(57)【要約】  システムが、カーゴキャリアまたは建物などロケーションからの積載および／または荷降ろしを行うように構成されるロボットを有する。ロボットが、ベースユニットを移動させるための移送システムを有するベースユニットを有する。マストがベースユニットから延在し、マストがマストコンベアを有する。エンドオブアームツール（ＥｏＡＴ）がマストに結合される。ＥｏＡＴが、マストコンベアまでおよびマストコンベアからカーゴ物品を移動させるように構成されるＥｏＡＴコンベアを有する。グリッパ機構が、グリッパ機構がＥｏＡＴコンベアの上にカーゴ物品を有さない後退位置とグリッパ機構がカーゴ物品を握持することができる延伸位置との間で移動するように構成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースユニットを移動させるための移送システムを有するベースユニットと、
前記ベースユニットから延在し、マストコンベアを有するマストと、
前記マストに結合されるエンドオブアームツール（ＥｏＡＴ）とを有するロボットを備え、前記ＥｏＡＴが
前記マストコンベアまでおよび前記マストコンベアからカーゴ物品を移動させるように構成されるＥｏＡＴコンベア、ならびに
グリッパ機構が前記ＥｏＡＴコンベアの上に前記カーゴ物品を有さない後退位置とグリッパ機構が前記カーゴ物品を握持することができる延伸位置との間で移動するように構成されるグリッパ機構
を有する、システム。
【請求項２】
前記後退位置にあるとき、前記グリッパ機構が、前記ＥｏＡＴコンベアに沿う前記カーゴ物品の障害のない移動を促進するために前記ＥｏＡＴコンベアのところまたはその下方にあり、
前記延伸位置にあるとき、前記グリッパ機構が前記カーゴ物品を握持するために前記ＥｏＡＴコンベアの上方まで上昇させられる、
請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記グリッパ機構が、
キャリッジと、
前記ＥｏＡＴコンベアを基準として前記グリッパ機構を垂直方向に延伸させるために前記キャリッジに結合される延伸機構と、
前記延伸機構に結合される握持セクションであって、前記カーゴ物品を握持するように構成される握持セクションと
を有する、
請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記ＥｏＡＴが、
前記キャリッジがカムトラックに沿って支持されて移動するカムトラックであって、前記後退位置と前記延伸位置との間で前記握持機構を移動させるように前記延伸機構を案内するように成形されるカムトラックと、
前記後退位置と前記延伸位置との間で前記グリッパ機構を移動させることを目的として前記カムトラックに沿って長手方向において前記キャリッジを案内するために前記キャリッジに結合される駆動トラックと
を有する、
請求項３に記載に記載のシステム。
【請求項５】
前記キャリッジが前記延伸機構に結合されるカムフォロワを有し、
前記キャリッジが前記カムトラックに沿って長手方向に移動するときに前記カムフォロワが前記カムトラックに沿って支持されて移動する
請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記カムトラックが、
前記グリッパ機構が前記後退位置に配置される後退セクションと、
前記グリッパ機構が前記延伸位置にある係合セクションと、
前記後退セクションと前記係合セクションとの間に位置する移行セクションと
を有する、
請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記ＥｏＡＴが、前記ＥｏＡＴが前記マストに結合されるマスト対向端部と、前記マスト対向端部の反対側に位置するカーゴ対向端部とを有し、
前記カムトラックが、前記カーゴ対向端部にあるときに前記ＥｏＡＴコンベアを基準として前記グリッパ機構を降下させるように構成される延伸セクションを有する
請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記カムトラックが前記マスト対向端部から前記カーゴ対向端部までテーパ状になっており、
前記駆動トラックが前記マスト対向端部から前記カーゴ対向端部までテーパ状になっている
請求項７に記載のシステム
【請求項９】
前記延伸機構が、前記キャリッジと前記グリッパ機構との間に枢動可能に結合される１つまたは複数の延伸連結部を有する、
請求項６に記載のシステム。
【請求項１０】
前記１つまたは複数の延伸連結部が、前記キャリッジおよび前記グリッパ機構と共に平行四辺形の連結部タイプの構成として方向付けられる、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記延伸機構が、前記グリッパ機構を前記後退位置の方に付勢するための付勢ばねを有する、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記ＥｏＡＴが、前記グリッパ機構を前記駆動トラックに沿って前記長手方向に移動させるように構成されるグリッパ駆動装置を有する、請求項４に記載のシステム。
【請求項１３】
前記グリッパ駆動装置が、
可逆モータと、
前記グリッパ駆動装置を前記キャリッジに動作可能に接続するグリッパ駆動ベルトと
を有する、
請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記駆動トラックがガイドスロットを画定し、
前記キャリッジが前記ガイドスロット内にリサイトされる（ｒｅｃｉｔｅｄ）駆動ホイールを有する
請求項１２に記載のシステム。
【請求項１５】
前記ＥｏＡＴコンベアがベルトタイプコンベアを有する、請求項３に記載のシステム。
【請求項１６】
前記ＥｏＡＴがフレア形状を有する１つまたは複数のガイドレールを有する、請求項３に記載のシステム。
【請求項１７】
前記グリッパ機構が少なくとも２つの真空カップを有し、
前記真空カップの各々が、他の真空カップから独立して動作する真空制御弁を有する、
請求項３に記載のシステム。
【請求項１８】
前記グリッパ機構が、前記カーゴ物品を握持するための１つまたは複数の真空カップを有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項１９】
前記ロボットが、前記ＥｏＡＴを前記マストに接続するＥｏＡＴピッチ−ヨージョイントを有し、
前記ＥｏＡＴピッチ−ヨージョイントが前記ＥｏＡＴをピッチ方向および／またはヨー方向に移動させるように構成される、
請求項１に記載のシステム。
【請求項２０】
前記ＥｏＡＴピッチ−ヨージョイントが、
ヨー枢動シャフトと、
前記ヨー枢動シャフトがそこを通って延在するシャフトチャンネルを画定する枢動ブロックと、
前記ヨー枢動シャフトの周りで回転するように前記ヨー枢動シャフトに回転可能に結合されるラックギアと、
前記ラックギアを横断するような位置で前記ラックギアに係合されるピニオンギアと
を有する、
請求項１９に記載のシステム。
【請求項２１】
前記ＥｏＡＴピッチ−ヨージョイントが前記ＥｏＡＴに接続されるＥｏＡＴブラケットを有し、
前記ＥｏＡＴブラケットがブラケットキャビティを画定する少なくとも一対のフランジを有し、前記ブラケットキャビティ内に前記枢動ブロックが配置され、
前記ヨー枢動シャフトが前記フランジの間を延在する
請求項２０に記載のシステム。
【請求項２２】
前記ＥｏＡＴピッチ−ヨージョイントが、
動かないように前記枢動ブロックに固定されるピッチドライブシャフトと、
回転時に前記ＥｏＡＴを前記ピッチ方向に移動させるために前記ピッチドライブシャフトに固定されるピッチ駆動プーリと、
動かないように前記ピニオンギアに結合されるヨー駆動ギアであって、前記ピッチドライブシャフトの周りを回転するときに前記ＥｏＡＴを前記ヨー方向に移動させるために前記ピッチドライブシャフトに回転可能に結合されるヨー駆動ギアと
を有する
請求項２１に記載のシステム。
【請求項２３】
前記ＥｏＡＴピッチ−ヨージョイントが、
前記ラックギアを横断するような第２の位置で前記ラックギアに係合される第２のピニオンギアであって、前記ヨー枢動シャフトを挟んで前記ピニオンギアの反対側に配置される第２のピニオンギアと、
前記ピニオンを回転させるために前記ピニオンに接続される第１のプーリと、
前記第２のピニオンを回転させるために前記第２のピニオンに接続される第２のプーリと
を有し、
前記ラックギアが動かないように前記一対のフランジのうちの一方のフランジに固定され、
前記枢動ブロックが
前記ラックギアをその中に配置するラックキャビティと、
前記ピニオンをその中に配置する第１のピニオンキャビティと、
前記第２のピニオンをその中に配置する第２のピニオンキャビティと、
前記ラックキャビティと前記第１のピニオンキャビティとの間を延在する第１のギア係合チャンネルと、
前記ラックキャビティと前記第２のピニオンキャビティとの間を延在する第２のギア係合チャンネルと
を画定し、
前記ピニオンおよび前記第２のピニオンが同じ方向の回転時に前記ＥｏＡＴを前記ピッチ方向に移動させるように構成され、
前記ピニオンおよび前記第２のピニオンが反対方向の回転時に前記ＥｏＡＴを前記ヨー方向に移動させるように構成される、
請求項２１に記載のシステム。
【請求項２４】
前記ＥｏＡＴピッチ−ヨージョイントが、
前記ラックギアを横断するような第２の位置において前記ラックギアに係合される第２のピニオンギアであって、前記ヨー枢動シャフトを挟んで前記ピニオンギアの反対側に配置される第２のピニオンギア
を有する、
請求項２０に記載のシステム。
【請求項２５】
前記ロボットが、ヨー方向、ピッチ方向、および／または長手方向に前記マストを移動させるように構成されるマストアクチュエータシステムを有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項２６】
前記マストアクチュエータシステムが、
前記ヨー方向における前記マストの移動を制御するための、前記ベースユニットに結合されるマスト用ヨー制御サブシステムと、
前記ピッチ方向および前記長手方向における前記マストの移動を制御するための、前記マスト用ヨー制御サブシステムに結合されるマスト用ピッチ制御サブシステムと
を有する、
請求項２５に記載のシステム。
【請求項２７】
前記マスト用ヨー制御サブシステムが、
前記ベースユニットに回転可能に結合されるマストベースであって、前記マスト用ピッチ制御サブシステムが前記マストベースによって支持される、マストベースと、
前記ベースユニットに固定されるマスト用ヨー駆動モータであって、前記マスト用ヨー駆動装置が、前記ベースユニットを基準として前記マストベースを前記ヨー方向に回転させるために前記マストベースに結合される、マスト用ヨー駆動モータと
を有する、
請求項２６に記載のシステム。
【請求項２８】
前記マスト用ヨー制御サブシステムが、
前記ベースユニットに設置されるマスト用ヨー駆動ギアボックス
を有し、
前記マスト用ヨー駆動ギアボックスが、前記マスト用ヨー駆動モータを前記マストベースに動作可能に結合させる、
請求項２７に記載のシステム。
【請求項２９】
前記マスト用ピッチ制御サブシステムが、
前記マストベースと前記マストとの間で枢動可能に結合されるマスト延伸アームであって、前記マストおよび前記ＥｏＡＴを前記長手方向において水平に移動させるために枢動するように構成されるマスト延伸アームと、
前記マストベースと前記マストとの間で枢動可能に結合されるマスト用ピッチアームであって、前記ピッチ方向における前記マストの移動を制御するように移動するように構成されるマスト用ピッチアームと
を有する、
請求項２７に記載のシステム。
【請求項３０】
前記マスト用ピッチ制御サブシステムが、
前記マストベースに設置される延伸用駆動装置と、
前記延伸用駆動装置に結合される延伸クランクと、
前記延伸クランクを前記マスト延伸アームに接続する延伸リンクと
を有し、
前記延伸用駆動装置が前記マスト延伸アームを枢動させるために前記延伸クランクを回転させるように構成され、
前記マスト用ピッチ制御サブシステムがさらに、
前記マストベースに設置されるピッチ駆動装置と、
前記ピッチ駆動装置に結合されるピッチクランクと
を有し、
前記マスト用ピッチアームが前記ピッチクランクに枢動可能に結合され、
前記ピッチ駆動装置が、前記マスト用ピッチアームを移動させるために前記ピッチクランクを回転させるように構成される
請求項２９に記載のシステム。
【請求項３１】
前記マストの重量を平衡させるための、前記マストに結合される平衡システム
をさらに備える、請求項２５に記載のシステム。
【請求項３２】
前記平衡システムが前記マストに結合される空気ばねを有する、請求項３１に記載のシステム。
【請求項３３】
前記マストと主コンベアシステムとの間で前記カーゴ物品を移送するために前記ベースユニットおよび前記マストを動作可能に接続するベースユニットコンベアであって、延伸可能な長さを有するベースユニットコンベアと、
前記ベースユニットコンベアを前記マストに接続するマスト接続ジョイントであって、前記ベースユニットコンベアと前記マストとの間での多方向の移動を可能にするように構成されるマスト接続ジョイントと、
前記ベースユニットコンベアを前記ベースユニットに接続するベース接続ジョイントであって、前記ベースユニット接続ジョイントが前記ヨー方向および前記ピッチ方向における前記ベースユニットコンベアの移動を可能にするように構成されるベース接続ジョイントと
をさらに備える、
請求項２５に記載のシステム。
【請求項３４】
前記ベースユニットおよび前記マストを動作可能に接続するベースユニットコンベアであって、伸縮式に延伸するように構成されるベースユニットコンベアと、
前記ベースユニットを前記マストに接続するマスト接続ジョイントであって、前記ベースユニットコンベアと前記マストの間での多方向の移動を可能にするように構成されるマスト接続ジョイントと、
前記ベースユニットコンベアを前記ベースユニットに接続するベース接続ジョイントであって、前記ベースユニット接続ジョイントが前記ヨー方向および前記ピッチ方向における前記ベースユニットコンベアの移動を可能にするように構成されるベース接続ジョイントと
をさらに備える、
請求項１に記載のシステム。
【請求項３５】
前記ベースユニットコンベアが、
前記マスト接続ジョイントを介して前記マストに接続されるマストセクションと、
前記ベースユニット接続ジョイントを介して前記ベースユニットに接続される移行セクションであって、前記マストセクションおよび前記移行セクションが一体に入れ子状にされる、移行セクションと、
前記移行セクションを基準として前記マストセクションを伸縮式に移動させるのを可能にするための、前記マストセクションを前記移行セクションに接続する伸縮式ジョイントと
を有する、
請求項３４に記載のシステム。
【請求項３６】
前記マストセクションが、
マストセクションコンベアと、
前記マストセクションコンベアに動力供給するように構成されるマストセクションコンベアモータと
を有し、
前記移行セクションが
移行セクションコンベアと、
前記移行セクションコンベアに動力供給するように構成される移行セクションコンベアモータと
を有し、
前記マストセクションコンベアモータおよび前記移行セクションコンベアモータが互いに独立して動作するように構成される、
請求項３５に記載のシステム。
【請求項３７】
前記マスト接続ジョイントが、ピッチ方向およびヨー方向の両方における前記マストと前記ベースユニットコンベアとの間の相対移動を促進するためのボールタイプジョイントを有する、請求項３４に記載のシステム。
【請求項３８】
前記ベース接続ジョイントが、
前記ベースユニットに回転可能に結合されるターンテーブルジョイントと、
シャフト開口部を画定するコンベアシャフトブラケットと、
前記シャフト開口部内で回転可能に受けられるコンベアシャフトと
を有する、
請求項３４に記載のシステム。
【請求項３９】
前記移送システムが、前記ベースユニットを基準として少なくとも９０度（９０°）回転するように構成される１つまたは複数の電源内蔵ホイールを有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項４０】
主コンベアシステムと、
前記ロボットと前記主コンベアとの間に結合される延伸可能なコンベアと
をさらに備える、
請求項１に記載のシステム。
【請求項４１】
カーゴ物品を移動させるように構成されるＥｏＡＴコンベアと、
後退位置と延伸位置との間で移動するように構成されるグリッパ機構と
を有する、エンドオブアームツール（ＥｏＡＴ）
を備え、
前記グリッパ機構が、前記カーゴ物品を握持するための１つまたは複数の真空カップを有し、
前記後退位置にあるとき、前記グリッパ機構が、前記ＥｏＡＴコンベアに沿う前記カーゴ物品の障害のない移動を促進するために前記ＥｏＡＴコンベアのところまたはその下方にあり、
前記延伸位置にあるとき、前記グリッパ機構が前記カーゴ物品を握持するために前記ＥｏＡＴコンベアの上方まで上昇させられる、
システム。
【請求項４２】
前記グリッパ機構が、
キャリッジと、
前記ＥｏＡＴコンベアを基準として前記グリッパ機構を垂直方向に延伸させるために前記キャリッジに結合される延伸機構と、
前記延伸機構に結合される握持セクションであって、前記カーゴ物品を握持するように構成される握持セクションと
を有する
請求項４１に記載のシステム。
【請求項４３】
前記ＥｏＡＴが、
前記キャリッジがカムトラックに沿って支持されて移動するカムトラックであって、前記後退位置と前記延伸位置との間で前記握持機構を移動させるように前記延伸機構を案内するように成形されるカムトラックと、
前記後退位置と前記延伸位置との間で前記グリッパ機構を移動させることを目的として前記カムトラックに沿って長手方向において前記キャリッジを案内するために前記キャリッジに結合される駆動トラックと
を有する、
請求項４２に記載のシステム。
【請求項４４】
前記キャリッジが前記延伸機構に結合されるカムフォロワを有し、
前記キャリッジが前記カムトラックに沿って長手方向に移動するときに前記カムフォロワが前記カムトラックに沿って支持されて移動する
請求項４３に記載のシステム。
【請求項４５】
前記カムトラックが、
前記グリッパ機構が前記後退位置に配置される後退セクションと、
前記グリッパ機構が前記延伸位置にある係合セクションと、
前記後退セクションと前記係合セクションとの間に位置する移行セクションと
を有する
請求項４４に記載のシステム。
【請求項４６】
前記ＥｏＡＴに接続されるＥｏＡＴピッチ−ヨージョイント
をさらに備え、
前記ＥｏＡＴピッチ−ヨージョイントが前記ＥｏＡＴをピッチ方向および／またはヨー方向に移動させるように構成される、
請求項４１に記載のシステム。
【請求項４７】
前記ＥｏＡＴピッチ−ヨージョイントが、
ヨー枢動シャフトと、
前記ヨー枢動シャフトがそこを通って延在するシャフトチャンネルを画定する枢動ブロックと、
前記ヨー枢動シャフトの周りで回転するように前記ヨー枢動シャフトに回転可能に結合されるラックギアと、
前記ラックギアを横断するような位置で前記ラックギアに係合されるピニオンギアと
を有する、
請求項１９に記載のシステム。
【請求項４８】
前記ベースユニットを移動させるための移送システムを有するベースユニットと、
前記ベースユニットから延在し、マストコンベアを有するマストと
前記マストに結合される前記ＥｏＡＴと
を有する、ロボット
をさらに備える、
請求項４１に記載のシステム。
【請求項４９】
前記ＥｏＡＴが、前記ＥｏＡＴより長く延在する前方端部を有するガイドレールを有し、
前記前方端部がばね付勢される
請求項４１に記載のシステム。
【請求項５０】
前記ＥｏＡＴが前記カーゴ物品を感知するための視覚センサを有する、請求項４１に記載のシステム。
【請求項５１】
ＥｏＡＴコンベアを有するエンドオブアームツール（ＥｏＡＴ）と、
マストコンベアを有するマストと、
前記ＥｏＡＴを前記マストに接続するＥｏＡＴピッチ−ヨージョイントと
を備え、
前記ＥｏＡＴピッチ−ヨージョイントが、前記ＥｏＡＴコンベアおよび前記マストコンベアのアライメントを維持するためにピッチ方向および／またはヨー方向において前記ＥｏＡＴを移動させるように構成され、
前記ＥｏＡＴピッチ−ヨージョイントが
ヨー枢動シャフトと、
前記ヨー枢動シャフトの周りで回転するように前記ヨー枢動シャフトに回転可能に結合されるラックギアと、
前記ラックギアを横断するような位置で前記ラックギアに係合される第１のピニオンギアと、
前記ラックギアを横断するような第２の位置で前記ラックギアに係合される第２のピニオンギアと
を有する、
システム。
【請求項５２】
前記マストコンベアがマストコンベアベルトを有し、
前記ＥｏＡＴピッチ−ヨージョイントが、
枢動ハウジングと、
前記枢動ハウジングに回転可能に結合されるマストコンベアプーリと
を有し、
前記マストコンベアベルトが前記マストコンベアプーリに係合される、
請求項５１に記載のシステム。
【請求項５３】
ベースユニットを移動させるための移送システムを有するベースユニットと、
前記ベースユニットに結合されるマストコンベアを有するマストと、
前記ベースユニットを基準として、ヨー方向、ピッチ方向、および／または長手方向に前記マストを移動させるように構成されるマストアクチュエータシステムとを備え、前記マストアクチュエータシステムが、
前記ヨー方向における前記マストの移動を制御するための、前記ベースユニットに結合されるマスト用ヨー制御サブシステム、ならびに
前記ピッチ方向および前記長手方向における前記マストの移動を制御するための、前記マスト用ヨー制御サブシステムに結合されるマスト用ピッチ制御サブシステム
を有する、システム。
【請求項５４】
前記マスト用ヨー制御サブシステムが、
前記ベースユニットに回転可能に結合されるマストベースであって、前記マスト用ピッチ制御サブシステムが前記マストベースによって支持される、マストベースと、
前記ベースユニットに固定されるマスト用ヨー駆動モータであって、前記マスト用ヨー駆動装置が、前記ベースユニットを基準として前記マストベースを前記ヨー方向に回転させるために前記マストベースに結合される、マスト用ヨー駆動モータと
を有する、
請求項５３に記載のシステム。
【請求項５５】
前記マスト用ピッチ制御サブシステムが、
前記マストベースと前記マストとの間で枢動可能に結合されるマスト延伸アームであって、前記マストおよび前記ＥｏＡＴを前記長手方向において水平に移動させるために枢動するように構成されるマスト延伸アームと、
前記マストベースと前記マストとの間で枢動可能に結合されるマスト用ピッチアームであって、前記ピッチ方向における前記マストの移動を制御するように移動するように構成されるマスト用ピッチアームと
