Robotic transportation device and system

本明細書は、一般に、車輪付き装置を搬送する搬送装置に関し、且つ、更に詳しくは、車輪付き装置を自律的にピックアップ及び配送するロボット型搬送装置に関する。

病院やその他の介護施設においては、しばしば、車椅子、病院用ベッド、及び患者リフト装置などの大型の車輪付き装置が施設内の１つの場所から別の場所に病院の従業員によって移動されている。 例えば、看護師などの従業員が、車輪付き装置を望ましい場所まで自身で押して移動させているが、この作業は、相当な身体的活動を必要とし、且つ、従業員の多くの時間を占有する可能性がある。 車輪付きの物体を押し回す必要がなくなれば、従業員は、自由にその他の業務を実行することになろう。 更には、従業員は、交代制勤務の間中多忙であり、従って、スケジュールどおりに都合よく車輪付き装置をピックアップ及び配送することができず、その結果、装置が利用不能となると共に約束のスケジュールに間に合わなくなる可能性もある。

従って、目的地命令に従って車輪付き装置を自律的にピックアップ及び配送する代替搬送装置に対するニーズが存在する。

一実施形態においては、ロボット型搬送装置は、装置本体と、２つのドッキングアームと、コントローラモジュールと、を含む。 装置本体は、駆動モーターに結合された少なくとも１つの動力付き車輪を含むことができ、且つ、２つのドッキングアームは、支持車輪と、調節可能な車輪ロック装置と、を含みうる。 ２つのドッキングアームは、装置本体から水平に延在可能であり、且つ、少なくとも２つの方向に沿って調節可能であってよい。 調節可能な車輪ロック装置は、ドッキングアームから横方向に延在すると共に２つのドッキングアームに平行な方向に沿って調節可能である２つの車輪止めを含みうる。 コントローラモジュールは、プロセッサと、実行可能命令を具備するコンピュータ可読メモリと、を含みうる。 実行可能命令がプロセッサによって読込み及び実行されることにより、コントローラモジュールは、ロボット型搬送装置を対象の装置に自律的に接近させるべく駆動信号を少なくとも１つの動力付き車輪に供給し、対象の装置の装置タイプを検出し、且つ、検出された装置タイプに従って２つのドッキングアームとそれぞれの調節可能な車輪ロック装置の２つの車輪止めの位置を調節することができる。 又、実行可能命令により、コントローラモジュールは、対象の装置の対象の車輪の真下にそれぞれの調節可能な車輪ロック装置を移動させて対象の車輪をロックすると共に持ち上げ、且つ、駆動信号を少なくとも１つの動力付き車輪に供給してロボット型搬送装置に対象の装置を望ましい場所に自律的に搬送させることも可能である。

別の実施形態においては、ロボット型搬送装置は、駆動モーターに結合された少なくとも１つの動力付き車輪を具備する装置本体と、２つのドッキングアームと、無線通信装置と、装置検出モジュールと、コントローラモジュールと、を含む。 それぞれのドッキングアームは、支持車輪と、調節可能な車輪ロック装置と、を包むことができ、２つのドッキングアームは、装置本体から水平に延在し、且つ、少なくとも２つの方向に沿って調節可能である。 無線通信装置は、ロボット型搬送装置の場所を検出し、ロボット型搬送装置の場所に対応した近接データを供給し、且つ、施設の平面図に少なくとも部分的に基づいたナビゲーションデータを無線で受信可能である。 装置検出モジュールは、対象の装置に対応した装置データを入手可能である。 コントローラモジュールは、プロセッサと、実行可能命令を具備するコンピュータ可読メモリと、を含みうる。 コントローラモジュールは、無線通信装置及び装置検出モジュールに電気的に結合されている。 実行可能命令がプロセッサによって読込み及び実行されることにより、コントローラモジュールは、近接データ及びナビゲーションデータを無線通信装置から受信し、第１及び第２目的地入力信号を受信し、且つ、対象の装置が対象の装置に自律的に接近するように、ロボット型搬送装置を第１目的地入力信号と関連付けられた第１目的地まで自律的に移動させるべく、駆動信号を少なくとも１つの動力付き車輪に供給することができる。 駆動信号は、近接データ及びナビゲーションデータから算出されたナビゲーションルートに少なくとも部分的に基づいたものであってよい。 更には、実行可能命令により、コントローラモジュールは、装置検出モジュールから装置データを受信して対象の装置の装置タイプを判定し、調節可能な車輪ロック装置を対象の装置の車輪と係合させるべくドッキングアームを制御し、且つ、ロボット型搬送装置を第２目的地入力信号に関連付けられた第２目的地まで自律的に移動させるべく駆動信号を少なくとも１つの動力付き車輪に供給することができる。 駆動信号は、近接データ及びナビゲーションデータから算出されたナビゲーションルートに少なくとも部分的に基づいたものであってよい。

