JPH0876845A - 自動搬送装置 - Google Patents

自動搬送装置

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JPH0876845A
JPH0876845A JP6214021A JP21402194A JPH0876845A JP H0876845 A JPH0876845 A JP H0876845A JP 6214021 A JP6214021 A JP 6214021A JP 21402194 A JP21402194 A JP 21402194A JP H0876845 A JPH0876845 A JP H0876845A
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JP
Japan
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mark
automatic
light
phosphor
guide mark
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Withdrawn
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JP6214021A
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English (en)
Inventor
Tomoaki Ishizuka
知明 石塚
Toshio Oshima
敏夫 大嶋
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Maxell Holdings Ltd
Original Assignee
Hitachi Maxell Ltd
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Publication date
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  • Control Of Conveyors (AREA)
  • Indicating And Signalling Devices For Elevators (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 横ぶれ検出ができない、汚れに弱い、S/N
比が低いという欠点を解決した自動搬送装置を提供す
る。 【構成】 搬送部(無人搬送車1)が予め決められた位
置で自動的に停止する自動搬送装置において、前記搬送
部(無人搬送車1)ならびに自動停止部の何れか一方
に、所定の波長によって励起されて赤外領域の蛍光を発
する赤外発光型蛍光体を含んだマーク(ガイドマーク
2、コントロールマーク3)を設け、搬送部(無人搬送
車1)ならびに自動停止部の何れか他方に、前記蛍光体
を励起する発光素子(レーザダイオード5)と、その蛍
光体から発する蛍光を受光する受光素子(フオトダイオ
ード9)とを備えたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、無人搬送車、エレベー
タ、各種ロボット、搬送アーム等の自動搬送装置ならび
にそれに用いるガイドマーク、コントロールマークに係
り、さらに詳しくは搬送部の動作をガイドするマークに
関するものである。
【0002】
【従来の技術】図16は、従来の無人搬送車システムの
概略構成を示す図である。
【0003】無人搬送車31はガイドマーク32に沿っ
て自動走行する。ガイドマーク32付近の各要点に設け
られたコントロールマーク33には無人搬送車31の動
作に関係する例えば停止、分岐などの情報が含まれてお
り、無人搬送車31はこのコントロールマーク33の情
報を読み取り、その命令に従って動作を行うシステムに
なっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】無人搬送車の従来のガ
イドには、磁気テープを床面に貼りルートの設定をする
磁気誘導方式と、アルミニウムなどからなる反射テープ
を用いる光誘導方式がある。前記磁気誘導方式は無人搬
送車の横ぶれ検出ができず、また光誘導方式は汚れに弱
く、床反射とのS/N比が低いという欠点がある。
【0005】この発明の目的は、上記従来技術が持って
