JP2022102157A - 自動搬送装置の制御方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】自動搬送装置を停止させた状態で車輪を90°以上転舵させる際(例えば、走行モードを切り替える際)に、自動搬送装置の倒れを防止する。【解決手段】複数の車輪9と、複数の車輪9を転舵する転舵機構10と、複数の車輪9を制動する制動手段(ブレーキ機構30)とを有する自動搬送装置1の制御方法である。自動搬送装置1を停止させ、ブレーキ機構30により複数の車輪9の走行方向の回転を規制した状態で、転舵機構10により複数の車輪9を90°以上転舵する。【選択図】図11
Description
本発明は、自動搬送装置の制御方法に関する。
工場で車両が完成したら、完成車両をストックする車両待機場まで搬送される。このような車両の搬送は、通常、複数の車両を搭載可能なトレーラーを用いて行われるが、この場合、トレーラーを運転する作業者が必要になるため、コストアップを招く。
そこで、下記の特許文献1には、車両を自動で搬送する自動搬送装置が示されている。このような自動搬送装置を用いれば、トレーラーを運転する作業者が不要となるため、低コスト化が図られる。
また、下記の特許文献2には、前後方向を直進方向として走行する前後進モードと、真横方向を直進方向として走行する横走行モードとを有し、車輪を転舵させることで前後進モードと横走行モードとを切り替え可能な走行体(自走式高所作業車)が示されている。
上記のような自動搬送装置の車輪を転舵させて走行モードを切り替える場合、路面の状態等によっては、自動搬送装置の姿勢が不安定となり、最悪の場合、自動搬送装置が倒れる懸念がある。特に、自動搬送装置のホイールベースが短い場合、走行モードの切替時に姿勢が不安定となりやすい。
そこで、本発明は、自動搬送装置を停止させた状態で車輪を90°以上転舵させる際(例えば、走行モードを切り替える際)に、自動搬送装置の倒れを防止することを目的とする。
前記課題を解決するために、本発明は、複数の車輪と、前記複数の車輪を転舵する転舵機構と、前記複数の車輪を制動する制動手段とを有する自動搬送装置の制御方法であって、
前記自動搬送装置を停止させ、前記制動手段により前記複数の車輪の走行方向の回転を規制した状態で、前記転舵機構により前記複数の車輪を90°以上転舵する自動搬送装置の制御方法を提供する。
前記自動搬送装置を停止させ、前記制動手段により前記複数の車輪の走行方向の回転を規制した状態で、前記転舵機構により前記複数の車輪を90°以上転舵する自動搬送装置の制御方法を提供する。
自動搬送装置を停止させた状態で車輪を90°以上転舵させる際、転舵中に車輪が走行方向に(すなわち、車輪の軸心周りに)僅かに回転することで、自動搬送装置の重心が不安定となるおそれがある。そこで、上記のように、車輪の走行方向の回転を規制しながら車輪を90°以上転舵することで、転舵中の自動搬送装置の重心を安定させて、自動搬送装置の倒れを防止できる。
上記の制御方法において、自動搬送装置の傾き角度を監視しながら複数の車輪を90°以上転舵し、自動搬送装置の傾き角度が所定以上となったら車輪の転舵を停止すれば、自動搬送装置の倒れを未然に防止できる。
以上のように、本発明によれば、自動搬送装置を停止させた状態で車輪を90°以上転舵させる際に、自動搬送装置の倒れを防止することができる。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1に、自動搬送装置としての車両搬送装置1により、車両Cを工場Fから車両待機場(コンテナヤードY)に搬送する自動搬送システムを概念的に示す。車両搬送装置1は、システム制御部Sからの無線指令(点線矢印)に従って、工場FとコンテナヤードYとの間を往復する。本実施形態では、車両Cが前輪駆動車であり、車両Cの前輪を車両搬送装置1に搭載し、車両の後輪を接地した状態で車両Cを搬送する場合を示す。
車両搬送装置1は、図2~6に示すように、車両Cの前輪W1が搭載される本体2と、本体2の幅方向(本体2に搭載された車両Cの車幅方向)両側に設けられた駆動輪ユニット3とを有する。
