JP2015207224A - 無人搬送車 - Google Patents

Abstract

【課題】面倒な設定を行うことなく曲線路であっても精密に軌道線上を走行することが可能な無人搬送車を提供する。
【解決手段】駆動手段からの駆動力を受けて回転駆動される左右一対の駆動輪５ｂと、床面２に設けられた軌道線８と車体基準点とのずれ量及びずれ方向を検知する検知手段７と、ずれ量に応じて複数の制御パターンにより各駆動輪５ｂの相対的な速度差を段階的に制御する制御手段９とを有する無人搬送車１。
【選択図】図８

Description

本発明は無人搬送車の走行制御に関する。

従来、工場内の生産ライン等における物品の搬送手段として無人搬送車（オートガイドビークル：ＡＧＶ）が広く使用されている。この無人搬送車は主にバッテリが搭載された自走式が使用されており、運行システムには予め記憶しているプログラムに従って走行するもの、あるいは無線通信によって統括制御されたもの等がある。

このような無人搬送車には、バッテリ等の電源部、電源部からの電力を受けて駆動力を発生させる駆動部、駆動部の動作を制御する制御部、他の台車等を牽引する牽引部等が設けられている。そして無人搬送車は、床面に貼られた軌道線を駆動部に設けられたセンサによって認識し、軌道線に沿うように駆動部に設けられた駆動輪を回転駆動させて走行する。

上述した無人搬送車のうち走行プログラムに従って走行するものにおいて、無人搬送車の旋回走行動作を円滑に行う技術が知られている（例えば「特許文献１」参照）。この技術では、無人搬送車の分岐走行時において、制御ユニットにより旋回方向内側の分岐ガイド手段の側端縁に誘導センサの中心位置が一致するように制御されるので、複雑な演算動作が不要となり、旋回制御のための動作プログラムの作成を容易に行うことができる。

特開２０１１−８５９８号公報

しかし上述の技術では、直線部分の走行に関しては問題ないものの、曲線部分の走行において内側の車輪を減速しないと軌道線から脱線してしまうため、直線部分から曲線部分及び曲線部分から直線部分に変わる位置において走行プログラム上に設定を行う必要があった。この設定は、走行トライを実施して設定変更を繰り返すため、最適な設定値を求めるまでに長時間のトライ走行及び設定作業が必要であった。
本発明は上述の問題点を解決し、面倒な設定を行うことなく曲線路であっても精密に軌道線上を走行することが可能な無人搬送車の提供を目的とする。

請求項１記載の発明は、駆動手段からの駆動力を受けて回転駆動される左右一対の駆動輪と、床面に設けられた軌道線と車体基準点とのずれ量及びずれ方向を検知する検知手段と、前記ずれ量に応じて複数の制御パターンにより前記各駆動輪の相対的な速度差を段階的に制御する制御手段とを有することを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の無人搬送車において、さらに前記制御手段は前記ずれ量が閾値以内の場合にはずれ方向とは逆側の前記駆動輪の速度を低下させる第１軌道修正動作を行い、前記ずれ量が前記閾値を超えている場合には第１軌道修正動作後にずれ方向側の前記駆動輪の速度を低下させる第２軌道修正動作を行うことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項２記載の無人搬送車において、さらに前記制御手段は第１軌道修正動作と第２軌道修正動作との間に前記各駆動輪の速度を等速に制御する等速制御を行うことを特徴とする無人搬送車。

本発明によれば、軌道線に対する無人搬送車のずれ量を制御手段が複数のブロックのうちの何れに該当するかを判断し、該当したブロックに応じて制御手段が各駆動輪の相対的な速度差を段階的に制御するので、面倒な設定を行うことなく曲線路であっても精密に軌道線上を走行することが可能な無人搬送車を提供することができる。

本発明の一実施形態を適用した無人搬送車の概略正面図である。 本発明の一実施形態を適用した無人搬送車の概略平面図である。 本発明の一実施形態における軌道線及び検知手段及び無人搬送車の状態を説明する概略図である。 本発明の一実施形態に用いられる車両制御装置のブロック図である。 本発明の一実施形態における走行制御動作を説明するフローチャートである。 本発明の一実施形態における走行制御動作を説明するフローチャートである。 本発明の一実施形態における走行制御動作を説明するフローチャートである。 本発明の一実施形態の他の例における走行制御動作を説明するフローチャートである。

