(57)【要約】  全方向移動台車（１００）であって、４つの転舵輪（１）と底板と駆動機構とを備え、底板が第1の底板（７）と第２の底板（８）とを含み、第１の底板（７）と第２の底板（８）には、それぞれ1つのベース（４）が対向して配置され、２つのベース（４）は、1つの回転軸（５）によって接続され、２つのベース（４）は、互いに前記回転軸（５）の回転軸線回りに回転し、４つの転舵輪（１）が第1の底板（７）と第2の底板（８）に2つずつ設けられ、第1の底板（７）における転舵輪（１）と回転軸（５）は三角構造を形成し、駆動機構が駆動モータ（３）と駆動軸（２）とを備え、対応する転舵輪（１）の行動を駆動し、同期又は非同期の回転を行うように、転舵輪（１）毎には一つの駆動軸（２）が接続され、駆動軸（２）毎には一つの駆動モータ（３）が接続され、第１の底板（７）には複数の支柱（９）が設けられ、支柱（９）の先端には荷物が載置されるためのトレイ（１２）が設けられている全方向移動台車。全方向移動台車は、全方向移動機能と走行安定性の向上を実現でき、スリップや揺れを防止できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
４つの転舵輪と底板と駆動機構とを備え、
前記底板が第１の底板と第２の底板とを含み、
前記第１の底板と前記第２の底板には、それぞれ１つのベースが対向して配置され、
前記２つのベースは、１つの回転軸によって固定接続され、
前記２つのベースは、前記回転軸に対して軸回りに回転し、
前記４つの転舵輪が前記第１の底板と前記第２の底板に２つずつ設けられ、
前記第１の底板における転舵輪と前記回転軸は三角構造を形成し、前記駆動機構が駆動モータと駆動軸とを備え、
前記対応する転舵輪の行動を駆動し、同期又は非同期の回転を行うように、前記転舵輪毎には一つの駆動軸が接続され、
前記駆動軸毎には一つの駆動モータが接続され、
前記第１の底板には複数の支柱が設けられ、
前記支柱の先端には荷物が載置されるためのトレイが設けられていることを特徴とする全方向移動台車。
【請求項２】
前記第１の底板には、ブラケットと、第１のカメラと、第２のカメラと、からなる撮影機構がさらに設けられており、
前記第１のカメラと前記第２のカメラはブラケットの両端に設置され、
前記第１のカメラは棚の底部の標識を撮影し、撮影結果に基づいて自動的に棚及び運搬貨物を探すために使用され、
前記第２のカメラは地面の標識又は地面の模様をスキャンし識別して、前記全方向移動台車の空間位置決めのキャリブレーションを行うために使用されることを特徴とする請求項１に記載の全方向移動台車。
【請求項３】
前記ブラケットは、第１の底板に垂直するリンクに接続して固定され、前記第２のカメラが撮影孔を通じて地面の標識または模様をスキャンし識別して前記全方向移動台車の空間位置決めのキャリブレーションを行うように、前記第１の底板に、前記第２のカメラに対応する位置に前記撮像孔が設けられることを特徴とする請求項２に記載の全方向移動台車。
【請求項４】
前記第１の底板と前記第２の底板の縁に複数の障害物回避モジュールが設けられ、前記全方向移動台車を制御して制動させるように、前記障害物回避モジュールにより前記全方向移動台車と障害物との距離を感知することを特徴とする請求項１に記載の全方向移動台車。
【請求項５】
前記第１の底板における前記支柱に背く側に一つの充電モジュールが設置され、台車の給電電源に接続されることで、前記給電電源が充電され、前記充電モジュールは、前記全方向移動台車が充電パイルに到着したときに自動的に充電されることを特徴とする請求項１に記載の全方向移動台車。
【請求項６】
前記支柱は、荷物を持ち上げて積み降ろしするための電動押しレバーであることを特徴とする請求項１に記載の全方向移動台車。
【請求項７】
プロセッサをさらに備え、
