(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無人車両の位置を代表する代表点に、走行に連れて走行面を自由に転動するように検出用車輪を前記無人車両の車体に対して昇降可能に設け、該検出用車輪に走行距離検出手段を連動させる無人車両であって、
該無人車両の前輪の輪軸線と車体左右の中心線との交点が前記代表点とされ、前記車体の下部に上下に傾動自在にピン接合されるサポートアームが設けられ、該サポートアームに前記検出用車輪が左右軸心回りに回転自在に支持されていることを特徴とする無人車両。
【請求項２】
前記サポートアームに、走行面に設けた走行ガイドを検知するガイドセンサ及び／又は走行面に設けたアドレス認識用磁性体を検知するアドレスセンサを支持させることを特徴とする請求項１に記載の無人車両。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無人フォークリフトなどの無人車両に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば無人搬送車は、図５に示すように、一般のリーチ型フォークリフトと同様に、車体１０１の前部に左右１対のストラドルアーム１０２を備え、各ストラドルアーム１０２の前端部に回転自在に支持させた左右１対のロードホイール１０３と、車体１０１の例えば左半部に配置したドライブホイールと１０４、車体の例えば右半部に配置した自在輪１０５とを用いて走行するようにしている。
【０００３】
そして、無人走行をするために、車体１０１の前部と、車体１０１の後部の各々とに走行床面に敷設した走行ガイドを検出するガイドセンサ１０６が設けられ、各ストラドルアーム１０２には、例えば平面視においてロードホイール１０３の輪軸線Ｆ−Ｆと一致する位置に当該無人搬送車１００の走行コース上での位置を表すアドレスを検出するアドレス検知手段１０７を支持させている。
【０００４】
走行床面には、コース案内をするために直線状に走らせた走行ガイド１０８と、アドレス信号を発生させるための磁性体１０９が設けられていて、直線走行時には、平面視において走行ガイド１０８と車体１０１の中心線とが一致するように（又は平行になるように）操舵手段を制御し、走行コースの途中で走行方向が変更される部分、例えば走行方向が直角に変更される直角部においては、走行床面に設けた磁性体１０９をアドレス検出手段１０７で検出し、そのアドレスでの予め定められた操舵角まで操舵輪を操舵して自律旋回させ、車体が所定の角度だけ旋回したら操舵輪を直進方向に戻すようにしている。
【０００５】
この自律旋回を開始するタイミングは、車体１０１の位置を代表する代表点が旋回開始点を通過する時であり、例えば、磁性体１０９を検出してから所定の距離を走行した時に車体１０１が旋回開始点を通過したと見做して操舵する方法が採用される。また、自律旋回を終了させ、直進に切替えるタイミングを決定する方法の一つとして、自律旋回開始からの走行距離、即ち、自律旋回距離を検出し、この自律旋回距離が所定値ｌになると車体が所定の角度旋回したものと見做して自律旋回を終了させる方法が採用される。
【０００６】
この方法を実施するために、当該無人搬送車のドライブホイール１０４を駆動する走行モータ１１０の回転子軸にエンコーダ１１１を連結し、このエンコーダ１１１により、磁性体１０９からの直進距離や、自律旋回距離を検出するようにしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、この従来例によれば、前記ドライブホイール１０４のタイヤ摩耗によるタイヤ径の減少、負荷／無負荷によるタイヤの扁平率の変動などにより正しい距離測定ができないという問題があることが分った。
【０００８】
又、通常、車体１０１の位置を代表する代表点は車体左右中心線とロードホイール１０３の輪軸線との交点に設定されているため、ドライブホイール１０４と代表点との距離、ドライブホイール１０５の操舵角等を勘案して車体の位置を演算しなければならず、このため、計算プログラムが複雑になると共に演算処理時間が長くなり、制御処理の動作周期を短くしたり、応答性を高めたりする上で不利になるという問題もある。
