JP2015178141A - transfer robot and transfer method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は搬送ロボット及び搬送方法に関し、特に棚に置かれた荷物を搬送可能な搬送ロボット及び搬送方法に関する。 The present invention relates to a transfer robot and a transfer method, and more particularly to a transfer robot and a transfer method capable of transferring a load placed on a shelf.
近年、工場や倉庫などで荷物等を搬送する搬送ロボットの開発が進められている。特許文献1には、小さな操作力で重い荷物を効率よく積載、荷下ろしすることを目的とした搬送ロボットが開示されている。 In recent years, the development of transport robots that transport packages and the like in factories and warehouses has been underway. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-228561 discloses a transfer robot that is intended to efficiently load and unload heavy loads with a small operating force.
特許文献1に開示されている搬送ロボットは、走行部を備えた荷台と、荷物をハンドリングするアームとを有する。アームは、床面上の荷物の縁部を引き上げて荷物を傾斜姿勢とした後、荷物の裏面が荷台の縁により荷重支持された状態で荷台側に引き込んで荷物を荷台上に載置するように構成されている。
The transfer robot disclosed in
搬送ロボットが使用される工場や倉庫などでは、高さが異なる棚に荷物が置かれている場合が多い。このため、高さが異なる棚に置かれている荷物を搬送することができる搬送ロボットが必要とされている。しかしながら、特許文献1に開示されている搬送ロボットは、床面に置かれた荷物の搬送を想定している。このため、高さが異なる棚に置かれている荷物を搬送することは困難であるという問題がある。
In factories and warehouses where transfer robots are used, packages are often placed on shelves with different heights. Therefore, there is a need for a transfer robot that can transfer loads placed on shelves having different heights. However, the transfer robot disclosed in
上記課題に鑑み本発明の目的は、任意の高さの棚に置かれた荷物を搬送可能な搬送ロボット及び搬送方法を提供することである。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a transport robot and a transport method that can transport a load placed on a shelf having an arbitrary height.
本発明にかかる搬送ロボットは、自律移動可能な台車と、前記台車の上側に配置された荷台部と、前記台車と前記荷台部との間に設けられ、前記荷台部を昇降する第1の昇降機構と、前記荷台部に対して昇降可能に構成されたロボットアームと、を備える。 The transfer robot according to the present invention includes a cart that can move autonomously, a cargo bed portion that is disposed above the cart, and a first lift that is provided between the cart and the cargo bed portion to raise and lower the cargo bed portion. A mechanism, and a robot arm configured to be movable up and down with respect to the loading platform.
本発明にかかる搬送方法は、台車と、当該台車の上側に配置された荷台部と、当該荷台部に荷物を移動するロボットアームと、を備える搬送ロボットを用いた荷物の搬送方法であって、搬送対象である荷物が載置されている第1の棚に移動し、前記荷台部の載置面の高さと前記荷物が載置されている前記第1の棚の載置面の高さとが略同一となるように、前記荷台部の載置面の高さを制御し、前記ロボットアームを用いて前記荷物を前記第1の棚から前記荷台部に移動する。 A transport method according to the present invention is a load transport method using a transport robot comprising a cart, a cargo bed portion arranged on the upper side of the cart, and a robot arm that moves the cargo to the cargo bed portion, It moves to the 1st shelf in which the load which is the conveyance object is placed, and the height of the placement surface of the loading platform and the height of the placement surface of the first shelf in which the load is placed are The height of the loading surface of the loading platform is controlled so as to be substantially the same, and the load is moved from the first shelf to the loading platform using the robot arm.
本発明では、搬送ロボットが備える荷台部の高さを昇降することができるように構成している。よって、荷物が置かれている棚の高さに応じて、荷台部の高さを調整することができるので、任意の高さの棚に置かれた荷物を搬送することができる。 In this invention, it is comprised so that the height of the loading platform part with which a conveyance robot is equipped can be raised / lowered. Therefore, since the height of the loading platform can be adjusted according to the height of the shelf on which the luggage is placed, the luggage placed on the shelf having an arbitrary height can be transported.
本発明により、任意の高さの棚に置かれた荷物を搬送可能な搬送ロボット及び搬送方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a transport robot and a transport method capable of transporting a load placed on a shelf having an arbitrary height.
