JP2007068398A - 無人搬送車システム - Google Patents

Abstract

【課題】バッテリの交換作業を要することなくバッテリを充電することができる無人搬送車システムを提供すること。
【解決手段】バッテリ（１０１）を搭載し、該バッテリで駆動される走行モータによって移動する無人搬送車（１００Ａ）と、前記バッテリを充電する充電装置（３００）とを含む無人搬送車システムにおいて、前記無人搬送車は、前記充電装置による充電のための停車位置を検出する定位置検出センサ（１３０）と、前記充電装置側に充電を要求するための光通信装置（１１０）とを備えてなり、前記充電装置は、前記無人搬送車からの充電要求に応じて該無人搬送車のバッテリを充電する。
【選択図】図４

Description

本発明は、軌道上を自動走行して貨物などを目的地まで搬送する無人搬送車システムに関する。

従来、現在位置から指定された目的地までの走行ルートを求めて貨物を目的地まで搬送する無人搬送車システムがある。一般に、この種の無人搬送車は、バッテリを搭載し、モータを動力機としてレール上を自動走行するように構成されている。

また、この搬送車の中には、前輪を駆動する主走行装置と、後輪を駆動する従走行装置を備え、全輪を駆動するように構成されたものがある。図６に、この主走行装置と従走行装置を備えた無人搬送車１００Ｊの概略構成を示す。同図において、主走行装置は、ベクトルインバータ２Ｍと、走行モータ３Ｍと、減速機４Ｍと、車輪５Ｍとから構成され、速度指令信号Ｖに基づいてベクトルインバータ２Ｍが走行モータ３Ｍの回転を制御し、この走行モータ３Ｍの駆動力を減速機４Ｍを介して車輪５Ｍ（前輪）に伝達する。

また、従走行装置は、ベクトルインバータ２Ｓと、走行モータ３Ｓと、上述の減速機４Ｍと同一の減速比を有する減速機４Ｓと、車輪５Ｓとから構成され、主走行装置のベクトルインバータ２Ｍからのトルク指令信号Ｔに基づいてベクトルインバータ２Ｓが走行モータ３Ｓの回転を制御し、この走行モータ３Ｓの駆動力を減速機４Ｓを介して車輪５Ｓ（後輪）に伝達する。走行モータ３Ｍ，３Ｓの各回転出力は、減速比が同一の減速機４Ｍ，４Ｓにより別々に減速されて各車輪を回転駆動している。

この無人搬送車１００Ｊによれば、マスタ側のベクトルインバータ２Ｍは、速度指令信号Ｖを入力し、これをスレーブ側のベクトルインバータ２Ｓにトルク指令信号として与える。これにより、マスタ側とスレーブ側の走行装置の車輪が同一のトルクで駆動されて、この無人搬送車１００Ｊが走行する。

また、この無人搬送車１００Ｊには、図７（ａ）に示すように、走行モータを駆動するためのバッテリ１０１が台車本体内に収納されている。このバッテリ１０１は、図７（ｂ）に示すように、コネクタ１０２を介して台車本体側の各機器に接続されている。このバッテリ１０１は、過放電状態に達すると、コネクタ１０２が切り離されてクレーン等により台車外部に取り出され、予備のバッテリと交換される。

また、図８に示すように、マスタ側とスレーブ側の無人搬送車を連結して運転する場合がある。同図において、無人搬送車１００Ｊは、マスタ側の無人搬送車であり、コントローラ１０１Ｍと、ベクトルインバータ１０２Ｍ（マスタ）と、ベクトルインバータ１０３Ｍ（スレーブ）と、スレーブ側の無人搬送車１００Ｓに与えるトルク指令信号を電流信号に変換する変換器１０４とを有する。

また、スレーブ側の無人搬送車１００Ｓは、マスタ側の無人搬送車１００Ｊからのトルク指令信号（電流信号）を電圧信号に変換する変換器１０４と、ベクトルインバータ１０３Ｍに従属するベクトルインバータ１０２Ｓ（スレーブ）と、このベクトルインバータ１０２Ｓに従属するベクトルインバータ１０３Ｓ（スレーブ）とを有する。

