(57)【要約】【課題】複数台のロボットを同期運動させる場合等においても、ロボットに所望の運動を行わせることを可能とする。【解決手段】まず、ロボットＸ，Ｙを第１の位置（Ａ点，Ｄ点）から第２の位置（Ｆ点，Ｃ点）まで移動させるときの移動経路（Ａ〜Ｂ〜Ｃ，Ｄ〜Ｅ〜Ｆ）と、ロボットＸ，Ｙを第１の位置（Ａ点，Ｄ点）から第２の位置（Ｆ点，Ｃ点）まで移動させるのに要する所要時間（ｔ１＋ｔ２＋ｔ３）を決定する。次いで、決定された移動経路（Ａ〜Ｂ〜Ｃ，Ｄ〜Ｅ〜Ｆ）と、決定された所要時間（ｔ１＋ｔ２＋ｔ３）とから第１の位置（Ａ点，Ｄ点）から第２の位置（Ｆ点，Ｃ点）まで移動する間のロボットの運動（ａ，ｂ，ａ’，ｂ’）を決定し、その決定された速度と加速度（ａ，ｂ，ａ’，ｂ’）を目標軌道データとして設定する。【選択図】  図１９
2004295429.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボットを第１の位置から第２の位置まで移動させる間の目標軌道データを設定する方法であって、
ロボットを第１の位置から第２の位置まで移動させるときの移動経路を決定する工程と、
ロボットを第１の位置から第２の位置まで移動させるのに要する所要時間を決定する工程と、
決定された移動経路と、決定された所要時間とから決まる第１の位置から第２の位置まで移動する間のロボットの速度及び加速度の少なくとも一方を目標軌道データとして設定する工程と、
を有するロボットの目標軌道データ設定方法。
【請求項２】
前記目標軌道データ設定工程では、ロボットの移動経路を加速度が一定となる区間に分割し、その分割された区間毎にその区間を移動するのに要する区間時間とその区間の区間加速度とを目標軌道データとして設定することを特徴とする請求項１に記載のロボットの目標軌道データ設定方法。
【請求項３】
前記ロボットは設置面上を並進方向及び回転方向に運動する移動台車であって、前記目標軌道データ設定工程では、移動台車の並進方向と回転方向のそれぞれについて区間加速度が設定されることを特徴とする請求項２に記載のロボットの目標軌道データ設定方法。
【請求項４】
車輪と、車輪に支持される車体とを備え、車輪を駆動することで設置面上を移動する移動台車であって、
車輪を駆動する駆動手段と、
設置面に対し略水平となる平面内における移動台車の位置と速度と加速度の中の少なくとも１つを特定可能な物理量を検出する検出手段と、
設置面に対し略水平となる平面内における移動台車の目標軌道データを記憶する記憶手段と、
記憶手段に記憶された目標軌道データから決定される目標値と検出手段で検出された物理量から特定される現在値との偏差を小さくするように駆動手段の制御指令値を算出する制御手段とを有し、
前記目標軌道データには、移動台車の加速度が一定となる区間毎に設定されたその区間を移動するのに要する区間時間とその区間の区間加速度が含まれていることを特徴とする移動台車。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はロボットに関し、詳しくは、ロボットの運動を規定する目標軌道データの設定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ロボットに所望の移動経路を移動させる方法としては、移動経路上にある複数の点（すなわち教示点）の座標データを目標軌道データとして設定する方法が知られている。
この方法では、ロボットの機械的な特性等から、ロボットが等速運動を行う時の速度Ｖｍａｘと、ロボットが加速運動する時の加速度ａと、ロボットが減速運動する時の加速度ａ’が予め決められている。目標軌道データとして教示点の座標データが設定されると、その座標データと予め決められている速度Ｖｍａｘ、加速度ａ，ａ’とからロボットの運動（速度及び加速度）が決定されるようになっている。
【０００３】
図１６を参照して具体的に説明する。図１６には、ロボットをＡ点からＢ点まで移動させるときのロボットの速度変化の一例が示されている。なお、図１６においては、Ａ点とＢ点におけるロボットの速度は０であり、Ａ点からＢ点へは直線的にロボットが移動するものとしている。
図１６（ａ）に示すようにロボットをＡ点（Ｘａ，Ｙａ）からＢ点（Ｘｂ，Ｙｂ）まで移動させる場合、ロボットの移動経路Ａ〜Ｂは、加速運動を行う区間Ａ〜Ｃと、等速運動を行う区間Ｃ〜Ｄと、減速運動を行う区間Ｄ〜Ｂに分割される。ここで、加速時の加速度ａと等速運動時の速度Ｖｍａｘは予め決められているため加速運動を行う時間ｔ１はＶｍａｘ／ａとなり、これによりＣ点の座標が決まる。また、減速時の加速度ａ’も予め決められているため減速運動を行う時間ｔ３はＶｍａｘ／（−ａ’）となり、これによりＤ点の座標も決まる。Ｃ点とＤ点の座標が決まれば等速運動を行う時間ｔ２が決まる。これによって、Ａ点〜Ｂ点までロボットを移動させるときのロボットの運動が決定される（図１６（ｂ）参照）。
なお、ロボットに所望の経路を移動させるための技術としては、特許文献１に記載の技術が知られている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−２５３８６７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来技術では、ロボットの機械的特性等に基づいてロボットの運動が決定されるようになっていた。このため、複数台のロボットに同期運動させたい場合等においては、上述した従来技術による方法ではロボットに所望の運動を行わせることが困難なときがあった。
例えば、図１７に示すように、２台のロボットの一方をＡ〜Ｂ〜Ｃと移動させ、他方をＤ〜Ｅ〜Ｆと移動させる場合において、両ロボットをＡ，Ｄ点から同時に移動を開始させ、Ｂ点，Ｅ点を同時に通過し、Ｃ，Ｆ点に同時に到着させたいとする。図１７から明らかなように、一方のロボットが区間Ｂ〜Ｃを移動する間の距離と、他方のロボットが区間Ｅ〜Ｆを移動する間の距離は異なる。従来技術による方法では、ロボットの運動がロボットの特性等に基づいて決められることから、外側（区間Ｂ〜Ｃ）を移動するロボットに対し、内側（区間Ｅ〜Ｆ）を移動するロボットが先にＦ点に到着してしまうこととなる。