<実施の形態1>
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図1および図2はそれぞれ、実施の形態1にかかる搬送ロボットを説明するための側面図および上面図である。図1、図2に示すように、本実施の形態にかかる搬送ロボット1は、台車11、昇降機構(第1の昇降機構)12、荷台部13、ロボットアーム14、及び画像取得部17を備える。
<
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIGS. 1 and 2 are a side view and a top view, respectively, for explaining the transfer robot according to the first embodiment. As shown in FIGS. 1 and 2, the
台車11は車輪15を備えており、床面を自律移動可能に構成されている。例えば、台車11は全方位に移動可能に構成されている。
The
昇降機構12は、台車11と荷台部13との間に設けられており、荷台部13を昇降することができるように構成されている。つまり、昇降機構12は、荷台部13を上下方向に移動することができるように構成されている。
The
荷台部13は、台車11の上側に配置されており、荷物を載置することができるように構成されている。荷台部13の載置面の高さは、昇降機構12を用いて調整することができる。また、荷台部13には、載置された荷物の底面と荷台部13の載置面との間の摩擦を低減させるための突起部16が載置面全体に形成されている。突起部16は、荷台部13の載置面上を荷物が移動する際に回転するように構成されていてもよい。なお、突起部16は必須ではなく、例えば荷台部13の載置面と荷物の底面との間の摩擦係数が十分に小さい場合は、突起部16を設ける必要はない。
The
また、荷台部13は、搬送ロボット1を平面視した際に、荷台部13の占める範囲が台車11の占める範囲よりも大きくなるように構成することが好ましい。このように構成することで、棚から荷物を移動する際に、荷台部13の端部が棚の端部と確実に接するようにすることができる。
Moreover, it is preferable that the
ロボットアーム14は、棚に置かれている荷物を荷台部13に移動したり、荷台部13に置かれている荷物を棚に移動したりすることができるように構成されている。ロボットアーム14は、複数のリンク23_1〜23_3と複数の関節25_1〜25_3と把持部24とを備えるアーム部26(スカラ型アーム)、および柱状部材21と昇降部22とを備える昇降機構(第2の昇降機構)27とを備える。昇降機構27は荷台部13に取り付けられているので、ロボットアーム14が備えるアーム部26は、荷台部13に対して上下方向に移動することができる。
The
昇降部22は、柱状部材21に沿って上下方向に移動可能に構成されている。昇降部22にはリンク23_1が連結されている。リンク23_1およびリンク23_2は、関節25_1を用いて水平面内において回動可能に連結されている。リンク23_2およびリンク23_3は、関節25_2を用いて水平面内において回動可能に連結されている。リンク23_3および把持部24は、関節25_3を用いて水平面内において回動可能に連結されている。つまり、ロボットアーム14は、把持部24の水平面内における位置を決定することができるように3自由度(関節25_1〜25_3)で構成され、また把持部24の鉛直方向における位置を決定することができるように1自由度(昇降機構27)で構成されている。このとき、関節25_1を荷台部13の中央部付近に配置することで(図2参照)、把持部24の移動範囲を荷台部13の全範囲、すなわち荷台部13の周囲の4辺を含む範囲とすることができる。
The
把持部24は、荷物の端部(具体的には、荷物の側壁の上端部)を把持することができるように構成されている。関節25_1〜25_3および把持部24には、関節25_1〜25_3および把持部24をそれぞれ駆動するためのアクチュエータ(サーボモータなど)が設けられている。
The
なお、上記で説明したロボットアーム14の構成は一例であり、本実施の形態では、棚に置かれている荷物を荷台部13に移動したり、荷台部13に置かれている荷物を棚に移動したりすることができるのであれば、ロボットアームの構成はどのような構成であってもよい。また、図1に示した例では、ロボットアーム14を荷台部13に取り付けている場合を示したが、本実施の形態では、ロボットアーム14を台車11に取り付けるようにしてもよい。換言すると、図1に示した例では、柱状部材21を荷台部13に取り付けている場合を示したが、本実施の形態では、柱状部材21を台車13に取り付けるようにしてもよい。
The configuration of the
画像取得部17は、柱状部材21の上端に取り付けられている。画像取得部17は、棚に載置されている荷物の位置や形状を認識したり、荷台部13に載せた荷物の位置や形状を認識したりするために設けられている。また、画像取得部17は、荷台部13の載置面と棚の載置面とを検出する載置面検出部としても機能する。また、本実施の形態では、画像取得部17を用いて、台車11が自律移動するための情報を取得するようにしてもよい。台車が自律移動するための情報としては、例えば台車の自律移動を支援するためのマーカ(つまり、経路情報が格納されたマーカ)等が挙げられる。なお、図1に示した例では、画像取得部17を柱状部材21の上端に取り付けている場合を示したが、画像取得部17は、必要な情報を取得することができるのであればどのような場所に取り付けてもよい。
The
