(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動する移動台車と、
前記移動台車に搭載可能で特定の作業を行う第１の作業機構を具備した複数種類の第１の作業装置と、
を備え、
前記第１の作業装置の何れかが前記移動台車に搭載され、
前記移動台車は、
動力を発生させる第１の動力発生装置と、
前記第１の動力発生装置に接続可能で、前記第１の動力発生装置に接続された場合に前記第１の動力発生装置が発生させた動力によって自らの移動台車を走行させる走行機構と、
搭載している前記第１の作業装置に接続されるとともに前記第１の動力発生装置に接続可能で、前記第１の動力発生装置に接続された場合に前記第１の動力発生装置が発生させた動力を前記第１の作業機構に伝達することで前記第１の作業機構に作業を行わせる第１の動力伝達接続部と、
前記第１の動力発生装置との接続を、前記第１の動力伝達接続部または前記走行機構に切り替える第１の動力切替部と、
を有し、
前記第１の作業装置のそれぞれは、前記第１の動力伝達接続部に着脱可能な第１の動力入力部を有し、
前記第１の動力入力部は、前記第１の動力伝達接続部に取り付けられ且つ前記第１の動力伝達接続部が前記第１の動力発生装置に接続された場合に、前記第１の動力発生装置が発生させた動力を前記第１の作業機構に伝達することを特徴とする作業移動システム。
【請求項２】
前記第１の動力発生装置は、回転動力を発生させ、
前記第１の動力伝達接続部は、前記回転動力を前記第１の動力入力部に伝達し、
前記第１の動力入力部は、前記回転動力によって回転軸周りに回転する接合部と、弾性体と、前記第１の作業装置の何れかに接続され且つ前記接合部と歯車を介して接続可能な軸部とを含み、
前記接合部は、前記弾性体に対して独立して回転するとともに、前記弾性体によって前記第１の動力伝達接続部に向けて押し出される方向に力を与えられ、
前記第１の動力入力部の回転方向の位相と前記第１の動力伝達接続部の回転方向の位相とが特定の位相となった場合に、前記弾性体によって前記接合部が前記第１の動力伝達接続部に向かって押し出されることで、前記接合部と前記第１の動力伝達接続部とが接続される、
ことを特徴とする請求項１に記載の作業移動システム。
【請求項３】
前記接合部は、前記第１の動力伝達接続部に嵌め合せられる嵌合部を有し、
前記嵌合部は、前記回転軸に対して非軸対称に配置されている、
ことを特徴とする請求項２に記載の作業移動システム。
【請求項４】
前記接合部と前記第１の動力伝達接続部とは、磁気カップリングによって非接触結合をすることを特徴とする請求項２に記載の作業移動システム。
【請求項５】
前記第１の作業装置の何れかに搭載されるとともに特定の作業を行う第２の作業機構を具備した第２の作業装置をさらに備え、
前記移動台車は、
動力を発生させる第２の動力発生装置をさらに備え、
搭載している前記第１の作業装置に接続されるとともに前記第２の動力発生装置に接続可能で、前記第２の動力発生装置に接続された場合に前記第２の動力発生装置が発生させた動力を前記第１の作業機構に伝達する第２の動力伝達接続部と、
前記第２の動力発生装置との接続を、前記第２の動力伝達接続部または前記走行機構に切り替える第２の動力切替部と、
を有し、
前記第１の作業装置のそれぞれは、
前記第２の動力伝達接続部に着脱可能で、前記第２の動力伝達接続部に取り付けられ且つ前記第２の動力伝達接続部が前記第２の動力発生装置に接続された場合に、前記第２の動力発生装置が発生させた動力を伝達する第２の動力入力部と、
前記第２の作業装置に接続されるとともに前記第２の動力入力部からの動力を前記第２の作業機構に伝達することで前記第２の作業機構に作業を行わせる第３の動力伝達接続部と、
を有し、
前記第２の作業装置は、
前記第３の動力伝達接続部に着脱可能で、前記第３の動力伝達接続部に取り付けられ且つ前記第２の動力伝達接続部が前記第２の動力発生装置に接続された場合に、前記第２の動力発生装置が発生させて前記第２の動力入力部および前記第３の動力伝達接続部に伝達された動力を前記第２の作業機構に伝達する第３の動力入力部を有する、
ことを特徴とする請求項１から４の何れか１つに記載の作業移動システム。
【請求項６】
前記移動台車は、
搭載している前記第１の作業装置の形状に基づいて、前記移動台車に搭載している前記第１の作業装置の種類を判別し、判別した種類に基づいて、前記第１の動力発生装置を制御する判別装置をさらに有する、
ことを特徴とする請求項１から５の何れか１つに記載の作業移動システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動台車と作業装置とを備えた移動ロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
ロボットの１つに、移動可能な台車である移動台車と、種々の作業を行う作業装置とを備えた移動ロボットがある。このロボットでは、作業装置が移動台車に載せられており、移動台車が移動することによって作業装置が所望の位置まで移動させられ、この所望の位置で作業装置が作業を行う。特許文献１に記載のシステムは、移動台車に搭載されたロボットアームでワークを運んでいる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２６４０６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１の技術では、移動台車は、移動台車用の動力発生装置から出力される動力を用いて動作し、ロボットアームといった作業装置は、作業装置用の動力発生装置から出力される動力を用いて動作する。このように、上記特許文献１の技術では、移動台車を駆動するための動力発生装置と、作業装置を駆動するための動力発生装置と、を備える必要があるので、移動ロボットが大型化するという問題があった。【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、移動台車による移動と作業装置による作業とを小さな装置構成で実現できる移動ロボットを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の作業移動システムは、移動する移動台車と、移動台車に搭載可能で特定の作業を行う第１の作業機構を具備した複数種類の第１の作業装置と、を備える。第１の作業装置の何れかが移動台車に搭載される。移動台車は、動力を発生させる第１の動力発生装置と、第１の動力発生装置に接続可能で、第１の動力発生装置に接続された場合に第１の動力発生装置が発生させた動力によって自らの移動台車を走行させる走行機構とを有する。また、移動台車は、搭載している第１の作業装置に接続されるとともに第１の動力発生装置に接続可能で、第１の動力発生装置に接続された場合に第１の動力発生装置が発生させた動力を第１の作業機構に伝達することで第１の作業機構に作業を行わせる第１の動力伝達接続部と、第１の動力発生装置との接続を、第１の動力伝達接続部または走行機構に切り替える第１の動力切替部とを有する。第１の作業装置のそれぞれは、第１の動力伝達接続部に着脱可能な第１の動力入力部を有し、第１の動力入力部は、第１の動力伝達接続部に取り付けられ且つ第１の動力伝達接続部が第１の動力発生装置に接続された場合に、第１の動力発生装置が発生させた動力を第１の作業機構に伝達する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明にかかる移動ロボットは、移動台車による移動と作業装置による作業とを小さな装置構成で実現できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１にかかる移動ロボットの全体構成を示す斜視図
【図２】実施の形態１にかかる移動ロボットが備える移動台車の上面側の構成を説明するための図
【図３】実施の形態１にかかる移動ロボットが備える移動台車の底面側の構成を説明するための図
【図４】実施の形態１にかかる移動ロボットが備える作業装置の上面側の構成を説明するための図
【図５】実施の形態１にかかる移動ロボットが備える作業装置の底面側の構成を説明するための図
【図６】実施の形態１にかかる移動ロボットが備える動力伝達接続部および動力入力部の構成を示す図
【図７】図６に示す動力伝達接続部および動力入力部の接続状態を説明するための図
【図８】実施の形態１にかかる移動ロボットを備えた作業移動システムの構成を説明するための図
【図９】実施の形態１にかかる移動ロボットの第１段階の状態を示す図
【図１０】実施の形態１にかかる移動ロボットの第２段階の状態を示す図
【図１１】実施の形態１にかかる移動ロボットの第３段階の状態を示す図
【図１２】実施の形態１にかかる移動ロボットの第４段階の状態を示す図
【図１３】実施の形態２にかかる移動ロボットの構成例を示す斜視図
【図１４】実施の形態２にかかる移動ロボットが備える作業装置の上面側の構成を説明するための図
【図１５】実施の形態２にかかる移動ロボットが備える作業装置の底面側の構成を説明するための図
【図１６】実施の形態２にかかる移動ロボットが備える伸縮回転部の構成を示す図
【図１７】図１６に示した伸縮回転部が備える円筒部材の構成を示す図
【図１８】図１７に示した円筒部材の内部構成を説明するための図
【図１９】実施の形態２にかかる移動ロボットの動作を説明するための図
【図２０】実施の形態３にかかる移動ロボットの構成例を示す斜視図
【図２１】実施の形態３にかかる移動ロボットが備える昇降装置の上面側の構成を説明するための図
【図２２】実施の形態３にかかる移動ロボットが備える昇降装置の底面側の構成を説明するための図
【図２３】実施の形態３にかかる移動ロボットが備える昇降装置の別状態の上面側の構成を説明するための図
【図２４】実施の形態３にかかる移動ロボットが備える昇降装置の別状態の底面側の構成を説明するための図
【図２５】実施の形態３にかかる移動ロボットが備える伸縮回転部の全縮状態を示す図
【図２６】実施の形態３にかかる移動ロボットが備える伸縮回転部の全伸状態を示す図
【図２７】実施の形態３にかかる移動ロボットの第１段階の状態を示す図
【図２８】実施の形態３にかかる移動ロボットの第２段階の状態を示す図
【図２９】実施の形態３にかかる移動ロボットの第３段階の状態を示す図
【図３０】実施の形態３にかかる移動ロボットの第４段階の状態を示す図
【図３１】実施の形態４にかかる移動ロボットの構成例を示す斜視図
【図３２】実施の形態４にかかる移動ロボットが備える判別装置の配置位置を説明するための図
【図３３】実施の形態４にかかる移動ロボットが備える装置認識システムの構成を示す図
【図３４】図３３に示した装置認識システムの動作を説明するための図
【図３５】実施の形態５にかかる移動ロボットの構成例を示す斜視図
【図３６】実施の形態５にかかる移動ロボットが備える作業状態認識装置の配置位置を説明するための図
【図３７】実施の形態５にかかる移動ロボットが備える監視システムの構成例を示す斜視図
【図３８】図３７に示した監視システムの接続状態を説明するための図
【図３９】実施の形態６にかかる移動ロボットが備える動力入力部の構成を示す図
【図４０】図３９に示す動力入力部の接続状態を説明するための図
【図４１】実施の形態６にかかる移動ロボットが備える動力入力部の第１の状態を示す図
【図４２】実施の形態６にかかる移動ロボットが備える動力入力部の第２の状態を示す図
【図４３】実施の形態６にかかる移動ロボットが備える動力入力部の第３の状態を示す図
【図４４】実施の形態６にかかる移動ロボットが備える動力入力部の凸部の別構成例を示す図
【図４５】実施の形態６にかかる移動ロボットを備えた作業移動システムの構成を示す図
【図４６】図４５に示した作業移動システムの動作例を説明するための図
【図４７】実施の形態７にかかる移動ロボットが備える移動台車の構成を示す上面図
【図４８】実施の形態７にかかる移動ロボットが備える移動台車の構成を示す底面図
【図４９】実施の形態７にかかる移動ロボットが備える移動台車の別構成を示す上面図
【図５０】実施の形態７にかかる移動ロボットが備える移動台車の別構成を示す底面図
【図５１】実施の形態８にかかる移動ロボットにおける動力伝達経路の例を説明するための図
【図５２】図５１に示した動力統合部の構成例を説明するための図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本発明の実施の形態にかかる移動ロボットを図面に基づいて詳細に説明する。なお、これらの実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１０】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１にかかる移動ロボットの全体構成を示す斜視図である。以下の説明では、鉛直方向がＺ軸方向に平行であり、水平方向がＸＹ平面に平行である場合について説明する。
【００１１】
移動ロボット１は、例えば、無線通信などを介して送られてくる指示に従って走行する移動台車１１と、移動台車１１に搭載されるとともにワーク（被加工物）などへの特定の作業を行う作業装置１０１とを備えている。移動台車１１は、ＸＹ平面と平行な面内を走行する。
