特許 7563219 運搬システム

(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】2024-09-30

(45)【発行日】2024-10-08

(54)【発明の名称】運搬システム

(51)【国際特許分類】

   B65G 1/00 20060101AFI20241001BHJP

   B25J 5/00 20060101ALN20241001BHJP

【ＦＩ】

B65G1/00 501C

B25J5/00 A

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2021022069

(22)【出願日】2021-02-15

(65)【公開番号】P2022124351

(43)【公開日】2022-08-25

【審査請求日】2023-08-22

(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】100103894

【弁理士】

【氏名又は名称】家入 健

(72)【発明者】

【氏名】糸澤 祐太

(72)【発明者】

【氏名】岩本 国大

(72)【発明者】

【氏名】古村 博隆

(72)【発明者】

【氏名】高木 裕太郎

【審査官】松浦 陽

(56)【参考文献】

【文献】実開昭６１－１０７７２６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特表２０２１－５０１７３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１７８１４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０８８２８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１８－５１３８２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－０５９８１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－１４４５０９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６５Ｇ １／００

Ｂ２５Ｊ １／００－２１／０２

Ｂ６５Ｇ３５／００

Ｇ０５Ｄ １／００－１／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

自律移動ロボットにより物体を運搬する運搬システムであって、
前記運搬システムは、容器である前記物体を含み、
前記自律移動ロボットが、前記物体を載せるための載置部と、前記載置部の上面の上方向に突出可能な突起部とを有し、
前記載置部は、前記物体と係合し前記載置部の面上での前記物体の移動方向を所定の方向に規制するガイドを有し、
前記ガイドは、前記載置部の上面において前記所定の方向に延設された溝であり、
前記物体の底面には、前記溝の形状に対応する凸部が設けられており、
前記凸部の下面には、穴が設けられており、
前記自律移動ロボットは、前記載置部に載せられた前記物体の前記凸部の下面に設けられた前記穴に前記突起部を挿入する
運搬システム。

【請求項2】

前記溝の前記所定の方向に沿った側面は、前記溝の上端よりも下において、幅方向外側に突出した形状を有する
請求項１に記載の運搬システム。

【請求項3】

前記載置部は、前記溝の両脇に、前記所定の方向に延設された凹部を有する
請求項１又は２に記載の運搬システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は運搬システムに関し、特に自律移動ロボットにより物体を運搬する運搬システムに関する。

【背景技術】

【0002】

物体を運搬するための様々なロボットが開発されている。例えば、特許文献１には、農作物を運搬するための農作業補助ロボットが開示されている。この農作業補助ロボットは、本体部の上面から突出した係合部を備えており、農作物を入れるための箱の底面に設けられた凹部とこの係合部とを係合させることで、本体部に箱を固定できるようにしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００５－６６８０９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、発明者らは、自律移動ロボットに設けられた載置部の上面において物体をスライドして移動させることにより、載置部への物体の積み卸しを行う自律移動ロボットについて検討している。物体が載置部の上面において自由に動いてしまうと、積み卸しのための物体の移動が安定せず、載置部への物体の積み卸しが難しくなる。特許文献１に開示されたような構成によれば、物体の自由な移動を防ぐことができるが、載置部の上面において物体をスライドして移動させることできず、載置部への物体の積み卸しの支障となる。

【0005】

本開示は、上記した事情を背景としてなされたものであり、載置部上で物体を移動させることによる載置部への物体の積み卸しを容易に行うことができる運搬システムを提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するための本開示の一態様は、自律移動ロボットにより物体を運搬する運搬システムであって、前記自律移動ロボットが、前記物体を載せるための載置部を有し、前記載置部は、前記物体と係合し前記載置部の面上での前記物体の移動方向を所定の方向に規制するガイドを有する運搬システムである。
この運搬システムによれば、載置部上で物体を移動させる際、その移動の方向がガイドによって制限される。このため、移動の際の物体の回転を防ぐことができ、移動を安定させることができる。よって、載置部上で物体を移動させることによる載置部への物体の積み卸しを容易に行うことができる。

【0007】

上記の一態様において、前記ガイドは、前記載置部の上面において前記所定の方向に延設された凸部であってもよい。
このような構成によれば、簡易な構成により、載置部上での物体の移動を安定させることができる。

【0008】

上記の一態様において、前記凸部の前記所定の方向に沿った側面は、前記凸部の下端よりも上において、幅方向外側に突出した形状を有してもよい。
このような構成によれば、ガイドに嵌った物体の上下方向の物体の移動が妨げられる。このため、物体の載置部からの落下を抑制することができる。

【0009】

上記の一態様において、前記運搬システムは、容器である前記物体を含み、前記物体の底面には、前記凸部の形状に対応する溝が設けられていてもよい。
このような構成によれば、ガイドに嵌る容器を用いた運搬システムを提供することができる。

【0010】

上記の一態様において、前記ガイドは、前記載置部の上面において前記所定の方向に延設された溝であってもよい。
このような構成によれば、簡易な構成により、載置部上での物体の移動を安定させることができる。

【0011】

上記の一態様において、前記溝の前記所定の方向に沿った側面は、前記溝の上端よりも下において、幅方向外側に突出した形状を有してもよい。
このような構成によれば、ガイドに嵌った物体の上下方向の物体の移動が妨げられる。このため、物体の載置部からの落下を抑制することができる。

