(57)【要約】  本開示は、自律移動搬送ロボット及びそのチャック並びに作動機構に関し、前記チャック（４）は、チャック本体（４１）と弾性挟持部材とを備え、前記チャック本体（４１）には対象物（４００）用の支持台（４１１）及び前記支持台（４１１）より高いボス（４１２）が設けられ、前記弾性挟持部材は、前記ボス（４１２）に固定して接続される近端と該近端に対向する遠端とを有し、該遠端は、対象物（４００）に当接し、前記支持台（４１１）に嵌合して、前記対象物（４００）を解放可能に挟持する。本開示により提供される自律移動搬送ロボット用チャックは、対象物を挟持・解放することに用いられる。【選択図】図１４
2021519701.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ジグ（４）は、ジグ本体（４１）と弾性挟持部材とを備え、前記ジグ本体（４１）には、対象物（４００）用の支持台（４１１）と前記支持台（４１１）より高いボス（４１２）が設けられ、弾性挟持部材は、前記ボス（４１２）に固定して接続される近端と、該近端に対向する遠端とを有し、該遠端は、対象物（４００）に当接し、前記支持台（４１１）に嵌合して、前記対象物（４００）を解放可能に挟持することに用いられる、ことを特徴とする自律移動搬送ロボットのチャック。
【請求項２】
前記弾性挟持部材は、第１の弾性挟持部材（４２１）を備え、該第１の弾性挟持部材（４２１）は、前記ボス（４１２）に固定される第１の近端（４２１１）と、該第１の近端（４２１１）に対向する第１の遠端（４２１２）とを有し、該第１の遠端は、前記支持台（４１１）の上方まで延びて弾性挟持部を形成し、該弾性挟持部と前記支持台（４１１）との間には、前記対象物（４００）用の挟持空間が画定されており、前記弾性挟持部は、前記対象物（４００）へ前記支持台（４１１）向きの弾性締付力を提供し、
任意的には、前記第１の遠端（４２１２）の端部（４２１３）は、前記支持台（４１１）と離れる方向へ屈曲し、前記対象物（４００）が前記挟持空間に入るように案内することに用いられる、ことを特徴とする請求項１に記載のチャック。
【請求項３】
前記支持台（４１１）には、弾性材料で製造された第１のクッション（４３１）が設けられ、任意的には、該第１のクッション（４３１）は、前記挟持空間の中間に間隔をおいて２つ設けられる、ことを特徴とする請求項２に記載のチャック。
【請求項４】
前記弾性挟持部材は、第２の弾性挟持部材（４２２）を備え、前記ジグ本体（４１）は、前記支持台（４１１）と前記ボス（４１２）との間に鈎状溝（４１３）が設けられ、前記第２の弾性挟持部材（４２２）が前記鈎状溝（４１３）に設けられ、前記第２の弾性挟持部材（４２２）は、前記ボス（４１２）の側壁に固定される第２の近端（４２２１）と、該第２の近端（４２２１）に対向する第２の遠端（４２２２）とを有し、該第２の遠端（４２２２）は、前記対象物（４００）に当接し、前記対象物（４００）へ外向きの弾性締付力を提供することに用いられ、任意的には、前記第２の遠端（４２２２）の端部が折り畳まれ、かつ屈曲部が外向きである、ことを特徴とする請求項１に記載のチャック。
【請求項５】
前記ボス（４１２）の側壁には、弾性材料で製造された第２のクッション（４３２）が接続され、任意的には、該第２のクッション（４３２）は、前記ボス（４１２）の側壁に間隔をおいて２つ設けられる、ことを特徴とする請求項４に記載のチャック。
【請求項６】
前記ジグ（４）は、前記対象物（４００）におけるマークと揃う位置決め具（４４）を備え、該位置決め具（４４）は、前記ボス（４１２）に伸縮可能に接続され、前記位置決め具（４４）の端部には位置合わせセンサが設けられ、前記位置合わせセンサは、前記位置決め具（４４）の端部が前記マークに位置合わせされる場合、確認信号を発出し、そうでない場合は、警報信号を発出し、前記ボス（４１２）には、近接センサ（４５）が設けられ、前記位置決め具（４４）が縮んで前記近接センサ（４５）に近接するとき、前記近接センサ（４５）が確認信号を発出する、ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のチャック。
【請求項７】
前記ジグ（４）は、前記ボス（４１２）の上方において前記ボス（４１２）に固定して接続されるシールプレート（４６）をさらに備え、前記ジグ（４）には、前記対象物（４００）が挟持位置にあることを指示するための第１の信号光源（４７）が設けられ、該第１の信号光源（４７）は、半透明材料で製造された前記シールプレート（４６）に設けられる、ことを特徴とする請求項１に記載のチャック。
【請求項８】
前記ジグ（４）は、自律移動搬送ボットのロボットアームに枢動接続される接続ブロック（４８）をさらに備え、前記ジグ本体（４１）が前記接続ブロック（４８）に固定して接続される、ことを特徴とする請求項１に記載のチャック。
【請求項９】
対となるマニピュレーターを備え、各々の前記マニピュレーターは、いずれも、ロボットアームと、請求項１〜８のいずれか１項に記載の自律移動搬送ロボットのチャックとを備え、該チャック（４）が前記ロボットアームの遠端に接続され、各対の前記マニピュレーターにおける前記チャック（４）が相互に協働することで前記対象物（４００）を挟持／解放し、任意的には、各対の前記マニピュレーターにおける２つのチャック（４）のうち、一方の前側に写真カメラ（４９１）が設けられ、他方の前側にフラッシュランプ（４９２）が設けられる、ことを特徴とする自律移動搬送ロボットの作動機構。
【請求項１０】
請求項９に記載の自律移動搬送ロボットのチャック機構を備える、ことを特徴とする自律移動搬送ロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、自動化移動搬送ロボットの技術分野に関し、具体的には、自律移動搬送ロボット用チャック、作動機構及び自律移動搬送ロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動誘導輸送車または無人搬送車は、車輪式移動を特徴とし、その移動領域にレール、ブラケットフレームなどの固定装置を敷設する必要がなく、場所、道路やスペースに制限されず、自動性と柔軟性の特徴を持っている。従って、自動化物流システムに幅広く応用されており、効率的、経済的、柔軟な無人化生産を実現する。
【０００３】
たとえば、半導体の生産システムでは、一般的に、シリコンウエハーが入れられたｆｏｕｐ（ｆｒｏｎｔ  ｏｐｅｎｉｎｇ  ｕｎｉｆｉｅｄ  ｐｏｄ、フロント・オープニング・ユニファイド・ポッド）を無人搬送車で輸送し、たとえば、機台から棚に搬送するか、または棚から機台に搬送するか、または１つの棚から他の棚に搬送する。
【０００４】
しかし、従来の無人搬送車は、通常、１回に１つのｆｏｕｐだけ搬送でき、かつ手動積卸しを必要とし、効率が十分に低い。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本開示は、対象物を挟持・解放するための自律移動搬送ロボット用チャック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】
【０００６】
上記目的を実現するために、本開示は、自律移動搬送ロボット用チャックを提供し、前記チャックは、チャック本体と弾性挟持部材とを備え、前記チャック本体には、対象物用の支持台及び前記支持台より高いボスが設けられ、前記弾性挟持部材は、前記ボスに固定して接続される近端と該近端に対向する遠端とを有し、該遠端は、対象物に当接し、前記支持台に嵌合して、前記対象物を解放可能に挟持する。
【０００７】
上記技術案に基づき、本開示は、自律移動搬送ロボット用作動機構をさらに提供し、前記作動機構は、対となるマニピュレーターを備え、各々の前記マニピュレーターは、いずれも、ロボットアームと、上記の自律移動搬送ロボット用チャックとを備え、該チャックが前記ロボットアームの遠端に接続され、各対の前記マニピュレーターにおける前記チャックが相互に協働することで、前記対象物を挟持／解放し、任意で、各対の前記マニピュレーターにおける２つのチャックのうち、一方の前側に写真カメラが設けられ、他方の前側にフラッシュランプが設けられる。
【０００８】
また、本開示は、上記の自律移動搬送ロボット用チャック機構を備える自律移動搬送ロボットをさらに提供する。
【発明の効果】
【０００９】
上記技術案を通じて、本開示により提供される自律移動搬送ロボット用チャックは、チャック本体を設けることによって対象物へ支持台を提供し、対象物を挟持するとき、対象物が支持台を介して支持され、弾性挟持部材の遠端が対象物に当接することで、対象物を支持台に保持し、それにより、対象物を挟持し、さらに対象物の移動を連動させることができる。対象物を解放する必要があるとき、チャックを直接離れさせることができ、対象物を離れさせるように、対象物を支持台から分離させ、弾性挟持部材が対象物に当接しなくなり、それにより、対象物を解放する。
