JP7175105B2

JP7175105B2 - Load carrier robot

Info

Publication number: JP7175105B2
Application number: JP2018104438A
Authority: JP
Inventors: 慎吾津久井; 秀和岩城; 幸司櫻井; 道雄海部屋
Original assignee: Topy Industries Ltd
Current assignee: Topy Industries Ltd
Priority date: 2017-09-22
Filing date: 2018-05-31
Publication date: 2022-11-18
Anticipated expiration: 2038-05-31
Also published as: JP2019059460A; JP2019059618A

Description

本発明は、カーゴ等の荷台を搬送するためのロボットに関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a robot for transporting a loading platform such as cargo.

特許文献１に開示されているように、フォークリフトは、荷物を載せたカーゴ等の荷台を持ち上げて目的地まで搬送する。
特許文献２に開示されたロボットは牽引部を有し、この牽引部を車輪付き荷台に着脱可能に連結して走行する。荷台はロボットに牽引されロボットに追随して移動する。
特許文献３，４に開示されたロボットは荷台を有し、この荷台に直接荷物を載せて搬送する。
特許文献５に開示されたロボットは、本願の実施形態と同様に２方向に走行可能なクローラ装置を備えている。 As disclosed in Patent Literature 1, a forklift lifts a loading platform such as a cargo carrying cargo and transports it to a destination.
The robot disclosed in Patent Literature 2 has a traction section, and travels by detachably connecting this traction section to a wheeled carrier. The loading platform is towed by the robot and moves following the robot.
The robots disclosed in Patent Literatures 3 and 4 have a loading platform, and the load is directly placed on the loading platform and conveyed.
The robot disclosed in Patent Document 5 has a crawler device capable of traveling in two directions, like the embodiment of the present application.

特開２０００－２２６１９６号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-226196 特開平９－２５４７８８号公報JP-A-9-254788 特開２００８－１７９１８７号公報JP 2008-179187 A 特開２０１０－２３５０８２号公報JP 2010-235082 A ＷＯ２０１７／００６９０９号公報WO2017/006909

特許文献１に開示されたフォークリフトでは、荷物を荷台に載せたまま搬送できるため、荷物の揚げ降ろし作業を必要としないが、荷台をフォークにより片持ち状態で持ち上げるため、フォークリフトを大型にして搬送を安定させる必要がある。その結果、広い作業スペースを必要とする。
特許文献２に開示されたロボットでは、車輪付き荷台を牽引するだけであるため、荷台の搬送が不安定である。また、牽引部を荷台に着脱可能に連結する作業も煩雑である。
特許文献３，４に開示されたロボットでは、ロボットの荷台に直接荷物を載せるため、作業スペースは狭くて済むが、荷物の揚げ降ろし作業が煩雑である。
特許文献５に開示されたロボットは荷物を搬送するためのものではないが、仮に荷物を搬送することができるとしても特許文献３，４と同様の不都合が生じる。 In the forklift disclosed in Patent Document 1, since the cargo can be transported while it is placed on the loading platform, there is no need to lift and unload the cargo. need to stabilize. As a result, a large working space is required.
The robot disclosed in Patent Literature 2 only pulls a loading platform with wheels, so transportation of the loading platform is unstable. Moreover, the work of detachably connecting the towing part to the cargo bed is also complicated.
In the robots disclosed in Patent Documents 3 and 4, the load is placed directly on the loading platform of the robot, so the working space is small, but the loading and unloading work of the load is complicated.
The robot disclosed in Patent Document 5 is not for transporting packages, but even if it were able to transport packages, the same inconveniences as in Patent Documents 3 and 4 would occur.

本発明は上記課題を解決するためになされたもので、荷台を搬送するロボットであって、ボデイと、上記ボデイに設けられた走行装置と、上記ボデイに設けられ、上記荷台を持ち上げるリフト手段と、上記ボデイに設けられ、上記荷台の脚部を検知可能な走査範囲を有するレーザ距離センサと、上記ボデイに設けられ、上記走行装置と上記リフト手段を制御するコントローラと、を備え、
上記コントローラは、上記レーザ距離センサによる上記荷台の脚部の距離情報に基づき、上記荷台に対する上記ロボットの位置を演算し、この演算されたロボット位置情報に基づき、上記走行装置を制御することを特徴とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and is a robot for transporting a cargo bed, comprising a body, a traveling device provided on the body, and lifting means provided on the body for lifting the cargo bed. a laser distance sensor provided on the body and having a scanning range capable of detecting the legs of the cargo bed; and a controller provided on the body for controlling the travel device and the lift means,
The controller calculates the position of the robot with respect to the cargo bed based on the distance information of the legs of the cargo bed obtained by the laser distance sensor, and controls the travel device based on the calculated robot position information. and

上記構成によれば、荷物を荷台ごとロボットで搬送するので、ロボットへの揚げ降ろし作業をすることなく荷物を搬送することができる。荷台の下に潜り込んで持ち上げることができるので、搬送に要するスペースを小さくすることができる。リフト手段を昇降させるだけで、ロボットと荷台の連携および連携解消が可能であるので、作業性が良い。
さらに、ロボットの荷台に対する位置を、レーザ距離センサによる荷台の脚部の距離情報から算出するので、荷台に対するロボットの中心位置のみならず、その向きをも算出することが可能であり、荷台に対するロボットの位置制御を正確に行なうことができる。 According to the above configuration, since the load is transported by the robot together with the loading platform, the load can be transported without carrying out the work of loading and unloading the load onto the robot. Since it can be lifted by slipping under the loading platform, the space required for transportation can be reduced. The workability is good because it is possible to cooperate and cancel the cooperation between the robot and the loading platform only by raising and lowering the lift means.
Furthermore, since the position of the robot with respect to the cargo bed is calculated from the distance information of the legs of the cargo bed obtained by the laser distance sensor, it is possible to calculate not only the center position of the robot with respect to the cargo bed, but also its orientation. can be accurately controlled.

好ましくは、上記コントローラは、上記ロボットが上記荷台から離間した状態で、上記レーザ距離センサからの情報に基づく上記ロボットの上記荷台に対する位置情報にしたがって上記走行装置を制御することにより、上記ロボットを上記荷台の下に潜り込ませるとともに上記荷台に対する基準位置に位置させる。
上記構成によれば、ロボットの荷台に対する潜り込みと位置合わせを一連の自動制御で行うことができる。 Preferably, in a state in which the robot is separated from the loading platform, the controller controls the traveling device according to positional information of the robot with respect to the loading platform based on information from the laser distance sensor, thereby moving the robot to the loading platform. Crawl under the loading platform and position it at the reference position with respect to the loading platform.
According to the above configuration, the insertion of the robot into the loading platform and the positioning thereof can be performed by a series of automatic controls.

上記コントローラは、上記ロボットが上記荷台に潜り込んだ状態で、上記レーザ距離センサからの情報に基づく上記ロボットの上記荷台に対する位置情報にしたがって上記走行装置を制御することにより、上記ロボットを上記荷台に対する基準位置に位置させてもよい。
上記構成では、潜り込み状態にあるロボットを荷台に対して自動的に位置合わせすることができる。 The controller controls the traveling device according to the positional information of the robot with respect to the cargo bed based on the information from the laser distance sensor in a state in which the robot has crawled into the cargo bed, thereby positioning the robot relative to the cargo bed. It may be placed in position.
With the above configuration, it is possible to automatically align the robot in the crawling state with respect to the loading platform.

好ましくは、上記コントローラは、上記ロボットを上記荷台に対する基準位置に位置させた後、上記リフト手段を制御することにより上記荷台を持ち上げる。
上記構成によれば、ロボットの荷台に対する位置合わせ後に荷台の持ち上げ制御を自動的に行うことができる。 Preferably, the controller positions the robot at a reference position with respect to the loading platform, and then lifts the loading platform by controlling the lifting means.
According to the above configuration, it is possible to automatically perform lifting control of the loading platform after positioning the robot with respect to the loading platform.

好ましくは、上記走行装置は、第１方向に延びるとともにこの第１方向と直交する第２方向に互いに離間して配置された一対のクローラ装置を有し、上記一対のクローラ装置の各々は、上記第１方向に延びる第１回転軸線を中心に回転可能にして上記ボデイに支持されたクローラユニットを有し、各クローラユニットは、上記第１回転軸線に沿って延びるサポ―トと、上記サポ―トに設けられるとともに上記第１回転軸線を挟んで配置された一対のクローラ部とを有しており、さらに上記クローラ装置の各々は、上記一対のクローラ部を同時駆動することにより上記第１方向のクローラ走行を実行するクローラ走行用駆動手段と、上記クローラユニットを上記第１回転軸線を中心に回転させることにより上記第２方向のローリング走行を実行するローリング走行用駆動手段と、を有する。
上記構成によれば、走行装置が一対のクローラ装置であるので、車輪式走行装置に比べて接地領域が広く、滑りを抑制できる。また、クローラ部の駆動によるクローラ走行では通常のクローラ式走行装置と同様に溝や小さな障害物に対して容易に乗り越えられる。クローラユニット全体がローリングするので、十分に大きな径でローリング走行を行なうことができ、溝や小さな障害物に対して容易に乗り越えられる。その結果、安定して荷台を搬送することができる。また、２方向に走行可能なクローラ装置を用いることにより方向転換が簡単である。 Preferably, the traveling device has a pair of crawler devices extending in a first direction and spaced apart from each other in a second direction perpendicular to the first direction, each of the pair of crawler devices A crawler unit rotatably supported by the body about a first rotation axis extending in a first direction, each crawler unit having a support extending along the first rotation axis and the support. and a pair of crawler units provided on the vehicle and arranged with the first rotation axis interposed therebetween, and each of the crawler devices simultaneously drives the pair of crawler units in the first direction. and a rolling drive means for executing rolling in the second direction by rotating the crawler unit about the first rotation axis.
According to the above configuration, since the traveling device is a pair of crawler devices, the contact area is wider than that of the wheeled traveling device, and slippage can be suppressed. In addition, in the crawler travel by driving the crawler portion, it can easily overcome grooves and small obstacles like a normal crawler travel device. Since the entire crawler unit rolls, it can roll with a sufficiently large diameter to easily overcome ditches and small obstacles. As a result, the loading platform can be stably transported. Also, by using a crawler device capable of traveling in two directions, it is easy to change directions.