前記プロセッサは、一つの中央システムに接続され、前記中央システムからのスケジューリング指令を受信し、装置の状態を中央システムにフィードバックし、同時に前記障害物回避モジュールの感知信号と、給電電源の電力量情報及び撮影機構の撮影情報を受信し、分析処理した後に、駆動モーター毎に運行指令を送信することによって、対応する転舵輪の行動及び回転を制御し、充電指令を送信することによって、前記全方向移動台車が充電パイルに到着したときに充電されるように制御し、積み降ろし指令を送信することによって、電動押しレバーが荷物を持ち上げて積み降ろしを行うように制御することを特徴とする請求項２から請求項６のいずれか１項に記載の全方向移動台車。
【請求項８】
前記転舵輪がメカナムホイールであることを特徴とする請求項１に記載の全方向移動台車。
【請求項９】
前記メカナムホイールと前記駆動軸との接続位置に衝撃吸収構造が設けられて衝撃吸収を行うことを特徴とする請求項８に記載の全方向移動台車。
【請求項１０】
４つの転舵輪と底板と駆動機構とを備え、
前記底板が第１の底板と第２の底板とを含み、
前記第１の底板と前記第２の底板には、それぞれ１つのベースが対向して配置され、
前記２つのベースは１つの回転軸によって接続され、
前記２つのベースは、互いに前記回転軸の回転軸線回りに回転し、
前記４つの転舵輪が前記第１の底板と前記第２の底板に２つずつ設けられ、
前記第１の底板における転舵輪と回転軸は三角構造を形成し、前記駆動機構が駆動モータと駆動軸とを含み、対応する転舵輪の行動と回転を駆動するように、少なくとも２つの前記転舵輪はそれぞれ一つの駆動軸に接続し、
前記駆動軸は一つの駆動モータに接続し、
前記第１の底板には複数の支柱が設けられ、
前記支柱の先端にはトレイが設けられていることを特徴とする全方向移動台車。
【請求項１１】
前記第１の底板には、ブラケットと第１のカメラと第２のカメラとからなる撮影機構がさらに設けられており、
前記第１のカメラと前記第２のカメラはブラケットの両端に設置され、
前記第１のカメラは棚の底部の標識を撮影し、撮影結果に基づいて自動的に棚及び運搬貨物を探すために使用され、前記第２のカメラは地面の標識又は模様をスキャンし識別して、前記全方向移動台車の空間位置決めのキャリブレーションを行うために使用されることを特徴とする請求項１０に記載の全方向移動台車。
【請求項１２】
前記ブラケットは、前記第１の底板に垂直するリンクに接続して固定され、前記第２のカメラが撮像孔を通じて地面の標識または模様をスキャンし識別して前記全方向移動台車の空間位置決めのキャリブレーションを行うように、前記第１の底板に、前記第２のカメラに対応する位置に前記撮像孔が設けられることを特徴とする請求項１１に記載の全方向移動台車。
【請求項１３】
前記第1の底板と前記第２の底板の縁に複数の障害物回避モジュールが設けられ、前記全方向移動台車を制御して制動させるように、障害物回避モジュールにより前記全方向移動台車と障害物との距離を感知することを特徴とする請求項１０に記載の全方向移動台車。
【請求項１４】
前記第１の底板における前記支柱に背く側に１つの充電モジュールが設けられ、前記全方向移動台車の給電電源に接続されることによって、前記給電電源が充電され、前記充電モジュールは、前記全方向移動台車が充電パイルに到着したときに自動的に充電されることを特徴とする請求項１０に記載の全方向移動台車。
【請求項１５】
前記支柱は、荷物を持ち上げて積み降ろしするための電動押しレバーであることを特徴とする請求項１０に記載の全方向移動台車。
【請求項１６】
プロセッサをさらに備え、前記プロセッサは、一つの中央システムに接続され、前記中央システムからのスケジューリング指令を受信し、装置の状態を前記中央システムにフィードバックし、同時に前記障害物回避モジュールの感知信号、供電電源の電力量情報及び撮影機構の撮影情報を受信し、分析処理した後に、駆動モーター毎に運行指令を送信することによって、対応する転舵輪の行動と回転を制御し、充電指令を送信することによって、台車が充電パイルに到着した時に充電されるように制御し、積み降ろし指令を送信することによって、電動押しレバーが貨物を持ち上げて積み降ろしを行うように制御することを特徴とする請求項１１から請求項１５のいずれか1項に記載の全方向移動台車。
【請求項１７】
前記転舵輪がメカナムホイールであることを特徴とする請求項１０に記載の全方向移動台車。
