JP2015011384A - 移動台車の制御装置及び移動台車の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】移動台車上に配設された構造体の向きを所定方向に制御しつつ任意の方向に移動可能な移動台車の制御装置を提供する。【解決手段】移動台車２は、フレーム４と、相互に対向してフレーム４に取り付けられた２つの車輪１０，１２と、フレーム４の上部に旋回方向への回転を可能とする接合機構１８を介して接合された構造体６と、を有する移動台車２の制御装置であって、車輪１０，１２をそれぞれ独立して駆動可能なモーター１４，１６と、構造体６をフレーム４に対して相対的に回転駆動可能なモーター２０と、構造体６の対象方向の方位を水平座標に対応付けて計測する構造体方向計測手段３２と、備えている。制御機構８は、構造体６の目標構造体方向を取得し、モーター１４，１６を駆動して移動台車２を移動させている間、構造体６の対象方向が目標構造体方向となるようにモーター２０を制御する。【選択図】図１

Description

本発明は、移動台車の制御装置及び移動台車の制御方法に係り、特に、対向二輪型の移動台車の制御装置及び移動台車の制御方法に関する。

従来、例えば特開２００９−２８０１３２号公報には、倒立振子移動体に関する技術が開示されている。この先行技術の倒立振子移動体は、左右の走行車輪を支持する車輪支持フレームと使用者が乗る搭乗部を有するボディとが鉛直軸線周りに相対回転可能に連結されており、ヨー軸電動モーターによりボディを車輪支持フレームに対して鉛直軸線周りに回転駆動することが可能に構成されている。左右の走行車輪が異なる速度で回転駆動されると、車輪支持フレームは右或いは左に旋回する。この際、先行技術では、車輪支持フレームの旋回移動に対してボディが車輪支持フレームの旋回方向と同方向にゆっくりと回転し、ボディの向きが遅れをもって車輪支持フレームの向きと同じ向きとなる。これにより、急旋回が行われても搭乗者の正面の向きが急激に変わることが回避され、搭乗者に不快感を与えることが回避される。

特開２００９−２８０１３２号公報 特開２０１０−１８８４７１号公報

上述した先行技術のように、左右の車輪を独立して駆動させることにより、前進後退、左右旋回、及びヨー軸周りの定点旋回を可能とする対向二輪型の移動機構が一般的に周知である。このような対向二輪型の移動機構は、上記前進後退、左右旋回、及び定点旋回の動作の組み合わせにより全方位への移動を可能にするものであるため、車椅子や工場ラインにおける移動アームロボットの移動台車として広く用いられている。

しかしながら、このような対向二輪型の移動機構を備える移動台車では、車輪の移動可能方向に対して垂直方向へ移動する場合に複数回の切り替え（旋回）動作を必要とする。このような動作が例えば移動アームロボットにおいて行われると、旋回動作に追従してアームも旋回してしまうため、アームによる作業を円滑に行うことができない事態が想定される。このような課題は、人間が座り作業を実施しようとする場合の車椅子等でも同様に生じうる。このように、対向二輪型の移動機構を備える移動台車においては、台車上に配設された構造体の向きを所定方向に向けたまま任意の方向に移動させるための制御の構築が望まれていた。

本発明は、上述のような課題に鑑みてなされたもので、移動台車上に配設された構造体の向きを所定方向に制御しつつ任意の方向に移動可能な移動台車の制御装置及び制御方法を提供することを目的とする。

第１の発明は、上記の目的を達成するため、フレームと、相互に対向して前記フレームに取り付けられた２つの車輪と、前記フレームの上部に旋回方向への回転を可能とする接合機構を介して接合された構造体と、を有する移動台車の制御装置であって、
前記２つの車輪をそれぞれ独立して駆動可能な駆動手段と、
前記構造体を前記フレームに対して相対的に回転駆動可能な回転手段と、
前記構造体の対象方向の方位を水平座標に対応付けて計測する構造体方向計測手段と、
前記構造体の目標方向である目標構造体方向を取得する第１の取得手段と、
前記駆動手段と前記回転手段とを制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記駆動手段を駆動して前記移動台車を移動させている間、前記構造体の対象方向が前記目標構造体方向となるように前記回転手段を制御する回転制御手段を含むことを特徴としている。

