JP6109616B2 - 自動搬送車 - Google Patents

Description

本発明は、自動搬送車に関し、特に、台車を連結して搬送できる台車牽引型の自動搬送車に適用して有効な技術に関するものである。

本技術分野の背景技術として、例えば、特開２００９−２８８９３１号公報（特許文献１）がある。この公報には、「自機に被搬送物が連結されている場合に、障害物回避時に当該被搬送物が振られて周囲の環境に干渉することを防止する」と記載されている。また、特開２００４−９８２３３号公報（特許文献２）がある。この公報には、「最適な移動ルートを決定することを可能にする自律移動ロボットを提供する」と記載されている。

特開２００９−２８８９３１号公報 特開２００４−９８２３３号公報

生産ラインや自動倉庫などで使用される搬送システムにおいては、自動搬送車や移動ロボットがしばしば用いられる。これらの自動搬送車や移動ロボットの制御方式としては、予めその走行軌跡を設定しておくものと、制御実行時に走行軌跡を生成しながら走行するものとがある。当然のことながら、制御実行時に走行軌跡を生成する方式の自動搬送車や移動ロボットは、予めその走行軌跡を設定しておく方式のものに比べ、障害物回避の柔軟性や経路変更時の自由度において優れている。

一方、自動搬送車や移動ロボットを用いる搬送システムにおける搬送の効率を向上するためには、システム中の自動搬送車や移動ロボットに被搬送物として台車を連結して、牽引させる方法が多くの資材の搬送が可能であり、より有効であると考えられている。このとき、自動搬送車にとっては被搬送物となる台車は、その価格、構造の容易さ、および普及の度合い（通常の工場には多く備えられている）などの観点から考えて、動力や電源を要する装置を持たないものが望ましい。

このような台車を自動搬送車（ＡＧＶ：Automatic Guided Vehicle）で牽引する台車牽引搬送について、本発明者が検討した結果、以下のようなことが明らかとなった。例えば、工場の生産ライン間で、物品を台車に載せて搬送する場合を考えると、以下のような課題があることが分かった。図１２〜図１５を用いて、＜Ａ：手動搬送＞、＜Ｂ：自動搬送車による自動搬送＞の順に説明する。図１２は、一般的な手動搬送の一例を説明するための図である。図１３は、一般的な自動搬送車による自動搬送の一例を説明するための図である。図１４は、図１３において、台車置場と台車のサイズの一例を説明するための図であり、図１５は、作業スペースと台車置場の位置の一例を説明するための図である。

＜Ａ：手動搬送＞
手動搬送では、図１２に示すように、作業スペース１および作業スペース２にはそれぞれ作業者がおり、生産設備１および生産設備２の設備を用いて作業を行っている。生産設備２では、生産設備１で生産した物品も材料として使用する。作業スペース１の作業者は、生産設備１によって生産した物品を台車に載せる。台車に規定の数だけ物品が載せられると、作業スペース１の作業者はその台車を台車置場１に置く。生産設備１と生産設備２の間には搬送作業者がおり、台車置場１に置かれている台車を見つけると、搬送作業者はその台車を台車置場２まで運んで行く。

作業スペース１および作業スペース２には、作業の邪魔になる、安全上の問題があるなどの理由で、それぞれの作業者以外の立ち入りはできない。また、作業スペース１および作業スペース２における作業者の作業効率や、工場のスペース上の効率の観点から、台車置場１と作業スペース１の間、および台車置場２と作業スペース２の間の距離はできるだけ短いことが望ましい。

＜Ｂ：自動搬送車による自動搬送＞
上記した図１２の状況において、図１３に示すように、搬送作業者による搬送を自動搬送車による搬送に置き換えて省人化する場合を考える。搬送対象が台車であるため、自動搬送車は台車牽引型の自動搬送車であることが望ましい。自動搬送車による搬送のシーケンスは、以下のようになる。
（１）台車置場１において、自動搬送車は台車を自動的に連結する。
（２）自動搬送車は、台車と連結した状態で台車置場２まで走行する。
（３）台車置場２において、自動搬送車は台車との連結を解除する。

以上の各ステップ（１），（２），（３）において、それぞれ以下のような問題が発生する。

＜＜Ｂ１：ステップ（１）について＞＞
上記の図１２に示したような手動搬送の場合、台車置場は床面に線を描いたり、テープなどを貼ったりして設定する場合が多い。その際、人が台車を置く際に過度の位置決めの負担を負わないようにするために、図１４に示すように、台車の大きさに対して前後左右に１０ｃｍ程度の余裕を持たせることがある。

