JP2015208404A - 搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】並走に適した搬送装置を提供する。【解決手段】搬送装置１０は、ケース体１１の下部の後方に位置する２つの駆動輪２２，２３を操作部１５によって操作することができるので、２つの従動輪１４と２つの駆動輪２２，２３とが接地した状態で、駆動輪２２，２３を駆動させてケース体１１を容易に移動することができる。またケース体１１を駆動輪２２，２３側、すなわち後方側に傾けた際に、自立するように制御部１６によって各駆動部１２，１３が制御される。これによって従動輪１４を地面から浮かせた状態で、ケース体１１を移動することができる。したがって従動輪１４の回転抵抗がないので、より円滑にケース体１１を移動させることができる。【選択図】図１

Description

本発明は、車輪を有し、荷物を搬送するに好適な搬送装置に関する。

従来、荷物を搬送する装置として、たとえば車輪駆動式のスーツケースがある。このスーツケースは、荷物を収容可能なケース本体と、このバック本体の下部に配置されモータにより駆動される車輪、ケース本体の上部に設けられた取手、およびこの取っ手に配置された力センサー等を備えている。ユーザがこのスーツケースを搬送すべく、車輪を接地させて取っ手を引張すると、取っ手に加えられた力が力センサにより検出され、この検出された力の値に応じてモータの駆動が制御される。したがって、車輪がユーザは取手に対する引張力に応じた速度で回転し、これによりアシスト力が与えられるものである（たとえば特許文献１参照）。

またアシスト力を制御するにあたって、スーツケースの前傾角度を検出し、前傾角度に応じてアシスト力を制御する技術が開示されている（たとえば特許文献２参照）。

特開２００１−８７０２４号公報 特開２００７−１２５２０３号公報

前述の従来技術は、スーツケースを前傾させて利用者が引っ張って搬送することを前提としている。しかしながら、スーツケースは引っ張るだけでなく、使用者がスーツケースの横にいて、押しながらスーツケースと並走する場合もある。たとえば引っ張るには大きすぎるスーツケースの場合は、押しながら移動することが好適である。このような場合、大型化したスーツケースの車輪をどのように駆動するかが問題となる。

そこで、本発明は前述の問題点を鑑みてなされたものであり、並走に適した搬送装置を提供することを目的とする。

本発明は前述の目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。

本発明は、ケース体（１１）の鉛直方向に対する傾斜角度を検出する角度検出部（１７）を含み、制御部（１６）は、角度検出部によって検出された傾斜角度であって駆動輪（２２，２３）が接地された状態で駆動輪まわりのケース体の傾斜角度が所定の傾斜角度以上となり、かつ従動輪が接地しない場合には、従動輪（１４）が接地せずに駆動輪によってケース体が自立している自立状態となるように駆動部（１２，１３）を制御することを特徴とする搬送装置である。

このような本発明に従えば、ケース体を駆動輪側に傾けた際に、自立するように制御部によって駆動部が制御される。これによって従動輪を地面から浮かせた状態で、ケース体を移動することができる。したがって従動輪の回転抵抗がないので、より円滑にケース体を移動させることができる。これによって並走に適した搬送装置を実現することができる。

なお、前述の各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

第１実施形態の搬送装置１０を示す正面図である。 搬送装置１０を示す平面図である。 搬送装置１０を示す底面図である。 搬送装置１０の電気的構成を示すブロック図である。 搬送装置１０が自立した状態を示す正面図である。 制御部の処理を示すフローチャートである。 制御部の自立制御モードにおける処理を示すフローチャートである。 第２実施形態の搬送装置１０Ａを示す正面図である。

以下、図面を参照しながら本発明を実施するための形態を、複数の形態について説明する。各実施形態で先行する実施形態で説明している事項に対応している部分には同一の参照符を付すか、または先行の参照符号に一文字追加し、重複する説明を略する場合がある。また各実施形態にて構成の一部を説明している場合、構成の他の部分は、先行して説明している実施形態と同様とする。各実施形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施形態同士を部分的に組合せることも可能である。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に関して、図１〜図７を用いて説明する。搬送装置１０は、４つの車輪を有し、荷物を搬送するに好適に用いられる。搬送装置１０は、たとえば駆動式のスーツケースによって実現される。搬送装置１０は、図１および図４に示すように、ケース体１１、右駆動部１２、左駆動部１３、左駆動輪２３、右駆動輪２２、２つの従動輪１４、操作部１５、制御部１６、角度検出部１７、接地検出部１８、電源部１９およびハンドル２０を含んで構成される。

