(57)【要約】      （修正有）【課題】イコライザ機構を採用しコストを抑制しつつ、所望の方向に移動が可能な全方向移動車両を提供する。【解決手段】全方向移動車両１は、メインフレームとしての第１フレーム１０と、第１フレームと一体であると共に、第１フレームにおける地面と水平な任意の一方向に伸びる軸を軸心として回動可能な、イコライザフレームとしての第２フレーム２０とからなるイコライザ機構を採用する。第１フレーム又は第２フレームのいずれか一方は、第１フレームにおける地面と水平な任意の一方向に伸びる軸を挟んで、少なくとも１つずつ設けられる全方向移動車輪５１、５２、５３、５４と、全方向移動車輪を回転駆動する駆動モーターと、駆動モーターを制御する制御部と、制御部に対して全方向移動車両の移動方向を指令する指令部とを備える。制御部は、指令部によって指令された移動方向に応じて、駆動すべきモーターを選択する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１フレームと、
前記第１フレームと一体であると共に、前記第１フレームにおける地面と水平な任意の一方向に伸びる軸を仮定した場合に、前記第１フレームに対して前記仮定した軸を軸心として回動可能な第２フレームと、
前記第１フレーム及び前記第２フレームに対し各々設けられると共に、前記第１フレーム又は前記第２フレームのいずれか一方のフレームには前記仮定した軸を挟んで少なくとも１つずつ設けられる全方向移動車輪と、
前記全方向移動車輪を回転駆動する駆動モーターと、
前記制御部に対して全方向移動車両の移動方向を指令する指令部と、
前記駆動モーターを制御する制御部と、を有する全方向移動車両であって、
前記制御部が、
前記指令部によって指令された移動方向に応じて、駆動する前記駆動モーターを選択することを特徴とする全方向移動車両。
【請求項２】
前記制御部が、
荷重移動の方向に位置する前記全方向移動車輪に対応する前記駆動モーターのみを選択することを特徴とする請求項１に記載の全方向移動車両。
【請求項３】
前記制御部が、
空転が予測される前記全方向移動車輪以外の前記全方向移動車輪に対応する前記駆動モーターを選択すると共に、
前記全方向移動車輪以外の前記全方向移動車輪の回転駆動トルクのベクトル和が、前記指令部によって指令された移動方向となるように前記駆動モーターを駆動することを特徴とする請求項１に記載の全方向移動車両。
【請求項４】
全方向移動車両の状態を検出する検出部をさらに有し、
前記制御部が、
前記指令部によって指令された移動方向と、前記検出部によって検出された状態とに基づいて、前記駆動モーターを駆動することを特徴とする請求項１に記載の全方向移動車両。
【請求項５】
前記検出部がジャイロセンサであり、
前記制御部が、
前記指令部によって指令された移動方向と、前記ジャイロセンサによって取得される全方向移動車両の進行方向とに基づいて、前記駆動モーターを駆動することを特徴とする請求項４に記載の全方向移動車両。
【請求項６】
前記検出部が電流センサであり、
前記制御部は、
前記電流センサで無負荷電流が検出された前記駆動モーターを所定時間ＯＦＦとすることを特徴とする請求項４に記載の全方向移動車両。
【請求項７】
前記検出部が回転数センサであり、
前記制御部は、
前記回転数センサで無負荷回転数が検出された前記駆動モーターを所定時間ＯＦＦとすることを特徴とする請求項４に記載の全方向移動車両。
【請求項８】
前記制御部は、
前記指令部によって指令された移動方向に位置する全方向移動車輪も所定時間ＯＦＦとすることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の全方向移動車両。
【請求項９】
前記制御部は、
所定時間ＯＦＦとされた前記駆動モーター以外の前記駆動モーターに対応する前記全方向移動車輪の回転駆動トルクのベクトル和が、前記指令部によって指令された移動方向となるように前記駆動モーターを駆動することを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の全方向移動車両。
【請求項１０】
前記指令部によって指令された移動方向が前記仮定した軸が伸びる方向であるとき、
前記制御部が、