を有する、
請求項５４に記載のシステム。
【請求項５６】
前記カーゴ物品を移送するために前記ベースユニットおよび前記マストを動作可能に接続するベースユニットコンベアであって、延伸可能な長さを有するベースユニットコンベアと、
前記ベースユニットコンベアを前記マストに接続するマスト接続ジョイントであって、前記ベースユニットコンベアと前記マストとの間での多方向の移動を可能にするように構成されるマスト接続ジョイントと、
前記ベースユニットコンベアを前記ベースユニットに接続するベース接続ジョイントであって、前記ベースユニット接続ジョイントが前記ヨー方向および前記ピッチ方向における前記ベースユニットコンベアの移動を可能にするように構成されるベース接続ジョイントと
をさらに備える、
請求項５３に記載のシステム。
【請求項５７】
エンドオブアームツール（ＥｏＡＴ）をカーゴ物品の近位側に配置するステップであって、前記ＥｏＡＴがＥｏＡＴコンベアを有し、前記ＥｏＡＴが１つまたは複数の真空カップを備えるグリッパ機構を有する、ステップと、
前記グリッパ機構の前記真空カップを用いてカーゴ物品を固定するステップと、
前記ＥｏＡＴに沿って前記グリッパ機構を移動させることにより、前記グリッパ機構を用いて、前記カーゴ物品を前記ＥｏＡＴコンベアの上まで引くステップと、
前記ＥｏＡＴコンベアのところまたはその下方にある前記グリッパ機構を後退位置まで後退させるステップと、
前記後退位置にあるときの前記グリッパ機構の上で前記ＥｏＡＴコンベアを用いて前記カーゴ物品を移動させるステップと
を含む方法。
【請求項５８】
前記配置ステップが、前記ＥｏＡＴに結合されるマストを用いて前記ＥｏＡＴを移動させるステップを含み、
前記マストがマストコンベアを有し、
前記方法が、前記カーゴ物品を前記ＥｏＡＴコンベアから前記マストコンベアまで運搬することをさらに含む、
請求項５７に記載の方法。
【請求項５９】
前記固定ステップの前に前記グリッパ機構を前記後退位置から延伸位置まで移動させるステップ
をさらに含み、
前記グリッパ機構が、前記延伸位置にあるとき、前記カーゴ物品を握持するために前記ＥｏＡＴコンベアの上方まで上昇させられる、
請求項５７に記載の方法。
【請求項６０】
前記引くステップが、前記カーゴ物品の上に第２のカーゴ物品を積み重ねた状態で前記カーゴ物品を引くステップを含む、請求項５７に記載の方法。
【請求項６１】
エンドオブアームツール（ＥｏＡＴ）を位置決めするステップであって、前記ＥｏＡＴがＥｏＡＴコンベアを有し、グリッパ機構が１つまたは複数の真空カップを有する、ステップと、
後退位置にある前記グリッパ機構の上で前記ＥｏＡＴコンベアを用いてカーゴ物品を移動させるステップと、
前記グリッパ機構を前記後退位置から延伸位置まで延伸させるステップであって、前記延伸位置では、前記カーゴ物品を移動させる前記ステップの後で、前記グリッパ機構が前記ＥｏＡＴコンベアの上方まで上昇させられて前記カーゴ物品に接触する、ステップと、
前記ＥｏＡＴに沿って前記グリッパ機構を移動させることにより、前記グリッパ機構を用いて、前記カーゴ物品を前記ＥｏＡＴコンベアから離すように押すステップと
を含む方法。
【請求項６２】
前記配置ステップが、前記ＥｏＡＴに結合されるマストを用いて前記ＥｏＡＴを移動させるステップを含み、
前記マストがマストコンベアを有し、
前記方法が、前記カーゴ物品を前記マストコンベアから前記ＥｏＡＴコンベアまで運搬することをさらに含む、
請求項６１に記載の方法。
【請求項６３】
前記押すステップが、前記カーゴ物品の上に第２のカーゴ物品を積み重ねた状態で前記カーゴ物品を押すステップを含む、請求項６１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、参照により本明細書に組み込まれる、２０１６年１０月２７日に出願された米国仮特許出願第６２／４１３，６０２号の利益を主張するものである。
【背景技術】
【０００２】
トレーラおよびカーゴキャリアなどのカーゴコンテナから、パッケージ、箱、バッグ、缶、および／または他の製品などカーゴを積載および荷降ろしすることは、非常に費用がかかり、労働集約的であり、場合によっては危険でもあり得る。しばしば、発送センターでの配送受け取り業務が、全体の注文処理業務においてボトルネックとなる。倉庫内および製造プラント内でカーゴ物品を積み重ねることおよびカーゴ物品を山から降ろす（ｕｎｓｔａｃｋ）ことも、同様に、費用がかかり、危険でもあり得る。カーゴ物品の高いスタックは不安定となり、それによりカーゴを取り扱っている人の上に容易に落下する可能性がある。トレーラにおいて手動で積載および荷降ろしを行うことは、トレーラ内部の環境条件を理由として、きつい仕事である可能性がある。夏ではトレーラが非常に高温になる可能性があり、冬ではトレーラが非常に低温になる可能性がある。また、これは肉体的にもきつい仕事である。例えば、一部の事例では作業員が８時間を超える交替制勤務時間で２２．７ｋｇ（５０ポンド）近い重さの非常に重いカーゴ物品を手動で持ち上げることが必要であり、高く積み重ねられている場合にはこれらの物品まで手を伸ばすことが過酷な作業となる可能性がある。このような肉体的にきつい仕事では、離職率が高く、労働者の補償請求も同様に高い。
【０００３】
しばしば、物品のパレットをカーゴコンテナおよび倉庫に積載するのにならびにカーゴアンテナおよび倉庫からの物品のパレットを積載するのにフォークリフトトラックが使用されるが、それらの使用には複数の制約がある。例えば、発送センターからの持ち出しを行う（ｄｉｓｌｏｄｇｅ）ためのセミトレーラが知られているが、これはフォークリフトトラックの操作者にとって特に危険なものである可能性がある。また、積載プロセスまたは荷降ろしプロセスは通常は長い時間を要する。その理由は、トレーラの内部に一度に一台のフォークリフトしか入ることができないからである。加えて、フォークリフトのためのパレットは、通常、カーゴコンテナ内の使用可能なスペースを無駄にしてしまい、また不必要な重量を加えることにもなる。このような無駄にされる空きスペースおよび加えられる重量にも費用がかかる。フォークリフトに問題が生じる場合、カーゴスペース内で手動で物品を荷降ろししたり積み重ねたりするのに発送センターの作業員が駆り出されるわけであるが、このような労働集約的な作業もやはり非常に費用がかかり、時間を要し、さらには作業員を負傷させる可能性もある。カーゴを積載および荷降ろしするためのロボットシステムおよび他の自動システムも提案されているが、これらのシステムにも複数の重大な欠陥がある。これらのシステムによって達成されるスループットは通常低く、またこれらのシステムはエラーを発生しやすく、したがって不慮の事故が発生する場合には人間の介入を必要とする。したがって、この分野における改善が必要である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
カーゴキャリア（または、他のロケーション）内でカーゴ物品を迅速に積み重ねるためのおよび／またはカーゴ物品を山から降ろすための自動荷降ろし積載ロボットシステムを開発した。このシステムが、移動可能なマストに取り付けられる独自のエンドオブアームツール（ＥｏＡＴ：Ｅｎｄ  ｏｆ  Ａｒｍ  Ｔｏｏｌ）を有する移動ロボットを有する。ＥｏＡＴが、ほぼ連続する形でカーゴ物品を迅速に移送することができるコンベアシステムを組み込む。ＥｏＡＴが、カーゴ物品を握持するように構成される延伸可能−後退可能グリッパ機構を有する。一形態では、グリッパ機構がカーゴ物品を握持するための１つまたは複数の真空カップを有する。グリッパ機構が、コンベアシステム上までカーゴを引くために、ＥｏＡＴ上においてコンベアシステムの上方で真空カップを延伸させることができる。カーゴ物品がコンベアシステム上まで引かれると、真空カップがコンベアシステムの下方で後退させられ、その結果、カーゴ物品がグリッパ機構の上を移動することができる。カーゴ物品を荷降ろしするかまたは積み重ねるとき、グリッパ機構が逆の形で動作することができ、コンベアシステムからカーゴスタック上までカーゴ物品を正確に押すことができる。ＥｏＡＴがマストを基準としてヨー方向（左右）およびピッチ（傾斜）方向に移動することができ、その結果、ＥｏＡＴがカーゴ物品を拾い取るかまたは配置するために正確に位置決めされるようになる。マストが移動可能なベースユニットに取り付けられる。移動可能なベースユニットがマストを移動させることによりＥｏＡＴを移動させることができる。加えて、移動可能なベースユニットを移動させるおよび／またはステアリングすることにより、ＥｏＡＴを大きく移動させることつまり広い範囲で移動させることが達成され得る。例えば、移動可能なベースユニットが、トレーラに入るようにおよびトレーラから出るように移動するように、さらには左右方向に移動するように、構成される。移動可能なマストが、カーゴコンテナにおよびカーゴコンテナからカーゴ物品を積載および荷降ろしする場合にベースユニットが移動することが必要となる距離を最小にする。ベースユニットがマストのヨーおよびピッチを調整することができる。さらに、ベースユニットがマストを延伸および後退させることができ、その結果、積み重ねられたカーゴ物品の横列に沿ってＥｏＡＴが垂直方向および水平方向に移動するときにベースユニットが移動する必要がなくなる。マストおよびベースユニットが、ＥｏＡＴまでおよびＥｏＡＴからカーゴ物品を移送するためのコンベアを有する。一形態では、延伸可能なコンベアがベースユニットに結合され、ロボットと施設内の主コンベアシステムとの間にリンクを形成する。このロボットシステムが、人間との相互作用をなくしてまたはほぼなくして自動でカーゴキャリアを迅速に積載および荷降ろしすることができる。このシステムの設計はフォークリフトの操作者の必要性を排除し、それにより怪我の危険性および操作者に付随の経費を低減し、さらには積載および荷降ろしの時間を短縮する。
【０００５】
態様１がシステムに関連し、このシステムが、ベースユニットを移動させるための移送システムを有するベースユニットと、ベースユニットから延在し、マストコンベアを有するマストと、マストに結合されるエンドオブアームツール（ＥｏＡＴ）と、を有するロボットを備え、ＥｏＡＴがマストコンベアまでおよびマストコンベアからカーゴ物品を移動させるように構成されるＥｏＡＴコンベアと、グリッパ機構がＥｏＡＴコンベアの上にカーゴ物品を有さない後退位置とグリッパ機構がカーゴ物品を握持することができる延伸位置との間で移動するように構成されるグリッパ機構と、を有する。
【０００６】
態様２が上記態様のいずれか１つの態様に関連し、後退位置にあるとき、グリッパ機構が、ＥｏＡＴコンベアに沿うカーゴ物品の障害のない移動を促進するためにＥｏＡＴコンベアのところまたはその下方にあり、延伸位置にあるとき、グリッパ機構がカーゴ物品を握持するためにＥｏＡＴコンベアの上方まで上昇させられる。
【０００７】
態様３が上記態様のいずれか１つの態様に関連し、グリッパ機構が、キャリッジと、ＥｏＡＴコンベアを基準としてグリッパ機構を垂直方向に延伸させるためにキャリッジに結合される延伸機構と、延伸機構に結合される握持セクションであって、カーゴ物品を握持するように構成される握持セクションとを有する。
【０００８】
態様４が上記態様のうちのいずれか１つの態様に関連し、ＥｏＡＴが、キャリッジがカムトラックに沿って支持されて移動する（ｒｉｄｅ）カムトラックであって、後退位置と延伸位置との間で握持機構を移動させるように延伸機構を案内するように成形されるカムトラックと、後退位置と延伸位置との間でグリッパ機構を移動させることを目的としてカムトラックに沿って長手方向においてキャリッジを案内するためにキャリッジに結合される駆動トラックと、を有する。
【０００９】
態様５が上記態様のうちのいずれか１つの態様に関連し、キャリッジが延伸機構に結合されるカムフォロワを有し、キャリッジがカムトラックに沿って長手方向に移動するときにカムフォロワがカムトラックに沿って支持されて移動する。
【００１０】
態様６が上記態様のうちのいずれか１つの態様に関連し、カムトラックが、グリッパ機構が後退位置に配置される後退セクションと、グリッパ機構が延伸位置にある係合セクションと、後退セクションと係合セクションとの間に位置する移行セクションとを有する。
【００１１】
態様７が上記態様のうちのいずれか１つの態様に関連し、ＥｏＡＴが、ＥｏＡＴがマストに結合されるマスト対向端部と、マスト対向端部の反対側に位置するカーゴ対向端部とを有し、カムトラックが、カーゴ対向端部にあるときにＥｏＡＴコンベアを基準としてグリッパ機構を降下させるように構成される延伸セクションを有する。
【００１２】
態様８が上記態様のうちのいずれか１つの態様に関連し、カムトラックがマスト対向端部からカーゴ対向端部までテーパ状になっており、駆動トラックがマスト対向端部からカーゴ対向端部までテーパ状になっている。
【００１３】
態様９が上記態様のうちのいずれか１つの態様に関連し、延伸機構が、キャリッジとグリッパ機構との間で枢動可能に結合される１つまたは複数の延伸連結部を有する。
態様１０が上記態様のうちのいずれか１つの態様に関連し、１つまたは複数の延伸連結部が、キャリッジおよびグリッパ機構と共に平行四辺形の連結部タイプの構成として方向付けられる。
【００１４】
態様１１が上記態様のうちのいずれか１つの態様に関連し、延伸機構が、グリッパ機構を後退位置の方に付勢するための付勢ばねを有する。
態様１２が上記態様にうちのいずれか１つの態様に関連し、ＥｏＡＴが、グリッパ機構を駆動トラックに沿って長手方向に移動させるように構成されるグリッパ駆動装置を有する。
【００１５】
態様１３が上記態様のうちのいずれか１つの態様に関連し、グリッパ駆動装置が、可逆モータと、グリッパ駆動装置をキャリッジに動作可能に接続するグリッパ駆動ベルトとを有する。
【００１６】
態様１４が上記態様のうちのいずれか１つの態様に関連し、駆動トラックがガイドスロットを画定し、キャリッジがガイドスロット内にリサイトされる（ｒｅｃｉｔｅｄ）駆動ホイールを有する。
【００１７】
態様１５が上記態様のうちのいずれか１つの態様に関連し、ＥｏＡＴコンベアがベルトタイプコンベアを有する。
態様１６が上記態様のうちのいずれか１つの態様に関連し、ＥｏＡＴがフレア形状を有する１つまたは複数のガイドレールを有する。
【００１８】
態様１７が上記態様のうちのいずれか１つの態様に関連し、グリッパ機構が少なくとも２つの真空カップを有し、真空カップの各々が他の真空カップから独立して動作する真空制御弁を有する。
【００１９】
態様１８が上記態様のうちのいずれか１つの態様に関連し、グリッパ機構が、カーゴ物品を握持するための１つまたは複数の真空カップを有する。
態様１９が上記態様のうちのいずれか１つの態様に関連し、ロボットが、ＥｏＡＴをマストに接続するＥｏＡＴピッチ−ヨージョイントを有し、ＥｏＡＴピッチ−ヨージョイントがＥｏＡＴをピッチ方向および／またはヨー方向に移動させるように構成される。
【００２０】
態様２０が上記態様のうちのいずれか１つの態様に関連し、ＥｏＡＴピッチ−ヨージョイントが、ヨー枢動シャフトと、ヨー枢動シャフトがそこを通って延在するシャフトチャンネルを画定する枢動ブロックと、ヨー枢動シャフトの周りで回転するようにヨー枢動シャフトに回転可能に結合されるラックギアと、ラックギアを横断するような位置でラックギアに係合されるピニオンギアとを有する。
【００２１】
態様２１が上記態様のうちのいずれか１つの態様に関連し、ＥｏＡＴピッチ−ヨージョイントがＥｏＡＴに接続されるＥｏＡＴブラケットを有し、ＥｏＡＴブラケットがブラケットキャビティを画定する少なくとも一対のフランジを有し、ブラケットキャビティ内に枢動ブロックが配置され、ヨー枢動シャフトがフランジの間を延在する。
【００２２】
態様２２が上記態様のうちのいずれか１つの態様に関連し、ＥｏＡＴピッチ−ヨージョイントが、動かないように枢動ブロックに固定されるピッチドライブシャフトと、回転時にＥｏＡＴをピッチ方向に移動させるためにピッチドライブシャフトに固定されるピッチ駆動プーリと、動かないようにピニオンギアに結合されるヨー駆動ギアとを有し、ヨー駆動ギアが、ピッチドライブシャフトの周りを回転するときにＥｏＡＴをヨー方向に移動させるためにピッチドライブシャフトに回転可能に結合される。
【００２３】
態様２３が上記態様のうちのいずれか１つの態様に関連し、ＥｏＡＴピッチ−ヨージョイントが、ラックギアを横断するような第２の位置でラックギアに係合される第２のピニオンギアであって、ヨー枢動シャフトを挟んでピニオンギアの反対側に配置される第２のピニオンギアと、ピニオンを回転させるためにピニオンに接続される第１のプーリと、第２のピニオンを回転させるために第２のピニオンに接続される第２のプーリとを有し、ラックギアが動かないように一対のフランジのうちの一方のフランジに固定され、枢動ブロックが、ラックギアをその中に配置するラックキャビティと、ピニオンをその中に配置する第１のピニオンキャビティと、第２のピニオンをその中に配置する第２のピニオンキャビティと、ラックキャビティと第１のピニオンキャビティとの間を延在する第１のギア係合チャンネルと、ラックキャビティと第２のピニオンキャビティとの間を延在する第２のギア係合チャンネルとを画定し、ピニオンおよび第２のピニオンが同じ方向の回転時にＥｏＡＴをピッチ方向に移動させるように構成され、ピニオンおよび第２のピニオンが反対方向の回転時にＥｏＡＴをヨー方向に移動させるように構成される。
【００２４】
態様２４が上記態様のうちのいずれか１つの態様に関連し、ＥｏＡＴピッチ−ヨージョイントが、ラックギアを横断するような第２の位置においてラックギアに係合される第２のピニオンギアを有し、第２のピニオンギアが、ヨー枢動シャフトを挟んでピニオンギアの反対側に配置される。
【００２５】
態様２５が上記態様のうちのいずれか１つの態様に関連し、ロボットが、ヨー方向、ピッチ方向、および／または長手方向にマストを移動させるように構成されるマストアクチュエータシステムを有する。
【００２６】
態様２６が上記態様のうちのいずれか１つの態様に関連し、マストアクチュエータシステムが、ヨー方向におけるマストの移動を制御するための、ベースユニットに結合されるマスト用ヨー制御サブシステムと、ピッチ方向および長手方向におけるマストの移動を制御するための、マスト用ヨー制御サブシステムに結合されるマスト用ピッチ制御サブシステムとを有する。
【００２７】
態様２７が上記態様のうちのいずれか１つの態様に関連し、マスト用ヨー制御サブシステムが、ベースユニットに回転可能に結合されるマストベースであって、マスト用ピッチ制御サブシステムがマストベースによって支持される、マストベースと、ベースユニットに固定されるマスト用ヨー駆動モータであって、マスト用ヨー駆動装置が、ベースユニットを基準としてマストベースをヨー方向に回転させるためにマストベースに結合される、マスト用ヨー駆動モータとを有する。
【００２８】
態様２８が上記態様のうちのいずれか１つの態様に関連し、マスト用ヨー制御サブシステムが、ベースユニットに設置されるマスト用ヨー駆動ギアボックスを有し、マスト用ヨー駆動ギアボックスが、マスト用ヨー駆動モータをマストベースに動作可能に結合させる。
【００２９】
態様２９が上記態様のうちのいずれか１つの態様に関連し、マスト用ピッチ制御サブシステムが、マストベースとマストとの間で枢動可能に結合されるマスト延伸アームであって、マストおよびＥｏＡＴを長手方向において水平に移動させるために枢動するように構成される、マスト延伸アームと、マストベースとマストとの間で枢動可能に結合されるマスト用ピッチアームであって、ピッチ方向におけるマストの移動を制御するように移動するように構成される、マスト用ピッチアームとを有する。
【００３０】
態様３０が上記態様のうちのいずれか１つの態様に関連し、マスト用ピッチ制御サブシステムが、マストベースに設置される延伸用駆動装置と、延伸用駆動装置に結合される延伸クランクと、延伸クランクをマスト延伸アームに接続する延伸リンクとを有し、延伸用駆動装置がマスト延伸アームを枢動させるために延伸クランクを回転させるように構成され、マスト用ピッチ制御サブシステムがさらに、マストベースに設置されるピッチ駆動装置と、ピッチ駆動装置に結合されるピッチクランクとを有し、マスト用ピッチアームがピッチクランクに枢動可能に結合され、ピッチ駆動装置が、マスト用ピッチアームを移動させるためにピッチクランクを回転させるように構成される。
【００３１】
態様３１が上記態様のうちのいずれか１つの態様に関連し、マストの重量を平衡させるための、マストに結合される平衡システムをさらに備える。
態様３２が上記態様のうちのいずれか１つの態様に関連し、平衡システムがマストに結合される空気ばねを有する。
【００３２】
態様３３が上記態様のうちのいずれか１つの態様に関連し、マストと主コンベアシステムとの間でカーゴ物品を移送するためにベースユニットおよびマストを動作可能に接続するベースユニットコンベアであって、延伸可能な長さを有するベースユニットコンベアと、ベースユニットコンベアをマストに接続するマスト接続ジョイントであって、ベースユニットコンベアとマストとの間での多方向の移動を可能にするように構成されるマスト接続ジョイントと、ベースユニットコンベアをベースユニットに接続するベース接続ジョイントであって、ベースユニット接続ジョイントがヨー方向およびピッチ方向におけるベースユニットコンベアの移動を可能にするように構成されるベース接続ジョイントと、をさらに備える。
【００３３】
態様３４が上記態様にうちのいずれか１つの態様に関連し、ベースユニットおよびマストを動作可能に接続するベースユニットコンベアであって、伸縮式に延伸するように構成されるベースユニットコンベアと、ベースユニットをマストに接続するマスト接続ジョイントであって、ベースユニットコンベアとマストの間での多方向の移動を可能にするように構成されるマスト接続ジョイントと、ベースユニットコンベアをベースユニットに接続するベース接続ジョイントであって、ベースユニット接続ジョイントがヨー方向およびピッチ方向におけるベースユニットコンベアの移動を可能にするように構成されるベース接続ジョイントと、をさらに備える。
【００３４】
態様３５が上記態様のうちのいずれか１つの態様に関連し、ベースユニットコンベアが、マスト接続ジョイントを介してマストに接続されるマストセクションと、ベースユニット接続ジョイントを介してベースユニットに接続される移行セクションであって、マストセクションおよび移行セクションが一体に入れ子状にされる、移行セクションと、移行セクションを基準としてマストセクションを伸縮式に移動させるのを可能にするための、マストセクションを移行セクションに接続する伸縮式ジョイントとを有する。
