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技術 配送装置、配送システム及び配送方法

出願人 株式会社リコー
発明者 繁田誠一
出願日 2015年12月18日 (4年6ヶ月経過) 出願番号 2015-247845
公開日 2017年6月22日 (3年0ヶ月経過) 公開番号 2017-109861
状態 特許登録済
技術分野 付属装置、全体制御 物流システム 電子写真における制御・管理・保安 目的に特徴のあるプリンター
主要キーワード モータ入力電流 補助タイヤ 電源検知回路 検知孔 駆動タイヤ 進入禁止領域 自律走行装置 ステレオカメラ方式
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2017年6月22日)のものです。
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図面 (20)

課題

電池の消耗を抑え、自律式の配送装置が確実に往復移動し、次の移動動作に支障をきたすことがないようにする。

解決手段

地図データベースメモリ250に記憶した地図情報に基づいて予め設定された出発位置P1から指示された目標位置P2まで最短移動ルート303を自走して印刷物配送し、配送終了後、目標位置P2から出発位置P1に戻る配送装置200であって、地図情報上において出発位置P1から目標位置p2まで移動するときの予め設定された物理量(時間、消費エネルギー)の予測値サブ制御部で算出し、実際に移動するのに要した物理量を計測し、算出された物理量と計測された物理量を比較して、両者の差が予め設定された値よりも大きいとき、目標位置P2から出発位置P1まで戻る帰還経路のルートを変更する。

概要

背景

近年、オフィスなどでは、プリンタFAX複写機などの各OA機器の機能を1台に統合した複合機MFP:Multi-Function Peripheral)の画像形成装置が広く利用されるようになっている。複合機化されることによって、個々にOA機器を購入するよりも、安価で利用できるメリットがあり、また、トータル設置面積縮小化を図ることができる。しかしながら、安価になるとはいえ、一般的には設備としては高価であるため、複数MFPを導入されるケースは少ない。そのため、オフィス環境においては、ユーザーはPC(Personal Computer)から出力させた印刷物を、遠くのMFPまで取りに行く必要があり、その間の作業効率が低下するなどの問題がある。

この解決方法としてプリンタ自体を移動可能な構成にし、ユーザーの指示に基づいてプリンタ自体が移動して、印刷物を所望の場所にて出力できるようにした自走型プリンタが知られている。また、画像形成装置本体は動かずに、フィニッシャー自体が自律走行する自走型フィニッシャーも知られている。

この種の自走式プリンタあるいは自走式フィニッシャーでは、自走することからバッテリーを搭載している。そのため、自走可能な移動距離はバッテリーの充電量に依存する。

そこで、例えば特開2010−243884号公報(特許文献1)あるいは特許第4557257号公報(特許文献2)には、バッテリー残量から移動可能距離を算出して移動の是非を判断し、あるいは充電を制御することが記載されている。

概要

電池の消耗を抑え、自律式の配送装置が確実に往復移動し、次の移動動作に支障をきたすことがないようにする。地データベースメモリ250に記憶した地情報に基づいて予め設定された出発位置P1から指示された目標位置P2まで最短移動ルート303を自走して印刷物を配送し、配送終了後、目標位置P2から出発位置P1に戻る配送装置200であって、地情報上において出発位置P1から目標位置p2まで移動するときの予め設定された物理量(時間、消費エネルギー)の予測値サブ制御部で算出し、実際に移動するのに要した物理量を計測し、算出された物理量と計測された物理量を比較して、両者の差が予め設定された値よりも大きいとき、目標位置P2から出発位置P1まで戻る帰還経路のルートを変更する。

目的

本発明が解決しようとする課題は、電池の消耗を抑え、自律式の配送装置が確実に往復移動し、次の移動動作に支障をきたすことがないようにすることにある

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

記憶手段に記憶した地図情報に基づいて予め設定された出発位置から指示された目標位置まで最短距離を自走して被搬送物配送し、配送終了後、前記目標位置から前記出発位置に戻る配送装置であって、前記地図情報上において前記出発位置から前記目標位置まで移動するときの予め設定された物理量の予測値を算出する算出手段と、実際に移動するのに要した前記物理量を計測する計測手段と、前記算出手段によって算出された物理量と、前記計測手段によって計測された物理量を比較し、両者の差が予め設定された値よりも大きいとき、前記目標位置から前記出発位置まで戻る帰還経路のルートを変更するルート変更手段と、を備えた配送装置。

請求項2

請求項1に記載の配送装置であって、前記物理量が前記出発位置から前記目標位置まで移動するとき時間である配送装置。

請求項3

請求項1に記載の配送装置であって、前記物理量が前記出発位置から前記目標位置まで移動するときのエネルギー消費量である配送装置。

請求項4

請求項1ないし3のいずれか1項に記載の配送装置であって、前記予め設定された両者の差の値が、前記予測値に対して別途設定した増分に対応する値に設定された配送装置。

請求項5

請求項1ないし4のいずれか1項に記載の配送装置であって、前記配送装置が前記地図情報を管理する管理手段を備えた配送装置。

請求項6

請求項1ないし5のいずれか1項に記載の配送装置と、前記配送装置が充電用接点を介して接続される配送物供給装置と、を備えた配送システム

請求項7

請求項6に記載の配送システムであって、前記配送装置は前記配送物供給装置から配送物を供給され、当該配送物供給装置からの指示に基づいて目標位置に自走する配送システム。

