JP7365573B2 - 連結装置、連結移動装置及び自律移動装置 - Google Patents

Description

本発明は、連結装置、連結移動装置及び自律移動装置に関するものである。

従来、連結対象に連結する連結部材を備える連結装置が知られている。
特許文献１には、係る連結装置を備える連結移動装置として、連結対象であるカゴ台車に連結部材である爪部材を引掛けて連結し、カゴ台車を搬送するカゴ台車用補助車両が記載されている。

特許文献１に記載の連結装置では、係る連結装置を備える連結移動装置が、連結対象と連結するために移動している間の障害物への対応について改善の余地があった。

上述した課題を解決するために、本発明は、連結対象に連結する連結手段を備える連結装置において、前記連結対象の側に存在する物体を検知するための物体検知部材と、前記物体検知部材の位置を、前記物体を検知するための作動位置と、前記作動位置から退避した退避位置との間で変更させる検知部材位置変更手段とを有し、前記検知部材位置変更手段は、前記連結対象との距離方向へ前記物体検知部材をスライドさせて位置変更することを特徴とするものである。

本発明によれば、連結対象と連結するために移動している間の障害物の存在を作動位置にある物体検知部材を用いて検知できるので、障害物との衝突による損傷などを回避できるという優れた効果がある。

実施形態の自走ロボットとカゴ台車との説明図。 本実施形態の搬送システムを模式的に示す説明図。 自走ロボット１の動作の流れを示すフローチャート。 連結装置の斜視図。 同連結装置の他の状態の斜視図。 同連結装置の台車との連結状態の斜視図。 同連結装置の非連結状態の説明図。 同連結装置の他の状態の説明図。 同連結装置の更に他の状態の説明図。 同連結装置のまた更に他の状態の説明図。 図１０の状態の内部構造の説明図。 変形例に係る連結装置の説明図。 同変形例に係る連結装置の他の状態の説明図。 自律移動装置の具体構造例と連結装置の結合状態を示す斜視図。 図１４の部分拡大図。 連結爪をかける高さが比較的低い例の斜視図。

以下、図面を参照して本発明の実施形態の一例について説明する。
図１は、実施形態の自律移動装置である自走ロボット１と、連結対象であるカゴ台車２との説明図である。本実施形態は、カゴ台車２のような被牽引台車に自動で接続して、牽引することで所望の搬送先へ被牽引台車を自動搬送する自走ロボット１のような自律移動装置（連結移動装置、連結移動手段）と、この自走ロボット１を用いた搬送システムに関する実施形態である。

自走ロボット１は、搬送物を積載するカゴ台車２に自動で連結する機能を持った自律移動装置である。これにより、自走ロボット１には積載可能な構成を持たせることなく、簡易な移動装置によってカゴ台車２を牽引させることができ、カゴ台車２に積載された多数の搬送物を搬送させることができる。

自走ロボット１は、自走装置本体であるロボット本体部１００、磁気センサ３、コントローラ４、カメラ５、電力源であるバッテリー６、動力モータ７、モータドライバ８、測域センサ９、連結装置１０、駆動車輪７１及び従動車輪７２等を備える。磁気センサ３及び測域センサ９は、自走ロボット１の周辺環境を認識する環境認識手段である。

本実施形態の搬送システムでは、自走ロボット１の走行可能な経路の床面に磁気テープを設置し、磁気センサ３を用いて磁気テープを検出することにより自走ロボット１が走行可能な経路上に位置していることを認識することができる。床面にテープを設置する誘導方式としては、磁気テープを用いる構成に限らず、光学テープを用いる構成としてもよい。光学テープを用いる場合は、磁気センサ３の代わりに反射センサやイメージセンサなどが利用できる。

また、本実施形態の搬送システムでは、二次元あるいは三次元地図と測域センサ９の検出結果との照合によって自己位置を認識する自律走行を行うことができる。測域センサ９は物体にレーザー光を照射してその反射光から物体までの距離を測定するレーザー測域センサである。検出結果と二次元あるいは三次元地図との照合によって自己位置の認識に用いるセンサとしては、ステレオカメラやデプスカメラなども利用できる。

