面１００Ａ－１側の構造の対称性が確保されている。したがって、自動搬送ロボット２０によって台車１０を搬送したとき、バランスが良く、台車１０の移動が安定する。

＜変形例２＞
図４を参照して、連結器１００の変形例である連結器１００Ｂについて説明する。図４は、本発明の一実施形態に係る連結器１００Ｂの平面図および断面図である。具体的には、図４（Ａ）は、連結器１００Ｂの第１面１００Ｂ－１側の平面図であり、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）に示すＡ－Ａ’線で切断した連結器１００Ｂの断面図であり、図４（Ｃ）は、図４（Ａ）に示すＢ－Ｂ’線で切断した連結器１００Ｂの断面図である。なお、以下では、連結器１００Ｂの構成が連結器１００と同様の構成であるとき、説明を省略する場合がある。

図４に示すように、連結器１００Ｂは、基材１１０Ｂ、第１溝部１２０Ｂ－１、第２溝部１２０Ｂ－２、および凹部１３０Ｂを含む。

連結器１００Ｂでは、第２溝部１２０Ｂ－２の端部が、基材１１０Ｂの角部に設けられている。図４（Ａ）に示す基材１１０Ｂの形状は正方形である。この場合、第２溝部１２０Ｂ－２の端部が、基材１１０Ｂの辺部に設けられていても、基材１１０Ｂの角部に設けられていても、連結器１００Ｂの第１面１００Ｂ－１側の構造の対称性は変わらない。しかしながら、基材１１０Ｂの形状がひし形であるとき、第２溝部１２０Ｂ－２の端部が基材１１０Ｂの辺部に設けられると、連結器１００Ｂの第１面１００Ｂ－１側の構造の対称性が低下する。一方、図４（Ａ）に示すように、第２溝部１２０Ｂ－２の端部が基材１１０Ｂの角部に設けられれば、基材１１０Ｂの形状がひし形であっても、連結器１００Ｂの第１面１００Ｂ－１側の構造の対称性が低下しない。

以上、本変形例に係る連結器１００Ｂによれば、基材１１０Ｂの形状に合わせて、第２溝部１２０－２の端部を基材１１０Ｂの角部に設けることで、連結器１００Ｂの第１面１００Ｂ－１側の構造の対称性を確保することができる。したがって、自動搬送ロボット２０によって台車１０を搬送したとき、バランスが良く、台車１０の移動が安定する。

＜変形例３＞
図５を参照して、連結器１００の変形例である連結器１００Ｃについて説明する。図５は、本発明の一実施形態に係る連結器１００Ｃの平面図および断面図である。具体的には、図５（Ａ）は、連結器１００Ｃの第１面１００Ｃ－１側の平面図であり、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）に示すＡ－Ａ’線で切断した連結器１００Ｃの断面図であり、図５（Ｃ）は、図５（Ａ）に示すＢ－Ｂ’線で切断した連結器１００Ｃの断面図である。なお、以下では、連結器１００Ｃの構成が連結器１００と同様の構成であるとき、説明を省略する場合がある。

図５に示すように、連結器１００Ｃは、基材１１０Ｃ、第１溝部１２０Ｃ－１、第２溝部１２０Ｃ－２、および凹部１３０Ｃを含む。

連結器１００Ｃでは、第２溝部１２０Ｃ－２の底面が傾斜を有する。具体的には、凹部１３０Ｃの外側において、第２溝部１２０Ｃ－２の底面が傾斜を有する。連結器１００Ｃの場合、連結ピン２００の凸部２１０が第２溝部１２０Ｃ－２の端部を通過した後、自動搬送ロボット２０は、連結ピン２００の昇降部２２０を上昇し、凸部２１０の上面を第２溝部１２０Ｃ－２の底面に押し当てながら前進する。この場合、第２溝部１２０Ｃ－２の側面だけでなく、第２溝部１２０Ｃ－２の底面の傾斜もガイドとなるため、凸部２１０を凹部１３０の位置まで導きやすくなる。なお、２つの凸部２１０の一方が凹部１３０Ｃと嵌合したとき、昇降部２２０を降下し、さらに自動搬送ロボット２０の前進を調整して、２つの凸部２１０と２つの凹部１３０とを嵌合させることができる。

図５（Ａ）の平面図において、第２溝部１２０Ｃ－２の底面の傾斜は、第２溝部１２０Ｃ－２の端部から第２溝部１２０Ｃ－２の内部に向かって下がる（凹部１３０Ｃに向かって凸部２１０が上昇する）ことが好ましいが、逆であってもよい。

