JPH0446780A - ロボット用の自走台車およびステージならびに位置決め方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、ロボット作業専用のステージ上を移動じて作
業するロボットに係わり、特に、一定の広さの移動領域
を設定したステージ上に予め任意に設定された複数の各
作業位置を、自由に選択移動して正確に検出するのに好
適なロボット用の自走台車およびステージならびに位置
決め方法に関する。

［従来の技術］ 従来、無人の自走台車の移動は、自走台車の走行する床
面上に設けられた磁気誘導帯を、走行中。

自走台車に設けた磁気検出センサで検出し、磁気誘導帯
とのずれを判別しながら磁気誘導帯に沿って移動する構
成のもの（例えば、特開昭５９−２０２５１２号公報）
、また、走行路面の一部を。

該走行路面とは異なる色の塗料で所定幅に塗装して形成
した移動車誘導用のカラーラインを、走行中、移動車に
設けた光センサでカラー検出し、該検出情報に基づいて
、交差点の通過中も前記カラーラインからずれないよう
に走行経路に沿って移動する構成のもの（例えば、特開
昭６３−３６４０９号公報）、さらに、自走台車の走行
する床面上に設けられた光学反射テープを、自走台車に
付設された光学カメラ（ＴＶカメラ）により撮像しなが
ら走行し、その結像位置により自走台車と光学反射テー
プとの相対位置を検出しながら該テープに沿って移動す
る構成のもの（例えば、特開昭５９−１２１５０７号公
報）等が一般的であった。

また、自走台車の駆動方式は、２輪駆動が一般的で、該
方式では自走台車の前部および後部にそれぞれ従動輪が
設けられ、各従動輪は懸架機構を介して取り付けられて
いた。

一方、自走台車の所定位置における位置決めは、予め設
定された自走台車の停止位置に、自走台車と床面との両
者が互いに係合するメカニカルな位置決め機構を、該位
置決め機構の一方を自走台車に、他方を床面に設けて構
成し、該位置決め機構を作動して自走台車を固定する構
成のもの（例えば、特開昭５８−４３８５６．特開昭５
８−４３８５７号公報）が提案されている。

なお、自走台車の走行用の動力用電源は、自走台車上に
積載するものと、積載しないものとがあるが、積載しな
い場合には、自走台車は床面上などの自走台車外に設け
られている電源とケーブルで接続され、自走台車が走行
する場合は、動力用ケーブルおよび信号用ケーブルを床
面上に引き回して走行する構成になっていた。

［発明が解決しようとする課題］ 前記従来技術のうち、磁気誘導帯を検出し、磁気誘導帯
とのずれを判別しながら磁気誘導帯に沿って移動する構
成のもの（例えば、特開昭５９−２０２５１２号公報）
や、走行路面の一部を塗装して形成した移動車誘導用の
カラーラインを光センサでカラー検出しながら、カラー
ラインに沿って移動する構成のもの（例えば、特開昭６
３−３６４０９号公報）においては、前記磁気誘導帯や
カラーラインが汚れたり、損傷したりする場合があり、
このような可能性のある場所での使用が制限されるだけ
でなく、かかる場合には自走台車からこれらを正確に検
出することができなくなるため、所定の移動コースを走
行させることができない問題点を有していた。また、光
学反射テープを、ＴＶカメラにより撮像しながら前記テ
ープに沿って移動する構成のもの（例えば、特開昭５９
−１２１５０７号公報）においては、照明状態が変化し
たり、または、周囲に照明の影となる移動物体（大また
は機器）が存在するような環境の場合には、撮像が不完
全となり所定の移動コースを正確に走行制御することが
できない問題点を有していた。

一方、前記従来の自走台車と床面上とに設けた構成で形
成され、両者が互いに係合するメカニカルな位置決め機
構にて自走台車を固定する構成のもの（例えば、特開昭
５８−４３８５６．特開昭５８−４３８５７号公報）は
、自走台車が該位置決め機構に移動を制限されることか
ら、自走台車の稼働範囲を狭くし、また、床面上のメカ
ニカルな機構が他の自走台車の移動コースを決める際の
障害になり、床面を他の自走台車と共有利用することが
できないなどの問題点を有していた。

また、自走台車外に設けられている。電源と接続されて
いるケーブルを、床面上に引き回して走行する従来の自
走台車においては、引き回すケーブルの重量および床面
との摩擦抵抗とにより、能動軸の走行抵抗にアンバラン
スを生じて斜行し、所定の移動コースに対してずれを生
ずるようになる。