自走ロボット１は、磁気センサ３や測域センサ９の検出結果に基づいてコントローラ（制御手段）４がモータドライバ８を介して動力モータ７の駆動を制御し、動力モータ７が駆動車輪７１を回動駆動することで自走ロボット１が自律走行を行う。カゴ台車２は、搬送物を積載する底板を備えた下部フレーム２２と、底板上に積載された搬送物の周囲を囲むカゴ部２０と、四角形状の下部フレーム２２の四隅の下方に配置されたキャスター２３と、カゴ部２０の側面に配置されたＩＤ表示パネル２１とを備える。

自走ロボット１には、マーカー読取装置が設置されている。マーカー読取装置はＩＤ認識手段であるカメラ５と復号部とからなる。本実施形態ではコントローラ４が復号部としての機能を有する。カメラ５の撮影画像からマーカーの特徴の画像認識によってマーカーのコードを認識する。復号部では認識したマーカーのコード情報をデコードすることで、カゴ台車２の認識番号情報、搬送先情報、優先度情報を得る。

カゴ台車２に設置されたマーカー（標識）としては、カラーコードを用い、カメラ５で読み取っている。ＩＤを表示するマーカーがバーコードやＱＲコード（登録商標）の場合は、ＩＤ認識手段としてバーコードリーダが使用できる。マーカーが濃淡バーコードの場合はレーザー測域センサの反射強度情報をＩＤコードに用いることができる。

自走ロボット１は、環境認識手段として、周辺環境との距離を取得するレーザーレンジファインダ（ＬＲＦ）等の測域センサ９を備える。コントローラ４は、測域センサ９によって位置を認識したＩＤ表示パネル２１と測域センサ９との距離情報からＩＤ表示パネル２１の位置座標を算出する。算出したＩＤ表示パネル２１の位置座標を用いて、コントローラ４が動力モータ７の駆動制御を行うことで、自走ロボット１をカゴ台車２におけるＩＤ表示パネル２１正面の所定の位置に位置決めする。

カゴ台車２との連結動作を制御するために、カゴ台車２に設置されたＩＤ表示パネル２１の位置を認識するＩＤ表示パネル位置認識手段としては、ＩＤ認識手段でＩＤ表示パネル２１の位置も読み取れる場合には兼用することが出来る。例えば、ＩＤ表示パネル２１のマーカーのＩＤとして濃淡バーコードをＩＤ認識手段としてレーザー測域センサで読み取る場合は、レーザー測域センサによってＩＤ表示パネル２１の位置を検出しながらＩＤ表示パネル２１のＩＤを読み取ることができる。また、マーカーのＩＤとしてカラーコードを用いる場合もカメラ５で、ＩＤ表示パネル２１の位置を検出しながらＩＤ表示パネル２１のＩＤを読み取ることができる。

自走ロボット１を用いた本実施形態の搬送システムは、物流倉庫などにおける、カゴ台車などのキャスター付き搬送対象を搬送する作業を自動化するものである。
自走ロボット１による搬送動作は、次の（１）～（３）の三つの作業に分割される。
（１）仮置きエリアでの搬送対象の探索および連結。
（２）走行エリアの走行。
（３）保管エリアでの保管場所探索と荷卸し。

図２は、本実施形態の搬送システムを模式的に示す説明図である。この搬送システムは、走行エリア５０と、仮置きエリアＡと、第一保管エリアＢと、第二保管エリアＣとを備える。走行エリア５０には自走ロボット１の誘導用の磁気テープまたは光学テープがライン状に設けられ、自走ロボット１が走行する本線５１が設けられている。本線５１上には自走ロボット１のスタート位置Ｓがある。また、走行エリア５０における仮置きエリアＡ、第一保管エリアＢ及び第二保管エリアＣの入り口には、本線５１の近傍に番地マーク５２が配置されている。

