(57)【要約】 【構成】  カーブ区間で、走行レールの中心線４４と同心に櫛歯マーク２８を設け、天井走行車の櫛歯センサで櫛歯を読み取り、中心線４４の曲率半径Ｒと櫛歯マークの曲率半径ｒの比で補正し、歯と歯の間をエンコーダで補間して、カーブ区間での位置を求める。【効果】  カーブ区間でも天井走行車の正確な位置を認識でき、カーブ区間にロードポートを設けることができる。【選択図】    図４
2006039620.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行経路の中心線の左右にマークを設けて、搬送台車のマーク検出用のセンサで該マークを読み取り位置認識を行うシステムにおいて、
前記マークを少なくともカーブ区間に設けると共に、搬送台車にカーブ区間であることを検出するための手段を設けて、カーブ区間であることを検出すると、前記マークからカーブ区間での走行距離を求めて位置を認識するようにしたことを特徴とする、搬送台車システム。
【請求項２】
前記マークを櫛歯マークとして、該櫛歯マークをカーブ区間で走行経路の中心線と同心に設け、
搬送台車では、走行経路の中心線の曲率半径と櫛歯マークの曲率半径との比によって、櫛歯マークから求めた距離を補正して、前記カーブ区間での走行距離を求めるようにしたことを特徴とする、請求項１の搬送台車システム。
【請求項３】
カーブ区間に停止ポイントを設けると共に、前記櫛歯マークから求めた補正済み位置の間を、搬送台車の走行系に設けたエンコーダで補間して搬送台車の位置を求め、前記停止ポイントに停止するようにしたことを特徴とする、請求項２の搬送台車システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、天井走行車などの有軌道台車や、無軌道で自律走行する無人搬送車などの搬送台車のシステムに関し、特にカーブ区間での走行制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
発明者は、カーブ区間で搬送台車の位置を正確に認識できるようにすることを検討した。このことができれば、例えば出発地から目的地までの全区間での位置を認識して走行でき、この結果、予定の走行時間で、不要な加減速をせずに目的地まで走行できる。不要な加減速を減らせば、搬送中に物品に与える振動も最小にできる。発明者はさらに、カーブ区間での位置を正確に認識して、カーブ区間でも所定の位置に停止できるようにして、カーブ区間にステーションを設けることができるようにすることを検討した。するとステーションの設置に関する制約を減らし、搬送台車システムのレイアウトに柔軟性を持たせることができる。
【０００３】
ところで特許文献１は、カーブ区間での有軌道台車の位置認識について、エンコーダの出力をカーブ区間で補正して、エンコーダの出力が同じでも、カーブ区間と直線区間とでは求めた走行距離が異なるようにすることを開示している。しかしながらこのような位置認識は近似的な手法であり、カーブ区間での正確な位置を認識するには適していない。
【特許文献１】特開平８−２９２８１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この発明の課題は、カーブ区間においても外界センサにより搬送台車の位置を求めることができるようにすることにある。
請求項２の発明での追加の課題は、カーブ区間での位置をより正確に求めることができるようにすることにある。
請求項３の発明での追加の課題は、カーブ区間でも停止ポイントを設けることができるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明は、走行経路の中心線の左右にマークを設けて、搬送台車のマーク検出用のセンサで該マークを読み取り位置認識を行う搬送台車システムにおいて、前記マークを少なくともカーブ区間に設けると共に、搬送台車にカーブ区間であることを検出するための手段を設けて、カーブ区間であることを検出すると、前記マークからカーブ区間での走行距離を求めて位置を認識するようにしたことを特徴とする。
【０００６】
好ましくは、前記マークを櫛歯マークとして、該櫛歯マークをカーブ区間で走行経路の中心線と同心に設け、搬送台車では、走行経路の中心線の曲率半径と櫛歯マークの曲率半径との比によって、櫛歯マークから求めた距離を補正して、前記カーブ区間での走行距離を求める。
【０００７】
特に好ましくは、カーブ区間に停止ポイントを設けると共に、前記櫛歯マークから求めた補正済み位置の間を、搬送台車の走行系に設けたエンコーダで補間して搬送台車の位置を求め、前記停止ポイントに停止する。
