JP2000122723A - 無人搬送車 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】精密な制御を行うことができて、安定した自動
走行が可能な無人搬送車を提供する。 【解決手段】床面に敷設されたコースガイドを検出する
コースセンサ１１の検出信号に基づきコースガイドに追
従するように所定のコースを無人走行する。荷台の下面
前方に前キャスタ輪１を配置するとともに、荷台の下面
後方に後輪としての後キャスタ輪２０を配置し、荷台の
中央下面にギアードモータ２で駆動される駆動輪３を配
置し、前記前キャスタ輪１は上下動可能なサスペンショ
ンを介して支持する。ギアードモータ２はベクトルサー
ボモータとした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は無人搬送車に関し、
更に詳細には床面に敷設されたコースガイドを検出する
コースセンサの検出信号に基づき、コースガイドに追従
するように所定のコースを無人走行するものに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、広大な工場や施設において、無人
搬送車が利用されている。これは例えば、実用新案登録
第３００９４０８号公報に示されるように、磁気あるい
は光学的な手段で敷設されたライン上を外れないように
自動運転される搬送車であって、その駆動方式として直
流減速モータを駆動源とした左右２つの駆動輪を荷台下
面に設け、それら駆動輪の回転速度を細かく制御するこ
とで所定のライン上を走行することができるようになっ
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、直流モータ
を駆動源とした場合、減速機の摩耗や直流モータ内のブ
ラシの摩耗によって特性が変化し、左右の駆動輪の精密
な回転制御ができなくなることがある。このような場
合、搬送車が蛇行するなど精密な走行制御ができなくな
る虞れがある。

【０００４】さらに、直流モータを駆動源とした場合、
電源を切った状態でもブラシの存在等の理由により回転
に抵抗があり、手動で押す場合には極めて重く、また発
電作用があるため制御回路を焼損する危険もあった。

【０００５】これを解決するものとして手押し時には駆
動輪を浮かせる機構を設けるとともに、その代わりとな
る補助輪を用いたものが提案されている。しかし、この
ようなものでは、構造が複雑になる上に、電源を切った
際にはブレーキがなく完全なフリー走行となってしまう
ので、機械的なブレーキ装置を搭載する必要がある。

【０００６】本発明はかかる従来の問題点を解決するた
めになされたもので、きわめて精密な走行制御ができ、
かつ直進安定性に優れ、モータの停止時にもトルク発生
によるるブレーキングが可能な無人搬送車を提供するこ
とにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、床面に敷設さ
れたコースガイドを検出するコースセンサ１１の検出信
号に基づきコースガイドに追従するよう操向修正しつつ
所定のコースを無人走行する搬送車において、前述した
技術的課題を解決するために以下のように構成されてい
る。

【０００８】すなわち、荷台の下面前方に前キャスタ輪
１を配置するとともに、荷台の下面後方に後輪としての
後キャスタ輪２０を配置し、荷台の中央下面にギアード
モータ２で駆動される駆動輪３を配置し、前記ギアード
モータ２として、これに電力を供給するバッテリとイン
バータを備えたベクトルサーボモータを内装した。

【０００９】前記前キャスタ輪１は上下動可能なサスペ
ンション２１を介して支持させることができる。このよ
うにすることで搬送車の後部に比べて軽くなりがちな前
部が浮き上がった場合でも、前キャスタ輪が接地して、
運搬車全体のがたつきを防止できる。

【００１０】前記ベクトルサーボモータは交流インバー
タ制御型を用いることができる。この場合、シーケンス
プログラムを記憶させた制御回路で駆動することができ
る。制御回路としてはマイクロプロセッサ及びメモリか
らなるハードウエアと、ＯＳ（基本プログラム）及びア
プリケーションプログラム（処理手順プログラム）から
なるソフトウエア、及びキーボードや外部バスなどの入
出力装置から構成したものを使用できる。すなわち、無
人搬送車として必要なシーケンスプログラムを入力し、
走行速度、走行停止、直進走行性、安定した旋回を制御
するものとする。