以上、本変形例に係る連結器１００Ｃによれば、第２溝部の底面の傾斜を有し、第２溝部の底面が連結ピン２００の凸部２１０のガイドとなる。したがって、連結器１００Ｃと連結ピン２００との位置合わせが容易となる。

［２．台車］
図６を参照して、本発明の一実施形態に係る台車１０について説明する。図６は、本発明の一実施形態に係る台車１０の模式図である。具体的には、図６（Ａ）は、台車１０の上面側から眺めた斜視図であり、図６（Ｂ）は、台車１０の下面側から眺めた斜視図である。

図６（Ａ）および図６（Ｂ）に示すように、台車１０は、荷台１１、キャスター１２、および連結器１００を含む。キャスター１２および連結器１００は、荷台１１の下面側に設けられている。

荷台１１の上面は、資材などを積載することができる。そのため、荷台１１の上面は、資材などが積載できるように平坦であることが好ましいが、これに限られない。荷台１１は、少なくとも平坦な部分を含み、一部に窪みや開口が設けられていてもよい。荷台１１の材料としては、スチール、ステンレス、またはプラスチックなどを用いることができる。また、荷台１１の表面には防錆塗装が施されていてもよい。例えば、防錆塗装として、荷台１１の表面に亜鉛メッキ処理を行うことができる。さらに、荷台１１の上面には、図６（Ａ）および図６（Ｂ）には図示しないが、積載した資材が崩れることを防止するためのストッパー、例えば、パイプなどを設けることもできる。

キャスター１２は、台車１０を移動させることができる。キャスター１２は、取付部と、本体と、車輪とを含む。車輪は、本体の車軸を中心軸として回動する。また、本体は、取付部によって荷台１１に取り付けられ、車輪の向きを変えるように可動する。そのため、台車１０は、キャスター１２により、あらゆる方向に移動することができる。さらに、キャスター１２は、台車１０を所定の位置に固定しておくことができるように、ストッパーが設けられていてもよい。

車輪は、例えば、スチールまたはステンレスなどの金属部材で構成されていてもよく、例えば、ゴム、ナイロン、またはウレタンなどの樹脂部材で構成されていてもよい。

台車１０の下方部、すなわち、荷台１１の下面側には、台車１０を搬送する自動搬送ロボット２０が入り込むため、台車１０の下方部は、自動搬送ロボット２０が入り込むための間隙を設ける必要がある。そのため、キャスター１２の高さは、自動搬送ロボット２０の高さよりも大きい。台車１０の下方部の間隙（床面から荷台１１の下面までの高さ）は、キャスター１２の取付部の長さによって調整することができ、また、車輪の直径によっても調整することができる。

連結器１００は、連結器１００の第２面と荷台１１の下面とが接するように設置されている。連結器１００は、荷台１１に固定されていればよい。連結器１００は、接着剤を用いて固定してもよく、ねじ、くぎ、またはボルトなどを用いて固定してもよい。

また、連結器１００は、第２溝部１２０－２の端部が、台車１０の荷台１１の辺部を向くように設置される。また、連結器１００は、向かい合う２つの凹部１３０を結ぶ直線が、荷台１１の辺部と直交するように設置されることが好ましい。詳細は後述するが、自動搬送ロボット２０は、荷台１１の辺部から入り込むため、第２溝部１２０－２の端部が、荷台１１の辺部を向いていることで、位置合わせが容易となる。

また、連結器１００は、第１溝部１２０－１の中心と荷台１１の中心とが一致するように設置されることが好ましい。連結器１００が荷台１１の中心に配置されることで、台車１０の移動が安定する。

以上、本実施形態に係る台車１０は、連結器１００が設置されているため、容易に自動搬送ロボット２０の連結ピン２００と連結することができる。したがって、台車１０は、自動搬送ロボット２０によって搬送されることができる。

［３．自動搬送ロボット］
図７～図９を参照して、本発明の一実施形態に係る自動搬送ロボット２０と、自動搬送ロボット２０に設置される連結ピン２００について説明する。

始めに、図７を参照して、本発明の一実施形態に係る自動搬送ロボット２０について説明する。図７は、本発明の一実施形態に係る自動搬送ロボット２０の模式図である。具体的には、図７は、自動搬送ロボット２０の上面側から眺めた自動搬送ロボット２０の斜視図である。

図７に示すように、自動搬送ロボット２０は、本体制御部２１、クローラー部２２、および連結ピン２００を含む。本体制御部２１は、２つのクローラー部２２の間に位置している。連結ピン２００は、本体制御部２１の上部に設けられている。また、図示しないが、自動搬送ロボット２０の正面、側面、および背面にはレーザーセンサーが搭載されている。

