搬运系统及行驶车.pdf

本发明提供一种搬运系统，其用单一的测距装置测定行驶车的位置与姿势。搬运系统包括中转站(110)、以目标姿势停止在目标位置的行驶车(140)和移载货物的移载机构(170)，还包括：用于测定中转站(110)与行驶车(140)的距离的单一的测距机构(141)；作为测距机构(141)的测距对象的第一测距部(111)和第二测距部(112)；取得与第一测距部(111)之间的第一距离，使行驶车(140)向规定方向行驶规定距离，并取得与第二测距部(112)之间的第二距离的控制部(151)；根据第一距离和第二

1.  一种搬运系统，包括中转站、以目标姿势停止在中转站附近的目标位置上的行驶车、和在中转站与行驶车之间移载货物的移载机构，其特征在于，包括：
测距机构，设置在所述中转站和所述行驶车中的一方上，用于测定所述中转站与所述行驶车之间的距离；
第一测距部和第二测距部，设置在所述中转站与所述行驶车中的另一方上，作为所述测距机构的测距对象；
控制部，从所述测距机构取得与所述第一测距部之间的第一距离，使所述行驶车向规定方向行驶规定距离，并从所述测距机构取得与所述第二测距部之间的第二距离；
计算部，根据取得的所述第一距离和所述第二距离计算出所述行驶车从所述目标姿势倾斜的倾斜值；以及
移载条件确定部，根据计算出的所述倾斜值确定所述移载机构的移载条件。

2.  如权利要求1所述的搬运系统，其特征在于，
还包括第三测距部，该第三测距部设置在所述中转站与所述行驶车中的另一方上，在使所述行驶车向所述规定方向移动的情况下，所述第三测距部与所述测距机构之间的距离逐渐变化，
所述控制部进一步从所述测距机构取得与所述第三测距部之间的第三距离，
所述计算部进一步根据测定的所述第一距离或第二距离、和所述第三距离计算出从所述目标位置偏离的偏离值，
所述移载条件确定部根据计算出的所述偏离值确定所述移载机构的移载条件。

3.  如权利要求1所述的搬运系统，其特征在于，
所述控制部一边使所述行驶车行驶，一边取得所述第一距离和所述第二距离。

4.  如权利要求3所述的搬运系统，其特征在于，
在连接所述第一测距部和所述第二测距部的线与连接所述行驶车和所述目标位置的线平行，且所述行驶车与所述目标位置之间的距离为阈值的时刻，所述控制部使所述行驶车减速，
所述第一测距部与所述第二测距部配置在所述行驶车减速的位置与目标位置之间。

5.  一种行驶车，以目标姿势停止在中转站附近，其特征在于，包括：
测距机构，用于测定与所述中转站之间的距离；
控制部，从所述测距机构取得与所述中转站具有的第一测距部之间的第一距离，使该行驶车向规定方向行驶规定距离，并从所述测距机构取得与所述中转站具有的第二测距部之间的第二距离；
计算部，根据取得的所述第一距离和所述第二距离计算该行驶车相对于所述中转站从所述目标姿势倾斜的倾斜值；以及
发送部，用于将计算出的所述倾斜值发送给在所述中转站与该行驶车之间移载货物的移载机构。

搬运系统及行驶车
技术领域
本发明涉及一种包括有固定的多个中转站、在这些中转站之间搬运货物的行驶车、和在中转站与行驶车之间移载货物的移载机构的搬运系统，尤其涉及如下所述的搬运系统：其是没有供行驶车行驶的轨道的搬运系统，并且该搬运系统能够在正确的堆放位置或/和以正确的堆放姿势移载货物。另外，本发明还涉及在所述搬运系统中使用的行驶车。
背景技术
例如，在自动仓库等中搬入或搬出货物的搬运系统采用如下步骤：(1)将货物载置到中转站；(2)将所述货物移载到通过自律行驶而到达该中转站附近的行驶车上；(3)行驶车通过自律行驶将所述货物搬运到另一中转站；(4)行驶车到达另一中转站，并移载货物。
像上述那样，在搬运系统中行驶车自律行驶的情况下，为了使行驶车自身能够识别行驶车在仓库整体中的位置，有时在仓库中分散状地设置用于表示位置的标识。当行驶车在标识与标识之间行驶时，利用行驶车自身所带有的编码器识别自身的位置。
