(57)【要約】【課題】操作ハンドルに作用する操作力に基づいて操舵輪と駆動輪とをそれぞれ独立に操舵可能とする。【解決手段】電動台車２の操作ハンドル１６の把持部に設けられたロードセル１８により操作力を検出して、速度・方向を操舵輪および駆動輪に反映させる。台車の前方に配置された操舵輪ユニット４は、左右の操舵輪２２を油圧シリンダ３２で動く平行リンク機構３０に連結する。油圧シリンダ３２の伸縮により、操舵輪２２の操舵角が確実に決定される。また台車の後部に設けられた駆動輪ユニット６は、回転軸４８に対して偏芯位置にモータ駆動キャスタ４０が取り付けられ、これを油圧モータ４６で駆動させることにより回転軸４８回りに回転させることができ、それぞれ独立して操舵を行うことが可能である。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作ハンドルへの操作力を検出して台車への前後駆動と左右操舵をなす電動台車において、左右操舵輪をリンク機構により連結して操舵可能としつつ前記リンク機構をシリンダ駆動手段により駆動操作可能としておき、前記操作ハンドルによる左右操舵力の感知により前記シリンダ駆動手段のストローク制御をなして操舵制御することを特徴とする電動台車。
【請求項２】
前記台車に装備した駆動輪はモータ駆動構造とされ、前記操作ハンドルに対する前後操作力の感知により前記モータを正逆回転させて前進・後進の駆動制御をなすことを特徴とする請求項１に記載の電動台車。
【請求項３】
前記台車に装備した各駆動輪はモータ駆動キャスタの回転に伴う前後走行移動を可能となすとともに、駆動輪ブラケットを旋回軸回りに回転可能とし、前記駆動輪の回転力を利用して操舵可能としつつ、前記操作ハンドルによる左右操舵力の感知により駆動輪の操舵制御を可能としたことを特徴とする請求項１に記載の電動台車。
【請求項４】
操作ハンドルの操作力を検出して台車の左右操舵をなす電動台車において、前記操作ハンドルによる左右操舵力の力の差から算出される捻りの大きさと台車の進行方向から操舵方向とを決定し、前記捻りの大きさに比例した操舵角度となるように制御されることを特徴とする電動台車。
【請求項５】
操作ハンドルの操作力を検出して台車の前後駆動をなす電動台車において、前記操作ハンドルによる左右操作力が共にしきい値を越え、かつ進行方向が一致した時に台車の進行方向が決定され、前記左右操作力の和に比例した走行速度となるように制御されることを特徴とする電動台車。
【請求項６】
前記左右操作力が共にしきい値以下の時に台車が停止し、前記左右操作力のいずれか一方のみがしきい値以下か、または前記左右操作力の進行方向が互いに逆の時に台車の進行方向を変更しないように制御されることを特徴とする請求項５に記載の電動台車。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動台車に係り、特にハンドル操作力によって走行・操舵の制御が可能なパワーアシスト機能付きの電動台車に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ビルあるいは発電所等の建設作業現場において、機器の搬入などを行う場合に荷役運搬用の手押し台車を用いる場合がある。手押し台車は積荷重量が重いほど操作に大きな力を要することから、駆動と操舵とを電動で行う電動式台車が開発されている。しかし、電動式台車は方向や速度などをリモコンスイッチ等により操作することから、その運転が難しいという問題がある。そこで、運転者が台車を押す力を検出し、その力の大きさと方向に応じて駆動・操舵の制御を行うパワーアシスト式電動台車が用いられている。パワーアシスト式電動台車の公知例として、特開平９―１０９８９２号公報、特開平９―２０２２３５号公報が挙げられる。