全ての前記前記駆動モーターを駆動することを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の全方向移動車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、前後・左右・斜め方向その他任意の方向への直線移動或いは曲線移動、又は、その場所での時計方向若しくは反時計方向への回転運動を任意に行うことができる全方向移動車両に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
工場、倉庫、病院等のように行動可能範囲の限られる場所で作業する全方向移動車両においては、狭い床面上を任意の方向に自由に動き回ることができ、目的の場所に正確に位置付けされるようにする高度な運動性能が要求される。
【０００３】
路面の段差や凹凸に対し、常に車輪が接地するようにする機構の代表としてサスペンション機構を備えた全方向移動車両が提案されているが、サスペンション機構は部品点数も多く構造が複雑になり高価になる、という問題があった。そこで、例えば、特許文献１（特開平７−３３４２３６号公報）で提案されているような、比較的部品点数が少なくコストを抑制できるイコライザ機構を採用することが考えられる。
【特許文献１】特開平７−３３４２３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のように、イコライザ機構のような構造は、簡素で比較的安価にできるものもあるが、全方向移動車両の重心移動（加減速時）の影響で機構の制約上、浮いてしまう車輪がある。浮いた車輪は地面に駆動力を伝えることができないため、イコライザ機構を採用した全方向移動車両においては、結果的に所望の方向に移動させることが困難である、という問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記問題を解決するために、本発明に係る全方向移動車両は、第１フレームと、前記第１フレームと一体であると共に、前記第１フレームにおける地面と水平な任意の一方向に伸びる軸を仮定した場合に、前記第１フレームに対して前記仮定した軸を軸心として回動可能な第２フレームと、前記第１フレーム及び前記第２フレームに対し各々設けられると共に、前記第１フレーム又は前記第２フレームのいずれか一方のフレームには前記仮定した軸を挟んで少なくとも１つずつ設けられる全方向移動車輪と、前記全方向移動車輪を回転駆動する駆動モーターと、前記制御部に対して全方向移動車両の移動方向を指令する指令部と、前記駆動モーターを制御する制御部と、を有する全方向移動車両であって、前記制御部が、前記指令部によって指令された移動方向に応じて、駆動する前記駆動モーターを選択することを特徴とする。
【０００６】
また、本発明に係る全方向移動車両は、前記制御部が、荷重移動の方向に位置する前記全方向移動車輪に対応する前記駆動モーターのみを選択することを特徴とする。
【０００７】
また、本発明に係る全方向移動車両は、前記制御部が、空転が予測される前記全方向移動車輪以外の前記全方向移動車輪に対応する前記駆動モーターを選択すると共に、前記全方向移動車輪以外の前記全方向移動車輪の回転駆動トルクのベクトル和が、前記指令部によって指令された移動方向となるように前記駆動モーターを駆動することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る全方向移動車両は、全方向移動車両の状態を検出する検出部をさらに有し、前記制御部が、前記指令部によって指令された移動方向と、前記検出部によって検出された状態とに基づいて、前記駆動モーターを駆動することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る全方向移動車両は、前記検出部がジャイロセンサであり、前記制御部が、前記指令部によって指令された移動方向と、前記ジャイロセンサによって取得される全方向移動車両の進行方向とに基づいて、前記駆動モーターを駆動することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る全方向移動車両は、前記検出部が電流センサであり、前記制御部は、前記電流センサで無負荷電流が検出された前記駆動モーターを所定時間ＯＦＦとすることを特徴とする。  