特許 7527888 制御装置、及び荷役システム

(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】2024-07-26

(45)【発行日】2024-08-05

(54)【発明の名称】制御装置、及び荷役システム

(51)【国際特許分類】

   B65G 1/00 20060101AFI20240729BHJP

   B65G 1/10 20060101ALI20240729BHJP

【ＦＩ】

B65G1/00 501C

B65G1/10 Z

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2020136628

(22)【出願日】2020-08-13

(65)【公開番号】P2022032639

(43)【公開日】2022-02-25

【審査請求日】2023-05-31

(73)【特許権者】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(73)【特許権者】

【識別番号】598076591

【氏名又は名称】東芝インフラシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003708

【氏名又は名称】弁理士法人鈴榮特許綜合事務所

(72)【発明者】

【氏名】小島 秀隆

(72)【発明者】

【氏名】横山 賢一

【審査官】小野 孝朗

(56)【参考文献】

【文献】実開平０５－０１２４０５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特表２０２０－５０８２７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／０９５８０４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１９－１３１４０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０１２９７０５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開平９－１３２３２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１０４９８６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６５Ｇ １／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

搬送車と接続する接続部と、物品を取り出す物品取出部と、前記物品取出部が取出した物品を載置するステージと、前記ステージを昇降させる昇降機構とを備える荷役装置と通信する制御装置であって、
前記荷役装置、前記搬送車、及び上位サーバと通信する通信部と、
取り出す物品を示す取出指示を前記上位サーバから前記通信部により取得し、前記取出指示に基づいて、物品を取り出す為の制御信号を、前記搬送車に前記通信部により送信するか、前記搬送車及び前記荷役装置に前記通信部により送信するかを切り替えるプロセッサと、
を具備し、
前記プロセッサは、前記物品毎に予め設定された位置が、前記搬送車により取り出し可能である場合、前記搬送車に前記制御信号を送信し、前記搬送車により取り出し不可能である場合、前記搬送車及び前記荷役装置に前記制御信号を送信する制御装置。

【請求項2】

前記プロセッサは、前記物品毎に予め設定された位置が、前記搬送車により取り出し不可能である場合、前記搬送車が前記荷役装置に接続して前記荷役装置を移動させ、前記荷役装置が前記物品を取り出すように、前記搬送車及び前記荷役装置に前記制御信号を送信する請求項１に記載の制御装置。

【請求項3】

前記プロセッサは、前記物品毎に予め設定された位置が、前記搬送車により取り出し可能である場合、前記搬送車が前記物品を取り出すように、前記搬送車に前記制御信号を送信する請求項１に記載の制御装置。

【請求項4】

搬送車と、荷役装置と、制御装置と、を具備する荷役システムであって、
前記荷役装置は、
前記搬送車と接続する接続部と、
物品を取り出す物品取出部と、
前記物品取出部が取出した物品を載置するステージと、
前記ステージを昇降させる昇降機構と、
を具備し、
前記制御装置は、
前記荷役装置、前記搬送車、及び上位サーバと通信する通信部と、
取り出す物品を示す取出指示を前記上位サーバから前記通信部により取得し、前記取出指示に基づいて、物品を取り出す為の制御信号を、前記搬送車に前記通信部により送信するか、前記搬送車及び前記荷役装置に前記通信部により送信するかを切り替えるプロセッサと、
を具備し、
前記プロセッサは、前記物品毎に予め設定された位置が、前記搬送車により取り出し可能である場合、前記搬送車に前記制御信号を送信し、前記搬送車により取り出し不可能である場合、前記搬送車及び前記荷役装置に前記制御信号を送信する荷役システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、荷役装置、制御装置、及び荷役システムに関する。

【背景技術】

【0002】

指定された物品（または物品が収容された容器）を棚から取り出す倉庫管理システム（荷役システム）が実用化されている。自動倉庫システムは、例えば、制御装置及び無人搬送車（Automatic Guided Vehicle：ＡＧＶ）などにより構成される。制御装置は、無人搬送車の動作を制御する。無人搬送車は、平面を走行するように構成されている。無人搬送車は、制御装置からの制御に基づいて、物品の下に潜り込み、物品を持ち上げ、物品を所定の位置に移動させる。

【0003】

倉庫内のスペースを有効に活用するために、棚が複数段重ねられ、棚の各段に物品が配置される場合がある。このような場合、無人搬送車により取り出し可能な棚に制限があるという課題がある。また、スタッカクレーンを用いる場合、移設及び改造などが難しい為、柔軟性に欠けるという課題がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特表２００９－５３９７２７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明が解決しようとする課題は、効率よく棚から物品の取出しを行うことができる荷役装置、制御装置、及び荷役システムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

一実施形態に係る荷役装置は、接続部と、物品取出部と、昇降用基部と、昇降機構と、を具備する。接続部は、搬送車と接続する。物品取出部は、物品を取り出す。昇降用基部は、前記物品取出部が取出した物品を載置する。昇降機構は、前記昇降用基部を昇降させる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、一実施形態に係る倉庫管理システムの概略的な構成例について説明する為の説明図である。