これらは、後輪にモータなどの駆動装置を設けてこれを駆動輪とし、前輪を操舵機構が備えられた操舵輪とし、ハンドル部分に備えられた力検出器により検知された操作力を駆動輪・操舵輪に反映させて台車の走行速度や方向を支持する構成である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このようなパワーアシスト式電動台車の操舵は、操舵輪の左右それぞれの車輪に各々独立して回転数を制御させるモータなどの駆動源を設けている。旋回の際には、曲進方向に対して内側の車輪の回転数を低減させ、かつ外側の車輪の回転数を増大させる制御を行っている。旋回方向や走行速度などは、操作者がハンドルに加えた力に応じて決定される。
【０００４】
ところで、建設作業現場でパワーアシスト式電動台車に積載される荷は非常に重量の重いものが多く、荷重のかかった操舵輪を方向転換させることは非常に困難である。操舵輪には操作者がハンドルに加えた力に応じた回転数が与えられたとしても、荷重のかかった操舵輪が空回りする可能性がある。すると、操作者の望む角度まで台車は旋回できず、操作者は新たにハンドルを操作しなければならない。また、操舵輪を回転させる駆動源には大きな負担がかかることとなる。
【０００５】
また駆動輪である後輪は操舵機構を有していないため、パワーアシスト式電動台車を方向転換させる場合に、旋回運動のための大きな旋回スペースが必要であった。そのため、狭隘な作業現場の通路での対面通行や曲がり角での急旋回等を行うことが困難であり、作業に支障を来すことも考えられる。
【０００６】
本発明は上記問題点に着目し、操作力を確実に操舵角に反映でき、かつ操舵輪と駆動輪とをそれぞれ独立に操舵可能とした簡便な機構のパワーアシスト式の電動台車を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る電動台車は、操作ハンドルへの操作力を検出して台車への前後駆動と左右操舵をなす電動台車において、左右操舵輪をリンク機構により連結して操舵可能としつつ前記リンク機構をシリンダ駆動手段により駆動操作可能としておき、前記操作ハンドルによる左右操舵力の感知により前記シリンダ駆動手段のストローク制御をなして操舵制御することを特徴としている。
【０００８】
前記台車に装備した駆動輪はモータ駆動構造とされ、前記操作ハンドルに対する前後操作力の感知により前記モータを正逆回転させて前進・後進の駆動制御をなすものである。また、前記台車に装備した各駆動輪はモータ駆動キャスタの回転に伴う前後走行移動を可能となすとともに、駆動輪ブラケットを旋回軸回りに回転可能とし、前記駆動輪の回転力を利用して操舵可能としつつ、前記操作ハンドルによる左右操舵力の感知により駆動輪の操舵制御を可能としている。
【０００９】
また、本発明に係る電動台車は、操作ハンドルの操作力を検出して台車の左右操舵をなす電動台車において、前記操作ハンドルによる左右操舵力の力の差から算出される捻りの大きさと台車の進行方向から操舵方向とを決定し、前記捻りの大きさに比例した操舵角度となるように制御されるものでもよい。
【００１０】
さらに、操作ハンドルの操作力を検出して台車の前後駆動をなす電動台車において、前記操作ハンドルによる左右操作力が共にしきい値を越え、かつ進行方向が一致した時に台車の進行方向が決定され、前記左右操作力の和に比例した走行速度となるように制御される構成となすこともできる。前記左右操作力が共にしきい値以下の時に台車が停止し、前記左右操作力のいずれか一方のみがしきい値以下か、または前記左右操作力の進行方向が互いに逆の時に台車の進行方向を変更しないように制御される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に本発明に係るパワーアシスト式電動台車の実施形態を、図面を参照して説明する。図１に本実施形態に係るパワーアシスト式電動台車の側面図および平面図を示す。
