特許 7501468 搬送ロボット

(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】2024-06-10

(45)【発行日】2024-06-18

(54)【発明の名称】搬送ロボット

(51)【国際特許分類】

   G05D 1/43 20240101AFI20240611BHJP

   B61B 13/00 20060101ALI20240611BHJP

【ＦＩ】

G05D1/43

B61B13/00 C

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2021133567

(22)【出願日】2021-08-18

(65)【公開番号】P2023028087

(43)【公開日】2023-03-03

【審査請求日】2023-05-17

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】芹澤 和実

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 英一

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 大典

(72)【発明者】

【氏名】茂木 俊介

【審査官】今井 貞雄

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－２０５０４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－１０９８２６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０５Ｄ １／４３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

搬送物を載置可能な本体部と、
前記本体部に設けられた駆動輪と、
建物内に立設された壁部の壁面に沿ってかつ走行経路に沿って延在する走行経路誘導部の延在方向と進行方向とが一致するように前記駆動輪を制御可能とされた駆動制御部と、
を有し、
前記駆動制御部は、
前記走行経路誘導部としての手摺に沿って案内可能とされると共に前記本体部に対して当該本体部の高さ方向周りに回転可能に支持された回転部と、
前記延在方向と前記進行方向とが一致しているときの前記回転部の位置を基準として当該回転部の当該進行方向に対する回転角度を検出可能な回転角度検出部と、
を備えると共に、
前記回転角度が０度となるように前記駆動輪を制御可能とされている、
搬送ロボット。

【請求項2】

前記本体部には、歩行者が把持可能な把持部を備えたハンドレールが設けられている、
請求項１に記載の搬送ロボット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、搬送ロボットに関する。

【背景技術】

【0002】

下記特許文献１には、宅配システムに関する発明が開示されている。この宅配システムは、ユーザ端末と、宅配管理装置と、宅配ロボット（搬送ロボット）とを備えている。そして、宅配管理装置からユーザ端末に荷物に関する情報を通知し、通知を受けたユーザ端末からの荷物の配送指示を宅配管理装置で受け付け、宅配管理装置が配送指示を受けた荷物の配送先までの経路を探索すると共に、探索した経路の情報を用いて宅配ロボットに荷物の配送を実行させている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０２１－３３５８１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、宅配ロボットを荷物の配送先まで移動させるには、宅配ロボットを自律走行可能な構成とする必要がある。そして、そのためには、宅配ロボットの位置を取得するＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）や宅配ロボットの周囲の障害物を検知する各種センサを搭載する必要があり、宅配ロボットの構成並びに制御が複雑なものとなる。

【0005】

一方で、宅配ロボットの移動範囲を建物の内側に限定すれば、宅配ロボットの構成並びに制御を単純化することが可能である。具体的には、建物内の路面に宅配ロボットの走行経路に沿ってマーカーを配置し、宅配ロボットをこのマーカーに沿って走行させるようにすれば、宅配ロボットの位置の取得や走行経路の設定に関する制御が不要となり、宅配ロボットの構成並びに制御の単純化を図ることができる。

【0006】

しかしながら、建物内の床面にマーカーを配置すると、マーカー上を人や物が移動することで、マーカーが損傷することが考えられるため、宅配ロボットの走行経路を維持するという点については、課題が残ることとなる。

【0007】

本発明は上記事実を考慮し、構成並びに制御を単純化しつつ、走行経路を容易に維持することができる搬送ロボットを得ることが目的である。

【課題を解決するための手段】

【0008】

請求項１に記載の本発明に係る搬送ロボットは、搬送物を載置可能な本体部と、前記本体部に設けられた駆動輪と、建物内に立設された壁部の壁面に沿ってかつ走行経路に沿って延在する走行経路誘導部の延在方向と進行方向とが一致するように前記駆動輪を制御可能とされた駆動制御部と、を有し、前記駆動制御部は、前記走行経路誘導部としての手摺に沿って案内可能とされると共に前記本体部に対して当該本体部の高さ方向周りに回転可能に支持された回転部と、前記延在方向と前記進行方向とが一致しているときの前記回転部の位置を基準として当該回転部の当該進行方向に対する回転角度を検出可能な回転角度検出部と、を備えると共に、前記回転角度が０度となるように前記駆動輪を制御可能とされている。

【0009】

請求項１に記載の本発明によれば、本体部と、当該本体部に設けられた駆動輪とを備えており、本体部に搬送物を載置した状態で当該搬送物を搬送することができる。

【0010】

また、本発明では、駆動制御部を備えており、当該駆動制御部によって、搬送ロボットの走行経路に沿って延在する走行経路誘導部の延在方向と搬送ロボットの進行方向とが一致するように駆動輪が制御される。

【0011】

このため、本発明では、搬送ロボットの位置の取得や搬送ロボットの走行経路の設定に関する制御を行うことなく、搬送ロボットを走行経路に沿って走行させることができる。

【0012】

ところで、建物内の床面に走行経路誘導部を配置すると、走行経路誘導部上を人や物が移動することで、走行経路誘導部が損傷することが考えられる。

【0013】

ここで、本発明では、駆動制御部が、建物内に立設された壁部の壁面に沿って延在する走行経路誘導部の延在方向に基づいて駆動輪を制御することができるため、建物内の床面に走行経路誘導部を配置することなく搬送ロボットの走行経路を設定することができる。その結果、建物内における人や物の移動による走行経路誘導部の損傷を抑制することができる。

【0015】

また、本発明によれば、駆動制御部が回転部を備えており、当該回転部は、走行経路誘導部としての手摺に沿って案内可能とされると共に、搬送ロボットの本体部に対して当該本体部の高さ方向周りに回転可能に支持されている。

【0016】

このため、搬送ロボットの走行中において、手摺の延在方向と搬送ロボットの進行方向とが一致していないとき、すなわち当該進行方向が搬送ロボットの走行経路に対してずれているとき、回転部が本体部の高さ方向周りに回転することとなる。

