(57)【要約】【課題】搬送体を引っ張る力や押圧する力が基準値を超えているときには、その基準値を超えた分だけパワーアシストすることにより、人の搬送力を一定の値に維持して人に与えられる負担を軽減する。【解決手段】２個の車輪３Ｌ，３Ｒと、２個の車輪３Ｌ，３Ｒを回転駆動する２個の電動モータ１５，１５と、２個の電動モータ１５，１５が搭載された搬送体２と、搬送体２に搬送力を作用させるハンドル６と、ハンドル６に作用する牽引力を検出する力センサ７と、力センサ７からの検出信号に基づき電動モータ１５を駆動制御する車両制御部５と、を備えて構成されている。【選択図】      図２０
2004359008.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１個又は２個以上の車輪と、
前記１個又は２個以上の車輪を回転駆動する回転駆動手段と、
前記回転駆動手段が搭載された搬送体と、
前記搬送体に搬送力を作用させるハンドルと、
ハンドルに作用する搬送力を検出する力検出手段と、
前記力検出手段からの検出信号に基づき前記回転駆動手段を駆動制御する駆動制御手段と、を備えたことを特徴とする搬送車両。
【請求項２】
前記車輪は、前記搬送体の左右両側で同軸上に配置された２個の駆動車輪と、前記２個の駆動車輪の前側又は後側に配置された１個又は２個の補助車輪とからなることを特徴とする請求項１記載の搬送車両。
【請求項３】
前記ハンドルは、前記搬送体の上部において上方へ突出するように設けられ、当該ハンドルの上部に前記力検出手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の搬送車両。
【請求項４】
前記車輪は、路面の段差よりも大きな半径を有することを特徴とする請求項１記載の搬送車両。
【請求項５】
前記力検出手段は、前記搬送力の大きさに応じて静電容量が変化する静電容量センサ又は歪の大きさに応じて歪み量が変化する歪センサであることを特徴とする請求項１記載の搬送車両。
【請求項６】
前記力検出手段は、前記ハンドルに作用する牽引力を検出する力センサと、前記ハンドルに作用する押圧力を検出する力センサと、を有することを特徴とする請求項１記載の搬送車両。
【請求項７】
前記駆動制御手段は、前記ハンドルに作用する牽引力及び押圧力の少なくとも一方の基準となる予め設定される基準値が記憶された記憶手段と、前記牽引力を検出する牽引力センサ及び前記押圧力を検出する押圧力センサの少なくとも一方の検出信号に基づく検出値を前記基準値と比較して牽引力又は押圧力を基準値に近づけるように制御する制御手段と、を有することを特徴とする請求項１記載の搬送車両。
【請求項８】
回転駆動手段により回転駆動される１個又は２個以上の車輪を有する搬送体を、当該搬送体に取り付けられたハンドルを牽引又は押圧することにより搬送させる搬送車両の制御方法において、
前記ハンドルに作用する搬送力を検出し、これにより検出された搬送力と基準値を比較して搬送力の差を算出し、その差の分だけ前記回転駆動手段を回転駆動させるようにしたことを特徴とする搬送車両の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、荷物を載せて搬送したり、人を乗せて走行する搬送車両及びその制御方法に関し、特に、搬送車両を牽引したり押圧して搬送する人の牽引力又は押圧力を一定にすることができる搬送車両及びその制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の、荷物を載せて搬送する搬送車両としては、例えば、特許文献１に記載されているようなものが知られている。この特許文献１には、歩行操作者が手押しするハンドルを備えた手押し搬送車に関するものが記載されている。この手押し搬送車は、歩行操作者が押し引きするハンドルと、このハンドルが取り付けられた荷物積載部を備えた車体と、この車体を走行可能に支持する走行部とを備えると共に、走行部を駆動する電動モータと、押し引き方向に回動可能に取り付けられたハンドルの操作量に応じて出力される電気信号により電動モータの駆動を制御する制御装置とを備えた手押し搬送車において、制御装置が、ハンドルの操作量が中立位置の押し引き両側で中立領域にある間は電動モータの回転を停止させ、操作量が中立領域を越えた設定量に達すると電動モータを定速駆動すると共に、電動モータの定速値を変更調整可能にした、ことを特徴としている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−１０６０８２号公報（第２〜３頁、図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような搬送車両においては、ハンドルの操作によって搬送速度を調整する構成となっていたため、速度調整が煩雑であるばかりでなく、操作量を検出するための検出機構が必要とされることから、装置が全体として大きなものになると共に、製造コストが高くなるという課題があった。また、ハンドルの操作方向が制限されていることから、走行面の段差や階段等において使用できないという課題もあった。
【０００５】
本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたものであり、搬送体を引っ張る力や押圧する力を検出し、搬送力が基準値を超えているときには、その超えた分だけパワーアシストすることにより人の搬送力を一定の値に維持し、人に与えられる負担を軽減することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決し、前記目的を達成するため、本出願の請求項１記載の搬送車両は、１個又は２個以上の車輪と、１個又は２個以上の車輪を回転駆動する回転駆動手段と、回転駆動手段が搭載された搬送体と、搬送体に搬送力を作用させるハンドルと、ハンドルに作用する搬送力を検出する力検出手段と、力検出手段からの検出信号に基づき前記回転駆動手段を駆動制御する駆動制御手段と、を備えたことを特徴としている。
