JPH01316810A - 自立型搬送機並びにそれによる自動搬送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は自立型の搬送機と、それによる自動搬送装置に
関するものである。

（従来の技術） 現在搬送用ロボットと呼ばれるものは３輪以上の台車型
が殆んどを占めており、この型は重心が低く、安定感が
あり、Φ吊物の積載にも耐える利点を持っている。しか
し、 ■台車の占める床面積が大きい、 ■スピードが遅い、 ■安全面に問題がある、等 の短所もあるため、特にＯＡ、ＭＡ或いは将来の１−Ｉ
Ａ分野に於る搬送機としては不向きである。

占有面積の小のものとしては２足歩行型のものがあり、
例えば特開昭６２−９７００５号が開示されている。

（技術的課題） しかしながら２足歩行型の実用化には、例えば電圧等に
応じて自由に伸縮する人工筋肉、神経のように繊細かつ
小型で高感度のセンサそしてパワフルな動力源等が必要
であり、それらがＦｉ１発されていない現段階では要求
される機敏な動きを行なう自立型搬送機は現実化できな
いと考えられた。

本発明は前記の実情に鑑み幾多の経緯を経てなされたも
ので、その目的は通常の室内でも安全に使用できる装置
システムであって、 ■占有面積が可能な限り小さく、 ■スピードが早く、機敏に動くことができ、０人に当っ
ても危険性のない、 自立型搬送機とそれによる自動搬送装置を提供すること
にある。

（技術的手段） このような目的を達する自立型搬送機の移動手段につい
て研究開光を行なった結果、最も効率の良いのは車輪又
はそれと同等のものを用いることであり、その駆動制御
方式を適当なものとすることにより慣性と、作用反作用
の法則を利用した正確、迅速な移動が可能となることを
見出した。

即ち本発明の自立型搬送機は、縦長に形成された搬送線
本体と、その下部に一軸上に配置された左右２箇所の走
行手段と、該走行手段を各別に作動させる駆動園構と、
走行時に前記軸方向と平行に収容され、停止時は前記軸
方向と直交する方向に移動し走行手段の前後に位置して
搬送機本体を支える停止時自立手段とを備え、走行手段
の作動により自立走行を行なうことを特徴とするもので
ある。

左右２個の走行手段が前述の車輪に該当する。

該走行手段は一軸一りに離隔配置して軸方向への安定性
を保つので、それと直交する前後方向のバランスのみを
平衡センサ等により検出し、車輪等の回転数制御により
保てば良い。従ってこれは１軸２輪別駆動の方式である
ということができる。

搬送機本体を縦長としたのは占有面積が少なくて済み、
安全性も確保し易いからである。特に筒状、柱状の場合
Ｚ軸回りの慣性モーメントにより方向転換も容易であり
、また前後方向のバランスも取り易い。

停止時自立手段は、走行手段を制御せずに搬送機本体を
自立させる支えであり、−時的なリガー（ｒｉｇｇｃｒ
）であって、走行中は走行手段と平行にして走行の邪魔
にならず、停止時は直交方向に向ぎを変えて停止指令に
より４支点で倒れるのを防ぐものである。

そして、一軸上に配置された２個の車輪の回転により自
立して走行するように構成された自立型搬送機と、停止
時に自立型搬送機を出入可能に直立状態で保持する複数
のステーションとによって構成された自動搬送装置によ
って、自立型搬送機が最も効果的に活用される。

〈作用） 前記の構成を有する搬送機本体は、垂直に立てて保持し
た状態から手を放すと、走行手段の軸回り（前後）方向
へ倒れようとするが、そこで倒れる方向に走行手段を作
動させると、走行速度が適当であれば傾きが一定のまま
移動し、走行速度が早ければ傾きは少なくなり、更に早
くすると本体は鉛直に立って走行を継続することができ
る。

搬送機本体が停止トするときは二つの方法で自立させる
ことができる。その第１は前述の停止時自立手段による
もので、走行手段と合せて４支点で安定に自立するので
比較的長期の待機等に向いている。第２は動的停止とも
いうべきもので、本体が傾むくとそれを平衡センサ等に
より検出し、駆動機構を作動させ傾きが逆になるように
調整するが、動力を消費づるので短時間の停止用である
。

