JP2603228Y2 - 無人搬送車車載安全装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この考案はロボット機構を搭載し
た無人搬送車車載安全装置に係り，特に，特殊な安全装
置を搭載することなく，作動するロボット機構に接近す
る人の安全を保証する無人搬送車車載安全装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ロボット装置を搭載した無人搬送車にお
いては，この無人搬送車が走行する方向に存在する妨害
物を検知してこの無人搬送車を停止させ，また，搭載し
たロボット機構に人が接近してロボット機構と人とによ
る干渉事故を防止するための安全装置を搭載している。
このような従来の安全装置は例えば図３に示すような構
成がなされている。同図において，１０は無人搬送車，
２０は無人搬送車１０に搭載されたロボット機構を示し
ている。無人搬送車の内部には下部に走行車輪を結合し
た走行機構（図示せず）と制御装置（図示せず）及び動
力源としての電池（図示せず）を搭載したフレーム１１
に操作パネル１２が装着されている。また，無人搬送車
の安全機能としては，非接触センサである反射型光電セ
ンサ１５，バンパー１６，超音波センサ１７および方向
指示ランプ１８がそれぞれ所定の位置に装着されてい
る。即ち，走行中の無人搬送車に接近した人や障害物を
反射型光電センサ１５が検知すると，無人搬送車は予め
設定された条件に従って減速し，また，停止する。ま
た，無人搬送車のバンパー１６に人や障害物が接触する
と無人搬送車は停止する。また，方向指示ランプ１８に
よって，人はその無人搬送車の旋回方向を把握して無人
搬送車の走行方向から退避することができる。超音波セ
ンサ１７は，自律走行の無人車両においては，周囲対象
物に衝突せず正規ルートを走行するように周囲との距離
計測に使用されている。ロボット機構２０は複数の相互
に回転するように結合したアーム２１の先端にグリップ
２２が設けられている。また，ロボット装置に設けられ
たロボット機構２０の安全機能としては，ロボット機構
２０の作業面を除いた３方向にフレーム３１に透明プラ
スチックパネル３２等を接合した安全柵３０が設けられ
ている。即ち，従来のものはフレーム３１に接合した透
明プラスチックパネル３２によって形成した安全柵３０
によって，作動するロボット機構２０に人が手等を接触
させる危険を防止するようにしていた。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】ところで，上述したよ
うな従来のものの安全柵によるロボット機構２０の安全
装置においては，次に示すような問題点を有していた。
安全柵はロボット機構の動作エリアを完全に包含する
必要があるために例えば無人搬送車の１．５倍の容積が
必要である。即ち，図３に示したように無人搬送車の上
面面積よりも安全柵は，はみ出した構造となり，走行路
幅もその分だけ車両自体の走行に必要な幅以上に確保す
る必要があった。上述した大きな容積の安全柵を固定
するために強固な取り付け構造が必要であった。半導
体部品類のように軽量物を搬送移載する無人搬送車は，
軽量な搬送対象物に適応させた構造なので，安全柵も軽
量に構成する必要があるが，必要寸法条件等から軽量化
が困難であった。また，安全柵の重量が大きいと無人搬
送車の車体も対応して強度を増大する必要があって重量
が増加する。従って，電池の１充電当たり走行距離が低
下する恐れもあった。必要な強度を有する安全柵を軽
量に構成するためには，使用材料や加工方法がコスト高
になっていた。安全柵は構造上ロボット機構が作動す
る方向のみを開放し，他の方向を遮蔽した構造にする必
要があるため，無人搬送車の進行方向に対してロボット
の作動側を所定の１方向に固定するか，安全柵を自動的
に開閉できる構造にする必要があった。安全柵を開閉
可能にすると安全柵の構造が複雑になるので，重量が増
大し，また，コスト高となっていた。ロボット機構の
メンテナンス時等には，メンテナンス作業を妨害する安
全柵着脱のための時間が必要であった。安全柵は無人
搬送車全体の商品デザインを劣化させる恐れがあって，
形態のデザインを困難にしていた。本考案は上述した問
題点を対策し，無人搬送車の走行障害物検知用非接触セ
ンサによって作業する人の接近を検知し，ロボット装置
の作動を停止させるようにすることによって安全柵を廃
止することを目的（課題）としている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本考案に基づく無人搬送車車載安全装置においては，
ロボット装置を搭載し走行装置を有して自動的に走行す
る無人搬送車の車載安全装置において，無人搬送車側面
所定位置に設けられ，障害物の近接を感知する複数の非
接触センサと，無人搬送車を走行させる走行モードにお
いてはこの非接触センサからの検知信号に基づいて走行
装置を制御し，障害物までの距離に応じて無人搬送車を
減速または停止させる走行制御手段と，ロボット装置を
作動させるロボット作動モードにおいては非接触センサ
の検知信号に基づいてロボット装置を制御し，人がロボ
ット装置に近づいて検知信号が予め設定したレベル以上
になると，ロボット装置への操作信号の出力を停止して
ロボット装置を停止させるロボット作動制御手段と，上
記のレベル以上の検知信号が継続する場合，操作信号の
出力を予め定めた所定時間停止した後，警報信号を出力
する警報制御手段とを備える。