いた横ぶれ検出ができない、汚れに弱い、S/N比が低
いなどという欠点を有効に解決した自動搬送装置を提供
することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、例えば無人搬送車などの搬送部が予め決めら
れた位置で自動的に停止する自動搬送装置において、前
記搬送部ならびに自動停止部の何れか一方に、所定の波
長によって励起されて赤外領域の蛍光を発する赤外発光
型蛍光体を含んだ例えばガイドマークやコントロールマ
ークなどのマークを設け、搬送部ならびに自動停止部の
何れか他方に、前記蛍光体を励起する発光素子と、その
蛍光体から発する蛍光を受光する受光素子とを備えたこ
とを特徴とするものである。
【0007】さらに本発明は、搬送部の搬送方向に延び
たガイドマークの幅方向に対応するように前記受光素子
を複数個並べ、各受光素子からの出力差に基づいてガイ
ドマークに対する搬送部の搬送方向と直交する方向の位
置ずれを判別する判別手段を備えたことを特徴とするも
のである。
【0008】
【作用】本発明は前述したように、赤外発光型蛍光体を
含んだマークを用いている。この蛍光体から発せられる
赤外領域の蛍光は長波長であるため、汚れに強く、周囲
の反射部とのS/Nが大きいため、動作信頼性の高い自
動搬送装置を提供することができる。
【0009】さらに本発明は前述したように、ガイドマ
ークの幅方向に対応するように受光素子を複数個並べ、
各受光素子からの出力差に基づいてガイドマークに対す
る搬送部の搬送方向と直交する方向の位置ずれを判別す
る判別手段を備えているため、簡単に搬送部の横ぶれ
(位置ずれ)が検出でき、高い搬送精度が得られる。
【0010】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図1に実施例に係る無人搬送車システムの概略図
を示す。このシステムは、例えば工場などの組み立てラ
インに適用される。
【0011】無人搬送車1の走行ルートに沿ってガイド
マーク2が形成されており、そのガイドマーク2付近の
各要点にはコントロールマーク3が設けられている。コ
ントロールマーク3は無人搬送車1の走行停止、一旦停
止、分岐などの無人搬送車1の動作に関係する情報が予
め含まれており、無人搬送車1はこのコントロールマー
ク3の情報を光学的に読み取り、その命令に従って動作
を行うシステムになっている。
【0012】無人搬送車1の下面には、ガイドマーク2
ならびにコントロールマーク3を光学的に読み取るため
の2つの読取ヘッド4が設置されている。図2はその読
取ヘッド4の概略構成を示す図である。
【0013】この読取ヘッド4には、発光素子であるレ
ーザダイオード5と、シリンドリカルレンズ6と、結像
レンズ7と、フィルタ8と、受光素子であるフォトダイ
オード9とが取り付けられている。なお、図中の10は
取付基板、11はカバーである。
【0014】後で詳細に説明するように前記ガイドマー
ク2ならびにコントロールマーク3は蛍光体微粒子を含
有しており、レーザダイオード5から照射された励起光
12によって蛍光体微粒子が活性化され、ガイドマーク
2ならびにコントロールマーク3から発せられた蛍光1
3を結像レンズ7ならびにフィルタ8を通してフォトダ
イオード9で受光するようになっている。
【0015】図1に示すようにガイドマーク2とコント
ロールマーク3が別々に設けられている場合は、ガイド
マーク2用の読取ヘッド4とコントロールマーク3用の
読取ヘッド4とが別々に設けられる。図3ないし図6は
ガイドマーク2用の読取ヘッド4の機能を説明するため
の図である。
【0016】レーザダイオード5から出射した励起光1
2をシリンドリカルレンズ6により線状のビームにし、
床14上に書かれたガイドマーク2に照射する。図4に
おいて符号15で示す領域は励起光12の線状の照射領
域で、ガイドマーク2の幅を十分に超えた領域まで励起
光12で照射している。このようにすることにより、励
起光12をガイドマーク2の幅方向に沿って走査するこ
となく、無人搬送車1の位置ずれ検知(詳細は後述す
る)ができる。
【0017】そしてガイドマーク2から発せられた蛍光
13を結像レンズ7を介して、ガイドマーク2の幅方向
と対応する方向に並べられた複数個(本実施例では3
個)のフォトダイオード9a,9b,9cでそれぞれ受
光する。図3では図示していないがフォトダイオード9
a,9b,9cの前にはフィルタ8が設置されており、