更に別の実施形態実施形態においては、車輪付き装置搬送システムは、無線通信ネットワークと、無線ネットワークに通信可能に結合された中央サーバーと、高周波識別タグと、ロボット型搬送装置と、を含む。 中央サーバーは、ナビゲーションデータを無線通信ネットワーク上において供給可能である。 対象の装置は、２つの車輪と、識別信号を放射すべく構成された高周波識別タグと、を具備する。 ロボット型搬送装置は、駆動モーターに結合された少なくとも１つの動力付き車輪を具備する装置本体と、２つのドッキングアームと、無線通信装置と、コントローラモジュールと、を含みうる。 それぞれのドッキングアームは、支持車輪と、調節可能な車輪ロック装置と、を含むことができ、且つ、装置本体から水平に延在可能であると共に、少なくとも２つの方向に沿って調節可能であってよい。 無線通信装置は、無線通信ネットワークに通信可能に結合されている。 更には、無線通信装置は、ロボット型搬送装置の場所を検出し、ロボット型搬送装置の場所に対応した近接データを供給し、且つ、中央サーバーによって放射されたナビゲーションデータを無線通信ネットワークを介して無線で受信する。 コントローラモジュールは、プロセッサと、実行可能命令を具備したコンピュータ可読メモリと、を含みうる。 コントローラモジュールは、無線通信装置及び装置検出モジュールに電気的に結合されている。 コントローラモジュールは、無線通信装置から近接データ及びナビゲーションデータを受信し、対象の装置の装置タイプを検出し、且つ、ロボット型搬送装置を対象の装置に自律的に接近させるべく駆動信号を少なくとも１つの動力付き車輪に供給することができる。 駆動信号は、近接データ及びナビゲーションデータに少なくとも部分的に基づいたものであってよい。 コントローラモジュールは、更に、調節可能な車輪ロック装置を対象の装置の車輪と係合させるべく装置タイプに従ってドッキングアームを制御し、且つ、ロボット型搬送装置に対象の装置を望ましい場所まで自律的に牽引させるべく駆動信号を少なくとも１つの動力付き車輪に供給することができる。

本明細書に記述されている実施形態によって提供されるこれらの及び更なる特徴については、添付図面との関連において、以下の詳細な説明を参照することにより、更に十分に理解することができよう。

添付図面に示されている実施形態は、事実上、例証及び例示を目的としたものであり、従って、請求項によって規定されている主題を限定することを意図したものではない。 例示用の実施形態に関する以下の詳細な説明は、添付図面との関連において参照された際に理解することが可能であり、添付図面においては、同一の構造が同一の参照符号によって示されている。

本明細書に図示及び記述されている１つ又は複数の実施形態に係るロボット型搬送装置の斜視図を示す。

本明細書に図示及び記述されている１つ又は複数の実施形態に係るロボット型搬送装置の側面図を示す。

本明細書に図示及び記述されている１つ又は複数の実施形態に係るロボット型搬送装置の平面図を示す。

本明細書に図示及び記述されている１つ又は複数の実施形態に係るロボット型搬送装置の正面図を示す。

本明細書に図示及び記述されている１つ又は複数の実施形態に係るドッキングアームと関連付けられた調節可能な車輪ロック装置の平面図を示す。

本明細書に図示及び記述されている１つ又は複数の実施形態に係るロボット型搬送装置の概略図を示す。

本明細書に図示及び記述されている１つ又は複数の実施形態に係るロボット型搬送装置のコントローラモジュールの概略図を示す。

本明細書に図示及び記述されている１つ又は複数の実施形態に係る病院用ベッド対象の装置の正面図を示す。

本明細書に図示及び記述されている１つ又は複数の実施形態に係る、車椅子との係合位置にあるロボット型搬送装置を示す。

本明細書に図示及び記述されている１つ又は複数の実施形態に係る、リフト装置との係合位置にあるロボット型搬送装置を示す。

本明細書に図示及び記述されている１つ又は複数の実施形態に係る、病院用ベッドとの係合位置にあるロボット型搬送装置を示す。

本明細書に図示及び記述されている１つ又は複数の実施形態に係る、鉛直ドッキング部材を具備するロボット型搬送装置と、２つの対象の装置と、の側面図を示す。

図１は、自律的に対象の装置に接近し、対象の装置とドッキングし、且つ、対象の装置を望ましい場所に配送するロボット型搬送装置の一実施形態を概略的に示している。 ロボット型搬送装置は、概して、少なくとも１つの動力付き車輪を具備した装置本体と、調節可能な車輪ロック装置を具備した２つのドッキングアームと、コントローラモジュールと、を有する。 コントローラモジュールは、ロボット型搬送装置が、例えば、車椅子や病院用ベッドなどの対象の装置に自律的に接近することができるように、駆動信号を動力付き車輪及びドッキングアームに供給する。 コントローラモジュールは、対象の装置の対象の車輪の回転を防止する調節可能な車輪ロック装置上に対象の車輪が配置されるように、制御信号をドッキングアームに供給する。 次いで、コントローラモジュールは、ロボット型搬送装置が対象の装置を望ましい場所に自律的に搬送するように、駆動信号を動力付き車輪に供給する。 以下、ロボット型搬送装置及びシステムの様々な実施形態及びそれらの動作について更に詳細に説明することとする。