このような台車置場に置かれる台車の位置は、状況によって±１０ｃｍ程度のばらつきが生じる。

台車置場の大きさを台車の大きさぎりぎりに設定することでばらつきは生じなくなるが、その場合、作業スペースの作業者が台車置場に台車を置く際に精密な位置決めが必要になり、時間がかかるようになるために作業効率が低下する。

また、台車置場に何らかの治具を設置することもできるが、レイアウト変更の妨げになったり、歩行者の邪魔になったりするなどの理由により難しい場合もある。また、台車に何らかの改造を施すこともできるが、台車の数が多い場合は全数に対して改造が必要になり、改造費用が問題となる。

したがって、自動搬送車は、台車にも台車置場にも改造を加えずに、台車置場に置かれた位置のばらつきがある台車に対して自動連結できることが望ましい。

＜＜Ｂ２：ステップ（２）について＞＞
台車と自動搬送車は何らかの連結機構を介して連結されるが、何らかの理由により、走行中に意図しない場所で連結が外れてしまう場合がある。このような場合、自動搬送車はその場所で走行を停止し、必要に応じて光や音などによる警報を発することが望ましい。

＜＜Ｂ３：ステップ（３）について＞＞
自動搬送車は自機の後方に台車を連結して牽引するため、図１５に示すように、台車置場２に台車を置くためには台車置場２と作業スペース２の間に自動搬送車が入るための隙間が必要になる。この隙間は、自動搬送車のサイズにもよるが、一般に知られる小型の自動搬送車であってもその全長は１ｍ近くあるため、走行上の余裕を考慮すると１．５ｍ以上必要になる。

前述の通り、作業効率およびスペース効率の観点から作業スペースと台車置場の距離は近いことが望ましく、このような隙間があることは効率低下の原因となる。したがって、作業スペースと台車置場の距離を近づけるために、作業スペースと台車置場の間の隙間をなくすことが望ましい。

上記のステップ（１），（２），（３）に関わる問題は、自動搬送車の小型化、低コスト化の観点、またシステム全体の低コスト化の観点から、それぞれに個別の解決策を用意するよりも、自動搬送車に１つの解決策を用意することで解決することが望ましい。

そこで、本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであり、その代表的な目的は、自動搬送車に、自機の後方を検出範囲として含むようにレーザ測域センサを搭載し、このレーザ測域センサの計測結果によって台車の位置または向きの一方あるいは両方を検出する技術を提供することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。

すなわち、代表的な自動搬送車は、台車を連結して搬送できる自動搬送車であって、以下のような特徴を有するものである。

（１）前記自動搬送車は、自機の後方を計測できるレーザ測域センサを備え、前記レーザ測域センサにより前記台車の位置または向きの一方あるいは両方を検出する。

（２）前記自動搬送車は、自機の後方を計測できるレーザ測域センサを備え、前記レーザ測域センサの計測結果に基づいて、前記自機の後方にあり、かつ前記自機に連結されていない前記台車に対して接近し、前記台車を連結する。

（３）前記自動搬送車は、自機の後方を計測できるレーザ測域センサを備え、前記レーザ測域センサの計測結果に基づいて、前記台車を連結した状態で後方へ走行する。

（４）前記自動搬送車は、自機の後方を計測できるレーザ測域センサを備え、前記レーザ測域センサの計測結果に基づいて、連結して走行していた前記台車が外れ、前記自機と前記台車との位置関係が連結状態の位置関係に相当しなくなった場合には走行を停止する。

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。

すなわち、代表的な効果は、自動搬送車に、自機の後方を検出範囲として含むようにレーザ測域センサを搭載し、このレーザ測域センサの計測結果によって台車の位置または向きの一方あるいは両方を検出することができる。

本発明の一実施の形態における自動搬送車および台車の構成の一例を説明するための図である。 図１において、自動搬送車および台車を上面から見た図である。 図１において、レーザ測域センサの計測範囲の一例を説明するための図である。 図１において、自動搬送車を移動させる制御方法の一例を説明するための図である。 図１において、台車の位置と向きを検出する原理を説明するための図である。 図１において、台車の角とレーザ測域センサによる三角形の関係を説明するための図である。 図１において、自動搬送車を台車に連結させる制御方法の一例を説明するためのフローチャートである。 図７において、自動搬送車と台車の位置関係を説明するための図である。 図１において、自動搬送車の車庫入れ方式を説明するための図である。 図１において、台車を連結した状態で自動搬送車を後退させる制御方法の一例を説明するためのフローチャートである。 図１０において、自動搬送車と台車の位置関係を説明するための図である。 一般的な手動搬送の一例を説明するための図である。 一般的な自動搬送車による自動搬送の一例を説明するための図である。 図１３において、台車置場と台車のサイズの一例を説明するための図である。 図１３において、作業スペースと台車置場の位置の一例を説明するための図である。