搬送機本体は、成る地点から成る地点へ移動するように
管理されるが、そのため複数のステーションが要所に配
置される。該ステージ１ンは自立型搬送機を直立状態で
受【プ入れ、送り出すと同時にその間保持するので、ス
テーションにあるときは自立型搬送機は停止時自立手段
も動的停止管理も不要である。

搬送物は、搬送機本体に固定式或いは交換式に装備され
た保持手段にあすけられ、ステーションからステーショ
ンへ搬送されることとなる。

（実施例） 図面を参照して説明すると、搬送機本体１０は第１図乃
至第３図に示されている。１１は円筒状のボディ、１２
はその下端に設けられた走行手段で２個の車輪１２ａ、
１２ｂが一つの軸ａ上に左右に離れて配置されている。

１３ａは左車輪駆動モータ、１３ｂは右車輪駆動モータ
で、これらは走行手段を各別に作動さける駆動手段であ
る。

１４は停止時自立手段で小輪付きの２個のインナーリガ
ー１４ａ、１４ｂを備え、インナーリガー１４ａ１１４
ｂは前記車輪１２ａ、１２ｂの内側に位置し、その軸は
萌記軸λに対し平行な位置（走行時）と、直交する位置
（停止時）の間で垂直軸回りに回動可能であり、該垂直
軸はインナーリガー駆動モータ１４ｄの駆動軸１４ｃを
兼ねている。第４図参照。なお１５は走行手段１２の取
付部カバーを示づ。

１６は搬送物の保持手段で、搬送機本体１０の頂部に設
けられており、図面は搬送物を収容する容器状アダプタ
が取付けられた状態を示している（第１図〜第３図）。

保持手段１６として別に搬送物を挟持するアームやハン
ド等を有するアクチコエータが用意され交換使用される
。

１゛７は平衡センサ、１８は映像センサを示す。平衡セ
ンサ１７は搬送機本体１０の微小な傾きを正確に早く検
出するために設けられ、例えばジャイロと振子を組合は
ロータリエンコーダにより傾きを検出する方法がとられ
る。映像センサ１８は対象の識別や距１！１１δ１測等
に用いられ、また平衡センサ１７と組合せられる。

１９は受令及び制御装置で、ステーション２１から有線
又は無線で走行中に受（）る命令、更に誘導ラインから
のデータ処理、人や物に近づいたときの処置、平衡セン
サからのデータ分析などの機能を果し、ざらに処理入力
に応じた走行用のモータ１３ａ、１３ｂ、インナーリガ
ー用のモータ１４ｄへの出力制御を行なう。また必要に
よって組込れる音声合成装置等とも結合してそれらを制
御するためＣＰＵを内蔵する。

２０は電源電池で、以上の各素子、装置類に電力を供給
し、それ自体はステーション２１に於て、充電される。

この電池は軽量、低内部抵抗、高速充電性のものを使用
する。

ステーション２１は１基又は２Ｍ以上の自立型搬送Ｖｓ
１０を直立状態のまま出入可能に保持するもので、例え
ば廊下や壁等の側面、机の側面等に設けられ、保持用の
凹部２２を上下に１組以上有する。

該ステーション２１は搬送機本体１０の移動拠点であり
、またそれが任務を終了したとき、トラブル発生時に入
るように設定され、目的地提供のばか二つの役割を持つ
。

その第１は搬送機本体１０の姿勢矯正である。

即ち、搬送機本体１０の垂直状態は平衡センサ１７によ
り検出されるが、経時的に誤差が集積し垂直状態をとら
なくなる前にステーション２１に於て姿勢を矯正するし
ので、上下の保持凹部２２に磁気吸引したときに垂直を
出し、内部センサをリセットして矯正する。２３は極性
反転可能な電磁石、２４はデータ送受用の端子を示す。