また、本発明に係る全方向移動車両は、前記検出部が回転数センサであり、前記制御部は、前記回転数センサで無負荷回転数が検出された前記駆動モーターを所定時間ＯＦＦとすることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る全方向移動車両は、前記制御部は、前記指令部によって指令された移動方向に位置する全方向移動車輪も所定時間ＯＦＦとすることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係る全方向移動車両は、前記制御部は、所定時間ＯＦＦとされた前記駆動モーター以外の前記駆動モーターに対応する前記全方向移動車輪の回転駆動トルクのベクトル和が、前記指令部によって指令された移動方向となるように前記駆動モーターを駆動することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係る全方向移動車両は、前記指令部によって指令された移動方向が前記仮定した軸が伸びる方向であるとき、前記制御部が、全ての前記前記駆動モーターを駆動することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る全方向移動車両は、指令部によって指令された移動方向に応じて、駆動する前記駆動モーターを選択するので、このような本発明に係る全方向移動車両によれば、イコライザ機構を採用したコストを抑制した全方向移動車両においても、所望の方向に移動させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係る全方向移動車両１の斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係る全方向移動車両１の俯瞰的模式図である。
【図３】本発明の実施形態に係る全方向移動車両１の制御系のブロック図である。
【図４】全てのオムニホイールを駆動した際の問題点を説明する図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る全方向移動車両１の制御のフローチャートを示す図である。
【図６】本発明の実施形態に係る全方向移動車両１の制御例（右方向移動）を説明する図である。
【図７】本発明の実施形態に係る全方向移動車両１の制御例（右前４５°方向移動）を説明する図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係る全方向移動車両１の制御のフローチャートを示す図である。
【図９】本発明の第３実施形態に係る全方向移動車両１の制御のフローチャートを示す図である。
【図１０】本発明の第３実施形態に係る全方向移動車両１の制御例（右方向移動）を説明する図である。
【図１１】本発明の第４実施形態に係る全方向移動車両１の制御のフローチャートを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は本発明の実施形態に係る全方向移動車両１の斜視図であり、また、図２は本発明の実施形態に係る全方向移動車両１の俯瞰的模式図であり、また、図３は本発明の実施形態に係る全方向移動車両１の制御系のブロック図である。図１においては、モーター、制御回路及びこれらに電源を供給するバッテリーなどについては図示を省略している。
【００１７】
本発明に係る全方向移動車両１は、例えば、第１フレーム１０（メインフレーム）と、この第１フレーム（メインフレーム）１０と一体であると共に、第１フレーム（メインフレーム）１０に対して変位する第２フレーム２０（イコライザフレーム）と、からなるイコライザ機構を採用したものが前提となる。このようなイコライザ機構は、サスペンション機構などと比べると少ない部品点数で安価に構成することができる。
【００１８】
本実施形態に係る全方向移動車両１においては、第２フレーム２０側が車両の前方で、第１フレーム１０側が車両の後方であるものとして定義するが、このような定義は必ずしも本質的なものではない。
【００１９】
第２フレーム２０側には、右前輪取付部２５及び左前輪取付部２６が設けられており、これらに右前オムニホイール５１、左前オムニホイール５２が取り付けられている。図２に示されるように、右前オムニホイール５１、左前オムニホイール５２は、車両の前後に対して斜め４５°の方向から右前輪駆動モーター１５１、左前輪駆動モーター１５２（いずれも図１には不図示）で回転駆動されるようになっている。