パワーアシスト式電動台車２は、荷を積載するための平板状の台車フレーム１０と、当該台車フレーム１０の底部前方に配置された操舵輪ユニット４と、底部後方の左右に配置された駆動輪である駆動輪ユニット６と、コの字状の操作ハンドル１６とから構成される。操作ハンドル１６の両側部には、操作ハンドル１６に加えられた操作力を検出するロードセル１８がそれぞれ取り付けられる。
【００１２】
操舵輪ユニット４の概略を図２に示す。操舵輪ユニット４は、左右の操舵輪２２を平行リンク機構３０により連結し、シリンダ駆動手段として直動式の油圧シリンダ３２により平行リンク機構３０を駆動操作する構成である。操舵輪２２はキャスタであり、自由に方向変換できるように前輪フレーム２４に取り付けられる。前輪フレーム２４は断面コの字型の支持部により操舵輪２２を挟み込んで支持するとともに、上方向に突出した支持軸２８を有する。支持軸２８は操舵輪２２を回転自在に支持するように図示しない軸受けを介して台車フレーム１０の底部に取り付けられる。
【００１３】
平行リンク機構３０は、左右のリンク３０Ｌ、３０Ｒの一端をリンク３０Ａで連結した構造とされる。リンク３０Ａは台車フレーム１０の前面にくるように配置され、左右両側のリンク３０Ｌ、３０Ｒの中間位置にそれぞれ前輪フレーム２４の支持軸２８を取り付ける。またリンク３０Ｌの端部３１には油圧シリンダ３２がピン結合される。この油圧シリンダ３２を伸縮させると、リンク３０Ｌの端部３１の位置が変化することにより左右両側のリンク３０Ｌ、３０Ｒが支持軸２８を支点として回転し、操舵輪２２の操舵角が変化する。この時、操舵角の最大振り幅を左右それぞれ９０度とする。すなわち図２において油圧シリンダ３２を最大収縮させると、平行リンク機構３０の各リンクが横一直線上に並び、操舵輪２２は左に９０度旋回する。逆に油圧シリンダ３２を最大伸張させると、操舵輪は右に９０度旋回する。伸縮量と操舵角との関係は常に一定であることから、操舵輪２２は油圧シリンダの伸縮量を変化させることにより確実に操舵輪２２が旋回して操舵角が決定され、その操舵角に従った旋回動作をパワーアシスト式電動台車２に行わせることができる。
【００１４】
前記油圧シリンダ３２の制御は、台車フレーム１０の底部に設けられた制御部１２により行う。この制御部１２は、パワーアシスト式電動台車２の操作ハンドル１６に取り付けられた左右のロードセル１８に接続されており、ロードセル１８で検出した力から台車の操舵角を算出し、この結果を油圧シリンダ３２の伸縮量に反映させている。なお、符号１４は操作パネルであり、油圧ユニット３３や制御部１２の起動・停止を手元で操作できる。
【００１５】
ここで操舵輪ユニット４の動作を、図２および図３を参照して説明する。図２（２）はパワーアシスト式電動台車２が直進する場合を示し、図３（１）は台車の前後方向に対して操舵輪ユニット４が左側にθの角度を持っている場合を示し、図３（２）は並進走行（直角走行）をする場合の動作の説明図である。
図２（２）に示した通常の状態では、操舵輪ユニット４の車輪はそれぞれパワーアシスト式電動台車２の前後方向に平行な状態にあり、平行リンク機構３０は各リンクが互いに直角をなしたコの字型となっている。この状態より油圧シリンダ３２を作動させ、通常状態より油圧シリンダ３２を短縮させる。この時、図３（１）に示すように、左右の各リンク３０Ｌ、３０Ｒが回転して角度θだけ左側に傾き、これに伴って操舵輪２２が前後方向に対して角度θに傾斜し、パワーアシスト式電動台車２は直進から角度θに進行方向を転換することになる。
