JP7223099B2 - 倉庫用自動ガイド車両 - Google Patents

Description

「関連出願の相互参照」
本願は、２０１７年１１月１４日に提出した、名称が「貨物を自動的に出し入れするための方法とシステム」であるＣＮ２０１７１１１４１４９８．３、及び、２０１７年１１月１４日に提出した、名称が「ロボット工学」であるＣＮ２０１７１１１３５８１２．７の優先権を主張し、２件の出願の全ての内容は援用によって本願に組み合わせられる。

本開示は、倉庫自動化システムに広く関し、より具体的に、倉庫で在庫品物を運送、収納、及び、取り出しするための自動ガイド車両（ＡＧＶ）に関する。

倉庫で貨物を倉庫から積み下ろしドックまで運送するには機械を使用し、その逆の場合も同然である。機械は、最初に、重い品物又は大きな品物を運送し、人間を重労働から解放するためのものであるが、人工知能（Ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ，ＡＩ）やロボット工学の最新発展によって先進的機械が誕生し、これらの機械は、工業環境のみならず、日常生活でも、数多くの分野で人間のかわりとなる。

自動化やＡＩの進歩に関する記事が数多くあるが、精密さと俊敏性は、依然として人間に追いつかないロボット工学の２つの分野のままでる。倉庫環境において、全自動機械は、注文を受けたり、倉庫に行って在庫から品物を取り出しして指定された場所に届けたりすることができ、これは、現実よりもサイエンスフィクションである。一部の既知のシステム、例えば、ＫＩＶＡシステムは、重たる棚を１つの指定された位置から別の位置まで搬送するシンプルな機械式ムーブメントを完了することができる。しかしながら、全自動システムの、例えば、指定された棚から在庫品物を取り出しして在庫品物を倉庫に入れると同時に、障害物で満ちた混雑な倉庫をナビゲーションによって通過可能であり、位置にすでにシフトが発生した在庫品物を搬送可能であるなどの機能は、商用の倉庫ロボットシステムには、いまだに実現されていない。

よって、本開示の目的の１つは、スマート自動ガイド車両が指示に従って在庫品物の収納しや取り出しができるように指導することにあたる。本願で開示されるＡＧＶは、システムが俊敏し、効率が高く、障害許容力があり、かつ、特に収納棚で充満した倉庫で使用するのに適合する。

いくつかの実施例において、開示された、在庫品物を収納又は取り出しするために設計される自動ガイド車両（ＡＧＶ）は、駆動ユニット、多層のフレームワーク及び材料搬送装置を含む。駆動ユニットはＡＧＶを駆動するように構成されている。いくつかの実施例において、駆動ユニットは、モーターと１つ又は複数の駆動輪を含んでもよい。いくつかの実施例において、多層のフレームワークは、１つ又は複数の在庫品物を収容するための１つ又は複数の収納プレートを含む。多層のフレームワークは、材料搬送装置を昇降するための昇降装置をさらに含む。材料搬送装置は、トレイ、伸縮可能な装置及び側方向装置を含む。トレイは、在庫品物を収容するように構成されている。伸縮可能な装置はトレイに接続されるとともに、延伸や収縮が可能であるように構成される。側方向装置は、トレイを右側又は左側に移動させるように構成されている。伸縮可能な装置の延伸につれて、伸縮可能な装置は、品物を棚に置くか又は棚から品物を取り出しするために、棚内部に到達する。１つの実施例において、伸縮可能な装置が収縮する場合、側方向装置はもとの位置に戻る。別の実施例において、側方向装置は、棚から取り出しした１つの在庫品物を携帯して戻り、前記在庫品物を多層のフレームワークの１つの収納プレートに置くことができる。ＡＧＶは、２つの倉庫棚の間で移動し、材料搬送装置を使用して任意の棚に在庫品物を収納するか、または任意の棚から在庫品物を取り出しするように構成されている。

いくつかの実施例において、多層のフレームワークは駆動ユニットに取り付けられ、かつ、多層のフレームワークは、昇降装置を収容するための支持柱を含む。昇降装置は、支持柱に沿って移動し、かつ、多層のフレームワークの各層に止まることができるように構成されてもよい。昇降装置は、倉庫棚に収納し、または、倉庫棚から在庫品物を取り出しするために、材料搬送装置を一定の高さまで昇降するように構成されてもよい。前記高さは、在庫品物のポジション（ｐｏｓｉｔｉｏｎ）に基づいて決定されることができる。前記高さはさらに、多層のフレームワーク上の収納プレートの１つのポジションに基づいて決定されてもよい。材料搬送装置が収納プレートの前記高さまで昇降された場合、材料搬送装置は、伸縮可能な装置の収縮によって在庫品物を収納プレートに置くか、または、伸縮可能な装置の延伸によって棚から在庫品物を取り出しするように構成されている。いくつかの実施例において、伸縮可能な装置は、２つ又はより多くのポジションまで延伸することができる。１つの実施例において、材料搬送装置の側方向装置は、トレイを右側又は左側に９０°回転するように構成されている。別の実施例において、材料搬送装置の側方向装置は、トレイを右側又は左側に並進させるように構成されている。いくつかの実施例において、材料搬送装置は、９０°回転した後、棚内部に到達するために、第２のポジションまで延伸するように構成されている。

いくつかの実施例において、ＡＧＶは、倉庫サーバに命令を送信し、倉庫サーバから命令を受信するためのトランシーバ、及びＡＧＶを制御するように構成されているプロセッサをさらに含む。トランシーバは、在庫品物を輸送する命令を受信するように構成されている。プロセッサは、在庫品物のポジションを取得するために、命令を解析するように構成されている。１つの実施例において、在庫品物のポジションは、ｘ座標、ｙ座標、在庫品物の向き及び高さを含む。

いくつかの実施例において、ＡＧＶは、障害物を検出して在庫品物のポジションに基づいてＡＧＶの移動経路を決定するように構成されているナビゲーションユニットを含む。ナビゲーションユニットはさらに、ナビゲーション目的で倉庫内部に掲載されているナビゲーション標識を読み取るように構成されてもよい。ナビゲーション標識の例示的な例は、バーコード、二次元バーコード及び他の識別コードを含んでもよい。

