特許 7365257 台車および自動搬送システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-10-11

(45)【発行日】2023-10-19

(54)【発明の名称】台車および自動搬送システム

(51)【国際特許分類】

   B62B 5/04 20060101AFI20231012BHJP

   B61B 13/00 20060101ALI20231012BHJP

【ＦＩ】

B62B5/04 A

B61B13/00 A

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2020023688

(22)【出願日】2020-02-14

(65)【公開番号】P2021127042

(43)【公開日】2021-09-02

【審査請求日】2022-10-04

(73)【特許権者】

【識別番号】302060926

【氏名又は名称】株式会社フジタ

(74)【代理人】

【識別番号】110000408

【氏名又は名称】弁理士法人高橋・林アンドパートナーズ

(72)【発明者】

【氏名】千葉 拓史

(72)【発明者】

【氏名】関原 弦

(72)【発明者】

【氏名】唐 力

【審査官】山本 賢明

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－１５８０４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０２８９７４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６２Ｂ ５／０４

Ｂ６１Ｂ １３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１面および前記第１面の反対側の第２面を有し、前記第１面に資材を載置可能な第１プレートと、
前記第１プレートの前記第２面に設けられたキャスター部と、
前記第１プレートの前記第２面側の平坦な部分に地面から同じ高さとなるように設けられる少なくとも２つの第１端子と、
前記少なくとも２つの第１端子に電気的に接続され、前記少なくとも２つの第１端子に対する給電状態に応じて前記キャスター部の動きを制限するロック機構部と、を含む、
台車。

【請求項2】

前記キャスター部は、複数設けられ、
前記ロック機構部は、前記複数のキャスター部のうち前記台車の移動方向に対して交差する方向に配置されたキャスター部に配置される、
請求項１に記載の台車。

【請求項3】

前記ロック機構部は、
前記少なくとも２つの第１端子が給電されないときに、前記キャスター部の車輪の回転を制止する、
請求項１または２に記載の台車。

【請求項4】

前記ロック機構部は、アクチュエータおよび前記アクチュエータに取り付けられたストッパーを含み、前記少なくとも２つの第１端子が給電されないとき、前記アクチュエータは前記ストッパーが前記車輪に接触するように動作する、
請求項３に記載の台車。

【請求項5】

前記第１プレートの前記第２面側に設けられる第２プレートをさらに含み、
前記少なくとも２つの第１端子は、前記第２プレートに設けられる、
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の台車。

【請求項6】

前記第２プレートは、凹部を有し、
前記少なくとも２つの第１端子は、前記凹部に設けられる、
請求項５に記載の台車。

【請求項7】

請求項６に記載の台車と、
ロボット本体部、前記ロボット本体部を走行させる走行部、前記ロボット本体部の上面に設けられ昇降可能な昇降部、および前記ロボット本体部に設けられ、前記走行部および前記昇降部の動きを制御する制御部を備え、前記昇降部が前記台車と連結可能な牽引用ロボットとを含む、
自動搬送システム。

【請求項8】

前記昇降部は、先端に第２端子を有する突起を有し、
前記牽引用ロボットは、前記台車の下部に入り込み、
前記牽引用ロボットの前記昇降部が上方に変位し、前記少なくとも２つの第１端子と前記第２端子とが電気的に接続したときに前記少なくとも２つの第１端子は給電される、
請求項７に記載の自動搬送システム。

【請求項9】

前記突起は、複数であって、
前記凹部は、複数であって、
前記複数の突起は、前記複数の凹部に嵌合する、
請求項８に記載の自動搬送システム。

【請求項10】

前記複数の凹部は、仮想正方形の頂点に配置され、
前記複数の突起が配置される方向は、前記仮想正方形の対角線の方向と等しい、
請求項９に記載の自動搬送システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、建設現場の資材の搬送に関連する、台車および自動搬送システムに関する。

【背景技術】

【0002】

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ＡＧＶが利用され始めている。例えば、商品が保管された倉庫でＡＧＶ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ＡＧＶとして、特許文献１にはＡＧＶが台車の下に潜り込み、ＡＧＶが台車を持ち上げて牽引する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１９－５９４６０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

建設現場において使用される台車は、静止状態を保持するためのストッパーを有する。ストッパーは、作業者に操作されることによって、台車の静止状態を保持している。このため、特許文献１に示すような技術を用いて台車を所定の場所まで移動させたとしても、ストッパーを機能させるためには、作業者の操作が必要となってしまう。

【0005】

本発明は、上記問題に鑑み、作業者がストッパーの操作をしなくとも所定の位置に静止可能な台車および上記台車を利用した自動搬送システムを提供することを課題の一つとする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一実施形態に係る台車は、第１面および前記第１面の反対側の第２面を有し、前記第１面に資材を載置可能な第１プレートと、前記第１プレートの前記第２面に設けられたキャスター部と、前記第１プレートの前記第２面側に設けられる第１端子と、前記第１端子に電気的に接続され、前記第１端子に対する給電状態に応じて前記キャスター部の動きを制限するロック機構部と、を含む。

【0007】

上記台車において、前記キャスター部は、複数設けられ、前記ロック機構部は、前記複数のキャスター部のうち前記台車の移動方向に対して交差する方向に配置されたキャスター部に配置されてもよい。

【0008】

上記台車において、前記ロック機構部は、前記第１端子が給電されないときに、前記キャスター部の車輪の回転を制止させてもよい。

【0009】

上記台車において、前記ロック機構部は、アクチュエータおよび前記アクチュエータに取り付けられたストッパーを含み、前記第１端子が給電されないとき、前記アクチュエータは前記ストッパーが前記車輪に接触するように動作してもよい。