【０００７】
本出願の請求項２記載の搬送車両は、車輪は、搬送体の左右両側で同軸上に配置された２個の駆動車輪と、２個の駆動車輪の前側又は後側に配置された１個又は２個の補助車輪とからなることを特徴としている。
【０００８】
本出願の請求項３記載の搬送車両は、ハンドルは、搬送体の上部において上方へ突出するように設けられ、ハンドルの上部に力検出手段を設けたことを特徴としている。
【０００９】
本出願の請求項４記載の搬送車両は、車輪は、路面の段差よりも大きな半径を有することを特徴としている。
【００１０】
本出願の請求項５記載の搬送車両は、力検出手段は、搬送力の大きさに応じて静電容量が変化する静電容量センサ又は歪の大きさに応じて歪み量が変化する歪センサであることを特徴としている。
【００１１】
本出願の請求項６記載の搬送車両は、力検出手段は、ハンドルに作用する牽引力を検出する力センサと、ハンドルに作用する押圧力を検出する力センサとを有することを特徴としている。
【００１２】
本出願の請求項７記載の搬送車両は、駆動制御手段は、ハンドルに作用する牽引力及び押圧力の少なくとも一方の基準となる予め設定される基準値が記憶された記憶手段と、牽引力を検出する牽引力センサ及び押圧力を検出する押圧力センサの少なくとも一方の検出信号に基づく検出値を基準値と比較して牽引力又は押圧力を基準値に近づけるように制御する制御手段と、を有することを特徴としている。
【００１３】
本出願の請求項８記載の搬送車両の制御方法は、回転駆動手段により回転駆動される１個又は２個以上の車輪を有する搬送体を、搬送体に取り付けられたハンドルを牽引又は押圧することにより搬送させる搬送車両の制御方法において、ハンドルに作用する搬送力を検出し、これにより検出された搬送力と基準値を比較して搬送力の差を算出し、その差の分だけ回転駆動手段を回転駆動させるようにしたことを特徴としている。
【００１４】
前述のように構成したことにより、本出願の請求項１記載の搬送車両では、ハンドルを持って牽引し又は押圧して搬送体を搬送すると、ハンドルに設けられた力検出手段によって搬送力が検出され、その検出信号が供給される駆動制御手段により搬送力と予め設定された基準値を比較してその差に応じた信号を回転駆動手段に出力する。これにより、その差に応じて回転駆動される回転駆動手段により車輪が回転駆動されるため、牽引する人は常に一定の搬送力（牽引力又は押圧力）で牽引又は押圧して搬送することができる。
【００１５】
本出願の請求項２記載の搬送車両では、２個の駆動車輪と１個又は２個の補助車輪を設けることにより、搬送車両を安定させて搬送させることができる。
【００１６】
本出願の請求項３記載の搬送車両では、ハンドルの上部に力検出手段を設けることにより、人が搬送車両を楽に搬送することができる。
【００１７】
本出願の請求項４記載の搬送車両では、車輪の半径が段差よりも大きいため、その段差を楽に乗り越えることができる。
【００１８】
本出願の請求項５記載の搬送車両では、力検出手段として、構造が簡単で取り扱いに便利な静電容量センサ又は歪センサを用いることができる。
【００１９】
本出願の請求項６記載の搬送車両では、２個の力センサでハンドルに作用する牽引力と押圧力の両者を検出することができ、牽引するときばかりでなく押圧してする搬送するときのパワーアシストも行うことができる。
【００２０】
本出願の請求項７記載の搬送車両では、制御手段により牽引力センサ又は押圧力センサから供給される検出信号に基づく検出値を基準値と比較し、牽引力又は押圧力を基準値に近づけるように制御するため、搬送車両を牽引し又は押圧する者の牽引力又は押圧力を、零とするか又は所定の小さな値にすることができ、操作者の負担を軽減し若しくは零とすることができる。
【００２１】
また、本出願の請求項８記載の搬送車両の制御方法では、ハンドルに設けられた力検出手段によって搬送力が検出され、その検出信号が供給される駆動制御手段により搬送力と予め設定された基準値を比較してその差に応じた信号を回転駆動手段に出力することにより、その差に応じて回転駆動される回転駆動手段で車輪を回転駆動させて、牽引する人の力を常に一定の搬送力（牽引力又は押圧力）として搬送することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して説明する。図１〜図２５は、本発明の実施の形態を示すものである。即ち、図１Ａ，Ｂは本発明の搬送車両の第１の実施例を示す側面図及び正面図、図２Ａ，Ｂは図１Ａの要部断面図及びＵ−Ｕ線断面図、図３は図２Ｂの要部拡大断面図、図４は図３の要部拡大説明図、図５は本発明に係る浮き検出手段の一実施例を示す回路構成図、図６は本発明に係る力検出手段の第１の実施例を示す正面図、図７は図６のＶ−Ｖ線断面図、図８は同じく拡大して示す説明図、図９は同じく力検出手段の回路構成図である。
【００２３】