１つの実施例において、ＡＧＶが在庫品物のポジション向きにナビゲーションする場合、プロセッサは、ＡＧＶが在庫品物のポジションに到達する前、材料搬送装置が在庫品物のポジションの指定された高さまで移動するように命令するように構成されている。

１つの実施例において、ＡＧＶが在庫品物のポジションに到達した場合、材料搬送装置の伸縮可能な装置は、在庫品物に到達するために、トレイを延伸させる。１つの実施例において、トレイは、在庫品物をトレイに移動し、または、トレイから離せるために、在庫品物を挟み持つように構成されている。別の実施例において、トレイは、在庫品物の下方でスライドして在庫品物を昇降するように構成されている。トレイはさらに、在庫品物を押し動かす又は引き動かすために、いくつかの機構を含んでもよい。例えば、トレイは、品物をしっかりと挟んだり、引き動かしたり、又は引き上げたりするために開く又は折り畳むことができるメカニカルブーム又はフォークを装備することができる。

いくつかの実施例において、ＡＧＶはさらに、シフト検出装置を含み、前記シフト検出装置は、ＡＧＶから受信した命令によって取得したポジションに比べて、在庫品物のポジションシフトを検出するように構成されている。ポジションシフトに基づき、プロセッサは、材料搬送装置が在庫品物に到達して輸送するようにするために、ＡＧＶのポジション又は材料搬送装置のポジションを調整するように構成される。シフト検出装置は、ポジションシフトを検出するために、レーザー装置、レーダー装置、照明装置、バーコードリーダー及びパターン識別装置の１つ又は複数を使用することができる。

いくつかの実施例において、倉庫で在庫品物を収納又は取り出しするための自動ガイド車両（ＡＧＶ）システムは、ＡＧＶを駆動するように構成されている駆動ユニット、１つ又は複数の在庫品物を収容するための１つ又は複数の収納プレートを含む多層のフレームワーク、及び昇降装置を含んでもよい。ＡＧＶはさらに、材料搬送装置、トランシーバ及び１つ又は複数のプロセッサを含んでもよい。前記材料搬送装置はさらに、トレイ、伸縮可能な装置及び側方向装置を含んでもよい。前記トレイは在庫品物を保存するためのものである。前記側方向装置は、トレイにＡＧＶシステムの右側又は左側まで側方向に移動させるように構成されている。前記伸縮可能な装置は、側方向に垂直して延伸や収縮するように構成されている。いくつかの実施例において、側方向装置は、トレイに左に又は右に回転させる。いくつかの実施例において、側方向装置は、トレイに左に又は右に平行に並進させる。前記トランシーバは、倉庫サーバと通信するように構成されており、かつ、前記１つ又は複数のプロセッサは、ＡＧＶを制御するように構成されている。前記ＡＧＶシステムは、倉庫内部における収納棚の間でナビゲーションして収納棚内部に側方向に到達するように構成されている。多層のフレームワークの昇降装置は、材料搬送装置に垂直に移動させ、かつ、多層のフレームワークの各層又は特定された高さに止まらせるように構成されている。１つの実施例において、材料搬送装置の側方向装置は、昇降装置に右側又は左側に９０°回転させるように構成されている。

いくつかの実施例において、トランシーバは、在庫品物を輸送する命令を受信するように構成されており、かつ、前記１つ又は複数のプロセッサは、受信した命令から在庫品物のポジションを取得するように構成されている。

いくつかの実施例において、ＡＧＶシステムはさらに、在庫品物のポジションシフトを検出するためのシフト検出装置を含んでもよい。前記１つ又は複数のプロセッサは、材料装置が在庫品物に到達して輸送できるようにするために、ポジションシフトに基づいてＡＧＶのポジションと昇降装置のポジションを調節するように構成されている。シフト検出装置は、ポジションシフトを検出するために、レーザー装置、レーダー装置、照明装置、バーコードリーダー及びパターン識別装置といった装置の１つ又は複数を使用することができる。

本開示はさらに、倉庫ロボットが棚に収納し、または、棚から在庫品物を取り出しするように制御する方法を開示する。前記方法は以下のステップを含む。まず、倉庫ロボットは在庫品物を輸送する命令を受信する。ロボットは、受信した命令から在庫品物のポジションを取得する。在庫品物のポジションは、在庫品物の位置と在庫品物の向きを含む。前記命令を解析した後、倉庫ロボットは在庫品物の位置まで移動する。在庫品物に到達する前、倉庫ロボットは、在庫品物が取得したポジションからずれるポジションシフトを試みて検出することができる。前記ポジションシフトは、在庫品物の位置偏差及び／又は向きの変更、及び／又は高さの偏差を含むことができる。いくつかの実施例において、プロセッサは、サーバにポジションシフトを報告するように構成されている。ポジションシフトが発生した場合、倉庫ロボットは、そのポジション及び／又は材料搬送装置のポジションを調整する。いくつかの実施例において、倉庫ロボットは、在庫品物の向き及び／又はポジション及び／又は高さのシフトを補償するために、自分自身を調整することができる。ポジションシフトを補償した後、倉庫ロボットは、在庫品物に到達して収納棚から在庫品物を取り出しする。そして、倉庫ロボットは、在庫品物を目的地まで輸送する。倉庫ロボットは、在庫品物を置く又は取り出しするために、棚内部に到達した場合、材料搬送装置の側方向装置が側方向に沿って移動するため、倉庫ロボットは、在庫品物に到達する前、棚と向き合うように振り向く必要がない。

いくつかの実施例において、前記ポジションを補償するために、倉庫ロボットのポジションを調整することは、ポジションシフトを閾値と比較するステップと、前記ポジションシフトが前記閾値より大きい場合、前記ポジションシフトに基づいて前記倉庫ロボットのポジションを調整するステップと、ポジションシフトを再度測定するステップと、検出したポジションシフトが閾値より小さいまで倉庫ロボットのポジションを調整するステップと、を含む。