【図2】図２は、一実施形態に係る倉庫管理システムの構成例について説明する為の説明図である。

【図3】図３は、一実施形態に係る制御装置の動作の例について説明する為の説明図である。

【図4】図４は、一実施形態に係る無人搬送車の動作の例について説明する為の説明図である。

【図5】図５は、一実施形態に係る無人搬送車の動作の例について説明する為の説明図である。

【図6】図６は、一実施形態に係る無人搬送車の動作の例について説明する為の説明図である。

【図7】図７は、一実施形態に係るシャトルフォーク装置の動作の例について説明する為の説明図である。

【図8】図８は、一実施形態に係るシャトルフォーク装置の動作の例について説明する為の説明図である。

【図9】図９は、一実施形態に係るシャトルフォーク装置の動作の例について説明する為の説明図である。

【図10】図１０は、一実施形態に係るシャトルフォーク装置の動作の例について説明する為の説明図である。

【図11】図１１は、一実施形態に係るシャトルフォーク装置の動作の例について説明する為の説明図である。

【図12】図１２は、一実施形態に係る倉庫管理システムの他の構成例について説明する為の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、実施形態について、図面を参照して説明する。
図１は、倉庫管理システム１の概略的な構成例について説明する為の説明図である。図２は、倉庫管理システム１の各構成について説明する為のブロック図である。一実施形態に係る倉庫管理システム１は、倉庫などにおいて、種々の物品が収容された物品１１を棚１２から取り出す荷役システムである。

【0009】

まず、倉庫における物品１１及び棚１２について説明する。
物品１１は、商品、部品、郵便物などの種々の物品である。また、物品１１は、複数の物品が収容されたコンテナ、パレット、ビン、ケース、または段ボールなどの容器であってもよい。物品１１は、物品、または物品を収容する収容部を支持する基部を有する。基部は、鉛直方向における物品１１の下方に設けられている。基部は、物品１１が棚１２または床面１３などに配置された場合に、配置面との間に空間を形成するように構成されている。例えば、基部は、物品１１を配置面より高い位置で支持する支柱及びフレームとして構成される。

【0010】

なお、物品には、予め識別情報（物品識別情報）が設定されている。物品識別情報は、物品固有の識別情報である。

【0011】

棚１２は、物品１１が置かれる棚である。棚１２は、支柱と、支柱に取り付けられた棚受けと、棚受けに載せられた棚板とを備える。棚１２は、例えば、縦方向（鉛直方向）に複数の棚板が設けられている。棚１２は、第１棚１４及び第２棚１５を有する。

【0012】

第１棚１４は、倉庫の床面１３と面一または平坦に構成された面（物品１１の配置面）を有する棚板により構成された棚である。第２棚１５は、倉庫の床面１３から鉛直方向における上方に設けられた面（物品１１の配置面）を有する棚板により構成された棚である。第１棚１４及び第２棚１５の棚板上の配置面には、それぞれ物品１１が配置される。例えば、第１棚１４には、使用頻度（取出しの頻度）が高い物品１１が配置されている。また、例えば、第２棚１５には、使用頻度（取出しの頻度）が低い物品１１が配置されている。これにより、倉庫などにおいて、鉛直方向の空間を物品１１の保管に利用することができる。

【0013】

また、第１棚１４及び第２棚１５の物品１１が配置される位置には、予め識別情報（棚識別情報）が設定されている。棚識別情報は、物品１１が配置される位置を示す固有の識別情報である。棚識別情報は、棚１２と、第１棚１４と第２棚１５のどちらであるかと、棚板上の物品１１が配置されている位置と、を特定する為の情報を含む。

【0014】

次に、倉庫管理システム１の構成について説明する。
倉庫管理システム１は、搬送装置２１、充電スタンド２２、上位サーバ２３、制御装置２４、無人搬送車２５、及びシャトルフォーク装置２６などを備える。倉庫管理システム１の搬送装置２１、充電スタンド２２、上位サーバ２３、制御装置２４、無人搬送車２５、及びシャトルフォーク装置２６は、ネットワーク２７に接続されている。例えば、搬送装置２１、充電スタンド２２、上位サーバ２３、及び制御装置２４は、有線通信によりネットワーク２７に接続されている。また、無人搬送車２５及びシャトルフォーク装置２６は、無線ＬＡＮのアクセスポイント２８を介して無線通信によりネットワーク２７に接続されている。

【0015】

搬送装置２１は、処理対象の物品１１の荷降し先である。搬送装置２１は、荷降し台及び搬送路などを備える。荷降し台は、無人搬送車２５またはシャトルフォーク装置２６によって持ち上げられた物品１１が降ろされる台である。搬送路は、荷降し台に降ろされた物品１１を搬送する。搬送路は、例えば回転することにより物品１１を搬送する複数のローラにより構成される。また搬送路は、ベルトコンベアなどとして構成されてもよい。

【0016】

充電スタンド２２は、無人搬送車２５及びシャトルフォーク装置２６などに電力を供給する構成である。充電スタンド２２は、商用電源などから供給される交流電力を直流電力に変換する。充電スタンド２２は、コネクタに接続された機器に対して、直流電力を出力する。これにより、充電スタンド２２は、コネクタに接続された機器の二次電池を充電させることができる。充電スタンド２２は、例えばコネクタを複数備えていてもよい。充電スタンド２２は、例えば高い位置と低い位置とにそれぞれコネクタを備えていてもよい。また、充電スタンド２２は、コイルなどを介して非接触で対象の機器に電力を供給する構成であってもよい。

【0017】

上位サーバ２３は、制御装置２４に対して、取り出す物品を指示する装置である。上位サーバ２３は、通信インタフェース、プロセッサ、メモリ、及びストレージ装置などを備える一般的なサーバ装置である。上位サーバ２３は、例えば、取り出す物品の物品識別情報の一覧を含む取出指示を、制御装置２４に送信する。また、取出指示は、取り出した物品１１を移動させる移動先（搬送先）を示す情報をさらに含んでいてもよい。

