JP2023154808A - 自動搬送車 - Google Patents

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Abstract

【課題】駆動輪の接地性を確保しつつ、低床化を図ることが可能な四輪の自動搬送車を提供する。【解決手段】一対の駆動輪14RL,14RRと、一対の補助輪14FL,14FRと、それぞれが、前後方向に延び、一端において車体12に対して車幅方向に延びる軸線まわりに揺動自在に支持され、他端において駆動輪14RL,14RRを回転可能に保持する一対のアーム42L,42Rと、駆動輪14RL,14RRの各々を独立して駆動する駆動源34L,34Rと、駆動源34L,34Rを制御して自身を走行させるとともに、駆動輪14RL,14RRの各々の回転速度を異ならせることで進行方向を変更可能な制御装置60と、を備え、平面状の路面を走行する場合に、一対のアーム42L,42Rの各々が車体12の一部に下方から当接して車体12を支持する構成とする。【選択図】図5

Description

本発明は、自動搬送車に関する。
下記特許文献1,2には、コンピュータ制御により自動運転される自動搬送車(AGV:Automatic Guided Vehicle)が記載されている。下記特許文献1,2に記載された自動搬送車は、路面の凹凸に対処するために、その凹凸に駆動輪を追従させるべく、サスペンションによって駆動輪が下方に付勢された構成とされている。下記特許文献1,2に記載された自動搬送車は、駆動輪の前後両側に補助輪を備えた6輪のものであり、その中間に位置する駆動輪をサスペンションで付勢することで、すべての車輪が接地し易い構成とされており、安定した走行が可能となっている。また、下記特許文献2に記載された自動搬送車は、上下方向の小型化を図るべく、操舵機構の少なくとも一部が、上下方向において駆動輪の上端と下端との間に位置する構成とされている。
特開平11-24749号公報 特開2018-140700号公報
上記特許文献1,2に記載された自動搬送車は、上下方向に延びるサスペンションを設けていることで、上下方向の寸法を確保する必要があり、自動搬送車の上下方向の小型化、いわゆる低床化が難しいという問題があった。
本発明は、そのような実情に鑑みてなされたものであり、駆動輪の接地性を確保しつつ、低床化を図ることが可能な四輪の自動搬送車を提供することを課題とする。
上記課題を解決するために、本発明の自動搬送車は、
四輪の自動搬送車であって、
車体と、
前記車体の左右の各々に配され、互いに独立して駆動される一対の駆動輪と、
前記一対の駆動輪の前後いずれかにおいて前記車体の左右の各々に配され、回転可能に保持された一対の補助輪と、
それぞれが、前後方向に延び、一端において前記車体に対して車幅方向に延びる軸線まわりに揺動自在に支持され、他端において前記駆動輪を回転可能に保持する一対のアームと、
前記一対の駆動輪の各々を独立して駆動する駆動源と、
前記駆動源を制御して、当該自動搬送車を走行させるとともに、前記一対の駆動輪の各々の回転速度を異ならせることで、当該自動搬送車の進行方向を変更可能な制御装置と、
を備え、
当該自動搬送車が平面状の路面を走行する場合に、前記一対のアームの各々が前記車体の一部に下方から当接して前記車体を支持していることを特徴とする。
本願に開示の自動搬送車は、工場内等においてコンピュータ制御により自動運転を行うものであり、基本的に平坦な路面上を走行することを前提としたものである。ただし、そのような平坦な場所であっても、小さな溝や凹所等が存在している。そのような箇所に車輪が追従するように、従来は、サスペンションが設けられ、駆動輪が下方に向かって付勢されている構成が一般的である。しかしながら、本願に開示の自動搬送車は、駆動輪を保持しているアームが、車体に対して揺動自在に支持されていることで、溝や凹所上を一対の駆動輪のいずれかが通過する際には、その駆動輪に対応するアームが車体から下方に離間して、駆動輪が溝や凹所に追従し易い構成となっている。特に、本願に開示の自動搬送車は、四輪のうち2つの車輪が駆動輪とされ、それら一対の駆動輪の回転速度の相違によって進行方向を変更する構成であるため、1つの駆動輪が路面から離間してしまうことは、走行自体に支障をきたすことになるが、本願に開示の自動搬送車によれば、4つの車輪の接地性が確保されているため、安定した走行を実現することができる。