第２の発明は、第１の発明において、
前記フレームの進行方向の方位を水平座標に対応付けて計測するフレーム方向計測手段と、
前記移動台車を現在地点から目的地点まで移動させる場合の目標移動距離及び目標移動方向を取得する第２の取得手段と、を更に備え、
前記制御手段は、
前記フレームの進行方向の方向が前記目標移動方向に一致するように前記駆動手段を制御する第１の駆動制御手段と、
前記第１の駆動制御手段の実行後、前記移動台車の移動距離が前記目標移動距離に一致するように前記駆動手段を制御する第２の駆動制御手段と、
を含むことを特徴としている。

第３の発明は、第１又は第２の発明において、
前記構造体は、複数のリンクと関節からなるアームを備えることを特徴としている。

第４の発明は、第１乃至第３の何れか１つの発明において、
前記構造体は、画像を表示する表示手段を備えることを特徴としている。

第５の発明は、第１乃至第４の何れか１つの発明において、
前記構造体は、人が座るための台座を備えることを特徴としている。

第６の発明は、上記の目的を達成するため、フレームと、相互に対向して前記フレームに取り付けられた２つの車輪と、前記フレームの上部に旋回方向への回転を可能とする接合機構を介して接合された構造体と、前記２つの車輪をそれぞれ独立して駆動可能な駆動手段と、前記構造体を前記フレームに対して相対的に回転駆動可能な回転手段と、を有する移動台車の制御方法であって、
前記構造体の目標方向である目標構造体方向を取得する第１の取得ステップと、
前記移動台車を現在地点から目的地点まで移動させる場合の目標移動距離及び目標移動方向を取得する第２の取得ステップと、
前記構造体の対象方向の方位を水平座標に対応付けて計測する構造体方向計測ステップと、
前記フレームの進行方向の方位を水平座標に対応付けて計測するフレーム方向計測ステップと、
前記フレームの進行方向の方向が前記目標移動方向に一致するように前記駆動手段を制御する第１の駆動制御ステップと、
前記第１の駆動制御手段の実行後、前記移動台車の移動距離が前記目標移動距離に一致するように前記駆動手段を制御する第２の駆動制御ステップと、
前記第１の駆動制御ステップ及び前記第２の駆動制御ステップを実行している間、前記構造体の対象方向が前記目標構造体方向となるように前記回転手段を制御する回転制御ステップと、
を備えることを特徴としている。

第１の発明によれば、移動台車を移動させている間、構造体の対象方向が目標方向に制御される。このため、本発明によれば、移動台車の移動状態によらず、構造体の対象方向を常に目標方向に維持することが可能となる。

第２の発明によれば、構造体の対象方向を目標とする方向に制御しつつ移動台車を目的地点まで移動させることが可能となる。

第３の発明によれば、複数のリンクと関節とからなるアームの向きを目標とする方向に維持しつつ移動台車の自由な移動を行うことが可能となる。

第４の発明によれば、画像を表示する表示手段の向きを目標とする方向に維持しつつ移動台車の自由な移動を行うことが可能となる。

第５の発明によれば、台座の向きを目標とする方向に維持しつつ移動台車の自由な移動を行うことが可能となる。

第６の発明によれば、フレームの進行方向が目標移動方向となるように駆動手段が制御される。次いで、移動台車の移動距離が目標移動距離となるように駆動手段が制御される。そして、駆動手段が制御されて移動台車が移動している間、構造体の方向が目標方向となるように回転手段が制御される。このため、本発明によれば、構造体の方向を目標方向に制御しつつ移動台車を目的地点まで効率よく移動させることが可能となる。

本実施の形態に係る移動台車を示す概略図である。 図１における構造体としてロボットアーム付きの構造体を採用した場合の一例を示す図である。 本実施の形態に係る移動台車のシステム構成を示す図である。 本実施の形態に係る移動台車の動作を説明するための図である。 本実施の形態に係る移動台車が図４に示す動作を行う場合に実行される制御ルーチンを示すフローチャートである。 図１における構造体として台座付きの構造体を採用した場合の一例を示す図である。 図１における構造体として表示板の構造体を採用した場合の一例を示す図である。 本実施の形態に係る移動台車の比較例を示す概略図である。 図８における比較例の構造体としてロボットアーム付きの構造体を採用した場合の一例を示す図である。 本実施の形態に係る移動台車の比較例のシステム構成を示す図である。 比較例による移動台車の動作を説明するための図である。 比較例の移動台車が図１１に示す動作を行う場合に実行される制御ルーチンを示すフローチャートである。