【００３５】
態様３６が上記態様のうちのいずれか１つの態様に関連し、マストセクションが、マストセクションコンベアと、マストセクションコンベアに動力供給するように構成されるマストセクションコンベアモータとを有し、移行セクションが、移行セクションコンベアと、移行セクションコンベアに動力供給するように構成される移行セクションコンベアモータとを有し、マストセクションコンベアモータおよび移行セクションコンベアモータが互いに独立して動作するように構成される。
【００３６】
態様３７が上記態様のうちのいずれか１つの態様に関連し、マスト接続ジョイントが、ピッチ方向およびヨー方向の両方におけるマストとベースユニットコンベアとの間の相対移動を促進するためのボールタイプジョイントを有する。
【００３７】
態様３８が上記態様のうちのいずれか１つの態様に関連し、ベース接続ジョイントが、ベースユニットに回転可能に結合されるターンテーブルジョイントと、シャフト開口部を画定するコンベアシャフトブラケットと、シャフト開口部内で回転可能に受けられるコンベアシャフトとを有する。
【００３８】
態様３９が上記態様のうちのいずれか１つの態様に関連し、移送システムが、ベースユニットを基準として少なくとも９０度（９０°）回転するように構成される１つまたは複数の電源内蔵ホイールを有する。
【００３９】
態様４０が上記態様のうちのいずれか１つの態様に関連し、主コンベアシステムと、ロボットと主コンベアとの間に結合される延伸可能なコンベアとをさらに備える。
態様４１がシステムに関連し、このシステムが、カーゴ物品を移動させるように構成されるＥｏＡＴコンベアと、後退位置と延伸位置との間で移動するように構成されるグリッパ機構とを有するエンドオブアームツール（ＥｏＡＴ）を備え、グリッパ機構が、カーゴ物品を握持するための１つまたは複数の真空カップを有し、後退位置にあるとき、グリッパ機構が、ＥｏＡＴコンベアに沿うカーゴ物品の障害のない移動を促進するためにＥｏＡＴコンベアのところまたはその下方にあり、延伸位置にあるとき、グリッパ機構がカーゴ物品を握持するためにＥｏＡＴコンベアの上方まで上昇させられる。
【００４０】
態様４２が上記態様のうちのいずれか１つの態様に関連し、グリッパ機構が、キャリッジと、ＥｏＡＴコンベアを基準としてグリッパ機構を垂直方向に延伸させるためにキャリッジに結合される延伸機構と、延伸機構に結合される握持セクションであって、カーゴ物品を握持するように構成される握持セクションとを有する。
【００４１】
態様４３が上記態様のうちのいずれか１つの態様に関連し、ＥｏＡＴが、キャリッジがカムトラックに沿って支持されて移動するカムトラックであって、後退位置と延伸位置との間で握持機構を移動させるように延伸機構を案内するように成形されるカムトラックと、後退位置と延伸位置との間でグリッパ機構を移動させることを目的としてカムトラックに沿って長手方向においてキャリッジを案内するためにキャリッジに結合される駆動トラックと、を有する。
【００４２】
態様４４が上記態様のうちのいずれか１つの態様に関連し、キャリッジが延伸機構に結合されるカムフォロワを有し、キャリッジがカムトラックに沿って長手方向に移動するときにカムフォロワがカムトラックに沿って支持されて移動する。
【００４３】
態様４５が上記態様のうちのいずれか１つの態様に関連し、カムトラックが、グリッパ機構が後退位置に配置される後退セクションと、グリッパ機構が延伸位置にある係合セクションと、後退セクションと係合セクションとの間に位置する移行セクションとを有する。
【００４４】
態様４６が上記態様のうちのいずれか１つの態様に関連し、ＥｏＡＴに接続されるＥｏＡＴピッチ−ヨージョイントをさらに備え、ＥｏＡＴピッチ−ヨージョイントがＥｏＡＴをピッチ方向および／またはヨー方向に移動させるように構成される。
【００４５】
態様４７が上記態様のうちのいずれか１つの態様に関連し、ＥｏＡＴピッチ−ヨージョイントが、ヨー枢動シャフトと、ヨー枢動シャフトがそこを通って延在するシャフトチャンネルを画定する枢動ブロックと、ヨー枢動シャフトの周りで回転するようにヨー枢動シャフトに回転可能に結合されるラックギアと、ラックギアを横断するような位置でラックギアに係合されるピニオンギアとを有する。
【００４６】
態様４８が上記態様のうちのいずれか１つの態様に関連し、ベースユニットを移動させるための移送システムを有するベースユニットと、ベースユニットから延在し、マストコンベアを有するマストと、マストに結合されるＥｏＡＴとを有するロボットをさらに備える。
【００４７】
態様４９がシステムに関連し、このシステムが、ＥｏＡＴコンベアを有するエンドオブアームツール（ＥｏＡＴ）と、マストコンベアを有するマストと、ＥｏＡＴをマストに接続するＥｏＡＴピッチ−ヨージョイントとを備え、ＥｏＡＴピッチ−ヨージョイントが、ＥｏＡＴコンベアおよびマストコンベアのアライメントを維持するためにピッチ方向および／またはヨー方向においてＥｏＡＴを移動させるように構成され、ＥｏＡＴピッチ−ヨージョイントが、ヨー枢動シャフトと、ヨー枢動シャフトの周りで回転するようにヨー枢動シャフトに回転可能に結合されるラックギアと、ラックギアを横断するような位置でラックギアに係合される第１のピニオンギアと、ラックギアを横断するような第２の位置でラックギアに係合される第２のピニオンギアとを有する。
【００４８】
態様５０が上記態様のうちのいずれか１つの態様に関連し、マストコンベアがマストコンベアベルトを有し、ＥｏＡＴピッチ−ヨージョイントが、枢動ハウジングと、枢動ハウジングに回転可能に結合されるマストコンベアプーリとを有し、マストコンベアベルトがマストコンベアプーリに係合される。
【００４９】
態様５１がシステムに関連し、このシステムが、ベースユニットを移動させるための移送システムを有するベースユニットと、ベースユニットに結合されるマストコンベアを有するマストと、ベースユニットを基準として、ヨー方向、ピッチ方向、および／または長手方向にマストを移動させるように構成されるマストアクチュエータシステムとを備え、マストアクチュエータシステムが、ヨー方向におけるマストの移動を制御するための、ベースユニットに結合されるマスト用ヨー制御サブシステムと、ピッチ方向および長手方向におけるマストの移動を制御するための、マスト用ヨー制御サブシステムに結合されるマスト用ピッチ制御サブシステムとを有する。
【００５０】
態様５２が上記態様のうちのいずれか１つの態様に関連し、マスト用ヨー制御サブシステムが、ベースユニットに回転可能に結合されるマストベースであって、マスト用ピッチ制御サブシステムがマストベースによって支持される、マストベースと、ベースユニットに固定されるマスト用ヨー駆動モータであって、マスト用ヨー駆動装置が、ベースユニットを基準としてマストベースをヨー方向に回転させるためにマストベースに結合される、マスト用ヨー駆動モータとを有する。
【００５１】
態様５３が上記態様のうちのいずれか１つの態様に関連し、マスト用ピッチ制御サブシステムが、マストベースとマストとの間で枢動可能に結合されるマスト延伸アームであって、マストおよびＥｏＡＴを長手方向において水平に移動させるために枢動するように構成されるマスト延伸アームと、マストベースとマストとの間で枢動可能に結合されるマスト用ピッチアームであって、ピッチ方向におけるマストの移動を制御するように移動するように構成されるマスト用ピッチアームとを有する。
【００５２】
態様５４が上記態様のうちのいずれか１つの態様に関連し、カーゴ物品を移送するためにベースユニットおよびマストを動作可能に接続するベースユニットコンベアであって、延伸可能な長さを有するベースユニットコンベアと、ベースユニットコンベアをマストに接続するマスト接続ジョイントであって、ベースユニットコンベアとマストとの間での多方向の移動を可能にするように構成されるマスト接続ジョイントと、ベースユニットコンベアをベースユニットに接続するベース接続ジョイントであって、ベースユニット接続ジョイントがヨー方向およびピッチ方向におけるベースユニットコンベアの移動を可能にするように構成されるベース接続ジョイントと、をさらに備える。
【００５３】
態様５５が上記請求項のいずれか１つによるシステムを動作させる方法に関連する。
態様５６が方法に関連し、この方法が、エンドオブアームツール（ＥｏＡＴ）をカーゴ物品の近位側に配置することであって、ＥｏＡＴがＥｏＡＴコンベアを有し、グリッパ機構が１つまたは複数の真空カップを有する、ことと、グリッパ機構の真空カップを用いてカーゴ物品を固定することと、ＥｏＡＴに沿ってグリッパ機構を移動させることにより、グリッパ機構を用いて、カーゴ物品をＥｏＡＴコンベアの上まで引くことと、ＥｏＡＴコンベアのところまたはその下方にあるグリッパ機構を後退位置まで後退させることと、後退位置にあるときのグリッパ機構の上でＥｏＡＴコンベアを用いてカーゴ物品を移動させることとを含む。
【００５４】
態様５７が上記態様のうちのいずれか１つの態様に関連し、上記配置することが、ＥｏＡＴに結合されるマストを用いてＥｏＡＴを移動させることであって、マストがマストコンベアを有する、ことと、カーゴ物品をＥｏＡＴコンベアからマストコンベアまで運搬することとを含む。
【００５５】
態様５８が上記態様のうちのいずれか１つの態様に関連し、上記固定することの前にグリッパ機構を後退位置から延伸位置まで移動させることをさらに含み、グリッパ機構が、延伸位置にあるとき、カーゴ物品を握持するためにＥｏＡＴコンベアの上方まで上昇させられる。
【００５６】
態様５９が方法に関連し、この方法が、エンドオブアームツール（ＥｏＡＴ）を位置決めすることであって、ＥｏＡＴがＥｏＡＴコンベアを有し、グリッパ機構が１つまたは複数の真空カップを有する、ことと、後退位置にあるグリッパ機構の上でＥｏＡＴコンベアを用いてカーゴ物品を移動させることと、グリッパ機構を後退位置から延伸位置まで延伸させることであって、延伸位置では、カーゴ物品を上記移動させることの後で、グリッパ機構がＥｏＡＴコンベアの上方まで上昇させられてカーゴ物品に接触する、ことと、ＥｏＡＴに沿ってグリッパ機構を移動させることにより、グリッパ機構を用いて、カーゴ物品をＥｏＡＴコンベアから離すように押すこととを含む。
【００５７】
態様６０が上記態様のうちのいずれか１つの態様に関連し、上記配置することが、ＥｏＡＴに結合されるマストを用いてＥｏＡＴを移動させることであって、マストがマストコンベアを有する、ことと、カーゴ物品をマストコンベアからＥｏＡＴコンベアまで運搬することとを含む。
【００５８】
態様６１が上記態様のうちのいずれか１つの態様に関連し、ＥｏＡＴがＥｏＡＴより長く延在する前方端部を有するガイドレールを有し、前方端部がばねで付勢される。
態様６２が上記態様のうちのいずれか１つの態様に関連し、ＥｏＡＴがカーゴ物品を感知するための視覚センサを有する。
【００５９】
態様６３が上記態様のうちのいずれか１つの態様に関連し、引くことが、カーゴ物品の上に第２のカーゴ物品を積み重ねた状態でカーゴ物品を引くことを含む。
態様６４が上記態様のうちのいずれか１つの態様に関連し、押すことが、カーゴ物品の上に第２のカーゴ物品を積み重ねた状態でカーゴ物品を押すことを含む。
【００６０】
詳細な説明、および本明細書と共に提供される図面から、本発明の別の形態、目的、特徴、態様、利益、利点、および実施形態が明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】自動荷降ろし積載システムを示す斜視図である。
【図２】図１のシステムで使用される自動荷降ろし積載ロボットを示す背面斜視図である。
【図３】図２のロボットの示す正面斜視図である。
【図４】図２のロボットを示す上面図である。
【図５】図２のロボットのハウジングが視界から隠れている、図２のロボットを示す底面図である。
【図６】ハウジングを有さない、図２のロボットを示す正面図である。
【図７】ハウジングを有さない、図２のロボットを示す背面図である。
【図８】図２のロボットを示す一部分の拡大側断面図である。
【図９】選択された構成要素を有さない、図２のロボットを示す側面図である。
【図１０】図９に示される図２のロボットを示す拡大背面斜視図である。
【図１１】図２のロボット内で見ることができるマストベースを示す底面図である。
【図１２】図９に示される図２のロボットを示す拡大側面図である。
【図１３】図１１のマストベースおよび他の関連の構成要素を示す斜視図である。
【図１４】図２のロボット内で見ることができるマストを示す背面斜視図である。
【図１５】図１４のマストを示す上面斜視図である。
【図１６】図１４のマストを示す上面図である。
【図１７】図１４のマストを示す側面図である。
【図１８】図２のロボットのためのエンドオブアームツール（ＥｏＡＴ）に図１４のマストを接合するアクチュエータジョイントを示す拡大斜視図である。
【図１９】図１８のジョイントを囲むエリアを示す拡大斜視図である。
【図２０】図１８のジョイントを示す分解図である。
【図２１】図１８のジョイントを示す斜視図である。
【図２２】図１８のジョイントを示す正面図である。
【図２３】グリッパ機構が後退位置にある状態の、図１８のＥｏＡＴを示す上面斜視図である。
【図２４】グリッパ機構が後退位置にある状態の、図１８のＥｏＡＴを示す上面図である。
【図２５】グリッパ機構が延伸位置にある状態の、図１８のＥｏＡＴを示す正面斜視図である。
【図２６】グリッパ機構が延伸位置にある状態の、図１８のＥｏＡＴを示す上面図である。
【図２７】図１８のＥｏＡＴのマスト対向端部を示す拡大上面斜視図である。
【図２８】図１８のＥｏＡＴ内で見ることができる駆動トラックを示す側面図である。
【図２９】図１８のＥｏＡＴ内で見ることができるカムトラックを示す側面図である。
【図３０】マスト対向端部における図１８のＥｏＡＴを示す一部分の拡大斜視図である。
【図３１】図１８のＥｏＡＴ内で見ることができるグリッパ機構を示す正面斜視図である。
【図３２】図３１のグリッパ機構を示す背面斜視図である。
【図３３】図３１のグリッパ機構を示す側面図である。
【図３４】図３１のグリッパ機構を示す上面図である。
【図３５】図３１のグリッパ機構が後退位置にある状態の、図１８のＥｏＡＴを示す一部分の側断面図である。
【図３６】図３１のグリッパ機構が延伸位置にある状態の、図１８のＥｏＡＴを示す一部分の側断面図である。
【図３７】図２９のカムトラックと後退位置にある図３１のグリッパ機構との間のインターフェースを示す拡大断面図である。
【図３８】図２９のカムトラックおよび延伸位置にある図３１のグリッパ機構を示す断面図である。
【図３９】カーゴ物品を検出するためのカーゴセンサを備える図２のロボットを示す斜視図である。
【図４０】カーゴ物品が積載される前の図１８のＥｏＡＴを示す上面図である。
【図４１】カーゴ物品を握持するために図３１のグリッパ機構が延伸させられている図１８のＥｏＡＴを示す上面図である。
【図４２】図４１に示される構成を示す側面図である。
【図４３】カーゴ物品が積載されているときの図１８のＥｏＡＴを示す上面図である。
【図４４】後退位置にある図３１のグリッパ機構を横断してカーゴ物品が移動しているときの図１８のＥｏＡＴを示す上面図である。
【図４５】図４４に示される構成を示す側面図である。
【図４６】図２のロボットのための全体制御アーキテクチャの一実施例を示すブロック図４６００である。
【図４７】カーゴ物品をカーゴキャリアから荷降ろしするときの初期ステージ中の図２のロボットを示す斜視図である。
【図４８】カーゴ物品をカーゴキャリアから荷降ろしするときのその後のステージ中の図２のロボットを示す斜視図である。
【図４９】図１のシステムで使用される自動荷降ろし積載ロボットの別の代替形態を示す一部分の側断面図である。
【図５０】図１のシステムで使用され得る自動荷降ろし積載ロボットを示す一部分の斜視図である。
【図５１】図５０のロボット内で見ることができるマストベースを示す上面斜視図である。
【図５２】図５１のマストベースを示す底面斜視図である。
【図５３】図５０のロボット内で見ることができるフレームおよびマスト用ヨー駆動システムを示す斜視図である。
【図５４】図１のシステムで使用され得る別の自動荷降ろし積載ロボットを示す一部分の斜視図である。
【図５５】図５４のロボットを示す側面図である。
【図５６】図５４のロボットを示す上面図である。
【図５７】図５４のロボット示す底面図である。
【図５８】図５４のロボットのＥｏＡＴ端部を示す拡大上面斜視図である。
【図５９】図５４のロボット内で見ることができるＥｏＡＴピッチ−ヨーアクチュエータジョイントを示す上面斜視図である。
【図６０】図６０のＥｏＡＴピッチ−ヨーアクチュエータジョイントを示す底面斜視図である。
【図６１】図６０のＥｏＡＴピッチ−ヨーアクチュエータジョイントを示す第１の一部分の斜視図である。
【図６２】図６０のＥｏＡＴピッチ−ヨーアクチュエータジョイントを示す第２の一部分の斜視図である。
【図６３】図６０のＥｏＡＴピッチ−ヨーアクチュエータジョイント内にある枢動ブロックまたは枢動ハウジングを示す上面斜視図である。
【図６４】図６３の枢動ハウジングを示す底面斜視図である。
【図６５】ＥｏＡＴに結合されているときの図６０のＥｏＡＴピッチ−ヨーアクチュエータジョイント示す一部分の斜視図である。
【図６６】図５４のロボットの一方側を示す拡大側面図である。
【図６７】図５４のロボットの反対側を示す拡大側面図である。
【図６８】図５４のロボット内にあるベースユニットコンベアを示す上面図である。
【図６９】図６８のベースユニットコンベア内にあるマスト接続ジョイントのためのボール部材を示す拡大斜視図である。
【図７０】ベース接続ジョイントにおける図６８のベースユニットコンベア２１４を示す斜視図である。
【図７１】図６８のベースユニットコンベアを示す一部分の斜視図である。
【図７２】ＥｏＡＴの別の実施例を示す上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００６２】
本発明の原理を理解するのを促進することを目的として、次に、図面に示される実施形態を参照する。実施形態を説明するのに具体的な言葉が使用される。しかし、これにより本発明の範囲が限定されることが意図されないことを理解されたい。説明される実施形態のいかなる代替形態および別の修正形態も、さらには本明細書で説明される本発明の原理のいかなる別の用途も、本発明の関連する当業者が通常思い付くようなものであるとみなされる。本発明の一実施形態が詳細に示されるが、本発明に関連しない一部の特徴が分かり易さのために示されない可能性があることが当業者には明らかとなろう。
【００６３】
以下の説明の参照符号は、種々の構成要素を最初に示している図面を読者が迅速に確認するのを補助するように、構成される。具体的には、１つの要素が最初に現れる図面が、通常、対応する参照符号内の最も左側の数字によって示される。例えば、「１００」番台の参照符号によって示される要素は図１で最初に現れることになり、「２００」番台の参照符号によって示される要素は図２で最初に現れることになる、などである。
【００６４】
図１が一実施例による自動荷降ろし積載システム１００の斜視図を示す。システム１００が、自動荷降ろし積載ロボット１０２、およびロボット１０２と主コンベアシステム１０６との間に動作可能に配置される延伸可能なコンベアシステム１０４を有し、主コンベアシステム１０６が通常は倉庫および／または製造プラント内で見られるものである（しかし、必ずというわけではない）。示されるように、ロボット１０２が、段階的な形で、セミトレーラまたは平台トレーラなどのカーゴキャリア１０８の中に入るようにおよびそこから出るように移動するように構成される。別法としてまたは加えて、ロボット１０２が、種々のドックドアの間をさらには他のカーゴキャリア１０８の間を移動することができる。ロボット１０２がカーゴキャリア１０８の中に入るようにおよびそこから出るように段階的に移動するとき、カーゴキャリア１０８内でのさらには他の場所でのロボット１０２の移動に応じて、延伸可能なコンベアシステム１０４が延伸するかまたは後退する。延伸可能なコンベアシステム１０４が、例えば、ロボット１０２に対して、電力、空気、および／または通信経路を供給するための、コネクタ、ケーブル類、および／またはチューブ類を有することができる。ロボット１０２が、カーゴキャリア１０８におよびカーゴキャリア１０８からカーゴ物品１１０を積載および／または荷降ろしするように構成される。示される実施例では、カーゴ物品１１０が箱の形態であるが、他の実施例では、バッグ、ドラム缶、ケースなど他の種類のカーゴ物品１１０が、ロボット１０２を用いて、カーゴキャリア１０８におよびカーゴキャリア１０８から積載および／または荷降ろしされ得る。後でより詳細に説明するように、ロボット１０２が連続する形でまたはほぼ連続する形でカーゴキャリア１０８内でカーゴ物品１１０を積載および／または荷降ろしするように構成される。その結果、ロボット１０２はカーゴキャリア１０８に対して迅速に仕事を行うことができる。ロボット１０２は迅速に、カーゴキャリア１０８内でカーゴ物品１１０を積み重ねたり山から降ろしたりするように、さらには移動を最小にしてカーゴ物品１１０を山から降ろしたりまたはカーゴ物品１１０をカーゴキャリア１０８から荷降ろししたりするように、設計される。したがって、人間との相互作用をなくして（または、最小にして）、カーゴキャリア１０８が自動で迅速に積載および荷降ろしされ得る。図１でさらにわかるように、ロボット１０２は、必要に応じてカーゴキャリア１０８内部のスペース全体を効率的にほぼ完全に埋めるように、カーゴキャリア１０８の底部からそのほぼ頂部または側部に、カーゴ物品１１０を詰め込むかまたは持ち出すことができる。
【００６５】
一部の状況を提供するために、システム１００は倉庫での環境を参照して説明されるが、システム１００が、単にいくつかの例を挙げると、製造プラント、食品加工プラント、および／または農業環境など他の種類の環境でも使用され得ることを認識されたい。カーゴキャリア１０８の上またはカーゴキャリア１０８の内部に加えて、ロボット１０２は、建物１１２内の種々の保管ロケーションまたは集結ロケーションなど他のロケーションでカーゴ物品１１０を積み重ねるかまたは山から降ろすのに使用され得る。示されるように、延伸可能なコンベアシステム１０４および主コンベアシステム１０６が、通常、倉庫などの建物１１２の中に位置する。延伸可能なコンベアシステム１０４が、ロボット１０２と主コンベアシステム１０６との間で（逆も同様）カーゴ物品１１０を移送する。主コンベアシステム１０６が、例えば、建物１１２内の種々の処理設備および／または保管ロケーションまでカーゴ物品１１０を供給することができる。ロボット１０２が建物１１２内の標準的な発送センター１１４を通してカーゴキャリア１０８に対して仕事を行うことができ、したがって発送センター１１４および／または建物１１２に対しての修正が通常は必要ない。