【００１２】
移動ロボット１は、移動台車１１を用いて作業位置まで移動し、この作業位置で作業装置１０１が作業を実行する。本実施の形態の移動ロボット１は、移動台車１１による走行動作と作業装置１０１による作業動作とを、共通の動力発生装置（動力源）からの動力によって実行する。例えば、移動台車１１に動力発生装置を配置することで、作業装置１０１を小型化および軽量化できる。これにより、移動ロボット１全体の低コスト化を図ることができる。
【００１３】
図２は、実施の形態１にかかる移動ロボットが備える移動台車の上面側の構成を説明するための図である。図３は、実施の形態１にかかる移動ロボットが備える移動台車の底面側の構成を説明するための図である。図４は、実施の形態１にかかる移動ロボットが備える作業装置の上面側の構成を説明するための図である。図５は、実施の形態１にかかる移動ロボットが備える作業装置の底面側の構成を説明するための図である。図６は、実施の形態１にかかる移動ロボットが備える動力伝達接続部および動力入力部の構成を示す図である。図７は、図６に示す動力伝達接続部および動力入力部の接続状態を説明するための図である。図２および図３では、移動台車１１の斜視図を示し、図４および図５では、作業装置１０１の斜視図を示し、図６および図７では、動力伝達接続部５１および動力入力部１１１の斜視図を示している。なお、図６では、動力伝達接続部５１の上面および動力入力部１１１の底面を見やすくするため、動力伝達接続部５１および動力入力部１１１をそれぞれ異なる方向から見た図で示している。
【００１４】
移動台車１１は、底面側に配置された円板状の部材である円板部材９２と、上面側に配置された円板状の部材である円板部材９１とを備えている。移動台車１１は、円板部材９２側に配置された、走行機構の一例である車輪２１，２２と、補助輪２３，２４と、動力発生装置３１，３２と、動力切替部４１，４２と、走行動作ブレーキ７１，７２と、作業動作ブレーキ７３，７４とを備えている。また、移動台車１１は、円板部材９１と円板部材９２との間に配置されたエネルギ貯蔵装置６１と、円板部材９１を貫通するよう配置された動力伝達接続部５１，５２とを備えている。
【００１５】
移動台車１１は、車輪２１，２２および補助輪２３，２４が回転することによって走行する。駆動装置である動力発生装置３１，３２は、移動ロボット１および車輪２１，２２を動作させるための動力を発生させる装置である。動力発生装置３１，３２の例は、モータである。
【００１６】
動力切替部４１，４２は、それぞれ動力発生装置３１，３２が発生させた動力の伝達先を切替える。動力切替部４１，４２は、それぞれ動力発生装置３１，３２が発生させた動力を、車輪２１，２２または動力伝達接続部５１，５２に、選択的に伝達可能なよう構成されている。すなわち、動力切替部４１は、動力発生装置３１が発生させた動力を車輪２１に伝達する際には車輪２１に接続し、動力発生装置３１が発生させた動力を動力伝達接続部５１に伝達する際には動力伝達接続部５１に接続する。また、動力切替部４２は、動力発生装置３２が発生させた動力を車輪２２に伝達する際には車輪２２に接続し、動力発生装置３２が発生させた動力を動力伝達接続部５２に伝達する際には動力伝達接続部５２に接続する。動力切替部４１，４２は、例えば、クラッチ機構を用いて動力の伝達先を切替える。
【００１７】
ここで、動力切替部４１の構成例について説明する。動力切替部４１は、２つの円柱部材を備えている。これらの円柱部材は、中心軸の位置に穴が設けられており、動力発生装置３１が備える回転軸が差し込まれている。動力切替部４１が備える第１の円柱部材には、ベルトがかけられており、ベルトを介して動力を動力伝達接続部５１に伝達可能となっている。また、動力切替部４１が備える第２の円柱部材には、ベルトがかけられており、ベルトを介して動力を車輪２１に伝達可能となっている。動力切替部４１は、動力伝達接続部５１に動力を伝達する際には、電磁石によって第１の円柱部材を、動力発生装置３１が備える回転軸に接続し、第１の円柱部材を回転させる。また、動力切替部４１は、車輪２１に動力を伝達する際には、電磁石によって第２の円柱部材を、動力発生装置３１が備える回転軸に接続し、第２の円柱部材を回転させる。動力切替部４２の構造は、動力切替部４１の構造と同様である。
【００１８】
円板部材９１には、挿入穴が設けられている。この挿入穴は、円板部材９１の上面および底面を貫通する穴である。円板部材９１の挿入穴には、動力伝達接続部５１，５２が挿入されている。
【００１９】
動力伝達接続部５１は、動力伝達接続部５１の回転部５１ｄが円板部材９２の底面側から突出するよう、回転部５１ｄが挿入穴に差し込まれている。また、動力伝達接続部５２は、動力伝達接続部５２の回転部５２ｄが円板部材９２の底面側から突出するよう、回転部５２ｄが挿入穴に差し込まれている。動力伝達接続部５１，５２は、動力発生装置３１，３２が発生させた動力を作業装置１０１に伝達する。すなわち、動力伝達接続部５１，５２は、移動台車１１の底面側で発生した動力を、作業装置１０１に伝達する。
【００２０】
動力伝達接続部５１，５２は、それぞれ円板状の部材である円板部５１ｂ，５２ｂを備えている。円板部５１ｂ，５２ｂには、それぞれ複数の貫通穴５１ａ，５２ａが設けられている。また、動力伝達接続部５１，５２は、円板部５１ｂ，５２ｂが配置される側とは反対側の端部に回転部５１ｄ，５２ｄを備えている。動力伝達接続部５１，５２は、同様の構成を有しているので、以下では動力伝達接続部５１の構成について説明する。
【００２１】
動力伝達接続部５１は、円板部５１ｂ、軸部５１ｃ、および回転部５１ｄを備えている。動力伝達接続部５１では、一方の端部（上部側）に円板部５１ｂが配置され、他方の端部（下部側）に回転部５１ｄが配置されている。そして、円板部５１ｂの底面と回転部５１ｄとが、Ｚ軸方向に延びる軸部５１ｃを介して接続されている。動力伝達接続部５１は、円板部５１ｂの上面と円板部材９１上面とが平行になるよう、円板部材９１の挿入穴に回転部５１ｄから差し込まれている。これにより、軸部５１ｃが移動台車１１の底面側に延び、回転部５１ｄが移動台車１１の底面側から突出する。
【００２２】
回転部５１ｄは、動力切替部４１を介して動力発生装置３１に接続可能となっている。回転部５１ｄは、動力切替部４１によって動力発生装置３１に接続されると、動力発生装置３１で発生した動力によってＺ軸方向を回転軸として回転する。これにより、軸部５１ｃおよび円板部５１ｂが、Ｚ軸方向を回転軸として回転する。このとき、円板部５１ｂは、円板部材９１の上面と同じ面内で回転する。
【００２３】
エネルギ貯蔵装置６１は、動力発生装置３１，３２の駆動に用いられるエネルギを貯蔵する装置である。エネルギ貯蔵装置６１の例は、電池である。移動ロボット１に配置されるエネルギ貯蔵装置６１は、複数個であってもよい。動力発生装置３１は、移動台車１１による走行動作と、作業装置１０１が備える作業機構による作業動作とを実行する際に、共通のエネルギ貯蔵装置６１からエネルギを取得する。また、動力発生装置３２は、移動台車１１による走行動作と、作業装置１０１による作業動作とを実行する際に、共通のエネルギ貯蔵装置６１からエネルギを取得する。
【００２４】
走行動作ブレーキ７１，７２は、移動台車１１を減速するためのブレーキである。走行動作ブレーキ７１は、車輪２１に力を与えることで車輪２１の回転動作を停止させ、走行動作ブレーキ７２は、車輪２２に力を与えることで車輪２２の回転動作を停止させる。
【００２５】
作業動作ブレーキ７３，７４は、動力伝達接続部５１，５２を減速するためのブレーキである。作業動作ブレーキ７３は、動力伝達接続部５１に接続された部材に力を加えることで動力伝達接続部５１の回転動作を停止させ、作業動作ブレーキ７４は、動力伝達接続部５２に接続された部材に力を加えることで動力伝達接続部５２の回転動作を停止させる。
【００２６】
作業装置１０１は、円板状の部材である円板部材９３を備えている。移動ロボット１では、移動台車１１が備える円板部材９１の上面と、作業装置１０１が備える円板部材９３の底面９３ｂとが対向するよう、作業装置１０１が移動台車１１に載せられている。すなわち、動力発生装置３１，３２およびエネルギ貯蔵装置６１は、移動台車１１と作業装置１０１との接続面よりも低い位置に搭載される。
【００２７】
作業装置１０１は、円板部材９３の上面９３ａ側に配置された、動力変換部１２１と、無限軌道装置１３１，１３２とを備えている。また、作業装置１０１は、円板部材９３に設けられた貫通穴に配置された動力入力部１１１を備えている。
【００２８】
無限軌道装置１３１，１３２は、ベルトを回転させることでベルトに載置されたワークを移動させる装置である。無限軌道装置１３１，１３２は、上面９３ａと平行な面内で特定方向（Ｘ軸方向）にワークを移動させる。
【００２９】
動力入力部１１１は、動力伝達接続部５１，５２に着脱可能となっている。動力入力部１１１は、動力発生装置３１，３２が発生させた動力を作業装置１０１側に入力する。動力入力部１１１は、円板部材９３を貫通するよう配置されている。動力入力部１１１は、一方の端部（下部側）に円板状の部材である円板部１１１ｂを備えている。円板部１１１ｂは、動力伝達接続部５１または動力伝達接続部５２に接続可能であり、動力伝達接続部５１または動力伝達接続部５２からの回転動力によって回転軸周りに回転する。円板部１１１ｂの底面には、複数の凸部１１１ａが設けられている。
【００３０】
各凸部１１１ａは、円板部１１１ｂの中心からの距離が同じで隣接する凸部１１１ａとの間の距離が等間隔となるよう、円板部１１１ｂの底面に配置されている。同様に、貫通穴５１ａは、円板部５１ｂの中心からの距離が同じで隣接する貫通穴５１ａとの間の距離が等間隔となるよう、円板部５１ｂの上面に配置されている。また、貫通穴５２ａは、円板部５２ｂの中心からの距離が同じで隣接する貫通穴５２ａとの間の距離が等間隔となるよう、円板部５２ｂの上面に配置されている。このように、各凸部１１１ａは、円板部１１１ｂの中心から同心円状に配置されており、貫通穴５１ａは、円板部５１ｂの中心から同心円状に配置されており、貫通穴５２ａは、円板部５２ｂの中心から同心円状に配置されている。
【００３１】
凸部１１１ａは、貫通穴５１ａの穴形状に適合する形である。凸部１１１ａは、例えば円柱状をなしている。また、凸部１１１ａは、貫通穴５１ａまたは貫通穴５２ａに挿入可能なサイズとなっている。すなわち、凸部１１１ａの直径は、貫通穴５１ａ，５２ａの直径よりも少しだけ大きい。凸部１１１ａが貫通穴５１ａまたは貫通穴５２ａの穴に嵌まり込むことによって、動力伝達接続部５１の回転動力を動力入力部１１１に伝達することが可能となる。
【００３２】
なお、凸部１１１ａの位置に貫通穴が配置され、貫通穴５１ａ，５２ａの位置に凸部が配置されてもよい。また、円板部５１ｂ，５２ｂは、貫通穴５１ａ，５２ａの代わりに凹部が設けられてもよい。
【００３３】
また、動力入力部１１１は、他方の端部（上部側）に、ねじ歯車（ウォーム）１１１ｄを備えている。ねじ歯車１１１ｄと円板部１１１ｂとは軸状の部材である軸部１１１ｃを介して接続されている。
【００３４】
移動ロボット１では、動力入力部１１１が、動力伝達接続部５１，５２の何れかに接続される。すなわち、移動ロボット１では、凸部１１１ａが貫通穴５１ａ，５２ａの何れかに噛み合わせられる。本実施の形態では、動力入力部１１１が、動力伝達接続部５１に接続される場合について説明する。
【００３５】
動力変換部１２１は、動力入力部１１１を介して伝達されてくる動力を無限軌道装置１３１，１３２に伝達する。動力変換部１２１は、歯車１２１ａおよび回転軸部１２１ｂを備えており、歯車１２１ａがねじ歯車１１１ｄと噛み合わせられている。すなわち、動力変換部１２１の歯車１２１ａと、ねじ歯車１１１ｄとは、ウォームギア機構として動作する。
【００３６】
ねじ歯車１１１ｄはＺ軸方向に平行な軸を回転軸として回転し、歯車１２１ａはＹ軸方向に平行な軸を回転軸として回転する。歯車１２１ａは、Ｙ軸方向に延びる回転軸部１２１ｂに接続されており、回転軸部１２１ｂは、無限軌道装置１３１，１３２のベルトを回転させるローラに接続されている。回転軸部１２１ｂは、歯車１２１ａとともにＹ軸方向に平行な軸を回転軸として回転し、無限軌道装置１３１，１３２のベルトを回転させるローラもＹ軸方向に平行な軸を回転軸として回転する。このローラの回転により無限軌道装置１３１，１３２のベルトが回転する。
【００３７】
図７に示すように、凸部１１１ａが貫通穴５１ａに噛み合わせられた状態で、動力伝達接続部５１が回転すると、動力入力部１１１が回転する。これにより、動力変換部１２１が回転し、無限軌道装置１３１，１３２のベルトが回転する。このように、動力発生装置３１が発生させた動力が動力変換部１２１を介して無限軌道装置１３１，１３２に伝達される。
【００３８】
なお、動力変換部１２１は、変速機の機能を備えていてもよい。この場合、動力変換部１２１は、動力入力部１１１から伝達される動力の動力特性を変更して作業装置１０１に作業を行わせる。すなわち、動力変換部１２１は、回転動力の回転数、およびトルクを任意の大きさに変更して無限軌道装置１３１，１３２に伝達することができる。
【００３９】