以下の実施の形態においては、便宜上その必要があるときは、複数の実施の形態またはセクションに分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらは互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明などの関係にある。また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲などを含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合などを除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でもよい。

さらに、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップなども含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合などを除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素などの形状、位置関係などに言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合などを除き、実質的にその形状などに近似または類似するものなどを含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。

［実施の形態の概要］
まず、実施の形態の概要について説明する。本実施の形態の概要では、一例として、括弧内に実施の形態の対応する構成要素、符号などを付して説明する。

本実施の形態の代表的な自動搬送車は、台車（２００）を連結して搬送できる自動搬送車（１００）であって、以下のような特徴を有するものである。

（１）前記自動搬送車は、自機の後方を計測できるレーザ測域センサ（１０５）を備え、前記レーザ測域センサにより前記台車の位置または向きの一方あるいは両方を検出する（ステップ（１），（２），（３）に関わる課題の１つの解決策）。

（２）前記自動搬送車は、自機の後方を計測できるレーザ測域センサ（１０５）を備え、前記レーザ測域センサの計測結果に基づいて、前記自機の後方にあり、かつ前記自機に連結されていない前記台車に対して接近し、前記台車を連結する（ステップ（１）の課題に対する解決策）。

（３）前記自動搬送車は、自機の後方を計測できるレーザ測域センサ（１０５）を備え、前記レーザ測域センサの計測結果に基づいて、前記台車を連結した状態で後方へ走行する（ステップ（３）の課題に対する解決策）。

（４）前記自動搬送車は、自機の後方を計測できるレーザ測域センサ（１０５）を備え、前記レーザ測域センサの計測結果に基づいて、連結して走行していた前記台車が外れ、前記自機と前記台車との位置関係が連結状態の位置関係に相当しなくなった場合には走行を停止する（ステップ（２）の課題に対する解決策）。

以上説明した本実施の形態の概要に基づいた一実施の形態を、以下において図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

［一実施の形態］
本実施の形態における自動搬送車、およびこの自動搬送車に連結される台車について、図１〜図１１を用いて説明する。

＜自動搬送車および台車の構成および動作＞
図１〜図４を用いて、本実施の形態における自動搬送車および台車の構成および動作について説明する。図１は、自動搬送車１００および台車２００の構成の一例を説明するための図である。図２は、自動搬送車１００および台車２００を上面から見た図である。図３は、レーザ測域センサ１０５の計測範囲の一例を説明するための図である。図４は、自動搬送車１００を移動させる制御方法の一例を説明するための図である。

図１は、本実施の形態における自動搬送車１００と、この自動搬送車１００が連結して搬送することのできる台車２００の構成を示している。本実施の形態における自動搬送車１００は、台車２００を連結して搬送できる台車牽引型の自動搬送車である。

この自動搬送車１００は、移動機構１０１と、連結機構１０７と、台車２００が連結されているか否かを検出する連結検出センサ１０８と、自機の周囲を計測する外界センサ１０４と、自機の後方を計測するレーザ測域センサ１０５と、制御装置１０６とを備えている。ここで、外界センサ１０４およびレーザ測域センサ１０５の計測における自機とは、自動搬送車１００の本体を指す。

移動機構１０１は、動力を発生する装置（図示せず）と、これに図示しない動力伝達機構（勿論、ダイレクトドライブ方式も含む）を介して接続された駆動輪１０２を備えており、この駆動輪１０２を回転させることで従動輪であるキャスタ１０３も回転し、自動搬送車１００を移動させることができる。ここでは、駆動輪１０２を後方側に設け、キャスタ１０３を前方側に設けた例を図示している。この駆動輪１０２とキャスタ１０３の構成は、これに限定されるものではなく、当業者であれば適宜選択可能なものである。

連結機構１０７は、自動搬送車１００の後部に取り付けられたアーム状の機構であり、根元部分を軸にして上下させることができる。アーム１０９の先端には穴１１０が開けられており、アーム１０９を下げてこの穴１１０を台車２００に備えられたピン２０３に引っ掛けることによって自動搬送車１００と台車２００を連結することができる。また、アーム１０９を上げると（図１に二点鎖線で表示）、自動搬送車１００と台車２００は切り離される。このアーム１０９の上げ下げは、これに限定されるものではないが、例えばモータを用いて駆動させることができる。

