JP3144122B2 - 無人搬送車のステアリング速度制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、誘導線上を自立走行
する無人搬送車に用いて好適な無人搬送車のステアリン
グ速度制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、工場等のＦＡ（ファクトリ・オー
トメーション）の発達に伴い、無人搬送車を用いた自動
搬送システムが数多く導入されてきている。この種のシ
ステムでは、一般に、床面に敷設した誘導線に沿って無
人搬送車を走行させている。以下、このような無人搬送
車の一例を示す。

【０００３】図４は無人搬送車１の構成例を示す概略図
である。この図に示す無人搬送車１は４輪構造となって
おり、片側２輪が駆動輪１００ａ，１００ｂであり、残
りの２輪が遊輪２００ａ，２００ｂとなっている。この
ような無人搬送車１は、床面等に敷設された誘導線の上
を設定速度で走行するように制御されている。従って、
駆動輪１００ａ，１００ｂには、誘導線からのずれ量を
検出するガイドセンサが取り付けられている。また、駆
動輪１００ａ，１００ｂは、各々ステアリングの切り角
および駆動力によって制御される。通常、無人搬送車１
は、図５に示すような直線とカーブとが複合されたルー
トの誘導線３上を走行する。あるいは、図６に示すよう
に、車体は進行方向を向いたまま斜め前方に走行する場
合（以下、斜行という）がある。このような場合、誘導
線３は２本引かれ、各々の上を前後の駆動輪１００ａ，
１００ｂが走行するよう制御される。

【０００４】次に、図７に無人搬送車１のステアリング
制御系の構成を示す。なお、このステアリング制御系
は、駆動輪１００ａ、１００ｂ各々について設けられて
いる。図７において、１０はステアモータであり、駆動
輪１００ａ（１００ｂ）のステアリング角度の設定を行
う。１１はガイドセンサであり、略Ｔ字状に形成され、
基端がステアモータ１０の駆動軸に取り付けられてお
り、ステアモータ１０の駆動軸の動きに従って揺動す
る。１２ａ、１２ｂは磁気センサであり、ガイドセンサ
１１の両端に取り付けられており、誘導線３の磁場を検
出して出力する。１３ａ、１３ｂはアンプであり、磁気
センサ１２ａ、１２ｂの出力信号を増幅する。１４は差
動アンプであり、アンプ１３ａ、１３ｂの出力信号の
差、すなわちガイドセンサ１１の位置ずれを表すずれ信
号を出力する。１５は微分回路であり、入力抵抗Ｒ_１、
コンデンサＣ_１、調整抵抗Ｒ_２、およびオペアンプＯＰ
_１からなり、上記ずれ信号を時間微分して、車体がずれ
ていっている方向を示す信号を出力する。１６は比例回
路であり、入力抵抗Ｒ_３、調整抵抗Ｒ_４、およびオペア
ンプＯＰ_２からなり、差動アンプ１４から出力される上
記ずれ信号を所定レベルに増幅し、比例信号として出力
する。１７はアンプであり、微分回路１５からの出力信
号と比例回路１６からの出力信号とを加算する。１８は
パワートランジスタであり、アンプ１７の出力信号が入
力され、ステアモータ１０に対し、駆動輪１００ａ（１
００ｂ）のずれを補正するようなステアリング角度を設
定するよう制御する。

【０００５】次に、図８に無人搬送車１の従来の速度制
御系の構成を示す。なお、この速度制御系もまた、駆動
輪１００ａ，１００ｂ各々について設けられている。図
８において、１９は乗算器であり、基準速度信号Ｖｒｅ
ｆにステアリング角度信号Ｓａを乗算して出力する。こ
の基準速度信号Ｖｒｅｆとは、無人搬送車１の走行して
いるルートによって予め設定されている基準速度を表す
信号である。また、ステアリング角度信号Ｓａは、０．
０〜１．０の範囲の値であり、駆動輪１００ａ，１００
ｂのステアリング角度に対応している。すなわち、ステ
アリング角度が大きい程その値は小さくなり、ステアリ
ング角度が０になると１．０が設定されるようになって
いる。この値は、ステアモータ１０のステアリング角度
を検出する図示しないエンコーダから供給される。２０
は走行モータであり、駆動輪１００ａ（１００ｂ）を駆
動する。２１は速度発電機であり、走行モータ２０の回
転数に応じたレベルの信号を発生し、これを速度フィー
ドバック信号Ｖｆとして出力する。２２は制御回路であ
り、乗算器１９の出力信号と速度フィードバック信号Ｖ
ｆとが供給され、走行モータ２０の回転数を制御する速
度指令信号Ｓｃを出力する。この制御回路２２には、例
えばＰＩＤ制御器等が用いられる。