いくつかの実施例において、倉庫で使用する棚は、２行又はより多い行の在庫品物が棚に配置できるようにしている。このような倉庫には、倉庫ロボット及び各在庫品物保管のためのポジション情報は、複行の深い棚を収容するように修正され、または、適合された。倉庫ロボットがこのような棚に置く在庫品物を収納又は取り出しするように制御する方法では、倉庫ロボットは、まず、第１の在庫品物を輸送する命令を受信する。前記命令は、例えば、第１の在庫品物の位置、深さ及び向きなどの第１の在庫品物のポジションを含むことができる。第１の在庫品物の深さは、前記品物が棚の前の行にあると指示した場合、ロボットの取り出しプロセスは前述したプロセスと同じである。第１の在庫品物の深さは前記品物が棚の後ろの行にあると指示した場合、ロボットの取り出しプロセスにより、後ろの行にある第１の在庫品物に到達するために、ロボットは前の行の在庫品物を取り除くように要求される可能性がある。一部の構成には、ロボットは、前の行の第２の在庫品物を取り外してそれを前記ロボットの１つの空きトレイ上に置き、そして、後ろの行から第１の在庫品物を取り出ししてそれを前記ロボットの別の空きトレイ上に置く。その後、ロボットは前の行の品物を前の行に戻る。実際に、ロボットが第１の在庫品物と第２の在庫品物を同時に取り出しするように指示し、かつ、それらがちょうど異なる行の同じ位置にある場合、ロボットは第２の在庫品物を棚に戻る必要がない。

以下の明細書と図面をさらに閲読すると、本開示のこれら及び他の特徴は明らかになる。図面では、すべての図面にける同じ図面記号は対応するパーツを示す。また、図面のコンポーネントは一定の縮尺で描かれる必要がなく、本開示の原理を明瞭に表現することに重点を置くべきである。
倉庫用例示的なＡＧＶを設計する概略図である。 例示的なＡＧＶロボットの分解図である。 多層のフレームワークの一部としての昇降装置の例示的な概略図である。 駆動ユニットの例示的概略図である。 駆動ユニットで使用するモーターの例示的概略図である。 例示的な材料搬送装置の各パーツの概略図である。 例示的な材料搬送装置の各パーツの概略図である。 例示的な材料搬送装置の各パーツの概略図である。 例示的な材料搬送装置の各パーツの概略図である。 例示的な材料搬送装置の側方向装置の第１の実施例の概略図である。 例示的な材料搬送装置の側方向装置の第２の実施例の概略図である。 倉庫ＡＧＶが在庫品物の注文の取り出しを処理するプロセスのフローチャートである。

以下、本開示の好ましい実施例が示されている図面を参照して本開示の実施例をより十分に説明する。しかしながら、本開示の様々な実施例は、多くの異なる形態で具現化されてもよく、かつ、本明細書に記載された実施例に限定されると解釈されるべきではない。逆に、これらの実施例を提供することにより、本開示が徹底かつ完全になり、本開示の範囲が当業者に十分に伝達される。

図１を参照すると例示的なＡＧＶ１００は、駆動ユニット１１０、多層のフレームワーク１２０及び材料搬送装置１３０を含む。前記駆動ユニット１１０は、ＡＧＶ１００を駆動と推進するように構成されている。前記多層のフレームワーク１２０は、１つ又は複数の収納プレート１２２と昇降装置１２４を含む。前記昇降装置１２４は、材料搬送装置１３０に接続して材料搬送装置１３０を引き上げる又は引き下げることができる。前記材料搬送装置１３０に含まれているトレイ、側方向装置及び伸縮可能な装置は、図６ａ～６ｄに示すように、本開示の後半部分に説明する。

図２は、例示的なＡＧＶ１００の分解図である。図２は、カバー２０２内部の内部コンポーネントを示す。図２では、前記多層のフレームワーク１２０は、直立フレームワーク２２６、収納プレート１２２を収容する棚２２８及び昇降装置１２４を含むように示される。図３は、直立フレームワーク２２６と昇降装置１２４の更なる詳細を示す。前記直立フレームワーク２２６は、２つの支持柱３１５と複数の支持ロッド３１６を含む。前記昇降装置１２４は、２つの同期滑車駆動装置３４３と１つの昇降駆動機構３４２を含む。

２つの同期滑車駆動装置３４３は、支持柱３１５に取り付けられている。いくつかの実施例において、昇降装置１２４は、２つ以上の同期滑車駆動装置３４３を含んでもよい。図３に示すように、各同期滑車駆動装置３４３は、張り滑車３３１、同期駆動滑車３３０及び同期ベルト３３２を含む。前記同期滑車駆動装置３４３は昇降駆動機構３４２に接続している。前記昇降駆動機構３４２は、ベルト３３２を移動させるようにするために、同期駆動滑車３３０を駆動し、これにより、材料搬送装置１３０は多層のフレームワーク１２０に沿って上下方に昇降する。図３では、例示的な昇降駆動機構３４２は、電気モーター３２０、駆動軸３２１及び歯車ボックス３２２を含む。いくつかの実施例において、前記電気モーター３２０は、液圧駆動システム又は空気圧モーター又は任意の他のタイプのモーターで置き換えられることができる。前記駆動軸３２１は、歯車ボックス３２２を介して同期駆動滑車３３０と電気モーター３２０を接続し、昇降装置１２４を駆動するために、運動エネルギーを電気モーター３２０から同期駆動滑車３３０まで伝達する。いくつかの実施形態において、駆動軸３２１は、２つの同期駆動滑車（図示せず）に接続し、２つの滑車の同期運動を確保する。図３では、２つのカウンターウェイト３３３は、多層のフレームワーク１２０の頂部に取り付けられている。カウンターウェイト３３３に積載されたウェイトのため、カウンターウェイトは、支持柱３１５に沿って移動し、かつ、昇降装置１２４の運動と運動量を制御と緩衝することができる。注意すべきものとして、図３では、昇降装置１２４は、同期滑車駆動システムとして実現される。昇降装置１２４を実現するために、また、スプロケット、ラック及び歯車、ウォーム歯車及び／又は昇降スクリューなどの他の機構を使用してもよい。