このずれの発生は、前記各種検出装置により修正される
ものの、ずれが大きい場合には目的とする作業位置に到
達できない可能性が大きく、そのため前記床面上のテー
プやカラーラインを常に確認しながら移動しなければな
らない問題点を有していた。

さらに、各従動輪を懸架機構を介して取り付けた前記従
来の自走台車は、懸架機構を設けたことによる荷重支持
部の剛性不足から、自走台車上に負荷し得る許容荷重を
小さく制限され、自走台車上にロボットを積載すること
は困難であった。

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、一定の広さの
移動領域を設定したステージ上に予め任意に設定された
複数の各作業位置を、原点位置から任意の経路を自由に
選択移動して正確に検出し、選択した作業位置において
自走台車上にロボットを積載して形成した作業ロボット
を、確実に位置固定して作業することができる作業ロボ
ット用の自走台車およびその位置決め方法を提供するこ
とを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するため、本発明は、自走台車上にロボ
ットを積載して作業ロボットを形成し、該作業ロボット
の自走台車に、ステージを吸着して作業ロボットをその
作業位置に位置固定する固定手段を設ける構成にし、一
方、作業ロボットの自走するステージを、磁性材で、か
つ平滑な走路面で構成し、他方、ロボットの原点位置お
よび作業位置における位置決めを、自走台車下面の３個
所に設けた位置検出用のセンサからの出力信号を、走路
面上のマークと該マークを介して走路面下の空間に設け
たセンサとにより受信し、該受信により前記作業ロボッ
トの原点位置を検出して作業ロボットの移動開始および
原点位置における位置決め完了の確認を行い、該確認後
、作業位置のマーク部付近まで作業ロボットを移動して
前記自走台車下面のセンサの出力信号を走路面上のマー
クと該マークを介して走路面下の空間に設けたセンサと
により受信し、該受信により作業位置を検出して作業ロ
ボットの位置固定準備と作業位置における位置決めを完
了する位置決め方法に構成したものである。

そして、自走台車は、自走台車下面の中央部左右に、前
後進およびステアリング可能に駆動輪およびその駆動機
構を設け、一方、従動輪を該自走台車下面にその進行方
向の前部および後部にそれぞれ配設し、走行時の自走台
車上のロボットの重心を、前記左右の駆動輪といずれか
一方の従動輪との接地点を結んで形成される３角形内に
位置させる構成にすることが好ましく、また、自走台車
上のロボットを軸受を介して旋回可能に積載し、該ロボ
ットの旋回時に、その慣性力を吸収し、かつロボットを
自動的に旋回前の中立位置に復帰させる緩衝機構を設け
る構成にするとよい。そして、作業位置における自走台
車の固定手段を、作業ロボットの各車輪をステージ面よ
り浮上させて固定する自走台車の複数個所に設けた上下
移動可能な電磁石により構成するとよい。

一方、ロボットの非常停止は、自走台車の全周面に設け
た圧力センサと、該圧力センサの作動信号と連動して廓
動輪の駆動機構を停止させる信号回路とからなる非常停
止手段を設ける構成にすることが望ましい。

さらに、原点位置および複数の各作業位置の検出と、原
点位置と各作業位置との間の任意の経路の自由選択移動
に対して、自走台車を、自走台車下面の旋回中心部と該
旋回中心よりやや離れた位置２点との計３個所に、原点
位置および作業位置検出用のセンサを設ける構成にし、
また、作業ロボットに接続されるケーブルを、複数のロ
ーラ付キャリヤにより支持してステージ面上を引き回す
構成にし、この引き回されるケーブルが、作業ロボット
の原点位置と作業位置との間の往復移動時に、常に自走
台車の後方に位置させられて移動する構成にするとよい
。

また、作業ロボット用のステージは、前記自走台車の周
囲に設けられた圧力センサと接触可能な高さに、板状部
材の柵で囲われた走行領域を設定する構成にすることが
望ましく、そして、空間部を介して上段の作業ロボット
の走路面と下段面との二重構造に形成され、前記走路面
に、予め設定された作業ロボットの原点位置を表示する
マークおよび任意の位置に任意の数の作業位置を表示す
るマークを設け、前記各マークのうち、作業ロボットが
原点位置または作業位置にあるときの作業ロボットに設
けたセンサと対応するマーク位置の前記空間部に、前記
センサの出力信号を検出するセンサを設ける構成にする
とよい。なお、同一のステージ上に複数の作業ロボット
を配置し、各作業ロボットを該作業ロボットの移動およ
び位置決めを制御するコントローラにより時間をずらし
て移動させて、床の作業領域および走行領域を共有する
構成にするとよい。

