JP7018745B2 - 搬送車、この搬送車を制御する制御方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、搬送車、この搬送車を制御する制御方法及びプログラムに関する。

従来、無人搬送車に設けられた荷台と、設備の受渡台との間でのワークの受け渡し作業を行えるようにした無人搬送車が知られている。例えば、特許文献１では、誘導ラインに誘導されて設備の前の停止位置に停止し、ロボットアームにより設備の受渡台と荷台との間でのワークの受け渡し作業を行う無人搬送車が記載されている。この無人搬送車は、荷台を、無人搬送車の本体に対して位置調整機構を介して、ＸＹ方向（前後左右方向）、Ｚ方向（高さ方向）、θ方向（回転方向）に位置調整可能に設ける。こうすることで、各設備の受渡台に対応する荷台の適切な位置を予め教示し、受け渡し作業時において、その教示データに基づいて、ロボットアームにより荷台の位置調整を行う。

特開２０００－２６３３８２号公報

しかしながら、特許文献１に記載の無人搬送車では、設備の受渡台と荷台との間で受け渡し作業を行う際、荷台の位置調整を行う必要があり、受け渡し作業の際の制御工程が複雑であるという課題がある。

本発明は、このような課題に鑑みなされたものであり、荷の受け渡し作業を行う際、容易に受け渡しが可能な搬送車を提供することを主目的とする。また、このような搬送車の制御方法を提供することも目的とする。

本発明は、上述の目的の少なくとも一つを達成するために以下の手段を採った。

本発明の搬送車は、
積載面に積載された対象物を上下移動可能な荷台に積載して搬送する搬送車であって、
前記積載面に基づいて前記荷台の高さを荷台位置適正範囲内に調整する荷台位置調整手段と、
前記対象物の前記荷台側を下方側から支持し、前記対象物の前記荷台側を前記対象物が積載された積載面から対象物移動適正範囲まで傾けた後、前記対象物を前記荷台方向に牽引する移動手段と、
を備え、
前記荷台の高さを荷台位置適正範囲に調整する際に、前記荷台位置適正範囲は、積載部の対象物積載面の高さよりも前記荷台の対象物積載面の高さを高くし、前記対象物の底面が前記対象物の下面側に存在する荷台の側面との稜部に当接しつつ、前記対象物を前記積載部から前記荷台に向かって移動するように、前記積載部の対象物積載面と前記荷台の対象物積載面との間に高さの差を設定することを特徴とする、
ものである。

この搬送車は、積載面に積載された対象物を積載して搬送する際、対象物が積載された積載面に基づいて荷台の高さを荷台位置適正範囲内に荷台位置調節手段で調整し、移動手段で、対象物の荷台側を下方から支持し、対象物の荷台側を荷台の積載面の表面から対象物移動適正範囲まで傾けた後、前記対象物を前記荷台方向に牽引する。こうすることにより、対象物の底面が積載面と当接した状態で対象物を牽引する場合と比較して、対象物の底面と積載面との摩擦が減少するため、対象物を小さな力で荷台に移動することができる。また、対象物を持ち上げて移動する場合と比較しても、対象物を小さな力で荷台に移動することができる。言い換えると、移動手段の荷重重量能力が同等の場合、対象物の底面が積載面に当接した状態で牽引する場合や対象物を持ち上げて移動する場合と比較して、重量の大きな対象物を移動することができる。ここで、「荷台位置適正範囲」とは、対象物を移動手段で荷台に移動する際、対象物の底面が積載面と荷台の表面の両方に当接可能な位置に積載面と荷台の表面が位置する範囲であって、積載面と荷台の表面の高さが同一又略同一の高さを意味する。こうすることにより、積載面から荷台に対象物を移動する際にスムーズに移動することができる。また、「対象物移動適正範囲」とは、対象物の一方側面側の底面が積載面から離間した状態を意味し、例えば、対象物の底面と積載面とのなす角度が０°より大きい角度を意味する。こうすることにより、０°の場合と比較して、対象物の底面と積載面との摩擦を低減することができるため、対象物を移動する際の労力を低減することができる。