第２は電力供給であり、搬送機本体１０の側面に設けら
れた端子と接続する充電端子２５を右し、充電電流を流
す。

２６は誘導手段として床に設けた誘導ラインで、誘導方
式としてはラジオ゛コントロール式、電磁誘導式、光学
式、赤外線式、マグネットテープ式（例示のもの）など
、現在使用されているものがそのまま採用できる。ただ
移動速度が早く、検知範囲が狭いのでシステム制御によ
る進行方向、速度制御を行なうこととする。

作動 第７図（ａ）乃至（ｈ）は走行と停止のしくみを示す。

（ａ）は作用の項で述べた動的停止による垂直自立状態
で、（ｂ）〜（９）が走行開始から終了直前までを示す
。（ｂ）では走行方向への前傾角をつけるため車輪を逆
方向へ回転させており、その後、車輪を進行方向へ回転
させて走行状態に入り（Ｃ）、定速走行状態となり（ｄ
）、傾きの大なときは増速しくｅ）、傾きの小なときは
減速しくｆ）、停止命令を受ｔプると一旦増速しで傾き
を減少傾向としてからその減少につれて停止直前まで減
速しくｑ）、垂直状態に入ったら車輪の回転を止めイン
ナーリガーをセットする（ｈ）。

第８図は急制動のしくみを示す。

第７図（ｄ）で急制Ｏ」を受令すると（第８図（ａ））
、車輪回転を急加速して搬送機本体を起しくｂ）、負方
向に傾けて車輪を急停止し、本体上部の慣性で垂直状態
に仕向（）（Ｃ）、インナーリガーをセットする。（ｄ
）。

方向転換は第９図に示されている。

同図（ａ）では直進走行しており、右車輪の回転数を相
対的に減少させて右回転しくｂ）、再度繰返すと（Ｃ）
反転直進となり、左車輪停止によりＵターンを行ない（
ｄ）、或いは短秒時の片側車輪停止によりＬターン（ｅ
）、更に直進から減速し停止と同時に左右各車輪を各々
逆方向へ回転させてその場反転（ｆ）を行なうことがで
きる。

その場反転はインナーリガーを出したままでも可能であ
る。

外力を受けたときの対応 １１４１ｎの方向に外力が加わったとき、成る程度まで
は自己復帰するが、限界を越えると片側車輪が浮くので
（第１０図（ａ））、これを平衡セン會す１７により検
出し、接地車輪を倒れる方向に加速して回り込むように
運動を行ない収束に向わせる（同図（ｂ））。

自動搬送システム 自立型搬送機１０による自動搬送システムを第１１図に
示す。誘導ラインは主線１００とそれより分岐した枝線
１０１・・・を有し、枝線は各挿ステーション２１の保
持凹部２２へ導びかれており、各ステーションにはキー
ボード１１０が付属し、データ送受用の端子２４を通じ
て自立搬送機１０との間でデータ送受を行なう。全ての
ステーション２１は全体制御ＣＰＵ１２０によって外部
制御されるように構成されている。１３０は動力充電用
電源を示す。ステーション２１はここでは前述の内容の
他に搬送［１０の行先データを与え、また搬送機１０に
入力されているデータを全体制御ＣＰＵへ送る作業を行
なう。

今、成るステーションに保持されている搬送機１０はそ
の固定！ｉ極と、ステーション側電磁石２３ににっで磁
気吸引された状態にあり、充電を受Ｇ）、かつ鉛直リセ
ットが行なわれた状態にある。そこへ［特定ステーショ
ンへ向え」というキーボード１１０から命令を受けると
電磁石２３の極性が反転し。

搬送機１０は押出されて、第７図の通りの作動により誘
導ラインをたどって走行を開始し、目的地へ到着後搬送
物を収容して次の命令により再び次の目的地へ向う。走
行中に命令を受りたときは受令及び制御装置１９の作動
により割り込み作業を行なってから元の作動状態へ復帰
する。