【請求項１８】
前記メカナムホイールと前記駆動軸との接続位置に衝撃吸収構造を設けて衝撃吸収を行うことを特徴とする請求項１７に記載の全方向移動台車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は知能ロボットの技術分野に属し、具体的には全方向移動台車に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、多くの倉庫自動化の試みがあり、その中には自動化搬送機器（ＡＧＶ）が含まれており、「荷物が人に届く」モード、即ち、ロボットが保管エリアに入り、必要な棚を探し、仕分けワークステーションに送って出庫・入庫操作を完了することを実現している。
【０００３】
現在知られている搬送ロボットは主に両側の２つの駆動輪と周辺のいくつかの自在輪とを組合わせた方式で運行しており、この運動モードはロボットをその場で転向させることができるが、然し、欠点は次の通りである。
１．車輪は前後にしか運働できず、運働方向が９０度変わると、その場で９０度変わらなければならず、時間を無駄にする。
２．ロボットが横ずれした場合，ロボットは回転、差速運動などの複雑な方式で元の位置に調節しなければならず，同様に時間と柔軟性に問題がある。
【０００４】
現在では自由輪を用いた自動搬送ロボットの試みもいくつかあり、駆動輪としてメカナムホイールを採用し、各車輪と底板との間にバネを取り付けることによって、衝撃吸収機能を実現することが多い。この構造の問題点は次のとおりである。
１．取り付けなければならないバネの数量が比較的に多くて、取り付けプログラムが復雑で、取り付け部品の数が多くて、しかも各バネの圧縮量が一致するように制御することが難しくて、各車輪に力の分布が不均一で、よくスリップを防止できない。
２．バネ構造は、ロボットが加速減速する時に、圧縮反発の過程を繰り返して、ロボットの往復揺れ、つまり「うなずき」という現象を引き起こし、深刻な時にひいては運搬貨物を落下させることがある。
【発明の概要】
【０００５】
本発明は、上記の欠点を解決するために、以下の技術方案を提出する。
４つの転舵輪と底板と駆動機構とを備える全方向移動台車であって、底板が第１の底板と第２の底板とを含み、第１の底板と第２の底板には、それぞれ１つのベースが対向して配置され、２つのベースは、１つの回転軸によって固定接続され、２つのベースは、回転軸に対して軸回りに回転し、４つの転舵輪が第1の底板と第２の底板に２つずつ設けられ、第１の底板における転舵輪と回転軸は三角構造を形成し、駆動機構が駆動モータと駆動軸とを備え、対応する転舵輪の行動を駆動し、同期又は非同期の回転を行うように、転舵輪毎には一つの駆動軸が接続され、駆動軸毎には一つの駆動モータが接続され、前記第１の底板には複数の支柱が設けられ、支柱の先端には荷物が載置されるためのトレイが設けられている全方向移動台車。
【０００６】
その中でも、第１の底板には、ブラケットと、第１のカメラと、第２のカメラと、からなる撮影機構がさらに設けられており、第１のカメラと第２のカメラはブラケットの両端に設置され、第１のカメラは棚の底部の標識を撮影し、撮影結果に基づいて自動的に棚及び運搬貨物を探すために使用され、第２のカメラは地面の標識又は地面の模様をスキャンし識別して、台車の空間位置決めのキャリブレーションを行うために使用される。
【０００７】
その中でも、ブラケットは、第１の底板に垂直するリンクに接続して固定され、前記第２のカメラが撮影孔を通じて地面の標識または模様をスキャンし識別して、台車の空間位置決めのキャリブレーションを行うように、前記第１の底板に、第２のカメラに対応する位置に前記撮像孔が設けられる。
【０００８】
その中でも、第１の底板と第２の底板の縁に複数の障害物回避モジュールが設けられ、台車を制御して制動させるように、障害物回避モジュールにより台車と障害物との距離を感知する。
【０００９】
その中でも、第１の底板における支柱に背く側に一つの充電モジュールが設置され、台車の給電電源に接続することで、給電電源が充電され、ワイヤレス充電モジュールは、台車が充電パイルに到着したときに自動的に充電される。