以下、図面に基づいてこの発明の実施の形態について説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。また、以下の実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
［実施の形態１の構成］
図１は、本実施の形態に係る移動台車を示す概略図である。本実施の形態に係る移動台車２は、フレーム４の両側面に第１車輪１０と第２車輪１２とが相互に対向して取り付けられた、いわゆる対向二輪型の移動台車として構成されている。フレーム４には、第１車輪１０及び第２車輪１２をそれぞれ独立して駆動するための第１モーター１４及び第２モーター１６がそれぞれ取り付けられている。また、フレーム４には、第１モーター１４及び第２モーター１６の回転角度を検知するための第１モーター回転角度検知手段２４及び第２モーター回転角度検知手段２６がそれぞれ取り付けられている。このような構成によれば、第１モーター１４及び第２モーター１６を駆動して第１車輪１０及び第２車輪１２を同速度で同方向に回転させることにより、移動台車２の前後方向への直進移動が実現される。また、第１モーター１４及び第２モーター１６を駆動して第１車輪１０及び第２車輪１２を同速度で相反する方向に回転させることにより、移動台車２のその場での旋回移動（以下、定点旋回と称する）が実現される。

なお、本実施の形態では車輪を備えた対向二輪型の移動台車について説明するが、本発明を実現するにあたっては、移動台車の車輪がその周囲に履帯を巻きつけたいわゆるクローラーとして構成されていてもよい。また、移動台車をより安定させるために、例えばフレーム４の前後等に補助輪としてのキャスターを設ける構成としてもよい。

本実施の形態に係る移動台車２は、フレーム４の上部に接合機構１８を介して構造体６が接合されている。接合機構１８は、フレーム４に対して構造体６を旋回方向（ヨー方向）に回転自在に接合するためのものである。フレーム４には、構造体６をフレーム４に対して相対的に旋回駆動させるための第３モーター２０が取り付けられている。また、フレーム４には、第３モーター２０の回転角度を検知するための第３モーター回転角度検知手段２８が取り付けられている。

図２は、図１における構造体としてロボットアーム付きの構造体を採用した場合の一例を示す図である。この図に示すように、移動台車２のフレーム４にはロボットアーム付き構造体６２が接合されている。このロボットアーム付き構造体６２は、複数のリンクと関節からなる双腕のロボットアームを備え、当該アームを操作することにより対象物の把持、移動といった動作を行うことができる。なお、ロボットアームの構造およびその動作については本発明の要部ではなく、また多くの公知の文献が存在するため、ここではその説明を省略することとする。

再び図１に戻って、フレーム４には、該フレーム４の水平座標系での方位を計測するためのフレーム方向計測手段３０が設けられている。フレーム方向計測手段３０は例えば磁気センサによって、フレーム４の前方向すなわち移動台車２の前進方向の方位を水平座標に対応付けて計測することが可能に構成されている。同様に、構造体６には、該構造体６の水平座標系での方位を計測するための構造体方向計測手段３２が設けられている。構造体方向計測手段３２によれば、例えば構造体６の対象方向（例えば前方向）の方位を水平座標に対応づけて計測することができる。

本実施の形態に係る移動台車２は制御機構８を備えている。図３は、本実施の形態に係る移動台車のシステム構成を示す図である。この図に示すように、制御機構８には、上述した第１モーター回転角度検知手段２４、第２モーター回転角度検知手段２６、第３モーター回転角度検知手段２８、フレーム方向計測手段３０、及び構造体方向計測手段３２からの信号が入力される。制御機構８は、これらの信号から入力される情報に基づいて、第１モーター１４、第２モーター１６、及び第３モーター２０の駆動を制御する。

