(57)【要約】      （修正有）【課題】特殊なキャスタを使用しなくても、路面の補強にかかる手間およびコストの低減と、失敗のない荷物の受け渡しとを可能にする無人搬送車の走行制御装置、および無人搬送車を提供する。【解決手段】走行制御装置７は、車体２の走行方向一方側および他方側に各１つ設けられ、走行ガイド１０からの位置ずれに関する信号を出力する２つのガイドセンサ３、４と、各ガイドセンサ３、４から出力された信号に基づいて操舵制御を行う操舵制御部８とを備え、操舵制御部８は、スイッチバック後、所定距離を走行するまでの間または所定時間が経過するまでの間は、走行方向前側にあるガイドセンサ３の位置ずれが予め設定されたゼロ以外の目標位置ずれ量となり、かつ走行方向後側にあるガイドセンサ４の位置ずれが実質的にゼロとなるように操舵制御を行う。【選択図】図１
2012137823.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行経路に沿って路面に設けられた走行ガイドの位置を検知しながらスイッチバック走行する無人搬送車の走行制御装置であって、
車体の走行方向一方側および他方側に各１つ設けられ、前記走行ガイドからの位置ずれに関する信号を出力する２つのガイドセンサと、
前記２つのガイドセンサから出力された前記信号に基づいて操舵制御を行う操舵制御部とを備え、
前記操舵制御部は、
通常時は、前記２つのガイドセンサの前記位置ずれがそれぞれ実質的にゼロとなるように操舵制御を行い、
スイッチバック後、所定距離を走行するまでの間または所定時間が経過するまでの間は、走行方向前側にある前記ガイドセンサの前記位置ずれが予め設定されたゼロ以外の目標位置ずれ量となり、かつ走行方向後側にある前記ガイドセンサの前記位置ずれが実質的にゼロとなるように操舵制御を行う、
ことを特徴とする走行制御装置。
【請求項２】
走行経路に沿って路面に設けられた走行ガイドの位置を検知しながらスイッチバック走行する無人搬送車であって、
車体と、
前記車体に旋回自在に設けられ、スイッチバック前後において反転するキャスタ輪と、
前記車体に設けられた操舵手段と、
前記操舵手段を制御する請求項１に記載の走行制御装置と、
を備えたことを特徴とする無人搬送車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行経路に沿って路面に設けられた走行ガイドの位置を検知しながらスイッチバック走行する無人搬送車の走行制御装置、および無人搬送車に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、工場や倉庫等においては、ステーションから別のステーションへと荷物を搬送する手段として無人搬送車が使用されている。図６に示すように、従来の無人搬送車２０は、走行経路に沿って路面に設けられた走行ガイド１０を検知する第１および第２ガイドセンサ３、４と、駆動輪でもある２つの操舵輪５と、キャスタ軸６ａ回りに旋回自在に設けられたキャスタ６とを備え、走行ガイド１０が第１および第２ガイドセンサ３、４の幅方向中心にくるように操舵制御が行われている。
【０００３】
図７に、ステーションＳＴ１で受け取った荷物をステーションＳＴ２で降ろすという荷役を繰り返し行う無人搬送車２０を示す。このような荷役を行う場合、無人搬送車２０は走行方向をこれまでの方向とは異なる方向に切り替えるスイッチバックを行う。例えば、無人搬送車２０は、ステーションＳＴ２において荷物を降ろしてステーションＳＴ１に戻る際に、走行方向を１８０°反転させるスイッチバックを行う。
【０００４】
ところで、この無人搬送車２０は、スイッチバック前後においてキャスタ６が１８０°反転するので、キャスタ６の偏心量Ａ（＝キャスタ軸６ａと車輪軸６ｃとの距離）に応じた分だけ左右いずれかの方向に一時的にふくらんで走行する。また、キャスタ６が反転するとき、キャスタ６の車輪６ｂが路面に対して横滑りし、路面が磨耗する。
【０００５】
路面の磨耗は、金属板により路面を予め補強しておくことで予防することができる。しかしながら、キャスタ６の反転は、スイッチバック直後に起こるのか、スイッチバック後ある程度走行した後に起こるのか予測が困難なので、かなり広範囲にわたって金属板による補強を行う必要があり、手間とコストがかかっていた。また、キャスタ６の反転が次のステーションに到着する直前に起こると、姿勢が傾いた状態、すなわち走行ガイド１０が第１または第２ガイドセンサ３、４の幅方向中心にない状態で荷物の受け渡しを行うこととなり、受け渡しに失敗するおそれがあった。