図１０は本発明に係る力検出手段の第２の実施例を断面して示す説明図、図１１は図１０の力検出手段の回路構成図、図１２は本発明に係る力検出手段の第３の実施例を示す正面図、図１３は図１２のＷ−Ｗ線断面図、図１４Ａ，Ｂは同じく拡大した正面図及びＸ−Ｘ線断面図、図１５は図１２の力検出手段の回路構成図、図１６は本発明に係る制御装置の回路構成図、図１７は図１６の制御構成を示すブロック説明図、図１８は本発明に係る力検出手段の第４の実施例を示す正面図、図１９は図１８のＹ−Ｙ線断面図、図２０、図２１、図２２、図２３及び図２４は図１に示す搬送装置の使用状態を示すそれぞれ説明図、図２５Ａ，Ｂ及びＣは本発明の搬送車両の第２の実施例を示す側面図、正面図及びＺ矢視図である。
【００２４】
図１Ａ，Ｂ及び図２Ａ，Ｂに示すように、本発明の第１の実施例を示す搬送車両１は、荷物を載せることができる搬送体２と、２個の駆動車輪３Ｌ，３Ｒと、回転駆動手段の一具体例を示す車輪駆動部４Ｌ，４Ｒと、この車輪駆動部４（４Ｌ，４Ｒ）の回転駆動を制御する駆動制御手段である車両制御部５と、搬送体２に取り付けられたハンドル６と、このハンドル６に設けられた力検出手段の第１の実施例を示す力センサ７と、電源の一具体例を示すバッテリ８と、補助車輪９等を備えて構成されている。
【００２５】
搬送体２は、荷物を乗せることができるよう上面に開口された少々縦長の筐体によって構成されている。この搬送体２の正面である前側の両側部には、左右の駆動車輪３Ｌ，３Ｒが配置されている。そして、搬送体２の後側の左右方向中央部に補助車輪９が回転自在に配置されている。左右の駆動車輪３Ｌ，３Ｒは、搬送体２の底部に設けられた車輪駆動部４Ｌ，４Ｒによって回転駆動可能とされている。この車輪駆動部４は、左側駆動車輪３Ｌのためのものと右側駆動車輪３Ｒのためのものとからなり、両者の構成は同一であるため、代表して左側駆動車輪３Ｌ用の車輪駆動部４Ｌについて説明する。
【００２６】
図３に拡大して示すように、搬送体２の底部の前側両側部には、駆動車輪３Ｌ，３Ｒを支持するために肉厚にして強度が高められた補強部３ａが設けられている。補強部３ａには、上下方向に適宜な間隔をあけて側方に突出された２つのアーム部１２，１３が略平行をなすように設けられている。２つのアーム部１２，１３の先端には、補強部３ａと略平行をなすようにモータ支持部１４が設けられている。モータ支持部１４には、円形に形成された電動モータ１５の固定部が固定されている。電動モータ１５の固定部の内側には、図示しない回転軸を有する回転部が回転自在に支持されている。
【００２７】
電動モータ１５としては、例えば、直流モータ、同期モータ、誘導モータ、ステップモータが好適であるが、他の形式のモータを適用できることは勿論である。電動モータ１５の回転軸には、例えば、遊星歯車装置等によって適宜に減速可能とされた減速機１６が取り付けられている。減速機１６は、電動モータ１５の固定部と同程度の大きさを有する回転部を備えている。この減速機１６の回転部の外端面に駆動車輪３Ｌが固定ネジ等の固着手段により固定され、一体的に回転自在とされている。また、搬送体２の略中心部にバッテリ８が配置されている。
【００２８】
２個の駆動車輪３Ｌ，３Ｒは、同一の形状及び構成を有する同一の車輪であり、ゴム製のタイヤ１７と、このタイヤ１７が外周面に装着されるホイール１８とから構成されている。タイヤ１７は、平面側である前後方向の剛性が強く、断面側であるラジアル方向に対しては柔らかい特性を持つように構成されており、その内側の空間部が流体室１９となっている。タイヤ１７の流体室１９には、流体の一具体例を示す空気が充填されている。タイヤ１７に充填される流体としては、空気が好ましいが、空気以外の気体であっても良い。
【００２９】
各駆動車輪３Ｌ，３Ｒのホイール１８は、一般的にはアルミニウム合金等の金属材料によって形成されるが、他の金属材料であっても良く、また、金属以外のプラスチック材料や木材等を用いることもできる。
【００３０】
搬送体２に搭載される車両制御部５は、例えば、マイクロコンピュータを備えた電子回路装置によって構成される。マイクロコンピュータは、中央処理装置を中心に、プログラムメモリにＲＡＭ，ＲＯＭを有し、周辺装置に入出力インタフェース等を組み合わせたもので、力センサ７の検出信号が入力される。これにより車両制御部５では、その検出信号に基づき予め設定された演算処理を実行し、制御信号を車輪駆動部４の電動モータ１５に出力する。これにより、左右の駆動車輪３Ｌ，３Ｒが個別に回転駆動される。
【００３１】
図１６は、車両制御部５の構成の一具体例を示すものである。この車両制御部５は、前記マイクロコンピュータを有する演算装置２１と、この演算装置２１から出力される信号によって制御信号を出力する駆動回路２２と、演算装置２１に接続された２個のアンプ２３，２４を備えて構成されている。駆動回路２２は、左側駆動車輪３Ｌを回転駆動する左側電動モータ４Ｌと、右側駆動車輪３Ｒを回転駆動する右側電動モータ４Ｒとに個別に接続されている。
【００３２】
第１のアンプ２３には、搬送車両１の牽引力を検出する力センサ７が接続され、その検出信号が所定の信号に増幅されて演算装置２１に供給される。また、第２のアンプ２４には、搬送車両１を持ち上げることにより車輪が路面から浮いたことを検出する浮き検出センサ２５が接続され、その検出信号が所定の信号に増幅されて演算装置２１に供給される。
【００３３】
図１７には、車両制御部５による車輪駆動制御の一具体例を示している。ここで、図１７に示す基準値は、正、負又は零のいずれをも取りうるもので、例えば、牽引力センサ、押圧力センサのいずれか一方、又は双方を備えるかによって適宜所定の値に設定し得るものである。例えば、基準値を零以外の適切な値に設定することにより、牽引力センサ若しくは押圧力センサのいずれか一方のみしか備えない場合においても、操作者が僅かな牽引力若しくは押圧力により搬送車両１を容易に移動することができる。
【００３４】
