(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動力を個別に付与することができる少なくとも４個の全方向駆動車輪と、駆動方向指示部からの指示に基づいて演算された駆動力を上記駆動車輪の駆動源に発生させる制御手段とを備えて、これら全方向駆動車輪の駆動制御にて平面上での前後左右及び斜め移動並びに回転が可能となっている全方向移動型台車において、各全方向駆動車輪の空転を検出する空転検出手段を備えており、上記制御手段はいずれか１輪の全方向駆動車輪が空転状態と判断された時、空転している全方向駆動車輪を除く他の全方向駆動車輪の速度検出値から平面内動作速度を演算するものであるとともに、制御手段は、空転状態と判断された全方向駆動車輪に対し、他の全方向駆動車輪の速度検出値から演算した平面内動作速度に基づいて出力を演算するものであることを特徴とする全方向移動型台車。
【請求項２】
駆動方向指示部は台車の操作部に加えられた操作力に応じた出力を出すものであることを特徴とする請求項１記載の全方向移動型台車。
【請求項３】
空転検出手段は、速度制御に際しての全方向駆動車輪の速度応答が極めて早いことで空転を検出するものであることを特徴とする請求項１または２記載の全方向移動型台車。
【請求項４】
空転検出手段は、速度制御に際しての全方向駆動車輪の駆動源への出力電流が急低下したことで空転を検出するものであることを特徴とする請求項１または２記載の全方向移動型台車。
【請求項５】
空転検出手段は、速度制御に際しての全方向駆動車輪の目標速度と実速度との差から空転を検出するものであることを特徴とする請求項１または２記載の全方向移動型台車。
【請求項６】
空転検出手段は、トルク制御に際しての全方向駆動車輪の速度の急上昇から空転を検出するものであることを特徴とする請求項１または２記載の全方向移動型台車。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はユニバーサルホイールやボールホイールのような全方向駆動車輪を備えている全方向移動型台車に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
全方向駆動車輪を備えた全方向移動型台車は各種のものが提案されており、たとえば実公昭６３−３９１６４号公報にはユニバーサルホイール（オールサイドローラ）と称される全方向駆動車輪を備えたものが示されており、特開昭６３−１４９２７０号公報や特開平０２−２４９７６９号公報などにも全方向移動型台車が示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、複数の全方向駆動車輪を備えた全方向移動型台車においては、全ての全方向駆動車輪の駆動制御を行うことによって目的とする方向への目的とする速度あるいは推進力による移動を行わせるのであるが、全方向駆動車輪を少なくとも４個備えたものにおいては、凹凸があったり水や油で部分的に濡れている路面を走行する時、あるいは傾斜路に斜め方向から進入する場合など、１輪が浮く、あるいは車輪と路面のグリップ力が不足してスリップする等の原因により車輪が空転してしまうことがあり、この場合、残りの全方向駆動車輪の駆動では、本来の移動を台車に行わせることができない。
【０００４】
殊に各全方向移動型車輪の駆動をトルク制御で行っている場合、４輪の出力のバランスで駆動していることから、１輪でも空転するとバランスが崩れて操作者が意図していない危険な動きをしてしまう可能性が高い。
【０００５】
各全方向移動型車輪の駆動を速度制御で行っている場合は、もともと４輪が冗長であるために１輪が浮いたりグリップ不足によるスリップで空転してしまって他の３輪による速度制御となってもトルク制御の場合ほど意図する動きからずれることはないが、４輪で駆動することを前提にした制御であることから、３輪の駆動ではパワーが不足し、目標速度に到達するまでに遅れを生じる。このために、接地している３輪が目標速度と比較的大きな偏差をもって動作しているのに対して、空転している車輪はほぼ目標値通りの回転速度で回転していることになり、空転している車輪が再度接地してグリップを回復するまで回転速度が低下するに際して、速度差がありすぎて地面に接触した状態で空回りすることになって床にこすった痕（スリップ痕）をつけてしまったり、車輪の摩耗を早めたりすることになる。
【０００６】