【0010】

上記台車において、前記第１プレートの前記第２面側に設けられる第２プレートをさらに含み、前記第１端子は、前記第２プレートに設けられてもよい。

【0011】

上記台車において、前記第２プレートは、凹部を有し、前記第１端子は、前記凹部に複数設けられてもよい。

【0012】

本発明の一実施形態に係る自動搬送システムは、台車と、ロボット本体部、前記ロボット本体部を走行させる走行部、前記ロボット本体部の上面に設けられ昇降可能な昇降部、および前記ロボット本体部に設けられ、前記走行部および前記昇降部の動きを制御する制御部を備え、前記昇降部が前記台車と連結可能な牽引用ロボットとを含む。

【0013】

上記自動搬送システムにおいて、前記昇降部は、先端に第２端子を有する突起を有し、前記牽引用ロボットは、前記台車の下部に入り込み、前記牽引用ロボットの前記昇降部が上方に変位し、前記第１端子と前記第２端子とが電気的に接続したときに前記第１端子は給電されてもよい。

【0014】

上記自動搬送システムにおいて、前記突起は、複数であって、前記凹部は、複数であって、前記複数の突起は、前記複数の凹部に嵌合してもよい。

【0015】

上記自動搬送システムにおいて、前記複数の凹部は、仮想正方形の頂点に配置され、前記複数の突起が配置される方向は、前記仮想正方形の対角線の方向と等しくてもよい。

【発明の効果】

【0016】

本発明の一実施形態を用いることにより、作業者がストッパーの操作をしなくとも所定の位置に静止可能な台車および上記台車を利用した自動搬送システムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の一実施形態に係る自動搬送システムの模式図である。

【図2】本発明の一実施形態に係る台車の斜視図である。

【図3】本発明の一実施形態に係るキャスター部の斜視図である。

【図4】本発明の一実施形態に係るキャスター部の上面図およびＡ１－Ａ２間の断面図である。

【図5】本発明の一実施形態に係る台車の底面図である。

【図6】本発明の一実施形態に係る台車のＢ１－Ｂ２間の断面図である。

【図7】本発明の一実施形態に係る牽引用ロボットの斜視図および断面図である。

【図8】本発明の一実施形態に係る台車と牽引用ロボットが連結する構成を示した斜視図および断面図である。

【図9】本発明の一実施形態に係る台車と牽引用ロボットが連結する構成を示した拡大断面図および回路図である。

【図10】本発明の一実施形態に係る台車と牽引用ロボットが連結する構成を示した断面図である。

【図11】本発明の一実施形態に係る台車と牽引用ロボットが連結する構成を示した拡大断面図および回路図である。

【図12】本発明の一実施形態に係る台車と牽引用ロボットが連結したときのキャスター部の断面図である。

【図13】自動搬送システムを利用した建設現場の模式図である。

【図14】建設現場において、自動搬送用フロア地図の生成について説明する模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

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。

【0019】

本明細書において、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、台車または牽引用ロボットなど）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。

【0020】

本明細書において、各構成に付記される「第１」、「第２」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。

【0021】

本明細書および図面において、同一又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、大文字又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。

【0022】

また、以下の各実施形態は、技術的な矛盾を生じない限り、互いに組み合わせることができる。

【0023】

＜第１実施形態＞
（１－１．自動搬送システムの構成）
図１に、自動搬送システム１０の構成を示す。図１に示すように、自動搬送システム１０は、台車１００、牽引用ロボット２００、および自動搬送管理装置３００を含む。

【0024】

台車１００は、資材などを積載してキャスターを利用して移動することができる構造物をいう。

【0025】

牽引用ロボット２００は、台車１００と連結し、指示された所定の場所まで台車１００を牽引しながら自動走行することができるロボットをいう。なお、この場合のロボットとして、例えば車両が挙げられる。そのため、牽引用ロボット２００は、自動搬送車ということができる。

【0026】

自動搬送管理装置３００は、自動搬送車を制御するとともに、自動搬送車が走行する工事用エレベータを制御し、自動搬送車および工事用エレベータと通信接続して自動搬送車および工事用エレベータを管理するサーバとして機能する。各構成について、以下に詳細に説明する。なお、自動搬送システム１０は、作業者用の端末を含んでもよい。

【0027】

（１－２．台車の構成）
本発明の一実施形態に係る台車１００について、図面を用いて説明する。図２は、本発明の一実施形態に係る台車１００の斜視図である。台車１００は、台車本体部１１０、キャスター部１２０、ロック機構部１３０および連結プレート１４０を備える。なお、本実施形態において第１方向Ｄ１は、台車本体部１１０の短辺が延伸する方向をいう。第２方向Ｄ２は、台車本体部１１０の長辺が延伸する方向をいう。また、第３方向Ｄ３は、台車本体部１１０に対する法線方向をいう。

【0028】

台車本体部１１０（第１プレートともいう）は、上面（第１面１１０ａ）および下面（第２面１１０ｂ）を有する。台車本体部１１０の第１面１１０ａは、資材などを積載することができる。この例では、台車本体部１１０の第１面１１０ａは、資材などが積載できるように平坦である。また、台車本体部１１０は、矩形状を有している。なお、第１面１１０ａが平坦である例を示したが、これに限られない。台車本体部１１０は、平坦である場合に限定されず、平坦な部分を一部に含んでもよい。この場合、台車本体部１１０は、一部に窪みや開口が設けられていてもよい。台車本体部１１０は、矩形状に限定されず、円形状、楕円形状、菱型でもよい。

【0029】

台車本体部１１０は、資材を積載する関係上、強度が高い材料が用いられてもよい。この例では、台車本体部１１０にはスチールが用いられる。なお、これに限定されず、ステンレスなどの金属材料、アクリル、ポリプロピレン、ポリウレタンなどの樹脂材料、または木材が用いられてもよい。