台車２００が連結機構１０７を介して、自動搬送車１００に連結された場合には、連結検出センサ１０８によって連結されたことが検出され、制御装置１０６に伝えられる。この連結検出センサ１０８としては、これに限定されるものではないが、例えばアームの角度をエンコーダで計測し、連結状態を検出することができる。なお、この連結検出センサ１０８は、アーム１０９の状態を検知できるものでよい。例えば、リミットスイッチのような機械的に検知するものでもよく、電気的な接触状態を検知するものでもよい。

また、自動搬送車１００には、この自動搬送車１００の前面に外界センサ１０４が設けられているので、この外界センサ１０４によって自動搬送車１００の周囲の建物、物体、人などを検知し、それらの情報を取得でき、その内容は制御装置１０６に伝えて処理することができる。この外界センサ１０４には、これに限定されるものではないが、例えば、赤外レーザによりスキャンして周囲の建物、物体、人などとの距離を検知するレーザ距離センサなどが用いられる。

さらに、本実施の形態においては、自動搬送車１００の上面後側に、自機の後方を計測するレーザ測域センサ１０５も設けられている。このレーザ測域センサ１０５は、自動搬送車１００の後方の台車２００を検知し、この台車２００の位置や向きなどの情報を取得でき、その内容は制御装置１０６に伝えて処理することができる。このレーザ測域センサ１０５には、これに限定されるものではないが、例えば、赤外レーザによりスキャンして台車２００との距離を検知するレーザ距離センサなどが用いられる。

そして、制御装置１０６は、台車２００を搬送できるように、移動機構１０１の制御を行う。具体的には、外界センサ１０４によって取得された情報に基づいて得られる自動搬送車１００の現在の位置と、目標となる位置と、自動搬送車１００の周辺の状況とに基づいて移動機構１０１に対して走行制御信号を送信して、走行制御を行う。さらに、レーザ測域センサ１０５によって取得された情報に基づいて得られる台車２００の位置と向きに基づいて、台車２００を連結する場合、台車２００を連結して搬送する場合などの走行が制御される。

本実施の形態における自動搬送車１００において、この自動搬送車１００の現在の位置の同定などは、制御装置１０６に備えられている地図生成および位置同定の機能により実現される。地図生成機能は、予め外界センサ１０４によって収集した環境（周囲の建物、物体など）の測定情報を統計処理し、自動搬送車１００が移動する環境の地図を作成しておく。位置同定機能は、実際に自動搬送車１００が移動する際に、外界センサ１０４によって測定された測定情報と、予め作成しておいた地図とをマッチングさせ、測定情報と地図とがマッチする位置（ｘ，ｙ）と姿勢（θ）を算出し、自機の位置を同定することができる。

このように、本実施の形態における自動搬送車１００は、誘導設備なしで自己位置を求めて、状況に応じて自律的に走行可能な無軌道自動搬送車となっている。この自律的走行においては、外界センサ１０４による障害物の検出により、この障害物との距離に応じて、減速、回避、停止などが可能である。さらに、指定された目標点に対して、最短時間の経路、障害のない経路、渋滞していない経路などを自動的に選んで走行することができる。

また、本実施の形態における自動搬送車１００に連結される台車２００は、当業者であれば適宜選択可能なものであるが、例えば、２つのキャスタ２０１と、２つの自在キャスタ２０２を備えている。ここでは、キャスタ２０１を後方側に設け、自在キャスタ２０２を前方側に設けた例を図示している。

図２は、図１に示した自動搬送車１００および台車２００の構成を上面から見たもので、本実施の形態における自動搬送車１００が備えるレーザ測域センサ１０５の正面方向を示している。また、図３は、レーザ測域センサ１０５の計測範囲の一例を示している。

レーザ測域センサ１０５は、図２に示すように、自動搬送車１００の上面後側に取り付けられている。そして、このレーザ測域センサ１０５によって、図３に示すように、自動搬送車１００の後方の約２２０°程度の範囲を計測し、特に、自動搬送車１００の後方に連結されるべき台車２００、あるいは連結されている台車２００を検知し、この台車２００の位置や向きなどの情報を取得して、制御装置１０６に伝えられる。