【００１０】
その中でも、支柱は荷物を持ち上げて積み降ろしするための電動押しレバーである。
【００１１】
その中でも、プロセッサをさらに備え、プロセッサは、一つの中央システムに接続され、中央システムからのスケジューリング指令を受信し、装置の状態を中央システムにフィードバックし、同時に障害物回避モジュールの感知信号と、給電電源の電力量情報及び撮影機構の撮影情報を受信し、分析処理した後に、駆動モーター毎に運行指令を送信することによって、対応する転舵輪の行動及び回転を制御し、充電指令を送信することによって、台車が充電パイルに到着した時に充電されるように制御し、積み降ろし指令を送信することによって、電動押しレバーが荷物を持ち上げて積み降ろしを行うように制御する。
【００１２】
その中でも、転舵輪がメカナムホイール（Ｍｅｃａｎｕｍ  Ｗｈｅｅｌ）である。
【００１３】
その中でも、メカナムホイールと駆動軸との接続位置に衝撃吸収を行うための衝撃吸収構造が設けられている。
【００１４】
先行技術と区別して、本発明では、４つの転舵輪と底板と駆動機構とを備える全方向移動台車であって、底板が第1の底板と第２の底板とを含み、第１の底板と第２の底板には、それぞれ１つのベースが対向して配置され、２つのベースは、１つの回転軸によって固定接続され、２つのベースは、回転軸に対して軸回りに回転し、４つの転舵輪が第１の底板と第２の底板に２つずつ設けられ、第１の底板における転舵輪と回転軸は三角構造を形成し、駆動機構が駆動モータと駆動軸とを備え、対応する転舵輪の行動を駆動し、同期又は非同期の回転を行うように、転舵輪毎には一つの駆動軸が接続され、駆動軸毎には一つの駆動モータが接続され、第１の底板には複数の支柱が設けられ、支柱の先端には荷物が載置されるためのトレイが設けられている全方向移動台車である。本発明によれば、ロボット台車の全方向移動機能と走行安定性の向上を実現でき、スリップや揺れを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明が提供する全方向移動台車の上面視における構造の概略図である。
【図２】本発明が提供する全方向移動台車の右面視における構造の概略図である。
【図３】本発明が提供する全方向移動台車の正面構造の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明を十分に理解し易くにするために、以下の説明において多くの具体的な詳細が説明される。しかしながら、本発明は、本明細書に記載されたものとは異なる多くの他の形態で実施することができ、当業者は、本発明の趣旨に反しない場合に類似の普及を行うことができ、したがって、本発明は、以下に開示される具体的な実施形態によって制限されない。
【００１７】
次に、本発明は、概略図を用いて詳細に説明され、本発明の実施形態を詳細に説明する際に、説明を容易にするために概略図は単なる実例であり、本発明によって保護される範囲を限定すべきではない。
【００１８】
図１を参照すると、図１は、本発明が提供する全方向移動台車の構造の概略図である。
この全方向移動台車１００は、４つの転舵輪１と、底板と、駆動機構とを備える。転舵輪１がメカナムホイールである。
【００１９】
駆動機構は、駆動モータ３と駆動軸２とを含み、転舵輪1毎には、一つの駆動軸２が接続され、駆動軸２を介して一つの駆動モータ３が接続され、駆動モータ３により対応する転舵輪１の行動を制御し、同期または非同期の回転を行う。底板は、第１の底板７と第２の底板８とを含み、底板毎には２つの転舵輪の車輪位置が平行に設置されることで転舵輪１が固定され、第１の底板７に２つの転舵輪１が設けられ、第２の底板８には他の２つの転舵輪１が設けられている。転舵輪１に接続された駆動モータ３は、第１の底板７及び第２の底板８に固定して配置されている。転舵輪１であるメカナムホイールが駆動軸２に接続される位置に衝撃吸収構造を設けることによって衝撃吸収を行う。第１の底板７と第２の底板８にそれぞれ１つのベース４を対向配置し、両底板に配置されたベース４を1つの回転軸５を介して接続し、ベース４を回転軸５に対して軸回りに回転可能とする。好ましくは、回転軸５に固定接続されるベアリングがベース４にそれぞれ設けられる。