【０００６】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数台のロボットを同期運動させる場合等においても、ロボットに所望の運動を行わせることが可能となる技術を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段と作用と効果】上記課題を解決するために、請求項１に記載の方法は、ロボットを第１の位置から第２の位置まで移動させる間の目標軌道データを設定する方法であって、ロボットを第１の位置から第２の位置まで移動させるときの移動経路を決定する工程と、ロボットを第１の位置から第２の位置まで移動させるのに要する所要時間を決定する工程と、決定された移動経路と、決定された所要時間とから決まる第１の位置から第２の位置まで移動する間のロボットの速度及び加速度の少なくとも一方を目標軌道データとして設定する工程とを有する。
この方法では、ロボットの移動経路（すなわち距離）と所要時間が決められ、これら移動経路と所要時間から決まるロボットの速度及び加速度の少なくとも一方が目標軌道データとして設定される。したがって、ロボットの運動は移動経路と所要時間に応じて任意に設定できるため、複数台のロボットを同期運動させる場合等においてもロボットに所望の運動を行わせることができる。
なお、第１の位置から第２の位置まで移動する間の速度や加速度が変化する場合においては、目標軌道データは速度関数や加速度関数として設定することができる。
【０００８】
前記目標軌道データ設定工程では、ロボットの移動経路を加速度が一定となる区間に分割し、その分割された区間毎にその区間を移動するのに要する区間時間とその区間の区間加速度とを目標軌道データとして設定することが好ましい。
ここで、「加速度が一定」とは、加速度が０の場合（すなわち、等速運動）をも含む意味である。したがって、等速運動を行う区間についても、その区間時間、区間加速度が設定されることとなる。
なお、上記の区間時間及び区間加速度に加えて、さらに区間初速度を設定するようにしてもよい。
【０００９】
なお、前記ロボットが設置面上を並進方向及び回転方向に運動する移動台車である場合には、前記目標軌道データ設定工程では、移動台車の並進方向と回転方向のそれぞれについて区間加速度が設定されることが好ましい。
このような構成では、移動台車の運動が並進方向と回転方向に分解され、目標軌道データの設定が容易となる。
【００１０】
また、上述した方法は、設置面を移動する移動台車に好適に適用することができる。
すなわち、本願発明に係る移動台車は、車輪と、車輪に支持される車体とを備え、車輪を駆動することで設置面上を移動する移動台車であって、車輪を駆動する駆動手段と、設置面に対し略水平となる平面内における移動台車の位置と速度と加速度の中の少なくとも１つを特定可能な物理量を検出する検出手段と、設置面に対し略水平となる平面内における移動台車の目標軌道データを記憶する記憶手段と、記憶手段に記憶された目標軌道データから決定される目標値と検出手段で検出された物理量から特定される現在値との偏差を小さくするように駆動手段の制御指令値を算出する制御手段とを有する。そして、前記目標軌道データには、移動台車の加速度が一定となる区間毎に設定されたその区間を移動するのに要する区間時間とその区間の区間加速度が含まれている。
この移動台車でも、請求項１に記載の発明と同様の作用効果を得ることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】次に、本発明の一実施形態について説明する。本実施形態では、設置面上を移動する２台の移動台車Ｘ，Ｙに対して目標軌道データを設定する。まず、本実施形態に係る移動台車Ｘ，Ｙについて説明する。なお、２台の移動台車Ｘ，Ｙは同一構成であるため、ここでは２台の移動台車を区別することなく説明する。
本実施形態に係る移動台車は、左右２つの駆動輪と、これら駆動輪に支持された車体とを備える。各駆動輪にはモータ９２，９４（図１８参照）がそれぞれ接続され、モータ９２，９４によって各駆動輪が個別に駆動される。したがって、左右２つの駆動輪が個別に駆動されることで、台車が並進したり、また、その回転差によって台車が回転（旋回）するようになっている。各モータ９２，９４には、その回転角を検出するためのエンコーダ９２ａ，９４ａが備えられている。なお、移動台車には、車体が倒立を保つための補助輪が設けられていてもよい。補助輪には、例えば球状体のものを用いることができる。球体状の補助輪を用いることで、補助輪を設けた場合においても移動台車をその場で回転させることができる。
【００１２】
図１８にはモータ９２，９４を駆動する制御装置８０の構成が示されている。図１８に示すように、制御装置８０は、入力される目標軌道データからモータ９２，９４の目標パルス数を算出する目標パルス数算出部８２と、目標パルス数算出部８２で算出された目標パルス数とエンコーダ９２ａ，９４ａから出力されるパルス波をカウントした現在パルス数とからモータ９２，９４の制御指令値を算出する制御指令値算出手段９０により構成される。
【００１３】
ここで、目標パルス数算出部８２に入力される目標軌道データは、移動台車の目標軌道（移動経路）を加速度が一定となる区間に分割し、その分割された区間毎に設定される。具体的には、区間毎に設定された区間時間ｔ，区間加速度ａ，区間初速度ｂ，区間角加速度ａ’，区間角初速度ｂ’により構成される。区間時間ｔはその区間を移動台車が移動するのに要する所要時間である。区間加速度ａはその区間における移動台車の並進方向（直進方向）の加速度成分であり、区間初速度ｂはその区間の始まりにおける移動台車の直進方向の速度成分である。また、区間角加速度ａ’はその区間における移動台車の回転方向の角加速度成分であり、区間角初速度ｂ’はその区間の始まりにおける移動台車の回転方向の角速度成分である。目標軌道データの設定方法については、後で詳述する。
【００１４】
目標パルス数算出部８２は、入力された目標軌道データの直進成分からモータ９２，９４の目標パルス数を算出する直進移動距離算出手段８４と、入力された目標軌道データの回転成分からモータ９２，９４の目標パルス数を算出する回転移動距離算出手段８６を備える。
直進移動距離算出手段８４は、まず、目標軌道データの直進成分（区間時間ｔ，区間加速度ａ，区間初速度ｂ）から直進方向の速度を算出し、次いで、その速度を積分することで直進方向の総移動距離を算出する。そして、算出された総移動距離からモータ９２，９４の目標パルス数を算出する。なお、直進移動距離算出手段８４で算出される目標パルス数は、モータ９２，９４ともに同一の値となる。また、移動台車が前進する場合は目標パルス数を正の値とし、移動台車が後進する場合は目標パルス数を負の値としている。