図４は、図１に示した自動搬送車１００を移動させる制御方法の一例を説明するための図で、本実施の形態における自動搬送車１００が備える車輪の構成を示している。

自動搬送車１００の移動機構１０１は、左駆動輪１０２Ｌと右駆動輪１０２Ｒの２つの駆動輪１０２を備えている。この左駆動輪１０２Ｌと右駆動輪１０２Ｒは互いに平行に、自動搬送車１００の進行方向に向かって向きを固定して配置されている。この駆動輪１０２には、向きが固定された駆動輪の他に、舵角を制御できる駆動輪などもある。さらに、自動搬送車１００は、従動輪としてのキャスタ１０３として、左キャスタ１０３Ｌと右キャスタ１０３Ｒを備えている。このキャスタ１０３には、向きが固定されたキャスタ、向きが固定されていない自在キャスタ、舵角を制御できるキャスタなどがあるが、ここでは自在キャスタを用いている。

左駆動輪１０２Ｌと右駆動輪１０２Ｒの回転数はそれぞれ独立に制御することができる。例えば、左駆動輪１０２Ｌと右駆動輪１０２Ｒの回転数を等しくした場合、自動搬送車１００は直進し、左駆動輪１０２Ｌと右駆動輪１０２Ｒの回転数が異なる場合には、自動搬送車１００は旋回走行する。この場合、左駆動輪１０２Ｌと右駆動輪１０２Ｒの回転数の差によってカーブの曲率が決定される。また、直進および旋回は、前進に限らず、後退も可能である。

例えば、左駆動輪１０２Ｌの単位時間当たりの回転数を、右駆動輪１０２Ｒの単位時間当たりの回転数よりも大きくすると、自動搬送車１００は右方向へ旋回する。一方、左駆動輪１０２Ｌの単位時間当たりの回転数を、右駆動輪１０２Ｒの単位時間当たりの回転数よりも小さくすると、自動搬送車１００は左方向へ旋回する。

また、左駆動輪１０２Ｌの回転方向と右駆動輪１０２Ｒの回転方向を互いに逆向きになるようにすると、自動搬送車１００はその場旋回する。

この自動搬送車１００に連結される台車２００は、図１において、例えば、台車２００の進行方向に向きが固定された２つのキャスタ２０１と、向きが固定されていない２つの自在キャスタ２０２を備えている。

＜従来の自動搬送車による自動搬送の課題の解決策＞
図５〜図１１を用いて、本実施の形態における自動搬送車において、従来の自動搬送車による自動搬送の課題の解決策について説明する。図５は、台車２００の位置と向きを検出する原理を説明するための図である。図６は、台車２００の角とレーザ測域センサ１０５による三角形の関係を説明するための図である。

上述したように、本実施の形態における自動搬送車１００は、自機の後方を検出範囲として含むようにレーザ測域センサ１０５を搭載し、このレーザ測域センサ１０５の計測結果によって台車２００の位置または向きの一方あるいは両方を検出することができる。この台車２００の位置と向きを検出する原理の一例を、図５および図６を用いて説明する。

（１）レーザ測域センサ１０５の計測範囲に台車２００が入ると、図５に示すように、レーザ測域センサ１０５から照射されたレーザ光が台車２００の前面に当たり、レーザ測域センサ１０５から台車２００の前面までの距離が計測される。

（２）一方、台車２００の前面に当たらなかったレーザ光は台車２００より遠方の物体に当たり、その点までの距離が計測される。通常、計測される点は台車２００よりも十分遠方の点となるので、台車２００の前面とは区別できる。これにより、台車２００の角（前面の両端）を検出できる。

（３）レーザ測域センサ１０５から見た、（２）で検出された台車２００の角の方向は、図６に示すように、レーザの照射方向であり、既知である。また、台車２００の角までの距離はレーザ測域センサ１０５による計測結果そのものである。これにより、台車２００の角とレーザ測域センサ１０５による三角形の関係から計算して、レーザ測域センサ１０５に対する台車２００の位置と向きが検出できる。

なお、実際にレーザ測域センサ１０５の計測結果から台車２００の位置と向きを計算する手法は、これに限定されるものではない。

＜＜Ｂ１：ステップ（１）の課題に対する解決策＞＞
ステップ（１）は、台車置場において、自動搬送車１００が台車２００を自動的に連結するステップである。このステップ（１）の課題に対する解決策は、自動搬送車１００は、台車２００にも台車置場にも改造を加えずに、台車置場に置かれた位置のばらつきがある台車２００に対して自動連結できるようにすることである。

台車２００と自動搬送車１００を連結する連結機構１０７については、上述したように、自動搬送車１００の後部に取り付けられたアーム１０９を下げて、このアーム１０９の先端に開けられている穴１１０を台車２００に備えられたピン２０３に引っ掛ける。これによって、自動搬送車１００と台車２００を連結することができる。台車２００が自動搬送車１００に連結された場合には、連結検出センサ１０８によって連結されたことが検出され、制御装置１０６に伝えられる。