ケース体１１は、直方体状の容器体であり、内部に荷物を収納可能な収納空間を有する。ケース体１１は、開閉可能な開口部を有する。以下、ケース体１１の正面から見た長辺が延びる方向を上下方向Ｚと称し、ケース体１１の正面から見た短辺が延びる方向を前後方向Ｘと称し、上下方向Ｚおよび前後方向Ｘに直交する方向を左右方向Ｙと称する。

ハンドル２０は、図２に示すように、ケース体１１の上方から見て左右方向Ｙの一方側、本実施形態では左方側に設けられ、ケース体１１から上方に延びる。ハンドル２０は、ケース体１１に対して伸縮可能に設けられる。したがってハンドル２０は、使用しない場合は、縮めてケース体１１に収納することができる。そしてハンドル２０を使用する際は、ケース体１１から伸ばして、ユーザがケース体１１を移動する際の持ち手にすることができる。

操作部１５は、ハンドル２０に設けられる。操作部１５は、ユーザに操作されて、２つの駆動輪２２，２３を操作するための操作情報を制御部１６に与える。操作部１５は、たとえば根本を支点に角変位可能なスティックによって実現され、スティックを倒した方向に移動することができる。

角度検出部１７は、ケース体１１の上部に設けられ、ケース体１１の鉛直方向に対する傾斜角度を検出する。角度検出部１７は、検出した検出情報を制御部１６に与える。傾斜角度は、後方に位置する２つの駆動輪２２，２３まわりの傾斜角度である。したがって図１に示す状態は、傾斜角度が０度であり、図５に示すように後傾することによって、傾斜角度が増大する。角度検出部１７は、たとえば加速度センサおよび地磁気センサによって実現される。

加速度センサは、センサ自体の加速度、例えば１秒当たりの速度の変化を検出する。また、加速度センサは、ケース体１１に関する重力方向の加速度、すなわち重力加速度を検出することで、ケース体１１の動きやケース体１１の振動を検出することもできる。また、加速度センサが３軸加速度センサであれば、ケース体１１の水平状態も検出することができる。地磁気センサは、ケース体１１の絶対方位を検出する。

接地検出部１８は、２つの駆動輪２２，２３が接地しているか否かを検出する。接地検出部１８は、検出した検出情報を制御部１６に与える。各駆動輪２２，２３には、たとえば圧力センサが設けられ、少なくともケース体１１の自重によって各駆動輪２２，２３が接地しているか否かを検出する。

右駆動輪２２および左駆動輪２３は、図３に示すように、水平な回転軸まわりに回転可能であり、ケース体１１の下部の後方側に設けられる。右駆動部１２は、右駆動輪２２を回転駆動する。左駆動部１３は、左駆動輪２３を回転駆動する。各駆動部１２，１３は、制御部１６によって独立して個別に制御可能である。したがって左駆動部１３の回転量および回転方向と、右駆動部１２の回転量および回転方向を、個別に制御することができる。

電源部１９は、各駆動部１２，１３、制御部１６、操作部１５、角度検出部１７および接地検出部１８に電力を供給する。電源部１９は、たとえばニッケル水素電池、リチウムイオン電池等の二次電池である。電源部１９は、外部から供給される電力を充電可能で、蓄電した電力を放電可能である。

２つの従動輪１４は、いわゆるキャスターであって水平な回転軸まわりに回転自由に設けられる。また２つの従動輪１４は、ケース体１１の下部の前方側に設けられる。各従動輪１４は、各駆動輪２２，２３からの前後方向Ｘの間隔が互いに等しい。ケース体１１は、右駆動輪２２、左駆動輪２３および３つ従動輪１４が水平な地面に接地することにより、図１に示すように、略垂直（９０度）状態で停止することが可能である。また図５に示すように、従動輪１４を接地させることなく、左駆動輪２３および右駆動輪２２のみを接地させることにより、後傾した状態で各駆動輪２２，２３の駆動によって移動することが可能である。

制御部１６は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよびその周辺回路等で構成されている。ＲＯＭには、後述するフローチャートに示すプログラム等が格納されている。ＣＰＵは、ＲＯＭに格納されているプログラムをＲＡＭに展開し、これに従って動作することにより、各部を制御する。また、ＲＡＭは、ＣＰＵのワークエリア等として使用される。

制御部１６には、図４に示すように、接地検出部１８および角度検出部１７から検出情報が与えられる。また制御部１６には、操作部１５から操作情報が与えられる。制御部１６は、これらの情報に基づいて、左駆動部１３および右駆動部１２の駆動する駆動信号を個別に与える。したがって左駆動部１３および右駆動部１２は、個別に制御される。