【００２０】
また、第１フレーム１０側には、右後輪取付部１５及び左後輪取付部１６が設けられており、これらに右後オムニホイール５３、左後オムニホイール５４が取り付けられている。図２に示されるように、右後オムニホイール５３、左後オムニホイール５４は、車両の前後に対して斜め４５°の方向から右後輪駆動モーター１５３、左後輪駆動モーター１５４（いずれも図１には不図示）で回転駆動されるようになっている。
【００２１】
本実施形態に係る全方向移動車両１において用いられるオムニホイールは、駆動モーター（ブロック図参照）の駆動軸を中心にして回転する２枚のホイールと、各ホイールの外周に駆動モーター（ブロック図参照）の駆動軸と直交する軸を中心として回転可能に設けられた３個のフリーローラとを有する車輪であり、全方向に移動可能としたものである。なお、２枚のホイールは位相を６０°ずらして取り付けられている。このような構成を有するため、駆動モーター（ブロック図参照）が駆動されてホイールが回転すると、３個のフリーローラはホイールと一体となって回転する。一方、接地しているフリーローラが回転することにより、オムニホイールは、そのホイールの回転軸に並行な方向にも移動することができる。そのため、４つの駆動モーター（右前輪駆動モーター１３５、左前輪駆動モーター１３６、右後輪駆動モーター１３７、左後輪駆動モーター１３８）によって独立して制御し、４つのオムニホイールそれぞれの回転方向及び回転速度を個別に調節することより、全方向移動車両１を任意の方向（全方向）に移動させることができる。
【００２２】
本実施形態に係る全方向移動車両１においては、全方向移動車輪として、オムニホイールを用いているが、本実施形態に係る全方向移動車両１に用いる車輪としては、全方向移動車輪であれば、どのようなものを用いても構わない。本発明においては、例えば、全方向移動車輪としてメカナムホイールなどを用いるようにすることもできる。本発明に係る全方向移動車両１で、全方向移動車輪としてメカナムホイールを採用する場合には、メカナムホイールが、車両の前後に対して斜め４５°の方向から駆動モーターで駆動されるような、本実施形態と同様の配置とされる必要はなく、メカナムホイールに適した配置とすることが好ましい。
【００２３】
また、本実施形態に係る全方向移動車両１においては、全方向移動車輪が４輪設けられる構成を例に説明しているが、全方向移動車輪の数は３つ以上であれば任意である。ただし、全方向移動車輪は、第１フレーム１０又は第２フレーム２０のいずれか一方のフレームに、後述する第１フレーム１０に関連して仮定した軸を挟んで少なくとも１つずつ設けられる必要がある。このように全方向移動車輪が設けられていないと、全方向移動車両が成立しないからである。
【００２４】
軸部材５は、第１フレーム１０の第１軸受１３に回動自在に挿通されており、また、第２フレーム２０の第２軸受２３に回動自在に挿通されている。また、軸部材５の一方端においては、第１フレーム１０の第１軸固定端１２に固定されており、軸部材５の他方端においては、第２フレーム２０の第２軸固定端２２に固定されている。このように構成されているために、第１フレーム１０と第２フレーム２０とは、軸部材５の軸中心（図１の一点鎖線）を中心として互いに回動することで変位することができるようになっている。
【００２５】
ここで、例えば、第１フレーム１０にける地面と水平な任意の一方向に伸びる軸を仮定する。簡単のために、この仮定した軸は、本実施形態では、軸部材５の軸中心であるものとする。そうすると、第２フレーム２０は、第１フレーム１０に対して前記仮定した軸を軸心として回動可能な構成として定義することができる。なお、前記の仮定した軸は、第１フレーム１０にける地面と水平な任意の一方向に伸びる軸であればどのようなものでもよい。このために、「第１フレーム１０と、前記第１フレーム１０と一体であると共に、前記第１フレーム１０における地面と水平な任意の一方向に伸びる軸を仮定した場合に、前記第１フレーム１０に対して前記仮定した軸を軸心として回動可能な第２フレーム２０」からなるイコライザ機構には、後述する他のタイプのイコライザ機構も含まれるものである。
【００２６】