また、上述したように、レーザ測域センサ１０５の計測結果によって台車２００の位置と向きがわかれば、その台車２００と連結できるような自動搬送車１００の位置と向きを設定できる。台車２００と連結できるような位置と向きを目標点として、目標点に向かって自動搬送車１００を移動させる。この自動搬送車１００を台車２００に連結させる制御方法は、例えば図７および図８に示すような方法がある。図７は、自動搬送車１００を台車２００に連結させる制御方法の一例を説明するためのフローチャート、図８はその制御方法における自動搬送車１００と台車２００の位置関係を説明するための図である。

まず、レーザ測域センサ１０５により台車２００の位置と向きを検出する（Ｓ３０１）。このＳ３０１における自動搬送車１００と台車２００の位置関係は、図８（１）のようになる。この検出情報は、制御装置１０６に伝えられる。

次に、制御装置１０６は、台車２００の位置と向きを検出できたかを判定する（Ｓ３０２）。Ｓ３０２の判定の結果、検出できない場合は、一定時間待機した後（Ｓ３０３）、Ｓ３０１に戻る。Ｓ３０２の判定の結果、検出できた場合には、自動搬送車１００はその場旋回する（Ｓ３０４）。このＳ３０４における自動搬送車１００と台車２００の位置関係は、図８（２）のようになる。

次に、制御装置１０６は、自機（自動搬送車１００）の後方正面が目標点（台車２００）の方向を向いているかを判定する（Ｓ３０５）。Ｓ３０５の判定の結果、向いていない場合は、Ｓ３０４に戻る。Ｓ３０５の判定の結果、向いている場合には、自動搬送車１００は直進後退する（Ｓ３０６）。このＳ３０６における自動搬送車１００と台車２００の位置関係は、図８（３）のようになる。

次に、制御装置１０６は、自動搬送車１００が目標点に到達したかを判定する（Ｓ３０７）。Ｓ３０７の判定の結果、到達していない場合は、Ｓ３０６に戻る。Ｓ３０７の判定の結果、到達した場合には、自動搬送車１００はその場旋回する（Ｓ３０８）。このＳ３０８における自動搬送車１００と台車２００の位置関係は、図８（４）のようになる。

次に、制御装置１０６は、自機（自動搬送車１００）の後方正面は台車２００の方向を向いているかを判定する（Ｓ３０９）。Ｓ３０９の判定の結果、向いていない場合は、Ｓ３０８に戻る。Ｓ３０９の判定の結果、向いている場合には、自動搬送車１００は走行停止する（Ｓ３１０）。そして、制御装置１０６は、連結機構１０７を動作させ、台車２００と連結する（Ｓ３１１）。このＳ３１１における自動搬送車１００と台車２００の位置関係は、図８（５）のようになる。

以上のようにして、自動搬送車１００は、台車２００にも台車置場にも改造を加えずに、台車置場に置かれた位置のばらつきがある台車２００に対して自動連結できるようになる。

＜＜Ｂ２：ステップ（２）の課題に対する解決策＞＞
ステップ（２）は、自動搬送車１００が、台車２００と連結した状態で台車置場まで走行するステップである。このステップ（２）の課題に対する解決策は、走行中に意図しない場所で連結が外れてしまった場合、自動搬送車１００はその場所で走行を停止し、必要に応じて光や音などによる警報を発することができるようにすることである。

自動搬送車１００と台車２００の走行中、台車２００と自動搬送車１００は機械的に連結されていることから、レーザ測域センサ１０５の計測結果において、台車２００の位置は自動搬送車１００に対してある範囲におさまる。例えば、上述した図３において、レーザ測域センサ１０５の計測範囲内に台車２００はおさまる。

台車２００と自動搬送車１００の連結が切れた場合、台車２００は動力がないために置き去りにされる。このため、台車２００の位置が想定された範囲から外れる。例えば、上述した図３において、レーザ測域センサ１０５の計測範囲から台車２００が外れる。この場合、制御装置１０６は、自動搬送車１００を停止させ、光や音などによる警報を発するようにする。

以上のようにして、走行中に意図しない場所で連結が外れてしまった場合、自動搬送車１００はその場所で走行を停止し、光や音などによる警報を発することができるようになる。

＜＜Ｂ３：ステップ（３）の課題に対する解決策＞＞
ステップ（３）は、台車置場において、自動搬送車１００が台車２００との連結を解除するステップである。このステップ（３）の課題に対する解決策は、作業スペースと台車置場の距離を近づけるために、作業スペースと台車置場の間の隙間をなくすことができるようにすることである。