［実施の形態１の動作］
次に、図面を参照して本実施の形態１の動作について説明する。本実施の形態に係る移動台車２の動作を説明する前に、まず、本実施の形態に係る移動台車２に対する比較例による動作から説明する。図８は、本実施の形態に係る移動台車の比較例を示す概略図である。また、図９は、図８における比較例の構造体としてロボットアーム付きの構造体を採用した場合の一例を示す図である。また、図１０は、本実施の形態に係る移動台車の比較例のシステム構成を示す図である。なお、図８乃至図１０において図１乃至図３と共通する要素については同一の符号を付している。図８乃至図１０に示す比較例の移動台車４０は、構造体６の旋回を可能とする接合機構１８及びそれに付随する第３モーター２０、第３モーター回転角度検知手段２８及び構造体方向計測手段３２を有していない点が本実施の形態に係る移動台車２と異なる。つまり、比較例における移動台車４０は、本実施の形態にかかる移動台車２において構造体６の旋回駆動の機能を取り除いたものである。本発明は比較例が有する懸念を解消したものであるから、比較例による動作とそこに存在する懸念について予め明らかにしておくことで、本実施の形態で採用された構成が有する利点はより明確になるものと思われる。

図１１は、比較例による移動台車の動作を説明するための図である。この図では、ロボットアーム付き構造体６２を備える移動台車４０を地点Ａにおいて机の方向を向いた状態から、机に沿って直進した地点Ｂにおいて同方向を向いた状態まで移動させる動作を図中（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の順に示している。図１１に示す一連の動作では、先ず、地点Ａにおいて定点旋回（図では時計回りに９０度）が行われ、移動台車４０のフレーム４がロボットアーム付き構造体６２とともに地点Ｂの方向に旋回される。次いで、移動台車４０は地点Ｂまで直進移動し、再び定点旋回（図では反時計回りに９０度）により移動台車４０のフレーム４がロボットアーム付き構造体６２とともに机の方向に旋回される。

図１２は、比較例の移動台車が図１１に示す動作を行う場合に実行される制御ルーチンを示すフローチャートである。以下、図１２に示す制御ルーチンに沿って図１１に示す比較例の動作を考察する。先ず、ステップＳ１１では、地点Ａから地点Ｂまでの目標移動距離Ｄｍｔ、目標移動方向θｍｔ及び目標構造体方向θｆｔが制御機構８に入力される。次のステップＳ１２では、現時点でのフレーム方向θｍｍおよび地点Ａからのフレーム移動距離Ｄｍｍが計測される。次のステップＳ１３では、フレーム方向θｍｍが目標移動方向θｍｔに一致したか否かが判定される。その結果、θｍｍ＝θｍｔの成立が認められない場合には、未だフレーム４が地点Ｂの方向を向いていないと判断することができる。この場合、次のステップＳ１４に移行して、第１モーターと第２モーターとを駆動制御することにより目標とする回転角度まで定点旋回が行われ、再度上記ステップＳ１２に移行する。

一方、θｍｍ＝θｍｔの成立が認められた場合には、フレーム４が地点Ｂの方向を向いた、つまり図１１（ｂ）に示す地点Ａの状態となったと判断することができる。この場合、次のステップＳ１５に移行し、フレーム移動距離Ｄｍｍが目標移動距離Ｄｍｔに一致したか否かが判定される。その結果、Ｄｍｍ＝Ｄｍｔの成立が認められない場合には、未だ移動台車４０が地点Ｂに到達していないと判断することができる。この場合、次のステップＳ１６に移行し、第１モーターと第２モーターとを駆動制御することにより目標とする移動距離まで移動台車４０が直進され、再度上記ステップＳ１２に移行する。

一方、Ｄｍｍ＝Ｄｍｔの成立が認められた場合には、移動台車４０が地点Ｂに到達した、つまり図１１（ｂ）における地点Ｂの状態となったと判断することができる。この場合、次のステップＳ１７に移行し、フレーム方向θｍｍが目標構造体方向θｆｔに一致したか否かが判定される。その結果、θｍｍ＝θｆｔの成立が認められない場合には、未だフレーム４が机の方向を向いていないと判断することができる。この場合、次のステップＳ１８に移行し、第１モーターと第２モーターとを駆動制御することにより目標とする回転角度まで定点旋回が行われ、再度上記ステップＳ１２に移行する。一方、θｍｍ＝θｍｔの成立が認められた場合には、フレーム４が机の方向を向いた、つまり移動台車４０が図１１（ｃ）の地点Ｂに示す状態となったと判断されて、本ルーチンは終了される。