【００６６】
図２および３がロボット１０２の背面斜視図および正面斜視図をそれぞれ示し、図４がロボット１０２の上面図を示す。わかるように、ロボット１０２が、ベースユニット２０２と、ベースユニット２０２から延在するマスト２０４と、マスト２０４から延在するエンドオブアームツール（ＥｏＡＴ）２０６とを有する。ＥｏＡＴ２０６を移動させるおよび操作するために、ロボット１０２が、複数の移動自由度を提供するための一連のジョイント（つまり、Ｊ１、Ｊ２、Ｊ３、Ｊ４、およびＪ５）を有する。ベースユニット２０２が、ロボット１０２に動力供給するように、ロボット１０２を移動させるように、およびロボット１０２の全体の動作を制御するように、概して構成される。マスト２０４が、ＥｏＡＴ２０６を位置決めするように、さらにはベースユニット２０２とＥｏＡＴ２０６との間でカーゴ物品１１０を運ぶための経路を提供するように設計される。ＥｏＡＴ２０６が、カーゴキャリア１０８内でカーゴ物品１１０を迅速に積み重ねたり山から降ろしたりするように構成される。ＥｏＡＴ２０６が、カーゴキャリア１０８または建物１１２の床からカーゴ物品１１０を拾い取ったりまたはカーゴ物品１１０を床に配置したりするのをより容易なものとするためにさらにはカーゴ物品１１０のスタックにおいてカーゴ物品１１０を拾い取ったりまたは配置するために、低プロフィールを有する。ＥｏＡＴ２０６が、ＥｏＡＴ２０６上に配置するようにするためにカーゴ物品１１０を床から５．０８ｃｍ（２インチ）から７．６２ｃｍ（３インチ）（約５〜８ｃｍ）だけ持ち上げるのを必要とするように、成形されるが、他の実施例では、カーゴ物品１１０は床からより低い高さまたはより高い高さまで持ち上げられてもよい。例えば、ＥｏＡＴ２０６は、他の実施例では、より大きいおよび／または重いカーゴ物品１１０を持ち上げるためにより大きい重量級バージョンを有することができる。これにより、カーゴ物品１１０をカーゴキャリア１０８の頂部の近くに詰め込むことも可能になる。一実施例では、カーゴ物品１１０がカーゴキャリア１０８の頂部にわずか１７．８ｃｍ（７インチ）（約１８ｃｍ）の空隙を残す。ロボット１０２が蛇行パターンを使用して高いレートでカーゴ物品１１０を積載および荷降ろしするように構成される。一形態では、ロボット１０２が、１つのカーゴ物品１１０を３秒足らずの平均的なレートでカーゴ物品１１０を積み重ねたりまたは山から降ろしたりすることができる。
【００６７】
示されるように、ベースユニット２０２が、ロボット１０２を移動させるように構成される移送システム２０８を有する。ベースユニット２０２が、ロボット１０２の残りの部分と共に、任意の数の手法で動力供給され得る。示される実施例では、ロボット１０２が外部電源（例えば、プラグを備える電力ケーブル）により電気的に動力供給されるが、他の実施例では、ロボット１０２が電源内蔵式であってよく、ならびに／あるいはバッテリを介して、太陽電池を介して、空気圧的に空気圧タンクを介して、および油圧的に油圧ラインを介して、など他の手法で動力供給されてもよい。ベースユニット２０２が、マスト２０４を移動させるように構成されるマストアクチュエータシステム２１２と共に、ロボット１０２の動作を制御するための１つまたは複数の制御装置２１０をさらに有する。一形態では、制御装置２１０がプログラマブル論理制御装置（ＰＬＣ：Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｌｏｇｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）を有する。ベースユニット２０２が、照明、安全スキャナ、さらにはｓａｆｅｔｙ  ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ（Ｅ）  ｓｔｏｐ  ｒａｄｉｏｆｒｅｑｕｅｎｃｙ（ＲＦ）  ｒｅｃｅｉｖｅｒなど安全を向上させるための他の構成要素を有することができる。ベースユニット２０２が、マスト２０４およびＥｏＡＴ２０６さらにはＥｏＡＴ２０６の上にある任意のカーゴ物品１１０の重量を平衡させるための重みのついた釣り合いおもりとしても機能する。
【００６８】
ベースユニット２０２の頂部上に位置するベースユニットコンベア２１４が、マスト２０４と延伸可能なコンベアシステム１０４との間でカーゴ物品１１０を運ぶ。示される実施例では、ベースユニットコンベア２１４が、重なるように一体に入れ子状にされるマストセクション２１６および移行セクション２１８を有する。マストセクション２１６および移行セクション２１８がこのように重なることにより、マスト２０４の移動時のマスト２０４の端部と延伸可能なコンベア１０４の端部との間の距離の相対変化を補償することができる。描かれる実施例では、マストセクション２１６が一対のベルトコンベア２２０を有し、同様に移行セクション２１８が一対のベルトコンベア２２２を有する。マストセクション２１６の各々のベルト２２０のループ状端部がマスト２０４に固定され、移行セクション２１８のためのベルト２２０のループ状端部がベースユニット２０２に固定される。示される実施例では、移行セクション２１８のベルトコンベア２２２がマストセクション２１６のベルトコンベア２２０の間に配置されるが、他の実施例では、ベルトコンベア２２０、２２２のそれぞれの位置が逆であってもよい。この構成は、マスト２０４と延伸可能なコンベアシステム１０４との間でカーゴ物品１１０が通行するときに、安定した状態で支持するのを可能にする。ベースユニット２０２が、ベースユニット２０２の種々の構成要素を覆って保護するベースユニットハウジング２２４をさらに有する。制御装置２１０のうちの１つの制御装置から延在する通気チューブ２２６が制御装置２１０を冷却するために空気を循環させる。ベースユニット２０２が、ロボット１０２の周りに位置する物体、個人、および／または構造物を感知する１つまたは複数の安全スキャナまたはセンサ２２８をさらに有する。一実施例では、安全スキャナ２２８がロボット１０２の相対的なロケーションを感知するための光カーテンの形態である。例えば、安全スキャナ２２８がロボット１０２に対して作業員が近づきすぎるのを感知することができ、その結果、ロボット１０２の動作が停止することができるかまたは安全動作モードに入ることができる。安全スキャナ２２８がさらにカーゴキャリア１０８の壁を感知することができ、その結果、ロボット１０２がカーゴキャリア１０８内で適切に配置されるようになる。
【００６９】
カーゴコンテナ１０８が、通常、ロボット１０２を操作することができるスペースを限定して提供する。移送システム２０８がベースユニット２０２の移動性を向上させるように構成され、その結果、カーゴコンテナ１０８の狭い境界内でロボット１０２を操作することができるようになる。図５が、ベースユニットハウジング２２４が取り外された状態のロボットの底面図を示す。わかるように、移送システム２０８が、シャーシまたはフレーム５０２と、フレーム５０２に回転可能に設置されるホイール５０４とを有する。示される実施例では、移送システム２０８が４つのホイール５０４を有するが、他の実施例では、移送システム２０８がより多くのまたはより少ないホイール５０４を有することができる。ホイール５０４の代わりに、磁気浮上および空気圧システムなどの移動のための他の機構が使用されてもよいことが考えられる。両矢印で示されるように、ホイール５０４がフレーム５０２を基準としてかなりの程度で回転または枢動することができ、それによりロボット１０２の移動性を向上させる。一形態では、ホイール５０４がロボット１０２の長手方向軸５０６を基準として少なくとも９０度（９０°）の角度（垂直の角度）まで枢動することができ、他の変形形態では、ホイール５０４が３６０度（３６０°）の移動性を有する。
【００７０】
図６および７が、視認性を向上させるためにベースユニットハウジング２２４などの選択された構成要素が取り外された状態の、ロボット１０２の正面図および背面図をそれぞれ示す。わかるように、各ホイール５０４が、ロボット１０２のステアリングを容易にするための、フレーム５０２に枢動可能に設置されるホイールブラケット６０２を有する。示される実施例の各ホイール５０４が、ホイール５０４を駆動するための、ホイールブラケット６０２に設置されるホイールモータ６０４をさらに有する。一形態では、ホイールモータ６０４が電気モータであるが、他の実施例では、空気圧タイプモータおよび油圧タイプモータなどの他の種類のモータが使用されてもよい。さらに、ホイール５０４のうちの１つまたは複数のホイールが動力供給されなくてもよく、その場合、ホイール５０４がホイールモータ６０４を有さない。次に図７および８を参照すると、ホイールブラケット６０２がステアリング機構７０２を介してフレーム５０２を基準として回転させられる。示される実施例では、ステアリング機構７０２が、ホイール５０４をステアリングするための、ホイールブラケットギア７０６およびステアリングギア７０８の周りでループ状に係合される１つまたは複数のステアリングチェーン７０４を有する。他の実施例では、ラック−ピニオンの設計およびステアリングベルトなどの他の種類の構造がステアリングを制御してもよい。図８を参照すると、電気モータおよび／または空気圧モータなどステアリングモータ８０２がステアリングギア７０８を駆動する。一形態では、ステアリングモータ８０２のシャフトがステアリングギア７０８に直接に接続されるが、他の形態では、ステアリングモータ８０２をステアリングギア７０８に間接的に結合させるのにギアボックスまたはトランスミッションが使用されてもよい。一実施例のロボット１０２が、すべてのホイール５０４を制御する単一のステアリングモータ８０２を有することができ、示される実施例では、ロボット１０２が前方および後方のホイール５０４を別個に制御するための各端部にあるステアリングモータ８０２を有する。他の変形形態では、各ホイール５０４が独立してステアリングおよび制御され得る。やはり同様に、移送システム２０８のこの全体の設計は、ロボット１０２が非常にタイトにターンするのを可能にする。
【００７１】
視認するのを補助するために選択された構成要素が取り外された状態の、ロボット１０２の側面図を示す図９を参照すると、マストアクチュエータシステム２１２が、ＥｏＡＴ２０６と共にマスト２０４のヨーオリエンテーション（つまり、水平方向、または左右）およびピッチオリエンテーション（つまり、垂直方向、または上下の傾斜）を制御するように構成される。具体的には、マストアクチュエータシステム２１２が、マスト２０４のヨーを制御するマスト用ヨー制御サブシステム９０２（例えば、Ｊ１のジョイントとして機能する）と、マスト２０４のピッチさらには長手方向軸５０６に沿うマスト２０４の延伸および後退を制御するマスト用ピッチ制御サブシステム９０４（Ｊ２およびＪ３のジョイント）とに分割され得る。マスト用ヨー制御サブシステム９０２が、フレーム５０２に回転可能に設置されるマストベース９０６と、フレーム５０２を基準としてマストベース９０６を回転させるように構成されるマスト用ヨー駆動装置９０８とを有する。わかるように、マストベース９０６が、マスト２０４と、マスト用ピッチ制御サブシステム９０４の構成要素とを支持する。図１０および１１を参照すると、マスト用ヨー駆動装置９０８が、フレーム５０２に設置されるマスト用ヨー駆動ギアボックス１００４を備えるマスト用ヨー駆動モータ１００２を有する。マスト用ヨー駆動ギアボックス１００４が、マストベース９０６に取り付けられるラック１００８に係合されるピニオンギア１００６を有する。描かれるように、ラック１００８が半円形状を有し、それによりマストベース９０６の回転を促進する。一実施例のマスト用ヨー駆動モータ１００２が可逆モータであり、その結果、ピニオンギア１００６が反対方向に回転させられ得る。さらに、これによりマスト２０４を時計回り方向および反時計回り方向に回転させることが可能となる。滑らかな回転を促進するために、マストベース９０６が、フレーム５０２上で軸受ブロック１０１２に設置される軸受リングまたはスルーリング１０１０を有する。軸受リング１０１０が、マストベース９０６と軸受ブロック１０１２との間の摩擦を低減するための軸受を有する。潤滑剤、特別な材料、および磁気軸受など他の摩擦低減構造またはテクニックが、別法としてまたは加えて、摩擦を低減するのに使用されてもよいことを認識されたい。
【００７２】
図１２および１３を参照すると、マストアクチュエータシステム２１２内のマスト用ピッチ−延伸制御サブシステム９０４が、マスト２０４をマストベース９０６に接続する一連の連結部１２０２を有する。ニュートラルな高さ位置にあるときのマスト２０４の高さ（床を基準とする）が、ＥｏＡＴ２０６を、カーゴキャリア１０８内のカーゴ物品１１０の平均のスタック高さの中間にまたは中間近くに配置するように、設定される。ＥｏＡＴ２０６を中間ロケーションの中央に配置することにより、マスト２０４およびＥｏＡＴ２０６の全体の移動時間および移動距離を低減し、さらにはベースユニット２０２上での片持ちの荷重を低減する。マスト２０４が比較的長く、スタックの中間に通常は配置されることで、マストが、最大でも、２５度（２５°）の最大傾斜角またはピッチ角と、最大でも、２０度（２０°）の最大ヨー角（左右）とを有することになる。この構成が、マスト２０４およびＥｏＡＴ２０６上で移送されているカーゴ物品１１０のための段階的な傾斜および通行を可能にし、さらにそれにより、動かなくなる危険性を低減し、ならびに／あるいはマスト２０４および／またはＥｏＡＴ２０６が移動させられるときでもカーゴ物品１１０がロボット１０２から落下する危険性を低減する。
【００７３】
示される実施例では、マスト用ピッチ−延伸制御サブシステム９０４が、マスト２０４を移動させるための一対のロッカー機構を有する。ロッカー機構が連結部１２０２によって形成され、これらの連結部１２０２が、部分的に、延伸アームカップリング（または、軸受）１２０６を介して一方の端部においてマストベース９０６に枢動可能に接続されてもう一方の端部においてマスト２０４に枢動可能に接続されるマスト延伸アーム１２０４を有する。わかるように、延伸アームカップリング１２０６が軸受リング１０１０上の中央に配置され、それによりマスト２０４を回転させるときに必要となるトルクを低減する。具体的には、延伸アーム１２０４のための枢動点が軸受リング１０１０上の中央に配置され、それによりマスト２０４の端部の移動を低減する。またこれにより、軸受リング１０１０上のモーメント荷重を低減し、マスト２０４を回転させるのに必要となるトルクを低減する。マスト延伸アーム１２０４の枢動運動がＥｏＡＴ２０６と共にマスト２０４をロボット１０２の長手方向５０６に水平方向に移動させる。言い換えると、マスト延伸アーム１２０４の枢動がＥｏＡＴ２０６を延伸または後退させ、その間、所望される場合はベースユニット２０２が静止状態を維持する。これを容易にするために、マストアクチュエータシステム２１２が、延伸リンク１２１２を介してマスト延伸アーム１２０４に接続される延伸クランク１２１０を備える延伸用駆動装置１２０８を有する。延伸用駆動装置１２０８が延伸クランク１２１０を回転させるとき、マスト延伸アーム１２０４が延伸アームカップリング１２０６を中心として枢動する。例えば、延伸クランク１２１０が反時計回り方向（図１２で見る場合）に回転させられるとき、マスト２０４が後退させられ、それによりさらにＥｏＡＴ２０６を後退させる。逆に、延伸用駆動装置１２０８が延伸クランク１２１０を時計回り方向に回転させる場合、ＥｏＡＴ２０６が長手方向５０６において延伸させられる。
【００７４】
長手方向５０６においてマスト２０４を延伸および後退させるこの能力は、マスト２０４のピッチおよび／またはヨーが変更されるときにベースユニット２０２が概略静止状態を維持するのを可能にする。補償されないままの場合、ＥｏＡＴ２０６がカーゴ物品１１０の横列内またはスタック内のカーゴ物品１１０のすべてには到達することができない。その理由は、ＥｏＡＴ２０６が弓形状に枢動運動するからである。マスト２０４を用いてＥｏＡＴ２０６を延伸および後退させることが可能となることにより、マスト延伸アーム１２０４が、マストアクチュエータシステム２１２によりマスト２０４のピッチおよび／またはヨーが変更されるときにカーゴ物品１１０を積み重ねるおよび／または山から降ろすためにＥｏＡＴ２０６が適切に位置決めされるのを保証する。特定の状況では、移送システム２０８を用いてベースユニット２０２を移動させるのを必要とすることなく、ロボット１０２が複数の横列のカーゴ物品１１０を積み重ねたりまたは山から降ろしたりすることができる。
【００７５】
図１２および１３を継続して参照すると、マスト用ピッチアーム１２１４がマスト２０４のピッチまたは垂直方向の移動を制御するのに使用される。ピッチ駆動装置１２１６がピッチクランク１２１８を介してマスト用ピッチアーム１２１４に動作可能に接続される。示されるように、ピッチクランク１２１８は湾曲したホッケースティックの形状を有する。ピッチ駆動装置１２１６が、ピッチクランク１２１８およびマスト用ピッチアーム１２１４を介してマスト２０４のピッチを制御することができる。これによりさらに、ピッチ駆動装置１２１６がＥｏＡＴ２０６の垂直方向のロケーションを制御することが可能となる。示される実施例では、ピッチクランク１２１８が反時計回り方向（図１２で見る場合）に移動させられるとき、マスト２０４がピッチ方向の上方向に傾斜させられ、その結果ＥｏＡＴ２０６が上方に移動する。ピッチクランク１２１８が時計回り方向に移動させられるとき、マスト２０４がピッチ方向の下方向に傾斜され、その結果ＥｏＡＴが下方に移動する。上述したように、マスト延伸アーム１２０４を介する延伸用駆動装置１２０８は、常にというわけではないが、通常、マスト２０４のピッチの変更時にカーゴ物品１１０に係合させるのを可能にしたままでＥｏＡＴ２０６を適切に位置決めするのを保証するように、ピッチ駆動装置１２１６と共に働く。ピッチ駆動装置１２１６上のマスト２０４の片持ちの荷重を低減するために、マストアクチュエータシステム２１２がマスト平衡システム１２２０を有する。一形態では、マスト平衡システム１２２０が、マスト２０４とマストベース９０６との間に結合される１つまたは複数の空気ばね１２２２を有する。示されるように、マストベース９０６が空気ばねコネクタ１２２４を有し、空気ばねコネクタ１２２４に対して空気ばね１２２２が枢動可能に接続される。示される実施例では、マスト平衡システム１２２０が一対の空気ばね１２２２を有するが、他の実施例では、より多くのまたはより少ない空気ばね１２２２が使用されてもよい。また、他の種類の平衡システム１２２０が使用されてもよい。例えば、図４９を参照して後で説明するように、マスト２０４さらにはＥｏＡＴ２０６およびその上の任意のカーゴ物品１１０の重量を釣り合わせるかまたは補償するのを補助するために、釣り合いおもりが使用されてもよい。
【００７６】
図１３を参照すると、マストベース９０６が、ピッチクランク１２１８のためのクリアランスを提供するためにクランクノッチ１３０２を画定する。延伸用駆動装置１２０８およびピッチ駆動装置１２１６が、それぞれ、ギアボックス１３０８、１３１０を備える、延伸用駆動モータ１３０４およびピッチ駆動モータ１３０６を有する。示される実施例では、駆動モータ１３０４、１３０６が電気モータであるが、空気圧モータおよび／または油圧モータなどの他の種類のモータが使用されてもよいことを認識されたい。また、マスト用ピッチ−延伸制御サブシステム９０４が他の実施例で異なる形で構成されてもよいことを認識されたい。例えば、マスト２０４を位置決めするのに油圧ピストンおよび／または空気圧ピストンが使用されてもよい。
【００７７】
図１４がマスト２０４の背面斜視図を示す。示されるように、マスト２０４が、マスト支持アーム１４０２と、マストコンベア１４０４と、１つまたは複数のガイドレール１４０６と、マストアームカバー１４０８とを有する。マスト支持アーム１４０２がマスト２０４の構成要素を構造的に支持するのを可能にし、さらにはベースユニット２０２とＥｏＡＴ２０６との間を構造的に接続するのを可能にする。マストコンベア１４０４がベースユニット２０２とＥｏＡＴ２０６との間でカーゴ物品１１０を運ぶように構成される。示される実施例では、マスト２０４が、移送時にカーゴ物品１１０が誤ってマスト２０４から落下するのを防止するために、マストコンベア１４０４の両側に配置される一対のガイドレール１４０６を有する。
【００７８】
図１５が、マストアームカバー１４０８が取り外された状態のマストの正面斜視図を示す。描かれるように、マスト支持アーム１４０２が、マストアームカバー１４０８によって覆われるマストチャンネル１５０２を画定する。一実施例では、マストアームカバー１４０８が超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷ：Ｕｌｔｒａ−ｈｉｇｈ−ｍｏｌｅｃｕｌａｒ−ｗｅｉｇｈｔ  ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ）で作られるが、他の実施例ではマストアームカバー１４０８が異なる材料で作られてもよい。マストアームカバー１４０８がマストチャンネル１５０２の中に汚染物または他の物品が落下するのを防止し、それによりマストチャンネル１５０２の中に含まれる構成要素を保護する。マスト支持アーム１４０２が概略Ｕ形（または、ハット形状）の断面形状を有する。一形態では、マスト支持アーム１４０２が、マスト２０４を軽量にするために、アルミニウム６０６１  Ｔ６のハットチャンネルタイプの構造支持体であるが、他の実施例ではマスト支持アーム１４０２が別のものであってもよい。マスト支持アーム１４０２のマストチャンネル１５０２の内部に収容されるマスト２０４の構成要素に加えて、マストチャンネル１５０２が、電力ケーブル類、通信ライン、空気ホース類、配線系統、およびＥｏＡＴ２０６のための他の構成要素を収容するための導管を提供する。
【００７９】
