(57)【要約】【課題】本発明は、誘導体に復帰させる機能を備えながら、低コストで構成可能な自走台車を提供することを課題とする。【解決手段】自走台車１０は、走行路面に貼り付けた誘導体２７を検出する中央センサ３１、左のセンサ３２及び右のセンサ３３を旋回部材２１ｆに設け、３つのセンサ３１〜３３が誘導体２７を検出するときと、左のセンサ３２又は右のセンサ３３が誘導体２７を検出しなくなったときと、左のセンサ３２と中央センサ３１又は右のセンサ３３と中央センサ３１とが誘導体２７を検出しなくなったときの各々の場合において、左右の駆動源２３、２５を制御する走行制御部３５を設けたものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
台車フレームに旋回部材を鉛直軸周りに旋回可能に設け、この旋回部材に左右の駆動源を設け、前記左の駆動源に左の駆動輪を接続し、前記右の駆動源に右の駆動輪を接続してなる自走台車において、
走行路面に貼り付けた誘導体を検出する中央センサ、左のセンサ及び右のセンサを前記旋回部材に設け、
前記３つのセンサが前記誘導体を検出するときには、前記左右の駆動源を等速で回転させ、前記左のセンサ又は右のセンサが前記誘導体を検出しなくなったときには、検出しなくなった側と同一の側に備えられる前記駆動源の一方は等速で回転し、前記駆動源の他方は前記駆動源の一方よりも減速して回転し、前記左のセンサと中央センサ又は前記右のセンサと中央センサとが前記誘導体を検出しなくなったときには、外れた側と同一の側に備えられる前記駆動源の一方は等速で回転し、前記駆動源の他方は停止し、前記左のセンサと中央センサと右のセンサの全てが前記誘導体を検出しなくなったときには、外れた側と同一の側に備えられる前記駆動源の一方は等速で回転し、前記駆動源の他方は停止し、所定時間経過後に、前記駆動源の一方を停止するとともに所定時間が経過してもこの状態が変わらないときには、前記左右の駆動源をともに停止させるように制御する走行制御部を前記旋回部材又は前記台車フレームに設けることを特徴とする自走台車。
【請求項２】
前記自走台車は、前記台車フレームの前部及び後部に各々前記左右の駆動源を備えることを特徴とする請求項１記載の自動台車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行路面に貼り付けた誘導体にガイドされて走行する自走台車の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
工場内の無人搬送システムの手段として広く用いられている自走台車は、一般に、走行路面に貼り付けた誘導体を検出するセンサと、このセンサにより誘導体を検出して自走台車の向きを制御する走行制御部と、この走行制御部により制御される左右の駆動源と、これら左右の駆動原に各々接続された左右の駆動輪とを備え、これら左右の駆動輪を駆動させて、工場内の走行路面に貼り付けた磁気テープや光反射テープなどの誘導体にガイドされて走行する。
【０００３】
自走台車が、例えば、路面の凹凸などにより、誘導体を検出できなくなったときに、自走台車に備えられている走行制御部は、直前の速度と操向方向を維持する指令を行う。このため、誘導体から自走台車が外れて走行するという不具合があった。
【０００４】
そこで、誘導体を検出できなくなったときに、自走台車に備えられる走行制御部を制御して、自走台車を自律的に走行させて誘導体に復帰させる技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００２−１５７０１５公報（図６）
【０００５】
特許文献１を次図に基づいて説明する。
図５は従来の技術の基本構成を説明する図であり、自走台車の走行制御部１０１は、前輪の左右のロータリエンコーダ１０３、１０４からのパルス信号をカウントすることにより左右の前輪の走行距離を各々計測する走行距離計測部１０５、１０６と、これら走行距離計測部１０５、１０６などにより走行又は停止などの走行指令をする走行指令部１１１と、この走行指令部１１１から走行指令を受け各駆動部１１３〜１１６に速度指令をする速度設定部１１７と、前輪及び後輪の角度検出器１２１、１２２により前輪及び後輪のモードを設定する前後のモード設定部１２３、１２４と、路面上の誘導体を検出する前輪側ガイドセンサ１２５、１２６と、これらガイドセンサ１２５、１２６、前記モード設定部１２３及び走行指令部１１１からの信号を入力して一定時間誘導体を検出しないときの停止指令などをする前部操向制御部１２７と、後輪側ガイドセンサ１２８、１２９と、これら後輪側ガイドセンサ１２８、１２９、前記モード設定部１２４及び走行指令部１１１からの信号を入力して一定時間誘導体を検出しないときの停止指令などをする後部操向制御部１３０と、を主要構成とする。なお、１３１〜１３４は各々減算器である。