【0017】

また、駆動制御部は、回転角度検出部を備えており、当該回転角度検出部は、手摺の延在方向と搬送ロボットの進行方向とが一致しているときの回転部の位置を基準として、当該回転部の当該進行方向に対する回転角度を検出する。

【0018】

そして、本発明では、駆動制御部が、回転部の回転角度が０度となるように、すなわち手摺の延在方向と搬送ロボットの進行方向とが一致するように、駆動輪を制御するため、搬送ロボットを手摺に沿って走行させることができる。

【0019】

請求項２に記載の本発明に係る搬送ロボットは、請求項１に記載の発明において、前記本体部には、歩行者が把持可能な把持部を備えたハンドレールが設けられている。

【0020】

請求項２に記載の本発明によれば、上述したように、建物内に設置された手摺に沿って搬送ロボットが走行することとなる。

【0021】

ところで、手摺に沿って搬送ロボットが走行すると、搬送ロボットの近傍に位置する手摺の一部は、利用することが困難となる。

【0022】

ここで、本発明では、本体部にハンドレールが設けられており、当該ハンドレールは、歩行者が把持可能な把持部を備えている。このため、本発明では、搬送ロボットの近傍において、歩行者は、搬送ロボットに設けられたハンドレールを手摺の代わりに用いることができる。

【発明の効果】

【0028】

以上説明したように、請求項１に記載の本発明に係る搬送ロボットは、構成並びに制御を単純化しつつ、走行経路を容易に維持することができるという優れた効果を有する。

【0029】

また、本発明に係る搬送ロボットは、建物内の既存の手摺を用いて走行経路を設定することができるという優れた効果を有する。

【0030】

請求項２に記載の本発明に係る搬送ロボットは、搬送物の搬送を行いつつ、歩行者を補助することができるという優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【0032】

【図1】第１実施形態に係る搬送ロボットの構成を模式的に示す側面図である。

【図2】第１実施形態に係る搬送ロボットの構成を模式的に示す平面図である。

【図3】第１実施形態に係る搬送ロボットの回転部の構成を模式的に示す正面図である。

【図4】第１実施形態に係る搬送ロボットのハードウェア構成を示すブロック図である。

【図5】第１実施形態に係る搬送ロボットに搭載された制御装置の機能構成を示すブロック図である。

【図6】第１実施形態に係る搬送システムの一部を構成するゲート装置の構成を模式的に示す正面図である。

【図7】第１実施形態に係る搬送ロボットに搭載された制御装置による搬送ロボットの制御フローを示すフローチャートである。

【図8】第１実施形態に係る搬送ロボットの走行中における回転部と手摺との関係を模式的に示す平面図である。

【図9】第２実施形態に係る搬送ロボットの構成を模式的に示す側面図である。

【図10】第２実施形態に係る搬送ロボットの構成を模式的に示す正面図である。

【図11】第２実施形態に係る搬送ロボットのハードウェア構成を示すブロック図である

【図12】第２実施形態に係る搬送ロボットに搭載された制御装置の機能構成を示すブロック図である。

【図13】第２実施形態に係る搬送ロボットに搭載された制御装置による搬送ロボットの制御フローを示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0033】

以下、図１～図８を用いて、本発明に係る搬送ロボットの第１実施形態について説明する。図１に示されるように、本実施形態に係る「搬送ロボット１０」は、後述する「ゲート装置１２（図６参照）」と共に、搬送システム１４の一部を構成している。

【0034】

図２にも示されるように、搬送ロボット１０は、「本体部１６」、一対の「駆動輪１８」、一対のキャスター２０、「ハンドレール２２」、方向制御装置２４及びトレー２６を備えており、「建物２８」内の通路３０を走行可能とされている。

【0035】

なお、搬送ロボット１０は、その前後方向において対称な構成とされているが、説明の便宜上、各図に示される矢印ＦＲを搬送ロボット１０の前後方向前側とし、矢印ＵＰを搬送ロボット１０の高さ方向上側とし、矢印ＬＨを搬送ロボット１０の幅方向左側とすることとする。また、以下では、特に断りのない限り、前後方向は搬送ロボット１０の前後方向を意味し、高さ方向は搬送ロボット１０の高さ方向を意味し、幅方向は搬送ロボット１０の幅方向を意味するものとする。

【0036】

本体部１６は、長手方向を前後方向とされた直方体状とされており、本体部１６の上面には、「搬送物３２」を載置可能とされている。なお、搬送物３２としては、例えば、段ボール箱詰めされた種々の物品等が挙げられる。

【0037】

また、本体部１６の前後方向中央部における幅方向両側には、駆動輪１８が設けられている。そして、それぞれの駆動輪１８には、駆動輪１８に駆動力を付与するモータ３４（図４参照）が図示しない動力軸を介して連結されている。一方、本体部１６の前後方向両側の部分における幅方向中央部には、それぞれキャスター２０が設けられている。

【0038】

さらに、本体部１６には、図４に示されるように、一対のモータドライバ３６及び制御装置３８が搭載されている。そして、モータドライバ３６は、それぞれ対応するモータ３４及び制御装置３８に電気的に接続されている。なお、モータ３４等の搬送ロボット１０に搭載された電子機器には、本体部１６に搭載された図示しないバッテリから電力が供給されるようになっている。

【0039】

一方、ハンドレール２２は、本体部１６の前後方向中央部における幅方向右側の部分に設けられており、幅方向から見て高さ方向下側が開放されたＵ字状に曲げられたパイプ材でその主な部分が構成されている。

【0040】

また、ハンドレール２２における高さ方向上側の部分には、前後方向に延在するラバーグリップ４０が取り付けられており、図示しない歩行者が把持可能な「把持部２２Ａ」とされている。

【0041】

一方、方向制御装置２４は、図１～図３に示されるように、「回転部４２」と、回転部４２を支持する支柱部４４と、回転角度検出部としての「回転角度センサ４６」とを備えている。

【0042】

回転部４２は、天板４８と、天板４８に取り付けられた一対のガイド部５０と、支持シャフト５２とを備えている。なお、以下では、特に断りのない限り回転部４２が基準位置にあることを前提として説明を続けていくこととする。