図１は本発明の一実施形態に用いられる無人搬送車１の正面図を、図２は同平面図をそれぞれ示している。この無人搬送車１は、床面２に貼られた後述する軌道線に沿って走行し、生産ラインでは無人搬送車１に載置したボディ本体に各種艤装部品を順次組み付ける方法が知られている。この際、無人搬送車の走行が種々の方法で制御され、例えば多数の無人搬送車の走行が中央のコントローラによって一括して制御される。

無人搬送車１は、図１及び図２に示すように、制御部３、牽引部４、駆動部５、電源部６を有しており、制御部３は箱型のフレーム３ａに、牽引部４は同フレーム４ａに、駆動部５は同フレーム５ａに、電源部６は同フレーム６ａにそれぞれ収納されている。各フレーム３ａ，４ａ，５ａ，６ａはそれぞれ着脱自在に構成されており、各フレーム３ａ，４ａ，５ａ，６ａはそれぞれ組み合わせ自在に構成されている。

制御部３は無人搬送車１の動作制御を行っており、複数のスイッチやモニタ等が設けられた制御板３ｂを有している。牽引部４は無人搬送車１に牽引される台車等の一部が係合する係合部４ｂを有している。駆動部５は制御部３によって動作制御される図示しないモータによって回転駆動される２個の駆動輪５ｂを有しており、各駆動輪５ｂはそれぞれ別々のモータによって駆動される。電源部６は駆動部５に供給するための電力を発生させるバッテリ６ｂを有している。また制御部３の前方にはバンパ３ｃが、制御部３と電源部６の下方には従動輪３ｄ，６ｃがそれぞれ設けられている。

駆動部５の進行方向前方側底面には、図３に示すように床面２に敷設された軌道線８を読み取るための検知手段としてのセンサ７が設けられている。センサ７は８ビットのアナログセンサであり、軌道線8からの車体基準点のずれ量を常時監視可能である。なお、図３ではセンサ７の８ビット中４ビットのみを表示している。またセンサ７は、以前の位置信号と現在位置とを比較し、軌道線８からの車体のずれ方向を検知可能に構成されている。本実施形態において車体基準点は車体の中心線を指すが、センサ７の配置状況に応じてはこれに限られない。

図４は、本実施形態に用いられる制御手段としての車両制御装置を示している。同図において制御部3に設けられた車両制御装置９は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を有する周知のマイクロコンピュータであり、駆動部５における各駆動輪５ｂの作動を制御している。また車両制御装置９は、駆動部５において各駆動輪５ｂに対応して設けられた各電磁ブレーキ１０の作動を制御している。

上述の構成に基づき、以下に無人搬送車１の軌道制御について説明する。なお、本発明では軌道線８に対する無人搬送車１の状態を５個のブロックに分けており、各ブロックにおいて無人搬送車１の動作、すなわち各駆動輪５ｂの相対的な速度差を、駆動輪５ｂ及び電磁ブレーキ１０の動作を制御することにより段階的に制御している。ここで、この５個のブロックについて説明する。

先ずブロック「ア」は、センサ７が軌道線８のほぼ中央位置を検知している場合であり、図３において状態ａで示している。次にブロック「イ」は、センサ７が軌道線８の中央から５ｍｍ以内の範囲で外れている位置を検知している場合であり、図３において状態ｂ，ｈで示している。次にブロック「ウ」は、センサ７が軌道線８の中央から１０ｍｍ以内の範囲で外れている位置を検知している場合であり、図３において状態ｃ，ｇで示している。次にブロック「エ」は、センサ７が軌道線８の中央から１５ｍｍ以内の範囲で外れている位置を検知している場合であり、図３において状態ｄ，ｆで示している。最後にブロック「オ」は、センサ７が軌道線８の中央から１５ｍｍを超える範囲で外れている位置を検知している場合であり、図３において状態ｅで示している。

