(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体の姿勢制御用アクチュエータを備えた搬送台車の車体水平制御方法において、前記搬送台車の走行経路における地形情報から、前記アクチュエータの応答に必要な時間経過後の前方移動位置の傾斜データを読み出し、当該傾斜データに基づいて水平制御に必要な前記アクチュエータの駆動量を算出し、算出した駆動量に基づき、前記アクチュエータを制御駆動開始することにより前記搬送台車の各移動位置における車体の水平予測制御を行うことを特徴とする搬送台車の車体水平制御方法。
【請求項２】
車体の姿勢制御用アクチュエータを備えた搬送台車の車体水平制御装置において、前記搬送台車の走行状態を検出する走行データ計測手段と、前記搬送台車が走行する走行路面の地形情報を記憶した情報記憶手段と、前記情報記憶手段から地形情報として傾斜データを読み出す演算手段を有し、当該演算手段は、前記走行データ計測手段による走行状態データに基づきアクチュエータの応答に必要な時間だけ前方の傾斜データを読み出し、当該傾斜データに基づいて水平制御に必要な前記アクチュエータの駆動量を算出し、算出した駆動量に基づき前記搬送台車の各移動位置における車体の水平予測制御するよう前記アクチュエータを制御する制御手段を備えたことを特徴とする搬送台車の車体水平制御装置。
【請求項３】
前記搬送台車は、傾斜センサを有し、当該傾斜センサにより計測された車体の水平誤差に基づいて、前記傾斜データを修正することを特徴とする請求項２に記載の搬送台車の車体水平制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車体の姿勢制御ためのアクチュエータを備えた搬送台車の車体水平制御方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
荷物を装荷して勾配や傾斜のある経路を走行する搬送台車においては、荷物が落下することを防ぐために、車体を水平に維持する必要がある。このような場合における車体の水平制御は、傾斜センサを車体に搭載し、傾きに応じて駆動部や荷台に備え付けられた油圧シリンダなどのアクチュエータをフィードバック制御により制御することにより行っている（特開平２００１−４７８３４号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようなフィードバック制御においては、傾きに対して的確に対応するために傾斜センサが傾きを検出してからアクチュエータの動作完了までの時間が短くなければならない。これには応答性の高い傾斜センサとアクチュエータが必要である。そこで、応答性の高い傾斜センサとして加速度センサが用いられるが、加速度センサは路面の微小な変化などにより生じる走行中の振動の影響を受け易く、振動の影響を受けない加速度センサの計測信号はローパスフィルタを通すなどしているため、応答性が低くなってしまう。また、アクチュエータに一般に応答性の高い油圧シリンダを用いて、さらに応答性を高めようとする場合、シリンダ径を小さくすればよいが、シリンダ径を小さくすると出力が下がってしまう。ここで、高応答性と高出力という要求の両方を満足しようとすると、油の流量を増やす必要があり、油圧系のサイズが一般的に大きくなってしまい、決められたサイズに収めることが困難になってしまう。このように、傾斜センサとアクチュエータに対する要求は相反するものとなっており、その解決は容易ではない。
【０００４】
本発明の目的は、上記従来の問題点に着目してなされたもので、搬送台車の車体水平制御において、応答性が高く、振動に強い傾斜センサおよび高応答性・大出力のアクチュエータを用いていない水平制御の場合であっても、経路の傾斜に応じて遅れを生じることなく水平制御を行うことが可能な搬送台車の車体水平制御方法および装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明に係る搬送台車の車体水平制御方法は、車体の姿勢制御用アクチュエータを備えた搬送台車の車体水平制御方法において、前記搬送台車の走行経路における地形情報から、前記アクチュエータの応答に必要な時間経過後の前方移動位置の傾斜データを読み出し、当該傾斜データに基づいて水平制御に必要な前記アクチュエータの駆動量を算出し、算出した駆動量に基づき、前記アクチュエータを制御駆動開始することにより前記搬送台車の各移動位置における車体の水平予測制御を行うことを特徴としている。