【００１６】
また、油圧シリンダ３２を伸張させた場合には、平行リンク機構３０が右側に傾く。図３（２）に示すように油圧シリンダ３２を最大伸張させ全長がＬとなった場合に、各リンクが一直線上に並び、操舵輪２２は前後方向に対して直角方向を向くため、パワーアシスト式電動台車２は並進走行を行うことになる。
【００１７】
なお、この方法における操舵角θの検出は、油圧シリンダ３２の伸縮量を直動式ポテンショメータ３４で計測することで可能である。また、本実施の形態では、油圧シリンダ３２を平行リンク機構３０の左側のリンク３０Ｌに取り付けているが、右側のリンク３０Ｒ若しくは連結リンク３０Ａに連接することも可能である。
【００１８】
次に、駆動輪ユニット６について説明する。図４に駆動輪ユニット６の正面図を示す。本実施の形態において、パワーアシスト式電動台車２の台車フレーム１０の底部には、左右にそれぞれ駆動輪ユニット６を設けており、従って合計２箇所に図４に示す駆動輪ユニット６が配置されている。
【００１９】
駆動輪ユニット６は、それぞれ独立した車軸を有するモータ駆動キャスタ４０と非駆動キャスタ４２とが平行に配置され、モータ駆動キャスタ４０に駆動力を与える油圧モータ４６が備えられる。モータ駆動キャスタ４０と非駆動キャスタ４２は、駆動輪ブラケット４４にそれぞれ取り付ける。駆動用ブラケット４４は、天板の下面に４枚の板材が垂直に配置された形状である。この天板の上面には回転軸４８が装着され、回転軸４８と駆動用ブラケット４４とは一体化して動く構成とする。また各板材は２枚で１組とし、向かい合った板材に挟み込むように各キャスタを組み込む。各キャスタの配置は、前記回転軸４８の軸心を中心にモータ駆動キャスタ４０と非駆動キャスタ４２とが左右対称になる位置とする。
【００２０】
モータ駆動キャスタ４０には、車軸に歯車ユニット５０を固定する。歯車ユニット５０は、主歯車５２と減速歯車５４との２個の平歯車を有し、そのうちの減速歯車５４を前記車軸に固定し、主歯車５２を油圧モータ４６の回転軸に固定する。従って、モータ駆動キャスタ４０は、歯車ユニット５０を介して油圧モータ４６の動力が伝達されることになる。また、非駆動キャスタ４２には、特別な駆動手段を設けず、モータ駆動キャスタ４０に従属して動作を行う。前記油圧モータ４６は駆動輪ブラケット４４に固定されており、前述した制御部１２にて回転制御が行われる。
【００２１】
このような駆動輪ユニット６を台車フレーム１０の底部の後方に、左右にそれぞれ一箇所ずつ設け、パワーアシスト式電動台車２を駆動させる。また台車フレーム１０の底部にはバッテリ５６（図１参照）を設け、これを前記油圧モータ４６の動力とする。油圧モータ４６の駆動は、操舵輪ユニット４に用いた油圧ポンプを併用して行うものとする。
【００２２】
ところで上述の駆動輪ユニット６には、前記回転軸４８の回転を拘束する制動手段として電磁ブレーキ６０が設けられている。図５に駆動輪ユニット６周辺の概略図を示す。コの字状に屈曲させた支持板５８を台車フレーム１０の底面に取り付け、支持板５８の下辺の上面に円筒状の電磁ブレーキ６０を配置する。この電磁ブレーキ６０の中心に支持板５８の下辺を貫通させて、駆動輪ユニット６の回転軸４８を挿入する。
【００２３】
駆動輪ユニット６の動作について説明する。電磁ブレーキ６０によって回転軸４８を固定し、その後に油圧モータ４６を作動させる。油圧モータ４６の回転はモータ駆動キャスタ４０に伝達し、車輪を回転させる。モータ駆動キャスタ４０が回転して駆動輪ユニット６が前進すると、非駆動キャスタ４２も駆動輪ユニット６の動きに倣って回転し、パワーアシスト式電動台車２が前進する。
【００２４】
