(57)【要約】  走行経路上に直進区間と旋回区間とを区別するための検出器を設置することなく、直進区間と旋回区間とを区別して左右の車輪を独立して制御可能な搬送装置を得ることを目的として、複数の車輪と、この複数の車輪を駆動するモータと、このモータの回転を検出することで得られた自車の位置情報と予め設定された経路情報とに基づいて、前記複数の車輪の回転を制御する指令を生成し、前記モータへ出力するコントローラとを備え、前記モータは、前記指令に基づいて、前記複数の車輪を駆動する搬送装置とする。
2017179204.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の車輪と、
この複数の車輪を駆動するモータと、
このモータの回転を検出することで得られた自車の位置情報と予め設定された経路情報とに基づいて、前記複数の車輪の回転を制御する指令を生成し、前記モータへ出力するコントローラとを備え、
前記モータは、前記指令に基づいて、前記複数の車輪を駆動することを特徴とする搬送装置。
【請求項２】
前記指令には、モーション専用命令、ファンクションブロック、又は、カムプロファイルが含まれることを特徴とする請求項１に記載の搬送装置。
【請求項３】
左輪と右輪とを有する搬送装置であって、
自車の位置情報及び走行予定の経路情報から、前記左輪及び前記右輪の旋回開始位置と旋回終了位置とを識別して左輪旋回半径及び右輪旋回半径を出力する旋回位置識別装置と、
設定速度、前記左輪旋回半径及び前記右輪旋回半径を用いて基準速度を算出する基準速度算出装置と、
前記左輪旋回半径、前記右輪旋回半径及び前記基準速度を用いて左輪走行速度及び右輪走行速度を算出する走行速度算出装置と、
前記経路情報から前記左輪走行速度又は前記右輪走行速度を前記基準速度としてカムプロファイルを自動生成するカムプロファイル生成装置と、
前記左輪走行速度、前記右輪走行速度及び前記カムプロファイルから、前記左輪への指令である左輪指令速度及び前記右輪への指令である右輪指令速度を各々独立に出力する走行速度出力装置とを備えることを特徴とする搬送装置。
【請求項４】
前記走行速度算出装置は、前記左輪旋回半径及び前記右輪旋回半径に応じて前記左輪走行速度及び前記右輪走行速度を独立して制御することを特徴とする請求項３に記載の搬送装置。
【請求項５】
前記カムプロファイルは、
前記左輪又は前記右輪を基準輪として前記左輪及び前記右輪の他方との相対位置を示すことを特徴とする請求項３に記載の搬送装置。
【請求項６】
左輪と右輪とを有する搬送装置の速度制御方法であって、
自車の位置情報及び走行予定の経路情報から前記左輪及び前記右輪の旋回開始位置と旋回終了位置とを識別して左輪旋回半径及び右輪旋回半径を出力するステップと、
設定速度、前記左輪旋回半径及び前記右輪旋回半径を用いて基準速度を算出するステップと、
前記左輪旋回半径、前記右輪旋回半径及び前記基準速度を用いて左輪走行速度及び右輪走行速度を算出するステップと、
前記経路情報から前記左輪走行速度又は前記右輪走行速度を前記基準速度としてカムプロファイルを自動生成するステップと、
前記左輪走行速度、前記右輪走行速度及び前記カムプロファイルから、前記左輪への指令である左輪指令速度及び前記右輪への指令である右輪指令速度を各々独立に出力するステップとを含むことを特徴とする搬送装置の速度制御方法。
【請求項７】
請求項６に記載の搬送装置の速度制御方法をコンピュータに実行させることを特徴とする搬送装置の制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操舵機構を有さない搬送装置、搬送装置の速度制御方法及び搬送装置の制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、操舵機構を有さない搬送装置は、走行経路上にカーブが存在する場合には走行経路に沿って敷設されたガイドに衝突し、反力により旋回する。そのため、衝撃が発生し、衝撃により搬送対象物品の荷崩れ又は破損を生じるおそれがある。ガイドに衝突せずにスムーズに旋回するためには、左右の車輪を独立して制御する必要がある。【０００３】
従来技術の一例である特許文献１には、操舵機構を備える代わりに左右各輪の速度差を利用して旋回走行を実現しているが、直進区間と旋回区間とを区別するために走行経路上にはマークセンサをはじめとする検出器が設置され、旋回区間であることを検出し、旋回半径及び輪距に基づく旋回走行制御を行う技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開昭６３−１５１０１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の技術によれば、直進区間と旋回区間とを区別するために走行経路上にマークセンサをはじめとする検出器を設置しなければならないという問題があった。