図3は、本実施の形態にかかる搬送ロボット1のシステム構成を示すブロック図である。図3に示すように、画像取得部17で取得した画像情報は制御部18に供給される。また、センサ19で取得した情報は制御部18に供給される。例えば、センサ19は、荷台部13の鉛直方向における位置を検出するためのセンサや把持部24の位置(3次元座標における位置)を検出するためのセンサである。把持部24の水平面内における位置は、例えば、各関節25_1〜25_3に回転角センサを設けることで検出することができる。また、把持部24の鉛直方向における位置は、例えば、昇降部22に変位センサを設けることで検出することができる。
FIG. 3 is a block diagram showing a system configuration of the
制御部18は、台車制御部18_1、載置面制御部18_2、及びロボットアーム制御部18_3を備える。台車制御部18_1は、台車11が自律移動するように、台車11を制御することができる。例えば、台車制御部18_1は、画像取得部17で取得した経路情報や予め設定された経路情報を用いて台車11の経路を決定し、この決定した経路に従って台車11が移動するように、台車11を制御してもよい。また、台車制御部18_1は、画像取得部17で取得した荷物の位置情報とセンサ19で取得した把持部24の位置情報とを用いて、把持部24で荷物を把持可能な位置までの経路を決定し、この決定した経路に従って台車11が移動するように、台車11を制御してもよい。
The
載置面制御部18_2は、ロボットアーム14を用いて荷物を棚から荷台部13に又は荷台部13から棚に移動させる際、荷台部13の載置面の高さが棚の載置面の高さと略同一になるように、荷台部13の載置面の高さを制御する。具体的には、載置面制御部18_2は、画像取得部(載置面検出部)17から、荷台部13の載置面の位置情報(高さ情報)と棚の載置面の位置情報(高さ情報)とを取得する。そして、荷台部13の載置面の高さと棚の載置面の高さとが略同一になるように、昇降機構12を制御する。
When the loading surface control unit 18_2 moves the load from the shelf to the
ここで、荷台部13の載置面の高さと棚の載置面の高さとが略同一である場合とは、荷台部13の載置面の高さと棚の載置面の高さとが同一である場合に加えて、荷台部13と棚との間で荷物を移動することができる程度に、荷台部13の載置面の高さと棚の載置面の高さとが近い状態である場合を含んでいる。
Here, when the height of the loading surface of the
ロボットアーム制御部18_3は、ロボットアーム14を制御する。つまり、ロボットアーム制御部18_3は、アーム部26および昇降部22を制御して、把持部24を所定の位置まで移動させる。また、ロボットアーム制御部18_3は、把持部24が荷物を把持している状態となるように、又は把持部24が荷物を把持していない状態となるように制御する。
The robot arm control unit 18_3 controls the
このように、本実施の形態にかかる搬送ロボット1では、画像取得部17で取得した画像情報およびセンサ19で取得した各種情報に基づいて、制御部18が、台車11、昇降機構12、及びロボットアーム14を制御するように構成している。このような構成とすることで、搬送ロボット1は、所定の棚に置かれている荷物を取り出したり、所定の棚に荷物を載置したりすることができる。
As described above, in the
また、搬送ロボット1は無線通信部20を備えていてもよい。無線通信部20は、搬送ロボット1を操作するための操作用端末28と無線通信することができるように構成されている。例えば、無線通信部20は、操作用端末28から送信された制御情報(設定情報)を制御部18に供給することができる。また、無線通信部20は、制御部18から供給された情報を操作用端末28に供給することができる。
Further, the
操作用端末28は表示部(不図示)を備えており、表示部には搬送ロボット1の移動コース、搬送対象となっている荷物の位置情報、搬送ロボット1の状態(正常状態、異常状態)等が表示される。また、操作用端末28が搬送ロボット1に対して教示情報を供給する際は、教示情報の供給状態を表示部に表示することができる。ここで、教示情報には、台車11の経路、搬送対象となっている荷物の位置情報、荷物のサイズに関する情報、荷物の置き方に関する情報などが含まれる。なお、操作用端末28は、搬送ロボット1に教示情報を供給することができるのであればどのような端末であってもよい。つまり、タブレット端末であってもよく、またパーソナルコンピュータであってもよい。
The
次に、本実施の形態にかかる搬送ロボット1の動作について説明する。まず、搬送ロボットが棚から荷物を取り出す動作について、図4に示すフローチャートおよび図5A〜図5Eを用いて説明する。具体的には、図5Aに示す棚31に置かれている荷物33を、搬送ロボット1の荷台部13に移動させる動作について説明する。
Next, the operation of the
図5A〜図5Eに示す例では、荷物33が棚31の取り出し口側に移動するように、棚31(シュータ)を傾斜させている。棚31の取り出し口側の端部には、荷物33の落下を防止するためのストッパ32が設けられている。また、搬送ロボット1には、予め、台車11の経路情報(自律移動の経路情報)、搬送対象となっている荷物の位置情報、荷物のサイズに関する情報、荷物の置き方に関する情報などの教示情報が供給されているものとする。
In the example shown in FIGS. 5A to 5E, the shelf 31 (shooter) is inclined so that the