回転移動距離算出手段８６は、まず、目標軌道データの回転成分（区間時間ｔ，区間角加速度ａ’，区間角初速度ｂ’）から回転方向の角速度を算出し、次いで、その角速度を積分することで台車の総回転角を算出する。そして、算出された台車の総回転角からモータ９２，９４の目標パルス数を算出する。なお、回転移動距離算出手段８６で算出される目標パルス数は、モータ９２、９４で正負が逆になる。すなわち、移動台車が左回転する場合は、左駆動輪の目標パルス数が負となり、右駆動輪の目標パルス数が正となる。逆に、移動台車が右回転する場合は、左駆動輪の目標パルス数が正となり、右駆動輪の目標パルス数が負となる。
直進移動距離算出手段８４で算出されるモータ９２，９４の目標パルス数と、回転移動距離算出手段８６で算出されるモータ９２，９４の目標パルス数とは、それぞれ加算され、制御指令値算出手段９０に出力される。
【００１５】
制御指令値算出手段９０には、目標パルス数算出部８２から出力された目標パルス数と、エンコーダ９２ａ，９４ａから出力されるパルス波をカウントした値である現在パルス数の偏差が入力する。制御指令値算出手段９０は、入力する偏差に所定のゲインを乗じた値を制御指令値としてモータ９２，９４に出力する。モータ９２，９４は、制御指令値算出手段９０から出力される制御指令値に基づいて駆動される。
なお、制御装置８０による目標パルス数の算出から制御指令値の出力までの処理は、所定周期（本実施形態では１０ｍｓ）毎に行われる。
【００１６】
次に、上述のように構成される移動台車に目標軌道データを設定する手順の一例について図１９を参照して説明する。図１９は２台の移動台車Ｘ，Ｙの目標軌道（移動経路）の一部と、各移動台車に設定される目標軌道データの一部が示されている。
図１９に示すように、移動台車Ｘには目標軌道Ａ〜Ｂ〜Ｃ・・を移動させ、移動台車Ｙには目標軌道Ｄ〜Ｅ〜Ｆ・・を移動させる。また、移動台車ＸのＡ点における速度は直進方向の速度ｖのみであって、区間Ａ〜Ｂは等速運動を行うものとする。同様に、移動台車ＹのＤ点における速度は直進方向の速度成分ｖのみであって、区間Ｄ〜Ｅは等速運動を行うものとする。さらに、移動台車Ｘ，Ｙは、それぞれＡ点，Ｄ点から同時に移動を開始し、２台が横に並んだ状態のまま区間Ａ〜Ｂ〜Ｃ，区間Ｄ〜Ｅ〜Ｆと移動するものとする。すなわち、移動台車Ｘ，Ｙは、Ｂ点，Ｅ点を同時に通過し、Ｆ点，Ｃ点に同時に到着するものとする。なお、区間Ｂ〜Ｃ・・と区間Ｅ〜Ｆ・・は円弧であるとする。
【００１７】
図１９から明らかなように、移動台車Ｘは、区間Ｂ〜Ｃ・・においては回転方向の運動を行なわなければならない。したがって、移動台車Ｘは、区間Ｂ〜Ｇでは角初速度０から角加速度ａｘ’で等角加速度運動を行い、区間Ｇ〜Ｃ・・では等角速度運動を行うこととする。また、区間Ｂ〜Ｇ〜Ｃ・・が円弧となるためには、移動台車Ｘの角速度の増大に応じて移動台車Ｘの直進方向の速度も加速しなければならない。このため、区間Ｂ〜Ｇにおいては初速度ｖから加速度ａｘで等加速度運動を行い、区間Ｇ〜Ｃでは等速度運動を行うこととする。したがって、移動台車Ｘについては、区間Ａ〜Ｂ、区間Ｂ〜Ｇ、区間Ｇ〜Ｃ・のそれぞれの区間について目標軌道データ（ｔ，ａ，ｂ，ａ’，ｂ’）を設定する。
一方、移動台車Ｙについても、移動台車Ｘと同様に、区間Ｅ〜Ｆ・・において回転方向の運動を行なわなければならない。したがって、移動台車Ｙは、区間Ｅ〜Ｈで角初速度０から角加速度ａｙ’で等角加速度運動を行い、区間Ｈ〜Ｆ・・では等角速度運動を行うこととする。また、区間Ｅ〜Ｈ〜Ｆ・・が同一円弧となるために、区間Ｅ〜Ｈにおいては初速度ｖから加速度ａｙで等加速度運動を行い、区間Ｈ〜Ｆでは等速度運動を行うこととする。したがって、移動台車Ｙについても、区間Ｄ〜Ｅ、区間Ｅ〜Ｈ、区間Ｈ〜Ｆ・のそれぞれの区間について目標軌道データ（ｔ，ａ，ｂ，ａ’，ｂ’）を設定する。
【００１８】
ここで、移動台車Ｘと移動台車Ｙは、横に並んだ状態のままそれぞれを区間Ａ〜Ｂ〜Ｃ・・，区間Ｄ〜Ｅ〜Ｆ・・と移動させる必要がある。このために、まず、円弧Ｅ〜Ｆの回転中心とＨ点を結んだ直線上に点Ｇが位置するように決定する（図１９参照）。
さらに、移動台車Ｘと移動台車Ｙは、Ａ点とＤ点を同時に通過し、Ｂ点とＥ点を同時に通過し、Ｇ点とＨ点同時に通過し、Ｃ点とＦ点を同時に通過しなければならない。そこで、本実施形態では、まず、移動台車ＸのＡ点における時刻をＴ１、Ｂ点における時刻をＴ２、Ｇ点における時刻をＴ３、Ｃ点における時刻をＴ４と決定する。したがって、区間Ａ〜Ｂの所要時間ｔ１はＴ２−Ｔ１となり、区間Ｂ〜Ｇの所要時間ｔ２はＴ３−Ｔ２となり、区間Ｇ〜Ｃの所要時間ｔ３はＴ４−Ｔ３となる。
移動台車Ｘの各点の通過時刻が上述のように決まるため、移動台車ＹのＤ点における時刻をＴ１、Ｅ点における時刻をＴ２、Ｈ点における時刻をＴ３、Ｆ点における時刻をＴ４と決定する。したがって、区間Ｄ〜Ｅの所要時間はｔ１、区間Ｅ〜Ｈの所要時間はｔ２、区間Ｈ〜Ｆの所要時間はｔ３となる。
【００１９】
各区間の所要時間が決まると、次に、その所要時間と目標軌道から移動台車Ｘ，Ｙの運動を決定し、各区間の目標軌道データを設定する。まず、移動台車Ｘについて説明する。
上述した説明から明らかなように、移動台車Ｘは区間Ａ〜Ｂを直進方向に等速度運動する。したがって、区間Ａ〜Ｂの目標軌道データは、区間時間ｔ１，区間加速度０，区間初速度ｖ，区間角加速度０，区間角初速度０となる。
区間Ｂ〜Ｇについては、直進方向に加速度ａｘで等加速度運動を行いながら、回転方向にも角加速度ａｘ’で等角加速度運動を行う。したがって、区間Ｂ〜Ｇの目標軌道データは区間時間ｔ２，区間加速度ａｘ，区間初速度ｖ，区間角加速度ａｘ’，区間角初速度０となる。区間加速度ａｘと区間角加速度ａｘ’は、区間Ｂ〜Ｇにおける移動台車の軌道（すなわち、幾何学的関係）と区間時間ｔ２とから適宜決定することができる。
区間Ｇ〜Ｃについては、直進方向に等速度運動を行いながら、回転方向にも等角速度運動を行う。各区間の速度は連続することから、区間Ｂ〜Ｇの目標軌道データは区間時間ｔ３，区間加速度０，区間初速度ｖ＋ａｘ×ｔ２，区間角加速度０，区間角初速度ａｘ’×ｔ２となる。
【００２０】
移動台車Ｙについても、移動台車Ｘと同様にして目標軌道データを設定することができる。