本体2には、車両Cの前輪W1の転がりを防止する車輪止め5(図2参照)と、駆動輪ユニット3に電力を供給するバッテリー(図示省略)と、駆動輪ユニット3を制御する制御部(図示省略)とが搭載される。システム制御部Sからの指令が、車両搬送装置1に設けられたアンテナ(図示省略)を介して制御部に伝達され、また、車両搬送装置1の制御部からの情報が、アンテナを介してシステム制御部Sに伝達される。
駆動輪ユニット3は、複数の車輪9と、車輪9を走行駆動する走行用モータ11(図4参照)と、転舵用モータ12により車輪9を転舵する転舵機構10(図3~6参照)と、車輪9を制動する制動手段としてのブレーキ機構30(図7参照)と、これらを収容するケーシング13(図2参照)とを備える。ケーシング13は本体2に固定される。図示例では、各駆動輪ユニット3が、前後方向に並べて配された一対の車輪9を有する。尚、図3~6では、ケーシング13の一部や、本体2に搭載される部品(車輪止め5等)を省略している。また、図3では、走行用モータ11等を省略している。
走行用モータ11は、図4に示すように、各車輪9の内周に配されたインホイールモータで構成される。走行用モータ11の出力軸11aは、車輪9の軸心(金属ホイール)に固定される。図示例では、走行用モータ11の出力軸11aの先端が、軸受20を介してブラケット19に回転自在に取り付けられる。走行用モータ11及び転舵用モータ12は、本体2に搭載されたバッテリー及び制御部に接続され、制御部からの指令に基づいて回転駆動される。
転舵機構10は、転舵用モータ12により各車輪9を鉛直方向の転舵軸14周りに回転させる機構である。本実施形態では、図3~6に示すように、各転舵軸14が車輪9の真上に配される。詳しくは、転舵軸14の軸心が、車輪9の車幅方向範囲内(好ましくは、車幅方向中央)で、車輪9の軸心と交差する。各転舵軸14には、ブラケット19を介して、走行用モータ11の本体(ステータ)11bが固定される(図4参照)。各転舵軸14は、ケーシング13に、軸受(図示省略)を介して回転自在に取り付けられる(すなわち、360°回転可能とされる)。
図示例の転舵機構10では、一個の転舵用モータ12で、複数(図示例では2個)の転舵軸14を回転駆動する。具体的には、転舵用モータ12で回転駆動される中間軸15が設けられる(図6参照)。図示例では、転舵用モータ12の出力軸12aが水平方向に配置され、転舵用モータ12の出力軸12aの回転駆動力が、傘歯車やウォームギヤ等(図示省略)を介して、鉛直方向の中間軸15に伝達される。中間軸15には一対のプーリ16が同軸上に配される。中間軸15の各プーリ16と、各転舵軸14に設けられたプーリ17との間にベルト18がかけ渡される(図5参照)。転舵用モータ12で中間軸15が回転駆動されると、プーリ16、17及びベルト18を介して、二個の転舵軸14が同方向(中間軸15の回転方向と反対方向)に同じ角度だけ回転駆動される。図示例では、中間軸15のプーリ17が転舵軸14のプーリ17よりも小径であるため、中間軸15の回転駆動力が減速されて(すなわち、トルクが増大されて)各転舵軸14に伝達される。
転舵機構10には、車輪9の転舵角を検知する角度センサ21が設けられる。図示例では、中間軸15の上端に、角度センサ21としてのポテンショメータが取り付けられる。中間軸15の回転角度、及び、転舵機構10の各部の減速比から、各転舵軸14の回転角度、すなわち車輪9の転舵角を算出する。尚、角度センサ21は、各転舵軸14に取り付けてもよい。
ブレーキ機構30は、例えば図7に示すようなディスクブレーキである。ブレーキ機構30は、車輪9に設けられたディスク31と、本体2側に設けられ、ディスク31を挟持するブレーキキャリパ32と、ブレーキキャリパ32を駆動するブレーキアクチュエータとを備える。ブレーキアクチュエータとしては、例えば油圧シリンダ33が使用できる。制御部からの指令により油圧シリンダ33を駆動してブレーキキャリパ32でディスク31を挟持することで、車輪9が制動される。ブレーキ機構30には、ブレーキアクチュエータの出力を検知する出力センサが設けられる。本実施形態では、出力センサとして、油圧シリンダ33内の油圧を検知する油圧センサ34が設けられる。