［作用］ ステージ上に設けた原点位置における旋回中心位置のマ
ークを、作業ロボットの自走台車下面の旋回中心部に設
けたセンサにより検出し、該検出後、前記マークよりや
や離れてステージ上に設けられた方向検出用のマークを
、該マークに対応する位置の自走台車下面に設けたセン
サによって検出し、作業ロボットの原点位置における位
置決め完了の確認と、作業位置への移動開始の準備完了
を確認する。

原点位置から作業位置への移動は、移動時における自走
台車上のロボットの重心が、自走台車下面の中央部左右
に設けた駆動輪と、進行方向の前部および後部に設けら
れた従動輪のうちいずれか一方の従動輪との接地点を結
んで形成される３角形内に位置させられるから、確実に
３輪がステージ面に接地して走行し、ステージ面に多少
の傾斜があっても安定して走行することができる。そし
て、ステージ上には作業ロボットの原点位置および作業
位置を表示し、かっセンサにより検出されるテープ状の
小さなマークのみが設けられるため、自走台車の走行は
勿論、作業ロボットに接続されるケーブルを支持してス
テージ上を走行する複数のローラ付キャリヤの走行も、
走行抵抗の極めて小さい状態で走行することが可能にな
る。そして、作業ロボットの原点位置と作業位置との間
の往復移動時に、前記引き回される゛ケーブルが常に自
走台車の後方に位置させられて移動することにより、前
記ケーブルと自走台車とのからみがなくなり、自在に任
意の走行経路を走行することが可能になる。なお、作業
ロボットが万一移動走行中にステージ内より外部へ逸走
しようとする場合には、自走台車の全周面に設けた圧力
センサが、ステージの周囲に設けられた板材に接触して
作動し、該作動と連動して自走台車の走行駆動装置を停
止させる非常停止手段が作動し、外部への逸走が防止さ
れる。

作業位置のマーク部付近へ移動した作業ロボットは、前
記原点位置における位置決めと同様に、ステージ上に設
けた作業位置における旋回中心位置のマークと方向検出
用のマークとを、自走台車下面に設けたセンサにより検
出し、作業位置における位置決めと、該位置における作
業ロボットの固定準備とを完了する。

作業位置における作業ロボットの固定は、磁性材で、か
つ平滑な面のステージを、シリンダに連結されて上下移
動可能な複数個所に配設された電磁石を前記シリンダを
伸長して吸着し、さらに作業ロボットの各車輪がステー
ジ面より浮上するまでステージ面を押圧して固定する。

このため、作業ロボットは位置決めされた作業位置に位
置ずれすることなく確実に固定される。そして、ステー
ジを上・下段の二重構造に形成し、上・下段間の空間部
にマーク検出用のセンサを設けることにより、上段側に
鉄板等により磁性体の平滑な面のステージを容易に形成
することが可能になり、また、ステージ上に前記小さな
テープ状のマークを設けるだけで障害物が全くないこと
から、ステージ上を自在に移動することが可能になると
ともに、自走台車側との通信を確実かつ容易に行うこと
が可能になり、原点位置および作業位置を正確に検出す
ることができる。このため、時間をずらせて作業ロボッ
トの移動を行うことにより、同一のステージ上に複数の
作業ロボットを配置することが可能になり、さらに、こ
れら複数の作業ロボットに対応する複数の原点位置およ
び作業位置を配設することも可能で、複数の作業ロボッ
トをそれぞれ任意の作業位置へ移動させて作業させるこ
とが可能になる。

作業位置に固定された作業ロボットは、旋回動作を含む
各種の動作を行って作業するが、このうち、特に旋回動
作の起動・停止時の衝撃力により作業ロボットの位置ず
れを発生し易い。しかし、自走台車に該自走台車上のロ
ボットの旋回時の慣性力を吸収し、かつロボットを自動
的に旋回前の中立位置に復帰させる緩衝機構を設けたこ
とにより、前記位置ずれを防止することができ、作業ロ
ボットの作業位置における当初の固定状態をそのまま確
保することが可能になる。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を第１図ないし第１２図を参照
して説明する。第１図は下方から見た自走台車の全体図
、第２図は第１図のｎ−ｎ断面図。