すなわち、区間Ｄ〜Ｅの目標軌道データは、区間時間ｔ１，区間加速度０，区間初速度ｖ，区間角加速度０，区間角初速度０となる。区間Ｅ〜Ｈの目標軌道データは区間時間ｔ２，区間加速度ａｙ，区間初速度ｖ，区間角加速度ａｙ’，区間角初速度０となる。なお、移動台車Ｘと移動台車Ｙは横に並んだ状態で移動させることから、移動台車Ｘの区間角加速度ａｘ’と移動台車Ｙの区間角加速度ａｙ’は同一の値となる。区間角加速度ａｙ’が決まると、区間Ｅ〜Ｈにおける移動台車の軌道と区間時間ｔ２とから区間加速度ａｙを決定することができる。
また、区間Ｂ〜Ｇの目標軌道データは区間時間ｔ３，区間加速度０，区間初速度ａｙ×ｔ２＋ｖ，区間角加速度０，区間角初速度ａｙ’×ｔ２となる。
【００２１】
上述のようにして目標軌道データが移動台車Ｘ，Ｙに設定されると、まず、移動台車Ｘ，Ｙを設置面上の初期位置にセットする。次いで、移動台車Ｘ，Ｙの制御装置の制御プログラムを同時に起動する。制御プログラムが起動すると、移動台車Ｘ，Ｙの各制御装置８０は、所定周期毎に目標軌道データから目標パルス数を算出する。そして、その算出された目標パルス数とエンコーダ９２ａ，９４ａからの現在パルス数との偏差に所定のゲインを乗じてモータ９２，９４の制御指令値を算出し、算出された制御指令値でモータ９２，９４を駆動する。これによって、移動台車Ｘ，Ｙは目標起動データで設定された軌道上を所定の加速度，速度で運動することとなる。
上述したことから明らかなように、移動台車Ｘ，Ｙは、目標軌道データを設定する区間毎にその軌道と所要時間を決めてから、移動台車Ｘ，Ｙが同期運動するように目標軌道データ（移動台車の運動）が設定されている。したがって、移動台車Ｘ，Ｙは、図１９に示すように異なる軌道（距離）を移動するときであっても同期運動を行うことができる。
【００２２】
【第２実施形態】次に、本発明の第２実施形態に係る移動台車を図面に基づいて説明する。まず、移動台車の機械的構成について図１〜図４を参照して説明する。ここで、図１は倒立振子型の同軸二輪移動台車の正面図、図２は同移動台車の一部破断側面図である。両図において移動台車は補助輪（キャスター輪）を上げた状態が示されている。図３は補助輪を下げて接地状態にしたときの移動台車の正面図、図４は同移動台車の側面図である。
【００２３】
図１〜図４において、１は台車本体であり、鋼材等で枠組み形成されたシャーシ１ａの中段に中段収納部１ｂが設けられ、上段に上段収納部１ｃが設けられている。シャーシ１ａの下側、すなわち台車本体１の最下部には、後述する安全装置２０を取り付けるための取付部１ｅが形成されている。上記シャーシ１ａは左右両側に軸受部２ａ，２ｂを有しており、この軸受部２ａ，２ｂによって左右の主車輪３，４が回転自在に支持されている。図中の３ａと４ａは主車輪３，４の車軸を示している。なお、両主車輪３，４は回転軸線を共有する位置に左右対称に配設されている。シャーシ１ａには両車輪３，４を個別に駆動するための電動モータ５，６と、モータの回転を減速する減速器５ａ，６ａとが備えられている。本例の減速装置を主車輪３について説明すると、車軸３ａ側に設けられたプーリ３ｂと減速器５ａの出力軸端に取り付けられたプーリ５ｂとがベルト７によって接続されてなる構成である（図２参照）。主車輪４についても同様に、プーリ４ｂとプーリ６ｂとがベルト（図示省略）によって接続されてなる構成である。なお、減速装置には歯車装置等を利用することもできる。
【００２４】
台車本体１には主車輪３，４を回転制御するための制御装置が備えられている。制御装置は、各モータを個別に駆動するための２台のモータドライバ１１，１１と、これらモータドライバ１１，１１を制御する制御コンピュータ１２と、電源装置としてのバッテリ１３と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４と、スイッチボックス１５と、ジャイロセンサ１９（図１〜４において図示を省略；ただし、図７において図示）とから構成される。各機器の取付け位置は図に概略を示したように、台車本体１の中段収納部１ｂの下側にモータドライバ１１が取り付けられ、中段収納部１ｂにバッテリ１３が収納され、上段収納部１ｃに制御コンピュータ１２、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４、スイッチボックス１５が搭載されている。
ジャイロセンサ１９は、１軸ジャイロセンサであって、車軸３ａ，４ａと直交する方向（すなわち、台車本体１の傾動方向）に配置されている。したがって、ジャイロセンサ１９によって台車本体１の傾斜角速度が検出される。
制御コンピュータ１２は、ジャイロセンサ１９の出力、モータ５，６のエンコーダ出力に基づいてモータ５，６のトルク指令値を算出する。制御コンピュータ１２で算出されたトルク指令値はモータドライバ１１に出力され、出力されたトルク指令値に基づいてモータドライバ１１はモータ５，６を制御する。
また、台車本体１の上部１ｄには、たとえばロボットのボディー（図示省略）が載置される。
【００２５】
前記取付部１ｅに取り付けられる安全装置２０は、倒立制御停時における台車本体１の転倒を防止するためのものであって、補助輪を駆動機構によって昇降させる方式が採用されている。以下、安全装置２０について図５及び図６を参照して詳細に説明する。図５と図６は安全装置２０を説明するための拡大図である。図５は移動台車の運転時（通常走行時）を示し、図６は移動台車の停止時（制御装置停止時）において安全装置２０を作動させた状態を示している。
図５，６に示すように、台車本体１の取付部１ｅには、車軸３ａ，４ａと平行に延びる支軸１ｆが取り付けられており、この支軸１ｆに台車前後方向に延びる補助脚２１，２２が回動自在に支持されている。各補助脚２１，２２は、基端側の第一肢２１ａ，２２ａと、第一肢２１ａ，２２ａの先端側にテーパ部材２１ｃ，２２ｃを介在させてボルト止めされた第二肢２１ｂ，２２ｂとから構成される。第二肢２１ｂ，２２ｂの先端には、補助輪としてのキャスター輪２１ｄ，２２ｄが取付けられている。なお、テーパ部材２１ｃ，２２ｃは、第一肢と第二肢間の取付角度を調整するものであって、テーパ部材２１ｃ，２２ｃを調整することでキャスター輪２１ｄ，２２ｄの設定高さ位置が調節可能となっている。