好ましくは、上記コントローラは、
上記ロボットが上記荷台から離間した状態で、上記レーザ距離センサからの情報に基づく上記ロボットの上記荷台に対する位置情報にしたがって、上記ロボットを上記クローラ走行またはローリング走行の一方を実行することにより上記ロボットを上記荷台に近づける第１工程と、
上記レーザ距離センサからの情報に基づく上記ロボットの上記荷台に対する位置情報にしたがって、上記一対のクローラ装置のクローラ部を同速度で逆方向に回転させることにより上記ロボットを超信地旋回させ、上記ロボットの向きを上記荷台の向きに合わせる第２工程と、
上記レーザ距離センサからの情報に基づく上記ロボットの上記荷台に対する位置情報にしたがって、上記クローラ走行またはローリング走行の他方を実行することにより、上記ロボットを上記荷台に正対する潜り込み準備位置に移動させる第３工程と、
上記レーザ距離センサからの情報に基づく上記ロボットの上記荷台に対する位置情報にしたがって、上記クローラ走行またはローリング走行の上記一方を実行することにより、上記ロボットを上記荷台の下に潜り込ませるとともに上記ロボットの中心を上記荷台の中心に一致させる第４工程と、
を実行する。
上記構成によれば、ロボットの荷台に対する潜り込みと位置合わせを一連の自動制御で行うことができ、しかも、クローラ走行、ローリング走行、超信地旋回の組み合わせにより、比較的簡単な制御で行うことができる。 Preferably, the controller
In a state in which the robot is separated from the loading platform, the robot is moved by executing one of the crawler traveling and the rolling traveling in accordance with the positional information of the robot with respect to the loading platform based on the information from the laser distance sensor. A first step of approaching the loading platform;
According to the positional information of the robot with respect to the loading platform based on the information from the laser distance sensor, the crawler parts of the pair of crawler devices are rotated at the same speed in opposite directions to rotate the robot on a pivot point . a second step of matching the orientation of the loading platform;
A third movement of the robot to a crawling preparation position directly facing the loading platform by executing the other of the crawler traveling and the rolling traveling according to the positional information of the robot with respect to the loading platform based on the information from the laser distance sensor. process and
According to the position information of the robot with respect to the loading platform based on the information from the laser distance sensor, the crawler traveling or the rolling traveling is executed, thereby causing the robot to crawl under the loading platform and centering the robot. a fourth step of matching the center of the loading platform;
to run.
According to the above configuration, it is possible to perform a series of automatic control for the robot to enter the loading platform and position it. can.

さらに好ましくは、上記コントローラは上記第４工程に続いて、
上記レーザ距離センサからの情報に基づく上記ロボットの上記荷台に対する位置情報にしたがって、上記一対のクローラ装置のクローラ部を同速度で逆方向に回転させることにより上記ロボットを超信地旋回させ、上記ロボットの向きを上記荷台の向きに合わせる第５工程を実行する。
上記構成によれば、上記荷台に対するロボットの位置調整をより一層高精度に行うことができ、荷台をより一層安定して持ち上げることができる。 More preferably, following the fourth step, the controller
According to the positional information of the robot with respect to the loading platform based on the information from the laser distance sensor, the crawler parts of the pair of crawler devices are rotated at the same speed in opposite directions to rotate the robot on a pivot point . is aligned with the direction of the loading platform.
According to the above configuration, it is possible to adjust the position of the robot with respect to the cargo bed with a higher degree of accuracy, and to lift the cargo bed more stably.

さらに好ましくは、上記コントローラは、上記第１工程で上記クローラ走行を実行し、上記第３工程で上記ローリング走行を実行し、上記第４工程で上記クローラ走行を実行し、上記第４工程では上記ロボットの中心軸線に対する上記荷台の中心の横ずれに対応した旋回を実行する。
上記構成によれば、一対のクローラ装置による旋回機能を利用して、ロボットを荷台に対してより一層正確に位置決めすることができる。 More preferably, the controller executes the crawler traveling in the first step, the rolling traveling in the third step, the crawler traveling in the fourth step, and the crawler traveling in the fourth step. A turn corresponding to the lateral displacement of the center of the loading platform with respect to the central axis of the robot is executed.
According to the above configuration, it is possible to position the robot with respect to the platform more accurately by utilizing the turning function of the pair of crawler devices.

好ましくは、上記リフト手段は、単一の受けプレートを有し、この受けプレートが下限位置にある状態で、上記ボデイと上記受けプレートとの間に隙間が形成されており、この隙間を上記レーザ距離センサからのレーザ光が通過可能である。
上記構成によれば、レーザ距離センサを受けプレートの上方に突出させずに、その走査範囲を広くすることが可能である。 Preferably, the lifting means has a single receiving plate, and a gap is formed between the body and the receiving plate when the receiving plate is at the lower limit position, and the gap is filled with the laser beam. Laser light from the distance sensor can pass through.
According to the above configuration, it is possible to widen the scanning range without projecting the laser distance sensor above the receiving plate.

本発明によれば、作業スペースが狭くて済み、搬送前後の作業性をも高めることができる。しかも、ロボットの荷台に対する位置制御を正確に行なうことができる。 According to the present invention, the working space can be narrow, and workability before and after transportation can be improved. Moreover, it is possible to accurately control the position of the robot with respect to the loading platform.

本発明の第１実施形態に係る荷台搬送用ロボットの概略平面図である。1 is a schematic plan view of a loading platform conveying robot according to a first embodiment of the present invention; FIG. 図１においてＡ方向から見た上記ロボットの概略側面図である。FIG. 2 is a schematic side view of the robot viewed from direction A in FIG. 1; 上記ロボットに装備されるクローラ装置の平断面図である。It is a plane cross-sectional view of the crawler device with which the said robot is equipped. 上記ロボットに装備されるリフタの側面図であり、（Ａ）は受台が下限位置にある状態を示し、（Ｂ）は受台が上限位置にある状態を示す。It is a side view of the lifter with which the said robot is equipped, (A) shows the state in which a cradle is in a lower limit position, (B) shows the state in which a cradle is in an upper limit position. 上記ロボットがカーゴの下に潜り込んだ状態を示す概略側面図である。It is a schematic side view which shows the state in which the said robot crawled under the cargo. 上記ロボットがカーゴを持ち上げた状態を示す概略側面図である。It is a schematic side view which shows the state which the said robot lifted the cargo. 本発明の第２実施形態に係る荷台搬送用ロボットの概略平面図である。FIG. 5 is a schematic plan view of a loading platform conveying robot according to a second embodiment of the present invention; 同第２実施形態のロボットの上部の概略側面図である。It is a schematic side view of the upper part of the robot of the same 2nd Embodiment. 同第２実施形態において上記ロボットをカーゴの下に潜り込ませる制御を示すフローチャートである。It is a flow chart which shows the control which makes the above-mentioned robot crawl under the cargo in the 2nd embodiment. 同第２実施形態において、上記潜り込み制御を開始する直前の状態を示す概略平面図である。FIG. 11 is a schematic plan view showing a state immediately before starting the crawling control in the second embodiment. 同ロボットが図１０の位置からクローラ走行してカーゴに近づいた状態を示す概略平面図である。FIG. 11 is a schematic plan view showing a state in which the robot has crawled from the position shown in FIG. 10 and has approached the cargo; 同ロボットが図１１の位置で超信地旋回してロボットの向きをカーゴの向きに合わせた状態を示す概略平面図である。FIG. 12 is a schematic plan view showing a state in which the robot makes a super-pivot turn at the position shown in FIG. 11 and aligns the direction of the robot with the direction of the cargo; 同ロボットが図１２の位置からローリング走行して、ロボットがカーゴに正対した潜り込み準備位置にある状態を示す概略平面図である。FIG. 13 is a schematic plan view showing a state in which the robot rolls from the position shown in FIG. 12 and is in a crawling preparation position facing the cargo; 同ロボットが図１３の位置から僅かに旋回しながらクローラ走行して、ロボットの中心がカーゴの中心と一致した状態を示す概略平面図であり、ロボットのカーゴに対する傾きを誇張して示す。FIG. 14 is a schematic plan view showing a state in which the robot crawls while turning slightly from the position shown in FIG. 13 and the center of the robot coincides with the center of the cargo, showing an exaggerated inclination of the robot to the cargo; 同ロボットが図１４の位置で超信地旋回することによりロボットの向きがカーゴの向きと合致した状態を示す概略平面図である。15 is a schematic plan view showing a state in which the orientation of the robot coincides with the orientation of the cargo by turning the same robot at the position shown in FIG. 14; FIG.