このように複数の無人搬送車を連結すると、マスタ側の無人搬送車１００Ｊのベクトルインバータ１０３Ｍからスレーブ側の無人搬送車１００Ｓのベクトルインバータ１０３Ｓに与えられるトルク指令信号を伝送するための配線が長くなる。この結果、この配線を介して伝送されるトルク指令信号がノイズの影響を受けやすくなる。

そこで、このノイズ対策として、台車間のトルク指令信号の伝送は電流信号で行われている。すなわち、マスタ側の無人搬送車では、変換器１４Ｍによりトルク指令信号を電圧信号から電流信号に変換してスレーブ側の無人搬送車に送信し、スレーブ側の無人搬送車では、変換器１０４Ｓによりトルク指令信号を電圧信号に戻してベクトルインバータ１０２Ｓに与える。
特開平０５−１７６４１０号公報 特開平０４−３４７９５１号公報

ところで、上述の従来技術にかかる無人搬送車システムによれば、バッテリが過放電状態となって、バッテリの交換作業を行う場合、バッテリ交換作業中に台車を使用できず、しかもバッテリの交換作業にクレーンなどの設備を必要とする上、バッテリが大きく重量物であるために作業に時間を要するという第１の問題がある。

また、複数の無人搬送車を連結して運転中に、マスタ側からスレーブ側にトルク指令信号を伝送するための配線が断線したり短絡すると、スレーブ側の変換器１０４Ｓの特性上、スレーブ側の搬送車に与えられるトルク指令信号が最大トルクを指令するものとなる。この結果、スレーブ側の無人搬送車が走行状態に固定され、マスタ側の無人搬送車に追従して停車しなくなるという第２の問題がある。

この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その第１の目的は、バッテリの交換作業を要することなくバッテリを充電することができる無人搬送車システムを提供することにあり、第２の目的は、トルク指令信号の伝送路が断線したり短絡した場合に無人搬送車を安全に停車させることができる無人搬送車システムを提供することにある。

上記課題を解決達成するため、この発明は以下の構成を有する。
即ち、この発明にかかる無人搬送車システムは、バッテリを搭載し、該バッテリで駆動される走行モータによって移動する無人搬送車と、前記バッテリを充電する充電装置とを含む無人搬送車システムにおいて、前記無人搬送車が、前記充電装置による充電のための停車位置を検出する位置検出手段と、前記充電装置側に充電を要求する充電要求手段とを備えてなり、前記充電装置が、前記無人搬送車からの充電要求に応じて該無人搬送車のバッテリを充電することを特徴としている。前記充電装置は、例えば、前記無人搬送車が待機中にバッテリの充電を行う。

この発明によれば、無人搬送車は、停車位置を検出して停車し、充電を要求する。充電装置は、停車位置に停車している無人搬送車を確認した場合、この無人搬送車からの要求に応じて充電を行う。

また、この発明にかかる無人搬送車システムは、バッテリを搭載し、該バッテリで駆動される走行モータによって移動する無人搬送車と、前記バッテリを充電する充電装置とを含む無人搬送車システムにおいて、前記無人搬送車が、速度指令信号に基づき車輪を駆動して走行する主搬送車と、前記主搬送車からのトルク指令信号に基づき車輪を駆動して走行する従搬送車とからなり、前記主搬送車が、前記トルク指令信号を電圧信号として前記従搬送車に与えることを特徴としている。

前記無人搬送車は、例えば、前記主走行装置からのトルク指令信号を電圧信号に変換する第１の変換器と、前記前記第１の変換器により変換されたトルク指令信号を元の信号に変換する第２の変換器と、を備える。

この発明によれば、トルク指令信号は電圧信号に変換されて、主搬送車から従搬送車に伝送される。したがって、主搬送車と従搬送車との間のトルク指令信号の伝送路が断線したり短絡すると、従搬送車にはトルク指令信号として「０」が与えられ、この従搬送車が停止（停車）状態に固定される。