【００１０】
本開示の他の特徴や利点については、以下の具体的な実施形態部分に詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
図面は、本開示への更なる理解を提供するために使用され、明細書の一部を構成する。以下の具体的な実施形態とともに、本開示を解釈するために使用されるが、本開示を制限するものを構成しない。
【００１２】
【図１】本開示の第１の態様の実施形態により提供される自律移動搬送ロボットの立体模式図である。
【図２】本開示の第１の態様の実施形態により提供される自律移動搬送ロボットの正面模式図である。
【図３】本開示の第１の態様の実施形態により提供される自律移動搬送ロボットの正面模式図であり、台座内の構造部材を示すために、スカート板を示していない。
【図４】本開示の第１の態様の実施形態により提供される自律移動搬送ロボットの側面模式図である。
【図５】本開示の第１の態様の実施形態により提供される自律移動搬送ロボットの側面模式図であり、台座内の構造部材を示すために、スカート板を示していない。
【図６】本開示の第１の態様の実施形態により提供される自律移動搬送ロボットの後面模式図である。
【図７】本開示の第１の態様の実施形態により提供される自律移動搬送ロボットの上面模式図である。
【図８】本開示の第２の態様の実施形態により提供される走行機構の立体模式図である。
【図９】本開示の第２の態様の実施形態により提供される走行機構の他の立体模式図である。
【図１０】本開示の第２の態様の実施形態により提供される走行機構の立体の他の模式図であり、該図には、従動輪が示されていない。
【図１１】本開示の第２の態様の実施形態により提供される走行機構における主動輪の立体模式図である。
【図１２】本開示の第３の態様の実施形態により提供されるロボットアームの立体模式図である。
【図１３】本開示の第３の態様の実施形態により提供されるロボットアームの他の立体模式図であり、該図において、アームセクションが中空であることを観察でき、かつ第２の駆動装置と第３の駆動装置を観察できる。
【図１４】本開示の第４の態様の実施形態により提供される自律移動搬送ロボット用ジグの立体模式図である。
【図１５】本開示の第４の態様の実施形態により提供される自律移動搬送ロボット用ジグの他の方向の立体模式図である。
【図１６】本開示の第４の態様の実施形態により提供される自律移動搬送ロボット用ジグの他の立体模式図であり、内部構造を示すために、該図にはシールプレートが示されていない。
【図１７】本開示の第４の態様の実施形態により提供される自律移動搬送ロボット用ジグの内部構造の上面模式図である。
【図１８】本開示の第５の態様の実施形態により提供される自律移動搬送ロボット用支持部材の立体模式図である。
【図１９】本開示の第５の態様の他の実施形態により提供される自律移動搬送ロボット用支持部材の立体模式図である。
【図２０】本開示の第５の態様の他の実施形態により提供される自律移動搬送ロボット用支持部材の立体模式図であり、内部構造を示すために、被覆板が省かれている。
【図２１】本開示の第６の態様の実施形態により提供される自律移動搬送ロボットの側面模式図である。
【図２２】本開示の第７の態様の実施形態により提供される自律移動搬送ロボットの立体模式図である。
【図２３】本開示の第７の態様の実施形態により提供される自律移動搬送ロボットのグリッパーの立体模式図である。
【図２４】本開示の第７の態様の実施形態により提供される自律移動搬送ロボットのグリッパーの他の方向の立体模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を組み合わせて、本開示の具体的な実施形態について詳細に説明する。ここで説明される具体的な実施形態は、本開示を説明・解釈するためにのみ使用され、本開示を制限するために使用されないことを理解されたい。
【００１４】
本開示では、理解の便宜上に、自律移動搬送ロボットが、それぞれ縦方向（Ｘ方向）、横方向（Ｙ方向）及び垂直方向（Ｚ方向）に対応する長さ、幅及び高さを有すると定義し、逆の説明をしない場合、使用する位置の単語、例えば「上、下」、「左、右」、「前、後」は、通常、垂直方向における「上、下」、横方向における「左、右」、縦方向における「前、後」を意味し、「内、外」は、対応する部材の輪郭に対する内、外を意味し、「遠、近」は、ある部材または構造の距離上の遠、近を意味する。なお、本開示に使用される用語「第１」、「第２」、「第３」、「第４」などは、１つの要素を別の要素を区別するためのものにすぎず、順序性や重要性がない。
【００１５】
片側搭載式ダブルアーム型自律移動搬送ロボット
本開示の第１の態様によれば、片側搭載式ダブルアーム型自律移動搬送ロボットが提供され、図１〜図７は、１つの実施形態を示す。図１に示すように、前記片側搭載式ダブルアーム型自律移動搬送ロボット１００は、台座１１、及び前記台座１１に固定されかつ垂直方向に上向きに延びている縦板１２を備える本体と、前記台座１１に取り付けられる主動輪及び従動輪を備える走行機構２と、２つのマニピュレーターを備え、各々のマニピュレーターは、近端が前記縦板１２に接続されるロボットアーム３、及び前記ロボットアーム３の遠端に枢動接続されるジグ４を備え、前記ロボットアーム３は、前記ジグ４が所望の位置に到達できるように設けられ、２つの前記マニピュレーターは、相互に協働して移動するように設けられ、２つの前記ジグ４によって対象物４００をクランプ／解放する作動機構と、前記対象物４００を搭載するための複数の板状の搭載部材５を備え、複数の前記搭載部材５が前記縦板１２の同一側に固定され（前側、または後側、図１〜図７に示す実施形態では、搭載部材５がいずれも縦板１２の前側に固定されるが、他の実施形態では、搭載部材５がいずれも縦板１２の後側に固定されてもよい）、かつ垂直方向に間隔をおいて設けられる搭載機構と、前記走行機構の走行／停止と曲がりを制御し、及び前記マニピュレーターの前記動きを制御するための制御システムとを備える。
【００１６】
上記技術案を通じて、本開示の第１の側面により提供される自律移動搬送ロボットは、１回に複数の対象物４００を搬送することができる。その稼動プロセスは、具体的には以下のおりである。まず、空いている自律移動搬送ロボットは、対象物４００を収納する第１の位置に走行させるように走行機構２を制御システムによって制御し、その後、ジグ４の姿態（それ自体の枢動軸を回る回転角度）とロボットアーム３の動きを制御システムによって制御し、ジグ４を所望の位置まで送って、ロボットアーム３の動きにより、ジグ４で対象物４００を挟持し、その後、ロボットアーム３の動きを制御することによって、挟持した対象物４００を搭載機構の１つの搭載部材５に置き、それにより、１つの対象物４００の「積み」を完了する。その後、全ての搭載部材５にいずれも対象物４００を置くまで、上記稼動プロセスを繰り返すことができる。その後、走行機構２を制御することで、自律移動搬送ロボット全体が対象物４００を輸送すべき第２の位置に前進し、マニピュレーターによって順に対象物４００を対応する搭載部材５から挟持して第２の位置の対応する置き位置まで送り、対象物４００の「卸し」を実現する。このプロセスにおいて、マニピュレーターが容易に作動するために、走行機構２を制御することで自律移動搬送ロボットの位置を変更することができる。以上の説明を通して、本開示により提供される自律移動搬送ロボットは、手動で積卸しすることなく、対象物４００の自動化搬送を実現することができ、かつ１回に複数の対象物４００を運搬でき、生産リズムと稼動効率を効果的に向上させる。なお、複数の支持部材５を垂直方向に順に配置することで台座１１の上部空間を効果的に利用でき、自律移動搬送ロボットのコンパクト化を実現することに寄与し、広い応用範囲と高い敏捷性を持っている。
【００１７】
本開示により提供される自律移動搬送ロボットは、無人化生産職場に応用でき、たとえば、シリコンウエハーの生産職場に応用でき、対象物４００は、シリコンウエハーが入れられたｆｏｕｐボックスであり、中央制御によって命令を自律移動搬送ロボットに発行し、ｆｏｕｐボックスを棚、機台５００、及び倉庫貯蔵位置の間で搬送することができる。
【００１８】