また、第１フレーム１０には２つの立設壁部１１が設けられており、この立設壁部１１には、基台板３０が固定されている。基台板３０に２つの基台側突出ピン３４が下方に向けて突出するように設けられている。また、第２フレーム２０に２つのフレーム側突出ピン２４が上方に向けて突出するように設けられている。２つのバネ部材４０が、基台側突出ピン３４とフレーム側突出ピン２４の双方に挿通されるようにして、圧縮状態で設けられる。このような構成により、本実施形態に係る全方向移動車両１が、路面の段差や凹凸を走行するような場合も、２つのバネ部材４０が緩衝機構として作用する。
【００２７】
なお、本発明に係る全方向移動車両１において用い得るイコライザ機構はこれまでに例示したものに限定されるものではない。例えば、イコライザフレーム側に円弧形状のガイドを設け、メインフレーム側に複数のカムフォロワを設けておき、ガイドを複数のカムフォロワに対して摺動可能とすることで、イコライザフレームが変位するイコライザ機構なども採用することができる。
【００２８】
次に、図３のブロック図を参照して、本発明に係る全方向移動車両１の制御系についてより詳しく説明する。図３において、制御部１００は、ＣＰＵとＣＰＵ上で動作するプログラムを保持するＲＯＭとＣＰＵのワークエリアであるＲＡＭなどからなる汎用の情報処理装置である。
【００２９】
制御部１００は、図示されている制御部１００と接続される各構成と協働・動作する。また、本発明に係る全方向移動車両１における種々の制御処理は、制御部１００内のＲＯＭやＲＡＭなどの記憶手段に記憶保持されるプログラムをＣＰＵが実行することによって実現されるものである。
【００３０】
指令部１１０は、制御部１００に対して全方向移動車両１の移動方向を指令するものである。このような指令部１１０としては、ジョイスティックなどのような入力デバイスであってもよいし、予め全方向移動車両１の移動方向を記述したプログラムであってもよい。
【００３１】
ジャイロセンサ１２０は、回転角速度を検出することで、全方向移動車両１の姿勢を検出して、姿勢の状態に関する情報を制御部１００に対して送信するものである。制御部１００は、このようなジャイロセンサ１２０からの状態情報を受信して、右前輪駆動モーター１５１、左前輪駆動モーター１５２、右後輪駆動モーター１５３、左後輪駆動モーター１５４それぞれに対する制御指令Ｏ1、Ｏ2、Ｏ3、Ｏ4を出力する。
【００３２】
右前輪駆動モーター１５１、左前輪駆動モーター１５２、右後輪駆動モーター１５３、左後輪駆動モーター１５４それぞれに対応して、それぞれの駆動モーターに流れる電流を検出する右前輪駆動モーター電流センサ１６１、左前輪駆動モーター電流センサ１６２、右後輪駆動モーター電流センサ１６３、左後輪駆動モーター電流センサ１６４が設けられている。
【００３３】
本発明においては、電流センサによって、無負荷電流を検出することで、空転している車輪を検知する。それぞれの駆動モーターの電流センサで検出されたデータ（Ｉ1、Ｉ2、Ｉ3、Ｉ4）は、制御部１００に対して送信される。制御部１００は、それぞれの駆動モーターの電流センサで検出されたデータを受信して、右前輪駆動モーター１５１、左前輪駆動モーター１５２、右後輪駆動モーター１５３、左後輪駆動モーター１５４それぞれに対する制御指令Ｏ1、Ｏ2、Ｏ3、Ｏ4を出力する。
【００３４】
また、右前輪駆動モーター１５１、左前輪駆動モーター１５２、右後輪駆動モーター１５３、左後輪駆動モーター１５４それぞれに対応して、それぞれの駆動モーターの回転数を検出する右前輪駆動モーター回転数センサ１７１、左前輪駆動モーター回転数センサ１７２、右後輪駆動モーター回転数センサ１７３、左後輪駆動モーター回転数センサ１７４が設けられている。
【００３５】
本発明においては、回転数センサによって、無負荷回転数を検出することで、空転している車輪を検知する。それぞれの駆動モーターの回転数センサで検出されたデータ（Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4）は、制御部１００に対して送信される。制御部１００は、それぞれの駆動モーターの回転数センサで検出されたデータを受信して、右前輪駆動モーター１５１、左前輪駆動モーター１５２、右後輪駆動モーター１５３、左後輪駆動モーター１５４それぞれに対する制御指令Ｏ1、Ｏ2、Ｏ3、Ｏ4を出力する。
【００３６】