請求項8

請求項6又は7に記載の配送システムであって、前記配送装置と通信可能に接続されたサーバ装置を備え、前記サーバ装置が前記地図データを管理する管理手段を備えた配送システム。

請求項9

記憶手段に記憶した地図情報に基づいて予め設定された出発位置から指示された目標位置まで最短距離を自走して被搬送物を配送し、配送終了後、前記目標位置から前記出発位置に戻る配送方法であって、前記地図情報上において前記出発位置から前記目標位置まで移動するときの予め設定された物理量の予測値を算出手段により算出し、実際に移動するのに要した前記物理量を計測手段により計測し、前記算出手段によって算出された物理量と、前記計測手段によって計測された物理量を比較し、両者の差が予め設定された値よりも大きいとき、前記目標位置から前記出発位置まで戻る帰還経路のルートをルート変更手段により変更する配送方法。

技術分野

0001

本発明は、配送装置配送システム及び配送方法に関する。

背景技術

0002

近年、オフィスなどでは、プリンタFAX複写機などの各OA機器の機能を1台に統合した複合機MFP:Multi-Function Peripheral)の画像形成装置が広く利用されるようになっている。複合機化されることによって、個々にOA機器を購入するよりも、安価で利用できるメリットがあり、また、トータル設置面積縮小化を図ることができる。しかしながら、安価になるとはいえ、一般的には設備としては高価であるため、複数MFPを導入されるケースは少ない。そのため、オフィス環境においては、ユーザーはPC(Personal Computer)から出力させた印刷物を、遠くのMFPまで取りに行く必要があり、その間の作業効率が低下するなどの問題がある。

0003

この解決方法としてプリンタ自体を移動可能な構成にし、ユーザーの指示に基づいてプリンタ自体が移動して、印刷物を所望の場所にて出力できるようにした自走型プリンタが知られている。また、画像形成装置本体は動かずに、フィニッシャー自体が自律走行する自走型フィニッシャーも知られている。

0004

この種の自走式プリンタあるいは自走式フィニッシャーでは、自走することからバッテリーを搭載している。そのため、自走可能な移動距離はバッテリーの充電量に依存する。

0005

そこで、例えば特開2010−243884号公報(特許文献1)あるいは特許第4557257号公報(特許文献2)には、バッテリー残量から移動可能距離を算出して移動の是非を判断し、あるいは充電を制御することが記載されている。

発明が解決しようとする課題

0006

一方、自走式プリンタあるいは自走式フィニッシャーのような自律式の配送装置(移動装置)では、ホームポジション出発位置)から目標位置要求者のもと)まで移動して、配送終了後、目標位置からホームポジションに戻るようになっている。その際、装置内の地図情報(地図データ)に基づいて目的地までの最短距離を決め往復移動することになる。

0007

しかしながら、地図が形成された時点ではなかった障害物椅子あるいは箱等)等が新たに移動経路に置かれたオフィス環境において配送装置が自律移動することになった場合、ホームポジションから目標位置、目標位置からホームポジションへと移動する移動時間予測よりかかる場合がある。また、障害物によっては回避する経路が長くなり、移動する際の消費電力が大きくなる場合がある。このような場合には、電池の消耗が早くなり、次のジョブに際する移動に支障が生じるおそれがある。

0008

そこで、本発明が解決しようとする課題は、電池の消耗を抑え、自律式の配送装置が確実に往復移動し、次の移動動作に支障をきたすことがないようにすることにある。

課題を解決するための手段

0009

前記課題を解決するため、本発明は、記憶手段に記憶した地図情報に基づいて予め設定された出発位置から指示された目標位置まで最短距離を自走して被搬送物を配送し、配送終了後、前記目標位置から前記出発位置に戻る配送装置であって、前記地図情報上において前記出発位置から前記目標位置まで移動するときの予め設定された物理量の予測値を算出する算出手段と、実際に移動するのに要した前記物理量を計測する計測手段と、前記算出手段によって算出された物理量と、前記計測手段によって計測された物理量を比較し、両者の差が予め設定された値よりも大きいとき、前記目標位置から前記出発位置まで戻る帰還経路のルートを変更するルート変更手段と、を備えたことを特徴とする。

発明の効果

0010

本発明によれば、電池の消耗を抑え、自律式の配送装置が確実に往復移動し、次の移動動作に支障をきたすことがないようにすることができる。なお、前記以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明において明らかにされる。

