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JP7828796B2 - 台車および自動搬送システム - Google Patents
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JP7828796B2 - 台車および自動搬送システム - Google Patents

台車および自動搬送システム

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Description

本発明の一実施形態は、建設現場において利用される自動搬送車によって搬送される台車に関する。また、本発明の一実施形態は、台車および自動搬送車を含む自動搬送システムに関する。
近年、自動搬送車(AGV:Automatic Guided Vehicle)の技術開発が進み、さまざまな場面で自動搬送車が利用され始めている。例えば、商品が保管された倉庫で自動搬送車を利用すれば、多種多様な商品を自動で搬送することが可能となる。そのため、作業効率が向上し、コストを削減することができる。このような自動搬送車として、台車の下方に入り込み、台車を持ち上げて搬送する自動搬送車が知られている(例えば、特許文献1参照)。
特開2019-59460号公報
建設現場においては、台車の荷台に積載する資材が大きく、また、重い。そのため、資材の重量バランスに偏りがあると、自動搬送車が台車を持ち上げるときに荷崩れを生じる場合がある。
本発明の一実施形態は、上記問題に鑑み、荷台の下方に潜り込む自動搬送車の位置のばらつきを抑制し、荷崩れを防止することができる台車を提供することを目的の一つとする。また、本発明の一実施形態は、当該台車および当該自動搬送車を含む自動搬送システムを提供すること目的の一つとする。
本発明の一実施形態に係る台車は、荷台の下方に潜り込む自動搬送車によって搬送される台車であって、荷台の底面に設けられ、自動搬送車が荷台の下方に潜り込むときに自動搬送車が備える昇降可能な略円形状の昇降テーブルをガイドする複数の第1のガイドフレームと、荷台の底面に設けられ、昇降テーブルが上昇したときに昇降テーブルをガイドする第2のガイドフレームと、を含み、複数の第1のガイドフレームおよび第2のガイドフレームは、昇降テーブルの略円形状に沿うように配置され、複数の第1のガイドフレームの各々は、断面L字形状を有し、第2のガイドフレームは、断面矩形状を有する。
複数の第1のガイドフレームの各々の荷台の底面からの高さは、第2のガイドフレームの荷台の底面からの高さよりも大きくてもよい。
第2のガイドフレームは、昇降テーブルの略円形状に沿うように湾曲していてもよい。
第2のガイドフレームと反対側に配置された複数の第1のガイドフレームの1つは、昇降テーブルの略円形状に沿うように湾曲していてもよい。
第2のガイドフレームと反対側に配置された複数の第1ガイドフレームの1つは、昇降テーブルの側面に設けられた溝部と嵌合する突起部が設けられていてもよい。突起部の突起の断面の面積は、下方から上方に向かうにしたがって、大きくなっていてもよい。
本発明の一実施形態に係る自動搬送システムは、上記台車および上記自動搬送車を含む。
本発明の一実施形態によれば、台車の荷台の下方の自動搬送車の位置を安定させることができる。また、荷崩れを防止することができる。
本発明の一実施形態に係る自動搬送システムの構成を示す模式図である。 本発明の一実施形態に係る自動搬送システムの台車の構成を示す模式図である。 本発明の一実施形態に係る自動搬送システムの台車の構成を示す模式図である。 本発明の一実施形態に係る自動搬送システムの自動搬送車の構成を示す模式図である。 本発明の一実施形態に係る自動搬送システムにおいて、台車の荷台の下方に自動搬送車が潜り込む動作を説明する模式図である。 本発明の一実施形態に係る自動搬送システムにおいて、台車の荷台の下方に自動搬送車が潜り込む動作を説明する模式図である。 本発明の一実施形態に係る自動搬送システムにおいて、台車の荷台の下方での自動搬送車の旋回動作を説明する模式図である。 本発明の一実施形態に係る自動搬送システムの荷崩れ防止を説明する模式図である。 本発明の一実施形態に係る自動搬送システムの一変形例における台車の構成を示す模式図である。 本発明の一実施形態に係る自動搬送システムの一変形例におけるL字状ガイドフレームおよび昇降テーブルの構成を示す模式図である。 本発明の一実施形態に係る自動搬送システムの一変形例におけるL字状ガイドフレームと昇降テーブルとの係合動作を説明する模式図である。
