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(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】2024-12-26
(45)【発行日】2025-01-10
(54)【発明の名称】搬送装置および搬送方法
(51)【国際特許分類】
B65G 1/00 20060101AFI20241227BHJP
G05D 1/22 20240101ALI20241227BHJP
B62D 53/00 20060101ALI20241227BHJP
G05D 1/43 20240101ALN20241227BHJP
【ＦＩ】
B65G1/00 501C
G05D1/22
B62D53/00 G
G05D1/43
【請求項の数】
12
(21)【出願番号】P 2024517626
(86)(22)【出願日】2022-04-25
(86)【国際出願番号】 JP2022018725
(87)【国際公開番号】W WO2023209771
(87)【国際公開日】2023-11-02
【審査請求日】2024-04-04
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】324003048
【氏名又は名称】三菱電機モビリティ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100088672
【弁理士】
【氏名又は名称】吉竹 英俊
(74)【代理人】
【識別番号】100088845
【弁理士】
【氏名又は名称】有田 貴弘
(72)【発明者】
【氏名】坂之上 浩
(72)【発明者】
【氏名】山本 知
(72)【発明者】
【氏名】森本 大輔
(72)【発明者】
【氏名】下谷 光生
【審査官】大塚 多佳子
(56)【参考文献】
【文献】特開２００２－１７８８２１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１６－５０８４７４（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開平０５－０３２１６６（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開平０４－０２４１４１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－０３６６４４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１１－２１９００６（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ６５Ｇ １／００
Ｇ０５Ｄ １／２２
Ｂ６２Ｄ ５３／００
Ｇ０５Ｄ １／４３
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
前部フレームと、前記前部フレームに対向する後部フレームと、前記前部フレームと前記後部フレームとを結合する結合フレームと、複数のキャスタとを有するカートを搬送する搬送装置であって、前記搬送装置を駆動する装置駆動部と、
前記搬送装置の周辺状況と、前記カートを構成する前記前部フレーム、前記後部フレーム、および前記結合フレームのそれぞれの位置とを検出する少なくとも１つのセンサと、
前記前部フレームおよび前記後部フレームをそれぞれ保持するクランプ機構と、
前記クランプ機構を駆動するクランプ機構駆動部と、
前記装置駆動部および前記クランプ機構駆動部を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記センサの検出結果に基づいて、前記搬送装置を前記カートに潜り込ませるように前記装置駆動部を制御した後、前記クランプ機構を外側にスライドさせて前記前部フレームおよび前記後部フレームを内側から保持するように前記クランプ機構駆動部を制御する、搬送装置。
【請求項2】
少なくとも１つの前記センサを有するセンサ機構と、前記センサ機構を垂直方向に駆動するセンサ機構駆動部と、
をさらに備え、
前記制御部は、前記センサ機構が有する前記センサが前記搬送装置の周辺状況を検出可能な位置に移動するように前記センサ機構駆動部を制御する、請求項１に記載の搬送装置。
【請求項3】
前記カートの前記結合フレームに嵌合するガイド機構と、前記ガイド機構を垂直方向に駆動するガイド機構駆動部と、
をさらに備え、
前記制御部は、前記センサの検出結果に基づいて、前記搬送装置が前記カートに潜り込んだ状態で、前記ガイド機構を垂直方向に移動させて前記ガイド機構が前記結合フレームに嵌合するように前記ガイド機構駆動部を制御した後、前記クランプ機構を外側にスライドさせて前記前部フレームおよび前記後部フレームを内側から保持するように前記クランプ機構駆動部を制御する、請求項１に記載の搬送装置。
【請求項4】
少なくとも１つの前記センサを有するセンサ機構は、前記ガイド機構と一体に設けられている、請求項３に記載の搬送装置。
【請求項5】
前記クランプ機構の外側に設けられたバンパー機構をさらに備え、前記バンパー機構の少なくとも一部は、前記クランプ機構が前記前部フレームおよび前記後部フレームを保持している状態において、前記前部フレームおよび前記後部フレームよりも外側に突出している、請求項１に記載の搬送装置。
【請求項6】
前記制御部は、前記クランプ機構が前記前部フレームおよび前記後部フレームと同じ高さに移動するように前記クランプ機構駆動部を制御する、請求項１に記載の搬送装置。
【請求項7】
前記クランプ機構および前記クランプ機構駆動部は、前記センサ機構と一体に設けられている、請求項２に記載の搬送装置。
【請求項8】
前記センサは、同一種類のセンサを複数含み、各同一種類のセンサは、平面視において前記搬送装置の前後で対称の位置でありかつ左右で対称の位置に設けられている、請求項１に記載の搬送装置。
【請求項9】
前記センサは、前記クランプ機構に設けられている、請求項８に記載の搬送装置。
【請求項10】
前記センサは、段差検出センサを含む、請求項８に記載の搬送装置。
【請求項11】
前記搬送装置に対して前記カートの搬送を指示する指示センタと通信を行う通信部をさらに備え、前記通信部は、前記指示センタから、前記カートの位置情報、および前記カートの搬送先の位置情報を含む移動コマンドを取得し、
