JP2004078703A

JP2004078703A - 旋回制御装置

Info

Publication number: JP2004078703A
Application number: JP2002239958A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Tanaka; 田中　正
Original assignee: Nippon Yusoki Co Ltd
Current assignee: Nippon Yusoki Co Ltd
Priority date: 2002-08-20
Filing date: 2002-08-20
Publication date: 2004-03-11

Abstract

【課題】無人搬送車の旋回走行終了時の走行位置が無人搬送車の走行速度や、路面と操舵輪との摩擦力に依存する。
【解決手段】本発明の旋回制御装置２０は、無人搬送車が旋回開始点に到達すると、旋回走行しながら操舵輪を徐々に旋回させ、操舵輪の旋回角が目標角度に達すると、当該目標角度を保ち、やがて旋回走行しながら操舵輪を徐々に戻して、旋回走行を終了させる旋回制御手段２１を備える。旋回制御手段は、走行距離に基づいて操舵輪を旋回させるため、無人搬送車がどのような走行速度で旋回走行しても、旋回終了時の無人搬送車の位置は同じである。
【選択図】　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無人搬送車の旋回を制御する旋回制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より物流倉庫、工場の組み立てライン等に無人搬送車が用いられている。無人搬送車は、ユーザや基地局から無線で荷物の搬送先や荷物の取得先となる目的位置が入力されると、現在位置から当該目的位置までの経路を設定し、直進走行と旋回走行を繰り返して目的位置に移動する。
【０００３】
無人搬送車は、直進走行をしている状態で旋回走行の開始点に到達すると、直進走行中の走行速度を保ちながら、操舵輪を最大速度で旋回させて操舵輪の旋回角を最大角にする。そして無人搬送車は、旋回角を最大角に保って旋回走行し、例えばジャイロセンサの出力に基づいて上記経路設定時に設定した角度だけ旋回したことを検知すると、操舵輪を最大速度で上記と逆方向に旋回させて操舵輪の操舵角を直進走行時の角度に戻すようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のように操舵輪が最大速度で旋回している間に無人搬送車が走行する距離は、無人搬送車の走行速度によって異なる。そのために、従来の無人搬送車においては、旋回走行終了時の無人搬送車の走行位置が無人搬送車の走行速度によって異なってしまう。
【０００５】
また、操舵輪の旋回は、一般的にはモータで駆動しており、路面と操舵輪との摩擦力が異なると、モータが操舵輪を旋回する速度が異なるため、路面と操舵輪の摩擦力の違いによっても旋回走行終了時の無人搬送車の走行位置が異なる。
【０００６】
そこで本発明では、無人搬送車の旋回走行終了時の位置が無人搬送車の走行速度や、路面と操舵輪との摩擦力に依存しない旋回制御装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の旋回制御装置は、無人搬送車が旋回走行する際の旋回全長距離を記憶する記憶手段と、上記無人搬送車の走行距離を計測する計測手段と、上記無人搬送車の旋回走行開始からの走行距離に応じて操舵輪の旋回角を所定角度まで旋回させるとともに、旋回走行終点から所定距離手前からの走行距離に応じて上記旋回角を０°まで逆旋回させる旋回制御手段とを備える。
【０００８】
上記のように上記旋回制御手段は、走行距離に基づいて操舵輪を旋回させるため、無人搬送車の走行速度に関わらず、旋回走行終了時の無人搬送車の走行位置は一定となる。
【０００９】
また、無人搬送車を走行距離に応じて操舵輪を旋回させるため、操舵輪を旋回させるためのエネルギーが小さくなるので、路面と操舵輪との摩擦力が大きい場合でも、走行距離に対して一定の比率で操舵輪を旋回させることができる。よって、旋回走行終了時の無人搬送車の走行位置が路面と操舵輪との摩擦力に依存することはない。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本実施の形態に係る無人搬送車１は、図２に示すように、車体２の前部に左右１対のストラドルアーム３を備え、各ストラドルアーム３の前端部には、回転自在に支持させた左右１対のロードホイール４が備えられている。また車体２の中央の下面には無人搬送車１の操舵と駆動とを担う操舵駆動輪５が備えられている。
【００１１】
このような無人搬送車１が走行する路面には、図３に示すように位置指標＃ｎ（ｎ：１、２、３…）が所定の間隔で埋設されている。この位置指標＃ｎは、図２に示すように平面視においてロードホイール４の輪軸線Ｆ−Ｆと一致する位置に上記ストラドルアーム３に備えられた位置検出手段７に読み取られ、当該位置検出手段７は、読み取った位置指標＃ｎから現在位置を認識する。
【００１２】
更に路面には、図３に示すように無人搬送車１の走行ラインを示すガイド８（８ａ、８ｂ…）が敷設されており、無人搬送車１の下面にはガイド８と無人搬送車１の位置関係を検出するガイドセンサ６が設けられている。当該ガイドセンサ６の出力は、図１に示す走行制御手段１２に入力され、当該走行制御手段１２は、ガイド８がガイドセンサ６の中央に位置するように、操舵駆動輪５を操舵して走行するようになっている。
【００１３】
無人搬送車１は、基地局等からの指示により目的位置が与えられると、図１に示す経路設定手段１１は、上記位置検出手段７から現在位置を取得して、現在位置から目的位置までの経路の設定を行う。この経路の設定には、例えば図３に示すように「現在位置から位置指標＃ａまで直進、位置指標＃ａで右折、位置指標＃ａから目的位置となる位置指標＃ｂまで直進」というように、位置指標＃ｎが利用される。
【００１４】
上記経路設定手段１１がこのように経路の設定を行うと、上記走行制御手段１２は、現在位置から上記位置検出手段７が位置指標＃ａを読み取るまで、操舵駆動輪５を駆動して直進走行を行う。
【００１５】
上記位置検出手段７が上記位置指標＃ａを読み取ると、上記走行制御手段１２は、操舵駆動輪５を駆動した状態で、旋回制御装置２０を構成する旋回制御手段２１に、位置検出手段７の旋回開始点Ｌｉ（図３、図４参照）を取得したことを通知する。（この時、操舵駆動輪５は図３及び図４に示す操舵駆動輪５の旋回開始点Ｌｓ上に位置する。）
【００１６】
上記旋回開始点Ｌｉに到達したことが通知されると、上記旋回制御手段２１は、計測手段２２に操舵駆動輪５の走行距離Ｌの計測開始を指示する。当該指示を受けると、上記計測手段２２は、当該指示を受けた時から操舵駆動輪５の回転数をカウントして、操舵駆動輪５の旋回開始点Ｌｓからの走行距離Ｌの計測を開始する（図５、Ｓ５０１）。上記旋回制御手段２１は、上記計測手段２２が計測した走行距離Ｌを随時取得して、数１に示すように当該走行距離Ｌに係数ｋを乗じた旋回角θ１を操舵駆動輪５の旋回角θと決定する。上記旋回制御手段２１は、数１にて決定した旋回角θ１に操舵駆動輪５を旋回させて旋回走行を行う（図５、Ｓ５０２）。なお、操舵駆動輪５の旋回角θは、無人搬送車１が直進走行するときの操舵駆動輪５の向きに対する旋回走行時の操舵駆動輪５の角度である。
【００１７】
【数１】

