CN101066745A

CN101066745A - 行驶台车

Info

Publication number: CN101066745A
Application number: CNA2007101021791A
Authority: CN
Inventors: 村上武
Original assignee: Murata Machinery Ltd
Current assignee: Murata Machinery Ltd
Priority date: 2006-05-01
Filing date: 2007-04-29
Publication date: 2007-11-07
Anticipated expiration: 2027-04-29
Also published as: JP4186082B2; CN101066745B; US7600597B2; TW200806566A; JP2007297189A; DE102007020394A1; US20070253800A1; TWI351380B; KR101026429B1; KR20070106919A; DE102007020394B4

Abstract

一种行驶台车，附加考虑升降台的高度来求取堆垛起重机的重心的高度，并根据行驶加减速度求取惯性力。根据重心的高度和惯性力、从重心到前后的驱动车轮的水平距离，求取施加于前后的驱动车轮的轮压，并将转矩与所求得的轮压成比例地进行分配。该行驶台车可以将转矩最佳地分配给堆垛起重机的前后的驱动车轮，使驱动车轮无空转或锁紧，并以大的加减速度行驶。

Description

行驶台车

技术领域

本发明涉及堆垛起重机、有轨台车、在地上无轨行驶的无人搬运车等行驶台车，特别是涉及向多个驱动车轮的转矩分配。

背景技术

在加速时和减速时对行驶台车的前后的驱动车轮变更转矩的分配是公知的。例如在专利文献1中具有如下的例子：在加速时使后轮与前轮的转矩的比为6∶4、在等速时使转矩的比为1∶1、在减速时使后轮与前轮的转矩的比为4∶6。并且，通过根据加速时和减速时来变更向后轮和前轮的转矩分配，可减少车轮的空转和锁紧。发明人对将转矩更适当地分配给前后的驱动车轮进行研究，并得到了本发明。

专利文献1：日本特开2005-41383号公报

发明内容

本发明要解决的技术问题是，将转矩适当地分配给前后的驱动车轮。

在方式2的发明中进一步要解决的技术问题是，不使用传感器等来测定轮压，而是根据控制数据来求得轮压。

在方式3的发明中进一步要解决的技术问题是，对应于升降台的升降对转矩分配进行变更。

本发明为沿行驶方向配置了多个驱动车轮的行驶台车，其特征在于，设置有：轮压检测单元，用于求得施加在上述各驱动车轮上的轮压的比；转矩分配单元，用于根据求得的轮压的比，向上述的各驱动车轮分配行驶所需的转矩。

优选，上述轮压检测单元根据行驶台车的重心高度和从重心到上述各驱动车轮的水平距离、以及行驶加减速度，求得施加在上述各驱动车轮上的轮压的比。

特别优选，行驶台车具备柱和沿柱进行升降的升降台，上述轮压检测单元具有用于对应于升降台的高度对上述重心高度进行修正的单元。

由于在本发明中根据轮压的比来向多个驱动车轮分配转矩，因此可防止因转矩的盈亏导致的车轮的空转、锁紧等。并且，如果无盈亏地对转矩进行分配，则可减少从施加了过大转矩侧的驱动车轮产生浪费这一情况，并可防止由于用转矩过剩侧的驱动车轮牵引转矩不足的驱动车轮而产生的振动，而且可防止伴随锁紧而从驱动车轮产生摩擦声。并且，作为整体，可使行驶台车以更大的行驶加减速度行驶而缩短行驶时间。

如果根据行驶台车的重心高度和从重心到上述各驱动车轮的水平距离、以及行驶加减速度，求得施加在上述各驱动车轮上的轮压的比，则不需要通过应变仪或压力传感器等实际地测定轮压。并且，由于在检测出轮压后不向转矩分配进行反馈，因此没有传感器的应答延迟等的影响。即，根据各时刻的行驶加减速度，可以无控制延迟或通过很少的控制延迟对转矩进行最佳分配。