以下、本発明の第１実施形態をなすロボット（荷台搬送用ロボット）について図面を参照しながら説明する。図１、図２において互いに直交するＸ方向（第１方向）とＹ方向（第２方向）を定める。
図１、図２に示すように、ロボットＲは、ボデイ１と、一対のクローラ装置２（走行装置）と、４つのリフタ７０からなるリフト手段を備えている。このボデイ１は平面矩形をなしており、ボデイ１には、クローラ装置２、リフタ７０等を制御するマイクロコンピュータおよびインターフェイスを含むコントローラ１ａ（図２にのみ示す）、送受信器、バッテリ等（いずれも図示せず）が内蔵されている。 A robot (carrying platform conveying robot) according to a first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 and 2, an X direction (first direction) and a Y direction (second direction) that are orthogonal to each other are defined.
As shown in FIGS. 1 and 2, the robot R includes a body 1, a pair of crawler devices 2 (running devices), and lift means consisting of four lifters 70. As shown in FIGS. The body 1 has a rectangular plane shape, and includes a controller 1a (shown only in FIG. 2) including a microcomputer and an interface for controlling the crawler device 2, the lifter 70, etc., a transmitter/receiver, a battery, etc. (not shown) is built in.

一対のクローラ装置２は２方向に走行可能であり、それぞれＸ方向に延びる細長い円筒形状をなすクローラユニット３を有している。一対のクローラユニット３は互いにＹ方向に離間している。各クローラユニット３は、ボデイ１からＹ方向に突出する一対のブラケット４により、Ｘ方向に延びる第１回転軸線Ｌ１を中心として回転可能にボデイ１に支持されている。クローラユニット３がボデイ１の側方に配置されているので、ボデイ１を低くしても、クローラユニット３の径を大きくすることができる。 A pair of crawler devices 2 can travel in two directions, and each has a crawler unit 3 having an elongated cylindrical shape extending in the X direction. A pair of crawler units 3 are separated from each other in the Y direction. Each crawler unit 3 is rotatably supported by the body 1 about a first rotation axis L1 extending in the X direction by a pair of brackets 4 projecting from the body 1 in the Y direction. Since the crawler unit 3 is arranged on the side of the body 1, the diameter of the crawler unit 3 can be increased even if the body 1 is lowered.

図３に示すように、各クローラ装置２のクローラユニット３は、サポ―ト１０と、サポ―ト１０に設けられた一対のクローラ部２０Ａ，２０Ｂと、サポ―ト１０に設けられた一対の接地構造３０Ａ，３０Ｂとを有している。 As shown in FIG. 3, the crawler unit 3 of each crawler device 2 includes a support 10, a pair of crawler sections 20A and 20B provided on the support 10, and a pair of crawler sections 20A and 20B provided on the support 10. It has grounding structures 30A and 30B.

上記サポ―ト１０は、互いに平行をなしＸ方向（第１回転軸線Ｌ１方向）に延びるとともに第１回転軸線Ｌ１を挟んで対峙する一対の細長い支持板１１，１１と、これら支持板１１，１１の一端部に回転可能に連結された原動側シャフト１２と、支持板１１，１１の他端部に連結された従動側シャフト１３と、支持板１１、１１の中間部に固定された固定板１４とを有している。 The support 10 includes a pair of elongated support plates 11, 11 parallel to each other, extending in the X direction (first rotation axis L1 direction) and facing each other across the first rotation axis L1. A driving side shaft 12 rotatably connected to one end portion, a driven side shaft 13 connected to the other end portions of the support plates 11, 11, and a fixed plate 14 fixed to an intermediate portion of the support plates 11, 11. and

原動側シャフト１２と従動側シャフト１３の中心軸線Ｌ２，Ｌ２’は、上記第１回転軸線Ｌ１と直交し互いに平行をなして延びており、それぞれ後述するスプロケットホイール２１，２２の回転軸線（第２回転軸線）として提供される。 The center axes L2 and L2' of the driving side shaft 12 and the driven side shaft 13 are orthogonal to the first rotation axis L1 and extend parallel to each other, and are respectively rotation axes (second axis of rotation).

上記一対のクローラ部２０Ａ，２０Ｂは、第１回転軸線Ｌ１を挟んで対向配置されている。これらクローラ部２０Ａ，２０Ｂの各々は、第１回転軸線Ｌ１方向に離れた原動スプロケットホイール２１（ホイール）および従動スプロケットホイール２２（ホイール）と、これらスプロケットホイール２１，２２に掛け渡されたチェーン２３（無端条体）と、このチェーン２３に等間隔をなして固定された例えばゴムからなる多数の接地部材２４とを有している。 The pair of crawler portions 20A and 20B are arranged to face each other across the first rotation axis L1. Each of these crawler portions 20A and 20B includes a driving sprocket wheel 21 (wheel) and a driven sprocket wheel 22 (wheel) separated in the direction of the first rotation axis L1, and a chain 23 ( and a large number of grounding members 24 made of rubber, for example, fixed to the chain 23 at regular intervals.

一方のクローラ部２０Ａの原動スプロケットホイール２１は原動側シャフト１２に直接固定されており、他方のクローラ部２０Ｂの原動スプロケットホイール２１は、後述の傘歯車４２ｂを介して原動側シャフト１２に固定されている。
一対のクローラ部２０Ａ，２０Ｂの従動スプロケットホイール２２，２２は、従動側シャフト１３に回転可能に支持されている。 The driving sprocket wheel 21 of one crawler section 20A is directly fixed to the driving side shaft 12, and the driving sprocket wheel 21 of the other crawler section 20B is fixed to the driving side shaft 12 via a bevel gear 42b described later. there is
The driven sprocket wheels 22, 22 of the pair of crawler portions 20A, 20B are rotatably supported by the driven shaft 13. As shown in FIG.

上記一対の接地構造３０Ａ，３０Ｂの各々は、第１回転軸線Ｌ１方向に間隔をおいて配置された複数（本実施形態では５個）の接地板３１を有している。これら接地板３１は、例えばゴムからなり、支持板１１の外面に固定され、支持板１１と直角をなして第２回転軸線Ｌ２，Ｌ２’方向に突出している。 Each of the pair of grounding structures 30A and 30B has a plurality of (five in this embodiment) grounding plates 31 spaced apart in the direction of the first rotation axis L1. These ground plates 31 are made of, for example, rubber, fixed to the outer surface of the support plate 11, and projected in the direction of the second rotation axis L2, L2' perpendicular to the support plate 11. As shown in FIG.

図２に示すように、上記一対のクローラ部２０Ａ，２０Ｂの接地部材２４の外面および上記一対の接地構造３０Ａ，３０Ｂの接地板３１の外面は、円弧形状をなし、上記スプロケットホイール２１，２２間において、上記第１回転軸線Ｌ１を中心とする仮想円筒面に沿って配置されている。接地板３１の外面には、切欠３１ａが形成されている。
上記接地構造３０Ａ，３０Ｂは、クローラユニット３に所定範囲のデッドゾーンを提供している。 As shown in FIG. 2, the outer surfaces of the ground contact members 24 of the pair of crawler portions 20A and 20B and the outer surfaces of the ground contact plates 31 of the pair of ground contact structures 30A and 30B are arc-shaped, and the contact between the sprocket wheels 21 and 22 is formed. are arranged along an imaginary cylindrical surface centered on the first rotation axis L1. A notch 31 a is formed on the outer surface of the ground plate 31 .
The grounding structures 30A, 30B provide the crawler unit 3 with a predetermined range of dead zones.

クローラユニット３は、第１回転軸線Ｌ１上に配置された第１回転シャフト４１と第２回転シャフト４２を介して一対のブラケット４に回転可能に支持されている。
第１回転シャフト４１の外端部は一方（図３における右側）のブラケット４に回転可能に支持されている。第１回転シャフト４１の内端部は固定板１４に回転可能に支持されている。第１回転シャフト４１の内端部には傘歯車４２ａが固定されており、この傘歯車４２ａは、原動側シャフト１２に固定された傘歯車４２ｂと噛み合っている。第１回転シャフト４１はその中間部で上記従動側シャフト１３を貫通している。なお、この貫通状態において、第１回転シャフト４２の第１回転軸線Ｌ１を中心とする回転は許容されている。 The crawler unit 3 is rotatably supported by a pair of brackets 4 via a first rotating shaft 41 and a second rotating shaft 42 arranged on the first rotation axis L1.
The outer end of the first rotating shaft 41 is rotatably supported by one bracket 4 (on the right side in FIG. 3). The inner end of the first rotating shaft 41 is rotatably supported by the fixed plate 14 . A bevel gear 42 a is fixed to the inner end of the first rotating shaft 41 , and this bevel gear 42 a meshes with a bevel gear 42 b fixed to the driving side shaft 12 . The first rotary shaft 41 passes through the driven shaft 13 at its intermediate portion. Note that in this penetrating state, rotation of the first rotating shaft 42 around the first rotation axis L1 is permitted.