因此，在行驶车从一个中转站向另一中转站移动的情况下，行驶车一边利用所述标识修正编码器的偏差，一边正确地停在另一中转站附近。然后，在另一中转站与行驶车之间移载货物。
然而，在是将显示装置用的玻璃基板等作为货物进行搬运的搬运系统的情况下，需要在中转站与行驶车之间在更正确的位置或/和以更正确的姿势移载玻璃基板。因此，在这样的搬运系统中采用的行驶车在行驶基台上具有相对于行驶基台在Y方向(从行驶车朝向中转站的方向)、X方向(在水平面内与Y方向交叉的方向)和θ方向(旋转方向)上移动的载置台。该行驶车还具有能够比行驶车所具备的编码器更加精密地测定与中转站的位置或/和姿势的测定机构。像上述那样，搬运系统能够根据测定系统的测定结果正确地移动载置台，从而能够在正确的位置以正确的姿势在中转站与行驶车之间移载玻璃基板(参照专利文献1)。
专利文献1：日本特开2000-194418号公报
但是，在现有的搬运系统中，为了测定中转站与行驶车的姿势关系，需要具备多个传感器。并且，为了测定中转站与行驶车的相对位置关系，还需要具备其他传感器。
发明内容
本发明是鉴于上述课题而完成的，目的是提供一种能够通过单一的测距机构来测定中转站与行驶车的姿势关系，并以正确的姿势实现移载的搬运系统。本发明的另一目的是提供一种能够通过所述测距机构测定中转站与行驶车的相对位置关系，并在正确的位置实现移载的搬运系统。
为了解决上述课题，本发明的搬运系统包括中转站、以目标姿势停止在中转站附近的目标位置上的行驶车、和在中转站与行驶车之间移载货物的移载机构，该搬运系统的特征在于，包括：测距机构，设置在所述中转站和所述行驶车中的一方上，用于测定所述中转站与所述行驶车之间的距离；第一测距部和第二测距部，设置在所述中转站与所述行驶车中的另一方上，作为所述测距机构的测距对象；控制部，从所述测距机构取得与所述第一测距部之间的第一距离，使所述行驶车向规定方向行驶规定距离，并从所述测距机构取得与所述第二测距部之间的第二距离；计算部，根据取得的所述第一距离和所述第二距离计算出所述行驶车从所述目标姿势倾斜的倾斜值；以及移载条件确定部，根据计算出的所述倾斜值确定所述移载机构的移载条件。
由此，能够用单一的测距机构取得到达目标位置后的行驶车从目标姿势倾斜的倾斜值。并且能够以正确的姿势在中转站与行驶车之间进行移载。
进一步，优选包括第三测距部，该第三测距部设置在所述中转站与所述行驶车中的另一方上，在使所述行驶车向所述规定方向移动的情况下，所述第三测距部与所述测距机构之间的距离逐渐变化，所述控制部进一步从所述测距机构取得与所述第三测距部之间的第三距离，所述计算部进一步根据测定的所述第一距离或第二距离、和所述第三距离计算出从所述目标位置偏离的偏离值，所述移载条件确定部根据计算出的所述偏离值确定所述移载机构的移载条件。
由此，能够用单一的测距机构取得行驶车的相对于中转站的姿势和位置，从而能够更加正确地移载货物。
另外，优选所述控制部一边使所述行驶车行驶，一边取得所述第一距离和所述第二距离。
由此，能够同时进行行驶车的移动和倾斜值的取得，从而能够缩短货物的搬运时间。另外，由于不需要反复减速和加速，因此不会因惯性而产生行驶距离的误差，另外，也能够抑制后冲等导致的误差。
进一步，优选在连接所述第一测距部和所述第二测距部的线与连接所述行驶车和所述目标位置的线平行、且所述行驶车与所述目标位置的距离为阈值的时刻，所述控制部使所述行驶车减速，所述第一测距部与所述第二测距部配置在所述行驶车减速的位置与目标位置之间。
由此，由于在低速时进行测距，因此能够确保较高的移载精度。
发明的效果
根据本发明，能够用单一的测距机构测定行驶车相对于中转站的姿势或/和位置，并且能够以正确的姿势或/和在正确的位置进行中转站与行驶车之间的货物移载。
附图说明
图1是示意性示出实施方式的搬运系统的一部分的立体图。