第３図は第１図のｍ−ｍ矢視図で、作業ロボットを作業
位置に固定した状態を示す図、第４図は第１図のＴＶ−
ＩＶ矢視図、第５図はステージの構成と作業ロボットと
の関係を示す図、第６図は第５図の斜視図、第７図は同
一ステージ上に２台の作業ロボットを配置した場合の説
明図、第８図は傾斜したステージにおける走行状態説明
図、第９図は自走台車上に積載されたロボットの重心位
置説明図、第１０図はステージ上に設けたマークと位置
検出用のセンサとの関係説明図、第１１図は作業ロボッ
トの原点位置と作業位置との間における自走台車の向き
と接続ケーブルとの関係説明図、第１２図は全体のシス
テム構成を示すブロック図である。

第１図ないし第３図において、１はロボット、１ａはロ
ボット１のベース、３はベース１ａを載置する旋回ベー
ス、４は旋回ベース３をベアリングを介して旋回可能に
取り付けている台車ベースで、本実施例ではベースｌａ
、旋回ベース３および台車ベース４とも円形であり、同
軸上に配置されている。５は台車ベース４の下面中央部
左右に設けられている一対の走行駆動用アクチュエータ
で、駆動用アクチュエータ５は、サーボモータ６゜エン
コーダ７および減速器８とからなり、減速器８の出力軸
に固設された駆動輪９を回動させるとともに、一対の駆
動用アクチュエータ５，５の駆動によりステアリングも
可能である。１０．１１は台車ベース４の進行方向Ｍの
前部および後部にそれぞれ配設されている従動輪で、従
動輪１０は台車ベース４に固設される固定フレーム１２
に支持されて固定キャスタ１３を形成している。１４は
一端部に従動輪１１を支持し、中間部が台車ベース４の
下面に固設されているキャスタフレーム１５にピン１６
により支持され、他端部を台車ベース４の下面に相対し
、かつ近接するように形成された可動フレーム、１７は
可動フレーム１４の従動輪１１側と台車ベース４の下面
との間に介設された圧縮ばねで、従動輪１１および符号
１４ないし１６とともに可動キャスタ１８を構成してい
る。可動キャスタ１８は走路面３０ａが傾斜しているよ
うな場合には押し上げ力を受け、圧縮ばね１７をたわま
せてピン１６を支点として上下方向に揺動可能になって
いる。２は符号３ないし１８により構成されている自走
台車で、前記のように走路面３０ａの傾斜により走行時
に可動キャスタ１８が揺動した場合でも、第９図に示す
ように積載しているロボット１の重心１ｂが、駆動＠９
゜９および従動輪１０の走路面３０ａへの接地点を結ん
形成される３角形１９内に位置するように構成されてい
る。

そして、自走台車２には第１図および第３図に示すよう
に、作業ロボットを作業位置に固定する固定手段が設け
られている。２０は台車ベース４の下面に該下面を等分
に配置して取り付けられた空圧シリンダ（本実施例の場
合は４個）、２１は各空圧シリンダ２０にそれぞれ連結
され空圧シリンダ２０の伸縮により上下移動させられる
電磁石で、電磁石２１は空圧シリンダ２０の伸長により
磁性体からなるステージ３０の走路面３０ａに押圧され
て駆動輪９，９および従動輪１０．１１を走路面３０ａ
より浮上させ、同時に該面を吸着して位置固定する。

また、自走台車２には第１図および第４図に示すように
、ロボット１の旋回時にその慣性力を吸収し、かつロボ
ット１を自動的に旋回前の中立位置に復帰させる以下の
緩衝機構が設けられている。

３ａは旋回ベース３の下面に固着されているストッパ、
２２．２２は台車ベース４の下面に固着されている一対
のブロック、２３はブロック２２に穿設されている穴に
滑動可能に貫通して嵌挿されているピンで、ピン２３の
ストッパ３ａ側の端部にはばね受け２４が取り付けられ
ており、ばね受け２４とブロック２２との間に嵌装され
たばね２５により、ストッパ３ａをばね受け２４を介し
て両側から挟圧するように配置されている。２６はピン
２３の他端側に螺着されているナツトである。