本体制御部２１には、自動搬送ロボット２０の移動および制御に必要な部品が収納されている。例えば、本体制御部２１内には、バッテリー、走行モータ、無線モジュール、またはコントローラなどが含まれていてもよい。

バッテリーは、自動搬送ロボット２０の電源部であり、自動搬送ロボット２０に電力を供給することができる。バッテリーは、自動搬送ロボット２０を使用しないときに充電することができるように、充電式であることが好ましい。バッテリーとして、例えば、リチウムイオンバッテリーなどを用いることができる。バッテリーは、本体制御部２１内に固定されていてもよく、取り外すことができるようにしてもよい。

走行モータは、自動搬送ロボット２０の駆動部であり、クローラー部２２に動力を伝達することができる。走行モータには、ギヤヘッド、ブレーキ、またはエンコーダなどが含まれていてもよい。

無線モジュールは、統括システムからの指示を受信し、または統括システムへ信号を送信することができる。

コントローラは、無線モジュールが受信した統括システムからの指示にしたがってプログラムを実行し、自動搬送ロボット２０を制御することができる。また、コントローラは、台車の搬送完了などの信号を生成することができる。

クローラー部２２は、自動搬送ロボット２０を移動させることができる。２つのクローラー部２２を同じ方向に回転させることで、自動搬送ロボット２０は、前進または後退することができる。また、２つのクローラー部２２を異なる方向に回転させることで、自動搬送ロボット２０は、その位置で回転（旋回）することができる。

なお、自動搬送ロボット２０の移動手段はクローラーに限られない。自動搬送ロボット２０の移動手段は、車輪を用いたものでもよく、例えば、キャスターであってもよい。

自動搬送ロボット２０に搭載されたレーザーセンサーは、自動搬送ロボット２０の周囲の構造物または障害物との位置を検出し、または計測することができる。レーザーセンサーとして、例えば、レーザーレンジファインダーなどを用いることができる。レーザーレンジファインダーは、レーザー光を操作しながら出射し、出射光と反射光とに基づいて、自動搬送ロボット２０と構造物または障害物との距離を計測し、構造物または障害物を検出することができる。距離の計測においては、ＴＯＦ（Ｔｉｍｅ ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ）方式またはＡＭ（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式を利用することができる。ＴＯＦ方式は、測定領域に向けて出射したパルス状の出射光と、構造物からの反射光との検出時間差に基づいて距離を計測する。一方、ＡＭ方式は、測定領域に向けて出射した拡幅変調された出射光と、構造物からの反射光との位相差に基づいて距離を計測する。

本体制御部２１の全面、側面、および背面に配置された複数のレーザーセンサーは、同じであってもよく、異なっていてもよい。

自動搬送ロボット２０の本体制御部２１内には、さらに、ジャイロセンサーやＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）信号受信器を含むＩＭＵ（Ｉｎｅｒｔｉａｌ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｕｎｉｔ）を有することができる。これらのセンサを利用して、自動搬送ロボット２０を制御することもできる。また、自動搬送ロボット２０は、自己の位置を計測するために、クローラー部２２にエンコーダを有してもよい。

次に、図８を参照して、自動搬送ロボット２０の連結ピン２００について説明する。図８は、本発明の一実施形態に係る自動搬送ロボット２０に設置される連結ピン２００の模式図である。具体的には、図８（Ａ）および図８（Ｂ）は、連結ピン２００の上面側から眺めた連結ピン２００の斜視図である。

図８（Ａ）および図４（Ｂ）に示すように、連結ピン２００は、２つの凸部２１０および昇降部２２０を含む。凸部２１０は、昇降部２２０の上部から突出するように設けられている。また、図４（Ｂ）に示すように、連結ピン２００の昇降部２２０は、凸部２１０を上方に移動させるように上昇（伸長）することができる。

図８（Ａ）および図８（Ｂ）に示す連結ピン２００の凸部２１０の形状は円柱であるが、凸部２１０の形状はこれに限られない。凸部２１０は、後述するように、連結器１００の凹部１３０に嵌まり込むため、凸部２１０の形状は、凹部１３０の形状に合わせて適宜設計することができる。凸部２１０の形状は、例えば、角柱、円錐、または角錐などであってもよい。また、凸部２１０の側面にテーパーが設けられていてもよい。