そのために、図９に示すような自動搬送車１００の車庫入れ方式を採用する。図９は、自動搬送車１００の車庫入れ方式を説明するための図である。図９に示すように、台車置場２と作業スペース２の間に自動搬送車１００が入らないように、台車２００を台車置場２へ後ろから入れればよい。台車２００を後ろから入れるためには、自動搬送車１００に台車置場２の前で切返しさせ、後退させればよい。このようにして、自動搬送車１００に連結した台車２００を、車庫入れ方式により台車置場２に入れる。

自機に対する台車２００の向きが計測できる場合に、自動搬送車１００を後退させる制御方法は、例えば図１０および図１１に示すような方法がある。逆に、自機に対する台車２００の向きが計測できない場合には、自動搬送車１００を後退させることはできない。

図１０は、台車２００を連結した状態で自動搬送車１００を後退させる制御方法の一例を説明するためのフローチャート、図１１は、その制御方法における自動搬送車１００と台車２００の位置関係を説明するための図である。

まず、レーザ測域センサ１０５により台車２００の位置と向きを検出する（Ｓ４０１）。この検出情報は、制御装置１０６に伝えられる。

次に、制御装置１０６は、台車２００の位置と向きを検出できたかを判定する（Ｓ４０２）。Ｓ４０２の判定の結果、検出できない場合は、警報を発して（Ｓ４０３）、終了する。

Ｓ４０２の判定の結果、検出できた場合には、次に、制御装置１０６は、台車２００と自機（自動搬送車１００）の向きは揃っているかを判定する（Ｓ４０４）。Ｓ４０４の判定の結果、揃っている場合には、自動搬送車１００は直進後退する（Ｓ４０５）。このＳ４０５における自動搬送車１００と台車２００の位置関係は、図１１（１）のようになる。

Ｓ４０４の判定の結果、揃っていない場合には、次に、台車２００は自機（自動搬送車１００）に対して右を向いているかを判定する（Ｓ４０６）。Ｓ４０６の判定の結果、右を向いている場合には、自動搬送車１００は右旋回しながら後退する（Ｓ４０７）。このＳ４０７における自動搬送車１００と台車２００の位置関係は、図１１（２）のようになる。

Ｓ４０６の判定の結果、左を向いている場合には、自動搬送車１００は左旋回しながら後退する（Ｓ４０８）。このＳ４０８における自動搬送車１００と台車２００の位置関係は、図１１（３）のようになる。

Ｓ４０５、Ｓ４０７、Ｓ４０８の終了後、制御装置１０６は、自動搬送車１００が目標点（台車置場）に到達したかを判定する（Ｓ４０９）。Ｓ４０９の判定の結果、到達していない場合は、Ｓ４０１に戻る。Ｓ４０９の判定の結果、到達した場合には、自動搬送車１００は走行停止する（Ｓ４１０）。

以上のようにして、台車２００を台車置場へ後ろから入れることで、作業スペースと台車置場の間の隙間をなくすことができるようになる。

＜一実施の形態の効果＞
以上説明した本実施の形態における自動搬送車１００、およびこの自動搬送車１００に連結される台車２００によれば、以下のような効果を得ることができる。

（１）自動搬送車１００は、自機の後方を計測できるレーザ測域センサ１０５を備えることで、このレーザ測域センサ１０５により、台車２００の位置または向きの一方あるいは両方を検出することができる。

（２）自動搬送車１００は、自機の後方を計測できるレーザ測域センサ１０５を備えることで、台車置場において自動搬送車１００が台車２００を自動的に連結するステップで、レーザ測域センサ１０５の計測結果に基づいて、自機の後方にあり、かつ自機に連結されていない台車２００に対して接近し、台車２００を連結することができる。

（３）自動搬送車１００は、自機の後方を計測できるレーザ測域センサ１０５を備えることで、台車置場において自動搬送車１００が台車２００との連結を解除するステップで、レーザ測域センサ１０５の計測結果に基づいて、台車２００を連結した状態で後方へ走行することができる。

（４）自動搬送車１００は、自機の後方を計測できるレーザ測域センサ１０５を備えることで、自動搬送車１００が台車２００と連結した状態で台車置場まで走行するステップで、レーザ測域センサ１０５の計測結果に基づいて、連結して走行していた台車２００が外れ、自機と台車２００との位置関係が連結状態の位置関係に相当しなくなった場合には走行を停止することができる。