材料搬送装置１３０をよそに移動させた後、駆動ユニット１１０は、図２に示すように、開いた状態にある。駆動ユニット１１０の詳細は、図４の駆動ユニット１１０の分解図に示される。図４の駆動ユニット１１０は、ベース４２２、軸座４１５及びショックアブソーバーブラケット４２５を含む。支持柱３１５は、多層のフレームワーク１２０を駆動ユニット１１０に取り付けることができるために、ベース４２２に固定されている。

ベース４２２は、２つの面があり、即ち、上面４２１と下面４２０である。ベース４２２の上面４２１には、軸座４１５とショックアブソーバーブラケット４２５は、駆動輪ソケット４２３と取り付けソケット４２４を介して２つの駆動輪４１３を収容するためのものである。取り付けソケット４２４は、ベース４２２の中央にあり、２つの駆動輪４１３は、ベース４２２を支持するために、取り付けソケット４２４の下方にある。４つの従動輪４１２も、支持を提供し、容易に移動できるために、ベース４２２の４つの角に取り付けられている。４つの従動輪４１２は、従動輪ソケット４２６に取り付けられている。いくつかの実施例において、４つ以上又は４つ以下の従動輪があってもよい。従動輪は、自在輪又は他のタイプのステアリング輪であってもよい。

図５は、駆動輪４１３の１つの実施例を示す。前記駆動輪４１３は、駆動輪ブラケット５３０、駆動輪本体５３１、ハブ駆動装置５３２及びハブ減速装置５３３を含む。前記駆動輪ブラケット５３０は、ペアの車輪ブラケット５３４、軸体５３５及びペアのショックアブソーバー５３６を含む。前記ハブ駆動装置５３２は、中心軸Ｓ２に沿って駆動輪ブラケット５３０の中央に取り付けられている。ハブ駆動装置５３２は、駆動輪４１３を押し動かすために、駆動輪本体５３１に接続し、駆動力を提供する。ハブ駆動装置５３２は、車輪ブラケット５３４の間に位置する。２つのショックアブソーバー５３６は、それぞれ各車輪ブラケット５３４の側面に位置する。ショックアブソーバー５３６は、図４に示すように、取り付けソケット４２４を介してショックアブソーバーブラケット４２５に接続する。車輪ブラケット５３４は、軸体５３５に接続し、軸体５３５も、取り付けソケット４２４を介して軸座４１５に接続する。ショックアブソーバー５３６と車輪ブラケット５３４は１つの角度を形成する。このような構造は、特にＡＧＶ１００が回転する場合、衝撃又は遠心力を吸収することができる。いくつかの実施例において、ハブ駆動装置５３２は、電気モーター、液圧駆動システム、空気圧モーター又は他のタイプのモーターであってもよい。

図１に示すように、例示的なＡＧＶ１００は、図２と図３に示すような多層のフレームワーク１２０、図４に示すような駆動ユニット１１０、及び図６ａ～６ｄに示すような材料搬送装置１３０を含む。

図６ａでは、材料搬送装置１３０は、トレイ６３３、ブーム６３２、支持フレームワーク６３１、２つのスライド素子６１０、カメラコンポーネント６４０、プライマリ照明機器６４１及びセカンダリ照明機器６４２を含むように示されている。２つのブーム６３２があり、それぞれトレイ６３３の各側に位置する。しかしながら、図６ａには、１つのブームしか示されていない。また、図６ａには、２つのスライド素子６１０の１つしか示されていない。

図６ａは、３つの軸Ｓ５、Ｓ６及びＳ７を示す。材料搬送装置１３０は、スライド素子６１０の移動によってＳ６に沿って収縮又は延伸することができる。材料搬送装置１３０はさらに、横方向で側方向に移動することができる。いくつかの実施例において、側方向運動を実現するために、材料搬送装置１３０は、Ｓ５を回って回転するように構成されてもよい。１つの実施例において、材料搬送装置１３０は、トレイ６３３を左側又は右側に９０°回転するように構成されている。別のいくつかの実施例において、側方向運動を実現するために、材料搬送装置１３０は、トレイ６３３に左又は右に並進させるように構成されてもよい。トレイ６３３を並進させるために、材料搬送装置１３０は、Ｓ７に沿ってトレイ６３３を平行に移動させる。

ブーム６３２は、スライド素子６１０に沿って収縮又は延伸し、かつ、トレイ６３３にＳ６軸に沿って移動させるように構成されている。ブーム６３２は、収縮と延伸の運動を完了するための伸縮ブーム６３６と押し棒コンポーネント６３７を含む。図６ｂは、例示的な材料搬送装置１３０の分解図である。図６ｂの分解図は、各部分の詳細パーツを示すために、材料搬送装置１３０の５つの部分を描いている。図６ａでは、トレイ６３３は、スライド素子６１０の頂部に位置するように描かれている。図６ｂに示すように、トレイ６３３は、スライド素子６１０の構造を露出させるために、よそに移動されている。

図６ｂでは、スライド素子６１０は、回転コンポーネント６３８と昇降フォーク６３９に接続している。前記回転コンポーネント６３８は、トレイ６３３に軸線Ｓ６を回って回転させるように構成されている。回転コンポーネント６３８の詳細を、図７に示すように、以下に説明する。いくつかの実施例において、材料搬送装置１３０は、図８に示すように、トレイ６３３を回転させず、トレイ６３３を並進させる。スライド素子６１０は、本開示の他の部分で言及した収縮装置の一部である。回転コンポーネント６３８は、本開示の他の部分で言及した側方向装置の一部である。側方向装置の別の実施例は、図８に示されている。