床14からの反射光をカットし、ガイドマーク2からの
蛍光13だけを受光するようになっている。
【0018】図3に示すように走行している無人搬送車
1がガイドマーク2に対して+x方向あるいは−x方向
に横ずれした時は、フォトダイオード9aとフォトダイ
オード9cの出力が異なる。このときの両フォトダイオ
ード9a,9cの出力の差動をとると図5のようにな
り、ガイドマーク2に対する無人搬送車1の位置ずれ量
が出力電圧として検出できる。すなわちこの例の場合、
無人搬送車1がガイドマーク2に対して+x方向に横ず
れした時はそのずれ量に応じて出力電圧の+Vの値が変
動し、一方、無人搬送車1がガイドマーク2に対して−
x方向に横ずれした時はそのずれ量に応じて出力電圧の
−Vの値が変動し、無人搬送車1がガイドマーク2に対
して横ずれしていない時は出力電圧は0Vである。な
お、中心に置かれた受光素子9bの出力は検出強度レベ
ルの基準値として用いられる。
【0019】なお、コントロールマーク3用の読取ヘッ
ド4では、シリンドカルレンズ6は必ずしも必要ではな
く、また、フォトダイオード9は1個でよい。
【0020】図6は、読取ヘッド4全体の回路構成図で
ある。
【0021】発振回路20の作用を受けて2つのレーザ
駆動回路21a,21bが作動し、それにともなってレ
ーザダイオード5aから出射された励起光12はガイド
マーク2を、レーザダイオード5bから出射された励起
光12はコントロールマーク3を照射する。
【0022】ガイドマーク2は蛍光体微粒子を含有した
帯状の潜像マークであるのに対して、コントロールマー
ク3は無人搬送車1の走行停止や分岐などの指令情報を
もたせるためバーコード状の潜像になっている。
【0023】ガイドマーク2から発した蛍光はフォトダ
イオード9a,9b,9cで受光され(中心部に配置さ
れたフォトダイオード9bは検出強度レベルの基準とな
るので、図示は省略している)、増幅器22で増幅さ
れ、ピークホールド回路23でピークホールドされて、
フォトダイオード9a,9cの出力が加算回路24で差
動演算されて、ガイドマーク2に対する無人搬送車1の
位置ずれが常に監視される。従って、前記増幅器22、
ピークホールド回路23ならびに加算回路24で無人搬
送車1の位置ずれを判別する判別手段が構成されてい
る。
【0024】一方、コントロールマーク3から発した蛍
光はフォトダイオード9で受光され、増幅器22で増幅
され、ピークホールド回路23でピークホールドされ
て、二値化回路25で当該コントロールマーク3が有し
ている情報を光学的に読み取る。この例ではレーザ駆動
回路21ならびにレーザダイオード5を2個ずつ設けた
が、これらを1個ずつ設けて、レーザダイオード5から
出射するレーザ光をガイドマーク2ならびにコントロー
ルマーク3に照射することもできる。
【0025】図7は、ガイドマーク2上にコントロール
マーク3を設けた例を示している。この例の場合、ガイ
ドマーク2ならびにコントロールマーク3から発せられ
る蛍光の波長が互いに異なるようにガイドマーク2なら
びにコントロールマーク3に使用する蛍光体を選択する
必要がある。なお、コントロールマーク3は必ずしも蛍
光体である必要はなく、反射物体であってもよい。
【0026】図8は、コントロールマーク3をエレベー
タに適用した例を示す図である。この図に示されている
ように階情報をコード情報の形で記憶したコントロール
マーク3が各階のエレベータホール26に対応して設け
られ、一方、乗りかご27にはコントロールマーク3の
階情報を光学的に読み取る読取ヘッド4が取り付けられ
ている。
【0027】読取ヘッド4は各階に付設されたコントロ
ールマーク3の情報を読み取りながら、階の停止あるい
は通過を制御している。
【0028】前記蛍光体は所定の波長の励起光を照射す
ることにより赤外領域の蛍光を発光する赤外型発光蛍光
体で、例えば光学活性元素として鉄(Fe)およびエル
ビウム(Er)を含有しており、この光学活性元素の他
にスカンジウム(Sc),ガリウム(Ga),アルミニ
ウム(Al),インジウム(In),イットリウム
(Y),ビスマス(Bi),セリウム(Ce),ガドリ
ニウム(Gd),ルテチウム(Lu)のグループから選
択された少なくとも1種の元素を含んでいる。
【0029】更に詳細には、下記の一般式(1)を有す
る赤外発光蛍光体、 一般式(1) A3 5 12 但し式中AはY,Bi,Ce,Gd,Luのグループか
ら選択された少なくとも1種の元素と、Erからなり、