前記制御部は、前記通信部が取得した前記移動コマンドに基づいて、前記搬送装置を前記カートの位置まで自律走行させるように前記装置駆動部を制御し、前記クランプ機構によって前記カートの前記前部フレームおよび前記後部フレームを保持するように前記クランプ機構駆動部を制御し、前記カートを保持した前記搬送装置を前記カートの搬送先まで自律走行させるように前記装置駆動部を制御する、請求項１に記載の搬送装置。
【請求項12】
前部フレームと、前記前部フレームに対向する後部フレームと、前記前部フレームと前記後部フレームとを結合する結合フレームと、複数のキャスタとを有するカートを搬送装置によって搬送する搬送方法であって、前記搬送装置の周辺状況と、前記カートを構成する前記前部フレーム、前記後部フレーム、および前記結合フレームのそれぞれの位置とを検出し、
前記検出の結果に基づいて、前記搬送装置を前記カートに潜り込ませた後、前記搬送装置が備えるクランプ機構を外側にスライドさせて前記前部フレームおよび前記後部フレームを内側から保持する、搬送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、物品を収容したカートを搬送する搬送装置および搬送方法に関する。
【背景技術】
【0002】
物品を収容するカートは、前部フレームと、前部フレームに対向する後部フレームと、前部フレームと後部フレームとを結合する結合フレームと、底部機構に設けられた複数のキャスタとを備えており、種々の場面で用いられている。昨今、省力化のために、カートの移動方法が手動移動から自動移動へと進化している。
【0003】
従来、カートを自動移動させる種々の技術が開発されている。例えば、結合フレームを保持アームで挟み込んだ状態でカートを移動させる技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。また、カート全体を持ち上げて移動させる技術が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】国際公開第２００５／１０５６２０号
【文献】特開２０２０－１８７４５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献１では、結合フレームを保持アームで挟み込んだ状態でカートを移動させるため、カートを移動させる際に結合フレームと前部フレームとの結合点、および結合フレームと後部フレームとの結合点に強い応力が加わり、これらの結合点に金属疲労が蓄積してカートを劣化させるという問題がある。また、特許文献１では、保持アームと結合フレームとの接点にも応力が加わって金属疲労が発生するという問題もある。
【0006】
特許文献２では、カートを持ち上げる装置が大掛かりになってコストが増大するという問題がある。また、特許文献２では、下からカートを持ち上げる際に、カートに収容された物品に振動が加わる可能性がある。さらに、特許文献２では、カートの重心位置によっては、移動時にカートが不安定になる可能性がある。
【0007】
本開示は、このような問題を解決するためになされたものであり、カートを構成する各フレームに余計な応力を加えることなく安定してカートを搬送することが可能な搬送装置および搬送方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記の課題を解決するために、本開示による搬送装置は、前部フレームと、前部フレームに対向する後部フレームと、前部フレームと後部フレームとを結合する結合フレームと、複数のキャスタとを有するカートを搬送する搬送装置であって、搬送装置を駆動する装置駆動部と、搬送装置の周辺状況と、カートを構成する前部フレーム、後部フレーム、および結合フレームのそれぞれの位置とを検出する少なくとも１つのセンサと、前部フレームおよび後部フレームをそれぞれ保持するクランプ機構と、クランプ機構を駆動するクランプ機構駆動部と、装置駆動部およびクランプ機構駆動部を制御する制御部とを備え、制御部は、センサの検出結果に基づいて、搬送装置をカートに潜り込ませるように装置駆動部を制御した後、クランプ機構を外側にスライドさせて前部フレームおよび後部フレームを内側から保持するようにクランプ機構駆動部を制御する。
【発明の効果】
【0009】
本開示によれば、カートを構成する各フレームに余計な応力を加えることなく安定してカートを搬送することが可能となる。
【0010】
本開示の目的、特徴、態様、および利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】実施の形態１による搬送装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図2】実施の形態１による搬送装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図3】実施の形態１によるカートの構成の一例を示す図である。
【図4】実施の形態１による搬送装置の外観を示す図である。
【図5】実施の形態１によるクランプ機構の一例を示す平面図である。
【図6】実施の形態１によるクランプ機構の一例を示す側面図である。
【図7】実施の形態１によるクランプ機構の一例を示す正面図である。
【図8】実施の形態１による搬送装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【図9】実施の形態１による搬送装置の動きを説明するための図である。
【図10】実施の形態１による搬送装置の動きを説明するための図である。
【図11】実施の形態１による搬送装置の動きを説明するための図である。
【図12】実施の形態１による搬送装置の効果を説明するための図である。
【図13】実施の形態１による搬送装置の効果を説明するための図である。
【図14】実施の形態１の変形例１によるクランプ機構の構成の一例を示す図である。
【図15】実施の形態１の変形例１によるクランプ機構の構成の一例を示す図である。
【図16】実施の形態１の変形例１によるクランプ機構の構成の一例を示す図である。
【図17】実施の形態１の変形例２によるバンパー機構の構成の一例を示す平面図である。
【図18】実施の形態１の変形例２によるバンパー機構の構成の一例を示す側面図である。
【図19】実施の形態１の変形例２によるバンパー機構の構成の一例を示す正面図である。
【図20】実施の形態１の変形例３によるクランプ機構の動きを説明するための側面図である。
