JP2014033787A

JP2014033787A - 移動台車

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Publication number: JP2014033787A
Application number: JP2012176184A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Watanabe; 和宏渡辺; Hisafumi Sekine; 尚史関根; Yasutaka Morishita; 泰敬森下; Yoshiki Kuno; 芳揮久野; Takeshi Nakada; 武司中田; Wataru Kako; 亘加来
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2012-08-08
Filing date: 2012-08-08
Publication date: 2014-02-24
Anticipated expiration: 2032-08-08
Also published as: US8996253B2; JP5984568B2; US20140046543A1

Abstract

【課題】走行する場所や状況に応じて操作者追随性に優れた移動台車を提供する。
【解決手段】操作者が把持手段により移動台車１０に加えた応力を検知する応力検知手段１７と、応力検知手段１７により検知した応力ベクトルと移動台車１０の台車中心軸Ａとのなす角度が所定の角度以下又は超えるかに応じて、後輪１３を前輪１１と同相又は逆相に舵角変更する後輪舵角変更手段１４と、応力ベクトルと台車中心軸Ａとのなす角度が所定の角度を超える場合において、応力ベクトルの向きが移動台車１０を押す方向又は引く方向であるかに応じて、前輪１１を応力ベクトルと同相又は逆相に舵角変更する前輪舵角変更手段１２と、を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は移動台車に関し、特に病室等へ移動してＸ線撮影を行うＸ線撮影装置搭載の移動台車に関する。

この種の移動台車は一般に、車体の前後に車輪が取り付けられている。また、車輪も旋回が自在なものと、旋回しないものとが組み合わされている。その組み合わせとしては、前輪が旋回自在で後輪を固定としたもの、あるいは前輪が固定で後輪を旋回自在としたもの、更に前後輪を共に旋回自在としたものがある。

特許文献１は、旋回自在の前輪とかじ取り不能の後輪を備え、レバーハンドルを操作することによって駆動モータで前進又は後退するようにした、Ｘ線制御部を搭載する台車を開示する。
また特許文献２は、「前後輪操舵動作可能」と「後輪を直進固定し前輪を回動自在」とを切換え可能な操舵切換え機構を設けた操舵切換え台車を開示する。
また特許文献３は、ステアリング舵角が所定値以下の領域では前後輪を同相にし、ステアリング舵角が所定舵角以上の領域では、後輪舵角を逆相側にする四輪操舵制御装置を開示する。

特開２００１−３０９９１０号公報特開平１０−２０３４０１号公報特開平６−９２２５９号公報

台車の走行性能は、走行する場所や状況によって求められる内容が異なる。即ち、直線の廊下等では操作者が台車を押したり引いたりする操作に追随して直線安定性良く走行することが求められる。進路方向の障害物に対しては、操作者が右又は左に進路変更しようとする操作に追随して右又は左に、車体の向きを保ったまま移動して走行することが望ましい。また、曲がり角を曲がる際は、車体が内外輪差によりコーナーや壁に衝突することがないように、旋回性能良く走行することが望ましい。

しかしながら、特許文献１に開示される移動台車は、前輪を旋回自在とし後輪を固定しているため、操作者が直進走行中に進路変更しようとしたとき車体の向きを保つことができなかった。また、曲がり角を曲がる際は、内外輪差を生じていた。
特許文献２に開示される台車は、把持手段を有さず、操作者が台車を押したり引いたりする操作に追随することができなかった。また、後輪を前輪と逆相又は直進固定とするため、操作者が直進走行中に進路変更しようとしたとき車体の向きを保つことができなかった。
特許文献３に開示される四輪操舵制御装置は、運転者のステアリングに対して舵角変更するものであり、操作者が台車を押したり引いたりする操作に追随することができなかった。

本発明は、これらの従来技術における課題を解決しようとするものであり、走行する場所や状況に応じて操作者追随性に優れた移動台車を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため本発明の移動台車は、前輪及び後輪を具え、操作者が操作するために把持する把持手段を有する移動台車であって、操作者が前記把持手段により前記移動台車に加えた応力を検知する応力検知手段と、前記応力検知手段により検知した応力ベクトルと前記移動台車の台車中心軸とのなす角度が所定の角度以下又は超えるかに応じて、前記後輪を前記前輪と同相又は逆相に舵角変更する後輪舵角変更手段と、前記応力ベクトルと前記台車中心軸とのなす角度が前記所定の角度を超える場合において、前記応力ベクトルの向きが前記移動台車を押す方向又は引く方向であるかに応じて、前記前輪を前記応力ベクトルと同相又は逆相に舵角変更する前輪舵角変更手段と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、操作者が移動台車の台車中心軸に対して所定角度以下の応力を加えたときは、前輪及び後輪が同相に舵角変更し、移動台車は車体の向きを保ったまま進路変更する。また、操作者が移動台車の台車中心軸に対して所定角度以上の応力を加えたときは、前輪及び後輪が逆相に舵角変更し、移動台車は旋回性能良く走行する。その結果、操作者に対する追随性に優れた移動台車を実現する。