【０００６】
これらの問題を解決するために、例えば特許文献１に記載の発明では、キャスタ軸６ａの側面に設けられた溝６ｄとボールプランジャ６ｅとからなるロック機構を有するキャスタ６’（図８参照）を採用している。このロック機構によれば、スイッチバック時にボールプランジャ６ｅから突出したボールと溝６ｄとを係合させてキャスタ６’の反転を防ぐことにより、上記の問題を解決することができる。この他、反転を防ぐための機構を備えたキャスタとしては、例えば特許文献２および３に記載のものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−２１１９０６号公報
【特許文献２】特開２００３−２３７３０４号公報
【特許文献３】特開２００４−３４９１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１〜３に記載されている特殊なキャスタは、構造が複雑で、かつ高価なので、これらのキャスタを用いて上記の問題を解決すると、無人搬送車全体のコストが高くなってしまうという別の問題が発生する。
【０００９】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その課題とするところは、特殊なキャスタを使用しなくても、路面の補強にかかる手間およびコストの低減と、失敗のない荷物の受け渡しとを可能にする無人搬送車の走行制御装置、および無人搬送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】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明に係る走行制御装置は、走行経路に沿って路面に設けられた走行ガイドの位置を検知しながらスイッチバック走行する無人搬送車の走行制御装置であって、車体の走行方向一方側および他方側に各１つ設けられ、走行ガイドからの位置ずれに関する信号を出力する２つのガイドセンサと、２つのガイドセンサから出力された信号に基づいて操舵制御を行う操舵制御部とを備え、
操舵制御部は、（１）通常時は、２つのガイドセンサの位置ずれがそれぞれ実質的にゼロとなるように操舵制御を行い、（２）スイッチバック後、所定距離を走行するまでの間または所定時間が経過するまでの間は、走行方向前側にあるガイドセンサの位置ずれが予め設定されたゼロ以外の目標位置ずれ量となり、かつ走行方向後側にあるガイドセンサの位置ずれが実質的にゼロとなるように操舵制御を行うことを特徴としている。
【００１１】
この構成では、スイッチバック後、所定距離を走行するまでの間または所定時間が経過するまでの間、無人搬送車の姿勢を意図的に傾けることでキャスタの反転が促されるので、キャスタが反転する位置（以下、“反転位置”という）の特定が容易になる。したがって、この構成によれば、特定された反転位置の路面だけを補強すればよいので、補強にかかる手間とコストを低減することができる。また、この構成によれば、スイッチバック後、比較的早い時期にキャスタを反転させることができるので、次のステーションに到着する前に姿勢修正を完了させ、正しい姿勢で失敗なく荷物の受け渡しを行うことができる。
【００１２】
また、本発明に係る無人搬送車は、走行経路に沿って路面に設けられた走行ガイドの位置を検知しながらスイッチバック走行する無人搬送車であって、車体と、車体に旋回自在に設けられ、スイッチバック前後において反転するキャスタ輪と、車体に設けられた操舵手段と、操舵手段を制御する上記走行制御装置とを備えたことを特徴としている。
【００１３】
この構成によれば、本発明に係る走行制御装置によって車体の操舵制御が行われるので、路面の補強にかかる手間およびコストを低減することができるとともに、正しい姿勢で失敗なく荷物の受け渡しを行うことができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、特殊なキャスタを使用しなくても、路面の補強にかかる手間およびコストの低減と、失敗のない荷物の受け渡しとを可能にする無人搬送車の走行制御装置、および無人搬送車を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る無人搬送車の平面図である。