【0043】

天板４８は、回転部４２の高さ方向上側の部分を構成するとともに、平面視で矩形の板状とされており、長手方向を幅方向とされて配置されている。この天板４８には、その幅方向左側の部分とその幅方向中央部分とに幅方向に延在するスリット部５４が設けられている。なお、これらのスリット部５４は、幅方向に延在する同一直線上に位置している。

【0044】

ガイド部５０は、ローラ５６、支持ブラケット５８、ボルト６０及びナット６２を備えている。ローラ５６は、ゴム製とされると共に高さ方向に延在する円筒状とされており、支持ブラケット５８にボルト６０及びナット６２を介して支持されている。

【0045】

詳しくは、支持ブラケット５８は、厚さ方向を高さ方向とされて幅方向に延在する上壁部５８Ａと、厚さ方向を高さ方向とされて上壁部５８Ａの高さ方向下側に上壁部５８Ａと平行に配置された下壁部５８Ｂと、上壁部５８Ａの端部と下壁部５８Ｂの端部とを高さ方向に繋ぐ側壁部５８Ｃとを含んで構成されている。また、上壁部５８Ａ及び下壁部５８Ｂには、図示しない被挿通部が形成されている。

【0046】

そして、ローラ５６が支持ブラケット５８の上壁部５８Ａと下壁部５８Ｂとの間に配置された状態で、下壁部５８Ｂの高さ方向下側からボルト６０が、上壁部５８Ａ及び下壁部５８Ｂの被挿通部、ローラ５６及びスリット部５４に挿通された状態でボルト６０にナット６２が締結されることで、ガイド部５０は、天板４８に取り付けられている。

【0047】

上記のように構成された一対のガイド部５０は、ローラ５６同士が幅方向に対向するように配置されている。そして、一対のローラ５６によって、建物２８内に立設された「壁部６４」の「壁面６４Ａ」に沿って延在する走行経路誘導部としての「手摺６６」が幅方向に挟持された状態となっている。

【0048】

なお、手摺６６は、円柱状とされており、搬送ロボット１０が走行する通路３０に沿って延在すると共に、壁面６４Ａに通路３０の延在方向に所定の間隔をあけて設けられた支持部６８に建物下方側から支持されている。

【0049】

支持シャフト５２は、高さ方向に延在する円筒状とされており、天板４８の幅方向右側の端部から高さ方向下側に延出されている。そして、支持シャフト５２は、その高さ方向下側の部分が支柱部４４に支持されている。

【0050】

支柱部４４は、有蓋角筒状とされており、その上壁部４４Ａには、図示しない被挿通部が形成されている。そして、支持シャフト５２は、上壁部４４Ａの被挿通部に高さ方向上側から挿通されて、上壁部４４Ａの高さ方向下側に固定された図示しないベアリングを介して、支柱部４４に高さ方向周りに回転可能に支持されている。

【0051】

なお、支持シャフト５２は、幅方向から見て、その回転軸と駆動輪１８の回転中心とが、高さ方向に延在する同一直線上に位置するように配置されている。

【0052】

一方、回転角度センサ４６は、支柱部４４の内側における高さ方向上側に配置されており、回転部４２の支柱部４４に対する回転角度を検出可能とされている。また、回転角度センサ４６は、回転部４２の基準位置に対する回転角度に基づく角度信号を制御装置３８に出力可能とされている。

【0053】

トレー２６は、高さ方向上側は開放された箱状とされており、本体部１６上に位置するように支柱部４４に取り付けられている。このトレー２６は、書類等の比較的軽い搬送物を載置可能とされている。

【0054】

ここで、本実施形態では、制御装置３８及び方向制御装置２４によって一対の駆動輪１８が制御されることで、手摺６６の延在方向と搬送ロボット１０の進行方向とが一致している点に第１の特徴がある。また、制御装置３８及び各種機器によって搬送ロボット１０の進行方向が切替可能とされている点に第２の特徴がある。以下、制御装置３８を中心として、一対の駆動輪１８の制御に用いられる各種機器の構成について説明していくこととする。

【0055】

制御装置３８は、図４に示されるように、プロセッサの一例であるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）３８Ａ、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）３８Ｂ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）３８Ｃ、ストレージ３８Ｄ及び入出力Ｉ／Ｆ（Ｉｎｔｅｒ Ｆａｃｅ）３８Ｅを含んで構成されている。そして、ＣＰＵ３８Ａ、ＲＯＭ３８Ｂ、ＲＡＭ３８Ｃ、ストレージ３８Ｄ及び入出力Ｉ／Ｆ３８Ｅは、バス３８Ｆを介して相互に通信可能に接続されている。

【0056】

ＣＰＵ３８Ａは、中央演算処理ユニットとされており、搬送ロボット１０の各種制御に係る各種プログラムの実行が可能とされている。具体的には、ＣＰＵ３８Ａは、ＲＯＭ３８Ｂからプログラムを読み出し、ＲＡＭ３８Ｃを作業領域としてプログラムを実行可能とされている。そして、ＲＯＭ３８Ｂに記憶された実行プログラムが、ＣＰＵ３８Ａで読み出されて実行されることで、制御装置３８は、後述するように、種々の機能を発揮することが可能となっている。

【0057】

ストレージ３８Ｄは、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）又はＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）を含んで構成され、オペレーティングシステムを含む各種プログラム及び各種データが記憶されている。

【0058】

入出力Ｉ／Ｆ３８Ｅは、制御装置３８が搬送ロボット１０に搭載された各装置と通信するためのインターフェースとされている。そして、制御装置３８は、入出力Ｉ／Ｆ３８Ｅを介して後述する各装置に相互に通信可能に接続されている。なお、これらの装置は、バス３８Ｆに対して直接接続されていてもよい。