次に、各ブロックにおける車両制御装置９による各駆動輪５ｂの段階的な速度差制御について説明する。先ずブロック「ア」の場合には、外れ方向の内側動輪を無人搬送車１の速度指令値よりも５％下げた速度で駆動すると共に、外れ方向の外側動輪を速度指令値で駆動する。ここでいう外れ方向とは、無人搬送車が軌道線８の中心からずれている場合にその位置から軌道線８の中心に戻ろうとする方向を指している。具体的には、無人搬送車１が軌道線８の中心から右側にずれていたとすると、外れ方向の内側とは左側を、外れ方向の外側とは右側をそれぞれ示す。

次にブロック「イ」の場合には、外れ方向の内側動輪を無人搬送車１の速度指令値よりも１０％下げた速度で駆動すると共に、外れ方向の外側動輪を速度指令値で駆動する。そしてブロック「ウ」の場合には、外れ方向の内側動輪を無人搬送車１の速度指令値よりも２０％下げた速度で駆動すると共に、外れ方向の外側動輪を速度指令値で駆動する。そしてブロック「エ」の場合には、外れ方向の内側動輪を無人搬送車１の速度指令値よりも２０％下げた速度で駆動すると共に、外れ方向の外側動輪を速度指令値よりも１５％上げた速度で駆動する。最後にブロック「オ」の場合には、外れ方向の内側動輪を無人搬送車１の速度指令値よりも５０％下げた速度で駆動すると共に、外れ方向の外側動輪を速度指令値よりも２０％下げた速度で駆動する。これ等一連の制御動作を第１軌道修正動作とする。

上述した条件において無人搬送車１の走行駆動制御が行われるが、本発明では上述の各ブロックのうちブロック「ウ」とブロック「エ」との間に閾値を設定しており、ブロック「ア」「イ」「ウ」の場合には第１軌道修正動作のみを、ブロック「エ」「オ」の場合には第１軌道修正動作後に後述する第２軌道修正動作を行う。これは、外れ量が大きいブロック「エ」「オ」の場合には、第１軌道修正動作のみでは無人搬送車１が軌道線８を超えてしまう虞があるためである。このような大きな外れ量は、主に無人搬送車１が軌道線８の曲線部分を走行する際に発現する。

第１軌道修正動作後に行われる第２軌道修正動作は、第１軌道修正動作によって無人搬送車１が最大外れ量から１／３の位置まで戻った後に各駆動輪５ｂの等速制御が行われ、この等速制御によって無人搬送車１が最大外れ量から２／３の位置まで戻った後に行われる。この第２軌道修正動作は、ブロック「エ」の場合もブロック「オ」の場合も同様であり、外れ方向の内側動輪を無人搬送車１の速度指令値で駆動すると共に、外れ方向の外側動輪を速度指令値よりも２０％上げた速度で駆動する。

以下に、無人搬送車１の走行動作を図５、図６、図７に示すフローチャートに従って説明する。
センサ７の検知によって無人搬送車１が軌道線８の中心から外れたことが検知されると、車両制御装置９は外れ量が１０ｍｍを超えているか否か、すなわち図３に示す状態ｄ、ｆ以上であるか否かを判断し、外れ量が１０ｍｍ以内の場合にはステップＳＴ０２に進んで第１軌道修正動作のみが行われる。外れ量が１０ｍｍを超えている場合にはステップＳＴ０３に進んで第１軌道修正動作後に第２軌道修正動作が行われる。

先ず、第１軌道修正動作のみの場合を説明する。本例では、無人搬送車１が軌道線８から右側にずれた場合を説明する。図６に示すように無人搬送車１が軌道線８から右側にずれたことが車両制御装置９によって認識されると（ＳＴ１１）、センサ７からの信号に基づいてそのずれ量が検知される。そしてずれ量が５ｍｍ以内の場合（ブロック「イ」の場合）には左側の駆動輪５ｂが速度指令値よりも１０％ダウンで駆動され、ずれ量が１０ｍｍ以内の場合（ブロック「ウ」の場合）には左側の駆動輪５ｂが速度指令値よりも２０％ダウンで駆動される（ＳＴ１２）。

軌道線８に対して無人搬送車１が戻り始めると（ＳＴ１３）状態ａになったか否かが判断され（ＳＴ１４）、状態ａになると無人搬送車１が軌道線８の中央に戻るように左側の駆動輪５ｂが速度指令値よりも５％ダウンで駆動される（ＳＴ１５）。そして軌道線８の中央であることが検知されると（ＳＴ１６）、左右の駆動輪５ｂが等速制御されて（ＳＴ１７）第１軌道修正動作が完了する。