図面の簡単な説明

0011

本発明の実施形態に係る印刷物配送供給装置の一例を示す図である。
本発明の実施形態に係る自走式配送装置がフィニッシャーに接続された状態を示す斜視図である。
図2における自走式配送装置を拡大して示す斜視図である。
図2における自走式配送装置の台車部内に備えられた構成部品を示す図である。
障害物検知センサ検出原理を示す説明図である。
トレイに設置された印刷物検知センサの搭載例を示す説明図である。
トレイの昇降機構の内部構成を示す正面図である。
トレイの昇降機構の内部構成を示す斜視図である。
プリンタのハードウェア構成を示すブロック図である。
自走式配送装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
本実施形態に係る印刷物配送システムにおける印刷物の配送動作を示す説明図である。
出発位置から目標位置まで自走式配送装置が移動する状態を模式化した図である。
図12をオフィスに置き換えて示す説明図である。
図12において新走行経路走行する状態を示す説明図である。
配送装置が目標位置に到着した際の動作を示す説明図である。
自走式配送装置の配送制御手順を示すフローチャートである。
自走式配送装置の最短走行軌跡を示す図である。
ハザードをよけて走行する自走式配送装置の走行軌跡を示す図である。
電力消費案した新たな移動ルート演算して走行する自走式配送装置の走行軌跡を示す図である。
移動ルート上に長いスロープがあり、この上を移動する場合の自走式配送装置の走行軌跡を示す図である。
サブ制御部の制御基板に設定された機能部を示すブロック図である。
モータ入力電流及び回転数負荷との関係を示す特性図である。
図11に示した印刷物配送システムにサーバを含ませて構成したシステムにおける自走式配送装置の配送動作の例を示す図である。

実施例

0012

本発明は、移動前に地図情報に基づいて算出した予測値(消費電力と移動時間)と、実際に移動した出発位置(ホームポジション)から目標位置の実測値(消費電力と移動時間)を比較し、その比較結果に基づいて目標位置から出発位置(ホームポジション)への移動経路を変更することが特徴となっている。

0013

以下、図面を参照し、本発明の実施形態について詳細に説明する。

0014

図1は、本発明の実施形態に係る印刷物配送供給装置の一例を示す図である。図1において、印刷物配送供給装置1は、プリンタ100、フィニッシャー110及び自走式配送装置200を含む。プリンタ100は画像形成装置本体であり、フィニッシャー110は後処理を行う機能を有する。後処理とは、例えばプリンタ100で印刷され、当該プリンタ100から排紙された印刷物に対して行う用紙処理のことであり、例えば、スタックソート整合ステープルパンチなどの各処理のことである。また、本実施形態では、フィニッシャー110より小型の自走式配送装置200が、フィニッシャー110に接続されている。

0015

プリンタ100とフィニッシャー110は、本発明における配送物供給装置を構成し、本発明の配送装置である自走式配送装置200は接点202を介して配送物供給装置、ここではフィニッシャー110に電気的に接続されている。接点202は充電端子であり、自走式配送装置200に搭載している電池の充電用である。接点202はフィニッシャー110の本体側接点111と自走式配送装置200側の配送側接点201とからなり、本体側接点111と配送側接点201の接続により、フィニッシャー110側から自走式配送装置200への充電が可能となる。

0016

自走式配送装置200は、フィニッシャー110に接続され、フィニッシャー110から排出される印刷物を受け取り、所定の配送先まで配送する印刷物配送供給装置として機能する。また、プリンタ100は、自走式配送装置200と通信する通信手段としての本体通信部101を備えている。また、プリンタ100は、後述する印刷物配送供給装置1のプリンタ本体側の制御手段であるメイン制御部102及び配送に必要な情報を記憶する本体内メモリ103等を備えている。したがって、本実施形態では、印刷物配送供給装置1は配送物供給装置であるプリンタ110及びフィニッシャー110と、配送装置である自走式配送装置200とから構成されていることが分かる。

0017

図2は自走式配送装置がフィニッシャーに接続された状態を示す斜視図である。図3図2における自走式配送装置を拡大して示す斜視図である。図4は自走式配送装置の台車部内に備えられた構成部品を示す図である。

0018

図2及び図3に示すように自走式配送装置200は、自律走行装置230、進行方向に向かって設置された障害物検知センサ270、印刷物を積載するトレイ280、及びトレイ280を昇降させる昇降機構290を備えている。なお、配送を指示された印刷物は、フィニッシャー110の下方の排出口から出力され、自走式配送装置200のトレイ280上に積載される。

0019

自律走行装置230は、自律駆動のために装置下部に駆動タイヤ231a及び補助タイヤ231bを備え、装置内に駆動モータ232、バッテリー240及び配送側通信部210を備える。配送側通信部210は、プリンタ100のメイン制御部102と通信するための通信手段である。バッテリー240は自走式配送装置200の電源である。

0020

さらに、自律走行装置230には、自走式配送装置200の制御手段であるサブ制御部220、自律走行に必要となる地図データベースメモリ250、指定された目的地までの経路、距離などを演算する経路演算部260が内蔵されている。すなわち、本実施形態においては、サブ制御部220が配送制御部若しくは配送制御装置として機能する。

0021

本実施形態では、自律走行装置230内に、配送側通信部210、サブ制御部220、地図データベースメモリ250、経路演算部260などの電子部品若しくは電子回路を搭載しているが、自律走行装置230の内部でなく、外部に設置若しくは搭載してもよい。

0022

自走式配送装置200の進行方向前面に設置された障害物検知センサ270は、レーザーレンジファインダ(LRF:Laser Range Finder)と称される測距機器である。LRFは、レーザー出射し、その反射光受光し、出射−受光間の時間と出射したレーザー光と受光したレーザー光の位相差から、反射点の距離を測定する。