次に、牽引力センサのみを備える場合について説明する。この場合には、基準値は正の値に設定される。スイッチ３３が閉じられてサーボが行われている状態において、ハンドル６を操作する者が、ハンドル６に対して補助車輪９と反対側に立った状態で、搬送車両１が停止している場合には、サーボの作用により牽引力センサ７の出力信号と基準値とが等しくなるように、搬送車両１に搭載された電動モータ４Ｌ，４Ｒに駆動信号が供給される。このとき、基準信号の大きさを正方向に大きくすればするほど、操車者が搬送車両１を牽引する力は大きくなる。
【００３５】
ここで、操車者が図１において、左方向へ移動する場合には、搬送車両１は操作する者に対して上述の基準値に応じた牽引力を生じながら、図中左方向へ移動する。一方、操車者が図１において、右方向へ移動する場合も同様に、搬送車両１は操作する者に対して上述の基準値に応じた牽引力を生じながら、図中右方向へ移動する。即ち、牽引力センサ７の動作中心点をオフセットさせることにより、牽引力センサ７のみを用いて、僅かな力により双方向へ搬送車両１を移動させることが可能となる。この基準値の大きさは、小さい程、より少ない牽引力で搬送車両１を移動させることが可能となるが、牽引力センサ７の動作中心点のずれ量も少なく押圧力に対する動作マージンも少なくなるので、牽引力と動作マージンとの兼ね合いで適切に定められるべきものである。
【００３６】
このような基準値に基づいて実行される車輪駆動制御は、力センサ７で検出された牽引力が常に一定の値、即ち、牽引力の基準値（例えば、牽引力１ｋｇ）となるように制御するもので、減算器３１と電力アンプ３２とスイッチ３３とを備えた回路構成によって実行される。減算器３１は、力センサ７で検出された牽引力の検出値から基準値を減算し、その差に対応した信号を電力アンプ３２に出力する。電力アンプ３２では受けた信号を増幅して出力し、車輪駆動用の電動モータ４Ｌ，４Ｒを回転駆動する。
【００３７】
電力アンプ３２と電動モータ４Ｌ，４Ｒとの間には、電動モータ４Ｌ，４Ｒの駆動を遮断するスイッチ３３が介在されている。このスイッチ３３は、各駆動車輪３Ｌ，３Ｒが浮き上がったことによって生じる駆動車輪３Ｌ，３Ｒの空転を防止するためのものである。浮き検出センサ２５が駆動車輪３Ｌ，３Ｒの浮き上がりを検出して検出信号を出力することにより、スイッチ３３が回路を開いて電動モータ４Ｌ，４Ｒへの電力の供給が停止される。これにより、駆動車輪３Ｌ，３Ｒの回転が停止され、空転状態が解消される。
【００３８】
浮き検出センサ２５は、図３及び図４に示すように、搬送体２の上アーム部１２に設けられている。この浮き検出センサ２５は、上アーム部１２の上下両面に取り付けられた２枚の歪ゲージ２６，２７を有し、図５に示すような構成とされている。歪ゲージ２６，２７は、各駆動車輪３Ｌ，３Ｒが浮き上がって中吊りとなったときに、駆動車輪３Ｌ，３Ｒ自体の重量によって上アーム部１２に生じる曲げ歪を検出する。この歪ゲージ２６，２７としては、例えば、金属の伸縮による抵抗値の変化を利用した歪ゲージや、結晶の機械的な歪により圧電効果を生ずるピエゾ素子等を用いることができる。
【００３９】
２枚の歪ゲージ２６，２７は、同一の歪ゲージではあるが、上下を逆にして貼り付けられ、直列に接続されている。同一の歪ゲージを２枚用いる理由は、上アーム部１２が熱によって変形すると上下面で曲がり具合が異なる場合が生じるため、このような熱膨張による影響を消去することにある。従って、アーム部の熱膨張による影響を考慮する必要が無い場合には、歪ゲージは、上面又は下面のいずれか一方のみで良い。また、上アーム部１２に代えて下アーム部１３に歪ゲージを取り付ける構成としても良い。
【００４０】
２枚の歪ゲージ２６，２７には、２個の抵抗２８，２９が直列に接続され、これら４部品が全体として環状に連結されている。第１の歪ゲージ２６と第１の抵抗２８との間には、アース接続された交流電源３５が接続されている。また、第２の歪ゲージ２７と第２の抵抗２９との間には、アース線３６が接続されている。そして、２枚の歪ゲージ２６，２７間にはアンプ３７のプラス端子が接続され、このアンプ３７のマイナス端子が２個の抵抗２８，２９間に接続されている。
【００４１】
このような構成を有する浮き検出センサ２５によれば、例えば、次のようにして左右駆動車輪３Ｌ，３Ｒの浮き上がりを検出することができる。図１及び図２に示すように、左右駆動車輪３Ｌ，３Ｒが共に路面１０に接地していることにより、駆動車輪３Ｌ，３Ｒが浮き上がりを生じていない場合には、上下のアーム部１２，１３には搬送体２及び搬送物の重量がかかり、重力方向の力を正とすると、補強部３ａから見たモータ支持部１４は路面１０から負の方向の反力を受け、上下のアーム部１２，１３は曲げられる。その結果、上アーム部１２の曲げ量に応じた信号が２枚の歪ゲージ２６，２７から出力され、これにより、アンプ３７からは負の方向の搬送体２以上の重量が検出される。
【００４２】
一方、搬送体２が持ち上げられることによって駆動車輪３Ｌ，３Ｒが路面１０から離れると、駆動車輪３Ｌ，３Ｒの荷重が重力方向に作用して上下のアーム部１２，１３に負荷され、その荷重の大きさに応じてアーム部１２が曲げられる。
その結果、アーム部１２の曲げ量に応じた信号が２枚の歪ゲージ２６，２７から出力される。これにより、歪ゲージ２６，２７から出力される検出信号の値に応じた信号がアンプ３７から出力される。アンプ３７からの出力信号は、重力に対して正の方向の駆動車輪３Ｌ，３Ｒの重量となり、出力される信号の向きと大きさが変わり浮きを検出する。その結果、アンプ３７から出力される信号の値に応じてスイッチ３３が開かれ、対応する駆動車輪３Ｌ，３Ｒの回転駆動が停止される。これにより、駆動車輪３Ｌ，３Ｒの空転状態を解消することができる。