【図21】実施の形態１の変形例３によるクランプ機構の動きを説明するための側面図である。
【図22】実施の形態１の変形例３によるクランプ機構の動きを説明するための側面図である。
【図23】実施の形態１の変形例３によるクランプ機構の動きを説明するための正面図である。
【図24】実施の形態１の変形例３によるバンパー機構の構成の一例を示す側面図である。
【図25】実施の形態１の変形例３によるバンパー機構の構成の一例を示す平面図である。
【図26】実施の形態１の変形例３によるバンパー機構の構成の一例を示す平面図である。
【図27】実施の形態２による搬送装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図28】実施の形態２による搬送装置の外観を示す図である。
【図29】実施の形態２による搬送装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【図30】実施の形態２によるガイド機構の構成の一例を示す平面図である。
【図31】実施の形態２によるガイド機構の構成の一例を示す平面図である。
【図32】実施の形態２によるガイド機構の構成の一例を示す正面図である。
【図33】実施の形態２によるガイド機構の構成の一例を示す側面図である。
【図34】実施の形態２によるガイド機構の構成の一例を示す正面図である。
【図35】実施の形態２の変形例１によるガイド機構にセンサを設けた構成の一例を示す図である。
【図36】実施の形態２の変形例１によるガイド機構にセンサを設けた構成の一例を示す図である。
【図37】実施の形態３による搬送装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図38】実施の形態３による搬送装置の外観を示す図である。
【図39】実施の形態３によるセンサの配置を示す図である。
【図40】実施の形態１～３による搬送装置のハードウェア構成の一例を示す図である。
【図41】実施の形態１～３による搬送装置のハードウェア構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
【0013】
搬送装置１は、装置駆動部２と、少なくとも１つのセンサ３と、クランプ機構４と、クランプ機構駆動部５と、制御部６とを備えている。
【0014】
装置駆動部２は、搬送装置１を駆動する。センサ３は、搬送装置１の周辺状況と、後述する図３に示すカートを構成する前部フレーム１５、後部フレーム１６、および結合フレーム１７のそれぞれの位置とを検出する。
【0015】
クランプ機構４は、前部フレーム１５および後部フレーム１６をそれぞれ保持する。クランプ機構駆動部５は、クランプ機構４を駆動する。制御部６は、センサ３の検出結果に基づいて、搬送装置１をカートに潜り込ませるように装置駆動部２を制御した後、クランプ機構４を外側にスライドさせて前部フレーム１５および後部フレーム１６を内側から保持するようにクランプ機構駆動部５を制御する。
【0016】
次に、図１に示す搬送装置１を含む搬送装置の他の構成、および搬送装置が搬送するカートについて説明する。図２は、他の構成に係る搬送装置７の構成の一例を示すブロック図である。また、図３は、搬送装置７が搬送するカートの構成の一例を示す図である。以下では、まずカートの構成について説明した後、搬送装置７の構成について説明する。
【0017】
＜カートの構成＞
図３に示すように、カートは、前部フレーム１５と、後部フレーム１６と、結合フレーム１７と、キャスタ１８と、キャスタブレーキ１９と、支持フレーム２０，２１と、トレイ２２とを備えている。
図３に示すように、カートは、前部フレーム１５と、後部フレーム１６と、結合フレーム１７と、キャスタ１８と、キャスタブレーキ１９と、支持フレーム２０，２１と、トレイ２２とを備えている。
【0018】
前部フレーム１５は、カートの前部に設けられたフレームである。後部フレーム１６は、前部フレーム１５に対向してカートの後部に設けられたフレームである。結合フレーム１７は、前部フレーム１５と後部フレーム１６とを結合するフレームである。結合フレーム１７の位置は、前部フレーム１５および後部フレーム１６の位置よりも高い。
【0019】
キャスタ１８は、前部フレーム１５の左右端に１つずつ設けられ、後部フレーム１６の左右端に１つずつ設けられている。キャスタブレーキ１９は、キャスタ１８が動かないように固定するためのものであり、使用者がキャスタブレーキ１９を操作することによってカートが動かないように固定することができる。なお、キャスタブレーキ１９は、カートに設けなくてもよい。
【0020】
支持フレーム２０は、前部フレーム１５に垂直方向に設けられている。支持フレーム２１は、後部フレーム１６に垂直方向に設けられている。トレイ２２は、支持フレーム２０，２１に載置されており、トレイ２２に物品を載せることができる。なお、図３では、トレイ２２が２つ設けられているが、トレイ２２の数はこれに限るものではない。
【0021】
＜搬送装置７の構成＞
図２に示すように、搬送装置７は、装置駆動部２と、クランプ機構４と、クランプ機構駆動部５と、制御部６と、Ｌｉｄａｒ１１と、３Ｄカメラ１２と、通信部１３とを備えている。装置駆動部２、クランプ機構駆動部５、制御部６、および通信部１３は、底部機構８に設けられている。なお、Ｌｉｄａｒ１１および３Ｄカメラ１２は、図１に示すセンサ３に相当する。
図２に示すように、搬送装置７は、装置駆動部２と、クランプ機構４と、クランプ機構駆動部５と、制御部６と、Ｌｉｄａｒ１１と、３Ｄカメラ１２と、通信部１３とを備えている。装置駆動部２、クランプ機構駆動部５、制御部６、および通信部１３は、底部機構８に設けられている。なお、Ｌｉｄａｒ１１および３Ｄカメラ１２は、図１に示すセンサ３に相当する。
【0022】
図４は、搬送装置７の外観を示す図である。底部機構８の四隅には、キャスタ９が設けられている。
【0023】
装置駆動部２は、制御部６の指示に従って駆動輪１０を駆動するモータである。駆動輪１０は、搬送装置７の左右に１つずつ設けられている。なお、装置駆動部２であるモータは、駆動輪１０ごとに設けてもよい。
【0024】
クランプ機構４は、カートの前部フレーム１５および後部フレーム１６を内側から押し当てて保持する一対の機構である。
【0025】