図６ｂでは、押し棒コンポーネント６３７は、固定押し棒６７０、移動押し棒６７１、駆動装置６７２及びインナーブーム６６２を含むように示されている。前記インナーブーム６６２は、中間ブーム６６１に組み立てられることができ、中間ブーム６６１は、代わりに、アウターブーム６６０に組み立てられることができる。前記駆動装置６７２は、移動押し棒６７１がインナーブーム６６２に対して開く又は閉じるように駆動することができる。前記移動押し棒６７１は、在庫品物をトレイ６３３まで移動させ、または、トレイ６３３から在庫品物を取り除くために使用されることができる。図６ｂに示すような囲み板６３５は、トレイ６３３の周囲に取り付けられており、トレイ６３３の内容物の落としを防止することができる。

図６ｃは、材料搬送装置１３０の別の拡大図を提供する。２つのアウターブーム６６０は、トレイ６３３のいずれか一側に取り付けられている。カメラコンポーネント６４０と主照明装置６４１は、材料搬送装置１３０の前部に取り付けられている。図６ｃはさらに、アウターブーム６６０に接続している第１の駆動装置６６３を描いている。図６ｄは、中間ブーム６６１に接続している第２の駆動装置６６４を描いている。第１の駆動装置６６３と第２の駆動装置６６４のいずれか１つは、伸縮駆動装置（それぞれ、３６３１、３６４１である）とスプロケットチェーン装置（それぞれ、３６３０、３６４０である）を含む。いくつかの実施例において、前記第１の駆動装置６６３は、スプロケットチェーン装置を含んでもよく、前記第２の駆動装置６６４は、平ベルト装置（図示せず）を含んでもよい。いくつかの実施例において、スプロケットチェーン装置又は平ベルト装置の代わりに、第１の駆動装置６６３又は第２の駆動装置６６４は、材料搬送装置１３０の伸展又は収縮運動を容易にするために、開ループ平ベルト装置（図示せず）を含んでもよい。

上記のように、材料搬送装置１３０は、在庫品物を収納又は取り出しするプロセスに側方向移動を実現するために、トレイ６３３を回転する又はトレイ６３３並進させるように構成されてもよい。収納棚が行に並べて配置された混雑な倉庫には、側方向に移動して収納棚内部に到達することができる材料搬送装置１３０は非常に有利である。ＡＧＶ１００が２つの収納棚の間で移動する場合、材料搬送装置１３０は、ＡＧＶ１００全体を回転させる必要がなく、トレイ６３３を回転するか、または、トレイ６３３を右側又は左側に並進させることができる。ＡＧＶ１００が曲がるのにスペースが必要ではないので、棚の間のスペースは、ＡＧＶ１００の幅と同じように狭くてもよい。このように、ＡＧＶ１００が棚の間で移動して在庫品物を拾い上げ、又は収納する場合に必要なスペースは通常の倉庫ロボットよりも狭くなる。図７と図８は、材料搬送装置１３０の側方向運動の２つの例示的実施例を示す。

図７は、図６ｂに示すような回転コンポーネント６３８を示す。図７では、前記回転コンポーネント６３８は、回転駆動装置７１２とポジション装置７１４を含む。前記回転駆動装置７１２は、駆動モーター（図示せず）と１セットの駆動歯車７２４を含む。前記駆動モーターの例示的な例は、電気モーター、液圧駆動システム又は空気圧モーターを含む。前記駆動歯車の例示的な例は、ウォーム軸、遊星歯車又は他のタイプの歯車を含むことができる。前記ポジション装置７１４は、第１の角度センサー７１６、第２の角度センサー７２０、第１の近接スイッチ７２６、第２の近接スイッチ７２８及び検出板７１８を含む。前記ポジション装置７１４はさらに、図７に示していない回転コントローラを含む。

第１の角度センサー７１６と第２の角度センサー７２０は、駆動歯車７２４の円周に位置し、かつ、一定の距離を離れている。この２つのセンサーは、材料搬送装置１３０のトレイ６３３がすでに特定された位置まで回転したかどうかを検出するためのものである。トレイ６３３が駆動装置７１２によって駆動される場合、第１の近接スイッチ７２６と第２の近接スイッチ７２８はトレイ６３３と共に移動する。第１又は第２の角度センサー７１６、７２０のどちらがいつ、第１又は第２の近接スイッチ７２６、７２８のどちらを検出したことを決定することにより、トレイ６３３の角度回転量は回転コントローラによって検出と制御されることができる。

いくつかの実施例において、図７の回転コントローラは、ブーム６３２とトレイ６３３が右又は左に９０°回転するように制御し、これにより、材料搬送装置１３０に側方向運動を提供し、右側又は左側に側方向に棚に到達する。図８は、回転コンポーネント６３８と異なる機構を示し、前記機構はさらに、トレイ６３３の側方向運動を提供するために使用されてもよい。

図８では、ブーム６３２は、ｘ軸の運動のための８５２とｙ軸の運動のための８５４という２つのスライド機構を含む。スライド機構８５２は、ブーム６３２が延伸又は収縮できるようにするために、ブーム６３２を移動させる。スライド機構８５４は、ブーム６３２に側方向に左側又は右側に移動させる。図８では、２つのカメラコンポーネント８５６は、光学検出のために、ブーム６３２のいずれか一側に取り付けられている。図６ａに示すような左側又は右側に９０°回転するように構成されていることができる材料搬送装置１３０に比べて、図８に示すようなシステムによって駆動される材料搬送装置１３０は、回転の代わりに、左側又は右側にスライドするしかできない。したがって、図６ａでは、材料搬送装置１３０の前部には、１つのカメラコンポーネント６４０のみが必要であるが、図８では、ブーム６３２の両側に２つのカメラコンポーネント８５６が取り付けられている。

図１～図８は、柔軟かつ俊敏である先進的ＡＧＶ１００を示す。図９は、ＡＧＶ１００が在庫品物を収納又は取り出しするプロセスのフローチャートを示す。説明目的で、図９は、品物を取り出しするプロセスのみを示す。在庫品物を収納するプロセスは、取り出しプロセスに類似し、簡潔なため、詳細に説明しない。当業者は、図９に示した在庫品物を取り出しプロセスから在庫品物を収納するプロセスを得ることができる。