【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、走行経路上に直進区間と旋回区間とを区別するための検出器を設置することなく、直進区間と旋回区間とを区別して左右の車輪を独立して制御可能な搬送装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、複数の車輪と、この複数の車輪を駆動するモータと、このモータの回転を検出することで得られた自車の位置情報と予め設定された経路情報とに基づいて、前記複数の車輪の回転を制御する指令を生成し、前記モータへ出力するコントローラとを備え、前記モータは、前記指令に基づいて、前記複数の車輪を駆動することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明にかかる搬送装置は、走行経路上に直進区間と旋回区間とを区別するための検出器を設置することなく、直進区間と旋回区間とを区別して左右の車輪を独立して制御することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態にかかる搬送装置の一構成例を示す図
【図２】図１に示すサーボシステムコントローラと周辺の一構成例を示す図
【図３】図１に示す搬送装置の走行経路の一例を示す図
【図４】図１に示す搬送装置が地点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆをこの順に通過して走行する際の左輪位置と、左輪旋回半径と、右輪旋回半径とを示す図
【図５】図３に示す走行経路において、左輪を基準としてカムプロファイル生成装置が出力するカムプロファイルの一例を示す図
【図６】実施の形態にかかる搬送装置の速度制御方法の一例を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明の実施の形態にかかる搬送装置、搬送装置の速度制御方法及び搬送装置の制御プログラムを図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１１】
実施の形態．
図１は、本発明の実施の形態にかかる搬送装置２００の一構成例を示す図である。図１に示す搬送装置２００は、サーボシステムコントローラ１００と、動輪である前方左輪６０Ｌと、前方左輪６０Ｌを駆動する左輪サーボモータ６１Ｌと、左輪サーボモータ６１Ｌの位置情報を検出する左輪エンコーダ６２Ｌと、従輪である後方左輪６３Ｌと、動輪である前方右輪６０Ｒと、前方右輪６０Ｒを駆動する右輪サーボモータ６１Ｒと、右輪サーボモータ６１Ｒの位置情報を検出する右輪エンコーダ６２Ｒと、従輪である後方右輪６３Ｒとを備える。左輪エンコーダ６２Ｌは、左輪サーボモータ６１Ｌの位置情報をサーボシステムコントローラ１００に出力し、右輪エンコーダ６２Ｒは、右輪サーボモータ６１Ｒの位置情報をサーボシステムコントローラ１００に出力する。サーボシステムコントローラ１００は、左輪サーボモータ６１Ｌに左輪指令速度を出力し、右輪サーボモータ６１Ｒに右輪指令速度を出力する。
【００１２】
なお、本発明は、図１に示すように前方左輪６０Ｌ及び前方右輪６０Ｒが動輪である構成に限定されるものではない。前方左輪６０Ｌ及び前方右輪６０Ｒが従輪であり、後方左輪６３Ｌ及び後方右輪６３Ｒが動輪であってもよい。又は、前方の両輪及び後方の両輪が動輪であってもよい。
【００１３】
図２は、図１に示すサーボシステムコントローラ１００と周辺の一構成例を示す図である。図２に示すサーボシステムコントローラ１００は、旋回位置識別装置１０と、基準速度算出装置２０と、走行速度算出装置３０と、カムプロファイル生成装置４０と、走行速度出力装置５０とを備える。そして、サーボシステムコントローラ１００は、左輪サーボモータ６１Ｌに左輪指令速度を出力し、右輪サーボモータ６１Ｒに右輪指令速度を出力する。さらには、左輪サーボモータ６１Ｌの位置情報が左輪エンコーダ６２Ｌから入力され、右輪サーボモータ６１Ｒの位置情報が右輪エンコーダ６２Ｒから入力される。
【００１４】
旋回位置識別装置１０は、位置入力部１１と、カーブ位置設定部１２と、カーブ検出部１３とを備える。位置入力部１１には、位置情報が入力される。ここで、位置情報は、左輪エンコーダ６２Ｌ及び右輪エンコーダ６２Ｒから出力される位置情報、又は走行経路に沿って敷設された図示しない外部スケールによって取得される位置情報である。又は、位置情報は、車軸の回転量を検出する外部エンコーダによって取得される位置情報であってもよい。カーブ位置設定部１２は、位置入力部１１に入力される位置情報及びユーザによってコントローラ１５０から入力される走行予定の経路情報である旋回開始位置、旋回終了位置、左輪旋回半径及び右輪旋回半径を設定する。カーブ検出部１３は、位置入力部１１に入力される位置情報と、カーブ位置設定部１２にて設定された経路情報とを入力とし、旋回開始位置及び旋回終了位置を識別し、左輪旋回半径及び右輪旋回半径を出力する。すなわち、旋回位置識別装置１０は、左輪サーボモータ６１Ｌ及び右輪サーボモータ６１Ｒの位置情報及び経路情報から旋回開始位置及び旋回終了位置を識別して左輪旋回半径及び右輪旋回半径を出力する。
【００１５】
基準速度算出装置２０は、旋回半径入力部２１と、設定速度入力部２２と、基準速度演算部２３とを備える。旋回半径入力部２１には、左輪旋回半径及び右輪旋回半径が入力される。設定速度入力部２２には、コントローラ１５０から設定速度が入力される。基準速度演算部２３は、設定速度、左輪旋回半径及び右輪旋回半径から最適な基準速度を演算して出力する。すなわち、基準速度算出装置２０は、左輪旋回半径、右輪旋回半径及び設定速度から基準速度を算出する。なお、コントローラ１５０から入力される設定速度は、コントローラの操作者によって設定される。