以下に、本発明の各実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、実施形態はあくまで一例にすぎず、当業者が、発明の主旨を保ちつつ適宜変更することによって容易に想到し得るものについても、当然に本発明の範囲に含有される。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合がある。しかし、図示された形状はあくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。
本発明細書において、説明の便宜上、「上」、「上方」、または「上部」もしくは「下」、「下方」、または「下部」という語句を用いて説明するが、各構成の上下関係を説明しているに過ぎない。例えば、構造物(例えば、台車または自動搬送車など)の構成の位置関係を説明する場合、構造物の通常使用する態様を基準とし、構造物が設置される面側(例えば、床面側)を「下」、「下方」、または「下部」とすることがある。
本明細書において、各構成に付記される「第1」、「第2」、または「第3」などの文字は、各構成を区別するために用いられる便宜的な標識であり、特段の説明がない限り、それ以上の意味を有さない。
本明細書および図面において、同一または類似する複数の構成を総じて表記する際には同一の符号を用い、これら複数の構成のそれぞれを区別して表記する際には、大文字または小文字のアルファベットを添えて表記する場合がある。また、一つの構成のうちの複数の部分を区別して表記する際には、ハイフンと自然数を用いる場合がある。
本明細書において、「自動搬送車」とは、台車を持ち上げ、指示された所定の場所まで台車を搬送する自動走行の可能な車両をいう。
本明細書において、「台車」とは、荷台に資材などを積載可能な車両をいう。
本明細書において、「自動走行」とは、プログラムに基づく指示による走行だけでなく、自動搬送車が具備する制御装置による自律走行を含む。自律走行には、自動搬送車が所定の経路に沿って目的地に向かう走行だけでなく、目標物を追従した走行も含まれる。
[1.自動搬送システム10の構成]
図1は、本発明の一実施形態に係る自動搬送システム10の構成を示す模式図である。具体的には、図1は、自動搬送システム10の側面図である。
図1に示すように、自動搬送システム10は、台車100および自動搬送車200を含む。台車100は、荷台110、キャスター120、L字状ガイドフレーム131、およびI字状ガイドフレーム132を含む。自動搬送車200は、本体210、クローラー220、昇降テーブル231、および昇降可動部232を含む。
自動搬送システム10では、自動搬送車200が台車100の荷台110の下方に潜り込み、台車100のL字状ガイドフレーム131およびI字状ガイドフレーム132と、自動搬送車200の昇降テーブル231とが係合することによって、台車100と自動搬送車200とが連結される。これにより、自動搬送車200は、台車100を持ち上げ、搬送することができる。以下では、図2~図4を参照して、台車100および自動搬送車200の構成について詳細に説明する。
[2.台車100の構成]
図2および図3は、本発明の一実施形態に係る自動搬送システム10の台車100の構成を示す模式図である。具体的には、図2(A)および図2(B)は、それぞれ、台車100の側面図および底面図を示す。また、図3は、図2(B)に示すA1-A2線で切断された台車100の断面図を示す。
図2(A)および図2(B)に示すように、台車100の荷台110の底面には、4つのキャスター120、3つのL字状ガイドフレーム131、および1つのI字状ガイドフレーム132が設置されている。荷台110の形状は、長辺および短辺を有する矩形であり、4つのキャスター120は、それぞれ、荷台110の4つの角部に配置されている。キャスター120は、車輪を含み、車輪は、進行方向が一方向に固定されていてもよく、進行方向が変わるように回動自在に固定されていてもよい。なお、台車100は上述の構成に限られない。例えば、台車100の荷台110が略円形または多角形であってもよい。