まず、図5Aに示すように、搬送ロボット1は、搬送対象である荷物33が載置されている棚31の前に移動する(ステップS1)。このとき、搬送ロボット1は、予め教示された経路情報に従って棚31の前に移動することができる。また、本実施の形態にかかる搬送ロボット1は、対象となる棚31に設けられたマーカを用いて、棚31の位置を認識するようにしてもよい。マーカの画像は、画像取得部17を用いて取得することができる。更に、本実施の形態では、搬送ロボット1から棚31に設けられたマーカが見える範囲ではマーカに記録された経路情報を用いて棚31の位置へと移動し、搬送ロボット1から棚31に設けられたマーカが見えない範囲では予め教示された教示経路に従って移動するようにしてもよい。
First, as shown in FIG. 5A, the
次に、図5Bに示すように、ロボットアーム14を動かして、把持部24を荷物33の端部に移動させ、その後、把持部24を用いて荷物33の端部を把持する(ステップS2)。把持する荷物33は、荷物33や荷物33の近傍に設けられたマーカ(つまり、荷物33の位置を教示するためのマーカ)を用いて認識するようにしてもよい。マーカの画像は、画像取得部17を用いて取得することができる。
Next, as shown in FIG. 5B, the
そして、図5Cに示すように、ロボットアーム14(把持部24)を上方向に移動させて、荷物33の底面がストッパ32の上面よりも高くなるように荷物33を持ち上げる(ステップS3)。このとき、荷台部13の棚31側の端部が、棚31と更に近づくように(又は、接触するように)、台車11を棚31側に移動させる。
Then, as shown in FIG. 5C, the robot arm 14 (gripping part 24) is moved upward to lift the
その後、図5Dに示すように、荷台部13の載置面の高さと棚31の載置面の高さとが略同一となるように、荷台部13の載置面の高さを調整する(ステップS4)。図5Dに示す場合は、荷台部13を上昇させることで、荷台部13の載置面の高さと棚31の載置面の高さとが略同一となるようにしている。
Thereafter, as shown in FIG. 5D, the height of the loading surface of the
また、図5Dに示す場合は、棚31の取り出し口側の端部にストッパ32が設けられている。よってこの場合は、ストッパ32の上端の高さと荷台部13の載置面の高さとが略同一となるように、荷台部13の載置面の高さを調整する。このとき、ストッパ32の上端の高さよりも荷台部13の載置面の高さが若干低くなるようにしてもよい。換言すると、荷台部13の載置面が荷物33の底面よりも若干低くなるようにしてもよい。このようにすることで、荷物33を荷台部13に安定的に移動させることができる。なお、本明細書において、「荷台部13の載置面の高さと棚31の載置面の高さとを略同一にする」には、「ストッパ32の上端の高さと荷台部13の載置面の高さとが略同一となるようにする」ことを含むものとする。
5D, a
次に、図5Eに示すように、ロボットアーム14を用いて、荷物33を棚31から荷台部13に移動して、荷物33を荷台部13に載せる(ステップS5)。
以上で説明した動作により、棚31に置かれている荷物33を、搬送ロボット1の荷台部13に移動させることができる。
Next, as shown in FIG. 5E, the
With the operation described above, the
なお、図5Bに示す動作の際、荷台部13の高さと棚31の載置面の高さとの差が大きい場合は、把持部24で荷物33を把持する前に、予め荷台部13の高さと棚31の載置面の高さとが近づくように、荷台部13の高さを調整するようにしてもよい。
5B, when the difference between the height of the
また、上記で示した例では、図5Dに示す動作の際に、荷台部13の高さを調整(微調整)しているが、荷台部13の最終的な高さ(つまり、図5Dに示す荷台部13の高さ)がわかっているのであれば、把持部24で荷物33を把持する前(ステップS2の前)に荷台部13の高さを調整するようにしてもよい。
Further, in the example shown above, the height of the
また、上記で示した例では、図5Cに示す動作の際、つまりロボットアーム14を上方向に移動させる際に、荷台部13の棚31側の端部が、棚31と更に近づくように(又は、接触するように)、台車11を棚31側に移動させていた。しかし、台車11を棚31側に更に移動させる動作は、例えば、ステップS1において搬送ロボット1を棚31の前に移動させた際に、荷台部13を棚31と接触させることで(又は、近づけることで)、省略することができる。
In the example shown above, when the operation shown in FIG. 5C, that is, when the
次に、搬送ロボットが棚に荷物を載置する動作について、図6に示すフローチャートおよび図7A〜図7Eを用いて説明する。具体的には、図7Aに示すように、搬送ロボット1の荷台部13に置かれている荷物33を、棚41に移動させる動作について説明する。搬送先の棚41は搬送元の棚31よりも高い位置にある。また、図7A〜図7Eに示す例では、荷物33が投入口から離れる方向に移動するように棚41(シュータ)を傾斜させている。また、搬送ロボット1には、予め、台車11の経路情報(自律移動の経路情報)、搬送対象となっている荷物の位置情報、荷物のサイズに関する情報、荷物の置き方に関する情報などの教示情報が供給されているものとする。
Next, the operation of placing the load on the shelf by the transfer robot will be described with reference to the flowchart shown in FIG. 6 and FIGS. 7A to 7E. Specifically, as shown in FIG. 7A, an operation for moving the