【００１６】
走行速度算出装置３０は、条件入力部３１と条件入力部３２とを備える。条件入力部３１には、条件である左輪旋回半径、右輪旋回半径及び基準速度が入力される。条件入力部３２は、条件入力部３１に入力された条件である左輪旋回半径、右輪旋回半径及び基準速度から左輪走行速度及び右輪走行速度を演算して出力する。すなわち、走行速度算出装置３０は、左輪旋回半径、右輪旋回半径及び基準速度から左輪走行速度及び右輪走行速度を算出して出力する。
【００１７】
カムプロファイル生成装置４０は、経路情報設定部４１と、速度比演算部４２と、カムプロファイル生成部４３とを備える。経路情報設定部４１は、経路開始位置及び経路終了位置並びにユーザによってコントローラ１５０から入力される経路情報である旋回開始位置、旋回終了位置、左輪旋回半径及び右輪旋回半径を入力とし、経路情報を設定する。速度比演算部４２は、経路情報の左輪旋回半径及び右輪旋回半径から左輪と右輪との速度比を演算する。カムプロファイル生成部４３は、経路情報設定部４１で設定された経路情報及び速度比演算部４２で演算された左輪と右輪との速度比からカムプロファイルを生成する。すなわち、カムプロファイル生成装置４０は、経路情報からカムプロファイルを生成する。
【００１８】
走行速度出力装置５０は、速度切換部５１と、走行速度出力部５２とを備える。速度切換部５１は、左輪走行速度及び右輪走行速度、並びにカムプロファイル生成装置４０が出力するカムプロファイル、左輪走行速度及び右輪走行速度を入力とし、速度切換位置を識別して出力する。走行速度出力部５２は、速度切換位置を入力とし、左輪指令速度及び右輪指令速度を左輪サーボモータ６１Ｌ及び右輪サーボモータ６１Ｒに出力する。すなわち、走行速度出力装置５０は、走行速度算出装置３０が出力する左輪走行速度及び右輪走行速度、並びにカムプロファイル生成装置４０が出力するカムプロファイルから左輪指令速度及び右輪指令速度を生成し、左輪サーボモータ６１Ｌに左輪指令速度を出力し、右輪サーボモータ６１Ｒに右輪指令速度を出力する。
【００１９】
図３は、図１に示す搬送装置２００の走行経路の一例を示す図である。図３に示す走行経路では、搬送装置２００は、地点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆをこの順に通過して走行する。また、ここでは左輪位置を基準とする。
【００２０】
図４は、図１に示す搬送装置２００が地点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆをこの順に通過して走行する際の左輪位置と、左輪旋回半径と、右輪旋回半径とを示す図である。旋回位置識別装置１０は、左輪サーボモータ６１Ｌの位置を検出する左輪エンコーダ６２Ｌ及び右輪エンコーダ６２Ｒが出力する位置情報又は走行経路に沿って敷設された図示しない外部スケールによる位置情報を監視し、累積移動量と経路情報とを照合し、現在走行中の経路が直進区間であるか又は旋回区間であるかを識別する。搬送装置２００の現在走行中の経路が旋回区間である場合には、旋回位置識別装置１０は、左輪旋回半径及び右輪旋回半径を基準速度算出装置２０及び走行速度算出装置３０に出力する。
【００２１】
図４において、左輪旋回半径及び右輪旋回半径が共に０である場合には、直進区間を表す。しかしながら、直進区間と旋回区間との判別方法はこれに限定されるものではなく、左輪旋回半径及び右輪旋回半径とは別のパラメータを経路情報に含ませて直進区間と旋回区間とを判別してもよい。左輪サーボモータ６１Ｌにおける累積移動量は、左輪の外形及び左輪サーボモータ６１Ｌと前方左輪６０Ｌとの間の減速比から算出されてもよい。
【００２２】
搬送装置２００が地点Ａを出発し、地点Ａから地点Ｂを走行する際には、旋回位置識別装置１０は、経路情報から現在の走行区間が直進区間であることを識別し、左輪旋回半径＝０及び右輪旋回半径＝０を基準速度算出装置２０及び走行速度算出装置３０に出力する。基準速度算出装置２０は、入力された左輪旋回半径、右輪旋回半径及び設定速度から基準速度を算出し、算出された基準速度を走行速度算出装置３０に出力する。走行速度算出装置３０は、左輪旋回半径＝０、右輪旋回半径＝０及び基準速度から、左輪走行速度及び右輪走行速度を算出する。なお、直進時には基準速度は設定速度と等しく、このときの基準速度は最も大きくなる。走行速度出力装置５０は、走行速度算出装置３０で算出された左輪走行速度から得られる左輪指令速度を左輪サーボモータ６１Ｌに出力し、右輪走行速度から得られる右輪指令速度を右輪サーボモータ６１Ｒに出力する。
【００２３】
搬送装置２００が地点Ｂで旋回区間に進入し、地点Ｂから地点Ｃへ走行する際には、旋回位置識別装置１０は、経路情報から現在の走行区間が旋回区間であることを識別し、左輪旋回半径＝ＲｌＢ−Ｃ及び右輪旋回半径＝ＲｒＢ−Ｃを基準速度算出装置２０及び走行速度算出装置３０に出力する。基準速度算出装置２０は、設定速度と、入力された左輪旋回半径＝ＲｌＢ−Ｃ及び右輪旋回半径＝ＲｒＢ−Ｃから基準速度を算出し、算出された基準速度を走行速度算出装置３０に出力する。走行速度算出装置３０は、左輪旋回半径＝ＲｌＢ−Ｃ、右輪旋回半径＝ＲｒＢ−Ｃ及び基準速度から左輪走行速度及び右輪走行速度を算出する。走行速度出力装置５０は、走行速度算出装置３０で算出された左輪走行速度から得られる左輪指令速度を左輪サーボモータ６１Ｌに出力し、右輪走行速度から得られる右輪指令速度を右輪サーボモータ６１Ｒに出力する。