【０００６】
また、本発明に係る搬送台車の車体水平制御装置は、車体の姿勢制御のためのアクチュエータを備えた搬送台車の車体水平制御装置において、前記搬送台車の走行状態を検出する走行データ計測手段と、前記搬送台車が走行する走行路面の地形情報を記憶した情報記憶手段と、前記情報記憶手段から地形情報として傾斜データを読み出す演算手段を有し、当該演算手段は、前記走行データ計測手段による走行状態データに基づきアクチュエータの応答に必要な時間だけ前方の傾斜データを読み出し、当該傾斜データに基づいて水平制御に必要な前記アクチュエータの駆動量を算出し、算出した駆動量に基づき前記搬送台車の各移動位置における車体の水平予測制御するよう前記アクチュエータを制御する制御手段を備えた構成とした。前記搬送台車は、傾斜センサを有し、当該傾斜センサにより計測された車体の水平誤差に基づいて、前記傾斜データを修正するように構成すればよい。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の具体的実施形態について図面を参照して説明する。
図１は本実施形態に係る第１の搬送台車の基本構成を示す正面図である。図１に示すように、搬送台車１０は、シャーシ１２に各部分が取り付けられた構成となっている。シャーシ１２には、車軸２０がシャーシ１２の側方から突出するように通されている。車軸２０はデファレンシャルギア１８と接続されており、このディファレンシャルギア１８を図示しない駆動源からの動力により駆動することにより、車軸２０を回転し、車軸２０の両端に取り付けられたタイヤ２２を駆動して走行するようにしている。シャーシ１２上部には荷台１４が玉軸受け１６を介して回動自在に支持されている。また、シャーシ１２と荷台１４の間にはアクチュエータである油圧シリンダ３４がそれぞれの一端をシャーシ１２と荷台１４が備える支持部３２に接続されて取り付けられており、この油圧シリンダ３４が伸縮することにより、車体の傾斜を調整するようにしている。更に、車両には速度センサ２４、舵角センサ２６、傾斜センサ２８が設けられ、運送台車１０の走行速度や舵角、車体の傾きを検出可能としている。
【０００８】
図２は本実施形態に係る第２の搬送台車の基本構成を示す縦断面図、図３は搬送台車における操舵動作を模式的に表した底面図、図４はその水平制御動作を模式的に表した正面図である。
【０００９】
搬送台車１１は、荷台１４の四隅に独立した車輪ユニット１５を備えている。車輪ユニット１５は、荷台１４に固定するためのブロック１７を有し、ブロック１７底面に取り付けられた操舵モータ１９により垂直軸回りに回動させることで、図３に示すように各々の車輪ユニット１５の回転操作を独立して行い、搬送台車１１の操舵を行うようにしている。そして、台車前部もしくは後部の車輪ユニット１５を駆動側とし、自走可能とした構成となっている。
【００１０】
車輪ユニット１５は、走行駆動部３１がリンク機構３３により支持された構成となっている。走行駆動部３１は、デファレンシャルギア１８を備えた車軸２３の両端にタイヤ２２が取り付けられた構成となっている。デファレンシャルギア１８は走行モータ２５と接続されており、この走行モータ２５を駆動することにより車軸２３に動力を伝え、タイヤ２２を回転駆動し、搬送台車１１を走行させる。リンク機構３３は、ブロック１７底部中央に取り付けられたくの字型アーム２７と、このくの字型アーム２７の下先端部に一端が回動自在に取り付けられるとともに、軸受となっているもう一端部に車軸２３が通された連結アーム２９と、くの字型アーム２７の上辺に一端部が取り付けられ、もう一端部が連結アーム２９の中央部に接続された油圧シリンダ３４から構成されている。このような構成において、それぞれの車輪ユニット１５が備える油圧シリンダ３４を伸縮することより、くの字型アーム２７と連結アーム２９の接続部を支点として連結アーム２９を回動させ、タイヤ２２と荷台１４の距離を変えることにより、図４に示すように荷台１４を傾斜させるようにしている。
【００１１】
また、車両には第一の搬送台車と同様に、速度センサ２４、舵角センサ２６、傾斜センサ２８が取り付けられており、運送台車１１の走行速度や舵角、車体の傾きを検出可能としている。
【００１２】
上記のように構成された搬送台車１０、１１を、図５に示すような特定の経路に沿って走行させる場合を例にして以降の説明を行う。