台座１１は、走行機構を取り付けるための底板１１１を備えることができ、また、縦板１２の下端は底板１１１に固定することができる。なお、本開示により提供される自律移動搬送ロボットは、各電力消費部材に給電できるように、それ自体が電源を持つ必要がある。従って、自律移動搬送ロボットは、底板１１１に設けられる電源をさらに備え、美観性のために、台座１１には、垂直方向に延びており、底板１１１の外周に囲まれて、電源とワイヤーなどに置き空間を提供するスカート板１１２がさらに設けられる。なお、本体は、縦板１２と密閉空間をなすケーシング１３をさらに備えることができ、ケーシング１３にはマンマシンインタラクション操作コンソール、たとえば操作パネル１４が設けられ（図６に示す）、該操作パネル１４は、容易にマンマシンインタラクション操作を行えるように、傾斜して設けられ（図４と図６に示す）、制御システムに属する。
【００１９】
本開示の第１の態様により提供される具体的な実施形態では、図３に示すように、「積む」とき、前記自律移動搬送ロボットと、対象物４００を置く棚との間の距離を検出するために、前記自律移動搬送ロボットの前側（及び／または後側）に位置し、前記自律移動搬送ロボットの横方向に間隔をおいて配置される２つの距離検出装置１１３が前記台座１１に設けられてもよい。前記距離検出装置１１３が前記制御システムに電気的に接続され、前記距離検出装置１１３の距離信号に基づき前記走行機構２を制御し、それにより、前記自律移動搬送ロボットを、前記対象物４００を収納するための棚に位置合わせし、ここでの「位置合わせ」は、自律移動搬送ロボットと棚を揃えるとして理解され得、対象物４００全体が対応する搭載部材５に並進でき、対象物４００の位置決め空き溝が以下に記載の搭載部材５における位置決め構造に嵌合できることを基準とする。前記距離検出装置１１３は、任意の適切な方式で構成されてもよく、たとえば、レーザーセンサとして構成されてもよい。
【００２０】
自律移動搬送ロボットの安全進行を確保するために、前記台座１１の前側と後側には、いずれも、前記制御システムに電気的に接続され、周囲障害物を検出するための第１の障害物回避センサ１１４ａが設けられてもよく、前記制御システムは、前記第１の障害物回避センサ１１４ａから発出された危険信号を受信すると、動きを停止させて警報を発出させるように前記走行機構２を制御し、該警報は、音声警報であってもよく、光警報であってもよく、たとえば、以下に記載の第１の信号光源によって赤色光を発出して警報する。
【００２１】
任意的には、前記第１の障害物回避センサ１１４ａの左側及び／または右側には、第１の障害物回避センサ１１４ａを補助して、検出範囲を増大させ、感度を高めるための第２の障害物回避センサ１１４ｂが設けられる。なお、トップ層の支持部材５には、自律移動搬送ロボットの上部に周囲障害物を検出し、第１の障害物回避センサ１１４ａを補助して、検出範囲を増大させ、感度を高めることに寄与する第３の障害物回避センサ５８がさらに設けられる。障害物回避センサは、障害物を検出すると、危険信号を発出し、制御システムは、該信号を受信した直後に、走行機構２の走行動作を停止し、警報を発出する。
【００２２】
自律移動搬送ロボットは左右並進しないため、前後方の障害物のみを検出すればよい。任意的には、図５に示すように、前記第１の障害物回避センサ１１４ａは、それぞれ前記自律移動搬送ロボットの前側と後側に位置し、前方（赤外線の伝搬方向に沿って、赤外線が後から前へ伝搬する）の扇形領域に対して拡散式検出を行う２つの赤外センサを備える。
【００２３】
なお、前記台座１１には、前記台座１１の外側に囲まれた２つの衝突防止ストリップ１１５が設けられてもよく、任意的には、前記衝突防止ストリップ１１５には、前記制御システムに電気的に接続される衝撃センサが設けられ、前記制御システムは、前記衝撃センサから発出された危険信号を受信すると、動きを停止させて警報を発出させするように前記走行機構２を制御し、緊急衝撃の場合に自律移動搬送ロボットの継続走行を防止する。
【００２４】
また、前記台座１１の下面には、前記制御システムに電気的に接続された底部カメラ１１６が設けられ（図７に示す）、底部カメラ１１６は、アンセンテッドナビゲーションにおいて地面特徴を取得し、以下に説明される双眼カメラ５７（最上層の支持部材５の側面に設けられ、自律移動搬送ロボットの前進方向の前方または後方に対応し、周囲環境特徴を取得することに用いられる）と協働して、自律移動搬送ロボットそれ自体を測位して、軌跡補償によって位置ずれを補正することに用いられる。前記台座１１の四隅には、いずれも、前記制御システムに電気的に接続される地面距離検出装置が設けられ、検出した距離情報を制御システムに送信し、制御システムは、該距離情報に基づき、前進前方の底面が平坦であるか否かを判断し、これに基づいて走行機構の走行を制御する。
【００２５】
走行機構は、任意の適切な方式で構成されてもよく、任意的には、前記走行機構構造は、本開示の第２の態様により提供される走行機構である。
【００２６】
従動輪は、任意の適切な方式で構成されてもよい。
【００２７】
マニピュレーターは、任意の適切な方式で構成されてもよく、任意的には、前記マニピュレーターにおけるロボットアームは、本開示の第３の態様により提供される自律移動搬送ロボット用ロボットアームとして構成されてもよく、マニピュレーターにおけるジグは、本開示の第４の態様により提供される自律移動搬送ロボット用ジグとして構成されてもよい。
【００２８】
搭載機構は、任意の適切な方式で構成されてもよく、任意的には、前記搭載機構における搭載部材は、本開示の第５の態様により提供される自律移動搬送ロボット用搭載部材として構成されてもよい。
【００２９】
以下、対応する図面を組み合わせて本開示について詳細に説明する。
【００３０】
走行機構
本開示の第２の態様によれば、走行機構が提供され、図８〜図１１に示すように、前記走行機構は、２つの前記主動輪２１と、少なくとも２つの前記従動輪とを備え、前記主動輪２１は、中心回転軸線を有し（主動輪２１が該中心回転軸線の周りを第１の方向に回転するときに前進すれば、逆方向に回転すると後進し、それにより、本開示の第１の態様により提供される自律移動搬送ロボットに該走行機構が設けられるとき、該中心回転軸線が上記自律移動搬送ロボットの横方向に平行である）、前記主動輪２１が前記台座１１にヒンジ連結され、前記台座１１と前記主動輪２１との間には弾性付勢部材が設けられ、該弾性付勢部材の第１端が前記台座１１を付勢し、前記弾性付勢部材の前記第１端に対向する第２端が前記主動輪２１を付勢することで、前記主動輪２１が前記中心回転軸線に平行な枢動軸線の周りを回転して、前記台座１１に対して上下移動できるようにする。
【００３１】
従来の四輪走行機構は、平坦でない地面を走行するとき、１つの主動輪が宙に浮くか、または４つの輪がいずれも着地するが、受力が均一でなく、即ち、地面への圧力が同じでない場合が生じ、この場合、各輪の地面との摩擦力が異なり、空回り現象が生じやすい結果、走行軌跡に影響を与えてしまう。
【００３２】
上記技術案を通じて、本開示により提供される走行機構は、弾性付勢部材が設けられることで、主動輪２１が枢動軸線の周りを回転するが、台座１１に対して上下移動するように駆動でき、主動輪２１の地面への圧力をリアルタイムに調整し、２つの主動輪２１と地面との間の摩擦力を確保し、空回り現象の発生を回避するか、または、２つの主動輪２１と地面との間の空回り程度がほぼ同じであることを確保し、実際の移動量を確保し、それにより、走行軌跡を確保する。
【００３３】
本開示により提供される具体的な実施形態では、主動輪２１は、任意の適切な方式で構成されてもよい。任意的には、図１１に示すように、前記主動輪２１は、取り付けブラケット２１１と、該取り付けブラケット２１１に固定される駆動モータ２１２と、該駆動モータ２１２の出力軸に固定される主動輪ローラ２１３とを備え、前記駆動モータ２１２は、該主動輪ローラ２１３が前記駆動モータ２１２の出力軸の軸線の周りを回転するように駆動し、前記取り付けブラケット２１１が前記台座１１に固定されるヒンジシート１１０に枢動軸２１４を介して接続され、枢動軸２１４は、任意の適切な方式で構成されてもよく、たとえば、図１１に示すように、一端がそれ自体のヘッド部を介して取り付けブラケット２１１に止められ、他端がストッパを介してヒンジシート１１０に止められ、たとえばクリップ２１５を介してヒンジシート１１０に止められるピン軸として構成されてもよい。前記弾性付勢部材の前記第２端が前記取り付けブラケット２１１を付勢する。１つのオプションとしては、前記弾性付勢部材は、バネ付きプランジャ２２として構成されてもよく、該バネ付きプランジャ２２は、前記台座１１に固定され、かつヘッド部が前記取り付けブラケット２１１に当接して前記第２端として機能する。また、十分な弾性付勢力を提供するために、各々の主動輪２１には、２つのバネ付きプランジャ２２が対応して設けられもよい。もう１つのオプションとしては、前記弾性付勢部材は、さらに、ディスクスプリングなどの類似した部材として構成されもよい。