【発明の効果】
【０００８】
この発明では、カーブ区間であることを搬送台車が検出すると、走行経路中心線の左右に設けたマークを用いて、カーブ区間での走行距離を求めて搬送台車の位置を認識する。カーブ区間であることの検出には、例えばカーブ区間であることを示す指標をカーブ区間の入口側に設けて、搬送台車に指標検出用のセンサを設けたり、あるいは搬送台車のマップの情報とエンコーダなどから求めた走行距離などを用いたりすればよい。
【０００９】
マークを櫛歯マークとすると、カーブ区間内では所定のピッチで櫛歯の歯を検出できる。ただし櫛歯の歯から求めた距離は、櫛歯が走行経路の中心線から左右に外れているため、正しい距離ではない。次に櫛歯マークを走行経路の中心線と同心に配置し、走行経路の中心線と櫛歯マークとの、カーブ区間での曲率中心からの曲率半径の比によって、櫛歯マークから求めた走行距離を補正する。このため正確にカーブ区間での搬送台車の位置を認識できる。なおカーブ区間がＳ字カーブなどの場合、１つのカーブ区間に曲率中心が複数あることになる。また曲率半径は一定である必要はなく、走行経路の中心線と櫛歯マークとが同心で、定数あるいは変数の曲率半径の比によって補正すればよい。
【００１０】
櫛歯マークでは、歯と歯の間の位置の認識が困難である。そこで歯と歯の間では、搬送台車の走行系に設けたエンコーダで位置を補間すると、カーブ区間での位置をほぼ連続的に求めることができる。このためカーブ区間に停止ポイントを設けて、所定の精度で停止させることができる。そこでロードポートなどの停止ポイントの設置に関する制約が減少し、搬送台車システムをより効率的なものにできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に本発明を実施するための最適実施例を示す。
【実施例】
【００１２】
図１〜図７に、実施例とその変形とを示す。図１に天井走行車２の構造を示すと、４は走行レールで、クリーンルームの天井などにより支持され、走行レール本体５と給電レール６とから構成され、給電レール６にはリッツ線８を設けて、天井走行車２へ非接触給電する。なお搬送台車は天井走行車の他に、地上走行の有軌道台車や、無軌道で自律走行する無人搬送車などでも良い。走行レール４はアルミの押し出し材などにより構成され、直線区間は所定の長さ単位でユニット化され、カーブ区間での曲率は、搬送台車システムの全体に対して一定、もしくは２〜３種類程度に統一し、カーブ区間で走行方向の向きを変える角度は、例えば９０°や６０°などの１〜３種類程度の角度に統一してある。
【００１３】
１０は天井走行車２の走行駆動部で、駆動輪１２と走行車輪１４などを備え、１５，１６はガイドローラで、天井走行車２の直進と分岐などを制御する。１８はピックアップで、リッツ線８からの非接触給電を受け、２０は横送り部で、昇降駆動部２２と昇降台２４を走行レール４の左右方向に横送りする。昇降駆動部２２は昇降台２４を昇降させ、昇降台２４でカセットなどの物品２６をチャックする。
【００１４】
図２に、給電レール６への櫛歯マーク２８などの取付を示す。３０はＩＤで、光学的または磁気的に読み取り可能なマークで構成され、例えばＩＤ自体の番号Ｎ1とカーブ区間にあるステーションの番号Ｎ2、カーブ区間での走行レール中心線の曲率半径Ｒ及び櫛歯マークの曲率半径ｒ、並びにカーブ区間で櫛歯マーク２８が始まる位置の座標Ｐ1と、ステーションの座標Ｐ2などを記述している。ＩＤ３０での記述内容は種々の変更が可能で、例えばカーブ区間の曲率半径Ｒ，ｒがレイアウト全体で一定の場合、曲率半径をＩＤ３０に記述する代わりに、天井走行車２のレイアウトのマップなどに記憶すればよい。ステーション番号Ｎ2やステーションの座標Ｐ2はカーブ区間にステーションがなければ不要である。またＩＤ３０での櫛歯マーク２８が始まる位置の座標Ｐ1に代えて、ＩＤ３０自体の座標を記述しても良い。ただしこのようにすると、ＩＤ３０自体の取り付け位置の精度が重要になるが、櫛歯マーク２８が始まる位置の座標Ｐ1を記述すると、ＩＤ３０の取り付け位置自体には精度が要求されない。そしてＩＤ３０は天井走行車の走行制御のために特別のデータが必要な位置に設け、カーブ区間の手前やカーブ区間の開始位置、ステーションの手前、分岐合流部の手前や出口などに設置する。
【００１５】
天井走行車側には、例えば前記のピックアップの前後などに、かつ車体の左右方向両側にセンサユニット３２を設けて、櫛歯センサ３４で櫛歯マーク２８を読み取り、ＩＤリーダ３６によりＩＤ３０を読み取る。また非接触通信ユニット３８により、リッツ線８などを介して、図示しないコントローラとの間で通信を行う。リッツ線８に例えば１０ｋＨｚ程度の交流を流す場合、これよりも例えば１０〜１００倍高い周波数を用いると、リッツ線８を流れる交流と区別して通信を行うことができる。