次に図１６および１７を参照すると、示される実施例のマストコンベア１４０４が重量を最小にするために一対のベルトコンベア１６０２を有するが、他の種類のコンベアが使用されてよいことを認識されたい。両方のベルトコンベア１６０２がコンベア駆動プーリ１６０６を介してコンベア駆動装置１６０４によって動力供給される。示される実施例では、コンベア駆動装置１６０４が電気モータまたは空気圧モータなどのモータ１６０８を有し、モータ１６０８がギアボックス１６１０に結合され、ギアボックス１６１０がマスト支持アーム１４０２の両側でコンベア駆動プーリ１６０６を駆動する。わかるように、コンベア駆動装置１６０４がＥｏＡＴ２０６と比較してベースユニット２０２のより近くに配置される。比較的重いコンベアベルト１６０４をベースユニット２０２のより近くに配置することにより、マスト２０４を移動させるのに必要となるトルクおよびその結果としてのエネルギーが低減される。わかるように、マスト支持アーム１４０２がＥｏＡＴ２０６に近づくにつれてテーパ状にもなっており、それによりＥｏＡＴ２０６に近い方の重量を最小にし、それによりマスト２０４を移動させるのに必要となる動力の量を低減する。言い換えると、このマスト２０４の設計はロボット１０２の片持ちの荷重を大幅に低減し、それにより使用時のサイクル時間を改善する。
【００８０】
マストチャンネル１５０２が、ＥｏＡＴ２０６の近くのマスト２０４の端部で、ＥｏＡＴピッチ駆動装置またはＥｏＡＴ傾斜用駆動装置１６１２をさらに収容する。ＥｏＡＴピッチ駆動装置１６１２が、マスト２０４を基準としたＥｏＡＴ２０６のピッチまたは傾斜を制御するように設計される。示されるように、ＥｏＡＴピッチ駆動装置１６１２が、ＥｏＡＴピッチギアボックス１６１６に接続されるＥｏＡＴピッチモータ１６１４を有する。ＥｏＡＴピッチギアボックス１６１６のドライブシャフトに接続される駆動プーリまたはスプロケット１６１８がマスト支持アーム１４０２の両側に配置され、ＥｏＡＴピッチ駆動ベルト１６２０に動力供給するように構成される。一形態では、ＥｏＡＴピッチモータ１６１４が可逆モータを有し、その結果、ＥｏＡＴピッチ駆動ベルトが両方向に移動することができ、それによりいずれの方向におけるＥｏＡＴ２０６のピッチ方向の傾斜も容易にする。同様の結果を達成するためにトランスミッションまたは他の同様のデバイスが使用され得ることも企図される。
【００８１】
図１８を参照すると、ＥｏＡＴピッチ−ヨーアクチュエータジョイント１８０２がマスト２０４をＥｏＡＴ２０６に接続する。ＥｏＡＴピッチ−ヨーアクチュエータジョイント１８０２が、両矢印１８０４によって示されるようにピッチ方向において、および矢印１８０６によって示されるようにヨー方向において、ＥｏＡＴ２０６を移動させるように構成される。言い換えると、ＥｏＡＴピッチ−ヨーアクチュエータジョイント１８０２が２つのジョイントとして機能し、つまりロボット１０２のためのＪ４およびＪ５のジョイントとして機能する。ＥｏＡＴピッチ駆動ベルト１６２０を介するＥｏＡＴピッチ駆動装置１６１２が、ＥｏＡＴピッチ−ヨーアクチュエータジョイント１８０２を介してピッチ方向１８０４においてＥｏＡＴ２０６を移動させる（例えば、上方および下方に）。図１９を参照すると、マスト支持アーム１４０２内のマストチャンネル１５０２がＥｏＡＴヨー駆動装置１９０２を収容し、ＥｏＡＴヨー駆動装置１９０２がヨー方向１８０６（例えば、左右）においてＥｏＡＴ２０６を移動させるように構成される。ＥｏＡＴヨー駆動装置１９０２が、電気モータまたは空気圧モータなどの形態の、ＥｏＡＴヨーモータ（および／または、ギアボックス）１９０４を有し、ＥｏＡＴヨーモータ１９０４が駆動ギアまたは駆動プーリ１９０８を介してヨー駆動ベルト１９０６に動力供給する。ヨー駆動ベルト１９０６がさらにＥｏＡＴピッチ−ヨーアクチュエータジョイント１８０２に動力供給し、それによりＥｏＡＴ２０６をヨー方向１８０６において移動させる。一形態では、ＥｏＡＴヨーモータ１９０４が可逆モータであり、その結果、ベルト１９０６が、ＥｏＡＴ２０６を両方のヨー方向１８０６に移動させるために両方向に移動することができるようになる。他の実施例では、同様の結果を達成するためにトランスミッションまたは他の同様のデバイスが使用されてもよい。
【００８２】
図２０、２１、および２２が、ＥｏＡＴピッチ−ヨーアクチュエータジョイント１８０２の分解図、拡大斜視図、正面端面図をそれぞれ示す。示されるように、ＥｏＡＴピッチ−ヨーアクチュエータジョイント１８０２が、ＥｏＡＴ２０６の端部に設置されるように構成されるＥｏＡＴブラケット２００２を有する。ＥｏＡＴブラケット２００２が、ブラケットキャビティ２００６を画定する一対の対向するブラケットフランジ２００４を有する。ブラケットフランジ２００４が、各々、ヨー枢動ピン開口部またはシャフトチャンネル２００８を画定し、その中でヨー枢動ピンまたはシャフト２０１０が受けられる。ヨーラックギア２０１２がブラケットフランジ２００４のうちの一方のブラケットフランジ２００４に対して固定位置で設置される。一実施例では、ヨーラックギア２０１２がブラケットフランジ２００４に対してボルト留めされるが、他の実施例では、ヨーラックギア２０１２が、キー、溶接、接着剤などを介する、他の手法で、ブラケットフランジ２００４上の固定位置に固定されてもよい。枢動ブロック２０１４がブラケットフランジ２００４の間のブラケットキャビティ２００６内で受けられる。枢動ブロック２０１４がピン開口部またはシャフト開口部２０１６を画定し、そこを通ってヨー枢動ピン２０１０が延在する。ピン開口部２０１６の両端部で、枢動ブロック２０１４が軸受キャビティ２０１８を画定し、その中でヨー軸受組立体２０２０が受けられる。ヨー軸受組立体２０２０がヨー枢動ピン２０１０の周りで受けられ、それにより枢動ブロック２０１４とヨー枢動ピン２０１０との間の摩擦を低減する。これによりさらに、枢動ブロック２０１４がヨー枢動ピン２０１０の周りで自由に回転することが可能となる。一方の端部で、枢動ブロック２０１４がギアクリアランス用部材（ｇｅａｒ  ｃｌｅａｒａｎｃｅ  ｍｅｍｂｅｒ）２０２２を有し、このギアクリアランス用部材２０２２がヨーラックギア２０１２内のヨーラックギア開口部２０２４内で受けられる。この構成より、ヨーラックギア２０１２が枢動ブロック２０１４の周りで自由に回転することが可能となる。ヨーラックギア２０１２が駆動されると、ＥｏＡＴ２００２ブラケットがヨー枢動ピン２０１０の周りでヨー方向１８０６に回転することが可能となる。示される実施例のギアクリアランス用部材２０２２は枢動ブロック２０１４内にある縮小部分の形態であるが、他の実施例ではクリアランス用部材２０２２は異なる形で構成されてもよい。
【００８３】
両側において、枢動ブロック２０１４がピッチドライブシャフト開口部２０２６をさらに画定し、それらの中でピッチドライブシャフト２０２８が動かないように固定される。一実施例では、ピッチドライブシャフト２０２８が枢動ブロック２０１４のピッチドライブシャフト開口部２０２６内に溶接されるが、ピッチドライブシャフト２０２８が他の手法で枢動ブロック２０１４に固定されてもよい。例えば、ピッチドライブシャフト２０２８が枢動ブロック２０１４と一体に形成されてもよい。ピッチドライブシャフト２０２８が回転させられると、枢動ブロック２０１４が同様に回転させられ、それによりＥｏＡＴ２０６がピッチ方向１８０４に傾斜するかまたは傾く。枢動ブロック２０１４の反対側の端部で、ピッチドライブシャフト２０２８の各々が、ピッチ駆動プーリ２０３０をピッチドライブシャフト２０２８に固定するピッチ駆動キーレスブッシュ２０３２を備えるピッチ駆動プーリ２０３０を有する。ピッチ駆動プーリ２０３０が動かないようにピッチドライブシャフト２０２８に固定され（例えば、キー留めされ）、その結果、ピッチ駆動プーリ２０３０が回転させられるときにピッチドライブシャフト２０２８が枢動ブロック２０１４を回転させることができる。ピッチ駆動キーレスブッシュ２０３２を介することに加えて、ピッチ駆動プーリ２０３０が他の手法でも固定され得ることも認識されたい。例えば、ピッチ駆動プーリ２０３０がピッチドライブシャフト２０２８に溶接され得るかまたは一体に形成され得、ならびに／あるいはキー付きブッシュにキー留めされ得る。２つのピッチ駆動プーリ２０３０が示されるが、単一のピッチ駆動プーリ２０３０が使用されてもよく、または３つ以上のピッチ駆動プーリ２０３０が使用されてもよいことを認識されたい。示されるように、ピッチドライブシャフト２０２８がシャフト軸受ガイド２０３４を通って延在し、シャフト軸受ガイド２０３４がピッチドライブシャフト２０２８の滑らかな回転を促進する。シャフト軸受ガイド２０３４が、マストチャンネル１５０２の両側に位置するマスト支持アーム１４０２の壁に固定される。
【００８４】
ヨー駆動ギア２０３６が動かないようにヨーピニオンギア２０３８に結合される（例えば、キー留めされる）。ヨー駆動ギア２０３６およびヨーピニオンギア２０３８の両方が、ヨー軸受組立体２０４０を介してピッチドライブシャフト２０２８のうちの１つのピッチドライブシャフト２０２８に回転可能に結合される。ヨー軸受組立体２０４０を用いることで、ヨー駆動ギア２０３６およびヨーピニオンギア２０３８がピッチドライブシャフト２０２８を中心として自由に回転することができる。傘歯車タイプの構成で、ヨーピニオンギア２０３８の歯がヨーラックギア２０１２の歯に係合される。示される実施例では、ヨーラックギア２０１２およびヨーピニオンギア２０３８が傘歯車タイプの構成であるが、他の実施例ではこれらのギア２０１２、２０３８が異なる形で構成されてもよい。ヨー駆動ギア２０３６が回転させられると、ヨーピニオンギア２０３８がＥｏＡＴブラケット２０２０をヨー方向１８０６に回転させ、それによりＥｏＡＴ２０６を同様の形で移動させる。
【００８５】
次に、図１８〜２２を参照してＥｏＡＴピッチ−ヨーアクチュエータジョイント１８０２の動作を説明する。ＥｏＡＴ２０６をピッチ方向１８０４に移動させるために、ＥｏＡＴピッチ駆動装置１６１２がＥｏＡＴピッチ駆動ベルト１６２０を駆動し、それによりピッチ駆動プーリ２０３０を駆動する。ピッチ駆動プーリ２０３０が回転すると、ピッチドライブシャフト２０２８が枢動ブロック２０１４をピッチ方向に傾斜させるかまたは枢動させる。枢動ブロック２０１４がピッチ方向に傾斜することでＥｏＡＴブラケット２００２が同様に枢動し、それによりＥｏＡＴ２０６をピッチ方向に傾斜させる（つまり、垂直方向において傾かせる）。ＥｏＡＴピッチ駆動装置１６１２がＥｏＡＴピッチ駆動ベルト１６２０を反対方向に駆動するとき、ＥｏＡＴ２０６が反対のピッチ方向１８０４に傾斜する。ＥｏＡＴ２０６をヨー方向１８０６に移動させるために、ＥｏＡＴヨー駆動装置１９０２がＥｏＡＴヨー駆動ベルト１９０６を駆動し、それによりさらにヨー駆動ギア２０３６を駆動する。ヨー駆動ギア２０３６を駆動することで、ヨーピニオンギア２０３８がピッチドライブシャフト２０２８を中心として回転する。ヨーピニオンギア２０３８が回転することで、ヨーラックギア２０１２がＥｏＡＴブラケット２００２を回転させる。これによりさらにＥｏＡＴ２０６がヨー方向に１８０６に移動することになる。ＥｏＡＴヨー駆動装置１９０２がＥｏＡＴヨー駆動ベルト１９０６を反対方向に駆動するとき、ＥｏＡＴ２０６が反対のヨー方向１８０６に移動する。
【００８６】
図２３および２４が、グリッパ機構２３０２が後退位置にある状態の、ＥｏＡＴ２０６の正面斜視図および上面図をそれぞれ示す。図２５および２６が、グリッパ機構２３０２が延伸位置にある状態の、ＥｏＡＴ２０６の正面斜視図および上面図をそれぞれ示す。グリッパ機構２３０２が、カーゴキャリア１０８または他の場所からカーゴ物品１１０を荷降ろしするときにカーゴ物品１１０を掴んでカーゴ物品１１０をＥｏＡＴ２０６上まで引くように設計される。グリッパ機構２３０２がさらに、カーゴキャリア１０８内でまたは他の場所でカーゴ物品１１０を積載および荷降ろしするときにＥｏＡＴ２０６から離すようにカーゴ物品１１０を押すかまたは動かすように構成される。ＥｏＡＴ２０６が、ＥｏＡＴ２０６に沿ってカーゴ物品１１０を運ぶかまたは移動させるように構成されるコンベアシステム２３０４をさらに有する。コンベアシステム２３０４が、連続する形でまたはほぼ連続する形でカーゴ物品１１０を積載および荷降ろしするのを容易にする。カーゴキャリア１０８からカーゴ物品１１０を荷降ろしする間、グリッパ機構２３０２がカーゴ物品１１０をコンベアシステム２３０４上まで引くと、コンベアシステム２３０４がカーゴ物品１１０をマスト２０４の方に移動させ、その結果、カーゴ物品１１０がマストコンベア１４０４まで運搬され得る。カーゴ物品１１０をカーゴキャリア１０８の中へ積載するかまたは積み重ねるとき、コンベアシステム２３０４がマスト２０４からＥｏＡＴ２０６の端部の方へカーゴ物品１１０を移動させる。示されるように、ＥｏＡＴ２０６が、とりわけＥｏＡＴ２０６からカーゴ物品１１０が落下するのを防止する一対の対向するガイドレール２３０６をさらに有する。ガイドレールが、コンベアシステム２３０４上でカーゴ物品が歪む場合であってもカーゴ物品１１０を動かすのを補助するようなフレア形状または砂時計形状を有する。ガイドレール２３０６がマスト２０４の方に向かってフレア形状であることがさらに、マスト２０４に対してＥｏＡＴ２０６がきれいに位置合わせされていない（例えば、ＥｏＡＴ２０６がマスト２０４に対して横方向のいくらかのヨー角にある）場合にＥｏＡＴ２０６とマスト２０４との間でのカーゴ物品１１０を通行させるのを補助する。本質的には、マスト２０４上のガイドレール１４０６およびＥｏＡＴ２０６上のガイドレール２３０６が両方向の漏斗形状を形成し、その結果、ロボット１０２上をカーゴ物品１１０が移動するときに、歪んでいるいかなるカーゴ物品１１０も適切に位置合わせされるようになる。一形態では、ガイドレール１４０６、２３０６がフレキシブルスチールで作られ、具体的にはばね鋼で作られ、それにより例えば、カーゴキャリア１０８内などの任意の壁に対して押圧されるときにガイドレール１４０６、２３０６が湾曲してさらにその後でその元の形状までスプリングバックすることが可能となる。
【００８７】
常にというわけではないが、通常、図２３および２４に描かれるように、グリッパ機構２３０２は後退位置に配置される。グリッパ機構２３０２が後退位置にあるとき、グリッパ機構２３０２がコンベアシステム２３０４のためのコンベアベルトの上側表面の下方に配置され、その結果、カーゴ物品１１０がコンベアシステム２３０４上で移送され得る。加えて、ＥｏＡＴ２０６の移動中に場合によってはグリッパ機構２３０２が後退位置に配置され、それによりＥｏＡＴ２０６の片持ちの荷重を低減し、それによりロボット１０２の全体の移動を改善してその全体の速度を向上させる。わかるように、後退位置にあるとき、グリッパ機構２３０２がマスト２０４の近くに配置され、それにより片持ちの荷重を低減する。ＥｏＡＴ２０６からカーゴ物品１１０を掴むときつまりカーゴ物品１１０を降ろすとき、図２５および２６に描かれるように、グリッパ機構２３０２が後退位置から延伸位置まで移動する。図２３および２５を参照すると、ＥｏＡＴ２０６が、延伸位置と後退位置との間でのグリッパ機構２３０２の線形移動を案内するための、ガイドスロット２３１０を備える１つまたは複数の駆動トラック２３０８を有する。示される実施例では、ＥｏＡＴ２０６が、ＥｏＡＴ２０６の構造支持体またはフレームの一部分を形成する一対の駆動トラック２３０８を有する。他の実施例では、ＥｏＡＴ２０６が単一の駆動トラック２３０８または３つ以上の駆動トラック２３０８を有してもよい。ＥｏＡＴ２０６が、後退位置と延伸位置との間でグリッパ機構２３０２が移動するときにグリッパ機構２３０２の握持セクションまたは係合セクション２３１６の垂直方向の移動を案内するための、カム面２３１４を備える１つまたは複数のカムトラック２３１２をさらに有する。本質的には、カムトラック２３１２が、グリッパ機構２３０２と共に、握持セクション２３１６の垂直方向の移動プロフィールを案内するための線形カムを形成する。わかるように、ＥｏＡＴ２０６がマスト対向端部２３１８を有し、ここでＥｏＡＴ２０６がマスト２０４に接続される。マスト対向端部２３１８の反対側で、ＥｏＡＴ２０６がカーゴ対向端部２３２０を有し、ここでカーゴ物品１１０がＥｏＡＴ２０６上に積載されるかまたはＥｏＡＴ２０６から荷降ろしされる。グリッパ機構２３０２は延伸位置にあるときにカーゴ対向端部２３２０に配置され、後退中にマスト対向端部２３１８の方に移動させられる。示される実施例では、駆動トラック２３０８およびカムトラック２３１２が別個の構成要素として示されているが、他の実施例では、単一のユニットまたはトラックを形成するために駆動トラック２３０８およびカムトラック２３１２の機能が一体に統合されてもよい。
【００８８】
後でより詳細に説明されるように、握持セクション２３１６がカーゴ物品１１０を掴んでカーゴ物品１１０をコンベアシステム２３０４上まで引くように設計される。これを達成するために、握持セクション２３１６がコンベアシステム２３０４の上方まで上昇させられ、その結果、握持セクション２３１６がカーゴ物品１１０に係合されてカーゴ物品１１０をコンベアシステム２３０４上まで完全に引くことができる。カーゴ物品１１０をコンベアシステム２３０４から押す場合、やはり握持セクション２３１６が上昇させられる。カムトラック２３１６上のカム面２３１４は、延伸および後退時の握持機構２３０２の握持セクション２３１６の垂直方向のプロフィールを調整するように外形を形成され、その結果、適時に握持セクション２３１６がコンベアシステム２３０４の上方まで上昇させられ得るかまたはコンベアシステム２３０４の下方まで降下させられ得る。
【００８９】
カーゴ物品１１０がＥｏＡＴ２０６上にあるのか否かを感知するためにさらにはカーゴ物品１１０の相対位置を感知するために、ＥｏＡＴ２０６がカーゴセンサシステム２３２２を有する。示される実施例では、カーゴセンサシステム２３２２がカーゴ対向端部２３２０の近くでカムトラック２３１２の間に配置されるが、他の実施例ではカーゴセンサシステム２３２２が他の場所に配置されてもよい。描かれる実施例のカーゴセンサシステム２３２２は、マスト対向端部２３１８の近くでのカーゴ物品１１０の存在および／または位置を感知するマストの方を向くセンサ２３２４と、カーゴ対向端部２３２０の近くでのカーゴ物品の存在および／または位置を感知するカーゴの方を向くセンサ２３２６とを有する。一形態では、センサ２３２４、２３２６がフォトアイタイプのセンサであるが、近接センサ、光カーテン、レーザ、および／またはカメラなどの他の種類のセンサが使用されてもよいことを認識されたい。カーゴ対向端部２３２０で、ＥｏＡＴ２０６が、ＥｏＡＴ２０６にまたはＥｏＡＴ２０６からカーゴ物品１１０を積載および荷降ろしするのを補助するためにロールすることができるガイドローラ２３２８をさらに有する。
【００９０】
図２７が、コンベアシステム２３０４の一部分の視認性を向上させるために複数の構成要素が取り外された状態の、ＥｏＡＴ２０６のマスト対向端部２３１８の拡大斜視図を示す。示される実施例では、コンベアシステム２３４がＥｏＡＴ２０６の重量を無駄に増大させないようにベルトタイプのコンベアシステムである。コンベアシステム２３０４が、駆動ベルト２７０６を介してコンベアドライブシャフト２７０４を駆動するサーボモータの形態のコンベア駆動装置２７０２を有する。駆動ホイール２７０８がコンベアドライブシャフト２７０４の両端部に配置され、駆動ホイール２７０８の各々が、ＥｏＡＴ２０６の両側に沿って延在するコンベアベルト２７１０を駆動する。描かれる実施例では、比較的重いコンベア駆動装置２７０２がマスト対向端部２３１８に配置され、それによりＥｏＡＴピッチ−ヨーアクチュエータジョイント１８０２にかかる片持ちの荷重を低減する。示されるコンベアシステムに加えて、他の変形形態において他の種類のコンベアシステムが使用されてもよいことが考えられる。
【００９１】
図２８が駆動トラック２３０８のうちの１つの駆動トラックの側面図を示す。わかるように、駆動トラック２３０８が、マスト対向端部２３１８からカーゴ対向端部２３２０まで概してテーパ状になっている。このようにテーパ状になっていることで、ＥｏＡＴ２０６にかかる片持ちの荷重を低減し、さらにはＥｏＡＴ２０６のカーゴ対向端部２３２０をカーゴキャリア１０８の床に可能な限り近づけるのを可能にし、それによりカーゴ物品１１０をＥｏＡＴ２０６上まで引くときに必要となる持ち上げ距離を縮小する。やはり駆動トラック２３０８がガイドスロット２３１０を画定し、このガイドスロット２３１０が、延伸位置と後退位置との間で移動するときのグリッパ機構２３０２を案内するのに使用される。重量をさらに低減するために、駆動トラック２３０８が、トラスまたは切欠開口部２８０４を画定するトラスセクション２８０２を有する。
【００９２】
図２９がカムトラック２３１２のうちの１つのカムトラックの側面図を描いている。カムトラック２３１２が、マスト対向端部２３１８からカーゴ対向端部２３２０まで概してテーパ状になっている。カムトラック２３１２は、カーゴ物品１１０をＥｏＡＴ２０６上に積載するときのモーションプロフィールを提供するようにテーパ状になっており、このモーションプロフィールがＥｏＡＴ２０６のテーパ状のプロフィールに概して一致する。カムトラック２３１２が、トラスまたは切欠開口部２９０４を画定するトラスセクション２９０２を有する。上述したように、カムトラック２３１２はグリッパ機構２３０２のための線形カムのように機能する。カム面２３１４が、グリッパ機構２３０２の握持セクション２３１６の垂直方向の移動を制御する種々のセクションまたは外形を有する。マスト対向端部２３１８から始めると、まず、カム面２３１４が後退セクション２９０６を有し、ここでは、グリッパ機構２３０２の握持セクション２３１６がコンベアベルト２７１０の頂部にまたは頂部の下方にあり、その結果、カーゴ物品１１０が障害のない状態となり、後退位置にあるときのグリッパ機構２３０２の上を容易に移動することができる。示されるように、カム面２３１４が移行セクション２９０８をさらに有し、ここでは、グリッパ機構２３０２の移動の方向に応じて、握持セクション２３１６が上昇または降下させられる。移行セクション２９８０が後退セクション２９０６と係合セクション２９１０との間での移行を実現し、ここでは係合セクション２９１０が後退セクション２９０６よりも相対的に高いところにある。係合セクション２９１０に沿って握持セクション２３１６がコンベアシステム２３０４の頂部の上方まで上昇させられ、その結果、グリッパ機構２３０２の握持セクション２３１６がカーゴ物品１１０に係合され得るようになる。係合セクション２９１０がコンベアシステム２３０４の高さに一致するように概して外形を形成され、その結果、握持セクション２３１６がコンベアシステム２３０４の上方の留まるようになる。カーゴ対向端部２３２０において、カム面２３１４のプロフィールが延伸セクション２９１２で降下させられ、ここでグリッパ機構２３０２の握持セクション２３１６が延伸する。延伸セクション２９１２が握持セクション２３１６を降下させ、その結果、ＥｏＡＴ２０６がより下側のロケーションにあるカーゴ物品１１０に到達することができるようになる。具体的には、このプロフィールがグリッパ機構２３０２に十分な垂直方向の移動量を与え、それによりカーゴ物品１１０を床から離して拾い取ることができるようになる。さらに、握持セクション２３１６が低いところにあることで、グリッパ機構２３０２が傾向としてカーゴ物品１１０のより下側のセクションを握持するようになり、これによりさらにＥｏＡＴ２０６までのまたはＥｏＡＴ２０６からの移行時の安定性を向上させる。