【0012】

上記の一態様において、前記載置部は、前記溝の両脇に、前記所定の方向に延設された凹部を有してもよい。
このような構成によれば、底面に凸部を有する物体が脚を有する場合であっても、ガイドに沿って物体を載置部上で移動させることができる。

【0013】

上記の一態様において、前記運搬システムは、容器である前記物体を含み、前記物体の底面には、前記溝の形状に対応する凸部が設けられていてもよい。
このような構成によれば、ガイドに嵌る容器を用いた運搬システムを提供することができる。

【0014】

上記の一態様において、前記ガイドは、前記物体の幅に対応する間隔で前記所定の方向に延設された、互いに内側を向いた２本のレールであり、前記２本のレールは、前記載置部の上面から所定の高さに延設されていてもよい。
このような構成によれば、簡易な構成により、載置部上での物体の移動を安定させることができる。

【0015】

上記の一態様において、前記ガイドは、前記２本のレールが互いに近づく方向に付勢する付勢部材を有してもよい。
このような構成によれば、所定の大きさ以上の力で物体を上下方向に動かすことで、ガイドに嵌った物体を外したり、物体をガイドに嵌めたりすることができる。このため、利便性が向上する。

【0016】

上記の一態様において、前記運搬システムは、容器である前記物体を含み、前記物体の側面には、前記レールの形状に対応する溝が設けられていてもよい。
このような構成によれば、ガイドに嵌る容器を用いた運搬システムを提供することができる。

【0017】

上記の一態様において、前記自律移動ロボットは、前記載置部の上面の上方向に突出可能な突起部を有し、前記自律移動ロボットは、前記載置部に載せられた前記物体の底面に設けられた穴に前記突起部を挿入してもよい。
このような構成によれば、ガイドの方向への物体の移動も制限されるため、物体の落下を抑制することができる。

【発明の効果】

【0018】

本開示によれば、載置部上で物体を移動させることによる載置部への物体の積み卸しを容易に行うことができる運搬システムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】実施形態に係る自律移動ロボットの概略的構成を示す斜視図である。

【図2】実施形態に係る自律移動ロボットの概略的構成を示す側面図である。

【図3】実施形態に係る自律移動ロボットの概略的なシステム構成を示すブロック図である。

【図4】アームの先端が載置部の水平方向の外側に突き出た状態の載置部の平面図である。

【図5】アームの先端が載置部側に引き込まれた状態の載置部の平面図である。

【図6】ラックと、ラックに収納された運搬対象の物体とを示す模式図である。

【図7】物体の正面、底面、及び側面を示す斜視図である。

【図8】物体の底面図である。

【図9】実施の形態１にかかる載置部のガイドが物体の溝に嵌った状態を示す模式図である。

【図10】ラックに収納された物体を載置部に載せる動作を示す模式図である。

【図11】ラックに収納された物体を載置部に載せる動作を示す模式図である。

【図12】ラックに収納された物体を載置部に載せる動作を示す模式図である。

【図13】実施の形態２にかかる載置部のガイドが物体の凸部に嵌った状態を示す模式図である。

【図14】実施の形態３にかかる載置部のガイドが物体の溝に嵌った状態を示す模式図である。

【図15】実施の形態３の変形例にかかる載置部のガイドが物体の凸部に嵌った状態を示す模式図である。

【図16】実施の形態４にかかる載置部のガイドが物体の凸部に嵌った状態を示す模式図である。

【図17】実施の形態５にかかる載置部のガイドが物体の側面の溝に嵌った状態を示す模式図である。

【図18】側面に溝が設けられた物体の斜視図である。

【図19】実施の形態５の変形例にかかる載置部のガイドが物体の側面の溝に嵌った状態を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
＜実施の形態１＞
図１は、本実施形態に係る自律移動ロボット１０の概略的構成を示す斜視図である。図２は、本実施形態に係る自律移動ロボット１０の概略的構成を示す側面図である。図３は、本実施形態に係る自律移動ロボット１０の概略的なシステム構成を示すブロック図である。

【0021】

本実施形態に係る自律移動ロボット１０は、例えば、住宅、施設、倉庫、工場、屋外などの移動環境内を自律的に移動するロボットであり、自律移動ロボット１０により物体を支持して運搬する運搬システムに属してもよい。本実施形態に係る自律移動ロボット１０は、移動可能な移動部１１０と、上下方向へ伸縮する伸縮部１２０と、載置された物体を支持するための載置部１３０と、アーム１４０と、アーム駆動機構１５０と、移動部１１０、伸縮部１２０、及びアーム１４０の制御を含む、自律移動ロボット１０の制御を行う制御部１００と、無線通信部１６０とを備えている。