図３は、自走ロボット１が仮置きエリアＡから保管エリア（ＢまたはＣ）にカゴ台車２を搬送する動作の流れを示すフローチャートである。
まず、本線５１上に移動体である自走ロボット１を配置してライン認識できている状態でスタートさせることで、自走ロボット１は本線５１に沿った走行を開始する（Ｓ１）。本線５１を走行中はラインの位置を見て指定速度で走行する。仮置きエリアＡの番地マーク５２を探索しながら走行し、仮置きエリアＡの番地マーク５２を検出したら（Ｓ２で「Ｙｅｓ」）停止する。

仮置きエリアＡの番地マーク５２を検出して（Ｓ２で「Ｙｅｓ」）停止すると、仮置きエリアＡへの進入動作を開始する（Ｓ３）。
自走ロボット１は、本線５１が設けられた走行エリア５０から仮置きエリアＡに進入すると、走行しながら、仮置きされているカゴ台車２のＩＤ表示パネル２１のマーカーを読み取り、カゴ台車２のリストを生成する。このとき、ＩＤとＸ，Ｙ座標、搬送先、および優先順位があれば一緒に記録する。そして、仮置きエリアＡの終端の番地マークで走行停止し、生成したカゴ台車２のリストから搬送対象を選定し（Ｓ４）、選定した搬送対象のカゴ台車２との連結動作を開始する（Ｓ５）。

連結動作では、リスト上のＸ，Ｙ座標を元に指定されたカゴ台車２の列まで移動する。ＩＤ表示パネル２１との相対位置情報を使って、カゴ台車２の手前まで移動する。その後、カゴ台車２に近接したら連結装置１０によってカゴ台車２と連結する。搬送対象のカゴ台車２との連結を検知すると（Ｓ６で「Ｙｅｓ」）、本線５１に戻り（Ｓ７）、本線５１を走行し（Ｓ８）、搬送中のカゴ台車２を保管する保管エリア（ＢまたはＣ）の番地マーク５２を検出したら（Ｓ９で「Ｙｅｓ」）停止する。

保管エリア（ＢまたはＣ）の番地マーク５２を検出して（Ｓ９で「Ｙｅｓ」）停止すると、保管エリア（ＢまたはＣ）への進入動作を開始する（Ｓ１０）。
自走ロボット１は、本線５１が設けられた走行エリア５０から保管エリア（ＢまたはＣ）に進入すると、走行しながら、保管されているカゴ台車２のＩＤ表示パネル２１のマーカーを読み取り、カゴ台車２のリストを生成する。このとき、ＩＤとＸ，Ｙ座標、搬送先、および優先順位があれば一緒に記録する。次に、保管エリア（ＢまたはＣ）の終端の番地マークで走行停止し、生成したカゴ台車２のリストから空き番地を探す（Ｓ１１）。そして、空き番地の中から搬送中のカゴ台車２を車庫入れする番地を選定し（Ｓ１２）、選定した空き番地への車庫入れ動作を開始する（Ｓ１３）。

車庫入れ動作では、リスト上のＸ，Ｙ座標を元に指定された空き番地の車庫の列まで移動する。その後、指定された空き番地に着いたら搬送中のカゴ台車２との連結を解除する。
連結を解除したら保管エリア（ＢまたはＣ）から本線５１に戻り、再び仮置きエリアＡの探索を開始する（Ｓ１４）。

自走ロボット１には、搬送対象のカゴ台車２を保持するための連結装置１０（フックユニット）が取り付けられている。以下、自走ロボット１が備える連結装置１０の詳細について説明する。

図４は連結装置１０の斜視図である。連結爪１２が開いた状態を示す。図５は連結爪１２が閉じた状態の連結装置１０の斜視図である。連結装置１０は、固定部材（連結装置本体）３０、揺動部材１１、連結部材（引掛け部材）である連結爪１２、吸着部材である磁石１３及びバンパー（緩衝装置）４０等を備える。

固定部材３０は自走ロボット１のロボット本体部１００に対して連結装置１０を固定する部材であり、固定ネジ３０ａでロボット本体部１００のフレームにネジ止めすることで固定する。固定部材３０は板金からなり、連結対象側において幅方向中央部が連結対象側に突出して回動軸１１１を保持する軸保持部３０ｂを形成している。