まず、図7A、図7Bに示すように、搬送ロボット1は、荷物33の搬送先の棚41の前に移動する(ステップS11)。このとき、搬送ロボット1は、予め教示された経路情報に従って棚41の前に移動することができる。また、本実施の形態にかかる搬送ロボット1は、対象となる棚41に設けられたマーカを用いて、棚41の位置を認識するようにしてもよい。マーカの画像は、画像取得部17を用いて取得することができる。更に、本実施の形態では、搬送ロボット1から棚41に設けられたマーカが見える範囲ではマーカに記録された経路情報を用いて棚41の位置へと移動し、搬送ロボット1から棚41に設けられたマーカが見えない範囲では予め教示された教示経路に従って移動するように構成してもよい。
First, as shown in FIGS. 7A and 7B, the
また、搬送ロボット1が荷物33を搬送する際、把持部24で荷物33の端部を把持した状態で搬送するようにしてもよい。このように、把持部24で荷物33の端部を把持した状態で搬送することで、搬送時の振動によって荷物33が荷台部13から落下したり、荷物33の位置がずれたりすることを抑制することができる。
Further, when the
次に、図7Cに示すように、荷台部13の載置面の高さと棚41の載置面の高さとが略同一となるように、荷台部13の載置面の高さを調整する(ステップS12)。図7Cに示す場合は、荷台部13を上昇させている。このとき、荷台部13の載置面の高さが棚41の載置面の高さよりも若干高くなるようにしてもよい。換言すると、荷物33の底面よりも棚41の載置面が若干低くなるようにしてもよい。このようにすることで、荷物33を棚41に安定的に移動させることができる。
Next, as shown in FIG. 7C, the height of the loading surface of the
次に、図7Dに示すように、ロボットアーム14を用いて、荷物33を荷台部13から棚41に移動する(ステップS13)。このとき、搬送ロボット1は、画像取得部17を用いて棚41の投入口が他の荷物でふさがれていないことを確認した後に、荷物33を荷台部13から棚41に移動するようにしてもよい。その後、搬送ロボット1は、図7Eに示すように、ロボットアーム14を収容し、荷台部13の高さを初期設定の位置へと戻す。
以上で説明した動作により、搬送ロボット1の荷台部13に置かれている荷物33を、棚41に移動させることができる。
Next, as shown in FIG. 7D, the
With the operation described above, the
背景技術で説明したように、搬送ロボットが使用される工場や倉庫などでは、高さが異なる棚に荷物が置かれている場合が多い。このため、高さが異なる棚に置かれている荷物を搬送することができる搬送ロボットが必要とされている。しかしながら、特許文献1に開示されている搬送ロボットは、床面に置かれた荷物の搬送を想定している。このため、高さが異なる棚に置かれている荷物を搬送することは困難であるという問題があった。
As described in the background art, in factories and warehouses where transfer robots are used, packages are often placed on shelves having different heights. Therefore, there is a need for a transfer robot that can transfer loads placed on shelves having different heights. However, the transfer robot disclosed in
そこで本実施の形態にかかる搬送ロボット1では、搬送ロボット1が備える荷台部13の高さを昇降することができるように構成している。よって、荷物が置かれている棚の高さに応じて、荷台部13の高さを調整することができるので、任意の高さの棚に置かれた荷物を搬送することができる。
Therefore, the
また、本実施の形態にかかる搬送ロボット1では、図1に示すようにロボットアーム14が荷台部13に取り付けられている。よって、荷台部13の高さが変化した場合であっても、荷台部13とロボットアーム14との相対的な位置関係を一定に保つことができるので、荷台部13への荷物の搬入および荷台部13からの荷物の搬出を安定的に行うことができる。
Further, in the
また、本実施の形態にかかる搬送ロボット1では、荷物33を荷台部13に移動させる際、図5B〜図5Eに示したように、ロボットアーム14の把持部24を用いて荷物33の端部を把持して荷物33の一方を持ち上げ、荷物33の他方を引きずった状態で移動させている。よって、小さな出力のロボットアーム14を用いた場合であっても、荷物33を安定して移動させることができる。
Further, in the
以上で説明した本実施の形態にかかる発明により、任意の高さの棚に置かれた荷物を搬送可能な搬送ロボット及び搬送方法を提供することができる。 With the invention according to the present embodiment described above, it is possible to provide a transport robot and a transport method that can transport a load placed on a shelf having an arbitrary height.