図５はクランプ機構４の一例を示す平面図であり、図６はクランプ機構４の一例を示す側面図であり、図７はクランプ機構４の一例を示す正面図である。図５～７は、クランプ機構４が前部フレーム１５を内側から押し当てて保持している状態を示しているが、後部フレーム１６側のクランプ機構４も同様である。
【0026】
なお、クランプ機構４は、外側にスライドして広がって前部フレーム１５（および後部フレーム１６）の内側から押し当てて保持することができればよく、図５～７の構造に限るものではない。また、クランプ機構４の形状は、平面視における形状が図５～７に示すような直方体に限るものではない。クランプ機構４の形状は、平面視において、先の方が細い台形形状でもよく、複数に分割されていてもよく、カートの前部フレーム１５および後部フレーム１６の形状が直線形状でない場合は前部フレーム１５および後部フレーム１６の形状に合う形状であってもよい。
【0027】
クランプ機構駆動部５は、クランプ機構４をカートの内側から外側に向けてスライドさせる。クランプ機構駆動部５は、例えば、油圧機構または電動機構など種々の機構を採用してもよい。
【0028】
Ｌｉｄａｒ１１は、搬送装置７の周辺に存在する物体との距離を測定することによって、搬送装置７の周辺状況を検出する。３Ｄカメラ１２は、搬送装置７の周辺を撮影して距離画像を取得し、距離画像に対して画像処理を行うことによって搬送装置７の周辺に存在する物体との距離を求める。また、Ｌｉｄａｒ１１および３Ｄカメラ１２は、カートの前部フレーム１５、後部フレーム１６、および結合フレーム１７を含む各部位の位置を検出する。なお、Ｌｉｄａｒ１１および３Ｄカメラ１２のいずれか１つを備える構成としてもよい。
【0029】
制御部６は、装置駆動部２およびクランプ機構駆動部５を含む搬送装置７全体の制御を行う。
【0030】
通信部１３は、搬送装置７の外部に設けられた指示センタ１４と通信を行う。
【0031】
指示センタ１４は、搬送装置７をモニタリングするとともに、搬送装置７に対してカートの搬送を指示する。
【0032】
＜動作＞
以下では、建屋内において、搬送装置７は予め定められた待機位置Ｐｒｅｓｔに待機しており、指示センタ１４からの指示を受けると地点Ｐａに停止しているカートを検出し、目的地Ｐｂまでカートを搬送する動作について説明する。
以下では、建屋内において、搬送装置７は予め定められた待機位置Ｐｒｅｓｔに待機しており、指示センタ１４からの指示を受けると地点Ｐａに停止しているカートを検出し、目的地Ｐｂまでカートを搬送する動作について説明する。
【0033】
なお、制御部６は、ＳｏＣ（System On a Chip）を備えており、搬送装置７全体を自律走行させるプログラムが内蔵されている。
【0034】
図８は、搬送装置７の動作の一例を示すフローチャートである。
【0035】
ステップＳ１１において、制御部６は、通信部１３を介して、指示センタ１４から送信された移動コマンドを受け付ける。移動コマンドは、地点Ｐａに停止しているカートを目的地Ｐｂまで搬送する旨のコマンドであり、カートの位置情報（地点Ｐａの位置情報）、およびカートの搬送先の位置情報（目的地Ｐｂ）を含む。
【0036】
ステップＳ１２において、制御部６は、図示しない建屋内の地図情報に基づいて、搬送装置７の待機位置Ｐｒｅｓｔからカートが存在する地点Ｐａまでの経路を算出する。そして、制御部６は、Ｌｉｄａｒ１１および３Ｄカメラ１２が検出した周辺状況に基づいて、搬送装置７の周辺に存在する移動体または障害物を避けながら地点Ｐａまで自律走行するように装置駆動部２を制御する。制御部６は、地点Ｐａ近傍でカートを発見すると、搬送装置７を停止するように装置駆動部２を制御する。
【0037】
なお、ここでは、制御部６が待機位置Ｐｒｅｓｔから地点Ｐａまでの経路を算出する場合について説明したが、これに限るものではない。指示センタ１４が待機位置Ｐｒｅｓｔから地点Ｐａまでの経路を算出して搬送装置７に通知してもよい。
【0038】
建屋内の地図情報は、制御部６が保持してもよく、必要に応じて指示センタ１４などの外部から取得してもよい。
【0039】
ステップＳ１３において、制御部６は、搬送装置７をカートに潜り込ませるための移動計画を策定する。そして、制御部６は、策定した移動計画と、Ｌｉｄａｒ１１および３Ｄカメラ１２が検出した周辺状況とに基づいて、搬送装置７がカートに潜り込むように装置駆動部２を制御する。図９は、搬送装置７がカートに潜り込む様子を示している。
【0040】
ステップＳ１４において、制御部６は、Ｌｉｄａｒ１１および３Ｄカメラ１２が検出したカートの前部フレーム１５および後部フレーム１６の位置に基づいて、クランプ機構４がカートの前部フレーム１５および後部フレーム１６と平行になるように回転する。図１０は、搬送装置７が回転した後の様子を示している。
【0041】
ステップＳ１５において、クランプ機構駆動部５は、制御部６からの指示に従って、クランプ機構４をカートの内側から外側に向けてスライドさせ、クランプ機構４を前部フレーム１５の内側および後部フレーム１６の内側に押し当てて保持する。図１１は、クランプ機構４を前部フレーム１５の内側および後部フレーム１６の内側に押し当てて保持している様子を示している。
【0042】
ステップＳ１６において、制御部６は、図示しない建屋内の地図情報に基づいて、地点Ｐａから目的地Ｐｂまでの経路を算出する。そして、制御部６は、Ｌｉｄａｒ１１および３Ｄカメラ１２が検出した周辺状況に基づいて、搬送装置７の周辺に存在する移動体または障害物を避けながら目的地Ｐｂまで自律走行するように装置駆動部２を制御する。これにより、カートは、地点Ｐａから目的地Ｐｂまで搬送される。
【0043】
なお、ここでは、制御部６が地点Ｐａから目的地Ｐｂまでの経路を算出する場合について説明したが、これに限るものではない。指示センタ１４が地点Ｐａから目的地Ｐｂまでの経路を算出して搬送装置７に通知してもよい。
【0044】
カートが目的地Ｐｂに到着すると、建屋内のスタッフがカートのトレイ２２に載置された物品を回収する。その後、搬送装置７の制御部６は、通信部１３経由で指示センタ１４から待機位置Ｐｒｅｓｔまで戻る旨のコマンドを受けると、目的地Ｐｂから待機位置Ｐｒｅｓｔまで自律走行するように装置駆動部２を制御する。あるいは、ステップＳ１１において制御部６が指示センタ１４から受け付けた移動コマンドに、搬送装置７が目的地Ｐｂに到着後に待機位置Ｐｒｅｓｔまで自律走行する旨のコマンドを含めてもよい。
【0045】