【0022】

移動部１１０は、ロボット本体１１１と、ロボット本体１１１に回転可能に設けられた左右一対の駆動車輪１１２及び前後一対の従動車輪１１３、各駆動車輪１１２を回転駆動する一対のモータ１１４と、を有している。各モータ１１４は減速機などを介して、各駆動車輪１１２を回転させる。各モータ１１４は、制御部１００からの制御信号に応じて、各駆動車輪１１２を回転させることで、ロボット本体１１１の前進移動、後進移動、及び回転を可能にする。これにより、ロボット本体１１１は、任意の位置に移動することができる。なお、上記移動部１１０の構成は一例であり、これに限定されない。例えば、移動部１１０の駆動車輪１１２及び従動車輪１１３の数は任意でよく、ロボット本体１１１を任意の位置に移動させることができれば任意の構成が適用可能である。

【0023】

伸縮部１２０は、上下方向へ伸縮する伸縮機構である。伸縮部１２０は、テレスコピック型の伸縮機構として構成されていてもよい。伸縮部１２０の上端部には、載置部１３０が設けられており、伸縮部１２０の動作により、載置部１３０が上昇又は下降する。伸縮部１２０は、モータなどの駆動装置１２１を備えており、駆動装置１２１の駆動により伸縮する。すなわち、駆動装置１２１の駆動により、載置部１３０が上昇又は下降する。駆動装置１２１は、制御部１００からの制御信号に応じて駆動する。なお、自律移動ロボット１０において、伸縮部１２０の代わりに、ロボット本体１１１の上側に設けられた載置部１３０の高さを制御する公知の任意の機構が用いられてもよい。

【0024】

載置部１３０は、伸縮部１２０の上部（先端）に設けられている。載置部１３０は、モータなどの駆動装置１２１により昇降し、本実施の形態では、載置部１３０は、自律移動ロボット１０により運搬される物体を載せるために使用される。運搬のため、自律移動ロボット１０は、物体を載置部１３０で支持したまま、物体とともに移動する。これにより、自律移動ロボット１０は、物体を運搬する。

【0025】

載置部１３０は、例えば、上面となる板材と下面となる板材とで構成されており、上面と下面との間に、アーム１４０及びアーム駆動機構１５０を収める空間を有している。本実施の形態では、この板材の形状、すなわち、載置部１３０の形状は、例えば円盤状であるが、他の任意の形状であってもよい。載置部１３０は、載置部１３０上に載せられる物体と係合し載置部１３０の面上での当該物体の移動方向を所定の方向に規制するガイド１３２を有する。ここで、所定の方向とは、載置部１３０の面上に定義される一直線の方向であり、具体的には、アーム１４０が出し入れされる方向である。本実施形態では、ガイド１３２は、載置部１３０の上面において所定の方向に延設された凸部である。ガイド１３２は、例えば、載置部１３０の中央を通るように設けられている。なお、より詳細には、本実施の形態では、アーム１４０の移動の際に、アーム１４０の突起部１４２が載置部１３０にぶつからないように、載置部１３０にはアーム１４０の動線に沿って切り欠き１３１が設けられている（図４及び図５参照）。なお、切り欠き１３１は、少なくとも載置部１３０の上面に設けられている。

【0026】

載置部１３０には、載置部１３０から水平方向に出し入れされるアーム１４０が設けられている。アーム１４０は、水平方向に延びる軸部１４１と、当該軸部１４１の先端で当該軸部１４１と垂直な方向に延びる突起部１４２とを有する。すなわち、本実施の形態では、アーム１４０は、Ｌ字形状を有している。また、載置部１３０には、制御部１００からの制御信号に応じて、アーム１４０の水平方向（すなわち、軸部１４１に沿った方向、さらに換言するとアーム１４０の長手方向）の移動及び軸部１４１の回転を行うアーム駆動機構１５０が設けられている。アーム駆動機構１５０は、例えば、モータ及びリニアガイドを含み、アーム１４０の水平方向の移動及び軸部１４１の回転を行うが、アーム駆動機構１５０として、これらの動作を行うための公知の任意の機構が用いられてもよい。

【0027】

このように、アーム１４０は、水平方向に移動可能であるとともに、軸部１４１の回転に伴い突起部１４２が回転可能である。すなわち、軸部１４１を回転軸として、突起部１４２が回転可能である。

【0028】

ここで、アーム１４０の水平方向の移動について図に示す。図４は、アーム１４０の先端が載置部１３０の水平方向の外側に突き出た状態の載置部１３０の平面図である。また、図５は、アーム１４０の先端が載置部１３０側に引き込まれた状態の載置部１３０の平面図である。なお、載置部１３０の切り欠き１３１は、図に示されるように、載置部１３０の外周端からアーム１４０の軸に沿って延びた所定の長さの切り欠きである。切り欠き１３１の終端の位置は、具体的には、例えば、図５に示されるように、アーム１４０が載置部１３０側に最も引き込まれた際のアーム１４０の先端（突起部１４２）の位置に相当する位置である。このように、載置部１３０に切り欠き１３１があるため、アーム１４０の突起部１４２を載置部１３０の外周の内側まで引き込むことができる。

【0029】

なお、本実施形態では、突起部１４２が上側を向いた場合、切り欠き１３１がないとアーム１４０の動作に支障があるため、切り欠き１３１が設けられているが、アーム１４０の動作に支障がない場合には、切り欠き１３１が設けられていなくてもよい。

【0030】

無線通信部１６０は、必要に応じてサーバ又は他のロボットなどと通信するために、無線通信する回路であり、例えば、無線送受信回路及びアンテナを含む。なお、自律移動ロボット１０が他の機器と通信を行わない場合には、無線通信部１６０が省略されてもよい。