0023

図5は障害物検知センサ(LRF)の検出原理を示す説明図である。LRFでは、反射点の距離を測定する場合、障害物検知センサ270がレーザー光を出射する方向を図5(a)の矢印α方向へ水平走査図13:角度θ)させることによって、自走式配送装置200から壁を含む障害物600までの距離を測定することができる。このとき、自走式配送装置200は障害物検知センサ270がレーザー光を出射する方向を回転走査するため、回転角分解能によって、例えば図5中の(1)〜(11)で示す各測定点601の間に、未測定領域が発生する。そこで、自走式配送装置200のサブ制御部220では、各測定点601を図5(b)のようにしてつなげることによって、前記つなげた仮想測定点601の位置を、障害物位置600aとして検出する。

0024

また、前述の地図データベースメモリ250に記憶されている地図情報(地図データ)は、印刷物配送システムを稼動させる前に、自走式配送装置200をオフィス内に自律走行させ、作成してもよい。なお、本実施形態に係る印刷物配送システム500(図11)では、障害物検知センサ270としてLRFを用いたが、昨今の測距手段は多様化しており、障害物検知センサ270に用いる測距手段はLRFに限らず、他の方式の測距手段を用いることもできる。他の測距手段としては、例えば、2台のカメラによるステレオカメラ方式、レーザー、スリット光プロジェクターによる様々なパターン投影し、その位置を認識する投影方式などの種々の方式若しくは方法があり、自走式配送装置200の仕様あるいは設置状況に応じて、使い分ければよい。

0025

一方、自走式配送装置200は、フィニッシャー110から印刷物が排紙され、トレイ280に積載される。そのため、自走式配送装置200はトレイ280に印刷物が積載されているか否かを知得しておく必要がある。そのため、トレイ280には、印刷物検知センサ281が設けられている。

0026

図6はトレイ280に設置された印刷物検知センサ281の搭載例を示す説明図である。印刷物検知センサ281は、図6部分拡大図(図示β)に示すようにトレイ280に形成された検知孔282の裏側に配置され、当該検知孔282を印刷物が塞げば、そのことを検知して印刷物あり、言い換えれば印刷物が積載されたことを検知する。そのため、印刷物検知センサ281としては例えば反射式フォトセンサが使用される。印刷物検知センサ281は、印刷物から反射した光がフォトセンサに入るかどうかをモニタし、印刷物の有無を確認している。このセンサは、印刷物が検知できれば良いため、他にも重量センサなどに置き換えることもできる。

0027

このようにしてフィニッシャー110から排紙された印刷物が確実に自走式配送装置200のトレイ280に積載されたかを確認することができる。また、この印刷物検知センサの信号を用いて、自走式配送装置200の動作トリガに用いることも可能である。本印刷物配送システム500での制御については、後述する。

0028

図7及び図8は、トレイの昇降機構を示す図で、図7は内部構成を示す正面図、図8は内部構成を示す斜視図である。オフィス内部を配送するため、自走式配送装置200は、できるだけ小型化されていることが望ましい。また、印刷物の枚数が多い場合、自走式配送装置200の積載量を鑑みると、トレイ280は下側に配置されている方が良い。しかしながら、小型化された自走式配送装置200の下側にトレイ280があると、ユーザーは、を屈めて印刷物を取る必要があり、印刷物が取りにくくなる。そこで、本実施形態では、トレイ280に昇降機構290を設け、腰を屈めなくとも印刷物を取ることができるようにした。

0029

昇降機構290は、昇降モータ291、リンク292、シャフト293及びボールネジ294から基本的に構成されている。ボールネジ294はシャフト293の最下部に設置され、昇降モータ291によって回転し、その回転をシャフト293の伸縮方向の直線運動に変換する機能を有する。リンク292は、シャフト293の伸縮を自身の回転に変換し、リンク292の上端に連結されたトレイ280を昇降させる。

0030

図7(a)及び図8(a)はトレイ280が最下端に位置した状態を示し、図7(b)及び図8(b)はトレイ280が最上端に位置した状態を示している。図からも分かるようにトレイ280が最下端に位置しているときは、シャフト293は最も縮んだ状態であり、トレイ280が最上端に位置しているときは、シャフト293は最も伸びた状態である。

0031

また、昇降手段の動作スピードについては、複数選択できるようにすることが望ましい。静音性が求められる場合は、動作スピードを遅く制御し、生産性が求められる場合は、動作スピードを速く制御するようにすることが有効である。この制御は昇降モータ291の駆動制御により容易に実行することができる。

0032

図9は、プリンタのハードウェア構成を示すブロック図である。プリンタ100のハードウェアは、前にも触れたが、本体通信部101、メイン制御部102、PCインターフェイス(PC I/F)104及び印刷動作部105から基本的に構成されている。印刷動作部105は、プリンタ100本体でスキャナ及びプリントエンジンによって印刷を行う動作を実行する各部を総称したものである。メイン制御部102は、いわゆるCPUである。メイン制御部102は、所望のプログラムや印刷データなどを格納するためのメイン制御部内部メモリ103を備えている。