【００１１】またベクトルサーボモータの駆動回路とし
ては、例えば下記の構成を採ることができる。先ずコー
スから逸脱したか否かコースセンサ１１の検出信号に基
づいて判定するコース逸脱判定手段１４ｂと、コース逸
脱判定手段１４ｂの判定信号に応じ、コース逸脱時には
復帰操向信号を出力して無人搬送車を復帰操向させる復
帰操向手段１４ｃと、コースへ復帰したか否かをコース
センサ１１の検出信号に基づいて判定するコース復帰判
定手段１４ｄと、コース復帰判定手段１４ｄの判定信号
に応じ、所定時間内にコース復帰すると前記復帰操向信
号の出力を停止して無人搬送車の無人走行を継続させ、
コース逸脱状態が所定時間以上継続すると走行停止信号
を出力して無人搬送車を自動停止させる復帰解除手段１
４ｅを設けたものとすることができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の無人搬送車を図１
ないし図４に示される実施形態について更に詳細に説明
する。

【００１３】この無人搬送車は荷台４の下面に計５つの
車輪が設けられており、まず、荷台４の下面前方に直径
１２ｃｍ、幅３ｃｍ程度の操向自在な左右一対の前キャ
スタ輪１ａ、１ｂが配置されている。この前キャスタ輪
１ａ、１ｂは上下動可能なサスペンション２１を介して
支持されており、矢示Ｆ方向に揺動することができるよ
うになっている。

【００１４】前記サスペンション２１としてはコイルス
プリングが用いられており、前キャスタ輪１ａ、１ｂを
支持する取り付けプレートの前縁を蝶着することで揺動
可能としてある。

【００１５】そして、荷台４の下面後方に、後輪として
の一の後キャスタ輪２０が配置されている。この後キャ
スタ輪２０は荷台４の後縁に設けられた制御ボックス７
の下面に取り付けられている。制御ボックス７の内部に
はバッテリ２３や制御装置１４が内装されている。

【００１６】このように常時５輪が接地する構造とした
ことで、荷重を分散でき、耐久性の向上が図られてい
る。さらに、荷台４の中央下面にギアードモータ２ａ、
２ｂで駆動される駆動輪３ａ、３ｂが配置されている。
前記ギアードモータ２ａ、２ｂには、電流ベクトル制御
型コントローラを使用した三相ベクトルサーボモータが
用いられており、ベクトルサーボモータ側にドライブギ
ア３０が設けられている。そして駆動輪３ａ、３ｂ側に
はドリブンギア２５が設けられ、前記ドライブギア２４
との間にドライブチェン２６が張設されている。

【００１７】これらを装備した荷台４にはその後部に門
型のハンドル５が立設され、反対側の前縁下部には障害
物センサ６が設けられている。前記ハンドル５の間には
これを支持して制御ボックス７が配置されている。この
制御ボックス７は、前記ギアードモータ２ａ，２ｂの回
転を制御する制御装置１１を内蔵したもので、この制御
装置には前記ハンドル５に設けられた左右一対の操作ス
イッチ８ａ，８ｂ及びバンパセンサ９が接続されてい
る。

【００１８】また、前記荷台４の中央部の下面には、ブ
ラケット１０を介してコースセンサ１１が固定されてい
る。このコースセンサ１１は、無人搬送車が走行する床
面１２に敷設されたコースガイドが磁気テープである場
合には磁気センサで構成され、コースガイド１３が反射
テープである場合には光センサで構成される。そしてこ
のようなコースセンサ１１は、前記制御ボックス７内の
制御装置に信号出力すべくこれに接続されている。

【００１９】ここで図４に示すように、前記制御装置１
１は、操向修正手段１４ａ、コース逸脱判定手段１４
ｂ、復帰操向手段１４ｃ、コース復帰判定手段１４ｄ、
復帰解除手段１４ｅ、信号選択手段１４ｆ、ギアードモ
ータ回転制御手段１４ｇなどを有するもので、マイクロ
プロセッサ及びメモリー等（図示せず）から構成されて
いる。

【００２０】操向修正手段１４ａは、無人搬送車の無人
走行中、コースセンサ１１の検出信号を入力し、その検
出信号に基づきこのコースセンサ１１がコースガイド１
３から外れないで追従するよう左右の駆動輪３ａ，３ｂ
を回転制御するためのもので、信号選択手段１４ｆを介
してギアードモータ回転制御手段１４ｇに操向修正信号
を出力する。