【００４３】
力センサ７が取り付けられたハンドル６は、四角形の環状に形成された操作部６ａと、この操作部６ａの下辺に連続された軸部６ｂとからなっている。ハンドル６の軸部６ｂの下端は搬送体２の固定部２ａに螺合手段、圧入手段その他の固着手段により固着され、搬送体２と一体的に構成されている。このハンドル６の操作部６ａの上辺には、握り易くするための円筒状に形成された弾性体からなる把持部４０が設けられている。この把持部４０の略中央部に力センサ７が設けられている。
【００４４】
力センサ７は、図６、図７及び図８に示すような構成を有している。この力センサ７は、静電容量型の力センサであり、２枚のシート状の電極４１，４２と、両電極４１，４２間に所定の隙間を設定するスペーサ４３とから構成されている。各電極４１，４２にはリード線４８，４９が接続されていて、両リード線４８，４９を介して２枚の電極４１，４２が電源に接続される。この力センサ７は、操作部６ａのパイプの外周面に貼り付けるように取り付ける。その際、牽引時に手の力が最も強く作用する部位に力センサ７の中央部を設定するようにする。
【００４５】
図９は、このような構成を有する力センサ７を使用するための電気回路図である。力センサ７と３個のコンデンサ４５，４６，４７が直列に接続されて環状とされている。この回路構成は、図５に示した回路構成のうち、第２の力センサ２７と２個の抵抗２８，２９を共にコンデンサに変えたものであり、他の構成は同様である。この実施例によれば、把持部４０を持って搬送車両１を牽引すると、その牽引力の大きさに応じて２枚の電極４１，４２間の距離が小さくなる。その結果、電極４１，４２間の距離の変化によって静電容量が変化するため、これを利用して牽引力の大きさを検出することができる。
【００４６】
図１０に示す力センサ５０は、ピエゾフィルム等のフィルム状にした圧電材料５１を、同じくフィルム状をなす２枚の弾性体フィルム５２，５３で挟むことによって構成したものである。他の構成は、図８に示した実施例と同様である。図１１は、この力センサ５０を使用するための電気回路図である。このような構成を有する力センサ５０では、図示するような増幅器５５と組み合わせるだけで、牽引力を検出することができる。
【００４７】
この実施例の場合によれば、牽引力（外力）によって撓んだ圧電材料５１の発生する電位を測定することにより、把持部を通して力センサ５０に加えられた牽引力を検出することができる。
【００４８】
図１２及び図１３に示す力センサ６０は、歪ゲージ６１，６２で牽引力を検出できるようにしたものである。そして、牽引力の検出精度を高めるために操作部６ａにコ字状の切欠き６３を設け、図１４Ａ，Ｂに示すように、切欠き６３と反対側に歪ゲージ６１，６２が貼り付けられている。他の構成は、図６に示した実施例と同様である。尚、２個の歪ゲージ６１，６２を設けた理由は、牽引力の検出精度の安定性を高めるためであり、１個の歪ゲージのみで構成できることは勿論である。
【００４９】
この実施例の場合には、操作部６ａに切欠き６３を設けたため、比較的小さな牽引力（外力）によって切り欠かれた部分を大きく撓ませることができる。そのため、構造が簡単でありながら検出精度の良い力センサを得ることができる。しかも、歪ゲージを任意の場所に取り付けることができ、例えば、軸部６ｂに歪ゲージを貼り付けて、その曲げ歪から牽引力の大きさを検出することができる。
【００５０】
図１５は、このような構成を有する力センサ６０を使用するための電気回路図である。この電気回路が図５の電気回路と異なるところは、第２の力センサ２７に変えて第３の抵抗６５を設けた点であり、他の構成は同様である。このような構成とすることによっても前記実施例と同様の効果を得ることができる。
【００５１】
図１８及び図１９に示す力センサ７０は、搬送車両１のハンドル６に加えられる牽引力に加えて、同じくハンドル６に加えられる押圧力も同様に検出できるようにしたものである。具体的には、図６及び図７に示す実施例の構成に加えて、操作部６ａの押圧力が負荷される力センサ７と対向するようその反対側の位置に、力センサ７と同じ構成を有する第２の力センサ７０を貼り付けることによって構成されている。
【００５２】
この実施例の場合には、搬送車両１のハンドル６を引っ張って牽引する場合のみならず、ハンドル６を押すことによっても補助動力を加えてパワーアシストすることができる。即ち、ハンドル６を持って搬送車両１を押すことにより、その押す力を検出することができ、これにより電動モータ４Ｌ，４Ｒの駆動を介して駆動車輪３Ｌ，３Ｒを前進方向へ回転駆動させ、搬送車両１を押す力を補助することができる。この場合には、路面の平坦部において押し力に応じてパワーアシストするため、後述する階段下りにおいても、常に一定の牽引力で搬送車両１を搬送させることができる。
【００５３】
この実施例に関して、その作用を詳しく説明すると、次のようなものである。この実施例に示した２つの力センサ７，７０を、図１等に示す搬送車両に適用した場合を例にとって説明する。まず、スイッチ３３が閉じられてサーボが行われている状態において、ハンドル６を操作する者が、ハンドル６に対して補助車輪９と反対側に立ち、把持部４０に設けられた牽引力センサ（第１の力センサ）７若しくは押圧力センサ（第２の力センサ）を操作する場合について説明する。
【００５４】