比較例における上記制御によれば、移動台車４０を図１１（ａ）の地点Ａの状態から図１１（ｃ）の地点Ｂの状態まで移動させることができる。しかしながら、比較例における移動台車４０の移動動作では、移動中にロボットアーム付き構造体６２の双腕が机の上から離れることとなる。このため、例えば図中の机がキッチンであり地点Ａの机上にあるシンクから石鹸のついた食器を取り出して地点Ｂの机上にあるシンクへと移動させる動作を想定した場合、床面に洗剤の泡を含む液体を垂れこぼすことが懸念される。また、地点Ａ及び地点Ｂにおける定点旋回の動作は、旋回時の遠心力の作用によって双腕で把持している食器等からの液体の垂れこぼしが生じることが懸念される。

図８乃至図１２に示す比較例における上記の懸念は、本実施の形態に係る移動台車２の制御によれば次のように解決される。

図４は、本実施の形態に係る移動台車の動作を説明するための図である。この図では、上述した比較例の場合と同様に、ロボットアーム付き構造体６２を地点Ａにおいて机の方向を向いた状態から、机に沿って直進した地点Ｂにおいて同方向を向いた状態まで移動させる動作を図中（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の順に示している。図４に示す動作では、先ず、地点Ａにおいてフレーム４が地点Ｂの方向を向くように定点旋回（図では時計回りに９０度）が行われるとともに、フレーム４の回転を打ち消すように、ロボットアーム付き構造体６２がフレーム４に対して所定の回転角度（図では反時計回りに９０度）だけ回転される。これにより、フレーム４は地点Ａにおいて地点Ｂの方向に旋回されるが、この間のロボットアーム付き構造体６２のアームの方向は常に机の方向に維持される。

次いで、移動台車２は地点Ｂまで直進する。その結果、移動台車２が地点Ａから地点Ｂまで移動する間も、ロボットアーム付き構造体６２のアームの方向は常に机の方向に維持される。移動台車２が地点Ｂに到達すると、フレーム４が机の方向を向くように定点旋回（図では反時計回りに９０度）が行われるとともに、フレーム４の回転を打ち消すように、ロボットアーム付き構造体６２がフレーム４に対して所定の回転角度（図では時計回りに９０度）だけ回転される。これにより、フレーム４は地点Ｂにおいて机の方向に旋回されるが、この間のロボットアーム付き構造体６２のアームの方向は常に机の方向に維持される。

上述した実施の形態に係る移動台車の制御によれば、移動台車を図４（ａ）の地点Ａの状態から図４（ｃ）の地点Ｂの状態までロボットアーム付き構造体６２のアームの方向を一定の方向に維持しつつ移動させることができる。このため、比較例と同様のキッチンでの動作を想定した場合、ロボットアーム付き構造体６２の双腕を常に机上に位置させたままの移動が可能となるため、床面に洗剤の泡を含む液体を垂れこぼすことを有効に回避することができる。また、上記制御によれば、地点Ａ及び地点Ｂにおいてロボットアーム付き構造体６２が地上面に対して大きく旋回することがないため、双腕で把持している食器等に遠心力が作用して液体が垂れこぼれることを有効に抑制することができる。

図５は、本実施の形態に係る移動台車が図４に示す動作を行う場合に実行される制御ルーチンを示すフローチャートである。なお、図５に示す制御ルーチンは制御機構８の中のマイコンあるいはＬＳＩハードウェアなどによって実現される。また、図４に示す制御ルーチンはｍｓオーダー以下の処理周期で実施される。

先ず、ステップＳ１では、地点Ａから地点Ｂまでの移動距離である目標移動距離Ｄｍｔ、移動方向の目標値である目標移動方向θｍｔ及び構造体方向の目標値である目標構造体方向θｆｔ（図４では机の方向）が制御機構８に入力される。なお、目標移動距離Ｄｍｔ及び目標移動方向θｍｔは、現在地点である地点Ａの水平座標と目標地点である地点Ｂの水平座標とから算出することができる。