【0059】

詳しくは、入出力Ｉ／Ｆ３８Ｅには、上述したモータドライバ３６、回転角度センサ４６、一対の上側接触センサ７０及び下側接触センサ７２が接続されている。モータドライバ３６は、制御装置３８から入力された指令信号に基づいて制御信号をモータ３４に出力し、モータ３４の回転数及び回転方向等を制御可能とされている。そして、本実施形態では、制御装置３８及び一対のモータドライバ３６によって一対のモータ３４の回転数及び回転方向等がそれぞれ独立して制御されることで、搬送ロボット１０の進行方向を変更することが可能とされている。

【0060】

上側接触センサ７０は、支柱部４４の高さ方向上側の部分において、前後方向前側の面と、前後方向後側の面とのそれぞれに設けられている。この上側接触センサ７０は、上側接触センサ７０への物体の接触を検出すると、第１接触信号を制御装置３８に出力するようになっている。

【0061】

下側接触センサ７２は、本体部１６の前後方向前側の面と、本体部１６の前後方向後側の面とのそれぞれに設けられている。この下側接触センサ７２は、下側接触センサ７２への物体の接触を検出すると、第２接触信号を制御装置３８に出力するようになっている。

【0062】

次に、図５を用いて制御装置３８の機能構成について説明する。制御装置３８は、ＣＰＵ３８ＡがＲＯＭ３８Ｂに記憶された実行プログラムを読み出し、これを実行することによって、方位角検出部７４、駆動量制御部７６、停止制御部７８及び進行方向切替制御部８０の集合体として機能する。

【0063】

方位角検出部７４は、回転角度センサ４６から入力された角度信号に基づき回転部４２の基準位置に対する回転角度θを所定時間毎に検出している。なお、図８に示されるように、回転部４２は、搬送ロボット１０の走行中において、手摺６６に案内されるようになっており、回転角度θは、手摺６６の延在方向と搬送ロボット１０の進行方向とが成す角すなわち方位角と見なすことができる。また、方位角検出部７４は、基準位置に対して反時計回りの角度を正の値として検出し、基準位置に対して時計回りの角度を負の値として検出するようになっている。

【0064】

駆動量制御部７６は、モータドライバ３６を制御することで、一例として、搬送ロボット１０の走行速度が１ｍ／ｓとなるようにモータ３４の駆動量を制御している。また、駆動量制御部７６は、方位角検出部７４で検出された回転角度θに基づいて、一対のモータ３４の駆動量をそれぞれ独立して制御することが可能とされている。

【0065】

詳しくは、図８に示されるように、搬送ロボット１０の走行中において、通路３０が直線であるときには、回転部４２は、手摺６６の直線部６６Ａに沿って案内され、手摺６６の延在方向と搬送ロボット１０の進行方向とが一致する。このため、直線部６６Ａにおいて、回転部４２は、基準位置から回転することがない。

【0066】

一方、通路３０が曲線であるときは、回転部４２は、手摺６６のコーナー部６６Ｂに沿って案内され、手摺６６の延在方向と搬送ロボット１０の進行方向とが一時的に一致しない状態となる。このとき、回転部４２は、基準位置から回転し、方位角検出部７４によって回転角度θが０度以外の値で検出されることとなる。

【0067】

そして、駆動量制御部７６は、上記のように検出された回転角度θが０度か否かを判定し、回転角度θが０度でない場合には、回転角度θが０度になるようにモータドライバ３６を制御することで、モータ３４の駆動量を制御している。すなわち、駆動量制御部７６は、回転角度θの値に基づいてモータ３４の駆動量を制御するフィードバック制御を行っている。

【0068】

例えば、搬送ロボット１０がコーナー部６６Ａに沿って進行方向左側に旋回するときには、駆動量制御部７６は、幅方向右側の駆動輪１８を駆動させるモータ３４の回転数を上昇させ、幅方向左側の駆動輪１８を駆動させるモータ３４の回転数を低下させるようになっている。

【0069】

そして、回転角度θが０度にならない場合には、幅方向右側の駆動輪１８を駆動させるモータ３４の回転数をさらに上昇させ、幅方向左側の駆動輪１８を駆動させるモータ３４の回転数をさらに低下させるようになっている。

【0070】

このように、本実施形態では、上記のように方向制御装置２４及び駆動量制御部７６によって駆動輪１８が制御されることで、搬送ロボット１０が手摺６６に沿って走行することが可能となっている。つまり、本実施形態では、通路３０が搬送ロボット１０の走行経路に設定されている。なお、以下では、方向制御装置２４及び制御装置３８の集合体を「駆動制御部８２」と称することとする。

【0071】

停止制御部７８は、上側接触センサ７０からの第１接触信号に基づき、モータ３４を制御可能とされている。詳しくは、停止制御部７８は、搬送ロボット１０の走行中において第１接触信号が入力されると、一対のモータドライバ３６に停止信号を出力し、モータ３４の駆動を停止させるようになっている。

【0072】

一方、搬送ロボット１０の停止中において第１接触信号が停止制御部７８に入力されると、停止制御部７８は、一対のモータドライバ３６に起動信号を出力し、モータ３４を駆動させるようになっている。

【0073】

そして、本実施形態では、図１に示されるように、搬送ロボット１０の停止位置において、手摺６６にストッパ８４を取り付けることで、搬送ロボット１０の走行中において上側接触センサ７０とストッパ８４とが接触すると、搬送ロボット１０が停止位置に停止するようになっている。また、搬送ロボット１０を走行させるときには、使用者がストッパ８４を手摺６６から外すと共に、上側接触センサ７０に触れることで、搬送ロボット１０の走行が再開されるようになっている。

【0074】

進行方向切替制御部８０は、搬送ロボット１０の走行中において下側接触センサ７２からの第２接触信号が入力されると、一対のモータドライバ３６に逆転信号を出力し、モータ３４の回転を逆転させるようになっている。このため、本実施形態では、下側接触センサ７２が壁等の障害物と接触すると、進行方向が下側接触センサ７２の接触前の進行方向と逆方向に設定され、搬送ロボット１０は、所定の経路を往復することとなる。

【0075】

一方、ゲート装置１２は、図６に示されるように、壁部６４における開口部８６が設けられた箇所に配置されており、一対の可動バー８８と、一対の接触センサ９０とを備えている。