【００３４】
任意的には、前記従動輪は、走行機構３６０が曲がることができるように、ユニバーサルホイール２３として構成されてもよい。任意的には、２つの前記主動輪２１の中心回転軸線が共線であり、前記従動輪セットは、２対の前記従動輪を備え、前記中心回転軸線の方向に、１対の前記従動輪が前記主動輪２１の一側に位置し、もう１対の前記従動輪が前記主動輪２１の他側に位置し、この配置によって、走行機構は前または後へ走行するとき、３６０°曲がることができる。任意的には、前記２対の前記従動輪が前記中心回転軸線に対して対称的に配置され、走行機構の重心を２つの主動輪２１の中心回転軸線の結ぶ線中心に位置させる。
【００３５】
本開示の第２の態様により提供される走行機構では、上記ユニバーサルホイールは、任意の適切な方式で構成されてもよい。
【００３６】
上記技術案に基づき、本開示の第２の態様は、自律移動搬送ロボットをさらに提供し、該自律移動搬送ロボットは、上記走行機構２を備えるので、同様に、上記利点を持っている。
【００３７】
ロボットアーム
本開示の第３の態様によれば、ロボットアームが提供され、図１２と図１３は、１つの具体的な実施形態を示す。図１２と図１３に示すように、前記ロボットアーム３は、伸縮アーム３１と、回転アーム３２と、駆動装置とを備える。前記回転アーム３２は、順にヒンジ連結される複数のアームセクションを備え、前記回転アーム３２の近端が前記伸縮アーム３１の遠端にヒンジ連結され、対象物４００を挟持／解放するように、前記回転アーム３２の遠端が挟持装置（たとえばジグ４またはグリッパー６）に枢動接続される。前記駆動装置は、前記伸縮アーム３１の横方向移動を駆動するための第１の駆動装置３３１と、前記アームセクションがそれ自体のヒンジ軸の周りを回転するように駆動するための第２の駆動装置３３２とを備え、前記アームセクションそれ自体のヒンジ軸は、相互に平行しかつ前記横方向に平行である。
【００３８】
上記技術案を通じて、本開示の第３の態様により提供されるロボットアームは、３つの互いに垂直な方向（即ちＸＹＺ方向）における自由度を有し、第１の駆動装置３３１によって伸縮アーム３１の横方向移動を駆動し、横方向（即ちＸ方向）における伸縮アーム３１と挟持位置の位置を調整でき、第２の駆動装置３３２を駆動することで、回転アーム３２のアームセクションがそれぞれのヒンジ軸の周りを回転するように駆動し、横方向に垂直な平面（即ちＸＺ平面）内の挟持位置の位置を調整でき、従って、本開示により提供されるロボットアームは、挟持装置を空間のある位置まで送ることができる。クランプすべき対象物４００の位置の、三次元空間内におけるＸ、Ｙ、Ｚ座標がロボットアームの原点位置に対して固定され、従って、第１の駆動装置３３１と第２の駆動装置３３２を駆動することで、前記対象物４００を挟持するために、挟持装置を挟持すべき位置に到達させることができる。その後、横方向における伸縮アーム３１の移動を駆動するまたはアームセクションがそれ自体のヒンジ軸の周りを回転するように駆動することで、挟持装置が挟持位置に到達し、前記対象物４００を挟持することができる。横方向における伸縮アーム３１の移動を駆動する及び／またはアームセクションがそれ自体のヒンジ軸の周りを回転するように駆動することで、対象物４００を目標位置に運搬することができ、その後、横方向における伸縮アーム３１の移動を駆動する及び／またはアームセクションがそれ自体のヒンジ軸の周りを回転するように駆動することで、挟持装置が対象物４００を解放するか、または、対象物４００を解放した後の挟持位置を対象物４００から離れさせ、次の対象物４００を挟持することができる。
【００３９】
以下、図１２と図１３を組み合わせて本開示の第３の態様により提供されるロボットアーム３について詳細に説明する。
【００４０】
本開示により提供される具体的な実施形態では、第１の駆動装置３３１は、任意の適切な方式で構成されてもよく、たとえば油圧シリンダまたはエアシリンダとして構成されてもよい。任意的には、前記第１の駆動装置３３１は、モータとして構成され、前記伸縮アーム３１が伝動構造を介して前記モータの出力軸に接続され、前記モータの出力軸の回転運動を前記横方向における前記伸縮アーム３１の直線運動に変換できる。
【００４１】
限られた空間を最適化に利用して、コンパクト化の目的を実現するために、前記モータとしては、中空軸モータを選択する。一方、伝動構造は、任意の適切な方式で構成されてもよく、たとえば、ラックピニオン伝動構造として構成されてもよい。任意的には、前記伝動構造は、ボールネジ伝動構造として構成され、相互に嵌合するネジロッド３４１とナットとを備え、図１２と図１３に示すように、前記ネジロッド３４１が固定座３４２を介して固定され、たとえば、ロボットアーム３が自律移動搬送ロボットに応用される場合、ネジロッド３４１が固定座３４２を介して自律移動搬送ロボットの前記本体（具体的に縦板１２）に固定され、前記ナットが前記中空軸モータの中空出力軸に固定され（当然ながら、中空出力軸に雌ねじが設けられてもよい）、前記中空軸モータが前記伸縮アーム３１に固定して接続される。それにより、中空出力軸がたとえば正転するとき、伸縮アームが第１の方向へ動くように連動し、中空出力軸がたとえば反転するとき、伸縮アームが前記第１の方向と反対の第２の方向へ動くように連動し、それにより、横方向における挟持位置の位置を調整する。
【００４２】
中空軸モータ、伸縮アーム３１、回転アーム３２、挟持位置、ひいては対象物４００の重量がすべてネジロッド３４１により負荷され、さらに、ネジロッド３４１が曲げなどの変形を生じ、ひいては、割れて正常稼動に影響を与えることを回避するために、前記中空軸モータが第１の固定板３５１に固定でき、前記伸縮アーム３１が第２の固定板３５２に固定でき、前記第１の固定板３５１と第２の固定板３５２がいずれもスライダ３６１に固定され、該スライダ３６１が、前記ロボットアーム３に設けられた装置に設けられた、前記横方向に延びている案内ロッド３６２に嵌合することで、伸縮アーム３１、回転アーム３２、挟持位置ひいては対象物４００が中空軸モータの回転とともに横方向に移動することができる。この場合、中空軸モータ、伸縮アーム３１、回転アーム３２、挟持位置ひいては対象物４００の重量がすべて第１の固定板３５１、第２の固定板３５２、スライダ３６１及び案内ロッド３６２の嵌合を介して前記装置に伝達して負荷される。図１７と図１８に示す具体的な実施形態では、案内ロッド３６２が自律移動搬送ロボットの縦板１２に設けられる。任意的には、前記伸縮アーム３１は、前記横方向に延びているとともに、容易に配線されるように中空である。
【００４３】
本開示により提供される具体的な実施形態では、第２の駆動装置３３２は、任意の適切な方式で構成されてもよく、たとえば、油圧シリンダまたはエアシリンダとして構成されてもよい。任意的には、前記第２の駆動装置３３２は、中空軸モータであってもよく、前記回転アーム３２は、第１のアームセクション３２１と第２のアームセクション３２２とを備え、人体の腕に類似した生体工学構造を取得し、図１２と図１３に示すように、前記第１のアームセクション３２１の近端と前記伸縮アーム３１が前記中空軸モータを介してヒンジ連結され、前記第１のアームセクション３２１の遠端と前記第２のアームセクション３２２の近端が前記第２の駆動装置３３２を介してヒンジ連結され、任意的には、前記アームセクションは、容易に配線されるように中空である。
【００４４】
任意的には、前記駆動装置は、前記挟持位置がそれ自体の枢動軸の周りを回転するように駆動するための第３の駆動装置３３３をさらに備え、前記挟持位置がそれ自体の枢動軸の周りを回転できて自体の姿態を調整するように、前記枢動軸が前記横方向に平行に設けられてもよい。本開示により提供される具体的な実施形態では、該第３の駆動装置３３３は、任意の適切な方式で構成されてもよく、たとえば、油圧シリンダまたはエアシリンダとして構成されてもよい。任意的には、前記第３の駆動装置３３３は、中空軸モータとして構成されてもよく、該中空軸モータは、前記回転アーム３２の遠端に設けられ（図１７と１８に示す実施形態では、第３の駆動装置３３３である中空軸モータが第２のアームセクション３２２の遠端に設けられる）、前記中空軸モータの中空軸が前記挟持位置に接続され、挟持位置が中空軸モータを介して回転アーム３２の遠端に枢動接続されるとして理解され得る。
【００４５】
上記技術案に基づき、本開示の第３の態様は、挟持位置と上記のロボットアーム３とを備え、前記挟持位置がロボットアーム３の遠端に枢動接続される作動機構をさらに提供する。また、本開示の第３の側面は、該作動機構が設けられる自律移動搬送ロボットをさらに提供する。