搬送装置７の用途としては、例えば、病院内での薬の配送または配膳、学校での配膳、オフィスでの配膳または物品の配送、あるいは製造工場内における部品の運搬などが挙げられる。
【0046】
＜効果＞
図１２に示すように、例えば特許文献１で開示されているような従来の搬送装置では、クランプ機構が結合フレームを保持するため、図中の丸印で示す箇所に応力が加わり、かつ搬送時にカートの動きが不安定になるという問題がある。
図１２に示すように、例えば特許文献１で開示されているような従来の搬送装置では、クランプ機構が結合フレームを保持するため、図中の丸印で示す箇所に応力が加わり、かつ搬送時にカートの動きが不安定になるという問題がある。
【0047】
一方、図１３に示すように、実施の形態１による搬送装置７では、クランプ機構４を前部フレーム１５および後部フレーム１６の内側に押し当てて、クランプ機構４によって前部フレーム１５および後部フレーム１６を保持する（図中の四角形状となるように保持する）ため、カートを構成する各フレームに余計な応力を加えることなく安定してカートを搬送することが可能となる。
【0048】
＜実施の形態１の変形例１＞
カートの前部フレーム１５、後部フレーム１６、および結合フレーム１７は、種々の形態がある。図３に示す各フレーム形態は一例であり、以下で説明する他の形態であっても実施の形態１の搬送装置７を適用することができる。
カートの前部フレーム１５、後部フレーム１６、および結合フレーム１７は、種々の形態がある。図３に示す各フレーム形態は一例であり、以下で説明する他の形態であっても実施の形態１の搬送装置７を適用することができる。
【0049】
例えば、図１４に示すように、カートに結合フレーム１７が２本設けられている場合であっても、クランプ機構４を前部フレーム１５および後部フレーム１６の内側に押し当てて、クランプ機構４によって前部フレーム１５および後部フレーム１６を保持するため、実施の形態１と同様の効果が得られる。
【0050】
図１５に示すように、前部フレーム１５および後部フレーム１６が長軸であり、結合フレーム１７が短軸である場合は、結合フレーム１７の長さに適合するように、図４に示す搬送装置７よりもクランプ機構４の端部間の長さが短い搬送装置を設計すればよい。このように設計された搬送装置によれば、実施の形態１と同様の効果が得られる。
【0051】
図１６に示すように、前部フレーム１５と、後部フレーム１６と、２本の結合フレーム１７とで平面視において長方形形状を形成している場合は、クランプ機構４を長軸である前部フレーム１５および後部フレーム１６の内側に押し当てて、クランプ機構４によって前部フレーム１５および後部フレーム１６を保持するようにしてもよく、クランプ機構４を短軸である結合フレーム１７の内側に押し当てて、クランプ機構４によって結合フレーム１７を保持するようにしてもよく、それらの両方を採用してもよい。両方を採用する場合は、２対のクランプ機構４を設ける必要がある。
【0052】
＜実施の形態１の変形例２＞
図１７～１９に示すように、クランプ機構４の外側にバンパー機構２３を設けてもよい。図１７はバンパー機構２３の一例を示す平面図であり、図１８はバンパー機構２３の一例を示す側面図であり、図１９はバンパー機構２３の一例を示す正面図である。
図１７～１９に示すように、クランプ機構４の外側にバンパー機構２３を設けてもよい。図１７はバンパー機構２３の一例を示す平面図であり、図１８はバンパー機構２３の一例を示す側面図であり、図１９はバンパー機構２３の一例を示す正面図である。
【0053】
なお、図１７～１９では、前部フレーム１５側のクランプ機構４に設けられたバンパー機構２３を示しているが、後部フレーム１６側のクランプ機構４にもバンパー機構２３が設けられている。
【0054】
バンパー機構２３は、クランプ機構４が前部フレーム１５および後部フレーム１６の内側に押し当たっている状態において、少なくとも一部が前部フレーム１５および後部フレーム１６よりも外側に突出している。バンパー機構２３を設けることによって、カートの底部が障害物に接触した際の衝撃を緩和することができる。
【0055】
なお、トレイ２２またはカートの一部が前部フレーム１５および後部フレーム１６よりも外側にはみ出ている場合は、当該はみ出た部分よりも外側に突出したバンパー機構２３をクランプ機構４に設ければよい。
【0056】
バンパー機構２３の形状は、図１７～１９に示す形状に限るものではなく、カートよりも外側に突出する形状であればよい。また、クランプ機構４とバンパー機構２３とを一体に構成してもよい。
【0057】
＜実施の形態１の変形例３＞
カートによっては、前部フレーム１５および後部フレーム１６の高さが結合フレーム１７の高さ以上の場合がある。この場合、実施の形態１で説明した搬送装置７では、カートに潜り込んだ後にクランプ機構４をスライドさせても、クランプ機構４が前部フレーム１５および後部フレーム１６の下を通るためクランプ機構４によって前部フレーム１５および後部フレーム１６を保持することができない。
カートによっては、前部フレーム１５および後部フレーム１６の高さが結合フレーム１７の高さ以上の場合がある。この場合、実施の形態１で説明した搬送装置７では、カートに潜り込んだ後にクランプ機構４をスライドさせても、クランプ機構４が前部フレーム１５および後部フレーム１６の下を通るためクランプ機構４によって前部フレーム１５および後部フレーム１６を保持することができない。
【0058】
このような問題の対策として、図２０～２３に示すように、クランプ機構４を垂直方向に移動可能とする。図２０はクランプ機構４が初期状態を示す側面図であり、図２１はクランプ機構４が上昇している様子を示す側面図であり、図２２はクランプ機構４を前部フレーム１５の内側に押し当てている様子を示す側面図であり、図２３はクランプ機構４を前部フレーム１５の内側に押し当てている様子を示す正面図である。
【0059】
なお、図２０～２３では、前部フレーム１５側のクランプ機構４を示しているが、後部フレーム１６側のクランプ機構４も同様である。
【0060】
クランプ機構４の垂直方向の移動は、クランプ機構駆動部５がクランプ機構４を駆動することによって実現される。
【0061】
クランプ機構４は、図２０に示す初期状態から、図２１に示すように前部フレーム１５および後部フレーム１６と同じ高さまで上昇した後、図２２に示すようにスライドして前部フレーム１５の内側に押し当たる。これにより、前部フレーム１５はクランプ機構４によって保持される。