本発明の搬送車において、前記荷台位置適正範囲は、前記積載面の高さよりも前記荷台の表面の高さが高いことを特徴としてもよい。こうすることにより、移動手段を用いて対象物を積載面から荷台に移動する際、対象物の底面が積載面の表面と側面との稜部に沿って移動することになるため、対象物を荷台に移動する際、積載面の表面と荷台の表面との間に高さの差を有している場合であっても、対象物の下面が荷台の表面と側面との稜部に沿って移動することにより、対象物を荷台に移動することができる。加えて、対象物を移動させる際、移動手段が対象物を持ち上げる必要がないため、対象物を持ち上げて移動する場合と比較して、より重量の大きな対象物を移動させることができる。

本発明の搬送車は、前記積載面を撮像可能な撮像手段と、を備え、前記荷台位置調整手段は、前記撮像手段で得られた撮像情報に基づいて前記積載面の高さを判定し、前記荷台の表面の高さを荷台位置適正範囲内に調整することを特徴としてもよい。こうすることにより、撮像手段で得た撮像情報に基づいて、荷台の表面の高さを荷台位置適正範囲内に調整することができる。

本発明の搬送車は、前記対象物を積載可能な複数の収納部と、を備え、前記荷台位置調整手段は、前記収納部の表面の高さに基づいて前記荷台の高さを調整し、前記移動手段は、前記対象物を下方側から支持し、前記対象物の下面を前記収納部の表面より高い位置に牽引した後、前記対象物を前記収納部の方向に押圧することを特徴としてもよい。こうすることにより、荷台から収納部に対象物を移動する際、対象物の底面が荷台の表面及び収納部の表面に沿って移動することで、荷台から収納部に対象物を移動することができる。このように、対象物を複数の収納部にそれぞれ移動することにより、複数の対象物を同時に搬送することができる。

本発明の搬送車の制御方法は、
積載面に積載された対象物を上下移動可能な荷台に積載して搬送する請求項１から３のいずれか１項に記載の搬送車を制御する制御方法であって、
前記積載面に基づいて前記荷台の高さを荷台位置適正範囲に調整する際に、前記荷台位置適正範囲は、積載部の対象物積載面の高さよりも前記荷台の対象物積載面の高さを高くし、前記対象物の底面が前記対象物の下面側に存在する荷台の側面との稜部に当接しつつ、前記対象物を前記積載部から前記荷台に向かって移動するように、前記積載部の対象物積載面と前記荷台の対象物積載面との間に高さの差を調整する荷台位置調整ステップと、
前記対象物を下方側から支持し、前記対象物の前記荷台側を前記対象物が積載された積載面から対象物移動適正範囲まで傾けた後、前記対象物を前記荷台方向に牽引する移動ステップと、
を含むことを特徴とする、
ものである。

この搬送車の制御方法は、積載面に積載された対象物を積載して搬送する際、対象物が積載された積載面に基づいて荷台の高さを荷台位置適正範囲内に荷台位置調節手段で調整し、移動手段で、対象物の荷台側を下方から支持し、対象物の荷台側を積載面の表面から対象物移動適正範囲まで傾けた後、前記対象物を前記荷台方向に牽引する。こうすることにより、対象物を荷台に移動する際、積載面の表面と荷台の表面との間に高さの差を有している場合であっても、対象物の下面が荷台の表面と側面との稜部に沿って移動することにより、対象物を荷台に移動することができる。加えて、対象物を移動させる際、移動手段が対象物を持ち上げる必要がないため、対象物を持ち上げて移動する場合と比較して、より重量の大きな対象物を移動させることができる。

本発明のプログラムは、１又は複数のコンピュータに、搬送車の制御方法の各ステップを実行させるためのプログラムである。このプログラムは、コンピュータが読み取り可能な記憶媒体（例えば、ハードディスク、ＲＯＭ、ＣＤ、ＤＶＤ、フラッシュメモリなど）に記録されていても良いし、伝送媒体（インターネットや有線／無線ＬＡＮなどの通信網）を介してあるコンピュータから別のコンピュータへ送信されても良いし、その他どのような形で授受されても良い。また、制御方法の各ステップを実行する装置で実行されるものであっても、プログラムが実行される装置と処理が行われる装置とが異なっていてもよい。いずれの場合であっても、このプログラムを１つのコンピュータに実行させるか又は複数のコンピュータに各ステップを分担して実行させれば、上述した制御方法と同様の効果を得ることができる。