【図２】走行ガイドからの位置ずれ量とセンサ出力信号の関係を示すグラフである。
【図３】第１実施形態の図であって、（Ａ）は予め設定された目標センサ出力値（位置ずれ量）のテーブル、（Ｂ）はスイッチバック後の無人搬送車の走行軌跡である。
【図４】第２実施形態の図であって、（Ａ）は予め設定された目標センサ出力値（位置ずれ量）のテーブル、（Ｂ）はスイッチバック後の無人搬送車の走行軌跡である。
【図５】第３実施形態において予め設定された目標センサ出力値（位置ずれ量）のテーブルである。
【図６】従来の無人搬送車の平面図である。
【図７】隣り合うステーション間でスイッチバック走行する無人搬送車の平面図である。
【図８】従来の無人搬送車に備えられたキャスタの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照して、本発明に係る走行制御装置および無人搬送車の好ましい実施形態について説明する。
【００１７】
［第１実施形態］
図１に、本発明の第１実施形態に係る無人搬送車を示す。無人搬送車１は、路面に設けられた走行ガイド１０に沿ってスイッチバック走行しながら荷役を行うもので、同図に示すように、車体２と、車体２の走行方向一方側に設けられた第１ガイドセンサ３と、走行方向他方側に設けられた第２ガイドセンサ４と、２つの操舵輪５と、車体２に旋回自在に設けられたキャスタ６と、操舵輪５を制御する操舵制御部８とを備えている。第１ガイドセンサ３、第２ガイドセンサ４およびキャスタ６は、車体２を幅方向に二等分する車体中心線Ｃ上に配置されている。また、第１ガイドセンサ３、第２ガイドセンサ４および操舵制御部８は、本実施形態に係る走行制御装置７を構成している。
【００１８】
本実施形態では、磁気棒からなる走行ガイド１０が路面に敷設されている。また、第１ガイドセンサ３および第２ガイドセンサ４としては、走行ガイド１０による磁界を検知して、走行ガイド１０からの位置ずれ量に関する信号（以下、“センサ出力信号”という）を出力する磁気センサが用いられている。
【００１９】
図２に示すように、第１および第２ガイドセンサ３、４は、Ｓ０〜Ｓ１４で表された計１５個の単位磁気センサを１０［ｍｍ］間隔で横一列に並べたものであり、走行ガイド１０からの位置ずれ量に応じたセンサ出力信号を操舵制御部８に向けて出力する。より具体的には、第１および第２ガイドセンサ３、４は、走行ガイド１０がセンサの幅方向中心（位置ずれ量＝０［ｍｍ］）にあるときは電圧値Ｖ７（以下、“標準センサ出力値”という）、走行ガイド１０が単位磁気センサＳ２の真下にあるとき、すなわち位置ずれ量が−５０［ｍｍ］であるときは電圧値Ｖ２、走行ガイド１０が単位磁気センサＳ１２の真下にあるとき、すなわち位置ずれ量が＋５０［ｍｍ］であるときは電圧値Ｖ１２を有するセンサ出力信号を出力する。
【００２０】
駆動輪でもある操舵輪５（本発明の“操舵手段”に相当する）は、車体２の下部に設けられている。操舵制御部８は、操舵輪５の操舵角（車体２に対する取り付け角）を変化させるか、または左右の操舵輪５に対する指示速度比率を変化させて操舵輪５の回転速度に差をつけることにより、操舵制御を行う。また、操舵制御部８は操舵輪５の回転速度に関する情報、すなわち走行距離に関する情報を取得可能となっている。
【００２１】
キャスタ６は車体２の下部に設けられ、キャスタ軸６ａ回りに旋回自在となっている。キャスタ６は、車輪６ｂと車輪軸６ｃとを有し、無人搬送車１が第１ガイドセンサ３を前にして走行するときは、キャスタ軸６ａと第２ガイドセンサ４の間に車輪軸６ｃがある図１の状態となる。一方、無人搬送車１が第２ガイドセンサ４を前にして走行するときは、キャスタ軸６ａと第１ガイドセンサ３の間に車輪軸６ｃがある状態となる。つまり、キャスタ６は、無人搬送車１がスイッチバックする度に、キャスタ軸６ａ回りに１８０°旋回する。
【００２２】
操舵制御部８はマイコンおよび不揮発性メモリ等からなり、第１ガイドセンサ３から出力されるセンサ出力信号、および第２ガイドセンサ４から出力されるセンサ出力信号に基づいて、車体２を操舵制御する。具体的には、操舵制御部８は、第１および第２ガイドセンサ３、４から出力されるセンサ出力信号の電圧値がいずれも標準センサ出力値となるように操舵制御を行う。これにより、第１ガイドセンサ３および第２ガイドセンサ４の位置ずれが実質的にゼロとなり、無人搬送車１は走行ガイド１０に沿って走行する。
【００２３】