まず、図１〜図４を参照すると、ロボット型搬送装置の一実施形態１００が示されている。 後程詳述するように、ロボット型搬送装置は、車椅子、病院用ベッド、車輪付き診断センタ（wheeled diagnostic center）、患者用リフトなどの様々な大型物体のピックアップ及び配送において介護者を支援すべく、病院、老人ホーム、リハビリテーションクリニック、及びこれらに類似したものなどの施設内に配備可能である。 図示のロボット型搬送装置１００は、概して、装置本体１１０と、一対のドッキングアーム１２０と、を有する。 装置本体１１０は、金属又はプラスチック材料から製造可能な本体ハウジング１１１と、本体ハウジング１１１内に配置された駆動モーター１１３に結合された一対の動力付き車輪１１２と、を有する。 別の実施形態においては、２つを上回る数の動力付き車輪を使用可能である。 或いは、この代わりに、単一の動力付き車輪を利用することも可能である。 例えば、単一の動力付き車輪は、ロボット型搬送装置１００を運動させるべく、動力が付与されていない車輪（図示せず）との関連において使用可能である。 駆動モーターは、１つ又は複数の充電式電池（図示せず）によって電力供給される電気モーターであってよい。 動力付き車輪１１２及び駆動モーター１１３は、後程詳述するように、コントローラモジュール１４０（図２）によって供給される駆動信号に応答するものであってよい。

又、装置本体１１０は、本体ハウジング１１１から延在する任意選択の鉛直部材１３２を有することもできる。 鉛直部材１３２を使用し、無線通信装置１６０及び／又はマンマシンインターフェイス（ＨＭＩ）１８０を支持可能である。 その他の実施形態においては、無線通信装置１６０及びＨＭＩ１８０は、本体ハウジング１１１などの装置本体１１０上に配置可能である。 ＨＭＩは、タッチスクリーン、ハード及びソフトキーを有するコンピュータモニタ、又は任意のその他のユーザーインターフェイス装置であってよい。 例えば、鉛直部材１３２を利用し、ロボット型搬送装置１００の操作者がデータを入力すると共に表示された情報を観察し易い高さにＨＭＩ１８０を配置可能である。

２つのドッキングアーム１２０は、装置本体１１０の下部部分から水平に延在している。 それぞれのドッキングアーム１２０は、第１部分１２２と、第２部分１２４と、を有する。 第２部分１２４には、床又は地面上においてドッキングアーム１２０を支持可能な支持車輪１２７を結合可能である。 支持車輪１２７は、装置本体１１０と調節可能な車輪ロック装置１２５の間、又は調節可能な車輪ロック装置１２５と第２部分１２４の最も外側の端部の間において、第２部分１２４上に配置可能である。 ドッキングアーム１２０は、調節可能な車輪ロック装置１２５を更に有し、この調節可能な車輪ロック装置は、第２部分１２４の遠位端近傍に配置された第１車輪止め１２６ａ及び第２車輪止め１２６ｂを有する。 本明細書において詳述されるように、ロボット型搬送装置１００が対象の装置を望ましい場所に搬送する際に対象の車輪を定位置においてロックすることができるように、様々な対象車輪の直径に対応すべく、第１車輪止め１２６ａ及び第２車輪止め１２６ｂの位置を調節しうる可能である。

図３に示されているように、ドッキングアーム１２０は、第１方向Ａにおいて互いに近接又は離隔するように、摺動自在に調節可能である。 後程更に詳述するように、ドッキングアーム１２０の位置は、ロボット型搬送装置１００が対象の装置に接近した際に対象の装置の対象の車輪と整列せしめられるように、第１方向Ａに沿って変化可能である。 それぞれのドッキングアーム１２０の第１部分１２２の一端は、装置本体１１０の本体ハウジング１１１内に配置されている。 更には、ドッキングアームアクチュエータ１５４を装置本体１１０の本体ハウジング１１１内に配設可能である。 ドッキングアームアクチュエータ１５４は、それぞれのドッキングアーム１２０の第１部分１２２に機械的に結合可能である。 ドッキングアームアクチュエータ１５４は、第１方向Ａと平行な方向においてドッキングアーム１２０に向かって延在すると共にドッキングアーム１２０に結合された２つの部材を具備するリニアモーターであってよい。 ドッキングアームアクチュエータ１５４が作動すると、２つのドッキングアーム１２０の間の距離を変更できるように、ドッキングアーム１２０が第１方向Ａに沿って互いに近接又は離隔すべく運動する。 或いは、この代わりに、ドッキングアームアクチュエータ１５４は、ガス圧又は液圧ピストン又はその他の類似の装置であってもよい。

次に図２及び図４を参照すると、ロボット型搬送装置１００は、鉛直の第２方向Ｂに沿ってドッキングアーム１２０を上昇及び降下させるべく動作可能な鉛直アクチュエータ１５６を更に含みうる。 後程詳述されるように、ドッキングアーム１２０は、対象の装置の対象の車輪が車輪ロック装置１２５によって保持された後に、上昇可能であり、且つ、ロボット型搬送装置１００から対象の装置を係合解除する際に、降下可能である。 鉛直アクチュエータ１５６は、アーム１５７を介してそれぞれのドッキングアーム１２０に結合されており（図４）、且つ、作動の際に、鉛直アクチュエータ１５６は、ドッキングアーム１２０を上昇及び降下させる。 鉛直アクチュエータ１５６は、リニアモーターであるか、或いは、液圧又はガス圧アクチュエータであってよい。 一実施形態においては、鉛直アクチュエータ１５６は、ドッキングアームアクチュエータ１５４と同一の構成要素であってよい。 そのような実施形態においては、その１つのアクチュエータが、鉛直の第２方向Ｂに沿って上下に、且つ、水平の第１方向Ａに沿って左右に、ドッキングアーム１２０を平行運動させる。