0033

PCインターフェイス(PC I/F)104は、LANを介してユーザーのPC群とメイン制御部102を接続するためのものである。また、メイン制御部102は印刷動作部105の図示しない制御部(プリントコントローラ)とも接続されている。本体通信部101は、自走式配送装置200と通信を行うためのものである。

0034

メイン制御部102は、PC I/F 104を介し、ユーザーのPCから印刷要求や印刷データなどを受け取って、内部メモリ103に格納し、印刷動作を制御する。また、印刷要求とともに、配送要求を受け取ったなら、本体通信部101から、配送条件(バッテリー残量有無、配送経路の演算など)の確認を指示する。具体的な処理手順については図16を参照して後述する。

0035

図10は自走式配送装置のハードウェア構成を示すブロック図である。自走式配送装置200は、サブ制御部220、配送側通信部210、バッテリー240、障害物検知センサ270、駆動モータ232及び昇降モータ291から基本的に構成されている。

0036

サブ制御部220は、メイン制御部102同様、CPUである。自走式配送装置200を作動させるためのプログラム、走行経路情報及び位置データなどを格納するためのサブ制御部内部メモリ251を備えている。配送側通信部210とサブ制御部220は相互に通信可能に接続され、バッテリー240はサブ制御部220に残容量を通知し、障害物検知センサ270はサブ制御部220に障害物検知情報を通知する。印刷物検知センサ281はサブ制御部220にトレイ280上に印刷物が存在するか否かの情報を通知する。サブ制御部220は、通知された前記各情報に基づいて、モータ制御回路224(図21)を介して駆動モータ232及び昇降モータ291を制御する。

0037

図11は、本実施形態に係る印刷物配送システムにおける印刷物の配送動作を示す説明図である。以下、印刷物配送システム500の基本動作について説明する。

0038

図11は、印刷物配送システム500において、印刷物配送供給装置1のフィニッシャー110から自走式配送装置200が分離して、呼ばれたPC(ユーザー)400−1の元に印刷物を配送し、配送後、帰還する様子を模式的に示している。

0039

図10の右側に示すように、ホームポジションに位置した初期状態では自走式配送装置200は、フィニッシャー110に接点202を介して連結されている。このように連結されたホームポジションでは、前述のように接点202を介して自走式配送装置200はフィニッシャー110側から充電可能な状態となっている。

0040

この状態から、あるPC(ユーザー)から印刷物の配送要求があると、自走式配送装置200は障害物検知センサ270が配置されている面を前面にして障害物検知センサ270の正面軸線上(図5、符号(6)方向)に沿って進み始める。これにより、自走式配送装置200はフィニッシャー110から分離し、自己判断で設定した配送ルートに沿って目的とする前記PC(ユーザー)の元に進んで行く。

0041

一方、各ユーザーが用いる第1ないし第NのPC群(400−1,400−2,…,400−N:Nは1以上の整数)とプリンタ100(若しくは印刷物配送供給装置1)とはLANにて接続され、印刷物配送システム500が形成されている。例えば、第1のPC端末400−1より、ユーザーがプリンタ100本体に対して印刷、配送指示すると、第1のPC端末400−1は、PJL(Printer Job Language)などのコマンドと印刷データとをプリンタ100本体に送信する。プリンタ100本体に内蔵されているメイン制御部102は、受信した印刷データの印刷制御を行うと共に、受信したPJLなどのコマンドで配送要求を解釈する。そして、この解釈に基づいて、本体通信部101から配送側通信部210を介して、サブ制御部220に配送可否を確認する。

0042

配送可能と判断された場合は、自走式配送装置200は、フィニッシャー110から切り離され、サブ制御部220によって自律走行制御が行われる。自律走行制御では、自走式配送装置200は配送指示された第1のPC端末400−1まで移動する。配送後、同様にサブ制御部220の制御により、ホームポジションへと帰還し、次に指示に備える。

0043

なお、ユーザーから配送指示がない場合や、配送判断がNGとなった場合は、印刷物はプリンタ100本体の排紙部107、あるいは指示された後処理を行ったフィニッシャー110へと出力される。

0044

図12及び図13現在地(出発位置)から目的地(目標位置)まで自走式配送装置が移動する状態を模式化した図である。初期の地図情報には、走行経路351に何もない状態での地図情報がサブ制御部220の地図データベースメモリ250に記憶されている。しかし、自走式配送装置200が配送を開始した時点で、障害物Mが走行経路351上に存在していると、自走式配送装置200は走行時に地図情報の作成時にはなかった障害物Mに衝突することになる(図13)。

0045

そこで、本実施形態では、図12及び図14に示すように自走式配送装置200が障害物650を検知した場合には、自身で障害物650をよけて進行するようにした。すなわち、自走式配送装置200がホームポジションから出発し、当初定められた走行経路351を進む。その間、常に障害物検知センサ270によって、周囲をモニタし、走行中に、当初は存在しなかった障害物650を検知すると、壁や進入禁止領域を考慮にいれて新たな走行経路を演算する。そして、この演算に基づいて、新走行経路352へと方向転換し、目標位置P2へと走行する。