本発明による移動台車の構成例を示す（ａ）は移動台車の概略構成を示すブロック図、（ｂ）はＸ線撮影装置に使用した場合の上面図、（ｃ）はＸ線撮影装置に使用した場合の側面図、（ｄ）はＸ線撮影装置に使用した場合の背面図である。本発明の移動台車における前輪及び後輪の舵角変更に関する判断及び処理の手順を示すフローチャートである。本発明の移動台車における操作者が押して直進走行する場合の様態を順次示す図である。本発明の移動台車における操作者が引いて直進走行する場合の様態を順次示す図である。本発明の移動台車における操作者が押して曲り走行する場合の様態を順次示す図である。本発明の移動台車における操作者が引いて曲り走行する場合の様態を順次示す図である。

以下、図面を参照して本発明による移動台車の好適な実施形態を説明する。
図１（ａ）は本発明の実施形態としての移動台車の概略構成を示すブロック図である。図１（ａ）において本発明の実施形態としての移動台車１０は、左右一対の前輪１１、前輪舵角変更部１２（前輪舵角変更手段）、左右一対の後輪１３、後輪舵角変更部１４（後輪舵角変更手段）を有する。移動台車１０は更に、舵角変更制御部１５、把持部１６及び応力検知部１７（応力検知手段）を有する。応力検知部１７は把持部１６を把持して操作する操作者により加えられた応力を検知する。そして、この応力の向き及び台車中心軸Ａとなす角度に応じて舵角変更制御部１５が、前輪舵角変更部１２及び後輪舵角変更部１４を通じてそれぞれ前輪１１及び後輪１３の舵角変更を制御する。

応力検知部１７において外部より加えられた応力を検知する方法としては、例えば印加圧力により電気抵抗が変化するピエゾ抵抗効果を利用した方法等、種々多様な方法が実用可能に提供されている。また、こうした方法による複数の応力センサを、向きを異ならせて組み合わせることにより、応力の向きや角度を検知することも可能となっている。更に、把持部１６と台車本体との連結を可動式とし、その連結角度により応力角度を導出する方法もある。

図１（ｂ），（ｃ），（ｄ）は本発明の実施形態としての移動台車を移動用Ｘ線撮影装置に使用した場合の上面、側面、背面を示す外観図である。本発明の移動台車を移動用Ｘ線撮影装置に使用した場合、移動台車１０にはＸ線源１８、アーム１９、支柱２０及びＸ線制御部２１が搭載される。この他に、駆動用動力部（不図示）を搭載する場合もある。

＜実施例１＞
図２は、本発明の第１の実施例による移動台車が、操作者により加えられた応力に対して前輪及び後輪を舵角変更する制御に関する判断・処理の流れを示すフローチャートである。
図２において、本発明の実施例による移動台車は、応力検知部１７により応力検知を判定し（ステップＳ２０１）、応力を検知したときは、応力のベクトルが台車中心軸Ａとなす角度θを所定の角度θ₀と比較する（ステップＳ２０２）。角度θが所定の角度θ₀を超えるときは、後輪舵角変更部１４により後輪舵角を前輪と逆相になるように舵角変更する（ステップＳ２０３）。一方、角度θが所定の角度θ₀以下のときは、後輪舵角変更部１４により後輪舵角を前輪と同相になるように舵角変更する（ステップＳ２０４）。

応力ベクトルが台車中心軸Ａとなす角度θが所定の角度θ₀を超えるときは、更に応力向きを判定する（ステップＳ２０５）。応力向きが移動台車を押す方向であるときは、前輪舵角変更部１２により前輪舵角を応力ベクトルと同相になるように舵角変更する（ステップＳ２０６）。一方、応力向きが移動台車を引く方向であるときは、前輪舵角変更部１２により前輪舵角を応力ベクトルと逆相になるように舵角変更する（ステップＳ２０７）。