数１の係数ｋには、操舵駆動輪５の旋回の動力となるモータの出力や、路面と操舵駆動輪５との摩擦力等を考慮して、モータが旋回角θ１に従って操舵駆動輪５を旋回させることができる値を用いる。
【００１８】
ところで、数１に基づいて旋回角θを決定すると、操舵駆動輪５が旋回開始点Ｌｓから離れるに従い旋回角θが大きくなり、操舵駆動輪５の旋回半径が徐々に小さくなる。そこで、上記旋回制御手段２１は、図６に示す比較手段３１にて、上記数１にて求められる旋回θ１と後述する目標角θ２とを比較し、旋回角θ１が目標角θ２になると、この時点で上記計測手段２２が計測した走行距離Ｌを目標角到達距離Ｌ１として記憶し、旋回角θを目標角θ２に保って旋回走行を行う（図５、Ｓ５０３→Ｓ５０４→Ｓ５０５）。
【００１９】
ところで、旋回走行を終了して直進走行を開始するまでに、操舵駆動輪５の旋回角θを０°に戻さなければならないが、本発明の上記旋回制御手段２１は、
図４に示す旋回終了点（旋回走行終点）Ｌｆより上記目標角到達距離Ｌ１手前の点Ｌａ（以下、「復帰点Ｌａ」という）から、旋回角θを０°に戻す動作を行う。そのために、上記旋回制御手段２１は、旋回開始点Ｌｓから旋回終了点Ｌｆ間の操舵駆動輪５の走行距離（以下、「旋回全長距離Ｌｍａｘ」という）を認識しておかなければならない。
【００２０】
そこで、旋回制御装置２０には、旋回全長距離Ｌｍａｘを記憶する記憶手段２３が備えられている。この旋回全長距離Ｌｍａｘは、数２によって求められる。
【００２１】
【数２】