0046

図15は、配送装置が目標位置に到着した際の動作を示す説明図である。ユーザー端末付近に到着した後、印刷物を受け取りやすいように、配送装置200はトレイ280側をユーザーへと向けて停止する。

0047

図16は、自走式配送装置の配送制御手順を示すフローチャートである。また、図17ないし図20は自走式配送装置の走行軌跡を示す図である。この配送制御手順は、サブ制御部220のCPU221がプログラムに記載された手順に基づいて実行する。プログラムは、メモリ251に記憶され、CPU221にダウンロードして実行される。

0048

まず、本実施形態に係る自走式配送装置200の動作制御の概略を先に説明する。自走式配送装置200が配送を要求した要求者の元、すなわち配送先306(目標位置P2)まで行くために、事前に作成した地図情報に基づいて配送先306とホームポジション(出発位置P1)の距離を演算する。そして、図17に示すように最短の移動ルート303を求める。自走式配送装置200はこの最短の移動ルート303に沿って配送先306まで移動する。

0049

しかし、オフィス環境等では、図18に示すように椅子305、箱301、コード300等の当初に記憶した地図情報に反映されていないハザードが新たに発生することがある。そのため、本実施形態では、ハザードを検知しながら新たな移動ルート304を検索しながら移動することになる、そのためホームポジションから配送先306まで移動し、配送先306からホームポジションに戻る間に、移動時間ロスが発生する。

0050

また、図20に示すように自走式配送装置200が乗り越える必要があるスロープ310のようなハザードがある場合、スロープ310を上るために平面移動に比べて余分の電力消費する。すなわち、スロープ310を上がるために消費電力のロスが発生し、搭載しているバッテリー240の消耗が早くなる。そこで、このような場合には、図19に示すように電力消費を勘案した新たな移動(迂回)ルート302を演算し、この移動ルート302に沿って移動するように制御する。

0051

また、帰還経路は、配送先306の位置から図18に示したハザードがある経路を通らずに図19に示したハザードがない経路(移動ルート302を逆方向に辿るルート)に変更する。これにより、無駄な電力消費が抑えられ、次の配送前に充電する充電量も少なく、必然的に充電時間も少なくなる。そのため、次の呼びがあったときに、すぐに対応できる可能性が極めて高くなり、配送装置200の効率的な運用が可能となる。

0052

図16は、このような移動ルートの演算を行う処理を含むフローチャートである。同図において、まず、要求者の位置(配送先306の位置)を自走式配送装置200のサブ制御部220が地図データベースメモリ250に格納された地図情報に基づいて認識する(ステップS1:なお、図ではS1のように略記する。以下、同様。)。

0053

次いで、ホームポジション(出発位置)から配送先306の位置の最短の移動ルート303を地図データベースメモリ250に格納された地図情報から演算して決める。そして、当該移動ルート303に関して予想到達時間X1を演算し(ステップS3)、さらに、そのときの予想消費エネルギーY1を演算する(ステップS4)。

0054

その後、前記最短の移動ルート303に沿って自走式配送装置200が移動を開始する(ステップS5)。移動と同時に、当該移動と並行して要求者(配送先)306の位置までの時間Y2と消費エネルギーY2の測定を開始する(ステップS6)。この監視を自走式配送装置200が配送先306の位置に到着するまで継続する(ステップS7)。到着すると、計測した到達時間X2と演算した予想到達時間X1を比較する(ステップS8)、同様に計測した消費エネルギーY2と予想消費エネルギーY1を比較する(ステップS9)。

0055

ステップS8で、
X1≪X2
を判断し、計測時間X2が予想時間X1より大きければステップS11に移行する。計測時間X2が予想時間X1より小さければステップS9に移行して、
Y1≪Y2
を判断する。この判断で、計測消費エネルギーY2が予想消費エネルギーY1より大きければステップS11に移行し、小さければ、ステップS2で設定したホームポジションから要求者309へ向かう最短の移動ルート303と同じ経路を逆に走行して要求者309の位置からホームポジションに戻る(ステップS10)。すなわち、
X1≪X2 かつ Y1≪Y2
でない場合には、ステップS10に移行する。

0056

一方、ステップS11に移行した場合、すなわち、
X1≪X2 又は Y1≪Y2
の場合は別経路すなわち別のルート2を設定して戻る。そして、自走式配送装置200が出発位置であるホームポジションに到達した時点で処理を終える(ステップS12)。

0057

他方、サブ制御部220の制御基板には図21のブロック図に示すように、自走式配送装置200に搭載しているバッテリー240の電流値を検知する回路がある。この回路は、バッテリー240とCPU221との間に直列に接続されたDC電源222と、DC電源222に並列に接続された電源検知回路223とを含む。この回路で、電流値が検出できればバッテリー電圧乗算して、自走式配送装置200の消費電力W2が、
W2=電流値×バッテリー電圧
で算出できる。

0058

また、ホームポジション(出発位置P1)から要求者309の位置(目的記P2)まで移動ルート351で移動に要した時間(X2)とすると、移動ルート351で実際にバッテリー240が消費したエネルギーY2は、
Y2=W2×X2
で算出できる。

0059

なお、ステップS8でX1≪X2となる経路の状況は、例えば図18に示したような状況である。すなわち、移動ルート304(ルート1)上にハザードがあり、それを検出しながら回避しているので、要求者309の位置までの移動に時間がかかる。