【０００５】

【作用】本考案は，上述のように構成したので，ロボッ
ト作動モードにおいては，作動するロボット機構に接近
する人を非接触センサが検知するとロボット装置の作動
が停止するので，従来のもののような安全柵がなくとも
人と作動するロボット機構が干渉する危険が排除され
る。また，ロボット作動モードにおいてロボット装置へ
の操作信号の出力を停止してロボット装置を停止させた
後にも人が一定時間以上ロボット装置に近接した位置に
留まると，警報信号を発して搬送車から離れるよう促す
ことができる。

【０００６】

【実施例】本考案に基づく，ロボット装置を搭載した無
人搬送車の車載安全装置の実施例を図１，図２によって
詳細に説明する。図１は車載安全装置の概要構成ブロッ
ク図，図２はロボット装置を搭載した無人搬送車の斜視
図を示していて，従来の技術で説明した図３に示した装
置類と共通の装置は同一の符号を付して示している。

【０００７】図２において，１０は無人搬送車，２０は
無人搬送車１０に搭載されたロボット機構を示してい
る。無人搬送車１０は，下部に走行車輪を結合した走行
機構（図示せず），制御装置（図示せず）及び動力源と
しての電池（図示せず）を搭載したフレーム１１，フレ
ーム１１に装着した操作パネル１２等によって構成され
ている。また，無人搬送車の安全機能としては，障害物
の有無を検知する非接触センサである反射型赤外線セン
サ（以下光電センサと略称する）１５Ａ，接触センサで
あるバンパー１６，対象物との距離を計測して安全に自
律走行するための超音波センサ１７および方向指示ラン
プ１８をそれぞれ所定の位置に装着している。上述した
光電センサ１５Ａは，例えば，無人搬送車フレーム１１
の前後に各１，左右に各２個計６個が装着されている
（図２においては，フレーム１１によって隠れた光電セ
ンサは図示されていない）。バンパー１６は無人搬送車
フレーム１１の周囲にベルト状に装着され，超音波セン
サ１７もフレーム１１の前後に各１，左右に各２個計６
個が装着されている。また，操作者によって緊急停止す
るために，無人搬送車のフレーム１１上の所定位置に非
常停止スイッチ１９が設けられている（図２において
は，フレーム１１によって隠れたものは図示されていな
い）。走行中の無人搬送車に接近した人や障害物等を光
電センサ１５Ａが検知すると，無人搬送車は予め設定さ
れた条件に従って減速し，また停止する等の自動操作が
なされる。また，無人搬送車のバンパー１６に人や障害
物が接触すると無人搬送車は停止する。また，方向指示
ランプ１８によって人はその無人搬送車の旋回方向を把
握することによって無人搬送車の走行方向から退避する
ことができる。超音波センサ１７は走行中に車体周囲の
物体との距離を計測し，予め設定された条件に従って周
囲の物体と所定間隔を保って安全に走行する。ロボット
機構２０はその作業目的に対応して，複数の相互に回転
するように結合したアーム２１の先端にグリップ２２が
設けられている。詳細を後述する本考案に基づく安全装
置機能を含むロボット装置の制御装置（図示せず）は上
述したフレーム１１内部に装着した無人搬送車の制御装
置（図示せず）と共通に構成し，または無人搬送車の制
御装置（図示せず）と連動するように設けられている。