次のステップＳ２では、フレーム方向計測手段３０、第１モーター回転角度検知手段２４、第２モーター回転角度検知手段２６、及び構造体方向計測手段３２を用いて、フレーム方向θｍｍ、地点Ａからのフレーム移動距離Ｄｍｍ、及び構造体方向θｆｍの現在値がそれぞれ計測される。

次のステップＳ３では、現在のフレーム方向θｍｍが目標移動方向θｍｔに一致しているか否かが判定される。その結果、θｍｍ＝θｍｔの成立が認められない場合には、未だフレーム４が地点Ｂの方向を向いていないと判断することができる。この場合、次のステップＳ４に移行し、現在のフレーム方向θｍｍを目標移動方向θｍｔとするための第１モーター１４及び第２モーター１６の目標回転角度がそれぞれ算出される。そして、第１モーター１４及び第２モーター１６の回転角度が算出された目標回転角度となるように、これらのモーターが駆動制御される。

次のステップＳ５では、構造体方向θｆｍが目標構造体方向θｆｔに一致しているか否かが判定される。その結果、θｆｍ＝θｆｔの成立が認められた場合には、ロボットアーム付き構造体６２が目標構造体方向を向いていると判断することができる。この場合、第３モーター２０の駆動制御を行うことなく本ルーチンは再びステップＳ２に移行して、上述した各種現在値の計測が行われる。

一方、上記ステップＳ５において、θｆｍ＝θｆｔの成立が認められない場合には、未だロボットアーム付き構造体６２が目標構造体方向（図４では机の方向）を向いていないと判断することができる。この場合、次のステップＳ６に移行し、現在の構造体方向θｆｍを目標構造体方向θｆｔとするための第３モーター２０の目標回転角度が算出される。そして、第３モーター２０の回転角度が算出された目標回転角度となるように、第３モーター２０が駆動制御される。ステップＳ６の処理が終了されると本ルーチンは再びステップＳ２に移行して、上述した各種現在値の計測が行われる。

上記ステップＳ３の処理において、θｍｍ＝θｍｔの成立が認められた場合には、フレーム４が地点Ｂの方向を向いていると判断することができる。この場合、次のステップＳ７に移行し、現在のフレーム移動距離Ｄｍｍが目標移動距離Ｄｍｔに一致しているか否かが判定される。その結果、Ｄｍｍ＝Ｄｍｔの成立が認められない場合には、未だフレーム４が地点Ｂに到達していないと判断することができる。この場合、次のステップＳ８に移行し、現在のフレーム移動距離Ｄｍｍを目標移動距離Ｄｍｔとするための第１モーター１４及び第２モーター１６の目標回転角度がそれぞれ算出される。そして、第１モーター１４及び第２モーター１６の回転角度が算出された目標回転角度となるように、これらのモーターが駆動制御される。ステップＳ８の処理が終了されると本ルーチンは再びステップＳ５に移行する。

一方、上記ステップＳ７において、Ｄｍｍ＝Ｄｍｔの成立が認められた場合には、フレーム４が地点Ｂに到達したと判断することができる。この場合、次のステップＳ９に移行し、構造体方向θｆｍが目標構造体方向θｆｔに一致しているか否かが判定される。個々では、具体的には、上記ステップＳ５の処理と同様の処理が実行される。その結果、θｍｍ＝θｆｔの成立が認められない場合には、未だロボットアーム付き構造体６２が目標構造体方向を向いていないと判断することができる。この場合、再び上記ステップＳ６に移行し、第３モーター２０の駆動制御が実行される。

一方、上記ステップＳ９においてθｆｍ＝θｆｔの成立が認められた場合には、ロボットアーム付き構造体６２が目標構造体方向（図４では机の方向）を向いていると判断することができる。この場合、第３モーター２０の駆動制御を行うことなく次のステップＳ１０に移行し、フレーム方向θｍｍを構造体方向θｆｍ（＝θｆｔ）に一致させる処理が実行される。ここでは、具体的には、フレーム方向θｍｍを構造体方向θｆｍ（＝θｆｔ）とするための第１モーター１４及び第２モーター１６の目標回転角度、および構造体方向θｆｍを目標構造体方向θｆｔに維持するための第３モーター２０の目標回転角度がそれぞれ算出される。そして、第１モーター１４、第２モーター１６及び第３モーター２０の回転角度が算出されたそれぞれの目標回転角度となるように、これらのモーターが駆動制御され、本ルーチンは終了される。