しかし、上記従来例などでは、グリップ不足によるスリップあるいは路面状況等が原因で１輪でも空転が生じてしまった場合を想定した制御については何も言及されていない。
【０００７】
本発明はこのような点に鑑みなされたものであって、その目的とするところはいずれかの全方向駆動車輪が空転しても台車を正常にコントロールして移動させることができるとともに床面にスリップ痕をつけてしまったりすることがない全方向移動型台車を提供するにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
しかして本発明に係る全方向移動型台車は、駆動力を個別に付与することができる少なくとも４個の全方向駆動車輪と、駆動方向指示部からの指示に基づいて演算された駆動力を上記駆動車輪の駆動源に発生させる制御手段とを備えて、これら全方向駆動車輪の駆動制御にて平面上での前後左右及び斜め移動並びに回転が可能となっている全方向移動型台車において、各全方向駆動車輪の空転を検出する空転検出手段を備えており、上記制御手段はいずれか１輪の全方向駆動車輪が空転状態と判断された時、空転している全方向駆動車輪を除く他の全方向駆動車輪の速度検出値から平面内動作速度を演算するものであるとともに、制御手段は、空転状態と判断された全方向駆動車輪に対し、他の全方向駆動車輪の速度検出値から演算した平面内動作速度に基づいて出力を演算するものであることに特徴を有している。スリップ等で空転している全方向駆動車輪があっても、正常な速度・位置の検出を行うことができる。
【０００９】
この場合の制御手段は、空転状態と判断された全方向駆動車輪に対し、他の全方向駆動車輪の速度検出値から演算した平面内動作速度に基づいて出力を演算するものであることが好ましい。
【００１０】
いずれにしても、駆動方向指示部は台車の操作部に加えられた操作力に応じた出力を出すものであってもよい。
【００１１】
空転検出手段には、速度制御に際しての全方向駆動車輪の速度応答が極めて早いことで空転を検出するもの、速度制御に際しての全方向駆動車輪の駆動源への出力電流が急低下したことで空転を検出するもの、速度制御に際しての全方向駆動車輪の目標速度と実速度との差から空転を検出するもの、トルク制御に際しての全方向駆動車輪の速度の急上昇から空転を検出するものなどを好適に用いることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下本発明を実施の形態の一例に基づいて詳述すると、図２に示す台車１は、その底面四隅に全方向駆動車輪２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄを配したもので、この全方向駆動車輪２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄにはボールホイールやユニバーサルホイール等、任意の形式のものを用いることができるが、ここでは図３に示すユニバーサルホイール型のものを用いている。このユニバーサルホイール型全方向駆動車輪２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄは、中央車軸２０を備えたフレーム２１の外周部に中央車軸２０の軸方向及び径方向と直交する軸の回りに回転自在な複数個のバレル２２を配したもので、各バレル２２の支持軸を含む断面の外形が中央車軸２０を中心とする円弧を形成していることから、該全方向駆動車輪２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄは、中央車軸２０を中心とする回転と、各バレル２２の夫々の軸回りの回転とによって、全方向移動が可能となっている。なお、複数個のバレル２２は２列で設けているとともに、両列においてバレル２２の中央車軸２０の軸回りにおける位置を半ピッチずらすことで、いずれかのバレル２２が常に接地している状態を得られるようにしている。
【００１３】