【０００６】以上のような構成により、無人搬送車１が
誘導線３上を走行する場合、図７に示すステアリング制
御系によりステアリング制御がおこなわれ、駆動輪１０
０ａ，１００ｂの誘導線３からのずれが修正される。ま
た、速度制御系においては、駆動輪１００ａ，１００ｂ
のうち前輪の駆動力は後輪のステアリング角度に応じ、
後輪の駆動力は前輪のステアリング角度に応じて、各々
制御される。すなわち、後輪のステアリング角度が大き
い場合は前輪の駆動力が小さくなり、後輪のステアリン
グ角度が小さい場合は前輪の駆動力が大きくなるよう制
御される。また、前輪のステアリング角度が大きい場合
は後輪の駆動力が小さくなり、前輪のステアリング角度
が小さい場合は後輪の駆動力が大きくなるよう制御され
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の無人搬送車においては、車体の傾きを考慮して走行
制御していないので、斜行走行を長距離行うと車体が次
第に傾いていくという問題があった。また、斜行走行が
行われるルートには２本の誘導線を引く必要があり、誘
導線の敷設の際、工事費用が増えたり、工事に時間がか
かるという問題があった。

【０００８】この発明は、このような背景の下になされ
たもので、斜行走行を長距離行っても車体が傾いたり誘
導線からずれたりすることなく、かつ、１本の誘導線で
斜行走行を行うことができる無人搬送車のステアリング
速度制御装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明によ
る無人搬送車のステアリング速度制御装置は、少なくと
も２つの駆動輪を備え、走行路上に敷設された誘導線に
沿って走行する無人搬送車に設けられ、前記２つの駆動
輪のステアリング角度および速度を制御する無人搬送車
のステアリング速度制御装置において、前記無人搬送車
の斜行走行時、前記２つの駆動輪のうち、一方の駆動輪
に対しては、前記誘導線からの位置ずれ量を検出し、該
位置ずれ量に基づいてステアリング角度を制御し、他方
の駆動輪に対しては、前記一方の駆動輪と同一のステア
リング角度になるよう制御するステアリング制御手段
と、前記斜行走行時の無人搬送車の走行方向に対する傾
きの検出値により、前記駆動輪を速度制御して斜行走行
開始時点の傾きを保持すべく速度制御する速度制御手段
とを具備することを特徴としている。

【００１０】

【作用】請求項１に係る発明による無人搬送車のステア
リング速度制御装置によれば、無人搬送車が斜行走行を
行う場合、２つの駆動輪のうちの一方は、ステアリング
制御手段により、誘導線からの位置ずれ量が検出され、
該位置ずれ量に基づいてステアリング角度が制御され
る。また、他方の駆動輪は、ステアリング制御手段によ
り、一方の駆動輪と同一のステアリング角度になるよう
に制御される。それによって、斜行走行時に、２つの駆
動輪が常に同じステアリング角度で走行する。請求項２
に係る発明による無人搬送車のステアリング速度制御装
置によれば、無人搬送車が斜行走行を行う場合、２つの
駆動輪のうちの一方は、速度制御手段により、予め設定
された基準速度で走行するよう速度制御される。また、
他方の駆動輪は、検出手段によって検出される無人搬送
車の走行方向に対する傾きに基づき、斜行走行を開始し
た時点の傾きを保持するよう速度制御される。それによ
って、斜行走行時に、無人搬送車が常に同じ傾きで走行
する。

【００１１】

【実施例】以下、図面を参照して、この発明の一実施例
について説明する。なお、本実施例による無人搬送車１
は、図５に示すような直線とカーブとが複合されたルー
トを走行する場合は、従来と同様に制御される。従っ
て、以下、図１に示すような斜行走行を含む１本の誘導
線３を走行する場合について説明する。ここで、無人搬
送車１は、地点Ａ〜地点Ｂ間および地点Ｃ以降は直線走
行を行い、地点Ｂ〜地点Ｃ間は斜行走行を行う。