また、無人搬送車は、例えば、充電位置を検出するための番地検出センサと定位置検出センサや、充電器側との通信を行うための例えば光通信などによる通信手段や、無人搬送車上のバッテリの電極と充電装置の電極との接続を検出するためのセンサや、地上側の充電装置には、無人搬送車の在車状態を検出するためのセンサなどを備えてもよい。

この発明によれば、無人搬送車側で、充電装置による充電のための停車位置を検出し、充電装置側に充電を要求し、充電装置側で、無人搬送車からの充電要求に応じてバッテリを充電するようにしたので、バッテリの交換作業を要することなくバッテリを充電することができる。

また、主搬送車から、トルク指令信号を電圧信号として従搬送車に与えるようにしたので、トルク指令信号の伝送路が断線したり短絡した場合であっても無人搬送車を安全に停車させることができる。

以下、図面を参照しながら、この発明の実施の形態を説明する。
実施の形態１．
図１に、この発明の実施の形態１にかかる無人搬送車の構成を示す。
同図において、ベクトルインバータ２０Ｍ、走行モータ３０Ｍ、減速機４０Ｍ、および車輪５０Ｍ（主駆動輪）は、速度指令信号Ｖに基づき走行する主走行装置を構成する。また、ベクトルインバータ２０Ｓ、走行モータ３０Ｓ、減速機４０Ｓ、および車輪５０Ｓ（従駆動輪）は、主走行装置からのトルク指令信号Ｔに基づき走行する従走行装置を構成する。

ここで、ベクトルインバータ２０Ｍは、速度指令信号Ｖに基づいて走行モータ３０Ｍの回転を制御するものであり、この走行モータ３０Ｍの駆動力が減速機４０Ｍを介して車輪５０Ｍに伝達される。また、ベクトルインバータ２０Ｓは、主走行装置のベクトルインバータ２０Ｍからのトルク指令信号Ｔに基づいて走行モータ３Ｓの回転を制御するものであり、この走行モータ３Ｓの駆動力が減速機４Ｓを介して車輪５０Ｓに伝達される。走行モータ３０Ｍ，３０Ｓの各回転出力は、減速比が同一の減速機４０Ｍ，４０Ｓにより別々に減速されて各車輪を回転駆動する。

コントローラ（ＰＬＣ）１０は、上述のベクトルインバータ２０Ｍ，２０Ｓから、車輪５０Ｍ，５０Ｓの各回転速度を表す回転速度信号Ｖｍ，Ｖｓを入力してこれらの車輪の回転差を求め、この回転差に基づきトルク制限値Ｔｍ，Ｔｓをベクトルインバータ２０Ｍ，２０Ｓにそれぞれ与えて各車輪の回転トルクを制御するものである。また、図示しないが、この無人搬送車には、各走行モータを駆動するためのバッテリなど、自動走行する上で必要な機材が搭載されている。

以下、図２に示すフローチャートに沿って、この実施の形態１にかかる無人搬送車システムの動作を説明する。
ステップＳ１：走行中、コントローラ１０は、ベクトルインバータ２０Ｍ，２０Ｓから、車輪５０Ｍ，５０Ｓの各回転速度を表す回転速度信号Ｖｍ，Ｖｓを随時入力し、これらの差分値Ｖｄ（＝Ｖｓ−Ｖｍ）を演算する。この差分値Ｖｄは、主走行装置の車輪５０Ｍと従走行装置の車輪５０Ｓとの回転差を表す。例えば、車輪５０Ｓ（従駆動輪）がスリップして空転した場合、回転速度信号Ｖｓは大きな値を示し、差分値Ｖｄが増大する。

ステップＳ２：続いて、この差分値Ｖｄと所定値とを比較して、スリップ状態かどうかを判定する。この所定値は、スリップの判断基準を与えるもので、実際の運用に応じて適切に設定される。
ステップＳ３：ここで、差分値Ｖｄが所定値以下の場合、スリップ状態ではないと判定し（ステップＳ２：ＮＯ）、トルク制限値Ｔｓを主走行装置側のトルク制限値Ｔｍと同一にする。
ステップＳ４：また、差分値Ｖｄが所定値より大きい場合、スリップ状態と判定し（ステップＳ２：ＹＥＳ）、トルク制限値Ｔｓを主走行装置側に与えるトルク制限値Ｔｍより小さい値に下げる。