このように、動力伝達接続部５１と動力入力部１１１とが着脱可能となっているので、移動台車１１へは、作業装置１０１以外の作業装置を搭載することができる。この場合、移動台車１１に搭載される作業装置は、動力入力部１１１を有していればよい。移動台車１１へは、種々の作業装置を着脱できるので、移動ロボット１は、多種多様な作業を実現することができる。
【００４０】
仮に、作業装置が複数種類の作業機構を備えている場合に、１つの動力発生装置（駆動装置）からの動力の伝達経路を何れかの作業機構に切替える場合、移動ロボットの構成および制御が複雑化する。このため、作業の自由度が多い作業装置に対して動力の伝達経路を切替えることは困難である。
【００４１】
実施の形態１では、作業装置１０１が第１の作業装置であり、動力発生装置３１または動力発生装置３２が第１の動力発生装置である。また、動力伝達接続部５１または動力伝達接続部５２が、第１の動力伝達接続部であり、動力入力部１１１が第１の動力入力部であり、動力切替部４１または動力切替部４２が、第１の動力切替部である。また、無限軌道装置１３１，１３２および動力変換部１２１が、第１の作業機構である。
【００４２】
図８は、実施の形態１にかかる移動ロボットを備えた作業移動システムの構成を説明するための図である。作業移動システム１０は、移動ロボット１および管理システム２を備えている。移動ロボット１は、移動台車１１および作業装置１０１を有しており、移動台車１１が管理システム２に接続されている。
【００４３】
移動台車１１は、制御装置１２と、移動台車センサ１３と、動力切替部４１，４２と、動力発生装置３１，３２と、走行動作ブレーキ７１，７２と、作業動作ブレーキ７３，７４とを有している。なお、移動台車１１が有する他の構成要素については、図示を省略している。
【００４４】
管理システム２は、移動ロボット１を管理するコンピュータである。管理システム２は、コンピュータを有しており、コンピュータによって移動ロボット１を管理する。管理システム２は、移動台車１１の制御装置１２を制御することによって移動ロボット１を管理する。管理システム２は、制御装置１２に対して制御指令を送信するとともに、制御装置１２との間で移動ロボット１の状態を示す情報の送受信を行う。移動台車センサ１３は、移動台車１１の位置および状態を観測し、観測結果を制御装置１２に送信する。
【００４５】
制御装置１２は、管理システム２からの制御指令に基づいて、移動ロボット１の走行動作、作業動作、停止動作などを計画する。制御装置１２は，計画した情報に基づいて、動力切替部４１，４２、動力発生装置３１，３２、走行動作ブレーキ７１，７２、および作業動作ブレーキ７３，７４を制御する。また、制御装置１２は、移動台車センサ１３から送られてきた観測結果を管理システム２に送信する。本実施の形態では、移動動作、作業動作、および停止動作の何れの動力源（動力発生装置３１，３２）も移動台車１１側に配置されているので、作業装置１０１側に制御装置１２とは別の制御装置を配置する必要はない。
【００４６】
つぎに、移動ロボット１の動作について説明する。ここでは、移動ロボット１の動作の一例として、移動ロボット１が移動台車１１でワークの位置まで移動し（第１段階）、移動台車１１を停止して作業装置１０１の動作を開始し（第２段階）、作業装置１０１でワークを回収し（第３段階）、移動台車１１で元の位置まで戻る（第４段階）場合の動作について説明する。
【００４７】
図９は、実施の形態１にかかる移動ロボットの第１段階の状態を示す図であり、図１０は、実施の形態１にかかる移動ロボットの第２段階の状態を示す図であり、図１１は、実施の形態１にかかる移動ロボットの第３段階の状態を示す図であり、図１２は、実施の形態１にかかる移動ロボットの第４段階の状態を示す図である。図９から図１２では、移動台車１１がＸ軸方向に走行する場合について説明する。なお、制御装置１２が管理システム２から送られてくる指令に従って動作する際の説明をする際に、管理システム２から制御装置１２への指令の送信処理を省略する場合がある。
【００４８】
第１段階では、動力入力部１１１は、動力伝達接続部５１に接続していても、接続していなくてもよい。ここで、管理システム２が、制御装置１２にワーク３の搬送指令を送信したとする。移動ロボット１の制御装置１２は、動力発生装置３１，３２からの動力が車輪２１，２２側に伝達されるように動力切替部４１，４２を操作する。そして、制御装置１２は、走行動作ブレーキ７１，７２を開放し、作業動作ブレーキ７３，７４を動作状態（ブレーキ状態）とする。この状態で、動力発生装置３１，３２が動力を発生させると、動力発生装置３１，３２で発生した動力（回転動力）が、動力切替部４１，４２を介して車輪２１，２２に伝わる。これにより、車輪２１，２２が回転し、移動ロボット１の移動台車１１が走行する。
【００４９】
制御装置１２は、無限軌道装置１３１と無限軌道装置１３２との間の隙間領域に、ワーク３を載置しているワーク置き場２００が差し込まれるよう、移動台車１１を移動させる。すなわち、制御装置１２は、Ｘ軸方向に延設されているワーク置き場２００が、無限軌道装置１３１と無限軌道装置１３２とで挟まれるよう、移動台車１１をＸ軸方向に移動させる。
【００５０】
制御装置１２は、移動台車センサ１３から送られてくる観測結果、または管理システム２から送られてくる指令に基づいて、移動ロボット１が目標位置に到達したか否かを判定する。制御装置１２は、移動ロボット１が目標位置に到達したと判定すると、動力発生装置３１，３２からの動力発生を停止させ、走行動作ブレーキ７１，７２によって移動台車１１の走行動作を停止させる。
【００５１】
この後、第２段階では、制御装置１２は、動力切替部４１を操作し、動力発生装置３１からの動力を動力伝達接続部５１に伝達可能な状態にする。この状態で、制御装置１２は、作業動作ブレーキ７３を開放させ、動力発生装置３１を動作させる。この動作により、発生した動力は動力伝達接続部５１を介して作業装置１０１の動力入力部１１１に伝達され、動力はさらに先の動力変換部１２１を介して、無限軌道装置１３１，１３２に伝達される。これにより、ワーク３は、無限軌道装置１３１，１３２の動作に従って移動を開始する。
【００５２】
なお、移動ロボット１は、作業装置１０１がワーク３に衝突しないよう、ワーク３の下側から無限軌道装置１３１，１３２をワーク３に近づけ、作業装置１０１を少し持ち上げることによって無限軌道装置１３１，１３２でワーク３を底面側から持ち上げてもよい。この場合、ワーク３を、ワーク置き場２００からＹ軸方向にはみ出すよう配置しておき、移動ロボット１は、はみ出し位置の下側から無限軌道装置１３１，１３２を上昇させる。
【００５３】
第３段階では、制御装置１２は、移動台車センサ１３から送られてくる観測結果、または管理システム２から送られてくる指令に基づいて、無限軌道装置１３１，１３２の動作を制御する。制御装置１２が、無限軌道装置１３１，１３２のベルトを回転させている間、ワーク３は、無限軌道装置１３１，１３２のベルトの回転に沿ってベルト上を移動する。これにより、作業装置１０１が、ワーク３を回収する。この後、制御装置１２は、動力発生装置３１からの動力発生を停止させ、作業動作ブレーキ７３によって作業装置１０１の動作を停止させる。
【００５４】
第４段階では、制御装置１２は、再度動力切替部４１を操作し、動力発生装置３１からの動力を車輪２１に伝達可能な状態にする。この状態で，制御装置１２は、走行動作ブレーキ７１，７２を開放させ、動力発生装置３１，３２を動作させる。この動作により、発生した動力は動力切替部４１，４２を介して車輪２１，２２に伝達される。これにより、車輪２１，２２が回転し、移動台車１１は走行する。移動ロボット１は、これらの一連の動作をワーク３の引き渡し時にも同様に実施する。これにより、移動ロボット１は、ワーク３の搬送作業を完遂する。
【００５５】
このように、移動ロボット１は、移動台車１１に備えられた動力発生装置３１，３２が発生させた動力を、動力切替部４１，４２によって車輪２１，２２または動力伝達接続部５１，５２へと選択的に切り換え可能としている。これにより、移動ロボット１は、走行動作と作業動作の双方を、各１自由度あたり１つの動力発生装置で実現することが可能になる。
【００５６】
また、重量の多くを占める動力発生装置３１，３２およびエネルギ貯蔵装置６１を移動台車１１にまとめて配置することができるので、移動ロボット１全体を小型化、軽量化、低コスト化できるとともに、重心位置を低くすることができる。移動ロボット１は、重心位置が低くなることによって、走行時および作業時の安定性を向上できる。仮に、動力発生装置３１，３２の質量が大きい場合に、動力発生装置３１，３２を作業装置に搭載すると、移動ロボット全体の重心が高くなり、走行時および作業時の安定性が低下する。
【００５７】
また、移動ロボット１は、動力発生装置の数を削減できるので、作業装置の動力発生装置と移動台車の動力発生装置とを別々に備える移動ロボットと比較して、省エネルギ化を実現できる。
【００５８】
このように実施の形態１によれば、動力切替部４１，４２が、動力発生装置３１，３２との接続を、動力伝達接続部５１，５２または車輪２１，２２に切り替えるので、移動ロボット１は、移動台車１１による移動と作業装置１０１による作業とを小さな装置構成で実現できる。
【００５９】
また、動力伝達接続部５１，５２と動力入力部１１１とが着脱可能となっているので、移動ロボット１では、移動台車１１に種々の作業装置の取り付けおよび取り外しを行うことができる。これにより、生産環境の変化に対して柔軟に作業装置を選択して着脱することが可能となる。
【００６０】
実施の形態２．
つぎに、図１３から図１９を用いてこの発明の実施の形態２について説明する。実施の形態２では、移動ロボットが備える作業装置がＺ軸方向の移動動作およびＸＹ平面内における回転動作を実行する。実施の形態２でも、実施の形態１と同様に、移動ロボットは、動力発生装置３１，３２が発生させた動力を、動力切替部４１，４２によって車輪２１，２２または動力伝達接続部５１，５２へと切り換える。
【００６１】
図１３は、実施の形態２にかかる移動ロボットの構成例を示す斜視図である。なお、図１３の各構成要素のうち図１に示す移動ロボット１と同一機能を達成する構成要素については同一符号を付しており、重複する説明は省略する。
【００６２】
移動ロボット１Ａは、移動台車１１と、作業装置１０１Ａとを備えている。作業装置１０１Ａは、作業装置１０１と同様に、移動台車１１に載置されている。移動ロボット１Ａは、移動台車１１を用いて作業位置まで移動し、この作業位置で作業装置１０１Ａが作業を実行する。
【００６３】
図１４は、実施の形態２にかかる移動ロボットが備える作業装置の上面側の構成を説明するための図である。図１５は、実施の形態２にかかる移動ロボットが備える作業装置の底面側の構成を説明するための図である。図１４および図１５では、作業装置１０１Ａの斜視図を示している。
【００６４】
作業装置１０１Ａは、円板状の部材である円板部材９４を備えている。円板部材９４は、円板部材９３と同様の大きさおよび形状を有している。移動ロボット１Ａでは、移動台車１１が備える円板部材９１の上面と、作業装置１０１Ａが備える円板部材９４の底面９４ｂとが対向するよう、作業装置１０１Ａが移動台車１１に載せられている。
【００６５】
作業装置１０１Ａは、円板部材９４の上面９４ａ側に配置された、直動部２２１と、直動装置２２２と、伸縮回転部２３１と、伸縮回転装置２３２と、撮像装置２４１と、直動台座２４２とを備えている。また、作業装置１０１Ａは、円板部材９４の底面９４ｂ側に配置された、動力入力部２１１，２１２を備えている。
【００６６】
動力入力部２１１，２１２は、動力入力部１１１と同一の構造を有しており、同様の動作を行う。動力入力部２１１は、円板部１１１ｂと同様の形状を有した円板部２１１ｂを備えており、円板部２１１ｂには、複数の凸部２１１ａが設けられている。同様に、動力入力部２１２は、円板部１１１ｂと同様の形状を有した円板部２１２ｂを備えており、円板部２１２ｂには、複数の凸部２１２ａが設けられている。凸部２１１ａ，２１２ａは、凸部１１１ａと同様の構造を有している。動力入力部２１１，２１２は、一方の端部（下部側）に円板部２１１ｂ，２１２ｂが配置されており、他方の端部（上部側）が円板部材９４の上面９４ａ側に延設されている。
【００６７】
直動装置２２２は、動力入力部２１１に接続されており、動力入力部２１１から供給される回転動力を直動部２２１に伝達する。直動装置２２２は、動力入力部２１１から供給される回転動力によって、雄ねじが形成された棒状の直動部２２１を回転させる。直動部２２１は、Ｚ軸方向に延設されている。直動台座２４２は、板状部材を用いて構成されており、一方の端部２４２ａ上に撮像装置２４１を載置する。直動台座２４２の他方の端部２４２ｂには、雌ねじが形成されており、直動部２２１の雄ねじに螺合されている。
【００６８】
直動台座２４２は、一方の端部２４２ａの底面が、Ｚ軸方向に伸縮可能な伸縮回転部２３１を介して円板部材９４の上面９４ａに接続されている。この構成により、直動台座２４２は、一方の端部２４２ａが、Ｘ軸方向およびＹ軸方向において固定され、Ｚ軸方向に移動可能となっている。したがって、直動部２２１が回転することによって、直動台座２４２は、Ｚ軸方向に移動し、これにより撮像装置２４１がＺ軸方向に移動する。直動台座２４２および直動部２２１からなる移動機構の例は、ボールねじ機構である。