【0018】

次に、制御装置２４の構成について説明する。
制御装置２４は、無人搬送車２５及びシャトルフォーク装置２６の動作を制御する。即ち、制御装置２４は、棚１２から物品１１を取出し、所定の移動先に移動させる荷役処理を無人搬送車２５及びシャトルフォーク装置２６に行わせる。

【0019】

制御装置２４は、プロセッサ３１、メモリ３２、及び通信部３３を備える。

【0020】

プロセッサ３１は、演算処理を実行する演算素子である。プロセッサ３１は、例えばCentral Processing Unit（ＣＰＵ）として構成される。プロセッサ３１は、メモリ３２に記憶されているプログラムに基づいて種々の処理を行う。なお、プロセッサ３１は、例えばプログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）、Micro Processor Unit（ＭＰＵ）、またはMicro Controller Unit（ＭＣＵ）として構成されていてもよい。

【0021】

プロセッサ３１は、搬送装置２１、充電スタンド２２、無人搬送車２５、及びシャトルフォーク装置２６などに動作を行わせる為の制御信号を生成する。プロセッサ３１は、通信部３３及びネットワーク２７などを介して制御信号を搬送装置２１、充電スタンド２２、無人搬送車２５、及びシャトルフォーク装置２６に送信する。また、プロセッサ３１は、通信部３３及びネットワーク２７などを介して、無人搬送車２５及びシャトルフォーク装置２６から動作結果を示す情報を取得する。これにより、プロセッサ３１は、無人搬送車２５及びシャトルフォーク装置２６の状態を逐次認識することができる。

【0022】

メモリ３２は、プログラム及びデータを記憶する記憶装置である。メモリ３２は、例えば、読み出し専用の不揮発性メモリであるＲＯＭ、データを一時的に記憶するＲＡＭ、及びデータを記憶するストレージのいずれか、または複数を備える。

【0023】

通信部３３は、他の機器と通信する為の構成である。通信部３３は、ネットワーク２７を介して、搬送装置２１、充電スタンド２２、及び上位サーバ２３と通信する。また、通信部３３は、ネットワーク２７及びアクセスポイント２８を介して、無人搬送車２５及びシャトルフォーク装置２６と通信する。

【0024】

次に、無人搬送車２５の構成について説明する。
無人搬送車２５は、制御装置２４の制御に基づいて走行する自走台車である。無人搬送車２５は、走行用基部４１、移動機構４２、リフタ４３、検出部４４、通信部４５、電源部４６、及びコントローラ４７を備える。

【0025】

走行用基部４１は、移動機構４２によって移動される無人搬送車２５の本体である。走行用基部４１には、移動機構４２、リフタ４３、検出部４４、通信部４５、電源部４６、及びコントローラ４７などが設けられる。走行用基部４１は、上記の物品１１と物品１１の配置面との間の空間に潜り込むことが可能な寸法で構成されている。

【0026】

移動機構４２は、コントローラ４７の制御に基づいて、走行用基部４１を移動させる構成である。移動機構４２は、例えば、図示されないモータなどによって駆動する複数のホイールを備える。ホイールは、例えば、メカナムホイール、またはオムニホイールなどにより構成される。このような構成によると、移動機構４２は、前進、後進、及び平行移動などが可能である。また、移動機構４２は、走行用基部４１を旋回させる構成であってもよい。また、移動機構４２は、ホイールの代わりにゴムクローラなどが用いられてもよい。

【0027】

リフタ４３は、コントローラ４７の制御に基づいて、対象物を持ち上げる機構である。リフタ４３は、対象物に接触する接触面と、リフト機構と、リフト機構を駆動する駆動部とを有する。駆動部は、リフト機構に駆動力を与える。リフト機構は、駆動部から伝達される駆動力によって、接触面を走行用基部４１から突出する方向（例えば鉛直方向）に移動させる。即ち、リフタ４３は、リフト機構及び駆動部の動作によって、接触面が上昇または下降する。リフタ４３は、接触面が対象物に接触している状態で、接触面をさらに上昇させることにより、対象物を持ち上げることができる。また、リフタ４３は、接触面を下降させることにより、対象物を降ろすことができる。また、リフタ４３は、リフタ４３の接触面に対する圧力を検出するセンサを備えていてもよい。これにより、接触面が対象物に接触していることを検出することができる。

【0028】

検出部４４は、無人搬送車２５の走行の姿勢、及び移動距離などを検出する為の構成である。検出部４４は、検出結果をコントローラ４７に供給する。

【0029】

通信部４５は、他の機器と通信する為の構成である。通信部４５は、ネットワーク２７及びアクセスポイント２８を介して、制御装置２４と通信する。

【0030】

電源部４６は、無人搬送車２５の各部に電力を供給する構成である。電源部４６は、二次電池及び充電回路などを有する。二次電池は、例えば、セパレータを介して正極及び負極が積層された電極群を備えるリチウムイオン二次電池として構成される。充電回路は、電源入力端子を備える。充電回路は、充電スタンド２２のコネクタに接続された電源入力端子から供給される直流電圧によって、二次電池を充電する。なお、電源部４６は、交流電力を直流電力に変換するコンバータをさらに備えていてもよい。また、電源部４６は、非接触で電力を受け取り、充電回路に直流電圧を供給する受電回路をさらに備えていてもよい。

【0031】

コントローラ４７は、無人搬送車２５の動作を制御する。コントローラ４７は、プロセッサ及びメモリを備える。コントローラ４７は、プロセッサがメモリに記憶されているプログラムを実行することにより種々の動作の制御を行う。なお、コントローラ４７は、例えばＰＬＣ、ＭＰＵ、またはＭＣＵなどにより構成されていてもよい。