図8に、車両搬送装置1の電気回路の概略を示す。制御部4は、左右の駆動輪ユニット3の転舵用モータ12、角度センサ21、走行用モータ11、ブレーキアクチュエータ(油圧シリンダ33)、油圧センサ34に接続される。制御部4からの指令により走行用モータ11が駆動され、車輪9が走行方向(前進又は後進方向)に回転駆動される。また、制御部4からの指令により転舵用モータ12が駆動され、車輪9が転舵される。車輪9の転舵は、角度センサ21により車輪9の回転角を検知しながら行われる。また、制御部4からの指令により油圧シリンダ33が駆動され、車輪9が制動される。このとき、油圧センサ34が、油圧シリンダ33の出力(油圧)が所定以上であることを検知することで、油圧シリンダ33が正常に作動し、車輪9が制動されていることを確認できる。制御部4は、さらに、速度検知部としての車速センサ35、姿勢検知部としてのIMU36、及び警光灯37に接続される。
以下、上記の車両搬送装置1により車両Cを搬送する手順を説明する。
まず、工場F(図1参照)で、車両Cの前部を図示しないリフト手段で上昇させ、この状態で、車両Cの下方に車両搬送装置1の本体2を潜り込ませる。そして、リフト手段で車両Cの前部を降下させ、左右の前輪W1を車両搬送装置1の本体2の上に搭載し、車輪止め5の間に嵌まり込ませる(図2参照)。
こうして、車両Cの前輪W1(駆動輪)を車両搬送装置1に搭載し、後輪W2(従動輪)を接地した状態で、車両搬送装置1を駆動して車両Cを搬送する(図1の矢印P1参照)。具体的には、システム制御部Sからの指令が、車両搬送装置1のアンテナを介して制御部に伝達され、この指令に従って制御部が各駆動輪ユニット3の走行用モータ11及び転舵用モータ12を回転駆動して車輪9の走行駆動及び転舵を行うと共に、必要に応じてブレーキアクチュエータ(油圧シリンダ33)を駆動して車輪9を制動する。これにより、車両搬送装置1及び車両Cが所定の経路に沿って搬送される。
そして、車両搬送装置1で搬送された車両Cが、コンテナヤードY内の所定位置に配される(図9の矢印Q1参照)。その後、コンテナヤードYに設けられたリフト手段で車両Cの前部を上昇させ、この状態で車両搬送装置1を前方に走行させて車両Cの下方から退避させる(図9の点線矢印Q2参照)。その後、リフト手段で車両Cの前部を降下させ、前輪W1を接地させる。
車両Cから分離された車両搬送装置1は、コンテナヤードY内に配置された多数の車両Cの間で停止する。このとき、走行用モータ11の制御のみで車両搬送装置1を停止させてもよいし、ブレーキ機構30の油圧シリンダ33を駆動して車輪9を制動することで車両搬送装置1を停止させてもよい。ブレーキ機構30で車両搬送装置1を停止させた場合でも、車両搬送装置1が停止した後は、ブレーキ機構30の駆動(油圧シリンダ33への通電)を停止することで、消費電力を節約できる。
ところで、コンテナヤードY内では、車両Cはできる限り密に配置することが好ましいが、車両Cの前後方向間隔D2は車両搬送装置1の前後方向寸法D1に依存するため、車両搬送装置1の前後方向寸法D1はなるべく小さいことが好ましい。本実施形態では、車両搬送装置1が、車両Cの前輪W1のみを搭載するものであるため、車両搬送装置1の前後方向寸法D1は車両Cのホイールベースよりも短くて済む。具体的には、例えば、車両搬送装置1の前後の車輪9のホイールベースを、左右の車輪9のトレッドよりも小さくしたり、車両Cのホイールベースの1/2以下としたりすることができる。このため、車両Cの前後方向間隔D2を小さくすることができ、コンテナヤードY内に車両Cを密に配置することが可能となる。
その後、車両搬送装置1をその場に停止させた状態(すなわち、走行用モータ11を駆動させない状態)で、転舵用モータ12を駆動させ、各車輪9を転舵軸14周りにその場で回転駆動する。本実施形態では、各車輪9を、0°(前後方向走行モード、図9参照)から90°(幅方向走行モード、図10参照)まで回転させる。
このときの走行モードの切替(停止状態での車輪9の転舵)は、図11に示すフロー図に従って行われる。
まず、ステップS1で、制御部4が、走行モードを切り替えるにあたっての初期条件を満たしているか否かを確認する。ここでは、車両搬送装置1が停止していること、及び、走行モードが前後方向走行モードであることを確認する。具体的には、車速センサ35(図8参照)で検知する車速が0km/hである場合、車両搬送装置1が停止していると判定する。また、角度センサ21で検知する車輪9の転舵角度が0±A°である場合、走行モードが前後方向走行モードであると確認する。初期条件として、上記に加えて、車両搬送装置1が傾いていないことを確認してもよい。具体的には、IMU36で検知する車両搬送装置1の鉛直方向に対する傾き角度が0±B°である場合、車両搬送装置1が傾いていないと判定する。尚、上記のA、Bは、転舵角度及び傾き角度の許容範囲を示す定数であり、例えば5°以下に設定される。