【００２４】
搬送装置２００が地点Ｃで直進区間に進入し、地点Ｃから地点Ｄへ走行する際には、旋回位置識別装置１０は、経路情報から現在の走行区間が直進区間であることを識別し、左輪旋回半径＝０及び右輪旋回半径＝０を基準速度算出装置２０及び走行速度算出装置３０に出力する。直進区間の動作は地点Ａから地点Ｂの走行時と同様であるため説明を省略する。
【００２５】
搬送装置２００が地点Ｄで旋回区間に進入し、地点Ｄから地点Ｅへ走行する際には、旋回位置識別装置１０は、経路情報から現在の走行区間が旋回区間であることを識別し、左輪旋回半径＝ＲｌＤ−Ｅ及び右輪旋回半径＝ＲｒＤ−Ｅを基準速度算出装置２０及び走行速度算出装置３０に出力する。旋回区間の動作は地点Ｂから地点Ｃの走行時と同様であるため説明を省略する。
【００２６】
搬送装置２００が地点Ｅで直進区間に進入し、地点Ｅから地点Ｆへ走行する際には、旋回位置識別装置１０は、経路情報から現在の走行区間が直進区間であることを識別し、左輪旋回半径＝０及び右輪旋回半径＝０を基準速度算出装置２０及び走行速度算出装置３０に出力する。直進区間の動作は地点Ａから地点Ｂの走行時と同様であるため説明を省略する。
【００２７】
その後、搬送装置２００が地点Ｆから地点Ａに走行する場合には、経路情報の旋回開始位置及び旋回終了位置が地点Ａから地点Ｆに走行する場合の逆に動作する。
【００２８】
図５は、図３に示す走行経路において、前方左輪６０Ｌを基準としてカムプロファイル生成装置４０が出力するカムプロファイルの一例を示す図である。図５においては、横軸にカム角度をとり、縦軸に車軸位置をとり、地点Ａにおける左輪６０Ｌの位置ＰＡをカム角度０°とし、地点Ｆにおける前方左輪６０Ｌの位置ＰＦをカム角度３５９°とし、カム角度に対応する右輪位置の運転パターンをカムプロファイルとして生成する。すなわち、この搬送装置２００を駆動するカムが、カム角度０°であれば搬送装置２００は地点Ａに位置し、カム角度３５９°であれば搬送装置２００は地点Ｆに位置する。図５に示すカムプロファイルは、左輪及び右輪の一方を基準輪として左輪及び右輪の他方との相対位置を示している。
【００２９】
図５に示すカムプロファイルを用いて搬送装置２００を制御する場合には、走行速度を逐次算出する必要はなく、カム角度に対する基準速度を入力するのみで、運転パターンに応じて左輪及び右輪が最適な走行速度となるように制御される。
【００３０】
以上説明したように、本実施の形態にかかる搬送装置は、サーボモータに付随するエンコーダ又は経路に沿って設置された外部スケールの位置情報から、自車位置を推定して既知の経路情報と照合し、左右各輪の速度を独立して制御することにより、経路に沿って走行する。ここで、既知である左輪旋回半径ＲＬと、既知である右輪旋回半径ＲＲと、左輪速度ＶＬと、右輪速度ＶＲとの間には、ＶＬ：ＶＲ＝ＲＬ：ＲＲの関係が成立する。従って、左輪速度ＶＬを基準速度Ｖとすると、ＶＬ＝Ｖであり、右輪速度ＶＲはＶＲ＝Ｖ・（ＲＲ／ＲＬ）である。すなわち、走行速度算出装置３０は、左輪旋回半径及び右輪旋回半径に応じて左輪指令速度及び右輪指令速度を独立して制御する。
【００３１】
ここで、基準速度Ｖを一定とすると、搬送装置２００が左に旋回するときにはＲＲ／ＲＬ＞１であるため、直進区間走行時よりも右輪速度ＶＲが上昇する。そのため、左輪速度ＶＬと右輪速度ＶＲとの平均速度が直進区間走行時よりも上昇し、搬送装置２００の速度は直進区間走行時よりも上昇する。
【００３２】
また、基準速度Ｖを一定とすると、搬送装置２００が右に旋回するときにはＲＲ／ＲＬ＜１であるため、直進区間走行時よりも右輪速度ＶＲが低下する。そのため、左輪速度ＶＬと右輪速度ＶＲとの平均速度が直進区間よりも低下し、搬送装置２００の速度は直進区間走行時よりも低下する。
【００３３】
又は、右輪速度ＶＲを基準速度Ｖとすると、ＶＲ＝Ｖであり、ＶＬ＝Ｖ・（ＲＬ／ＲＲ）である。ここで、基準速度Ｖを一定とすると、搬送装置２００が左に旋回するときにはＲＬ／ＲＲ＜１であるため、直進区間走行時よりも左輪速度ＶＬが低下する。そのため、左輪速度ＶＬと右輪速度ＶＲとの平均速度が直進区間よりも低下し、搬送装置２００の速度は直進区間走行時よりも低下する。
【００３４】
また、基準速度Ｖを一定とすると、搬送装置２００が右に旋回するときにはＲＬ／ＲＲ＞１であるため、直進区間走行時よりも左輪速度ＶＬが上昇する。そのため、左輪速度ＶＬと右輪速度ＶＲとの平均速度が直進区間よりも上昇し、搬送装置２００の速度は直進区間走行時よりも上昇する。
【００３５】
なお、左右の旋回速度に差異を生じないように、基準速度とする車輪を旋回方向に応じて適宜切り換えてもよい。
【００３６】
また、ここでは、説明を簡単にするため、左輪速度と右輪速度のいずれか一方を基準速度とする例を記載したが、本発明はこれに限定されるものではない。左輪速度と右輪速度との平均速度を基準速度として左輪速度及び右輪速度を制御してもよい。