【0032】

コントローラ４７は、制御装置２４からの制御信号、及び検出部４４からの検出結果に基づいて、移動機構４２による無人搬送車２５の移動を制御する。また、コントローラ４７は、制御装置２４からの制御信号に基づいて、リフタ４３による対象物の持ち上げを制御する。また、コントローラ４７は、電源部４６による充電動作の制御などを行う。また、コントローラ４７は、制御装置２４からの制御信号に基づく動作の結果を、制御装置２４に送信する。これにより、無人搬送車２５の状態を逐次制御装置２４に伝達することができる。

【0033】

次に、シャトルフォーク装置２６の構成について説明する。
シャトルフォーク装置２６は、制御装置２４の制御に基づいて、対象物の持ち上げなどを行う荷役装置である。シャトルフォーク装置２６は、昇降用基部５１、昇降機構５２、シャトルフォーク部５３、通信部５４、電源部５５、及びコントローラ５６を備える。

【0034】

昇降用基部５１は、シャトルフォーク装置２６の本体である。昇降用基部５１には、昇降機構５２、シャトルフォーク部５３、通信部５４、電源部５５、及びコントローラ５６などが設けられる。昇降用基部５１は、昇降機構５２、シャトルフォーク部５３、通信部５４、電源部５５、及びコントローラ５６を移動可能に構成されている。昇降用基部５１は、例えば、フレーム６１と、キャスタ６２と、弾性部材６３と、テーブル６４と、ステージ６５とを備える。

【0035】

フレーム６１は、例えば複数の支柱などにより構成されている。フレーム６１は、昇降機構５２、シャトルフォーク部５３、通信部５４、電源部５５、及びコントローラ５６などを支持する。

【0036】

キャスタ６２は、フレーム６１に取り付けられる。キャスタ６２は、フレーム６１と床面１３との間に位置し、フレーム６１の移動を容易にするように構成されている。また、キャスタ６２には、キャスタ６２の回転を静止させるストッパ６２ａが設けられている。ストッパ６２ａは、コントローラ５６の制御に応じて、キャスタ６２の回転を静止させる状態と、キャスタ６２が自由に回転する状態とを切り替える。

【0037】

弾性部材６３は、例えば、金属製のバネ、金属製のスプリング、または合成ゴムなどにより構成される。弾性部材６３は、フレーム６１とキャスタ６２との間に設けられる。弾性部材６３は、フレーム６１に掛かる荷重（応力）によって収縮する。

【0038】

テーブル６４は、フレーム６１に固定され、且つ無人搬送車２５のリフタ４３の接触面と接する面を備える部材である。即ち、テーブル６４は、無人搬送車２５とシャトルフォーク装置２６とを接続する接続部として機能する。テーブル６４のリフタ４３と接する面は、少なくともリフタ４３が突出していない状態の無人搬送車２５の鉛直方向の寸法よりも低い位置に配置されている。

【0039】

ステージ６５は、シャトルフォーク部５３が搭載され、且つ昇降機構５２によって昇降される構成である。また、ステージ６５は、シャトルフォーク部５３が取出した物品１１が載置される。

【0040】

昇降機構５２は、コントローラ５６の制御に基づいて、ステージ６５を昇降させる機構である。即ち、昇降機構５２は、ステージ６５を昇降させることにより、シャトルフォーク部５３を昇降させる。昇降機構５２は、図示されないモータによって駆動するギア及びチェーンなどの駆動機構を備える。駆動機構は、モータの動作によって、ステージ６５を所定の方向（例えば鉛直方向）に昇降させる。具体的には、昇降機構５２は、フレーム６１の支柱に沿って配置されたギア及びチェーンなどによって、シャトルフォーク部５３が搭載されたステージ６５を昇降させる。これにより、昇降機構５２は、鉛直方向における任意の位置にシャトルフォーク部５３を昇降させる。

【0041】

シャトルフォーク部５３は、コントローラ５６の制御に基づいて、棚１２から物品１１を取り出す物品取出部である。シャトルフォーク部５３は、第２棚１５から物品１１を取り出す。シャトルフォーク部５３は、フォーク６６、及びリーチ機構６７を備える。また、シャトルフォーク部５３は、フォーク６６に対する圧力を検出するセンサを備えていてもよい。これにより、フォーク６６によって物品１１を支持できているか否かを検出することができる。

【0042】

フォーク６６は、棚１２から物品１１を取り出す際に物品１１を支持する支持部材である。フォーク６６は、例えば棒状または爪状に構成される。フォーク６６は、例えば長手方向が水平方向となるように、リーチ機構６７により保持されている。なお、フォーク６６は、棚１２に配置された物品１１と配置面との間の空間に差し込むことが可能な寸法で構成されている。

【0043】

リーチ機構６７は、コントローラ５６の制御に基づいて、図示されないモータにより、所定の方向にフォーク６６を移動させるリーチ動作を行う。リーチ機構６７は、フォーク６６の長手方向にフォーク６６を移動させる。即ち、リーチ機構６７は、フォーク６６の長手方向にフォーク６６を突き出す、または突き出したフォーク６６を戻す動作を行う。

【0044】

リーチ機構６７は、フォーク６６を突き出すことにより、棚１２に配置された物品１１と配置面との間の空間にフォーク６６を差し込む。さらに、リーチ機構６７は、フォーク６６に物品１１から鉛直方向の応力が加わっている状態で、突き出したフォーク６６を戻すことにより、棚１２から物品１１を取り出すことができる。