【０００６】
そして、前部操向制御部１２７は角度検出器１２１の角度とガイドセンサ１２５、１２６との関係から誘導体を見失ったかどうかを判断し、後部操向制御部１３０は角度検出器１２２の角度とガイドセンサ１２８、１２９との関係から誘導体を見失ったかどうかを判断するとともに、前部操向制御部１２７と後部操向制御部１３０とが誘導体を見失ったと判断するとき、誘導体を検出しなくなった時点における角度検出器１２１、１２２の角度、走行モード及び走行速度をもとに換向角度を設定し、自走台車を自律的に走行させて誘導体に復帰するようにした。
【０００７】
しかし、特許文献１の技術において、自走台車が自律的に走行して誘導体に復帰するためには、ガイドセンサ１２５、１２６、１２８、１２９に加え、角度検出器１２１、１２２、モード設定部１２３、１２４が必要となる。また、前部操向制御部１２７、後部操向制御部１３０は、モード設定部１２３、１２４、操向指令部１２７、１３０という複数の部分からの信号が入力されるため、複雑なものとなり、自走台車の装置費用が嵩む。
走行中に誘導体を検出しなくなったときでも誘導体に復帰させる機能を備えながら、低コストで構成可能な自走台車が望まれている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、誘導体に復帰させる機能を備えながら、低コストで構成可能な自走台車を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に係る発明は、台車フレームに旋回部材を鉛直軸周りに旋回可能に設け、この旋回部材に左右の駆動源を設け、左の駆動源に左の駆動輪を接続し、右の駆動源に右の駆動輪を接続してなる自走台車において、走行路面に貼り付けた誘導体を検出する中央センサ、左のセンサ及び右のセンサを前記旋回部材に設け、３つのセンサが誘導体を検出するときには、左右の駆動源を等速で回転させ、左のセンサ又は右のセンサが誘導体を検出しなくなったときには、検出しなくなった側と同一の側に備えられる駆動源の一方は等速で回転し、駆動源の他方は駆動源の一方よりも減速して回転し、左のセンサと中央センサ又は右のセンサと中央センサとが誘導体を検出しなくなったときには、外れた側と同一の側に備えられる駆動源の一方は等速で回転し、駆動源の他方は停止し、左のセンサと中央センサと右のセンサの全てが誘導体を検出しなくなったときには、外れた側と同一の側に備えられる駆動源の一方は等速で回転し、駆動源の他方は停止し、所定時間経過後に、駆動源の一方を停止するとともに所定時間が経過してもこの状態が変わらないときには、左右の駆動源をともに停止させるように制御する走行制御部を旋回部材又は台車フレームに設けることを特徴とする。
【００１０】
請求項２に係る発明では、自走台車は、台車フレームの前部及び後部に各々左右の駆動源を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に係る発明では、自動台車は、走行路面に貼り付けた誘導体を検出する中央センサ、左のセンサ及び右のセンサを旋回部材に設け、３つのセンサが誘導体を検出するときと、左のセンサ又は右のセンサが誘導体を検出しなくなったときと、左のセンサと中央センサ又は右のセンサと中央センサとが誘導体を検出しなくなったときの各々の場合において、左右の駆動源を制御する走行制御部を設けたものである。
【００１２】
走行制御部は、３つのセンサが誘導体を検出するか否かの条件に基づいて、左右の駆動源に起動、停止、及び予め設定された回転速度で回転する指令を行うものである。
すなわち、誘導体から外れたときに復帰する入力信号は３つのセンサのオン・オフ信号であり、制御パターンの数は限られている。
【００１３】
従って、走行制御部は、これら３つのセンサのオン・オフ信号に基づいて、左右の駆動輪を制御するという簡便なものであるため、誘導体に復帰する機能を有する自走台車を低コストで構成することができる。
【００１４】
また、左のセンサと中央センサと右のセンサの全てが誘導体を検出しなくなったままの状態で所定時間を経過した後のときにのみ、自走台車を停止させるようにしたので、誘導体から自走台車が外れることによって、自走台車が停止する割合を減らすことができる。