【０００９】
本発明は、これら従来技術の課題を解消し、走行距離を正確に測定することができ、複雑な換算をせずに車体の位置データを得ることができるようにした無人車両を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、本発明に係る無人車両は、無人車両の位置を代表する代表点に、走行に連れて走行面を自由に転動するように検出用車輪を前記無人車両の車体に対して昇降可能に設け、該検出用車輪に走行距離検出手段を連動させる無人車両であって、該無人車両の前輪の輪軸線と車体左右の中心線との交点が前記代表点とされ、前記車体の下部に上下に傾動自在にピン接合されるサポートアームが設けられ、該サポートアームに前記検出用車輪が左右軸心回りに回転自在に支持されていることを特徴とするという技術的手段を採用する。
【００１１】
これによれば、検出用車輪は無人車両の車体に対して上下動昇降可能に設けてあるので、負荷状態によりタイヤの扁平率が変わることはなく、又、タイヤの摩耗によるタイヤ径の減少もドライブホイールに比べると無視できる程度に小さく、しかも、走行面の凹凸により車体が傾いても走行面から浮き上がることなく走行床面に常接させることができるから、走行距離を正確に測定することができる。
【００１２】
更に、この検出用車輪は代表点に配置されているので、操舵角や測定点と代表点との距離を考慮した複雑な演算をせずに直接的に代表点における走行距離測定ができるから、制御処理の動作周期を短縮したり、制御の応答性を高めたりすることができる。
【００１３】
又、本発明において、検出用車輪を車体に対して上下動可能に設ける方法は車体にピン接合されたサポートアームを設け、このサポートアームに検出用車輪を回転自在に支持している。
【００１４】
ここで、サポートアームを介して検出用車輪を車体に昇降可能に支持させる構造を採用する場合には、このサポートアームに、走行床面に設けた走行ガイドを検知するガイドセンサ及び／又は走行床面に設けたアドレス認識用磁性体を検知するアドレスセンサを支持させることができ、これにより、走行床面の凹凸などにより車体が傾斜しても。ガイドセンサ及び／又はアドレスセンサの走行床面からの高さを一定に保持して検出動作を安定させることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例に係る無人車両を図面に基づいて具体的に説明する。ここで、図１は本発明の原理図を示す平面図であり、図２は本発明の一実施例を概略的に示す側面図であり、図３は本発明の一実施例のサポートアームの斜視図である。
【００１６】
この実施例に係る無人車両は、図１に示すように、一般のリーチ型フォークリフトと同様に、車体１の前部に左右１対のストラドルアーム２を備え、各ストラドルアーム２の前端部に回転自在に支持させた左右１対のロードホイールと呼ばれる前輪３と、車体１の例えば左半部に配置したドライブホイールと呼ばれる制動輪及び駆動輪に兼用されている操舵輪４と、車体１の例えば右半部に配置した自在輪５とを用いて走行するようにしている。
【００１７】
そして、無人走行をするために、車体中心線Ｃ−Ｃ上で前記ストラドルアーム２の前端と略同じ位置と、車体１の後部とに走行面に敷設した走行ガイド8を検出するガイドセンサ６が設けられ、各ストラドルアーム２には、平面視において前輪３の輪軸線Ｆ−Ｆと一致する位置に当該無人搬送車の走行コース上での位置を表すアドレスを検出するアドレス検知手段７を支持させている。
【００１８】
走行床面には、コース案内をするために直線状に走らせた走行ガイド８と、アドレス信号を発生させるための磁性体９が設けられていて、直線走行時には、平面視において走行ガイド８と車体１の中心線とが一致するように（又は平行になるように）操舵手段を制御し、走行コースの途中で走行方向が変更される方向転換部、例えば走行方向が直角に変更される直角部においては、アドレス検出手段７が磁性体９を検出することによりその直角部のアドレスが検出され、予め定めてあるそのアドレスでの操舵角に操舵輪４を操舵して自律旋回させ、車体１が直角に旋回したら操舵輪4を直進方向に戻すようにしている。
【００１９】