上記第１回転シャフト４１の外端部は、クローラ走行用駆動機構５０（クローラ走行用駆動手段）に接続されている。このクローラ走行用駆動機構５０は、ブラケット４に固定されたモータ５１と、動力伝達機構５５を有している。モータ５１は正逆回転可能である。動力伝達機構５５は、タイミングプーリ５５ａ，５５ｂと、これらタイミングプーリ５５ａ，５５ｂに架け渡されたタイミングベルト５５ｃを有している。一方のタイミングプーリ５５ａはモータ５１の出力軸に固定され、他方のタイミングプーリ５５ｂは第１回転シャフト４１に固定されている。 The outer end of the first rotating shaft 41 is connected to a crawler travel drive mechanism 50 (crawler travel drive means). The crawler drive mechanism 50 has a motor 51 fixed to the bracket 4 and a power transmission mechanism 55 . The motor 51 can rotate forward and backward. The power transmission mechanism 55 has timing pulleys 55a and 55b and a timing belt 55c stretched over the timing pulleys 55a and 55b. One timing pulley 55 a is fixed to the output shaft of the motor 51 , and the other timing pulley 55 b is fixed to the first rotating shaft 41 .

モータ５１の回転トルクは、動力伝達機構５５を経て第１回転シャフト４１に伝達され、さらに傘歯車４２ａ，４２ｂを経てクローラ部２０Ｂの原動スプロケットホイール２１に伝達され、さらに原動側シャフト１２を介してクローラ部２０Ａの原動スプロケットホイール２１にも伝達される。これにより、一対のクローラ部２０Ａ，２０Ｂが同時に同方向に同速度で駆動される。 Rotational torque of the motor 51 is transmitted to the first rotating shaft 41 via the power transmission mechanism 55, further transmitted to the driving sprocket wheel 21 of the crawler section 20B via the bevel gears 42a and 42b, and further via the driving side shaft 12. It is also transmitted to the driving sprocket wheel 21 of the crawler section 20A. As a result, the pair of crawler portions 20A and 20B are simultaneously driven in the same direction at the same speed.

上記第２回転シャフト４２の外端部は他方（図３における左側）のブラケット４に回転可能に支持されている。第２回転シャフト４２の内端部は原動側シャフト１２に連結されている。なお、この連結状態において、原動側シャフト１２の第２回転軸線Ｌ２を中心とする回転は許容されている。 The outer end of the second rotary shaft 42 is rotatably supported by the other (left side in FIG. 3) bracket 4 . The inner end of the second rotating shaft 42 is connected to the driving side shaft 12 . In this connected state, rotation of the driving side shaft 12 about the second rotation axis L2 is permitted.

上記第２回転シャフト４２の外端部は、ローリング走行用駆動機構６０（ローリング走行用駆動手段）に接続されている。このローリング走行用駆動機構６０は、ブラケット４に固定されたモータ６１と、動力伝達機構６５を有している。モータ６１は正逆回転可能である。動力伝達機構６５は、タイミングプーリ６５ａ，６５ｂと、これらタイミングプーリ６５ａ，６５ｂに架け渡されたタイミングベルト６５ｃを有している。一方のタイミングプーリ６５ａはモータ６１の出力軸に固定され、他方のタイミングプーリ６５ｂは第２回転シャフト４２に固定されている。 The outer end of the second rotating shaft 42 is connected to a rolling drive mechanism 60 (rolling drive means). The rolling drive mechanism 60 has a motor 61 fixed to the bracket 4 and a power transmission mechanism 65 . The motor 61 can rotate forward and backward. The power transmission mechanism 65 has timing pulleys 65a and 65b and a timing belt 65c stretched over the timing pulleys 65a and 65b. One timing pulley 65 a is fixed to the output shaft of the motor 61 , and the other timing pulley 65 b is fixed to the second rotating shaft 42 .

モータ６１の回転トルクは、動力伝達機構６５を経て第２回転シャフト４２に伝達され、さらに、原動側シャフト１２を経てサポート１０に伝達されるため、クローラユニット３全体が第１回転軸線Ｌ１を中心にして回転する（ローリングする）。 The rotational torque of the motor 61 is transmitted to the second rotating shaft 42 via the power transmission mechanism 65 and further transmitted to the support 10 via the driving side shaft 12, so that the entire crawler unit 3 is centered on the first rotation axis L1. to rotate (roll).

上記一対のクローラ装置２，２によるロボットＲの走行について説明する。各クローラ装置２において、一対のクローラ部２０Ａ，２０Ｂが接地された状態で、クローラ走行用駆動機構５０のモータ５１を駆動させると、前述したようにクローラ部２０Ａ，２０Ｂが同方向に同時に回転駆動し、これにより、クローラ装置２はＸ方向に走行することができる（クローラ走行）。 The traveling of the robot R by the pair of crawler devices 2, 2 will be described. In each crawler device 2, when the motor 51 of the crawler drive mechanism 50 is driven while the pair of crawler sections 20A and 20B are grounded, the crawler sections 20A and 20B are simultaneously driven to rotate in the same direction as described above. This allows the crawler device 2 to travel in the X direction (crawler travel).

一対のクローラ装置２、２のモータ５１，５１を同一方向に同一速度で回転することにより、ロボットＲはＸ方向に直進することができる。モータ５１，５１の回転速度を違えることにより、ロボットＲはカーブを描いて走行する（旋回する）こともできる。また、モータ５１，５１の回転方向を異ならせて同一速度で回転させることにより、ロボットＲはその場旋回（超信地旋回）することもできる。 By rotating the motors 51, 51 of the pair of crawler devices 2, 2 in the same direction at the same speed, the robot R can move straight in the X direction. By varying the rotational speeds of the motors 51, 51, the robot R can travel (turn) while drawing a curve. Further, by rotating the motors 51, 51 in different directions at the same speed, the robot R can also turn on the spot (super pivot turn).

クローラ装置２のモータ６１を駆動させると、前述したようにクローラユニット５が第１回転軸線Ｌ１を中心に回転（ローリング）する。一対のクローラ装置２が同時に同方向に同速度でローリングすることにより、ロボットＲはＹ方向に直進することができる（ローリング走行）。 When the motor 61 of the crawler device 2 is driven, the crawler unit 5 rotates (rolls) about the first rotation axis L1 as described above. The pair of crawler devices 2 roll simultaneously in the same direction at the same speed, so that the robot R can move straight in the Y direction (rolling travel).

ロボットＲは、クローラ走行モードおよびローリング走行モードの一方から他方への切り替えにより、超信地旋回することなく、進行方向を直角に転換することもできる。 By switching from one of the crawler traveling mode and the rolling traveling mode to the other, the robot R can also change the traveling direction to a right angle without making a super-pivot turn.

クローラ装置２のモータ５１，６１を同時に駆動し、その回転速度、回転方向を制御することにより、ロボットＲは任意の斜め方向へも直線的に走行することもできる（斜め走行）。この斜め走行では、クローラユニット３のローリングによってクローラ部２０Ａ，２０Ｂの上下部が頻繁に逆転するが、クローラユニット３のデッドゾーンが接地している間（接地構造３０の接地板３１が接地している間）に、モータ５１の回転方向の切り替えが行なわれる。 By simultaneously driving the motors 51 and 61 of the crawler device 2 and controlling their rotation speed and rotation direction, the robot R can also run linearly in any oblique direction (oblique running). In this oblique running, the crawler units 3 are rolled and the upper and lower parts of the crawler parts 20A and 20B are frequently reversed. ), the direction of rotation of the motor 51 is switched.

上記クローラ走行では、クローラユニット３がデッドゾーンで着地しておらず、一対のクローラ部２０Ａ，２０Ｂのうち少なくとも一方が接地しクローラ部２０Ａ，２０Ｂの駆動により走行可能な姿勢にする必要がある。そのため、ローリング走行または斜め走行の終了後に、またはクローラ走行の開始前に、図示しない姿勢検出センサからのクローラユニット３の姿勢情報に基づきローリング駆動機構６０を駆動させることにより、上記クローラユニット３が走行可能ゾーンで接地する走行可能姿勢になるように姿勢制御を行うことが好ましい。 In the crawler travel, the crawler unit 3 is not on the ground in the dead zone, and at least one of the pair of crawler sections 20A and 20B must be grounded and the crawler sections 20A and 20B must be driven to allow travel. Therefore, the crawler unit 3 is caused to travel by driving the rolling drive mechanism 60 based on the posture information of the crawler unit 3 from the posture detection sensor (not shown) after the rolling travel or oblique travel is completed or before the crawler travel is started. It is preferable to perform attitude control so as to achieve a running-ready attitude in which the vehicle touches the ground in the possible zone.

図１に示すように、前述の４つのリフタ７０は、ボデイ１の４隅部にそれぞれ設置されている。図４に示すように、各リフタ７０は互いに独立しており、それぞれが、受台７１と、ブラケット７２と、ブラケット７２に支持されて受台７１を昇降させるアクチュエータ７３とを有している。ブラケット７２は、ボデイ１の上板の下面に固定されている。 As shown in FIG. 1, the aforementioned four lifters 70 are installed at the four corners of the body 1, respectively. As shown in FIG. 4 , each lifter 70 is independent of each other, and each has a pedestal 71 , a bracket 72 , and an actuator 73 supported by the bracket 72 to raise and lower the pedestal 71 . Bracket 72 is fixed to the lower surface of the upper plate of body 1 .

アクチュエータ７３は、ブラケット７２に固定されたモータ７５と、垂直に延びてブラケット７１に上下動可能に支持された昇降ロッド７６と、モータ７５の回転を減速し昇降ロッド７６の上下動に変換する動力伝達機構７７とを備えている。昇降ロッド７６の上端にはロードセル７８（荷重検出手段）を介して上記受台７１が取り付けられている。 The actuator 73 includes a motor 75 fixed to the bracket 72 , a lifting rod 76 extending vertically and supported by the bracket 71 so as to be vertically movable, and power for reducing the rotation of the motor 75 and converting it into vertical movement of the lifting rod 76 . A transmission mechanism 77 is provided. The pedestal 71 is attached to the upper end of the lifting rod 76 via a load cell 78 (load detecting means).