【0030】

また、台車本体部１１０の表面には防錆塗装が施されていてもよい。例えば、防錆塗装として、台車本体部１１０の表面に亜鉛メッキ処理を行うことができる。さらに、台車本体部１１０の第１面１１０ａには、図示しないが、積載した資材が崩れることを防止するためのストッパー、例えば、パイプなどを設けることもできる。また、台車本体部１１０は、適宜撥水処理が施されてもよい。

【0031】

図３は、キャスター部１２０の斜視図である。図４（Ａ）は、キャスター部１２０の平面模式図である。図４（Ｂ）は、図４（Ａ）のキャスター部１２０のＡ１－Ａ２間の断面模式図である。図５は、台車１００の底面図である。

【0032】

キャスター部１２０は、台車本体部１１０の第２面１１０ｂの四隅に設けられる。キャスター部１２０は、取付部１２１、本体部１２３および車輪１２５を含む。取付部１２１は、金具等を含み、本体部１２３と台車本体部１１０とを連結する。本体部１２３は、台車本体部１１０に対して垂直方向に回転軸を有するベアリング１２７を備える。これにより、本体部１２３は、車輪１２５の向きを変えることができる。車輪１２５は、本体部１２３に取り付けられ、車軸を中心に回転する。車輪１２５の材質は、特に限定されない。この例では、車輪１２５は、ゴム材料を含む。なお、車輪１２５の材料はゴムのほか、ナイロン、ウレタンなどの樹脂部材、またはスチールまたはステンレスなどの金属部材を含んでもよい。上記構成を有するキャスター部１２０により、台車１００はあらゆる方向に移動することができる。

【0033】

ロック機構部１３０は、キャスター部１２０の一部に設けられる。具体的には、ロック機構部１３０は、キャスター部１２０に内蔵されている。ロック機構部１３０は、動きを制止（ロック）する機能を有する。

【0034】

ロック機構部１３０は、台車１００に複数配置されることが望ましい。この場合、ロック機構部１３０は、台車１００の進行する方向に対して交差する方向に配置されることが望ましい。この例では、ロック機構部１３０は、対角線上に配置されたキャスター部１２０ａ、１２０ｂに内蔵して配置されている。このように配置することにより、ロック機構部１３０は、短辺方向（第１方向Ｄ１）に沿って移動しても、長辺方向（第２方向Ｄ２）に沿って移動しても、台車１００の動きをロックすることができる。

【0035】

図４に示すように、ロック機構部１３０は、ワイヤ１３１、アクチュエータ１３３およびストッパー１３５を有する。

【0036】

ワイヤ１３１は、台車本体部１１０に配置された配線１１１および連結プレート１４０に配置された配線１４５と接続されている。

【0037】

アクチュエータ１３３は、線形移動が可能なリニアモータを有する。この例では、リニアアクチュエータ（具体的にはシャフトモータ）が用いられる。なお、上述したベアリング１２７は、リニアアクチュエータの軸（シャフト１３３ａ）を挿通させるために、中空構造を有している。

【0038】

アクチュエータ１３３では、シャフト１３３ａが上下方向に変位する。また、アクチュエータ１３３は、内部に弾性体（具体的には、スプリング）を含んでもよい。このとき、電力が供給されなくともスプリングによってシャフト１３３ａの位置固定が可能である。

【0039】

ストッパー１３５は、アクチュエータ１３３の先端部に設けられる。具体的には、ストッパー１３５はアクチュエータ１３３のうちシャフト１３３ａの先端部に設けられる。

【0040】

ストッパー１３５は、車輪１２５の回転を制止する機能を有する。ストッパー１３５には、車輪１２５に対して摩擦力の高い材料が用いられる。この例では、ストッパーとしてゴム材が用いられる。なお、ストッパー１３５には、ゴム材に限定されず、樹脂材料、または金属材料が用いられてもよい。

【0041】

また、ストッパー１３５は、上面から見たときに車輪１２５の回転面に重畳するように配置されている。この場合、ストッパー１３５が下方に変位して車輪１２５と接しているときには、車輪１２５の回転が抑えられる。他方、ストッパー１３５が上方に変位したとき、ストッパー１３５は車輪１２５から離れる。これにより、車輪１２５の回転が可能となる。

【0042】

ストッパー１３５は、アクチュエータ１３３に連結されている。ロック機構部１３０では、ワイヤ１３１に電流が流れると、アクチュエータ１３３が作動し、ストッパー１３５が変位することができる。

【0043】

アクチュエータ１３３は、台車本体部１１０に取り付けられた駆動素子１１５によって駆動してもよい。駆動素子１１５は、モータドライバを含む。

【0044】

図６は、台車１００のＢ１－Ｂ２間の断面図である。連結プレート１４０は、台車本体部１１０に連結具によって取り付けられている。図５および図６に示すように、連結プレート１４０は、４つの端子１４１（第１端子ともいう）を有する。端子１４１は仮想正方形の頂点に配置される。

【0045】

連結プレート１４０は、凹部１４３を有する。端子１４１は、凹部１４３に配置される。より具体的には、端子１４１は、仮想正方形の頂点に配置された凹部１４３に設けられる。これにより、台車１００が濡れた場合においても、端子１４１が濡れることが防止される。

【0046】

端子１４１は、連結プレート１４０内に設けられた配線１４５および台車本体部１１０に配置された配線１１１と接続されている。上述の通り、連結プレート１４０内に設けられた配線１４５および台車本体部１１０に配置された配線１１１は、ワイヤ１３１と接続されるため、端子１４１は、ワイヤ１３１と接続されているということができる。つまり、端子１４１とロック機構部１３０とは、電気的に接続されているということができる。