また、電磁ブレーキ６０を解放して回転軸４８の回転を自由にし、モータ駆動キャスタ４０を回転させた場合を考える。この時、モータ駆動キャスタ４０が、回転軸４８の軸心から偏芯した位置にあるため駆動輪ユニット６には偏芯モーメントが作用し、駆動輪ユニット６は回転軸４８回りに回転する。すなわち、回転軸４８は電磁ブレーキ６０のオンオフの切り替えにより、回転軸４８回りに回転可能であったり、回転を拘束されたりすることになり、駆動輪ユニット６は前後方向に対する角度を変化させることが可能となる。
【００２５】
ところで前記電磁ブレーキ６０のオンオフの切換えをなすために、リミットスイッチ６２を設けている。リミットスイッチ６２は、支持板５８の台車フレーム１０に垂直な面の内側に２箇所設けられ、それぞれの取り付け位置は、回転軸４８に対して左右対称になるように配置される。このリミットスイッチ６２は、回転軸４８に取り付けたリミット検出用突起６４が接触すると電磁ブレーキ６０のオンオフが切り替わる構成である。
【００２６】
リミット検出用突起６４が、リミットスイッチ６２の一方に接触した場合を回転軸４８の角度０とする。この後に回転軸４８を回転させ、リミット検出用突起６４が回転軸４８と共に回転して他方のリミットスイッチ６２に接触した場合、回転軸４８は軸回りに１８０度回転したことになる。従って、回転軸４８の回転角度は最大で１８０度である。このようにしてリミットスイッチ６２にリミット検出用突起６４が接触することで回転軸４８の角度を検出し、角度が０度または１８０度の場合に電磁ブレーキ６０を閉じて、回転軸４８の回転を停止する回路が実現できる。また、上記のリミットスイッチ機構とは別に、駆動輪ユニット６が任意の角度の時に、電磁ブレーキ６０を操作できるブレーキスイッチ７０が、操作ハンドル１６の把持部に設けられる。
上記構成より、本実施の形態に係るパワーアシスト式電動台車２の動作を以下に説明する。
【００２７】
まず、パワーアシスト式電動台車２が直進走行を行う場合は、図１（２）に示すように操舵輪ユニット４および駆動輪ユニット６に装着した車輪はすべて前後方向に向いている。この状態で、駆動輪ユニット６の回転軸４８を電磁ブレーキ６０にて固定して、２箇所のモータ駆動キャスタ４０を前進方向に駆動させるとパワーアシスト式電動台車２は前方に走行する。
【００２８】
図６（１）はパワーアシスト式電動台車２をその場旋回させる場合の説明図であり、（２）は並進走行を行う場合の説明図である。図６（１）に示すように、パワーアシスト式電動台車２を時計回りにその場旋回させる場合の動作を説明する。まず操舵輪ユニット４を制御し、油圧シリンダ３２を伸張させて操舵輪２２を車体前後方向に対して右に９０度傾ける。駆動輪ユニット６は、電磁ブレーキ６０によって回転軸４８を固定しながら、油圧モータ４６を駆動させる。この時、左側の駆動輪ユニット６は前進方向、右側のものは後進方向に油圧モータ４６を制御する。これにより、駆動輪ユニット６が支点６６を中心に回転を始め、これに伴ってパワーアシスト式電動台車２は支点を中心に時計回りのその場旋回を行う。
【００２９】
また、図６（２）に示す並進走行の場合には、操舵輪２２を上記と同様に制御し、駆動輪ユニット６は電磁ブレーキ６０を解除して回転軸４８を解放し、駆動をかけて回転させ車輪を車体前後方向に対して９０度傾ける。この後、電磁ブレーキ６０にて回転軸４８を固定し、左右の駆動輪ユニット６が同一方向に走行するよう油圧モータ４６を制御する。
【００３０】
ところで、前述した操舵輪ユニット４および駆動輪ユニット６は、パワーアシスト式電動台車２を操作する作業者が操作ハンドル１６に加えた力を反映させ、速度や旋回角度が決定される。操作ハンドル１６の把持部を操作する操作力は、ロードセル１８Ｌ（左側）およびロードセル１８Ｒ（右側）によって検出されて制御部１２に伝達される。