次に、以上のように構成される本発明に係る全方向移動車両１における問題点を、図４を参照して改めて説明する。図４の例では、指令部１１０から右方向に移動するように指令を受けた場合を図示している。図４（Ａ）は全方向移動車両１を後方側からみた模式図であり、図４（Ｂ）は全方向移動車両１を俯瞰的にみた模式図である。
【００３７】
指令部１１０から右方向に移動するように指令を受けた場合、全ての車輪を駆動すると、本実施形態に係る全方向移動車両１においては、重心の関係上、走行開始初期の段階で、右後オムニホイール５３が浮いてしまい、これが空転してしまっていた。これにより、走行開始の初期段階で、車両は図４（Ｂ）の点線で示す矢印のように姿勢を変更してしまい、結局は図４（Ｂ）で右斜め下方向の軌跡で全方向移動車両１が移動ししまっていた。
【００３８】
なお、図４に示したような問題は、全方向移動車両１の移動方向が前後である場合、すなわち、全方向移動車両１の移動方向が、第１フレーム１０に関連して仮定した軸が伸びる方向であるときにはこのような問題は発生しない。全方向移動車両１の移動方向が前後方向（前記仮定した軸が伸びる方向）である場合には、右前輪駆動モーター１５１、左前輪駆動モーター１５２、右後輪駆動モーター１５３、左後輪駆動モーター１５４の全てを均等に駆動することで、全方向移動車両１は前後方向に問題なく走行することができる。
【００３９】
以上を踏まえて、先ず第１実施形態の制御について説明する。図５は本発明の第１実施形態に係る全方向移動車両１の制御のフローチャートを示す図である。なお、以下の制御はいずれも全方向移動車両１が停止状態から、走行を開始する初期の段階における制御である。
【００４０】
図５において、ステップＳ１００で制御が開始されると、続いて、ステップＳ１０１では、指令部１１０から指令される移動方向の情報を取得する。仮に、ここでは図４の例と同様に、指令部１１０から右方向に移動するように指令を受けたものを例として、以下説明する。そして、ステップＳ１０２では、指令部１１０から指令された移動方向に応じて初期に駆動するモーターを選択する。すなわち、右方向への移動がされた段階で、空転する車輪を予測することができるので、この影響が出ないように、車輪を駆動する駆動モーターを選択する。
【００４１】
以下、ステップＳ１０２で実際に、どのように駆動モーターを選択するかについて、図６を用いて実例に則して説明する。図６は本発明の実施形態に係る全方向移動車両１の制御例（右方向移動）を説明する図である。
【００４２】
図６（Ａ）に示す制御Ａでは、移動方向の反対側（荷重移動の方向）に位置する車輪（左前オムニホイール５２、左後オムニホイール５４）の２つに対応する駆動モーターを選択して、走行開始初期においては、これらの車輪のみを駆動することで、車輪の空転による影響を抑制し、全方向移動車両１を所望とする方向に走行させる。
【００４３】
ステップＳ１０２で、本実施形態に係る全方向移動車両１においては、移動方向の反対側（荷重移動の方向）に位置する車輪に対応する駆動モーターを選ぶことが基本となるが、一部の例外が存在するので、そのことについて説明する。
【００４４】
全方向移動車両１の移動指令が車両の前後に対して、斜め４５°の方向である場合には、移動方向の反対側（荷重移動の方向）に位置する車輪に対応する駆動モーターが選択されることがない。図７は例として、本発明の実施形態に係る全方向移動車両１の制御例（右前４５°方向移動）を説明する図である。図７に示すように、右前オムニホイール５１、左前オムニホイール５２の駆動モーターはＯＦＦとされ、左前オムニホイール５２、左後オムニホイール５４の２つを駆動することで右前４５°方向に走行する。
【００４５】
このように、上記のような例外を除いて、ステップＳ１０２で駆動モーターを選択する際には、移動方向の反対側（荷重移動の方向）に位置する車輪に対応する駆動モーターを選ぶことを基本とする。
【００４６】
次に、図６（Ｂ）に示す制御Ｂについて説明する。制御Ｂでは、空転する車輪以外の車輪（右前オムニホイール５１、左前オムニホイール５２、左後オムニホイール５４）の３つに対応する駆動モーターを選択すると共に、それぞれの回転駆動トルクのベクトル和が、指令部１１０から指令された移動方向となるように、それぞれの車輪にトルク配分を行うようにする。そして、走行開始初期においては、上記のように３つの車輪を駆動することで、車輪の空転による影響を抑制し、全方向移動車両１を所望とする方向に走行させる。
【００４７】