図９を参照すると、ＡＧＶ１００は、倉庫棚から在庫品物を取り出しする命令を受信する。いくつかの実施例において、前記命令は、在庫品物の標識コードをシンプルに含むことができ、そして、ＡＧＶ１００は、前記標識コードを利用して品物のポジション情報を探索する。いくつかの実施例において、前記命令は、在庫品物のポジションを含むことができ、かつ、ＡＧＶ１００は、命令に基づいて取り出し対象である在庫品物のポジション情報を取り出しすることができる。１つの実施例において、前記ポジション情報は、在庫品物の位置、例えば、ｘ座標とｙ座標、又は行数と列数などを含み、かつ、例えば、在庫品物が棚のどの層に収納されているかなどの在庫品物の向きと高さなどを含む。品物のポジション情報に基づき、ＡＧＶ１００は倉庫を回ってナビゲーションをし、在庫品物の位置に到達する。

ＡＧＶ１００が前記位置に到達した（ステップ９０２）場合、プライマリ照明機器６４１を開く（ステップ９０４）。ＡＧＶ１００は、在庫品物上の識別コードを試みて読み取る（ステップ９０６）。いくつかの実施例において、識別コードは、二次元バーコードであってもよい。他の実施例において、識別コードは、任意のバーコードであってもよい。ＡＧＶ１００が識別コードを読み取ることができない場合、ＡＧＶ１００は、サーバに報告を送信してタスクを中止する（ステップ９５０）。ＡＧＶ１００は、識別コードを識別できる場合、在庫品物のポジションシフトを計算する（ステップ９０８）。

ＡＧＶ１００は、取得した在庫品物のポジションシフトをサーバに報告する（ステップ９１０）ように構成されている。サーバは、前記ポジションシフトと倉庫の配置を使用して在庫品物の正しい位置を決定する（ステップ９１２）ように構成される。そして、サーバは在庫品物の正しい位置に基づいてそのデータベースを更新する（ステップ９１４）。

ポジションシフトに基づき、ＡＧＶ１００はさらに、材料搬送装置１３０がＡＧＶ１００の所在位置から在庫品物に直接に到達できるかどうかを決定する（ステップ９２４）。そうである場合、ＡＧＶ１００は、材料搬送装置１３０のポジションをさらに調整又は微調整する（ステップ９３２）、そして、ＡＧＶ１００を移動させ、在庫品物のポジション又は向きを少々調整すると同時に（ステップ９３６）材料搬送装置１３０を延伸させる（ステップ９３４）。そうである場合、ＡＧＶ１００はさらに、トレイ６３３が所定範囲内にあるかどうかを検出する（ステップ９２２）。そうではない場合、ＡＧＶ１００は、ＡＧＶの所在位置を少し調整し（ステップ９２０）、識別コードを再度試みて読み取る（ステップ９０６）。トレイ６３３が所定範囲内にある場合、ＡＧＶ１００は、材料搬送装置１３０のポジションを調整してトレイ６３３を回転する（ステップ９２６）。識別コードを再度読み取る前、ポジションシフトが閾値内にあるかどうかを決定する（ステップ９２８）。シフトが閾値内にある場合、ＡＧＶ１００は、材料搬送装置１３０を延伸させ、在庫品物を取得する（ステップ９３０）。ポジションシフトが合理ではないか、または、所定閾値内にない場合、ＡＧＶ１００は、材料搬送装置を延伸させ（ステップ９３４）、ＡＧＶ１００のポジションと在庫品物のポジションを調整する（ステップ９３６）。

いくつかの実施例において、ＡＧＶ１００は、物体又は別の在庫品物の後ろに隠された在庫品物を探して取り出しするように構成されている。ＡＧＶ１００は、サーバから取得対象である第１の在庫品物のポジションの命令を受信するように構成されてもよい。前記ポジションは、第１の在庫品物の位置、深さ及び向きを含む。ＡＧＶ１００は、前の行に在庫品物がない場合、棚の後ろの行から第１の在庫品物を取得するように構成されている。前の行に第２の在庫品物がある場合、ＡＧＶ１００は、第２の在庫品物を取り出しして第２の在庫品物を多層のフレームワーク１２０の空いている第１のトレイに置くように構成されている。そして、ＡＧＶ１００は、第１の在庫品物を取得して第１の在庫品物を多層のフレームワーク１２０の空いている第２のトレイに置く。第１の在庫品物を検索した後、ＡＧＶ１００は、第２の在庫品物を収納されている棚に戻る。

いくつかの実施例において、倉庫で使用する棚は、２行又はより多い行の在庫品物が置かれ、または、棚内に収納されることができる。このような倉庫には、ＡＧＶ１００と各在庫品物の収納に対するポジション情報は、複行の深い棚に適合するために、修正又は調整された。ＡＧＶ１００を制御してこのような棚に置く在庫品物を収納又は取り出しさせる方法では、ＡＧＶ１００は、まず、第１の在庫品物を輸送する命令を受信する。前記命令は、第１の在庫品物のポジション、例えば、第１の在庫品物の位置、深さ及び向きを含む可能性がある。第１の在庫品物の深さは、前記品物が棚の前の行にあると指示する場合、ＡＧＶ１００による取得プロセスは、前述したプロセスと同じである。第１の在庫品物の深さは前記品物が棚の後ろの行にあると指示した場合、ＡＧＶ１００による取得プロセスは、後ろの行にある第１の在庫品物に到達するために、ＡＧＶ１００が前の行の在庫品物を取り除くように要求する可能性がある。いくつかの構成において、ＡＧＶ１００は、前の行に位置する第２の在庫品物を取り出ししてＡＧＶ１００の１つの空きトレイに置き、そして、後ろの行から第１の在庫品物を取り出ししてそれをＡＧＶ１００の別の空きトレイに置くように構成される。その後、ロボットは前の行の品物を前の行に戻る。実際に、ＡＧＶ１００が第１の在庫品物と第２の在庫品物を同時に取り出しするように指示し、かつ、それらがちょうど異なる行の同じ位置にある場合、ＡＧＶ１００は第２の在庫品物を棚に戻る必要がない。