【００１６】
図３に、カーブ区間での櫛歯マーク２８の読み取りを示すと、櫛歯マーク２８には例えば歯４０と溝４１とが同じ幅で刻まれ、これらは例えば一定のピッチ（１〜５cm程度）で表れる。櫛歯センサ３４には例えば一対の光センサ４２，４３などを例えば歯４０の５／４ピッチずらして配置し、これにより歯４０の１／４ピッチの間隔で位置を認識できる。また一対の光センサ４２，４３を設けることにより、これらの信号の位相を用いて、天井走行車の走行方向も認識できる。櫛歯マーク２８では例えば金属板を打ち抜いたり、エッチングしたりして、歯４０や溝４１に設けるが、金属板に代えて例えばカラーテープなどを用い、透明な領域と着色された不透明な領域とが所定のピッチで表れるようにしたものなどを用いても良い。さらに櫛歯センサ３４の種類自体は任意で、例えば光センサ４２，４３に対して磁気的なセンサなどを用いても良い。
【００１７】
図４にカーブ区間での櫛歯マーク２８の配置を示すと、４４は走行レール中心線で、その曲率半径がＲであり、櫛歯マーク２８の曲率半径はｒである。櫛歯マーク２８はカーブ区間にのみ配置され、ここでは内周側に配置されているが、外周側に配置しても良い。なお図１から明らかなように、走行レール４の中心線には駆動輪１２や横送り部２０を指示するための軸を通す孔などがあり、この部分に櫛歯マーク２８を設けることはできない。これは天井走行車２の場合に限らず、地上走行の有軌道台車などでも同様である。
【００１８】
走行レールは直進ユニット５０とカーブユニット５２とを組み合わせて構成され、カーブユニット５２では天井走行車の走行方向が例えば直角に変化し、各カーブでの曲率半径Ｒ，ｒはレイアウト全体に対して統一され、カーブ区間で走行方向の向きを変える角度もレイアウト全体に対して統一されている。このような場合、ＩＤ３０のデータから曲率半径Ｒ，ｒは省略しても良い。そして櫛歯マーク２８はカーブユニット５２にのみ配置され、カーブ区間が始まると同時に櫛歯マーク２８が始まり、カーブ区間が終わると櫛歯マーク２８も終了する。
【００１９】
天井走行車はカーブユニット５２のＩＤ３０を読み取ることにより、これからカーブ区間が始まることを認識し、櫛歯マークの最初の歯を検出すると、ＩＤ３０でのデータＰ1から現在位置を認識し、以降は櫛歯マーク２８の歯を検出する毎に、櫛歯のピッチにＲ／ｒを乗算したものを位置に加算して、カーブ区間での位置を求める。また櫛歯と櫛歯の間は、駆動輪や走行輪などに取り付けたエンコーダからの信号により、現在位置を補間する。エンコーダからの信号はカーブ区間であるため誤差を含みやすいが、櫛歯マーク２８の歯と歯の間の補間のみの信号なので、エンコーダからの信号にカーブ区間であることの補正を施しても施さなくても良い。
【００２０】
図５は、走行経路のほぼ全長に渡り、かつその左右に渡って櫛歯マーク２８ａ〜２８ｄを設けた変形例を示す。４５，４６は走行レール中心線で、ＩＤ３０ａは分岐が始まることを予告するＩＤで、ＩＤ３０ｂは分岐側に走行していることを示すＩＤで、ＩＤ３０ｃは直進側に進行したことを示すＩＤである。ＩＤ３０ｄ，３０ｅは分岐部を脱出したことを示すＩＤである。５４は走行レールの直進ユニット、５６は分岐ユニットで、分岐ユニット５６は、直進用と分岐用とに２つのユニットを設けて、これらを合体して構成しても良い。
【００２１】
図５の変形例では、分岐側でも直進側でもその左右両側に櫛歯マーク２８ａ〜２８ｄを設けており、天井走行車にはその左右両側にセンサユニットがあるので、直進部は当然のこととして、分岐部やカーブ区間などの任意の位置で、櫛歯マークから現在位置を認識できる。そして図５の変形例では、分岐側がカーブ区間であり、この区間では図４と同様にして、走行レール中心線４５と櫛歯マーク２８ａとの曲率半径の比により現在位置を認識する。
【００２２】
図６は、カーブ区間に処理装置６０のロードポート６２を設ける例を示し、ロードポート６２は停止ポイントの例で、これ以外にカーブ区間などで天井走行車を待機させる目的などで停止ポイントを設けても良い。この例では、櫛歯マーク２８はカーブ区間のみに設けられ、その手前側（上流側）にＩＤ３０があり、カーブ区間では櫛歯マーク２８から求めた走行距離を、走行レール中心線４４と櫛歯マーク２８との曲率半径の比により補正する。ステーション６２に荷下ろしした物品はカーブ区間のため、向きがやや傾いている。これが問題になる場合、例えば天井走行車かステーション６２かに、物品の向きを変える回動機構ないしは物品の向きを矯正する機構を設ければよい。なおカーブ区間にステーション６２を設けられない場合、例えば図６の鎖線で示すステーション６３のようにＬ字形のコンベヤを用いる必要がある。このようなコンベヤは、設置コストが高く、かつ一般に低速である。
