JPH08108381A

JPH08108381A - 走行ロボットの走行案内装置

Info

Publication number: JPH08108381A
Application number: JP27065294A
Authority: JP
Inventors: Mineo Kanehara; 峰雄金原
Original assignee: ROOTSUE KK
Current assignee: ROOTSUE KK
Priority date: 1994-10-06
Filing date: 1994-10-06
Publication date: 1996-04-30

Abstract

(57)【要約】【目的】走行ロボットがガイドレールによって設定され
た通路を正確に追従して走行できることゝ、追従の精度
を向上させても、屈曲部の通過が難しかったり転倒し易
くなる不具合のない走行ロボットを得ることにある。【構成】前後をボギー台車によって回動可能に支持され
た車体フレームと、車体フレームの軌道を規定するガイ
ドレールとを有し、前記ボギー台車は旋回軸と直交する
車軸によって支持される左右一対の走行車輪とガイドロ
ーラを備え、そのガイドローラはガイドレールの一側に
沿って転動する１個の定規ローラと他側に沿って転動す
るべく配置された２個の押圧ローラからなり、前記２個
の押圧ローラを定規ローラとガイドレールの接点と旋回
軸とを連結する鉛直面に対して左右対称に配置してあ
る。具体的には前記車体フレームの前後に設けられるボ
ギー台車が、定規ローラと押圧ローラとをガイドレール
の反対側に配置して備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はガイドレールによって
定められた軌跡上を走行する、いわゆる、レールガイド
形の走行ロボットに関するもので、特に、その転向を安
定、且つ円滑に行うための走行案内装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】一般に、工場で使用される走行ロボット
は、製品の素材や半製品、あるいは製品を積載して工場
間、あるいは工程間で移動させる用途に用いられてい
る。近年はこれを無人で走行させる技術が進歩し、床面
に磁粉を塗布したガイドラインを敷設し、そこに記載さ
れた情報に従って旋回し、操向するようになっている。
すなわち、この種の走行ロボットは自動車と略同様に転
向手段を備えた前輪を持ち、無人の電気自動車風の構成
を採ったものが多く使用されている。

【０００３】他方、金属製のガイドレールを走行する形
式の走行ロボットとして、天井走行ロボットが知られて
いる。そこでは天井にＩ形鋼からなるガイドレールを設
け、走行ロボットはそのガイドレールに吊り下げられ、
電動機によって走行するようになっている（例えば、特
公平３−２３３９０号公報）。また、地上を走行するよ
うにした走行ロボットをガイドレールによって案内しつ
ゝ走行させるものも皆無ではない（例えば、特公平４−
２３６８２号公報）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
走行ロボットは到着点あるいはスタート点においては、
位置決め用のピンその他を使用して、高い精度で停止す
ることが可能であったものゝ、走行中にガイドレールや
ガイドラインを追従する精度は決して高くなかった。他
方、前記追従の精度を高く要求すると、旋回時が円滑に
行えなかったり、安定が損なわれて傾いたり、極端な場
合は横転したりする不具合があった。

【０００５】また、従来の走行ロボットは主として一方
向へのみ進行することを前提として設計されており、後
退は可能であるとしても、前進する同様な走行、あるい
は転舵の機能は備えていなかった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は上記した課題
を解消するため、前後をボギー台車によって回動可能に
支持された車体フレームと、車体フレームの軌道を規定
するガイドレールとを有し、前記ボギー台車は旋回軸と
直交する車軸によって支持される左右一対の走行車輪と
ガイドローラを備え、そのガイドローラはガイドレール
の一側に沿って転動する１個の定規ローラと他側に沿っ
て転動するべく配置された２個の押圧ローラからなり、
前記２個の押圧ローラを定規ローラとガイドレールの接
点と旋回軸とを連結する鉛直面に対して左右対称に配置
してある。具体的には前記車体フレームの前後に設けら
れるボギー台車が、定規ローラと押圧ローラとをガイド
レールの反対側に配置して備えている。

【０００７】また、前記ボギー台車は走行車輪とガイド
ローラの他に、水平軸によって軸支された転倒防止用の
安定ローラを備えガイドユニットを有する。また、前記
ガイドユニットは一側に１個の定規ローラと２個の押圧
ローラを持ち、安定ローラは定規ローラ側に２個と押圧
ローラ側に１個を配してある。さらに、前記１個の定規
ローラと押圧ローラとはガイドレールの側面を挟持して
ある。また、前記ガイドレールは平行に配置された左右
２枚からなり、前記１個の定規ローラと押圧ローラとは
ガイドレールの内面の一側と他側との間に圧縮状態で接
触している。さらに、前記ガイドレールは断面略コ字状
の２個の半部からなり、これを凹部を内側にして対設
し、その下側の支持面で連結して一体に構成してある。
そこで、前記左右一対の走行車輪はガイドレールの上面
に形成される走行面上を走行し、ガイドローラはガイド
レールの側面上を転動するよう構成されている。