いくつかの実施例において、ＡＧＶ１００は、第１或第２の在庫品物のポジションシフトを検出してＡＧＶ１００の姿勢とポジションを調整し、及び、棚内に到達して在庫品物（第１又は第２の在庫品物）を取得する前、在庫品物のポジションを調整するように構成されている。１つの実施例において、ＡＧＶ１００は、ポジション調整プロセスを、検出したポジションシフトが閾値より小さいまで繰り返す可能性がある。１つの実施例において、ＡＧＶ１００は、サーバにポジションシフトを報告し、サーバが倉庫の地図を更新できるように構成されている。倉庫の地図を用いて配置を説明することができ、即ち、棚がどこにあるか、及び、在庫品物がどこに収納されているかが説明できる。

本明細書は、特定の実施を参照して本開示を図面付きに説明したが、本開示は、示された詳細に限定されることを意図していない。むしろ、特許請求の範囲の同等の範囲内で、本開示から逸脱することなく、細部に様々な修正を加えることができる。

Claims (10)

1. 在庫品物を収納又は取り出しするための自動ガイド車両（ＡＧＶ）であって、前記ＡＧＶは、
   前記ＡＧＶを駆動するように構成されている駆動ユニットと、
   前記駆動ユニットに取り付けられるとともに、１つ又は複数の在庫品物を収容するための１つ又は複数の収納プレート及び昇降装置を備える多層のフレームワークと、
   材料搬送装置と、を備え、前記材料搬送装置は、
   在庫品物を収容するためのトレイと、
   前記トレイを側方向で右側または左側に移動させるように構成されている側方向装置と、
   前記側方向に垂直な方向に沿って延伸又は収縮するように構成されている伸縮可能な装置と、を備え、
   前記昇降装置は、前記材料搬送装置を昇降するように構成されており、かつ、前記ＡＧＶは、２つの倉庫棚の間で移動し、前記材料搬送装置を使用して任意の棚に前記１つ又は複数の在庫品物を収納するか又は任意の棚から前記１つ又は複数の在庫品物を取り出しするように構成されており、
   前記側方向装置は、前記トレイを右側又は左側に平行移動させるように構成され、前記材料搬送装置は２つのスライド機構を備えるブームを備え、一方のスライド機構は前記ブームを延伸又は収縮するようにｘ軸に沿って移動させるように構成され、他方のスライド機構は前記ブームをｙ軸に沿って側方向で左側又は右側に移動させるように構成され、または、
   前記側方向装置は、前記トレイを右側又は左側のいずれかに回転させるように構成され、前記側方向装置は回転コンポーネントとして構成され、前記回転コンポーネントは、回転駆動装置およびポジション装置を備え、前記回転駆動装置は、駆動モーターおよび１セットの駆動歯車を備え、前記ポジション装置は、第１の角度センサー、第２の角度センサー、第１の近接スイッチ、第２の近接スイッチ、検出板および回転コントローラーを備え、前記第１の角度センサーおよび前記第２の角度センサーは、一定の距離を離れるように前記駆動歯車の円周に位置し、前記トレイが前記回転駆動装置によって駆動されると、前記第１および第２の近接スイッチは、前記トレイと共に移動し、前記第１又は第２の角度センサーのどちらが、いつ前記第１又は第２の近接スイッチのどちらを検出したことを決定することにより、前記トレイの角度回転量は前記回転コントローラによって検出と制御され、
   前記ＡＧＶは、シフト検出装置をさらに備え、前記シフト検出装置は前記ＡＧＶによって受信した命令から取得されたポジションに比べて、前記在庫品物のポジションシフトを検出するように構成され、前記ポジションシフトに基づいて、前記ＡＧＶのポジションまたは前記材料搬送装置のポジションは、前記材料搬送装置が前記在庫品物に到達することを可能にするように調整され、
   前記ＡＧＶによって受信した前記命令から取得されたポジションは、前記在庫品物の位置、深さ、高さ及び向きのうち少なくとも１つを含み、前記深さは、前記在庫品物が棚の前の行または後ろの行にあることを指示するために使用される、ＡＧＶ。
2. 前記多層のフレームワークは、前記昇降装置を収容するための支持柱を備え、
   前記昇降装置は、前記支持柱に沿って移動して前記多層のフレームワークの各層又は特定の高さで止まるように構成され、
   前記昇降装置は、直立軸に沿って前記材料搬送装置を一定の高さまで昇降し、倉庫棚に在庫品物を収納するか、または、倉庫棚から在庫品物を取り出しするように構成され、
   前記高さは、収納対象又は取り出し対象である前記在庫品物のポジションに基づいて決定される請求項１に記載のＡＧＶ。
3. 前記材料搬送装置は、前記伸縮可能な装置の収縮によって在庫品物を前記多層のフレームワークの前記収納プレートの１つに置くように構成され、
   前記材料搬送装置はさらに、前記伸縮可能な装置の延伸によって在庫品物を倉庫棚に置くように構成され、
   前記伸縮可能な装置は、第１のポジションと第２のポジションを含む２つ又はより多くのポジションまで収縮又は延伸するように構成されている請求項１に記載のＡＧＶ。
4. 倉庫サーバに命令を送信するか、または、倉庫サーバから命令を受信するためのトランシーバと、
   前記命令を解析し、前記ＡＧＶを制御するように構成されているプロセッサと、をさらに備え、
   前記トランシーバは、在庫品物を輸送する命令を受信するように構成されており、かつ、前記プロセッサは、前記命令を解析し、前記在庫品物のポジションを取得するように構成され、
   前記在庫品物のポジションは、ｘ座標、ｙ座標、ＡＧＶの向き、及び高さを含み、
   前記ＡＧＶは、さらにナビゲーションユニットを備え、前記ナビゲーションユニットは、障害物を検出して前記在庫品物のポジションに基づいて前記ＡＧＶの移動経路を決定するためのものであり、
   前記ナビゲーションユニットは、ナビゲーション目的で、倉庫内部に掲載されているナビゲーション標識を読み取るように構成され、