ところで、この無人搬送車においては、当該無人搬送車の位置を代表する代表点Ｐは前記車体中心線Ｃ−Ｃと前輪３の輪軸線Ｆ−Ｆとの交点に設定され、この代表点Ｐに、走行に連れて走行面を自由に転動するように検出用車輪１０が車体１に対して昇降可能に設けられる。
【００２０】
即ち、図２及び図３に示すように、前記車体１の下前部に、平面視において車体中心線Ｃ−Ｃに沿ってストラドルアーム２の前端近くまで延びるサポートアーム１１がピン接合により左右方向の軸心回りに傾動可能に連結され、このサポートアーム１１に前記検出用車輪１０が左右方向の軸心を中心に回転自在に支持させることにより、検出用車輪１０を車体１に昇降可能に支持させると共に、サポートアーム１１及び検出用車輪１０の重量で確実に検出用車輪１０を接地させるようにしている。
【００２１】
このようにして、走行に連れて走行面を自由に転動するように検出用車輪１０を該無人車両の車体１に対して昇降可能に設けると、検出用車輪１０に走行駆動力や制動力が作用することはなくなり、検出用車輪１０のタイヤ摩耗を長期間にわたり無視できる程度に小さくすることができる。又、検出用車輪１０が載荷重量を分担しないようにすることができる。
【００２２】
なお、ここでは採用していないが、この構成に加えて、前記サポートアーム１１を前下がり方向に付勢する付勢手段を設けて、一層確実に検出用車輪１０を走行面に接地させるようにしてもよい。
【００２３】
このサポートアーム１１には例えばロータリエンコーダからなる走行距離測定手段１２が固定され、この走行距離測定手段１２を前記検出用車輪１０に連動させている。走行距離測定手段１２を前記検出用車輪１０に連動させる構造は特に限定されないが、ここでは、機械効率損及び検出誤差を無くすために、検出用車輪１０に固定される輪軸に走行距離測定手段１２の入力軸を直結する構造を採用している。
【００２４】
又、このサポートアーム１１は、前記ストラドルアーム２の前端近くまで延設され、その先端に前側のガイドセンサ６を支持している。
【００２５】
図４はこの無人搬送車の走行制御部の機能ブロック図であり、この走行制御部２０は予めこの無人搬送車の走行コース、走行速度、操舵角などを記憶させたコースマップ２１を備え、アドレス検出手段７の出力により検出された現在位置のアドレスをアドレス識別部２２で識別し、識別されたアドレスとコースマップ２１の地理データとにより自律旋回を開始するか否かを直進ガイド／自律旋回切換部２３で判定し、自律旋回を開始する時にはコースマップ２１から当該アドレスにおける操舵角データがステアリング演算部２４に転送され、この操舵角データに従ってサーボアンプ２５がステアリングモータ２６を作動させて所定の操舵角に操舵輪４を操舵する。なお、必要に応じて操舵輪４の操舵角は例えばステアリングモータ２６の回転をポテンショメータ２７で検出し、ステアリング演算部２４にフィードバックして操舵角の過不足を修正するようにしている。
【００２６】
一方、この無人搬送車の走行速度はコースマップ２１からアドレス識別部２２で識別されたアドレスに対応して走行速度制御部２８に速度データを読出し、この走行速度制御部２８がサーボアンプ２９を介して走行モータ３０を制御することにより、当該アドレスにおける走行速度を制御するようにしている。又、この走行速度は前記検出用車輪１０に連動させた走行距離検出手段１２で検出した走行距離を走行速度制御部２８にフィードバックして走行速度の過不足を修正している。
【００２７】
更に、自律旋回時には、この走行距離検出手段１２が検出した走行距離をステアリング演算部２４に入力し、この実測された曲線走行距離Ｌが予めコースマップ２１に記憶させてあるそのアドレスの方向転換部の走行距離になると、操舵輪４を直進方向に切り戻して自律旋回を終了させるようにしている。
【００２８】
ここで、曲線走行時の回転半径ｒは操舵輪４の輪軸線と前輪３の輪軸線との交点から代表点Ｐまでの距離であり、旋回開始から車体１が角度θだけ方向転換したときの曲線走行距離Ｌは次式により求められる。
【００２９】
【数１】
0003976309.tif 000002
又、上述したように、前記検出用車輪１０には走行駆動力や制動力が作用しないので、そのタイヤ摩耗は長期間にわたって無視することができ、長期間にわたってタイヤ摩耗による測定誤差のない正確な走行距離測定ができる。