一実施形態においては、ドッキングアーム１２０を引込み位置から延長位置に運動させて対象の装置の対象の車輪と結合させることができるように、ドッキングアーム１２０の長さを調節可能である。 図２に示されているように、ドッキングアーム１２０の第２部分１２４を第１部分１２２内において摺動自在に配置可能である。 長さ調節アクチュエータ１５０を第１部分１２２内に配設し、且つ、第２部分１２４に結合可能である。 長さ調節アクチュエータを制御することにより、第２部分１２４を方向Ｄに沿ってドッキングアーム１２０の第１部分１２２内に又はこれから外に摺動させ、ドッキングアームの長さを事実上変更可能である。 第２部分１２４は、引込み位置から延長位置に運動して対象の装置の対象の車輪に係合可能である。 長さ調節アクチュエータは、リニアモーター、液圧ピストン、ガス圧ピストン、又はこれらに類似したものであってよい。 代替実施形態においては、ドッキングアーム１２０は、長さ調節アクチュエータを有しておらず、従って、ドッキングアーム１２０の長さは固定されている。

次に図５を参照すると、車輪ロック装置１２５が示されている。 車輪ロック装置１２５は、２つの調節可能な車輪止め１２６ａ及び１２６ｂを有し、これらの車輪止めは、装置本体１１０から最も遠方に位置するドッキングアーム１２０の第２部分１２４の遠位端から横方向に延在している。 車輪止め１２６ａ及び１２６ｂは、対象の車輪を車輪止め１２６ａ、１２６ｂの間に保持することができるように、相対的に大きな摩擦係数を具備した材料（例えば、ゴム材料）を有することができる。 それぞれの車輪止め１２６ａ、１２６ｂの一端は、ドッキングアーム１２０内に配設し、且つ、車輪止めアクチュエータ１５２に結合可能である。 車輪止めアクチュエータ１５２は、車輪止め１２６ａ、１２６ｂに結合された２つのアームを具備するリニアモーターであってよく、且つ、方向Ｃに沿って車輪止め１２６ａ、１２６ｂを運動させるべく動作可能である。 コントローラモジュール１４０によって供給される車輪止め制御信号によって作動した際に、車輪止めアクチュエータ１５２は、車輪ロック装置１２５が様々な直径の対象の車輪に対応するように、車輪止め１２６ａ、１２６ｂの間の距離を変化させることができる。 又、車輪止めアクチュエータ１５２は、例えば、ガス圧又は液圧アクチュエータとして構成することも可能である。 別の実施形態においては、車輪止め１２６ａ、１２６ｂは、ドッキングアーム１２０の第２部分１２４の両側から横方向に延在可能である。 この結果、対象の装置の対象の車輪をドッキングアーム１２０のそれぞれの側において車輪ロック装置１２５によって定位置にロック可能である。 更に別の実施形態においては、車輪止め１２６ａ、１２６ｂは、対向するドッキングアーム１２０に向かう内向きの方向において第２部分１２４から横方向に延在可能である。

動力付き車輪１１２及び前述の様々なアクチュエータは、コントローラモジュール１４０によって生成及び供給される１つ又は複数の駆動信号１４９を印加することによって制御可能である。 図６は、例示用のロボット型搬送システムの概略図を示しており、図７は、例示用のコントローラモジュール１４０の概略図を示している。 図６及び図７の両方を参照すると、コントローラモジュール１４０は、プロセッサ１４２と、可読メモリ１４４と、駆動信号電子回路１４７と、を有することができる。 可読メモリ１４４は、コンピュータ実行可能命令１４６を保存すべく動作可能であり、コンピュータ実行可能命令がプロセッサ１４２によって読込み及び実行されることにより、コントローラモジュール１４０は、動力付き車輪１１２及び様々なアクチュエータ１５０、１５２、１５４、及び１５６に供給される駆動信号１４９を生成する。 又、実行可能命令１４６がプロセッサによって実行されることにより、コントローラモジュール１４０は、本明細書に記述されているその他の様々なタスク（例えば、ナビゲーションルートの決定や装置タイプの検出など）を実行することもできる。 コントローラモジュール１４０は、プロセッサ１４２によって受信される前に入力信号１４８を調整する信号調整回路やアナログ入力信号１４８をデジタル信号に変換するアナログ−デジタルコンバータなどのその他の構成要素（図示せず）を含みうる。 いくつかの実施形態においては、プロセッサ１４２は、統合されたアナログ−デジタル及びデジタル−アナログコンバータを有することができる。