   前記ナビゲーション標識は識別コードであり、前記識別コードはバーコード及び二次元バーコードを含む、請求項１に記載のＡＧＶ。
5. 前記ＡＧＶが前記在庫品物のポジション向きに移動するようにナビゲーションを行う場合、前記プロセッサは、前記ＡＧＶが前記在庫品物のポジションに到達する前、前記材料搬送装置が前記高さまで移動するように命令するように構成され、
   前記材料搬送装置は、前記在庫品物を挟み持ち、前記在庫品物を前記トレイまで移動させ、または、前記トレイから取り除くように構成され、
   前記材料搬送装置の前記トレイは、前記在庫品物の下方でスライドして前記在庫品物を昇降するように構成されている請求項４に記載のＡＧＶ。
6. 前記シフト検出装置は、前記ポジションシフトを検出するためのレーザー装置、レーダー装置、照明装置、バーコードリーダー及びパターン識別装置の１つ又は複数を備え、
   前記駆動ユニットは、モーターと１つ又は複数の駆動輪を備える請求項１に記載のＡＧＶ。
7. 倉庫で在庫品物を収納又は取り出しするための自動ガイド車両（ＡＧＶ）システムであって、前記ＡＧＶシステムは、
   請求項１～６のいずれか一項に記載のＡＧＶと、
   倉庫サーバと通信するためのトランシーバと、
   前記ＡＧＶを制御するように構成されている１つ又は複数のプロセッサと、を備え、
   前記ＡＧＶシステムは、倉庫内部における収納棚の間でナビゲーションし、かつ、側方向に収納棚の内部に到達するように構成されているＡＧＶシステム。
8. 倉庫ロボットが棚に在庫品物を収納又は取り出しするように制御する方法であって、前記方法は、
   在庫品物を輸送する命令を受信するステップと、
   受信した命令から前記在庫品物のポジションを取得し、前記在庫品物のポジションは、前記在庫品物の位置と前記在庫品物の向きを含むステップと、
   前記倉庫ロボットが前記在庫品物の位置まで移動するように指導するステップと、
   前記在庫品物の位置と向きに基づき、前記在庫品物が取得したポジションからずれるポジションシフトを検出するステップと、
   前記ポジションシフトを補償するために、前記倉庫ロボットのポジションを調整するステップと、
   倉庫から前記在庫品物を取り出しするステップと、
   前記在庫品物を目的地まで輸送するステップと、を含み、
   前記ポジションシフトを補償するために、前記倉庫ロボットのポジションを調整するステップはさらに、
   前記ポジションシフトを閾値と比較するステップと、
   前記ポジションシフトが前記閾値より大きい場合、前記ポジションシフトに基づいて倉庫ロボットのポジションを調整するステップと、
   ポジションシフトを再度測定するステップと、
   検出したポジションシフトが前記閾値より小さいまで前記倉庫ロボットのポジションを調整するステップと、を含み、
   前記ポジションシフトを報告するために、ポジション更新をサーバに送信するステップを含む方法。
9. 棚上の在庫品物が前の行と後ろの行という２行に並べ、前記方法は、
   第１の在庫品物を輸送する命令を受信するステップと、
   受信した命令から前記第１の在庫品物のポジションを取得し、前記第１の在庫品物のポジションは、前記第１の在庫品物の位置、深さ及び向きを含み、前記第１の在庫品物の深さは、前記第１の在庫品物が後ろの行に位置すると指示するステップと、
   前記倉庫ロボットが前記第１の在庫品物の位置まで移動するように指導するステップと、
   前記第１の在庫品物の前に在庫品物がない場合、前記第１の在庫品物を取得するために、材料搬送装置を棚の後ろの行まで延伸させるステップと、
   第２の在庫品物が前記第１の在庫品物の前にある場合、前の行から前記第２の在庫品物を取得し、前記第２の在庫品物を空いている第１のトレイに置くステップと、
   後ろの行から前記第１の在庫品物を取り出しし、前記第１の在庫品物を空いている第２のトレイに置くステップと、
   前記第２の在庫品物を棚に戻るステップと、
   前記第１の在庫品物を目的地まで輸送するステップと、を含み、
   前記第２の在庫品物を取得するステップは、
   受信した在庫品物の位置、深さ及び向きのうち少なくとも１つに基づき、前記第２の在庫品物のポジションシフトを検出するステップと、
   前記第２の在庫品物のポジションシフトを補償するために、前記倉庫ロボットのポジションを調整するステップと、
   棚の前の行から前記第２の在庫品物を取り出しするステップと、を含み、
   前記第１の在庫品物を取得するステップは、
   前記第１の在庫品物の位置、深さ及び向きのうち少なくとも１つに基づき、前記第１の在庫品物のポジションシフトを検出するステップと、
   前記第１の在庫品物のポジションシフトを補償するために、前記倉庫ロボットのポジションを調整するステップと、
   棚の後ろの行から前記第１の在庫品物を取り出しするステップと、を含む請求項８に記載の方法。
10. 前記第１の在庫品物のポジションシフトを補償するために、前記倉庫ロボットのポジションを調整するステップはさらに、
    前記第１の在庫品物のポジションシフトと閾値を比較するステップと、
    前記第１の在庫品物のポジションシフトが前記閾値より大きい場合、前記第１の在庫品物のポジションシフトに基づいて前記倉庫ロボットのポジションを調整するステップと、
    前記第１の在庫品物のポジションシフトを再度測定するステップと、
    測定した前記第１の在庫品物のポジションシフトが前記閾値より小さいまで、前記倉庫ロボットのポジションを調整するステップと、を含み、
    ポジション更新をサーバに送信して前記第１の在庫品物のポジションシフトを報告するステップを含む請求項９に記載の方法。

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