【０００８】次に，本考案に基づく安全装置の構成を図
１を主体に図２も参照して説明する。図１はロボット装
置を搭載した無人搬送車の車載安全装置における，本考
案に基づく安全装置を構成する要素機能を取出して示し
たブロック図である。図１において，１５Ａは図２によ
って前述したように無人搬送車１０のフレーム１１の周
囲所定の位置に装着した光電センサであって，１５ａ₁
は，例えばフレーム１１の車体前面に装着した一番目の
光電センサの投光素子，１５ｂ₁ は，一番目の光電セン
サの受光素子，１５ａ₆ は例えば車体六番目の光電セン
サの投光素子，１５ｂ₆ は六番目の光電センサの受光素
子を示している（図１には，二番目ないし五番目の光電
センサの図示は省略している）。これら光電センサ各受
光素子１５ｂ₁ ないし１５ｂ₆ による検知出力はゲート
機能１を経由して，第１のアンドゲート機能２および第
２のアンドゲート機能５に入力している。ゲート機能１
は，後述するようにロボット装置の制御装置（以下ロボ
ット制御装置と称す）６から所定の制御信号が入力し
て，ロボット作動モードにおいて所定の光電センサの出
力を遮断し，その他の光電センサの出力を通過して出力
する機能を有している。第１のアンドゲート機能２に
は，この無人搬送車の走行モードを示す信号Ａが入力
し，第２のアンドゲート機能５には，この無人搬送車の
ロボット作動モードを示す信号Ｂが入力している。走行
モード信号Ａの入力時には第１のアンドゲート機能２は
出力して，その出力信号は走行機構制御装置３に入力
し，走行機構制御装置３にはまた，緊急停止スイッチ１
９の出力その他この無人搬送車の所定条件において出力
される非常停止信号を含む非常用信号を総合して示す走
行用非常信号Ｃが入力している。操作パネル１２や超音
波センサ１７等から走行機構制御装置３に入力する上記
第１のアンドゲート機能２の出力以外の無人搬送車駆動
制御に必要な信号入力は本考案の説明に直接関係がない
ので図示を省略している。走行機構制御装置３の出力は
走行機構４の作動を制御している。ロボット作動モード
信号Ｂの入力時には第２のアンドゲート機能５は出力し
て，その出力信号はロボット制御装置６に入力し，ロボ
ット制御装置６にはまた，緊急停止スイッチ出力その他
このロボットの所定条件において出力される非常停止信
号類を総合して示すロボット用非常信号Ｄが入力してい
る。操作パネル１２やティーチングボックス（図示せ
ず）等からロボット制御装置６に入力する上記アンドゲ
ート５の出力以外のロボット駆動制御に必要な信号入力
は図示を省略している。ロボット機構制御装置６の出力
はロボット機構２０の作動を制御している。また，ロボ
ット制御装置６からは後述する予め設定された条件にお
ける信号が警報装置４０に入力している。警報装置４０
にはその他の警報発信条件信号Ｅが入力している。

【０００９】次に上述の回路機能により構成した実施例
における働きを詳細に説明する。図１において，無人搬
送車の走行モードにおいては，走行機構制御装置３の働
きにより，所定の走行指令と図２に示した光電センサ１
５Ａ等の入力信号に従って目的ステーションに向け自動
的に所定の走行速度で走行している。無人搬送車の前方
に障害物（図示せず）があって複数の光電センサ１５Ａ
の内のいずれか，例えば進行方向の受光素子１５ｂ₁ か
ら出力されると，受光素子１５ｂ₁ の検知信号はゲート
機能１を経由して第１のアンドゲート機能２に入力す
る。走行モードであってロボットモードではないので，
信号Ａが入力し，信号Ｂは入力していない。従って，受
光素子１５ｂ₁ の検知信号は走行機構制御装置３に入力
してロボット制御装置６には入力しない。無人車両が障
害物（図示せず）に接近して受光素子１５ｂ₁ の検知信
号が所定の遠距離検出条件になると，走行機構制御装置
３は走行速度を所定の低速値まで減速する。無人車両が
障害物（図示せず）にさらに接近して，受光素子１５ｂ
₁の検知信号が近距離検出条件になると，走行機構制御
装置３は走行を停止する。１５ｂ₁ 以外の光受素子が作
動すると，その光受素子の装着位置に対応し予め設定し
た条件によって，上述と同様に走行機構制御装置３の制
御出力を変化させて，無人搬送車を減速し，また，停止
させる。無人搬送車に装着されたその他のセンサ，超音
波センサ１７，バンパー１６または非常停止スイッチ１
９の動作は本考案に直接関係がないので説明は省略す
る。