【0076】

可動バー８８は、基本的に手摺６６の直線部６６Ａと同様の構成とされており、その長さが開口部８６の開口幅の半分程度の長さに設定されると共に、通常状態において、鉛直方向に沿うように配置されている。

【0077】

この可動バー８８は、その一方側の端部が、支持部９２及び図示しないアクチュエータを介して開口部８６の幅方向一方側又は他方側の周縁部に取り付けられている。そして、可動バー８８は、接触センサ９０からの第３接触信号に基づいてアクチュエータが駆動されることで壁部６４の厚さ方向周りに回動するようになっている。

【0078】

接触センサ９０は、直線部６６Ａにおける開口部８６から所定距離離れた位置において、直線部６６Ａの壁部６４側に配置されている。そして、可動バー８８が通常状態にあるときに接触センサ９０に物体が接触すると、第３接触信号がアクチュエータに入力されて、可動バー８８は、アクチュエータによって壁部６４の厚さ方向周りに９０度回動して、直線部６６Ａと同一直線上に配置される倒伏状態となるようになっている。

【0079】

一方、可動バー８８が倒伏状態にあるときに接触センサ９０に物体が接触すると、第３接触信号がアクチュエータに入力されて、可動バー８８は、アクチュエータによって壁部６４の厚さ方向周りに９０度回動して、通常状態となるようになっている。

【0080】

そして、上記のように構成されたゲート装置１２では、可動バー８８が通常状態にあるときに、回転部４２のローラ５６が接触センサ９０に接触することで、壁部６４における開口部８６が設けられた箇所においても、搬送ロボット１０の走行経路を設定することが可能となっている。また、搬送ロボット１０が開口部８６の前を通過した後では、開口部８６を通過可能な状態に復元することが可能となっている。

【0081】

（本実施形態の作用及び効果）
次に、本実施形態の作用及び効果を説明する。

【0082】

本実施形態では、図１に示されるように、搬送ロボット１０は、本体部１６と、本体部１６に設けられた駆動輪１８とを備えており、本体部１６に搬送物３２を載置した状態で搬送物３２を搬送することができる。

【0083】

また、搬送ロボット１０は、駆動制御部８２を備えており、駆動制御部８２によって、搬送ロボット１０の走行経路に沿って延在する手摺６６の延在方向と搬送ロボット１０の進行方向とが一致するように駆動輪１８が制御される。

【0084】

このため、本実施形態では、搬送ロボット１０の位置の取得や搬送ロボット１０の走行経路の設定に関する制御を行うことなく、搬送ロボット１０を走行経路に沿って走行させることができる。

【0085】

ところで、建物２８内の床面に搬送ロボット１０の走行経路の誘導に用いる走行経路誘導部を配置すると、走行経路誘導部上を人や物が移動することで、走行経路誘導部が損傷することが考えられる。

【0086】

ここで、本実施形態では、駆動制御部８２が、建物２８内に立設された壁部６４の壁面６４Ａに沿って延在する手摺６６の延在方向に基づいて駆動輪１８を制御することができるため、建物２８内の床面に走行経路誘導部を配置することなく搬送ロボット１０の走行経路を設定することができる。その結果、建物２８内における人や物の移動による走行経路誘導部の損傷を抑制することができる。

【0087】

したがって、本実施形態では、搬送ロボット１０の構成並びに制御を単純化しつつ、搬送ロボット１０の走行経路を容易に維持することができる。

【0088】

また、本実施形態では、図２及び図３にも示されるように、駆動制御部８２が回転部４２を備えており、回転部４２は、手摺６６に沿って案内可能とされると共に、搬送ロボット１０の本体部１６に対して本体部１６の高さ方向周りに回転可能に支持されている。

【0089】

このため、図８に示されるように、搬送ロボット１０の走行中において、手摺６６の延在方向と搬送ロボット１０の進行方向とが一致していないとき、すなわち当該進行方向が搬送ロボット１０の走行経路に対してずれているとき、回転部４２が本体部１６の高さ方向周りに回転することとなる。

【0090】

また、駆動制御部８２は、回転角度センサ４６を備えており、回転角度センサ４６は、手摺６６の延在方向と搬送ロボット１０の進行方向とが一致しているときの回転部４２の位置を基準として、回転部４２の進行方向に対する回転角度θを検出する。

【0091】

そして、本実施形態では、駆動制御部８２が、回転部４２の回転角度θが０度となるように、すなわち手摺６６の延在方向と搬送ロボット１０の進行方向とが一致するように、駆動輪１８を制御するため、搬送ロボット１０を手摺６６に沿って走行させることができる。

【0092】

以下、図７に示されるフローチャートを主に用いて、このときの制御装置３８による搬送ロボット１０の制御フローの一例について説明することとする。この制御フローは、ＣＰＵ３８Ａが所定の時間毎に所定の指示信号を受け付けることで開始される。

【0093】

この制御フローが開始されると、ステップＳ１００では、ＣＰＵ３８Ａは、方位角検出部７４として機能し、回転角度センサ４６から入力された角度信号に基づき回転部４２の基準位置に対する回転角度θを検出し、ステップＳ１０１に進む。

【0094】

ステップＳ１０１では、ＣＰＵ３８Ａは、駆動量制御部７６として機能して、回転角度θが０度か否かを判定し、回転角度θが０度である場合（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、この制御フローを終了する。一方、回転角度θが０度でない場合（ステップＳ１０１：ＮＯ）、ＣＰＵ３８Ａは、ステップＳ１０２に進む。

【0095】

ステップＳ１０２では、ＣＰＵ３８Ａは、駆動量制御部７６として機能し、ステップＳ１００で検出された回転角度θに基づき、回転角度θが０度になるようにモータドライバ３６を制御し、この制御フローを終了する。