図１は、搬送車２０の構成の概略を示す斜視図である。 図２は、搬送車２０の電気的接続を説明するためのブロック図である。 図３は、荷物積込処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。 図４は、収納部格納処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。

次に、本発明の実施の形態の一例として、搬送車２０について詳しく説明する。以下に説明する実施の形態及び図面は、本発明の実施形態の一部を例示するものであり、これらの構成に限定する目的に使用されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更することができる。なお、各図において対応する構成要素には同一又は類似の符号を付す。また、搬送車２０の制御方法の一例を示すことで、本発明の搬送車の制御方法の一例も明らかにする。

本発明の実施の形態の一例である搬送車２０は、図１に示すように、電力駆動により、無人で収納箱等の対象物１０を搬送する無人搬送車であり、無線通信又は予め定められた搬送ルールに従って対象物を積載し、所定の場所に搬送する。この搬送車２０は、対象物１０を移動するアーム部３０と、対象物１０を積載する荷台４０と、対象物１０を収納する収納部５０と、アーム部３０や荷台４０の動き等を制御する制御部６０（図２参照）と、を備えており、アーム部３０及び荷台４０と制御部６０とは、図２に示すように、電気的に接続されている。この搬送車２０では、撮像手段３２で撮像した撮像情報に基づいて制御部６０がアーム部３０の動きを制御することにより、積載部に積置された対象物１０を荷台４０に移動することで、積載部に積置された対象物１０を搬送することができる。

アーム部３０は、図１に示すように、公知の６軸可動型のロボットアームであり、本発明の移動手段に相当する。このアーム部３０の上部には撮像手段３２が、先端部に平板形状の爪部３４が、それぞれ設けられている。撮像手段３２は、例えば、デジタルビデオカメラ等の公知の撮像手段であり、アーム部３０の上部に設けられているため、アーム部３０の動きに伴って、爪部３４の方向を撮像することができる。また、先端に爪部３４が設けられているため、この爪部３４を対象物１０の底面や側面等に当接させることで、対象物１０を引き上げたり、押圧したり、牽引したりすることができる。

荷台４０は、図１に示すように、図視しない駆動機構によって上昇及び下降が可能な公知のジャッキであり、制御部６０と図視しない駆動機構とが電気的に接続されており、制御部６０によって荷台４０の高さが制御される。この荷台４０は、積載部から対象物１０を荷台４０に移動する際には、積載部の高さに応じた荷台位置適正範囲内に調整される。こうすることにより、アーム部３０によって対象物１０を荷台４０に移動することができる。また、荷台４０から収納部５０に対象物１０を移動する際には、収納部５０の高さに応じた位置まで荷台４０の高さを調整し、アーム部３０によって対象物１０を荷台４０に移動する。

収納部５０は、図１に示すように、アーム部３０側の側面が解放された棚であり、略等間隔で４つ設けられている。収納部５０は、アーム部３０側の側面が解放されているため、荷台４０から収納部５０に対象物１０を移動する際、収納部５０の表面よりも若干高い位置に荷台４０の表面が位置する状態で、アーム部３０が対象物１０の側面を押圧することにより、荷台４０から収納部５０に容易に移動することができる。

制御部６０は、図２に示すように、ＣＰＵ６１を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、アーム部３０や搬送車２０の動きを制御する各種制御プログラム等が記憶されたＲＯＭ６２と、撮像手段３２によって撮像された撮像情報等を一時的に記憶するＲＡＭ６３と、撮像手段３２や荷台４０等との間の各種信号の送受信を行うインタフェース６４（以下、「Ｉ／Ｆ６４」と言う。）がそれぞれバス６５を介して電気的に接続されている。この制御部６０は、撮像手段３２が撮像した撮像情報に基づいて、アーム部３０の動きを制御したり、搬送車２０の動きを制御したりする。