【００１２】まず、図１において、無人搬送車１が矢印
Ｆ方向に走行しているとし、２ａを前駆動輪、２ｂを後
駆動輪とする。そして、この無人搬送車１が地点Ｂ〜地
点Ｃ間を斜行走行する場合、前駆動輪２ａのみ誘導線３
上を走行し、後駆動輪２ｂは誘導線３外を走行するよう
になっている。ここでは、前駆動輪２ａ、および後駆動
輪２ｂ各々に設けられたステアリング制御系は、図７に
示す従来のものと同様である。しかしながら、斜行走行
（地点Ｂ〜地点Ｃ間における走行）においては、誘導線
３上を走行する一方の駆動輪に対して上述のステアリン
グ制御が行われ、他方の駆動輪に対しては、一方の駆動
輪と同一の指令が与えられるようになっている。すなわ
ち、前駆動輪２ａに対して設けられたステアリング制御
系においては、前駆動輪２ａの誘導線３からのずれ量が
検出され、このずれ量を修正するようなステアリング角
度となるように、パワートランジスタ１８によりステア
モータ１０が駆動される。また、この前駆動輪２ａと同
一のステアリング角度になるように、後駆動輪２ｂのス
テアモータ１０が制御されるようになっている。

【００１３】次に、前駆動輪２ａおよび後駆動輪２ｂに
設けられた速度制御系について、図２および図３を用い
て説明する。これらの図において、図８の各部に対応す
る部分には同一の符号を付け、その説明を省略する。ま
ず、図２は、誘導線３上を走行している駆動輪（図１に
おいては前駆動輪２ａ）の速度制御系の構成を示すブロ
ック図である。この図に示す速度制御系には、図８に示
す乗算器１９が設けられておらず、制御回路２２には、
当該ルートに対応して設定されている基準速度信号Ｖｒ
ｅｆのみが入力される。

【００１４】次に、図３は、誘導線３外を走行する駆動
輪（図１においては後駆動輪２ｂ）の斜行走行時の速度
制御系の構成を示すブロック図である。この図におい
て、２３はジャイロスコープであり、斜行走行を開始す
る瞬間および斜行走行中の車体の傾き角度Ｇを検出す
る。なお、斜行走行を開始する瞬間の傾き角度をＧａと
表す。２４は制御回路であり、ジャイロスコープ２３か
ら供給される斜行走行の開始時の車体の傾き角度Ｇａを
記憶しておき、斜行走行中の車体の傾き角度Ｇを該傾き
角度Ｇａと比較し、その差に応じた値を修正量Ｒとして
出力する。なお、この制御回路２４には、例えばＰＩＤ
制御器等が用いられる。２５は加算器であり、基準速度
信号Ｖｒｅｆに制御回路２４から供給される修正量Ｒを
加算し、制御回路２２に出力する。

【００１５】次に、無人搬送車１が図１に示す誘導線３
上を走行する場合における、無人搬送車のステアリング
速度制御装置の動作について説明する。まず、無人搬送
車１は、地点Ａを出発して地点Ｂに至るまで直線走行を
行う。この間、前駆動輪２ａおよび後駆動輪２ｂ各々に
対して設けられたガイドセンサ１１に配置されている磁
気センサ１２ａ，１２ｂによって、誘導線３の磁場が検
出される。そして、この検出信号が差動アンプ１４を介
して微分回路１５および比例回路１６に供給される。こ
れら微分回路１５および比例回路１６の出力信号は、ア
ンプ１７において加算され、この加算結果がパワートラ
ンジスタ１８に供給される。そして、パワートランジス
タ１８によって、ずれを補正するようにステアモータ１
０が制御される。それにより、前駆動輪２ａおよび後駆
動輪２ｂのステアリング角度が変えられる。また、速度
制御については、前駆動輪２ａおよび後駆動輪２ｂ共
に、図８に示す速度制御系による制御が行われる。

【００１６】続いて、無人搬送車１は地点Ｂに到達する
と、直線走行から斜行走行に移る。この斜行走行に移る
瞬間の車体の傾き角度Ｇａが、図３に示すジャイロスコ
ープ２３によって検出され、制御回路２４に供給されて
記憶される。そして、地点Ｂから地点Ｃに至るまでの斜
行走行中は、前駆動輪２ａに対し、図７に示すステアリ
ング制御系により誘導線３上を外れないようステアリン
グ制御が行われる。また、後駆動輪２ｂのステアモータ
１０に対しては、前駆動輪２ａのステアモータ１０に対
して発生する制御信号と同一の信号が供給される。それ
によって、後駆動輪２ｂが、前駆動輪２ａと同じステア
リング角度で走行する。