【００２３】
図７に、天井走行車２の走行制御系を示すと、７０はマップで、走行レールのレイアウトが記述され、ＩＤを認識すると、ＩＤの番号並びにステーションの番号、及びカーブ区間の場合の曲率半径Ｒ，ｒとカーブ区間の開始位置（櫛歯マークが始まる位置）、及びステーションの位置などが入力される。そして走行経路の全長に渡って櫛歯マークが設けられている場合、直線区間では櫛歯マークから現在位置を求めて、カーブ区間では、櫛歯マークから求めた走行距離を曲率半径の比で補正して、常時現在位置を正確に求める。そして求めた現在位置を基にステーションへ停止できるように停止制御を行う。
【００２４】
カーブ区間などの限られた区間のみに櫛歯マークを設けて、例えばカーブ区間内のステーションに停止する場合、ＩＤからカーブ区間の開始位置を求め、これによってステーションまでの走行距離を求める。また櫛歯センサから求めた走行距離を曲率半径の比で補正した補正済みの走行距離を入力し、櫛歯と櫛歯の間をエンコーダ７６からの信号で補正して、現在位置を求める。
【００２５】
７２は走行制御部で、マップ７０からステーションまでの残走行距離を入力され、サーボモータ７４を介して、停止ポイントに停止できるように走行制御する。駆動輪１２や走行車輪１４あるいはこれらの車軸などにエンコーダ７６を取り付けて、マップ７０に入力する。これによりマップ７０では例えばカーブ区間の最初で現在位置を較正し、これから櫛歯センサにより求めた距離を曲率半径で補正して、所定の間隔で走行距離を求め、これらの間ではエンコーダ７６からの信号により現在位置を認識できる。このためカーブ区間内でも正確に現在位置を認識して、図６のロードポート６２などへの停止ができる。
【００２６】
実施例では、櫛歯マークから求めた走行距離を曲率半径の比で補正したが、曲率半径Ｒ，ｒがレイアウト全体に対して一定の場合、カーブ区間の距離算出のために、櫛歯マークの実際のピッチに曲率半径の比Ｒ／ｒを乗算したものを記憶しても良い。ただしこの場合、カーブ区間以外でも、例えば直線区間でのステーションへの停止制御用に、同じピッチの櫛歯マークを用いるため、ＩＤによりカーブ区間であることを天井走行車に通知して、櫛歯マークからの距離の求め方を異ならせる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】実施例で用いる搬送台車の要部断面図
【図２】実施例で、搬送台車が走行レール側のＩＤと櫛歯マークを読み取るための構成を示す図
【図３】実施例での櫛歯マークの読み取りを示す図
【図４】実施例でのカーブ区間への櫛歯マークの設置を模式的に示す図
【図５】変形例での全区間での走行レールの両側への櫛歯マークの設置を模式的に示す図
【図６】実施例でのカーブ区間へのロードポートの設置を示す図
【図７】実施例での搬送台車の走行制御系を示すブロック図
【符号の説明】
【００２８】
２          天井走行車
４          走行レール
５          走行レール本体
６          給電レール
８          リッツ線
１０        走行駆動部
１２        駆動輪
１４        走行車輪
１５，１６  ガイドローラ
１８        ピックアップ
２０        横送り部
２２        昇降駆動部
２４        昇降台
２６        物品
２８        櫛歯マーク
３０        ＩＤ
３２        センサユニット
３４        櫛歯センサ
３６        ＩＤリーダ
３８        非接触通信ユニット
４０        歯
４１        溝
４２，４３  光センサ
４４〜４６  走行レール中心線
５０，５４  直線ユニット
５２        カーブユニット
５６        分岐ユニット
６０        処理装置
６２        ロードポート
７０        マップ
７２        走行制御部
７４        サーボモータ
７６        エンコーダ
Ｒ          走行レール中心線の曲率半径
ｒ          櫛歯マークの曲率半径
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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