上記構成において、前記車体には、当該自動搬送車が平面状の路面を走行する場合に前記アームが路面と平行となる位置において、前記アームに当接して前記アームの上方への揺動を禁止するストッパ機構が設けられている構成とすることができる。
この構成の自動搬送車は、平坦な路面を走行している通常状態において、アームが水平方向に延びているため、アームの一端を車体に支持させるための機構を、駆動輪の高さ寸法内に収めることが容易であり、低床型の自動搬送車に好適である。
上記構成において、前記車体は、高さ寸法が前記駆動輪の外径より小さなものとされ、 前記一対の駆動輪は、前記車体の外部に配されており、前記一対のアームは、前記一対の駆動輪の上端が前記車体の上面と略同じ高さとなる位置において、前記車体に当接する構成とすることができる。
この構成の自動搬送車は、駆動輪の外径寸法が、当該自動搬送車の高さ寸法とされており、低床化が図られている。なお、この構成に自動搬送車において、駆動輪の上方に搬送対象物が載置されるような場合には、前記一対の駆動輪の上端が前記車体の上面より僅かに下側に位置するような構成とされることが望ましい。
上記構成において、車幅方向に延びる姿勢で、かつ、軸線まわりに回転可能に、前記車体に保持される一対のシャフトを備え、前記一対のアームの各々は、前記一端において前記シャフトに固定されている構成とすることができる。
この構成の自動搬送車は、アームの一端が長手状のシャフトに固定されているため、アームの一端に作用する荷重をシャフトに分散させることができ、耐久性を向上させることができる。
上記構成において、前記駆動源は、前記一対の駆動輪の各々に対して設けられ、前記駆動輪に対して同軸的に設けられたモータ軸を回転させることで前記駆動輪を駆動する一対の駆動モータを含んで構成され、前記一対のアームの各々は、他端において、前記駆動モータおよび前記駆動輪を保持する構成とすることができる。
この構成の自動搬送車は、いわゆるインホイールモータ形式の構成となっており、各駆動輪に対応する駆動モータも、駆動輪とともにアームに保持される。アームが保持している重量が大きくなるため、溝や凹所への追従性、つまり、駆動輪の接地性を高めることができ、より安定した走行を実現することができる。
上記構成において、前記車体の前方側に、路面に設けられて当該自動搬送車を誘導するための誘導体を認識するための誘導体検出センサを備え、前記制御装置は、前記誘導体に沿って当該自動搬送車を走行させるものであり、前記一対の補助輪が前輪とされ、前記一対の駆動輪が後輪とされている構成とすることができる。
この構成の自動搬送車は、例えば磁気テープ,光反射テープ,電磁誘導ケーブル等の誘導体に沿って移動する、いわゆる経路誘導式のものである。この経路誘導式の自動搬送車は、誘導体検出センサの検出値に基づいて、自車の進行方向を制御する、つまり、一対の駆動輪の各々の回転速度差を制御する。この構成の自動搬送車によれば、駆動輪が後輪とされていることで、誘導体検出センサの検出時点から駆動源への制御信号を送信するまでの時間を確保することができ、誘導体に沿った走行を確実に行うことができる。
本発明によれば、駆動輪の接地性を確保しつつ、低床化を図ることが可能な四輪の自動搬送車を提供することができる。
実施形態である自動搬送車の平面図 自動搬送車の側面図 自動搬送車を後方からの視点において示す断面図 自動搬送車を下方からの視点において示す図 自動搬送車が平坦な路面を走行している状態を示す側面図 自動搬送車が走行している一例を示す平面図 自動搬送車の駆動輪の一方が凹所を通過している状態を示す側面図