【００３１】
図７に本発明を実現するための制御回路実施例を示す。左右のロードセル１８の出力信号は、制御部１２によって増幅、Ａ／Ｄ変換され演算装置内で速度及び操舵制御の計算に用いられる。後述の演算結果から、駆動輪ユニット６のモータ回転方向と目標回転数がモータコントローラ７２を介して左右の油圧モータ４６のそれぞれに与えられ、タコジェネレータ７４により回転数が制御部１２内の演算装置にフィードバックされる。一方、操舵輪ユニット４は、演算結果にしたがって油圧シリンダ３２が伸縮することで操舵を行う。操舵角度はポテンショメータ３４によって演算装置にフィードバックされる。またブレーキスイッチ７０によって電磁ブレーキ６０の開閉を行う。
【００３２】
制御部１２では、ロードセル１８Ｌ、１８Ｒから得られた検出結果により、どのような操作力が与えられたかを演算する。例えば操作者が把持部を握っているだけで特別に力を加えていないような場合には、駆動速度がない、すなわち停止状態と判定される。また操作者が前方に押し出している場合は前進、逆に把持部を引き戻している場合には後進と判定される。さらに、左右の操作力の方向が異なる場合、例えば左は前進、右は後進という演算結果が得られた場合には、台車を右回りに旋回させる指令が下され、その力の大きさに応じて操舵輪ユニット４の油圧シリンダ３２が伸縮し、操舵輪２２を旋回させる。なお、非常に強い力で旋回操作が行われた場合には、把持部のブレーキスイッチ７０を自動的に解除して駆動輪ユニット６を回転させる。従って、操舵輪である前輪だけでなく、駆動輪である後輪をも回転させて操舵輪とすることにより、曲率半径の小さい急旋回を行うことが可能となる。あるいは、台車を横方向に横行させたい場合など、操舵輪ユニット４と駆動輪ユニット６との操舵角を操作することができるため、台車を目的の場所に移動させる操作を簡易に行うことができる。
【００３３】
図８は本発明による速度・操舵制御のフローチャート図である。制御開始後（１０１）、まずロードセル１８に与えられた力の方向と大きさを検出する（１０２）。ロードセル１８に与えられた力は、右側をＦｒ、左側をＦｌとおき、前進方向を正の方向、後進方向を負と定義する。これらをある「しきい値」Ｓ１（＞０）と比較して、以下の条件式に従ってパワーアシスト式電動台車２の進行方向を決定する走行モードＭを得る（１０３）。この走行モードのしきい値Ｓ１は大きな値を取りすぎると発進に力が必要となり操作性が悪くなり、また小さすぎるとロードセル１８のノイズなどにより誤動作する恐れがあるため、操作ハンドル１６に両手で軽く触れる程度の力で切り換わることが望ましい。
【００３４】
走行モードには、Ｍ＝０（停止）、Ｍ＝１（前進）、Ｍ＝２（後進）の３種類のモードを設定し、Ｆｒ、Ｆｌ両方の値が、Ｓ１の絶対値より小さい場合には、Ｍ＝０として台車を停止状態にする。Ｆｒ、Ｆｌの両方の値がＳ１よりも大きい場合には、Ｍ＝１として、台車は前方に進行させる操作力を与えられたことになり前進する。Ｆｒ、Ｆｌの両方の値が−Ｓ１より小さい場合には、Ｍ＝２として、台車は後方に進行させる操作力を与えられたことになり後進する。Ｆｒ、Ｒｌの値が、上記のいずれにも当てはまらない場合には、Ｍは前回の値を維持する。
【００３５】
次にＭを前回の状態と比較し（１０４）、変更があればモードを書換え油圧モータ４６の回転方向を変更する（１０５）。Ｍ＝０の場合は力検出（１０４）に戻り、Ｍ＝１、２の場合は速度ルーチン及び操舵ルーチンに進む。このような方法により、例えば一度前進モードに入れば、両手でロードセルをしきい値以上の力で引かないと後進には切り替わらないので、後述する速度及び操舵制御の場合分けが可能となる。
【００３６】