動力伝達機構７７は、ブラケット７２に回転可能に支持されモータ７５の出力軸に減速機構を介して連結されたウオーム７７ａと、ウオーム７７ａと噛み合うウオームホイール７７ｂと、ウオームホイール７７ｂと同軸をなすピニオン７７ｃと、昇降ロッド７６に形成されピニオン７７ｃと噛み合うラック７７ｄとを有している。 The power transmission mechanism 77 includes a worm 77a rotatably supported by the bracket 72 and connected to the output shaft of the motor 75 via a reduction mechanism, a worm wheel 77b meshing with the worm 77a, and a pinion 77c coaxial with the worm wheel 77b. and a rack 77d formed on the lifting rod 76 and engaged with the pinion 77c.

リフタ７０の受台７１は、下限位置にある時に、その上面がボデイ１の上面とほぼ同一平面上にある。受台７１の下限位置は、ボデイ１の上面より高くても低くてもよい。受台７１の位置（リフト高さ）は、モータ７５に接続されたロータリーエンコーダ７５ａからの情報に基づき演算されるようになっている。 The top surface of the pedestal 71 of the lifter 70 is substantially flush with the top surface of the body 1 when it is at the lower limit position. The lower limit position of the cradle 71 may be higher or lower than the upper surface of the body 1 . The position (lift height) of the cradle 71 is calculated based on information from a rotary encoder 75 a connected to the motor 75 .

コントローラ１ａは、４つの受台７１が下限位置と上限位置の２つの位置を選択するようにリフタ７０のモータ７５を制御する。受台７１の上限位置と下限位置を、モータ７５のロータリーエンコーダ７５ａの情報を用いて検出する代わりに、リミットスイッチを用いて検出してもよい。 The controller 1a controls the motor 75 of the lifter 70 so that the four pedestals 71 select two positions, the lower limit position and the upper limit position. Instead of using information from the rotary encoder 75a of the motor 75 to detect the upper limit position and the lower limit position of the cradle 71, limit switches may be used to detect them.

図１、図２に示すように、ボデイ１の上面には、一対のレーザ距離センサ８，８（位置検出手段）がＸ方向に離間して設置されている。このレーザ距離センサ８は、水平方向に所定の角度範囲Θ、例えば約２４０°にわたって走査する。なお、このレーザ距離センサ８のレーザ光の仰角は非常に小さいかゼロ（すなわち水平）であり、レーザ距離センサ８，８は、後述するカーゴ１００のキャスタ１０２（脚部）を検知できるようになっている。 As shown in FIGS. 1 and 2, a pair of laser distance sensors 8, 8 (position detection means) are installed on the upper surface of the body 1 so as to be spaced apart in the X direction. This laser distance sensor 8 scans horizontally over a predetermined angular range Θ, for example about 240°. The elevation angle of the laser beam of this laser distance sensor 8 is very small or zero (that is, horizontal), so that the laser distance sensors 8, 8 can detect casters 102 (legs) of the cargo 100, which will be described later. ing.

上記構成のロボットＲにより、図５に示すカーゴ１００（荷台）を自動搬送する。図５には、カーゴ１００の底部１０１のみが示されている。カーゴ１００の底部１０１は平面長方形（矩形）をなし、その４隅部にキャスタ１０２が取り付けられている。 The cargo 100 (cargo bed) shown in FIG. 5 is automatically conveyed by the robot R configured as described above. Only the bottom 101 of the cargo 100 is shown in FIG. A bottom portion 101 of the cargo 100 is rectangular in plan, and casters 102 are attached to four corners thereof.

コントローラ１ａは、設定されたルートを走行するプログラムにしたがって、一対のクローラ装置２を制御することにより、ロボットＲを初期位置から走行させてカーゴ１００の下に潜り込ませる。この時、受台７１は図４（Ａ）、図５に示すように下限位置にある。 The controller 1a controls the pair of crawler devices 2 according to a program for traveling a set route, thereby causing the robot R to travel from its initial position and crawl under the cargo 100. FIG. At this time, the cradle 71 is at the lower limit position as shown in FIGS.

次にコントローラ１ａはロボットＲのカーゴ１００に対する位置を検出する。すなわち、レーザ距離センサ８，８を駆動し、各レーザ距離センサ８からカーゴ１００の４つのキャスタ１０２までの距離情報を得る。このようにして得られた４つのキャスタ１０２の距離情報に基づき、ロボットＲのカーゴ１００に対する現在位置を演算する。この現在位置の情報は、荷台１００の中心に対するロボットＲの中心の位置、荷台１００の向きに対するロボットＲの向きの情報を含む。 Next, the controller 1a detects the position of the robot R with respect to the cargo 100. FIG. That is, the laser distance sensors 8, 8 are driven, and distance information from each laser distance sensor 8 to the four casters 102 of the cargo 100 is obtained. Based on the distance information of the four casters 102 thus obtained, the current position of the robot R with respect to the cargo 100 is calculated. This current position information includes the position of the center of the robot R with respect to the center of the loading platform 100 and the orientation of the robot R relative to the orientation of the loading platform 100 .

次に、一対のクローラ装置２を制御して、ロボットＲを基準位置まで移動させる。この基準位置では、ロボットＲの中心がカーゴ１００の底部１０１の中心と一致し、ロボットＲの向きがカーゴ１００の向きと合致する（具体的には、ボデイ１の４つの辺がカーゴ１００の底部１０１の辺と平行になる）。
なお、レーザ距離センサ８からの距離情報に基づきロボットＲの現在位置をリアルタイムで演算しながら、この現在位置を基準位置に近づけるように一対のクローラ装置２を制御してもよい。クローラ装置２の制御では、クローラ走行、ローリング走行、超信地旋回を適宜選択する。 Next, by controlling the pair of crawler devices 2, the robot R is moved to the reference position. At this reference position, the center of the robot R coincides with the center of the bottom 101 of the cargo 100, and the orientation of the robot R coincides with the orientation of the cargo 100 (specifically, the four sides of the body 1 are aligned with the bottom of the cargo 100). parallel to the 101 side).
While the current position of the robot R is calculated in real time based on the distance information from the laser distance sensor 8, the pair of crawler devices 2 may be controlled so that the current position approaches the reference position. In the control of the crawler device 2, crawler travel, rolling travel, and pivot turning are appropriately selected.

次にコントローラ１ａは、４つのリフタ７０を制御し、図４（Ｂ）、図６に示すように、受台７１を上昇させる。これにより、カーゴ１００は持ち上げられ、キャスタ１０２が床面または地面から浮く。 Next, the controller 1a controls the four lifters 70 to raise the pedestal 71 as shown in FIGS. 4(B) and 6. FIG. Thereby, the cargo 100 is lifted and the casters 102 float from the floor surface or the ground.

コントローラ１ａは、４つのリフタ７０の受台７１がより一層バランス良く荷重を負担できるような持ち上げ制御を実行することもできる。バランス良く荷重を負担することにより、カーゴ１００を安定して持ち上げることができるとともに、安定して搬送することができる。以下、具体的に説明する。 The controller 1a can also perform lifting control so that the pedestals 71 of the four lifters 70 can bear the load in a more balanced manner. By bearing the load in a well-balanced manner, the cargo 100 can be stably lifted and transported stably. A specific description will be given below.

コントローラ１ａは、４つのリフタ７０を駆動してそれらの受台７１を上昇させて、カーゴ１００を持ち上げる。ロードセル７８により検出される荷重に、許容範囲を超える大きな偏りある場合には、４つのリフタ７０の受台７１を元の下限位置に戻し、４つのリフタ７０が負担する荷重の差が許容範囲内に収まる修正位置を演算して、ロボットＲを現在の基準位置から演算した修正位置まで移動してカーゴ１００の持ち上げ制御を再開する。この基準位置から修正位置までのロボットＲの移動時にも、レーザ距離センサ８によるキャスタ１０２の位置情報が用いられる。 The controller 1a drives the four lifters 70 to raise their cradles 71 and lift the cargo 100. As shown in FIG. When the load detected by the load cell 78 has a large deviation exceeding the allowable range, the cradles 71 of the four lifters 70 are returned to the original lower limit position, and the difference in the load borne by the four lifters 70 is within the allowable range. , the robot R is moved from the current reference position to the calculated corrected position, and the lifting control of the cargo 100 is restarted. The positional information of the caster 102 from the laser distance sensor 8 is also used when the robot R moves from the reference position to the correction position.

上述したようにしてカーゴ１００の持ち上げ制御が終了した後、コントローラ１ａはクローラ装置２を制御して、カーゴ１００を予め設定された目的位置まで搬送する。
搬送終了後に受台７１を下降させてカーゴ１００を降ろし、クローラ装置２を制御してロボットＲをカーゴ１００から脱出させる。 After the lifting control of the cargo 100 is completed as described above, the controller 1a controls the crawler device 2 to transport the cargo 100 to a preset target position.
After the transportation is completed, the cradle 71 is lowered to unload the cargo 100, and the crawler device 2 is controlled to make the robot R escape from the cargo 100.例文帳に追加

ロボットＲは走行装置として２方向に走行可能なクローラ装置２，２を用いるため、直進性が良く、進行方向の変換を容易に行なえる。 Since the robot R uses the crawler devices 2, 2 that can travel in two directions as traveling devices, it has good straightness and can easily change the traveling direction.