図3に示すように、L字状ガイドフレーム131は、断面がL字形状を有する部材である。すなわち、L字状ガイドフレーム131は、荷台110の底面に対して略垂直方向に延在する第1の平板部131aと、第1の平板部131aから荷台110の底面に対して略水平方向に延在する第2の平板部131bとが直交するように構成され、断面L字形状を有する。なお、L字状ガイドフレーム131は、第2の平板部131bが荷台110の中心側を向くように屈曲している。I字状ガイドフレーム132は、断面がI字形状(矩形状)を有する部材である。すなわち、I字状ガイドフレーム132は、荷台110の底面に対して略垂直方向に延在する第1の平板部132aのみで構成され、断面I字形状を有する。
3つのL字状ガイドフレーム131および1つのI字状ガイドフレーム132は、荷台110の中心とする所定の円の略円周上に位置するように配置されている。換言すると、荷台110の中心を対称中心として、45度回転させた位置に、3つのL字状ガイドフレーム131および1つのI字状ガイドフレーム132が配置されている。そのため、3つのL字状ガイドフレーム131の1つは、I字状ガイドフレーム132と対向するように配置され、3つのL字状ガイドフレーム131の残り2つは、互いに対向するように配置されている。I字状ガイドフレーム132は、荷台110の長辺側に配置されている。詳細は後述するが、自動搬送車200は、荷台110が配置された2つの長辺のうち、I字状ガイドフレーム132が配置された長辺側から、荷台110の下方に潜り込むことができる。なお、以下では、説明の便宜上、3つのL字状ガイドフレーム131の第1の平板部131aおよび1つのI字状ガイドフレーム132(第1の平板部132a)に内接する円の内側の領域を、ガイドフレーム内領域という場合がある。自動搬送システム10では、自動搬送車200の昇降テーブル231がガイドフレーム内に位置するとき、自動搬送車200は、台車100を持ち上げて搬送することができ、または旋回することができる。そのため、自動搬送車200の昇降テーブル231がガイドフレーム内領域に位置するとき、台車100と自動搬送車200とが係合しているという場合がある。
図3に示すように、I字状ガイドフレーム132における荷台110の底面からの高さ(すなわち、第1の平板部132aの高さ)h2は、L字状ガイドフレーム131における荷台110の底面からの高さ(すなわち、第1の平板部131aの高さ)h1よりも小さい。また、I字状ガイドフレーム132における荷台110の底面からの高さh2は、荷台110の底面からL字状ガイドフレーム131の第2の平板部131bまでの距離d1よりも小さい。
詳細な説明は後述するが、L字状ガイドフレーム131は、ガイドフレーム内領域に入り込む昇降テーブル231をガイドすることができる。また、L字状ガイドフレーム131およびI字状ガイドフレーム132は、自動搬送車200の旋回動作において、昇降テーブル231をガイドすることができる。
図2(B)には、3つのL字状ガイドフレーム131が示されているが、L字状ガイドフレーム131の数は、特に限定されない。L字状ガイドフレーム131の数は1つ、2つ、または4つ以上であってもよい。L字状ガイドフレーム131の数が4つ以上である場合、ガイドフレーム内領域の直径に相当する位置に2つのL字状ガイドフレーム131が配置され、残りのL字状ガイドフレーム131は、ガイドフレーム内領域の半円周上に沿って連続して配置される。また、図2(B)には、1つのI字状ガイドフレーム132が示されているが、I字状ガイドフレーム132の数は、2つ以上であってもよい。I字状ガイドフレーム132が2つ以上である場合、ガイドフレーム内領域の半円周上に沿って連続して配置される。また、ガイドフレーム内領域の中心は、荷台110の中心に限られない。ガイドフレーム内領域の中心は、例えば、台車100の重心位置であってもよい。
[3.自動搬送車200の構成]
図4は、本発明の一実施形態に係る自動搬送システム10の自動搬送車200の構成を示す模式図である。具体的には、図4(A)は、昇降テーブル231が下降した状態にある自動搬送車200の斜視図であり、図4(B)は、昇降テーブル231が上昇した状態にある自動搬送車200の斜視図である。
図4(A)および図4(B)に示すように、本体210の側面に一対のクローラー220が設置されている。自動搬送車200は、一対のクローラー220が回転することによって移動する。一対のクローラー220を同じ方向に回転させると、自動搬送車200は、前進または後退することができる。また、一対のクローラー220を異なる方向に回転させると、自動搬送車200は、その位置で旋回することができる。