次に、第１軌道修正動作後に第２軌道修正動作が行われる場合を説明する。図７に示すように無人搬送車１が軌道線８から右側にずれたことが車両制御装置９によって認識されると（ＳＴ２１）、センサ７からの信号に基づいてそのずれ量が検知される。そしてずれ量が１５ｍｍ以内の場合（ブロック「エ」の場合）には左側の駆動輪５ｂが速度指令値よりも２０％ダウンで駆動されると共に右側の駆動輪５ｂが速度指令値よりも１５％アップで駆動され、ずれ量が１５ｍｍを超える場合（ブロック「オ」の場合）には左側の駆動輪５ｂが速度指令値よりも５０％ダウンで駆動されると共に右側の駆動輪５ｂが速度指令値よりも２０％ダウンで駆動される（ＳＴ２２）。

軌道線８に対して無人搬送車１が戻り始めると（ＳＴ２３）最大外れ量から１／３の位置まで戻ったか否かが判断され（ＳＴ２４）、戻ったと判断されると左右の駆動輪５ｂが等速制御されて（ＳＴ２５）第１軌道修正動作が完了する。次に最大外れ量の２／３まで戻ったか否かが判断され（ＳＴ２６）、戻ったと判断されると等速制御が完了して第２軌道修正動作が行われ、右側の駆動輪５ｂが速度指令値よりも２０％ダウンで駆動される（ＳＴ２７）。そして軌道線８の中央であることが検知されると（ＳＴ２８）、左右の駆動輪５ｂが等速制御されて（ＳＴ２９）第２軌道修正動作が完了する。

上述した動作では、センサ７によって無人搬送車１の位置を検知し、その位置が閾値を超えているか否かを判断した例を示した。次に、センサ７によって検知した無人搬送車１の位置に応じて走行制御を行う例を、図８に示すフローチャートに基づいて説明する。なおここでは、第１軌道修正動作を等速補正、第２軌道修正動作を逆補正という場合がある。

先ずセンサ７の検知結果から無人搬送車１の位置情報を取得し（ＳＴ３１）、前の位置情報と比較して無人搬送車１の進行方向を記憶する（ＳＴ３２）。次にブロック「ア」の範囲であるか否かが判断され（ＳＴ３３）、範囲内である場合は第２軌道修正動作（逆補正動作）記憶がオンしているか否かが判断される（ＳＴ３４）。オフの場合には外れ方向内側の駆動輪５ｂが速度指令値よりも５％ダウンで駆動されると共に外れ方向外側の駆動輪５ｂが速度指令値で駆動され（ＳＴ３５）、車両制御装置９が無人搬送車１の位置情報を記憶して（ＳＴ３６）制御が終了する。ステップＳＴ３４でオンしている場合には第２軌道修正動作記憶がオフされた（ＳＴ３７）後、ステップＳＴ３５に進む。

ステップＳＴ３３において範囲外である場合には、第２軌道修正動作記憶がオンしているか否かが判断され（ＳＴ３８）、オフの場合にはブロック「イ」の範囲であるか否かが判断される（ＳＴ３９）。範囲内である場合には、外れ方向内側の駆動輪５ｂが速度指令値よりも１０％ダウンで駆動されると共に外れ方向外側の駆動輪５ｂが速度指令値で駆動され（ＳＴ４０）、ステップＳＴ３６に進む。ステップＳＴ３９において範囲外である場合にはブロック「ウ」の範囲であるか否かが判断され（ＳＴ４１）、範囲内である場合には、外れ方向内側の駆動輪５ｂが速度指令値よりも２０％ダウンで駆動されると共に外れ方向外側の駆動輪５ｂが速度指令値で駆動され（ＳＴ４２）、ステップＳＴ３６に進む。