次に、制御部１６の具体的な制御について、図６を用いて説明する。図６に示すフローは、制御部１６によって実行される。制御部１６は、電源投入状態において、図６に示すフローを短時間に繰り返し実行する。

ステップＳ１では、角度検出部１７によって検出された角度が所定角度よりも大きいか否かを判断し、大きい場合には、ステップＳ２に移り、大きくない場合には、ステップＳ３に移る。傾斜角度は、前述のように後傾した場合の傾斜角度である。したがって従動輪１４が２つとも接地しておらず、かつ２つの駆動輪２２，２３が接地された状態で駆動輪２２，２３まわりのケース体１１の傾斜角度が所定の傾斜角度以上となった場合に、ステップＳ２に移る。所定角度は、たとえば４０度である。

ステップＳ２では、傾斜角度が所定角度よりも大きく従動輪１４が接地していないので、自立制御モードを実施し、本フローを終了する。自立制御モードは、従動輪１４が接地せずに駆動輪２２，２３によってケース体１１が自立している状態を、駆動部１２，１３を制御することによって維持するモードである。いわゆるケース体１１が倒れない状態が維持され、倒立振子制御とも呼ばれる。

自立制御モードでは、角度検出部１７の検出した情報によって、ケース体１１の重心の位置を随時演算する。そして２つの駆動部１２，１３を駆動して、ケース体１１の重心がニュートラル位置にある時には、倒立振子制御則に従った制御処理に基づいて各駆動部１２，１３を駆動し、ケース体１１の重心がニュートラル位置を維持するように制御する。ニュートラル位置は、たとえば正面から見て駆動輪２２，２３の中心の直上の位置である。そして自立制御モードでは、たとえばケース体１１の重心がニュートラル位置より前側に移動すると、倒立振子制御則に従った制御処理のもとに、各駆動部１２，１３をケース体１１が前進するように同一速度でそれぞれ駆動する。同様に、ケース体１１の重心がニュートラル位置より後側に移動すると、倒立振子制御則に従った制御処理のもとに、各駆動部１２，１３をケース体１１が後退するように同一速度でそれぞれ駆動する。

ステップＳ３では、傾斜角度が所定角度よりも大きくないので、自立制御モードをオフにし、ステップＳ４に移る。自立制御モードをオフにする操作は、操作部１５の操作によって実現してもよい。また接地検出部１８によって、２つの駆動輪２２，２３が接地していない場合も自立制御モードがオフにされる。さらに駆動輪２２，２３の駆動も停止される。

ステップＳ４では、操作部１５によって前進操作がされたか否かを判断し、操作部１５によって前進操作がされた場合には、ステップＳ５に移り、操作部１５によって前進操作がされていない場合には、ステップＳ６に移る。ステップＳ５では、前進操作がされたので、各駆動部１２，１３をケース体１１が前進するように同一速度でそれぞれ駆動し、ステップＳ６に移る。

ステップＳ６では、操作部１５によって右旋回操作がされたか否かを判断し、右旋回操作がされた場合には、ステップＳ７に移り、右旋回操作がされていない場合には、ステップＳ８に移る。ステップＳ７では、右旋回操作がされたので、右旋回制御を実施し、ステップＳ８に移る。

右旋回制御は、各駆動部１２，１３をケース体１１が右旋回するように、右駆動部１２の回転量を左駆動部１３の回転量よりも小さくするように制御する。さらに右旋回するときの回転半径は、左旋回するときの回転半径よりも小さくなるように、各駆動部１２，１３を制御する。換言すると、左旋回する場合よりも右旋回する場合の方が、小回りするように各駆動部１２，１３を制御する。図２に示すように、ハンドル２０が左側に位置するので、ユーザもケース体１１の左側に位置する。したがって左旋回するときの方が、右旋回する場合よりも大回りになるからである。

ステップＳ８では、操作部１５によって左旋回操作がされたか否かを判断し、左旋回操作がされた場合には、ステップＳ９に移り、左旋回操作がされていない場合には、本フローを終了する。

左旋回制御は、各駆動部１２，１３をケース体１１が左旋回するように、右駆動部１２の回転量を左駆動部１３の回転量よりも大きくするように制御する。さらに左旋回するときの回転半径は、右旋回するときの回転半径よりも大きくなるように、各駆動部１２，１３を制御する。換言すると、右旋回する場合よりも左旋回する場合の方が、大回りするように各駆動部１２，１３を制御する。これも前述したように、ハンドル２０が左側に位置するので、ユーザもケース体１１の左側に位置する。したがって左旋回するときの方が、右旋回する場合よりも大回りになるからである。