まず、基準値が零の場合について説明すると、図１において、操作者が左方向へ移動する場合には、搬送車両１は操作する者によって牽引される。この場合、搬送車両１を牽引する力に応じた大きさの信号（例えば、正極性の信号）が牽引力センサ７から出力される。この信号から基準値が減算される演算が行われた後の信号に基づいて駆動信号が出力され、これにより搬送車両１を移動させる電動モータ４Ｌ，４Ｒが回転駆動される。
【００５５】
ここで、図１７に示す制御系は、フィードバック制御系を構成するので、牽引力センサ７からの出力信号の大きさを基準値と等しくするように、即ち、牽引力が零となるように電動モータ４Ｌ，４Ｒが駆動される。その結果、搬送車両１を牽引する者の負荷が小さくなり、搬送車両１を牽引する者は、略零の牽引力で搬送車両１を移動させることができる。
【００５６】
一方、ハンドル６を操作する者が、同じくハンドル６に対して補助車輪９と反対側にたち、図１において右方向へ移動する場合には、搬送車両１を押す力に応じた大きさの負極性の信号が押圧力センサ７０から出力される。この信号から基準値が減算される演算が行われた後の信号に基づいて駆動信号が出力され、これにより搬送車両１を移動させる電動モータ４Ｌ，４Ｒが回転駆動される。その結果、押圧力センサ７０からの出力信号の大きさが基準値と等しくなるように、即ち、押圧力が零となるように電動モータ４Ｌ，４Ｒが駆動される。これにより、搬送車両１を押圧する者の負荷が小さくなり、搬送車両１を押圧する者は、略零の押圧力で搬送車両１を移動させることができる。
【００５７】
このように、牽引力センサ７及び押圧力センサ７０の両方を備える場合には、牽引と押圧の両方の力に対して図１７に示す制御系を作用させることができる。
これに対して、牽引力センサ７のみを備える場合には牽引力に対してのみ作用させることができ、同様に、押圧力センサ７０のみを備える場合には押圧力に対してのみ作用させることができる。その結果、牽引力センサ７のみを備える場合には、搬送車両１を押圧する場合にサーボのアシストがないため、大きな押圧力が必要になる。同じく、押圧力センサ７０のみを備える場合には、搬送車両１を牽引する場合にサーボのアシストがないため、大きな牽引力が必要になる。
【００５８】
かくして、押圧力センサ７０のみを備える場合についても、牽引力センサ７のみを備える場合と同様に、各部信号の極性と牽引力が押圧力に変わるのみで、同様の作用を奏することができる。即ち、基準信号として負の信号を与えることにより、基準信号の大きさに応じた押圧力を生じさせながら、搬送車両１を基準値に応じた僅かな力によって双方向へ移動させることが可能になる。
【００５９】
図２０〜図２４は、前記搬送車両１の各種路面における制御状態を説明するものである。このうち、図２０は、比較的平坦な路面１０における制御状態を示すものである。通常、人が搬送車両１を牽引する場合、搬送体２に載せる搬送物の重量及び路面１０のうねり等による抵抗力を含めた力が牽引力として必要になる。そこで、ハンドル６の把持部４０に内蔵された力センサ７により、牽引する人に加えられる力が、予め設定された所定の牽引力（例えば、１ｋｇ）となるように電動モータ４Ｌ，４Ｒを駆動して駆動車輪３Ｌ，３Ｒを前進方向（図２０において左方向）に回転駆動する。
【００６０】
これにより、牽引する人の牽引力をパワーアシストして、パワーアシストの無い状態よりも小さな力で搬送車両１を牽引することができる。例えば、人が受ける力を１ｋｇに設定すると、その人には常に１ｋｇの牽引力が負荷されることになり、搬送車両１の負荷がどのように変動しようとも常に牽引力を１ｋｇに維持することができる。
【００６１】
図２０において、グラフＳ１は、路面に対する牽引抵抗力の関係を示すものである。この場合、牽引抵抗力は路面１０の変化に対応して変化しており、路面の高い位置から低い位置に降りるときには、その変化に応じて牽引抵抗力も小さくなり、これとは逆に、低い位置から高い位置に上るときには、その変化に応じて牽引抵抗力も大きくなる。このときの牽引力を現わしたものがグラフＴ１である。前述したパワーアシストが無いときには牽引力は牽引抵抗力と等しくなるが、本願発明の場合には牽引力Ｆは常に一定の値となる。
【００６２】
図２１は、人が搬送車両１を持ち上げるときの制御状態を示すものである。人が搬送車両１を持ち上げることによって駆動車輪３Ｌ，３Ｒが路面１０から浮き上がると、把持部４０に内蔵された力センサ７によって牽引力が検出されるが、同時に浮き検出センサ２５によって、駆動車輪３Ｌ，３Ｒが路面１０から浮いた状態が検出される。これにより、力センサ７からの検出信号によって車両制御部５では駆動車輪３Ｌ，３Ｒを駆動するための信号を出力するが、同時に、浮き検出センサ２５からの検出信号によって駆動車輪３Ｌ，３Ｒの駆動が遮断される。
そのため、駆動車輪３Ｌ，３Ｒが回転駆動されることがない。
【００６３】
図２１において、グラフＰは、浮き検出センサ２５の検出信号を示すもので、この場合には、駆動車輪３Ｌ，３Ｒが路面１０から浮いた状態を表す信号が出力される。グラフＱは、牽引抵抗力を表すもので、この場合の牽引抵抗力はゼロである。また、グラフＲは、力センサ７の検出信号を示すもので、この場合には、牽引している状態を表す信号が出力される。
【００６４】
図２２は、搬送車両１が段差８０を乗り越えるときの制御状態を示すものである。搬送車両１が段差８０を乗り越えるときには、グラフＳ２に示すように大きな牽引抵抗力が働くため、グラフＴ２に示すように大きな牽引力が必要になるが、ハンドル６の把持部４０に内蔵された力センサ７により、牽引する人に加えられる力が予め設定された所定の牽引力となるように電動モータ４Ｌ，４Ｒを駆動して駆動車輪３Ｌ，３Ｒを前進方向（図２２において左方向）に回転駆動する。