コントローラモジュール１４０は、ＨＭＩ１８０、装置検出モジュール１７０、無線通信装置１６０、及び赤外線検出器１６２に電気的に且つ／又は通信可能に結合可能である。 その他の実施形態においては、コントローラモジュール１４０は、更に多くの又は更に少ない数の構成要素に結合可能である。 図７に示されているように、コントローラモジュール１４０は、結合された装置から、様々な入力信号及び／又はデータを受信可能である。 入力信号１４８（及び／又はデータ）は、様々な構成要素によって供給される入力信号を含みうる。 例えば、図６に示されているコントローラモジュール１４０は、装置検出モジュール１７０から画像データを、無線通信装置１６０から識別信号及び／又はナビゲーションデータを、赤外線検出器から赤外光ガイド信号を、且つ、ＨＭＩ１８０から入力信号を、受信可能である。 図７においては、これらの様々な入力信号が総合的に入力信号と呼称されている。 以下、コントローラモジュール１４０に結合されている様々な構成要素の機能について詳細に説明することとする。 プロセッサ１４２は、これらの入力信号１４８を受信し、回転すべく動力付き車輪１１２に、且つ、様々なアクチュエータ１５０、１５２、１５４、及び１５６に、印加するための駆動信号を決定及び生成する。

駆動信号電子回路１４７を設けることにより、プロセッサ１４２から信号を受信し、且つ、駆動信号１４９を生成可能であり、この駆動信号は、ロボット型搬送装置１００の運動を制御すべく、動力付き車輪１１２に送信される。 駆動信号電子回路１４７は、プロセッサ１４２からの命令に従って電圧又は電流を出力すべく構成されたトランジスタ又はその他のスイッチング装置を含みうる。 動力付き車輪１１２に供給される１つ又は複数の駆動信号１４９は、駆動モーター又は動力付き車輪の特定のタイプ及び構成によって左右されることになる。 別の実施形態においては、駆動信号電子回路１４７は、動力付き車輪１１２及びアクチュエータに供給されるアナログ駆動信号１４９を生成するために、プロセッサ１４２によって供給されたデジタル信号をアナログ信号に変換すべく動作可能なデジタル−アナログコンバータを更に有することができる。

図１〜図１２を全体的に参照すると、ロボット型搬送装置１００は、様々な供給源から無線信号を受信する無線通信装置１６０を更に有する。 いくつかの実施形態においては、無線通信装置１６０は、コントローラモジュール１４０内に内蔵可能である。 その他の実施形態においては、これは、別個の構成要素であってよい。 無線通信装置１６０は、エリア（例えば、病院、老人ホーム、リハビリ施設などの施設のエリア）内をナビゲートする際にロボット型搬送装置１００を支援可能である。 無線通信装置１６０は、無線通信ネットワークに通信可能に結合可能である。 一般に、無線通信装置１６０は、エリア内におけるロボット型搬送装置１００の場所、１つ又は複数の対象の装置の場所、及び障害物の場所を示す無線信号を受信可能である。 又、無線信号は、こちらも無線通信ネットワークに通信可能に結合されている中央サーバー１７２から受信されるナビゲーションデータと対応することも可能である。 又、無線通信装置１６０は、中央サーバー１７２と、エリア内においてナビゲートするその他の装置と、にも無線信号を伝送可能である。

ロボット型搬送装置１００は、エリア内における自身の場所を判定可能である。 一実施形態においては、複数の局所位置タグ１７４（図６）を施設内に（例えば、病院の床又は病棟に）配置可能である。 局所位置タグ１７４は、壁、障害物（例えば、机、ナースステーション、椅子など）、又はその他の場所に配置可能である。 局所位置タグ１７４は、一意にアドレス付された無線場所信号を放射可能である。 無線通信装置１６０（並びに、コントローラモジュール１４０）は、局所位置タグ１７４から、無線信号を近接データとして受信可能である。 局所位置タグ１７４からの信号に対応した近接データは、コントロールモジュール１４０に供給可能である。 コントローラモジュール１４０は、近接データを使用し、施設内におけるロボット型搬送装置１００の位置を判定可能である。 次いで、この位置を使用し、算出されたナビゲーションルートに従って、施設内においてロボット型搬送装置１００をナビゲート可能である。 ナビゲーションルートは、コントローラモジュール１４０又は中央サーバー１７２によって算出可能である。 局所位置タグ１７４は、ロボット型搬送装置の進入を防止すべく制限されたエリアの一部分を定義可能である。 又、衝突回避のために、赤外線及び／又は超音波センサを使用することも可能である。 又、ロボット型搬送装置１００は、例えば、ＧＰＳ（Global Position System）などの、施設内において場所を判定するその他の方法を使用することも可能である。

次に、例示用のロボット型搬送装置１００の動作について説明することとする。 １つ又は複数のロボット型搬送装置１００を病院などのエリア内に配備可能である。 ロボット型搬送装置１００を使用し、対象の装置をピックアップ及び配送可能である。 例えば、ロボット型搬送装置１００は、病院内を自律的にナビゲートし、車椅子、病院用ベッド、モバイル診断ステーション、及びこれらに類似したものをピックアップ及びドロップすることができる。