【００９３】
図３０が、視認性を向上させるために選択された構成要素が取り外された状態の、ＥｏＡＴ２０６のマスト対向端部２３１８の拡大斜視図を示す。示されるように、グリッパ駆動装置３００２が、駆動トラック２３０８に沿わせて延伸位置と後退位置との間でグリッパ機構２３０２を移動させるように構成される。一形態では、グリッパ駆動装置３００２が可逆サーボモータの形態であるが、他の実施例では、グリッパ駆動装置３００２が空気圧モータなどの他の種類のモータを有することができる。グリッパドライブシャフト３００４が駆動ベルト３００６を介してグリッパ駆動装置３００２に動作可能に接続される。両端部にグリッパドライブシャフト３００４が駆動ホイール３００８を有し、駆動ホイール３００８がグリッパベルト３０１０を駆動する。グリッパベルト３０１０は、グリッパ駆動装置３００２によって駆動されるとき、駆動トラック２３０８に沿わせてグリッパ機構２３０２を移動させるように構成される。
【００９４】
図３１および３２が握持セクション２３１６を備えるグリッパ機構２３０２の正面斜視図および背面斜視図をそれぞれ示し、図３３および３４が握持セクション２３１６を備えるグリッパ機構２３０２の側面図および上面図をそれぞれ示す。握持セクション２３１６に加えて、グリッパ機構２３０２が、駆動トラック２３０８に沿って支持されて移動するキャリッジ３１０２と、カムトラック２３１２に沿って支持されて移動するカムフォロワ３１０４と、握持セクション２３１６をキャリッジ３１０２から垂直方向に延伸および後退させるための延伸機構３１０６とを有する。キャリッジ３１０２が、グリッパベルト３０１０にクランプされる１つまたは複数のベルトクランプ３１０８を有する。ベルトクランプ３１０８が駆動トラック２３０８内のガイドスロット２３１０を通って延在してグリッパベルト３０１０にクランプされる。他の形態では、キャリッジ３１０２が他の手法でグリッパベルト３０１０に固定されてもよく、キャリッジ３１０２が、空気圧ピストンを介するなど他の種類のデバイスによって駆動されてもよい。キャリッジ３１０２が、駆動トラック２３０８内のガイドスロット２３１０内で受けられる１つまたは複数のガイドホイール３１１０をさらに有する。ガイドスロット２３１０の内側にあるガイドホイール３１１０が駆動トラック２３０８に沿ってキャリッジ３１０２を円滑に案内するのを補助する。クロスビーム３１１２がキャリッジ３１０２の両側を一体に接続する。
【００９５】
カムフォロワ３１０４が、カムトラック２３１２のカム面２３１４に沿って支持されて移動するカムフォロワホイール３１１６を備える１つまたは複数のカムフォロワアーム３１１４を有する。示されるように、カムフォロワアーム３１１４が握持セクション２３１６に接続される。描かれる実施例では、握持セクション２３１６が容易な交換および修理を促進するためにカムフォロワ３１０４にボルト留めされるが、他の実施例では、握持セクション２３１６が他の手法でカムフォロワ３１０４に固定されてもよい。延伸機構３１０６がカムフォロワアーム３１１４をキャリッジ３１０２に接続する。示される実施例では、延伸機構３１０６が、キャリッジ３１０２をカムフォロワアーム３１１４に接続する１つまたは複数の延伸連結部３１１８を有する。認識されるように、延伸連結部３１１８がキャリッジ３１０２とカムフォロワ３１０４との間に平行四辺形の連結部タイプの接続を形成し、その結果、握持セクション２３１６が延伸および後退する間にカムフォロワ３１０４がキャリッジ３１０２に概して平行な状態を維持する。これによりさらに、カーゴ物品１１０に係合される前、係合される間、および係合される後で、握持セクション２３１６がカーゴ物品１１０の方を向く向きを概して維持することが可能となり、それにより堅固に握持することが保証される。一形態では、延伸機構３１０６が延伸機構を付勢する１つまたは複数の付勢ばねを有し、その結果、握持セクション２３１６が通常は後退位置にあるようになる。他の実施例では、握持セクション２３１６を後退位置まで付勢するのに重力が使用される。
【００９６】
握持セクション２３１６が、１つまたは複数の真空カップまたは吸引カップ３１２２に真空または吸引（つまり、低い空気圧）を提供するマニホルド３１２０を有する。示される実施例では、握持セクション２３１６が３つの真空カップ３１２２を有するが、他の実施例では、握持セクション２３１６が示されるよりもより多くのまたはより少ない真空カップ３１２２を有することもできる。図３２および３４を参照すると、マニホルド３１２０が、真空供給装置に接続されるチューブを介してマニホルド３１２０に真空を供給する真空ポート３２０２を有する。描かれる実施例では、マニホルド３１２０が、３つのすべての真空カップ３１２２に真空を供給する単一の真空ポート３２０２を有するが、他の実施例では、各真空カップ３１２２が専用の真空供給装置を有してもよく、その結果、各真空カップ３１２２が独立して制御され得るようになる。真空カップ３１２２がグリッパ機構２３０２が箱などのカーゴ物品１１０の一方側を容易に掴むのを補助する。これはカーゴ物品１１０が密接に積み重ねられているかまたは一体に入れ子状にされている場合に非常に有益である。真空カップ３１２２に加えてまたはその代替形態として、クランプおよび／またはロボットフィンガなどの他の種類の握持機構が使用されてもよいことを認識されたい。
【００９７】
次に、図３５および３６を参照して、最初に、グリッパ機構２３０２を延伸および後退させる（逆も同様）ためのテクニックを説明する。図３５および３６が、それぞれ、グリッパ機構２３０２が後退位置および延伸位置にあるときのＥｏＡＴ２０６の一部分の側断面図を示す。図３５に示されるように、グリッパ機構２３０２が後退位置にあるとき、握持セクション２３１６が、グリッパ機構２３０２の残りの部分と共に、コンベアシステム２３０４のコンベアベルト２７１０の頂部のところまたはその下方に配置される。図３７が、グリッパ機構２３０２が後退位置にあるときのグリッパ機構２３０２およびカムトラック２３１２の一部分の拡大断面図を示す。やはり、握持セクション２３１６をこのように後退させることにより、一切の干渉なしでコンベアシステム２３０４に沿ってカーゴ物品１１０が滑らかに移動することが可能となる。示されるように、カムフォロワ３１０４のカムフォロワホイール３１１６がカム面２３１４の後退セクション２９０６上に位置する。やはり、付勢ばねおよび／または重力が、握持セクション２３１６をコンベアシステム２３０４の頂部の下方の後退位置の方に付勢する。
【００９８】
グリッパ機構２３０２を後退位置（図３５）から延伸位置（図３６）まで延伸させるために、グリッパ駆動装置３００２（図３０）がグリッパベルト３０１０を駆動し、その結果、グリッパ機構２３０２のキャリッジ３１０２がマスト対向端部２３１８からカーゴ対向端部２３２０の方へ移動する。グリッパベルト３０１０がグリッパ機構２３０２を移動させるとき、駆動トラック２３０８内のガイドスロット２３１０がキャリッジ３１０２のガイドホイール３１１０を案内し、その結果、グリッパ機構２３０２がＥｏＡＴ２０６に沿って概して線形に移動するようになる。同時に、カムフォロワホイール３１１６がカムトラック２３１２のカム面２３１４に沿って支持されて移動する。移行セクション２９０８から始まり、まず、カムフォロワ３１０４が、延伸機構３１０６により握持セクション２３１６をコンベアシステム２３０４の上方まで上昇させる。カムフォロワホイール３１１６がカム面２３１４の係合セクション２９１０に到達すると、握持セクション２３１６がコンベアベルト２７１０の上方で完全に延伸する。カムフォロワ３１０４が係合セクション２９１０に沿って移動するとき、握持セクション２３１６が概して同じ相対位置を維持する。グリッパ機構２３０２がカーゴ対向端部２３２０に到達すると、グリッパ駆動装置３００２が駆動ベルト３００６を駆動するのを停止し、その結果、図３６に示されるように握持セクション２３１６が延伸位置に留まる。グリッパ機構２３０２のこの移動がカーゴセンサシステム２３２２（例えば、カーゴの方を向くセンサ２３２６）および／または他のセンサによって感知され得る。図３８が、カーゴ対向端部２３２０に到達したときのグリッパ機構２３０２の一部分の拡大断面図を示す。わかるように、カムフォロワホイール３１１６がカム面２３１４の延伸セクション２９１２内に配置される。延伸セクション２９１２が概して係合セクション２９１０より低いところにあり、その結果、握持セクション２３１６がカーゴ物品１１０の底部のより近くに配置されることになる。
【００９９】
グリッパ機構２３０２をマスト対向端部２３１８の方へ戻すように後退させる場合、プロセスが逆にされる。グリッパベルト３０１０を逆方向に駆動するためにグリッパ駆動装置３００２が逆回転させられる。この移動が、グリッパ機構２３０２を、マスト対向端部２３１８の方に戻すように引く。常にというわけではないが、通常、グリッパ機構２３０２がＥｏＡＴ２０６上のコンベアベルト２７１０より速く移動させられ、それによりコンベアベルト２７１０にまたはコンベアベルト２７１０からカーゴ物品１１０を積載または荷降ろしするのを容易にする。一形態では、コンベアベルト２７１０が約６１メートル毎秒（２００フィート毎秒）（約６１メートル／秒）の速度で駆動される。キャリッジ３１０２が駆動トラック２３０８内のガイドスロット２３１０に沿って戻るように案内される。同時に、カムフォロワホイール３１１６がカムトラック２３１２のカム面２３１４に沿って支持されて移動する。上記と同様に、カムフォロワ３１０４が、カムトラック２３１２の係合セクション２９１０に沿って支持されて移動するとき、グリッパ機構２３０２の握持セクション２３１６をコンベアシステム２３０４の上方で延伸させる。一実施例では、グリッパ機構２３０２がカム面２３１４に沿って移動するとき、グリッパ駆動装置３００２がグリッパ機構２３０２の移動速度を変化させる。スピードバンプの上を移動する車と同様に、グリッパ駆動装置３００２が、延伸セクション２９１２と係合セクション２９１０との間でのトランジション中のグリッパ機構２３０２の速度を低下させる。この実施例のグリッパ機構２３０２の速度は、移行セクション２９０８に沿って移動するときも低下する。グリッパ機構２３０２の速度が、限定しないが、処理されるカーゴ物品１１０の種類またはサイズ、所望される処理速度、コンベアの速度、カム面２３１４のプロフィール、ならびに／あるいは使用されるグリッパ機構２３０２の種類、を含めた、複数のファクタを理由として多様な速度プロフィールを有することができることを認識されたい。移行セクション２９０８に到達すると、カムフォロワ３１０４が握持セクション２３１６をコンベアベルト２７１０の下方で下方向に移動させ始める。カムフォロワホイール３１１６が後退セクション２９０６に到達すると、グリッパ機構２３０２がコンベアシステム２３０４の上側表面の下方で邪魔にならないように後退させられ、それによりカーゴ物品１１０が邪魔されずにコンベアシステム２３０４に沿っていずれの方向にも移動することが可能となる。
【０１００】
例えばカーゴキャリア１０８内にあるときのカーゴ物品１１０のロケーションおよび／または向きを検出するために、図３９のロボット１０２が１つまたは複数のカーゴセンサ３９０２を有する。示される実施例では、カーゴセンサ３９０２がマスト２０４の下に設置され、その結果、カーゴセンサ３９０２がクリアな視界を概して有するようになり、グリッパ機構２３０２により概して妨害されなくなる。しかし、カーゴセンサ３９０２がロボット１０２上の他の場所に配置されもよいことを認識されたい。一形態では、カーゴセンサ３９０２が、カーゴ物品１１０の縁部を感知する、ビジョンシステムのためのカメラ３９０４であり、具体的な一実施例では、カーゴセンサが、テキサス州、オースティンのＧｒａｆｔｅｋ  Ｉｍａｇｉｎｇ，Ｉｎｃにより生産されるビジョンシステムである。示される実施例では、カーゴセンサ３９０２が２つの光バー３９０６を備えるカメラ３９０４を有する。光バー３９０６が水平に方向付けられてカメラ２９０４の上方および下方に配置され、カメラ３９０４がレンズおよびブラケット（ｂｒａｃｋｅｔｒｙ）を有する。両矢印３９０８によって示されるように、カーゴセンサ３９０２が、マスト２０４がＥｏＡＴ２０６に接合されるマスト２０４の端部から一定距離離れたところに位置するかまたは埋設される。特定の一実施例では、カーゴセンサ３９０２が、７．６２ｃｍ（３インチ）のクリアランス径を有する６１ｃｍ（２４インチ）の水平方向の２つの光バー３９０６を有するビジョンシステムであり、光バー３９０６が、カメラ３９０４と共に、約９８．３立方センチメートル（６立方インチ）のスペースを占有する。この実施例では、カーゴセンサ３９０２からマスト２０４の先端部までの距離３９０８が約２メートルであり、カーゴセンサ３９０２がマスト２０４の下方で約６８．６ｃｍ（２７インチ）の垂直方向のスペースを占有する。ロボット１０２のために、カーゴセンサ３９０２の代替の向き、構成、および／またはロケーションも案出され得ると考えられる。例えば、カメラ３９０４および／または光バー３９０６のうちの１つまたは複数が、マスト２０４の頂部または側部に設置されてもよく、さらにはベースユニット２０２、ＥｏＡＴ２０６の上に設置されもてよく、ならびに／あるいはロボット１０２上には設置されなくてもよい。レーザカーテンおよび超音波検出器など他の種類のセンサが使用されてもよい。図面の視認性を向上させるために、図３９のカーゴセンサ３９０２が、商業的に使用されるものよりも概して大きく示されていることに留意されたい。実際には、カーゴセンサ３９０２は示されるものより小さくてもまたは大きくてもよい。カーゴ物品１１０の縁部を感知することにより、ロボット１０２が、カーゴ物品１１０の積み重ねまたは山から降ろす間にＥｏＡＴ２０６を適切に位置決めすることができる。
【０１０１】
カーゴセンサ３９０２が、カーゴコンテナの環境およびカーゴの荷重の必要なデータを取得するために、拾い取り（または、配置）プロセスの全体を通して複数のイメージを捕捉することができる。これに対応して、トレーラの環境およびカーゴの荷重のデータをロボット１０２に提供するために、積載プロセスまたは荷降ろしプロセスの開始時に少数の（例えば、１つから５つの）イメージが取得され得る。具体的な一実施例では、カメラ３９０４が、カーゴ物品１１０の荷降ろしプロセスまたは積載プロセス前に、カーゴ物品１１０（および／または、カーゴキャリア１０８の環境）の１つまたは複数の画像を撮る。ロボット１０２の制御装置２１０が、ＥｏＡＴ２０６さらにはロボット１０２の他の構成要素の移動を制御するために、これらの静止画像を地図として使用する。別の実施例では、カーゴ物品１１０の横列、カラム、スタック、および／または個別のカーゴ物品１１０が処理されるごとに、カメラ３９０４が連続する画像を撮り、制御装置２１０がこれらの連続する画像に基づいてロボット１０２の動作を制御する。さらに別の実施例では、カメラ３９０４が連続する形（例えば、ビデオ）でまたはほぼ連続する形でカーゴ物品１１０のイメージを収集し、これらのイメージが制御装置２１０のうちの１つまたは複数の制御装置によって処理される。
【０１０２】
次に、図４０〜４５を参照して、カーゴ物品１１０がＥｏＡＴ２０６の上に如何にして積載されるかを示す実施例を説明する。認識されるように、カーゴ物品１１０がＥｏＡＴ２０６から如何にして荷降ろしされるかを示す場合、図面のプロセスステップおよび順序が逆にされ得る。図４０を参照すると、カーゴセンサ３９０２によって感知されるカーゴ物品１１０のロケーションに基づいて、移送システム２０８、マストアクチュエータシステム２１２、およびＥｏＡＴピッチ−ヨーアクチュエータジョイント１８０２が、ＥｏＡＴ２０６のカーゴ対向端部２３２０をカーゴ物品１１０に近接させて配置する。定位置にくると、グリッパ機構２３０２が、図４０に示される後退位置から、図４１および４２に示される延伸位置まで移動させられる。カーゴ物品１１０をグリッパ機構２３０２に固定するために、真空が真空カップ３１２２に適用される。図４２に示されるように、握持セクション２３１６の真空カップ３１２２がカーゴ物品１１０の底部の近くに係合される。このような位置で固定することにより、カーゴ物品１１０をＥｏＡＴ２０６の上まで持ち上げることが補助される。事前にまたはカーゴ物品１１０が固定されるとき、コンベアシステム２３０４が、カーゴ対向端部２３２０からマスト対向端部２３１８までカーゴ物品１１０を移動させるような方向においてコンベアベルト２７１０を駆動する。別の実施例では、コンベアシステム２３０４が継続的に駆動され得る。別の実施例では、コンベアベルト２７１０の上までカーゴ物品１１０が積載されるまでコンベアベルト２７１０が駆動されないかまたはコンベアベルト２７１０の上までカーゴ物品１１０が積載された後にコンベアベルト２７１０が駆動されない。示される実施例では、真空カップ３１２２が一度に１つのカーゴ物品１１０に固定または係合される。しかし、他の実施例では、ＥｏＡＴ２０６が、サイクル時間を改善するために、一度に２つ以上のカーゴ物品１１０を積載および／または荷降ろしするのに使用され得る。例えば、ＥｏＡＴ２０６が、互いに積み重ねられたカーゴ物品１１０を積載および／または荷降ろしすることができる。
【０１０３】
カーゴ物品１１０がグリッパ機構２３０２に固定されるのを感知すると（例えば、真空カップ３１２２における圧力の変化を感知することによるか、カーゴセンサシステム２３２２を介するか、および／またはカーゴセンサ３９０２を介して）、グリッパ機構２３０２がカーゴ対向端部２３２０からマスト対向端部２３１８まで移動させられ、それにより図４３に描かれるようにカーゴ物品１１０をコンベアベルト２７１０の上まで引く。例えばカーゴセンサシステム２３２２によって感知されるなどして、カーゴ物品１１０がＥｏＡＴ２０６の上に完全に積載されると、真空カップ３１２２がカーゴ物品１１０から解放され得る。この場合、グリッパ機構２３０２がコンベアベルト２７１０以上に加速され得、その結果、グリッパ機構２３０２がカーゴ物品１１０から解放される。後退位置にあるときまたは後退位置に到達するとき、握持セクション２３１６がカーゴ物品１１０の底部の下方で後退させられ、その結果、カーゴ物品１１０が図４４および４５に描かれるようにグリッパ機構２３０２の上で移動することができる。一形態では、マストの方を向くセンサ２３２４が、ＥｏＡＴ２０６からマスト２０４までカーゴ物品が運搬されるのを感知するのに使用される。次いで、ＥｏＡＴ２０６が別のカーゴ物品１１０を掴むために移動させられ得る。ＥｏＡＴ２０６からのカーゴ物品１１０がマスト２０４に沿って移動してロボット１０２から延伸可能なコンベアシステム１０４の上まで運搬され、延伸可能なコンベアシステム１０４がさらにカーゴ物品１１０をコンベアシステム１０６まで運搬する。
【０１０４】
上で示したように、カーゴ物品１１０を例えばカーゴキャリア１０８の中で積み重ねる場合、ＥｏＡＴ２０６の動作が逆にされ得る。ＥｏＡＴ２０６が所望のロケーションに配置され、その所望のロケーションでカーゴ物品１１０が積み重ねられることになる。マストの方を向くセンサ２３２４がカーゴ物品１１０のうちの１つのカーゴ物品がＥｏＡＴ２０６の上にあるのを感知することができる（図４４および４５）。カーゴ物品１１０を感知するカーゴの方を向くセンサ２３２６（または、他のセンサ）がＥｏＡＴ２０６のカーゴ対向端部２３２０に接近すると、グリッパ機構２３０２が後退位置から延伸位置まで移動させられ、それによりカーゴ物品１１０の側部に対して押圧される。一形態では、真空カップ３１２２がカーゴ物品１１０を握持するように起動されるが、他の実施例では、真空カップ３１２２が起動されず、単にカーゴ物品１１０に接触するように押される。別の実施例では、カーゴ物品１１０が高い速度でＥｏＡＴ２０６のコンベアシステム２３０４から離れるように運ばれ、その結果、グリッパ機構２３０２がＥｏＡＴ２０６からカーゴ物品１１０を押す必要がなくなる。マストの方を向くセンサ２３２４がカーゴ物品１１０がＥｏＡＴ２０６から離れて配置されているのを感知する。完全な延伸位置まで移動すると、グリッパ機構２３０２がカーゴ物品１１０をスタック内の定位置まで押す。カーゴ物品１１０が積み重ねられると、真空カップ３１２２の吸引力が解放され、グリッパ機構２３０２が完全な後退位置まで後退させられ、それにより次のカーゴ物品１１０をＥｏＡＴ２０６の上に積載することが可能となる。別の変形形態では、カーゴ物品１１０を積み重ねるときにグリッパ機構２３０２が作動されず、カーゴ物品１１０を積み重ねるのにコンベアシステム２３０４のみが使用される。
【０１０５】
ロボット１０２のための全体制御アーキテクチャの一実施例を示すブロック図４６００が図４６に示される。示されるように、電源４０６２がロボット１０２に動力を提供する。上述したように、一実施例のロボット１０２が外部電源４６０２から動力を受け取るが、他の実施例では、ロボット１０２がバッテリなどの内部電源を有することができる。電源４６０２にプラグ接続される電気ケーブルのいかなる緩みも取るためにケーブルリール４６０４が使用される。描かれるように、ケーブルリール４６０４が切断装置４６０６（例えば、回路遮断機ボックス）に電気的に接続され、切断装置４６０が予期せぬ電力サージなどにおいてロボット１０２を電源４６０２から電気的に切断するかまたは隔離するように構成される。切断装置４６０６が変圧器４６０８およびドライブバス４６１０に電気的に接続される。変圧器４６０８が電力をダウンコンバートし、その結果、電力がロボット１０２内の種々の制御装置２１０およびセンサによって使用され得るようになる。変圧器４６０８がＰＬＣ４６１２および安全設定可能リレー（ｓａｆｅｔｙ  ｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅ  ｒｅｌａｙ）４６１４に電力を提供する。ＰＬＣ４６１２がロボット１０２の全体の動作を制御する。安全設定可能リレー４６１４が、モータがトルク限界または速度限界に達するときなどにおいてＰＬＣ４６１２が適切な是正処置を取ることができるようにするために特定の動作的安全限界を超えているかどうかを判断するのに使用される。ＰＬＣ４６１２が複数の異なるセンサおよび制御装置と通信する。例えば、ＰＬＣ４６１２がＥｏＡＴセンサ／制御装置４６１６に動作可能に接続される。ＥｏＡＴセンサ／制御装置４６１２が、真空カップ３１２２の動作を制御する真空スイッチと、カーゴセンサシステム２３２２とを有することができる。ＰＬＣ４６１２が安全設定可能リレー４６１４に動作可能に接続され、安全設定可能リレー４６１４が示されるように複数の他の構成要素に接続される。例えば、安全スキャナ／光カーテン４６１８が安全設定可能リレー４６１４に動作可能に接続される。安全スキャナ４６１８が、ロボット１０２の周りの、物体、個人、および構造物を検出する上で考察した安全スキャナ２２８を含むことができ、その結果、ロボット１０２が衝突回避または位置決めのためにステアリングされ得るようになる。ＰＬＣ４６１２がさらに、ドライブバス４６１０を介してこれらの構成要素に直接に動作可能に接続される。