【００６９】
伸縮回転部２３１は、Ｚ軸方向の伸縮と、ＸＹ平面に平行な面内での回転とを行う。伸縮回転部２３１は、伸縮回転装置２３２からの回転動力を、撮像装置２４１に伝達する。伸縮回転部２３１は、Ｚ軸方向に延びる筒状の部材が組み合わされて構成されている。伸縮回転部２３１の上部側の端部は、直動台座２４２の板状部材に設けられた穴を貫通して、撮像装置２４１の底部に接続されている。伸縮回転部２３１の下部側の端部は、円板部材９４の上面９４ａおよび伸縮回転装置２３２に接続されている。
【００７０】
伸縮回転装置２３２は、動力入力部２１２に接続されており、動力入力部２１２から供給される回転動力を伸縮回転部２３１に伝達する。伸縮回転部２３１は、伸縮回転装置２３２から供給される回転動力によってＺ軸方向を回転軸として回転し、これにより、伸縮回転部２３１に接続された撮像装置２４１を回転させる。
【００７１】
このように、撮像装置２４１は、動力入力部２１２から供給される回転動力によって高さ方向であるＺ軸方向の位置が調整され、動力入力部２１１から供給される回転動力によってＸＹ平面に平行な面内で回転方向が調整される。すなわち、移動ロボット１Ａは、２つの動力入力部２１１，２１２によって、撮像装置２４１の高さ方向および面内方向（観測方向）の２自由度制御を実現している。
【００７２】
実施の形態２では、作業装置１０１Ａが第１の作業装置であり、動力発生装置３１，３２が第１の動力発生装置である。また、動力伝達接続部５１，５２が、第１の動力伝達接続部であり、動力入力部２１１，２１２が第１の動力入力部であり、動力切替部４１，４２が、第１の動力切替部である。また、伸縮回転装置２３２、伸縮回転部２３１、直動装置２２２、直動部２２１、および直動台座２４２が、第１の作業機構である。
【００７３】
図１６は、実施の形態２にかかる移動ロボットが備える伸縮回転部の構成を示す図である。図１７は、図１６に示した伸縮回転部が備える円筒部材の構成を示す図である。図１８は、図１７に示した円筒部材の内部構成を説明するための図である。図１６では、伸縮回転部２３１の斜視図を示し、図１７では、円筒部材２３３Ａの斜視図を示し、図１８では、円筒部材２３３Ａの部分断面図を示している。
【００７４】
伸縮回転部２３１は、最外円筒部材２３６と、円筒部材２３３Ａ，２３３Ｂと、歯車２３７とを有している。なお、ここでは、伸縮回転部２３１が、２つの円筒部材２３３Ａ，２３３Ｂを備える場合について説明するが、伸縮回転部２３１が備える円筒部材は１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。
【００７５】
歯車２３７は、最外円筒部材２３６の底面で最外円筒部材２３６に接続されており、伸縮回転装置２３２が有する歯車と噛み合っている。歯車２３７は、伸縮回転装置２３２からの回転動力を最外円筒部材２３６に伝達する。
【００７６】
最外円筒部材２３６の内部には、円筒部材２３３Ａが配置されており、最外円筒部材２３６は、歯車２３７からの回転動力を円筒部材２３３Ａに伝達する。すなわち、伸縮回転部２３１の最下部に位置する最外円筒部材２３６には、伸縮回転装置２３２を介して伝達される回転動力を受けるための構造（例えば歯車２３７を用いた歯車構造）が用いられている。円筒部材２３３Ａの内部には、円筒部材２３３Ｂが配置されており、円筒部材２３３Ａは、最外円筒部材２３６からの回転動力を円筒部材２３３Ｂに伝達する。円筒部材２３３Ｂは、撮像装置２４１の底面に接続されており、円筒部材２３３Ａからの回転動力を撮像装置２４１に伝達する。
【００７７】
円筒部材２３３Ａと円筒部材２３３Ｂとは、それぞれ半径の異なる円筒を用いて形成されている。円筒部材２３３Ａの内側側面と、最外円筒部材２３６の内側側面とは、同様の形状を有している。円筒部材２３３Ａの内側側面は、円筒部材２３３Ｂを挿入可能な大きさであり、最外円筒部材２３６の内側側面は、円筒部材２３３Ａを挿入可能な大きさである。また、円筒部材２３３Ａの外側側面と、円筒部材２３３Ｂの外側側面とは、同様の形状を有している。
【００７８】
円筒部材２３３Ａは、筒の内部に円筒部材２３３Ｂを挿入可能な形状となっている。円筒部材２３３Ｂは、円筒部材２３３Ａの内側でＺ軸方向に移動可能となっている。すなわち、円筒部材２３３Ｂは、円筒部材２３３Ａに対して、Ｚ軸方向に移動可能なよう嵌め合わされている。円筒部材２３３Ｂが、最外円筒部材２３６の内側でＺ軸方向に移動するほど、伸縮回転部２３１は、Ｚ軸方向に延びる。
【００７９】
円筒部材２３３Ａ，２３３Ｂは、それぞれ、外側の側面に、２本の凸部２３５ａと、抜け防止の２つの突起２３５ｂとを有している。円筒部材２３３Ａの凸部２３５ａは、円筒部材２３３Ａの軸方向に平行な棒形状となっており、円筒部材２３３Ｂの凸部２３５ａは、円筒部材２３３Ｂの軸方向に平行な棒形状となっている。円筒部材２３３Ａの２本の凸部２３５ａは、円筒部材２３３Ａの中心軸を挟んで対向する位置に配置されており、円筒部材２３３Ｂの２本の凸部２３５ａは、円筒部材２３３Ｂの中心軸を挟んで対向する位置に配置されている。同様に、円筒部材２３３Ａの２つの突起２３５ｂは、円筒部材２３３Ａの中心軸を挟んで対向する位置に配置されており、円筒部材２３３Ｂの２つの突起２３５ｂは、円筒部材２３３Ｂの中心軸を挟んで対向する位置に配置されている。円筒部材２３３Ａ，２３３Ｂでは、それぞれ、突起２３５ｂが円筒部材２３３Ａ，２３３Ｂの下方に配置されている。
【００８０】
ここでは、円筒部材２３３Ａ，２３３Ｂが、それぞれ２つの凸部２３５ａを有する場合について説明するが、円筒部材２３３Ａ，２３３Ｂは、それぞれ１つまたは３つ以上の凸部２３５ａを有していてもよい。また、ここでは、円筒部材２３３Ａ，２３３Ｂが、それぞれ２つの突起２３５ｂを有する場合について説明するが、円筒部材２３３Ａ，２３３Ｂは、それぞれ１つまたは３つ以上の突起２３５ｂを有していてもよい。
【００８１】
円筒部材２３３Ａの突起２３５ｂは、円筒部材２３３Ａの下部に配置されており、円筒部材２３３Ｂの突起２３５ｂは、円筒部材２３３Ｂの下部に配置されている。円筒部材２３３Ａは、円筒部材２３３Ｂの外側側面よりも少し大きな内側側面を有している。円筒部材２３３Ｂは、円筒部材２３３Ｂの外側側面と、円筒部材２３３Ａの内側側面とが対向するよう、円筒部材２３３Ａ内に入れられている。
【００８２】
円筒部材２３３Ａの内側側面には、凸部２３５ａよりも少し大きな幅の２本の凹部（溝部）２３５ｃが設けられている。円筒部材２３３Ａにおける、凹部２３５ｃおよび凸部２３５ａのＺ軸方向の長さは、円筒部材２３３ＡのＺ軸方向の長さと同じ長さである。凹部２３５ｃは、円筒部材２３３Ａの中心軸を挟んで対向する位置に配置されている。凹部２３５ｃには、凹部２３５ｃと平行になるよう円筒部材２３３Ｂの凸部２３５ａが差し込まれており、円筒部材２３３Ｂの凸部２３５ａは、凹部２３５ｃに沿って移動可能となっている。
【００８３】
また、円筒部材２３３Ａの内側側面には、突起２３５ｂの幅よりも少し大きな幅の２本の凹部２３５ｄが設けられている。凹部２３５ｄは、円筒部材２３３Ａの底側から上部側に向かって延設されているが、円筒部材２３３Ａの最上部までは到達していない。凹部２３５ｄは、円筒部材２３３Ａの中心軸を挟んで対向する位置に配置されている。凹部２３５ｄには、凹部２３５ｄと平行になるよう円筒部材２３３Ｂの突起２３５ｂが差し込まれており、円筒部材２３３Ｂの突起２３５ｂは、凹部２３５ｄに沿って移動可能となっている。このように、円筒部材２３３Ｂの突起２３５ｂは、凹部２３５ｄ内で移動可能となっており、凹部２３５ｄよりも外側には移動できない。これにより、伸縮回転部２３１は、円筒部材２３３Ｂが円筒部材２３３Ａから抜け出すことを防止できる。
【００８４】
このように、伸縮回転部２３１では、円筒部材２３３Ｂを円筒部材２３３Ａに嵌め合わせることで、Ｚ軸方向には、円筒部材２３３Ｂの突起２３５ｂが凹部２３５ｄに干渉しない範囲で自由に相対移動できる。また、円筒部材２３３Ａ，２３３Ｂでは、円周方向には円筒部材２３３Ｂの凸部２３５ａと、円筒部材２３３Ａの凹部２３５ｃとが噛み合うことで、円筒部材２３３Ｂの回転は、円筒部材２３３Ａの回転に拘束される。
【００８５】
円筒部材２３３Ａは、最外円筒部材２３６の内側でＺ軸方向に移動可能となっている。すなわち、円筒部材２３３Ａは、最外円筒部材２３６に対して、Ｚ軸方向に移動可能なよう嵌め合わされている。円筒部材２３３Ａが、最外円筒部材２３６の内側でＺ軸方向に移動するほど、伸縮回転部２３１は、Ｚ軸方向に延びる。なお、最外円筒部材２３６の内側側面は、円筒部材２３３Ａの内側側面と同様の形状を有しているので、その説明を省略する。
【００８６】
ここでは、最外円筒部材２３６に対して、２つの円筒部材２３３Ａ，２３３Ｂを用いる場合について説明したが、Ｚ軸方向への更なる伸縮量が必要な場合には、円筒部材２３３Ｂよりも更に径の小さな円筒部材を円筒部材２３３Ｂの内側に配置すればよい。このように、伸縮回転部２３１では、最外円筒部材２３６に対し、径が徐々に変化する円筒部材が重ねて用いられている。これにより、伸縮回転部２３１では、直動装置２２２によって直動台座２４２の高さ方向の位置が変化した際に、直動台座２４２とともに高さが変化する。これにより、伸縮回転部２３１は、動力入力部２１２からの回転動力を、伸縮回転部２３１を介して撮像装置２４１に伝えることができる。また、伸縮回転部２３１は、撮像装置２４１に接続されているので、撮像装置２４１の向きを変更することができる。なお、伸縮回転部２３１の構成は、図１６に示した構成に限らず、何れの構成であってもよい。
【００８７】
移動ロボット１Ａは、移動ロボット１と同様に、管理システム２からの指令に従って動作する。移動ロボット１Ａを備えた作業移動システムの構成は、実施の形態１で説明した作業移動システム１０と同様であるので、その説明は省略する。
【００８８】
図１９は、実施の形態２にかかる移動ロボットの動作を説明するための図である。図１９では、移動台車１１がＸ軸方向に走行する場合について説明する。なお、制御装置１２が管理システム２から送られてくる指令に従って動作する際の説明をする際に、管理システム２から制御装置１２への指令の送信処理を省略する場合がある。
【００８９】
管理システム２が、制御装置１２に監視指令を送信したとする。移動ロボット１Ａは、移動ロボット１と同様に移動台車１１を走行させる。すなわち、移動ロボット１Ａの制御装置１２は、動力発生装置３１，３２からの動力が車輪２１，２２側に伝達されるように動力切替部４１，４２を操作する。そして、制御装置１２は、走行動作ブレーキ７１，７２を開放し、作業動作ブレーキ７３，７４を動作状態（ブレーキ状態）とする。この状態で、動力発生装置３１，３２が動力を発生させると、動力発生装置３１，３２で発生した動力が、動力切替部４１，４２を介して車輪２１，２２に伝わる。これにより、車輪２１，２２が回転し、移動ロボット１Ａの移動台車１１が走行する。図１９では、移動台車１１が走行を開始した状態を状態Ｓ１として図示している。
【００９０】
制御装置１２は、移動台車センサ１３から送られてくる観測結果、または管理システム２から送られてくる指令に基づいて、移動ロボット１Ａが目標位置に到達したか否かを判定する。制御装置１２は、移動ロボット１Ａが目標位置に到達したと判定すると、動力発生装置３１，３２からの動力発生を停止させ、走行動作ブレーキ７１，７２によって移動台車１１の走行動作を停止させる。
【００９１】
制御装置１２は、動力切替部４１，４２を操作し、動力発生装置３１，３２からの動力を動力伝達接続部５１，５２に伝達可能な状態にする。制御装置１２は、この状態で，作業動作ブレーキ７３，７４を開放し、動力発生装置３１，３２をそれぞれ動作させると、発生した動力は動力伝達接続部５１，５２を介して、作業装置１０１Ａの動力入力部２１１，２１２に伝達される。これにより、直動装置２２２および伸縮回転装置２３２が動作する。直動装置２２２の動作によって撮像装置２４１の高さが変更され、伸縮回転装置２３２の動作によって撮像装置２４１の撮影方向が変更される。図１９では、撮像装置２４１が、高さおよび撮像方向を変更している状態を状態Ｓ２として図示している。
【００９２】
移動ロボット１Ａは、管理システム２の指令に応じた撮像を終了すると、動力発生装置３１，３２からの動力発生を停止し、作業動作ブレーキ７３，７４によって作業装置１０１Ａの動作を停止させる。そして、制御装置１２は、再度動力切替部４１，４２を操作し、動力発生装置３１，３２からの動力を車輪２１，２２に伝達可能な状態にする。この状態で，走行動作ブレーキ７１，７２を開放し、動力発生装置３１，３２を動作させると、発生した動力は動力切替部４１，４２を介して車輪２１，２２を回転させ、移動台車１１が走行する。図１９では、移動台車１１が走行を再開した状態を状態Ｓ３として図示している。なお、移動ロボット１Ａは、移動台車１１の走行中にも撮像を行ってもよい。移動ロボット１Ａは、これらの一連の動作（図１９で説明した動作）を繰り返し実施することによって、監視作業を完遂する。
【００９３】