【0096】

このように、本実施形態では、建物２８内の既存の手摺６６を用いて搬送ロボット１０の走行経路を設定することができる。

【0097】

図１に戻り、本実施形態では、本体部１６にハンドレール２２が設けられており、ハンドレール２２は、歩行者が把持可能な把持部２２Ａを備えている。このため、本実施形態では、搬送ロボット１０の近傍において、歩行者は、搬送ロボット１０に設けられたハンドレール２２を手摺６６の代わりに用いることができる。したがって、本実施形態では、搬送物３２の搬送を行いつつ、歩行者を補助することができる。

【0098】

＜第２実施形態＞
以下、図９～図１３を用いて、本発明の第２実施形態に係る「搬送ロボット１００」について説明する。なお、上述した第１実施形態と同一構成部分については同一番号を付してその説明を省略する。

【0099】

図９及び図１０に示されるように、搬送ロボット１００は、後述する無線コントローラ１０２と共に、搬送システム１０４の一部を構成している。そして、搬送ロボット１００は、「本体部１０６」、４つの「駆動輪１０８」、「化粧板部１１０」、検出部としての「第１カメラ１１２」、検出部としての「第２カメラ１１４」と、上側接触センサ１１６と、下側接触センサ１１８とを備えている。

【0100】

なお、各図に示される矢印ＦＲは、搬送ロボット１００の前後方向前側を示しており、矢印ＵＰは、搬送ロボット１００の高さ方向上側を示しており、矢印ＬＨは、搬送ロボット１００の幅方向左側を示している。また、以下では、特に断りのない限り、前後方向は搬送ロボット１００の前後方向を意味し、高さ方向は搬送ロボット１００の高さ方向を意味し、幅方向は搬送ロボット１００の幅方向を意味するものとする。

【0101】

本体部１０６は、車体部１２０と、載置台１２２とを備えている。車体部１２０は、長手方向を前後方向とされた直方体状とされており、車体部１２０の高さ方向上側の面には、載置台１２２が設けられている。

【0102】

載置台１２２は、底板１２４と、一対のブレース１２６とを含んで構成されている。底板１２４は、車体部１２０の前後方向後側の端部から高さ方向上側に延出された板状とされており、図示しない取付部材で車体部１２０に取り付けられている。一方、ブレース１２６は、互いに対して幅方向に間隔をあけて配置されており、板厚方向を幅方向とされた板状とされると共に、底板１２４の先端部と車体部１２０の前後方向前側の端部とを連結している。

【0103】

駆動輪１０８は、車体部１２０の幅方向両側の側面に前後方向に間隔をあけて配置されており、この駆動輪１０８は、少なくとも外周部が磁石で構成されている。そして、本実施形態では、建物２８の「壁部１２８」に駆動輪１０８を密着させることが可能となっている。

【0104】

詳しくは、壁部１２８は、その一部を構成する「走行板部１３０」を備えており、走行板部１３０は、壁部１２８の壁面１２８Ａ側に配置されている。この走行板部１３０は、鉄等の強磁性体を含む板状の部材で構成されており、板厚方向を壁部１２８の厚さ方向とされて建物高さ方向すなわち鉛直方向に延在している。つまり、搬送ロボット１００は、駆動輪１０８が走行板部１３０を引き寄せることで壁面１２８Ａに沿って建物高さ方向に走行することが可能とされている。

【0105】

また、本実施形態では、壁部１２８に駆動輪１０８が密着している状態において、搬送ロボット１００の前後方向前側が建物上方側となるため、上述した載置台１２２の底板１２４上に搬送物３２を載置することが可能となっている。

【0106】

なお、走行板部１３０は、その建物上方側の部分が支持部材１３２で天井大梁１３４に支持されており、その建物下方側の部分は、支持部材１３２で図示しない床大梁に支持されている。また、走行板部１３０の表面には、内壁仕上げ用の内壁クロス１３６が張り付けられている。

【0107】

また、図１１に示されるように、それぞれの駆動輪１０８には、駆動輪１０８に駆動力を付与するモータ３４が図示しない動力軸を介して連結されている。さらに、車体部１２０には、４つのモータドライバ３６及び制御装置１３８が搭載されている。そして、モータドライバ３６は、それぞれ対応するモータ３４及び制御装置１３８に電気的に接続されており、制御装置１３８から入力された信号に基づいてモータ３４の回転数等を制御可能とされている。なお、モータ３４等の搬送ロボット１００に搭載された電子機器には、車体部１２０に搭載された図示しないバッテリから電力が供給されるようになっている。

【0108】

図９に戻り、本体部１０６の前後方向後側には、化粧板部１１０が設けられており、化粧板部１１０は、本体部１０６に図示しない取付部材で取り付けられている。この化粧板部１１０は、建物２８の「天井１４２」における「天井面１４２Ａ」を構成する天井材１４４と同じ材質で構成されると共に、板厚方向を前後方向とされて、前後方向後側から見て本体部１０６及び駆動輪１０８の大部分を覆うことが可能な矩形の板状とされている。

【0109】

一方、天井１４２には、壁部１２８と隣接する位置に化粧板部１１０が収まる「貫通部１４６」が形成されている。つまり、化粧板部１１０は、搬送ロボット１００が壁面１２８Ａ上の所定の位置に位置しているときに、天井面１４２Ａの一部を構成可能とされている。

【0110】

第１カメラ１１２及び第２カメラ１１４は、図１０に示されるように、車体部１２０に搭載されており、互いに対して前後方向に間隔をあけて配置されている。また、第１カメラ１１２及び第２カメラ１１４は、搬送ロボット１００の高さ方向下側の画像を撮像可能とされると共に、図１１に示されるように制御装置１３８に電気的に接続されており、第１カメラ１１２及び第２カメラ１１４で撮像された画像のデータは、制御装置１３８に送信されるようになっている。

【0111】

図１０に戻り、壁部１２８の壁面１２８Ａには、鉛直方向に延在する走行経路誘導部としての「走行線１４８」が設けられている。この走行線１４８は、黒色のビニルテープや黒色の塗料で構成されており、壁部１２８の厚さ方向すなわち水平方向から見て貫通部１４６の建物下方側に位置している。