【００３７】
また、左輪旋回半径ＲＬ及び右輪旋回半径ＲＲではなく、左輪旋回半径と右輪旋回半径とのいずれか一方、旋回方向、左輪と右輪との間の距離のように左輪旋回半径ＲＬ、右輪旋回半径ＲＲに換算可能な別の情報を用いてもよい。また、左輪旋回半径又は右輪旋回半径が０である場合には旋回半径が０である車輪は停止させ、旋回半径が負である場合には、旋回半径が負の車輪を逆回転させることで小回りさせることも可能である。
【００３８】
また、左右各輪を独立に制御するために、搬送装置２００は、位置情報から自車の位置を推定し、既知の経路情報と照合して、旋回半径及び旋回方向に応じた左右各輪の走行速度を逐次算出して制御する。
【００３９】
以上説明した本実施の形態にかかる搬送装置２００は、旋回半径に応じた走行速度になるように走行速度を自動で加減してもよい。すなわち、直進時の走行速度を最大とし、最小半径旋回時の速度を最小とし、旋回半径が小さいほど減速し、旋回半径が大きいほど加速するように基準速度を加減してもよい。なお、最小半径は、旋回半径＝０である。また、旋回半径に応じて走行速度を算出する他に、旋回半径ごとの走行速度に応じて制御してもよい。また、旋回半径の切替地点への到達時までに最適速度への減速を完了するように、予め直進から旋回への状態移行時又は旋回半径の縮小時に、減速を行ってもよい。
【００４０】
また、経路情報から走行経路に沿った速度指令を自動生成及び制御するプログラムも本発明に含まれる。ここで、プログラムには、サーボシステムコントローラの専用命令、制御プログラムに組み込み使用する関数であるファンクションブロック及び電子カム制御により実現するカムプロファイルが含まれる。なお、専用命令は、パラメータの設定のみで特定の機能を実現する命令である。また、ファンクションブロックは、プログラム内で使用する回路ブロックを部品化したものである。
【００４１】
このようなプログラムは、ユーザが予め経路情報を教示すると、教示された経路情報に沿って、速度指令を自動的に算出及び制御する。この速度制御プログラムは、サーボシステムコントローラ上で動作する応用プログラム内より、呼び出し実行される専用命令、ファンクションブロック又はサーボシステムコントローラの電子カム機能で使用されるカムプロファイルにより実現される。
【００４２】
また、本発明に含まれるプログラムは、使用される経路情報から走行経路に沿った基準輪との相対位置を示すカムプロファイルを自動生成してもよい。このようなプログラムでは、既知の経路情報から走行経路に沿った、左右各輪の走行速度を算出するカムプロファイルを自動生成する。速度指令の更新間隔ごとの車輪位置をそれまでの速度と時間との積から推定し、推定位置の旋回半径に応じて車輪位置を算出し、速度指令の更新間隔ごとの車輪位置を時系列順に並べてカムプロファイルとする。カムプロファイルに時系列順に並べられる値は車輪位置を微分した走行速度でもよい。一例として、カムプロファイルを使用したサーボモータの制御では、入力された位置情報をカムプロファイルからカム角度に変換する。このとき、走行経路の始点から終点までの距離をカム角度０°から３６０°とし、変換したカム角度に対応する位置情報を出力する。なお、ここで出力される情報は位置情報ではなく速度情報であってもよい。
【００４３】
本実施の形態にかかる搬送装置２００は、操舵機構を有さないにも関わらず、旋回区間において自動で旋回することが可能であるため、ガイド衝突による衝撃を抑え、搬送装置２００における荷崩れ及び破損を抑えることができる。また、搬送装置２００によれば走行経路にガイドが不要であるため、走行経路設置時のコストを抑えることができる。
【００４４】
本実施の形態にかかる搬送装置２００は、位置情報から自車の位置を推定し、既知の経路情報と照合し、直進区間と旋回区間とを識別する。また、搬送装置２００によればマークセンサが不要となり、設置コストを抑えることができる。
【００４５】
また、本実施の形態にかかる搬送装置２００は、走行経路に沿ってスムーズに高速旋回が可能であるため、搬送時間を短縮することができる。
【００４６】
また、本実施の形態にかかる搬送装置２００は、経路情報をはじめとする必要なパラメータの設定のみで、走行経路に沿った走行制御を実現することができる。そのため、走行制御プログラムの作成工数を削減することができ、プログラミングミスを抑えることができる。
【００４７】
また、本実施の形態によれば、経路情報に沿った走行制御を行うためのカムプロファイルを誤りなく容易に得ることができ、カムプロファイルを用いて走行制御を行う搬送装置２００を容易に実現することができる。
【００４８】
なお、本実施の形態においては搬送装置について説明したが、搬送装置の速度制御方法も本発明に含まれる。図６は、本発明の実施の形態にかかる搬送装置２００の速度制御方法の一例を示すフローチャートである。図６では、まず処理をスタートし、自車の位置情報及び走行予定の経路情報から左輪及び右輪の旋回開始位置と旋回終了位置とを識別して左輪旋回半径及び右輪旋回半径を出力し（Ｓ１１）、設定速度、左輪旋回半径及び右輪旋回半径を用いて基準速度を算出し（Ｓ１２）、左輪旋回半径、右輪旋回半径及び基準速度を用いて左輪走行速度及び右輪走行速度を算出し（Ｓ１３）、経路情報から左輪走行速度又は右輪走行速度を基準速度としてカムプロファイルを自動生成し（Ｓ１４）、左輪走行速度、右輪走行速度及びカムプロファイルから、左輪への指令である左輪指令速度及び右輪への指令である右輪指令速度を各々独立に出力し（Ｓ１５）、処理をエンドする。また、この速度制御方法をコンピュータに実行させる搬送装置の制御プログラムも本発明に含まれる。