【0031】

制御部１００は、自律移動ロボット１０を制御する装置であり、プロセッサ１０１、メモリ１０２、及びインタフェース１０３を備える。プロセッサ１０１、メモリ１０２、及びインタフェース１０３は、データバスなどを介して相互に接続されている。

【0032】

インタフェース１０３は、移動部１１０、伸縮部１２０、アーム駆動機構１５０、無線通信部１６０などの他の装置と通信するために使用される入出力回路である。

【0033】

メモリ１０２は、例えば、揮発性メモリ及び不揮発性メモリの組み合わせによって構成される。メモリ１０２は、プロセッサ１０１により実行される、１以上の命令を含むソフトウェア（コンピュータプログラム）、及び自律移動ロボット１０の各種処理に用いるデータなどを格納するために使用される。

【0034】

プロセッサ１０１は、メモリ１０２からソフトウェア（コンピュータプログラム）を読み出して実行することで、制御部１００の後述する処理を行う。

【0035】

プロセッサ１０１は、例えば、マイクロプロセッサ、ＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ Ｕｎｉｔ）、又はＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などであってもよい。プロセッサ１０１は、複数のプロセッサを含んでもよい。
このように、制御部１００は、コンピュータとして機能する装置である。

【0036】

なお、上述したプログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（ｎｏｎ－ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｒｅａｄａｂｌｅ ｍｅｄｉｕｍ）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（ｔａｎｇｉｂｌｅ ｓｔｏｒａｇｅ ｍｅｄｉｕｍ）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ－ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）ＣＤ－Ｒ、ＣＤ－Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ ＰＲＯＭ）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｒｅａｄａｂｌｅ ｍｅｄｉｕｍ）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。

【0037】

次に、制御部１００の処理について説明する。
制御部１００は、自律移動ロボット１０の動作を制御する。すなわち、制御部１００は、移動部１１０、伸縮部１２０、及びアーム１４０の動作を制御する。制御部１００は、移動部１１０の各モータ１１４に制御信号を送信することで、各駆動車輪１１２の回転を制御し、ロボット本体１１１を任意の位置に移動させることができる。また、制御部１００は、伸縮部１２０の駆動装置１２１に対して制御信号を送信することで、載置部１３０の高さを制御することができる。また、制御部１００は、アーム駆動機構１５０に対して制御信号を送信することで、アーム１４０の水平方向の移動及び突起部１４２の回転を制御することができる。

【0038】

制御部１００は、駆動車輪１１２に設けられた回転センサにより検出された駆動車輪１１２の回転情報などに基づいて、フィードバック制御、ロバスト制御等の周知の制御を行うことで、自律移動ロボット１０の移動を制御してもよい。また、制御部１００は、自律移動ロボット１０に設けられたカメラや超音波センサなどの距離センサにより検出された距離情報、移動環境の地図情報などの情報に基づいて、移動部１１０を制御することで、自律移動ロボット１０を自律的に移動させてもよい。

【0039】

ここで、自律移動ロボット１０が運搬対象とする物体について具体的に説明する。図６は、ラック８０と、ラック８０に収納された運搬対象の物体９０とを示す模式図である。なお、図６では、ラック８０の正面に位置する自律移動ロボット１０も図示されている。また、図７は、物体９０の正面、底面、及び側面を示す斜視図である。さらに、図８は、物体９０の底面図である。図６に示すように、自律移動ロボット１０は、ラック８０の物体９０を載置部１３０に移す際、又は、載置部１３０に置かれた物体９０をラック８０に移す際、ラック８０に近接した位置に移動する。より詳細には、例えば、自律移動ロボット１０は、ラック８０の正面、かつ、ラック８０の対のレール８１ａ、８１ｂの中間地点に移動する。

【0040】

ラック８０は、物体９０の両サイドを支持する対のレール８１ａ、８１ｂを有する。対のレール８１ａ、８１ｂは、同じ高さに平行に設けられている。ラック８０に収納された物体９０は、物体９０の一方のサイドがレール８１ａにより支持され、他方のサイドがレール８１ｂに支持される。レール８１ａ、８１ｂは、いずれも、ラック８０の正面から背面にわたって設けられている。

【0041】

物体９０の両サイドには、例えば、図７に示すように、つば９１が設けられており、つば９１がレール８１ａ、８１ｂに下から支持されることにより、ラック８０において物体９０が支持される。なお、つば９１は、物体９０の両サイドに正面から背面にわたって設けられている。図７に示した例では、つば９１は、物体９０のサイドの上部に設けられているが、例えば下部に設けられてもよく、必ずしも上部でなくてもよい。また、物体９０の底面をレール８１ａ、８１ｂが支持する場合には、必ずしもつば９１が物体９０に設けられていなくてもよい。

【0042】

このように、ラック８０は、物体９０の両サイドをレール８１ａ、８１ｂにより下から支持する。そして、物体９０は、レール８１ａ、８１ｂに沿って、ラック８０内で、前後方向に移動可能である。すなわち、物体９０をラック８０の背面に向かって押し込むことにより、物体９０はラック８０に収納される。逆に、物体９０をラック８０の正面に向かって引き出すことにより、物体９０をラック８０から取り出すことができる。