これにより、牽引する人の牽引力をパワーアシストして、パワーアシストの無い状態よりも小さな一定の牽引力Ｆで搬送車両１を牽引することができる。
【００６５】
図２３は、搬送車両１が階段８１を上がるときの制御状態を示すものである。
搬送車両１が階段８１を上がるときには、グラフＳ３に示すように大きな牽引抵抗力が繰り返し働くため、グラフＴ３に示すように大きな牽引力が断続的に必要になるが、ハンドル６の把持部４０に内蔵された力センサ７により、牽引する人に加えられる力が予め設定された所定の牽引力となるように電動モータ４Ｌ，４Ｒを駆動して駆動車輪３Ｌ，３Ｒを前進方向（図２２において左方向）に回転駆動する。これにより、牽引する人の牽引力をパワーアシストして、パワーアシストの無い状態よりも小さな一定の牽引力Ｆで搬送車両１を牽引することができる。
【００６６】
図２４は、搬送車両１が階段８１を下りるときの制御状態を示すものである。搬送車両１が階段８１を下りるときには、グラフＳ４に示すように階段８１の平坦部ではハンドル６を押すため、ハンドル６の把持部４０に内蔵された力センサ７によっては牽引力（引っ張り力）は検出されない。そのため、駆動車輪３Ｌ，３Ｒが電動モータ４Ｌ，４Ｒによって駆動されることがなく、人の力のみで押されて搬送される。次に、階段８１の段差にさしかかると、搬送車両１には自重で下に落ちようとする力Ｇが働く一方、人にはそれを支えようとする力がハンドル６に作用する。
【００６７】
このとき、ハンドル６の把持部４０に内蔵された力センサ７により、牽引する人に加えられる力が予め設定された所定の牽引力Ｆとなるように電動モータ４Ｌ，４Ｒを駆動して駆動車輪３Ｌ，３Ｒを後退方向（図２４において左方向）に間欠的に回転駆動する。これにより、牽引する人の牽引力をパワーアシストして、パワーアシストの無い状態よりも小さな牽引力で間欠的に搬送車両１を牽引しつつ階段８１を下りることができる。
【００６８】
図２４において、グラフＳ１は、路面に対する牽引抵抗力の関係を示すものである。この場合、牽引抵抗力は階段８１の平坦部では低い一定値であるが、段差部において急激に立ち上がって大きな値となり、その段差を越えて１段下の平坦部に達すると、急激に下がって低い一定値に復帰される。このような牽引抵抗力に対して、牽引力Ｆを表したものがグラフＴ４である。この場合の牽引力は、牽引抵抗力のうち、一定値よりも高い部分をカットしたような状態となり、その牽引力Ｆを常に一定値以下の値に維持することができる。
【００６９】
図２５Ａ，Ｂ及びＣに示すように、本発明の第２の実施例を示す搬送車両９１は、人が搭乗して走行できるように構成したものである。この搬送車両９１は、搬送体９２と、２個の駆動車輪９３Ｌ，９３Ｒと、各駆動車輪９３Ｌ，９３Ｒに対応して設けられた２つの車輪駆動部９４Ｌ，９４Ｒと、これら車輪駆動部９４Ｌ，９４Ｒを制御する車両制御部９５と、搬送体９２に取り付けられたハンドル９６と、このハンドル９６に設けられた力センサ７と、バッテリ８と、浮き検出センサ２５等を備えて構成されている。車輪駆動部９４Ｌ，９４Ｒと力センサ７とバッテリ８と浮き検出センサ２５は、前述した実施例と同様であるため、それらの説明は省略する。
【００７０】
搬送体９２は、人が乗ることができる平板状の部材によって構成されている。
この搬送体９２の両側中央部に、左右の駆動車輪９３Ｌ，９３Ｒが配置されている。左右の駆動車輪９３Ｌ，９３Ｒは、搬送体２の側面部に設けられた車輪駆動部９４Ｌ，９４Ｒによって回転駆動可能とされている。この搬送体９２に、バッテリ８が内蔵されていると共に、各駆動車輪９３Ｌ，９３Ｒに対する一対の浮き検出センサ２５が設けられている。
【００７１】
ハンドル９６は、搬送体９２の前部に下端が固定され且つ上方に延在された軸部９７と、この軸部９７の上端に一体に設けられた操作部９８とからなり、操作部９８は横方向へ所定の長さ延在されている。操作部９８には環状部９８ａが設けられていて、この環状部９８ａに力センサ７が内蔵された把持部４０が設けられている。
【００７２】
このような構成を有する搬送車両９１においても、前記実施例と同様に、前述したような駆動車輪９３Ｌ，９３Ｒの制御を実行して、降車時における搬送車両９１の牽引移動を楽に行うことができる。
【００７３】
本発明は、前述しかつ図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、例えば、前記実施例では、三輪車及び二輪車に適用した例について説明したが、四輪車或いはそれ以上の車輪を有する車両にも適用可能である。このように、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施が可能である。
【００７４】
【発明の効果】
以上説明したように、本出願の請求項１記載の搬送車両によれば、１個又は２個以上の車輪と回転駆動手段と搬送体とハンドルと力検出手段と駆動制御手段を設ける構成としたため、ハンドルを持って牽引し又は押圧して搬送体を搬送することにより、ハンドルに設けられた力検出手段によって搬送力が検出され、その検出信号が供給される駆動制御手段により搬送力と予め設定された基準値を比較してその差に応じた信号を回転駆動手段に出力することができる。これにより、その差に応じて回転駆動される回転駆動手段によって車輪を回転駆動することができ、牽引する人に対して、常に一定の搬送力（牽引力又は押圧力）で牽引又は押圧して搬送することができるという効果が得られる。
【００７５】
本出願の請求項２記載の搬送車両によれば、２個の駆動車輪と１個又は２個の補助車輪を設ける構成としたため、搬送車両を安定させて搬送させることができるという効果が得られる。