昇降部２２０は、少なくとも一部が上昇することができ、または上昇した部分は降下することができる。昇降部２２０の制御は、機械式であってもよく、電動式であってもよく、または電磁式であってもよい。なお、凸部２１０が昇降部２２０と一体形成されていてもよい。

次に、図９を参照して、連結器１００と連結ピン２００との連結について説明する。図９は、本発明の一実施形態に係る連結器１００と、連結器１００と連結する連結ピン２００とを説明する模式図である。具体的には、図９（Ａ）は、連結器１００の凹部１３０と連結ピン２００の凸部２１０とが嵌合する前の状態を示し、図９（Ｂ）は、連結器１００の凹部１３０と連結ピン２００の凸部２１０とが嵌合した後の状態を示す。

図９（Ａ）において、連結ピン２００の凸部２１０の一部は、連結器１００の第１面１００－１よりも基材１１０内に入り込んでいる。すなわち、連結ピン２００の凸部２１０の一部は、第１溝部１２０－１および第２溝部１２０－２に入り込んでいる。そのため、連結ピン２００の凸部２１０は、第１溝部１２０－１または第２溝部１２０－２がガイドとなり、第１溝部１２０－１内および第２溝部１２０－２内でしか移動することができない。言い換えると、連結ピン２００の凸部２１０は、第１溝部１２０－１および第２溝部１２０－２に沿って移動することができる。連結ピン２００の凸部２１０は、第１溝部１２０－１および第２溝部１２０－２に沿って移動しながら、凸部２１０と凹部１３０との位置を調整することができる。

連結器１００と連結ピン２００とを連結する場合、連結ピン２００の凸部２１０は、連結器１００の第２溝部１２０－２の端部から入り込み、第２溝部１２０－２に沿って移動し、凸部２１０と凹部１３０との位置を合わせる。また、連結ピン２００の向きを変える場合は、連結ピン２００の凸部２１０を第１溝部１２０－１に沿って移動（回転）させ、凸部２１０と凹部１３０との位置を合わせる。

なお、自動搬送ロボット２０の連結ピン２００は、自動搬送ロボット２０の進行方向に２つの凸部２１０が並ぶように設置される（図７参照）。このように連結ピン２００を設置することで、連結器１００の第２溝部１２０－２の端部から２つの凸部２１０が入り込むことができる。

図９（Ｂ）に示すように、凸部２１０と凹部１３０の位置を合わせた後、連結ピン２００の昇降部２２０は、凸部２１０を上昇させる。凸部２１０は、凹部１３０と嵌合し、固定される。すなわち、連結ピン２００の凸部２１０と連結器１００の凹部１３０とが嵌合することにより、連結ピン２００と連結器１００とが連結され、お互いが一体となって移動することができる。

以上、本実施形態に係る自動搬送ロボット２０は、台車１０の下方部に入り込み、台車１０の連結器１００と自動搬送ロボットの連結ピン２００とを連結することで、台車１０を搬送することができる。また、自動搬送ロボット２０は、連結器１００を利用することで、台車１０の下方部で回転し、台車１０を搬送する向きを変えることができる。

［４．自動搬送ロボット２０による台車１０の搬送］
図１０を参照して、本発明の一実施形態に係る台車１０と自動搬送ロボット２０との連結および搬送について説明する。図１０は、本発明の一実施形態に係る台車１０と自動搬送ロボット２０とを連結し、自動搬送ロボット２０による台車１０の搬送を説明する模式図である。

図１０（Ａ）は、自動搬送ロボット２０が台車１０の下方部に入り込む構成を示す。図１０（Ａ）に示すように、自動搬送ロボット２０は、台車１０の長辺部側から台車１０の下方部に入り込む。台車１０の長辺部側は、台車１０の短辺部側よりも２つの隣接するキャスター１２の間隔が大きいため、台車１０の短辺部側よりも台車１０の下方部の間隙が大きい。そのため、自動搬送ロボット２０は、台車１０の短辺部側からよりも台車１０の長辺部側からの方が台車１０の下方部に入りやすい。

自動搬送ロボット２０は、レーザーセンサーを用いて、台車１０の一方の長辺部側の２つのキャスター１２の位置を検出し、２つのキャスター１２の中心位置に向かって台車１０の下方部に入り込む。台車１０の下方部に入り込んだ自動搬送ロボット２０は、台車１０の他方の長辺部側の２つのキャスター１２の位置を検出する。レーザーセンサーによって４つのキャスター１２の位置が検出されるため、４つのキャスター１２の位置を頂点とした矩形の対角線が交差する位置、すなわち、台車１０の中心位置を決定することができる。そのため、台車１０の中心位置に連結器１００を設置しておくことで、連結器１００の位置を特定しやすくなり、台車１０と自動搬送ロボット２０との連結が容易となる。