以上のように、本発明に係る全方向移動車両１は、指令部１１０によって指令された移動方向に応じて、駆動する前記駆動モーターを選択するので、このような本発明に係る全方向移動車両によれば、イコライザ機構を採用したコストを抑制した全方向移動車両１においても、所望の方向に移動させることが可能となる。
【００４８】
次に、第２実施形態に係る制御について説明する。図８は本発明の第２実施形態に係る全方向移動車両１の制御のフローチャートを示す図である。
【００４９】
図８において、ステップＳ２００で制御が開始されると、続いて、ステップＳ２０１では、指令部１１０から指令される移動方向の情報を取得する。仮に、ここでは図４の例と同様に、指令部１１０から右方向に移動するように指令を受けたものを例として、以下説明する。そして、ステップＳ２０２では、指令部１１０から指令された移動方向に応じて初期に駆動するモーターを選択する。すなわち、右方向への移動がされた段階で、空転する車輪を予測することができるので、この影響が出ないように、車輪を駆動する駆動モーターを選択する。ここでの選択は、図６に示した制御Ａ及び制御Ｂのいずれの方法も用いることができる。
【００５０】
本制御例では、さらにステップＳ２０３で、ジャイロセンサ１２０からの検出データを取得する。さらに、ステップＳ２０４では、指令部１１０から指令された移動方向と、実際の全方向移動車両１の進行方向との差分をとり、その差分に応じて駆動モーターの制御を行うようにすることで、所望の方向に全方向移動車両１を走行させることが可能となる。
【００５１】
このような実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を得られると共に、さらに精度高く、全方向移動車両１を走行させることができる。
【００５２】
次に、第３実施形態に係る制御について説明する。図９は本発明の第３実施形態に係る全方向移動車両１の制御のフローチャートを示す図である。図９に示す制御例では、各電流センサのセンシング結果が利用される。
【００５３】
図９において、ステップＳ３００で制御が開始されると、続いて、ステップＳ３０１では、指令部１１０から指令される移動方向の情報を取得する。仮に、ここでは図４の例と同様に、指令部１１０から右方向に移動するように指令を受けたものを例として、以下説明する。そして、ステップＳ３０２では、指令部１１０から指令された移動方向に応じて初期に駆動するモーターを選択する。本例では、４つの駆動モーターが選択され、全ての車輪を駆動するようにする。
【００５４】
続いて、ステップＳ３０３では、各電流センサからの検出データを取得する。ステップＳ３０４においては、無負荷電流を検出した駆動モーターが合った場合には、当該無負荷電流を検出した駆動モーター以外の駆動モーターを制御して走行を続ける。
【００５５】
ここで、ステップＳ３０４における具体的な制御例につき図１０を用いて実例に則して説明する。図１０は本発明の実施形態に係る全方向移動車両１の制御例（右方向移動）を説明する図である。
【００５６】
ステップＳ３０４では、右後オムニホイール５３に対応する右後輪駆動モーター１５３で無負荷電流が検出されることとなる。
【００５７】
図１０（Ａ）に示す制御Ａでは、無負荷電流を検出した駆動モーターが右後輪駆動モーター１５３であることが確認されると、指令部１１０から指令された移動方向の反対側（荷重移動の方向）に位置する車輪（左前オムニホイール５２、左後オムニホイール５４）の２つに対応する駆動モーターを駆動して、指令部１１０から指令される移動方向に位置する、右前オムニホイール５１を駆動する右前輪駆動モーター１５１、及び、右後オムニホイール５３を駆動する右後輪駆動モーター１５３を、所定時間ＯＦＦとする。ここで、所定時間とは、右後オムニホイール５３が接地するものと予想される程度の時間である。
【００５８】
制御Ａでは、走行開始初期においては、左前オムニホイール５２、左後オムニホイール５４のみを駆動することで、車輪の空転による影響を抑制し、全方向移動車両１を所望とする方向に走行させる。
【００５９】