【0047】

端子１４１のうちＢ１－Ｂ２間に設けられた端子１４１ａおよび端子１４１ｂは逆の極性を有する。また、端子１４１ｃおよび端子１４１ｄは逆の極性を有する。例えば、端子１４１ａが作用電極として機能し、端子１４１ｂが共通電極として機能してもよい。端子１４１ｃが作用電極として機能し、端子１４１ｄが共通電極として機能してもよい。端子１４１が、牽引用ロボット２００の端子２３３と接続されると、牽引用ロボット２００から台車１００へ電力が給電される。例えば、牽引用ロボット２００が台車１００の短辺と平行な方向に進む場合、端子１４１ａ、１４１ｂがそれぞれ、牽引用ロボット２００の端子２３３ａ、２３３ｂと接続されると、牽引用ロボット２００から台車１００へ電力が給電される。また、牽引用ロボット２００が台車１００の長辺と平行な方向に進む場合、端子１４１ｃ、１４１ｄがそれぞれ、牽引用ロボット２００の端子２３３ａ、２３３ｂと接続されると、牽引用ロボット２００から台車１００へ電力が給電される。これにより、アクチュエータ１３３が動作し、ストッパー１３５を変位させることができる。

【0048】

連結プレート１４０には、形状が保持できる程度の強度を有する材料が用いられる。この例では、スチール製のプレートが用いられる。連結プレート１４０は、スチールに限定されず、ＳＵＳなどの金属材料、またはアクリル、塩化ビニル、ポリカーボネートなどの樹脂材料が用いられてもよい。

【0049】

また、台車１００の下部、すなわち、台車本体部１１０の第２面１１０ｂ側には、台車１００を牽引する牽引用ロボット２００が入り込むため、台車１００の下部は、牽引用ロボット２００が入り込むための間隙Ｓを有する。地面Ｇｒｄから連結プレート１４０の下面部までの間隙Ｓは、牽引用ロボット２００の高さＨ（図７（Ｂ）参照。）よりも大きい。間隙Ｓは、キャスター部１２０の取付部１２１の長さ、または車輪１２５の直径によっても調整することができる。

【0050】

本実施形態では、端子１４１に給電されたときに連結プレート１４０の配線１４５および台車本体部１１０の配線１１１およびワイヤ１３１を介してアクチュエータ１３３が動く。そして、アクチュエータ１３３に連結されたストッパー１３５がアクチュエータ１３３の動きに連動して変位する。つまり、端子１４１が給電されるか否かによって、キャスター部１２０に対するロック機構の作動又は解除が切り替わる。

【0051】

（１－３．牽引用ロボットの構成）
図１および図７を用いて、本発明の一実施形態に係る牽引用ロボット２００について説明する。

【0052】

図７は、本発明の一実施形態に係る牽引用ロボット２００の模式図である。具体的には、図７（Ａ）は、牽引用ロボット２００の上面側から眺めた牽引用ロボット２００の斜視図である。図７（Ｂ）は、牽引用ロボット２００のＣ１－Ｃ２間における断面図である。

【0053】

図１および図７に示すように、牽引用ロボット２００は、ロボット本体部２１０、走行部２２０、および昇降部２３０を含む。ロボット本体部２１０は、２つの走行部２２０の間に位置している。

【0054】

ロボット本体部２１０は、制御部２１１、記憶部２１３、および通信部２１５を有する。ロボット本体部２１０は、自動搬送管理装置３００からの指示を通信部２１５で受信する。通信部２１５には、無線モジュールなどの通信機器が用いられる。受信した指示情報は、記憶部２１３に記憶することができる。

【0055】

記憶部２１３には、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）の半導体メモリ等のほか、磁気記録媒体（磁気テープ、磁気ディスク等）、光記録媒体、光磁気記録媒体、記憶媒体である記憶可能な素子が用いられる。

【0056】

制御部２１１は、コンピュータの一つであって、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）などが用いられる。制御部２１１は、指示情報に基づいて、走行部２２０および昇降部２３０を制御することができる。

【0057】

牽引用ロボット２００は、電源部２１７としてバッテリーを含む。具体的には、電源部２１７には、リチウムイオンバッテリが用いられる。また、ロボット本体部２１０には、走行部２２０を駆動するためのモータ、ブレーキなどが適宜設けられてもよい。

【0058】

走行部２２０は、ロボット本体部２１０の側方に設けられる。走行部２２０は、ロボット本体部２１０を走行させることができる。この例では、走行部２２０にクローラーが用いられる。本実施形態では、２つの走行部２２０を同じ方向に回転させることで、牽引用ロボット２００は、前進または後退することができる。また、２つの走行部２２０を異なる方向に回転させることで、牽引用ロボット２００は、その位置で回転（旋回）することができる。

【0059】

なお、本実施形態では、走行部２２０にクローラーが用いられた例を示したが、これに限定されない。例えば、走行部２２０、車輪を用いたものでもよく、具体的にはキャスターであってもよい。

【0060】

昇降部２３０は、上昇または降下する機能を有する。昇降部２３０の上昇および降下の制御は、制御部２１１によって行われる。昇降部２３０は複数の突起２３２を有している。この例では、昇降部２３０は２つの突起を有する。具体的には、突起２３２は、牽引用ロボット２００の進行方向に対して直交する方向に直線状に配置される。このとき、突起２３２は、両側の端部に配置される。

【0061】

突起２３２は、昇降部２３０が上昇したときに、連結プレート１４０の凹部１４３に嵌合することができる。これにより、台車１００と牽引用ロボット２００とが離れることなく一体として移動することできる。