自動搬送車200の本体210の上には、昇降テーブル231が設置されている(図4(A)参照)。昇降テーブル231は、本体210の上面に設置された昇降可動部232によって、昇降することができる(図4(B)参照)。台車100の荷台110の下方に潜り込んだ自動搬送車200は、昇降テーブル231を上昇させて、台車100を持ち上げることができる。また、自動搬送システム10では、自動搬送車200が台車100を持ち上げた状態で、一対のクローラー220を駆動し、台車100を搬送することができる。
昇降テーブル231は、円形状を有する。昇降テーブル231の円形状の大きさは、ガイドフレーム内領域の大きさよりも小さい。また、昇降テーブル231の円形状の大きさは、L字状ガイドフレーム131の第2の平板部131bに内接する円の大きさよりも大きい。ガイドフレーム内領域において、昇降テーブル231は、荷台110の底面と接し、台車100を持ち上げることができる。
[4.自動搬送システム10の動作]
続いて、図5~図8を参照して、自動搬送システム10の動作について説明する。なお、図5および図7には、説明の便宜上、台車100の構成の一部および自動搬送車200の構成の一部のみが示されている。
図5および図6は、本発明の一実施形態に係る自動搬送システム10において、台車100の下方に自動搬送車200が潜り込む動作(すなわち、係合動作)を説明する模式図である。自動搬送車200は、荷台110の長辺側から、荷台110の下方に潜り込む(図5(A)参照)。荷台110の長辺側は、荷台110の短辺側よりも2つのキャスター120間の距離が大きい。そのため、自動搬送車200は、キャスター120に衝突することなく、荷台110の下方に潜り込むことができる。また、自動搬送車200が潜り込む荷台110の長辺側には、I字状ガイドフレーム132が配置されている。自動搬送車200が荷台110の下方に潜り込むとき、昇降テーブル231の床面からの高さは、床面からI字状ガイドフレーム132までの高さよりも小さい。そのため、自動搬送車200は、I字状ガイドフレーム132に衝突することなく、荷台110の下方に潜り込むことができる(図5(B)参照)。
自動搬送車200が荷台110の中心に向かって進むと、自動搬送車200の昇降テーブル231がI字状ガイドフレーム132に隣接する2つのL字状ガイドフレーム131によってガイドされ、I字状ガイドフレーム132に対向するL字状ガイドフレーム131の第1の平板部131aと接触し、自動搬送車200は停止する(図6(A)参照)。L字状ガイドフレーム131の第2の平板部131bの床面からの高さは、昇降テーブル231の床面からの高さよりも小さい。そのため、自動搬送車200は、L字状ガイドフレーム131の第2の平板部131bに衝突することなく、L字状ガイドフレーム131の第1の平板部131aと接触し、停止することができる(図6(B)参照)。
このように、自動搬送システム10では、昇降テーブル231がL字状ガイドフレーム131によってガイドされながら、自動搬送車200が台車100の荷台110の下方に潜り込み、台車100と自動搬送車200とが係合する。そのため、台車100の荷台110の下方における自動搬送車200の係合位置を安定させることができる。
図7は、本発明の一実施形態に係る自動搬送システム10において、台車100の荷台110の下方での自動搬送車200の旋回動作を説明する模式図である。自動搬送車200の旋回動作においては、昇降テーブル231を、係合動作の位置よりも上昇させる。すなわち、昇降テーブル231の側面が、L字状ガイドフレーム131の第1の平板部131aだけでなく、I字状ガイドフレーム132と対向するように、昇降テーブル231を上昇させる。これにより、昇降テーブル231の位置は、ガイドフレーム内領域において固定される。この状態において自動搬送車200が旋回動作を行うと、昇降テーブル231が3つのL字状ガイドフレーム131および1つのI字状ガイドフレーム132によってガイドされるため、自動搬送車200の位置がずれることはない。そのため、自動搬送車200の旋回動作を安定させることができる。