【0043】

図７及び図８に示すように、物体９０の底面には、凸部として載置部１３０に設けられたガイド１３２の形状に対応する溝９３が設けられている。溝９３は、物体９０がラック８０に対して出し入れされる際の物体９０のラック８０内での移動方向に平行に設けられている。図７及び図８に示した例では、具体的には、溝９３は、物体９０の底面の中央を通り、かつ、つば９１が延設されている方向と平行になるように設けられている。また、物体９０の底面には、アーム１４０の突起部１４２を引っ掛けるための穴９２が所定の位置に形成されている。図７及び図８に示した例では、穴９２は、溝９３の底に設けられている。なお、物体９０は、例えば、直方体形状の容器（箱）であるが、これに限らず任意の物体でもよい。容器としての物体９０の中には、他の任意の物体を収納することができる。

【0044】

図９は、載置部１３０のガイド１３２が物体９０の溝９３に嵌った状態を示す模式図であり、載置部１３０を構成する上板と物体９０とを正面（背面）から見た様子を示している。なお、図９では、アーム１４０の突起部１４２が、物体９０の底面の穴９２に挿入された様子も示されている。図９に示すように、本実施の形態では、ガイド１３２及び溝９３の断面形状は、矩形である。このように、ガイド１３２が物体９０の溝９３に嵌った状態においては、物体９０の載置部１３０上での移動方向がガイド１３２の方向に限定される。このため、載置部１３０とラック８０との間を、物体９０をスライドさせることにより移動する際、物体９０の回転を防ぐことができ、移動を安定させることができる。よって、載置部１３０上で物体９０を移動させることによる載置部１３０への物体の積み卸しを容易に行うことができる。また、載置部１３０とラック８０との間を物体９０が移動しない場合においては、載置部１３０上の物体９０が落下することを抑制することができる。また、突起部１４２は、載置部１３０の上面の上方向に突出可能であるため、制御部１００が、載置部１３０に載せられた物体９０の底面に設けられた穴９２に突起部１４２を挿入した場合には、ガイド１３２の方向への物体９０の移動も制限されるため、物体９０の落下をさらに防ぐことができる。

【0045】

自律移動ロボット１０の制御部１００は、アーム１４０を操作することにより、ラック８０から載置部１３０へ物体９０を移動させ、又は、載置部１３０からラック８０へ物体９０を移動させる。図１０から図１２は、ラック８０に収納された物体９０を載置部１３０に載せる動作を示す模式図である。

【0046】

図１０に示すように、まず、制御部１００は、アーム１４０を載置部１３０から所定の長さ分だけ送り出し、物体９０の底面の穴９２へとアームの先端（突起部１４２）を移動する。このとき、運搬対象の物体９０の底面側の狭い空間（例えば、運搬対象の物体９０の一段下に収納されている物体９０と運搬対象の物体９０との狭い隙間）にアーム１４０を挿入するために、突起部１４２の突起の方向は、水平方向であることが好ましい。

【0047】

次に、図１１に示すように、制御部１００は、アーム１４０の軸部１４１を回転軸として、突起部１４２を回転させる。具体的には、制御部１００は、突起部１４２が上側を向くように突起部１４２を回転させる。これにより、突起部１４２が、物体９０の穴９２に入る。このように、本実施の形態では、突起部１４２の回転により、アーム１４０の先端を溝に引っ掛けるためのアーム１４０の状態と、そうではないアーム１４０の状態とを容易に切り替えることができる。

【0048】

次に、図１２に示すように、制御部１００は、穴９２に引っ掛かったアーム１４０の先端（突起部１４２）を載置部１３０に向けて戻す。これにより、物体９０がラック８０から引き出され、ラック８０から載置部１３０上へと移動する。このとき、載置部１３０のガイド１３２が物体９０の底面の溝９３に嵌った状態で、物体９０は載置部１３０上を移動する。

【0049】

これに対し、制御部１００は、載置部１３０上に載置された物体９０の穴９２に引っ掛かったアーム１４０の先端をラック８０に向けて移動することにより、すなわち、穴９２に突起部１４２が入った状態でアーム１４０を載置部１３０から所定の長さ分だけ送り出すことにより、載置部１３０上の物体９０をラック８０に収納することができる。このときも、載置部１３０のガイド１３２が物体９０の底面の溝９３に嵌った状態で、物体９０は載置部１３０上を移動する。

【0050】

なお、本実施の形態では、物体９０の穴９２の位置は予め定められている。すなわち、ラック８０の正面に位置した自律移動ロボット１０から穴９２までの距離は予め定められている。このため、本実施の形態では、制御部１００は、この距離に相当する長さだけアーム１４０を載置部１３０から送り出す。しかしながら、例えば、自律移動ロボット１０は、物体９０の穴９２の位置を検知するカメラなどのセンサを備えてもよい。この場合、制御部１００は、センサによる検出結果に基づいて、アーム１４０を載置部１３０から送り出す長さを決定してもよい。