但し、図４に示すように上記旋回開始点Ｌｓと数１にて求められる旋回角θ１が目標角θ２と等しくなった点Ｌｐ及び、上記復帰点Ｌａから旋回終了点Ｌｆ間の操舵駆動輪５の軌道は円弧でないので、数２にて求められる旋回全長距離Ｌｍａｘは、実際の旋回全長距離より長くなる。このため、実際の旋回全長距離を求めるためには、数２で求まる旋回走行距離Ｌｍａｘを補正する必要がある。
【００２２】
補正方法として、例えば、数１のＬの単位がｍｍであり係数ｋが０．１５であって、旋回走行で無人搬送車１が９０°旋回する場合、数２の角度Θに９８°を入力する。なお、補正の方法は、このように数２の角度Θに入力する角度を調整して行う方法に限定されるものでない。
【００２３】
このように補正された旋回全長距離Ｌｍａｘは、ユーザ等によって、上記記憶手段２３に予め入力される。なお、１つの無人搬送車１が操舵駆動輪５の旋回半径Ｒや旋回角度Θが異なる複数の経路において旋回走行を行う場合、ユーザは上記記憶手段２３に各旋回走行の旋回全長距離Ｌｍａｘを入力する。
【００２４】
上記旋回制御手段２１は、旋回角θを目標角θ２に保って旋回走行している時に、上記計測手段２２にて計測された走行距離Ｌが、上記記憶手段２３に記憶された旋回全長距離Ｌｍａｘと目標角到達距離Ｌ１との差よりも大きくなると、即ち復帰点Ｌａに操舵駆動輪５が到達すると、旋回角θを目標角θ２から０°に戻す動作を開始する（図５、Ｓ５０６）。
【００２５】
上記復帰点Ｌａ通過後の旋回角θは、数３のθ４となる。
【００２６】
【数３】

即ち、上記復帰点Ｌａ通過後の旋回角θは、上記復帰点Ｌａからの操舵駆動輪５の走行距離（Ｌ−（Ｌｍａｘ−Ｌ１））
に数１の係数ｋを乗じた角度と目標角θ２との差となる。よって、復帰点Ｌａから操舵駆動輪５が離れるに従い、旋回角は小さくなる。上記旋回制御手段２１は、図６に示す比較手段３２で、数３にて求められる旋回角θ４が０°であるかどうか判断し、θ４が０°であると判断すると、操舵駆動輪５の旋回角を０°に固定して、旋回走行を終了する
（図５、Ｓ５０７）。
【００２７】
このように、操舵駆動輪５の旋回は、無人搬送車１を旋回走行させながら行われるため、操舵駆動輪５を旋回させるエネルギーは小さい。よって、操舵駆動輪５の摩耗を抑え、操舵駆動輪５の旋回によって路面が削られることを防ぐことができる。
【００２８】
ところで、操舵駆動輪５の旋回走行時の軌道が円弧状である場合、図４に示すようにロードホイール４と操舵駆動輪５とのホイールベースをＳとし、操舵駆動輪５の旋回半径をＲとすると、旋回開始点Ｌｓで旋回角θを数４のθ４にすれば、操舵駆動輪５は、旋回開始点Ｌｓで旋回走行を開始しガイド８ｂ上の旋回終了点Ｌｆを通過することになる。これは、図７に示す△ＡＢＣと△ＢＤＣは相似であるので、∠Ａと∠ＣＢＣが等しくなるためである。
【００２９】
【数４】