【００２１】コース逸脱判定手段１４ｂは、無人搬送車
の無人走行中、コースセンサ１１がコースガイド１３か
ら外れたか否かをコースセンサ１１の検出信号に基づい
て判定するもので、コースセンサ１１の検出信号が所定
レベル以下となると、コースセンサ１１がコースガイド
１３から外れたものとしてコース逸脱判定信号を復帰操
向手段１４ｃに出力する。復帰操向手段１４ｃは、コー
ス逸脱判定手段１４ｂからコース逸脱判定信号を復帰操
向手段１４ｃに出力する。

【００２２】復帰操向手段１４ｃは、コース逸脱判定手
段１４ｂからコース逸脱判定信号を入力すると、その時
点から所定時間（例えば、数秒）だけ復帰操向信号を復
帰操向手段１４ｃへ信号選択手段１４ｆに出力する。

【００２３】コース復帰判定手段１４ｄは、無人搬送車
がコースへ復帰してコースセンサ１１がコースガイド１
３に追従するようになったか否かをコースセンサ１１の
検出信号に基づき判定するもので、コースセンサ１１の
検出信号が所定レベル以下となるとコースセンサ１１が
コースガイド１３に追従したものとしてコース復帰判定
信号を復帰解除手段１４ｅに出力する。

【００２４】復帰解除手段１４ｅは、コース復帰判定手
段１４ｄから所定時間内にコース復帰判定信号を入力す
ると、その時点から前記復帰操向信号の阻止信号を信号
選択手段１４ｆに出力し、数秒程度の所定時間内にコー
ス復帰判定信号を入力しない場合には、所定時間の経過
時点で走行停止信号を信号選択手段１４ｆに出力する。

【００２５】信号選択手段１４ｆには、操向修正手段１
４ａからの操向修正信号、復帰操向手段１４ｃからの復
帰操向信号、復帰解除手段１４ｅからの阻止信号及び走
行停止信号の他に、前記操作スイッチ８ａ，８ｂからの
操作信号と前記バンパセンサ９からの検出信号とが入力
されている。

【００２６】そしてこの信号選択信号１４ｆは、バンパ
センサ９及び障害物センサ６からの検出信号を最優先し
てギアードモータ回転制御手段１４ｇに出力し、次いで
左右の操作スイッチ８ａ，８ｂからのからの操作信号を
優先してギアードモータ回転制御手段１４ｇに出力する
ようになっている。そして、復帰解除手段１４ｅからの
阻止信号を入力すると、復帰解除手段１４ｅからの阻止
信号をギアードモータ回転制御手段１４ｇに出力するの
を停止する。

【００２７】ギアードモータ回転制御手段１４ｇは、バ
ンパセンサ９からの検出信号または復帰解除手段１４ｅ
からの走行停止信号を入力すると、左右のギアードモー
タ２ａ，２ｂの回転を停止して無人搬送車を自動停止さ
せ、左右の操作スイッチ８ａ，８ｂからのからの操作信
号を入力するとこれに対応した左右のギアードモータ２
ａ，２ｂを回転駆動して無人搬送車を走行させるように
なっている。

【００２８】ギアードモータ回転制御手段１４ｇは、交
流インバータによりベクトルサーボで電力制御を行うよ
うになっている。回転制御手段１４ｇの制御基板は、搬
送プログラムの組み合わせによる回路図に従い配線され
たシーケンス基板である。この基板は、上記無人搬送車
用シーケンサー基板のプログラムを満足するようにモー
タのパラメータにシーケンス基板のプログラムから入力
ができるようにした専用制御基板とする。具体的には、
無人搬送車用プログラムを容易に入力する専用制御機器
として素数書き込みプログラマー２個を専用に追加組込
んで、作動の安定性、確実性を得られるようにした。制
御プログラムは実際に走行するコースに応じて作成する
ことが望ましい。

【００２９】この無人搬送車は、駆動源としてベクトル
サーボモータを使用したことで、（１）ブラシが存在せ
ず、電源非供給時の回転抵抗が極めて少ないため手動に
よって搬送車を押すことも容易となる（２）モータの停
止状態でも任意のトルクを無理なく発生できる。このた
め坂の途中等でも停止も可能で、機械的ブレーキ機構を
要せずに安全、確実なブレーキ力が得られる（３）電源
非供給時の発電効果がないため制御回路の電力素子（サ
イリスタ等）を焼損する虞れがない（４）強力なトルク
が得られる。