本発明の実施形態である自動搬送車10を、図1から図7を参照しつつ説明する。本実施形態の自動搬送車10は、例えば、工場内の生産ラインで搬送対象物である台車等の牽引に用いられる。自動搬送車10は、コンピュータ制御により自動運転を行うものであり、無人搬送車やAGV(Automatic Guided Vehicle)とも呼ばれることがある。なお、図面の一部には、符号Fr,Rr,L,R,U,Dを用いて方向を示しており、それぞれ、本自動搬送車10の前方側,後方側,車幅方向における左側,右側,上側,下側を表している。
自動搬送車10は、車体である平面視で概して矩形状のフレーム12と、フレーム12の前後左右に配された4つの車輪14FL,14FR,14RL,14RRと、を備えている。後に詳しく説明するが、4つの車輪のうちの2つの後輪14RL,14RRが駆動輪とされ、2つの前輪14FL,FRが補助輪(従動輪)とされている。
フレーム12は、前方側の矩形状の部分であって4つの車輪14FL,14FR,14RL,14RRを保持する本体部16と、その後方側に配されて後述する制御装置が収容される収容部17と、それら本体部16と収容部17とを連結する連結部18とからなる。本体部16と収容部17との車幅方向の寸法が同じであるのに対して、連結部18の車幅方向の寸法は、それら本体部16および収容部17の車幅方向の寸法より小さくされている。つまり、フレーム12は、図1に示すように、平面視において、中間部分における車幅方向の両端が窪んだ形状となっている。
また、フレーム12は、上面12Aが平面状に広がる形状とされ、本自動搬送車10が平坦な路面上に置かれている状態において、上面12Aが路面にほぼ平行(ほぼ水平)となる。ちなみに、本自動搬送車10の車体は、フレーム12のみで形成されているが、側面を覆うカバーや上面を覆う天板などを含んで構成されても良い。
前述したように、フレーム12の本体部16に4つの車輪14FL,14FR,14RL,14RRが配されている。具体的には、2つの前輪14FL,14FRは、キャスタ20L,20Rを構成する車輪であり、図2および図4に示すように、車輪保持体22に保持されている。つまり、本自動搬送車10は、一対のキャスタ20L,20Rを備えており、それら一対のキャスタ20L,20Rが、本体部16の前方側に、車幅方向に間隔をおいて取り付けられている。各キャスタ20L,20Rは、車輪保持体22が、各前輪14FL,14FRを概して水平方向に延びる軸線まわりに回転可能に保持するとともに、車輪保持体22自体が上下方向に延びる軸線まわりに回転可能とされており、前輪14FL,14FRの向き、詳しく言えば、フレーム12の前後方向に対する角度が、自由に変更される。つまり、前輪14FL,14FRは、本自動搬送車10の進行方向に応じて転舵して、いわゆる従動輪として機能する。
一方、後輪14RL,14RRは、駆動輪ユニット30L,30Rを構成する車輪であり、本自動搬送車10は、一対の駆動輪ユニット30L,30Rを備えるものとなっている。それら一対の駆動輪ユニット30L,30Rは、本体部16の後方側に設けられ、本自動搬送車10が平坦な路面上に置かれている状態において、後輪14RL,14RRが、フレーム12の外部に、詳しく言えば、本体部16の後方で連結部18の左右の各々に位置する状態で保持される。つまり、後輪14RL,14RRは、図1に示すように、平面視において、フレーム12の左右の窪んだ箇所に位置することになる。
次に、駆動輪ユニット30L,30Rについて、詳しく説明する。駆動輪ユニット30L,30Rは、図3および図4に示すように、インホイールモータ形式のものであり、後輪14RL,14RRのアクスルを水平方向に延びる軸線まわりに回転可能に保持するアクスルケース32L,32Rと、後輪14RL,14RRを駆動させる駆動モータ34L,34Rと、を備えている。駆動モータ34L,34Rは、ハウジングがアクスルケース32L,32Rの後輪14RL,14RRとは反対側(車幅方向において内側)に固定されており、後輪14RL,14RRのアクスルに対して同軸的に固定されたモータ軸36を回転させることで、後輪14RL,14RRを駆動する。