このように実施の形態２によれば、移動ロボット１Ａは、実施の形態１と同様に、移動台車１１による移動と作業装置１０１Ａによる作業とを小さな装置構成で実現できる。また、動力伝達接続部５１，５２に接続する動力入力部２１１，２１２を、移動ロボット１の動力入力部１１１と共通の構造にしているので、同じ移動台車１１に作業装置１０１Ａおよび作業装置１０１を搭載することができる。すなわち、作業装置の動力入力部が動力入力部１１１と共通の構造を有していれば、任意の作業装置を移動台車１１に自由に搭載および入れ替えることができる。したがって、多岐に渡る作業を１つの移動台車１１で実現できる。
【００９４】
実施の形態３．
つぎに、図２０から図３０を用いてこの発明の実施の形態３について説明する。実施の形態３では、移動ロボットが、移動台車１１と、作業装置１０１と、作業装置１０１を昇降させる昇降装置とを備える。実施の形態３でも、実施の形態１と同様に、移動台車１１に備えられた動力発生装置３１，３２が発生させた動力を、動力切替部４１，４２によって車輪２１，２２または動力伝達接続部５１，５２へと選択的に切り換え可能としている。
【００９５】
図２０は、実施の形態３にかかる移動ロボットの構成例を示す斜視図である。なお、図２０の各構成要素のうち図１に示す移動ロボット１と同一機能を達成する構成要素については同一符号を付しており、重複する説明は省略する。
【００９６】
移動ロボット１Ｂは、移動台車１１と、作業装置１０１と、昇降装置として機能する作業装置１１０とを備えている。作業装置１１０は、作業装置１０１と移動台車１１との間に配置されており、作業装置１０１を昇降させる。移動ロボット１Ｂは、移動台車１１によって作業位置まで移動し、作業位置で作業装置１１０が作業装置１０１を昇降させ、その後、作業装置１０１が作業を実行する。
【００９７】
昇降装置である作業装置１１０は、動力入力部２１１，２１２と同様の構造によって移動台車１１に接続し、動力伝達接続部５１，５２と同様の構造によって作業装置１０１に接続する。
【００９８】
図２１は、実施の形態３にかかる移動ロボットが備える昇降装置の上面側の構成を説明するための図である。図２２は、実施の形態３にかかる移動ロボットが備える昇降装置の底面側の構成を説明するための図である。図２３は、実施の形態３にかかる移動ロボットが備える昇降装置の別状態の上面側の構成を説明するための図である。図２４は、実施の形態３にかかる移動ロボットが備える昇降装置の別状態の底面側の構成を説明するための図である。図２１から図２４では、作業装置１１０の斜視図を示している。
【００９９】
昇降装置である作業装置１１０は、天板３６１と、円板部材９５とを備えている。また、作業装置１１０は、円板部材９５の上面９５ａ側に配置された、動力変換部３２１と、昇降機構３３１と、伸縮回転部３４１とを備えている。また、作業装置１１０は、円板部材９５の底面９５ｂ側に配置された、動力入力部３１１，３１２と、天板３６１の上面側に配置された動力伝達接続部３５１とを備えている。動力変換部３２１、昇降機構３３１、および伸縮回転部３４１は、天板３６１の底面と円板部材９５の上面９５ａとの間の空間に配置されている。
【０１００】
動力入力部３１１，３１２は、動力入力部２１１，２１２と同一の構造を有している。すなわち、動力入力部３１１，３１２は、円板部２１１ｂ，２１２ｂと同様の形状を有した円板部３１１ｂ，３１２ｂを備えている。また、円板部３１１ｂには、凸部２１１ａと同様の形状を有した複数の凸部３１１ａが設けられ、円板部３１２ｂには、凸部２１２ａと同様の形状を有した複数の凸部３１２ａが設けられている。凸部３１１ａは、移動台車１１の貫通穴５１ａに挿入され、凸部３１２ａは、移動台車１１の貫通穴５２ａに挿入される。
【０１０１】
動力入力部３１１，３１２は、一方の端部（下部側）に円板部３１１ｂ，３１２ｂが配置されており、他方の端部（上部側）が円板部材９５の上面９５ａ側に延設されている。動力入力部３１１は、他方の端部（上部側）に、ねじ歯車１１１ｄを備えている。ねじ歯車１１１ｄと円板部３１１ｂとは軸状の部材（軸部）を介して接続されている。
【０１０２】
また、動力伝達接続部３５１は、動力伝達接続部５１，５２と同一の構造を有している。すなわち、動力伝達接続部３５１は、円板部５１ｂと同様の形状を有した円板部３５１ｂを備えており、円板部３５１ｂには、貫通穴５１ａと同様の形状を有した複数の貫通穴３５１ａが設けられている。
【０１０３】
動力変換部３２１は、動力入力部３１１から供給される回転動力を昇降機構３３１に伝達する。動力変換部３２１は、動力変換部１２１と同様に、歯車および回転軸部が組み合わされて構成されており、歯車がねじ歯車１１１ｄと噛み合わせられている。すなわち、動力変換部３２１の歯車と、ねじ歯車１１１ｄとは、ウォームギア機構として動作する。
【０１０４】
昇降機構３３１は、例えば複数のボールねじ機構、直動ガイド、およびパラレルリンクを用いて構成されている。昇降機構３３１は、天板３６１の底面に接続されており、ボールねじ機構を動作させることで天板３６１の高さ方向への昇降動作を実現する。
【０１０５】
伸縮回転部３４１は、天板３６１に設けられた穴を介して動力伝達接続部３５１に接続され、円板部材９５に設けられた穴を介して動力入力部３１２に接続されている。伸縮回転部３４１は、Ｚ軸方向の伸縮と、ＸＹ平面に平行な面内での回転とを行う。伸縮回転部３４１は、動力発生装置３２が発生させて、動力入力部３１２を介して伝達された回転動力を、動力伝達接続部３５１に伝達する。天板３６１の上面には、実施の形態１で説明した作業装置１０１が接続される。すなわち、作業装置１０１の動力入力部１１１が、動力伝達接続部３５１に接続される。具体的には、動力入力部１１１の凸部１１１ａが、動力伝達接続部３５１の貫通穴３５１ａに挿入される。なお、天板３６１の上面には、実施の形態２で説明した作業装置１０１Ａが接続されてもよい。
【０１０６】
実施の形態３では、作業装置１１０が第１の作業装置であり、作業装置１０１が第２の作業装置である。また、動力発生装置３１が第１の動力発生装置であり、動力発生装置３２が第２の動力発生装置である。また、動力伝達接続部５１が、第１の動力伝達接続部であり、動力伝達接続部５２が、第２の動力伝達接続部であり、動力伝達接続部３５１が、第３の動力伝達接続部である。また、動力入力部３１１が第１の動力入力部であり、動力入力部３１２が第２の動力入力部であり、動力入力部１１１が第３の動力入力部である。また、動力切替部４１が、第１の動力切替部であり、動力切替部４２が、第２の動力切替部である。また、無限軌道装置１３１，１３２および動力変換部１２１が、第１の作業機構であり、動力変換部３２１、昇降機構３３１、および伸縮回転部３４１が第２の作業機構である。
【０１０７】
図２５は、実施の形態３にかかる移動ロボットが備える伸縮回転部の全縮状態を示す図であり、図２６は、実施の形態３にかかる移動ロボットが備える伸縮回転部の全伸状態を示す図である。図２５および図２６では、伸縮回転部３４１の斜視図を示している。全縮状態は、伸縮回転部３４１がＺ軸方向に最も縮んだ状態であり、全伸状態は、伸縮回転部３４１がＺ軸方向に最も伸びた状態である。
【０１０８】
伸縮回転部３４１は、動力入力部３１２に接続される回転軸底板３４２ａと、動力伝達接続部３５１に接続される回転軸天板３４２ｂとを備えている。回転軸底板３４２ａおよび回転軸天板３４２ｂは、円板状の部材を用いて構成されている。
【０１０９】
また、伸縮回転部３４１は、回転軸底板３４２ａと回転軸天板３４２ｂとの間に配置されて、回転軸底板３４２ａおよび回転軸天板３４２ｂを繋ぐ、複数の連結板３４３および複数の連結棒３４４を備えている。回転軸底板３４２ａ、回転軸天板３４２ｂ、および連結板３４３は、何れもＸＹ平面に平行に配置されている。
【０１１０】
また、各連結棒３４４は、軸方向が連結板３４３に垂直である。最下段の連結棒３４４は、回転軸底板３４２ａに固定され、最上段の連結棒３４４は、回転軸天板３４２ｂに固定されている。また、連結棒３４４は、連結板３４３に設けられた穴から抜け出さないように穴に挿入されており、連結棒３４４の両端が、回転軸天板３４２ｂの穴または連結板３４３の穴に引っかかる構造となっている。例えば、連結棒３４４には、上面おおよび下面に、側面部よりも径の大きな円板状の部材が取り付けられている。
【０１１１】
伸縮回転部３４１では、例えば、回転軸底板３４２ａの上面に２本の連結棒３４４（１段目の連結棒３４４）が固定されており、この１段目の連結棒３４４の上面に１段目の連結板３４３が固定されている。
【０１１２】
１段目の連結板３４３の上面には、１段目の連結板３４３の穴を自在に通過できるよう、２本の連結棒３４４（２段目の連結棒３４４）が通されている。２段目の連結棒３４４の底面には、２段目の連結棒３４４が１段目の連結板３４３から抜け出さないよう、１段目の連結板３４３の穴よりも大きな径の部材が配置されている。
【０１１３】
また、２段目の連結棒３４４の上面に２段目の連結板３４３が固定されている。２段目の連結板３４３の上面には、２段目の連結板３４３の穴を自在に通過できるよう、２本の連結棒３４４（３段目の連結棒３４４）が通されている。３段目の連結棒３４４の底面には、３段目の連結棒３４４が２段目の連結板３４３から抜け出さないよう、２段目の連結板３４３の穴よりも大きな径の部材が配置されている。
【０１１４】
このように、伸縮回転部３４１では、Ｎ（Ｎは２以上の自然数）段目の連結板３４３の上面には、Ｎ段目の連結板３４３の穴を自在に通過できるよう、２本の連結棒３４４（（Ｎ＋１）段目の連結棒３４４）が通されている。そして、最上段の連結棒３４４の上面に回転軸天板３４２ｂが固定されている。
【０１１５】
伸縮回転部３４１を構成する連結板３４３は、それぞれＸＹ平面に平行な面内で異なる回転角度となるよう配置されている。すなわち、連結棒３４４の中心軸の位置は、各連結棒３４４で異なっている。この構成により、連結棒３４４同士が接触することなく、伸縮回転部３４１をＺ軸方向に縮めることができる。なお、伸縮回転部３４１には、何枚の連結板３４３が用いられてもよい。
【０１１６】
このように、伸縮回転部３４１は、回転軸の軸方向（Ｚ軸方向）には全ての連結棒３４４が回転軸天板３４２ｂ、または連結板３４３から抜け出さない範囲で自由に伸縮できる。また、伸縮回転部３４１では、回転方向には連結棒３４４が連結板３４３に設けられた穴の側面に干渉することで相対的に拘束されている。これにより、昇降機構３３１の動作状態に関わらず、動力伝達接続部５２からの回転動力を、動力入力部３１２、伸縮回転部３４１、動力伝達接続部３５１、および動力入力部１１１を介して、作業装置１０１に伝達することができる。
【０１１７】
図２７は、実施の形態３にかかる移動ロボットの第１段階の状態を示す図であり、図２８は、実施の形態３にかかる移動ロボットの第２段階の状態を示す図であり、図２９は、実施の形態３にかかる移動ロボットの第３段階の状態を示す図であり、図３０は、実施の形態３にかかる移動ロボットの第４段階の状態を示す図である。図２７から図３０では、移動台車１１がＸ軸方向に走行する場合について説明する。なお、制御装置１２が管理システム２から送られてくる指令に従って動作する際の説明をする際に、管理システム２から制御装置１２への指令の送信処理を省略する場合がある。また、図９から図１２で説明した処理と同様の処理については、説明を省略することがある。
【０１１８】
第１段階では、管理システム２が、制御装置１２にワーク３の搬送指令を与える。これにより、ワーク３を載置した移動ロボット１Ｂが、動力切替部４１，４２を車輪２１，２２に接続し、動力発生装置３１，３２による動力で目標位置に向かって走行する。
【０１１９】
第２段階では、制御装置１２は、移動台車センサ１３から送られてくる観測結果、または管理システム２から送られてくる指令に基づいて、移動ロボット１Ｂが目標位置に到達したか否かを判定する。制御装置１２は、移動ロボット１Ｂが目標位置に到達したと判定すると、動力発生装置３１，３２からの動力発生を停止させ、走行動作ブレーキ７１，７２によって移動台車１１の走行動作を停止させる。
【０１２０】
第３段階では、制御装置１２は、動力切替部４１を操作し、動力発生装置３１からの動力を動力伝達接続部５１に伝達可能な状態にする。この状態で、制御装置１２は、作業動作ブレーキ７３を開放させ、動力発生装置３１を動作させる。この動作により、発生した動力は動力伝達接続部５１、作業装置１１０の動力入力部３１１、および動力変換部３２１を介して、昇降機構３３１に伝達される。これにより、昇降機構３３１が動作し、作業装置１１０が、作業装置１０１の無限軌道装置１３１，１３２の高さを、ワーク３を置く高さに合わせる。
【０１２１】
第４段階では、制御装置１２は、動力切替部４２を操作し、作業動作ブレーキ７４を開放させ、動力発生装置３２を動作させる。これにより、動力発生装置３２が発生させた動力は、動力伝達接続部５２、動力入力部３１２、伸縮回転部３４１、動力伝達接続部３５１、動力入力部１１１、および動力変換部１２１を介して、無限軌道装置１３１，１３２に伝達される。これにより、作業装置１０１の無限軌道装置１３１，１３２が動作し、ワーク３は、無限軌道装置１３１，１３２の動作に従って移動する。