以上説明したとおり、本実施の形態の制御によれば、構造体の対象方向を一定の方向に維持しつつ移動台車を任意の地点まで簡易に移動させることが可能となる。

尚、上述した実施の形態に係る制御装置では、第１モーター１４及び第２モーター１６が第１の発明における「駆動手段」に、第３モーター２０が第１の発明における「回転手段」に、構造体方向計測手段３２が第１の発明における「構造体方向計測手段」に、それぞれ相当している。また、上述した実施の形態に係る制御装置では、制御機構８が上記ステップＳ１の処理を実行することにより第１の発明における「第１の取得手段」が、上記ステップＳ６の処理を実行することにより第１の発明における「回転制御手段」が、それぞれ実現されている。

また、上述した実施の形態に係る制御装置では、フレーム方向計測手段３０が第２の発明における「フレーム方向計測手段」に相当しているとともに、制御機構８が上記ステップＳ１の処理を実行することにより第２の発明における「第２の取得手段」が、上記ステップＳ４の処理を実行することにより第２の発明における「第１の駆動制御手段」が、上記ステップＳ８の処理を実行することにより第２の発明における「第２の駆動制御手段」が、それぞれ実現されている。

また、上述した実施の形態に係る制御装置では、第１モーター１４及び第２モーター１６が第６の発明における「駆動手段」に、第３モーター２０が第６の発明における「回転手段」に、フレーム方向計測手段３０が第６の発明における「フレーム方向計測手段」に、構造体方向計測手段３２が第６の発明における「構造体方向計測手段」に、それぞれ相当している。また、上述した実施の形態に係る制御装置では、制御機構８が上記ステップＳ１の処理を実行することにより第６の発明における「第１の取得ステップ」及び「第２の取得ステップ」が、上記ステップＳ４の処理を実行することにより第６の発明における「第１の駆動制御ステップ」が、上記ステップＳ８の処理を実行することにより第６の発明における「第２の駆動制御ステップ」が、上記ステップＳ６の処理を実行することにより第６の発明における「回転制御ステップ」が、それぞれ実現されている。

［その他］
本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、以下のような変形例を採用してもよい。

上述した実施の形態に係る移動台車２の制御では、移動台車２を現在地点（地点Ａ）から目標地点（地点Ｂ）へ移動させる際の制御について説明したが、移動台車２は操作者によって任意の方向へ操作可能に構成されていてもよい。この場合、図５に示す制御ルーチンにおいて、ステップＳ１、Ｓ２、Ｓ５及びＳ６の処理を順に実行することとすればよい。これにより、操作者によって移動台車２が任意の方向へ移動されたとしても、構造体方向を常に目標構造体方向に維持することが可能となる。

上述した実施の形態に係る移動台車２の制御では、移動台車が目的地点に到達した後にフレーム方向θｍｍを構造体方向θｆｍに一致させる処理（ステップＳ１０）を行うこととしているが、係る処理は必ずしも行う必要はない。すなわち、次の目的地点の入力が連続して行われるような場合には、フレーム方向θｍｍを構造体方向θｆｍまで旋回させることなく次の目標フレーム方向θｍｔに制御すればよい。

実施の形態に係る移動台車２の構造体６はロボットアーム付き構造体６２に限られない。図６は、図１における構造体として台座付きの構造体を採用した場合の一例を示す図である。この図に示す変形例では、移動台車４２のフレーム４には台座付き構造体６４が接合されている。この台座付き構造体６４は人間が座る座面を備えている。このような移動台車４２の活用例としては、例えば、座面に人を座らせて広めのワーク机の方向を目標構造体方向として入力することにより、常にワーク机の方向を維持しつつ移動台車４２を縦横無尽に移動させて仕事を行う環境を実現することができる。また、更なる変形例として、例えば、座面に座った人が移動台車４２の移動を足で操作する手段をさらに設けることとしてもよい。これにより、座面の向きを一定の向きに保ったまま任意の方向への移動が実現できるので、広いワーク机を効果的に利用することが可能となる。