アイドル状態のロボット型搬送装置１００は、電池充電ステーションなどのベースステーションに配置可能である。 次いで、ロボット型搬送装置は、複数の対象の装置の目的地場所に対応した第１目的地入力信号を受信可能である。 例えば、対象の装置は、病院用ベッド２００（図８及び図１１）、車椅子３００（図９を参照されたい）、患者用リフト装置４００（図１０）、カート４００（図１２）などであってよい。 又、ロボット型搬送装置１００は、ロボット型搬送装置１００が対象の装置を配送する先である望ましい配送場所に対応した第２目的地入力信号を受信することも可能である。 ２つを上回る数の目的地入力信号を供給可能であることを理解されたい。 第１及び第２目的地入力信号は、ＨＭＩ装置１８０から受信可能である。 例えば、病院の従業員は、ＨＭＩ装置１８０に第１及び第２目的地信号を入力しておくことができる。 第１目的地は、特定の患者の部屋であってよく、且つ、第２目的地は、ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）検査室などの検査場所であってよい。 又、病院の従業員は、一実施形態においては、対象の装置のタイプに対応した情報を入力することも可能である。 例えば、病院の従業員は、ロボット型搬送装置１００によるピックアップ及び配送が想定される車椅子のタイプを入力可能である。 或いは、この代わりに、第１及び第２目的地入力信号と対象の装置データは、無線通信装置１６０を介して中央サーバー１７２から受信することも可能である。 この実施形態においては、病院の従業員は、目的地情報を伝送することによってロボット型搬送装置１００を派遣するソフトウェアプログラムに目的地情報を入力可能である。

ロボット型搬送装置１００が第１及び第２目的地入力信号を受信したら、コントローラモジュール１４０及び／又は中央サーバー１７２により、ロボット型搬送装置１００の位置を判定すると共にナビゲーションルートを決定可能である。 前述のように、ロボット型搬送装置１００の位置は、１つ又は複数の局所位置タグ１７４によって供給された無線信号から導出される近接データを介して判定可能である。 局所位置タグ１７４は、ＲＦＩＤタグであってよく、且つ、無線通信装置１６０は、それらのタグから供給される信号を検出可能である。 又、近接データをＧＰＳデータによって生成することも可能である。 コントローラモジュール１４０のメモリ１４４は、ナビゲーションデータを保存可能である。 ナビゲーションデータは、施設の平面図と、存在しうる大きな障害物に関する情報と、であってよい。 例えば、ナビゲーションデータは、机、ナースステーション、椅子、及び施設の平面図に位置可能なその他の物体を示すものであってよい。 別の実施形態においては、ナビゲーションデータは、中央サーバー１７２に保存可能であり、且つ、ロボット型搬送装置１００に無線で伝達可能である。

ナビゲーションルートは、目的地入力信号、近接データ（即ち、ロボット型搬送装置１００の現在の場所）、及びナビゲーションデータに基づいて決定可能である。 コントローラモジュール１４０は、ロボット型搬送装置１００が第１目的地入力信号に対応した対象の装置に向かって自律的に移動するように、駆動信号を動力付き車輪１１２に供給可能である。 障害物回避のために、赤外線及び／又はソナー装置を使用可能である。

ロボット型搬送装置１００は、対象の装置の近傍に到達したら、対象の装置の位置及びタイプを検出可能である。 図８を参照すると、病院用ベッド２００が示されている。 病院用ベッドは、２つの装置タグ２２０を配置可能なフレーム２１２を具備する。 或いは、この代わりに、対象の装置には、１つの装置タグ２２０のみが存在してもよく、或いは、装置タグがまったく存在しなくてもよい。 装置タグ２２０は、対象の装置のタイプを示す無線識別信号を伝送するＲＦＩＤタグであってよい。 ＲＦＩＤ信号は、一実施形態においては、無線通信装置１６０によって検出可能である。 別の実施形態においては、ＲＦＩＤ信号又はその他の対象の装置信号は、装置検出モジュール１７０によって検出可能である。 装置検出モジュール１７０、又は無線通信装置１６０は、装置タグ２２０から高周波信号を受信する能力を有する高周波受信機を装備可能である。 これらの複数の装置タグ２００（又は、単一の装置タグ）は、例えば、赤外線信号やＷｉＦｉ信号などの識別信号を伝送する能力を有するその他の無線装置として構成することも可能である。

識別信号は、特定の対象の装置と関連付けられた装置データを供給するか又はその他の方法で通知可能である。 装置データは、装置検出モジュール１７０によってコントローラモジュール１４０に供給可能である。 代替実施形態においては、コントローラモジュール１４０が装置データを受信又は判定可能である。 装置データは、対象の装置の型式又はモデル、対象の装置の全体寸法、対象の装置車輪の位置などを含みうる。 コントローラモジュール１４０は、装置データから対象の装置のタイプ（例えば、病院用ベッド）を判定可能である。