そして、各全方向駆動車輪２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄは、夫々の中央車軸２０にモータ２５が連結されて該モータ２５によって中央車軸２０の回りの駆動力を受けることができるものとなっている。また、一端側左右に配した２つの全方向駆動車輪２ａ，２ｄ及び他端側左右に配した２つの全方向駆動車輪２ｂ，２ｃは、夫々中央車軸２０，２０の軸方向延長線が台車１の中央寄りの部分で交差するように前後方向から左右に振った状態で台車１に取り付けられている。図２(b)中の黒塗り矢印イは各全方向駆動車輪２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの駆動回転方向を、斜線矢印ロは各全方向駆動車輪２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの自由回転方向を示している。また、これら全方向駆動車輪２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄにはその回転速度を検出する速度検出手段（図示せず）を設けてある。
【００１４】
そして、台車１の端面には台車１に対する駆動方向や駆動速度等の指示を与えるための操作ハンドル４を配してあり、図４及び図５に示すように、該操作ハンドル４を通じて与えた駆動指令値に基づき、制御回路ＣＰＵは各全方向駆動車輪２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄに加えるべき駆動力を演算し、その駆動力指令値を制御手段（駆動回路）を通じて駆動源（モータ２５）に与えて全方向駆動車輪２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄを駆動する。
【００１５】
この全方向駆動車輪２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの駆動をトルク制御で行っている場合について、図６に基づいて説明すると、各全方向駆動車輪２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの出力ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４で発生する台車１の重心Ｇでの駆動力（Ｆｘ、Ｆｙ、Ｍ）を求めると、
Ｆｘ＝−ｆ１・sinθ−ｆ２・sinθ＋ｆ３・sinθ＋ｆ４・sinθ
Ｆｙ＝ｆ１・cosθ−ｆ２・cosθ−ｆ３・cosθ＋ｆ４・cosθ
Ｍｘ＝Ｗsinθ・（ｆ１＋ｆ２＋ｆ３＋ｆ４）
Ｍｙ＝Ｌ１cosθ・（ｆ１＋ｆ４）＋Ｌ２・cosθ（ｆ２＋ｆ３）
ただし、Ｍｘ、Ｍｙは全駆動車輪２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄで発生する力のｘ，ｙ分力により発生するモーメントの夫々の合計であり、
Ｍ＝Ｍｘ＋Ｍｙ
＝（Ｗsinθ＋Ｌ１・cosθ）（ｆ１＋ｆ４）＋（Ｗsinθ・＋Ｌ２・cosθ）（ｆ２＋ｆ
３）
また、前後のバランスを考慮して
ｆ１−ｆ４＝ｆ２−ｆ３となるようにする。これらをまとめれば、
【００１６】
【数１】
0003772653.tif 000002
となり、該式から所望の台車駆動力（Ｆｘ、Ｆｙ、Ｍ）を発揮させる場合の各全方向駆動車輪のトルク（ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４）は
【００１７】
【数２】
0003772653.tif 000003
で求めることができる。ここで、Ｌ，αは
Ｌ＝Ｗsinθ＋Ｌ１・cosθ
α＝（Ｗsinθ＋Ｌ２・cosθ）／（Ｗsinθ＋Ｌ１・cosθ）
である。
【００１８】
しかし、これでは４輪が共に接地して駆動力を発揮することを前提としていることから、１輪が浮いたりスリップしたりして空転してしまうと意図する方向に動かないことになる。
【００１９】
このために、図１に示すように、各全方向駆動車輪２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの速度ｖ１，ｖ２，ｖ３，ｖ４を検出することができる速度検出手段を設けるとともに、その検出値から空転しているかどうかを判別する空転検出手段を設けて、空転している全方向駆動車輪があれば、その全方向駆動車輪を除く他の３つの全方向駆動車輪で意図する動きを台車１に行わせるための駆動力演算を行う。
【００２０】
すなわち、空転している全方向駆動車輪があれば、その車輪を除く他の全方向駆動車輪のトルクから台車駆動力（Ｆｘ、Ｆｙ、Ｍ）を求め、また、所望の台車駆動力（Ｆｘ、Ｆｙ、Ｍ）を得るためのその他の全方向駆動車輪のトルクを求めるのである。
今、全方向駆動車輪２ａが空転している場合、ｆ１＝０と考えられるので、前記の各式にｆ１＝０を代入すれば、