台車１０の下方部に入り込んだ自動搬送ロボット２０は、凸部２１０を上昇させて台車１０の凹部１３０と嵌合し、台車１０と連結する。なお、自動搬送ロボット２０の連結ピン２００は、台車１０のキャスター１２を床面から浮かせる必要はない。自動搬送においては、自動搬送ロボット２０に搬送された台車１０は、キャスター１２を利用して移動する。

図１０（Ｂ）は、台車１０と自動搬送ロボット２０とが連結した状態を示す。図１０（Ｂ）では、台車１０に設置された連結器１００の２つの凹部１３０と自動搬送ロボット２０に設置された連結ピン２００の２つの凸部２１０とが嵌合し、台車１０と自動搬送ロボット２０とが連結されている。台車１０と自動搬送ロボット２０とが連結されることによって台車１０の自由な移動または回転が固定され、台車１０は、自動搬送ロボット２０の移動方向に合わせて移動することできる。したがって、図１０（Ｂ）に示すように、自動搬送ロボット２０は、台車１０の長辺部側を先頭にして台車１０を搬送することができる。

図１０（Ｃ）は、自動搬送ロボット２０が９０度回動し、台車１０と自動搬送ロボット２０とが連結した状態を示す。図１０（Ｃ）では、台車１０に設置された連結器１００のもう一方の２つの凹部１３０と自動搬送ロボット２０に設置された連結ピン２００の２つの凸部２１０とが嵌合し、台車１０と自動搬送ロボット２０とが連結されている。ただし、図１０（Ｂ）と異なり、台車１０の下方部に入り込んだ自動搬送ロボット２０は、台車１０の下方部で９０度回動（旋回）している。したがって、図１０（Ｃ）に示すように、自動搬送ロボット２０は、台車１０の短辺部側を先頭にして台車１０を搬送することができる。

以上、本実施形態に係る連結器１００、台車１０、および自動搬送ロボット２０によれば、台車１０と自動搬送ロボット２０とは、連結器１００および連結ピン２００を用いて連結することができ、自動搬送ロボット２０は、連結した台車１０を搬送することができる。また、台車１０にはキャスター１２が設けられており、自動搬送ロボット２０は、台車１０を持ち上げることなく、キャスター１２を利用して台車１０を搬送することができる。そのため、自動搬送ロボット２０はパワーを必要とせず、小型化することが可能である。また、連結器１００を用いることで、自動搬送ロボット２０は、台車１０の下方部から出ることなく、台車１０の下方部で９０度回動し、台車１０の搬送する方向を容易に変更することができる。そのため、搬送経路の狭い場所であっても、台車１０を旋回させることがなく、台車１０の搬送する方向を変更することができる。

＜変形例＞
上述した連結器１００では、自動搬送ロボット２０の上面に設けられる連結ピン２００の２つの凸部が、自動搬送ロボット２０の進行方向と平行な直線上に並ぶように配置される構成であるが、２つの凸部２１０が、自動搬送ロボット２０の進行方向と直交する直線上に並ぶように配置される構成とすることもできる。そこで、図１１を参照して、連結器１００および自動搬送ロボット２０と異なる連結器１００Ｄおよび自動搬送ロボット２０Ｄについて説明する。

図１１は、本発明の一実施形態に係る連結器１００Ｄと、連結器１００Ｄと連結する連結ピン２００Ｄを有する自動搬送ロボット２０Ｄを説明する模式図である。具体的には、図１１は、連結器１００Ｄの第１面１００Ｄ－１側の平面図、および自動搬送ロボット２０Ｄの上面図を示す。また、図１１の矢印は、自動搬送ロボット２０Ｄの進行方向を示す。

図１１に示すように、連結器１００Ｄは、基材１１０Ｄ、第１溝部１２０Ｄ－１、第２溝部１２０Ｄ－２、および凹部１３０Ｄを含む。第１溝部１２０Ｄ－１は、円状であり、第２溝部１２０Ｄ－２は、２本の直線状である。第１溝部１２０Ｄ－１と第２溝部１２０Ｄ－２とは２点で交差し、４つの凹部１３０Ｄが、２点の交差点と、第１溝部１２０Ｄ－１の円弧上に設けられている。言い換えると、４つの凹部１３０Ｄは、正方形Ｓの４つの頂点に対応する位置に設けられているということもできる。第２溝部１２０Ｄ－２の端部は開口され、自動搬送ロボット２０Ｄの連結ピン２００Ｄの２つの凸部２１０Ｄが同時に連結器１００Ｄに入り込めるように形成されている。図１１では、第２溝部１２０Ｄ－２の端部は、基材１１０Ｄの対向する２つの辺部に設けられているが、第２溝部１２０Ｄ－２の端部は、基材１１０Ｄの少なくとも１つの辺部に設けられていればよい。一方、自動搬送ロボット２０Ｄは、図１１に示すような、連結ピン２００Ｄの２つの凸部２１０Ｄが、自動搬送ロボット２０Ｄ進行方向と直交する直線上に配置されている。