なお、第二肢２１ｂ，２２ｂはそれぞれ、その先端が略Ｔ字状に側方に延びており、その先端部に左右対をなすようにキャスター輪が取り付けられている（図１，図３参照）。すなわち、この移動台車は、主車輪３と４の接地点を結ぶ線分の中点を中心にして前後左右の合計４箇所で接地可能なようにキャスター輪が配備されている。上記の補助脚２１，２２とキャスター輪２１ｄ，２２ｄが請求項でいう支え部材に相当する。
【００２６】
第一肢２１ａ，２２ａの基端部寄りの位置にはリンク２３ａ，２４ａの一端が回動自在にピン結合されており、リンク２３ａ，２４ａの他端はアクチュエータ２５のロッド先端部２５ａに連結されている。アクチュエータ２５はシャーシ１ａに固定されている。したがって、アクチュエータ２５がロッドを引き込むように作動すると補助脚２１，２２が回動して、図５に示したように、キャスター輪２１ｄ，２２ｄが持ち上げられる。他方、アクチュエータ２５がロッドを下方に伸ばすように作動すると、図６に示したように、補助脚２１，２２が回動してほぼ一直線に開く状態となり、キャスター輪２１ｄ，２２ｄが路面と接触可能な位置まで下げられる。
【００２７】
次に、上述したように構成される移動台車の制御系について説明する。図７は、移動台車の制御系の構成を示す機能ブロック図である。
図７に示すように、移動台車の制御は制御コンピュータ１２を中心に行われる。制御コンピュータ１２は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等により構成され、ＲＯＭに格納された制御プログラムを実行することで、台車並進方向に関する制御指令値を算出する台車並進方向制御指令値算出手段２６（以下、単に第１制御指令値算出手段という）と、台車回転方向に関する制御指令値を算出する台車回転方向制御指令値算出手段２８（以下、単に第２制御指令値算出手段という）と、両制御指令値算出手段２６，２８に目標値を入力する目標値入力手段２７と、両制御指令値算出手段２６，２８で算出された制御指令値を加算する制御指令値加算手段２９と、アクチュエータ２５の状態（ロッドが伸長した状態と収縮した状態）を切替えるアクチュエータ切替え手段７０として機能する。制御コンピュータ１２によって構成される各手段２６，２７，２８，２９，７０については後で詳述する。なお、制御コンピュータ１２によって行われる処理は、台車本体１に設けた非常停止ボタン７２（図１〜４では図示省略）やリモコンスイッチ７４を操作することで、緊急停止することが可能なようになっている。
制御コンピュータ１２には、ジャイロセンサ１９が接続され、ジャイロセンサ１９の出力（台車本体１０の傾斜角速度）が入力するようになっている。また、制御コンピュータ１２は、モータドライバ１１，１１と接続されている。モータドライバ１１，１１は、モータ５，６とそれぞれ接続され、制御コンピュータ１２からのトルク指令値に応じてモータ５，６を駆動する。各モータ５，６のエンコーダ５ｃ，６ｃは、制御コンピュータ１２に接続され、エンコーダ５ｃ，６ｃからの出力（各モータ５，６の回転角度）が制御コンピュータ１２に入力するようになっている。
また、制御コンピュータ１２には、切替えスイッチ７３を介してアクチュエータ２５が接続されている。切替えスイッチ７３は、アクチュエータ２５の状態（ロッドが伸長した状態と収縮した状態）を切替えるスイッチである。具体的には、制御コンピュータ１２からの作動信号がＯＮされていると切替えスイッチ７３はＯＮし、これによってアクチュエータ２５のロッドは収縮した状態（すなわち、キャスター輪２１ｄ，２２ｄが持ち上げられた状態）となる（図５参照）。逆に、制御コンピュータ１２からの作動信号がＯＦＦされていると切替えスイッチ７３はＯＦＦし、これによってアクチュエータ２５のロッドは伸長した状態（すなわち、キャスター輪２１ｄ，２２ｄが路面と接触する状態）となる（図６参照）。制御コンピュータ１２からの作動信号のＯＮ−ＯＦＦは、アクチュエータ切替え手段７０によって行われる。
また、切替えスイッチ７３は、非常停止ボタン７２やリモコンスイッチ７４の操作によってもＯＦＦされる。これらのスイッチ類７２，７４が操作されると、制御コンピュータ１２から出力される作動信号がＯＮとなっていても切替えスイッチ７３はＯＦＦされる。したがって、非常停止ボタン７２やリモコンスイッチ７４が操作されると、即座にアクチュエータ２５のロッドが伸長し、キャスター輪２１ｄ，２２ｄが路面と接触する状態となる。なお、電源がＯＦＦされたときも、制御コンピュータ１２からの作動信号がＯＦＦとなるため、切替えスイッチ７４がＯＦＦする。このため、アクチュエータ２５のロッドが伸長し、キャスター輪２１ｄ，２２ｄが路面と接触する状態となる。
また、非常停止ボタン７２やリモコンスイッチ７４が操作され切替えスイッチ７３がＯＦＦされたときは、目標値入力手段２７に切替えスイッチ７３のＯＦＦ状態が入力され、目標値入力手段２７は目標値をそれ以上入力しないようにし、台車への並進および回転方向制御指令値をそれ以上出力しないようにする。
【００２８】
次に、第１制御指令値算出手段２６について説明する。第１制御指令値算出手段２６は、台車並進方向に関する台車の運動を制御するためのトルク指令値を算出する。詳しくは、ジャイロセンサ１９の出力と、目標値入力手段２７によって入力される台車並進方向に関する目標値とエンコーダ５ｃ，６ｃの出力から決まる現在値との偏差を入力として、その偏差を小さくすると共に車体が倒立を維持するようにモータ５，６のトルク指令値を算出する。
なお、第２実施形態では、Ｈ∞制御理論を用いて第１制御指令値算出手段２６を設計している。Ｈ∞制御理論を用いることで、第１制御指令値算出手段２６は外乱に対して安定倒立可能なようにロバスト性を有することとなる。ただし、Ｈ∞制御理論以外の制御理論（例えば、Ｈ２制御理論、μ−設計法等）を用いて第１制御指令値算出手段２６を設計することもできる。なお、Ｈ∞制御理論以外の制御理論を用いて設計する場合にも、第１制御指令値算出手段２６は外乱に対して安定倒立可能なようにロバスト性を有することが好ましい。
【００２９】
第１制御指令値算出手段２６の設計手順の一例を説明する。まず、移動台車を真横から見て、１輪の倒立振子としてモデル化する（図８参照）。図８中、ｍ１は車体の質量、Ｊ１は車体の重心周りのイナーシャ、ｍ２は車輪の質量、Ｊ２は車輪の軸周りのイナーシャとし、また、車軸から車体重心までの距離をｌとする。これら各パラメータｍ１，ｊ１，ｍ２，ｊ２，ｌは、計算または実測により求めることができる。また、鉛直方向からの車体の傾きをηとし、車輪の回転角度をθ１とする。