ステップS1の条件を満たしていなければエラーメッセージが出力される(ステップS2)。ステップS1の条件を満たしていれば、油圧シリンダ33を駆動してブレーキキャリパ32でディスク31を挟持し、車輪9の走行方向の回転を規制する(ステップS3)。その後、制御部4が、ブレーキ機構30が正常に作動しているか否かを確認する(ステップS4)。具体的には、油圧センサ34により検知した油圧シリンダ33の油圧が所定範囲内であること(油圧がC±D[MPa]であること)を確認する。油圧シリンダ33の油圧が所定範囲でなければ、走行モードの切替動作を停止して、警光灯37を点灯させる(ステップS5)。尚、上記のC±D[MPa]は、車輪9が正常に制動されているときの油圧シリンダ33の油圧の範囲を示す定数であり、油圧シリンダ33の能力等に応じて適宜設定される。
油圧シリンダ33の油圧が所定範囲内であれば、そのまま油圧を維持して車輪9にブレーキをかけた状態で、転舵用モータ12を駆動して車輪9の転舵を開始する(ステップS6)。このように、ブレーキ機構30で車輪9の走行方向の回転を規制した状態で車輪9を90°転舵させることにより、転舵中の車両搬送装置1の重心が安定するため、車両搬送装置1の倒れを防止できる。本実施形態では、車両搬送装置1が車両Cの前輪W1(又は後輪W2)のみを搭載するものであり、車両搬送装置1のホイールベースが短くなっているため、転舵中に車両搬送装置1が不安定になりやすい。従って、上記のように車輪9の走行方向の回転を規制した状態で車輪9を転舵させることが特に望ましい。
このとき、車両搬送装置1の姿勢が安定していることを確認しながら、車輪9を転舵する。具体的には、車両搬送装置1が傾いていないこと(車両搬送装置1の傾き角度が0±B°であること)をIMU36で検知しながら、車輪9を転舵する(ステップS7)。IMU36で検知した車両搬送装置1の傾き角度が所定範囲外となったら、走行モードの切替動作(車輪9の転舵)を停止して、警光灯37を点灯させる(ステップS5)。
そして、幅方向走行モードへの切り替えが完了したか否かを確認する(ステップS8)。具体的には、角度センサ21で検知した車輪9の転舵角度が90±A°であるか否かを確認する。幅方向走行モードへの切り替えが完了していなければ、そのまま転舵用モータ12を駆動し続けて車輪9の転舵を続行する。幅方向走行モードへの切り替えが完了したら、転舵用モータ12及び油圧シリンダ33の駆動を停止し、走行モードの切り替え制御を終了する。
上記のように車両搬送装置1を幅方向走行モードに切り替えた後、各車輪9の走行用モータ11を同方向に同トルクで回転させることにより、車両搬送装置1を幅方向に走行させ、車両Cの前後方向間から退避される(図1及び図10の矢印P2参照)。このように、車両搬送装置1の車輪9を90°転舵させ、車両Cの前方に退避させた車両搬送装置1を、そのままの姿勢で幅方向に走行させて車両Cの間を走行させることにより、車両Cの前方に車両搬送装置1を転回させるためのスペースが不要となるため、コンテナヤードYに車両Cをさらに密に配置することが可能となる。
車両搬送装置1が車両Cの間から抜け出したら、車両搬送装置1を停止させた後、車輪9を90°転舵することにより、幅方向走行モード(図10参照)から前後方向走行モード(図9参照)に切り替える。このときの走行モードの切り替えも、図11に示すフロー図に従って制御される。ただし、ステップS1では、車輪9の転舵角が90±A°であるか否かを確認し、ステップS8では、車輪9の転舵角が0±A°であるか否かを確認する。
その後、左右の車輪9を逆向きに回転駆動して、車両搬送装置1をその場で90°回転させる(図1の点線参照)。そして、車両搬送装置を停止させた状態で、再び車輪9を90°転舵することにより、前後方向走行モード(図9参照)から幅方向走行モード(図10参照)に切り替える。このときの走行モードの切り替えも、図11に示すフロー図に従って制御される。