以上、本実施形態に係る連結器１００Ｄによれば、自動搬送ロボット２０Ｄの連結ピン２００Ｄの２つの凸部２１０Ｄの配置に合わせて、連結器１００Ｄの第２溝部１２０Ｄ－２の形状および第２溝部１２０Ｄ－２の端部の開口の位置を調整することができる。

＜第２実施形態＞
図１２および図１３を参照して、本発明の一実施形態に係る自動搬送システムについて説明する。本発明の一実施形態に係る自動搬送システムは、台車１０および自動搬送ロボット２０を含む。

図１２は、本発明の一実施形態に係る自動搬送システムを利用した建設現場の模式図である。図１２に示す建設現場の建造物５０は、複数のフロアを有している。建造物５０の隣には、フロア間、すなわち、建造物５０の高さ方向への資材５３の搬送を可能にする工事用エレベータ６０が設置されている。工事用エレベータ６０は、建造物５０の高さ方向に沿って延伸する脚柱６１に昇降機６２が取り付けられている。昇降機６２は、脚柱６１に沿って昇降し、建造物５０の各フロアで停止することができるように設定されている。なお、自動搬送システムには、統括システムが含まれていてもよく、自動搬送ロボット２０および工事用エレベータ６０は、統括システムによって制御することができる。

作業フロア（資材の荷取り場または荷置き場）では、フロアの壁面の開口部を塞ぐようにシャッター５１が設置されている。シャッター５１は、工事用エレベータ６０側に設置される。工事用エレベータ６０を利用する場合には、シャッター５１が開閉される。また、シャッター５１の前には、フロアの床面と昇降機６２の床面との段差を小さくするためのスロープ５２が設置されている。なお、シャッター５１の開閉も統括システムによって制御することができる。

自動搬送システムでは、自動搬送ロボット２０と資材５３が積載された台車１０とが連結され、自動搬送ロボット２０が、台車１０を搬送しながら、荷取り場から荷置き場まで自動走行する。建設現場においては、資材５３などがフロアの床面上に置いてあることも多く、自動搬送ロボット２０の搬送経路が限定される。自動搬送ロボット２０の自動走行を可能とするためには、自動搬送ロボット２０の走行可能な搬送経路を特定しておく必要がある。したがって、自動搬送システムの利用を開始する前に、フロアの状況を示した地図（自動搬送用フロア地図）を生成しておく必要がある。

図１３は、本発明の一実施形態に係る自動搬送システムを利用するにあたり、自動搬送用フロア地図の生成について説明する模式図である。具体的には、図１３（Ａ）は、建設現場のフロアの状況を示す模式図であり、図１３（Ｂ）は、生成された自動搬送用フロア地図の模式図である。

図１３（Ａ）に示すように、建設現場における建造物５０のフロアの床面上には、第１資材５３－１および第２資材５３－２が置かれている。自動搬送ロボット２０が自動走行する上で、第１資材５３－１および第２資材５３－２は障害物となり得る。また、建造物５０のフロアには、建造物５０を支えるための柱が設置されている。柱もまた、自動搬送ロボット２０の自動走行における障害物となり得る。自動搬送ロボット２０の自動走行の障害物となり得る、第１資材５３－１、第２資材５３－２、または柱などを全て障害物５５としてマーキングした自動搬送用フロア地図を生成する。

自動搬送用フロア地図を生成するため、自動搬送ロボット２０が自動走行するフロア（例えば、荷取り場または荷置き場など）内において、作業者は、自動搬送ロボット２０を手動で操作し、または自動で、走行させる。自動搬送ロボット２０には、レーザーセンサーが搭載されており、自動搬送ロボット２０は、レーザーセンサーを用いて、第１資材５３－１、第２資材５３－２、または柱５などを検出することができる。自動搬送ロボット２０は、検出された情報を基にして、図１３（Ｂ）に示すような、第１資材５３－１、第２資材５３－２、または柱などが障害物５５としてマーキングされた自動搬送用フロア地図を生成することができる。なお、自動搬送用フロア地図の生成における処理は、自動搬送ロボット２０でなくてもよい。自動搬送ロボット２０と通信接続し、自動搬送ロボット２０から情報を受信した統括システムで処理を行い、自動搬送用フロア地図を生成してもよい。