次に、対象物１０を積載部から荷台４０に移動する際に実行される動作について、制御部６０によって実行される対象物積載処理ルーチンを一例に説明する。この対象物積載処理ルーチンは、所定のタイミング（例えば、遠隔操作により発信された実行命令を受信した場合や、予め定められた位置に搬送車２０が到達した場合、撮像手段３２が特定の対象を撮影した場合等）に繰り返し実行され、積載部から対象物１０を荷台４０に移動する際のアーム部３０及び荷台４０の動きを制御する。なお、ここで、図３は、対象物積載処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。

ＣＰＵ６１によってＲＯＭ６２に記憶された対象物積載処理ルーチンが実行されると、ＣＰＵ６１は、撮像手段３２から受信した撮像情報に基づいて、荷台４０の高さを荷台位置適正範囲内に調整する（ステップＳ１１０）。具体的には、荷台４０に設けられた図視しない駆動機構を作動させることで予めＲＯＭ６２に記憶された荷台位置適正範囲に荷台４０の高さを調整する。この荷台位置適正範囲とは、荷台４０の高さを積載部の表面と略同一の高さ（荷台４０の表面の高さと積載部の表面との高さの差が例えば、５ｃｍ以下となる高さ）を意味する。こうすることにより、積載部から荷台４０に対象物１０が移動可能な状態となる。

続いて、ＣＰＵ６１は、アーム部３０に対象物１０を引き上げる引上信号を発信し、対象物１０の荷台４０側を対象物移動適正範囲内まで傾ける（ステップＳ１２０）。具体的には、アーム部３０のセンタ部に設けられた爪部３４を対象物１０の下面側に当接させた後、爪部３４を対象物移動適正範囲内まで上昇させる。この対象物移動適正範囲とは、ＲＯＭ６２に予め記憶された所定の範囲であり、対象物１０の底面と積載部の表面とがなす角度が例えば、０°以上１０°以下となる範囲を意味する。

続いて、アーム部３０により対象物１０を荷台４０の方向に牽引する（ステップＳ１３０）。こうすることにより、積載部に積載された対象物１０を荷台４０に移動することができる。このとき、ステップＳ１２０で予め対象物１０を対象物移動適正範囲内で傾けているため、荷台４０の表面の高さが積載部の表面の高さより高い場合であっても、対象物１０の底面が荷台４０の表面と側面との稜部に沿って移動することにより、対象物１０を荷台４０に移動することができる。加えて、対象物１０を持ち上げて移動する場合と比較して、アーム部３０が対象物１０を移動する際に必要な力を低減することができる。

続いて、ＣＰＵ６１は、対象物１０を荷台４０に積載したと判断した場合、アーム部３０に対象物１０を解放する解放信号を発信し、アーム部３０を初期位置に移動し（ステップＳ１４０）、本ルーチンを終了する。こうすることにより、対象物１０を荷台４０に積載することができる。なお、対象物１０が荷台４０に積載されたか否かの判断方法は、例えば、荷台４０や対象物１０にセンサ等を備えることで判断してもよいし、爪部３４の位置情報から判断してもよいし、目視で確認しても良い。

次に、荷台４０に積載された対象物１０を収納部５０に収納する動きについて、図４を用いて詳しく説明する。荷台４０に対象物１０が積載されたとＣＰＵ６１が判断した場合には、ＲＯＭ６２に予め記憶された対象物収納処理ルーチンが実行されることにより、荷台４０に積載された対象物１０を収納部５０に収納される。なお、ここで、図４は、対象物収納処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。

ＣＰＵ６１によって対象物収納処理ルーチンが実行されると、ＣＰＵ６１は、ＲＯＭ６２に予め記憶された収納箱の位置情報を読み出し、この位置情報に基づいて、荷台４０に設けられた図視しない駆動機構によって荷台４０の高さを荷台位置適正範囲内に調整する（ステップＳ２１０）。こうすることにより、荷台４０から収納部５０に対象物１０が移動可能な状態となる。