【0062】

また、突起２３２の先端には端子２３３（第２端子ともいう）が設けられている。このとき、端子２３３のうち一方の突起に設けられた端子２３３ａと、他方の突起に設けられた端子２３３ｂとは、逆の極性を有する。端子２３３は、連結プレート１４０の端子１４１に接触したときに、牽引用ロボット２００は、連結プレート１４０の端子１４１を介して、ロック機構部１３０に電力を供給することができる。

【0063】

また、牽引用ロボット２００は、計測部２４０を有する。計測部２４０として、レーザーセンサーを用いることができる。この例では、計測部２４０は、牽引用ロボット２００の前方（進行方向の先端）に配置される。なお、計測部２４０は、牽引用ロボット２００の前方に限定されず、後方、側方または四方に配置されてもよい。レーザーセンサーは、牽引用ロボット２００の前方にレーザー光を走査しながら出射し、出射光と反射光とに基づいて牽引用ロボット２００の周囲の構造物などを検出することができる。具体的には、レーザーセンサーは、牽引用ロボット２００と構造物との距離を算出することによって構造物を検出する。牽引用ロボット２００と構造物との距離の算出は、制御部２１１を用いて行われる。なお、演算装置は、レーザーセンサーに設けられていてもよく、牽引用ロボット２００のロボット本体部２１０に設けられていてもよい。なお、牽引用ロボット２００と構造物との距離の算出は、ＴＯＦ（Ｔｉｍｅ ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ）方式またはＡＭ（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式によって行ってもよい。また、牽引用ロボット２００は、自己の位置を計測するために、エンコーダを走行部２２０に有してもよい。

【0064】

また、ロボット本体部２１０は、さらにジャイロセンサーやＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）信号受信器を含むＩＭＵ（Ｉｎｅｒｔｉａｌ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｕｎｉｔ）を有してもよい。ジャイロセンサーやＧＰＳを利用して構造物を検知し、ジャイロセンサーやＧＰＳで得られたデータを基に構造物と牽引用ロボット２００との距離を算出してもよい。

【0065】

（１－４．自動搬送管理装置の構成）
図１に戻って説明する。自動搬送管理装置３００は、制御部３１０、記憶部３２０、通信部３３０、操作部３４０、および表示部３５０などを備える。

【0066】

制御部３１０は、コンピュータの一つであり、ＣＰＵ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、またはその他の演算処理回路を用いて、自動搬送管理制御のソフトウェア（プログラム）に規定された命令に基づく処理を制御する。また、制御部３１０からの命令によって、自動搬送管理制御プログラムを実行するためのユーザインターフェースが表示部３５０に提供される場合がある。

【0067】

記憶部３２０には、ＳＳＤの半導体メモリ等のほか、磁気記録媒体（磁気テープ、磁気ディスク等）、光記録媒体、光磁気記録媒体、記憶媒体である記憶可能な素子が用いられる。記憶部３２０は、自動搬送管理制御用プログラムで用いられる位置情報、地図情報、牽引用ロボット２００が自動で走行する道順等を記憶するデータベースとしての機能を有する。

【0068】

通信部３３０は、送受信機を有し、通信網介して牽引用ロボット２００と自動搬送に関する情報の通信を行う。通信部３３０と、牽引用ロボット２００との通信は、無線ＬＡＮ、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、インターネット等の無線通信を用いてなされる。なお、通信部３３０は、牽引用ロボット２００の他、工事用エレベータと通信してもよい。

【0069】

操作部３４０は、コントローラー、ボタン、またはスイッチを含む。操作部３４０は、上下左右への移動、押圧、または回転などの動作がなされることにより、その動作に基づく情報が制御部３１０に送信される。なお、タッチセンサを有する表示装置（タッチパネル）である場合、表示部３５０と操作部３４０とが、同じ場所に配置されてもよい。

【0070】

表示部３５０は、液晶ディスプレイまたは有機ＥＬディスプレイなどの表示デバイスであって、制御部３１０から入力される信号により表示内容が制御される。

【0071】

（１－５．台車のロック制御方法）
次に、本実施形態の台車１００のロック制御方法について牽引用ロボット２００との連結と合わせて説明する。

【0072】

まず、台車１００の静止状態においては、図４（Ｂ）に示すようにストッパー１３５は、車輪１２５と接触している。

【0073】

図８（Ａ）は、牽引用ロボット２００が台車１００の下部に入り込んだ時の斜視図を示す。図８（Ｂ）は、牽引用ロボット２００が台車１００の下部に入り込んだ時の断面模式図である。図８（Ａ）および図８（Ｂ）に示すように、牽引用ロボット２００は、台車１００の長辺側から台車１００の下部に入り込む。台車１００の長辺側は、台車１００の短辺側よりも２つの隣接するキャスター部１２０の間隔が大きいため、台車１００の短辺側よりも台車１００の下部の間隙が大きい。そのため、牽引用ロボット２００は、台車１００の短辺側からよりも台車１００の長辺側からの方が台車１００の下部に容易に入ることができる。台車１００の下部に入り込んだ牽引用ロボット２００は、台車１００の下部で適宜回動（旋回）することができる。これにより、台車１００を移動させたい方向を調整することができる。

【0074】

このとき、突起２３２が配置される方向は、凹部１４３が配置される方向と等しくなる。具体的には、上述の通り、凹部１４３が仮想正方形の頂点に配置されている場合、上記仮想正方形の対角線の方向と突起２３２が配置される方向とは等しい。これにより、牽引用ロボット２００と台車１００とを連結させる際の位置合わせが容易になる。