揺動部材１１は、上下方向に延在する回動軸１１１を中心に固定部材３０に対して揺動（回動）可能な部材であり、固定部材３０が固定されたロボット本体部１００に対して揺動可能となっている。例えば正逆４度、合計８度の揺動範囲で揺動可能である。

揺動部材１１の上面部には、連結爪１２が両端に取り付けられた爪昇降用シャフト３７が幅方向に延在するように、両端部それぞれをベアリングホルダ３１ａ、３１ｂによって保持されている。図中奥側のベアリングホルダ３１ｂには、フックモータ１５及び減速器１６が取り付けられている。この減速器１６からの駆動がタイミングベルト１７やプーリーを介して爪昇降用シャフト３７に伝えられるようになっている。フックモータ１５、減速器１６、爪昇降用シャフト３７などで連結部材位置変更手段を構成している。

連結爪１２は、爪昇降用シャフト３７を中心に回転して、折れ曲がった先端が昇降移動する。このような連結爪１２の折れ曲がった先端が、上方に退避した状態から下降することで、カゴ台車２の共通の形である跳ね上げ式の底板３２と下部フレーム２２（前側下部フレーム２２ａ）との間に連結爪１２を差し込める（図６参照）。これにより、幅広い種類のカゴ台車２に対して無改造で連結を行うことを可能にする。

引掛け部材としては連結爪１２のような爪部材に限るものではない。先端が直角に曲がった爪部材という簡易な構成で連結対象と連結する構成を実現することが出来る。

また、揺動部材１１は連結対象側が幅方向全域にわたって下方に折れ曲がった連結側下垂板部１１ａを備えている。この連結側下垂板部１１ａの連結対象側の面部に磁石１３やマイクロスイッチ１４が設けられている。

磁石１３はカゴ台車２の前側下部フレーム２２ａに吸着させるためのものである。一般的にカゴ台車２のフレームはスチール材でできており、磁石１３が付くことができるものからなる。磁石１３は、揺動部材１１に複数個配置することが好ましい。カゴ台車２における連結対象となる前側下部フレーム２２ａ（図６参照）は、一般的に高さ方向に短く、幅方向に長い。汎用の磁石は円筒型また角型のものが多いので、例えば小型の磁石を二個横方向（水平方向）に並べて使うことで、横長のフレームに対して磁力を作用させる面を大きくでき、大型の磁石を一個用いるよりも安価で確実に吸着させることができる。磁石１３としては永久磁石を用いても良いし、電磁石を用いてもよい。

マイクロスイッチ１４は、磁石１３が前側下部フレーム２２ａに吸着した際に前側下部フレーム２２ａと接触する磁石１３の表面と同一平面に物体が接触したことを検知することが可能な接触式（機械接触式）スイッチである。このマイクロスイッチ１４によってカゴ台車２の前側下部フレーム２２ａに対する磁石１３の吸着を確認することができる。

また、揺動部材１１は、幅方向両側に下方に折れ曲がった側方下垂板部１１ｂを備えている。この側方下垂板部１１ｂの外側面部にスライドガイド４１が取り付けられている。こスライドガイド４１によって連結対象との距離方向に進退自在にスライダー４２が保持されている。このスライダー４２にバンパー４０の両端それぞれが取り付けられ、これにより、バンパー４０が揺動部材１１に保持されている。

このバンパー４０には物体検知部材としてのテープスイッチと呼ばれる接触時に電流が流れる構成が組み込まれている。テープスイッチは電極板がわずかな空隙を空けた状態で配置され、接触時にこの隙間がなくなることで電流が流れ、接触を検知できる原理である。このテープスイッチで物体を検知した場合には、障害物と接触したとして、走行を停止するなどの制御を行う。

スライダー４２上には保持板４３（図示の例では一対）が設けられ、この保持板４３で二本のシャフト４４が保持されている。二本のシャフト４４の上方まで延びている爪昇降用シャフト３７の両端部それぞれには、作用片３８が固定されている。この作用片３８の先端部が二本のシャフト４４の間に進入している。爪昇降用シャフト３７が正逆回転によって爪を上下動させるのに伴って作用片３８の先端を連結対象との距離方向に移動させ、二本のシャフト４４を介してスライダー４２を同距離方向に進退移動させるようになっている。フックモータ１５、減速器１６、爪昇降用シャフト３７、作用片３８、保持板４３、シャフト４４、スライダー４２、スライドガイド４１などの検知部材位置変更手段を構成している。