【０００８】

【作用】ガイドレールは上面を走行車輪が走行し、そこ
で車重を支える一方、側面をガイドローラが転動してボ
ギー台車の進行方向を転向する。また、ガイドレールの
裏面には車体の傾きが予定以上になると安定ローラが接
触し、それ以上の傾きを阻止する。車体フレームがガイ
ドレールの屈曲部にさしかゝると、前後のボギー台車が
ガイドレールに沿って回動し、そこを通過する。定規ロ
ーラは２個の押圧ローラによって、ガイドレールに押し
付けられており、かつ定規ローラと旋回軸を連結する線
はガイドレールの中心を向き、ボギー台車の旋回軸は定
規ローラの接するガイド面に対して一定の距離を保って
走行する。

【０００９】

【実施例】以下、図示の実施例によって、この発明を説
明する。図１において、１０は走行ロボットである。走
行ロボット１０は下部が走行装置１１とされ、ガイドレ
ール２０の上を走行車輪４３によって走行する。走行ロ
ボット１０の上部に設けられたコラム１２は搬送物１３
を支持する多関節ロボット１４の支柱を兼ねており、そ
こにはそのロボット１４の作動順序を記憶させるための
ティーチングユニット１５が設けられている。１６、１
６は走行ロボット１０の転向方向を示す方向指示灯であ
る。１７は前記多関節ロボット１４に支持された搬送物
１３の他に、さらに他の一個または数個の搬送物１３を
搭載するための置場である。また、１８は障害物センサ
であり、走行ロボットの進行方向に障害物があるとき、
衝突を避けるため、それを検知するようになっている。

【００１０】図２〜図４は前記走行装置１１の構造を示
す縦断面図である。こゝで、走行装置１１は前記コラム
１２を支持する車体フレーム３０と、その車体フレーム
３０の前後を支持するボギー台車４０とからなってい
る。両者は鉛直方向に配された旋回軸３１とスラスト軸
受３３を介して相互に回動自在に連結されている。な
お、前後のボギー台車４０は全く同一の構造をなしてお
り、その取り付け方向のみが逆にして取り付けられてい
る。

【００１１】車体フレーム３０は等辺山形鋼などの鋼材
を溶接して作られた上部の大きな長方形と下部の小さな
長方形とを有し、前記大きな長方形の部分の上部には前
記コラム１２の骨格部材１２ａが支持されている。上部
の大きな長方形の部分には被搬送物を収め、下部の小さ
な長方形の部分には走行ロボット１０を制御するための
コンピュータその他の制御装置が収められている。そし
て、それらの外面は化粧外板１９によって覆われてい
る。３２は車体フレームの最も低い部分にねじ込まれた
支持ボルトであり、ボギー台車４０の保守の際に車体フ
レーム３０をガイドレール２０上に支持するものであ
る。すなわち、支持ボルト２３は常時は車体フレーム３
０にねじ込まれて、走行の邪魔にならないようにしてあ
り、車体フレーム３０とボギー台車４０とを分離すると
きは、支持ボルトを緩めて下方へ突出させ、その頭部を
ガイドレール２０に当接させ、車体フレーム３０を持ち
上げるようになっている。

【００１２】ボギー台車４０は旋回軸３１を備えた枠板
４１を有し、これに回動可能に支持した車軸４２の両端
に一体的に連結された左右一対の走行車輪４３を支持し
ている。走行車輪４３は外面に環状のゴム部材からな
る、いわゆるソリッドタイヤを装着しており、レール２
０上を走行する。車軸４２は図２で示すように、駆動チ
ェーン４４を介して電動機４５に連結され、それによっ
て駆動される。前記したように、ボギー台車４０は、同
一のものが向きを変えて車体フレーム３０の前後に取り
付けられており、前後のボギー台車４０、４０を異なる
ものにする場合に比して部品の種類を増やさずに済まし
ている。もっとも、両ボギー台車の電動機４５は前進す
るときも後進するときも連動して同一方向へ駆動駆動さ
れる。

【００１３】ボギー台車４０の舵取りはガイドローラユ
ニット５０によって行われる。ガイドローラユニット５
０は前記枠板４１に連結部材４１ａを介してスプライン
で連結された補助枠板４１ｂの上に構成されている。ガ
イドローラユニット５０は１個の定規ローラ５１とその
定規ローラ５１をガイドレール２０に押しつける２個の
押圧ローラ５２、５２とを有し、図５で示すように、平
面図において、前記２個の押圧ローラ５２、５２の中点
と定規ローラ５１とを結ぶ線上にボギー台車４０の旋回
軸３１が配されている。図中、Ｃは前後の各ボギー台車
４０の旋回中心である。