第１図および第２図において、２７は台車ベース４の下
面に旋回中心ＩＣを含む矢印Ｍの進行方向に沿った位置
に設けられているセンサブレートで、センサプレート２
７は台車ベース４よりステ−ジ走絡面３ａに接近するレ
ベルまで垂れ下げて配置されている。２８はセンサプレ
ート２７の旋回中心１ｃの位置に設けられている反射形
の光センサ、２９ａ、２９ｂは同じくセンサプレート２
７に反射形の光センサ２８より進行方向前方側の位置に
設けられている一対の反射形の光センサで、進行方向の
中心線りに対して対称に配置されている。

第５図ないし第７図において、３０は磁性材（本実施例
では鉄板製）で、上面に平滑な走路面３０ａを有する２
重構造上段のステージ、３１は２重構造下段の床、３２
はステージ３０を支持するステージフレーム、３３はス
テージ３０の高さ調節用のレベラで、レベラ３３は複数
個所に設けられている。３４はステージ３０の全周を囲
う板材からなる柵で、柵３４は台車ベース４の周囲に取
り付けられている圧力センサ３５と接触可能な高さに設
けられている。３６はステージ３０と床３１との間に形
成されている空間部である。３７は走路面３０ａ上に予
め設定されている作業ロボットの原点位置の旋回中心位
置を表示するテープ状の円形のマーク、３８はマーク３
７に近接して設けられている原点位置における作業ロボ
ットの方向検出用の３角形のテープ状のマーク、３９は
走路面３０ａ上に任意に設定される作業位置における作
業ロボットの旋回中心位置を表示するテープ状の円形の
マーク、４ｏはマーク３９に近接して設けられている作
業位置における作業ロボットの方向検出用の３角形のテ
ープ状のマークである。

これら各マークの形状は、円形または３角形に限定され
ることなく他の形状でもよい、４１はステージ３ｏの下
面にマーク３８および４０に対応させた位置に取り付け
られている透過形の光センサで、第１０図に示すように
前記センサプレート２７に取り付けられた反射形センサ
２９ａ、２９ｂに対応した位置に設けられている。４２
は光センサ４１および前記エンコーダ７に接続されてい
る信号ケーブル、４３は作業ロボットの移動および位置
決め等を制御するコントローラで、ステージ３０の外に
設置される。４４は作業位置において作業ロボットが使
用する作業テーブルである。４５は動力および信号用の
接続ケーブルで、第１図に示す台車ベース４の後部に設
けられた接続コネクタ４６．４７とコントローラ４３と
の間を接続している。４８は作業ロボットに引き回され
る接続ケーブル４５をステージ走路面３０ａ、）：に支
持するキャリアで、キャリア４８は方向自在に回転可能
なローラ４９と、接続ケーブル４５をクランプするケー
ブルホルダ５０とがらなり、複数個が適宜の間隔で配設
されている。５１はステージ３０下の空間部３６からス
テージ３０上に接続ケーブル４５を引き出すためにステ
ージ３ｏに設けられた穴、５２は第１図に示すように台
車ベース４の下面に取り付けられている電磁弁である。

つぎに、上記実施例の作用について説明する。

まず第７図において、コントローラ４３を操作して、ス
テージ走路面３０ａに設けた原点位置におけるマーク３
７を、台車ベース４下面の旋回中心部に設けた光センサ
２８により該光センサ２８がオン状態になるまで探索し
て検出し、該検出後、一対の駆動用アクチュエータ５を
作業ロボットが旋回中ｔＬ１１　ｃの回りに旋回するよ
うに駆動し、マーク３８を第１０図に示すように１台車
ベース４下面に設けた光センサ２９ａ、２９ｂにより該
光センサ２９ａ、２９ｂがオン状態になるまで探索して
検出し、原点位置における位置合わせを行う。

そして、光センサ２９ａ、２９ｂの出力光を該位置に対
応してステージ３０の下面に設けられている光センサ４
１により検比し、原点位置における自走台車２の位置決
めと作業位置への移動準備とを完了してその信号を信号
ケーブル４２を介してコントローラ４３に送信する。

ついで、コントローラ４３の移動指令により作業ロボッ
トを作業位置へ移動させるが、移動時には第５図ないし
第７図に示すように、接続ケーブル４５を走路面３０ａ
上に引き回して走行することになりそれだけ走行抵抗を
受けることになるが。