また、自動搬送用フロア地図は、リアルタイムでディスプレイに表示できるようにしてもよい。作業者は、実際の自動搬送ロボット２０の走行と、ディスプレイに表示された自動搬送用フロア地図とを比較して確認することができるため、自動搬送用フロア地図の精度が向上する。

自動搬送ロボット２０は、ジャイロセンサーを含んでいてもよい。自動搬送ロボット２０がジャイロセンサーを搭載することで、フロアの床面上の段差を検出することができる。この場合、自動搬送用フロア地図には、障害物５５だけでなく、段差も示すことが可能となる。

自動搬送用フロア地図の生成においては、自動搬送ロボット２０と異なるロボットを使用することもできる。例えば、自動搬送ロボット２０よりも小さいロボットを使用すれば、自動搬送ロボット２０が走行することができない場所に入り込むことができるため、より詳細な自動搬送用フロア地図を生成することができる。

再び、図１２に戻り、自動搬送システムについて説明する。

自動搬送用フロア地図の情報、ならびに自動搬送ロボット２０および台車１０の位置の情報など、自動搬送で必要な情報は統括システムによって制御され、管理される。例えば、台車１０の初期位置（スタート位置）および搬送位置（ゴール位置）、または自動搬送システムの実行開始時間などは、統括システムを通じて制御し、管理することができる。

統括システムによって自動搬送が実行されると、自動搬送ロボット２０は、自動走行を開始し、荷取り場フロアの初期位置の資材５３が積載された台車１０の下方に入り込み、台車１０と連結する。自動搬送ロボット２０は、自動搬送用フロア地図を基にして障害物５５を避け、台車１０を搬送しながら自動走行する。自動搬送ロボット２０は、荷取り場フロアのシャッター５１の前、より具体的にはスロープ５２の前で停止する。

統括システムは、自動搬送ロボット２０がシャッター５１の前で停止している信号を受信すると、工事用エレベータ６０の昇降機６２を自動搬送ロボット２０のいる荷取り場フロアまで移動させ、昇降機６２の扉（図示しない）を開ける。また、統括システムが、昇降機６２が荷取り場フロアで停止した信号を受信すると、荷取り場フロアのシャッター５１を開く。自動搬送ロボット２０は、昇降機６２の扉およびシャッター５１が開いた信号を受信すると、スロープ５２を昇り、工事用エレベータ６０の昇降機６２に乗り込む。統括システムは、自動搬送ロボット２０が昇降機６２の中で停止している信号を受信すると、昇降機６２の扉およびシャッター５１を閉じ、昇降機６２を荷置き場フロアに移動させる。また、統括システムが、昇降機６２が荷置き場フロアで停止し昇降機６２の扉が開く信号を受信すると、荷取り場フロアのシャッター５１を開く。

自動搬送ロボット２０は、シャッター５１が開いた信号を受信すると、自動走行を開始し、スロープ５２を通って、昇降機６２から荷置き場フロアに降りる。統括システムは、自動搬送ロボット２０がスロープ５２を降りた信号を受信すると、昇降機６２の扉およびシャッター５１を閉める。自動搬送ロボット２０は、自動生成用フロア地図を基にして、障害物５５を避けながら、自動走行し、搬送位置で停止する。

統括システムは、自動搬送ロボット２０が搬送位置で停止している信号を受信すると、自動搬送ロボット２０と台車１０との連結を解除する指示を送信する。台車１０との連結が解除された自動搬送ロボット２０は、シャッター５１の前まで進み、上述した走行経路を逆に走行して、荷取り場フロアまで戻る。自動搬送ロボット２０は、別の資材５３が積載された台車１０と連結し、台車１０を搬送しながら自動走行する。

自動搬送システムは、１つの自動搬送ロボット２０に限られない。自動搬送システムは、複数の自動搬送ロボット２０を含むこともできる。すなわち、自動搬送システムでは、複数の台車１０および複数の自動搬送ロボット２０を同時に利用して自動搬送することができる。また、統括システムは、複数の自動搬送ロボット２０が同時または連続的に、荷取り場フロアと荷置き場フロアを行き来できるように制御することができる。