Ｆｘ＝−ｆ２・sinθ＋ｆ３・sinθ＋ｆ４・sinθ
Ｆｙ＝−ｆ２・cosθ−ｆ３・cosθ＋ｆ４・cosθ
Ｍ＝（Ｗsinθ＋Ｌ２cosθ）（ｆ２＋ｆ３）＋（Ｗsinθ＋Ｌ１cosθ）ｆ４
となり、これらをまとめると
【００２１】
【数３】
0003772653.tif 000004
となって、所望の台車駆動力（Ｆｘ，Ｆｙ，Ｍ）から各全方向駆動車輪２ｂ，２ｃ，２ｄの必要トルクｆ２，ｆ３，ｆ４は次式で導出できる。
【００２２】
【数４】
0003772653.tif 000005
同様に、全方向駆動車輪２ｂ，２ｃ，２ｄが空転した場合にも、他の３つの全方向駆動車輪で台車１の必要駆動力を発生させることができ、接地している３つの全方向駆動車輪のトルクは同様にして導出できる。
【００２３】
全方向駆動車輪２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄが空転しているかどうかの判断については、トルク制御を行っている場合、スリップ等で空転した車輪はその瞬間に接地によるグリップ力の回転抵抗がなくなって急激に回転速度が大きくなることから、この点で空転した車輪を判断することができる。図７はこの空転判断の一例を示すもので、各全方向駆動車輪２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの検出速度ｖｋ（ｋ＝１，，，ｎ）の微分値Ｄｖｋ（ｋ＝１，，，ｎ）を計算し、その絶対値が所定値Ｄｖｔｒより大きくなったかどうかで空転状態にあることを判断して、残る他の全方向駆動車輪の駆動制御で台車１を所望の台車駆動力（Ｆｘ、Ｆｙ、Ｍ）で駆動している。
【００２４】
なお、トルク制御を行っている場合の空転と判断された車輪に対しては、図８にも示すように、出力電流Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３，Ｉ４を０とするとよい。省エネルギーとなる上に、次に接地した時にグリップが回復しやすい。また、空転車輪への電流出力を０とした場合、駆動系におけるギヤやモータイナーシャの影響でその車輪の回転速度は遅くなっていく。そしてその車輪が接地すれば、車輪回転速度が上昇することから、空転と判断して電流出力を０とした車輪の回転速度が上昇すれば、空転状態が終了したと判断して通常の制御に戻すのが好ましい。図９はこの復帰についてのフローを示している。
【００２５】
さらに、トルク制御を行っている場合において、前述のように急激に回転速度が大きくなって空転状態になったと判断した車輪がすぐに再接地した時には、回転速度が低下することから、この点をもとに空転状態が終了したとして通常制御に戻すのが好ましい。空転車輪の回転速度の制御ができないような一瞬の間に再接地した場合にも、即座に通常制御に戻すことができて、スムーズな動きを得ることができる。
【００２６】
台車１を速度制御で駆動している場合については、図１０に示すように、台車１の制御中心Ａの速度が［Ｖａｘ，Ｖａｙ，Ｖａψ］の時、各全方向駆動車輪２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの回転速度ｖ１，ｖ２，ｖ３，ｖ４は次式（０）で求めることができる。
【００２７】
【数５】
0003772653.tif 000006
これは
（Ｌ１・cosθ＋Ｗ・sinθ）＝Ｌ１ｖ
（Ｌ２・cosθ＋Ｗ・sinθ）＝Ｌ２ｖ
とおくと、次式
【００２８】
【数６】
0003772653.tif 000007
で表すことができる。つまり、所望の台車速度［Ｖａｘ，Ｖａｙ，Ｖａψ］に対して各全方向駆動車輪２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの駆動回転速度ｖ１，ｖ２，ｖ３，ｖ４を求めることができ、台車１の速度制御を行うことができる。
【００２９】
しかし、１輪が空転してしまうと、正確な平面内動作速度が計算しにくくなるとともに、空転している車輪が再接地した時、床にダメージを与えてしまうことになる。
【００３０】
このために、空転している全方向駆動車輪があれば、その全方向駆動車輪を除く他の３つの全方向駆動車輪から台車１の速度（平面内動作速度）を求める。
【００３１】
たとえば、全方向駆動車輪２ａが空転していると判断された場合、全方向駆動車輪２ａの速度ｖ１を除く他の全方向駆動車輪２ｂ，２ｃ，２ｄの速度ｖ２，ｖ３，ｖ４と台車１の所望速度［Ｖａｘ，Ｖａｙ，Ｖａψ］との関係