【0045】

通信部５４は、他の機器と通信する為の構成である。通信部５４は、ネットワーク２７及びアクセスポイント２８を介して、制御装置２４と通信する。

【0046】

電源部５５は、シャトルフォーク装置２６の各部に電力を供給する構成である。電源部５５は、二次電池及び充電回路などを有する。二次電池は、例えば、セパレータを介して正極及び負極が積層された電極群を備えるリチウムイオン二次電池として構成される。充電回路は、電源入力端子を備える。充電回路は、充電スタンド２２のコネクタに接続された電源入力端子から供給される直流電圧によって、二次電池を充電する。なお、電源部５５は、交流電力を直流電力に変換するコンバータをさらに備えていてもよい。また、電源部５５は、非接触で電力を受け取り、充電回路に直流電圧を供給する受電回路をさらに備えていてもよい。

【0047】

コントローラ５６は、シャトルフォーク装置２６の動作を制御する。コントローラ５６は、プロセッサ及びメモリを備える。コントローラ５６は、プロセッサがメモリに記憶されているプログラムを実行することにより種々の動作の制御を行う。なお、コントローラ５６は、例えばＰＬＣ、ＭＰＵ、またはＭＣＵなどにより構成されていてもよい。

【0048】

コントローラ５６は、制御装置２４からの制御信号に基づいて、昇降機構５２によるステージ６５の昇降、即ちシャトルフォーク部５３の昇降を制御する。また、コントローラ５６は、制御装置２４からの制御信号に基づいて、シャトルフォーク部５３のリーチ機構６７によるフォーク６６のリーチ動作を制御する。また、コントローラ５６は、電源部５５による充電動作の制御などを行う。また、コントローラ５６は、制御装置２４からの制御信号に基づく動作の結果を、制御装置２４に送信する。これにより、シャトルフォーク装置２６の状態を逐次制御装置２４に伝達することができる。

【0049】

次に、無人搬送車の動作について説明する。
上記の構成により、無人搬送車２５は、対象物の下に移動機構４２によって潜り込み、リフタ４３によって対象物を持ち上げることができる。さらに、無人搬送車２５は、対象物を持ち上げた状態で移動機構４２により移動することができる。これにより、無人搬送車２５は、対象物を持ち上げて移動させる荷役処理を行うことができる。

【0050】

例えば、無人搬送車２５は、第１棚１４に配置された物品１１の配置面との間の空間に潜り込み、リフタ４３によって物品１１を持ち上げ、移動機構４２により移動する。これにより、無人搬送車２５は、物品１１を任意の位置に移動させることができる。

【0051】

また、無人搬送車２５は、床面１３に配置されたシャトルフォーク装置２６の昇降用基部５１のテーブル６４と床面１３との間に潜り込み、リフタ４３によりテーブル６４に床面１３側から応力を与える。これにより、無人搬送車２５は、シャトルフォーク装置２６の昇降用基部５１のフレーム６１からキャスタ６２を介して床面１３に与えられる応力を低下させることができる。これにより、シャトルフォーク装置２６を床面１３上を移動させる際の摩擦が低下する。無人搬送車２５は、リフタ４３によりテーブル６４に床面１３側から応力を与えた状態で、移動機構４２により移動することにより、シャトルフォーク装置２６を任意の位置に移動及び旋回させることができる。

【0052】

次に、シャトルフォーク装置２６の動作について説明する。
上記の構成により、シャトルフォーク装置２６は、棚１２に配置された物品１１と配置面の間の空間に、シャトルフォーク部５３のフォーク６６をリーチ機構６７により差し込む。シャトルフォーク装置２６は、昇降機構５２によりシャトルフォーク部５３を上昇させることにより、シャトルフォーク部５３のフォークを物品１１に接触させる。これにより、フォーク６６に物品１１から鉛直方向の応力が加わる状態になる。さらに、シャトルフォーク装置２６は、リーチ機構６７により突き出されたフォーク６６を戻すことにより、棚１２から物品１１を取り出し、ステージ６５上に物品１１を保持することができる。

【0053】

また、シャトルフォーク装置２６は、物品１１を支持した状態のフォーク６６をリーチ機構６７により突き出し、昇降機構５２によりシャトルフォーク装置２６を下降させ、フォーク６６を戻すことにより、物品１１を任意の位置に降ろすことができる。例えば、シャトルフォーク装置２６は、搬送装置２１の荷降し台に物品１１を降ろす。これにより、物品１１がコンベアによって搬送される。

【0054】

次に、制御装置２４の動作について説明する。
図３は、制御装置２４の動作について説明する為のフローチャートである。図４乃至図６は、無人搬送車２５により棚１２から物品１１を取り出す例について説明する為の説明図である。図７乃至図１２は、無人搬送車２５にシャトルフォーク装置２６を移動させ、シャトルフォーク装置２６により棚１２から物品１１を取り出す例について説明する為の説明図である。

【0055】

制御装置２４のプロセッサ３１は、取り出す物品１１の一覧を示す取出指示を上位サーバ２３から通信部３３により取得する（ステップＳ１１）。なお、取出指示は、上位サーバ２３から任意のタイミング、または定期的に制御装置２４に送信されるものであってもよい。また、取出指示は、制御装置２４に接続可能な記録媒体などに保存され、制御装置２４に与えられるものであってもよい。

【0056】

プロセッサ３１は、取得した取出指示に基づいて、物品１１が配置されている棚の位置を特定する（ステップＳ１２）。

【0057】

例えば、制御装置２４のメモリ３２は、物品識別情報と棚識別情報とが対応付けられたデータベースを記憶している。上記したように、取出指示は、取り出す物品の物品識別情報を含む。棚識別情報は、棚１２及び棚１２上の特定の位置を示す情報を含む。