【０１２２】
この後の走行動作への移行などは、図１２で説明した処理と同様である。移動ロボット１Ｂは、走行動作、ワーク３の受け入れ動作、およびワーク３の受け渡し動作を繰返し実施することで、ワーク３の搬送作業を完遂する。
【０１２３】
このように実施の形態３によれば、移動ロボット１Ｂは、実施の形態１と同様に、移動台車１１による移動と、作業装置１１０による昇降と、作業装置１０１による作業とを小さな装置構成で実現できる。また、移動ロボット１Ｂは、移動ロボット１Ａと同様に、任意の作業装置を移動台車１１に自由に搭載および入れ替えることができる。
【０１２４】
実施の形態４．
つぎに、図３１から図３４を用いてこの発明の実施の形態４について説明する。実施の形態４では、各作業装置に対し、作業装置に固有の位置に部材を配置しておき、移動台車１１が、部材との距離に基づいて、搭載されている作業装置の種類を判別する。
【０１２５】
図３１は、実施の形態４にかかる移動ロボットの構成例を示す斜視図である。図３２は、実施の形態４にかかる移動ロボットが備える判別装置の配置位置を説明するための図である。なお、図３１の各構成要素のうち図１に示す移動ロボット１と同一機能を達成する構成要素については同一符号を付しており、重複する説明は省略する。
【０１２６】
移動ロボット１Ｃは、移動台車１１と、作業装置１０１と、判別装置８１と、固有形状部１４１とを備えている。移動ロボット１Ｃでは、判別装置８１および固有形状部１４１によって、作業装置１０１の種類を判別する装置認識システムが構成されている。
【０１２７】
固有形状部１４１は、作業装置１０１の上面側から底面側に向かって配置されている。また、判別装置８１は、移動台車１１の上面側に配置されている。作業装置１０１のうち、固有形状部１４１が配置される位置には、貫通穴が設けられている。固有形状部１４１は、この貫通穴を通って作業装置１０１の底面側から突出するよう作業装置１０１に配置される。
【０１２８】
固有形状部１４１は、作業装置の種類ごとに異なる形状を有している。作業装置１０１は、判別装置８１の上部に固有形状部１４１が近付くよう、移動台車１１に搭載される。判別装置８１は、固有形状部１４１の形状に対応する情報を検出し、検出した情報（検出情報）に基づいて、移動台車１１に搭載された作業装置１０１の種類を判別する。判別装置８１は、判別した種類の情報を、移動台車１１の制御装置１２に送る。これにより、制御装置１２は、作業装置１０１の種類に応じた制御処理を実行する。
【０１２９】
図３３は、実施の形態４にかかる移動ロボットが備える装置認識システムの構成を示す図である。図３４は、図３３に示した装置認識システムの動作を説明するための図である。図３３および図３４では、判別装置８１および固有形状部１４１をＹ軸方向から見た場合の、判別装置８１および固有形状部１４１を示している。
【０１３０】
ここでは、装置認識システムの構成例と、装置認識システムによる作業装置１０１の判別処理について説明する。判別装置８１は、距離計８２を備えており、固有形状部１４１は、識別爪１４２を備えている。距離計８２は、識別爪１４２との間の距離を測定する装置であり、判別装置８１の上面に配置されている。識別爪１４２は、固有形状部１４１の下方側（鉛直方向）に延びる柱状の部材で構成されている。
【０１３１】
作業装置１０１が移動台車１１に搭載されると、判別装置８１と固有形状部１４１とは接近する。これにより、識別爪１４２が判別装置８１の上面に近付く。この状態で、距離計８２は、識別爪１４２までの距離を測定する。
【０１３２】
識別爪１４２は、作業装置の種類ごとに固有形状部１４１上の異なる位置に配置されている。接近状態４０１は、作業装置１０１の識別爪１４２が、判別装置８１の上面に近付いた状態であり、接近状態４０２は、作業装置１０１Ａの識別爪１４２が、判別装置８１の上面に近付いた状態である。すなわち、作業装置１０１では、作業装置１０１が移動台車１１に搭載されて、判別装置８１と固有形状部１４１とが接近した際に、距離計８２と識別爪１４２との距離が第１の距離となる位置に識別爪１４２が配置されている。また、作業装置１０１Ａでは、作業装置１０１Ａが移動台車１１に搭載されて、判別装置８１と固有形状部１４１とが接近した際に、距離計８２と識別爪１４２との距離が第２の距離となる位置に識別爪１４２が配置されている。
【０１３３】
判別装置８１は、識別爪１４２の位置、すなわち固有形状部１４１の形状に応じて、搭載された作業装置が何れの作業装置であるかを判別することができる。距離計８２による測定結果が第１の距離である場合、判別装置８１は、搭載された作業装置が作業装置１０１であると判定し、距離計８２による測定結果が第２の距離である場合、判別装置８１は、搭載された作業装置が作業装置１０１Ａであると判定する。なお、作業装置１０１Ａに対しては、作業装置１０１とは異なる位置に識別爪１４２が配置されているものとする。
【０１３４】
移動ロボット１Ｃでは、判別装置８１が識別爪１４２との距離を検出し、制御装置１２が搭載された作業装置の種類を判別してもよい。
【０１３５】
このように、実施の形態４によれば、制御装置１２が移動台車１１に搭載された作業装置の種類を認識できるので、認識結果に応じて、動力切替部４１，４２を作業装置側に切り換えた際に、作業装置の制御方法を自動で変更および調整できる。これにより、移動ロボット１Ｃのユーザは、作業装置を入れ替える際の作業切替手順を簡略化できる。
【０１３６】
実施の形態５．
つぎに、図３５から図３８を用いてこの発明の実施の形態５について説明する。実施の形態５では、作業装置１０１の作業状態を監視し、作業状態に応じて制御装置１２が制御処理を行う。
【０１３７】
図３５は、実施の形態５にかかる移動ロボットの構成例を示す斜視図である。図３６は、実施の形態５にかかる移動ロボットが備える作業状態認識装置の配置位置を説明するための図である。なお、図３５の各構成要素のうち図１に示す移動ロボット１と同一機能を達成する構成要素については同一符号を付しており、重複する説明は省略する。
【０１３８】
移動ロボット１Ｄは、移動台車１１と、作業装置１０１と、第１接続部１４３と、通過センサ８４ａ，８４ｂと、第２接続部８３とを備えている。第１接続部１４３および第２接続部８３は、伝導体である。移動ロボット１Ｄでは、第１接続部１４３、通過センサ８４ａ，８４ｂ、および第２接続部８３によって作業装置１０１の作業状態を監視する監視システムが構成されている。
【０１３９】
第１接続部１４３は、作業装置１０１の上面側から底面側に向かって配置されている。また、第２接続部８３は、移動台車１１の上面側に配置されている。作業装置１０１のうち、第１接続部１４３が配置される位置には、貫通穴が設けられている。第１接続部１４３は、この貫通穴を通って作業装置１０１の底面側から突出するよう作業装置１０１に配置される。
【０１４０】
作業装置１０１では、通過センサ８４ａ，８４ｂを結ぶ線と、無限軌道装置１３１，１３２によるベルトの進行方向（Ｘ軸方向）とが垂直となるよう、通過センサ８４ａ，８４ｂが配置されている。
【０１４１】
通過センサ８４ａ，８４ｂは、無限軌道装置１３１，１３２上を移動してくるワーク３を検知する。通過センサ８４ａ，８４ｂは、ワーク３を検知すると、ワーク３が移動してきたことを示す情報（通過情報）を第１接続部１４３に送信する。すなわち、通過センサ８４ａ，８４ｂは、ワーク３が通過センサ８４ａ，８４ｂ間を通過したことを検知して第１接続部１４３に通知する。通過センサ８４ａ，８４ｂは、無線通信によって通過情報を第１接続部１４３に送信してもよいし、有線通信によって通過情報を第１接続部１４３に送信してもよい。
【０１４２】
第１接続部１４３は、作業装置１０１が移動台車１１に搭載された状態で、第２接続部８３に接触するよう構成されている。第１接続部１４３は、作業装置１０１が移動台車１１に搭載されると、第２接続部８３に接触し、第１接続部１４３と第２接続部８３との間が電気的に接続される。第１接続部１４３は、第２接続部８３に接続された状態で、通過情報を受信すると、この通過情報を、第２接続部８３を介して制御装置１２に送る。これにより、制御装置１２は、作業装置１０１にワーク３が搭載されたことを認識し、ワーク３が搭載された後の制御処理を実行する。
【０１４３】
なお、第１接続部１４３は、ワーク３までの距離を測定する距離計を備えていてもよい。この場合、第１接続部１４３は、無限軌道装置１３１，１３２に搭載されたワーク３との間の距離（ワーク３の位置）を計測して、ワーク３までの距離を示す距離情報を、第２接続部８３を介して制御装置１２に送る。これにより、制御装置１２は、作業装置１０１にワーク３が搭載されたか否かと、ワーク３の位置とを認識する。
【０１４４】
なお、第１接続部１４３で計測される情報は、上述した情報に限定されるものではなく、何れの情報が取得されてもよい。
【０１４５】
ここで、監視システムのシステム構成例について説明する。図３７は、実施の形態５にかかる移動ロボットが備える監視システムの構成例を示す斜視図である。図３８は、図３７に示した監視システムの接続状態を説明するための図である。図３７および図３８では、監視システムのうち、第１接続部１４３および第２接続部８３の構成を示している。
【０１４６】
第１接続部１４３は、例えば、板ばね状の出力端子１４４を備え、第２接続部８３は、板状の入力端子８４を備えている。
【０１４７】
作業装置１０１を移動台車１１に載せるために、作業装置１０１を鉛直下方に降ろすと、第１接続部１４３が鉛直下方に移動し、これにより、出力端子１４４が入力端子８４に押し付けられ、第１接続部１４３と第２接続部８３とが電気的に接続されるので、第１接続部１４３と第２接続部８３との間で通過情報といった信号を伝送することが可能となる。
【０１４８】
出力端子１４４は、入力端子８４に接触した状態で、通過情報を入力端子８４に送る。入力端子８４は、出力端子１４４に接触した状態で、出力端子１４４から送られてくる通過情報を受け付ける。
【０１４９】
このように、実施の形態５によれば、制御装置１２が作業装置１０１の動作状態を認識できるので、認識結果に基づいて、作業装置１０１をフィードバック制御することができる。これにより、移動ロボット１Ｄは、作業装置１０１の動作状態に応じた、高度な作業を実現することができる。
【０１５０】
実施の形態６．
つぎに、図３９から図４６を用いてこの発明の実施の形態６について説明する。実施の形態６の移動ロボットは、動力入力部以外の構成は、実施の形態１で説明した移動ロボット１と構成と同じである。以下、移動ロボットが備える動力入力部の構成および動作について説明する。
【０１５１】
図３９は、実施の形態６にかかる移動ロボットが備える動力入力部の構成を示す図である。図４０は、図３９に示す動力入力部の接続状態を説明するための図である。図３９および図４０では、動力入力部４１１の斜視図を示している。
【０１５２】
動力入力部４１１は、実施の形態１で説明した動力入力部１１１と同様に、動力発生装置３１が発生させた動力を作業装置１０１側に入力する。動力入力部４１１は、実施の形態１で説明した動力入力部１１１と同様の位置に配置されている。すなわち、動力入力部４１１は、円板部材９３を貫通するよう配置されている。動力入力部４１１は、一方の端部（下部側）に円板状の部材である円板部４１１ｂを備えている。円板部４１１ｂの底面には、複数の凸部４１１ａが設けられている。円板部４１１ｂは、回転動力によってＺ軸方向に平行な軸である回転軸周りに回転するとともに、動力入力部４１１に接合可能な接合部として機能する。
【０１５３】
各凸部４１１ａの先端側には、先端にいくほど細く形成された先端部４１１ｘが設けられている。先端部４１１ｘは、凸部４１１ａの根元（上側）よりも細い。凸部４１１ａは、実施の形態１で説明した凸部１１１ａと同様の円柱状の部材と、最先端部が丸まった先端部４１１ｘとで構成されている。また、凸部４１１ａは、凸部１１１ａと同様の位置に配置されている。各凸部４１１ａは、動力伝達接続部５１の各貫通穴５１ａに嵌め合せられる嵌合部として機能する。
【０１５４】
また、動力入力部４１１は、軸部４１１ｃと、歯車４１１ｄと、弾性体４１１ｅと、歯車４１１ｆと、軸部４１１ｇとを備えている。円板部４１１ｂの上面の中心部は、Ｚ軸方向に延びる軸部４１１ｃに接続されている。
【０１５５】
軸部４１１ｃの上部側は、ＸＹ平面と平行な面内で回転する歯車４１１ｄに接続され、歯車４１１ｄの上部側は、Ｚ軸方向に伸縮が可能な弾性体４１１ｅに接続されている。弾性体４１１ｅは、上部側が円板部材９３側に延びており、下部側が歯車４１１ｄに接続されている。弾性体４１１ｅは、円板部４１１ｂを移動台車１１に押し付ける方向に力を与える。弾性体４１１ｅの例は、圧縮ばねである。動力入力部４１１では、弾性体４１１ｅの伸縮に応じて、歯車４１１ｄの高さが変わる。このように、動力入力部４１１では、円板部４１１ｂ、軸部４１１ｃ、歯車４１１ｄ、および弾性体４１１ｅがＺ軸方向に沿って同軸方向に配置されている。
【０１５６】