また、操舵制御部８は、スイッチバック後、所定距離を走行するまでの間は、上記通常の制御とは異なる制御、すなわち走行方向後側にあるガイドセンサから出力されるセンサ出力信号の電圧値が標準センサ出力値となり、かつ走行方向前側にあるガイドセンサから出力されるセンサ出力信号の電圧値が予め設定された電圧値（以下、“目標センサ出力値”という）となるように車体２を操舵制御する。これにより、走行方向後側にあるガイドセンサの位置ずれは実質的にゼロとなるが、走行ガイド１０と走行方向前側にあるガイドセンサには、目標センサ出力値に応じた量の位置ずれが生じる。
【００２４】
目標センサ出力値は、スイッチバック後の無人搬送車１の走行距離に対応付けられて操舵制御部８の不揮発性メモリ内に予め格納されている。図３（Ａ）に示すように、本実施形態における目標センサ出力値は、スイッチバック後の走行距離が８００［ｍｍ］となるまでの間はＶ７→Ｖ８・・・→Ｖ１１のように上昇し、その後、Ｖ１１→Ｖ１０・・・のように下降し、走行距離が１６００［ｍｍ］となった後は標準センサ出力値であるＶ７となっている。
【００２５】
図３（Ｂ）は、本実施形態に係る無人搬送車のスイッチバック後の走行軌跡（ａ）→（ｂ）・・・→（ｅ）である。このうち、（ａ）は、第１ガイドセンサ３を前にして走行してきた無人搬送車１が不図示のステーションとの間で荷物の受け渡しを終えたスイッチバック前の状態を示す。（ａ）の状態にある無人搬送車１は、その車体中心線Ｃと走行ガイド１０がぴったりと重なっているので、第１ガイドセンサ３および第２ガイドセンサ４からは、標準センサ出力値の電圧値を有するセンサ出力信号が出力される。
【００２６】
スイッチバックした無人搬送車１が第２ガイドセンサ４を前にして走行し始めると、操舵制御部８は、走行方向前側にある第２ガイドセンサ４から出力されるセンサ出力信号の電圧値が図３（Ａ）に示す目標センサ出力値となり、かつ走行方向後側にある第１ガイドセンサ３から出力されるセンサ出力信号の電圧値が標準センサ出力値となるように操舵制御し始める。
【００２７】
（ｂ）は、（ａ）の状態から４００［ｍｍ］走行した後の状態である。走行距離４００［ｍｍ］に対応する目標センサ出力値はＶ９なので、（ｂ）の状態にある無人搬送車１は、走行ガイド１０に対する第２ガイドセンサ４の位置ずれ量が２０［ｍｍ］、第１ガイドセンサ３の位置ずれ量が０［ｍｍ］となっている。
【００２８】
（ｃ）は、（ｂ）の状態からさらに４００［ｍｍ］走行した後の状態である。走行距離８００［ｍｍ］に対応する目標センサ出力値はＶ１１なので、（ｃ）の状態にある無人搬送車１は、走行ガイド１０に対する第２ガイドセンサ４の位置ずれ量が４０［ｍｍ］、第１ガイドセンサ３の位置ずれ量が０［ｍｍ］となっている。
【００２９】
（ｄ）は、（ｃ）の状態からさらに４００［ｍｍ］走行した後の状態である。走行距離１２００［ｍｍ］に対応する目標センサ出力値はＶ９なので、（ｄ）の状態にある無人搬送車１は、走行ガイド１０に対する第２ガイドセンサ４の位置ずれ量が２０［ｍｍ］、第１ガイドセンサ３の位置ずれ量が０［ｍｍ］となっている。
【００３０】
そして、（ｅ）は、（ｄ）の状態からさらに４００［ｍｍ］走行した後の状態である。走行距離１６００［ｍｍ］に対応する目標センサ出力値はＶ７（標準センサ出力値）なので、（ｅ）の状態にある無人搬送車１は、走行ガイド１０に対する第２ガイドセンサ４の位置ずれ量が０［ｍｍ］、第１ガイドセンサ３の位置ずれ量が０［ｍｍ］となり、車体中心線Ｃと走行ガイド１０とがぴったりと重なっている。
【００３１】
以上のように、本実施形態に係る無人搬送車１では、スイッチバック後に第２ガイドセンサ４の幅方向中心が線１０’に沿って進み、かつ第１ガイドセンサ３の幅方向中心が走行ガイド１０に沿って進むことにより、キャスタ６の反転が促される。したがって、本実施形態に係る無人搬送車１によれば、キャスタ６の反転位置の特定が容易になり、特定された反転位置の路面だけを補強すればよいので、補強にかかる手間とコストを低減することができる。なお、本実施形態では、スイッチバック直後（無人搬送車１が（ａ）から（ｂ）に移動する間）にキャスタ６が反転する。
【００３２】
また、本実施形態に係る無人搬送車１によれば、スイッチバック後、比較的早い時期にキャスタ６を反転させることができるので、次のステーションに到着する前に姿勢修正を完了させ、正しい姿勢で失敗なく荷物の受け渡しを行うことができる。