ステップＳＴ４１において範囲外である場合には、第２軌道修正動作記憶がオンされた（ＳＴ４３）後、ブロック「エ」の範囲であるか否かが判断される（ＳＴ４４）。範囲内である場合には、無人搬送車１が軌道線８より外れる方向に移動しているか否かが判断され（ＳＴ４５）、外れる方向に移動していないと判断されるとステップＳＴ４２に進む。外れる方向に移動していると判断されると、外れ方向内側の駆動輪５ｂが速度指令値よりも２０％ダウンで駆動されると共に外れ方向外側の駆動輪５ｂが速度指令値よりも１５％アップで駆動され（ＳＴ４６）、ステップＳＴ３６に進む。

ステップＳＴ４４において範囲外である場合には、無人搬送車１が軌道線８より外れる方向に移動しているか否かが判断され（ＳＴ４７）、外れる方向に移動していないと判断されるとステップＳＴ４２に進む。外れる方向に移動していると判断されると、外れ方向内側の駆動輪５ｂが速度指令値よりも５０％ダウンで駆動されると共に外れ方向外側の駆動輪５ｂが速度指令値よりも２０％ダウンで駆動され（ＳＴ４８）、ステップＳＴ３６に進む。

ステップＳＴ３８において第２軌道修正動作記憶がオンされていると判断されると、第１軌道修正動作によって無人搬送車１が最大外れ量から１／３以上戻っているか否かが判断され（ＳＴ４９）、戻っていないと判断されると最大外れ量が１５ｍｍ以内であるか否かが判断される（ＳＴ５０）。最大外れ量が１５ｍｍ以内である場合にはステップＳＴ４６に進み、最大外れ量が１５ｍｍ以内ではない場合にはステップＳＴ４８に進む。

ステップＳＴ４９において無人搬送車１が最大外れ量から１／３以上戻っていると判断されると、第２軌道修正動作によって無人搬送車１が最大外れ量から２／３以上戻っているか否かが判断される（ＳＴ５１）、戻っていないと判断されると、各駆動輪５ｂがそれぞれ速度指令値で駆動されて等速制御が開始され（ＳＴ５２）、ステップＳＴ３６に進む。戻っていると判断されると、第２軌道修正動作が行われて外れ方向内側の駆動輪５ｂが速度指令値で駆動されると共に外れ方向外側の駆動輪５ｂが速度指令値よりも２０％ダウンで駆動され（ＳＴ５３）、ステップＳＴ３６に進む。

上述の構成によれば、軌道線８に対する無人搬送車１のずれ量を車両制御装置９が複数のブロックのうちの何れに該当するかを判断し、該当したブロックに応じて車両制御装置９が各駆動輪５ｂの相対的な速度差を段階的に制御するので、面倒な設定を行うことなく曲線路であっても精密に軌道線８上を走行することが可能な無人搬送車を提供することができる。また、ずれ量に応じて第１軌道修正動作後に第２軌道修正動作を行うので、ずれ量が大きい場合であっても無人搬送車１が軌道線８を超えてしまうことを防止することができる。さらに第１軌道修正動作と第２軌道修正動作との間で等速制御を行うので、軌道線８に対する車体の戻りを素早く行うことができる。

以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明は上述した特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定していない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。また、本発明の実施の形態に記載された効果は本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。

１ 無人搬送車
２ 床面
５ｂ 駆動輪
７ 検知手段（センサ）
８ 軌道線
９ 制御手段（車両制御装置）

Claims (3)

1. 駆動手段からの駆動力を受けて回転駆動される左右一対の駆動輪と、
   床面に設けられた軌道線と車体基準点とのずれ量及びずれ方向を検知する検知手段と、
   前記ずれ量に応じて複数の制御パターンにより前記各駆動輪の相対的な速度差を段階的に制御する制御手段とを有することを特徴とする無人搬送車。
2. 請求項１記載の無人搬送車において、
   前記制御手段は前記ずれ量が閾値以内の場合にはずれ方向とは逆側の前記駆動輪の速度を低下させる第１軌道修正動作を行い、前記ずれ量が前記閾値を超えている場合には第１軌道修正動作後にずれ方向側の前記駆動輪の速度を低下させる第２軌道修正動作を行うことを特徴とする無人搬送車。
3. 請求項２記載の無人搬送車において、
   前記制御手段は第１軌道修正動作と第２軌道修正動作との間に前記各駆動輪の速度を等速に制御する等速制御を行うことを特徴とする無人搬送車。

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