コントローラ１ａによるロボットＲのカーゴ１００への潜り込み制御、目的地までのカーゴ１００の搬送制御は、例えばライントレース方式で行ってもよい。この場合、ボデイ１の下面に設けられた例えば５つの光学センサの検出情報に基づいて走行制御される。 The control of the robot R crawling into the cargo 100 and the control of the transport of the cargo 100 to the destination by the controller 1a may be performed by, for example, a line tracing method. In this case, travel is controlled based on detection information from, for example, five optical sensors provided on the lower surface of the body 1 .

ロボットＲの自動走行、自動搬送制御において、レーザ距離センサにより認識された周囲形状をマップマッチングしたり、ＧＰＳセンサを用いて、現在の位置、向きを検出しながら、予め設定された経路に沿って走行してもよい。
上記実施形態では、ロボットＲの潜り込み状態での位置制御のみならず、ロボットＲの荷台１００への潜り込み、カーゴ１００の持ち上げ、搬送をコントローラ１ａによる自動制御で行ったが、これら潜り込み、持ち上げ、搬送の制御をリモートコントローラからの遠隔操作信号をコントローラ１ａに送信することにより、遠隔制御してもよい。 In the automatic traveling and automatic transport control of the robot R, map matching is performed on the surrounding shape recognized by the laser distance sensor, and along the preset route while detecting the current position and direction using the GPS sensor. You may run.
In the above-described embodiment, not only the position control of the robot R in the crawling state, but also the crawling of the robot R into the loading platform 100 and the lifting and transporting of the cargo 100 are automatically controlled by the controller 1a. may be remotely controlled by transmitting a remote control signal from the remote controller to the controller 1a.

次に、本発明の第２実施形態について図７～図１５を参照しながら説明する。本実施形態のロボットは、図７に示すようにＸ方向に細長い矩形をなす平面形状のボデイ１を有しているが、基本構成は第１実施形態と同様であるので各構成部に同番号を付してその詳細な説明を省略する。 Next, a second embodiment of the invention will be described with reference to FIGS. 7 to 15. FIG. As shown in FIG. 7, the robot of this embodiment has a planar body 1 that is elongated in the X direction. , and detailed description thereof is omitted.

図７、図８に示すように、ボデイ１のＸ方向両端部にはブラケット９を介してレーザ距離センサ８が設けられている。これらレーザ距離センサ８は、水平方向に約２４０°の走査範囲を有している。
ボデイ１には、その４隅部に対応して４つのリフタ７０（リフト手段）が設けられている。 As shown in FIGS. 7 and 8, laser distance sensors 8 are provided via brackets 9 at both ends of the body 1 in the X direction. These laser distance sensors 8 have a scanning range of approximately 240° in the horizontal direction.
The body 1 is provided with four lifters 70 (lift means) corresponding to its four corners.

第１実施形態と異なり、４つのリフト７０は個別の受台７１を有さず、その上端が共通の１枚の受けプレート８０に連結されている。具体的には図８に示すように、各リフタ７０のロッド７６の上端が、固定台７９を介して受けプレート８０の下面に固定されている。図７に示すように受けプレート８０はＸ方向に細長い矩形の平板からなり、水平をなしている。 Unlike the first embodiment, the four lifts 70 do not have individual cradles 71, and their upper ends are connected to a single common cradle plate 80. As shown in FIG. Specifically, as shown in FIG. 8, the upper end of the rod 76 of each lifter 70 is fixed to the lower surface of the receiving plate 80 via a fixing base 79 . As shown in FIG. 7, the receiving plate 80 is a rectangular flat plate elongated in the X direction and is horizontal.

４つのリフタ７０が下限位置にある時に受けプレート８０は、ボデイ1の上面に接近し、４つのリフタ７０が上限位置にある時にボデイ１の上面から離れる。
本実施形態では図８に示すように、受けプレート８０が下限位置にある時でもボデイ１と受けプレート８０との間に間隙が形成されており、この間隙をレーザ距離センサ８からのレーザ光１００が水平に通過可能となっている。そのため、レーザ距離センサ８は受けプレートの上面から突出せずに、広い走査範囲を確保することができる。 The receiving plate 80 approaches the top surface of the body 1 when the four lifters 70 are at their lower limit positions, and moves away from the top surface of the body 1 when the four lifters 70 are at their upper limit positions.
In this embodiment, as shown in FIG. 8, a gap is formed between the body 1 and the receiving plate 80 even when the receiving plate 80 is at the lower limit position. can pass horizontally. Therefore, the laser distance sensor 8 does not protrude from the upper surface of the receiving plate, and a wide scanning range can be secured.

第１実施形態と同様に、ロボットがカーゴの下に潜り込んだ後で、４つのリフタ７０によりカーゴ１００（図５参照）を持ち上げる。本実施形態では、４つのリフタ７０に取り付けられた共通の受けプレート８０がカーゴ１００の底部１０１に当たり、カーゴ１００を持ち上げる。受けプレート８０は面積が広く平板状で略水平をなしているので、カーゴ１００の底部１０１の形状が平坦でなく、多数の穴が形成されていたり網状であっても、安定して持ち上げることができる。なお、各リフタ７０は常に等しいリフト高さになるように制御される。 As in the first embodiment, after the robot crawls under the cargo, the four lifters 70 lift the cargo 100 (see FIG. 5). In this embodiment, a common receiving plate 80 attached to four lifters 70 hits the bottom 101 of the cargo 100 and lifts the cargo 100 . Since the receiving plate 80 has a large area and is flat and substantially horizontal, the cargo 100 can be stably lifted even if the bottom portion 101 of the cargo 100 is not flat, has many holes, or has a mesh shape. can. In addition, each lifter 70 is controlled so as to always have the same lift height.

本実施形態では、ロボットＲのカーゴ１００への潜り込みが、レーザ距離センサ８からの距離情報に基づいてコントローラ１ａにより自動制御される。以下、図９のフローチャートと図１０～図１５を参照しながら説明する。
図１０には、ロボットＲの中心Ｏ_Ｒが示されるとともに、この中心Ｏ_Ｒを通りＸ方向に延びる中心軸線Ｌ_Ｒが示されている。また、長方形をなすカーゴ１００の中心Ｏ_Ｃが示されるとともに、この中心Ｏ_Ｃを通り長辺と直交して延びる中心軸線Ｌ_Ｃが示されている。 In this embodiment, the crawling of the robot R into the cargo 100 is automatically controlled by the controller 1 a based on the distance information from the laser distance sensor 8 . Description will be made below with reference to the flow chart of FIG. 9 and FIGS. 10 to 15. FIG.
FIG. 10 shows the center OR of the robot _R and the center axis _LR extending in the X direction through the center _OR . Further, the center _OC of the rectangular cargo 100 is shown, and the central axis _LC extending through the center _OC and perpendicular to the long sides is also shown.

ロボットＲは、リモートコントローラにより遠隔制御されて、図１０の初期位置に到達し、ここで潜り込み制御開始信号を受けてコントローラ１ａは図９の潜り込み制御を開始する。なお、ライントレース方式等によりコントローラ１ａがロボットＲを設定されたルートに沿って初期位置まで自動走行制御し、その走行制御終了時に潜り込み制御を開始してもよい。 The robot R is remotely controlled by a remote controller and reaches the initial position shown in FIG. 10, where the controller 1a receives a dive control start signal and starts the dive control shown in FIG. Alternatively, the controller 1a may automatically control the robot R to travel along a set route to the initial position by a line tracing method or the like, and start the crawling control when the travel control ends.

上記初期位置は、カーゴ１００の保管ヤードの近傍にある。カーゴ１００は、所定位置に正確に位置決めされていなくてもよい。例えば初期位置にあるロボットＲに対してその中心軸線Ｌ_Ｒから許容範囲内で外れていてもよいし、許容範囲内で傾いていてもよい。なお、ロボットＲが初期位置にある時、上記Ｘ方向に延びる中心軸線Ｌ_Ｒがカーゴ１００の保管ヤードを向くようになっている。 The initial position is in the vicinity of the cargo 100 storage yard. Cargo 100 may not be positioned exactly at the predetermined position. For example, it may deviate from the center axis LR of the robot _R at its initial position within the allowable range, or may be inclined within the allowable range. When the robot _R is at the initial position, the center axis LR extending in the X direction is directed toward the cargo yard.

最初に、２つのレーザ距離センサ８のうち、カーゴ１００を向くレーザ距離センサ８により、カーゴ１００を含む領域をレーザ走査し、特徴点を検出する（ステップＳ１）。レーザ光はカーゴ１００のキャスタ１０２の高さで照射されるので、特徴点にはカーゴ１００の４つのキャスタ１０２が含まれる。 First, of the two laser distance sensors 8, the laser distance sensor 8 facing the cargo 100 scans the area including the cargo 100 to detect characteristic points (step S1). The feature points include the four casters 102 of the cargo 100 because the laser light is illuminated at the height of the casters 102 of the cargo 100 .