【0112】

そして、搬送ロボット１００は、壁部１２８の厚さ方向から見て、第１カメラ１１２及び第２カメラ１１４が走行線１４８上に位置するように壁面１２８Ａに対して配置されている。

【0113】

上側接触センサ１１６は、車体部１２０の前後方向前側の端部に設けられると共に、図１１にも示されるように、制御装置１３８と電気的に接続されており、上側接触センサ１１６への物体の接触を検出すると、第１接触信号を制御装置１３８に出力するようになっている。

【0114】

一方、下側接触センサ１１８は、車体部１２０の前後方向後側の端部に設けられると共に、制御装置１３８と電気的に接続されており、下側接触センサ１１８への物体の接触を検出すると、第２接触信号を制御装置１３８に出力するようになっている。なお、化粧板部１１０には、下側接触センサ１１８を挿通可能な図示しない被挿通部が形成されており、下側接触センサ１１８は、化粧板部１１０の前後方向後側にその一部が露出した状態となっている。

【0115】

ここで、本実施形態では、制御装置１３８によって４つの駆動輪１０８が制御されることで、搬送ロボット１００が壁面１２８Ａ上の所定の走行経路に沿って走行可能とされている点に特徴がある。以下、制御装置１３８の構成について、詳しく説明することとする。

【0116】

図１１に示されるように、制御装置１３８は、ＣＰＵ１３８Ａ、ＲＯＭ１３８Ｂ、ＲＡＭ１３８Ｃ、ストレージ１３８Ｄ、入出力Ｉ／Ｆ１３８Ｅ及びバス１３８Ｆを含んで、基本的には、制御装置３８と同様の構成とされているものの、通信Ｉ／Ｆ１３８Ｇを備えている点が制御装置３８と異なっている。

【0117】

なお、入出力Ｉ／Ｆ１３８Ｅには、上述したように、モータドライバ３６、第１カメラ１１２、第２カメラ１１４、上側接触センサ１１６及び下側接触センサ１１８が接続されている。

【0118】

通信Ｉ／Ｆ１３８Ｇは、制御装置１３８と無線機器との通信に用いられるインターフェースとされており、制御装置１３８は、通信Ｉ／Ｆ１３８Ｇを介して無線コントローラ１０２と通信可能とされている。

【0119】

一方、無線コントローラ１０２は、図１０に示されるように、壁部１２８の壁面１２８Ａに設置されると共に、上昇スイッチ１０２Ａ、下降スイッチ１０２Ｂ及び停止スイッチ１０２Ｃを備えている。そして、無線コントローラ１０２は、上昇スイッチ１０２Ａが押圧されると上昇指示信号を制御装置１３８に送信し、下降スイッチ１０２Ｂが押圧されると下降指示信号を制御装置１３８に送信し、停止スイッチ１０２Ｃが押圧されると停止指示信号を制御装置１３８に送信するようになっている。

【0120】

そして、制御装置１３８は、図１２に示されるように、ＣＰＵ１３８ＡがＲＯＭ１３８Ｂに記憶された実行プログラムを読み出し、これを実行することによって、通信部１５０、方位角検出部１５２、駆動量制御部１５４、停止制御部１５６及び進行方向切替制御部１５８の集合体として機能する。

【0121】

通信部１５０は、無線コントローラ１０２から送信される各種信号を受信し、これらの信号を停止制御部１５６及び進行方向切替制御部１５８に送信する。

【0122】

方位角検出部１５２は、第１カメラ１１２で撮像された走行線１４８の画像と、第２カメラ１１４で撮像された走行線１４８の画像とを比較し、これらの相違点から走行線１４８の延在方向と搬送ロボット１００の進行方向とが成す角すなわち方位角を所定時間毎に検出している。

【0123】

駆動量制御部１５４は、モータドライバ３６を制御することで、一例として、搬送ロボット１００の走行速度が０．５ｍ／ｓとなるようにモータ３４の駆動量を制御している。また、駆動量制御部１５４は、方位角検出部１５２で検出された方位角が０度か否かを判定し、当該方位角が０度でない場合には、当該方位角が０度になるように、４つのモータドライバ３６を独立して制御することで、それぞれのモータ３４の駆動量を制御している。

【0124】

例えば、搬送ロボット１００の進行方向が走行線１４８に対して幅方向一方側にずれている場合には、駆動量制御部１５４は、幅方向一方側の駆動輪１０８を駆動させるモータ３４の回転数を上昇させ、幅方向他方側の駆動輪１０８を駆動させるモータ３４の回転数を低下させるようになっている。

【0125】

このように、本実施形態では、上記のように第１カメラ１１２、第２カメラ１１４及び駆動量制御部１５４によって駆動輪１０８が制御されることで、搬送ロボット１００が走行線１４８に沿って走行することが可能となっている。つまり、本実施形態では、壁部１２８の壁面１２８Ａにおいて走行線１４８に沿う部分が搬送ロボット１００の走行経路に設定されている。なお、以下では、第１カメラ１１２、第２カメラ１１４及び制御装置１３８の集合体を「駆動制御部１６０」と称することとする。

【0126】

停止制御部１５６は、搬送ロボット１００の走行中において第１接触信号、第２接触信号及び停止指示信号の少なくとも一つが入力されると、各モータドライバ３６に停止信号を出力し、モータドライバ３６がモータ３４の駆動を停止させるようになっている。

【0127】

より詳しくは、本実施形態では、図９に示されるように、走行板部１３０の建物上方側の部分にストッパ１６２が設けられており、搬送ロボット１００の上昇時において上側接触センサ１１６がストッパ１６２に接触するとモータ３４が停止するようになっている。

【0128】

一方、搬送ロボット１００の下降時において下側接触センサ１１８が図示しない床面に接触するとモータ３４が停止するようになっている。また、本実施形態では、使用者が停止スイッチ１０２Ｃを押圧することで、搬送ロボット１００が使用者の所望の高さにあるときにモータ３４を停止させることが可能となっている。