また、上記では、自動搬送ロボット２０を含む自動搬送システムを説明したが、自動搬送システムは、自動搬送ロボット２０に限られず、あらゆる自動搬送車に適用することができる。

本実施形態に係る自動搬送システムは、自動搬送ロボット２０が、資材５３が積載された台車１０と連結し、台車１０を荷取り場から荷置き場に自動で搬送することができる。例えば、夜間に自動搬送システムによる自動搬送を実行しておけば、作業者は、翌日の朝から自動搬送システムによって搬送された資材５３を用いて作業を開始することができる。作業者は、翌日の朝に資材５３の搬送作業から開始する必要があるが、自動搬送システムを利用すれば、資材５３の搬送作業を省略することができる。そのため、自動搬送システムを利用することで、作業者の負担が軽減し、建設現場における作業効率が大幅に向上する。

本発明の実施形態として上述した各実施形態は、相互に矛盾しない限りにおいて、適宜組み合わせて実施することができる。また、各実施形態を基にして、当業者が適宜構成要素の追加、削除、または設計変更を行ったもの、もしくは工程の追加、省略、または条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。

上述した各実施形態によりもたらされる作用効果とは異なる他の作用効果であっても、本明細書の記載から明らかなもの、または当業者において容易に予測し得るものについては、当然に本発明によりもたらされるものと解される。

１０：台車、 １１：荷台、 １２：キャスター、 ２０、２０Ｄ：自動搬送ロボット、 ２１、２１Ｄ：本体制御部、 ２２，２２Ｄ：クローラー部、 ５０：建造物、 ５１：シャッター、 ５２：スロープ、 ５３：資材、 ５３－１：第１資材、 ５３－２：第２資材、 ５５：障害物、 ６０：工事用エレベータ、 ６１：脚柱、 ６２：昇降機、 １００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ：連結器、 １００－１、１００Ａ－１、１００Ｂ－１、１００Ｃ－１、１００Ｄ－１：第１面、 １００－２：第２面、 １１０、１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃ、１１０Ｄ：基材、 １２０：溝部、 １２０－１、１２０Ａ－１、１２０Ｂ－１、１２０Ｃ－１、１２０Ｄ－１：第１溝部、 １２０－２、１２０Ａ－２、１２０Ｂ－２、１２０Ｃ－２、１２０Ｄ－２：第２溝部、 １３０、１３０Ａ、１３０Ｂ、１３０Ｃ、１３０Ｄ：凹部、 ２００：連結ピン、 ２１０：凸部、 ２２０：昇降部

Claims (10)

1. 台車の下方部に設置され、自動搬送ロボットと連結する連結器であって、
   前記連結器は、
   基材と、
   前記基材に設けられた円状の第１溝部と、
   前記基材に設けられた少なくとも４つの凹部と、を含み、
   前記４つの凹部は、前記第１溝部の底面に設けられ、
   前記４つの凹部は、正方形の４つの頂点に対応する位置に設けられている連結器。
2. 前記第１溝部と交差する十字状の第２溝部を含み、
   前記４つの凹部の各々は、前記第１溝部と前記第２溝部との交差点に設けられている請求項１に記載の連結器。
3. 前記第２溝部の端部は、前記基材の辺部に設けられている請求項２に記載の連結器。
4. 前記第２溝部の端部は、前記基材の角部に設けられている請求項２に記載の連結器。
5. 前記第２溝部の端部は、前記基材の円周部に設けられている請求項２に記載の連結器。
6. 台車の下方部に設置され、自動搬送ロボットと連結する連結器であって、
   前記連結器は、
   基材と、
   前記基材に設けられた円状の第１溝部と、
   前記基材に設けられ、前記第１溝部と交差する２本の直線状の第２溝部と、
   前記基材に設けられた少なくとも４つの凹部と、を含み、
   前記４つの凹部のうちの２つの凹部は、前記第１溝部の底面に設けられ、
   前記４つの凹部のうちのもう２つの凹部は、前記第１溝部と前記第２溝部との交差点に設けられ、
   前記４つの凹部は、正方形の４つの頂点に対応する位置に設けられている連結器。
7. 前記第２溝部の端部は、前記基材の対向する２つの辺部に設けられている請求項６に記載の連結器。
8. 前記基材の端面に向かって、前記第２溝部の幅が大きくなる請求項２乃至請求項７のいずれか一項に記載の連結器。
9. 前記基材の端面に向かって、前記第２溝部の底面が傾斜する請求項２乃至請求項８のいずれか一項に記載の連結器。
10. 請求項１乃至請求項９のいずれか一項に記載された連結器が設置された台車。

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