【００１７】また、前駆動輪２ａの速度は、図２に示す
速度制御系により基準速度信号Ｖｒｅｆに設定される。
そして、後駆動輪２ｂの速度は、図３に示す速度制御系
によって、以下のように制御される。まず、ジャイロス
コープ２３により、所定時間間隔毎に車体の傾き角度Ｇ
が検出され、制御回路２４に供給される。そして制御回
路２４において、この所定時間毎に供給される傾き角度
Ｇが、地点Ｂにおいて記憶された斜行走行開始時の傾き
角度Ｇａと比較される。この比較結果は、すなわち、車
体の傾きずれ量である。制御回路２４は、この傾きずれ
量に対応した修正値Ｒを出力する。この修正量Ｒは加算
器２５において基準速度信号Ｖｒｅｆと加算され、制御
回路２２に供給される。そして、制御回路２２は、この
加算器２５からの加算結果と速度発電機２１から出力さ
れる速度フィードバック信号Ｖｆとから、走行モータ２
０の回転数を制御する速度指令信号Ｓｃを出力する。こ
れにより、無人搬送車１は、斜行走行を開始した時点で
の傾きを保持するような速度で走行する。

【００１８】その後、無人搬送車１は地点Ｃに到達する
と、再び直線走行に移り、地点Ａ〜地点Ｂ間において行
われたステアリング制御および速度制御と同様な制御が
行われる。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、無人搬送車の斜行走行時、２つの駆動輪の
うちの一方に対して、誘導線からの位置ずれ量を検出
し、該位置ずれ量に基づいてステアリング角度を制御
し、他方に対しては、一方の駆動輪と同一のステアリン
グ角度となるよう制御するようにし、請求項２記載の発
明によれば、無人搬送車の斜行走行時、一方の駆動輪に
対しては、予め設定された基準速度で走行するよう制御
し、他方の駆動輪に対しては、斜行走行を開始した時点
の傾きを保持すべく速度制御するようにしたので、車体
が傾いたり誘導線からずれたりすることなく、１本の誘
導線で長距離の斜行走行を行うことができる。また、誘
導線を１本しか敷設しないので、コストを削減し工事時
間を短縮することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例による無人搬送車のステア
リング速度制御装置を備えた無人搬送車１の誘導線３上
の走行を示す図である。

【図２】同実施例による無人搬送車のステアリング速度
制御装置における速度制御系の構成を示すブロック図で
ある。

【図３】同実施例における速度制御系の構成を示すブロ
ック図である。

【図４】無人搬送車１の構造を示す概略図である。

【図５】無人搬送車１の直線とカーブとを複合した誘導
線３における走行を示す図である。

【図６】従来の無人搬送車１の斜行走行を示す図であ
る。

【図７】無人搬送車１におけるステアリング制御系を示
すブロック図である。

【図８】従来の無人搬送車１における速度制御系を示す
ブロック図である。

【符号の説明】

１ 無人搬送車 ２ａ 前駆動輪 ２ｂ 後駆動輪 ３ 誘導線 １０ ステアモータ ２０ 走行モータ ２１ 速度発電機 ２２，２４ 制御回路 ２３ ジャイロスコープ

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも２つの駆動輪を備え、走行路上
   に敷設された誘導線に沿って走行する無人搬送車に設け
   られ、前記２つの駆動輪のステアリング角度および速度
   を制御する無人搬送車のステアリング速度制御装置にお
   いて、 前記無人搬送車の斜行走行時、前記２つの駆動輪のう
   ち、一方の駆動輪に対しては、前記誘導線からの位置ず
   れ量を検出し、該位置ずれ量に基づいてステアリング角
   度を制御し、他方の駆動輪に対しては、前記一方の駆動
   輪と同一のステアリング角度になるよう制御するステア
   リング制御手段と、 前記斜行走行時の無人搬送車の走行方向に対する傾きの
   検出値により、前記駆動輪を速度制御して斜行走行開始
   時点の傾きを保持すべく速度制御する速度制御手段と、 を具備することを特徴とする無人搬送車のステアリング
   速度制御装置。
2. 【請求項２】 少なくとも２つの駆動輪を備え、走行路
   上に敷設された誘導線に沿って走行する無人搬送車に設
   けられ、前記２つの駆動輪のステアリング角度および速
   度を制御する無人搬送車のステアリング速度制御装置に
   おいて、 前記無人搬送車の走行方向に対する傾きを検出する検出
   手段と、 前記無人搬送車の斜行走行時、前記２つの駆動輪のう
   ち、一方の駆動輪に対しては、予め設定された基準速度
   で走行するよう速度制御し、他方の駆動輪に対しては、
   前記検出手段によって検出された傾きに基づいて、斜行
   走行を開始した時点の傾きを保持すべく、速度制御する
   速度制御手段とを具備することを特徴とする無人搬送車
   のステアリング速度制御装置。