【００１０】無人搬送車のロボット作動モードにおいて
は，ロボット制御装置６の働きによって，ロボット機構
２０は予め設定され，または，ティ−チングされたプロ
グラムによって，所定の移載作業等を実行する。作動し
ているロボット機構２０に作業中の人が接近し，複数の
光電センサ１５Ａの内のロボットが作動する方向にむい
ていない３面に装着された，例えば前方の受光素子１５
ｂ₁ から出力されると，光受素子１５ｂ₁ の検知信号は
ゲート機能１に入力する。今ロボットが作動する無人搬
送車側が，図２に示した無人搬送車の手前方向を前方向
とし，図に隠れた側面に向けてロボットが作業している
とすると，ゲート機能１においては，フレーム１１にお
ける上記方向に装着された受光素子（図示せず），例え
ば，１５ｂ₅ ，１５ｂ₆ からの入力信号を，ロボット制
御装置６からの信号によって出力することを禁止し，そ
の他の４個の受光素子からの信号は出力する。従って，
受光素子１５ｂ₁ の検知信号はゲート機能１を経由して
第１のアンドゲート機能２および第２のアンドゲート機
能５に入力する。この場合，ロボット作動モードであっ
て走行モードではないので，信号Ｂが入力し，信号Ａは
入力していない。従って，受光素子１５ｂ₁ の検知信号
はロボット制御装置６に入力して走行機構制御装置３に
は入力しない。受光素子１５ｂ₁ の検知信号が予め設定
したレベル以上になると，ロボット制御装置６はロボッ
ト機構への操作信号の出力を停止する。従って，ロボッ
ト機構２０と接近した人とは干渉せず，事故は発生しな
い。複数の光電センサ１５Ａの内のロボットが作業する
方向にむいている面に装着された，例えば，前述した受
光素子１５ｂ₅ （図示せず）または１５ｂ₆ から所定レ
ベル以上の出力があっても，ゲート機能１においてロボ
ット制御装置６から出力される信号によって出力が遮断
されるので，ロボット機構２０の作動は停止されること
なく継続される。上述したように光電センサ１５Ａから
の信号によってロボット制御装置６がロボット機構２０
への操作信号の出力を停止すると，停止信号を警報装置
４０に出力する。光電センサ１５Ａからの信号が継続し
てロボット制御装置６からロボット機構２０への操作信
号出力を予め設定した所定時間停止すると，警報装置４
０は光および／または音響による警報信号を出力して接
近した人に注意を喚起する。警報発信条件信号入力Ｅが
あると，警報装置４０は同様に警報を出力する。

【００１１】上述の説明は本考案の技術思想を実現する
ための基本手法と構成を示したものであって，ロボット
装置の動作を直ちに停止させる以外の安全機能を設けた
り，上述以外の要素機能によって必要機能を構成する
等，種々応用改変することができる。例えば，ロボット
制御装置６からロボット機構２０への操作信号出力が予
め設定した所定時間停止すると，以降に光電センサ１５
Ａの検知信号がなくなっても停止が継続するようにして
非常停止と同様にすることもできる。また，上述の実施
例の説明では，ロボット作動モードと走行モードとは同
時に作動しないように説明したが，走行中にロボット機
構に所定の動作を実行させる場合は，走行モード中にロ
ボット作動モードが並行して実行中の場合は，所定の光
電センサが作動すると走行は停止してロボット機構の作
動を停止させない等，この無人搬送システムの必要条件
と安全条件に対応して予め設定した条件に従った非常停
止動作の実行をするようにすることもできる。また，ロ
ボット機構の非常停止用に使用する非接触センサに遠近
両方の距離を検知する反射型赤外線センサを使用する例
について説明したが，実施例によって上述した機能を満
足すればその他の機能の光センサや，その他の非接触セ
ンサを使用するようにしても良い。また，例えば，超音
波センサを自律走行以外の，非常停止用等安全装置用に
使用することもできる。ロボット作動モードにおいて，
光電センサ等の非接触センサが所定時間出力されると光
および／または音響の警報を出力するように説明した
が，警報出力の内容と条件はこの無人搬送車を装備した
上位システムの条件に対応して適切に設定すれば良い。
また，ロボット作動モードにおいて，非接触センサが近
接物体を検知した場合，上述の実施例の説明ではロボッ
ト機構を停止させるように説明したが，予め設定したシ
ーケンスプログラムによってロボット機能を安全側に退
避させるようにすることもできる。また，図１のブロッ
ク図に示した機能構成は，本考案に基づく働きを満足す
れば各ゲート機能の組み合わせを変更しても良く，これ
らの機能を半導体素子によるハードウエアによって構成
する，マイクロコンピュータによるソフトウエア処理に
よって実行するようにする等，走行機構制御装置３とロ
ボット制御装置６の構成状態に対応して適切に構成すれ
ば良いことは当然である。