このように、実施の形態１によれば、車輪５０Ｓ（従駆動輪）にスリップが発生している場合、車輪５０Ｍと車輪５０Ｓとの回転差に基づき車輪５０Ｓの回転トルクが抑制され、この車輪（従駆動輪）のグリップが回復する。したがって、車輪のトルクが適正値に保たれ、従走行装置のベクトルインバータ２０Ｓが過回転トリップすることがなくなり、車輪のスリップに起因して無人搬送車が停止することがなくなる。

実施の形態２．
以下、図３および図４を参照して、この発明の実施の形態２を説明する。
図３に示すように、この実施の形態２にかかる無人搬送車１００Ａは、バッテリ１０１を充電するための電極１０４が接続されたファンタグラフ１０２を備え、このファンタグラフ１０２は、無人搬送車１００Ａのフレーム１０３に固定されている。このファンタグラフ１０２が伸縮することにより、電極１０４が搬送車内部または外部に移動し、充電時以外に電極１０４を搬送車の内部に収納するようになっている。

また、充電装置３００の電極２０１は、集電装置２００内部に固定されている。この集電装置２００は、無人搬送車側の電極１０４を受容して、充電装置３００側の電極２０１とを接続するように構成される。

図４に、この無人搬送車システムの全体を示す。
同図に示すように、ファンタグラフ１０２は、搬送車１００Ａの両サイドに設けられ、このファンタグラフ１０２の近傍には、電極１０４を充電装置側の集電装置２００に接続する際に使用される光通信装置１１０およびマーク１１１が設けられている。集電装置２００は、無人搬送車１００Ａの軌道近くの所定位置に固定される。

ここで、集電装置２００側には、搬送車側の光通信装置１１０およびマーク１１１にそれぞれ対向するように、光通信装置２０２および在車検出センサ２０３が設けられている。光通信装置２０２は、光通信装置１１０と通信するためのもので、在車検出センサ２０３は、マーク１１１を検出するものであって、これにより在車（搬送車が停車位置に存在するか否か）を検出するものである。

また、この無人搬送車１００Ａのフロント側には、地上側に設けられた定位置用マーク１３０Ａを検出するための定位置検出センサ１３０が設けられ、サイド側には、同じく地上側に設けられた番地用マーク１２０Ａを検出するための番地検出センサ１２０が設けられている。

さらに、この無人搬送車１００Ａには、走行モータを駆動するためのバッテリ１０１と、無人搬送車の一連の動作を制御するためのシーケンサ１４０の他、自動走行する上で必要とする図示しない各種の機器が搭載されている。また、充電装置３００の集電装置２００には、充電装置側の一連の動作を制御するためのシーケンサ４００が接続されている。

以下、この実施の形態２にかかる無人搬送車システムの動作を説明する。
無人搬送車１００Ａは、貨物の搬送を終えて待機状態になると、充電装置３００が設けられたステーションに向かう。そして、定位置検出センサ１３０がステーションに設けられた定位置用マーク１３０Ａを検出し、番地検出センサ１２０が番地用マーク１２０Ａを検出すると、無人搬送車１００Ａは、これらのマークで指定される定位置に停車する。そして、定位置と番地を確認した後、光通信装置１１０により充電装置３００側に対して充電を要求する。

充電装置３００側では、在車検出センサ２０３により無人搬送車側のマーク１１１を検出して、在車の状態（停車位置など）に異常がないことを確認し、光通信装置２０２により無人搬送車１００Ａ側に対して充電の要求を受諾する旨の返答を行う。無人搬送車１００Ａは、充電装置側からの返答を受信すると、ファンタグラフ１０２を伸ばして、バッテリ１０１の電極１０４を集電装置２００側の電極２０１に接続する。