【００２０】
メカナムホイールを使用する既知の方案では、いずれも地面貼りの問題を解決する必要があり、既知の方法は、車輪の取付箇所ごとに１つの衝撃吸収構造を追加することであり、この構造の欠点は次の通りである。
１．各衝撃吸収の前負荷を調整する必要があり、標準化が容易ではない。また、前負荷の不均一は、各メカナムホイールの接地力の不均一をもたらし、スリップを引き起こすこともある。
２．バネの収放の繰り返しのため、ロボットのうなずき現象を引き起こす。
【００２１】
本発明の設計の利点は、回転軸５と、第１の底板７に設けられた２つのメカナムホイール、第２の底板８に設けられた２つのメカナムホイールとは３つの支点を提供し、２つの三角構造を形成することである。
１．３点で平面を決めるので、この構造は重力の自然降下だけで台車の底板の接地効果を保証する。
２．この構造では、各メカナムホイールの接地力は均等に配分されており、設置の影響を受けない。
３．収放の繰り返しの構造ではないので、ロボットのうなずき現象が現れない。
【００２２】
第１の底板７と第２の底板８とにそれぞれ固定された２つのベース４には、回転軸５の両端がそれぞれ固定されており、回転軸５はその軸線回りにのみ回転可能である。台車が凹凸路面を通過する際には、１つまたは複数の転舵輪１が吊り下げられたり、持ち上げられたりし、その際に回転軸５がそれに応じて回転し、各転舵輪１が地面に密着してスリップを回避することができる。
バネ構造を采用していないので、台車は「うなずき」現象が発生しない。 
【００２３】
また、第１の底板７上には複数の支柱９がさらに設けられ、支柱９の先端には荷物を載置するためのトレイ１２が設けられている。
【００２４】
さらに、第１の底板７上にブラケット、第１のカメラ及び第２のカメラからなる撮影機構１１を設置し、第１のカメラ及び第２のカメラがブラケットの両端に設置され、撮影機構１１は、第１のカメラにより棚の底部に設置されたバーコード又は二次元コード等の標識をスキャンし、スキャンにより自動的に棚と貨物運搬とを探し、第２のカメラにより貨物倉庫に設置された地面標識を識別したり、地面模様を直接にスキャンしたりして台車の空間位置決めのキャリブレーションを行う。本発明では、第１のおよび第２のカメラの数は、１つまたは複数であってもよい。ブラケットは、第１の底板に垂直するリンクに接続して固定され、上記第１の底板には、第２のカメラに対応する位置に撮像孔が設けることで、上記第２のカメラが上記撮像孔を通じて地面の標識又は模様をスキャンし識別して、台車の空間位置決めのキャリブレーションを行うようになっている。リンクと、第１の底板及びブラケットとの間は、ねじによって固定接続されている。
【００２５】
さらに、第１の底板７及び第２の底板８の縁に複数の障害物回避モジュール６が設けられ、障害物回避モジュール６により台車と走行線路における障害物との間の距離を感知することによって台車を制動する。そして、第１の底板７における支柱９に背く側に自動充電モジュール１０が設けられ、台車の給電電源電力量が予め設定された電力量を下回った後、台車が貨物倉庫内に設けられた充電パイルに到着すると自動的に充電されるようにする。さらに、支柱９は電動押しレバーであり、電動駆動によりトレイ１２を持ち上げ、荷物を持ち上げて積み降ろしを行う。
【００２６】
さらに、中央システム（図示せず）に接続され、中央システムのスケジューリング指令を受信し、装置状態を中央システムにフィードバックし、障害物回避モジュール６の感知信号を受信して解析処理を行い、駆動モータ３に運行指令を送信して台車を制動するプロセッサ１３を備える。
【００２７】