<実施の形態2>
次に、本発明の実施の形態2について説明する。実施の形態2では、棚から荷物を取り出した際の棚に対する荷物の向きと、その後、別の棚に荷物を置く際の棚に対する荷物の向きとが異なる場合について説明する。これ以外については、実施の形態1で説明した搬送ロボット1と同様であるので重複した説明は省略する。
<
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the second embodiment, a case will be described in which the direction of the luggage with respect to the shelf when the luggage is taken out of the shelf is different from the direction of the luggage with respect to the shelf when the luggage is placed on another shelf. Other than this, since it is the same as the
図8A〜図8Fは、本実施の形態にかかる搬送ロボットの動作を説明するための上面図である。図8A〜図8Fでは、棚50から荷物52(平面視した際の形状が矩形状)を取り出し、その後、棚51の破線53に示す位置に荷物52を置く場合について示している。つまり、荷物52が棚50に載置されている場合、荷物52の長手方向が棚50の奥行き方向(X方向)であるのに対して、棚51に荷物52を置く場合、荷物52の長手方向が棚51の幅方向(X方向)となる場合について説明する。
8A to 8F are top views for explaining the operation of the transfer robot according to the present embodiment. 8A to 8F show a case where the luggage 52 (the shape when viewed from above is rectangular) is taken out from the
図8Aに示すように、搬送ロボット1は、搬送対象である荷物52が載置されている棚50の前に移動し、ロボットアーム14を動かして、把持部24を用いて荷物52の端部55を把持する。つまり、把持部24は、荷物52の端部のうち、荷物52のX方向の下流側の端部55を把持する。その後、図8Bに示すように、ロボットアーム14を用いて、荷物52を棚50から荷台部13に(つまり、X方向に)移動する。なお、搬送ロボット1の荷物の取り出し動作については、実施の形態1で説明した場合(特に、図5A〜図5E参照)と同様であるので、詳細な説明は省略する。
As shown in FIG. 8A, the
その後、図8Cに示すように、搬送ロボット1はX方向に移動する。そして、搬送ロボット1は、図8Cに示す位置からY方向(X方向とY方向は水平面内において直交している)に移動して棚51の前で停止し、その後、ロボットアーム14を用いて荷物52を棚51の破線53に示す位置に移動することで、荷物52を棚51の破線53に示す位置に置くことができる。しかし、図8Cに示すように、把持部24が把持しているのは荷物52の端部55(短辺)であり、この場合は、荷物52を棚51に移動する際、ロボットアーム14は荷物52の側面57側に力を加えて、荷物52を移動することになる。このため、ロボットアーム14が棚51に荷物52を移動する際、安定的に荷物52を移動することができない。
Thereafter, as shown in FIG. 8C, the
そこで本実施の形態では、図8Dに示すように、把持部24の把持位置を荷物52の端部55(短辺側)から端部56(長辺側)に変更している。つまり、把持部24は、荷物52の端部のうち、荷物52のY方向の上流側の端部56を把持する。このとき、荷物52の長辺の中央部付近の端部56を把持するようにする。
Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 8D, the gripping position of the gripping
把持する位置を変更する際は、まず、画像取得部17で荷物の位置情報を取得する。次に、変更先の把持位置を決定する。この場合は、荷物52の端部56(長辺側)を変更先の把持位置として決定する。その後、ロボットアーム14を制御して、把持部24の把持位置を端部55から端部56に変更する。このとき、把持部24が荷物52と干渉しないように、ロボットアーム14を制御する。なお、把持位置の変更方法は、この方法に限定されることはない。例えば、荷物52の位置の認識は、必ずしも画像取得部17を用いて認識する必要はなく、例えば別に設けたセンサ等を用いて認識してもよい。
When changing the grip position, first, the
その後、図8Eに示すように、搬送ロボット1は荷物52を載置するための棚51の前に(つまり、Y方向に)移動する。そして、図8Fに示すように、ロボットアーム14を用いて、荷物52を棚51に移動する。このとき、把持部24は、荷物52の長辺の中央部付近を把持しているので、安定的に荷物52を移動することができる。なお、搬送ロボット1が荷物を載置する動作については、実施の形態1で説明した場合(特に、図7A〜図7E参照)と同様であるので、詳細な説明は省略する。
Thereafter, as shown in FIG. 8E, the
以上で説明したように、把持部24の把持位置を変更することで、棚50から荷物52を取り出した際の荷物52の向きとは異なる向きで、別の棚51に荷物52を置くことができる。
As described above, by changing the gripping position of the
また、本実施の形態にかかる搬送ロボット1では、図9の上面図および図10の側面図に示すように、荷台部13の周囲の辺のうち、X方向(荷物の取り出し方向)の下流側の辺に、荷物52を当接させて荷物52の位置を決定するための凸部61を設けてもよい。つまり、荷物52を棚から取り出した際に、荷物52の側面57を凸部61に当接させることで、荷物の位置を一定にすることができる。また、荷物の姿勢を整えることができる(すなわち、荷物52の側面57がY方向と平行になるようにすることができる)。
Further, in the
このように、凸部61を設けて荷物52の位置を一定にすることで、荷物52の把持位置の変更(図8C、図8D参照)を確実に行うことができる(すなわち、成功率を向上させることができる)。
Thus, by providing the