次にコントローラ１ａは、リフト対象のカーゴ１００を特定する（ステップＳ２）。コントローラ１ａは、各カーゴ１００における４つのキャスタ１０２の位置関係を予め記憶しているので、１つまたは複数のカーゴ１００のキャスタ１０２の群を認識でき、他の特徴点（例えば小さな障害物）を排除する。また、認識したカーゴ１００が複数ある場合には、ロボットＲに最も近いカーゴ１００をリフト対象として特定する。 Next, the controller 1a identifies the cargo 100 to be lifted (step S2). Since the controller 1a preliminarily stores the positional relationship of the four casters 102 in each cargo 100, it can recognize a group of casters 102 of one or more cargoes 100 and detect other characteristic points (for example, small obstacles). Exclude. Further, when there are a plurality of recognized cargoes 100, the cargo 100 closest to the robot R is specified as a lift target.

第１工程
次に、ロボットＲの中心Ｏ_Ｒとカーゴ１００の中心Ｏ_Ｃ間の距離Ｄ１が閾距離ａに到達したか否かを判断し（ステップＳ３）、到達するまでクローラ走行を実行し、ロボットＲを直進させてカーゴ１００に近づける（ステップＳ４）。そして上記距離Ｄ１が閾距離ａに達してステップＳ３で肯定した時に、クローラ走行を停止する（ステップＳ５）。その結果、ロボットＲは図１１に示すように、その中心Ｏ_Ｒがカーゴ１００の中心Ｏ_Ｃから閾距離ａだけ離間した位置に達する。 First step Next, it is determined whether or not the distance D1 between the center _OR of the robot _R and the center OC of the cargo 100 has reached the threshold distance a (step S3), crawler travel is performed until the distance is reached, The robot R is caused to advance straight and approach the cargo 100 (step S4). When the distance D1 reaches the threshold distance a and the result of step S3 is affirmative, the crawler travel is stopped (step S5). As a result, the robot _R reaches a position where its center OR is separated from the center _OC of the cargo 100 by a threshold distance a, as shown in FIG.

上述のクローラ走行では、レーザ距離センサ８からの情報を読み込んでリアルタイムにカーゴ１００に対するロボットＲの位置を把握しながら制御しているが、ロボットＲがカーゴ１００から上記閾距離ａだけ離間した位置に到達するまでのクローラ走行の目標走行距離を最初に算出し、クローラ装置２の走行距離情報（例えばモータ５１のロータリーエンコーダ等から算出される走行距離情報）が、上記目標走行距離に達するように、クローラ走行を実行してもよい。 In the above-described crawler traveling, the information from the laser distance sensor 8 is read to control the position of the robot R relative to the cargo 100 in real time. First, a target travel distance for crawler travel until reaching the target travel distance is calculated, and the travel distance information of the crawler device 2 (for example, travel distance information calculated from a rotary encoder of the motor 51 or the like) reaches the target travel distance. Crawler running may be performed.

第２工程
次に、レーザ距離センサ８からの情報に基づくキャスタ１０２の位置からロボットＲとカーゴ１００の間の傾き角度（すなわち、カーゴ１００の中心軸線Ｌ_Ｃに対するロボットＲの中心軸線Ｌ_Ｒの交差角度）を算出する（ステップＳ６）。そして、この傾き角度がゼロになるように一対のクローラ装置２を同速度で逆方向に駆動させることにより、ロボットＲを超信地旋回させる。より具体的には、ボデイ１に設けた角速度センサからの情報に基づき回転角度を算出し、この回転角度が上記傾き角度に達したら、超信地旋回を停止する。その結果、図１２に示すようにロボットＲの向きがカーゴ１００の向きと合致する。すなわち、ロボットＲの中心軸線Ｌ_Ｒがカーゴ１００の中心軸線Ｌ_Ｃと平行になる。 Second step Next, the tilt angle between the robot R and the cargo 100 from the position of the caster 102 based on the information from the laser distance sensor 8 (that is, the intersection of the central axis _LR of the robot _R with the central axis LC of the cargo 100). angle) is calculated (step S6). By driving the pair of crawler devices 2 at the same speed in opposite directions so that the inclination angle becomes zero, the robot R is pivoted . More specifically, the rotation angle is calculated based on the information from the angular velocity sensor provided in the body 1, and when the rotation angle reaches the above-described inclination angle, the pivot turning is stopped. As a result, the orientation of the robot R matches the orientation of the cargo 100 as shown in FIG. That is, the central axis LR of the robot _R becomes parallel to the central axis _LC of the cargo 100 .

上記のように超信地旋回を停止した後で、再びレーザ距離センサ８からの情報に基づくキャスタ１０２の位置からロボットＲとカーゴ１００の間の傾き角度を算出し、傾き角度が許容範囲外の場合には上記と同様に超信地旋回を繰り返してもよい。
また、レーザ距離センサ８からの情報を読み込んでリアルタイムにカーゴ１００に対するロボットＲの傾きを把握しながら上記超信地旋回を実行してもよい。 After stopping the pivot turning as described above, the tilt angle between the robot R and the cargo 100 is calculated again from the position of the caster 102 based on the information from the laser distance sensor 8, and if the tilt angle is out of the allowable range. In some cases, you may repeat the super-pivot turn in the same manner as above.
Further, the super-pivot turning may be executed while reading the information from the laser distance sensor 8 and grasping the tilt of the robot R with respect to the cargo 100 in real time.

第３工程
次に、カーゴ１００に対するロボットＲの横ずれ、すなわちカーゴ１００の中心軸線Ｌ_ＣとロボットＲの中心軸線Ｌ_Ｒとの間の距離Ｄ２（図１２参照）を演算し（ステップＳ８）、この距離Ｄ２が閾距離ｂ以内であるか否かを判断する（ステップＳ９）。この閾距離ｂは、ローリング走行の際に、接地構造３０Ａまたは３０Ｂが接地した状態（すなわちデッドゾーンが接地した状態）で走行する距離より若干大きい。 Third Step Next, the lateral displacement of the robot R with respect to the cargo 100, that is, the distance D2 (see FIG. 12) between the central axis LC of the cargo 100 and the central axis _LR of the robot _R is calculated (step S8). It is determined whether or not the distance D2 is within the threshold distance b (step S9). This threshold distance b is slightly larger than the distance traveled while the ground contact structure 30A or 30B is in contact with the ground (that is, the dead zone is in contact with the ground) during rolling travel.

ステップＳ９で否定判断した時には、ロボットＲの横移動すなわち、ローリング走行を実行し、図１３に示すように、ロボットＲの中心軸線Ｌ_Ｒをカーゴ１００の中心軸線Ｌ_Ｃと平行に維持したまま近づける。このローリング走行により、ロボットＲはカーゴ１００に正対し、潜り込み準備位置に位置する。 When a negative determination is made in step _S9 , the robot _R moves laterally, ie, rolls, and as shown in FIG. . By this rolling movement, the robot R faces the cargo 100 and is positioned at the crawling preparation position.

上記ローリング走行が終了した時点で、クローラユニット３がデッドゾーンで接地している状態を回避し、クローラ部２０Ａ，２０Ｂが接地している状態を確保する必要がある。次のクローラ走行を実行するためである。そのため、クローラ部２０Ａ，２０Ｂが接地するとともに、ロボットＲの中心軸線Ｌ_Ｒとカーゴ１００の中心軸線Ｌ_Ｃの間の距離が閾距離ｂ内に収まった時に、ローリング走行を終了する。 It is necessary to avoid the state where the crawler unit 3 touches the ground in the dead zone and secure the state where the crawler portions 20A and 20B touch the ground when the rolling travel ends. This is for executing the next crawler running. Therefore, when the crawler units 20A and 20B touch the ground and the distance between the central axis LR of the robot _R and the central axis _LC of the cargo 100 falls within the threshold distance b, the rolling travel ends.

上述の理由から、ローリング走行が終了した時点で、モータ６１のロータリーエンコーダ等の情報に基づき算出された走行距離が上記離間距離Ｄ２と一致する場合もあるが、一般的には図１３に示すように、ロボットＲの中心軸線Ｌ_Ｒはカーゴ１００の中心軸線Ｌ_Ｃに対して閾距離ｂ未満の横ずれを有している。
なお、上記ローリング走行を、レーザ距離センサ８からの情報を読み込んでリアルタイムにカーゴ１００に対するロボットＲの位置を把握しながら実行してもよい。 For the reason described above, the travel distance calculated based on information such as the rotary encoder of the motor 61 may coincide with the separation distance D2 when the rolling travel ends. In addition, the central axis LR of the robot _R has a lateral displacement with respect to the central axis _LC of the cargo 100 that is less than the threshold distance b.
Note that the rolling travel may be performed while reading information from the laser distance sensor 8 and grasping the position of the robot R with respect to the cargo 100 in real time.

第４工程
次に、レーザ距離センサ８からの情報を読み込んでリアルタイムにカーゴ１００に対するロボットＲの位置を把握しながら、ロボットＲの中心Ｏ_Ｒがカーゴ１００の中心Ｏ_Ｃと一致しているか否かを判断し（ステップＳ１１）、一致するまでクローラ走行を実行する（ステップＳ１２）。このクローラ走行では、中心軸線Ｌ_Ｒがカーゴ１００の中心Ｏ_Ｃを通る場合には直進を選択し、中心軸線Ｌ_Ｒが中心Ｏ_Ｃの右側を通る場合には左旋回し、中心軸線Ｌ_Ｒが中心Ｏ_Ｃの左側を通る場合には右旋回する。 Fourth step Next, while reading the information from the laser distance sensor 8 and grasping the position of the robot R with respect to the cargo 100 in real time, it is checked whether the center OR of the robot _R coincides with the center _OC of the cargo 100 or not. is determined (step S11), and crawler travel is performed until they match (step S12). In this crawler traveling, when the central axis _LR passes through the center _OC of the cargo 100, straight travel is selected, and when the central axis _LR passes through the right side of the center _OC , left turn is performed, and the central axis _LR is the center. _Turn right when passing the left side of the OC.