【００３２】
【数７】
0003772653.tif 000008
つまりは
【００３３】
【数８】
0003772653.tif 000009
から
【００３４】
【数９】
0003772653.tif 000010
を求める。
【００３５】
ここで、
Ｌ１ｖ−Ｌ２ｖ＝cosθ・（Ｌ１−Ｌ２）
Ｌ１ｖ＋Ｌ２ｖ＝（cosθ・（Ｌ１＋Ｌ２）＋２sinθ・Ｗ）＝ＬＬ
とおくと、上記式の右辺は
【００３６】
【数１０】
0003772653.tif 000011
となり、よって
【００３７】
【数１１】
0003772653.tif 000012
となる。
【００３８】
同様に、全方向駆動車輪２ｂ，２ｃ，２ｄのいずれかが空転していると判断されれば、夫々
【００３９】
【数１２】
0003772653.tif 000013
で台車１の速度［Ｖａｘ，Ｖａｙ，Ｖａψ］を求める。
【００４０】
空転している全方向駆動車輪に対する速度指令値Ｖｏｐｔとしては、他の全方向駆動車輪の回転速度から求めた台車１の速度［Ｖａｘ，Ｖａｙ，Ｖａψ］から、前記（０）式を用いて求めるとよい。接地していたならば与えられていたであろう速度で駆動するわけであり、空転状態から接地状態に戻った時にバランスを崩したりすることなく、走行を続けることができる。
【００４１】
速度制御を行っている場合の全方向駆動車輪２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの空転判断については、空転状態ではグリップによる回転抵抗がないために速度応答が極めて早くなることから、図１１にも示すように速度制御の積分項Ｋｉｋ（Ｋ＝１，，，ｎ）が略０（｜Ｋｉ
ｋ｜＜ε）となることでその車輪が空転していると判断したり、あるいは速度制御に際して、図１２に示すように、いずれかの全方向駆動車輪の駆動用モータへの出力電流ＤＩｋ（ｋ＝１，，，ｎ）が急低下（ＤＩｋ＜ＤＩｔｒ）すれば、その車輪が空転していると判断することができる。
【００４２】
また、空転している車輪は接地によるグリップ力の回転抵抗がなく、速度制御する場合に指令速度に到達する時間が短くなり、実際の回転速度と指令速度との差が略０になるのが最も早いことから、図１３にも示すように、検出された回転速度ｖｋ（ｋ＝１，，，ｎ）と指令速度ｖｃｋ（ｋ＝１，，，ｎ）との差が略０（｜ｖｋ−ｖｃｋ｜＜ε）になる車輪を空転していると判断するようにしてもよい。
【００４３】
ところで、以上の各例では全ての全方向駆動車輪２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄのうちのいずれかが空転した場合に、通常の制御から空転車輪があることを前提とした制御に移行しているが、速度検出値が最も大きい車輪を除く他の車輪での駆動制御を常時行うようにしてもよい。すなわち、速度検出値が最も大きい車輪は空転しているとみなしてしまうものであり、実際に空転しているかどうかを問わずに図１４に示すように他の３輪での駆動制御を常時行うのである。この場合、空転している車輪の有無に応じた制御方法の切り換えが不要となり、常時同じ計算方法で駆動制御を行うことができる。
【００４４】
さらに、上記のような空転対策を行った駆動制御は、操作ハンドル４に加えられた操作力を検出して該操作力に基づいて駆動車輪２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの駆動制御を行う図１５〜図１７に示すパワーアシスト型の全方向移動型台車の場合にも適用することができる。
【００４５】
図１８は上記パワーアシスト型において適用することができる操作力検出部の例を示しており、台車１の端面に板ばね４１，４１を介して取り付けたベース４０に操作ハンドル４の両端を夫々板ばね４２，４２を介して連結している。操作ハンドル４はベース４０に対して板ばね４２を撓ませることで前後に可動となっており、板ばね４１，４１を撓ませることで左右に可動となっている。
【００４６】
また、ベース４０に非接触式距離センサー４５を対向させて、操作ハンドル４に左右方向の力を加えた時のベース４０の移動量ｄｃを検知し、さらに各板ばね４２に非接触式距離センサー４６，４６を対向させて各板ばね４２、４２の撓み量ｄｌ、ｄｒを検知し、これら非接触式距離センサー４５，４６，４６の出力から、操作ハンドル４に加えられた前後方向の力（推進力）Ｆｈｘと左右方向の力（横移動力）ＦｈｙとモーメントＭｈを検出することができるようにしてある。操作力Ｆｈｘ、Ｆｈｙ、Ｍｈは、それぞれ