【００４６】
自律移動搬送ロボット用ジグ
本開示の第４の態様によれば、自律移動搬送ロボット用のジグ４が提供され、図１４〜図１７は、１つの実施形態を示す。前記ジグ４は、ジグ本体４１と弾性挟持部材とを備え、前記ジグ本体４１には、対象物４００用の支持台４１１と前記支持台４１１より高いボス４１２が設けられ、前記弾性挟持部材は、前記ボス４１２に固定して接続される近端と、該近端に対向する遠端とを有し、該遠端は、対象物４００に当接し、前記支持台４１１に嵌合して前記対象物４００を解放可能に挟持する。
【００４７】
上記技術案を通じて、本開示の第４の態様により提供される自律移動搬送ロボット用ジグ４は、ジグ本体４１を設けることによって対象物４００へ支持台４１１を提供し、対象物４００を挟持するとき、対象物４００が支持台４１１を介して支持され、弾性挟持部材の遠端が対象物４００に当接することで、対象物４００を支持台４１１に保持し、それにより、対象物４００を挟持し、さらに対象物４００の移動を連動することができる。対象物４００を解放する必要があるとき、ジグ４を直接離れさせることができ、対象物４００を離れさせるように、対象物４００を支持台４１１から分離させ、弾性挟持部材が対象物４００に当接しなくなり、それにより、対象物４００を解放する。
【００４８】
本開示により提供される具体的な実施形態では、弾性挟持部材は、任意の適切な方式で構成されてもよい。任意的には、前記弾性挟持部材は、第１の弾性挟持部材４２１を備え、該第１の弾性挟持部材４２１は、前記ボス４１２に固定される第１の近端４２１１と、該第１の近端４２１１に対向する第１の遠端４２１２とを有し、該第１の遠端４２１２は、前記支持台４１１の上方まで延びて弾性挟持部を形成し、該弾性挟持部と前記支持台４１１との間には、前記対象物４００用の挟持空間が画定されており、前記弾性挟持部は、前記支持台４１１への弾性締付力を前記対象物４００に提供する。前記第１の遠端４２１２の端部４２１３は、前記支持台４１１と離れる方向へ屈曲でき、前記対象物４００が前記挟持空間に入るように案内することに用いられる。
【００４９】
対象物４００が支持台４１１による集中応力を受けることを回避するために、任意的には、前記支持台４１１には、弾性材料で製造された第１のクッション４３１が設けられてもよい。任意的には、該第１のクッション４３１は、前記挟持空間の中間に間隔をおいて２つ設けられる。
【００５０】
本開示により提供される具体的な実施形態では、前記弾性挟持部材は、第２の弾性挟持部材４２２をさらに備えることができ、図１６と図１７に示すように、前記ジグ本体４１は、支持台４１１と前記ボス４１２との間に鈎状溝４１３が設けられ、前記第２の弾性挟持部材４２２が前記鈎状溝４１３に設けられ、前記第２の弾性挟持部材４２２は、前記ボス４１２の側壁に固定される第２の近端４２２１と、該第２の近端４２２１に対向する第２の遠端４２２２とを有し、該第２の遠端（４２２２）は、前記対象物４００に当接し、前記対象物４００へ外向きの弾性締付力を提供することができ、使用するとき、２つのジグ４を組み合わせて使用する必要があり、２つのジグ４は、対向する両側において対象物４００を挟持し、ジグ４の第２の遠端４２２２により提供された外向きの弾性締付力が両者の間に位置する対象物４００をちょうど締付ける。前記第２の遠端（４２２２）は、端部が折り畳まれ、かつ屈曲部が外向きであり、対象物４００に印加される集中応力を回避する。任意的には、２つのジグ４を使用して対象物４００を両者の間に締付ける場合、対象物４００がボス４１２による集中応力を受けることを回避するために、前記ボス４１２の側壁には、弾性材料で製造された第２のクッション４３２が接続されてもよく、該第２のクッション４３２は、前記ボス４１２の側壁に間隔をおいて２つ設けられてもよい。
【００５１】
本開示により提供される具体的な実施形態では、前記ジグ４は、前記対象物４００におけるマーク（たとえばノッチ構造）と揃う位置決め具４４を備えることができ、該位置決め具４４は、前記ボス４１２に伸縮可能に接続され、前記位置決め具４４の端部には位置合わせセンサ（たとえば光電センサ）が設けられ、前記位置合わせセンサは、前記位置決め具４４の端部が前記マークに位置合わせされるとき、確認信号を発出し、そうでない場合は、警報信号を発出し、前記ボス４１２には、近接センサ４５（たとえば光電センサ）が設けられ、前記位置決め具４４が縮んで前記近接センサ４５に近接するとき、前記近接センサ４５が確認信号を発出する。
【００５２】
任意的には、前記ジグ４は、前記ボス４１２の上方において前記ボス４１２に固定して接続されるシールプレート４６をさらに備え、前記ジグ４には、前記対象物４００が挟持位置にあることを指示するための第１の信号光源４７が設けられ、該第１の信号光源４７は、半透明材料で製造された前記シールプレート４６に設けられ、それにより、第１の信号光源４７から発出される光をシールプレート４６により環境に散乱することができ、ユーザが遠距離に観察できるようにする。
【００５３】
任意的には、前記ジグ４は、自律移動搬送ロボットのロボットアーム３に枢動接続される接続ブロック４８をさらに備えることができ、前記ジグ本体４１が前記接続ブロック４８に固定して接続される。第１の信号光源４７が該接続ブロック４８に固定することができ、シールプレート４６には、対応する収容孔が設けられ、ジグ本体４１を固定ブロック４８に接続するとき、ボス４１２に固定されるシールプレート４６が第１の信号光源４７を収容孔内にちょうど位置させる。
【００５４】
上記技術案に基づき、本開示の第４の態様は、自律移動搬送ロボット用作動機構をさらに提供し、該作動機構は、対となるマニピュレーターを備え、各々のマニピュレーターは、いずれもロボットアームと上記の自律移動搬送ロボット用ジグ４とを備え、該ジグ４が前記ロボットアームの遠端に接続され、各対のマニピュレーターにおける２つのジグ４が相互に協働することで対象物４００を挟持／解放する。
【００５５】
図１に示すように、各対のマニピュレーターでは、２つのジグ４が対向して設けられ、２つのジグ４が相互に接近するとき、対象物４００を挟持し、２つのジグ４が相互に離れるとき、対象物４００を解放する。
【００５６】
上記技術案に基づき、本開示の第４の態様により提供される自律移動搬送ロボット作動機構におけるマニピュレーターは、任意の適切な方式で構成されてもよく、たとえば、本開示の第３の態様により提供されるロボットアーム３として構成されてもよい。
【００５７】
任意的には、２つの前記マニピュレーターの２つの前記ジグ４の一方の前側には、写真カメラ４９１が設けられてもよく、２つの前記マニピュレーターの２つの前記ジグ４の他方の前側には、写真カメラ４９１に光を補うためのフラッシュランプ４９２が設けられもよい。対象物４００を挟持する前、写真カメラ４９１によって前方を写真撮りし、視覚特徴点を取得することができる。
【００５８】
なお、本開示の第４の態様は、本開示の第４の態様により提供される自律移動搬送ロボット作動機構を備える自律移動搬送ロボットをさらに提供する。
【００５９】
自律移動搬送ロボット用搭載部材
本開示の第５の態様によれば、自律移動搬送ロボット用搭載部材５が提供され、図１８〜図２０は、１つの実施形態を示す。図１８〜図２０に示すように、前記搭載部材５は、対象物４００を搭載するための搭載面を有する板状本体５１と、前記搭載面に固定され、前記対象物４００の位置決め孔溝に嵌合して、前記板状本体５１における前記対象物４００の移動を制限するための位置決め構造５２と、前記板状本体５１に固定されて、前記対象物４００の番号を読み取るためのＲＦＩＤアンテナ５３と、前記板状本体５１に固定されて、搭載部材５に対象物４００が置かれたか否かを検出するための対象物検出装置５４とを備える。
【００６０】
上記技術案を通じて、本開示の第５の態様により提供される搭載部材５は、対象物４００を搭載できるとともに、搭載する対象物４００の番号を把握でき、それにより、ユーザが該搭載部材５に搭載された対象物４００の情報を把握できるようにする。対象物４００が搭載面に置かれたとき、位置決め構造５２によって、対象物４００が外力の作用下で搭載面を滑ったり、ひいては、落ちることを防止でき、さらに、搭載面に置かれたいずれかの対象物４００の位置を一意にすることもでき、対象物４００の自動化積卸しに有利である。なお、対象物検出装置４５４によって、搭載部材５に対象物４００があるか否かを確認でき、一方では、対象物４００を繰り返して置くことを回避でき、他方では、該搭載部材５が空いているか否かを把握できる。
【００６１】