図６は、連結状態の斜視図である。以上の連結装置１０を備える自走ロボット１は、仮保持機構を構成する磁石１３の磁力を利用して仮保持した後に、連結爪１２による連結を行う。しかも、連結爪１２や磁石１３などは数度の範囲で回転できる揺動部材１１に保持し、自走ロボット１本体に対して固定されたフックユニットの中で揺動部材１１が微小な揺動を行える。よって、接続するカゴ台車２が自律走行体に対して傾いていたとしても、揺動部材１１が回動して、二つの連結爪１２をカゴ台車２の前側下部フレーム２２ａに対して平行にすることができる。これにより、連結爪１２とカゴ台車２の前側下部フレーム２２ａとの位置関係を連結可能な位置関係とすることが容易となる。

このような自走ロボット１が、カゴ台車２のマーカ正面の所定の位置への位置決めと連結動作は、次の三つのステップによって行う。自走ロボット１をカゴ台車２に対して一定の距離でかつ略正対した姿勢になるように駆動する第一のステップと、略正対した姿勢のままでカゴ台車２に向かって進む第二のステップと、磁石１３とカゴ台車２のフレームとの吸着が確認された後に自走ロボット１を停止させると共に、連結爪１２を動作させて固定する第三のステップである。

磁石１３とカゴ台車２フレームとの吸着を確認するには、磁石面と同一面への接触を検知することが可能なマイクロスイッチ１４を用いる。カゴ台車２と磁石１３が接触した状態でスイッチが入る位置にマイクロスイッチ１４を配置する。

連結のためカゴ台車２に近づく向きに進むときに、連結対象であるカゴ台車２側でもっとも突出する位置にはバンパー４０が位置する。この位置にバンパー４０を設けているのは次の理由による。

一般に、物流倉庫や工場では、搬送物を積載する台車として、かご台車や板台車、ドーリーなどと呼ばれる４輪が自在キャスターで構成される台車がよく用いられている。これらの台車を搬送するための自律移動装置はその進行方向に障害物を検知した場合、安全性を確保するため緊急停止することが求められる。この検知手段として進行方向の前方に障害物の検知手段を有するが、検知の確実性とコスト優位の観点から、障害物の接触を検知することができるバンパーを設ける構成が考えられる。この構成をもたせることで自律移動装置が走行時に障害物に接触した際に異常と判断して緊急停止を行うことができる。

本実施形態の牽引型の自律移動装置の場合、後方に台車を接続するため、台車の接続時は後ろに進む必要がある。この時は通常とは逆に後進するため、前方のバンパーでは障害物を検知できず、後ろにも同様のバンパー等の障害物検知部材を設ける必要がある。すなわち、牽引型の自律移動装置が台車を接続するためには後方（牽引中の進行側とは逆側）に台車を接続するためのフック構成が必要となる。一方で、台車を接続するために通常の牽引中の進行とは逆側に進行しているときに障害物を検知するためには、フック構成と同じ側にもバンパーも位置させ、しかも、障害物検知のためには、フック構成よりも早いタイミングで障害物にバンパーが接触するように配置する必要がある。

ところが、連結のためカゴ台車２に近づく向きに進む際（牽引する向きを前進と呼べとすると、後進の際）に障害物を検知するバンパー４０を先端に配置すると、バンパー４０が最初にカゴ台車２に接触し、磁石１３やマイクロスイッチ１４をカゴ台車２のフレームに接触させることができない。この結果、後進時に後ろ側にバンパーが飛び出していると台車の接続を自動で行うことができないという問題が発生する。