0060

また、ステップS9で前記Y1≪Y2となる形態と経路の状況は例えば図20に示したような状況である。すなわち、移動ルート303上に長いスロープ310があり、この上を移動する場合である。自走式配送装置200の駆動モータ232は充分パワーがあれば、スロープ310上を移動する場合でも、移動時間は平面上と同等の時間で移動できる、しかしながら駆動モータ232のトルクが必要なため消費電流が大きくなる。

0061

ステップS8がNo、ステップS9がYesの場合(X1≪X2ではないがY1≪Y2の場合)、言い換えると、移動時間はあまり長くならないが、消費電力が大きい場合には、スロープ310のような消費電力を大きくするような経路の状況であると推測することができる。

0062

このように処理することにより、X1≪X2 又は Y1≪Y2な状況を検出して、要求者309の位置である目標位置P2からホームポジションである出発位置P1への帰還経路を、往路のルート1とは異なるルート2に変更すると、ハザードを回避することができるので、移動時間の短縮化を図り、電力消費の増大を防ぐことができる。

0063

なお、本実施形態では、時間及びエネルギー消費量を物理量として設定しているが、移動時間だけではなく、消費電力(Y1とY2)も比較している理由を図22のモータ入力電流及び回転数と負荷との関係を示す特性図を参照して説明する。

0064

自走式配送装置200が図20に示すようにスロープ310を上る場合、駆動モータ232の負荷は大きくなる、しかしながらモータサーボ制御領域(図22では負荷が0〜60gcmまでの領域)では、モータ回転数は1750rpmに保たれるため、移動速度は変わらない。すなわち、予想到達時間X1と計測到達時間X2は等しくなる。そのため移動時間も変わらない。

0065

しかしながら、負荷が大きくなるにつれてモータ入力電流(消費電力)は大きくなるため、回転数(移動速度)は1750rpmで一定であるが消費している電力(Y2)は大きくなる。そこで、移動時間だけでなく消費電力も検出して比較することにより、移動経路の状況をより精度を上げて推測することできる。

0066

また、本実施形態では、比較対象が「≪」で示すように大幅に大きい場合を想定している。これは、閾値を厳密に設定しても大きな省エネ効果が見込まれないからである。すなわち、オフィス環境はハザードの状態に応じて、予め設定された両者の差の値が、前記予測値に対して別途設定した増分に対応する値、すなわち、1.2倍とか1.5倍とかの値で比較する方が、応用が利くからである。そこで、例えばサブ制御部220で、オフィス環境に応じてX1をγ・X2、Y1をδ・Y2のように係数(γ,δ<1)を掛けて設定すれば、設置されるオフィス環境に応じて最適な自走式配送装置200の運用が可能になる。

0067

図23は、図11に示した印刷物配送システムにサーバを含ませて構成したシステムにおける自走式配送装置の配送動作の例を示す図である。これまでの例では、自走式配送装置200のサブ制御部220の地図データベースメモリ250に記憶された地図情報に基づいて自走式配送装置200の移動経路を設定していた。これに対し、図23の例では、印刷物配送システム500にサ−バ314を含ませ、地図情報をサーバ314で一元管理して、最新地図情報を複数の自走式配送装置200,313が共有することができるようにした。

0068

そのため、図18に示すような配置のオフィスに2台の自走式配送装置200.312が配置されている場合に、ホームポジション(出発位置P1)から配送先309(目標位置P2)まで移動するルートも事前に変更することができる。例えば自走式配送装置200は位置200−1まで移動したとことでサーバ314内の地図情報を変更する。

0069

もう1台の自走式配送装置312はサーバ314の最新地図情報に基づいて自身のホームポジションから他の配送先311へ移動する場合、椅子305、箱301、コード300を避けて移動経路315で移動することができる。これにより、往路及び復路とも最短の時間での移動が可能となる。なお、符号313はもう1台の自走式配送装置312に印刷物を排紙するフィニッシャーである。

0070

以上説明したように、本実施形態によれば、次のような効果を奏する。なお、以下の説明では、特許請求の範囲における各構成要素と本実施形態の各部とを対応させ、用語が異なる場合には、後者をかっこ書きで示す。

0071

(1) 本実施形態に係る配送装置は、記憶手段(地図データベースメモリ250)に記憶した地図情報に基づいて予め設定された出発位置(ホームポジション)P1から指示された目標位置P2まで最短距離(最短の移動ルート303)を自走して被搬送物(印刷物)を配送し、配送終了後、前記目標位置P2から前記出発位置P1に戻る配送装置(自走式配送装置200)であって、前記地図情報上において前記出発位置P1から前記目標位置p2まで移動するときの予め設定された物理量の予測値を算出する算出手段(サブ制御部220:S3、S4)と、実際に移動するのに要した前記物理量を計測する計測手段(サブ制御部220:S6)と、前記算出手段によって算出された物理量(時間、消費エネルギー)と、前記計測手段によって計測された物理量(時間、消費エネルギー)を比較(S8、S9)し、両者の差が予め設定された値よりも大きいとき(S8、S9:Yes)、前記目標位置P2から前記出発位置P1まで戻る帰還経路のルートを変更するルート変更手段(サブ制御部220:S11)と、を備えたことを特徴とし、この構成により、ある物理量を基準に走行経路上に何らかのハザードが存在すると判断し、そのハザードを帰りに通らないようにして、帰りのエネルギー消費抑えるようにした。これにより、電力消費が抑制され、自律式の配送装置が確実に往復移動し、次の移動動作に支障をきたすことがないようにすることができる。また、バッテリーの残量変化量が少なくなり、機構部の負担も少なくなる。