次に速度制御方法について、図８を追って述べる。本発明では、速度目標値Ｖとして、両ロードセルに与えられた力の和（Ｆｒ＋Ｆｌ）に係数Ａを掛けたものを用いる（１０９、１１０）。
これにより力の大きさに従った速度制御が可能となる。但しＭ＝１（前進モード）において（Ｆｒ＋Ｆｌ）＜０となった場合は全てＶ＝０、同様にＭ＝２の時（Ｆｒ＋Ｆｌ）＞０ならＶ＝０とする。
【００３７】
操舵角度がθの時は、外輪側の速度目標値ＶｏをＶｏ＝Ｖとして、これに内輪側の速度目標値ＶｉをＶｉ＝Ｃ（θ）・Ｖとし、独立してタコジェネレータを用いて速度フィードバック制御を行う（１１１）。なお、上記の式においてＣ（θ）は、操舵角度θに関する関数を意味する。
これら速度目標値をモータコントローラヘ出力して、制御ループは再び力検出へと戻る（１０２）。
【００３８】
次に台車の操舵制御方法について述べる。まずタコジェネレータ７４で台車速度Ｄを検知する。ここでＤは前進方向が正の値であると仮定する。次にＦｒ、Ｆｌとの差、すなわち操作ハンドル１６に加わる捻りＨ＝Ｆｒ―Ｆｌを計算する（１０６）。ここでＨ＜０なら右回りの捻り、Ｈ＞０ならば左回りを表す。この捻りＨについても、しきい値Ｓ２（＞０）を設定しておく。そして、捻りＨと台車速度Ｄと走行モードＭとの状況に応じて、表１に示すように操舵方向を場合分けする。
【表１】
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【００３９】
例えば、速度Ｄ及び進行方向モードＭがともに前進を示している場合、すなわちＤ＞０、Ｍ＝１の場合にＨ＞Ｓ２の時には、操作力は左回りの捻りが大きいと判断され、操舵方向は左回りであると判定される。また、Ｄ＞０、Ｍ＝１の場合にＨ＜―Ｓ２の時には、右回りの捻りが大きいと見なされ、操舵方向は右回りと判定される。
【００４０】
一方、速度Ｄ及び走行モードがともに後進を示しているとき、すなわちＤ＜０、Ｍ＝２の場合には、前進の時とは反対にＨ＞Ｓ２の時は、操舵方向は右回り、Ｈ＜―Ｓ２の時は左回りとする。
また、例えば坂道を下る際に操作者は操作ハンドル１６を手前に引きつつ（後進モード）台車を前進させる場合、すなわちＤ＞０、Ｍ＝２の場合には、Ｈ＞Ｓ２の時は操舵方向は左回り、Ｈ＜―Ｓ２の時は右回りとなる。逆に、坂道を後進する際に、操作者は操作ハンドル１６を前方に押しつつ（前進モード）台車を後退させる場合、すなわちＤ＜０、Ｍ＝１の場合には、Ｈ＞Ｓ２の時は操舵方向を右回り、Ｈ＜―Ｓ２の時は左回りとする。なお、Ｈの絶対値がしきい値Ｓ２以下の時、すなわちＳ２≧Ｈ≧―Ｓ２の時には、操舵方向を直進とする。
【００４１】
ここで操舵角度θは捻りＨに、係数Ｋを掛けた値を目標値とし（１０７）、この目標値θとなるようにポテンショメータを用いて位置フィードバック制御を行う（１０８）。
上記の方法により、登坂中に瞬間的に操作方向と逆に台車が動いた場合や、モータが起動トルク以下で速度０の場合も、意志通りの方向への操舵が可能となる。
【００４２】
このように、操作ハンドル１６に加えられた力を前後方向に対する力と捻りを検出し、適切な操舵角・速度を演算して操舵輪ユニット４および駆動輪ユニット６を操作制御することができる。操舵輪ユニット４は、平行リンク機構３０により操舵をなし、これを油圧シリンダ３２で動作させることにより制御部１２で演算された操舵角どおりに操舵輪ユニット４を操舵することが可能となる。これは、非常に重量のある積載物を積む場合、荷重がかかることにより操舵輪が旋回せず操舵性が不確実になるという問題に対して、確実な操舵を行えるという効果がある。また、駆動輪ユニット６にはそれぞれ独立して駆動輪を旋回可能とする機構が設けられており、操舵輪ユニット４と組み合わせて操舵した場合、急旋回やその場旋回、横行などの小回りの効く操作が可能となる。