又、装置検出モジュール１７０は、カメラ装置などの視覚的モジュールであってもよい。 カメラ装置は、対象の装置のデジタル画像を取得可能であり、このデジタル画像は、コントローラモジュール１４０に供給される。 コントローラモジュール１４０は、デジタル画像をメモリ１４４内に保存されている複数の登録された装置タイプを比較して対象の装置のタイプを判定可能である。 例えば、図８に示されている病院用ベッドのデジタル画像を登録された装置と比較可能である。 その比較結果に基づいて、コントローラモジュール１４０は、対象の装置が病院用ベッドであると判定可能である。 又、コントローラモジュールは、対象の装置車輪の相対的な位置及びその他の詳細事項を判定することも可能である。 対象の装置と結合された状態において施設内を正確にナビゲートすべく、ロボットコントローラは、対象の装置に結合された際のロボット型搬送装置１００の全体寸法を判定可能である。

更に図８を参照すると、装置データは、病院用ベッド２００が、距離ｄだけ離隔した特定の直径を具備する２つの対象の装置車輪２１０を具備していることをロボット型搬送装置１００に通知可能である。 コントローラモジュール１４０は、ドッキングアーム１２０及び関連する調節可能な車輪ロック装置１２５を対象の装置のタイプに従って調節可能である。 図１〜図７をも参照すると、コントローラモジュール１４０は、駆動信号を長さ調節アクチュエータ１５０、車輪止めアクチュエータ１５２、ドッキングアームアクチュエータ１５４、及び鉛直アクチュエータ１５６に供給し、対象の装置（例えば、病院用ベッド２００）とのドッキングのためにロボット型搬送装置１００を準備しておくことできる。 例えば、調節可能な車輪ロック装置１２５が対象の装置車輪２１０と実質的に整列するように、ドッキングアーム１２０を降下させ、且つ、位置決めすることができる。 調節可能な車輪ロック装置が対象の車輪２１０の間の距離ｄに従って距離ｄだけ離隔するように、ドッキングアーム１２０を方向Ａに沿って移動させることができる。 更には、車輪止め１２６ａ、１２６ｂを移動させ、これにより、車輪ロック装置１２５が対象の車輪２１０を受け入れることができるように、車輪止めアクチュエータ１５２を作動させることもできる。 コントローラモジュール１４０は、前述の装置検出モジュール１７０のカメラを使用するか又は装置タグ２２０によって供給される無線信号を使用し、ロボット型搬送装置１００を対象の装置と整列させることができる。 別の実施形態においては、対象の装置は、赤外線信号を放射する赤外光ガイド装置（図示せず）を具備することも可能である。 ロボット型搬送装置１００の赤外線検出器（図６）は、赤外線信号を検出可能であり、且つ、コントローラモジュール１４０は、対象の装置との関係においてロボット型搬送装置１００の位置を判定可能である。

一実施形態においては、ドッキングアームアクチュエータ１５４は、車輪止め１２６ａ、１２６ｂが対象の車輪２１０の真下に摺動するように、ドッキングアーム１２０の第２部分１２４を対象の車輪２１０に向かって運動させる。 別の実施形態においては、ロボット型搬送装置１００が対象の装置２００に向かって前進し、且つ、車輪止め１２６ａ、１２６ｂが対象の装置車輪２１０の真下に摺動するように、動力付き車輪１１２を作動させることができる。 車輪止め１２６ａ、１２６ｂが対象の装置車輪２１０の真下に位置したら、車輪ロック装置１２５が対象の車輪２１０を定位置においてロックするように、車輪止めアクチュエータ１５２を更に調節可能である。 鉛直アクチュエータ１５６がロボット型搬送装置１００内に存在する場合には、鉛直アクチュエータは、ドッキングアーム１２０及び対象の車輪を持ち上げることができる。 又、車輪ロック装置１２５は、ドッキングアーム１２０及び車輪ロック装置１２５を対象の車輪の間に配置することにより、対象の車輪と係合することも可能である。 車輪止め１２６ａ、１２６ｂがそれぞれの対象の車輪の内側から対象の車輪に係合するように、ドッキングアームアクチュエータ１５４を制御してドッキングアーム１２０を外向きに移動させることができる。 次いで、車輪止め１２６ａ、１２６ｂが互いに接近し、且つ、対象の車輪をロックするように、車輪止めアクチュエータ１５２を制御可能である。

図９〜図１１は、様々な構成の対象の装置を示しており、この場合に、対象の車輪は、調節可能な車輪ロック装置によって係合及びロックされている。 図９は、車輪止め１２６ａ、１２６ｂによって定位置において保持された対象の車輪３１０を具備する車椅子３００を示している。 ロックされていない車輪３３０は、自由回転し、車椅子３００は、ロボット型搬送装置１００によって牽引されている。 図９に示されているように、車椅子が牽引される際には、患者３２０が車椅子３００に着座していてもよい。 図１０は、ロック位置にあるリフト装置４００の対象の車輪４１０を示している。 残りの車輪４３０は、自由回転する。 図１１は、ロボット型搬送装置１００に結合された病院用ベッド２００の上に横たわる患者２２５を示している。 対象の車輪２１０は、調節可能な車輪ロック装置１２５によって保持されており、且つ、残りの車輪は、搬送の際に自由回転する。

ロボット型搬送装置１００は、前述のように、近接データによって自身の場所を判定可能であり、且つ、第２目的地入力信号に対応した望ましい目的地に至るナビゲーションルートを算出可能である。 ナビゲーションルートは、ナビゲーションデータ、近接データ、ロボット型搬送装置１００の寸法、及び対象の装置に基づくものであってよい。