図３は、本発明の第１の実施例に係る移動台車１０を操作者が押して直進走行している様態を、車輪の様態と対比して示す図である。
図３（ａ）では、移動台車１０は病院の廊下等を直進走行している。なお、図３（ａ）において、操作者等を含めた移動台車１０の斜視図とその平面図とが併記されており、以下に示す図４〜図６についても同様な表記法を用いる。
図３（ｂ）において、操作者が進路上に障害物Ｓを避けるために、操作者が把持部１６により、やや左向きの応力を加えると、前輪１１及び後輪１３共に左向きに舵角変更する。その結果、移動台車１０は操作者に対して車体の向きを変えることなく進行方向に対して左に移動する。
図３（ｃ）において、障害物Ｓを避けるのに十分な移動をしたときは、操作者の応力のベクトルは車体中心軸Ａに対して平行に戻されるため、前輪１１及び後輪１３共に車体中心軸Ａ方向を向き、そのまま直進走行する。

ここで、移動台車１０の車体長Ｌを１．２ｍ、車幅Ｗを０．８ｍとして、２車体分（２Ｌ）進む間に車幅Ｗ分だけ横移動するとすれば、進行方向に対する舵角αは、次式で求まる。
α＝ａｒｃｔａｎ（Ｗ／２Ｌ）
このαはおよそ１８．４°程度となる。そこで、応力ベクトルの台車中心軸Ａに対する角度が０°〜２０°程度までについて前輪１１と後輪１３が同相になるように舵角変更を制御すれば、直進走行時の進路移動に適した走行性能が可能となる。

図４は、本発明の実施例に係る移動台車１０を操作者が引いて直進走行している様態を、車輪の様態と対比して示す図である。図４に例示する移動台車１０は、操作者が移動台車１０を引いて操作している点と、把持部１６と台車本体とを可動式に連結し、その可動角により車輪の舵角変更している点とで図３に例示する移動台車１０と異なっている。移動台車１０の進行方向は図３の場合と前後が反対になる。一方、応力ベクトルに対する前輪１１及び後輪１３の舵角変更の制御は、図３に例示するものと同一であるため、説明を省略する。

図３及び図４に示すように、操作者が移動台車１０の台車中心軸Ａに対して所定角度以下の応力を加えたときは、操作者が移動台車１０を押している場合（図３）も引いている場合（図４）も、同等の制御が行われる。即ち、前輪１１及び後輪１３が同相に舵角変更し、車体の向きを保ったまま進路変更する。

図５は、本発明の第１の実施例に係る移動台車１０を操作者が押して、角を曲がっている様態を示す図である。
図５（ａ）では、先ず移動台車１０は直進走行している。操作者は移動台車１０を左折させるべく、把持部１６により、台車中心軸Ａに対して左向きの応力を加えている。
図５（ｂ）において、前輪１１が応力ベクトルと同じ左向きに、後輪１３が前輪１１と逆相の右向きに舵角変更している。その結果、移動台車１０は左に旋回する。
図５（ｃ）において、移動台車１０が十分に旋回したときは、操作者の応力ベクトルは車体中心軸Ａに対して平行になるため、前輪１１及び後輪１３共に車体中心軸Ａの方向を向き、そのまま直進走行する。

図６は、本発明の第１の実施例に係る移動台車１０を操作者が引いて、角を曲がっている様態を示す図である。
図６（ａ）のように直進走行している移動台車１０に対して、操作者は移動台車１０を右折させるべく、把持部１６により、台車中心軸Ａに対して右向きの応力を加える。次に図６（ｂ）のように前輪１１が応力ベクトルと反対の左向きに、後輪１３が前輪１１と逆相の右向きに舵角変更している。その後、図６（ｃ）のように前輪１１及び後輪１３共に車体中心軸Ａの方向を向き、そのまま直進走行する。

図５及び図６に示すように、操作者が移動台車１０の台車中心軸Ａに対して所定角度を超える応力を加えたときは、操作者が移動台車１０を押している場合（図５）も引いている場合（図６）も、前輪１１及び後輪１３が逆相に舵角変更する。この場合、操作者が移動台車１０を押している場合は前輪１１が、また操作者が移動台車１０を引いている場合は後輪１３が、操作者の加える応力ベクトルの方向と同相となるため、それぞれ応力ベクトルの方向に旋回する。

以上のように本発明の第１の実施例による移動台車１０は、操作者が移動台車１０の台車中心軸Ａに対して所定角度以下の応力を加えたときは台車向きを変えずに進路移動し、所定角度以上の応力を加えたときは旋回する。その結果、操作者追随性に優れた移動台車が実現する。