従って、操作者が急旋回などを意図して操作ハンドル１６に力を加えた場合でも、本実施形態のパワーアシスト式電動台車２はこれを実現することができる。操作者は、たとえ重量物を積載していても、手押し台車の操作感覚で運搬可能である。このようなパワーアシストを用いた運転方法は、ペンダントスイッチ等による運転と比べ、操作者の感覚が伝わりやすく、またその感覚が操作者自身の手に反映されるため、安全かつ容易である。本発明では台車進行方向に応じて、ハンドルに加わる回転モーメントと操舵方向の対応付けを切換えるため、直進中にハンドルの左右に大きな正負の力を加えて急に操舵方向を変更できる。またハンドル操作には不感帯を設けて、一定以上の操作力でないと運転不可能とすることで、誤操作による台車の暴走を防止するなどの安全対策も実現している。これによって非常に手押し台車の操作感覚に近い、安全な運転が実現可能となった。
【００４３】
【発明の効果】
上記構成により、本発明は操作ハンドルに加えられた操作力を検出し、平行リンク機構に連結されたシリンダ駆動手段を伸縮させて駆動操作する。操舵輪は、操作者が意図した方向へ台車が旋回するようストロークの伸縮量が制御され、これにより操舵角が決定される。このことから、重量物を積載しているような場合でも、ストローク伸縮により操舵輪を旋回させることが可能となるため、いかなる場合でも確実に操舵角の制御を行うことができる。
【００４４】
また駆動輪においてもモータ駆動キャスタと非駆動キャスタなどにより構成される操舵機構を設けることにより、それぞれ独立して操舵可能となる。すなわちパワーアシスト式電動台車は全輪操舵が可能となり、狭隘な現場での作業において、急旋回や横行などの小回りの利く無理のないスムーズな運搬作業を実施することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係るパワーアシスト式電動台車の側面図および平面図である。
【図２】本実施の形態に係るパワーアシスト式電動台車の前輪ユニットの概略図である。
【図３】本実施の形態に係る前輪ユニットの動作の説明図であり、（１）は前後方向に対して前輪ユニットが左側にθの角度を持っている場合を示し、（２）は左右へ並進走行（直角走行）をする場合を示す。
【図４】本実施の形態に係るパワーアシスト式電動台車の後輪ユニットの正面図である。
【図５】本実施の形態に係る後輪ユニット周辺の概略図である。
【図６】本実施の形態に係るパワーアシスト式電動台車の動作の説明図である。
【図７】本実施の形態に係る制御回路の実施例である。
【図８】本実施の形態に係る操舵・走行制御のフローチャートである。
【符号の説明】
２………電動運搬台車、４………操舵輪ユニット、６………駆動輪ユニット、１０………台車フレーム、１２………制御部、１６………操作ハンドル、１８………ロードセル、２２………操舵輪、２４………前輪フレーム、２８………支持軸、３０………平行リンク機構、３２………油圧シリンダ、３４………ポテンショメータ、４０………モータ駆動キャスタ、４２………非駆動キャスタ、４４………駆動輪ブラケット、４６………油圧モータ、４８………回転軸、５０………歯車ユニット、５２………主歯車、５４………減速歯車、５６………バッテリ、５８………支持板、６０………電磁ブレーキ、６２………リミットスイッチ、６４………リミット検出用突起、６６………支点、７０………ブレーキスイッチ、７２………モータコントローラ、７４………タコジェネレータ。
【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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