【0062】
なお、クランプ機構４が上昇したときに、クランプ機構４が結合フレーム１７と接触しないようにするために、図２３に示すようにクランプ機構４は凹型の形状となっている。また、クランプ機構４の凹型の寸法を結合フレーム１７の寸法に合わせることによって、後述する実施の形態２のガイド機構と同様の機能を持たせてもよい。
【0063】
図２４に示すように、クランプ機構４の外側に、変形例２で説明したバンパー機構２３を設けてもよい。この場合、バンパー機構２３は、図２５に示すような凹型でもよい。また、バンパー機構２３は、図２６に示すように、先端部分がカートの前部フレーム１５および後部フレーム１６よりも長く、平面視においてコ字型でもよい。バンパー機構２３をコ字型とすることによって、バンパー機構２３の強度を増すことができる。
【0064】
＜実施の形態１の変形例４＞
実施の形態１では、建屋内の同一フロアでドアなどがない場所を、搬送装置７がカートを搬送する場合を想定して説明した。しかし、ドアが存在する場所で移動させる場合、またはエレベータを使用して他の階に移動させる場合であっても、搬送装置７はカートを搬送することができる。
実施の形態１では、建屋内の同一フロアでドアなどがない場所を、搬送装置７がカートを搬送する場合を想定して説明した。しかし、ドアが存在する場所で移動させる場合、またはエレベータを使用して他の階に移動させる場合であっても、搬送装置７はカートを搬送することができる。
【0065】
例えば、指示センタ１４は、建屋内に設けられたエレベータおよびドアの開閉を制御し、搬送装置７の状況をモニタリングする機能を有するように構成されている。そして、指示センタ１４は、搬送装置７の移動に応じて、ドアの開閉制御、エレベータの開閉制御、またはエレベータの上昇下降制御を行い、搬送装置７が目的地まで自律走行できるようにしてもよい。あるいは、搬送装置７の制御部６が、通信部１３を介してエレベータ制御部およびドア開閉制御部と通信を行うことによって、搬送装置７が目的地まで自律走行できるようにしてもよい。
【0066】
【0067】
図２７に示すように、搬送装置２４は、ガイド機構駆動部２５およびガイド機構２６を備えることを特徴としている。その他の構成は、実施の形態１で説明した搬送装置７と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
【0068】
ガイド機構２６は、カートの結合フレーム１７に嵌合する機構である。具体的には、ガイド機構２６は、結合フレーム１７を保持するように嵌合するのではなく、結合フレーム１７に緩く嵌合する。
【0069】
ガイド機構駆動部２５は、底部機構８に設けられており、ガイド機構２６を垂直方向に駆動する。
【0070】
＜動作＞
図２９は、搬送装置２４の動作の一例を示すフローチャートである。図２９のステップＳ２１～ステップＳ２３、ステップＳ２６、およびステップＳ２７は、実施の形態１で説明した図８のステップＳ１１～ステップＳ１３、ステップＳ１５、およびステップＳ１６と同様であるため、ここでは説明を省略する。以下では、ステップＳ２４およびステップＳ２５について説明する。
図２９は、搬送装置２４の動作の一例を示すフローチャートである。図２９のステップＳ２１～ステップＳ２３、ステップＳ２６、およびステップＳ２７は、実施の形態１で説明した図８のステップＳ１１～ステップＳ１３、ステップＳ１５、およびステップＳ１６と同様であるため、ここでは説明を省略する。以下では、ステップＳ２４およびステップＳ２５について説明する。
【0071】
ステップＳ２４において、制御部６は、Ｌｉｄａｒ１１および３Ｄカメラ１２が検出したカートの前部フレーム１５、後部フレーム１６、および結合フレーム１７の位置に基づいて、ガイド機構２６が結合フレーム１７を嵌合可能な位置となるように回転する。
【0072】
ステップＳ２５において、ガイド機構駆動部２５は、制御部６からの指示に従って、ガイド機構２６を上昇して結合フレーム１７に嵌合させる。図２８は、ガイド機構２６が上昇して結合フレーム１７に篏合している様子を示している。
【0073】
図３０は、ガイド機構２６が結合フレーム１７に嵌合している状態を示す平面図である。図３１は結合フレーム１７に嵌合しているガイド機構２６を示す平面図、図３２は結合フレーム１７に嵌合しているガイド機構２６を示す正面図、図３３は結合フレーム１７に嵌合しているガイド機構２６を示す側面図である。
【0074】
図３０～３３に示すようにガイド機構２６が結合フレーム１７に嵌合すると、ステップＳ２６においてクランプ機構４をスライドさせて前部フレーム１５の内側および後部フレーム１６の内側に押し当てて保持する。
【0075】
なお、図３０～３３では、ガイド機構２６が凹型の形状である場合を示しているが、ガイド機構２６の形状は凹型に限るものではなく、結合フレーム１７に緩く嵌合することができる形状であればよい。例えば、ガイド機構２６は、図３４に示すようなテーパ形状であってもよい。ガイド機構２６を図３４に示すようなテーパ形状とすることによって、ガイド機構２６が結合フレーム１７に嵌合しやすくなる。
【0076】
＜効果＞
実施の形態２による搬送装置２４では、ガイド機構２６を結合フレーム１７に緩く嵌合させている。従って、実施の形態１による搬送装置７よりも、より安定してカートを保持することができる。また、ガイド機構２６が結合フレーム１７に緩く嵌合しているため、クランプ機構４をスライドさせて前部フレーム１５および後部フレーム１６に押し当てて保持する動作をスムーズに行うことができる。
実施の形態２による搬送装置２４では、ガイド機構２６を結合フレーム１７に緩く嵌合させている。従って、実施の形態１による搬送装置７よりも、より安定してカートを保持することができる。また、ガイド機構２６が結合フレーム１７に緩く嵌合しているため、クランプ機構４をスライドさせて前部フレーム１５および後部フレーム１６に押し当てて保持する動作をスムーズに行うことができる。
【0077】
＜実施の形態２の変形例１＞
ガイド機構２６の下面（凹部の底面）に、結合フレーム１７の有無を確認するためのセンサを設けてもよい。
ガイド機構２６の下面（凹部の底面）に、結合フレーム１７の有無を確認するためのセンサを設けてもよい。
【0078】