＜実施例２＞
本発明の第２の実施例による移動台車１０は更に、把持検知部（把持検知手段、図示せず）を有し、この把持検知部が操作者の把持を検知しないときは、応力検知部１７により応力を検知したときも前輪１１及び後輪１３の舵角変更をしないことを特徴とする。

把持検知部は静電容量式センサ又は圧電式センサ、もしくは抵抗性センサ等を把持部１６に装着してなる。把持検知部は操作者が把持部１６を把持している場合と把持していない場合とでこれらがセンシングする静電容量又は圧力、もしくは電気抵抗等が異なることを利用したものである。この種のセンサとしては、例えば特開２００８−９９８０９号公報等に開示されるもの等、種々多様なものが実用可能に提供されている。

本発明の移動台車１０は把持部１６を有し、操作者は把持部１６を把持することにより走行操作を行うため、操作者により把持部１６が把持されていない場合は走行操作がされていない場合と考えられる。このような場合であって、応力検知部１７が応力を検知する場合には、（１）「幅寄せ」等の車体の向きによらない移動の場合、（２）移動台車１０が搭載するＸ線撮影装置やこれを支持するアームの位置を移動しており、その応力が伝達されている場合等がある。

（１）の場合は、前輪１１及び後輪１３が自在に回転し、また、旋回することが必要である。（２）の場合は、前輪１１及び後輪１３の回転及び旋回は、制動固定していることが必要である。また、上記のいずれの場合も、前輪１１及び後輪１３は応力検知部１７により検知した応力により舵角変更は不要である。

＜実施例３＞
本発明の第３の実施例による移動台車１０は、台車搭載物への操作者の操作を検知する操作検知部（操作検知手段、図示せず）を更に有し、この操作検知部が操作者の操作を検知したときは、前輪１１及び後輪１３の回転及び旋回を制動固定することを特徴とする。

操作検知部は、例えば台車搭載物に設けた静電容量式センサ等で操作者の接触あるいは把持を検知したり、台車搭載物の可動部分（例えば、支柱回転部やアーム伸縮部等）にそれらの動き検出するセンサを設けること等で実現できる。
前述したように台車搭載物を操作しているときは前輪１１及び後輪１３の回転及び旋回は、制動固定していることが必要であり、本実施例はこれを実現するものである。

以上、各実施例により説明したように本発明によれば「走行（直進走行及び曲り走行）」「走行以外の移動」「搭載物の操作使用」の各状況において、それぞれの状況に好適な性能の移動台車が実現し、操作性に優れた移動台車を提供することが可能となる。
なお、これらの性能はＸ線撮影装置搭載の移動台車（いわゆる回診車）に典型的であるが、これにとどまらず、高所作業、農業、土木、建築、各種撮影、各種検査、工事、設置、運搬、その他に使用する移動台車全般に適用可能であることは言うまでもない。

１０移動台車、１１前輪、１２前輪舵角変更部、１３後輪、１４後輪舵角変更部、１５舵角変更制御部１５、１６把持部、１７応力検知部、１８Ｘ線源、１９アーム、２０支柱、２１Ｘ線制御部。

Claims

前輪及び後輪を具え、操作者が操作するために把持する把持手段を有する移動台車であって、
操作者が前記把持手段により前記移動台車に加えた応力を検知する応力検知手段と、
前記応力検知手段により検知した応力ベクトルと前記移動台車の台車中心軸とのなす角度が所定の角度以下又は超えるかに応じて、前記後輪を前記前輪と同相又は逆相に舵角変更する後輪舵角変更手段と、
前記応力ベクトルと前記台車中心軸とのなす角度が前記所定の角度を超える場合において、前記応力ベクトルの向きが前記移動台車を押す方向又は引く方向であるかに応じて、前記前輪を前記応力ベクトルと同相又は逆相に舵角変更する前輪舵角変更手段と、を有することを特徴とする移動台車。
前記把持手段を操作者が把持していることを検知する把持検知手段を更に具え、
前記把持検知手段が操作者の把持を検知しないときは、前記応力検知手段により検知した応力による前記前輪及び前記後輪の舵角を変更しないことを特徴とする請求項１に記載の移動台車。
前記把持検知手段が操作者の把持を検知しないときは、前記前輪及び前記後輪の回転及び旋回を自在とすることを特徴とする請求項２に記載の移動台車。
台車搭載物への操作者の操作を検知する操作検知手段を更に具え、
前記操作検知手段が操作者の操作を検知したときは、前記前輪及び前記後輪の回転及び旋回を制動固定することを特徴とする請求項２に記載の移動台車。
Ｘ線撮影装置を搭載することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の移動台車。