0072

(2) 前記(1)における配送装置において、前記物理量が前記出発位置P1から前記目標位置P2まで移動するとき時間であるので、時間を基準に帰還経路の変更の是非を判断することができる。

0073

(3) 前記(1)における配送装置において、前記物理量が前記出発位置P1から前記目標位置P2まで移動するときのエネルギー消費量であるので、エネルギー消費量を基準に帰還経路の変更の是非を判断することができる。

0074

(4) 前記(1)ないし(3)のいずれかに記載の配送装置において、前記予め設定された両者の差の値が、前記予測値に対して別途設定した増分に対応する値に設定されるので、どの程度時間が長くなったとき、あるいはどの程度エネルギー消費量が増えたときに帰還経路を変更するかを任意に設定することができ、効率的な運用が可能となる。

0075

(5) 前記(1)ないし(4)のいずれかに記載の配送装置において、前記配送装置(自走式配送装置200)が前記地図情報を管理する管理手段(サブ制御部220)を備えたので、配送装置単独で走行経路を設定することができる。

0076

(6) 本実施形態に係る配送システム(印刷物配送システム500)は、前記(1)ないし(5)のいずれかに記載の配送装置(自走式配送装置200)と、前記配送装置(自走式配送装置200)が充電用接点を介して接続される配送物供給装置(フィニッシャー110及びプリンタ100)と、を備えているので、配送装置(自走式配送装置200)は配送物供給装置から供給される配送物(例えば印刷物)を目標位置P2まで自律走行して配送し、配送後出発位置P1に帰還することができる。

0077

(7) 前記(6)に記載の配送システム500において、前記配送装置(自走式配送装置200)は前記配送物供給装置(フィニッシャー110及びプリンタ100)から配送物(印刷物)を供給され、当該配送物供給装置(フィニッシャー110及びプリンタ100)からの指示に基づいて目標位置P2に自走するので、配送物供給装置に配送要求を送信すれば、当該配送要求のあった位置を目標位置として配送装置が自律的に走行して配送物を届けることができる。

0078

(8) 前記(6)又は(7)に記載の配送システム500において、前記配送装置(自走式配送装置200)と通信可能に接続されたサーバ装置(サーバ314)を備え、前記サーバ装置が前記地図情報を管理する管理手段を備えたので、共通のオフィス環境に複数台の配送装置が運用される場合において、1台の配送装置が検出したハザード情報を他の配送装置も共有することが可能となり、総合的に効率よく配送装置を運用することができる。

0079

(9) 本実施形態に係る配送方法は、記憶手段(地図データベースメモリ250)に記憶した地図情報に基づいて予め設定された出発位置P1から指示された目標位置P2まで最短距離を自走して被搬送物を配送し、配送終了後、前記目標位置P2から前記出発位置P1に戻る配送方法において、前記地図情報上において前記出発位置P1から前記目標位置P2まで移動するときの予め設定された物理量の予測値を算出手段(サブ制御部220)により算出し(S3、S4)、実際に移動するのに要した前記物理量を計測手段(サブ制御部220)により計測し(S6)、前記算出手段によって算出された物理量と、前記計測手段によって計測された物理量を比較し、両者の差が予め設定された値よりも大きいとき(S8、S9:Yes)、前記目標位置P2から前記出発位置P1まで戻る帰還経路のルートをルート変更手段(サブ制御部220)により変更するように構成されているので、前記(1)の配送装置と同様の効果を奏することができる。

0080

なお、本実施形態では、配送装置は印刷物を配送物とする自走式配送装置200を例示しているが、配送物は印刷物に限らず、自律走行可能な移動装置によって配送可能な物品全てに適用可能である。その場合には、配送物配送供給装置は、当該配送物を供給できる機能を備えた装置であればよく、印刷物配送供給装置1として例示したプリンタ100あるいはフィニッシャー110に限定されるものではない。

0081

すなわち、本発明は前述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であり、特許請求の範囲に記載された技術思想に含まれる技術的事項の全てが本発明の対象となる。前記実施形態は、好適な例を示したものであるが、当業者ならば、本明細書に開示の内容から、各種の代替例、修正例、変形例あるいは改良例を実現することができ、これらは添付の特許請求の範囲に記載された技術的範囲に含まれる。

0082

1印刷物配送供給装置
100プリンタ(配送物供給装置)
110フィニッシャー(配送物供給装置)
200 自走式配送装置(配送装置)
220サブ制御部
250地図データベースメモリ
303最短の移動ルート
500 印刷物配送システム(配送システム)
P1出発位置
P2 目標位置

先行技術

0083

特開2010−243884号公報
特許第4557257号公報

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