RCS-CRaMaS③ 天井移動型コンテナ運搬ロボットの開発 Development of a Ceiling Mobile Container Transfer Robot 福井 類，森下 広，勝代 雅行，森 武俊，佐藤 知正 コンテナ運搬ロボットへの要求とその実現方針 左記の要求性能に対して，本ロボットでは次の方法 により対応する。 （１）人が日常使用していない天井空間を活用する 天井移動ロボットプラットフォームを利用する。 （２）コンテナ把持状態を動力なしでも維持可能な 偏芯ロックピン機構の採用。 （３）運搬対象コンテナの位置・傾斜を吸収する コンプライアンス機能の実現。 生活環境においてコンテナ運搬作業を行うロボットに 求められる性能は次の通りである。 （１）人と低干渉で安全にコンテナの運搬を行えること。 （２）停電などの非常時でも運搬物の落下等がないこと。 （３）人が自由に設置したコンテナの把持が可能なこと。 天井移動型コンテナ運搬ロボットの概要 伸縮機構部 天井懸架部 巻き上げ動力部 天井移動型 コンテナ運搬ロボット”CUiC” (Crane Unit for intelligent Container) ＤＣモータ ウォームギア減速機 トルクリミッタ 天井吸着用磁石×４ 天井懸架部 巻き上げ動力部 伸縮計測用 エンコーダ， ポテンショ スチールベルトドラム 【天井懸架部，巻き上げ動力部の概要】 ●４つの永久磁石により，天井板上面を移動する走行台車に懸架する。 ●スチールベルトドラムにより，ベルトの巻上げを行っている。 ●駆動源はＤＣモータでウォームギア減速機により，ブレーキを実現している。 ●過負荷時にはトルクリミッタが空転することにより，天井から本体が落下する ことを防止する。 伸縮機構部 把持機構 (2) 【主要諸元】 可搬重量 8 [kg] 天井懸架長さ 610～1,835 [mm] 巻き上げ速度 100 [mm/s] 水平移動速度 最大125 [mm/s] ※空コンテナ把持時 スライダ２ モータ スライダ１ 引張バネ 底面ビュー 3 偏芯連結ピン 把持機構 (1) 外力 なし 外力 なし 7 外力 あり 4 (A) 6 DC 【マニピュレーション機構部の概要】 ●偏芯連結ピンによるロバストな連結動作と水平２自由度のコンプライアンス性能を有する把持機構を両端配置。 ●中心の２軸回転ジョイントでコンテナの傾斜を吸収して，把持動作が可能。（傾斜コンプライアンス） ●水平，傾斜コンプライアンス供に，荷重負荷時はコンプライアンス性能がオフになるよう設計されている。 ◎傾斜しているコンテナを把持する様子 →コンテナの傾きに合わせてマニピュレーション機構が ◎外力絶縁機能による 柔軟に傾くことで，複雑な制御なしに把持動作が可能。 外乱受け流しの様子 →柔軟構造により垂直， 水平外力を天井懸架部 に伝えない。 5 把持機構拡大図 主筐体 超音波センサ（仮） コンテナ運搬ロボット動作の様子 2 【伸縮機構部の概要】 ●板金アングルと樹脂レール の組み合わせにより実現され た軽量な伸縮機構。マニピュ レーション機構動作時のスチ ールベルトの揺れ，捩れを防 止しつつ，人との接触時には 人を傷付けない適度な柔らか さを実現している。 ●中心をスチールベルトが通 ることによって巻き上げ動作 が実現される。 ●上端に外乱絶縁用のバネ が実装されている。 ２軸回転ジョイント ｉコンテナ （クラスＡ） 1 外乱絶縁用バネ マニピュレーション機構部 マニピュレーション 機構部 水平位置決めピン 伸縮機構部に鉛直外力を加えた様子 外力 あり 外力 なし 連結解除機構部の拡大図 外力 あり 8 (B) 伸縮機構部が縮み状態で回転外力を加えた様子 (C) 伸縮機構部が伸び状態で回転外力を加えた様子
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