その後、車輪9を回転駆動して、車両搬送装置1を幅方向に走行させる(図1の矢印P3参照)。そして、空の車両搬送装置1が工場Fに到着したら、この車両搬送装置1に新たな車両Cを搭載して、コンテナヤードYまで搬送する。以上を繰り返すことにより、工場FからコンテナヤードYまで車両Cを自動で搬送することができる。
本発明は上記の実施形態に限られない。以下、本発明の他の実施形態を説明するが、上記の実施形態と同様の点については重複説明を省略する。
図11のステップS1において、車両搬送装置1が停止していることを確認する方法は上記に限られない。例えば、IMU36により、車両搬送装置1に生じている振動が0であることを検知することにより、車両搬送装置1の停止を確認できる。あるいは、車両搬送装置1にGPS受信機を取り付けて車両搬送装置1の位置を把握することにより、車両搬送装置1が停止していることを確認することができる。また、車輪搬送装置の姿勢を確認する方法も上記に限らず、例えば、GPS受信機を取り付けた車両搬送装置1の位置と、その位置における路面情報(路面の傾斜角度)とから、車両搬送装置1の姿勢(傾き)を把握することもできる。
以上の実施形態では、車両搬送装置1が4個の車輪9を有する場合を示したが、車輪9は3個以上であればよい。また、3個以上の車輪のうちの少なくとも2個の車輪9が、転舵用モータ12で駆動されればよい。
本発明の制御方法は、走行モードの切り替え時に限らず、車両搬送装置1を停止させた状態で車輪9を90°以上転舵する場合に適用することができる。また、本発明の制御方法は、車両搬送装置に限らず、車両以外の物品(例えば、自動車の部品等)を搬送する自動搬送装置に適用することもできる。
1 車両搬送装置(自動搬送装置)
2 本体
3 駆動輪ユニット
4 制御部
9 車輪
10 転舵機構
11 走行用モータ
12 転舵用モータ
13 ケーシング
14 転舵軸
15 中間軸
21 角度センサ
30 ブレーキ機構(制動手段)
31 ディスク
32 ブレーキキャリパ
33 油圧シリンダ(ブレーキアクチュエータ)
C 車両
F 工場
S システム制御部
Y コンテナヤード
2 本体
3 駆動輪ユニット
4 制御部
9 車輪
10 転舵機構
11 走行用モータ
12 転舵用モータ
13 ケーシング
14 転舵軸
15 中間軸
21 角度センサ
30 ブレーキ機構(制動手段)
31 ディスク
32 ブレーキキャリパ
33 油圧シリンダ(ブレーキアクチュエータ)
C 車両
F 工場
S システム制御部
Y コンテナヤード
Claims (2)
- 複数の車輪と、前記複数の車輪を転舵する転舵機構と、前記複数の車輪を制動する制動手段とを有する自動搬送装置の制御方法であって、
前記自動搬送装置を停止させ、前記制動手段により前記複数の車輪の走行方向の回転を規制した状態で、前記転舵機構により前記複数の車輪を90°以上転舵する自動搬送装置の制御方法。 - 前記自動搬送装置の傾き角度を監視しながら前記複数の車輪を90°以上転舵し、前記傾き角度が所定以上となったら前記複数の車輪の転舵を停止する請求項1に記載の自動搬送装置の制御方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020216723A JP2022102157A (ja) | 2020-12-25 | 2020-12-25 | 自動搬送装置の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2020216723A JP2022102157A (ja) | 2020-12-25 | 2020-12-25 | 自動搬送装置の制御方法 |
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Publication Number | Publication Date |
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JP2020216723A Pending JP2022102157A (ja) | 2020-12-25 | 2020-12-25 | 自動搬送装置の制御方法 |
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