図５では、床等に基準線３６に沿って設置した磁気板３８を搬送台車１０、１１に搭載した図示しない磁気センサにより検知しながら走行することにより、基準線３６に倣って走行可能とした構成となっている。また、基準線３６上に、運転敷地内の絶対位置情報を有するＩＤタグ３９を間隔を置いて設置し、搬送台車１０、１１には、ＩＤタグ３９からアドレス情報を読み取る絶対位置検出手段５０を搭載することにより、絶対走行位置を検出可能としている。この時、搬送台車１０、１１が走行する経路に傾斜や勾配がある場合、荷台１４に装荷された積荷の落下等を防ぐため、搬送台車１０、１１の車体を水平に保つ必要がある。このような場合の水平制御においては、従来、搬送台車１０、１１に搭載している傾斜センサ２８により荷台１４の傾きを検出し、計測された傾度を基に水平維持に必要な油圧シリンダ３４の動作量を演算し、この演算結果にしたがって制御することにより車体を水平を保つという方法を用いていた。
【００１３】
本発明の第１の実施形態に係る搬送台車の車体水平制御装置においては、以下に述べる構成により車体の水平制御を行う。
本実施形態に係る搬送台車の車体水平制御装置は、油圧シリンダ３４の応答に必要な時間だけ前方の経路の傾斜データを事前に読み出し、これに基づいて油圧シリンダ３４を制御することにより、搬送台車１０、１１の各移動位置における車体の水平予測制御を行い、傾斜のある行程に差し掛かると同時に車体の水平化を実現するものである。この水平制御のための構成は、図６のブロック図に示しているように、走行データ計測手段である各種センサにより搬送台車１０、１１の走行状態を監視する走行状態監視部４０と、走行経路の傾斜データを有するマップデータ４２が記憶されている情報記憶装置４４と、走行状態監視部４０とマップデータ４２から搬送台車１０、１１の走行状態と走行経路の傾斜データを取得し、車体の水平制御に必要な油圧シリンダ３４のストローク量を算出する油圧シリンダストローク量演算部４６（以下、ストローク量演算部とする。）と、このストローク量演算部４６により算出されたストローク量に基づき、油圧シリンダ３４を制御する制御手段である油圧シリンダ制御部４８と、から成っている。
【００１４】
走行状態監視部４０は、絶対位置検出手段５０、速度センサ２４、舵角センサ２６の各種センサと接続されており、搬送台車１０、１１の走行位置、走行速度、走行方向の監視している。これにより、搬送台車１０、１１の位置および傾斜データの読み出しを必要とする地点を特定するためのデータをストローク量演算部４６に対して提供することが可能となっている。
【００１５】
情報記憶装置４４は走行経路の高低差情報（傾斜データ）を含む地形情報を有したマップデータ４２を記憶している。このマップデータ４２から、水平予測制御を行う地点の傾斜データを事前に読み出すことができる。なお、本実施例では、前述のように搬送台車１０、１１は図５に示される予め設定された特定経路を走行するため、マップデータ４２は走行経路の範囲のものだけでよい。
【００１６】
ストローク量演算部４６では、走行状態監視部４０より走行速度のデータを取得し、油圧シリンダ３４の応答に必要な時間に走行する距離を算出する。算出した距離と走行状態監視部４０より得られるその時点の走行位置および走行方向より、水平予測制御を行う地点を特定し、その地点の傾斜データを情報記憶装置４４から読み出す。読み出した傾斜データに基づき、水平制御に必要な油圧シリンダ３４のストローク量を算出し、油圧シリンダ制御部４８に対し算出したストローク量に油圧シリンダ３４を制御するよう信号を出力する。
【００１７】
油圧シリンダ制御部４８は、ストローク量演算部４６からの出力信号に基づき、油圧シリンダ内の油の流量を制御し、ストローク量を調節する。これにより、傾斜のある行程に差し掛かると同時に水平制御を図ることができる。
【００１８】
なお、マップデータ４２は、搬送台車１０、１１に搭載された傾斜センサ２８により水平誤差を検出し、マップ修正量演算部５２で算出された修正量に基づいて既存のデータが修正される。これにより、経年変化などにより経路の傾斜に変化が生じた場合でも、人の手によりデータを修正することなく対応が可能である。
【００１９】
次に、実際の水平制御の手順について図７のフロー図を参照して説明する。