【００４９】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【００５０】
１０  旋回位置識別装置、１１  位置入力部、１２  カーブ位置設定部、１３  カーブ検出部、２０  基準速度算出装置、２１  旋回半径入力部、２２  設定速度入力部、２３  基準速度演算部、３０  走行速度算出装置、３１  条件入力部、３２  速度演算部、４０  カムプロファイル生成装置、４１  経路情報設定部、４２  速度比演算部、４３  カムプロファイル生成部、５０  走行速度出力装置、５１  速度切換部、５２  走行速度出力部、６０Ｌ  前方左輪、６０Ｒ  前方右輪、６１Ｌ  左輪サーボモータ、６１Ｒ  右輪サーボモータ、６２Ｌ  左輪エンコーダ、６２Ｒ  右輪エンコーダ、６３Ｌ  後方左輪、６３Ｒ  後方右輪、１００  サーボシステムコントローラ、１５０  コントローラ、２００  搬送装置。
【図１】
2017179204.tif 000003
【図２】
2017179204.tif 000004
【図３】
2017179204.tif 000005
【図４】
2017179204.tif 000006
【図５】
2017179204.tif 000007
【図６】
2017179204.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成28年8月9日(2016.8.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の車輪と、
この複数の車輪を駆動する複数のモータと、
この複数のモータの回転を検出することで得られた自車の位置情報、予め設定された経路情報、及びこの経路情報から得られる前記複数の車輪のそれぞれの旋回半径に基づいて、前記複数の車輪の回転を制御する指令を生成し、前記複数のモータへ出力するコントローラとを備え、
前記複数のモータは、前記指令に基づいて、前記複数の車輪を駆動することを特徴とする搬送装置。
【請求項２】
前記指令には、モーション専用命令、ファンクションブロック、又は、カムプロファイルが含まれることを特徴とする請求項１に記載の搬送装置。
【請求項３】
左輪と右輪とを有する搬送装置であって、
自車の位置情報及び走行予定の経路情報から、前記左輪及び前記右輪の旋回開始位置と旋回終了位置とを識別して左輪旋回半径及び右輪旋回半径を出力する旋回位置識別装置と、
設定速度、前記左輪旋回半径及び前記右輪旋回半径を用いて基準速度を算出する基準速度算出装置と、
前記左輪旋回半径、前記右輪旋回半径及び前記基準速度を用いて左輪走行速度及び右輪走行速度を算出する走行速度算出装置と、
前記経路情報から前記左輪走行速度又は前記右輪走行速度を前記基準速度としてカムプロファイルを自動生成するカムプロファイル生成装置と、
前記左輪走行速度、前記右輪走行速度及び前記カムプロファイルから、前記左輪への指令である左輪指令速度及び前記右輪への指令である右輪指令速度を各々独立に出力する走行速度出力装置とを備えることを特徴とする搬送装置。
【請求項４】
前記走行速度算出装置は、前記左輪旋回半径及び前記右輪旋回半径に応じて前記左輪走行速度及び前記右輪走行速度を独立して制御することを特徴とする請求項３に記載の搬送装置。
【請求項５】
前記カムプロファイルは、
前記左輪又は前記右輪を基準輪として前記左輪及び前記右輪の他方との相対位置を示すことを特徴とする請求項３に記載の搬送装置。
【請求項６】
左輪と右輪とを有する搬送装置の速度制御方法であって、
自車の位置情報及び走行予定の経路情報から前記左輪及び前記右輪の旋回開始位置と旋回終了位置とを識別して左輪旋回半径及び右輪旋回半径を出力するステップと、
設定速度、前記左輪旋回半径及び前記右輪旋回半径を用いて基準速度を算出するステップと、
前記左輪旋回半径、前記右輪旋回半径及び前記基準速度を用いて左輪走行速度及び右輪走行速度を算出するステップと、
前記経路情報から前記左輪走行速度又は前記右輪走行速度を前記基準速度としてカムプロファイルを自動生成するステップと、
前記左輪走行速度、前記右輪走行速度及び前記カムプロファイルから、前記左輪への指令である左輪指令速度及び前記右輪への指令である右輪指令速度を各々独立に出力するステップとを含むことを特徴とする搬送装置の速度制御方法。
【請求項７】
請求項６に記載の搬送装置の速度制御方法をコンピュータに実行させることを特徴とする搬送装置の制御プログラム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、複数の車輪と、この複数の車輪を駆動する複数のモータと、この複数のモータの回転を検出することで得られた自車の位置情報、予め設定された経路情報、及びこの経路情報から得られる前記複数の車輪のそれぞれの旋回半径に基づいて、前記複数の車輪の回転を制御する指令を生成し、前記複数のモータへ出力するコントローラとを備え、前記複数のモータは、前記指令に基づいて、前記複数の車輪を駆動することを特徴とする。