DはSc,Ga,Al,Inのグループから選択された
少なくとも1種の元素と、Feからなる。
【0030】または下記の一般式(2)を有する赤外発
光蛍光体、 一般式(2) ADO3 但し式中AはY,Bi,Ce,Gd,Luのグループか
ら選択された少なくとも1種の元素と、Erからなり、
DはSc,Ga,Al,Inのグループから選択された
少なくとも1種の元素と、Feからなる。
【0031】または下記の一般式(3)を有する赤外発
光蛍光体である。
【0032】一般式(3) A2 4 12 但し式中AはY,Bi,Ce,Gd,Luのグループか
ら選択された少なくとも1種の元素と、Erからなり、
DはSc,Ga,Al,Inのグループから選択された
少なくとも1種の元素と、Feからなる。
【0033】前記一般式を有する蛍光体が単独で、また
は混合物の形で使用される。
【0034】さらに具体的には、下記のような赤外発光
蛍光体である。
【0035】.Er0.2 2.8 Fe1.5 Al3.5 12 .Er0.5 2.5 Fe1.5 Ga3.5 12 .Er0.2 Lu2.8 Fe2.5 Al3.5 12 .Er0.050.95Fe0.3 Al0.7 3 .Er0.020.98Fe0.1 Ga0.9 3 前記Er0.2 2.8 Fe1.5 Al3.5 12 蛍光体の発
光スペクトルを図9に示す。
【0036】光学活性元素として添加されたFeは可視
光から近赤外光までの広い範囲(約400〜1100n
m)にわたって光吸収性を示し、この領域で発光する半
導体レーザあるいは発光ダイオードにより蛍光体を励起
することができる。
【0037】そして励起されたFeはErにエネルギー
を与えて約1460〜1670nmの波長の光を放出す
る。
【0038】図10はゲルマニウム(Ge)フォトダイ
オードの分光感度特性図、図11はインジウム(In)
−ガリウム(Ga)−ヒ素(As)フォトダイオードの
分光感度特性図である。
【0039】図9に示すようにErを含有した蛍光体の
発光スペクトルのピークは約1540nmにあり、これ
に対して図10に示すGeフォトダイオードならびに図
11に示すInGaAsフォトダイオードは、波長14
00〜1600nmの範囲で高い感度を有するから、こ
の種の受光素子として好適であり、読取速度を高速にし
てもバーコードパターンの読み取りが確実であるという
特長を備えている。なお、その他にPbSフォトダイオ
ード(受光感度;約600〜1800nm),PbSe
フォトダイオード(受光感度;約1000〜4500n
m)なども使用可能である。
【0040】前述のような吸収ならびに発光スペクトル
特性は、光学活性元素としてFeおよびErを含有した
他の赤外発光蛍光体においても同様に得られる。
【0041】また赤外発光蛍光体として、下記の一般式
(4)を有する材料も使用可能である。
【0042】 一般式(4) EG1-X-Y NdX YbY 4 12 但し式中EはLi,Na,K,Rb,Csのグループか
ら選択された少なくとも1種の元素からなり、GはS
c,Y,La,Ce,Gd,Lu,Ga,In,Bi,
Sbのグループから選択された少なくとも1種の元素か
らなる。Xは0.05〜1.0の範囲の数値、Yは0〜
0.95の範囲の数値、X+Yは1.0以下の数値であ
る。
【0043】より具体的には、 .LiNdP4 12 .LiNd0.9 Yb0.104 12 .LiY0.05Nd0.85Yb0.104 12 .LiBi0.10Nd0.8 Yb0.104 12 さらに赤外発光蛍光体として、下記の一般式(5)を有
する材料も使用可能である。
【0044】 一般式(5) JErM YbQ 1-M-Q R T 但し式中JはLi,Na,K,Rb,Csのグループか
ら選択された少なくとも1種の元素からなり、LはY,
La,Ce,Gd,Lu,In,Biのグループから選
択された少なくとも1種の元素からなる。
【0045】Mは0.01〜0.99の範囲の数値 Qは0.01〜0.99の範囲の数値 Rは1〜5の範囲の数値 Tは4〜14の範囲の数値である。
【0046】より具体的にはKYb0.9 Er0.1 4
12などがある。
【0047】蛍光体微粒子のマーク中での含有率は30
〜80重量%が適当で、含有率が30重量%未満である
とマークからの出力が弱く、一方、含有率が80重量%
を超えるとマークの印刷性が悪くなり、印刷不良を生じ
る恐れがある。
【0048】前記バインダーとしては、例えば紫外線硬