そこで、本実施形態では、バンパー４０を移動させ、第二のステップであるカゴ台車２に向かって進む際に、カゴ台車２の直前まではバンパー４０が先端に存在し、カゴ台車２の直前でバンパー４０を内側に引き込み、磁石１３やマイクロスイッチ１４を先端として台車に接触させる。これにより、台車接続直前まではバンパーが先端に位置させることで、障害物の検知を行うことができるようにし、しかも、その後は、磁石１３やマイクロスイッチ１４を先端に位置させることで、台車の接続を自動で行うことができるようにした。

具体的には、図７に示すように、接続するカゴ台車２に近づくときには、連結爪１２を最も高い位置にし、磁石１３（位置Ｐ１）とマイクロスイッチ１４（１４ａはマイクロスイッチのアクチュエータ部）（位置Ｐ０）よりもバンパー４０を進行方向の前側に出した状態で接続対象である台車に接近を行う。これにより、この間に、バンパー４０で障害物を検知できるようにするとともに、カゴ台車２との距離は前述した測距センサで測定を行う。この図７乃至図９では、図中手前側の保持板４３を除いた状態を示している。

図７のバンパー４０の位置が物体を検知するための作動位置である。この作動位置は、磁石１３（位置Ｐ１）による吸着機能やマイクロスイッチ１４の検知機能を阻害する位置である。バンパー４０の先端が磁石１３よりも連結対象の側に位置するからである。

所定の距離となるまで台車直に近づいた後に、図７で矢印で示すようにモータの回転によってシャフトを回転させ、シャフトの両端に取り付けた作用片３８がバンパー４０を含むスライド部のシャフト４４を押すことで、図８に示すように、磁石１３とマイクロスイッチ１４（位置Ｐ０）よりもバンパー４０を内側に引き込む（位置Ｐ２）。この状態で自律移動装置が最後の移動を行うことで、台車の下部フレーム２２に磁石１３とマイクロスイッチ１４を接触させる。この最後の移動は距離が小さいため、バンパー４０による障害物検知を行わなくても問題ない。

この接触をマイクロスイッチ１４で認識した後に、再度フックモータ１５を稼働させて連結爪１２をカゴ台車２の下部フレーム２２に接触させることで図９の状態にする（バンパー４０の位置は最も引き込まれた位置Ｐ３）。図１０は接触した状態をカゴ台車２も含めて示す説明図である。この図８や図９の状態のバンパー４０の位置が退避位置である。

図１１は図１０の状態で、一部の部品を取り外して内部構造を示した図である。３７ａは爪昇降用シャフト３７に固設されたピン、６０はピン３７ａが当接する回転止め用の弾性部、６１は揺動部材１１の上面抑えベアリング、６２は揺動部材１１の下面支持部材、６３は揺動部材１１の揺動規制用のピンである。６４は磁石１３から延びるシャフトの後端の止めと揺動部材１１の連結側下垂板部１１ａとの間に設けられたスプリングで、連結側下垂板部１１ａと磁石１３との間の上記シャフト回りには弾性ワッシャなども設けられている。

図１２及び図１３は、バンパー４０を進退させる機構の変形例を示す。この変形例は、爪昇降用シャフト３７につけたホルダ７０にバンパー４０を直接保持させ、爪昇降用シャフトの回転でバンパー４０を引き込む構成である。この構成ではフックユニットの下部にスペースが必要となるが、その一方で部品点数を減らすことが可能になるため、コスト優位になる。

バンパー４０を進退させる機構の更に他の変形例として、ギアによる駆動伝達を利用してもよい。これにすれば、上記変形例とは逆にバンパー４０を上方のスペースに退避させる構成も取り得る。ただし、この場合はＬＲＦなどの環境認識手段の光路を邪魔しないことが求められるところ、設計上の制約は小さくなる。さらに他の変形例として、コスト上昇につながるが、爪昇降用のモータとは別のモータを利用することや直動機構を設けて、バンパーを移動させる構成も採用してもよい。

図１４は自走ロボット１の具体構造例と連結装置１０（フックユニット）の結合状態を示す斜視図である。図１５はその部分拡大図である。接続（連結）すべき台車としては連結爪１２をかける高さが色々の高さのものがあり得る。図１６は連結爪１２をかける高さが比較的高い例の斜視図である。このため、前述する構成を有する連結装置１０は自律移動装置本体に対して上下方向に移動させる必要がある。