Ｆｈｘ＝ｋ１×（ｄｒ＋ｄｌ）
Ｆｈｙ＝ｋ２×ｄｃ
Ｍｈ＝ｋ３×（ｄｒ−ｄｌ）＋ｋ４×ｄｃ
（ｋ１，ｋ２，ｋ３，ｋ４は定数）で求めることができる。
【００４７】
そして、このように求められる操作力（Ｆｈｘ，Ｆｈｙ，Ｍｈ）から台車１の平面内動作速度（Ｖａｘ，Ｖａｙ，Ｖａψ）（図６参照）を図２０(a)に示すようにほぼ比例の関係で決定してやることにより、操作者が加えた操作力に応じた駆動力を発生させることができる。操作力（Ｆｈｘ，Ｆｈｙ，Ｍｈ）から駆動源が台車１に与える駆動力（Ｆｘ，Ｆｙ，Ｍ）（図７参照）を決定してもよい。なお、過剰反応を避けるために、図２０２０(b)あるいは図２１(b)に示すように、いわゆる不感帯を設定するのが好ましい。
【００４８】
図２２に他の例を示す。これは駆動方向指示部からの指示（操作力として与えられたものを含む）に基づいて演算された駆動力を全方向駆動車輪２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄに加えるにあたり、前後左右や旋回についての所定の方向の位置に基づいて演算された補助駆動力との合成力を全方向駆動車輪２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄに発生させるようにしたものであって、操作ハンドル４に加えられた外力からいったん台車１の速度Ｖ１（ベクトル）を算出して、ここから各駆動車輪２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの速度を演算し、さらに各駆動車輪２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ毎に速度のフィードバックをかけたＰＩＤ制御により、各駆動車輪２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄのトルク制御を行っていると同時に、予め設定した方向（たとえば横（ｙ）方向）の動きを抑制するために、全方向駆動車輪２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの速度から台車１の速度（ベクトル）を算出し、この値の積分で台車１の位置を算出して所定の位置目標（たとえばｙ位置目標＝０）との偏差を求め、この偏差のＰＩＤ制御出力である速度Ｖ２と上記台車速度指令Ｖ１との和から上記各駆動車輪２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ毎の速度指令指令値を求めるものとしている。
【００４９】
この場合、全方向駆動が可能な駆動車輪を備えたものであるにもかかわらず、所定の方向の動きを抑制することができるものであり、小回りが効きつつも、ふらつきやずれなどを抑えた高い操安性を有するものを得ることができる。なお、位置目標については、走行状況に応じて自動的に切り替わるようにしておくのが好ましい。補助駆動力が台車１の前後走行方向と直交する横方向についてのみ位置制御するための出力であれば、直進安定性を高めることができ、補助駆動力が台車１の前後走行方向及び旋回方向について位置制御するための出力であると、横移動を簡単且つ確実に行わせることができるものとなり、さらに補助駆動力が台車１の前後走行方向及びこれと直交する横方向について位置制御するための出力であれば、その場旋回（超信地旋回）が簡単となるからであり、従って、補助駆動力による位置制御方向を台車１を動かすための操作入力に応じて切り換えることで、どのような方向に動かす時にも不要な方向の動きを抑制することができるものとなり、高い操安性を得ることができる。
【００５０】
もちろん、この場合においても、空転している全方向駆動車輪があれば、この全方向駆動車輪を除く他の全方向駆動車輪をもとに台車位置演算を行うとともに、駆動力も空転している全方向駆動車輪を除く他の全方向駆動車輪に対して演算することで、空転している全方向駆動車輪が存在することによる影響を排除する。この時、位置目標との偏差などは、前述のように空転している車輪を除いた他の車輪から求めた速度をもとに演算するために、空転している車輪の有無にかかわらず、不要な方向の動きを抑制することができる。
【００５１】