【００１４】ガイドレール２０の平面形状は一般に隅角
部を円弧で結んだ長方形に形成されており、図５はその
隅角部を取り出して示している。また、ガイドレール２
０の断面形状は図６で示すように、アルミニウム合金を
押出し加工して作られた左側の半部２１と右側の半部２
２との２枚を平行に配置したもので、各半部２１、２２
の断面形状は上面の水平な走行板２０ａと、その端部か
ら下方に伸びる案内板２０ｂとを有し、これらの凹部を
内側にして対設して下側の連結板２０ｃによって連結し
て一体化してある。

【００１５】ガイドレール２０とガイドローラユニット
５０との関係は、定規ローラ５１と押圧ローラ５２、５
２が、前記ガイドレール２０の左右の半部２１、２２を
内側から突っ張る形で配置される図５の場合と、左右の
半部２１、２２を外側から挟み付ける形で配置される図
９の場合とがある。

【００１６】前者の具体例を図６〜図８で示す。図中、
ガイドローラユニット５０をなす補助枠板４１ｂは対称
形に作られた上下２枚からなり、それらの間には定規ロ
ーラ５１がピボットピン５３によって回動自在に軸支さ
れている。また、下側の補助枠板４１ｂにはピン４１
ｃ、４１ｃによって定規ローラ５１側から反対側に伸び
る補助腕４１ｄが設けられ、その端部には後述する安定
ローラ６０が支軸６１によって回動自在に支持されてい
る。また、中央部にはピボット軸５７、５７によって第
１アーム５４と第２アーム５５との２個のアームが軸支
され、それぞれの先端部には押圧ローラ５２、５２がそ
れぞれ枢軸５６、５６によって回転自在に軸支されてい
る。第１アーム５４と第２アーム５５とはそれぞれ背面
の圧縮バネ５８、５８によって押圧され、押圧ローラ５
２、５２をガイドレール２０の案内板２０ｂ、２０ｂの
内側へ向けて弾性的に押し付けられている。５９、５９
は第１アーム５４と第２アーム５５とを連動させるため
のセクタギヤである。

【００１７】斯くて、走行ロボット１０がガイドレール
２０の直線部から隅角部に進行すると、押圧ローラ５
２、５２がガイドレール２０から受ける反力が前後で不
平衡となるので、それを平衡させようとする力が作用
し、旋回軸３１を軸として枠板４１をガイドレール２０
の屈曲方向へ回動させる。なお、その際、押圧ローラ５
２、５２は定規ローラ５１と旋回軸３１を結ぶ線上から
前後にオフセットしているため、案内板２０ｂから浮き
上がる傾向を生じるが、それぞれの圧縮バネ５８によ
り、かつ、セクタギヤ５９を介して等角度だけ傾動して
それを補正する。その結果、定規ローラ５１は曲路を通
過するときにも案内板２０ｂから浮き上がることが回避
される。

【００１８】次に、後者の具体例を図１０、図１１によ
って説明する。まず、定規ローラ５１と２個の押圧ロー
ラ５２、５２は図４中に二点鎖線で示すように、枠板４
１の一側と他側からそれぞれ下方へ伸びる支脚６２によ
って支持されている。すなわち、一側の下端部には定規
ローラ５１が設けられ、ピボットピン５３によって回動
自在に軸支されている。また、他側には２個の押圧ロー
ラ５２、５２がそれぞれ第１アーム５４と第２アーム５
５との先端にそれぞれ枢軸５６によって回転自在に軸支
され、背面の圧縮バネ５８、５８によってガイドレール
２０の案内板２０ｂ、２０ｂの外側へ向けて弾性的に押
し付けられている。

【００１９】斯くて、走行ロボット１０が図９で示すよ
うに、ガイドレール２０の直線部から隅角部に進行する
と、前後の押圧ローラ５２、５２がガイドレール２０か
ら受ける反力が不平衡となるので、それを平衡させよう
とする力が作用し、旋回軸３１を軸として枠板４１をガ
イドレール２０の屈曲方向へ回動させ舵取りする。な
お、その際、押圧ローラ５２、５２が案内板２０ｂから
浮き上がる傾向を生じる点、および、それぞれの圧縮バ
ネ５８により補正する点は、セクタギヤ５９を有しない
点を除き前述の場合と略同様である。

【００２０】前記図４、図６および図７において、６０
は安定ローラである。安定ローラ６０は定規ローラ５１
の前後に合計２個と、押圧ローラ５２、５２の間に１個
が配置されており、水平方向に配された支軸６１によっ
て支えられ、前記ガイドレール２０の走行板２０ａの裏
面に極めて近接して設けられている。斯くて、走行ロボ
ット１０がガイドレール２０の屈曲部を走行中に、遠心
力で外側へ傾こうとすると、内側に位置する安定ローラ
６０が前記走行板２０ａの裏面に当接し、それ以上の傾
動を阻止する。よって、走行ロボット１０が転倒するよ
うな最悪の事態を回避できる。