【００３０】この無人搬送車は、従来の直流減速モータ
を使用したものに比較して次のような結果を得た。傾斜
面での登坂性能は従来型が３％傾斜まで登坂可能だった
のに対し、本発明のものでは５％から６％までの傾斜ま
で登坂可能だった。また直進性は左右の振れ６ｍｍ程度
が得られ、従来型の１／５まで改善できた。

【００３１】また最高速度は従来型が時速２．１ｋｍで
あったのに対し、本発明のものでは時速８ｋｍでの走行
性能が得られた。また荷台の下面前方に前キャスタ輪を
配置するとともに、荷台の下面後方に後輪としての後キ
ャスタ輪を配置し、荷台の中央下面にギアードモータで
駆動される駆動輪を配置し、前記前キャスタ輪は上下動
可能なサスペンションを介して支持したので、バッテリ
等を搭載した後部が前部より重くなっても前部の浮き上
がりによるがたつきがなくなり、滑らかな走行性が得ら
れる。

【００３２】

【発明の効果】本発明によれば、前記ギアードモータと
してベクトルサーボモータを内装したので、手押し時に
は軽く、かつ停止時に確実なロックができる等、精密な
制御が可能で安定した自動走行が可能となる。

【００３３】また、手動走行をさせる場合でもベクトル
サーボモータは抵抗とならないため、押しが極めて軽
く、また発電作用がないため制御回路を焼損する虞れも
ない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態である無人搬送車の側面図
である。

【図２】本発明の一実施形態である無人搬送車の平面図
である。

【図３】本発明の一実施形態である無人搬送車の背面図
である。

【図４】本発明の一実施形態である無人搬送車のブロッ
ク図である。

【符号の説明】

１ａ、１ｂ 前輪としてのキャスタ輪 ２ａ、２ｂ ギアードモータ ３ａ、３ｂ 駆動輪 ４ 荷台 ５ ハンドル ６ 障害物センサ ７ 制御ボックス ９ バンパセンサ １１ コースセンサ １２ 床面 １３ コースガイド １４ａ 操向修正手段 １４ｂ コース逸脱判定手段 １４ｃ 復帰操向手段 １４ｄ コース復帰判定手段 １４ｅ 復帰解除手段 １４ｆ 信号選択手段 １４ｇ ギアードモータ回転制御手段 ２０ 後輪としてのキャスタ輪

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】床面に敷設されたコースガイドを検出する
   コースセンサ１１の検出信号に基づきコースガイドに追
   従して所定のコースを無人走行する搬送車において、 荷台の下面前方に前キャスタ輪１を配置するとともに、
   荷台の下面後方に後輪としての後キャスタ輪２０を配置
   し、荷台の中央下面にギアードモータ２で駆動される駆
   動輪３を配置し、前記ギアードモータ２として、これに
   電力を供給するバッテリとインバータを備えたベクトル
   サーボモータを内装したことを特徴とする無人搬送車。
2. 【請求項２】前記前キャスタ輪１は上下動可能なサスペ
   ンション２１を介して支持させた請求項１に記載の無人
   搬送車。
3. 【請求項３】床面に敷設されたコースガイドを検出する
   コースセンサ１１の検出信号に基づきコースガイドに追
   従して所定のコースを無人走行する搬送車において、 コースから逸脱したか否かをコースセンサ１１の検出信
   号に基づいて判定するコース逸脱判定手段１４ｂと、コ
   ース逸脱判定手段１４ｂの判定信号に応じ、コース逸脱
   時には復帰操向信号を出力して無人搬送車を復帰操向さ
   せる復帰操向手段１４ｃと、コースへ復帰したか否かを
   コースセンサ１１の検出信号に基づいて判定するコース
   復帰判定手段１４ｄと、コース復帰判定手段１４ｄの判
   定信号に応じ、所定時間内にコース復帰すると前記復帰
   操向信号の出力を停止して無人搬送車の無人走行を継続
   させ、コース逸脱状態が所定時間以上継続すると走行停
   止信号を出力して無人搬送車を自動停止させる復帰解除
   手段１４ｅを備えている請求項１または２に記載の無人
   搬送車。