例えば、荷物52を棚から取り出した後、荷物52が凸部61と当接する際に、ロボットアーム14の関節25_1〜25_3にコンプライアンス(倣い機能)を持たせることで(つまり、関節25_1〜25_3をゆるくすることで)、凸部61に沿って荷物52を倣わせることができる。これにより、凸部61の側面と荷物52の側面57とが平行になるようにすることができ、荷物52の位置を一定にすることができる。コンプライアンス(倣い機能)を持たせるには、ロボットアームをソフト的に制御する方法と、ロボットアームの構造を工夫してハード的に倣わせる方法がある。ロボットアームの構造をハード的に倣わせる場合は、関節にバネを設ける方法や、指先に変形しやすく柔らかい部材を使用する等の方法がある。例えば、箱の一端をゆるくつかみながら箱を移動させることで、箱を引きずり移動する過程で、箱の向きを移動方法と平行な向きに倣わせることができる。
For example, after removing the
また、本実施の形態にかかる搬送ロボット1では、図11の上面図に示すように、荷台部13の周囲の辺のうち、Y方向(荷物の押し出し方向)の上流側の辺に、荷物52を当接させて荷物52の位置を決定するための凸部62を設けてもよい。この場合は、図12Aに示すように、把持部24の把持位置を端部56(長辺側)に変更した後(図8Dに対応)、図12Bに示すように、ロボットアーム14を用いて荷物52を凸部62側(Y方向と反対側)に移動して、荷物52の側面58を凸部62に当接させる。
Further, in the
これにより、荷物52の位置を一定にすることができ、また、荷物の姿勢を整えることができる(すなわち、側面58がX方向と平行になるようにすることができる)。このように凸部62を設けて、荷台部13に載置されている荷物52の位置を一定にすることで、荷物52の棚への移動(押し出し)を正確に行うことができる。
Thereby, the position of the
この場合も、荷物52の側面58を凸部62の側面に当接させる際に、ロボットアーム14の関節25_1〜25_3にコンプライアンス(倣い機能)を持たせることで(つまり、関節25_1〜25_3をゆるくすることで)、凸部62に沿って荷物52を倣わせることができる。これにより、凸部62の側面と荷物52の側面58とが平行になるようにすることができ、荷物52の位置を一定にすることができる。
Also in this case, when the
なお、図12A、図12Bに示すように、凸部62を設けた場合は、荷物52の側面58を凸部62の側面に当接させた後、再度、把持部24で荷物52を把持し直す必要がある。つまり、荷物52の側面58を凸部62の側面に当接させる際は、ロボットアーム14の関節25_1〜25_3にコンプライアンス(倣い機能)を持たせているので、再度、把持部24で荷物52を把持し直す必要がある。この場合は、図9、図10に示した凸部61を設けた場合と比べて工程数が多くなる。よって本実施の形態では、図9、図10に示したように、X方向(荷物の取り出し方向)の下流側の辺に凸部61を設けるほうが好ましい。
As shown in FIGS. 12A and 12B, when the
また、本実施の形態にかかる搬送ロボット1では、X方向(荷物の取り出し方向)の下流側の辺に凸部61を設け、更に、Y方向(荷物の押し出し方向)の上流側の辺に凸部62を設けてもよい。このように、荷台部13の周囲の辺のうちの2辺に凸部61、62を設けることで、荷物52の位置をより確実に整えることができる。しかしこの場合は、凸部61、62が設けられている方向には荷物52を搬出することができないので、荷物52の搬出方向が限定されてしまう。
In addition, in the
この点を考慮して、本実施の形態にかかる搬送ロボット1では、凸部61、62を収納する機構を設けてもよい。すなわち、荷物52の位置を整える際に凸部61、62を突出させ、荷物52を搬出する際に凸部61、62を収納するようにしてもよい。凸部に収納機構を設けた場合は、荷台部13の周囲の4辺に凸部を設けてもよい。
Considering this point, the
以上、本発明を上記実施の形態に即して説明したが、本発明は上記実施の形態の構成にのみ限定されるものではなく、本願特許請求の範囲の請求項の発明の範囲内で当業者であればなし得る各種変形、修正、組み合わせを含むことは勿論である。 Although the present invention has been described with reference to the above embodiment, the present invention is not limited only to the configuration of the above embodiment, and within the scope of the invention of the claims of the present application. It goes without saying that various modifications, corrections, and combinations that can be made by those skilled in the art are included.
1
11 台車
12 昇降機構(第1の昇降機構)
13 荷台部
14 ロボットアーム
15 車輪
16 突起部
17 画像取得部
18 制御部
18_1 台車制御部
18_2 載置面制御部
18_3 ロボットアーム制御部
19 センサ
20 無線通信部
21 柱状部材
22 昇降部
23_1〜23_3 リンク
24 把持部
25_1〜25_3 関節
26 アーム部
27 昇降機構(第2の昇降機構)
28 操作用端末
31、41、50、51 棚
32 ストッパ
33、52 荷物
61、62 凸部
1
11
13
28
Claims (9)
前記台車の上側に配置された荷台部と、
前記台車と前記荷台部との間に設けられ、前記荷台部を昇降する第1の昇降機構と、
前記荷台部に対して昇降可能に構成されたロボットアームと、を備える、
搬送ロボット。 A cart that can move autonomously,
A loading platform disposed on the upper side of the carriage;
A first elevating mechanism that is provided between the carriage and the cargo bed portion and raises and lowers the cargo bed portion;
A robot arm configured to be movable up and down with respect to the loading platform,
Transport robot.