本開示により提供される具体的な実施形態では、位置決め構造５２は、任意の適切な方式で構成されてもよい。任意的には、図１８〜図２０に示すように、前記位置決め構造５２は、３つの位置決め柱として設けられ、３つの前記位置決め柱は、結ぶ線が三角形になるように配置される。前記対象物検出装置５４は、搭載面から突出する検出部を備え、前記対象物４００の位置決め孔溝が前記位置決め構造５２に嵌合するとき、該検出部が対象物４００の重力作用下で前記板状本体５１内に縮むことができ、前記対象物検出装置５４は、確認信号を発出して、前記対象物４００が前記搭載面に置かれたことを示す。
【００６２】
本開示により提供される具体的な実施形態では、ＲＦＩＤアンテナ５３は、任意の適切な方式で構成されてもよい。任意的には、図１８〜図２０に示すように、前記ＲＦＩＤアンテナ５３と前記対象物検出装置５４は、容易に配線されるように、隣接して設けられる。
【００６３】
本開示により提供される具体的な実施形態では、対象物検出装置５４は、任意の適切な方式で構成されてもよい。任意的には、前記対象物検出装置５４は、光電センサとして構成され、その動作原理は、対象物４００が前記搭載部材５に置かれたとき、前記対象物４００が前記光電センサを被覆し、前記光電センサが確認信号を発出することである。
【００６４】
本開示により提供される具体的な実施形態では、板状本体５１は、任意の適切な方式で構成されてもよい。任意的には、図１９と図２０に示すように、前記板状本体５１は、順に重なって接続される主板５１１と、中間層板５１２と、被覆板５１３とを備え、前記中間層板５１２には開孔５１２１が設けられ、前記開孔５１２１内に第２の信号光源５５が設けられ、該第２の信号光源５５は、それぞれ１つの稼働状態を指示する複数種の色の光を発出でき、たとえば、第２の信号光源５５は、警報を示す赤色光、正常を示す緑色光、電源不足を示す青色光などを発出することができる。ユーザが複数の角度と複数の位置から観察するように、前記被覆板５１３と前記中間層板５１２がいずれも半透明または透明材料で製造され、第２の信号光源５５から発出される光を周囲環境に散乱する。なお、前記被覆板５１３には、緊急場合に自律移動搬送ロボットの稼動を停止させる緊急停止ボタン５６が設けられる。
【００６５】
ユーザが第２の信号光源５５から発出される光を各角度と方位からいずれも観察できるように、前記第２の信号光源５５は、ストリップ状として構成されてもよく、かつ前記開孔５１２１内には、それぞれ前、後、左、右へ光を発出する４本の前記第２の信号光源５５が設けられ、第２の信号光源５５から発出される光を各方位と隅々に照射させる。
【００６６】
本開示により提供される具体的な実施形態では、前記被覆板５１３と前記中間層板５１２は、いずれもアクリルガラス材料で製造され、容易に加工でき、透光性が高く、衝撃に耐え、耐用であるなどの利点を持っている。
【００６７】
本開示により提供される具体的な実施形態では、前記搭載部材５には、たとえば、立体感がある１５０°被写界深度を取得できる双眼カメラ５７が設けられる。前記双眼カメラ５７は、前記板状本体５１に固定されてもよく、たとえば、板状本体５の側面に固定されてもよい。
【００６８】
任意的には、前記搭載部材５には、第３の障害物回避センサ５８が設けられ、該第３の障害物回避センサ５８は、前側に前記板状本体５１に固定されるとともに、２つ設けられ、前記双眼カメラ５７が２つの前記障害物回避センサ５８の間に位置する。
【００６９】
上記技術案に基づき、本開示の第５の態様は、本開示の第５の態様により提供される自律移動搬送ロボット用ジグを備える自律移動搬送ロボットをさらに提供する。
【００７０】
よって、本開示の第１の態様により提供される片側搭載式ダブルアーム型自律移動搬送ロボットを得ることができ、該片側搭載式ダブルアーム型自律移動搬送ロボットは、本開示の第２の態様により提供される走行機構と、本開示の第３の態様により提供されるロボットアーム３と、本開示の第４の態様により提供される自律移動搬送ロボット用ジグ４と、本開示の第５の態様により提供される自律移動搬送ロボット用搭載部材５とを備える。走行機構は、駆動モータ２１２が制御システムに電気的に接続され、制御システムによって駆動モータ２１２の回転を制御する。ロボットアーム３は、固定座３４２と案内ロッド３６２がケーシング１３に設けられ、縦板１２の一側に固定されてもよく、２つのロボットアーム３のネジロッド３４１が１つに合併されてもよく、即ち、固定座３４２が該ネジロッドの中間位置に固定され、左側のネジロッド部分が左側のロボットアームに用いられ、右側のネジロッド部分が右側のロボットアームに用いられる。中空軸モータとして構成される第１の駆動装置３３１、第２の駆動装置３３２及び第３の駆動装置３３３がいずれも制御システムに電気的に接続され、ジグ４が第３の駆動装置３３３である中空軸モータの中空軸に固定される。ジグ４における位置合わせセンサ、近接センサ４５、第１の信号光源４７、写真カメラ４９１及びフラッシュランプ４９２がいずれも制御システムに電気的に接続される。搭載部材５におけるＲＦＩＤアンテナ５３、対象物検出装置５４、第２の信号光源５５、緊急停止ボタン５６、双眼カメラ５７及び第３の障害物回避センサ５８がいずれも制御システムに電気的に接続される。該自律移動搬送ロボットには、自律移動搬送ロボットの縦方向に対して対称的に配置される２つのマニピュレーターが設けられる。該自律移動搬送ロボットには、３つの搭載部材５が設けられ、縦板１２の搭載部材５が設けられる一側を前、他側を後として定義する。最上方の搭載部材５は、図１９と図２０に示す実施形態で構成されており、下方の２つの搭載部材５は、図１８に示す実施形態で構成されており、つまり、最上方の搭載部材５のみには、第２の信号光源５５、緊急停止ボタン５６、双眼カメラ５７及び第３の障害物回避センサ５８が設けられ、最上方の搭載部材５の板状本体５１のみは、主板５１１、中間層板５１２及び被覆板５１３で構成される。以下、半導体工場の無人職場を稼働環境とし、対象物４００であるｆｏｕｐボックスを棚と機台との間で輸送することを稼動内容とし、図面と組み合わせて、この自律移動搬送ロボットの稼動プロセスについて詳細に説明する。
【００７１】
まず、空いている自律移動搬送ロボットは、命令を受信した後、走行機構が棚の前方に運転するように駆動し、このとき、自律移動搬送ロボットは、棚に面して立ち、左右両側の距離検出装置１１３によって棚との間の距離を検出し、該２つの距離を比較して、等しい場合は、自律移動搬送ロボットが棚に向かうことが示され、そうでない場合は、制御システムは、１つまたは２つの主動輪２１を回転制御し、棚に向うように自律移動搬送ロボットを調整する。その後、第２の駆動装置３３２が作動して、ジグ４を棚におけるクランプすべきｆｏｕｐボックスの前方に送り、このとき、ジグ４における写真カメラ４９１は、前方を写真撮りし、視覚特徴点を取得し、制御システムは、このときのジグ４の位置が位置合わせ位置にあるか否かを判断し、位置合わせ位置にある場合、２つのマニピュレーターの第２の駆動装置３３２は、回転アーム３２がヒンジ軸の周りを回転するように同期に駆動して、２つのジグ４をクランプすべき位置まで同期に前へ移動させ、即ち、それぞれｆｏｕｐボックスの両側に位置させる。そうでない場合、第１の駆動装置３３１を回転制御することで２つの伸縮アーム３１を同時に左または右へ移動させて、ジグ４を位置合わせ位置に到達させることができる。その後、２つのマニピュレーターの第１の駆動装置３３１が２つの伸縮アーム３１の相対運動を駆動するように制御して、２つのジグ４を相互に接近させ、ｆｏｕｐボックスの被挟持部分をジグ４の挟持空間に入れ、それぞれ第１の弾性挟持部材４２１により支持台４１１に保持する。ジグ４がｆｏｕｐボックスと接触するとき、位置決め具４４の端部がｆｏｕｐボックスにおけるマークに位置合わせされると、制御システムへ確認信号を発出し、制御ジグ４が引き続き相対運動し、２つのジグ４の第２の弾性挟持部材４２２が弾性変形し、ｆｏｕｐボックスの両側から対応する挟持力を提供し、位置決め具４４がｆｏｕｐボックスによる推力を受けて縮み、前記近接センサ４５に近接するとき、近接センサ４５が確認信号を発出して制御システムに送信し、制御システムは、動きを停止させるようにロボットアーム３を制御し、ジグ４は、停止し、その第１の信号光源４７が緑色光を発出して、該ｆｏｕｐボックスの挟持完了を示す。位置決め具４４の端部がｆｏｕｐボックスにおけるマークに位置合わせされていない場合、制御システムへ警報信号を発出し、制御システムは、動きを停止させるようにロボットアーム３を制御し、第１の信号光源４７が赤色光及び／または音声信号を発出するように制御し、ジグ４が正確に挟持できるようにｆｏｕｐボックスの位置を調整することをユーザに通知する。
【００７２】