【０１０６】
図２６に示されるように、ドライブバス４６１０が、モータ、モータ制御装置、および／またはセンサなど複数の構成要素を一体に接続し、その結果、これらの構成要素が互いにおよびＰＬＣ４６１２と通信することができる。示される実施例では、これらの構成要素がイーサネット（登録商標）通信タイプのシステムを使用して一体に接続されるが、他の実施例では、他の種類の通信プロトコルおよび／または通信システムが使用されてもよい。ＰＬＣ４６１２が、ドライブバス４６１０を介して、上述したモータなどの複数の構成要素の動作を制御することができる。安全設定可能リレー４６１４がさらに、これらの構成要素の動作を直接に監視する。例えば、安全設定可能リレー４６１４が、損傷および／または怪我を防止するためにモータのトルクおよび速度を監視する。示されるように、ベースモーション制御装置４６２０がホイールモータ６０４の動作を介するロボット１０２の移動を制御し、基本ステアリング制御装置４６２２がステアリングモータ８０２を介するロボット１０２のステアリングを制御する。ＰＬＣ４１６２が、マスト用ヨー駆動装置９０８の動作を制御するスルーリングまたはヨー制御装置４６２４を介してマスト２０４のヨーを制御する。ＰＬＣ４６１２が、主連結部制御装置４６２６を介して、延伸用駆動モータ１３０４およびピッチ駆動モータ１３０６の動作を制御し、それによりマスト２０４のピッチおよびヨーを制御する。ＥｏＡＴピッチ制御装置またはＥｏＡＴ傾斜用制御装置４６２８がＥｏＡＴピッチモータ１６１４の動作を制御し、それによりＥｏＡＴ２０６のピッチ（または、傾斜）を制御する。ＰＬＣ４６１２がさらに、ドライブバス４６１０を介してＥｏＡＴヨー制御装置４６３０に動作可能に接続される。ＥｏＡＴヨー制御装置４６３０がＥｏＡＴヨーモータ１９０４の動作を制御し、それによりＥｏＡＴ２０６のヨーを制御する。第１の下側コンベア制御装置４６３２および第２の下側コンベア制御装置４６３４が、それぞれ、ベースユニットコンベア２１４のマストセクション２１６および移行セクション２１８の動作を制御する。ＰＬＣ４６１２が、マストコンベア制御装置４６３６を介してマストコンベア１４０４のモータ１６０８の動作を制御することができる。他の構成要素がドライブバス４６１０を介してＰＬＣ４６１２に動作可能に接続され得、ＰＬＣ４６１２によって制御され得ることを認識されたい。例えば、コンベア駆動装置２７０２およびＥｏＡＴ２０６上のグリッパ駆動装置３００２がさらにドライブバス４６１０に動作可能に接続され、その結果、ＰＬＣ４６１２がＥｏＡＴ２０６の動作を制御することができる。
【０１０７】
次に、図４７および４８を参照してロボット１０２の全体の動作を説明する。この具体的な実施例では、カーゴ物品１１０をカーゴキャリア１０８から荷降ろしすることを参照してロボット１０２の動作を説明するが、カーゴ物品１１０をカーゴキャリア１０８に積載するためにこの動作が概して逆にされ得ることを認識されたい。ＥｏＡＴ２０６の動作および機能は図４０〜４５さらには他の図面を参照して既に詳細に説明されていることから、簡潔さのために、ＥｏＡＴ２０６のこれらの具体的な動作の詳細は再び説明されない。しかし、上記の説明を参照されたい。セミトレーラなどのカーゴキャリア１０８が発送センター１１４に配置されてカーゴキャリア１０８のためのドアが開けられると、ベースユニット２０２の移動システム２０８がロボット１０２を適切な位置まで移動させる。示されるように、カーゴキャリア１０８の内側のカーゴ物品１１０が互いに積み重ねられ、それによりカーゴ物品１１０のカラム４７０２を形成する。カーゴ物品１１０の複数のカラムがカーゴ物品１１０の壁または横列４７０４を形成する。一実施例では、ロボット１０２が、マスト２０４を介して、横列４７０４のうちの１つの横列の上側角部にＥｏＡＴ２０６を配置する。上で説明したように、カーゴセンサ３９０２がＥｏＡＴ２０６が掴むことになる標的のカーゴ物品１１０を感知し、ＥｏＡＴピッチ−ヨーアクチェエータジョイント１８０２がマスト２０４と共にＥｏＡＴ２０６を標的のカーゴ物品１１０に適切に配置する。図４０〜４５に関連して上で説明したように、グリッパ機構２３０２は、標的のカーゴ物品１１０を掴んでその標的のカーゴ物品１１０をＥｏＡＴ２０６上まで引くために、延伸させられる。カーゴ物品１１０がＥｏＡＴ２０６のコンベアシステム２３０４上に確実に配置されると、グリッパ機構２３０２が邪魔にならないように後退させられ、コンベアシステム２３０４がカーゴ物品１１０をマスト２０４上まで移送する。次いで、マスト２０４がＥｏＡＴ２０６を横列４７０４内の次のカラム４７０２まで移動させ、それにより同様にして次のカーゴ物品１１０を掴む。カーゴ物品は、連続する形でまたはほぼ連続する形でマストコンベア１４０４を介してマスト２０４に沿って移送される。次いで、マストコンベア１４０４がカーゴ物品１１０をベースユニットコンベア２１４上まで運搬し、ベースユニットコンベア２１４がカーゴ物品１１０を延伸可能なコンベア１０４上まで運搬する。上で言及したように、延伸可能なコンベア１０４がカーゴ物品をコンベアシステム１０６上まで運搬する。ロボット１０２がＥｏＡＴ２０６をカーゴ物品１１０の横列４７０４に沿わせてＳ形パターンまたはラスターパターンで移動させる。上で言及したように、ＥｏＡＴ２０６が、カーゴキャリア１０８の床から直接にカーゴ物品を引くように設計される。カーゴ物品の横列４７０４が空になると、移送システム２０８がベースユニット２０２を移動させ、その結果、ＥｏＡＴ２０６がカーゴ物品１１０の次の横列４７０４に配置される。ロボット１０２が横列４７０４内のカーゴ物品１１０の上側角部にＥｏＡＴ２０６を配置することによりカーゴ物品を荷降ろしすることを継続し、ＥｏＡＴ２０６が、カーゴ物品１１０の横列に沿って同様のＳ形パターンまたは蛇行パターンで移動することによりカーゴ物品１１０を荷降ろしする。ベースユニット２０２がカーゴキャリア１０８の内側で段階的に移動するとき（図１および４８に示される）、延伸可能なコンベア１０４が延伸してロボット１０２と主コンベアシステム１０６との間の接続を維持する。カーゴキャリア１０８が空になると、ロボット１０２がカーゴキャリア１０８から出るように移動させられ、その結果、次のカーゴキャリア１０８に対して仕事が行われ得る。
【０１０８】
カーゴ物品１１０をカーゴキャリア１０８の中に積載する場合、このプロセスが概して逆にされる。ロボット１０２がカーゴキャリア１０８の内側で移動させられ、その結果、ＥｏＡＴ２０６がカーゴキャリア１０８の後方壁の近くにくる。主コンベア１０６からのカーゴ物品１１０が延伸可能なコンベア１０４を介してロボット１０２まで移送される。ＥｏＡＴ２０６が後方壁の底部側角部の近くに配置され、ＥｏＡＴがカーゴ物品１１０をカーゴキャリア１０８の床の上に配置する。ＥｏＡＴ２０６がカーゴキャリア１０８の床に沿って水平方向に移動し、それによりカーゴ物品１１０の単一の横列４７０４を形成する。次いで、ＥｏＡＴ２０６が、横列４７０４内の既に配置されているカーゴ物品１１０の上に次の高さのカーゴ物品１１０を配置するかまたは積み重ねることができる位置まで、持ち上げられる。ＥｏＡＴ２０６は、カーゴ物品１１０の横列４７０４を完成させるようにＳ形パターンまたはラスターパターンで移動させられる。横列４７０４が完成すると、ロボット１０２が後方に駆動され、その結果、ＥｏＡＴ２０６がカーゴ物品１１０の次の横列４７０４を形成することができる。カーゴキャリア１０８に対してカーゴ物品１１０が完全に積載されるまで、この同様の詰め込みプロセスが継続する。
【０１０９】
図４９が、システム１００で使用され得る別の種類の自動積載荷降ろしロボット４９０２の実施例を示す。図４９のロボット４９０２は図２に示されるロボット１０２の構成要素の同じ構成要素の大部分を有することから、分かり易さのためにさらには簡潔さのために、これらの共通の構成要素は考察しない。しかし、上記の考察を参照されたい。図４９のロボット４９０２と上で考察したロボット１０２との間の違いは、図４９のロボット４９０２がマスト平衡システム１２２０のための空気ばね１２２２の代わりに平衡アーム４９０４を有するということのみである。平衡アーム４９０４が、マスト２０４およびＥｏＡＴ２０６ならびに任意のカーゴ物品１１０の重量に対しての釣り合いおもりを提供するのに十分な重量を提供するように設計される。他の実施例において他の種類の平衡システム１２２０が別法としてまたは加えて使用されてもよいことを認識されたい。
【０１１０】
図５０が別の実施例によるロボット５０００の斜視図を示す。図５０では、視認性を向上させるために、制御装置２１０およびベースユニットハウジング２２４などの選択された構成要素が取り外されている。認識されるように、ロボット５０００のその構成要素の大部分は、マスト２０４およびＥｏＡＴ２０６など、上で考察したロボット１０２の構成要素と共通する。分かり易さのためにさらには簡潔さのために、これらの共通の構成要素は以下で再び考察しない。ロボット５０００が、上で考察したベースユニットと同様にして構成されるベースユニット５００２を有する。上記と同様に、ベースユニット５００２が、フレーム５０２と、ホイール５０４と、ステアリングチェーン７０４と、ステアリングモータ８０２とを有する。示される実施例では、チェーン７０４がステアリングモータ８０２に対してリアホイール５０４を連結することに加えて、フロントホイール５０４も連結し、その結果、ステアリングモータ８０２が両方のセットのホイール５０４をステアリングすることができる。ベースユニット５００２がマスト用ヨー制御サブシステム９０２およびマスト用ピッチ−延伸制御サブシステム９０４をさらに有し、ここではサブコンポーネントが上述のサブコンポーネントとわずかに異なる。
【０１１１】
示されるように、マストアクチュエータシステム２１２内のマスト用ピッチ−延伸制御サブシステム９０４が、マスト２０４をマストベースに５００６に接続する連結部５００４を有する。ニュートラルな高さ位置にあるときのマスト２０４の高さ（床を基準とする）が、ＥｏＡＴ２０６を、カーゴキャリア１０８内のカーゴ物品１１０の平均のスタック高さの中間にまたは中間近くに配置するように、設定される。示される実施例では、マスト用ピッチ−延伸制御サブシステム９０４が、マスト２０４を移動させるための一対のロッカー機構を有する。ロッカー機構が連結部５００４によって形成され、これらの連結部５００４が、部分的に、延伸アームカップリング（または、軸受）１２０６を介して一方の端部においてマストベース５００６に枢動可能に接続されてもう一方の端部においてマスト２０４に枢動可能に接続されるマスト延伸アーム５００８を有する。マスト延伸アーム５００８の枢動運動がＥｏＡＴ２０６と共にマスト２０４をロボット５０００の長手方向５０６に水平方向に移動させる。言い換えると、マスト延伸アーム５００８の枢動がＥｏＡＴ２０６を延伸または後退させ、その間、所望される場合はベースユニット５００２が静止状態を維持する。これを容易にするために、延伸用駆動装置１２０８が、延伸リンク５０１２を介してマスト延伸アーム５００８に接続される延伸クランク５０１０を有する。延伸用駆動装置１２０８が延伸クランク５０１０を回転させるとき、マスト延伸アーム５００８が延伸アームカップリング１２０６を中心として枢動し、それによりマスト２０４を介してＥｏＡＴ２０６を延伸または後退させる。
【０１１２】
マスト用ピッチアーム５０１４がマスト２０４のピッチまたは垂直方向の移動を制御するのに使用される。ピッチ駆動装置１２１６がピッチクランク５０１６を介してマスト用ピッチアーム５０１４に動作可能に接続される。ピッチ駆動装置１２１６が、ピッチクランク５０１６およびマスト用ピッチアーム５０１４を介してマスト２０４のピッチを制御することができる。これによりさらに、ピッチ駆動装置１２１６がＥｏＡＴ２０６の垂直方向のロケーションを制御することが可能となる。上述したように、マスト延伸アーム５００８を介する延伸用駆動装置１２０８は、常にというわけではないが、通常、マスト２０４のピッチの変更時にカーゴ物品１１０に係合させるのを可能にしたままでＥｏＡＴ２０６を適切に位置決めするのを保証するように、ピッチ駆動装置１２１６と共に働く。示される実施例のマスト平衡システム１２２０が、マスト２０４とマストベース５００６との間に結合される２つの空気ばね１２２２を有する。示されるように、マストベース９０６が空気ばねコネクタ５０１８を有し、空気ばねコネクタ５０１８に対して空気ばね１２２２が枢動可能に接続される。示される実施例では、マスト平衡システム１２２０が一対の空気ばね１２２２を有するが、他の実施例では、より多くのまたはより少ない空気ばね１２２２が使用されてもよい。描かれる実施例では、空気ばね１２２がマスト延伸アーム５００８とマスト用ピッチアーム５０１４との間でマスト２０４に接続される。
【０１１３】
図５１および５２が、それぞれ、マストベース５００６の上面斜視図および底面斜視図を示す。マストベース５００６がコネクタセクション５１０２を有し、ここでは、マストベース５００６が、マスト用ヨー駆動モータ５３０４によって動力供給されるマスト用ヨー駆動ギアボックス５３０２に接続される。一形態では、マストベース５００６のコネクタセクション５１０２がマスト用ヨー駆動ギアボックス５３０２にボルト留めされるが、これらの構成要素は他の手法で接続されてもよい。マスト用ヨー駆動ギアボックス５３０２がフレーム５０２に設置される。マスト用ヨー駆動ギアボックス５３０２を介して、マスト用ヨー駆動モータ５３０４がマスト２０４のヨーを変化させることができ、それによりさらにＥｏＡＴ２０６のロケーションを変化させる。
【０１１４】
図５４が別の実施例によるロボット５４００の斜視図を示す。図５４、５５、５６、および５７では、視認性を向上させるために、ベースユニットハウジング２２４などの選択された構成要素が取り外されている。認識されるように、ロボット５４００のその構成要素の大分部が、わずかな修正を加えて、マスト２０４、ＥｏＡＴ２０６、制御装置２１０、アクチュエータシステム２１２、およびベースユニットコンベア２１４など、上で考察したロボット１０２、５０００の構成要素と共通する。分かり易さのためにさらには簡潔さのために、これらの共通の構成要素は以下で再び考察しない。しかし、これらの共通の特徴の上記の考察を参照されたい。ロボット５４００が、上で考察したベースユニットと同様にして構成されるベースユニット５４０２を有する。上記と同様に、ベースユニット５４０２が、フレーム５４０４と、ホイール５０４と、ステアリングベルトまたはステアリングチェーン５４０６と、ステアリングモータ８０２とを有する。示される実施例では、ステアリングベルト５４０６がステアリングモータ８０２を介してホイール５０４をステアリングするのに使用されるが、他の実施例では、チェーンが上述と同様の手法でホイール５０４をステアリングするのに使用され得る。ステアリングベルト５４０６がステアリングモータ８０２に対してリアホイール５０４を連結することに加えて、フロントホイール５０４も連結し、その結果、ステアリングモータ８０２が両方のセットのホイール５０４をステアリングすることができる。ホイール５０４がロボット５４００の長手方向軸を基準として少なくとも９０度（９０°）回動させられ得、その結果、ロボット５４００が発送センターの間を横方向に移動することができる。図５７に示される実施例では、斜め向かいのホイール５０４がホイールモータ６０４によって動力供給され、他のホイール５０４が動力供給されない。この構成がロボット５４００の移動を向上させるのを補助し、ホイールモータ６０４の動作を調整することにおける問題を軽減する。図５４および５５を参照すると、示される実施例のロボット５４００のマスト２０４および他の構成要素が、ロボット５４０８のケーブルおよび／またはホースを案内するように構成されるガイド５４０８を有する。図５３に関連して上述した方式と同様にして、マスト用ヨー駆動モータ５３０４がマスト２０４のヨーを変化させることができ、それによりさらにＥｏＡＴ２０６のロケーションを変化させる。
【０１１５】
図５８がＥｏＡＴ２０６におけるロボット５４００の拡大上面斜視図を示す。ＥｏＡＴ２０６は上記と同様の手法で構成されて動作するが、ＥｏＡＴ２０６が、上記のものとはわずかに異なる形で構成される、ＥｏＡＴ２０６とマスト２０４との間に接続されるＥｏＡＴピッチ−ヨーアクチュエータジョイント５８０２を有する。例えば、ジョイント５８０２が、マストのためのコンベアベルト５８０６をその周りにループさせるマストコンベアプーリ５８０４を有する。この構成を用いることで、マストコンベアベルト５８０６がＥｏＡＴ２０６のより近くに配置され得るようになり、それによりマスト２０４とＥｏＡＴ２０６との間のコンベアベルトの隙間を最小にすることができる。図５８は、ケーブルトラックまたはレース５８０８、およびグリッパ機構２３０２上の個別の真空カップ３１２２に対する真空を制御する１つまたは複数の真空制御弁５８１０などＥｏＡＴ２０６の追加の構成要素をさらに示す。上記と同様に、ＥｏＡＴピッチ−ヨーアクチュエータジョイント５０８２がＥｏＡＴ２０６のピッチの移動１８０４およびヨーの移動１８０６（図１８）を制御することができる。
【０１１６】
図５９および６０が、それぞれ、ＥｏＡＴピッチ−ヨーアクチュエータジョイント５８０２の上面斜視図および底面斜視図を示す。ジョイント５８０２が、ボルトなどを介しておよび／または他の手法でＥｏＡＴ２０６に固定されるＥｏＡＴブラケット５９０２を有する。ＥｏＡＴブラケット５９０２が、枢動ピン開口部５９０５を備える第１のフランジ５９０４と、第２のフランジ５９０６と、第１のフランジ５９０４および第２のフランジ５９０６を一体に接続するコネクタプレート５９０８とを有する。第１のフランジ５９０４および第２のフランジ５９０６がブラケットキャビティ５９０７を画定する。ジョイント５８０２が、ブラケットキャビティ５９０７内に配置される枢動ブロックまたは枢動ハウジング５９１０と、１つまたは複数の駆動プーリ５９１２と、１つまたは複数のシャフト軸受ガイド５９１４とをさらに有する。示される実施例では、シャフト軸受ガイド５９１４がドライブプーリ５９１２と枢動ハウジング５９１０との間に挟まれる。シャフト軸受ガイド５９１４が、ボルトなどを介しておよび／または他の手法でヨーアクチュエータジョイント５８０２をマスト２０４に固定するように構成される。第１のフランジ５９０４内の枢動ピン開口部５９０５がヨー枢動ピンまたはシャフト５９１６を受けるように構成される。図６０を参照すると、第２のフランジ５９０６が、１つまたは複数のボルト６００４を受けるように構成される１つまたは複数のボルト開口部６００２を有する。示される実施例では、ボルト開口部６００２が円形パターンで構成される。ボルト６００４がＥｏＡＴ２０６のヨーを調整するためにヨーアクチュエータジョイント５８０２の内部作動要素からのトルクを伝達する。認識されるように、他の実施例では、ボルト６００４に加えて、固定するための他の種類の固定具またはシステムがトルクを伝えるのに使用されてもよい。
【０１１７】
図６１が、視認性を向上させるために選択された構成要素が取り外された状態の、ヨーアクチュエータジョイント５８０２の一部分の斜視図を示す。枢動ハウジング５９１０がフランジキャビティ６１０２を有し、フランジキャビティ６１０２内で第１のフランジ５９０４が受けられる。フランジキャビティ６１０２の両側で、枢動ハウジング５９１０が停止表面６１０４を有し、停止表面６１０４が第１のフランジ５９０４の回転移動を制限することができ、それによりＥｏＡＴ２０６のヨー方向の移動を制限する。枢動ハウジング５９１０がシャフト軸受キャビティ６１０６をさらに画定し、その中でシャフト軸受またはガイド６１０８がヨー枢動シャフト５９１６の回転を促進する。
【０１１８】
図６２が、枢動ハウジング５９１０および他の構成要素が取り外された状態の、ヨーアクチュエータジョイント５８０２の斜視図を示す。図６２に示されるように、ジョイント５８０２が、ラックギア６１０４に係合される１つまたは複数のピニオンギア６２０２を有する。示される実施例では、２つのピニオンギア６２０２がヨー枢動シャフト５９１６の両側でラックギア６１０４に係合されるが、他の実施例では、より多くのまたはより少ないギア６２０２、６１０４が含まれてもよい。枢動ピンギア６２０２の各々が、ラックギア６１０４に係合されるギア歯６２０８を備えるギアヘッド６２０６と、ギアヘッド６２０６を駆動プーリ５９１２に接続するギアシャフト６１１０とを有する。示される実施例では、ギア歯６２０８、６２１６が、特には大きいトルクの適用時に、適切な係合を保証するために、ヘリカルタイプのギア歯であるが、他の実施例では他の種類の歯構成が使用されてもよい。示される実施例では、ピニオンギア６２０２およびラックギア６２０４がバトルギア（ｂａｔｔｌｅ  ｇｅａｒ）タイプの構成であるが、他の実施例ではこれらのギア６２０２、６２０４が異なる形で構成されてもよい。シャフト６１１０に沿う軸受６１１２が枢動ハウジング５９１０内でのピニオンギア６１０２の回転を促進する。ラックギア６１０４が、ピニオンギア６１０２の歯６１０８に係合されるギア歯６１１６を備えるギアヘッド６１１４と、ボルト６００４（図６０）を介してＥｏＡＴブラケット５９０２の第２のフランジ５９０６に固定されるギアシャフト６１１８とを有する。カバーベアリング（ｃｏｖｅｒ  ｂｅａｒｉｎｇ）６２２０がラックギア６２０４のギアシャフト６２１８を囲み、それにより枢動ハウジング５９１０を基準としてラックギア２１０４が回転するのを可能にする。ピン５９１２の周りの軸受６２２２がハウジング５９１０およびラックギア６２０４を基準としてシャフト５９１６が回転するのを可能にする。
【０１１９】