設計上の狙いは、例えば図１１に示すように連結装置１０の連結爪１２の上面が水平になった状態でカゴ台車２に接続することである。このため接続するカゴ台車２の下部フレーム２２の高さに応じて連結装置１０を上下させる必要がある。そこで自律移動装置に目盛り（距離あるいは位置測定用の目盛り）が刻まれたスケールテープ６６を貼り付け、それを基準として高さの調整を行えるようにした。特に目盛りの示す値が接続する台車の高さになるように張り付けると、調整を行うことが容易である。さらに連結装置１０には幅があり、左右方向に傾くことは望ましくないため、左右２か所にスケールテープ６６を張り付けることが望ましい。この構成により、台車の種類に応じて、容易にフックユニットの高さを調整することが可能となる。

以上、本実施形態の自走ロボット１は、移動手段と、台車を後方に接続する連結手段を備える自律移動装置であって、自動接続時に後進（牽引時の進行の向きとは逆の向き。牽引時の進行方向を第一方向とすれば、接続すなわち連結の際の進行方向は第一の方向は逆の第二の方向。）を行う。この後進時に障害物を検知するための検知手段としてのバンパー部材を有する。そして、台車を接続するための後進時はバンパーを進行方向の先端に配置し、台車の接続直前にバンパーを内側に移動させる手段を有し、バンパーの移動後は磁石とマイクロスイッチが先端となるフック構成であり、磁石による吸着で台車を固定することでフックによる台車接続が可能となる構成である。要するに、自律移動装置が台車の自動接続時に後進する際にはバンパーが先端に配置され、台車の直前まで移動してから、バンパーを内側に引き込むことで先端が磁石となり、この磁石を台車に接触させた状態でフックをかける構成であることが特徴になっている。

なお、本実施形態とは異なり、磁石１３を備えないもの、あるいは、備えるもので、連結部材（連結爪）を連結位置と退避位置との間で移動させるものの場合に、物体検知部材（バンパー４０）の作動位置が、連結部材の連結位置への移動を阻害する位置であれば、この阻害する位置から退避位置へ移動させることで連結を可能にすることもできる。

上述した実施形態では、動力モータ７及び駆動車輪７１等の移動手段と、連結対象であるカゴ台車２と連結する連結装置１０を備える連結移動装置が、移動手段をコントローラ４で制御する自律移動装置としての自走ロボット１である場合について説明した。連結装置１０を備える連結移動装置としては、自律走行装置のように自動で走行するものに限らず、人間が運転する車等の走行装置であってもよい。

本実施形態の連結移動装置は、路面上を走行する自走ロボット１であるが、本実施形態に係る連結装置１０を備える連結移動装置としては、路面上を走行するものに限らない。水上や水中、空中を移動する装置に連結装置１０を配置した連結移動装置であってもよい。
また、連結移動装置としては、連結した連結対象を牽引する構成に限らず、連結対象を押して移動させたり、持ち上げて移動させたりする構成であってもよい。

上述した実施形態の連結装置１０は、図１１及び図１２に示すように、駆動伝達機構４００が複数のベルトとプーリーとを備える。そして、一つのモータ（フックモータ１５）によって連結爪１２の昇降動作と、バンパー４０の突き出し及び退避動作とを行う構成である。しかし、連結爪１２の昇降動作を行う駆動源と、バンパー４０の突き出し及び退避動作を行う駆動源とを個別に設けても良い。