そして、図８に示す１輪の倒立振子に対し運動方程式を作成する。すなわち、この制御モデルに対してトルク指令値ｕが入力されるとして運動方程式を作成すると、その運動方程式は下記に示す式で表される。
【００３０】
【数１】
2004295429.tif 000003
【００３１】
次いで、上述した運動方程式中のηが小さいとして線形化し、行列表示を行うと次の式が導かれる。
【００３２】
【数２】
2004295429.tif 000004
【００３３】
したがって、上記の式から次の状態方程式が導出される。
【００３４】
【数３】
2004295429.tif 000005
【００３５】
ここで、上記制御系で観測される観測量ｙｇは、鉛直方向からの車体の傾きηの１階微分ｄη／ｄｔと、車体に対する車輪の回転角度（θ１−η）と、この回転角度（θ１−η）の１階微分ｄ（θ１−η）／ｄｔとする。すなわち、観測量ｙｇは、次に示す式で表される。
【００３６】
【数４】
2004295429.tif 000006
【００３７】
上述した手順でモデル化された制御系の全体構成を図１０に示す。図１０に示すように、制御対象である倒立振子モデル４１からは、観測量としてｄη／ｄｔと、（θ１−η）と、ｄ（θ１−η）／ｄｔとが観測される。観測された観測量には観測ノイズ４２が加えられる。具体的には、観測量ｄη／ｄｔには観測ノイズｎ２が、観測量（θ１−η）には観測ノイズｎ１が、観測量ｄ（θ１−η）／ｄｔには観測ノイズｎ３が加えられる。
観測ノイズ４２が加えられた観測量と目標値４３との偏差は、ロバストコントローラ４４（すなわち、第１制御指令値算出手段２６）に入力する。ここで、観測量ｄη／ｄｔには目標値「０」が、観測量（θ１−η）には目標値「（θ１−η）＊」が、観測量ｄ（θ１−η）／ｄｔには目標値「ｄ（θ１−η）＊／ｄｔ」が与えられる。ｄη／ｄｔ（すなわち、ジャイロセンサ１９の出力）に目標値「０」が与えられるため（すなわち、車体の鉛直方向からの傾き角速度は０）、車体は倒立姿勢を保つこととなる。
ロバストコントローラ４４からはトルク指令値ｕが出力される。そして、出力されたトルク指令値ｕと外乱ｗが倒立振子モデル４１に入力されることとなる。
【００３８】
ここで、かかる制御系を評価するための評価値としては、例えば、ロバストコントローラ３６からの出力ｕや車輪の回転角θ１を用いることができる。出力ｕを評価するための重み関数Ｗ４６と回転角θ１を評価する評価関数Ｑ４５は、例えば、シミュレーション等によりある程度の絞り込みを行い、実験によって最終的に決定することができる。第２実施形態では、下記に示す関数を用いている。
【００３９】
【数５】
2004295429.tif 000007
【００４０】
なお、ロバストコントローラ４４の具体的な設計には、公知となっている種々の制御系設計ツールを用いることができる。
【００４１】
次に、第２制御指令値算出手段２８について説明する。第２制御指令値算出手段２８は、台車回転方向に関する台車の運動を制御するためのトルク指令値を算出する。
ここで、台車回転方向に関しては、移動台車を真上から見て、２輪車としてモデル化している（図９参照）。図９中、φは移動台車の台車回転角を表し、ｄは両車輪３，４間の距離を表し、ｒは車輪の半径を表している。なお、図９に示す幾何学的関係から、左右の車輪速度（右車輪の速度ｄθＬ／ｄｔ，左車輪の速度ｄθＲ／ｄｔ）を直交座標系での移動台車の位置の速度（ｄｘ／ｄｔ，ｄｙ／ｄｔ）と台車回転方向の角速度（ｄφ／ｄｔ）に変換するためのヤコビ行列は下記に示すようになる。
【００４２】
【数６】
2004295429.tif 000008
【００４３】
図１１に第２制御指令値算出手段２８による制御系の全体構成を示している。図１１から明らかなように、第２制御指令値算出手段２８は、現在位置（ｘ，ｙ，φ）と目標位置（ｘ，ｙ，φ）＊の偏差に所定のゲイン５０を乗じたものと、現在速度〔（ｄｘ／ｄｔ，ｄｙ／ｄｔ，ｄφ／ｄｔ）〕と目標速度〔（ｄｘ／ｄｔ，ｄｙ／ｄｔ，ｄφ／ｄｔ）＊〕の偏差に所定のゲイン５２を乗じたものを加算し、その加算した値からモータ５，６を制御するためのトルク指令値ＴＲ＊，ＴＬ＊を算出している（いわゆる、ＰＤ制御を行っている）。
なお、移動台車は、平面上の位置として２自由度、台車回転方向に１自由度の計３自由度を持つが、アクチュエータとしてはモータ１４，１５の計２個しか有さない。このため、上記した位置の偏差にゲイン５０を乗じた値と上記した速度の偏差にゲイン５２を乗じた値とを加算た値と転置ヤコビ行列ＪＴ５４を用いて、直接トルク指令値ＴＲ＊，ＴＬ＊を算出している。
また、右車輪４の回転角速度ｄθＲ／ｄｔ（すなわち、右車輪速度）と左車輪３の回転角速度ｄθＲ／ｄｔ（すなわち、左車輪速度）にヤコビ行列５６（数６に示す行列）をかけることで、現在速度〔（ｄｘ／ｄｔ，ｄｙ／ｄｔ，ｄφ／ｄｔ）〕を算出している。
なお、図１１に示す制御系によっても移動台車の平面内での位置（ｘ，ｙ）とその速度（ｄｘ／ｄｔ，ｄｙ／ｄｔ）について制御することが可能である。しかしながら、これらについては第１制御指令値算出手段２６によって制御するため、ゲイン５０，５２においては、位置成分（ｘ，ｙ）とその速度成分（ｄｘ／ｄｔ，ｄｙ／ｄｔ）に乗じるゲイン（係数）を「０」としている。したがって、移動台車の台車回転角φの偏差と台車回転角速度ｄφ／ｄｔの偏差のみが、第２制御指令値算出手段２８で用いられる。
【００４４】
以上説明したように、台車並進方向の制御（車軸と直行方向）には倒立振子制御と位置制御が同時に行われ、台車回転方向（車軸旋回方向）には位置制御（台車回転角φ）のみが行われ、これらの制御は互いに干渉しないものとなっている。そして、モータ５，６への最終的な制御指令値は、第１制御指令値算出手段２６で算出された制御指令値と第２制御指令値算出手段２８で算出された制御指令値を足し合わせたものとなる。すなわち、制御指令値加算手段２９は、第１制御指令値算出手段２６で算出された制御指令値と第２制御指令値算出手段２８で算出された制御指令値とを加算し、加算した値をモータドライバ１１，１１にそれぞれ出力する。
上述した第１制御指令値算出手段２６と、第２制御指令値算出手段２８と、制御指令値加算手段２９とによって構成される制御系の全体構成を図１２に示している。図１２から明らかなように、第２実施形態の制御系は、台車回転方向の制御ループ内に台車並進方向の制御が組み込まれたものとなっている。
【００４５】