ジグ４がｆｏｕｐボックスを挟持した後、制御システムは、ロボットアーム３の動きを制御して、挟持されたｆｏｕｐボックスをそのうちの１つの搭載部材５、たとえば、最下方の搭載部材５に配置する。対象物検出装置５４は、ｆｏｕｐボックスが搭載部材５に置かれたとき、ｆｏｕｐボックスの位置決め孔溝が位置決め構造５２に嵌合すると、確認信号を制御システムへ発出して、ｆｏｕｐボックスが該搭載部材５に置かれたことを示す。搭載部材５におけるＲＦＩＤアンテナ５３によって、該ｆｏｕｐボックスのＦＩＤコートを読み取ることができ、それにより、該搭載部材５に置かれたｆｏｕｐボックスの情報を把握する。
【００７３】
ここまでで、１つのｆｏｕｐボックスの積みを完了する。
【００７４】
これを繰り返して、前のｆｏｕｐボックスの積みを完了した後、制御システムは、走行機構を制御することで、自律移動搬送ロボットが、棚に位置した次に積込もうとするｆｏｕｐボックスまで走行して、該ｆｏｕｐボックスの積みを行うことができる。
【００７５】
いっぱい積んだ後、制御システムは、自律移動搬送ロボットが機台まで走行して卸すように制御する。走行中に、底部カメラ１１６により底板画像を撮影し、底板特徴を取得し、自律移動搬送ロボットの現在位置を決定し、位置がずれるとき、軌跡補償を行う。底板特徴を確認できないとき、双眼カメラ５７により環境画像を撮影し、ｓｌａｍアルゴリズムを通して、自律移動搬送ロボットの現在位置を決定することができる。走行中に、本開示の第２の態様により提供される走行機構を使用するので、２つの主動輪２１による地面への圧力を確保し、自律移動搬送ロボットの前進方向を確保することができる。地面距離検出装置により前方の道路状況を感知し、窪みまたは障害物を発見すれば、制御システムは、自律移動搬送ロボットが走行を停止して警報を発するように制御する。また、第１の障害物回避センサ１１４ａ及び／または第２の障害物回避センサ１１４ｂ及び／または第３の障害物回避センサ５８及び／または衝撃センサにより自律移動搬送ロボットの前進方向に障害物があることが検出されれば、制御システムは、自律移動搬送ロボットが直ちに走行を停止して警報を発するように制御する。また、搭載部材５におけるｆｏｕｐボックスが人により持ち去られた場合、制御システムは、対象物検出装置５４から信号を送信した後、自律移動搬送ロボットが直ちに走行を停止して警報を発するように制御する。
【００７６】
両側搭載式ダブルアーム型自律移動搬送ロボット：
本開示の第６の態様によれば、両側搭載式自律移動搬送ロボット２００が提供され、該自律移動搬送ロボットと本開示の第１の態様により提供される自律移動搬送ロボットとの相違点は、以下のとおりである。本開示の第６の態様により提供される両側搭載式自律移動搬送ロボットには、２つの前記縦板１２が設けられ、ケーシング１３は、２つの縦板１２の間に位置し、２つの縦板１２の互いに面する側面と密閉空間をなし、ロボットアーム３の第１の駆動装置３３１、ネジロッド３４１、固定座３４２などの構造が該密閉空間に設けられる。図２１に示すように、２つの縦板１２の外向きの２つの側面には、いずれも前記搭載部材５が固定され、同一側に位置する前記搭載部材５が垂直方向に間隔をおいて均一に設けられる。空間配置を配慮すると、本開示の第６の態様により提供される両側搭載式自律移動搬送ロボットには、操作パネル、即ちマンマシンインターフェースが設けられない。
【００７７】
本開示の第６の態様により提供される自律移動搬送ロボットは、１回に複数の対象物４００を搬送できる。その稼動プロセスは、具体的には以下のおりである。まず、空いている自律移動搬送ロボットは、対象物４００を収納する第１の位置に走行させるように走行機構２を制御システムによって制御し、その後、ジグ４の姿態（それ自体の枢動軸を回る回転角度）とロボットアーム３の動きを制御システムによって制御し、ジグ４を所望の位置まで送って、ロボットアーム３の動きにより、ジグ４で対象物４００を挟持し、その後、ロボットアーム３の動きを制御することによって、挟持した対象物４００を搭載機構の１つの搭載部材５に置き、それにより、１つの対象物４００の「積み」を完了する。その後、全ての搭載部材５にいずれも対象物４００を置くまで、上記稼動プロセスを繰り返すことができる。その後、走行機構２を制御することで、自律移動搬送ロボット全体が対象物４００を輸送すべき第２の位置に前進し、マニピュレーターによって順に対象物４００を対応する搭載部材５から挟持して第２の位置の対応する置き位置まで送り、対象物４００の「卸し」を実現する。このプロセスにおいて、マニピュレーターが容易に作動するために、走行機構２を制御することで自律移動搬送ロボットの位置を変更することができる。以上の説明を通して、本開示により提供される自律移動搬送ロボットは、手動で積卸しすることなく、対象物４００の自動化搬送を実現することができ、かつ１回に複数の対象物４００を運搬でき、生産サイクルと稼動効率を効果的に向上させる。なお、複数の支持部材５を垂直方向に順に設けることで、台座１１の上部空間を効果的に利用でき、自律移動搬送ロボットのコンパクト化を実現することに寄与し、広い応用範囲と高い敏捷性を持っている。
【００７８】
以上に基づき、本開示の第６の対応により提供される両側搭載式ダブルアーム型自律移動搬送ロボットを取得することができ、該両側搭載式ダブルアーム型自律移動搬送ロボットは、本開示の第２の態様により提供される走行機構と、本開示の第３の態様により提供されるロボットアーム３と、本開示の第４の態様により提供される自律移動搬送ロボット用ジグ４と、本開示の第５の態様により提供される自律移動搬送ロボット用搭載部材５とを備える。
【００７９】
該両側搭載式ダブルアーム型自律移動搬送ロボットと本開示の第１の態様により提供される片側搭載式ダブルアーム型自律移動搬送ロボットとの上記相違点により、稼動プロセスは、この点のみで相違し、即ち、ｆｏｕｐボックス（対象物４００）を積むとき、一側の搭載部材５にｆｏｕｐボックスがいっぱい積まれると、引き続き他側の搭載部材５にもいっぱい積む必要があり、卸しも同様である。なお、このような両側搭載式ダブルアーム型自律移動搬送ロボットの場合、縦方向におけるいずれかの方向を前方として定義することができる。
【００８０】
シングルアーム型自律移動搬送ロボット
本開示の第７の態様によれば、シングルアーム型自律移動搬送ロボット３００が提供され、該自律移動搬送ロボットと本開示の第１の態様により提供される自律移動搬送ロボットとの相違点は、以下のことであってもよい。本開示の第７の態様により提供される自律移動搬送ロボットには、１つのマニピュレーターのみが設けられ、図２２に示すように、前記マニピュレーターは、ロボットアーム３（該ロボットアーム３が本開示の第１の態様により提供される自律移動搬送ロボットにおけるロボットアーム３と同様であってもよい）と、ロボットアーム３の遠端に枢動接続され、対象物４００を把持／解放するためのグリッパー６（ジグ４ではない）とを備え、前記ロボットアーム３は、前記グリッパー６が所望の位置に到達するように、移動可能に設けられる。
【００８１】
上記相違点のほか、本開示の第７の態様により提供される自律移動搬送ロボットと本開示の第１の側面により提供される自律移動搬送ロボットとは、さらに、他の相違点を有してもよく、該相違点は、本開示の第６の側面により提供される自律移動搬送ロボットと本開示の第１の側面により提供される自律移動搬送ロボットとの相違点と同一であってもよく、即ち、本開示の第７の側面により提供される自律移動搬送ロボットには、２つの前記縦板１２が設けられ、ケーシング１３は、２つの縦板１２の間に位置し、２つの縦板１２の互いに面する側面と密閉空間をなし、ロボットアーム３の第１の駆動装置３３１、ネジロッド３４１、固定座３４２などの構造が該密閉空間に設けられる。図２１に示すように、２つの縦板１２の外向きの２つの側面には、いずれも前記搭載部材５が固定され、同一側に位置する前記搭載部材５が垂直方向に間隔をおいて均一に設けられる。空間配置を配慮すると、操作パネル、即ちマンマシンインターフェースが設けられなくなる。
【００８２】