１ ：自走ロボット
２ ：カゴ台車
３ ：磁気センサ
４ ：コントローラ
５ ：カメラ
６ ：バッテリー
７ ：動力モータ
８ ：モータドライバ
９ ：測域センサ
１０ ：連結装置
１１ ：揺動部材
１１ａ ：連結側下垂板部
１１ｂ ：側方下垂板部
１３ ：磁石
１４ ：マイクロスイッチ
１５ ：フックモータ
１６ ：減速器
１７ ：タイミングベルト
２０ ：カゴ部
２１ ：ＩＤ表示パネル
２２ ：下部フレーム
２２ａ ：前側下部フレーム
２３ ：キャスター
３０ ：固定部材
３０ａ ：固定ネジ
３０ｂ ：軸保持部
３１ａ ：ベアリングホルダ
３１ｂ ：ベアリングホルダ
３２ ：底板
３７ ：爪昇降用シャフト
３７ａ ：ピン
３８ ：作用片
４０ ：バンパー
４１ ：スライドガイド
４２ ：スライダー
４３ ：保持板
４４ ：シャフト
５０ ：走行エリア
５１ ：本線
５２ ：番地マーク
６６ ：スケールテープ
７０ ：ホルダ
７１ ：駆動車輪
７２ ：従動車輪
１００ ：ロボット本体部
１１１ ：回動軸
４００ ：駆動伝達機構

特開２００５－１７８５０４号公報

Claims (11)

1. 連結対象に連結する連結手段を備える連結装置において、
   前記連結対象の側に存在する物体を検知するための物体検知部材と、
   前記物体検知部材の位置を、前記物体を検知するための作動位置と、前記作動位置から退避した退避位置との間で変更させる検知部材位置変更手段とを有し、
   前記検知部材位置変更手段は、連結装置本体に対し、前記連結対象との距離方向へ前記物体検知部材をスライドさせて位置変更することを特徴とする連結装置。
2. 請求項１の連結装置において、
   前記連結手段が、前記連結対象を機械的に連結する連結部材と、前記連結部材による連結に先立って前記連結対象を吸着する吸着部材とを有し、
   前記作動位置は、前記吸着部材の吸着機能を阻害する位置であることを特徴とする連結装置。
3. 請求項２の連結装置において、
   前記吸着部材は水平方向の互いに異なる位置に複数設けられ、
   前記物体検知部材は水平方向において複数の前記吸着部材に跨る幅を有し機械接触によって物体を検知するものであることを特徴とする連結装置。
4. 請求項３の連結装置において、
   複数の吸着部材はそれぞれ前記連結対象が吸着されたかを機械接触によって検知する検知手段を有することを特徴とする連結装置。
5. 請求項２乃至４の何れか一の連結装置において、
   前記連結装置の本体に対して揺動可能な揺動部材を備え、
   前記連結部材と前記吸着部材とを前記揺動部材に設けたことを特徴とする連結装置。
6. 連結対象に連結する連結手段を備える連結装置において、
   前記連結対象の側に存在する物体を検知するための物体検知部材と、
   前記連結対象と前記連結装置の接触を検知する接触検知部と、
   前記物体検知部材の位置を、前記物体を検知するための作動位置と、前記作動位置から退避した退避位置との間で変更させる検知部材位置変更手段とを有し、
   前記作動位置は、前記連結対象との距離方向において前記接触検知部と前記物体の間であり、
   前記退避位置は、前記連結対象との距離方向において前記接触検知部よりも前記物体から離れた位置であることを特徴とする連結装置。
7. 移動装置本体と、移動手段と、連結対象と連結する連結手段と、を備える連結移動装置において、
   前記連結手段として、請求項１乃至６の何れか一の連結装置を備えることを特徴とする連結移動装置。
8. 請求項２乃至５の何れか一の連結装置を備える請求項７の連結移動装置において、
   前記移動装置本体における前記連結部材の高さ調整が可能であることを特徴とする連結移動装置。
9. 移動装置本体と、移動手段と、連結対象と連結する連結手段とを有する連結移動手段と、前記移動手段を制御する制御手段とを備える自律移動装置において、
   前記連結移動手段として、請求項７又は８の連結移動装置を備えることを特徴とする自律移動装置。
10. 請求項９の自律移動装置において、
    前記連結手段が、連結部材と、前記連結部材を連結位置と退避位置との間で位置変更する連結部材位置変更手段とを備え、
    前記制御手段が、前記検知部材位置変更手段と前記連結部材位置変更手段とを制御することを特徴とする自律移動装置。
11. 請求項９又は１０の自律移動装置において、
    前記制御手段は、連結対象に接近した段階で、前記作動位置から前記退避位置へ変更するように前記検知部材位置変更手段を制御することを特徴とする自律移動装置。

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