走路面３０ａは平滑であり、そして本発明においては第
９図に示すように、ロボット１の重心１ｂが駆動輪９，
９と従動輪１０との接地点を結んで形成される３角形１
９内に位置し、また、接続ケーブル４５は、方向自在に
回転可能なローラ４９を備えた複数個のキャリア４８に
より支持されており、さらに、マーク３７ないし４０は
テープ状の小面積のマークで形成されているため、走路
面３０ａにおける走行は、少なくとも３輪は確実に走路
面３０ａに接地し、走行抵抗の極めて小さい状態で走行
可能になるから、走路面３０ａが多少傾斜していても安
定して走行することができる。

一方、上記走路面３０ａが傾斜している場合は。

一般にいずれかの車輪が接地しない状態になるが、本発
明においては第８図に示すように、可動キャスタ１８が
下方から押し上げられて圧縮ばね１７が圧縮され、可動
キャスタ１８がピン１６の回りに上方へ揺動させられて
前記第９図に示すように、ロボット１の重心１ｂを３角
形１９内に保つことができるから、ｍ動輪９，９と固定
キャスタ１３とを常に接地状態に維持することができ、
安定した走行をすることが可能である。

また、作業ロボットが原点位置と作業位置との間を往復
移動する際の作業ロボットおよび接続ケーブル４５の挙
動は、まず第１１図（ａ）に示す位！（原点位置）にお
いて、自走台車２を矢印入方向に回動させて接続ケーブ
ル４５を自走台車２の後方に位置させ、自走台車２を目
的とする作業テーブル４４の方向へ向ける。つぎに、第
１１図（ｂ）に示すように、自走台車２を作業テーブル
４４付近の所定の位１（作業位置）まで矢印Ｂ方向に移
動させる。該位置での作業終了後、第１１図（ｃ）に示
すように、自走台車２を矢印Ｃ方向に回動させて自走台
車２を原点位置の方向へ向け、接続ケーブル４５を自走
台車２の後方に位置させて、第１１図（ｄ）に示すよう
に、元の原点位置まで矢印り方向に移動させる。このよ
うに作業ロボットを移動させることにより、接続ケーブ
ル４５が常に自走台車２の後方に追従することになり。

原点位置と作業位置との間の往復移動時に接続ケーブル
４５と自走台車２とのからみがなくなり、任意の走行経
路を自在に走行することが可能になる。なお、上記移動
中に、万一作業ロボットがステージ３０内より外部へ逸
走しようとする場合には、自走台車２の周囲に設けた圧
力センサ３５が、ステージ３０の全周を囲う柵３４に接
触して作動し、作動信号が接続ケーブル４５を介してコ
ントローラ４３に送信され、駆動用アクチュエータ５を
停止させて自走台車２を非常停止させ逸走が防止される
。

作業位置のマーク付近へ移動した作業ロボットは前記原
点位置における位置決めと同様に、まず、第７図または
第１０図に示す走路面３０ａに設けた作業位置における
マーク３９を１台車ベース４下面の旋回中心部に設けた
光センサ２８により該光センサ２８がオン状態になるま
で探索して検出し、該検出後、一対の駆動用アクチュエ
ータ５を作業ロボットが旋回中心１ｃの回りに旋回する
ように駆動してマーク４０を台車ベース４下面に設けた
光センサ２９ａ、２９ｂにより該光センサ２９ａ、２９
ｂがオン状態になるまで探索して検出し、原点位置にお
ける位置合わせを行う。そして、光センサ２９ａ、２９
ｂの出力光を該位置に対応して設けられている光センサ
４１により検出し、作業位置における自走台車２の位置
決めと固定準備とを完了する。

上記原点位置および作業位置における位置決めは、ステ
ージ３０が上下２段の二重構造に形成され、上・下段間
の空間部３６に位置検出用の光センサ４１を設けたこと
により、作業ロボットとコントローラ４３との間の通信
を確実かつ容易に行うことが可能になり、前記位置決め
を正確に行うことができる。また、前記ステージ３０の
二重構造は、上段の走路面３０ａを鉄板等の磁性材で容
易に製作することが可能になり、さらにステージ３０の
広さも任意に大きくできるから、同一のステージ３０に
複数の作業ロボットを配置して作業領域および走行領域
を共有することが可能になり。