自走台車が停止する割合が減るため、自走台車の稼働率を高めることができる。
【００１５】
請求項２に係る発明では、自走台車は、台車フレームの前部及び後部に各々左右の駆動源を備えるので、４輪で駆動される台車となり、路面の状況などに影響され難くすることができる。路面状況などに影響され難くなるため、より安定した走行が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る自走台車の平面図であり、自走台車１０は、台車フレーム１１と、この台車フレーム１１の前部１１ｆに旋回軸１２ｆを介して旋回可能に設けられている前部旋回駆動ユニット１５と、台車フレーム１１の後部１１ｒに旋回軸１２ｒを介して旋回可能に設けられている後部旋回駆動ユニット１６と、前部旋回駆動ユニット１５及び後部旋回駆動ユニット１６の外方に設けられ自走台車１０を安定して走行させる４つの自在車輪１７、１７、１７、１７と、を主要な構成要素とする。
【００１７】
前部旋回駆動ユニット１５は、旋回部材２１ｆと、この旋回部材２１ｆの左側部に設けられている左の駆動源２３と、この左の駆動源２３に接続される左の駆動輪２４と、旋回部材２１ｆの右側部に設けられている右の駆動源２５と、この右の駆動源２５に接続される右の駆動輪２６と、旋回部材２１ｆの前側部に設けられ走行路面に貼り付けた誘導体２７を検出するセンサ３０と、を備える。センサ３０は、自走台車１０の幅方向中心に設けられる中央センサ３１と、この中央センサ３１の左右に所定ピッチ離間して設けられる左右のセンサ３２、３３とからなる。
【００１８】
台車フレーム１１に、左右の駆動源２３、２５の起動、停止、及び回転速度を制御する走行制御部３５が設けられ、この走行制御部３５と左右の駆動源２３、２５間を接続する左ケーブル３７及び右ケーブル３８が設けられている。
【００１９】
なお、台車フレーム１１の後部に備えられる後部旋回駆動ユニット１６の構成は、前述した前部旋回駆動ユニット１５と同様であり、説明を省略する。
４１〜４３はセンサ３１〜３３と走行制御部３５巻を接続するセンサケーブルである。
すなわち、自走台車１０に備えられている前部旋回駆動ユニット１５は、台車フレーム１１に旋回部材２１ｆを鉛直軸周りに旋回可能に設け、この旋回部材２１ｆに左右の駆動源２３、２５を設け、左の駆動源２３に左の駆動輪２４を接続し、右の駆動源２５に右の駆動輪２６を接続し、走行路面に貼り付けた誘導体２７を検出する中央センサ３１、左のセンサ３２及び右のセンサ３３を旋回部材２１ｆに設けたものである。
なお、後部旋回駆動ユニット１６は、前部旋回駆動ユニット１５と同じ構成であり説明を省略する。
【００２０】
自走台車１０は、台車フレーム１１の前部１１ｆ及び後部１１ｒに各々左右の駆動源２３、２４を備えるので、４輪で駆動される台車となり、路面の状況などに影響され難くすることができる。路面状況などに影響され難くなるため、より安定した走行が可能となる。
なお、本実施例では、前部１１ｆ及び後部１１ｒの各々に設けられているが、左右の駆動源２３、２４を台車フレームの中心に配置することは差し支えない。
【００２１】
自走台車１０の誘導方式は磁気方式であり、誘導体２７の幅は５０ｍｍ、中央センサ３１と左右のセンサ３２、３３間のピッチは各々５ｍｍである。
また、台車フレーム１１の幅は７００ｍｍ、長さは１５００ｍｍ、高さは１５０ｍｍである。なお、説明を容易にするため、誘導体２７に復帰させる機能をもつ機器以外の、例えば、自走台車の行き先などを設定する運行制御機器、障害物を検出して停止する安全装置、及び駆動源となるモータなどの電源用として搭載されるバッテリなどは省略した。
【００２２】
図２は本発明に係る自走台車の側面図であり、自走台車１０は、台車フレーム１１の下面１１ｋの前部及び後部に取り付けられる前部旋回駆動ユニット１５及び後部旋回駆動ユニット１６と、この前部旋回駆動ユニット１５の前方に配置され操向自在に設けられる自在車輪１７と、後部旋回駆動ユニット１６の後方に配置され操向自在に設けられる自在車輪１７と、を備える。３９は側方カバーである。
【００２３】
以上に述べた自走台車の作用を次に述べる。
図３は自走台車に備えられている旋回部材の作用図であり、例えば、路面の凹凸など何らかの原因で自走台車（図１の符号１０）が誘導体２７から外れて走行し、センサ３０が誘導体２７を検出しない場合に、自走台車１０に備えられている前部旋回駆動ユニット１５が誘導体２７に復帰する作用を説明するものである。