【手続補正書】
【提出日】平成28年11月21日(2016.11.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
左輪と右輪とを有する搬送装置であって、
自車の位置情報及び走行予定の経路情報から、前記左輪及び前記右輪の旋回開始位置と旋回終了位置とを識別して左輪旋回半径及び右輪旋回半径を出力する旋回位置識別装置と、
設定速度、前記左輪旋回半径及び前記右輪旋回半径を用いて基準速度を算出する基準速度算出装置と、
前記左輪旋回半径、前記右輪旋回半径及び前記基準速度を用いて左輪走行速度及び右輪走行速度を算出する走行速度算出装置と、
前記経路情報からカムプロファイルを自動生成するカムプロファイル生成装置と、
前記左輪走行速度、前記右輪走行速度及び前記カムプロファイルから、前記左輪への指令である左輪指令速度及び前記右輪への指令である右輪指令速度を各々独立に出力する走行速度出力装置とを備えることを特徴とする搬送装置。
【請求項２】
前記走行速度算出装置は、前記左輪旋回半径及び前記右輪旋回半径に応じて前記左輪走行速度及び前記右輪走行速度を独立に出力することを特徴とする請求項１に記載の搬送装置。
【請求項３】
前記カムプロファイルは、
前記左輪又は前記右輪を基準輪として前記左輪及び前記右輪の他方との相対位置を示すことを特徴とする請求項１に記載の搬送装置。
【請求項４】
左輪と右輪とを有する搬送装置の速度制御方法であって、
自車の位置情報及び走行予定の経路情報から前記左輪及び前記右輪の旋回開始位置と旋回終了位置とを識別して左輪旋回半径及び右輪旋回半径を出力するステップと、
設定速度、前記左輪旋回半径及び前記右輪旋回半径を用いて基準速度を算出するステップと、
前記左輪旋回半径、前記右輪旋回半径及び前記基準速度を用いて左輪走行速度及び右輪走行速度を算出するステップと、
前記経路情報からカムプロファイルを自動生成するステップと、
前記左輪走行速度、前記右輪走行速度及び前記カムプロファイルから、前記左輪への指令である左輪指令速度及び前記右輪への指令である右輪指令速度を各々独立に出力するステップとを含むことを特徴とする搬送装置の速度制御方法。
【請求項５】
請求項４に記載の搬送装置の速度制御方法をコンピュータに実行させることを特徴とする搬送装置の制御プログラム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、左輪と右輪とを有する搬送装置であって、自車の位置情報及び走行予定の経路情報から、前記左輪及び前記右輪の旋回開始位置と旋回終了位置とを識別して左輪旋回半径及び右輪旋回半径を出力する旋回位置識別装置と、設定速度、前記左輪旋回半径及び前記右輪旋回半径を用いて基準速度を算出する基準速度算出装置と、前記左輪旋回半径、前記右輪旋回半径及び前記基準速度を用いて左輪走行速度及び右輪走行速度を算出する走行速度算出装置と、前記経路情報から前記左輪走行速度又は前記右輪走行速度を前記基準速度としてカムプロファイルを自動生成するカムプロファイル生成装置と、前記左輪走行速度、前記右輪走行速度及び前記カムプロファイルから、前記左輪への指令である左輪指令速度及び前記右輪への指令である右輪指令速度を各々独立に出力する走行速度出力装置とを備えることを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
走行速度算出装置３０は、条件入力部３１と速度演算部３２とを備える。条件入力部３１には、条件である左輪旋回半径、右輪旋回半径及び基準速度が入力される。速度演算部３２は、条件入力部３１に入力された条件である左輪旋回半径、右輪旋回半径及び基準速度から左輪走行速度及び右輪走行速度を演算して出力する。すなわち、走行速度算出装置３０は、左輪旋回半径、右輪旋回半径及び基準速度から左輪走行速度及び右輪走行速度を算出して出力する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
走行速度出力装置５０は、速度切換部５１と、走行速度出力部５２とを備える。速度切換部５１は、走行速度算出装置３０が出力する左輪走行速度及び右輪走行速度、又はカムプロファイル生成装置４０が出力するカムプロファイルを入力とし、速度切換位置を識別して出力する。走行速度出力部５２は、速度切換位置を入力とし、左輪指令速度及び右輪指令速度を左輪サーボモータ６１Ｌ及び右輪サーボモータ６１Ｒに出力する。すなわち、走行速度出力装置５０は、走行速度算出装置３０が出力する左輪走行速度及び右輪走行速度、並びにカムプロファイル生成装置４０が出力するカムプロファイルから左輪指令速度及び右輪指令速度を生成し、左輪サーボモータ６１Ｌに左輪指令速度を出力し、右輪サーボモータ６１Ｒに右輪指令速度を出力する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