これら複数の作業ロボットに対応する複数の原点位置お
よび作業位置を設けて複数の作業ロボットをそれぞれ任
意の作業位置へ走行させて作業させることが可能になる
。

作業位置における作業ロボットの固定は、電磁弁５２を
作動し、第３図に示すように各空圧シリンダ２ｏを伸長
して電磁石２１を走路面３０ａに押しつけて磁性材から
なるステージ３０を吸着し、さらに、駆動輪９，９およ
び従動輪１０．１１がすべて走路面３０ａより浮上する
まで押圧して固定を完了する。固定をこのようにするこ
とにより、位置決めされた作業位置に作業ロボットを位
置ずれすることなく確実に固定することができる。

作業位置に固定された作業ロボットは、作業テーブル４
４を使用して第４図に示す矢印Ｒ方向の旋回動作を含む
各種動作を行って所定の作業を行う。この場合、ロボッ
ト１の旋回動作はその起動・停止時の慣性力により自走
台車２の位置ずれを発生し易いが、該慣性力は、旋回ベ
ース３の下面に固設したストッパ３ａによりばね受け２
４を介して旋回方向にピン２３を押し、ばね２５をたわ
ませることにより吸収されるようになっており、旋回動
作による衝撃力が自走台車２に作用しないようになって
いる。そして、前記慣性力吸収後は、圧縮したばね２５
の復元力によりロボット１を旋回前の中立位置へ自動的
に復帰させることができる。従って、作業ロボットの作
業位置における前記固定状態をそのまま確保することが
できるとともに、ロボット１の向きを常に一定方向（本
実施例の場合は進行方向Ｍ側）に自動的に保つことがで
きる。