続いて、ＣＰＵ６１は、アーム部３０に対象物１０を引き上げる引上信号を発信し、対象物１０のアーム部３０側を対象物移動適正範囲内まで傾ける（ステップＳ２２０）。具体的には、アーム部３０の先端部に設けられた爪部３４を対象物１０の下面側に当接させた後、爪部３４を上昇させ、対象物１０のアーム部３０側を牽引して対象物１０の底面と荷台４０の表面とがなす角度が例えば、０°より大きく１０°以下となる範囲となるまで対象物１０を牽引する。続いて、アーム部３０により対象物１０を収納部５０の方向に押圧する（ステップＳ２３０）。こうすることにより、積載部に積載された対象物１０を収納部５０に移動することができる。このとき、ステップＳ２２０で予め対象物１０を対象物移動適正範囲内で傾けているため、荷台４０の表面の高さが収納部５０の表面の高さより高い場合であっても、対象物１０の底面が荷台４０の表面に沿って移動することにより、対象物１０を荷台４０に移動することができる。加えて、対象物１０を持ち上げて移動する場合と比較して、アーム部３０が対象物１０を移動する際に必要な力を低減することができる。

続いて、ＣＰＵ６１は、対象物１０を収納部５０に積載したと判断した場合、アーム部３０に対象物１０を解放する解放信号を発信し、アーム部３０を初期位置に移動し（ステップＳ２４０）、本ルーチンを終了する。こうすることにより、対象物１０を収納部５０に積載することができる。なお、対象物１０が収納部５０に積載されたか否かの判断方法は、例えば、収納部５０にセンサ等を備えることで判断してもよいし、爪部３４の位置情報から判断してもよい。

以上詳述した実施の形態の搬送車２０によれば、積載部に積載された対象物１０を搬送する際、積載部に基づいて荷台４０の高さを荷台位置適正範囲内に調整し、対象物１０の荷台４０側の下面を爪部３４で対象物移動適正範囲まで牽引して対象物１０を傾けた後、対象物１０を荷台４０に牽引移動することで、対象物１０の底面が積載部と当接した状態で対象物１０を牽引する場合と比較して、対象物１０の底面と積載部との摩擦が減少するため、対象物１０を小さな力で荷台に移動することができる。また、対象物１０を持ち上げて移動する場合と比較しても、対象物１０を小さな力で荷台４０に移動することができる。

また、荷台４０の高さが荷台位置適正範囲に調整される際、積載部よりも荷台４０の表面の高さが高い位置に調整されるため、アーム部３０を用いて対象物１０を積載部から荷台４０に移動する際、対象物１０の底面が積載部の表面と側面との稜部に沿って移動することになるため、対象物０を荷台４０に移動する際、積載部の表面と荷台４０の表面との間に高さの差を有している場合であっても、対象物１０の下面が荷台の稜部に沿って移動することにより、対象物１０を荷台４０に移動することができる。

更に、積載部を撮像する撮像手段３２を有しているため、撮像手段３２で撮像した撮像情報に基づいて、荷台位置適正範囲を調整することができる。

更にまた、対象物１０を積載可能な複数の収納部５０を有し、収納部５０の高さに基づいて荷台４０の高さを荷台位置適正範囲に調整、対象物１０の収納部５０側の下面を爪部３４で対象物移動適正範囲まで牽引して対象物１０を傾けた後、対象物１０を収納部５０に牽引移動することで、対象物１０の底面が荷台４０と当接下状態で対象物１０を牽引する場合と比較して、対象物１０の底面と荷台４０の表面との摩擦が減少するため、対象物１０を小さな力で収納部５０に移動することができる。また、対象物１０を荷台４０から収納部５０に移動することで、複数の対象物１０を同時に搬送することができる。

なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。

例えば、上述した実施の形態では、ステップＳ１１０において、撮像手段３２から受信した撮像情報に基づいて荷台４０の高さを調整するものとしたが、荷台４０の高さは、予めＲＯＭ６２に記憶されたものであってもよい。こうすることにより、撮像情報を有しない場合であっても、荷台４０の高さを調整することができる。