ところで、上記台車１は、病院などでの配膳に使用する配膳車に好適に適用することができる。温冷機能を備えた最近の多機能型配膳車は６００〜７００ｋｇにも達する質量がある上に、運行場所が身体的弱者が多い病院という場所であるために、その運行上、安全性の高いものが求められるが、浮いたりスリップしたりすることによる空転がいずれかの全方向駆動車輪に生じた時にも走行安定性が損なわれることがないことから、この要求を満足させることができる。
【００５２】
【発明の効果】
以上のように本発明においては、駆動力を個別に付与することができる少なくとも４個の全方向駆動車輪と、駆動方向指示部からの指示に基づいて演算された駆動力を上記駆動車輪の駆動源に発生させる制御手段とを備えて、これら全方向駆動車輪の駆動制御にて目的とする方向への目的とする移動を行わせる全方向移動型台車において、各全方向駆動車輪の空転を検出する空転検出手段を備えており、上記制御手段はいずれか１輪の全方向駆動車輪が空転状態と判断された時、空転している全方向駆動車輪を除く他の全方向駆動車輪の速度検出値から平面内動作速度を演算するものであるために、１輪が空転していても、台車の正常な速度・位置の検出を行うことができるものである。
【００５３】
しかも上記制御手段は、空転状態と判断された全方向駆動車輪に対し、他の全方向駆動車輪の速度検出値から演算した平面内動作速度に基づいて出力を演算するものであるから、空転した全方向駆動車輪が接地する時、バランスを崩したり床面を傷つけたりすることなく通常走行に戻ることができる。
【００５４】
この場合の駆動方向指示部は台車の操作部に加えられた操作力に応じた出力を出すパワーアシスト型のものを好適に用いることができる。
【００５６】
空転検出手段には、速度制御に際しての全方向駆動車輪の速度応答が極めて早いことで
空転を検出するもの、速度制御に際しての全方向駆動車輪の駆動源への出力電流が急低下したことで空転を検出するもの、速度制御に際しての全方向駆動車輪の目標速度と実速度との差から空転を検出するものなどが好ましい。空転の検出が容易である
また、空転検出手段には、トルク制御に際しての全方向駆動車輪の速度の急上昇から空転を検出するものを用いてもよく、この場合においても空転の検出が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態の一例のフローチャートである。
【図２】  (a)は同上の斜視図、(b)は同上の底面図である。
【図３】  同上の全方向駆動車輪を示すもので、(a)は正面図、(b)は側面図である。
【図４】  同上のブロック図である。
【図５】  同上の基本動作についてのフローチャートである。
【図６】  同上のトルク制御に関する説明図である。
【図７】  同上のトルク制御の場合の空転検知についての例のフローチャートである。
【図８】  同上の空転車輪に対する制御のフローチャートである。
【図９】  同上の空転車輪に対する制御のフローチャートである。
【図１０】  同上の速度制御に関する説明図である。
【図１１】  同上の空転検知についてのフローチャートである。
【図１２】  同上の空転検知に付いての他例のフローチャートである。
【図１３】  同上の空転検知についてのさらに他例のフローチャートである。
【図１４】  他例のフローチャートである。
【図１５】  パワーアシスト型の一例の斜視図である。
【図１６】  同上のブロック図である。
【図１７】  同上の基本動作についてのフローチャートである。
【図１８】  同上の操作ハンドルの平面図である。
【図１９】  (a)(b)(c)は操作ハンドルの動作説明図である。
【図２０】  (a)(b)は速度制御に際しての操作力検出値と台車速度との関係を示す相関図である。
【図２１】  (a)(b)はトルク制御に際しての操作力検出値と駆動源出力との関係を示す相関図である。
【図２２】  別の例のブロック図である。
【符号の説明】
１  車体
２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ  駆動車輪
４  操作ハンドル
【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】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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