【００３３】
［第２実施形態］
本発明の第２実施形態に係る無人搬送車１は、図４（Ａ）に示すように、操舵制御部８の不揮発性メモリに格納された目標センサ出力値が第１実施形態のものと異なっている。このため、本実施形態に係る無人搬送車１は、スイッチバック後の走行軌跡（ａ）→（ｂ）・・・→（ｆ）が第１実施形態のものと異なっている（図４（Ｂ）参照）。
【００３４】
具体的には、本実施形態に係る無人搬送車１は、スイッチバック後の走行距離が３００［ｍｍ］になるまでの間、第１および第２ガイドセンサ３、４から出力されるセンサ出力信号の電圧値がいずれも標準センサ出力値となるように操舵制御され、走行ガイド１０に沿って走行する。その後、無人搬送車１は、第１実施形態と同様に、走行方向前側にある第２ガイドセンサ４から出力されるセンサ出力信号の電圧値が図４（Ａ）に示す目標センサ出力値となり、かつ走行方向後側にある第１ガイドセンサ３から出力されるセンサ出力信号の電圧値が標準センサ出力値となるように操舵制御される。
【００３５】
本実施形態に係る無人搬送車１によれば、スイッチバック直後に姿勢を変化させるのではなく、ある程度走行してステーションから離れた後に姿勢を変化させることにより、ステーションと無人搬送車１が接触するのを防ぐことができる。ただし、姿勢を変化させ始めるまでの距離（本実施形態では、３００［ｍｍ］）を長くし過ぎると、その距離を走行する間にキャスタ６の反転が起こり、反転位置の特定が困難になってしまう可能性があるので注意が必要である。
【００３６】
［第３実施形態］
本発明の第３実施形態に係る無人搬送車１は、スイッチバック後、所定時間が経過するまでの間、走行方向後側にあるガイドセンサから出力されるセンサ出力信号の電圧値が標準センサ出力値となり、かつ走行方向前側にあるガイドセンサから出力されるセンサ出力信号の電圧値が目標センサ出力値となるように操舵制御される。このため、目標センサ出力値は、スイッチバック後の経過時間に対応付けられて操舵制御部８の不揮発性メモリ内に予め格納されている。
【００３７】
図５に示すように、本実施形態における目標センサ出力値は、スイッチバック後の経過時間が０．８［ｓ］となるまでの間はＶ７→Ｖ８・・・→Ｖ１１のように上昇し、その後、Ｖ１１→Ｖ１０・・・のように下降し、経過時間が１．６［ｓ］となった後は標準センサ出力値であるＶ７となっている。無人搬送車１の速度が３．６［ｋｍ／ｈ］である場合、経過時間０．２［ｓ］は走行距離２００［ｍｍ］に相当する。したがって、この場合、本実施形態に係る無人搬送車１の走行軌跡は、図３（Ｂ）に示す第１実施形態の走行軌跡と同じになる。
【００３８】
走行距離により目標センサ出力値を切り替えるか、経過時間によって目標センサ出力値を切り替えるかは、設計者または使用者が任意に選択することができる。
【００３９】
以上、本発明に係る走行制御装置および無人搬送車の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの構成に限定されるものではない。
【００４０】
例えば、第１ガイドセンサ３、第２ガイドセンサ４および走行ガイド１０は磁気的なものに限定されず、電磁的なものや光学的なものであってもよい。
また、図３（Ａ）、図４（Ａ）、図５に示す目標センサ出力値は一例であり、適宜変更することができる。ただし、無人搬送車の姿勢を傾けてキャスタの反転を促すために、目標センサ出力値は、標準センサ出力値（Ｖ７）以外の電圧値を少なくとも１つ含んでいる必要がある。
また、無人搬送車は、２つの操舵輪と１つのキャスタを備えたものに限定されず、操舵輪およびキャスタの数は適宜変更することができる。
【符号の説明】
【００４１】
１    無人搬送車
２    車体
３    第１ガイドセンサ
４    第２ガイドセンサ
５    操舵輪
６    キャスタ
６ａ    キャスタ軸
６ｂ    車輪
６ｃ    車輪軸
７    走行制御装置
８    操舵制御部
１０    走行ガイド
ＳＴ１、ＳＴ２    ステーション
【図１】
2012137823.tif 000003
【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】
2012137823.tif 000009
【図８】
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