動力入力部４１１では、歯車４１１ｄ、軸部４１１ｃ、および歯車４１１ｆが、弾性体４１１ｅに対して独立して回転可能なよう接続されている。また、軸部４１１ｃおよび歯車４１１ｄは、円板部４１１ｂとともに回転する。歯車４１１ｄは、Ｚ軸方向の位置によって歯の高さ（全歯たけ）が異なる。歯車４１１ｄでは、上部側は、一定の全歯たけとなっており、下部側は、下部にいくほど全歯たけが短くなっている。すなわち、歯車４１１ｄの凹凸構造は、歯の間隔が一定のまま、Ｚ軸方向の下部に向かうほど、凸部の高さが低くなっている。
【０１５７】
歯車４１１ｆは、歯車４１１ｄの横側に配置されている。動力入力部４１１では、歯車４１１ｆは、ＸＹ平面と平行な面内で回転可能となっている。歯車４１１ｆの上面の中心部は、Ｚ軸方向に延びる軸部４１１ｇに接続されている。歯車４１１ｆは、歯車４１１ｄと噛み合うことができる形状となっている。このように、軸部４１１ｇは、円板部材９３に接続され、且つ円板部４１１ｂとは、歯車４１１ｄ，４１１ｆを介して接続可能となっている。図３９および図４０では、ねじ歯車１１１ｄの図示を省略しているが、軸部４１１ｇの上部側には、実施の形態１で説明したねじ歯車１１１ｄが設けられている。
【０１５８】
図３９では、弾性体４１１ｅが伸張した状態を示しており、図４０では、弾性体４１１ｅが収縮した状態を示している。作業装置１０１を移動台車１１に搭載する際に、作業装置１０１を移動台車１１側に強く押し当てると、弾性体４１１ｅが収縮し、図４０に示す状態となる。この後、弾性体４１１ｅが伸びると、歯車４１１ｄが下側に押し出される。
【０１５９】
図３９に示すように、円板部４１１ｂが弾性体４１１ｅによって下側に遠くまで押し出された状態（弾性体４１１ｅが伸張した状態）では、歯車４１１ｆと歯車４１１ｄとが噛み合う。すなわち、弾性体４１１ｅが、歯車４１１ｄを下側に押し出すことによって、歯車４１１ｄの高さと歯車４１１ｆの高さとが同じになる。すなわち、動力入力部４１１と、移動台車１１の動力伝達接続部５１とが接合される。歯車４１１ｆと歯車４１１ｄとが噛み合うことによって、円板部４１１ｂの回転が、歯車４１１ｄおよび歯車４１１ｆを介して、作業装置１０１側に伝達される。
【０１６０】
歯車４１１ｄの下部側の歯は、Ｚ軸方向に平行に並んでいてもよいが、Ｚ軸方向から特定の角度だけ傾いていてもよい。すなわち、歯車４１１ｄの下部側の凹凸構造は、回転方向の位相がＺ軸方向に一定でもよいが、凹凸構造の位相をＺ軸方向に沿って連続的に変化させ、これにより歯がねじれるような構造としてもよい。
【０１６１】
図４１は、実施の形態６にかかる移動ロボットが備える動力入力部の第１の状態を示す図である。図４２は、実施の形態６にかかる移動ロボットが備える動力入力部の第２の状態を示す図である。図４３は、実施の形態６にかかる移動ロボットが備える動力入力部の第３の状態を示す図である。図４１から図４３では、動力入力部４１１を側面方向から見た場合の、動力入力部４１１の状態を模式的に示している。
【０１６２】
動力入力部４１１の第１の状態は、作業装置１０１を移動台車１１に搭載する前の状態である。動力入力部４１１の第２の状態は、作業装置１０１を移動台車１１に搭載した際の初期状態である。動力入力部４１１の第３の状態は、移動台車１１への作業装置１０１の搭載が完了した状態である。
【０１６３】
作業装置１０１を移動台車１１に搭載する前は、円板部４１１ｂは、弾性体４１１ｅによって下側に押し出されている。この状態では、図４１に示すように、円板部４１１ｂの底面４１１ｈと、円板部材９３の底面９３ｂとが同一面上に並んでいる。
【０１６４】
作業装置１０１を移動台車１１に搭載すると、凸部４１１ａの傾斜部分である先端部４１１ｘと、動力伝達接続部５１の貫通穴５１ａの傾斜部分とに倣って、動力伝達接続部５１の回転方向の位相（回転角）と円板部４１１ｂの回転方向の位相とが特定の関係となるよう位相合わせが行われる。例えば、凸部４１１ａが３つである場合、動力伝達接続部５１の回転方向の位相と円板部４１１ｂの回転方向の位相とは、位相差が０度、１２０度、２４０度の何れかとなるよう位相合わせが行われる。しかしながら、凸部４１１ａの位相と、貫通穴５１ａの位相とが特定の位相差となっているとは限らないので、凸部４１１ａが完全に貫通穴５１ａに嵌るとは限らない。この場合、凸部４１１ａが動力伝達接続部５１の円板部５１ｂに衝突し、弾性体４１１ｅが収縮する。これにより、歯車４１１ｄが上方に移動し、歯車４１１ｄの上部と歯車４１１ｆとは噛み合わない。
【０１６５】
動力伝達接続部５１が回転を始めると、動力伝達接続部５１の位相が変化し、動力伝達接続部５１の位相と動力入力部４１１の位相とが特定の位相となった瞬間に弾性体４１１ｅによって円板部４１１ｂが下側に押し出され、凸部４１１ａが完全に貫通穴５１ａに嵌る。これにより、図４３に示すように、円板部４１１ｂの底面４１１ｈと円板部５１ｂの上面とが接続されて動力伝達接続部５１と動力入力部４１１とが連結される。また、弾性体４１１ｅによって歯車４１１ｄが下方に押し出されるので、歯車４１１ｄの上部と、歯車４１１ｆとが噛み合う。この状態では、動力伝達接続部５１からの回転動力を、動力入力部４１１を介して作業装置１０１に伝達することができ、作業装置１０１を動作させることが可能となる。なお、動力伝達接続部５１の代わりに動力伝達接続部５２が、動力入力部４１１に接続されてもよい。
【０１６６】
このように、動力伝達接続部５１と動力入力部４１１との接続作業において、接合部分である円板部４１１ｂと円板部５１ｂとの位相合わせを自動化することができるので、移動台車１１に搭載する作業装置１０１の入れ替えを容易に実現できる。
【０１６７】
なお、動力伝達接続部５１と動力入力部４１１との間の回転動力の伝達機構に、非接触の回転動力伝達機構が用いられてもよい。非接触の回転動力伝達機構は、例えば、磁気カップリングを用いることで実現できる。この場合、円板部４１１ｂの底面には、円板部４１１ｂの中心からの距離が等距離となるよう、円周方向にそって同心円状にＮ極の磁石とＳ極の磁石とが交互に配置される。同様に、円板部５１ｂの上面には、円板部５１ｂの中心からの距離が等距離となるよう、円周方向にそって同心円状にＮ極の磁石とＳ極の磁石とが交互に配置される。この場合において、円板部４１１ｂのＮ極の磁石と、円板部５１ｂのＳ極の磁石とが、対向可能なよう、円板部５１ｂ，４１１ｂに磁石が配置される。
【０１６８】
この場合も、第２の状態では、動力入力部４１１が動力伝達接続部５１に接触している状態でありながら、動力伝達接続部５１に磁気的に正しくカップリングしていない状態であっても、動力伝達接続部５１が回り始めると、機械的な接触無く磁気結合（非接触結合）が行われることとなる。これにより、動力伝達接続部５１と動力入力部４１１との連結時における、機械的な接触および摩耗などを防ぐことが可能となる。
【０１６９】
なお、動力入力部４１１の構成要素である凸部４１１ａの配置位置および形状は、上述したような配置位置および形状に限らず、何れの配置位置であってもよいし、何れの形状であってもよい。
【０１７０】
図４４は、実施の形態６にかかる移動ロボットが備える動力入力部の凸部の別構成例を示す図である。図４４では、動力入力部４１３〜４１５の構成を示している。なお、図４４では、動力入力部４１３〜４１５の構成要素のうち、円板部および凸部を示している。
【０１７１】
動力入力部４１３は、円板部４１３ｂおよび凸部４１３ａを有している。また、動力入力部４１４は、円板部４１４ｂおよび凸部４１４ａを有しており、動力入力部４１５は、円板部４１５ｂおよび凸部４１５Ｐ〜４１５Ｒを有している。図４４に示す図の上段には、円板部４１３ｂ〜４１５ｂの斜視図を示しており、図４４に示す図の下段には、円板部４１３ｂ〜４１５ｂの上面図を示している。
【０１７２】
例えば、動力入力部４１３では、円板部４１３ｂの回転軸中心から異なる距離上に凸部４１３ａが配置されている。また、動力入力部４１４では、円板部４１３ｂの同心円上において異なる間隔で凸部４１４ａが配置されている。
【０１７３】
また、動力入力部４１５では、円板部４１５ｂ上に異なる形状の凸部が配置されている。例えば、凸部が３つである場合、円柱状の凸部４１５Ｐと、三角柱状の凸部４１５Ｒと、四角柱状の凸部４１５Ｑとが円板部４１５ｂ上に配置される。
【０１７４】
また、動力入力部の凸部の配置位置および形状は、動力入力部４１３〜４１５のような配置位置および形状が組み合わされてもよい。また、凸部４１３ａ，４１４ａ，４１５Ｐ〜４１５Ｒの先端には、先端部４１１ｘが配置されていてもよい。
【０１７５】
このように、動力入力部４１３〜４１５では、凸部が回転軸中心に対して非軸対称に配置されているので、動力伝達接続部５１との接続作業において、動力伝達接続部５１に対して特定の位相関係（位相差０度）となる場合のみ動力伝達接続部５１に接続されることになる。これにより、動力入力部４１３〜４１５と動力伝達接続部５１との間で、常に位相関係を一定にできるので、作業装置１０１の制御が容易になる。
【０１７６】
移動台車１１は、種々の作業装置を搭載することができる。ここで、移動台車１１に搭載する作業装置を替えることができる作業移動システムについて説明する。図４５は、実施の形態６にかかる移動ロボットを備えた作業移動システムの構成を示す図である。図４６は、図４５に示した作業移動システムの動作例を説明するための図である。なお、図４６では、管理システム２Ａと移動台車１１との接続を省略している。
【０１７７】
作業移動システム１０Ａは、管理システム２Ａ、複数の移動台車１１、および取替装置４を備えている。管理システム２Ａは、移動台車１１および取替装置４を管理するコンピュータである。
【０１７８】
取替装置４内には、複数の作業装置１０１，１０１Ａ，１１０が格納されており、取替装置４は、管理システム２Ａから送られてくる指示に基づいて、移動台車１１への作業装置の自動付け替えを実行する。取替装置４は、各移動台車１１に対し、作業装置１０１，１０１Ａ，１１０の取り付け、取り外しなどを行う。
【０１７９】
移動台車１１は、例えば、実施の形態４で説明した判別装置８１などによって、自装置に搭載された作業装置が管理システム２Ａからの指令に応じた作業装置であることを認識する。また、移動台車１１は、例えば、実施の形態５で説明した第１接続部１４３および第２接続部８３によって、作業装置の動作状態を確認しながら作業動作を行う。
【０１８０】
作業移動システム１０Ａでは、多岐に渡る作業を管理システム２Ａによって一元管理する。また、作業移動システム１０Ａは、移動台車１１に搭載されている作業装置が作業を完了すると、作業が完了した作業装置を回収する。また、作業移動システム１０Ａは、保持しておいた種々の作業装置の中から作業に必要な作業装置を、移動台車１１に搭載する。このように、作業移動システム１０Ａでは、移動台車１１に種々の作業装置の取り付けおよび取り外しを行うことができるので、作業装置毎に専用の移動台車を準備する必要がない。このため、作業移動システム１０Ａは、作業装置を用いた生産ラインなどの環境の変化に対して柔軟に対応することが可能となる。作業装置に搭載される作業装置の例としては、ベルトコンベア、マニピュレータ、作業アーム、ワーク３などの把持機構、昇降装置、回転テーブル、並進テーブル、傾斜テーブルなどが挙げられる。
【０１８１】
このように実施の形態６によれば、弾性体４１１ｅによって円板部４１１ｂを動力伝達接続部５１に押し当てながら動力伝達接続部５１を回転させるので、動力伝達接続部５１の回転方向の位相と円板部４１１ｂの回転方向の位相とを合わせることができる。これにより、制御装置１２は、作業装置１０１の制御が容易になる。
【０１８２】
実施の形態７．
つぎに、図４７から図５０を用いてこの発明の実施の形態７について説明する。実施の形態７では、移動台車が、４つの動力発生装置を有しており、作業装置を４自由度で動作させる。
【０１８３】
図４７は、実施の形態７にかかる移動ロボットが備える移動台車の構成を示す上面図である。図４８は、実施の形態７にかかる移動ロボットが備える移動台車の構成を示す底面図である。
【０１８４】
移動台車１１Ａは、移動台車１１と比較して、動力発生装置３１，３２の代わりに、動力発生装置３０Ａ〜３０Ｄを備えている。また、移動台車１１Ａは、移動台車１１と比較して、動力伝達接続部５１，５２の代わりに、動力伝達接続部５０Ａ〜５０Ｄを備えている。また、移動台車１１Ａは、動力切替部４１，４２の代わりに、動力切替部４０Ａ〜４０Ｄを備えている。また、移動台車１１Ａは、車輪２１，２２および補助輪２３，２４の代わりに、車輪２０Ａ〜２０Ｄを備えている。車輪２０Ａ，２０Ｃは、前輪であり、車輪２０Ｂ，２０Ｄは、後輪である。なお、図４８では、走行動作ブレーキの図示などを省略している。
【０１８５】
動力発生装置３０Ａ〜３０Ｄは、動力発生装置３１，３２と同様の機能を有し、動力伝達接続部５０Ａ〜５０Ｄは、動力伝達接続部５１，５２と同様の機能を有している。動力切替部４０Ａ〜４０Ｄは、動力切替部４１，４２と同様の機能を有し、車輪２０Ａ〜２０Ｄは、車輪２１，２２と同様の機能を有している。動力伝達接続部５０Ａ〜５０Ｄは、それぞれ回転部５１ｄと同様の機能を有した、回転部５０Ａｄ〜５０Ｄｄを備えている。
【０１８６】