図３５，３６は、ガイド機構２６にセンサ２７を設けた構成の一例を示す図である。図３５は、ガイド機構２６が結合フレーム１７に嵌合していない状態を示している。図３６は、ガイド機構２６が結合フレーム１７に嵌合している状態を示している。
【0079】
センサ２７は、ガイド機構２６の上方にカートが存在しているか否か、およびガイド機構２６が結合フレーム１７に正しく嵌合しているか否かなどを検出する。センサ２７としては、例えば、赤外線レーザと受光素子とのセット、あるいは磁気センサなどが挙げられる。
【0080】
【0081】
図３７に示すように、搬送装置２８は、センサ機構２９およびセンサ機構駆動部３０を備え、ガイド機構２６とセンサ機構２９とが一体に構成されていることを特徴としている。その他の構成は、実施の形態２で説明した搬送装置２４と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
【0082】
センサ機構２９は、底部機構８の上部に設けられており、少なくとも１つのセンサを有する。図３７の例では、センサ機構２９は、Ｌｉｄａｒ１１および３Ｄカメラ１２を有している。
【0083】
センサ機構駆動部３０は、底部機構８に設けられており、センサ機構２９を垂直方向に駆動する。具体的には、センサ機構駆動部３０は、制御部６の指示に従って、センサ機構２９が有するセンサ（Ｌｉｄａｒ１１および３Ｄカメラ１２）が搬送装置２８の周辺状況を検出可能な位置となるように駆動する。センサ機構駆動部３０は、例えば、ネジ回転によって垂直方向に移動する機構など、種々の機構を採用してもよい。
【0084】
＜動作＞
搬送装置２８の基本的な動作は、実施の形態２で説明した搬送装置２４の動作（図２９参照）と同様である。ただし、図２９のステップＳ２５においてガイド機構駆動部２５がガイド機構２６を上昇させる際に、ガイド機構２６と一体に構成されたセンサ機構２９も一緒に上昇する。
搬送装置２８の基本的な動作は、実施の形態２で説明した搬送装置２４の動作（図２９参照）と同様である。ただし、図２９のステップＳ２５においてガイド機構駆動部２５がガイド機構２６を上昇させる際に、ガイド機構２６と一体に構成されたセンサ機構２９も一緒に上昇する。
【0085】
＜効果＞
実施の形態３による搬送装置２８では、ガイド機構２６が上昇する際に、ガイド機構２６と一体に構成されたセンサ機構２９も一緒に上昇する。このような構成とすることによって、センサ機構２９が有するＬｉｄａｒ１１および３Ｄカメラ１２を搬送装置２８の周辺を検出することが可能な最適な高さに変更することができ、Ｌｉｄａｒ１１および３Ｄカメラ１２の検出精度が向上する。
実施の形態３による搬送装置２８では、ガイド機構２６が上昇する際に、ガイド機構２６と一体に構成されたセンサ機構２９も一緒に上昇する。このような構成とすることによって、センサ機構２９が有するＬｉｄａｒ１１および３Ｄカメラ１２を搬送装置２８の周辺を検出することが可能な最適な高さに変更することができ、Ｌｉｄａｒ１１および３Ｄカメラ１２の検出精度が向上する。
【0086】
＜実施の形態３の変形例１＞
実施の形態３では、センサ機構２９が有するセンサ（Ｌｉｄａｒ１１および３Ｄカメラ１２）の配置について規定していないが、図３９に示すように、同一種類のセンサ（Ｌｉｄａｒ１１および３Ｄカメラ１２）を、平面視においてセンサ機構２９（すなわち、搬送装置２８）の前後で対称の位置でありかつ左右で対称の位置に配置してもよい。
実施の形態３では、センサ機構２９が有するセンサ（Ｌｉｄａｒ１１および３Ｄカメラ１２）の配置について規定していないが、図３９に示すように、同一種類のセンサ（Ｌｉｄａｒ１１および３Ｄカメラ１２）を、平面視においてセンサ機構２９（すなわち、搬送装置２８）の前後で対称の位置でありかつ左右で対称の位置に配置してもよい。
【0087】
センサ機構２９が有するセンサを図３９に示すような配置とすることによって、搬送装置２８の前後方向の移動を同一のプログラム処理で実行することができる。また、搬送装置２８の左右方向の回転移動についても同一のプログラム処理で実行することができる。このことは、搬送装置２８の前後方向の移動、および左右方向の回転移動を、同一性能で実現することができることを意味している。
【0088】
また、搬送装置２８の前後方向の移動を同一のプログラム処理で実現することができるため、制御部６のプログラム開発コストを削減することができる。搬送装置２８の左右方向の回転移動についても同一のプログラム処理で実現することができるため、制御部６のプログラム開発コストを削減することができる。
【0089】
＜実施の形態３の変形例２＞
実施の形態３では、ガイド機構２６とセンサ機構２９とが一体に構成される場合について説明したが、センサ機構２９のみが上昇するような構成としてもよい。この場合、搬送装置は、実施の形態１で説明した搬送装置７に、実施の形態３で説明したセンサ機構２９を備える構成となる。あるいは、実施の形態３で説明した搬送装置２８からガイド機構２６を除いた構成となる。
実施の形態３では、ガイド機構２６とセンサ機構２９とが一体に構成される場合について説明したが、センサ機構２９のみが上昇するような構成としてもよい。この場合、搬送装置は、実施の形態１で説明した搬送装置７に、実施の形態３で説明したセンサ機構２９を備える構成となる。あるいは、実施の形態３で説明した搬送装置２８からガイド機構２６を除いた構成となる。
【0090】
＜実施の形態３の変形例３＞
実施の形態３で説明した搬送装置２８は、クランプ機構４の外側にバンパー機構を設けてもよい。バンパー機構は、実施の形態１の変形例２で説明したバンパー機構２３であってもよい。
実施の形態３で説明した搬送装置２８は、クランプ機構４の外側にバンパー機構を設けてもよい。バンパー機構は、実施の形態１の変形例２で説明したバンパー機構２３であってもよい。
【0091】
＜実施の形態３の変形例４＞
実施の形態３で説明した搬送装置２８は、クランプ機構４およびクランプ機構駆動部５をセンサ機構２９に配置し、クランプ機構４およびクランプ機構駆動部５がセンサ機構２９とともに垂直方向に移動可能な構成としてもよい。
実施の形態３で説明した搬送装置２８は、クランプ機構４およびクランプ機構駆動部５をセンサ機構２９に配置し、クランプ機構４およびクランプ機構駆動部５がセンサ機構２９とともに垂直方向に移動可能な構成としてもよい。
【0092】
＜実施の形態３の変形例５＞