【００２４】
（ａ）において、旋回部材２１ｆに備えられる中央及び左右のセンサ３１〜３３が全て誘導体２７を検出することを示す。上記３つのセンサ３１〜３３の全てが誘導体２７を検出するときには、左右の駆動源２３、２５に接続される左の駆動輪２４及び右の駆動輪２６とが等速（ＶＬａ＝ＶＲａ）で回転するように左右の駆動源２３、２５を制御する走行制御部（図１の符号３５）を設定する。
【００２５】
（ｂ）において、中央センサ３１と右のセンサ３３は誘導体２７を検出するが、左のセンサ３２は誘導体２７を検出しなくなったことを示す。
左のセンサ３２が誘導体２７を検出しなくなったとき、左の駆動輪２４が誘導体を検出しなくなる直前の指令速度のままの速度（ＶＬｂ）で回転し、右の駆動輪２６が左の駆動輪２４よりも減速した速度ＶＲｂ（ＶＲｂ＜ＶＬｂ）で回転するように左右の駆動源２３、２５を制御する走行制御部（図１の符号３５）を設定する。
【００２６】
従って、左右の駆動輪２４、２６の回転速度の関係は、ＶＲｂ＜ＶＬｂとなるので、前部旋回駆動ユニット１５は、旋回軸１２ｆを中心に図矢印ｐ方向に旋回して誘導体２７上に復帰することができる。
【００２７】
（ｃ）において、右のセンサ３３は誘導体２７を検出するが、左のセンサ３２と中央センサ３１は誘導体２７を検出しなくなったことを示す。
左のセンサ３２と中央センサ３１が誘導体２７を検出しなくなったとき、左の駆動輪２４が誘導体を検出しなくなる直前の指令速度のままの速度（ＶＬｃ）で回転し、右の駆動輪２６が停止（ＶＲｃ＝０）するように左右の駆動源２３、２５を制御する走行制御部３５を設定する。
【００２８】
従って、前部旋回駆動ユニット１５は、旋回軸１２ｆを中心に図矢印ｑ方向に旋回して誘導体２７上に復帰することができる。
【００２９】
（ｄ）において、旋回部材２１ｆに備えられる中央及び左右のセンサ３１〜３３の３つのセンサが全て誘導体２７を検出しなくなったことを示す。
左のセンサ３２と中央センサ３１と右のセンサ３３の全てが誘導体２７を検出しなくなったとき、左の駆動輪２４が誘導体を検出しなくなる直前の指令速度のままの速度（ＶＬｄ）で回転し、右の駆動輪２６は停止（ＶＲｄ＝０）するようにした。
従って、前部旋回駆動ユニット１５は、旋回軸１２ｆを中心に図矢印ｓ方向に旋回して誘導体２７上に復帰することができる。
【００３０】
また、所定時間が経過してもこの状態が変わらないとき、すなわち、所定時間経過後に、いずれのセンサー３１〜３３が誘導体２７を検出しないときには、左右の駆動輪２４、２６がともに停止（ＶＬｄ＝０、ＶＲｄ＝０）するように左右の駆動源２３、２５を制御する走行制御部３５を設定する。
【００３１】
次図で、上述した制御パターンを含む全ての制御パターンについて説明を行う。以下の説明において、左右の各駆動源は各々左右の各駆動輪に連結されているので、例えば、左の駆動源の速度と左の駆動輪の速度は同一の速度であり、右の駆動源の速度と右の駆動輪の速度は同一の速度であるものとし駆動輪の摩耗などによる影響は無視するものとする。
【００３２】
図４は本発明に係る自走台車の制御パターンを説明する図であり、自走台車の制御パターンを分類すると、パターン１〜７の７つのパターンに分類することができる。以下、各々のパターンについて説明を行う。
【００３３】
パターン１〜４は、各々、前図の（ａ）〜（ｄ）のパターンに対応するパターンであり説明を省略する。
パターン５は、中央センサ３１と左のセンサ３２とは誘導体（図３の符号２７）を検出するが、右のセンサ３３が誘導体２７を検出しなくなったときの制御パターンである。
右のセンサ３３が誘導体２７を検出しなくなったとき、右の駆動輪（図３の符号２６）が誘導体２７を検出しなくなる直前の指令速度のまま等速で回転し、左の駆動輪２４が右の駆動輪２６よりも減速して回転するように走行制御部（図１の符号３５）を設定する。
【００３４】
パターン６は、左のセンサ３２は誘導体（図３の符号２７）を検出するが、右のセンサ３３と中央センサ３１が誘導体２７を検出しなくなったときの制御パターンである。
右のセンサ３３と中央センサ３１とが誘導体２７を検出しなくなったとき、右の駆動輪（図３の符号２６）が誘導体２７を検出しなくなる直前の指令速度のままの速度で回転し、左の駆動輪２４が停止するように走行制御部（図１の符号３５）を設定する。
【００３５】
パターン７は、パターン６がさらに進行した形態であり、旋回部材２１ｆに備えられる中央及び左右のセンサ３１〜３３の３つのセンサが全て誘導体２７を検出しないときの制御パターンである。