荷物を把持する把持部を備えるアーム部と、
前記アーム部を昇降する第2の昇降機構と、を備え、
前記ロボットアームの前記第2の昇降機構は前記荷台部に取り付けられている、
請求項2に記載の搬送ロボット。 The robot arm is
An arm portion having a gripping portion for gripping a load;
A second elevating mechanism for elevating and lowering the arm part,
The second lifting mechanism of the robot arm is attached to the loading platform,
The transfer robot according to claim 2.
前記ロボットアームを用いて荷物を前記棚から前記荷台部に又は前記荷台部から前記棚に移動させる際、前記荷台部の載置面の高さが前記棚の載置面の高さと略同一となるように、前記荷台部の載置面の高さを制御する載置面制御部と、を備える、
請求項1乃至3のいずれか一項に記載の搬送ロボット。 A placement surface detector for detecting the placement surface of the loading platform and the placement surface of the shelf;
When the load is moved from the shelf to the loading platform or from the loading platform to the shelf using the robot arm, the height of the loading surface of the loading platform is substantially the same as the height of the loading surface of the shelf. A mounting surface control unit for controlling the height of the mounting surface of the cargo bed unit,
The transfer robot according to any one of claims 1 to 3.
前記ロボットアーム制御部は、
荷物を第1の移動方向に移動して第1の棚から前記荷台部に前記荷物を移動する際、前記荷物の端部のうち、前記荷物の前記第1の移動方向の下流側の端部を把持部で把持した後、前記荷物を前記第1の移動方向に移動するように前記ロボットアームを制御し、
前記第1の移動方向と水平面内において垂直な第2の移動方向に前記荷物を移動して前記荷台部から第2の棚に前記荷物を移動する際、前記荷物の前記第1の移動方向の下流側の端部から、前記荷物の前記第2の移動方向の上流側の端部に前記把持部の把持位置を変更した後、前記荷物を前記第2の移動方向に移動するように前記ロボットアームを制御する、
請求項1乃至4のいずれか一項に記載の搬送ロボット。 A robot arm control unit for controlling the robot arm;
The robot arm controller is
When moving the load in the first moving direction and moving the load from the first shelf to the loading platform, the end of the load on the downstream side of the load in the first moving direction The robot arm to control the robot arm to move the load in the first movement direction.
When the luggage is moved in the second movement direction perpendicular to the first movement direction in the horizontal plane and the luggage is moved from the loading platform portion to the second shelf, the luggage is moved in the first movement direction. The robot moves the load in the second moving direction after changing the gripping position of the gripping portion from the downstream end to the upstream end in the second moving direction of the load. Control the arm,
The transfer robot according to any one of claims 1 to 4.
搬送対象である荷物が載置されている第1の棚に移動し、
前記荷台部の載置面の高さと前記荷物が載置されている前記第1の棚の載置面の高さとが略同一となるように、前記荷台部の載置面の高さを制御し、
前記ロボットアームを用いて前記荷物を前記第1の棚から前記荷台部に移動する、
搬送方法。 A load transport method using a transport robot comprising a cart, a loading platform disposed above the cart, and a robot arm that moves a package to the loading platform,
Move to the first shelf where the packages to be transported are placed,
Control the height of the loading surface of the loading platform so that the height of the loading surface of the loading platform is substantially the same as the height of the loading surface of the first shelf on which the luggage is loaded. And
Moving the load from the first shelf to the loading platform using the robot arm;
Transport method.
前記荷台部の載置面の高さと前記第2の棚の載置面の高さとが略同一となるように、前記荷台部の載置面の高さを制御し、
前記ロボットアームを用いて前記荷物を前記荷台部から前記第2の棚に移動する、
請求項7に記載の搬送方法。 Move to a second shelf on which the luggage is to be placed;
Controlling the height of the loading surface of the loading platform so that the height of the loading surface of the loading platform and the height of the loading surface of the second shelf are substantially the same,
Moving the load from the loading platform to the second shelf using the robot arm;
The transport method according to claim 7.
前記第1の移動方向と水平面内において垂直な第2の移動方向に前記荷物を移動して前記荷台部から前記第2の棚に前記荷物を移動する際、前記荷物の前記第1の移動方向の下流側の端部から、前記荷物の前記第2の移動方向の上流側の端部に前記ロボットアームの把持位置を変更した後、前記荷物を前記第2の移動方向に移動する、
請求項8に記載の搬送方法。 When the load is moved in the first movement direction and the load is moved from the first shelf to the loading platform, the end of the load is located on the downstream side of the load in the first movement direction. After gripping the end portion with the grip portion of the robot arm, the load is moved in the first movement direction,
The first movement direction of the luggage when the luggage is moved from the loading platform to the second shelf in a second movement direction perpendicular to the first movement direction in a horizontal plane. The gripping position of the robot arm is changed from the downstream end of the load to the upstream end of the load in the second moving direction, and then the load is moved in the second moving direction.
The transport method according to claim 8.
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