実施の形態３で説明した搬送装置２８は、クランプ機構４にセンサとして図示しないカメラを設け、当該カメラを使用して搬送装置２８の前方の障害物を検出するようにしてもよい。
実施の形態３で説明した搬送装置２８は、クランプ機構４にセンサとして図示しないカメラを設け、当該カメラを使用して搬送装置２８の前方の障害物を検出するようにしてもよい。
【0093】
また、実施の形態３で説明した搬送装置２８は、変形例３で説明したバンパー機構にカメラを設けてもよい。
【0094】
クランプ機構４またはバンパー機構にカメラを設ける代わりに、静電容量センサを設けて搬送装置２８の前方の障害物を検出するようにしてもよい。
【0095】
＜実施の形態３の変形例６＞
実施の形態３で説明した搬送装置２８は、クランプ機構４に段差検出センサを設け、当該段差検出センサを使用して搬送装置２８の前方の段差を検出するようにしてもよい。
実施の形態３で説明した搬送装置２８は、クランプ機構４に段差検出センサを設け、当該段差検出センサを使用して搬送装置２８の前方の段差を検出するようにしてもよい。
【0096】
＜ハードウェア構成＞
図２に示す搬送装置７における制御部６および通信部１３の各機能は、処理回路により実現される。すなわち、搬送装置７は、センサ３の検出結果に基づいて、搬送装置７をカートに潜り込ませるように装置駆動部２を制御した後、クランプ機構４を外側にスライドさせて前部フレーム１５および後部フレーム１６を内側から保持するようにクランプ機構駆動部５を制御し、搬送装置７の外部に設けられた指示センタ１４と通信を行うための処理回路を備える。処理回路は、専用のハードウェアであってもよく、メモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサ（ＣＰＵ、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）ともいう）であってもよい。
図２に示す搬送装置７における制御部６および通信部１３の各機能は、処理回路により実現される。すなわち、搬送装置７は、センサ３の検出結果に基づいて、搬送装置７をカートに潜り込ませるように装置駆動部２を制御した後、クランプ機構４を外側にスライドさせて前部フレーム１５および後部フレーム１６を内側から保持するようにクランプ機構駆動部５を制御し、搬送装置７の外部に設けられた指示センタ１４と通信を行うための処理回路を備える。処理回路は、専用のハードウェアであってもよく、メモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサ（ＣＰＵ、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）ともいう）であってもよい。
【0097】
処理回路が専用のハードウェアである場合、図４０に示すように、処理回路３１は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、またはこれらを組み合わせたものが該当する。制御部６および通信部１３の各機能をそれぞれ処理回路３１で実現してもよく、各機能をまとめて１つの処理回路３１で実現してもよい。
【0098】
処理回路３１が図４１に示すプロセッサ３２である場合、制御部６および通信部１３の各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアまたはファームウェアは、プログラムとして記述され、メモリ３３に格納される。プロセッサ３２は、メモリ３３に記録されたプログラムを読み出して実行することにより、各機能を実現する。すなわち、搬送装置７は、センサ３の検出結果に基づいて、搬送装置７をカートに潜り込ませるように装置駆動部２を制御した後、クランプ機構４を外側にスライドさせて前部フレーム１５および後部フレーム１６を内側から保持するようにクランプ機構駆動部５を制御するステップ、搬送装置７の外部に設けられた指示センタ１４と通信を行うステップが結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリ３３を備える。また、これらのプログラムは、制御部６および通信部１３の手順または方法をコンピュータに実行させるものであるともいえる。ここで、メモリとは、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）等の不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等、または、今後使用されるあらゆる記憶媒体であってもよい。
【0099】
なお、制御部６および通信部１３の各機能について、一部の機能を専用のハードウェアで実現し、他の機能をソフトウェアまたはファームウェアで実現するようにしてもよい。
【0100】
このように、処理回路は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせによって、上述の各機能を実現することができる。
【0101】
【0102】
なお、本開示の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。
【0103】
本開示は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての態様において、例示であって、限定的なものではない。例示されていない無数の変形例が想定され得るものと解される。
【符号の説明】
【0104】
１ 搬送装置、２ 装置駆動部、３ センサ、４ クランプ機構、５ クランプ機構駆動部、６ 制御部、７ 搬送装置、８ 底部機構、９ キャスタ、１０ 駆動輪、１１ Ｌｉｄａｒ、１２ ３Ｄカメラ、１３ 通信部、１４ 指示センタ、１５ 前部フレーム、１６ 後部フレーム、１７ 結合フレーム、１８ キャスタ、１９ キャスタブレーキ、２０ 支持フレーム、２１ 支持フレーム、２２ トレイ、２３ バンパー機構、２４ 搬送装置、２５ ガイド機構駆動部、２６ ガイド機構、２７ センサ、２８ 搬送装置、２９ センサ機構、３０ センサ機構駆動部、３１ 処理回路、３２ プロセッサ、３３ メモリ。
【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】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】
【図34】
【図35】
【図36】
【図37】
【図38】
【図39】
【図40】
【図41】