【0075】

図９（Ａ）は、図８（Ｂ）を拡大した断面図である。図９（Ｂ）は、台車１００および牽引用ロボット２００により構成される回路図である。図９（Ａ）に示すように、台車１００および牽引用ロボット２００の位置合わせが完了したとき、端子１４１と端子２３３は、対向する。具体的には、端子１４１ａと端子２３３ａが対向し、端子１４１ｂと、端子２３３ｂとが対向する。このとき、回路図は、少なくとも台車１００のロック機構部１３０、端子１４１、牽引用ロボット２００の端子２３３、および電源部２１７を含む。回路図において、端子１４１ａと端子２３３ａ、および端子１４１ｂと端子２３３ｂとは接していないため、電気回路は開回路状態（スイッチがＯＦＦの状態）となる。

【0076】

上述の通り、牽引用ロボット２００の方向が特定された後、昇降部２３０が上昇動作する。図１０は、牽引用ロボット２００が上昇動作した時の断面模式図である。昇降部２３０が上昇動作するとき、突起２３２が連結プレート１４０の凹部１４３に嵌合する。このとき、複数の突起２３２と複数の凹部１４３が設けられていることにより、牽引用ロボット２００の移動時および旋回時において、連結が外れることを防止することができる。

【0077】

また、突起２３２が連結プレート１４０の凹部１４３に嵌合するとき、牽引用ロボット２００の端子２３３が、連結プレートの凹部内に設けられた端子１４１に電気的に接続する。このとき、端子１４１は、端子２３３を介して電源部２１７から電力が給電される。上述の通り、凹部１４３内に端子１４１が設けられることで、台車１００と牽引用ロボット２００との連結が維持されるため、台車１００側の端子－牽引用ロボット２００側の端子間の電気的接続も維持される。

【0078】

図１１（Ａ）は、図１０の拡大断面図である。図１１（Ｂ）は、台車１００および牽引用ロボットが連結した時の回路図である。図１１（Ａ）に示すように、台車１００側の端子１４１ａと、牽引用ロボット２００側の端子２３３ａ、および台車１００側の端子１４１ｂと牽引用ロボット２００側の端子２３３ｂとが接することにより、図１１（Ｂ）に示すように、電気回路は閉回路状態（スイッチがＯＮの状態）となる。

【0079】

図１２は、端子１４１が給電された時のキャスター部１２０の断面図である。上述の通り、閉回路状態（スイッチがＯＮの状態）となることにより、牽引用ロボット２００から端子１４１に対して給電され、アクチュエータ１３３にも電力が供給される。これにより、アクチュエータ１３３が動作し、ストッパー１３５が上方に変位する。ストッパー１３５が上方に変位することにより、ストッパー１３５が車輪１２５から離れる。以上により、ロック機構部１３０によるロックが解除され、車輪１２５の回転が可能となる。

【0080】

つまり、本実施形態の台車１００では、端子１４１と、端子２３３との接触は電気回路におけるスイッチとして機能し、連結プレート１４０の端子１４１への給電に連動して、ロック機構部１３０におけるキャスター部１２０に対するロック機構の作動または解除の状態が変化する。これにより、台車１００を容易に制御することができる。

【0081】

また、本実施形態では、端子１４１が給電されない状態（基本状態）において、アクチュエータ１３３は、キャスター部１２０の車輪１２５の回転を制止するようにストッパー１３５を車輪１２５に接触させるため、車輪１２５が回転しない。このため、基本状態において、台車１００は静止している。一方で、端子１４１が給電されると、ストッパー１３５が車輪１２５から離れるため、車輪１２５が回転可能となる。したがって、本実施形態の台車１００は、常時所定の位置に静止可能であり、必要に応じて移動可能であるということができる。

【0082】

（１－６．自動搬送）
次に、本発明の一実施形態に係る台車１００および牽引用ロボット２００を用いて資材を自動搬送する例について説明する。なお、本実施形態における自動搬送とは、自動搬送車が自動搬送管理装置３００と通信接続し、自動搬送管理装置３００からの指示に基づく搬送と、自動搬送車が具備する自動搬送管理装置による自律搬送とを含む。自律搬送には、自動搬送車が所定の経路に沿って目的地に向かう搬送だけでなく、目標物を追従した搬送も含まれる。

【0083】

図１３は、本発明の一実施形態に係る自動搬送システムを利用した建設現場の模式図である。図１３に示す建設現場の建造物５０は、複数のフロアを有している。建造物５０の隣には、フロア間、すなわち、建造物５０の高さ方向への資材５３の搬送を可能にする工事用エレベータ６０が設置されている。工事用エレベータ６０は、建造物５０の高さ方向に沿って延伸する脚柱６１に昇降機６２が取り付けられている。昇降機６２は、脚柱６１に沿って移動し、建造物５０の各フロアで停止することができるように設定されている。なお、自動搬送システムには、工事用エレベータ６０が含まれていてもよく、牽引用ロボット２００および工事用エレベータ６０は、自動搬送管理装置３００によって制御することができる。

【0084】

作業フロア（資材の荷取り場または荷置き場）では、フロアの壁面の開口部を塞ぐようにシャッター５１が設置されている。シャッター５１は、工事用エレベータ６０側に設置される。工事用エレベータ６０を利用する場合にはシャッター５１が開閉される。また、シャッター５１の前には、フロアの床面と昇降機６２の床面との段差を小さくするためのスロープ５２が設置されている。なお、シャッター５１の開閉も自動搬送管理装置３００によって制御することができる。

【0085】

自動搬送システムにおいては、資材５３が積載された台車１００と牽引用ロボット２００が連結し、牽引用ロボット２００が、台車１００を牽引しながら、荷取り場から荷置き場まで自動走行する。建設現場においては、資材５３などがフロアの床面上に置いてあることも多く、牽引用ロボット２００の搬送経路が限定される場合がある。そのため、牽引用ロボット２００の自動走行を可能とするために、牽引用ロボット２００の走行可能な搬送経路を特定しておいてもよい。また、自動搬送システムの利用を開始する前に、フロアの状況を示した地図（自動搬送用フロア地図）を生成しておいてもよい。