駆動輪ユニット30L,30Rは、また、フレーム12の本体部16に保持されたシャフト40L,40Rと、前端(一端)がシャフト40L,40Rに固定されて後方に延びるアーム42L,42Rと、を備えている。シャフト40L,40Rは、図4に示すように、車幅方向に延びる姿勢で、互いに内側の端面が対向する状態で配され、それぞれが、車幅方向において間隔をおいて設けられた2つのシャフト保持体44によって、自身の軸線まわりに回転可能に保持されている。そして、シャフト40L,40Rは、その車幅方向における外側の端部に、アーム42L,42Rの前端が固定されている。
アーム42L,42Rの後端には、上述したアクスルケース32L,32Rが固定されており、アーム42L,42Rは、後輪14RL,14RRおよび駆動モータ34L,34Rを保持するものとなっている。なお、上述したように、アーム42L,42Rは、前端が、車幅方向に延びる軸線周りに回転可能に保持されたシャフト40L,40Rに固定されているため、前端を中心として揺動自在に支持されている。つまり、後輪14RL,14RRは、シャフト40L,40Rとアーム42L,42Rとにより、アーム42L,42Rの前端を中心として、揺動自在に保持されていることになる。
なお、アーム42L,42Rとフレーム12との間には、ストッパ機構50L,50Rが設けられている。このストッパ機構50L,50Rは、図1および図2に示すように、その本体部16の後端から後方に突出する状態で本体部16を構成する部材に固定されたプレート52と、そのプレート52を貫通する状態で固定されたボルト53と、そのボルト53の下端に固定された緩衝材54とからなる。そのボルト53および緩衝材54は、図1に示すように、平面視で、アーム42L,42Rと重畳する位置に設けられており、アーム42L,42Rが下方から当接することになる。つまり、ストッパ機構50L,50Rは、図5に示すように、自動搬送車10が平坦の路面を走行する場合にアーム42L,42Rが路面と平行となる位置において、換言すれば、フレーム12の上面12Aと平行となる位置において、そのアーム42L,42Rに当接してアーム42L,42Rの上方への揺動を禁止する。したがって、本自動搬送車10は、平坦の路面を走行する場合に、一対のアーム42L,42Rの各々がフレーム12の一部に下方から当接してフレーム12を支持している構成となっているのである。
フレーム12は、上下方向の寸法が、駆動輪である後輪14RL,14RRの外径より小さくされている。また、図1および図4を参照しつつ先に説明したように、これら後輪14RL,14RRは、フレーム12が存在しない箇所に位置している。そして、図5に示すように、自動搬送車10が平坦の路面を走行する場合において、一対のアーム42L,42Rは、ストッパ機構50L,50Rに当接しており、その状態において、後輪14RL,14RRの上端がフレーム12の上面12Aと略同じ高さとなるようになっている。
本実施形態の自動搬送車10は、フレーム12の収容部17に収容された制御装置60によって、自身の走行を制御する。制御装置60は、一対の駆動輪である後輪14RL,14RRの回転速度あるいは付与する駆動力を制御することで、自身を走行させる。また、制御装置60は、左後輪14RLと右後輪14RRとの目標となる回転速度あるいは駆動力に差を生じさせることで、実際に回転する速度を異ならせて、当該自動搬送車10の進行方向を変更できるようになっている。
また、本自動搬送車10は、図6に示すように、路面に貼られたガイドテープ(誘導体)62に沿って移動する方式、いわゆる経路誘導式のものである。本実施形態においては、ガイドテープ62は、磁気テープであり、本自動搬送車10は、ガイドテープ62の磁気を検出する磁気センサ(誘導体検出センサ)64を備えている。なお、本自動搬送車10においては、図1に示すように、フレーム12の前端部(本体部16を構成する前端側の部材)の車幅方向中央と、フレーム12の後端部(収容部17を構成する後端側の部材)の車幅方向中央とに、磁気センサ64が設けられている。制御装置60は、磁気センサ64の検出結果に基づいて、ガイドテープ62上を走行するように、当該自動搬送車10の向きを調整するのである。