［発明の効果］ 本発明は、以上説明したように構成されているので、一
定の広さの移動領域を形成したステージ上に予め任意に
設定された複数の各作業位置を、原点位置から任意の経
路を自由に選択移動して正確に検出し、選択した作業位
置において自走台車上にロボットを積載して形成した作
業ロボットを、確実に位置固定して作業することができ
る効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の自走台車を下方から見た全
体図、第２図は第１図の■−■断面図、第３図は第１図
の■−■矢視図で、作業ロボットを作業位置に固定した
状態を示す図、第４図は第１図のｒＶ−ＩＶ矢視図、第
５図はステージの構成と作業ロボットとの関係を示す図
、第６図は第５図の斜視図、第７図は同一ステージ上に
２台の作業ロボットを配置した場合の説明図、第８図は
傾斜したステージにおける走行状態説明図、第９図は自
走台車上に積載されたロボットの重心位置説明図、第１
０図はステージ上に設けたマークと位置検出用のセンサ
との関係説明図、第１１図は作業ロボットの原点位置と
作業位置との間における自走台車の向きと接続ケーブル
との関係説明図、第１２図は全体のシステム構成を示す
ブロック図である。 １・・・ロボット、２・・・自走台車、３・・・旋回ベ
ース、３ａ・・・ストッパ、４・・・台車ベース、５・
・・開動用アクチュエータ、９・・・駆動輪、１０．１
１・・・従動輪、１３・・固定キャスタ、１８・・・可
動キャスタ、２１・・電磁石、２８．２９ａ、２９ｂ・
・・反射形の光センサ、３０・・・ステージ、３０ａ・
・・走路面、３４・・・柵、３５・・・圧力センサ、３
６・・・空間部、３７，３８．３９．４０・・・マーク
、４１・・・透過形の光センサ、４３ ・・コントローラ、 ４５・・・接続ケーブル、 ４８・・・キャリア、 ５２・・・電磁弁。 代 理 人 弁 理 士 秋 本 正 実 第 閲 「・÷ｑｖ Ｌ−伽■・ ｆ８−−一可１初キャ又夕 ＠２ 図 イ 第３ 図 ブ ３５−−一反力をンサ 第４ 図 ３ａ−一一ストヅハ１ ２４−−−＋ま゛ねセリ ２５−−−１１゛ね １５図 ３６−４縁部 キマり了 第 図 ３９−−−ズーク ４０−一−マーク 第 ？ 図 第８図 ブＯ ｆ 第 図 １ｂ−重１υ゛ ブＣ−ｔＥり中１υ Ｌ−７行方間中心末阪 Ｍ−３；ＬＫ楕伺矢印 第１０図 第１１図 第１２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ステージ上を自走可能なロボット用の自走台車にお
   いて、該自走台車上にロボットを積載して作業ロボット
   を形成し、該作業ロボットの自走台車に、前記ステージ
   面を吸着して作業ロボットをその作業位置に位置固定す
   る固定手段を設けたことを特徴とするロボット用の自走
   台車。 ２、前記自走台車下面の中央部左右に、前後進およびス
   テアリング可能に駆動輪およびその駆動機構を設け、一
   方、従動輪を該自走台車下面にその進行方向の前部およ
   び後部にそれぞれ配設し、いずれか一方の従動輪を進行
   方向と直角方向に配置されたピンを支点として上下方向
   に揺動可能に支持し、走行時に自走台車上のロボットの
   重心が、前記支持された従動輪を除く他方の従動輪と前
   記左右の駆動輪との接地点を結んで形成される３角形内
   に位置させられるように構成した請求項１記載のロボッ
   ト用の自走台車。 ３、前記自走台車上のロボットを軸受を介して旋回可能
   に積載し、該ロボットの旋回時の慣性力を吸収し、かつ
   ロボットを自動的に旋回前の中立位置に復帰させるロボ
   ットの下面に固着したストッパと、自走台車下面で前記
   ストッパの両側に設けたばね機構とからなる緩衝機構を
   有する請求項１または２記載のロボット用の自走台車。 ４、前記ステージ面を吸着して作業ロボットを作業位置
   に位置固定する固定手段が、シリンダに連結されて上下
   移動可能な複数個所に配設された電磁石を、前記シリン
   ダを伸長して作業ロボットの各車輪がステージ面より浮
   上するまでステージ面に押圧して固定する構成である請
   求項１、２または３記載のロボット用の自走台車。 ５、前記自走台車の全周面に設けた圧力センサと、該圧
   力センサの作動信号と連動して駆動輪の駆動機構を停止
   させる信号回路とからなる非常停止手段を備えた請求項
   １、２または３記載のロボット用の自走台車。 ６、前記自走台車下面における旋回中心部と、該旋回中
   心よりやや離れた位置で、かつ互いに相対させて設けた
   ２点との合計３個所に、位置検出用のセンサを設けてな
   る請求項１、２または３記載のロボット用の自走台車。 ７、前記作業ロボットの移動および位置決めを制御する
   コントローラと該作業ロボットとを接続するケーブルが
   、複数のローラ付キャリヤに支持されてステージ上を引
   き回される構成である請求項１、２または３記載のロボ
   ット用の自走台車。 ８、前記ステージ上を引き回されるケーブルが、作業ロ
   ボットの原点位置と作業位置との間の往復移動時に、作
   業ロボットの移動方向姿勢と組み合わされて、常に作業
   ロボットの後方に位置して移動する構成である請求項１
   、２、３または７記載のロボット用の自走台車。 ９、作業ロボットの自走するステージを、磁性材で、か
   つ平滑な走路面で構成したことを特徴とするロボット用
   のステージ。 １０、前記ロボット用のステージに、前記自走台車の周
   囲に設けられた圧力センサと接触可能な高さに、板状部
   材の柵で囲われた走行領域を設定してなる請求項９記載
   のロボット用のステージ。 １１、前記作業ロボット用のステージが、空間部を介し
   て上段の作業ロボットの走路面と下段面との二重構造に
   形成され、前記走路面に、予め設定された作業ロボット
   の原点位置を表示するマークおよび任意の位置に任意の
   数の作業位置を表示するマークを設け、前記各マークの
   うち、作業ロボットが原点位置または作業位置にあると
   きの作業ロボットに設けたセンサと対応するマーク位置
   の前記空間部に、前記センサの出力信号を検出するセン
   サを設けてなる請求項９記載のロボット用のステージ。 １２、同一のステージ上に複数の作業ロボットを配置し
   、各作業ロボットを該作業ロボットの移動および位置決
   めを制御するコントローラにより時間をずらして移動さ
   せ、ステージの作業領域および走行領域を共有する構成
   にした請求項９記載のロボット用のステージ。 １３、前記自走台車下面の３個所に設けた位置検出用の
   センサからの出力信号を、走路面上のマークと該マーク
   を介して走路面下の空間に設けたセンサとにより受信し
   、該受信により前記作業ロボットの原点位置を検出して
   作業ロボットの移動開始および原点位置における位置決
   め完了の確認を行い、該確認後、作業位置のマーク部付
   近まで作業ロボットを移動して前記自走台車下面のセン
   サの出力信号を走路面上のマークと該マークを介して走
   路面下の空間に設けたセンサとにより受信し、該受信に
   より作業位置を検出して作業ロボットの位置固定準備と
   作業位置における位置決めを完了する、ロボットの原点
   位置および作業位置の位置決め方法。