【0058】

プロセッサ３１は、取出指示を取得した場合、取り出す物品１１を物品識別情報に基づき特定し、取出指示に含まれている物品識別情報に対応付けられた棚識別情報をデータベースから取得する。プロセッサ３１は、棚識別情報に基づいて、取出指示で支持された物品１１が、どの棚１２のどの位置に配置されているか特定する。

【0059】

次に、プロセッサ３１は、取出指示により指定された物品１１を無人搬送車２５により処理可能であるか否か判断する（ステップＳ１３）。例えば、プロセッサ３１は、取出指示により指定された物品１１が配置されている棚の位置が、第１棚１４である場合、無人搬送車２５により取り出し可能であると判断する。即ち、プロセッサ３１は、取出指示により指定された物品１１が配置されている棚の位置が、第２棚１５である場合、無人搬送車２５により取り出し不可能であると判断する。

【0060】

プロセッサ３１は、取出指示により指定された物品１１を無人搬送車２５により処理可能であると判断した場合（ステップＳ１３、ＹＥＳ）、無人搬送車２５に移動を指示する制御信号を送信する（ステップＳ１４）。プロセッサ３１は、この場合、取り出す物品１１の位置を移動先として示す制御信号を無人搬送車２５に送信する。図３に示されるように、無人搬送車２５は、制御装置２４から制御信号に基づいて、第１棚１４に配置された物品１１の位置に向かって移動し、物品１１と配置面との間に潜り込む。

【0061】

プロセッサ３１は、無人搬送車２５の所定位置への移動が完了すると、無人搬送車２５に物品１１の取出を指示する制御信号を送信する（ステップＳ１５）。図４に示されるように、無人搬送車２５は、物品１１の位置に到達し、物品１１の取出を指示する制御信号を受信すると、リフタ４３を上昇させることによって物品１１を持ち上げる。

【0062】

プロセッサ３１は、無人搬送車２５が物品１１を持ち上げると、無人搬送車２５に移動を指示する制御信号を送信する（ステップＳ１６）。プロセッサ３１は、この場合、取り出した物品１１の搬送先（荷降ろし先）を移動先として示す制御信号を無人搬送車２５に送信する。図５に示されるように、無人搬送車２５は、物品１１の荷降しを指示する制御信号を受信すると、物品１１をリフタ４３によって持ち上げた状態で移動機構４２により制御信号で指示された搬送先に移動する。

【0063】

プロセッサ３１は、無人搬送車２５の所定位置への移動が完了すると、無人搬送車２５に物品１１の荷降しを指示する制御信号を送信し（ステップＳ１７）、ステップＳ１８の処理に移行する。無人搬送車２５は、物品１１の荷降しを指示する制御信号を受信すると、リフタ４３を下降させて物品１１を搬送先に荷降ろしする。

【0064】

即ち、プロセッサ３１は、取り出す物品１１の位置が無人搬送車２５によって取り出し可能な位置であると判断した場合、取り出す物品１１の位置及び搬送先などを制御信号として無人搬送車２５に指示する。これにより、プロセッサ３１は、無人搬送車２５に第１棚１４の物品１１の荷役処理を行わせることができる。なお、プロセッサ３１は、荷降しが完了した無人搬送車２５に所定の位置に戻るように制御信号を送信してもよい。

【0065】

次に、プロセッサ３１は、未処理の物品１１が存在するか否か判断する（ステップＳ１８）。即ち、プロセッサ３１は、ステップＳ１１で取得した取出指示で示された全ての物品１１の荷役処理が完了したか否か判断する。

【0066】

プロセッサ３１は、未処理の物品１１が存在すると判断した場合（ステップＳ１８、ＹＥＳ）、ステップＳ１２の処理に移行し、次の物品１１の荷役処理を行うように、無人搬送車２５及びシャトルフォーク装置２６に制御信号を出力する。

【0067】

また、プロセッサ３１は、未処理の物品１１が存在しないと判断した場合（ステップＳ１８、ＮＯ）、図３の処理を終了する。

【0068】

また、プロセッサ３１は、上記のステップＳ１３において、取出指示により指定された物品１１を無人搬送車２５により処理することが不可能であると判断した場合（ステップＳ１３、ＮＯ）、無人搬送車２５に移動を指示する制御信号を送信する（ステップＳ１９）。プロセッサ３１は、この場合、物品１１の取り出しに用いるシャトルフォーク装置２６の位置を示す制御信号を無人搬送車２５に送信する。図７に示されるように、無人搬送車２５は、制御信号を受信すると、シャトルフォーク装置２６の位置に移動し、シャトルフォーク装置２６の昇降用基部５１のテーブル６４と床面１３との間に潜り込む。

【0069】

プロセッサ３１は、無人搬送車２５の所定位置への移動が完了すると、無人搬送車２５にシャトルフォーク装置２６の移動を指示する制御信号を送信する（ステップＳ２０）。シャトルフォーク装置２６の移動を指示する制御信号は、無人搬送車２５のリフタ４３の上昇と、シャトルフォーク装置２６の移動先（物品１１の位置）とを無人搬送車２５に指示する信号である。図７に示されるように、無人搬送車２５は、シャトルフォーク装置２６の移動を指示する制御信号を受信すると、リフタ４３を上昇させてシャトルフォーク装置２６の昇降用基部５１のテーブル６４とリフタ４３の接触面とを接触させる。これにより、無人搬送車２５は、シャトルフォーク装置２６のテーブル６４に対して鉛直方向における下方から上方の向きの応力を与える。即ち、プロセッサ３１は、シャトルフォーク装置２６の接続部に無人搬送車２５を接続させる。