【0129】

進行方向切替制御部１５８は、上昇指示信号が入力されると搬送ロボット１００が上昇するように各モータドライバ３６を制御し、下降指示信号が入力されると搬送ロボット１００が下降するように各モータドライバ３６を制御するようになっている。

【0130】

（本実施形態の作用及び効果）
次に、本実施形態の作用及び効果を説明する。

【0131】

本実施形態では、図１０に示されるように、壁部１２８の壁面１２８Ａに沿って搬送ロボット１００の走行経路の誘導に用いる走行線１４８が設けられているため、建物２８内における人や物の移動による走行線１４８の損傷を抑制することができる。

【0132】

また、本実施形態では、図９に示されるように、本体部１０６の下方側には、化粧板部１１０が設けられており、化粧板部１１０は、建物２８内の天井１４２に設けられた貫通部１４６に収まると共に、天井１４２の天井面１４２Ａの一部を構成可能とされている。

【0133】

また、駆動輪１０８は、少なくとも外周部が磁石で構成されており、一方、天井１４２の貫通部１４６の下方側には、壁部１２８の一部を構成しかつ強磁性体を含んで構成された走行板部１３０が鉛直方向に延在している。このため、本実施形態では、駆動輪１０８が走行板部１３０を引き寄せることで、搬送ロボット１００が壁部１２８に沿って走行することができる。

【0134】

また、駆動制御部１６０は、第１カメラ１１２及び第２カメラ１１４を備えており、第１カメラ１１２及び第２カメラ１１４は、水平方向から見て貫通部１４６の下方側において鉛直方向に延在している走行線１４８を検出することができる。このため、本実施形態では、搬送ロボット１００の進行方向を鉛直方向に設定することができる。

【0135】

以下、図１３に示されるフローチャートを主に用いて、このときの制御装置１３８による搬送ロボット１００の制御フローの一例について説明することとする。この制御フローは、ＣＰＵ１３８Ａが所定の時間毎に所定の指示信号を受け付けることで開始される。

【0136】

この制御フローが開始されると、ステップＳ２００では、ＣＰＵ１３８Ａは、方位角検出部１５２として機能し、第１カメラ１１２で撮像された走行線１４８の画像と、第２カメラ１１４で撮像された走行線１４８の画像とを比較することで方位角を検出し、ステップＳ２０１に進む。

【0137】

ステップＳ２０１では、ＣＰＵ１３８Ａは、駆動量制御部１５４として機能して、方位角が０度か否か、すなわち搬送ロボット１００の進行方向が走行線１４８の延在方向か否かを判定し、方位角が０度である場合（ステップＳ２０１：ＹＥＳ）、この制御フローを終了する。一方、方位角が０度でない場合（ステップＳ２０１：ＮＯ）、ＣＰＵ１３８Ａは、ステップＳ２０２に進む。

【0138】

ステップＳ２０２では、ＣＰＵ１３８Ａは、駆動量制御部１５４として機能し、ステップＳ２００で検出された方位角に基づき、当該方位角が０度になるように各モータドライバ３６を制御し、この制御フローを終了する。

【0139】

このように、本実施形態では、図９に示されるように、通常時において、天井１４２の意匠性を損なうことなく、本体部１０６に載置された搬送物３２を天井裏に収納することができる。また、搬送物３２が必要となったときには、搬送ロボット１００を鉛直方向下側に移動させることで、搬送物３２を天井裏から移動させることができる。

【0140】

したがって、本実施形態では、建物２８内のデッドスペースを搬送物３２の搬送に利用することができる。

【0141】

＜上記実施形態の補足説明＞
（１） 上述した第１実施形態では、回転角度センサ４６からの角度信号を制御装置３８に出力し、制御装置３８が当該角度信号に基づいてモータドライバ３６を制御していたが、これに限らない。例えば、回転角度センサ４６からの角度信号を直接モータドライバ３６に出力し、モータドライバ３６が当該角度信号に基づいてモータ３４を制御するような構成として、更なる搬送ロボット１００の構成の単純化を図ることも可能である。

【0142】

（２） また、上述した第１実施形態では、回転角度センサ４６を用いて手摺６６の延在方向と搬送ロボット１０の進行方向が一致するように駆動輪１８を制御していたが、これに限らない。例えば、上述した第２実施形態と同様に手摺６６の上部に搬送ロボット１０の走行経路に沿って走行線を設けると共に、搬送ロボット１０に当該走行線を撮像可能な一対のカメラを搭載し、これらのカメラで撮像された当該走行線の画像に基づいて、当該走行線の延在方向と搬送ロボット１０の進行方向とが一致するように駆動輪１８を制御することも可能である。このような構成によれば、壁部６４に設けられた手摺が挟持困難な構成であっても、搬送ロボット１０の走行経路を設定することが可能となる。

【0143】

（３） また、上述した第２実施形態では、走行線が黒色のビニルテープや黒色の塗料で構成されていたが、これに限らない。例えば、壁部に溝部を設けて、当該溝部を走行線として用いることで、走行線の損傷がより抑制されるようにしてもよい。

【0144】

（４） 加えて、上述した第２実施形態では、搬送システム１０４を建物２８の壁部１２８及び天井１４２に対して設置したが、これに限らない。例えば、建物２８内に設置されたエレベータに搬送システム１０４を設置して、搬送物３２をエレベータの天井裏に収納するようにしてもよい。

【符号の説明】

【0145】

１０ 搬送ロボット
１６ 本体部
１８ 駆動輪
２２ ハンドレール
２２Ａ 把持部
２８ 建物
３２ 搬送物
４２ 回転部
４６ 回転角度センサ（回転角度検出部）
６４ 壁部
６４Ａ 壁面
６６ 手摺
８２ 駆動制御部
１００ 搬送ロボット
１０６ 本体部
１０８ 駆動輪
１１０ 化粧板部
１１２ 第１カメラ（検出部）
１１４ 第２カメラ（検出部）
１２８ 壁部
１２８Ａ 壁面
１３０ 走行板部
１４２ 天井
１４２Ａ 天井面
１４６ 貫通部
１４８ 走行線
１６０ 駆動制御部

【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】