以上説明したように、本実施の形態にかかる搬送装置は、サーボモータに付随するエンコーダ又は経路に沿って設置された外部スケールの位置情報から、自車位置を推定して既知の経路情報と照合し、左右各輪の速度を独立して制御することにより、経路に沿って走行する。ここで、既知である左輪旋回半径ＲＬと、既知である右輪旋回半径ＲＲと、左輪速度ＶＬと、右輪速度ＶＲとの間には、ＶＬ：ＶＲ＝ＲＬ：ＲＲの関係が成立する。従って、左輪速度ＶＬを基準速度Ｖとすると、ＶＬ＝Ｖであり、右輪速度ＶＲはＶＲ＝Ｖ・（ＲＲ／ＲＬ）である。すなわち、走行速度算出装置３０は、左輪旋回半径及び右輪旋回半径に応じて左輪走行速度及び右輪走行速度を独立に出力する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
ここで、基準速度Ｖを一定とすると、搬送装置２００が左に旋回するときにはＲＲ／ＲＬ＞１であるため、直進区間走行時よりも右輪走行速度ＶＲが上昇する。そのため、左輪走行速度ＶＬと右輪走行速度ＶＲとの平均速度が直進区間走行時よりも上昇し、搬送装置２００の速度は直進区間走行時よりも上昇する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
また、基準速度Ｖを一定とすると、搬送装置２００が右に旋回するときにはＲＲ／ＲＬ＜１であるため、直進区間走行時よりも右輪走行速度ＶＲが低下する。そのため、左輪走行速度ＶＬと右輪走行速度ＶＲとの平均速度が直進区間よりも低下し、搬送装置２００の速度は直進区間走行時よりも低下する。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
又は、右輪走行速度ＶＲを基準速度Ｖとすると、ＶＲ＝Ｖであり、ＶＬ＝Ｖ・（ＲＬ／ＲＲ）である。ここで、基準速度Ｖを一定とすると、搬送装置２００が左に旋回するときにはＲＬ／ＲＲ＜１であるため、直進区間走行時よりも左輪走行速度ＶＬが低下する。そのため、左輪走行速度ＶＬと右輪走行速度ＶＲとの平均速度が直進区間よりも低下し、搬送装置２００の速度は直進区間走行時よりも低下する。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
また、基準速度Ｖを一定とすると、搬送装置２００が右に旋回するときにはＲＬ／ＲＲ＞１であるため、直進区間走行時よりも左輪走行速度ＶＬが上昇する。そのため、左輪走行速度ＶＬと右輪走行速度ＶＲとの平均速度が直進区間よりも上昇し、搬送装置２００の速度は直進区間走行時よりも上昇する。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
また、ここでは、説明を簡単にするため、左輪走行速度と右輪走行速度のいずれか一方を基準速度とする例を記載したが、本発明はこれに限定されるものではない。左輪走行速度と右輪走行速度との平均速度を基準速度として左輪走行速度及び右輪走行速度を制御してもよい。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
なお、本実施の形態においては搬送装置について説明したが、搬送装置の速度制御方法も本発明に含まれる。図６は、本発明の実施の形態にかかる搬送装置２００の速度制御方法の一例を示すフローチャートである。図６では、まず処理をスタートし、自車の位置情報及び走行予定の経路情報から左輪及び右輪の旋回開始位置と旋回終了位置とを識別して左輪旋回半径及び右輪旋回半径を出力し（Ｓ１１）、設定速度、左輪旋回半径及び右輪旋回半径を用いて基準速度を算出し（Ｓ１２）、左輪旋回半径、右輪旋回半径及び基準速度を用いて左輪走行速度及び右輪走行速度を算出し（Ｓ１３）、経路情報からカムプロファイルを自動生成し（Ｓ１４）、左輪走行速度及び右輪走行速度、又はカムプロファイルから、左輪への指令である左輪指令速度及び右輪への指令である右輪指令速度を各々独立に出力し（Ｓ１５）、処理をエンドする。また、この速度制御方法をコンピュータに実行させる搬送装置の制御プログラムも本発明に含まれる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６】
2017179204.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成29年1月18日(2017.1.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、左輪と右輪とを有する搬送装置であって、自車の位置情報及び走行予定の経路情報から、前記左輪及び前記右輪の旋回開始位置と旋回終了位置とを識別して左輪旋回半径及び右輪旋回半径を出力する旋回位置識別装置と、設定速度、前記左輪旋回半径及び前記右輪旋回半径を用いて基準速度を算出する基準速度算出装置と、前記左輪旋回半径、前記右輪旋回半径及び前記基準速度を用いて左輪走行速度及び右輪走行速度を算出する走行速度算出装置と、前記経路情報からカムプロファイルを自動生成するカムプロファイル生成装置と、前記左輪走行速度、前記右輪走行速度及び前記カムプロファイルから、前記左輪への指令である左輪指令速度及び前記右輪への指令である右輪指令速度を各々独立に出力する走行速度出力装置とを備えることを特徴とする。
【国際調査報告】
2017179204.tif 000010
2017179204.tif 000011