しかし、上記旋回開始点Ｌｓから点Ｌｐと、上記復帰点Ｌａから旋回終了点Ｌｆの間の操舵駆動輪５の軌道は円弧ではないので、目標角θ２に数４のθを採用すると、実際の操舵駆動輪５の旋回終了点Ｌｆが、ガイド８ｂより外側に位置することになる。しかし、実際の旋回終了点Ｌｆがガイド８ｂ上に位置しなくても、旋回終了点Ｌｆとガイド８ｂとの距離が、旋回走行終了時に上記ガイドセンサ６がガイド８ｂを検知できれる範囲内であばよい。即ち、上記走行制御手段１２は、ガイドセンサ６からの出力に基づいて、上記のように操舵駆動輪５を操舵することで、無人搬送車１をガイド８ｂに沿って直進走行させるためである。よって、数４のθ４を目標角θ２としても、実際の旋回終了点Ｌｆとガイド８ｂとの距離があまり大きくならず、上記範囲内となるため、本実施の形態では、目標角θ２に数４のθ４を用いる。
【００３０】
無人搬送車１は旋回走行を終了すると、ガイド８ｂに沿って直進走行を行い、上記位置検出手段７が位置指標＃ｂを読み取ると上記走行制御手段１２は、操舵駆動輪５を停止させる。
【００３１】
なお、上記では数１と数４に同じ係数ｋを用いているが、数１の係数ｋと数４の係数ｋの値は異なっていてもよい。また、旋回開始点Ｌｓから点Ｌｐの距離と、復帰点Ｌａと旋回終了点Ｌｆの距離は異なっていてもよい。また、係数ｋの変わりに距離の関数Ｋ（Ｋ＝Ｆ（Ｌ））を用いてもよい。
【００３２】
【発明の効果】
上記のように上記旋回制御手段は、走行距離に基づいて操舵輪を旋回させるため、無人搬送車がどのような走行速度で旋回走行しても、旋回終了時の無人搬送車の位置は同じである。
【００３３】
また、上記旋回制御手段は、無人搬送車を走行させながら徐々に操舵輪を旋回させるため、操舵輪を旋回させるために必要なエネルギーが小さいので、路面と操舵輪との摩擦力がどのような大きさであっても、走行距離に応じて操舵輪を旋回させることができる。よって、旋回終了時の無人搬送車の位置が路面と操舵輪との摩擦力に依存することはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の機能ブロック図。
【図２】無人搬送車の平面図。
【図３】無人搬送車の経路を示した図。
【図４】旋回走行を説明した図。
【図５】旋回走行のフローチャート。
【図６】旋回制御手段の機能ブロック図。
【図７】目標角の説明図。
【符号の説明】
１　無人搬送車
７　位置検出手段
１１　経路設定手段
１２　走行制御手段
２０　旋回制御装置
２１　旋回制御手段
２２　計測手段
２３　記憶手段

Claims

無人搬送車が旋回走行する際の旋回全長距離を記憶する記憶手段と、
上記無人搬送車の走行距離を計測する計測手段と、
上記無人搬送車の旋回走行開始からの走行距離に応じて操舵輪の旋回角を所定角度まで旋回させるとともに、旋回走行終点から所定距離手前からの走行距離に応じて上記旋回角を元の角度まで逆旋回させる旋回制御手段とを備えたことを特徴とする旋回制御装置。
上記旋回制御手段は、上記旋回走行開始からの走行距離と上記旋回角の比率と、上記旋回走行終点から所定距離手前からの走行距離と旋回角の比率とが等しくなるように、旋回及び逆旋回を行う請求項１に記載の旋回制御装置。
上記所定距離が、上記旋回走行開始から操舵輪が所定角度旋回するまでの無人搬送車の走行距離である請求項１に記載の旋回制御装置。