図６３および６４が、それぞれ、枢動ハウジング５９１２の上面斜視図および底面斜視図を示す。示されるように、枢動ハウジング５９１２が、シャフト軸受キャビティ６１０６に、シャフトチャンネル６３０２を画定し、シャフトチャンネル６３０２が枢動ハウジング５９１２を完全に通るように延在し、それによりヨー枢動シャフト５９１６を受ける。シャフトチャンネル６３０２に対して横向きにつまり垂直に、枢動ハウジング５９１２が反対側にあるピニオンキャビティ６３０４を有し、ピニオンキャビティ６３０４の中にピニオンギア６２０２が配置される。概してシャフトチャンネル６３０２の周りで、ピニオンキャビティ６３０４が枢動ハウジング５９１２によって閉鎖されるが、ラックギア６２０４の近くでは、ピニオンキャビティ６３０４がギア係合チャンネル６３０６を画定し、ギア係合チャンネル６３０６を介してピニオンギア６２０２がラックギア６２０４に係合され得る。図６４を参照すると、ギア係合チャンネル６３０６がピニオンキャビティ６３０４からラックキャビティ６４０２の中の方へと開いており、そこにラックギア６２０４が配置される。
【０１２０】
次に、図６５を参照してヨーアクチュエータジョイント５８０２の動作を説明する。ピニオンギア６２０２およびラックギア６２０４が両方向（つまり、時計回り方向および反時計回り方向）に回転することができる。ピニオンギア６２０２が駆動プーリ５９１２によって回転させられ、さらに駆動プーリ５９１２が駆動ベルト６５０２によって回転させられる。駆動ベルト６５０２を用いることで、ピニオンギア６２０２が時計回り方向および反時計回り方向に回転させられ得る。ピニオンギア６２０２の各々が駆動ベルト６５０２により互いに独立して回転させられ得、それによりＥｏＡＴ２０６の枢動の向きおよびヨーオリエンテーションの両方を制御する。以下の説明では分かり易くするために、ピニオンギア６２０２を「同一の方向」または「反対方向」に回転しているものとして説明する。ピニオンギア６２０２が互いの方を向いていることから、本説明で参照される回転方向が１つの同じ視点からのものであり、つまりピニオンギア６２０２のうちの一方のピニオンギアの後方からかつもう一方のすなわち反対側のピニオンギア６２０２の前方から見るものである。例えば、「同一の方向」で回転するとして説明される場合、１つの同じ視点から見て、ピニオンギア６２０２のうちの一方のピニオンギアの、歯６２０８を備えるギアヘッド６２０２の面（つまり、前方側）が、時計回り方向に回転することができ、ギアヘッド６２０６の後方側（つまり、駆動プーリ５９１２の方を向く）が同様に時計回り方向に回転する。逆に、「反対方向」の回転を説明する場合、１つの視点から見て、ピニオンギア６２０２のうちの一方のピニオンギアのギアヘッド６２０６の面が時計回り方向に回転することができ、反対側のギアヘッド６２０６の後方側が反対の反時計回り方向に回転する。認識され得るであろうが、２つの異なる視点を基準としてピニオンギア６２０２（つまり、各ピニオンギア６２０２の面）を説明することはその説明を少し複雑にしてしまう。したがって、ピニオンギア６２０２の回転方向は、１つの固定の視点を基準として説明することにする。例えば、各々のギアヘッド６２０６の面から見て（つまり、ヨー枢動シャフト５９１６の視点から見て）ピニオンギア６２０２が同一の方向に回転する事例では、ピニオンギア６２０２のうちの一方のピニオンギアが時計回りに回転することになり、もう一方のピニオンギアが反時計回りに回転することになる。以下の説明では、同様に、ピニオンギア６２０２の回転方向を参照するときの「同一の方向」および「反対方向」という用語は１つの視点からものである。
【０１２１】
ヨーアクチュエータジョイント５８０２が、マスト２０４を基準としてピッチ方向１８０４および／またはヨー方向１８０６にＥｏＡＴ２０６を移動させるように構成される。ＥｏＡＴ２０６をピッチ方向１８０４に移動させる場合、ピニオンギア６２０２が同一の方向に回転させられ、その結果、ラックギア６２０４が回転せず、それによりさらにＥｏＡＴ２０６をピッチ方向に傾斜させるトルクを発生させる。例えば、図６５に示される視点で見ると、ピニオンギア６２０２が同一の反時計回り方向に回転させられる場合、ＥｏＡＴ２０６がマスト２０４を基準としてピッチ方向１８０４において上方に枢動し、ピニオンギア６２０２が同一の時計回り方向に回転させられる場合、ＥｏＡＴ２０６がマスト２０４を基準としてピッチ方向１８０４において下方に枢動する。マスト２０４を基準としてＥｏＡＴ２０６のヨーを変化させる場合、ピニオンギア６２０２が反対方向に回転させられる。例えば、ピニオンギア６２０２が反対方向に回転させられる場合、ラックギア６２０４が回転する。上で言及したように、ラックギア６２０４がＥｏＡＴブラケット５９０２の第２のフランジ５９０６に固着され、その結果、ラックギア６２０４が回転する場合にＥｏＡＴブラケット５９０２がヨー枢動シャフト５９１６を中心として回転することになる。これによりさらに、ＥｏＡＴ２０６がマスト２０４を基準としてヨー方向１８０６に移動する。一対のピニオンギア６２０２の間で異なる回転速度を有することにより、ＥｏＡＴ２０６が同時にピッチ方向１８０４およびヨー方向１８０６の両方向において移動することができる。認識されるように、ＥｏＡＴ２０６をピッチ方向１８０４およびヨー方向１８０６に移動させることを目的としてギアが他の方式で回転することになるように、他の実施例においてギアが異なる形で構成されもよい。例えば、中間歯車装置がピニオンギア６２０２とラックギア６２０４との間に配置されてよく、および／またはＥｏＡＴ２０６の相対移動を促進するために異なる形で方向付けられてよい。
【０１２２】
図６６および６７を参照すると、ロボット５４００のベースユニット５４０２が、マスト用ヨー制御サブシステム９０２およびマスト用ピッチ−延伸制御サブシステム９０４をさらに有し、ここではサブコンポーネントが図５０に関連して説明したサブコンポーネントに類似する。分かり易さのためにさらには簡潔さのために、共通の構成要素、機能、および動作モードは再び詳細には説明しない。しかし、上記の説明を参照されたい。
【０１２３】
示されるように、マスト用ピッチ−延伸制御サブシステム９０４が、マスト２０４をマストベース６６０６に接続する連結部６６０４を有する。ニュートラルな高さ位置にあるときのマスト２０４の高さ（床を基準とする）が、ＥｏＡＴ２０６を、カーゴキャリア１０８内のカーゴ物品１１０の平均のスタック高さの中間にまたは中間近くに配置するように、設定される。示される実施例では、マスト用ピッチ−延伸制御サブシステム９０４が、マスト２０４を移動させるための一対のロッカー機構を有する。ロッカー機構が連結部６６０４によって形成され、これらの連結部６６０４が、部分的に、一方の端部においてマストベース６６０６に枢動可能に接続されてもう一方の端部においてマスト２０４に枢動可能に接続されるマスト延伸アーム６６０８を有する。マスト延伸アーム６６０８の枢動運動がＥｏＡＴ２０６と共にマスト２０４をロボット５０００の長手方向５０６に水平方向に移動させる。言い換えると、マスト延伸アーム６６０８の枢動がＥｏＡＴ２０６を延伸または後退させ、その間、所望される場合はベースユニット５４０２が静止状態を維持する。これを容易にするために、延伸用駆動装置１２０８が、延伸リンク６６１２を介してマスト延伸アーム６６０８に接続される延伸クランク６６１０を有する。延伸用駆動装置１２０８が延伸クランク６６１０を回転させるとき、マスト延伸アーム６６０８が枢動し、それによりマスト２０４を介してＥｏＡＴ２０６を延伸または後退させる。
【０１２４】
マスト用ピッチアーム６６１４がマスト２０４のピッチまたは垂直方向の移動を制御するのに使用される。ピッチ駆動装置１２１６がピッチクランク６６１６を介してマスト用ピッチアーム５０１４に動作可能に接続される。ピッチ駆動装置１２１６が、ピッチクランク６６１６およびマスト用ピッチアーム６６１４を介してマスト２０４のピッチを制御することができる。これによりさらに、ピッチ駆動装置１２１６がＥｏＡＴ２０６の垂直方向のロケーションを制御することが可能となる。上述したように、マスト延伸アーム６６０８を介する延伸用駆動装置１２０８は、常にというわけではないが、通常、マスト２０４のピッチの変更時にカーゴ物品１１０に係合させるのを可能にしたままでＥｏＡＴ２０６を適切に位置決めするのを保証するように、ピッチ駆動装置１２１６と共に働く。示される実施例のマスト平衡システム１２２０が、マスト２０４とマストベース６６０６との間に結合される１つまたは複数の空気ばね１２２２を有する。示されるように、マストベース６６０６が空気ばねコネクタ５０１８を有し、空気ばねコネクタ５０１８に対して空気ばね１２２２が枢動可能に接続される。示される実施例では、マスト平衡システム１２２０が一対の空気ばね１２２２を有するが、他の実施例では、より多くのまたはより少ない空気ばね１２２２が使用されてもよい。描かれる実施例では、空気ばね１２２２がマスト延伸アーム６６０８とマスト用ピッチアーム６６１４との間でマスト２０４に接続される。
【０１２５】
図６７を参照すると、マスト２０４が移動するとき、ベースユニットコンベア２１４がベースユニットコンベア２１４とマスト２０４との間の距離、ヨー、およびピッチの変化を補償する必要がある。上述したように、ベースユニットコンベア２１４が、重なるように一体に入れ子状にされるマストセクション２１６および移行セクション２１８を有する。マストセクション２１６が移行セクション２１８を基準として伸縮式に移動することができ、それによりマスト２０４の端部とベースユニット５４０２の端部との間の距離変化に合わせるように調整を行う。言い換えると、マスト２０４が移動するとき、ベースユニットコンベア２１４の長さが変化することができる。マストセクション２１６がマスト接続ジョイント６７０２を介してマスト２０４の移行セクション２１８に接続される。マスト接続ジョイント６７０２が、マスト２０４と移行セクション２１８との間のピッチおよびヨーの変化の両方を補償するように構成され、移行セクション２１８がベース接続ジョイント６７０４を介してベースユニット５４０２に接続される。ベース接続ジョイント６７０４がベースユニットコンベア２１４がピッチ方向１８０４およびヨー方向１８０６の両方に移動するのを可能にし、それによりマスト２０４の相対運動を補償する。伸縮式ジョイント６７０６が伸縮式にマストセクション２１６を移行セクション２１８に摺動可能に接続する。
【０１２６】
図６８がベースユニット５４０２とマスト２０４との間を延在するベースユニットコンベア２１４の上面図を概して示す。マストセクション２１６および移行セクション２１８の両方が電源内蔵式であり、その結果、それらのそれぞれの１つまたは複数のコンベアベルト６８０２が所望されるときに異なる速度で動作するために互いに独立して動力供給され得る。示される実施例では、マストセクション２１６がマストセクション２１６上でコンベアベルト６８０２に動力供給するマストベルトモータ６８０４を有し、移行セクション２１８が、移行セクション２１８上のコンベアベルト６８０２に動力供給する移行ベルトモータ６８０６を有する。モータ６８０４、６８０６が、マスト２０４に関連して上述した方式と同様にしてコンベアベルト６８０２に動作可能に接続される。描かれる実施例のマストセクション２１６および移行セクション２１８の両方が一対のコンベアベルト６８０２を有するが、他の実施例では、セクション２１６、２１８がより多くのまたはより少ないコンベアベルト６８０２を有することができ、および／またはいくつか挙げるとローラおよびスライドなどを介して他の手法でカーゴ物品を運ぶことができる。
【０１２７】
マスト２０４の多方向の移動を補償するために、示される実施例のマスト接続ジョイント６７０２がボールジョイントの形態である。示されるように、マスト接続ジョイント６７０２がソケット６８１０の内側で受けられるボール部材６８０８を有する。図６９がボール部材６８０８の拡大斜視図を示す。示されるように、ボール部材６８０８が、マストセクション２１６に接続されるステム６９０９と、マスト２０４に接続されるソケット６８１０内で回転可能に受けられるボール６９０４とを有する。
【０１２８】
図７０がベース接続ジョイント６７０４におけるベースユニットコンベア２１４の斜視図を示す。ベース接続ジョイント６７０４がベースユニットコンベア２１４がピッチ方向１８０４およびヨー方向１８０６の両方に移動するのを可能にする。示されるように、ベース接続ジョイント６７０４が、ターンテーブルジョイント７００４を介してベースユニット５４０２に回転可能に結合されるコンベアシャフトブラケット７００２を有する。ターンテーブルジョイント７００４がベースユニットコンベア２１４がヨー方向１８０６に回転または枢動するのを可能にする。コンベアシャフトブラケット７００２がベースユニットコンベア２１４がピッチ方向１８０４に移動するのを可能にする。ブラケット７００２が、コンベアプーリシャフト７０１０を受けるように構成されるシャフト開口部７００８を画定する１つまたは複数のフランジ７００６を有する。一形態のシャフト開口部７００８が、シャフトフランジ７００６とコンベアプーリシャフト７０１０との間の摩擦を低減する軸受を有する。両端部で、コンベアプーリシャフト７０１０がコンベアプーリ７０１２を有し、コンベアベルト６８０２が移動するときにコンベアベルト６８０２がコンベアプーリ７０１２の周りに巻き付く。シャフトブラケット７００２とシャフト７０１０との間の回転可能な接続が移行セクション２１８がピッチ方向１８０４に枢動するのを可能にする。ベース接続ジョイント６７０４が他の実施例においてベースユニットコンベアとベースユニット５４０２との間の移動を促進するために他の種類のジョイントを有することができることが考えられる。
【０１２９】
図７１が、伸縮式ジョイント６７０６を視認可能にするために移行セクション２１８の一部が除かれている状態のベースユニットコンベア２１４の斜視図を示す。示される実施例では、伸縮式ジョイント６７０６がベアリングレールの形態である。描かれるように、伸縮式ジョイント６７０６が、マストセクション２１６のフレーム７１０４に固定されるベアリングレール７１０２を有する。一形態では、ベアリングレール７１０２がマストセクション２１６の両側に配置され、それにより両側において移行セクション２１８に係合される。移行セクションが移行セクション２１８のフレーム７１０８に固定されるベアリングスライド７１０６を有する。ベアリングスライド７１０６がベアリングレール７１０２に係合され、その結果、ベアリングスライド７１０６がベアリングレール７１０２に沿って概して滑らかに摺動することができる。他の実施例では、例えば、ラックスライド、複合スライド、および／またはダブテールタイプのスライド接続など他の種類の伸縮式接続が使用されてもよい。
【０１３０】
他の実施例では、必ずしもフレア状ではない異なる種類のレールまたは一切レールではないものが使用されてもよい。例えば、レール１４０６、２３０６のうちの１つまたは複数のレールの代わりに壁が使用されてもよい。図７２に示される具体的な一実施例では、上記で説明したものと同様であるＥｏＡＴ７２０２が、（１）前方端部７２０６上で直線状であり、（２）ＥｏＡＴ７２０２からレール７２０４が突出することになるようにより長くなっており、（３）側方からばね付勢される（７２０８）ような、ガイドレール７２０４のうちの１つまたは複数のガイドレールを有する。積載中、ＥｏＡＴ７２０２が横列内に最後のケースを配置する場合、ＥｏＡＴ７２０２が壁７２１０と隣接するケース７２０１との間に密に嵌め込まれる。ＥｏＡＴ７２０２が最後のケースを押し離す前の時点で、壁７２０１と隣接するケース７２１２との間のスペースの中へガイドレール７２０４が突出する異なることから、ＥｏＡＴ７２０２が最後のケースを積み重ねるときの成功率が上がる。
用語集
特許請求の範囲および本明細書で使用される言葉は、以下で特に明記しない限り、単にその平易で一般的である意味を有するものである。これらの定義の単語は単にその平易で一般的である意味を有するものである。このような平易で一般的である意味は、最も新しく出版されたＷｅｂｓｔｅｒ’ｓ  ｄｉｃｔｉｏｎａｒｉｅｓおよびＲａｎｄｏｍ  Ｈｏｕｓｅ  ｄｉｃｔｉｏｎａｒｉｅｓからの矛盾しないすべて辞書定義を含む。本明細書および特許請求の範囲で使用される場合、下記の単語およびその一般的な変化形に対して以下の定義が適用される、
カーゴまたはカーゴ物品−トラック、船、飛行機、宇宙船、および／または自動車など乗り物の上で通常は運ばれるかまたは他の形で移送される物品または他の物理的物体を広義的に概して意味するのに使用されるものである。カーゴ物品は、単にいくつかの例を挙げると、箱、バッグ、ベール、コンテナ、バレル、およびタンクなどの中に詰め込まれ得るかまたはそこから持ち出され得る。
【０１３１】
カーゴキャリア−単にいくつかの例を挙げると、平台トレーラ、トレーラ、セミトレーラ、トラック、共同一貫輸送コンテナ、冷凍トレーラ、および鉄道車両などカーゴ物品を移送および／または保管するのに使用される任意の構造を概して意味するものである。カーゴキャリアは、陸上、海、宇宙、および／または空など任意の数の経路で移送され得る。共同一貫輸送コンテナのような特定の種類のカーゴキャリアは、トラックを介して、船の中で、およびレールを介して、など複数の手法で移送されるように設計される。カーゴキャリアはセミトレーラまたはカーゴコンテナなどの形態の場合には完全に閉鎖されていてよく、または平台トレーラを用いるなどの場合は外部環境に対して開いていてよい。
【０１３２】
コンベア−カーゴ物品のようなものを移送するのに使用される機構を広義的に概して意味するのに使用されるものである。非限定の例として、コンベアが、単にいくつか挙げると、ベルトコンベア、金網ベルトコンベア、チェーンコンベア、電気式トラックコンベア（ｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｔｒａｃｋ  ｃｏｎｖｅｙｏｒ）、ローラコンベア、クロスベルトコンベア、振動コンベア、およびスケートホイールコンベアを含むことができる。コンベアは、全体としてまたは部分的に、動力供給されてよく、または動力供給されなくてもよい。例えば、コンベアのいくつかのセクションが重力送りセクションを含むことができる。
【０１３３】
発送センター−カーゴキャリアのためのカーゴ物品が積載および荷降ろしされる、建物または他の構造のエリアを概して意味するものである（常にというわけではないが、通常、道、レール、または海）。また、カーゴ物品は発送センターに集結され得る。発送センターは、商業ビルおよび工場建物、また特には倉庫で、一般に見ることができる。発送センサは、外にあってよいか、建物外面と面一であってよいか、または完全に閉鎖されていてもよい。発送センターは完全に閉鎖された建物のみに限定されず、代わりに、外部環境に対して部分的にまたは完全に開いているロケーションに位置してもよい。
【０１３４】
モータ−可動部品を備えるデバイスに対して原動力を供給する機械を概して意味するものである。モータはロータタイプのモータおよび線形タイプのモータを含むことができる。モータは、電気、内燃機関、空気圧、および／または油圧源を介するなど任意の数の手法で動力供給され得る。非限定の例として、モータは、サーボモータ、空気圧モータ、油圧モータ、蒸気機関、空気圧ピストン、油圧ピストン、および／または内燃エンジンを含むことができる。
【０１３５】
本説明および／または特許請求の範囲で使用される単数形「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」などが、特に明記しない限り、複数形も含むことに留意されたい。例えば、本明細書および／または特許請求の範囲が「ａ  ｄｅｖｉｃｅ」または「ｔｈｅ  ｄｅｖｉｃｅ」を意味する場合、これが１つまたは複数のこのようなｄｅｖｉｃｅを含む。
【０１３６】
示される実施形態を読者が理解するのを補助することを目的として、本明細書では、単に読者の利便性のために、「上方」、「下方」、「頂部」、「底部」、「側方」、「長手方向」、「径方向」、「円周方向」などの方向の単語が使用されるが、任意の形でこれらの方向の単語を使用することが、説明される、示される、および／または特許請求される特徴を特定の方向および／または向きのみに限定することを意図されない、ということに留意されたい。
【０１３７】
図面および上記の記述において本発明を詳細に示して説明してきたが、本発明がその性質として例示的であり、限定的ではないとみなされ、ここでは、好適な実施形態のみが示されて説明されてきたこと、ならびに以下の特許請求の範囲によって定義される本発明の精神の範囲内にあるすべての変更形態、均等物、および修正形態が保護されることが所望されること、を理解されたい。本明細書で引用されるすべての刊行物、特許、および特許出願は、各々の個別の刊行物、特許、または特許出願が参照により組み込まれることが具体的にかつ個別に示されておりまたさらにはその全体が本明細書に記載されることと同じようなものとして、参照により本明細書に組み込まれる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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【図６４】
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【図６５】
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【図６６】
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【図６７】
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【図６８】
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【図６９】
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【図７０】
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【図７１】
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【図７２】
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【国際調査報告】
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