【0070】

また、プロセッサ３１は、無人搬送車２５の所定位置への移動が完了し、リフタ４３が上昇すると、ストッパ６２ａによりキャスタ６２の回転を静止させる状態を解除することを指示する制御信号をシャトルフォーク装置２６に送信する。これにより、無人搬送車２５は、シャトルフォーク装置２６を容易に移動させることができる。

【0071】

さらに、無人搬送車２５は、シャトルフォーク装置２６に応力を与えた状態で、制御信号で指定された移動先に移動する。これにより、無人搬送車２５は、シャトルフォーク装置２６を制御信号で指定された移動先に移動させる。

【0072】

プロセッサ３１は、無人搬送車２５の所定位置への移動が完了すると、シャトルフォーク装置２６に物品１１の取出を指示する制御信号を送信する（ステップＳ２１）。図８及び図９に示されるように、シャトルフォーク装置２６は、物品１１の取出を指示する制御信号を受信すると、昇降機構５２によりシャトルフォーク部５３を物品１１の高さに応じて昇降させる。さらに、シャトルフォーク装置２６は、棚１２に配置された物品１１と配置面の間の空間に、シャトルフォーク部５３のフォーク６６をリーチ機構６７により差し込む。シャトルフォーク装置２６は、昇降機構５２によりシャトルフォーク部５３を上昇させることにより、シャトルフォーク部５３のフォーク６６を物品１１に接触させる。これにより、フォーク６６に物品１１から鉛直方向の応力が加わる状態になる。さらに、シャトルフォーク装置２６は、リーチ機構６７により突き出されたフォーク６６を戻すことにより、棚１２から物品１１を取り出し、ステージ６５上に物品１１を保持（載置）する。

【0073】

なお、プロセッサ３１は、無人搬送車２５によるシャトルフォーク装置２６の所定位置への移動が完了すると、ストッパ６２ａによりキャスタ６２の回転を静止させる状態にすることを指示する制御信号をシャトルフォーク装置２６に送信する。これにより、シャトルフォーク装置２６は、シャトルフォーク部５３のフォーク６６を介して生じる応力によって移動することを防ぐことができる。即ち、プロセッサ３１は、シャトルフォーク装置２６を無人搬送車２５により移動させる場合、ストッパ６２ａによるキャスタ６２の回転の静止を解除する。また、プロセッサ３１は、シャトルフォーク装置２６を停止させたままにする場合、ストッパ６２ａによりキャスタ６２の回転を静止させる。

【0074】

プロセッサ３１は、シャトルフォーク部５３による物品１１の取り出しが完了すると、無人搬送車２５に移動を指示する制御信号を送信する（ステップＳ２２）。プロセッサ３１は、この場合、取り出した物品１１の搬送先（荷降ろし先）を移動先として示す制御信号を無人搬送車２５に送信する。図１０に示されるように、無人搬送車２５は、制御信号を受信すると、シャトルフォーク装置２６を制御信号で指定された位置に移動させる。

【0075】

プロセッサ３１は、無人搬送車２５の所定位置への移動が完了すると、シャトルフォーク装置２６に物品１１の荷降しを指示する制御信号を送信し（ステップＳ２３）、ステップＳ１８の処理に移行する。図１１に示されるように、シャトルフォーク装置２６は、荷降しを指示する制御信号を受信すると、物品１１を支持した状態のフォーク６６をリーチ機構６７により突き出し、昇降機構５２によりシャトルフォーク装置２６を下降させ、フォーク６６を戻すことにより、物品１１を任意の位置に降ろす。

【0076】

即ち、プロセッサ３１は、取り出す物品１１の位置が無人搬送車２５によって取り出し不可能な位置であると判断した場合、無人搬送車２５とシャトルフォーク装置２６とを協働させて物品１１を棚１２から取り出すように、制御信号を無人搬送車２５及びシャトルフォーク装置２６に送信する。これにより、プロセッサ３１は、無人搬送車２５及びシャトルフォーク装置２６に第２棚１５の物品１１の荷役処理を行わせることができる。なお、プロセッサ３１は、荷降しが完了した無人搬送車２５及びシャトルフォーク装置２６に所定の位置に戻るように制御信号を送信してもよい。

【0077】

上記のように、荷役装置であるシャトルフォーク装置２６は、無人搬送車２５が接続され、無人搬送車２５によって移動される昇降用基部５１と、物品１１が配置された棚１２から物品１１を取り出すシャトルフォーク部５３と、シャトルフォーク部５３を昇降させる昇降機構５２とを備える。このような構成によると、無人搬送車２５により取り出し不可能な棚１２から物品１１を取り出す際に、無人搬送車２５によりシャトルフォーク装置２６を所定位置に移動させ、シャトルフォーク装置２６によって棚１２から物品１１を取り出すことができる。この結果、効率よく棚から物品の取出しを行うことができる。

【0078】

なお、物品１１と配置面との間に空間を形成する基部を物品１１が備えると説明したが、この構成に限定されない。物品１１を第１棚１４及び第２棚１５の配置面より高い位置で支持し、物品１１と配置面との間にフォーク６６を差し込み可能な空間を形成する支持部材が、第１棚１４及び第２棚１５に設けられていてもよい。また、物品１１が、フォーク６６を差し込み可能な空間を有する形状の容器によって構成されていてもよい。