図8は、本発明の一実施形態に係る自動搬送システム10の荷崩れ防止を説明する模式図である。図8に示すように、上昇した昇降テーブル231によって持ち上げられた台車100がバランスを崩した場合であっても、昇降テーブル231が、3つのL字状ガイドフレーム131の少なくとも1つによって係止されるため、荷台110が大きく傾くことがない。そのため、荷台110上に積載された資材も落下することがなくなり、荷崩れを防止することができる。
以上説明したように、本発明の一実施形態に係る自動搬送システム10では、台車100の荷台110の底面に配置されたL字状ガイドフレーム131が、自動搬送車200の昇降テーブル231をガイドしながら、台車100と自動搬送車200とを係合し、また、は自動搬送車200が台車100を搬送することができる。そのため、台車100の荷台110の下方における自動搬送車200の係合位置を安定させることができる。また、自動搬送車200の旋回動作においても、昇降テーブル231がL字状ガイドフレーム131およびI字状ガイドフレーム132によってガイドされるため、自動搬送車200の旋回動作を安定させることができる。また、L字状ガイドフレーム131が、荷台110の傾きを抑制するため、荷崩れを防止することができる。
以下では、上述した実施形態に係る自動搬送システム10のいくつかの変形例について説明する。ただし、自動搬送システム10は、以下の変形例に限定されるものではない。また、以下では、変形例の構成が上述した構成と同様であるとき、変形例の構成の説明を省略する場合がある。
<変形例1>
図9は、本発明の一実施形態に係る自動搬送システム10の一変形例における台車100Aの構成を示す模式図である。図9(A)に示すように、台車100Aの荷台110の底面には、2つのL字状ガイドフレーム131、1つのL字状ガイドフレーム131A、および1つのI字状ガイドフレーム132Aが配置されている。L字状ガイドフレーム131Aは、I字状ガイドフレーム132Aと対向するように配置されている。また、荷台110の中心を対称中心として、45度回転させた位置に、2つのL字状ガイドフレーム131、1つのL字状ガイドフレーム131A、および1つのI字状ガイドフレーム132Aが配置されている。
I字状ガイドフレーム132Aの形状は、ガイドフレーム内領域の円周に沿って湾曲している。また、図9(B)に示すように、L字状ガイドフレーム131Aは、第1の平板部131Aaのガイドフレーム内領域と対向する面が湾曲している。すなわち、L字状ガイドフレーム131Aも、ガイドフレーム内領域の円周に沿って湾曲している。台車100Aでは、昇降テーブル231がガイドフレーム内領域に位置するとき、L字状ガイドフレーム131AおよびI字状ガイドフレーム132と、昇降テーブル231とが接触する面積を増加させることができる。そのため、台車100Aでは、台車100Aの荷台110の下方における自動搬送車200の係合位置をさらに安定させることができる。
<変形例2>
図10は、本発明の一実施形態に係る自動搬送システム10の一変形例におけるL字状ガイドフレーム131Bおよび昇降テーブル231Bの構成を示す模式図である。また、図11は、本発明の一実施形態に係る自動搬送システム10の一変形例におけるL字状ガイドフレーム131Bと昇降テーブル231Bとの係合動作を説明する模式図である。
図10(A)に示すように、L字状ガイドフレーム131Bは、第1の平板部131Ba、第2の平板部131Bb、および突起部131Bcを含む。突起部131Bcは、第2の平板部131Bb側の第1の平板部131Baの面の一部に設けられている。例えば、突起部131Bcは、第1の平板部131Baの面の上方領域(第2の平板部131Bbから離れた領域)に設けられていてもよい。突起部131Bcは、1つまたは複数の突起を含み、突起の数は、特に限定されない。突起の断面形状は、例えば、三角形状であるが、これに限られない。突起の断面の面積は、下方から上方にしたがって(第2の平板部131Bbから離れるにしたがって)、大きくなっている。
図10(B)に示すように、昇降テーブル231Bの側面には、溝部231Baが設けられている。溝部231Baは、1つまたは複数の溝を含む。溝の数は、突起部131Bcの突起の数と同じ、または多いことが好ましい。溝の形状は、突起の断面形状と対応し、例えば、断面三角形状である。また、溝の断面の面積は、突起の断面の最大面積と同一、または僅かに小さいことが好ましい。