化性樹脂などの無溶剤タイプ、ポリウレタンなどの溶剤
タイプ、あるいはポリビニルアルコール(PVA)など
の水溶性タイプなどのいずれも使用でき、印刷法などに
よって適宜選択される。なお、必要に応じて可塑剤、界
面活性剤などを添加することができる。
【0049】マークは、例えば塗布や熱転写などによっ
て形成することができる。なお、マークの上には透明な
保護層が形成される。
【0050】図12は、前記発光素子(レーザダイオー
ド)からの発光タイミングと受光素子(フオトダイオー
ド)の出力の状態を示すタイミングチャートである。
【0051】同図の(a)に示すように発光素子は、点
灯時間T1 および消灯時間T2 がともにほぼ等しい時間
間隔(例えば500μsec)でオン、オフ動作し、マ
ークに対して間欠的に励起光を照射する。図中のS
1 は、発光素子の点灯信号を示している。
【0052】同図の(b),(c),(d)は、バーコ
ードパターンを検出した場合の受光素子の出力状態を示
したものである。発光素子からの光の照射でバーコード
パターン中の蛍光体が励起され、同図(b)に示すよう
に発光素子の点灯が終了するまでは出力が増大する。そ
して発光素子からの照射を停止しても、バーコードパタ
ーンから放出される残光を受光素子が受光する。この残
光は時間とともに減少するため、予め基準値Vsを設定
しておき、この基準値Vsと比較することにより、発光
素子が消灯した後に矩形信号S3 が得られる。
【0053】従って、微小時間毎に発光素子の点灯、消
灯を繰り返すことにより、バーコードパターンのコード
情報を光学的に読み取ることができる。
【0054】このように蛍光体の残光を利用する方法で
は、バーコードパターンを読み取る際には発光素子は消
灯しているから反射光がなく、そのため高価な光学フィ
ルタを使用しなくても蛍光を検出することができ、小型
でかつ低価格の光学読取システムを提供することができ
る。
【0055】同図(c)は蛍光体の残光を検出する方法
を示したが、発光素子の光(反射光)を遮断して、蛍光
体から発する光(蛍光)のみを通過する性質を備えた光
学フィルタを使用すれば、発光素子が点灯している時の
蛍光体からの光を検出することができる。同図(d)は
そのときの受光素子の出力状態を示しており、矩形信号
4 が得られる。
【0056】図13は、前記ガイドマーク2あるいは
(ならびに)コントロールマーク3として用いるテープ
の拡大断面図である。図中の30は例えばポリエチレン
テレフタレートなどからなる基材、31は基材30の裏
面に形成された接着剤層で、これによりテープを床や壁
などに貼り付ける。32は酸化チタンやアルミ箔などか
らなる反射層、33は蛍光体微粉末とバインダを含有し
た蛍光体印刷層で、反射層32ならびに蛍光体印刷層3
3は例えばグラビア印刷、スクリーン印刷、オフセット
印刷などによって形成される。34は接着剤層、35は
励起光ならびに蛍光の透過性に優れた例えばポリエチレ
ンテレフタレートなどからなる保護フィルムで、テープ
全体が6層構造になっている。
【0057】図14はテープの変形例で、基材30が例
えば酸化チタンなどを含有する白色ポリエチレンテレフ
タレートあるいはアルミ箔などからなり励起光ならびに
蛍光に対する反射率が高く、そのために反射層32が省
略されている。
【0058】図15はテープの他の変形例で、保護フィ
ルム35を基材として蛍光体印刷層33、反射層32な
らびに接着剤層31が順次形成されている。
【0059】このようなテープの他に、蛍光体微粉末と
バインダを含むインクを床や壁などに直接塗布したり、
ノズルから吹きつけて帯状などのマークを形成すること
もできる。
【0060】前記実施例では無人搬送車やエレベータに
ついて説明したが本発明はこれに限定されることなく、
例えば各種ロボットや回動する搬送アーム等、他の分野
にも適用可能である。
【0061】
【発明の効果】本発明は前述したように、赤外発光型蛍
光体を含んだマークを用いている。この蛍光体から発せ
られる赤外領域の蛍光は長波長であるため、汚れに強
く、周囲の反射部とのS/Nが大きいため、動作信頼性
の高い自動搬送装置を提供することができる。
【0062】さらに本発明は前述したように、ガイドマ
ークの幅方向に対応するように受光素子を複数個並べ、
各受光素子からの出力差に基づいてガイドマークに対す
る搬送部の搬送方向と直交する方向の位置ずれを判別す
る判別手段を備えているため、簡単に搬送部の横ぶれ