上記技術案を通じて、本開示の第７の態様により提供される自律移動搬送ロボットは、１回に複数の対象物４００を搬送できる。その稼動プロセスは、具体的には以下のとおりである。まず、空いている自律移動搬送ロボットは、対象物４００を収納する第１の位置に走行させるように走行機構２を制御システムによって制御し、その後、グリッパー６の姿態（それ自体の枢動軸を回る回転角度）とロボットアーム３の動きを制御システムによって制御し、グリッパー６を所望の位置まで送って、対象物４００を把持し、その後、ロボットアーム３の動きを制御することによって、把持した対象物４００を搭載機構の１つの搭載部材５に置き、それにより、１つの対象物４００の「積み」を完了する。その後、全ての搭載部材５にいずれも対象物４００を置くまで、上記稼動プロセスを繰り返すことができる。その後、走行機構２を制御することで、自律移動搬送ロボット全体が対象物４００を輸送すべき第２の位置に前進し、マニピュレーターによって順に対象物４００を対応する搭載部材５から挟持して第２の位置の対応する置き位置まで送り、対象物４００の「卸し」を実現する。このプロセスにおいて、マニピュレーターが容易に作動するために、走行機構２を制御することで自律移動搬送ロボットの位置を変更することができる。以上の説明を通して、本開示により提供される自律移動搬送ロボットは、手動で積卸しすることなく、対象物４００の自動化搬送を実現することができ、かつ１回に複数の対象物４００を運搬でき、生産サイクルと稼動効率を効果的に向上させる。なお、複数の支持部材５を垂直方向に順に設けることで、台座１１の上部空間を効果的に利用でき、自律移動搬送ロボットのコンパクト化を実現することに寄与し、広い応用範囲と高い敏捷性を持っている。
【００８３】
グリッパー６は、任意の適切な方式で構成されてもよい。任意的には、図２３と図２４に示すように、前記グリッパー６は、グリッパー本体６１と、固定挟持部材６２と、可動挟持部材６３とを備え、前記固定挟持部材６２が前記グリッパー本体６１に固定され、前記可動挟持部材６３は、前記グリッパー本体６１に可動に接続され、前記固定挟持部材６２に接近したり離れたりすることができ、前記固定挟持部材６２に嵌合することで、前記対象物４００を把持・解放することを実現する。
【００８４】
任意的には、前記可動挟持部材６３は、前記グリッパー本体６１に摺動接続構造を介して接続され、固定挟持部材６２に接近したり離れたりする。本開示により提供される具体的な実施形態では、前記摺動接続構造は、任意の適切な方式で構成されてもよい。任意的には、前記摺動接続構造は、相互に嵌合するスライドレール６４１とシュート６４２とを備え、前記スライドレール６４１とシュート６４２の一方が前記グリッパー本体６１に設けられ、前記スライドレール６４１とシュート６４２の他方が前記可動挟持部材６３に設けられる。たとえば、前記スライドレール６４１が前記グリッパー本体６１に設けられる。シュート６４２がスライドレール６４１から離脱することを回避するために、前記シュート６４２は、アリ溝として構成されてもよい。
【００８５】
本開示により提供される具体的な実施形態では、前記可動挟持部材６３と前記グリッパー本体６１との間には、前記可動挟持部材６３を駆動して前記固定挟持部材６２に接近したり離れたりするように駆動するための駆動部材６５が設けられてもよい。駆動部材６５は、任意の適切な方式で構成されてもよく、任意的には、前記駆動部材６５は、シリンダ体が前記グリッパー本体６１に固定され、ピストンロッドの端部が前記可動挟持部材６３に固定されるエアシリンダとして構成される。ピストンロッドがシリンダ体から伸びだすとき、可動挟持部材６３が固定挟持部材６２から離れ、対象物４００を解放するように駆動する。ピストンロッドがシリンダ体内に縮むとき、可動挟持部材６３が固定挟持部材６２に接近し、対象物４００を把持するように駆動する。
【００８６】
本開示により提供される具体的な実施形態では、固定挟持部材６２は、任意の適切な方式で構成されてもよい。任意的には、前記固定挟持部材６２は、前記グリッパー本体６１に接続される固定接続部６２１と、固定挟持部６２２と、前記固定接続部６２１と前記固定挟持部６２２との間に接続される第１の中間接続部６２３とを備え、前記可動挟持部材６３は、前記グリッパー本体６１に接続される可動接続部６３１と、可動挟持部６３２と、前記可動接続部６３１と前記可動挟持部６３２との間に接続される第２の中間接続部６３３とを備え、前記第１の中間接続部６２３と前記第２の中間接続部６３３によって、前記固定接続部６２１及び前記可動接続部６３１と前記グリッパー本体６１との間に前記対象物４００用の挟持空間を有するようにし、前記固定挟持部６２２が前記可動挟持部６３２と互いに対向して延びており、対象物４００を支持することに用いられる。
【００８７】
なお、前記グリッパー６は、前記グリッパー本体６１が固定され、前記ロボットアーム３の遠端に枢動接続される関節ブロック６６をさらに備える。ロボットアーム３が本開示の第３の態様により提供されるマニピュレーターである場合、該関節ブロック６６が第３の駆動装置である中空軸モータの中空出力軸に固定される。
【００８８】
なお、本開示により提供される具体的な実施形態では、グリッパー６にも、本開示の第４の態様により提供されるジグ４と同様に、位置決め具、位置合わせセンサ、近接センサなどの構造が設けられてもよい。
【００８９】
以上に基づき、本開示の第７の態様により提供されるシングルアーム型自律移動搬送ロボットを取得することができ、該シングルアーム型自律移動搬送ロボットは、本開示の第２の態様により提供される走行機構と、本開示の第３の態様により提供されるロボットアーム３と、本開示の第５の態様により提供される自律移動搬送ロボット用搭載部材５とを備える。
【００９０】
該両側搭載式ダブルアーム型自律移動搬送ロボットと本開示の第１の態様により提供される片側搭載式ダブルアーム型自律移動搬送ロボットとの上記相違点により、稼動プロセスは、この点のみで相違し、即ち、ｆｏｕｐボックス（対象物４００）を積卸しする全過程において、１つのマニピュレーターを用い、かつ上記グリッパー６を用いてｆｏｕｐボックスを把持・解放する。なお、積むとき、一側の搭載部材５にｆｏｕｐボックスがいっぱい積まれると、引き続き他側の搭載部材５にもいっぱい積む必要があり、卸しも同様である。なお、この両側搭載式シングルアーム型自律移動搬送ロボットの場合、縦方向におけるいずれかの方向を前方として定義することができる。
【００９１】
以上は、本開示の好適な実施形態に過ぎず、本開示を制限するためのものではなく、本開示の精神と原則内に、行った任意の改定、等価置換、改良などは、いずれも本開示の保護範囲に含まれるべきである。
【符号の説明】
【００９２】
１００−片側搭載式ダブルアーム型自律移動搬送ロボット、２００−両側搭載式ダブルアーム型自律移動搬送ロボット、３００−シングルアーム型自律移動搬送ロボット、４００−対象物、５００  機台、
１１−台座、１１０−ヒンジシート、１１１−底板、１１２−スカート板、１１３−距離検出装置、１１４ａ−第１の障害物回避センサ、１１４ｂ−第２の障害物回避センサ、１１５−衝突防止ストリップ、１１６−底部カメラ、１２−縦板、１３−ケーシング、１４−操作パネル、
２−走行機構、２１−主動輪、２１１−取り付けブラケット、２１２−駆動モータ、２１３−主動輪ローラ、２１４−枢動軸、２１５−クリップ、２２−バネ付きプランジャ、２３−ユニバーサルホイール、
３−ロボットアーム、３１−伸縮アーム、３２−回転アーム、３２１−第１のアームセクション、３２２−第２のアームセクション、３３１−第１の駆動装置、３３２−第２の駆動装置、３３３−第３の駆動装置、３４１−ネジロッド、３４２−固定座、３５１−第１の固定板、３５２−第２の固定板、３６１−スライダ、３６２−案内ロッド、
４−ジグ、４１−ジグ本体、４１１−支持台、４１２−ボス、４１３−鈎状溝、４２１−第１の弾性挟持部材、４２１１−第１の近端、４２１２−第２の近端、４２１３−端部、４２２−第２の弾性挟持部材、４２２１  第２の近端、４２２２  第２の遠端、４３１−第１のクッション、４３２−第２のクッション、４４−位置決め具、４５−近接センサ、４６−シールプレート、４７−第１の信号光源、４８−接続ブロック、４９１−写真カメラ、４９２−フラッシュランプ、
５−搭載部材、５１−板状本体、５１１−主板、５１２−中間層板、５１２１−開孔、５１３−被覆板、５２−位置決め構造、５３−ＲＦＩＤアンテナ、５４−対象物検出装置、５５−第２の信号光源、５６−緊急停止ボタン、５７−双眼カメラ、５８−第３の障害物回避センサ、
６−グリッパー、６１  グリッパー本体、６２  固定挟持部材、６２１  固定接続部、６２２  固定挟持部、６２３  第１の中間接続部、６３  可動挟持部材、６３１  可動接続部、６３２  可動挟持部、６３３  第２の中間接続部、６４１  スライドレール、６４２  シュート、６５  駆動部材、６６  関節ブロック。
【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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【国際調査報告】
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