在行驶台车具备了柱和升降台的情况下，重心高度根据升降台的高度大幅变化。因此，如果对应于升降台的高度修正重心高度，则可以与升降台的高度无关地对转矩进行最佳分配。

附图说明

图1为实施例的堆垛起重机的要部侧视图。

图2为表示实施例的堆垛起重机的行驶和升降的控制系统的框图。

图3为表示施加到实施例的堆垛起重机的力的平衡的模式图。

图4为说明实施例的堆垛起重机的轮压T1、T2的模式图。

具体实施方式

下面说明用于实施本发明的优选实施例。

图1～图4表示实施例的堆垛起重机2。在各图中，4为台车，沿行驶轨道3行驶，也可以除台车4以外设置上部台车。在台车4上设置后部驱动车轮6和前部驱动车轮8，使其为前后共计2个驱动车轮，但是也可以为前后共计4个驱动车轮等。10为后部行驶马达、12为前部行驶马达、14为升降马达、16为柱、17为卷筒、18为带或线、索等吊持材料，使升降台20沿柱16升降。将升降台20上的物品用22表示，24为作为移动承载机构的例子的滑叉。26为机上控制部，控制马达10～14以及滑叉24等，与地上侧控制部28通信并接收搬运指令，并报告搬运结果。30、32为激光测距仪，激光测距仪30求取行驶方向位置、激光测距仪32求取升降台20的高度。也可以代替激光测距仪30、32，通过未图示的编码器来测定驱动车轮6、8和卷筒17的转速等，从而求取堆垛起重机2的行驶方向位置和行驶速度、升降台20的高度和升降速度。

图2表示堆垛起重机的升降控制系统及行驶控制系统。升降速度图形产生部40产生用于使升降台向目标高度升降的速度图形，并将升降台当前的高度及升降速度输入到PID控制部41中，从而产生控制量。并且，例如从PID控制部41输出当前的目标升降加减速度a2。另外，也可以将激光测距仪等高度传感器的信号对时间进行2阶微分，从而求得实测的升降加减速度，并用其来代替目标升降加减速度a2。在制振控制部42中，对来自PID控制部41的控制量进行过滤，以便除去升降台20的高度方向的固有振动频率区域内的控制量，或者追加用于生成反相位振动的控制量，以便抵消在由PID控制部41变更升降速度时产生的升降台20的固有振动。将由制振控制部42修正后的控制量输入到伺服机构43中，并对升降马达14进行伺服驱动。为了进行伺服驱动，例如监视升降马达14的驱动电流i，并进行反馈控制。

行驶速度图形产生部50产生用于使台车4从当前位置行驶到目标位置的速度图形，并将台车4的行驶方向位置以及行驶速度输入到PID控制部51中，从而产生PID控制的控制量，以便抵消与行驶速度图形的误差。在制振控制部52中，进行过滤以便从上述控制量除去堆垛起重机2的行驶方向的固有振动频率区域的控制量，或者追加用于生成反相位振动的控制量以便抵消在进行行驶方向的加减速时生成的堆垛起重机2的固有振动。制振控制部52的输出与施加到前后的行驶马达10、12上的转矩的合计量相对应。例如从PID控制部51产生在各时刻的目标加减速度a，但也可以将激光测距仪等的行驶方向的位置传感器的信号进行2阶时间微分从而求得实测的行驶加减速度，并用其来代替目标加减速度a。

转矩分配部53将从制振控制部52输出的控制量分配给前后的行驶马达，该比例为在前后的行驶马达12、10产生的转矩的比。例如从PID控制部51向转矩分配部53输入堆垛起重机的行驶加减速度a，但也可以从行驶速度图形产生部50输入，并且也可以将由图1的激光测距仪30求得的距离进行2阶时间微分从而求得加减速度。向转矩分配部53输入升降台的高度H2以及升降台上的物品的有无，并优选除此之外输入用于对施加于升降台的惯性力进行修正的升降加减速度a2。在升降台的加减速度a2与重力加减速度g相比足够小，例如升降加减速度a2为重力加减速度g的1/10以下的情况下，也可以忽略升降加减速度a2。转矩分配部53根据这些数据，检测出施加到前后的驱动车轮的轮压、即来自行驶轨道3等行驶面的阻力，并以与轮压成比例的方式将转矩分配给前后的伺服机构54、55。另外，转矩按照轮压进行分配即可，不需要一定与轮压成比例。例如，与轮压大致成比例地进行分配即可。此外，也可以如以下方式分配转矩：如果前轮的轮压＞后轮的轮压，则转矩满足前轮的转矩＞后轮的转矩的关系；如果前轮的轮压＜后轮的轮压，则转矩满足前轮的转矩＜后轮的转矩的关系。前后的伺服机构54、55分别伺服驱动前后的行驶马达12、10，并监视各马达电流i而进行反馈控制。并且，例如马达电流i与行驶马达12、10的输出转矩成比例。