【0086】

図１４は、建設現場において、自動搬送用フロア地図の生成について説明する図である。具体的には、図１４（Ａ）は、建設現場のフロアの状況を示す模式図であり、図１４（Ｂ）は、生成された自動搬送用フロア地図の模式図である。

【0087】

図１４（Ａ）に示すように、建設現場における建造物５０のフロアの床面上には、第１資材５３－１および第２資材５３－２が置かれている。牽引用ロボット２００が自動走行する上で、第１資材５３－１および第２資材５３－２は障害物となり得る。また、建造物５０のフロアには、建造物５０を支えるための柱が設置されている。柱もまた、牽引用ロボット２００の自動走行における障害物となり得る。牽引用ロボット２００の自動走行の障害物となり得る、第１資材５３－１、第２資材５３－２、または柱などを全て障害物５５としてマーキングした自動搬送用フロア地図を生成する。

【0088】

自動搬送用フロア地図を生成するため、牽引用ロボット２００が自動走行するフロア（例えば、荷取り場または荷置き場など）内において、作業者は、牽引用ロボット２００を手動で操作し、または自動で、走行させる。上述のように牽引用ロボット２００にレーザーセンサーが搭載されている場合、牽引用ロボット２００は、レーザーセンサーを用いて、第１資材５３－１、第２資材５３－２、または柱などを検知することができる。牽引用ロボット２００は、検知された情報を基にして、図１４（Ｂ）に示すような、第１資材５３－１、第２資材５３－２、または柱などが障害物５５としてマーキングされた自動搬送用フロア地図を生成することができる。なお、自動搬送用フロア地図の生成における処理は、牽引用ロボット２００でなくてもよい。牽引用ロボット２００と通信接続し、牽引用ロボット２００から情報を受信した自動搬送管理装置３００で処理を行い、自動搬送用フロア地図を生成してもよい。

【0089】

また、自動搬送用フロア地図は、リアルタイムで自動搬送管理装置３００により処理され、自動搬送用フロア地図が生成されてもよい。自動搬送用フロア地図は作業者の携帯端末で受信され、端末の表示部で表示されてもよい。作業者は、実際の牽引用ロボット２００の走行と、表示部に表示された自動搬送用フロア地図とを比較して確認することができる。これにより、自動搬送用フロア地図の精度が向上する。

【0090】

また、牽引用ロボット２００がジャイロセンサーを搭載する場合、フロアの床面上の段差を検出することができる。この場合、自動搬送用フロア地図には、障害物５５だけでなく、段差も示すことが可能となる。

【0091】

自動搬送用フロア地図の情報、ならびに台車１００および牽引用ロボット２００の位置の情報など、自動搬送で必要な情報は自動搬送管理装置３００によって制御され、管理される。例えば、台車１００の初期位置（スタート位置）および搬送位置（ゴール位置）、または自動搬送システムの実行開始時間などは、自動搬送管理装置３００を通じて制御し、管理することができる。

【0092】

自動搬送管理装置３００によって自動搬送が実行されると、牽引用ロボット２００は、自動走行を開始し、荷取り場フロアの初期位置の資材５３が積載された台車１００の下部に入り込み、台車１００と連結する。この結果、台車１００に含まれる端子１４１が、牽引用ロボット２００の端子２３３と接続され、牽引用ロボット２００から台車１００へ電力が給電される。当該給電により、台車１００のアクチュエータ１３３が稼働し、ストッパー１３５が上昇し、キャスター部１２０のロック機構が解除される。牽引用ロボット２００は、自動搬送用フロア地図を基にして障害物５５を避け、台車１００を牽引しながら自動走行する。牽引用ロボット２００は、荷取り場フロアのシャッター５１の前、より具体的にはスロープ５２の前で停止する。

【0093】

自動搬送管理装置３００は、牽引用ロボット２００がシャッター５１の前で停止している信号を受信すると、工事用エレベータ６０の昇降機６２を牽引用ロボット２００のいる荷取り場フロアまで移動させ、昇降機６２の扉（図示しない。）を開ける。また、自動搬送管理装置３００が、昇降機６２が荷取り場フロアで停止した信号を受信すると、荷取り場フロアのシャッター５１を開く。牽引用ロボット２００は、昇降機６２の扉およびシャッター５１が開いた信号を受信すると、スロープ５２を昇り、工事用エレベータ６０の昇降機６２に乗り込む。自動搬送管理装置３００は、牽引用ロボット２００が昇降機６２の中で停止している信号を受信すると、昇降機６２の扉およびシャッター５１を閉じる。昇降機６２の扉やシャッター５１が閉じていることを確認した後、昇降機６２を荷置き場フロアに移動させる。また、自動搬送管理装置３００が、昇降機６２が荷置き場フロアで停止し昇降機６２の扉が開く信号を受信すると、荷取り場フロアのシャッター５１を開く。

【0094】

牽引用ロボット２００は、シャッター５１が開いた信号を受信すると、自動走行を開始し、スロープ５２を通って、昇降機６２から荷置き場フロアに降りる。自動搬送管理装置３００は、牽引用ロボット２００がスロープ５２を降りた信号を受信し、昇降機６２内に何もないことを確認すると、昇降機６２の扉およびシャッター５１を閉める。牽引用ロボット２００は、自動生成用フロア地図を基にして、障害物５５を避けながら、自動走行し、搬送位置で停止する。