図１４に示すように、ロボットＲの中心Ｏ_Ｒがカーゴ１００の中心Ｏ_Ｃと一致して、ステップＳ１０で肯定判断した時に、クローラ走行を停止する（ステップＳ１３）。上述のクローラ走行時に左旋回または右旋回すると、ロボットＲの向きはカーゴ１００の向きと一致せず傾いている。なお、図１４ではロボットＲの傾きを誇張しているが、上記旋回が緩やかであるため、実際には数度（例えば最大３°程度）である。 As shown in FIG. 14, when the center OR of the robot _R coincides with the center _OC of the cargo 100 and the determination in step S10 is affirmative, crawler travel is stopped (step S13). When the robot R turns left or right during crawler travel, the direction of the robot R does not match the direction of the cargo 100 and is tilted. Although the inclination of the robot R is exaggerated in FIG. 14, it is actually several degrees (for example, about 3 degrees at maximum) because the turning is gentle.

第５工程
次に、レーザ距離センサ８からの情報に基づき、上記ロボットＲのカーゴ１００に対する傾きを算出し、この傾きを解消すべく超信地旋回を実行する（ステップＳ１４）。第５工程ではロボットＲがカーゴ１００の下に配置されているため、１つのレーザ距離センサ８では４つのキャスタ１０２を検出できないので、２つのレーザ距離センサ８からの情報が必要である。第５工程の超信地旋回では、第２工程の超信地旋回で述べた他の制御方式を採用することもできる。 Fifth Step Next, the tilt of the robot R with respect to the cargo 100 is calculated based on the information from the laser distance sensor 8, and a pivot turn is executed to eliminate this tilt (step S14). Since the robot R is placed under the cargo 100 in the fifth step, one laser distance sensor 8 cannot detect four casters 102, so information from two laser distance sensors 8 is required. In the super-pivot turning of the fifth step, other control methods described in the second step of super-pivot turning can be employed.

上記超信地旋回の結果、図１５に示すようにロボットＲの向きをカーゴ１００の向きに合致させることができる。このようにして、ロボットＲをカーゴ１００を持ち上げるのに最適な基準位置に配置することができる。
上記潜り込み制御が終了した後、次のリフト制御（ステップＳ２０）に移行する。以後の制御は、第１実施形態と同様であるから説明を省略する。 As a result of the pivot turning , the orientation of the robot R can be matched with the orientation of the cargo 100 as shown in FIG. In this way, the robot R can be placed in the optimum reference position for lifting the cargo 100. FIG.
After the dive control is completed, the next lift control (step S20) is performed. Subsequent control is the same as that of the first embodiment, so description thereof is omitted.

上記第２実施形態において、第１工程でのクローラ走行で旋回を加えてもよい。第５工程は省いてもよい。
上記第２実施形態において、第１、第４工程でローリング走行を実行し、第３工程でクローラ走行を実行してもよい。 In the second embodiment described above, a turn may be added in crawler travel in the first step. The fifth step may be omitted.
In the second embodiment described above, rolling travel may be performed in the first and fourth steps, and crawler travel may be performed in the third step.

本発明は上記実施形態に制約されず、種々の形態を採用可能である。リフト手段は、単一のリフタを備えていてもよいし、周方向に間隔をおいて配置された３つまたは５つ以上のリフタを備えていても良い。 The present invention is not limited to the above embodiments, and various forms can be adopted. The lifting means may comprise a single lifter, or may comprise three or more circumferentially spaced lifters.

２方向に走行可能なクローラ装置を用いる場合、クローラ部は、一対のホイールと、このホイールに架け渡されてホイールの外周に摩擦係合またはピン係合されるベルトにより構成してもよい。
接地構造は無くてもよい。この場合、クローラ部の接地部材が占める角度範囲を実施形態より大きくする。
クローラ走行用駆動機構はクローラユニットに内蔵してもよい。
クローラユニットは片持ちで支持してもよい。 When a crawler device capable of traveling in two directions is used, the crawler section may be composed of a pair of wheels and a belt that is stretched over the wheels and frictionally engaged or pin-engaged with the outer periphery of the wheels.
There may be no grounding structure. In this case, the angular range occupied by the contacting member of the crawler portion is made larger than in the embodiment.
The crawler drive mechanism may be built in the crawler unit.
The crawler unit may be cantilevered.

走行装置としては種々のタイプの走行装置を用いることができる。例えば一般的なクローラ装置をもちいてもよい。
搬送される荷台としては、カーゴの他に台車であってもよい。 Various types of traveling devices can be used as the traveling device. For example, a general crawler device may be used.
As the loading platform to be transported, a trolley may be used in addition to the cargo.

本発明は、荷台搬送用のロボットに適用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be applied to a robot for carrier transportation.

１ボデイ
１ａコントローラ
２クローラ装置（走行装置）
３クローラユニット
８レーザ距離センサ（位置検出手段）
２０Ａ，２０Ｂクローラ部
５０クローラ走行用駆動機構（クローラ用走行駆動手段）
６０ローリング走行用駆動機構（ローリング用走行駆動手段）
７０リフタ（リフト手段）
８０受けプレート
１００カーゴ（荷台）
１０２キャスタ（脚部）
Ｌ１第１回転軸線
Ｌ２，Ｌ２’ 第２回転軸線
Ｒロボット 1 body 1a controller 2 crawler device (running device)
3 Crawler unit 8 Laser distance sensor (position detection means)
20A, 20B crawler section 50 crawler travel drive mechanism (crawler travel drive means)
60 Rolling driving mechanism (rolling driving means)
70 lifter (lift means)
80 Receiving plate 100 Cargo (cargo platform)
102 caster (leg)
L1 First rotation axis L2, L2' Second rotation axis R Robot

Claims

A robot that transports a carrier,
a body, a traveling device provided on the body, lifting means provided on the body for lifting the bed, a laser distance sensor provided on the body and having a scanning range capable of detecting legs of the bed, and a controller provided on the body for controlling the travel device and the lift means;
The controller calculates the position of the robot with respect to the loading platform based on the distance information of the legs of the loading platform obtained by the laser distance sensor, and controls the traveling device based on the calculated robot position information to control the robot . is arranged below the loading platform, after which the lifting means is controlled to lift the loading platform,
The traveling device has a pair of crawler devices extending in a first direction and spaced apart from each other in a second direction perpendicular to the first direction,
Each of the pair of crawler devices has a crawler unit rotatably supported by the body about a first rotation axis extending in the first direction, and each crawler unit extends along the first rotation axis. and a pair of crawler portions provided on the support and arranged across the first rotation axis,
Further, each of the crawler devices includes crawler travel drive means for performing crawler travel in the first direction by simultaneously driving the pair of crawler portions, and rotating the crawler unit about the first rotation axis. a rolling drive means for executing rolling travel in the second direction,
The controller controls the traveling device by:
a first step of moving the robot closer to the cargo bed by executing the crawler travel in accordance with positional information of the robot relative to the cargo bed based on information from the laser distance sensor while the robot is separated from the cargo bed; ,
According to the positional information of the robot with respect to the loading platform based on the information from the laser distance sensor, the crawler parts of the pair of crawler devices are rotated at the same speed in opposite directions to rotate the robot on a pivot point. a second step of making the central axis of the cargo bed parallel to the central axis of the cargo bed;
By executing the rolling travel according to the positional information of the robot with respect to the loading platform based on the information from the laser distance sensor, the robot is moved to a crawling preparation position where the central axis thereof coincides with or is close to the central axis of the loading platform. a third step of moving to
By executing the crawler traveling according to the positional information of the robot with respect to the loading platform based on the information from the laser distance sensor, the robot is made to crawl under the loading platform and the center of the robot is aligned with the center of the loading platform. a fourth step of matching;
A loading platform conveying robot characterized by executing

In the third step, if a lateral displacement occurs between the central axis of the robot and the central axis of the loading platform in order to avoid the dead zone of the crawler device and ground the crawler unit, 2. The robot for conveying a cargo bed according to claim 1 , wherein said crawler travel includes turning corresponding to said lateral displacement.

Following the fourth step, the controller
According to the positional information of the robot with respect to the loading platform based on the information from the laser distance sensor, the crawler parts of the pair of crawler devices are rotated at the same speed in opposite directions to rotate the robot on a pivot point . 3. The loading platform conveying robot according to claim 1 or 2 , wherein a fifth step of matching the orientation of the loading platform with the orientation of the loading platform is executed.

A robot that transports a carrier,
a body, a traveling device provided on the body, lifting means provided on the body for lifting the bed, a laser distance sensor provided on the body and having a scanning range capable of detecting legs of the bed, and a controller provided on the body for controlling the travel device and the lift means;
The controller calculates the position of the robot with respect to the loading platform based on the distance information of the legs of the loading platform obtained by the laser distance sensor, and controls the traveling device based on the calculated robot position information,
The lifting means has a single receiving plate, and a gap is formed between the body and the receiving plate when the receiving plate is at the lower limit position. A robot for conveying a loading platform, characterized in that it can pass through a laser beam of .