图3表示堆垛起重机2的重心G的高度H的计算。当设升降台20和物品22的合计质量为m′、升降加减速度为a2时，从升降台施加到吊式保持材料18的力为m′(g-a2)。当设升降台以外的部分的质量为m″时，令堆垛起重机2的视在质量为m，则作用在堆垛起重机2的整体上的重力为mg＝m′(g-a2)+m″g。因此堆垛起重机2的视在重量m与真实的质量不同，为m＝m′(1-a2/g)+m″。进一步，当设升降台和物品的重心高度为H2、升降台以外的部分的重心高度为H3时，则根据重心的公式得出堆垛起重机2的重心高度H为H＝(m′(1-a2/g)H2+m″H3)/m。T1为施加于后部驱动车轮的轮压、T2为施加于前部驱动车轮的轮压，G为重心位置并作用有重力mg和惯性力-ma。设从重心G到后部驱动车轮6的水平距离为P1、从重心G到前部驱动车轮8的水平距离为P2。

假设驱动车轮6、8是由具有弹性的轮胎构成的，轮压T1、T2的计算在图4中表示。为了与作用于重心G的重力mg产生力矩平衡，轮压T1为mg·P2/(P1+P2)。同样，为了与重力mg的力矩平衡，轮压T2为mg·P1/(P1+P2)。假设驱动车轮6、8在上下发生弹性变形以便与惯性力-ma的力矩平衡，并且台车4从水平方向仅倾斜微小的角度θ。并且令伴随倾角θ的、驱动车轮6、8的弹力为F1、F2，并设轮压T1、T2为从上述的值仅变换了F1、F2的量。由惯性力-ma产生的力的力矩与由弹力F1、F2产生的力的力矩平衡，因此得出maH＝F1P1+F2P2。然后，设弹簧常数为k，弹力F1、F2表示为F1＝kP1θ、F2＝kP2θ，因此得出maH＝kθ(P1²+P2²)。之后求取弹力中的kθ、并消去弹力F1、F2，则得出T1＝mg·P2/(P1+P2)+maP1H/(P1²+P2²)。同样，得出T2＝mg·P1/(P1+P2)-maP2H/(P1²+P2²)。当如上所述地求取轮压T1、T2时，则由转矩分配部将转矩与此成比例地进行分配。

此处是假设驱动车轮6、8为具有弹性的轮胎而求取了轮压的比，但是在可忽略驱动车轮6、8的弹性的情况下，例如，求得驱动车轮6周围的重力和惯性力产生的力的力矩和施加于驱动车轮8的轮压T2的力的力矩之间的平衡即可。由此，求得力的力矩T2。同样，根据驱动车轮8周围的作用于重心的重力与惯性力、和作用于驱动车轮6的轮压的力之间的力矩的平衡，求得轮压T1。然后，将转矩与求得的轮压的比成比例地分配即可。

当将转矩与施加于驱动车轮6、8的轮压成比例地分配时，可以得到以下的效果。

(1)可将转矩最佳地分配给前后的驱动车轮。

(2)因此不产生转矩的盈亏，不产生由于转矩过大而驱动车轮空转、和由于转矩不足而驱动车轮被锁紧并产生锁紧声的“鸣叫”。

(3)由于难以产生锁紧或空转，因此能够使堆垛起重机以大的加减速度行驶。

(4)由于将转矩最佳地分配到前后的驱动车轮上，因此难以产生堆垛起重机的振动。

(5)由于前后的驱动车轮的转矩平衡，因此可以减少因与行驶轨道接触而产生的浪费。

在实施例中表示了前后各1个轮的堆垛起重机，但是在对前后各2个轮的堆垛起重机进行4轮驱动的情况下，与实施例同样地设置向前轮分配的转矩，将其向左右的前轮各分配1/2，并且同样求得向后轮分配的转矩并向左右的后轮各分配1/2即可。在堆垛起重机的上部也设有台车的情况下，附加考虑下部的台车和上部的台车、以及柱来决定升降台以外的部分的台车的重心位置即可。实施例不限定于堆垛起重机，也可以适用于有轨台车和在地上无轨行驶的无人搬运车等，并特别适合于具备了柱和升降台的行驶台车。

Claims

1.一种行驶台车，沿行驶方向配置了多个驱动车轮，其特征在于，具备：

轮压检测单元，用于求取施加于上述各驱动车轮的轮压的比；以及

转矩分配单元，用于根据所求得的轮压的比向上述各驱动车轮分配行驶所需的转矩。

2.如权利要求1所述的台车，其特征在于，

上述轮压检测单元，根据行驶台车的重心高度和从重心到上述各驱动车轮的水平距离、及行驶加减速度，求得施加于上述各驱动车轮的轮压的比。

3.如权利要求2所述的台车，其特征在于，

行驶台车具备柱和沿柱进行升降的升降台，

上述轮压检测单元具备用于根据升降台的高度对上述重心高度进行修正的单元。