本自動搬送車10は、工場内で使用されるものであり、基本的には平坦な路面上を走行することを前提としている。ただし、平坦な場所であっても、小さな溝や凹所等が存在している。従来の自動搬送車は、サスペンションが設けられて、駆動輪が下方に向かって付勢されている構成とされ、駆動輪が溝や凹所に追従するようにされていた。それに対して、本自動搬送車10は、駆動輪である後輪14RL,14RRには、サスペンションは設けられておらず、後輪14RL,14RRは、アーム42L,42Rによって揺動自在に保持されて、フレーム12に対して下降し易い構成となっている。したがって、本自動搬送車10は、図7に示すように、例えば、右後輪14RRが路面上の凹所70を通過する場合には、右後輪14RRのアーム42Rがストッパ機構50Rから離間し、右後輪14RRが下降して凹所70に追従して接地状態を維持する。したがって、凹所70を通過する場合であっても、右後輪14RRからも十分な駆動力を確保することができる。本自動搬送車10は、上述したように、四輪であるために、そのうちの1つの車輪が接地していない状態となると、走行に支障をきたす事態、例えば、駆動輪の1つが接地していないことで、車両の向きが変わってしまうような事態が生じる虞があるが、本自動搬送車10によれば、安定した走行を実現することが可能となる。
また、本自動搬送車10は、駆動輪である後輪14RL,14RRが、アーム42RL,42RRによって車幅方向に延びる軸線まわりに揺動自在に支持され、そのアーム42RL,42RRが、平坦な路面を走行する場合に、車体であるフレーム12の一部に下方から当接してフレーム12を支持しているため、従来の自動搬送車に比較して、低床化されたものとなっている。さらに言えば、本自動搬送車10の高さは、駆動輪である後輪14RL,14RRとほぼ同じ高さとされており、より低床化されたものとなっている。以上のように、低床型の自動搬送車10であっても、車輪14FL,14FR,14RL,14RRの接地性が高く、安定した走行が可能なものとなっている。
また、本自動搬送車10は、車幅方向に延びる姿勢で、かつ、軸線まわりに回転可能にフレーム12に保持される一対のシャフト40L,40Rを備え、一対のアーム42L,42Rの各々は、一端(前端)においてそれらシャフトシャフト40L,40Rに固定された構成となっている。これにより、アーム42L,42Rの一端に作用する荷重をシャフト40L,40Rに分散させることができ、アーム42L,42Rの耐久性、ひいては、当該自動搬送車10に耐久性を向上させることができる。
また、本自動搬送車10は、駆動源として、一対の駆動輪である後輪14RL,14RRの各々に対して設けられてそれら後輪14RL,14RRに対して同軸的に設けられたモータ軸36を回転させることで後輪14RL,14RRを駆動する一対の駆動モータ34L,34Rを含んで構成され、一対のアーム42L,42Rの各々は、他端(後端)において、駆動モータ34L,34Rおよび駆動輪14RL,14RRを保持する構成となっている。これにより、アーム42L,42Rが保持している重量が大きくなるため、溝や凹所への追従性、つまり、駆動輪である後輪14RL,14RRの接地性を高めることができ、より安定した走行が可能となっている。
また、本自動搬送車10は、フレーム12の前方側に、路面に設けられたガイドテープ62を認識するための誘導体検出センサとしての磁気センサ64を備えている。そして、制御装置60は、ガイドテープ62に沿って当該自動搬送車10を走行させるものであり、前輪14FL,14FRが一対の補助輪とされ、後輪14RL,14RRが一対の駆動輪とされている。これにより、磁気センサ62の検出時点から後輪14RL,14RRを駆動する駆動モータ34L,34Rへの制御信号を送信するまでの時間を確保することができ、ガイドテープ62に沿った走行を確実に行うことができるようになっている。