【００１２】

【考案の効果】本考案は上述したように構成したので以
下に記すような優れた効果を有する。安全柵の必要が
ないので無人搬送車の走行路の幅は無人搬送車自体の車
幅と走行性能のみによって設定でき，又，従来のものに
比べ狭い走行路の走行が可能となる。安全柵を装着す
るための特殊な機構構造が不要になる。安全柵の重量
が不要になり無人搬送車の構造を考慮する必要がない。
従って，動力源としての電池は有効に使用できる。安
全柵等特殊な装置機構が必要なく，安全機能をソフト処
理によって作動するようにすれば，安全機能を設けても
ほとんどコストに変化を生じない。無人搬送車に対す
るロボット機構の作動側は任意に設定，変更できる。従
って，無人搬送車に対するロボット機構の作動側を変動
できるようにしても重量やコストが増大することはな
い。安全柵の着脱が不要なのでロボット機構のメンテ
ナンスは容易に実行できる。安全柵が不要なので，無
人搬送車全体の商品デザインが容易に設計できる。ロ
ボット作動モードにおける非接触センサの検知信号によ
って機能される警報装置を備えているので，ロボット機
構の危険領域に入っている，または入ろうとしている人
がある場合には，この人がロボット装置の近接位置に入
ったことを検知することにより、まず，非接触センサか
らの検知信号に基づいてロボット装置の作動が停止され
てロボット装置による干渉の危険が防止され，さらに人
がその近接位置に一定時間留まるときは、これを検知し
て警報を出してその人に注意を喚起するようにしたの
で，ロボット装置に接近した人を速やかに危険領域から
退避させて，安全を維持するとともに，ロボット装置の
再開時間の促進が図られるためロボット作業の長期妨害
も防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の構成を説明する概要ブロック図であ
る。

【図２】本考案を適用したロボット装置装着の無人搬送
車例を示す斜視図である。

【図３】従来の安全柵を装着したロボット装置装着の無
人搬送車例を示す斜視図である。

【符号の説明】

１：ゲート機能 ２，５：アンドゲート機能 ３：走行機構制御装置 ４：走行機構 ６：ロボット制御装置 １０：無人搬送車 １５Ａ：光電センサ（非接触センサ） ２０：ロボット機構

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G05D 1/02 B25J 5/00

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロボット装置を搭載し走行装置を有して
   自動的に走行する無人搬送車の車載安全装置において， 当該無人搬送車側面所定位置に設けられ，障害物の近接
   を感知する複数の非接触センサと，前記無人搬送車を走行させる走行モードにおいては該非
   接触センサからの検知信号に基づいて前記走行装置を制
   御し，障害物までの距離に応じて前記無人搬送車を減速
   または停止させる走行制御手段と， 前記ロボット装置を作動させるロボット作動モードにお
   いては前記非接触センサの検知信号に基づいて前記ロボ
   ット装置を制御し，人が前記ロボット装置に近づいて前
   記検知信号が予め設定したレベル以上になると，前記ロ
   ボット装置への操作信号の出力を停止して前記ロボット
   装置を停止させるロボット作動制御手段と， 前記レベル以上の検知信号が継続する場合，前記操作信
   号の出力を予め定めた所定時間停止した後，警報信号を
   出力する警報制御手段とを備えることを特徴とする 無人
   搬送車車載安全装置。