【００３０】
更に、前記検出用車輪１０は載荷重量を分担しないので、負荷／無負荷によりタイヤの扁平率が変化することはなく、タイヤ扁平率の変化による測定誤差が生じるおそれは全くない。
【００３１】
その結果、極めて精度の高い曲線走行距離測定ができ、すこぶる正確な旋回終了が行えるようになるのである。
【００３２】
なお、前記ステアリング演算部２４は直進走行時には前後のガイドセンサ１３の出力に基づいて車体１のヨーイングや走行ガイド８に対する横ずれを修正するようにサーボアンプ２５を介してステアリングモータ２６を制御するようにしている。
【００３３】
ところで、このように、車体１のピン接合されるサポートアーム１１に検出用車輪１０を支持させると、検出用車輪１０は単に走行面にサポートアーム１１、ガイドセンサ６及び検出用車輪１０の自重で走行面に押え付けられて、走行面の凹凸に追従し、走行面から跳ねあがることなく走行面上を転動することになる。又、この検出用車輪１０に無人搬送装置の載荷重量、走行駆動力、ブレーキ力などが作用することはないので、検出用車輪１０のタイヤ摩耗は長期間にわたって無視することができ、負荷／無負荷によりタイヤの扁平率が変化するという問題も生じない。しかも、この検出用車輪１０は代表点に配置されているで、操舵輪４の操舵角や代表点と操舵輪４との相対位置に関係なく、長期間にわたって直接的に当該無人搬送車の走行距離をすこぶる正確に検出できるようになるという効果を得ることができる。
【００３４】
また、この実施例では、前記サポートアーム１１の先端部に前側のガイドセンサ６を支持しているので、走行面の凹凸に関係なくこのガイドセンサ６と走行面との距離が一定になり、ガイドセンシングが安定するという効果も得られる。
【００３５】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の無人車両は、走行に連れて走行面を自由に転動するように検出用車輪を該無人車両の車体に対して昇降可能に設け、この検出用車輪に走行距離検出手段を連動させるので、走行駆動力や制動力が検出用車輪に作用せず、検出用車輪のタイヤ摩耗を長期間にわたって無視できる程度に小さくすることができる作用が得られ、これにより、タイヤの摩耗による測定誤差の発生を長期間にわたり防止できるという効果を得ることができる。
【００３６】
又、本発明の無人車両は、走行に連れて走行面を自由に転動するように検出用車輪を該無人車両の車体に対して昇降可能に設け、この検出用車輪に走行距離検出手段を連動させるので、載荷重量を検出用車輪が分担することがなく、負荷状態により検出用車輪の扁平率が変動することがないという作用が得られ、これにより、負荷／無負荷によるタイヤ扁平率の変化による測定誤差が発生するおそれがなくなるという効果を得ることができる。
【００３７】
更に、本発明は、前記検出用車輪を当該無人車両の位置を代表する代表点に設け、この検出用車輪に走行距離検出手段を連動させることを特徴とするので、本発明によれば、操舵角や操舵輪と代表点との距離に関係なく、直接に当該無人車両の代表点における走行距離測定ができるという作用が得られ、これにより、操舵制御における演算を簡単にできると共に、演算時間を短縮して処理周期を短縮したり応答性を高めたりすることができるという効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の原理を示す平面図である。
【図２】図２は本発明の側面図である。
【図３】図３は本発明の斜視図である。
【図４】図４は本発明の機能ブロック図である。
【図５】図５は従来例の原理を示す平面図である。
【符号の説明】
１  車体
３  前輪
６  ガイドセンサ
７  アドレスセンサ
１０  検出用車輪
１１  サポートアーム
１２  走行距離検出手段
Ｃ−Ｃ  車体中心線
Ｆ−Ｆ  前輪３の輪軸線
Ｐ  代表点
【図１】
0003976309.tif 000003
【図２】
0003976309.tif 000004
【図３】
0003976309.tif 000005
【図４】
0003976309.tif 000006
【図５】
0003976309.tif 000007