【0079】

また、上記の実施形態では、シャトルフォーク装置２６の昇降用基部５１が、無人搬送車２５のリフタ４３と接するテーブル６４を備える構成であると説明したが、この構成に限定されない。シャトルフォーク装置２６は、テーブル６４の代わりに昇降機構５２によって昇降するステージを複数備える構成であってもよい。この場合、ステージの床面１３と対向する面が、無人搬送車２５のリフタ４３と接するように構成される。これにより、シャトルフォーク装置２６は、より様々な寸法の無人搬送車２５によって接続可能になる。

【0080】

また、シャトルフォーク装置２６は、シャトルフォーク部５３が搭載されているステージ６５を、無人搬送車２５のリフタ４３と接する位置まで下降させる構成であってもよい。この場合、シャトルフォーク装置２６からテーブル６４が省略され、ステージ６５がテーブル６４の機能も兼ねるように構成されていてもよい。

【0081】

図１２は、シャトルフォーク装置２６の他の例であるシャトルフォーク装置２６Ａについて説明する為の説明図である。図１２に示されるように、シャトルフォーク装置２６Ａは、昇降用基部５１Ａ、昇降機構５２、シャトルフォーク部５３、通信部５４、電源部５５、及びコントローラ５６を備える。

【0082】

また、図１２では、第２棚１５に物品１１が配置され、床面１３と同じ高さの第１棚１４に、物品１１に対してより高さのある移動棚１６が配置されている例を示している。移動棚１６は、物品１１と同様に、配置されている状態で無人搬送車２５が潜り込むことが可能な空間ができるように構成されている。移動棚１６には、商品、部品、郵便物などの種々の物品１１が収容されている。このような場合、物品識別情報と移動棚１６固有の移動棚識別情報と棚識別情報とが予め対応付けられている。制御装置２４のプロセッサ３１は、物品識別情報から移動棚識別情報及び棚識別情報を抽出することにより、指示された物品１１が収容されている移動棚１６の位置を特定することができる。この場合、無人搬送車２５により第１棚１４の移動棚１６が移動され、シャトルフォーク装置２６Ａにより、第２棚１５の物品１１が移動される。

【0083】

昇降用基部５１Ａは、シャトルフォーク装置２６Ａの本体である。昇降用基部５１Ａには、昇降機構５２、シャトルフォーク部５３、通信部５４、電源部５５、及びコントローラ５６などが設けられる。昇降用基部５１Ａは、昇降機構５２、シャトルフォーク部５３、通信部５４、電源部５５、及びコントローラ５６を移動可能に構成されている。昇降用基部５１Ａは、例えば、フレーム６１と、キャスタ６２と、弾性部材６３と、ステージ６５Ａとを備える。

【0084】

ステージ６５Ａは、シャトルフォーク部５３が搭載され、且つ昇降機構５２によって昇降される構成である。また、ステージ６５Ａは、シャトルフォーク部５３が取出した物品１１が載置される。また、ステージ６５Ａは、無人搬送車２５のリフタ４３の接触面と接する面を備える。即ち、ステージ６５Ａは、無人搬送車２５とシャトルフォーク装置２６Ａとを接続する接続部として機能する。

【0085】

制御装置２４のプロセッサ３１は、無人搬送車２５をシャトルフォーク装置２６Ａのステージ６５Ａの床面１３と対向した面と、床面１３との間に移動させ、昇降機構５２によりステージ６５Ａを下降させる。ステージ６５Ａと無人搬送車２５（のリフタ４３）とが接触すると、昇降機構５２は、ステージ６５Ａの加工を停止させる。これにより、無人搬送車２５とシャトルフォーク装置２６Ａとが接続される。この結果、シャトルフォーク装置２６Ａは、無人搬送車２５の走行に応じて移動する。

【0086】

このような構成によると、テーブル６４を省略することが可能になる。また、無人搬送車２５の寸法によらず、無人搬送車２５とシャトルフォーク装置２６Ａとを接続させることが可能になる。

【0087】

また、上記の実施形態では、無人搬送車２５がシャトルフォーク装置２６に接続し、棚１２から物品１１を取り出す構成について説明したが、この構成に限定されない。倉庫管理システム１は、吸着パッドまたはロボットハンドなどが用いられた把持部と、把持部を移動させるアーム機構とが組み合わされたロボットアームなどの荷役装置に無人搬送車２５が接続し、棚１２から物品１１を取り出させる構成であってもよい。

【0088】

なお、上述の各実施の形態で説明した機能は、ハードウエアを用いて構成するに留まらず、ソフトウエアを用いて各機能を記載したプログラムをコンピュータに読み込ませて実現することもできる。また、各機能は、適宜ソフトウエア、ハードウエアのいずれかを選択して構成するものであっても良い。

【0089】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0090】

１…倉庫管理システム、１１…物品、１２…棚、１３…床面、１４…第１棚、１５…第２棚、１６…移動棚、２１…搬送装置、２２…充電スタンド、２３…上位サーバ、２４…制御装置、２５…無人搬送車、２６…シャトルフォーク装置、２６Ａ…シャトルフォーク装置、２７…ネットワーク、２８…アクセスポイント、３１…プロセッサ、３２…メモリ、３３…通信部、４１…走行用基部、４２…移動機構、４３…リフタ、４４…検出部、４５…通信部、４６…電源部、４７…コントローラ、５１…昇降用基部、５１Ａ…昇降用基部、５２…昇降機構、５３…シャトルフォーク部、５４…通信部、５５…電源部、５６…コントローラ、６１…フレーム、６２…キャスタ、６２ａ…ストッパ、６３…弾性部材、６４…テーブル、６５…ステージ、６５Ａ…ステージ、６６…フォーク、６７…リーチ機構。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】