【００２１】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、走行
ロボット１０は前後に設けたボギー台車４０がガイドロ
ーラユニット５０によってガイドレール２０の曲がる方
向へ旋回せられるから、曲路を正確かつ円滑に通過でき
る。また、その進行軌跡は定規ローラ５１がガイドレー
ル２０の案内面から離れることがないので、ガイドレー
ル２０の案内面に従って正確に追従できるなどの効果を
有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す走行ロボットの外観
図である。

【図２】その要部の縦断面図である。

【図３】図２中のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。

【図４】図２中のＩＶ−ＩＶ断面図である。

【図５】本発明に係る走行ロボットの曲路を通過する際
の舵取り機構の原理を示す平面図である。

【図６】図４中の要部を拡大して示す拡大断面図であ
る。

【図７】図６中のＶＩＩ−ＶＩＩ断面図である。

【図８】図６中のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ断面図である。

【図９】他の実施例を示す図５相当の平面図である。

【図１０】図９中の要部を拡大して示す拡大平面図であ
る。

【図１１】図１０中の矢視ＸＩ図である。

【符号の説明】

１０・・・・走行ロボット１１・・・・走行装置１２・・・・コラム１２ａ・・・骨格１３・・・・搬送物１４・・・・多関節ロボット１５・・・・ティーチングユニット１６・・・・方向指示灯１７・・・・置場１８・・・・障害物センサ１９・・・・化粧外板２０・・・・ガイドレール２０ａ・・・走行板２０ｂ・・・案内板２０ｃ・・・連結板２１・・・・左側の半部２２・・・・右側の半部３０・・・・車体フレーム３１・・・・旋回軸３２・・・・支持ボルト３３・・・・スラスト軸受４０・・・・ボギー台車４１・・・・枠板４１ａ・・・連結部材４１ｂ・・・補助枠板４１ｃ・・・ピン４１ｄ・・・補助腕４２・・・・車軸４３・・・・走行車輪４４・・・・駆動チェーン４５・・・・電動機５０・・・・ガイドローラユニット５１・・・・定規ローラ５２・・・・押圧ローラ５３・・・・ピボットピン５４・・・・第１アーム５５・・・・第２アーム５６・・・・枢軸５７・・・・ピボット軸５８・・・・圧縮バネ５９・・・・セクタギヤ６０・・・・安定ローラ６１・・・・支軸６２・・・・支脚Ｃ・・・・旋回中心

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ボギー台車によって前後を支えられた車体
フレームと前記ボギー台車の進行方向を規制するガイド
レールとからなり、前記ボギー台車は車軸によって支持
される左右一対の走行車輪とその進行方向を規制するガ
イドローラユニットを備え、そのガイドローラユニット
は１個の定規ローラとその定規ローラをガイドレールに
押しつける２個の押圧ローラとを有し、前記２個の押圧
ローラの中点と定規ローラの軸線とを結ぶ線上にボギー
台車の旋回軸を配してなる走行ロボットの走行案内装
置。
【請求項２】請求項１において、前記車体フレームの前
側に設けられるボギー台車と後側に設けられるボギー台
車は、定規ローラと押圧ローラとがガイドレールに対し
て互いに反対側に配置されている走行ロボットの走行案
内装置。
【請求項３】請求項１において、前記ボギー台車に支持
されるガイドユニットは走行車輪とガイドローラの他
に、水平軸によって軸支された転倒防止用の安定ローラ
を有する走行ロボットの走行案内装置。
【請求項４】請求項３において、前記ガイドユニットは
一側に１個の定規ローラと２個の押圧ローラを持ち、安
定ローラは定規ローラ側に２個と押圧ローラ側に１個を
配してなる走行ロボットの走行案内装置。
【請求項５】請求項１において、前記１個の定規ローラ
と押圧ローラとはガイドレールの側面を挟持してなる走
行ロボットの走行案内装置。
【請求項６】請求項１において、前記ガイドレールは平
行に配置された左右２枚からなり、前記１個の定規ロー
ラと押圧ローラとはガイドレールの内面の一側と他側と
の間に圧縮状態で接触している走行ロボットの走行案内
装置。
【請求項７】請求項１において、前記ガイドレールは断
面略コ字状の２個の半部からなり、これを凹部を内側に
して対設し、その下側の支持面で連結して一体に構成し
てなる走行ロボットの走行案内装置。
【請求項８】請求項７において、前記左右一対の走行車
輪はガイドレールの上面に形成される走行面上を走行
し、ガイドローラはガイドレールの側面上を転動するよ
う構成されている走行ロボットの走行案内装置。