動力切替部４０Ａ〜４０Ｄは、それぞれ動力発生装置３０Ａ〜３０Ｄが発生させた動力の伝達先を切替える。動力切替部４０Ａ〜４０Ｄは、それぞれ、動力発生装置３０Ａ〜３０Ｄが発生させた動力を、車輪２０Ａ〜２０Ｄに伝達する際には車輪２０Ａ〜２０Ｄに接続する。また、動力切替部４０Ａ〜４０Ｄは、それぞれ、動力発生装置３０Ａ〜３０Ｄが発生させた動力を動力伝達接続部５０Ａ〜５０Ｄに伝達する際には動力伝達接続部５０Ａ〜５０Ｄに接続する。動力伝達接続部５０Ａ〜５０Ｄは、それぞれ動力発生装置３０Ａ〜３０Ｄが発生させた動力を、作業装置１０１に伝達する。
【０１８７】
このように、移動台車１１Ａは、車輪２０Ａ〜２０Ｄを、それぞれ別々に駆動できる構成となっている。また、移動台車１１Ａでは、各動力発生装置３０Ａ〜３０Ｄに対し、それぞれ別の動力伝達接続部５０Ａ〜５０Ｄが動力切替部４０Ａ〜４０Ｄ等を介して接続されている。
【０１８８】
図４９は、実施の形態７にかかる移動ロボットが備える移動台車の別構成を示す上面図である。図５０は、実施の形態７にかかる移動ロボットが備える移動台車の別構成を示す底面図である。
【０１８９】
移動台車１１Ｂは、３輪構成の移動台車である。移動台車１１Ｂは、移動台車１１と比較して、動力発生装置３１，３２の代わりに、動力発生装置３０Ｅ〜３０Ｇを備えている。また、移動台車１１Ｂは、移動台車１１と比較して、動力伝達接続部５１，５２の代わりに、動力伝達接続部５０Ｅ〜５０Ｇを備えている。また、移動台車１１Ｂは、動力切替部４１，４２の代わりに、動力切替部４０Ｅ〜４０Ｇを備えている。また、移動台車１１Ｂは、車輪２１，２２および補助輪２３，２４の代わりに、車輪２０Ｅ〜２０Ｇを備えている。なお、図５０では、走行動作ブレーキの図示などを省略している。車輪２０Ｅ〜２０Ｇは、それぞれの配置間距離が等しくなるよう、配置されている。
【０１９０】
動力発生装置３０Ｅ〜３０Ｇは、動力発生装置３１，３２と同様の機能を有し、動力伝達接続部５０Ｅ〜５０Ｇは、動力伝達接続部５１，５２と同様の機能を有している。動力切替部４０Ｅ〜４０Ｇは、動力切替部４１，４２と同様の機能を有し、車輪２０Ｅ〜２０Ｇは、車輪２１，２２と同様の機能を有している。動力伝達接続部５０Ｅ〜５０Ｇは、それぞれ回転部５１ｄと同様の機能を有した、回転部５０Ｅｄ〜５０Ｇｄを備えている。
【０１９１】
動力切替部４０Ｅ〜４０Ｇは、それぞれ動力発生装置３０Ｅ〜３０Ｇが発生させた動力の伝達先を切替える。動力切替部４０Ｅ〜４０Ｇは、それぞれ、動力発生装置３０Ｅ〜３０Ｇが発生させた動力を、車輪２０Ｅ〜２０Ｇに伝達する際には車輪２０Ｅ〜２０Ｇに接続する。また、動力切替部４０Ｅ〜４０Ｇは、それぞれ、動力発生装置３０Ｅ〜３０Ｇが発生させた動力を動力伝達接続部５０Ｅ〜５０Ｇに伝達する際には動力伝達接続部５０Ｅ〜５０Ｇに接続する。動力伝達接続部５０Ｅ〜５０Ｇは、それぞれ動力発生装置３０Ｅ〜３０Ｇが発生させた動力を、作業装置１０１に伝達する。
【０１９２】
このように、移動台車１１Ｂは、車輪２０Ｅ〜２０Ｇを、それぞれ別々に駆動できる構成となっている。また、移動台車１１Ｂでは、各動力発生装置３０Ｅ〜３０Ｇに対し、それぞれ別の動力伝達接続部５０Ｅ〜５０Ｇが動力切替部４０Ｅ〜４０Ｇ等を介して接続されている。
【０１９３】
実施の形態７では、動力発生装置３０Ａ〜３０Ｄの一部が第１の動力発生装置であり、残部が第２の動力発生装置である。また、動力伝達接続部５０Ａ〜５０Ｄの一部が、第１の動力伝達接続部であり、残部が動力伝達接続部５２である。また、動力切替部４０Ａ〜４０Ｄの一部が第１の動力切替部であり、残部が第２の動力切替部である。
【０１９４】
実施の形態７の移動台車１１Ｂは、回転動力の出力軸を３つ備えているので、上部に搭載する作業装置を３自由度で動作させることが可能となり、複雑な動作を実現できる。移動台車１１Ｂの例は、オムニホイールを用いた移動台車が挙げられる。なお、移動台車１１Ｂが備える動力発生装置の個数には制限は無く、５個以上の動力発生装置が配置されてもよい。また、移動台車１１Ｂには、５個以上の動力伝達接続部、５個以上の動力切替部が配置されてもよい。
【０１９５】
このように実施の形態７によれば、移動台車１１Ａは、回転動力の出力軸を３つ以上備えているので、上部に搭載する作業装置を３以上の複数自由度で動作させることが可能となり、複雑な動作を実現できる。
【０１９６】
実施の形態８．
つぎに、図５１および図５２を用いてこの発明の実施の形態８について説明する。実施の形態８では、複数の動力を用いた高トルク化（自由度削減による高出力化）を実現する。
【０１９７】
図５１は、実施の形態８にかかる移動ロボットにおける動力伝達経路の例を説明するための図である。ここでは、移動台車１１Ａに搭載される作業装置が動力入力部３１１，３１２を備え、動力入力部３１１，３１２を介して、動力を伝達する場合について説明する。動力伝達経路３３０では、動力入力部３１１，３１２の上部に動力統合部３１３が接続されている。動力統合部３１３の上部には、統合伝達軸３１６が接続されている。動力統合部３１３は、動力入力部３１１，３１２から伝達される動力を統合する機能を有している。動力統合部３１３は、統合した動力を、統合伝達軸３１６に伝達する。このように、動力入力部３１１，３１２は、動力統合部３１３を介して１つの統合伝達軸３１６に動力を伝達することで、作業装置１０１Ａ内の１自由度を動作させる。統合伝達軸３１６は、例えば、実施の形態１で説明したねじ歯車１１１ｄなどに接続されており、ねじ歯車１１１ｄに動力を伝達する。
【０１９８】
なお、動力統合部３１３には、動力入力部３１１，３１２の代わりに、動力入力部２１１，２１２が接続されてもよい。この場合、動力統合部３１３は、動力入力部２１１，２１２から伝達される動力を統合して統合伝達軸３１６に伝達する。
【０１９９】
図５２は、図５１に示した動力統合部の構成例を説明するための図である。動力統合部３１３は、伝達軸１１４Ａ，１１４Ｂと、ワンウェイクラッチ１１７Ａ，１１７Ｂと、伝達軸１１５Ａ，１１５Ｂと、歯車群１１８とを備えている。
【０２００】
伝達軸１１４Ａ，１１４Ｂ，１１５Ａ，１１５Ｂは、軸状部材を用いて構成されている。伝達軸１１４Ａは、軸方向の下部側が動力入力部３１１に接続され、軸方向の上部側がワンウェイクラッチ１１７Ａに接続されている。伝達軸１１４Ｂは、軸方向の下部側が動力入力部３１２に接続され、軸方向の上部側がワンウェイクラッチ１１７Ｂに接続されている。
【０２０１】
伝達軸１１４Ａは、動力入力部３１１からの動力をワンウェイクラッチ１１７Ａに伝達し、伝達軸１１４Ｂは、動力入力部３１２からの動力をワンウェイクラッチ１１７Ｂに伝達する。
【０２０２】
ワンウェイクラッチ１１７Ａは、下部側が伝達軸１１４Ａに接続され上部側が伝達軸１１５Ａに接続されている。ワンウェイクラッチ１１７Ｂは、下部側が伝達軸１１４Ｂに接続され上部側が伝達軸１１５Ｂに接続されている。
【０２０３】
ワンウェイクラッチ１１７Ａ，１１７Ｂは、伝達軸１１４Ａ，１１４Ｂの軸方向に垂直な平面内で回転する。ワンウェイクラッチ１１７Ａ，１１７Ｂは、一方向の回転のみに回転動力を伝達可能となっている。ワンウェイクラッチ１１７Ａは、例えば、伝達軸１１４Ａによる右回転の回転動力を伝達軸１１５Ａに伝達し、ワンウェイクラッチ１１７Ｂは、例えば、伝達軸１１４Ｂによる右回転の回転動力を伝達軸１１５Ｂに伝達する。
【０２０４】
伝達軸１１５Ａは、軸方向の下部側がワンウェイクラッチ１１７Ａに接続され、軸方向の上部側が歯車群１１８に接続されている。伝達軸１１５Ｂは、軸方向の下部側がワンウェイクラッチ１１７Ｂに接続され、軸方向の上部側が歯車群１１８に接続されている。
【０２０５】
歯車群１１８は、下部側が伝達軸１１５Ａ，１１５Ｂに接続され、上部側が統合伝達軸３１６に接続されている。歯車群１１８は、歯車１１８Ａ，１１８Ｂ，１１８Ｃを備えている。歯車１１８Ａは、伝達軸１１５Ａに接続されており、歯車１１８Ｂは、伝達軸１１５Ｂに接続されており、歯車１１８Ｃは、統合伝達軸３１６に接続されている。歯車１１８Ａは、歯車１１８Ｃに噛み合っており、歯車１１８Ｂは、歯車１１８Ｃに噛み合っている。
【０２０６】
伝達軸１１５Ａが回転動力を歯車１１８Ａに伝達すると、歯車１１８Ａが回転動力を歯車１１８Ｃに伝達する。伝達軸１１５Ｂが回転動力を歯車１１８Ｂに伝達すると、歯車１１８Ｂが回転動力を歯車１１８Ｃに伝達する。そして、歯車１１８Ｃは、回転動力を統合伝達軸３１６に伝達する。
【０２０７】
このように、歯車群１１８は、伝達軸１１５Ａからの回転動力を統合伝達軸３１６に伝達し、伝達軸１１５Ｂからの回転動力を統合伝達軸３１６に伝達する。これにより、歯車群１１８は、伝達軸１１５Ａ，１１５Ｂからの回転動力を１つの統合伝達軸３１６に結合する。
【０２０８】
この構成により、２つの伝達軸１１４Ａ，１１４Ｂからの回転数にずれが発生しても、ワンウェイクラッチ１１７Ａの機能によって回転数が少ない方の動力を空回りさせることができる。したがって、移動ロボット１Ａなどの移動ロボットは、動力発生装置同士で回転負荷をかけ合うことを防ぎつつ、１つの動力発生装置では実現できないような高トルクを求められるような作業装置に対し、２つの動力発生装置からの動力を伝達することができる。
【０２０９】
なお、統合伝達軸３１６に対し、差動歯車の出力軸に伝達軸１１４Ａ，１１４Ｂを接続し、入力軸に統合伝達軸３１６を接続することで、本来の差動歯車の構成を逆にして利用してもよい。
【０２１０】
また、動力統合部３１３は、３つ以上の伝達軸からの動力を統合するように構成されてもよい。この場合、さらに高トルクが求められるような作業装置の動作を実現することができる。
【０２１１】
このように実施の形態８によれば、動力統合部３１３が、２つ以上の複数伝達軸からの動力を統合するように構成されているので、高トルクが求められるような作業装置の動作を実現することができ、１つの移動台車で、非常に幅広い種類の作業を実現できる。
【０２１２】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【０２１３】
１，１Ａ〜１Ｄ  移動ロボット、２，２Ａ  管理システム、３  ワーク、４  取替装置、１０，１０Ａ  作業移動システム、１１，１１Ａ，１１Ｂ  移動台車、１２  制御装置、１３  移動台車センサ、２０Ａ〜２０Ｇ，２１，２２  車輪、２３，２４  補助輪、３０Ａ〜３０Ｇ，３１，３２  動力発生装置、４０Ａ〜４０Ｇ，４１，４２  動力切替部、５０Ａ〜５０Ｇ，５１，５２，３５１  動力伝達接続部、５０Ａｄ〜５０Ｇｄ，５１ｄ，５２ｄ  回転部、５１ａ，５２ａ，３５１ａ  貫通穴、５１ｂ，５２ｂ，１１１ｂ，２１１ｂ，２１２ｂ，３１１ｂ，３１２ｂ，３５１ｂ，４１１ｂ，４１３ｂ，４１４ｂ，４１５ｂ  円板部、５１ｃ，１１１ｃ，４１１ｃ，４１１ｇ  軸部、６１  エネルギ貯蔵装置、７１，７２  走行動作ブレーキ、７３，７４  作業動作ブレーキ、８１  判別装置、８２  距離計、８３  第２接続部、８４  入力端子、８４ａ，８４ｂ  通過センサ、９１〜９５  円板部材、９３ａ〜９５ａ  上面、９３ｂ〜９５ｂ，４１１ｈ  底面、１０１，１０１Ａ，１１０  作業装置、１１１，２１１，２１２，３１１，３１２，４１１，４１３〜４１５  動力入力部、１１１ａ，２１１ａ，２１２ａ，２３５ａ，３１１ａ，３１２ａ，４１１ａ，４１３ａ，４１４ａ，４１５Ｐ〜４１５Ｒ  凸部、１１１ｄ  ねじ歯車、１１４Ａ，１１４Ｂ，１１５Ａ，１１５Ｂ  伝達軸、１１７Ａ，１１７Ｂ  ワンウェイクラッチ、１１８  歯車群、１１８Ａ，１１８Ｂ，１１８Ｃ，１２１ａ，２３７，４１１ｄ，４１１ｆ  歯車、１２１，３２１  動力変換部、１２１ｂ  回転軸部、１３１，１３２  無限軌道装置、１４１  固有形状部、１４２  識別爪、１４３  第１接続部、１４４  出力端子、２００  ワーク置き場、２２１  直動部、２２２  直動装置、２３１，３４１  伸縮回転部、２３２  伸縮回転装置、２３３Ａ，２３３Ｂ  円筒部材、２３５ｂ  突起、２３５ｃ，２３５ｄ  凹部、２３６  最外円筒部材、２４１  撮像装置、２４２  直動台座、２４２ａ，２４２ｂ  端部、３１３  動力統合部、３１６  統合伝達軸、３３０  動力伝達経路、３３１  昇降機構、３４２ａ  回転軸底板、３４２ｂ  回転軸天板、３４３  連結板、３４４  連結棒、３６１  天板、４１１ｅ  弾性体、４１１ｘ  先端部。
【要約】
移動ロボットが、移動する移動台車（１１）と、移動台車（１１）に搭載されるとともに特定の作業を行う作業機構を具備した作業装置と、を備え、移動台車（１１）は、動力を発生させる動力発生装置（３１）と、動力発生装置（３１）に接続可能で、動力発生装置（３１）に接続された場合に動力発生装置（３１）が発生させた動力によって移動台車（１１）を走行させる車輪（２１，２２）と、作業装置に接続されるとともに動力発生装置（３１）に接続可能で、動力発生装置（３１）に接続された場合に動力発生装置（３１）が発生させた動力を作業機構に伝達することで作業機構に作業を行わせる動力伝達接続部と、動力発生装置（３１）との接続を、動力伝達接続部または車輪（２１，２２）に切り替える動力切替部（４１，４２）とを有する。【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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