ステップ１００において、搬送台車１０、１１は基準線３６に沿って走行を開始する。走行中の搬送台車１０、１１の走行状態は、絶対位置検出手段５０、速度センサ２４および舵角センサ２６により走行位置、走行速度、走行方向が検出され、走行状態監視部４０で監視されている。ステップ１０１で、ストローク量演算部４６において油圧シリンダ３４の応答に必要な時間に走行する距離を、走行状態監視部４０から走行速度のデータを取得し算出する。ここで算出された距離と走行状態監視部４０から得られる走行位置および走行方向から、ステップ１０２において油圧シリンダ３４の応答に要する時間だけ前方の地点を特定する。次にステップ１０３で、特定した地点の傾斜データをマップデータ４２から取得する。ステップ１０４の処理において、取得した地点に傾斜がない場合はステップ１０１に戻り、処理を続行する。傾斜がある場合はステップ１０５において、ストローク量演算部４６で水平制御に必要な油圧シリンダ３４のストローク量を算出する。そしてステップ１０６で、算出されたストローク量に基づき、油圧シリンダ制御部４８を介して油圧シリンダ３４を制御し、車体の水平制御を行う。
以上の手順を繰り返すことにより、走行中の搬送台車１０、１１の水平化が経路の傾斜に応じて遅れることなく実現できる。
【００２０】
図８は本発明の第２の実施形態に係る搬送台車の車体水平制御装置の説明図である。本実施形態では、搬送台車５４は車道５６を走行するものとし、姿勢のためのアクチュエータとして油圧シリンダを備えている。また、走行位置を計測する走行データ計測手段として、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  ＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）を備えており、速度センサおよび舵角センサ等の各種センサにより走行状態を監視するとともに、ＧＰＳが備えるマップデータから走行経路の高低差データの取得が可能である。車道５６を走行する搬送台車５４は、各種センサにより計測された走行データに基づいて油圧シリンダの応答に要する時間だけ前方の地点の高低差データをＧＰＳのマップデータから読み出し、この高低差データに基づいてその地点に到達すると同時に車体の水平制御が行われるよう油圧シリンダを制御する。このような構成にすることにより、搬送台車が特定の走行経路を走行する場合だけでなく、任意の車道を走行するような場合にも応用可能である。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明によれば、走行中における搬送台車の車体の水平制御において、大きな無駄時間および応答遅れのあるアクチュエータを用いた水平制御の場合であっても、経路の傾斜に応じて遅れを生じることなく車体の水平制御を行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施形態に係る第１の搬送台車の正面図である。
【図２】  本発明の実施形態に係る第２の搬送台車の縦断面図である。
【図３】  本発明の実施形態に係る第２搬送台車における操舵動作を模式的に表した底面図である。
【図４】  本発明の実施形態に係る第２搬送台車における水平制御動作を模式的に表した正面図である。
【図５】  搬送台車が特定経路に沿って走行する構成についての説明図である。
【図６】  本発明の第１の実施形態に係る搬送台車の車体水平制御装置のブロック図である。
【図７】  実施の形態に係る車体の水平制御の手順を説明したフロー図である。
【図８】  本発明の第２の実施形態に係る搬送台車の車体水平制御装置の説明図である。
【符号の説明】
１０、１１………搬送台車、１２………シャーシ、１４………荷台、１５………車輪ユニット、１６………玉軸受け、１８………デファレンシャルギア、２０………車軸、２２………タイヤ、２３………車軸、２４………速度センサ、２５………走行モータ、２６………舵角センサ、２７………くの字型アーム、２８………傾斜センサ、３１………駆動部、３２………支持部、３３………リンク機構、３４………油圧シリンダ、３６………基準線、３８………磁気板、３９………ＩＤタグ、４０………走行状態監視部、４２………マップデータ、４４………情報記憶装置、４６………油圧シリンダストローク量演算部、４８………油圧シリンダ制御部、５０………絶対位置検出手段、５２………マップ修正量演算部、５４………搬送台車、５６………車道。
【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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