【0051】

なお、載置部１３０とラック８０との間で物体を移動する際、載置部１３０の高さは、物体の移動に適した高さに予め調整されている。すなわち、制御部１００は、予め載置部１３０の高さが所定の高さとなるように制御する。具体的には、制御部１００は、載置部１３０の高さが、ラック８０における物体の収納位置の高さに対応する高さとなるよう制御する。つまり、ラック８０から載置部１３０への物体の移動の場合には、制御部１００は、載置部１３０のガイド１３２が物体９０の底面の溝９３に嵌るような高さに、載置部１３０の高さを調整する。また、載置部１３０からラック８０への物体の移動の場合には、制御部１００は、載置部１３０上の物体９０のつば９１の高さがレール８１ａ、８１ｂの高さとなるように載置部１３０の高さを調整する。

【0052】

ところで、物体９０の穴９２の数は、図７及び図８に示したように、一つであってもよいが、溝９３の方向に沿って間隔をあけて複数設けられてもよい。

【0053】

以上、実施の形態１について説明した。
上述したように、本実施の形態にかかる自律移動ロボット１０の載置部１３０は、物体９０と係合し載置部１３０の面上での物体９０の移動方向を所定の方向に規制するガイド１３２を有する。このため、物体９０の載置部１３０上での移動方向がガイド１３２の方向に限定される。したがって、載置部１３０とラック８０との間を、物体９０をスライドさせることにより移動する際、物体９０の回転を防ぐことができ、移動を安定させることができる。よって、載置部１３０上で物体９０を移動させることによる載置部１３０への物体の積み卸しを容易に行うことができる。また、載置部１３０とラック８０との間を物体９０が移動しない場合においては、載置部１３０上の物体９０が落下することを抑制することができる。

【0054】

＜実施の形態２＞
次に、実施の形態２について説明する。実施の形態１では、載置部１３０に凸部のガイド１３２が設けられ、物体９０の底面に溝９３が設けられたが、凸部と溝の配置が逆であってもよい。

【0055】

図１３は、載置部１３０のガイド１３２ａが物体９０の凸部９３ａに嵌った状態を示す模式図であり、載置部１３０を構成する上板と物体９０とを正面（背面）から見た様子を示している。本実施形態では、載置部１３０は、載置部１３０上に載せられる物体９０と係合し載置部１３０の面上での当該物体９０の移動方向を所定の方向に規制するガイド１３２ａを有する。そして、ガイド１３２ａは、載置部１３０の上面において所定の方向に延設された溝である。図１３に示すように、物体９０の底面には、溝として載置部１３０に設けられたガイド１３２ａの形状に対応する凸部９３ａが設けられている。凸部９３ａは、物体９０がラック８０に対して出し入れされる際の物体９０のラック８０内での移動方向に平行に設けられている。図１３に示した例では、具体的には、凸部９３ａは、物体９０の底面の中央を通り、かつ、つば９１が延設されている方向と平行になるように設けられている。また、アーム１４０の突起部１４２を引っ掛けるための穴９２が、凸部９３ａの下面の所定の位置に設けられている。なお、図１３では、アーム１４０の突起部１４２が、物体９０の底面の穴９２に挿入された様子も示されている。図１３に示すように、本実施の形態では、ガイド１３２ａ及び凸部９３ａの断面形状は、矩形である。このように、ガイド１３２ａが物体９０の凸部９３ａに嵌ることにより、実施の形態１と同様の効果が得られる。

【0056】

ところで、実施の形態１では、物体９０は、ガイド１３２と係合する構成として溝９３を有し、この溝９３の表面に穴９２が設けられているため、物体９０が容器（箱）である場合、溝９３の深さと穴９２の深さの和に相当する長さだけ、容器の深さが浅くなってしまう。これに対し、本実施形態では、物体９０は、ガイド１３２ａと係合する構成として溝ではなく、凸部９３ａを有し、この凸部９３ａの表面に穴９２が設けられている。このため、穴９２を設けることによる、容器の深さの減少を抑制することができる。すなわち、容器の容積の減少を抑制することができる。

【0057】

＜実施の形態３＞
次に、実施の形態３について説明する。実施の形態１では、載置部１３０のガイド１３２及び物体９０の底面の溝９３の断面形状は、矩形であった。このため、ガイド１３２が溝９３に嵌っても、上下方向の物体９０の移動に対する規制が行われない。これに対し、本実施形態では、上下方向の物体９０の移動を防ぐことが可能な構成について示す。

【0058】

図１４は、載置部１３０のガイド１３２ｂが物体９０の溝９３ｂに嵌った状態を示す模式図であり、載置部１３０を構成する上板と物体９０とを正面（背面）から見た様子を示している。本実施形態では、載置部１３０は、載置部１３０上に載せられる物体９０と係合し載置部１３０の面上での当該物体９０の移動方向を所定の方向に規制するガイド１３２ｂを有する。ガイド１３２ｂは、上述したガイド１３２と同様、載置部１３０の上面において所定の方向に延設された凸部であるが、図１４に示すようにさらに、次のような特徴を備えている。ガイド１３２ｂ（凸部）の上記所定の方向に沿った側面は、凸部の下端よりも上において、幅方向外側に突出した形状を有している。ここで、幅方向とは、載置部１３０の面上において上記所定の方向と直交する方向であり、図１４において左右方向のことである。なお、図１４に示されるガイド１３２ｂは、次のような特徴を有しているとも言うことができる。すなわち、ガイド１３２ｂ（凸部）の上記所定の方向に沿った側面は、外側に傾斜していると言うこともできる。これにより、ガイド１３２ｂの上部が幅方向外側に突出している。また、図１４に示されるガイド１３２ｂは、上部が外側に広がったテーパ形状を有しているとも言うことができる。