上述した実施の形態では、ステップＳ１１０において、荷台４０の高さを積載部の表面と略同一の高さとするものとしたが、荷台４０の表面の高さを積載部の表面の高さよりも高くしてもよい。こうすることにより、ステップＳ１３０において、アーム部３０で対象物１０を牽引する際、対象物１０の底面が荷台４０の表面と側面との稜部に沿って移動することになるため、対象物１０を確実に荷台４０に移動することができる。

上述した実施の形態では、ステップＳ２１０において、荷台４０の高さを荷台位置適正範囲内にするものとしたが、荷台４０の表面の高さを収納部５０の表面の高さよりも高い位置にしてもよい。こうすれば、対象物１０をアーム部３０で押圧して移動する際、対象物１０の側面が収納部５０の側面に当接することなく、スムーズに対象物１０を収納部５０に移動することができる。

この態様を採用した場合において、ステップＳ２２０は省略してもよい。荷台４０の表面の高さを収納部５０の表面の高さよりも高い位置しているため、対象物１０を傾けること無く、収納部５０に移動することができる。

上述した実施の形態で示すように、画像撮影分野、特に表面検査装置として利用することができる。

１０…対象物、２０…搬送車、３０…アーム部、３２…撮像手段、３４…爪部、４０…荷台、５０…収納部、６０…制御部、６１…ＣＰＵ、６２…ＲＯＭ、６３…ＲＡＭ、６４…インタフェース（Ｉ／Ｆ）、６５…バス

Claims (5)

1. 積載面に積載された対象物を上下移動可能な荷台に積載して搬送する搬送車であって、
   前記積載面に基づいて前記荷台の高さを荷台位置適正範囲内に調整する荷台位置調整手段と、
   前記対象物の前記荷台側を下方側から支持し、前記対象物の前記荷台側を前記対象物が積載された積載面から対象物移動適正範囲まで傾けた後、前記対象物を前記荷台方向に牽引する移動手段と、
   を備え、
   前記荷台の高さを荷台位置適正範囲に調整する際に、前記荷台位置適正範囲は、積載部の対象物積載面の高さよりも前記荷台の対象物積載面の高さを高くし、前記対象物の底面が前記対象物の下面側に存在する荷台の側面との稜部に当接しつつ、前記対象物を前記積載部から前記荷台に向かって移動するように、前記積載部の対象物積載面と前記荷台の対象物積載面との間に高さの差を設定することを特徴とする、
   搬送車。
2. 請求項１に記載の搬送車であって、
   前記積載面を撮像可能な撮像手段と、
   を備え、
   前記荷台位置調整手段は、前記撮像手段で得られた撮像情報に基づいて前記積載面の高さを判定し、前記荷台の対象物積載面の高さを前記荷台位置適正範囲内に調整することを特徴とする、
   搬送車。
3. 請求項１又は２に記載の搬送車であって、
   前記対象物を積載可能な複数の収納部と、
   を備え、
   前記荷台位置調整手段は、前記収納部の対象物積載面の高さに基づいて前記荷台の高さを調整し、
   前記移動手段は、前記対象物を下方側から支持し、前記対象物の下面を前記収納部の表面より高い位置に牽引した後、前記対象物を前記収納部の方向に押圧することを特徴とする、
   搬送車。
4. 積載面に積載された対象物を上下移動可能な荷台に積載して搬送する請求項１から３のいずれか１項に記載の搬送車を制御する制御方法であって、
   前記積載面に基づいて前記荷台の高さを荷台位置適正範囲に調整する際に、前記荷台位置適正範囲は、積載部の対象物積載面の高さよりも前記荷台の対象物積載面の高さを高くし、前記対象物の底面が前記対象物の下面側に存在する荷台の側面との稜部に当接しつつ、前記対象物を前記積載部から前記荷台に向かって移動するように、前記積載部の対象物積載面と前記荷台の対象物積載面との間に高さの差を調整する荷台位置調整ステップと、
   前記対象物を下方側から支持し、前記対象物の前記荷台側を前記対象物が積載された積載面から対象物移動適正範囲まで傾けた後、前記対象物を前記荷台方向に牽引する移動ステップと、
   を含むことを特徴とする、
   搬送車の制御方法。
5. 請求項４に記載の搬送車の制御方法を１又は２以上のコンピュータで実行するためのプログラム。

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