次に、目標値入力手段２７について説明する。図１３には目標値入力手段２７の構成を示すブロック図が示されている。図１３に示すように目標値入力手段２７は、目標軌道データ記憶手段６０と、並進方向目標値算出手段６２と、回転方向目標値算出手段６４で構成される。
【００４６】
目標軌道データ記憶手段６０は、移動台車の軌道と、軌道上の各位置における移動台車の速度と加速度、並びに、移動台車の台車回転方向の角速度と角加速度を規定する目標軌道データを記憶する。第２実施形態では、移動台車の軌道を等加速度運動〔ただし、加速度０の場合（等速運動の場合）も等加速度運動とみなしている〕を行っている区間に分割し、分割された各区間の（区間時間ｔ，区間加速度ａ，区間初速度ｂ，区間角加速度ａ’，区間角初速度ｂ’）が目標軌道データとされる。すなわち、移動台車の並進方向の速度をｖ、移動台車の台車回転方向の角速度をｄφ／ｄｔ、区間開始からの経過時間をｔとすると、これらの関係は次に示す式で表される。
【００４７】
【数７】
2004295429.tif 000009
【００４８】
図１４には、移動台車の軌道の一例と、そのときの目標軌道データを示している。図１４に示される軌道では、Ａ点からＢ点までは台車並進方向に加速度ａ１で等加速度運動を行い、台車回転方向の速度及び加速度は「０」である。Ｂ点からＣ点までは台車並進方向に等速度運動を行い、台車回転方向に角加速度ａ１’で等角加速度運動を行う。Ｃ点からＤ点までは台車並進方向に等速度運動を行い、台車回転方向にも等角速度運動を行う。
したがって、上述の場合の目標軌道データは、Ａ点からＢ点までの運動を規定するデータと、Ｂ点からＣ点までの運動を規定するデータと、Ｃ点からＤ点までの運動を規定するデータにより構成される。すなわち、Ａ点からＢ点までの運動を規定する目標軌道データは（ｔ１，ａ１，０，０，０）となり、Ｂ点からＣ点までの運動を規定する目標軌道データは（ｔ２，０，ａ１ｔ１，ａ１’，０）となり、Ｃ点からＤ点までの運動を規定する目標軌道データ（ｔ３，０，ａ１ｔ１，０，ａ１’ｔ２）となる。
【００４９】
並進方向目標値算出手段６２は、目標軌道データ記憶手段６０に記憶されている目標軌道データからＸ−Ｙ平面内における移動台車の目標位置（ｘ、ｙ）＊と目標速度（ｄｘ／ｄｔ，ｄｙ／ｄｔ）＊を算出する。例えば、図１４に示すＡ点を原点（０，０）として運動を開始した場合において運動開始から時間ｔ（ただし、０＜ｔ＜ｔ１）を経過したときは、目標位置（ｘ、ｙ）＊＝（ａ１ｔ２／２，０）＊となり、目標速度（ｄｘ／ｄｔ，ｄｙ／ｄｔ）＊＝（ａ１ｔ，０）＊となる。
回転方向目標値算出手段６４は、目標軌道データ記憶手段６０に記憶されている目標軌道データから移動台車の目標回転角（φ）＊と目標速度（ｄφ／ｄｔ）＊を算出する。ここで、目標回転角（φ）＊は移動台車の総回転角量を意味する。したがって、移動台車が同一姿勢（すなわち、台車進行方向からの傾きは同一）となっている場合でも、回転角量（旋回数）が異なる場合は目標回転角（φ）＊も異なることとなる。
並進方向目標値算出手段６２と回転方向目標値算出手段６４によって算出された目標位置（ｘ，ｙ，φ）＊と目標速度（ｄｘ／ｄｔ，ｄｙ／ｄｔ，ｄφ／ｄｔ）＊は、第１制御指令値算出手段２６と第２制御指令値算出手段２８の目標値として用いられる。すなわち、図１２に示すように、第１制御指令値算出手段２６（図１２に示すロバストコントローラ４１）には、上記の目標位置と目標速度が台車中心位置（θ１−η）と台車中心速度ｄ（θ１−η）／ｄｔに変換されて用いられる。また、第２制御指令値算出手段２８には、上記の目標位置（ｘ，ｙ，φ）＊が用いられる（ただし、ゲイン５０のうちｘ、ｙに関する係数は０であるため、実際にはφ＊のみが用いられる）。
【００５０】
次に、上述のように構成される移動台車を初期位置から最終目標位置に移動させる際に、制御コンピュータ１２によって行われる処理について図１５を参照して説明する。図１５は制御コンピュータ１２の処理手順を示すフローチャートである。なお、移動台車を初期位置から最終目標位置に移動させるための軌道は、上述した目標軌道データによって与えられる。
制御プログラムが起動されると、制御コンピュータ１２は、まず、切替えスイッチ７３に向って出力している作動信号をＯＦＦからＯＮにする（Ｓ１０）。これによって切替えスイッチ７３がＯＮとなり、アクチュエータ２５のロッドが収縮するように作動する。このため、路面に接地していたキャスター輪２１ｄ，２２ｄが持ち上げられ、路面から離れた位置に上昇する（図１，図２参照）。この状態では主車輪３，４のみが接地しており、この主車輪３，４を制御装置によって回転制御することによって台車本体１が倒立姿勢を保つことができ、また、小回りを利かした走行をすることができる。また、キャスター輪２１ｄ，２２ｄが持ち上げられているため、移動台車は路面に段差等があっても容易に走破することができる。なお、図５のテーパ部材２２ｃを予め抜き差しすることによって、キャスター輪２１ｄ，２２ｄの高さ位置を使用環境（路面の凹凸状況）に適したものに設定しておくことが好ましい。
【００５１】
次いで、制御コンピュータ１２は移動台車が最終目標位置に到達したか否かを判断する（Ｓ１２）。具体的には、目標軌道データ記憶手段６０に記憶されている目標軌道データの最後のデータまで処理したか否かで判断する。
移動台車が最終目標位置に到達している場合〔ステップＳ１２でＹＥＳ〕は、ステップＳ２８に進んで、制御コンピュータ１２は切替えスイッチ７３に向って出力している作動信号をＯＮからＯＦＦにし（Ｓ２８）、その処理を終了する。これによって、切替えスイッチ７３がＯＦＦとなり、アクチュエータ２５のロッドが伸長するように作動する。このため、路面から離れた位置に配置されていたキャスター輪２１ｄ，２２ｄが路面まで降下する（図３，図４参照）。この状態では、キャスター輪２１ｄ，２２ｄは主車輪３，４の接地点の前後の位置で路面に接地し、台車本体１が大きく傾くことなく倒立姿勢のまま静止される。
なお、補助脚２１，２２を直接路面に接地しても転倒防止にはなるが、第２実施形態ではキャスター輪を備えることで、その後の移動が容易となるため点検作業等に便利である。
【００５２】
逆に、移動台車が最終目標位置に到達していない場合〔ステップＳ１２でＮＯ〕は、ステップＳ１４に進んで、モータ５，６のエンコーダ５ｃ，６ｃの値（すなわち、車輪３，４の回転角度θＲ，θＬ）を読込む（Ｓ１４）。