次いで、ロボット型搬送装置１００は、施設内を自律的にナビゲートし、対象の装置を望ましい場所に配送する。 ロボット型搬送装置１００は、対象の装置を望ましい場所まで牽引する。 対象の装置の残りのロックされていない車輪に起因し、ロボット型搬送装置は、対象の装置を牽引可能である。 例えば、車椅子３００のロックされていない車輪３３０（図９）、患者用リフト４００のロックされていない車輪４３０（図１０）、及び病院用ベッド２２０のロックされていない車輪２２０（図８及び図１１）は、個々の対象の装置が牽引される際に、自由回転する。

望ましい場所（即ち、目的地）に到達した際に、ロボット型搬送装置１００は、自身が配送を完了したという可聴又は視覚警報を近隣の要員に供給可能である。 ロボット型搬送装置１００は、要員によって対象の装置が結合解除されるまで待機可能であり、或いは、ロボット型搬送装置１００がドッキングアーム１２０及び調節可能な車輪ロック装置１２５を動作させて対象の装置を自律的に結合解除せよ、という指示であってもよい。 例えば、ドッキングアーム１２０を降下させ、車輪止め１２６ａ、１２６ｂを開放し、且つ、次いで、ドッキングアーム１２０を対象の車輪の真下から摺動させることができる。

ロボット型搬送装置１００は、待ち行列に保存された更なる目的地を具備可能である。 その場合には、ロボット型搬送装置１００は、それに伴ってピックアップ及び配送を完了させることができる。 待ち行列内に更なる目的地を具備していない場合には、ロボット型搬送装置は、充電のためにベースステーションに戻ることができる。 更には、コントローラモジュール１４０は、ロボット型搬送装置１００の電池の電荷が閾値を下回ったことを検出することも可能である。 電荷が閾値を下回った場合には、ロボット型搬送装置１００は、ピックアップ及び配送を完了させた後に、充電のためにベースステーションに自律的にナビゲート可能である。 充電セッションを完了したら、ロボット型搬送装置１００は、対象の装置の搬送を継続可能である。

次に図１２を参照すると、代替ドッキング構成を具備したロボット型搬送装置が示されている。 図示の実施形態においては、ロボット型搬送装置６００は、装置本体ハウジング６１１と関連付けられた実質的に鉛直のドッキングブラケット６２０を有する。 ドッキングブラケット６２０は、複数の係合コネクタ６２５を具備する。 係合コネクタ６２５は、ドッキング動作の際に、対象の装置７００／８００上に配置された対応する対象の装置係合コネクタ（７２１／８２１）と噛合すべく、位置決めされると共に、形状及び寸法が構成されている。 このドッキング構成は、２組の車輪を具備していない装置を搬送するのに有用であろう。 例えば、ロボット型搬送装置６００は、対象の装置７００に接近し、係合コネクタ６２５を対象の装置の係合コネクタ（例えば、カート７００の対象の装置係合コネクタ７２１）上に配置可能である。 係合コネクタ６２５は、開閉可能なクランプ（例えば、ソレノイドによって作動するタイプのクランプ）であってよい。 係合コネクタ６２５が対象の装置係合コネクタ７２１上に配置された際に、係合コネクタ６２５は、対象の装置係合コネクタ７２１を中心として閉鎖可能である。 次いで、ロボット型搬送装置６００は、対象（例えば、カート７００）を望ましい場所まで搬送可能である。 ドッキングを解除するには、係合コネクタ６２５が開放すればよく、これにより、ロボット型搬送装置６００は、対象の装置から離れるように移動可能である。

いまや、本明細書に記述されているロボット型搬送装置及びシステムの実施形態を使用し、病院、老人ホーム、リハビリセンターなどの施設内において、車輪付きの対象の装置を自律的に搬送可能であることが理解されたであろう。 ロボット型搬送装置は、対象の装置まで自律的にナビゲート可能であり、対象の装置の構成を検出可能であり、且つ、対象の装置の対象の車輪に係合可能である。 対象の車輪が係合及びロックされたら、ロボット型搬送装置は、対象の装置を目的地場所まで牽引可能である。 従って、ロボット型搬送装置は、ユーザーの介入を伴うことなしに、車椅子、病院用ベッド、及びこれらに類似したものなどの車輪付き装置を自律的にピックアップ及び配送可能である。

尚、「実質的」という用語は、本明細書においては、量的な比較、値、計測値、又はその他の表現に帰することができる不確実性の固有の程度を表すべく利用されている場合があることに留意されたい。 又、この用語は、本明細書においては、量的表現が、対象の主題の基本的な機能の変化を結果的にもたらすことなしに、記述されている基準から変化することができる程度を表すためにも利用されている。

以上、特定の実施形態について図示及び記述したが、特許請求されている主題の精神及び範囲を逸脱することなしに、様々なその他の変更及び変形を実施可能であることを理解されたい。 更には、本明細書においては、特許請求されている主題の様々な態様について記述しているが、これらの態様の組合せとしての利用は、必須ではない。 従って、添付の請求項は、特許請求されている主題の範囲に含まれるそれらすべての変更及び変形を包含するものと解釈されたい。