【００３６】
左のセンサ３２と中央センサ３１と右のセンサ３３の全てが誘導体２７を検出しなくなったとき、右の駆動輪（図３の符号２６）は、パターン６と同様に誘導体２７を検出しなくなる直前の指令速度のままの速度で回転し、左の駆動輪２４は停止し、所定時間が経過してもこの状態が変わらないときには、左右の駆動輪２４、２６がともに停止するように走行制御部（図１の符号３５）を設定する。
【００３７】
ここで、上述のように、左右の駆動輪２９の速度とこれらに対応する左右の駆動源２８の速度は左右各々同一であるので、駆動輪の速度は駆動源の速度ということができる。
図１に戻って、走行制御部３５は、３つのセンサ３１〜３３が誘導体２７を検出するときには、左右の駆動源２８を等速で回転させ、左のセンサ３２又は右のセンサ３３が誘導体２７を検出しなくなったときには、検出しなくなった側と同一の側に備えられる駆動源２８の一方は等速で回転し、駆動源２８の他方は一方の駆動源２８よりも減速して回転し、左のセンサ３２と中央センサ３１又は右のセンサ３３と中央センサ３１とが誘導体２７を検出しなくなったときには、外れた側と同一の側に備えられる駆動源２８の一方は減速して回転し、駆動源２８の他方は停止し、左のセンサ３２と中央センサ３１と右のセンサ３３の全てが誘導体２７を検出しなくなったときには、外れた側と同一の側に備えられる駆動源２８の一方は減速して回転し、駆動源２８の他方は停止し、所定時間経過後に、駆動源２８の一方を停止するとともに所定時間が経過してもこの状態が変わらないときには、左右の駆動源２８をともに停止させるように制御するというものである。
【００３８】
従って、自走台車１０が誘導体２７から外れて走行するときであっても、自走台車１０を極力停止させることなく走行させることができる。
走行制御部３５は、３つのセンサ３１〜３３が誘導体２７を検出するか否かの条件に基づいて、左右の駆動源２３、２５に起動、停止、及び予め設定された回転速度で回転する指令を行うものである。従って、誘導体２７を外れたときに自律的に誘導体２７に復帰させる機能を備えた走行制御部３５を簡便に構成することができる。
【００３９】
従来、誘導体を外れたときに自律的に誘導体に復帰する機能を備えた自走台車の走行制御部は、誘導体を検出するセンサの他に、例えば、駆動輪の旋回角度を検出する角度検出器やこの角度検出器の信号を処理する走行制御部が必要となるなど複雑な走行制御部が必要であった。
【００４０】
この点、本発明では、走行制御部３５は、３つのセンサ３１〜３３を備えた簡便なものであり、これら３つのセンサ３１〜３３のオン・オフ信号に基づいて、あらかじめ設定された速度条件で左右の駆動輪２９を制御するものである。
従って、誘導体２７に復帰する機能をもつ自走台車１０を低コストで構成することができる。
【００４１】
また、左のセンサ３２と中央センサ３１と右のセンサ３３の全てが誘導体２７を検出しなくなりこの状態で所定時間を経過した後のときにだけ、自走台車１０を停止させるようにした。
【００４２】
具体的には、図４に戻って、停止指令となるのは、パターン４の一部とパターン７の一部に限られているので、自走台車１０が停止する割合を減らすことができる。
自走台車１０が停止する割合を減らすことによって、自走台車１０の稼働率を高めることができる。
なお、本実施例において、走行制御部３５は台車フレーム１１に設けられているが、旋回部材２１ｆに設けることは差し支えない。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、自走台車に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明に係る自走台車の平面図である。
【図２】本発明に係る自走台車の側面図である。
【図３】自走台車に備えられている旋回部材の作用図である。
【図４】本発明に係る自走台車の制御パターンを説明する図である。
【図５】従来の技術の基本構成を説明する図である。
【符号の説明】
【００４５】
１０…自走台車、１１…台車フレーム、２１…旋回部材、２３…左の駆動源、２４…左の駆動輪、２５…右の駆動源、２６…右の駆動輪、２８…左右の駆動源、３０…センサ、３１…中央センサ、３２…左のセンサ、３３…右のセンサ、３５…走行制御部。
【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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