図７は、図１における構造体として表示板の構造体を採用した場合の一例を示す図である。この図に示す変形例では、移動台車４４のフレーム４には表示板付き構造体６６が接合されている。この表示板付き構造体６６は、例えばメッセージボードや電光掲示板等の表示手段を備えている。このような移動台車４４の活用例としては、例えば、見せたい掲示板等を所定の方向に向けたまま広い空間を移動することにより、掲示内容を効果的に周知させることが可能となる。

２，４０，４２，４４ 移動台車
４ フレーム
６ 構造体
８ 制御機構
１０ 第１車輪
１２ 第２車輪
１４ 第１モーター
１６ 第２モーター
１８ 接合機構
２０ 第３モーター
２４ 第１モーター回転角度検知手段
２６ 第２モーター回転角度検知手段
２８ 第３モーター回転角度検知手段
３０ フレーム方向計測手段
３２ 構造体方向計測手段
６２ ロボットアーム付き構造体
６４ 台座付き構造体
６６ 表示板付き構造体

Claims (6)

1. フレームと、相互に対向して前記フレームに取り付けられた２つの車輪と、前記フレームの上部に旋回方向への回転を可能とする接合機構を介して接合された構造体と、を有する移動台車の制御装置であって、
   前記２つの車輪をそれぞれ独立して駆動可能な駆動手段と、
   前記構造体を前記フレームに対して相対的に回転駆動可能な回転手段と、
   前記構造体の対象方向の方位を水平座標に対応付けて計測する構造体方向計測手段と、
   前記構造体の目標方向である目標構造体方向を取得する第１の取得手段と、
   前記駆動手段と前記回転手段とを制御する制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記駆動手段を駆動して前記移動台車を移動させている間、前記構造体の対象方向が前記目標構造体方向となるように前記回転手段を制御する回転制御手段を含むことを特徴とする移動台車の制御装置。
2. 前記フレームの進行方向の方位を水平座標に対応付けて計測するフレーム方向計測手段と、
   前記移動台車を現在地点から目的地点まで移動させる場合の目標移動距離及び目標移動方向を取得する第２の取得手段と、を更に備え、
   前記制御手段は、
   前記フレームの進行方向の方向が前記目標移動方向に一致するように前記駆動手段を制御する第１の駆動制御手段と、
   前記第１の駆動制御手段の実行後、前記移動台車の移動距離が前記目標移動距離に一致するように前記駆動手段を制御する第２の駆動制御手段と、
   を含むことを特徴とする請求項１に記載の移動台車の制御装置。
3. 前記構造体は、複数のリンクと関節からなるアームを備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の移動台車の制御装置。
4. 前記構造体は、画像を表示する表示手段を備えることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載の移動台車の制御装置。
5. 前記構造体は、人が座るための台座を備えることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項記載の移動台車の制御装置。
6. フレームと、相互に対向して前記フレームに取り付けられた２つの車輪と、前記フレームの上部に旋回方向への回転を可能とする接合機構を介して接合された構造体と、前記２つの車輪をそれぞれ独立して駆動可能な駆動手段と、前記構造体を前記フレームに対して相対的に回転駆動可能な回転手段と、を有する移動台車の制御方法であって、
   前記構造体の目標方向である目標構造体方向を取得する第１の取得ステップと、
   前記移動台車を現在地点から目的地点まで移動させる場合の目標移動距離及び目標移動方向を取得する第２の取得ステップと、
   前記構造体の対象方向の方位を水平座標に対応付けて計測する構造体方向計測ステップと、
   前記フレームの進行方向の方位を水平座標に対応付けて計測するフレーム方向計測ステップと、
   前記フレームの進行方向の方向が前記目標移動方向に一致するように前記駆動手段を制御する第１の駆動制御ステップと、
   前記第１の駆動制御手段の実行後、前記移動台車の移動距離が前記目標移動距離に一致するように前記駆動手段を制御する第２の駆動制御ステップと、
   前記第１の駆動制御ステップ及び前記第２の駆動制御ステップを実行している間、前記構造体の方向が前記目標構造体方向となるように前記回転手段を制御する回転制御ステップと、
   を備えることを特徴とする移動台車の制御方法。

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