图2是示出了行驶车的图，(a)是俯视图，(b)是仰视图。
图3是示出了电子计算机的功能结构的框图。
图4是示出了中转站的俯视图。
图5是示出了搬运系统中的行驶车的位置与姿势的测定工序的图，(a)～(e)示出了随时间的经过顺序。
图6是示出了搬运系统的其他实施方式的图。
附图标记的说明
100搬运系统
101标识
110中转站
111第一测距部
112第二测距部
113第三测距部
114目标板
115轨道
140行驶车
141测距机构
142驱动轮
143辅助轮
144转动台
145驱动轮编码器
146转动台编码器
150电子计算机
151控制部
152计算部
153移载条件确定部
154发送部
170移载机构
171载置台
172移载爪
200玻璃基板
具体实施方式
下面，参照附图说明本发明的实施方式。
图1是示意性示出实施方式的搬运系统的一部分的立体图。
如该图所示，搬运系统100是利用行驶车140搬运作为货物的玻璃基板200，并利用移载机构170在中转站110与行驶车140之间移载货物的系统。该搬运系统100包括测距机构(图中未示出)、第一测距部111、第二测距部112和第三测距部113。另外，在行驶车140所行驶的地面上安装有标识101。此外，在本实施方式的情况下，移载机构170分开装备在中转站110和行驶车140上。
图2是示出了行驶车的图，(a)是俯视图，(b)是仰视图。
如该图(a)所示，行驶车140是这样的装置：在上部设置有作为移载机构170的一部分的载置台171，对被载置在载置台171上的玻璃基板200进行自律搬运。而且，行驶车140上搭载有电子计算机150。测距机构141安装在行驶车140的角部。另外，如该图(b)所示，行驶车140在底面上安装有两个驱动轮142和四个辅助轮143。
测距机构141是测定与第一测距部111、第二测距部112和第三测距部113之间的距离的装置。在本实施方式的情况下，作为测距机构141，采用的是使用了激光光线的反射型的激光测距传感器。激光测距传感器指向性好，所以通过将激光测距传感器固定在行驶车140上，能够准确地测定相对于行驶车140位于规定方向上的物体与激光测距传感器之间的距离。另外，即使在一边使行驶车140行驶一边进行测定的情况下，测距所需要的时间也能够像将要测定与激光测定传感器之间的距离的部位视为一点那样短。因此，为了准确地测定行驶车140的姿势或/和位置，优选采用激光测距传感器作为测距机构141。图2中的虚线箭头表示测距机构141的测距方向。
此外，作为测距机构141，并不限于激光测距传感器，也可以是将臂部伸出与第一测距部111等接触从而测定距离的装置。另外，对测距方式没有特别的限制，可以是通过超声波的测距等。另外，在使用分离的两个设备测定该设备间的距离的情况下，将发送与距离有关的数据的一方作为本发明的测距机构141。
驱动轮142是为了使行驶车140行驶而与驱动源(图中未示出)连接并绕水平的轴旋转驱动的车轮，驱动轴142分别设置在行驶车140的宽度方向的两端部上。另外，驱动轮142以能够在用于使驱动轮142绕垂直轴旋转的转动台144上旋转的方式被安装在行驶车140上。另外，两个驱动轮142能够相互独立地绕垂直轴转动。由此，通过使两个驱动轮142为同一直线状或者平行，能够使行驶车140向希望的方向直行。另外，通过在交叉的方向上配置两个驱动轮142，能够使行驶车140在希望的曲率的线上行驶。
另外，在驱动轮142和转动台144上设置有编码器，通过该编码器能够输出行驶车140的移动距离和移动方向。
辅助轮143是用于使行驶车140能够行驶并维持行驶车140的水平状态的车轮，辅助轮143安装在行驶车140的下表面的四角附近。辅助轮143是不与驱动源连接而随着行驶车140的行驶状况旋转的车轮。
载置台171是构成移载机构170的要素之一，是用来载置玻璃基板200的台子。另外，载置台171能够转动地安装在行驶车140上，并能够以基于取得的信号的角度相对于行驶车140转动。