<他の実施形態>
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することができる。例えば、次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
(1)上記実施形態の自動搬送車10は、後輪が駆動輪とされ、前輪が補助輪とされていたが、本願に開示の自動搬送車は、前輪が駆動輪とされ、後輪が補助輪であってもよい。
(2)上記実施形態の自動搬送車10は、低床型自動搬送車に好適であり、駆動輪の上端と車体の上面とがほぼ同じ高さとされていたが、それに限定されない。本願に開示の自動搬送車は、対象搬送物に応じて車体を種々の形状や構成とすることができる。
10…自動搬送車、12…フレーム〔車体〕、14FL,14FR…前輪〔駆動輪〕、14RL,14RR…後輪〔補助輪〕、34L,34R…駆動モータ〔駆動源〕、36…モータ軸、40L,40R…シャフト、42L,42R…アーム、50L,50R…ストッパ機構、60…制御装置、62…ガイドテープ〔誘導体〕、64…磁気センサ〔誘導体検出センサ〕

Claims (6)

  1. 四輪の自動搬送車であって、
    車体と、
    前記車体の左右の各々に配され、互いに独立して駆動される一対の駆動輪と、
    前記一対の駆動輪の前後いずれかにおいて前記車体の左右の各々に配され、回転可能に保持された一対の補助輪と、
    それぞれが、前後方向に延び、一端において前記車体に対して車幅方向に延びる軸線まわりに揺動自在に支持され、他端において前記駆動輪を回転可能に保持する一対のアームと、
    前記一対の駆動輪の各々を独立して駆動する駆動源と、
    前記駆動源を制御して、当該自動搬送車を走行させるとともに、前記一対の駆動輪の各々の回転速度を異ならせることで、当該自動搬送車の進行方向を変更可能な制御装置と、
    を備え、
    当該自動搬送車が平面状の路面を走行する場合に、前記一対のアームの各々が前記車体の一部に下方から当接して前記車体を支持していることを特徴とする自動搬送車。
  2. 前記車体には、当該自動搬送車が平面状の路面を走行する場合に前記アームが路面と平行となる位置において、前記アームに当接して前記アームの上方への揺動を禁止するストッパ機構が設けられている請求項1に記載の自動搬送車。
  3. 前記車体は、高さ寸法が前記駆動輪の外径より小さなものとされ、
    前記一対の駆動輪は、前記車体の外部に配されており、
    前記一対のアームは、前記一対の駆動輪の上端が前記車体の上面と略同じ高さとなる位置において、前記車体に当接する請求項1または請求項2に記載の自動搬送車。
  4. 車幅方向に延びる姿勢で、かつ、軸線まわりに回転可能に、前記車体に保持される一対のシャフトを備え、
    前記一対のアームの各々は、前記一端において前記シャフトに固定されている請求項1または請求項2に記載の自動搬送車。
  5. 前記駆動源は、前記一対の駆動輪の各々に対して設けられ、前記駆動輪に対して同軸的に設けられたモータ軸を回転させることで前記駆動輪を駆動する一対の駆動モータを含んで構成され、
    前記一対のアームの各々は、他端において、前記駆動モータおよび前記駆動輪を保持する請求項1または請求項2に記載の自動搬送車。
  6. 前記車体の前方側に、路面に設けられて当該自動搬送車を誘導するための誘導体を認識するための誘導体検出センサを備え、
    前記制御装置は、前記誘導体に沿って当該自動搬送車を走行させるものであり、
    前記一対の補助輪が前輪とされ、前記一対の駆動輪が後輪とされている請求項1または請求項2に記載の自動搬送車。
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