【0059】

図１４に示すように、物体９０の底面には、凸部として載置部１３０に設けられたガイド１３２ｂの形状に対応する溝９３ｂが設けられている。溝９３ｂは、物体９０がラック８０に対して出し入れされる際の物体９０のラック８０内での移動方向に平行に設けられている。図１４に示した例では、具体的には、溝９３ｂは、物体９０の底面の中央を通り、かつ、つば９１が延設されている方向と平行になるように設けられている。また、アーム１４０の突起部１４２を引っ掛けるための穴９２が、溝９３ｂの底の所定の位置に設けられている。なお、図１４では、アーム１４０の突起部１４２が、物体９０の底面の穴９２に挿入された様子も示されている。図１４に示すように、溝９３ｂの上記所定の方向に沿った側面は、溝９３ｂの下端よりも上において、すなわち、溝９３ｂの開口端より上において、幅方向外側に突出した形状を有している。換言すると、溝９３ｂの上記所定の方向に沿った側面は、開口の幅を狭めるように内側に傾斜していると言うこともできる。これにより、溝９３ｂの底側が幅方向外側に突出している。また、図１４に示される溝９３ｂは、上部が外側に広がったテーパ形状を有しているとも言うことができる。本実施形態では、実施の形態１と同様の効果に加え、さらに次のような効果が得られる。本実施形態では、ガイド１３２ｂが物体９０の溝９３ｂに嵌ると、ガイド１３２ｂと溝９３ｂの幅方向の突出により、物体９０の上下方向の移動が妨げられる。このため、本実施形態では、自律移動ロボット１０が物体９０を運搬する際などの物体９０の落下をさらに抑制することができる。

【0060】

なお、図１４に示した例では、載置部１３０に凸部のガイド１３２ｂが設けられ、物体９０の底面に溝９３ｂが設けられたが、図１５に示すように、凸部と溝の配置が逆であってもよい。図１５は、実施の形態３の変形例にかかる載置部１３０のガイド１３２ｃが物体９０の凸部９３ｃに嵌った状態を示す模式図であり、載置部１３０を構成する上板と物体９０とを正面（背面）から見た様子を示している。本変形例でも、載置部１３０は、載置部１３０上に載せられる物体９０と係合し載置部１３０の面上での当該物体９０の移動方向を所定の方向に規制するガイド１３２ｃを有する。ガイド１３２ｃは、実施の形態２のガイド１３２ａと同様、載置部１３０の上面において所定の方向に延設された溝であるが、図１５に示すようにさらに、次のような特徴を備えている。ガイド１３２ｃ（溝）の上記所定の方向に沿った側面は、溝の上端よりも下において、すなわち、開口端よりも下において、幅方向外側に突出した形状を有している。なお、図１５に示されるガイド１３２ｃは、次のような特徴を有しているとも言うことができる。すなわち、ガイド１３２ｃ（溝）の上記所定の方向に沿った側面は、開口の幅を狭めるように内側に傾斜していると言うこともできる。これにより、ガイド１３２ｃの下部が幅方向外側に突出している。また、図１５に示されるガイド１３２ｃは、下部が外側に広がったテーパ形状を有しているとも言うことができる。

【0061】

図１５に示すように、物体９０の底面には、溝として載置部１３０に設けられたガイド１３２ｃの形状に対応する凸部９３ｃが設けられている。凸部９３ｃは、物体９０がラック８０に対して出し入れされる際の物体９０のラック８０内での移動方向に平行に設けられている。図１５に示した例では、具体的には、凸部９３ｃは、物体９０の底面の中央を通り、かつ、つば９１が延設されている方向と平行になるように設けられている。また、アーム１４０の突起部１４２を引っ掛けるための穴９２が、凸部９３ｃの下面の所定の位置に設けられている。なお、図１５では、アーム１４０の突起部１４２が、物体９０の底面の穴９２に挿入された様子も示されている。図１５に示すように、凸部９３ｃの上記所定の方向に沿った側面は、凸部９３ｃの上端よりも下において、すなわち、凸部９３ｃの付け根より下において、幅方向外側に突出した形状を有している。換言すると、凸部９３ｃの上記所定の方向に沿った側面は、先端の幅が広がるように外側に傾斜していると言うこともできる。これにより、凸部９３ｃの先端側が幅方向外側に突出している。また、図１５に示される凸部９３ｃは、下部が外側に広がったテーパ形状を有しているとも言うことができる。図１５に示される構成によっても、物体９０の上下方向の移動を妨げることができる。

【0062】

＜実施の形態４＞
図１３及び図１５に示したように、物体９０の底面に凸部を設けると、物体９０を平面に置いた際に不安定となる。このため、図１６に示すように、物体９０の底面には、物体９０を支える脚９４が設けられてもよい。