図11(A)に示すように、自動搬送車200が、台車100の荷台110の下方に潜り込むとき、自動搬送車200は、昇降テーブル231Bの溝部231Baを前にして進み、昇降テーブル231Bの溝部231Baは、ガイドフレーム内領域において、L字状ガイドフレーム131Bの第1の平板部131Baと接触する。この状態において、昇降テーブル231Bを上昇すると、溝部231Baの溝は、突起部131Bcの突起と嵌合する。すなわち、突起部131Bcの突起が、溝部231Baの溝のガイドとして機能することができる。そのため、昇降テーブル231Bを上昇させ、昇降テーブル231Bの位置を固定することができる。したがって、本変形例においても、台車100の荷台110の下方における自動搬送車200の係合位置をさらに安定させることができる。
なお、L字状ガイドフレーム131Bの突起部131Bcと昇降テーブル231Bの溝部231Baとが嵌合する場合、自動搬送車200は、昇降テーブル231Bの位置がL字状ガイドフレーム131Bによって固定されながら旋回することができる。そのため、自動搬送車200の旋回動作をより安定化させることができる。
本発明の実施形態として上述した各実施形態は、相互に矛盾しない限りにおいて、適宜組み合わせて実施することができる。また、各実施形態を基にして、当業者が適宜構成要素の追加、削除、または設計変更を行ったもの、もしくは工程の追加、省略、または条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。
上述した各実施形態によりもたらされる作用効果とは異なる他の作用効果であっても、本明細書の記載から明らかなもの、または当業者において容易に予測し得るものについては、当然に本発明によりもたらされるものと解される。
10:自動搬送システム、
100、100A:台車、
110:荷台、
120:キャスター、
131、131A、131B:L字状ガイドフレーム、
131a、131Aa、131Ba:第1の平板部、
131b、131Bb:第2の平板部、
131Bc:突起部、
132、132A:I字状ガイドフレーム、
132a:第1の平板部、
200:自動搬送車、
210:本体、
220:クローラー、
231、231B:昇降テーブル、
231Ba:溝部、
232 昇降可動部

Claims (7)

  1. 荷台の下方に潜り込む自動搬送車によって搬送される台車であって、
    前記荷台の底面に設けられ、前記自動搬送車が前記荷台の下方において前記荷台の中心に向かって移動するときに前記自動搬送車が備える昇降可能な略円形状の昇降テーブルをガイドする複数の第1のガイドフレームと、
    前記荷台の前記底面に設けられ、前記昇降テーブルが上昇したときに前記昇降テーブルをガイドする第2のガイドフレームと、を含み、
    前記複数の第1のガイドフレームおよび前記第2のガイドフレームは、前記昇降テーブルの前記略円形状に沿うように配置され、
    前記複数の第1のガイドフレームの各々は、断面L字形状を有し、
    前記第2のガイドフレームは、断面矩形状を有する、台車。
  2. 前記複数の第1のガイドフレームの各々の前記荷台の前記底面からの高さは、前記第2のガイドフレームの前記荷台の前記底面からの高さよりも大きい、請求項1に記載の台車。
  3. 前記第2のガイドフレームは、前記昇降テーブルの前記略円形状に沿うように湾曲している、請求項1または請求項2に記載の台車。
  4. 前記第2のガイドフレームと反対側に配置された前記複数の第1のガイドフレームの1つは、前記昇降テーブルの前記略円形状に沿うように湾曲している、請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の台車。
  5. 前記第2のガイドフレームと反対側に配置された前記複数の第1ガイドフレームの1つは、前記昇降テーブルの側面に設けられた溝部と嵌合する突起部が設けられている、請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の台車。
  6. 前記突起部の突起の断面の面積は、下方から上方に向かうにしたがって、大きくなる、請求項5に記載の台車。
  7. 請求項1乃至請求項6のいずれか一項に記載の台車と、
    前記自動搬送車と、を含む、自動搬送システム。
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