充電装置３００側では、搬送車側の電極１０４が集電装置２００内の電極２０１に接続されたことを確認すると、バッテリ１０１に対して充電を開始する。そして、バッテリ１０１の電圧を検出し、この電圧が充電完了を示す電圧に達すると、充電回路（図示なし）をオフさせて充電を終了する。充電が完了すると、充電装置３００側は、光通信装置２０２により、充電が終了した旨を無人搬送車１００Ａ側に報告する。この報告を受けて、無人搬送車１００Ａは、ファンタグラフ１０２を縮めて電極１０４を内部に収納する。
以上により、無人搬送車１００Ａは、バッテリ１０１が充電されて待機状態とされる。

この実施の形態２によれば、待機状態にある搬送車は、自動的にバッテリが充電される。したがって、クレーン等によるバッテリの交換作業が不要となり、バッテリ交換作業時間が不規則とならないため、運行パターンが崩れない。また、人手によらず自動的に充電が行われるため、充電口切替や通電などの充電作業を安全に行うことができる。また、充電場所を搬送車側と地上側で確認し、所定の充電場所以外では、充電作業が行われないため、充電作業の安全性を確保できる。さらに、番地検出を行っているため、搬送車に設けられた２カ所の電極の切替が可能となる。さらにまた、地上側でバッテリの接続状態を確認して充電を開始するため、通常時において充電器側の電極は無電圧であり、感電に対する安全性を確保できる。

実施の形態３．
以下、図５を参照して、この発明の実施の形態３を説明する。
図５に示すように、この実施の形態３にかかる無人搬送車は、主搬送車１００Ｍと、この主搬送車に従属して走行する従搬送車１００Ｓとを連結して構成され、主搬送車１００Ｍ側から従搬送車１００Ｓ側にトルク指令信号を電圧信号に変換して伝達するように構成される。

ここで、主搬送車１００Ｍのベクトルインバータ１０２Ｍは、前述の図１に示すベクトルインバータ２０Ｍに対応し、またこの主搬送車１００Ｍのベクトルインバータ１０３Ｍと、従搬送車１００Ｓのベクトルインバータ１０２Ｓおよび１０３Ｓは、図１に示すベクトルインバータ２０Ｓに対応する。すなわち、１つのベクトルインバータ１０２Ｍに対して、３つのベクトルインバータ１０３Ｍ，１０２Ｓ，１０３Ｓが従属するように構成される。

また、主搬送車１００Ｍには、ベクトルインバータ１０３Ｍが出力するトルク指令信号を電圧信号に変換して従搬送車１００Ｓに送出するための変換器１０５Ｍが搭載されており、一方の従搬送車１００Ｓには、主搬送車１００Ｍから送出されたトルク指令信号（電圧信号）を元のトルク指令信号に戻すための変換器１０５Ｓが搭載されている。

ここで、変換器１０５Ｍによりトルク指令信号を変換して得られる電圧信号は、伝送路でのノイズの影響が少なくなるように生成される。例えば、ベクトルインバータ１０３Ｍが出力するトルク指令信号を、このトルク指令信号の値に応じた差分電圧を有する１対の電圧信号に変換する。この場合、伝送路にノイズが侵入しても、この１対の電圧信号のノイズは同相となるので、この１対の電圧信号の差分電圧はノイズの影響を受けない。よって、トルク指令信号は、ノイズの影響を受けることなく、電圧信号として主搬送車１００Ｍから従搬送車１００Ｓに伝送されることとなる。

一方、従搬送車１００Ｓが搭載する変換器１０５Ｓには、その入力部と所定の電位との間に負荷回路（図示なし）が接続されており、無信号状態の場合に入力部に所定の電位が現れるようになっている。この所定の電位は、主搬送車１００Ｍから送出されるトルク指定信号が表す回転トルクが小さくなるように設定される。この実施の形態３では、この所定の電位として、トルク指令信号の値（回転トルク）の最小値を表す「０」（接地電位）を設定する。

このように構成された実施の形態３にかかる無人搬送車によれば、例えば主搬送車１００Ｍと従搬送車１００Ｓとの間のトルク指令信号の伝送路が分断された場合、変換器１０５Ｓの入力電圧は「０」に固定され、従搬送車１００Ｓは走行を停止する。従って、この場合、主搬送車１００Ｍの駆動力のみにより無人搬送車が走行する。