例えば、プロセッサ１３が感知信号を受信した後、感知信号を分析し、対応する障害物回避モジュール６と障害物との間の距離を判断し、台車と障害物との間の距離が予め設定された距離閾値以下である場合には、駆動モータ３に運行指令を送信することによって、台車を減速または停止させるように制御し、また、プロセッサ１３は、台車の給電電源の電力量情報を受信し、電力量が予め設定された電力量閾値以下である場合には、中央システムに充電要求を送信し、指定された経路を受信した後に、駆動モータ３に充電指令を送信し、台車が充電パイルに到着した時に駐車して充電され、充電完了後に運行を継続し、プロセッサ１３は、カメラ撮影情報を受信し、指定された標識又は地面模様を撮影した後、駆動モータ３に座標キャリブレーション指令又は駐車指令を送信するとともに、支柱９である電動押しレバーに積み降ろし指令を送信し、電動押しレバーによりトレイ１２及び荷物が持ち上げられて積み降ろしをする。
【００２８】
また、プロセッサ１３は遠隔コンピュータ（図示せず）に接続し、各種指令を同時にコンピュータに送信することができ、コンピュータは各種指令を統計することにより、台車の運行時間、運搬回数、充電回数などの情報を確定し、台車の運行状況を統計し、台車の監視を実現する。
【００２９】
プロセッサ１３は台車の底板上に設置してもよく、導線を介して障害物回避モジュール６、駆動モーター３、支柱９及び台車の給電電源に接続して情報受信と指令伝送を行い、あるいは、プロセッサ１３は遠隔コンピュータであってもよく、障害物回避モジュール６、駆動モータ３、支柱９及び台車の給電電源に無線通信により接続して情報受信及び指令伝送を行う。
【００３０】
支柱９としての電働押しレバーは、電働押しレバーの上に取り付けられたトレイ１２を働かして棚を持ち上げたり下ろしたりする動作を完了し、車体の周囲にはそれぞれ障害物回避モジュール６が取り付けられており、運動方向に障害物があった場合には非常停止機能を実現することができ、台車の中心に撮影机構１１が取り付けられることによって、地面と棚の底部の２次元コードをスキャンして、ロボット自身の位置と棚の位置を確定して、自働的に棚を探して棚を運搬する機能を実現している。選択肢として、カメラは地面の模様を識別してもよく、これにより地面の２次元コードを識別する必要はない。台車の底部には自動充電モジュール１０が取り付けられており、台車を充電パイルに移動させて自動充電させることができ、倉庫内の全自動運行を実現することができる。
【００３１】
従来技術とは異なり、本発明の全方向移動台車は、４つの転舵輪と、底板と、駆動機構とを含み、底板は、第１の底板と第２の底板とを含み、第１の底板と第２の底板にそれぞれ１つのベースが対向して配置され、２つのベースは１つの回転軸によって固定接続され、２つのベースは回転軸に対して軸回りに回転し、４つの転舵輪は第１の底板と第２の底板に２つずつ設けられ、第１の底板における転舵輪と回転軸は三角構造を形成し、駆動機構は駆動モータと駆動軸とを含み、転舵輪毎には一つの駆動軸が接続され、各駆動軸毎には一つの駆動モータが接続され、対応する転舵輪の行動を駆動し、同期又は非同期の回転を行い、第１の底板に複数の支柱（例えば３本）が設けられ、支柱の先端に荷物が載置されるためのトレイを設けられる。本発明によれば、ロボット台車の全方向移動機能と走行安定性の向上とを実現することができ、スリップや揺れを防止することができる。
【００３２】
本発明は、好ましい実施形態で上記のように開示されているが、発明を限定するために使用されるものではなく、当業者は，本発明の精神から逸脱しない範囲で、上記開示された方法及び技術的内容を利用して、本発明の技術的解決手段に対して可能な変更及び修正を行うことができるので、本発明の技術的解決手段から逸脱していない内容であれば、本発明の技術的実体に基づいて上記実施例に対して行われたいかなる簡単な修正、均等な変更及び修飾も、本発明の技術的解決手段の保護範囲に属する。
【図１】
2021510135.tif 000003
【図２】
2021510135.tif 000004
【図３】
2021510135.tif 000005
【国際調査報告】
2021510135.tif 000006
2021510135.tif 000007
2021510135.tif 000008
2021510135.tif 000009
2021510135.tif 000010