【0063】

図１６は、実施の形態４にかかる載置部１３０のガイド１３２ｃが物体９０の凸部９３ｃに嵌った状態を示す模式図であり、載置部１３０を構成する上板と物体９０とを正面（背面）から見た様子を示している。ガイド１３２ｃと凸部９３ｃについては、図１５に基づいて説明されているため、説明を省略する。なお、載置部１３０と物体９０の底面との係合構造は、図１５に示したものが図示されているが、載置部１３０のガイドの形状及び物体９０の底面の凸部の形状として、他の形状が用いられてもよい。例えば、実施の形態２のように、ガイド１３２ａと凸部９３ａが用いられてもよい。

【0064】

物体９０の底面において、凸部９３ｃの両脇には、脚９４が設けられている。なお、脚９４は、凸部９３ｃに沿って延設されていてもよいし、物体９０の底面の四隅のそれぞれに設けられていてもよい。本実施形態では、物体９０の凸部９３ｃがガイド１３２ｃに嵌った状態において、物体９０の脚９４が載置部１３０に支持されるように、載置部１３０は、ガイド１３２ｃ（溝）の両脇に、上記所定の方向に延設された凹部１３３（溝）を有する。なお、ガイド１３２ｃは、例えば、載置部１３０の中央を通るように設けられている。この場合、ガイド１３２ｃに沿って物体９０が載置部１３０上を移動する際、所定の方向に延設された凹部１３３内を物体９０の脚９４が移動することとなる。載置部１３０の構成をこのようにすることで、底面に凸部を有する物体９０が脚を有する場合であっても、ガイド１３２ｃに沿って物体９０を載置部１３０上で移動させることができる。

【0065】

＜実施の形態５＞
上述した実施の形態では、載置部１３０のガイドは、物体９０の底面と係合したが、物体９０の側面と係合してもよい。図１７は、載置部１３０のガイド１３２ｄが物体９０の側面の溝９３ｄに嵌った状態を示す模式図であり、載置部１３０を構成する上板と物体９０とを正面（背面）から見た様子を示している。本実施形態では、載置部１３０は、載置部１３０上に載せられる物体９０と係合し載置部１３０の面上での当該物体９０の移動方向を所定の方向に規制するガイド１３２ｄを有する。ここで、ガイド１３２ｄは、物体９０の幅に対応する間隔で上記所定の方向に延設された、互いに内側を向いた２本のレール１３４である。この２本のレール１３４は、載置部１３０の上面から所定の高さに延設されている。ここで、所定の高さとは、載置部１３０に載った物体９０の側面の溝９３ｄにレール１３４が嵌る高さである。図１７に示すように、物体９０の側面には、ガイド１３２ｄである２本のレール１３４の形状に対応する溝９３ｄが設けられている。図１８に示すように、溝９３ｄは、物体９０がラック８０に対して出し入れされる際の物体９０のラック８０内での移動方向に平行に設けられている。なお、物体９０には、アーム１４０の突起部１４２を引っ掛けるための穴９２が、底面の所定の位置に設けられており、図１７では、アーム１４０の突起部１４２が、物体９０の底面の穴９２に挿入された様子も示されている。このような、載置部１３０のガイド１３２ｄが物体９０の側面と係合する構成でも、実施の形態１と同様の効果が得られる。

【0066】

なお、図１７に示した例では、ガイド１３２ｄの２本のレール１３４の幅が変動しないように、ガイド１３２ｄは載置部１３０上で固定されているが、図１９に示すようにレール１３４に対する力の作用により変動するようガイドが設けられてもよい。図１９は、実施の形態５の変形例にかかる載置部１３０のガイド１３２ｅが物体９０の側面の溝９３ｄに嵌った状態を示す模式図であり、載置部１３０を構成する上板と物体９０とを正面（背面）から見た様子を示している。本変形例のガイド１３２ｅは、２本のレール１３４が互いに近づく方向に付勢する付勢部材１３５を有する点で、上述したガイド１３２ｄと異なっている。付勢部材１３５は、例えばバネであるが、これに限らず任意の公知の部材を用いることができる。このような構成によれば、例えば人が、所定の大きさ以上の力で物体９０を上下方向に動かすことで、ガイド１３２ｅに嵌った物体９０を外したり、物体９０をガイド１３２ｅに嵌めたりすることができる。このため、利便性が向上する。

【0067】

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。

【符号の説明】

【0068】

１０ 自律移動ロボット
８０ ラック
９０ 物体
９２ 穴
９３、９３ｂ、９３ｄ 溝
９３ａ、９３ｃ 凸部
９４ 脚
１００ 制御部
１０１ プロセッサ
１０２ メモリ
１０３ インタフェース
１１０ 移動部
１１１ ロボット本体
１１２ 駆動車輪
１１３ 従動車輪
１１４ モータ
１２０ 伸縮部
１２１ 駆動装置
１３０ 載置部
１３２、１３２ａ、１３２ｂ、１３２ｃ、１３２ｄ、１３２ｅ ガイド
１３３ 凹部
１３４ レール
１３５ 付勢部材
１４０ アーム
１４１ 軸部
１４２ 突起部
１５０ アーム駆動機構
１６０ 無線通信部

【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】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】