また、上述のトルク指令信号の伝送路が例えば車体や軌道に短絡した場合、従搬送車１００Ｓの変換器１０５Ｓには、この車体や軌道の電位が入力される。通常、車体や軌道の電位は接地電位となっているので、変換器１０５Ｓは接地電位を入力する。従って、この場合も従搬送車１００Ｓは、トルク指令信号として「０」を入力する結果、走行を停止する。

この実施の形態３によれば、主搬送車１００Ｍから従搬送車１００Ｓへのトルク指令信号の伝送路が断線または短絡したとしても、従搬送車１００Ｓを主搬送車１００Ｍに追従させることができ、運転上の安全を確保することができる。

以上、この発明の実施の形態１ないし３を説明したが、この発明は、これらの実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。例えば、上述の実施の形態１では、後輪を前輪に従属させて駆動するものとしたが、逆に、前輪を後輪に従属するようにしてもよい。また、上述の実施の形態３では、搬送車は全輪を駆動して走行するものとしたが、駆動輪を前輪または後輪に限定するようにしてもよい。

この発明の実施の形態１にかかる無人搬送車の構成を示す図である。 この発明の実施の形態１にかかる無人搬送車の動作の流れを示すフローチャートである。 この発明の実施の形態２にかかる無人搬送車の特徴部を示す図である。 この発明の実施の形態２にかかる無人搬送車の構成を示す図である。 この発明の実施の形態３にかかる無人搬送車の構成を示す図である。 従来技術にかかる複数の台車を連結してなる無人搬送車の構成を示す図である。 従来技術にかかる無人搬送車のバッテリの充電作業を説明するための図である。 従来技術にかかる複数の台車を連結してなる無人搬送車の構成を示す図である。

符号の説明

１０，１０１Ｍ…コントローラ、２０Ｍ，２０Ｓ，１０２Ｍ，１０３Ｍ，１０２Ｓ，１０３Ｓ…ベクトルインバータ、３０Ｍ，３０Ｓ…走行モータ、４０Ｍ，４０Ｓ…減速機、５０Ｍ，５０Ｓ…車輪、１００Ａ…無人搬送車、１００Ｍ…主搬送車、１００Ｓ…従搬送車、１０１…バッテリ、１０２…ファンタグラフ、光通信装置１０４，２０１…電極コントローラ、１１０，２０２…光通信装置、１２０…番地検出センサ、１３０…定位置検出センサ、１４０，４００…シーケンサ、２００…集電装置、２０３…在車検出センサ、３００…充電装置。

Claims (4)

1. バッテリを搭載し、該バッテリで駆動される走行モータによって移動する無人搬送車と、前記バッテリを充電する充電装置とを含む無人搬送車システムにおいて、
   前記無人搬送車は、
   前記充電装置による充電のための停車位置を検出する位置検出手段と、
   前記充電装置側に充電を要求する充電要求手段とを備えてなり、
   前記充電装置は、前記無人搬送車からの充電要求に応じて該無人搬送車のバッテリを充電することを特徴とする無人搬送車システム。
2. 前記充電装置は、
   前記無人搬送車が待機中にバッテリの充電を行うことを特徴とする請求項１に記載された無人搬送車システム。
3. バッテリを搭載し、該バッテリで駆動される走行モータによって移動する無人搬送車と、前記バッテリを充電する充電装置とを含む無人搬送車システムにおいて、
   前記無人搬送車は、
   速度指令信号に基づき車輪を駆動して走行する主搬送車と、
   前記主搬送車からのトルク指令信号に基づき車輪を駆動して走行する従搬送車とからなり、
   前記主搬送車は、前記トルク指令信号を電圧信号として前記従搬送車に与えることを特徴とする無人搬送車システム。
4. 前記無人搬送車は、
   前記主走行装置からのトルク指令信号を電圧信号に変換する第１の変換器と、
   前記第１の変換器により変換されたトルク指令信号を元の信号に変換する第２の変換器と、
   を備えたことを特徴とする請求項３に記載された無人搬送車システム。

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