次に、ステップＳ１４で読込んだエンコーダ５ｃ，６ｃの値から車輪速度（ｄθＲ／ｄｔ，ｄθＬ／ｄｔ）と、現在速度・現在方向速度（ｄｘ／ｄｔ，ｄｙ／ｄｔ，ｄφ／ｄｔ）を算出する（Ｓ１６）。すなわち、エンコーダ５ｃ，６ｃの値の時間的変化量から車輪３，４の車輪速度（ｄθＲ／ｄｔ，ｄθＬ／ｄｔ）を算出し、これら算出された車輪速度（ｄθＲ／ｄｔ，ｄθＬ／ｄｔ）とヤコビ行列５６から現在速度・現在方向速度（ｄｘ／ｄｔ，ｄｙ／ｄｔ，ｄφ／ｄｔ）を算出する（図１２参照）。
ステップＳ１８では、ジャイロセンサ１９の出力値ｄη／ｄｔを読込む。
ステップＳ２０では、制御コンピュータ１２が起動されてからの時間ｔ（すなわち、移動台車の軌道制御開始時からの経過時間）と、目標軌道データ記憶手段６０に記憶されている目標軌道データとから、目標位置（ｘ，ｙ，φ）＊と目標速度（ｄｘ／ｄｔ，ｄｙ／ｄｔ，ｄφ／ｄｔ）＊を算出する。
ステップＳ１４からステップＳ２０までの処理により移動台車の現在値と目標値が算出されるため、次に、台車並進方向に関するモータ５，６のトルク指令値ＴＲ１，ＴＬ１をそれぞれ算出し（Ｓ２２）、台車回転方向に関するモータ５，６のトルク指令値ＴＲ２，ＴＬ２をそれぞれ算出する（Ｓ２４）。すなわち、第１制御指令値算出手段２６によってトルク指令値ＴＲ１，ＴＬ１を算出し、第２制御指令値算出手段２８によってトルク指令値ＴＲ２，ＴＬ２を算出する。
ステップＳ２６では、ステップＳ２２で算出されたトルク指令値ＴＲ１，ＴＬ１と、ステップＳ２４で算出されたトルク指令値ＴＲ２，ＴＬ２を加算し、これらの値を対応するモータドライバ１１，１１に出力する。これによって、各車輪３，４が駆動されることとなる。ステップＳ２６が終わるとステップ１２に戻り、次の制御タイミングにおける処理が開始される。
なお、ステップＳ１２〜ステップＳ２６までの処理は、所定の時間間隔（例えば、０．５ｍｓ）で行われ、これによって移動台車は倒立を維持しながら目標軌道データで規定された軌道を所定の速度・加速度・角速度・角加速度で運動する。
【００５３】
なお、上述したステップＳ１２〜ステップＳ２６までの処理が行われているときに非常停止ボタン７２又はリモコンスイッチ７４が操作されると、既に述べたように、制御コンピュータ１２の処理が緊急停止され、かつ、切替えスイッチ７３がＯＦＦされる。この際、制御コンピュータ１２の処理が停止して倒立制御も停止されることとなるが、切替えスイッチ７３がＯＦＦされることでキャスター輪２１ｄ，２２ｄが路面に接地する位置に配置される。このため、台車本体１が転倒することなく倒立姿勢を維持することができる。
【００５４】
以上、本発明を具現化したいくつかの実施の形態について詳細に説明したが、本発明は上述した実施の形態になんら限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した形態で実施することができる。
例えば、上述した各実施形態は、本発明に係る目標軌道データ設定方法を移動台車に適用した例であった。しかしながら、本発明の技術は、その他のロボットの目標軌道データを設定する場合にも適用することができる。例えば、産業用のロボット（溶接ロボット，塗装ロボット等）のアーム先端に取付けられたツールの軌道を設定（教示）する場合等に応用することができる。また、設置面を歩行して移動する歩行ロボットの軌道を設定する場合にも適用することもできる。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数の目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】第２実施形態に係る移動台車の正面図。
【図２】同、移動台車の側面図。
【図３】同、移動台車の停止状態を説明する正面図。
【図４】同、移動台車の停止状態を説明する側面図。
【図５】同、安全装置を説明する拡大図。
【図６】同、安全装置を説明する拡大図。
【図７】第２実施形態の移動台車の制御系の構成を示す機能ブロック図。
【図８】移動台車を並進方向に関してモデル化した図。
【図９】移動台車を台車の回転方向に関してモデル化した図。
【図１０】第２実施形態の移動台車の並進方向に関する制御系の構成を示す図。
【図１１】第２実施形態の移動台車の台車回転方向に関する制御系の構成を示す図。
【図１２】第２実施形態の移動台車の並進方向の制御系と台車回転方向の制御系とを組合せたときの制御系の構成を示す図。
【図１３】目標値入力手段の構成を示すブロック図。
【図１４】移動台車の目標軌道の一例と、その目標軌道を達成するための目標軌道データの一例を併せて示す図。
【図１５】第２実施形態の制御コンピュータにより行われる処理手順を示すフローチャート。
【図１６】教示点の座標データからロボットの運動を決定する従来技術を説明するための図。
【図１７】複数台のロボットを同期運動させるときの各ロボットの軌道の一例。
【図１８】第１実施形態に係る移動台車の制御系の構成を示す機能ブロック図。
【図１９】第１実施形態に係る移動台車に目標起動データを設定する手順を説明するための図。
【符号の説明】
１：台車本体
３，４：主車輪
５，６：モータ
２０：安全装置
２１，２２：補助脚（支え部材）
２１ｄ，２２ｄ：キャスター輪（支え部材）
２５：アクチュエータ
２３ａ，２４ａ：リンク
【図１】
2004295429.tif 000010
【図２】
2004295429.tif 000011
【図３】
2004295429.tif 000012
【図４】
2004295429.tif 000013
【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】
2004295429.tif 000019
【図１１】
2004295429.tif 000020
【図１２】
2004295429.tif 000021
【図１３】
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【図１４】
2004295429.tif 000023
【図１５】
2004295429.tif 000024
【図１６】
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【図１７】
2004295429.tif 000026
【図１８】
2004295429.tif 000027
【図１９】
2004295429.tif 000028