图3是示出了电子计算机的功能结构的框图。
如该图所示，电子计算机150包括运算装置、存储装置、和接口，是能够根据存储在存储装置中的程序和数据进行计算和设备的控制的计算机。而且，作为处理功能，其包括控制部151、计算部152、移载条件确定部153、和发送部154。
控制部151是从外部的设备取得信号，并对外部的设备进行控制的处理部。在本实施方式的情况下，控制部151能够从测距机构141取得与距离有关的数据。另外，控制部151能够控制驱动轮142以使行驶车140行驶，并能够根据来自驱动轮编码器145的信号取得行驶车140的行驶距离。另外，控制部151在驱动转动台144的同时，对来自转动台编码器146的信号进行反馈以控制驱动轮142的转动角度。由此，能够使行驶车140朝向规定的方向。
另外，控制部151能够按照下述记载顺序实施以下步骤：从测距机构141取得与距离有关的数据(第一距离)的步骤；使行驶车140向规定的方向行驶规定的距离的步骤；然后再次从测距机构141取得与距离有关的数据(第二距离)的步骤。再进一步，控制部151在取得第二距离之后，能够按照下述记载顺序实施以下步骤：使行驶车140向规定的方向行驶规定的距离的步骤；从测距机构141取得与距离有关的数据(第三距离)的步骤。
计算部152是根据控制部151取得的第一距离、第二距离、以及在取得第一距离之后直到取得第二距离时行驶车140的行驶距离(预先设定)来计算行驶车140从目标姿势(后述)倾斜的倾斜值的处理部。
另外，计算部152还是能够根据第一距离或第二距离、和第三距离计算出从目标位置(后述)偏离的偏离值的处理部。
移载条件确定部153是根据计算部152计算出的结果来确定移载机构170的移载条件(例如，使载置台171相对于行驶车140转动几度，使移载爪172(后述)移动几毫米，使移载爪172突出几毫米地进行移载)的处理部。
发送部154是将由移载条件确定部153确定的移载条件发送给移载机构170的处理部。
图4是示出了中转站的俯视图。
如该图(a)所示，中转站110是这样的设备：在上部设有作为移载机构170的一部分的移载爪172，对被载置在移载爪172上的玻璃基板200进行载置。在中转站110的侧面安装有包括第一测距部111、第二测距部112和第三测距部113的目标板114。另外，在中转站110的上表面，与安装目标板114的侧面平行地铺设有轨道115。
此外，中转站110是为了在与行驶车140之间移载作为货物的玻璃基板而暂时地保管(载置)玻璃基板200的区域或场所，对其具体的形状等并没有特别的限定。
目标板114是一端部被斜切去而形成第三测距部113的板状部件，是作为测距机构141的测距对象的部件。目标板114具有能够充分反射从测距机构141照射的激光光线的表面。在目标板114中的第三测距部113以外的部分，相对的表面分别平行，相交的表面垂直地相交。因此，若沿着中转站110的侧面安装目标板114的一面(以下称为“安装面”)，则与安装面平行的面(以下称为“反射面”)与中转站110的侧面平行。
此外，在目标板114的反射面上设置第一测距部111和第二测距部112。但是，由于第一测距部111和第二测距部112的位置是供测距机构141测距的位置，由控制部151通过软件性的方式来确定，因此，不能够具体地限定其区域。
移载爪172是构成移载机构170的要素之一，是用来载置玻璃基板200的装置。另外，移载爪172相对于铺设在中转站110的上表面上的轨道115而被安装，能够沿轨道115移动到基于取得的信号的位置。另外，移载爪172能够在载置有玻璃基板200的状态下相对于轨道115垂直地进出，并能够在移载爪172突出的状态下上下移动最上表面部。因此，在载置有玻璃基板200的状态下使移载爪172突出，将玻璃基板200配置在行驶车140侧的载置台171的上方，并使移载爪172的最上表面部下降，由此能够将玻璃基板200从中转站110侧移载到行驶车140侧。在进行与上述工序相反的工序时，还能够将玻璃基板200从行驶车140侧移载到中转站110侧。