（５）自動搬送車１００は、レーザ測域センサ１０５の計測結果に基づいて自機の動作を制御する制御装置１０６を備えることで、制御装置１０６により、自機の走行を制御し、かつ台車２００の連結を制御することができる。

（６）上記（１）〜（５）により、制御装置１０６は、上記（１）のレーザ測域センサ１０５により検出した結果に基づいて、上記（２）〜（４）の各動作を複数組み合わせて制御することができる。

（７）自動搬送車１００が、自機の周囲を計測できる外界センサ１０４を備えることで、制御装置１０６は、この外界センサ１０４の計測結果も含めて自機の走行を制御することができる。

（８）自動搬送車１００が、自機と台車２００との連結を検出できる連結検出センサ１０８を備えることで、制御装置１０６は、この連結検出センサ１０８の検出結果も含めて自機の走行を制御することができる。

（９）自動搬送車１００が、自機を移動させる移動機構１０１を備えることで、制御装置１０６は、この移動機構１０１を制御して自機の走行を制御することができる。

（１０）自動搬送車１００が、台車２００との連結および切り離しができる連結機構１０７を備えることで、制御装置１０６は、この連結機構１０７を制御して自機と台車２００との連結および切り離しを制御することができる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、上記した実施の形態は、本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、上記した実施の形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

例えば、前記実施の形態においては、自動搬送車について説明したが、本発明としてはこれに限定されるものではなく、自律して移動するロボットなどの自律移動体にも適用可能なものである。

１００ 自動搬送車
１０１ 移動機構
１０２ 駆動輪
１０３ キャスタ
１０４ 外界センサ
１０５ レーザ測域センサ
１０６ 制御装置
１０７ 連結機構
１０８ 連結検出センサ
１０９ アーム
１１０ 穴
２００ 台車
２０１ キャスタ
２０２ キャスタ
２０３ ピン

Claims (7)

1. 台車を連結して搬送できる自動搬送車であって、
   自機の後方を計測でき、前記台車の位置または向きの一方あるいは両方を検出するレーザ測域センサを備え、
   前記自動搬送車が前記台車を自動的に連結するステップでは、前記レーザ測域センサの計測結果に基づいて、前記自機の後方にあり、かつ前記自機に連結されていない前記台車に対して接近し、前記台車を連結し、かつ、
   前記自動搬送車が前記台車との連結を解除するステップでは、前記レーザ測域センサの計測結果に基づいて、前記台車を連結した状態で後方へ走行し、かつ、
   前記自動搬送車が前記台車と連結した状態で走行するステップでは、前記レーザ測域センサの計測結果に基づいて、連結して走行していた前記台車が外れ、前記自機と前記台車との位置関係が連結状態の位置関係に相当しなくなった場合には走行を停止する、
   自動搬送車。
2. 請求項１に記載の自動搬送車において、
   さらに、前記レーザ測域センサの計測結果に基づいて前記自機の動作を制御する制御装置を備え、
   前記制御装置は、前記自機の走行を制御し、かつ前記台車の連結を制御する、自動搬送車。
3. 請求項２に記載の自動搬送車において、
   前記制御装置は、
   前記レーザ測域センサにより前記台車の位置または向きの一方あるいは両方を検出した結果に基づいて、
   前記自機の後方にあり、かつ前記自機に連結されていない前記台車に対して接近し、前記台車を連結する動作と、
   前記台車を連結した状態で後方へ走行する動作と、
   連結して走行していた前記台車が外れ、前記自機と前記台車との位置関係が連結状態の位置関係に相当しなくなった場合には走行を停止する動作と、
   を複数組み合わせて制御する、自動搬送車。
4. 請求項２に記載の自動搬送車において、
   さらに、前記自機の周囲を計測できる外界センサを備え、
   前記制御装置は、前記外界センサの計測結果に基づいて前記自機の走行を制御する、自動搬送車。
5. 請求項２に記載の自動搬送車において、
   さらに、前記自機と前記台車との連結を検出できる連結検出センサを備え、
   前記制御装置は、前記連結検出センサの検出結果に基づいて前記自機の走行を制御する、自動搬送車。
6. 請求項２に記載の自動搬送車において、
   さらに、前記自機を移動させる移動機構を備え、
   前記制御装置は、前記移動機構を制御して前記自機の走行を制御する、自動搬送車。
7. 請求項２に記載の自動搬送車において、
   さらに、前記台車との連結および切り離しができる連結機構を備え、
   前記制御装置は、前記連結機構を制御して前記自機と前記台車との連結および切り離しを制御する、自動搬送車。

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