（効果） 本発明は以上の如く構成されているので、次のような効
果を発揮する。

■ｗＬ長であるため占有面積が極めて少ない。

■走行速度が早＜、機敏に動作する。

０人に当っても軽量なため安全である。

■自立性のため動作中倒れることがなく、外力を受けた
場合でも倒れにくい。

■縦長であり、機敏なため狭い場所でも自由に使うこと
ができる。

■水平面走行のほか傾斜面にも対応し易い。

■搬送機本体にデータキャリアシステムを搭載しマルチ
コントロールシステムの構築が容易に行なえる。

■単なる搬送のほか、各種アクヂコエータの使用により
、作業、８護、案内、監視、防災、防犯その他店用は多
岐に亘る。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る自立型搬送機並びにそれによる自動
搬送装置の実施例を示すもので、第１図は自立型搬送機
の斜視図、第２図は側面図、第３図は正面縦断説明図、
第４図は走行手段とその周辺の斜視図、第５図はステー
ションの斜視図、第６図は要部拡大斜視図、第７図（ａ
）〜（ｈ）は走行と停止のしくみを示す説明図、第８図
（ａ）〜（ｄ）は急制動の説明図、第９図は方向転換の
説明図、第１０図（ａ＞、（ｂ）は外力への対応と復原
を示ず説明図、第１１図は本発明による自動搬送システ
ムの部分説明図である。 特　　許　　出　　願　　人　　特　　芸　　株式会社
代理人　　　弁理士　井　沢　　　　同第１図　第２図
　　第３図 第４図 第７図 （ａ）　　　　　（ｂ）　　　　　（ｃ）　　　　　（
ｄ）（ｅ）　　　　（ｆ）（（］）　　　　（ｈ）／ ２ｂ 第８図 （ａ）　　　　（ｂ）　　　’　　（ｃ）　　　　（ｄ
）第９図 第１１図 手続ネ甫ヱＥ書（方式） １、事件の表示　　　昭和６３年　特願　第１４９５２
３号２、発明の名称　　　自立型搬送機並びにそれによ
る自動搬送装置名　称　　特　　芸　株式会社 氏　名　　　　（７２０３）弁理士　井　　沢　　　　
淘５、補正命令の日付　昭和６３年９月７日６、補正の
対象　　　明細書の図面の簡単な説明の欄。 ７、補正の内容 補正の内容 明細書第２０頁（図面の簡単な説明の欄）第３行〜第５
行に「第７図〜（ｄ）」とあるのを「第７図は走行と停
止のしくみを示す説明図、第８図」と補正する。 以上

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）縦長に形成された搬送機本体と、その下部に一軸
   上に配置された左右２箇所の走行手段と、該走行手段を
   各別に作動させる駆動機構と、走行時に前記軸方向と平
   行に収容され、停止時は前記軸方向と直交する方向に移
   動し走行手段の前後に位置して搬送機本体を支える停止
   時自立手段とを備え、走行手段の作動により自立走行を
   行なうことを特徴とする自立型搬送機。
2. （２）搬送機本体は、上部に、搬送物を収容する容器状
   アダプタ若しくは作業用のアクチュエータ等を着脱交換
   可能に備えている請求項第１項記載の自立型搬送機。
3. （３）走行手段として一軸上に配置された２個の車輪を
   備え、また停止時自立手段として２個の車輪間に収まる
   間隔に配置された２個の小輪を備えており、２個の小輪
   は走行時に前記車輪と平行の格納位置をとり、停止時前
   記車輪と直交の位置をとるように構成された請求項第１
   項記載の自立型搬送機。
4. （４）搬送機本体は平衡センサと該センサにより検出さ
   れた前後方向の傾きを減少させる方向に走行手段の回転
   方向と回転数を修正する演算装置を内蔵している請求項
   第１項又は第３項記載の自立型搬送機。
5. （５）一軸上に配置された２個の車輪の回転により自立
   して走行するように構成された自立型搬送機と、停止時
   に自立型搬送機を出入可能に直立状態で保持する複数の
   ステーションとによつて構成された自動搬送装置。
6. （６）ステーションは自立型搬送機に内蔵された平衡セ
   ンサをリセットする矯正機構と、データの送受を行なう
   端子と、内蔵の電源電池を充電するための端子を備えて
   いる請求項第４項記載の自動搬送装置。