图5是示出了搬运系统中的行驶车的位置与姿势的测定工序的图，(a)～(e)示出了随时间的经过顺序。
此外，该图所示虚线所描绘出的矩形表示行驶车140应到达的目标位置、及目标姿势。
如该图(a)所示，在连接第一测距部111和所述第二测距部112的线与连接行驶车140和目标位置的线平行、且行驶车140与目标位置的距离为阈值的时刻，控制部151使行驶车140减速到规定的速度(缓慢行驶速度)，并使行驶车140向着目标位置直行。但是，由于驱动轮编码器145或转动台编码器146的精度等原因，要使行驶车140能够满足期望的移载精度地向正确的方向行驶正确的距离是比较困难的。
接着，如该图(b)所示，当控制部151判断出行驶车140已经到达规定的位置时，控制部151从测距机构141取得第一距离。
接着，如该图(c)所示，控制部151使行驶车140向与从前相同的方向仅行驶预先给定的距离。之后，控制部151从测距机构141取得第二距离。此外，行驶车140所行驶的距离可从驱动轮编码器145取得，也可以根据来自驱动轮编码器145的数据统计算出行驶车140的速度，并根据从取得第一距离到取得第二距离的时间来确定。
通过以上所述，能够根据第一距离和第二距离、以及行驶车140在其间的行驶距离，由计算部152计算出行驶车140相对于目标板114的反射面的姿势，即从目标姿势倾斜的倾斜值。
此外，对具体的计算方法不作限定。例如，若假定行驶车140的行驶方向与测距机构141的测距方向垂直，则以行驶车140的行驶距离为分母，以第一距离与第二距离的差值为分子，能够算出倾斜值。
接下来，如该图(d)所示，控制部151使行驶车140向与从前相同的方向仅行驶预先给定的距离。之后控制部151从测距机构141取得第三距离。
控制部151取得的第三距离是第三测距部113与测距机构141的距离，是相对于反射面倾斜的面与测距机构141的距离。因此，能够根据第二距离(或第一距离)与第三距离的差值、及倾斜的面相对于反射面的角度，由计算部152计算出行驶车140相对于目标板114在与反射面平行的方向(该图(e)中的x方向)上的位置关系，即与目标位置的偏离值。
接着，取得由计算部152算出的倾斜值和偏离值，移载条件确定部153确定移载条件。该移载条件是使移载爪172沿轨道115移动的距离、使移载爪172突出(该图中y方向)的距离、以及使载置台171相对于行驶车140转动的转动角度。
然后，发送部154将移载条件发送给移载爪172和载置台171。
如该图(e)所示，取得了移载条件的移载爪172和载置台171以符合移载条件的方式沿轨道115滑动，相对于行驶车140转动。
然后，按照移载条件进行玻璃基板200的移载。
通过以上的结构和工序，能够用单一的测距机构141算出行驶车140相对于目标姿势的倾斜值和相对于目标位置的偏离值。由此，能够降低搬运系统100的成本，尤其能够降低行驶车140的成本。
此外，在上述实施方式中，是在使行驶车140行驶的状态下取得第一距离和第二距离的，但本发明也包括使行驶车140停止来取得第一距离或/和第二距离的情况。
另外，第一测距部111与第二测距部112存在于同一面内，但不限于此。只要能够事先掌握第一测距部111与第二测距部112的位置关系，就能够利用该位置关系算出行驶车140的姿势。
另外，如图6所示，移载机构170也可以设在中转站110或行驶车140的一方上。该图所示的移载机构170通过吸引而悬吊保持玻璃基板200，从而能够在水平面内移动玻璃基板200，并能够使玻璃基板200转动。
工业实用性
本发明可用于自动仓库或半导体制造工厂、显示器制造工厂等。