【0095】

自動搬送管理装置３００は、牽引用ロボット２００が搬送位置で停止している信号を受信すると、台車１００と牽引用ロボット２００との連結を解除する指示を送信する。牽引用ロボット２００が台車１００から離れることで、台車１００に含まれる端子と牽引用ロボット２００に含まれる端子が非接触となる。この結果、ストッパー１３５が下降し、ロック機構部１３０が作動し、台車１００が静止状態となる。台車１００との連結が解除された牽引用ロボット２００は、シャッター５１の前まで進み、上述した走行経路を逆に走行して、荷取り場フロアまで戻る。牽引用ロボット２００は、別の資材５３が積載された台車１００と連結し、台車１００を牽引しながら自動走行する。

【0096】

なお、本実施形態において、自動搬送システム１０は、１つの牽引用ロボット２００に限られない。自動搬送システム１０は、複数の牽引用ロボット２００を含むこともできる。すなわち、自動搬送システム１０では、複数の台車１００および複数の牽引用ロボット２００を同時に利用して自動搬送することができる。また、自動搬送管理装置３００は、複数の牽引用ロボット２００が同時または連続的に、荷取り場フロアと荷置き場フロアを行き来できるように制御することができる。

【0097】

また、上記では、牽引用ロボット２００を含む自動搬送システムを説明したが、自動搬送システムは、牽引用ロボット２００に限られず、あらゆる自動搬送車に適用することができる。

【0098】

本実施形態に係る自動搬送システムは、牽引用ロボット２００が、資材５３が積載された台車１００と連結し、台車１００を荷取り場から荷置き場に自動で搬送することができる。例えば、夜間に自動搬送システムによる自動搬送を実行しておけば、作業者は、翌日の朝から自動搬送システムによって搬送された資材５３を用いて作業を開始することができる。作業者は、翌日の朝に資材５３の搬送作業から開始する必要があるが、自動搬送システムを利用すれば、資材５３の搬送作業を省略することができる。そのため、自動搬送システムを利用することで、作業者の負担が軽減し、建設現場における作業効率が大幅に向上する。

【0099】

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、削除もしくは設計変更を行ったもの、又は、工程の追加、省略もしく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。

【0100】

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、又は、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。

【0101】

（変形例）
なお、本実施形態では、台車本体部１１０と、連結プレート１４０が、別々に設けられる例を示したが、これに限定されない。台車本体部１１０と連結プレート１４０は、一体として一つの台車本体部を形成してもよい。

【0102】

また、本実施形態において、アクチュエータ１３３は、キャスター部１２０の内部に設けられる例を示したが、これに限定されない。例えば、アクチュエータは、キャスター部１２０の外側に設けられてもよいし、台車本体部１１０に内蔵されてもよい。

【0103】

また、本実施形態では、アクチュエータ１３３として、リニアアクチュエータを示したが、これに限定されない。例えば、アクチュエータ１３３として、電磁ソレノイドまたは電磁シリンダなどが用いられてもよい。

【0104】

また、本実施形態では、ロック機構部１３０は、対角線上に配置されたキャスター部１２０に近接して配置されている例を示したが、これに限定されない。例えば、ロック機構部１３０が、３個のキャスター部１２０に設けられてもよいし、四隅のキャスター部１２０のそれぞれに配置されてもよい。

【0105】

また、本実施形態では、突起２３２は、牽引用ロボット２００の進行方向に対して直交する方向に直線状に２つ配置される例を示したがこれに限定されない。例えば、突起２３２は、中央部および両側の端部に直線状に配置されてもよい。この場合、中央の端子２３３と、端部の端子２３３とは、逆の極性を有してもよい。また、突起２３２は、台車１００の進行方向に沿って配置されてもよい。

【0106】

また、本実施形態では、端子１４１が凹部１４３に設けられる例を示したが、これに限定されない。例えば、端子１４１が凹部１４３の外側（連結プレート１４０の上面）に設けられてもよい。これにより、端子２３３も突起２３２上ではなく、昇降部２３０の上面に設けられてもよい。この場合、アクチュエータ１３３への給電と、連結ずれの機能を独立で制御することができる。

【0107】

また、突起２３２は、設けられなくてもよい。このとき、端子１４１および端子２３２３、磁力を用いて接続してもよい。

【0108】

また、本実施形態では、台車１００側の端子１４１が給電されることにより、ロック機構部１３０によるロック機構が解除される例を示したが、これに限定されない。例えば、台車１００に電源部がある場合には、台車側の端子１４１と牽引用ロボット２００側の端子２３３とが接触することにより閉回路化し、ロック機構が解除されてもよい。

【符号の説明】

【0109】

１０・・・自動搬送システム，５０・・・建造物，５１・・・シャッター，５２・・・スロープ，５３・・・資材，５４・・・柱，５５・・・障害物，６０・・・工事用エレベータ，６１・・・脚柱，６２・・・昇降機，１００・・・台車，１１０・・・台車本体部，１１５・・・駆動素子，１２０・・・キャスター部，１２１・・・取付部，１２３・・・本体部，１２５・・・車輪，１３０・・・ロック機構部，１３１・・・ワイヤ，１３３・・・アクチュエータ，１３５・・・ストッパー，１４０・・・連結プレート，１４１・・・端子，１４３・・・凹部，２００・・・牽引用ロボット，２１０・・・ロボット本体部，２１１・・・制御部，２１３・・・記憶部，２１５・・・通信部，２１７・・・電源部，２２０・・・走行部，２３０・・・昇降部，２３２・・・突起，２３３・・・端子，２４０・・・計測部，３００・・・自動搬送管理装置，３１０・・・制御部，３２０・・・記憶部，３３０・・・通信部，３４０・・・操作部，３５０・・・表示部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】