(位置ずれ)が検出でき、高い搬送精度が得られるなど
の特長を有している。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係る無人搬送車システムの概
略構成図である。
【図2】その無人搬送車に取り付けられる読取ヘッドの
構成図である。
【図3】その無人搬送車の位置ずれ検出を説明するため
の概略構成図である。
【図4】ガイドマークに対する照射範囲を示す説明図で
ある。
【図5】そのガイドマークの出力特性図である。
【図6】読取ヘッドの回路構成図である。
【図7】ガイドマークとコントロールマークの変形例を
示す平面図である。
【図8】コントロールマークの他の適用例を示すエレベ
ータの断面図である。
【図9】実施例で使用される赤外発光型蛍光体の発光ス
ペクトル図である。
【図10】ゲルマニウムフォトダイオードの分光感度特
性図である。
【図11】インジウム−ガリウム−ヒ素フォトダイオー
ドの分光感度特性図である。
【図12】発光素子の発光タイミングならびに受光素子
の出力の状態を示すタイミングチャートである。
【図13】マーク用テープの拡大断面図である。
【図14】マーク用テープの他の例の拡大断面図であ
る。
【図15】マーク用テープのさらに他の例の拡大断面図
である。
【図16】従来の無人搬送車システムの概略構成図であ
る。
【符号の説明】
1 無人搬送車 2 ガイドマーク 3 コントロールマーク 4 読取ヘッド 5 レーザダイオード 6 シリンドリカルレンズ 7 結像レンズ 8 フィルタ 9 フォトダイオード 12 励起光 13 蛍光 15 照射領域 26 エレベータホール 27 乗かご 30 基材 31 接着剤層 32 反射層 33 蛍光体印刷層 34 接着剤層 35 保護フィルム

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 搬送部が予め決められた位置で自動的に
    停止する自動搬送装置において、 前記搬送部ならびに自動停止部の何れか一方に、所定の
    波長によって励起されて赤外領域の蛍光を発する赤外発
    光型蛍光体を含んだマークを設け、 搬送部ならびに自動停止部の何れか他方に、前記蛍光体
    を励起する発光素子と、その蛍光体から発する蛍光を受
    光する受光素子とを備えたことを特徴とする自動搬送装
    置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載において、前記マークは、
    搬送部の搬送方向に延びたガイドマークと、搬送部の動
    作に関する情報が含まれているコントロールマークから
    なることを特徴とする自動搬送装置。
  3. 【請求項3】 請求項2記載において、前記ガイドマー
    クの幅方向に対応するように前記受光素子を複数個並
    べ、各受光素子からの出力差に基づいてガイドマークに
    対する搬送部の搬送方向と直交する方向の位置ずれを判
    別する判別手段を備えたことを特徴とする自動搬送装
    置。
  4. 【請求項4】 請求項3記載において、前記発光素子か
    ら出射される励起光がガイドマークの幅方向に直線状に
    延びており、その直線状の照射領域がガイドマークの幅
    寸法以上であることを特徴とする自動搬送装置。
  5. 【請求項5】 請求項1記載において、前記搬送部が無
    人搬送車であることを特徴とする自動搬送装置。
  6. 【請求項6】 請求項1記載において、前記搬送部がエ
    レベータであることを特徴とする自動搬送装置。
  7. 【請求項7】 請求項1記載において、前記搬送部が自
    動組立ロボットであることを特徴とする自動搬送装置。
  8. 【請求項8】 所定の波長によって励起されて赤外領域
    の蛍光を発する赤外発光型蛍光体を含み、搬送部の搬送
    方向に延びたことを特徴とする自動搬送装置用ガイドマ
    ーク。
  9. 【請求項9】 所定の波長によって励起されて赤外領域
    の蛍光を発する赤外発光型蛍光体を含み、搬送部の動作
    に関する情報が含まれていることを特徴とする自動搬送
    装置用コントロールマーク。
JP6214021A 1994-09-07 1994-09-07 自動搬送装置 Withdrawn JPH0876845A (ja)

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