次に、制御部１６の自立制御モードにおける処理について、図７を用いて説明する。図７に示すフローは、制御部１６によって実行される。制御部１６は、自立制御モードにおいて、図７に示すフローを短時間に繰り返し実行する。

ステップＳ２１では、接地検出部１８によって、２つの駆動輪２２，２３が接地しているか否かを判断し、接地していない場合には、ステップＳ２２に移り、接地している場合には、本フローを終了する。

ステップＳ２２では、接地していないので、自立制御モードをオフにして、ステップＳ２３に移る。ステップＳ２３では、各駆動部１２，１３を停止するように制御し、本フローを終了する。

これによって搬送装置１０が地面から持ち上げられた場合には、各駆動部１２，１３が停止される。したがって、たとえば搬送装置１０を車両に積み込む場合に、各駆動部１２，１３が不所望に駆動することを防ぐことができる。また自立制御モードを緊急でオフにしたい場合に、搬送装置１０を持ち上げることによって、自立制御モードをオフすることができる。

以上説明したように本実施形態の搬送装置１０は、ケース体１１の下部の後方に位置する２つの駆動輪２２，２３を操作部１５によって操作することができる。これによって２つの従動輪１４と２つの駆動輪２２，２３とが接地した状態で、駆動輪２２，２３を駆動させてケース体１１を容易に移動することができる。またケース体１１を駆動輪２２，２３側、すなわち後方側に傾けた際に、自立するように制御部１６によって各駆動部１２，１３が制御される。これによって従動輪１４を地面から浮かせた状態で、ケース体１１を移動することができる。したがって従動輪１４の回転抵抗がないので、より円滑にケース体１１を移動させることができる。これによって並走に適した搬送装置１０を実現することができる。

また本実施形態では、制御部１６は、自立状態となるように制御している状態において、ケース体１１が外力によって前傾または後傾されると、自立状態を維持したまま倒された方向に移動するように各駆動部１２，１３を制御する。これによってユーザは、自立制御モードによって直感的にケース体１１を移動させることができる。換言すると、故意にケース体１１のバランスを崩すことによって移動方向を操作することができる。また、たとえば外力の大きさによって、移動速度を大きくするように制御してもよい。

さらに本実施形態では、左旋回または右旋回する操作がされた場合、ハンドル２０が位置する側に旋回するときの回転半径は、ハンドル２０が位置しない側に旋回するときの回転半径よりも小さくなるように各駆動部１２，１３を制御する。これによってハンドル２０が配置されている側、本実施形態では左側をユーザは並走するが、右旋回および左旋回にユーザに追従しやすくなる。したがってケース体１１をユーザが希望する方向へ直感的に移動させることができる。

また本実施形態では、制御部１６は、接地検出部１８によって駆動輪２２，２３が接地していないことが検出された場合には、駆動輪２２，２３の駆動を停止するように各駆動部１２，１３を制御する。これによって搬送装置１０を持ち上げた際に、各駆動部１２，１３が不所望に動作することを防止することができる。

また本実施形態では、ケース体１１の下部に、２つの従動輪１４と、右駆動輪２２および左駆動輪２３が設けられる。したがって４つの車輪でケース体１１を支えているので、ケース体１１を安定して移動させることができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に関して、図８を用いて説明する。本実施形態では、２つ駆動輪２２，２３をケース体１１に対して着脱可能に構成している点に特徴を有する。

本実施形態では、各駆動部１２，１３、各駆動輪２２，２３、操作部１５、制御部１６および角度検出部１７は一体に構成され、ケース体１１に着脱自在である。ケース体１１は、既存の４つ従動輪１４を備えるスーツケースである。このスーツケースに、バンド３０によって駆動輪２２，２３を図８に示すようにケース体１１に装着する。駆動輪２２，２３を装着する際に、後傾したときに、後方の２つの従動輪１４Ａが接地しないように位置が調整される。これによって第１実施形態と同様に後傾した場合に、２つの駆動輪２２，２３のみが接地する状態とすることができる。

またバンド３０の上方には、操作部１５として機能するタッチセンサ１５Ａが設けられる。タッチセンサ１５Ａは、ユーザの手が触れていることを検出する。そして触れているときにどちらかに傾けることでバランスが崩れるため自立制御のために駆動して前進または後退する。

このよう本実施形態では、各駆動部１２，１３、各駆動輪２２，２３、操作部１５、制御部１６および角度検出部１７は、ケース体１１に着脱自在であるので、既存のスーツケースを用いて第１実施形態の搬送装置１０を実現することができる。