【００７６】
本出願の請求項３記載の搬送車両によれば、ハンドルの上部に力検出手段を設ける構成としたため、人が搬送車両を楽に搬送することができるという効果が得られる。
【００７７】
本出願の請求項４記載の搬送車両によれば、車輪の半径が段差よりも大きい構成としたため、その段差を楽に乗り越えることができるという効果が得られる。
【００７８】
本出願の請求項５記載の搬送車両によれば、力検出手段として、構造が簡単で取り扱いに便利な静電容量センサ又は歪センサを用いることができ、構造の簡単化とコストダウンを図ることができるという効果が得られる。
【００７９】
本出願の請求項６記載の搬送車両によれば、２個の力センサでハンドルに作用する牽引力と押圧力の両者を検出する構成としたため、牽引するときばかりでなく押圧してする搬送するときのパワーアシストも行うことができるという効果が得られる。
【００８０】
本出願の請求項７記載の搬送車両によれば、制御手段により牽引力センサ又は押圧力センサから供給される検出信号に基づく検出値を基準値と比較し、牽引力又は押圧力を基準値に近づけるように制御する構成としたため、搬送車両を牽引し又は押圧する者の牽引力又は押圧力を、零とするか又は所定の小さな値にすることができ、操作者の負担を軽減し若しくは零とすることができるという効果が得られる。
【００８１】
また、本出願の請求項８記載の搬送車両の制御方法によれば、ハンドルに設けられた力検出手段によって搬送力が検出され、その検出信号が供給される駆動制御手段により搬送力と予め設定された基準値を比較してその差に応じた信号を回転駆動手段に出力することにより、その差に応じて回転駆動される回転駆動手段で車輪を回転駆動させて、牽引する人の力を常に一定の搬送力（牽引力又は押圧力）として搬送することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の搬送車両の第１の実施例を示すもので、同図Ａは側面図、同図Ｂは正面図である。
【図２】図１の搬送車両を示すもので、同図Ａは図１Ａの要部を断面した側面図、同図Ｂは同図ＡのＵ−Ｕ線断面図である。
【図３】図２Ｂの要部を拡大して示す断面図である。
【図４】図３の要部を更に拡大して示す説明図である。
【図５】本発明の搬送車両に係る浮き検出手段の一実施例を示す回路構成図である。
【図６】本発明の搬送車両に係る力検出手段の第１の実施例を示す正面図である。
【図７】図６のＶ−Ｖ線断面図である。
【図８】図６の力検出手段を拡大して示す説明図である。
【図９】図６の力検出手段の回路構成図である。
【図１０】本発明の搬送車両に係る力検出手段の第２の実施例を断面して示す説明図である。
【図１１】図１０に示す力検出手段の回路構成図である。
【図１２】本発明の搬送車両に係る力検出手段の第３の実施例を示す正面図である。
【図１３】図１２に示す力検出手段のＷ−Ｗ線断面図である。
【図１４】図１２の力検出手段を示すもので、同図Ａは要部を拡大した正面図、同図Ｂは同図ＡのＸ−Ｘ線断面図である。
【図１５】図１２に示す力検出手段の回路構成図である。
【図１６】本発明の搬送車両に係る制御装置の回路構成図である。
【図１７】図１６に示す制御装置の制御構成を示すブロック説明図である。
【図１８】本発明の搬送車両に係る力検出手段の第４の実施例を示す正面図である。
【図１９】図１８に示す力検出手段のＹ−Ｙ線断面図である。
【図２０】本発明の搬送車両の動作を説明するもので、平地での制御状態を示す説明図である。
【図２１】本発明の搬送車両の動作を説明するもので、搬送車両を持ち上げたときの制御状態を示す説明図である。
【図２２】本発明の搬送車両の動作を説明するもので、段差を乗り上げるときの制御状態を示す説明図である。
【図２３】本発明の搬送車両の動作を説明するもので、階段を上るときの制御状態を示す説明図である。
【図２４】本発明の搬送車両の動作を説明するもので、階段を下りるときの制御状態を示す説明図である。
【図２５】本発明の搬送車両の第２の実施例を示すもので、同図Ａは人が搭乗可能とされた搬送車両の側面図、同図Ｂは正面図、同図Ｃは同図ＢのＺ矢視図である。
【符号の説明】
１，９１…搬送車両、  ２，９２…搬送体、  ３Ｌ，３Ｒ，９３Ｌ，９３Ｒ…駆動車輪、  ４Ｌ，４Ｒ，９４Ｌ，９４Ｒ…車輪駆動部（回転駆動手段）、  ５，９５…車両制御部、  ６，９６…ハンドル、  ７，５０，６０，７０…力センサ（力検出手段）、  ８…バッテリ（電源）、  ９…補助車輪、  １０…路面、１５…電動モータ、  ２５…浮き検出センサ、  ２６，２７…歪ゲージ、  ４０…把持部
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2004359008.tif 000018
【図１７】
2004359008.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
2004359008.tif 000021
【図２０】
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【図２１】
2004359008.tif 000023
【図２２】
2004359008.tif 000024
【図２３】
2004359008.tif 000025
【図２４】
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【図２５】
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