次に、図１０（Ｂ）に示す制御Ｂについて説明する。制御Ｂでは、無負荷電流を検出した駆動モーターが右後輪駆動モーター１５３であることが確認されると、空転する車輪以外の車輪（右前オムニホイール５１、左前オムニホイール５２、左後オムニホイール５４）の３つに対応する駆動モーターをＯＮすると共に、それぞれの回転駆動トルクのベクトル和が、指令部１１０から指令された移動方向となるように、それぞれの車輪にトルク配分を行うようにする。そして、走行開始初期においては、所定時間は、上記のように３つの車輪を駆動し、右後オムニホイール５３を駆動する右後輪駆動モーター１５３を、所定時間ＯＦＦとする。ここで、所定時間とは、右後オムニホイール５３が接地するものと予想される程度の時間である。このようにすることで、車輪の空転による影響を抑制し、全方向移動車両１を所望とする方向に走行させる。
【００６０】
以上のように、このような実施形態の全方向移動車両１は、電流センサによって検出された結果に応じて、空転する駆動モーターを所定時間ＯＦＦとするので、このような本実施形態に係る全方向移動車両１によれば、イコライザ機構を採用したコストを抑制した全方向移動車両１においても、所望の方向に移動させることが可能となる。
【００６１】
次に、第４実施形態に係る制御について説明する。図１１は本発明の第４実施形態に係る全方向移動車両１の制御のフローチャートを示す図である。図１１に示す制御例では、各回転数センサのセンシング結果が利用される。
【００６２】
図１１において、ステップＳ４００で制御が開始されると、続いて、ステップＳ４０１では、指令部１１０から指令される移動方向の情報を取得する。仮に、ここでは図４の例と同様に、指令部１１０から右方向に移動するように指令を受けたものを例として、以下説明する。そして、ステップＳ４０２では、指令部１１０から指令された移動方向に応じて初期に駆動するモーターを選択する。本例では、４つの駆動モーターが選択され、全ての車輪を駆動するようにする。
【００６３】
続いて、ステップＳ４０３では、各回転数センサからの検出データを取得する。ステップＳ４０４においては、無負荷回転数を検出した駆動モーターが合った場合には、当該無負荷回転数を検出した駆動モーター以外の駆動モーターを制御して走行を続ける。
【００６４】
ここで、ステップＳ４０４における具体的な制御例としては、電流センサで無負荷電流を検出した場合と同様であるので、説明を省略する。
【００６５】
このような実施形態の全方向移動車両１は、回転数センサによって検出された結果に応じて、空転する駆動モーターを所定時間ＯＦＦとするので、このような本実施形態に係る全方向移動車両１によれば、イコライザ機構を採用したコストを抑制した全方向移動車両１においても、所望の方向に移動させることが可能となる。
【００６６】
以上、本発明に係る全方向移動車両は、指令部によって指令された移動方向に応じて、駆動する前記駆動モーターを選択するので、このような本発明に係る全方向移動車両によれば、イコライザ機構を採用したコストを抑制した全方向移動車両においても、所望の方向に移動させることが可能となる。
【符号の説明】
【００６７】
１・・・全方向移動車両
５・・・軸部材
１０・・・第１フレーム（メインフレーム）
１１・・・立設壁部
１２・・・第１軸固定端
１３・・・第１軸受
１５・・・右後輪取付部
１６・・・左後輪取付部
２０・・・第２フレーム（イコライザフレーム）
２２・・・第２軸固定端
２３・・・第２軸受
２４・・・フレーム側突出ピン
２５・・・右前輪取付部
２６・・・左前輪取付部
３０・・・基台板
３４・・・基台側突出ピン
４０・・・バネ部材
５１・・・右前オムニホイール
５２・・・左前オムニホイール
５３・・・右後オムニホイール
５４・・・左後オムニホイール
１００・・・制御部
１１０・・・指令部
１２０・・・ジャイロセンサ
１５１・・・右前輪駆動モーター
１５２・・・左前輪駆動モーター
１５３・・・右後輪駆動モーター
１５４・・・左後輪駆動モーター
１６１・・・右前輪駆動モーター電流センサ
１６２・・・左前輪駆動モーター電流センサ
１６３・・・右後輪駆動モーター電流センサ
１６４・・・左後輪駆動モーター電流センサ
１７１・・・右前輪駆動モーター回転数センサ
１７２・・・左前輪駆動モーター回転数センサ
１７３・・・右後輪駆動モーター回転数センサ
１７４・・・左後輪駆動モーター回転数センサ
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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