（その他の実施形態）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。

上記実施形態の構造は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものである。

前述の第１実施形態では、従動輪１４は２つであったが、１つであってもよく、３つ以上であってもよい。また駆動輪２２，２３も同様に、１つであってもよく、３つ以上であってもよい。

また前述の第１実施形態では、駆動輪２２，２３は、後方に位置して状態で使用しているが、駆動輪２２，２３が前方に位置した状態で使用してもよい。駆動輪２２，２３が前方に配置される場合には、ケース体１１を前傾させて、ケース体１１を引っ張るように使用することができる。また駆動輪２２，２３は、ケース体１１の下部の前後方向Ｘの中央に配置してもよい。駆動輪２２，２３を中央に配置している場合、いわゆる一輪車のようにケース体１１を用いることができる。したがってケース体１１の下部が水平な状態では、従動輪１４が接地しておらず、駆動輪２２，２３が接地している状態となり、ケース体１１を傾けて従動輪１４が接地している状態が基本姿勢となる。この基本姿勢から、従動輪１４を接地していない状態となり、かつケース体１１の傾斜角度が所定の傾斜角度以上になった場合に、自立制御モードを実施する。

前述の第１実施形態では、ハンドル２０に操作部１５が設けられているが、操作部１５を設けない搬送装置１０であってもよい。操作部１５がない場合には、操作部１５によって移動することはできないが、ケース体１１を傾けることによって操作することができるので、操作部１５を除く分、構成を簡略化することができる。

前述の第２実施形態では、ケース体１１が含んだ構成であるが、ケース体１１を用いずに、ケース体１１に別体な部分のみで用いてもよい。したがって、たとえばバンド３０が剛性を有する棒状部材によって構成して台車のように用いてもよい。また、たとえば台車の荷台を用いない構成にしてもよい。この場合、バンド３０が棒状であり、従動輪１４と２の駆動輪２２，２３を備える構成であるので、たとえば自立モードによって倒れない杖のように利用することができる。

１０…搬送装置 １１…ケース体 １２…右駆動部（駆動部）
１３…左駆動部（駆動部） １４…従動輪 １５…操作部
１５Ａ…タッチセンサ（操作部） １６…制御部
１７…角度検出部 １８…接地検出部 １９…電源部
２０…ハンドル ２２…右駆動輪（駆動輪）
２３…左駆動輪（駆動輪） ３０…バンド

Claims (5)

1. 内部に収納空間を有するケース体（１１）と、
   駆動部（１２，１３）と、
   前記ケース体の下部に設けられ、前記駆動部によって駆動される駆動輪（２２，２３）と、
   前記ケース体の下部に設けられる従動輪（１４）と、
   前記駆動部の駆動を制御する制御部（１９）と、
   前記ケース体の傾斜角度を検出する角度検出部（１７）と、を含み、
   前記制御部は、前記角度検出部によって検出された傾斜角度であって前記駆動輪が接地された状態で前記駆動輪まわりの前記ケース体の傾斜角度が所定の傾斜角度以上となり、かつ前記従動輪が接地していない場合には、前記従動輪が接地せずに前記駆動輪によって前記ケース体が自立している自立状態となるように前記駆動部を制御することを特徴とする搬送装置。
2. 前記制御部は、前記自立状態となるように制御している状態において、前記ケース体が外力によって前傾または後傾されると、前記自立状態を維持したまま倒された方向に移動するように前記駆動部を制御することを特徴とする請求項１に記載の搬送装置。
3. 前記ケース体の上方から見て前後方向に直交する左右方向の一方側に設けられ、前記ケース体から上方に延びるハンドル（２０）と、
   前記ハンドルに設けられ、前記駆動部を操作するための操作部（１５）と、をさらに含み、
   前記制御部は、前記操作部によって前方に対して、左旋回または右旋回する操作がされた場合、前記ハンドルが位置する側に旋回するときの回転半径は、前記ハンドルが位置しない側に旋回するときの回転半径よりも大きくなるように、前記駆動部を制御することを特徴とする請求項１または２に記載の搬送装置。
4. 前記駆動輪が接地しているか否かを検出する接地検出部（１８）をさらに含み、
   前記制御部は、前記接地検出部によって前記駆動輪が接地していないことが検出された場合には、前記駆動輪の駆動を停止するように前記駆動部を制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の搬送装置。
5. 前記駆動部、前記駆動輪、前記制御部および前記角度検出部は、前記ケース体に着脱自在であることを特徴とする請求項１または２に記載の搬送装置。

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