JP3373958B2 - 四輪操舵式無人搬送車の差動速度演算方法 - Google Patents
四輪操舵式無人搬送車の差動速度演算方法Info
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- Steering-Linkage Mechanisms And Four-Wheel Steering (AREA)
- Platform Screen Doors And Railroad Systems (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は四輪操舵式無人搬送車の
差動速度制御に関し、特に安定した走行性と誘導ガイド
への追従精度の向上を図った差動速度演算方法に関する
ものである。 【０００２】 【従来の技術】半導体製造工場等クリーンルーム内で物
品を搬送する場合、発塵を可及的に抑制可能な無人搬送
車が採用されている。これは予め走行する工場内走行工
程に沿って磁気式あるいは光学式、その他の方法による
誘導路を敷設し、この誘導路に誘導されて搬送車が自動
的に走行動作するもので、一般には台車下面には３個の
走行輪を図示のように各車輪間を結ぶ直線が三角形とな
るよう相対関係を保持して配置している。この方式は前
輪をフリーローラ式とし、この前輪にて操舵を行い、後
輪の二走行車輪は差動歯車を介したメカニカル動力伝達
方式の駆動輪として前輪を誘導ガイドに沿って走行させ
ている。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】前輪のみで操舵し、後
輪で走行駆動する方式では、後輪を自由に操舵できない
ので、台車の走行時直角の屈曲走行や小径のカーブを精
度よく走行することが困難であった。 【０００４】本発明は四輪を独立して操舵可能な無人搬
送車とし、その駆動車輪の速度を誘導ガイドに追従制御
される二輪の舵角の関数として差動速度を求め、安定し
た走行と誘導ガイドへの追従精度の向上を図った四輪操
舵式無人搬送車を提供することを目的とする。 【０００５】 【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するためになしたもので、無人搬送車に設ける４走行車
輪を夫々独立して操舵可能とし、左右いずれか一方の前
後の走行車輪にガイドセンサを夫々一体に設け、かつこ
の四輪の対角線上に配置された二走行車輪を駆動して走
行させると共に、この駆動走行車輪の駆動速度を誘導ガ
イドに追従するように制御された二走行車輪の操舵角の
関数として演算し、差動速度を制御することを要旨とす
る。 【０００６】 【作 用】四輪操舵式無人搬送車の車体に対し、対角線
上に配置された走行車輪２個を駆動し、この駆動二輪の
差動速度を誘導ガイドに追従する車輪の操舵角の関数と
して演算し、制御するようにしているので、無人搬送車
の走行が安定し、かつ誘導ガイドに対する追従精度が向
上し、正確にルートに沿って走行することができる。 【０００７】 【実施例】以下本発明の四輪操舵式無人搬送車の差動速
度演算方法を図面に示す実施例にもとづいて説明する。 【０００８】四輪操舵式無人搬送車の右側前方の走行車
輪３にはガイドセンサ７を、右側後方の走行車輪５には
ガイドセンサ８を夫々一体に設け、走行車輪３，５がそ
の方向を転換するとき、ガイドセンサ７，８も走行車輪
３，５と一緒に旋回するように取り付ける。 【０００９】そして台車１の左側の前方と後方の走行車
輪４と６は、操舵されるがガイドセンサは取り付けられ
ていないものとする。 【００１０】無人搬送車の台車１が誘導ガイド２に従っ
て走行するため、右前輪３と一体化されたガイドセンサ
７及び右後輪５と一体化されたガイドセンサ８により、
誘導ガイド２とのずれ量δ３，δ２が０となるように、
図示省略された操舵モータによりそれぞれ右側の走行車
輪３，５の操舵角φ３，φ２を変化させるように制御さ
れる。 【００１１】この操舵角φ３，φ２を決定すると、他の
左側前後の二走行車輪の操舵角φ１，φ４は次のように
決定する。操舵角φ３，φ２と直交する回転半径ρ３，
ρ２の交点をＣとすると、左側車輪の操舵角φ１，φ４
は回転半径ρ１，ρ４に対し直交するように決定する。 【００１２】このように全四走行車輪の任意の操舵角と
直交する４個の回転半径が１点Ｃに集まるようにするこ
とにより、各走行車輪進行方向Ｖ１〜Ｖ４が、各回転半
径と直交する方向となり、走行する地面に対し横滑り
（各回転半径方向の滑り）を最小とすることができる。 【００１３】次に操舵角φ３，φ２とφ１，φ４との関
係は図２よりφ４とφ２の関係は 【００１４】 【式１】【００１５】（４）、（５）式より、操舵角φ２とφ３
が決まると操舵角φ４が決定されることを示す。同様に
して操舵角φ３，φ２とφ１の関係は、 【００１６】 【式２】【００１７】（４）′，（５）′式より操舵角φ２とφ
３が決まるとφ１が決定されることを示す。ここで図１
の従動輪（非駆動用の走行車輪）３，６に対して、無人
搬送車車体の対角線上に駆動用の走行車輪４，５が配置
されている。この様な配置にて各駆動用走行車輪の周速
Ｖ１，Ｖ２の決定方法は、各車輪４，５が地面に対して
滑り量を最小にして駆動するようにすることである。 【００１８】このため、図２に示す関係図において、 【００１９】 【式３】【００２０】外輪速度Ｖ２、内輪速度Ｖ１の関係は、回
転角速度ω。は無人搬送車本体各点にて共通として、 【００２１】 【式４】 【００２２】上式はステアリング角φ１，φ２に応じて
Ｖ２に対する差動速度Ｖ１の決定方法を示す。ここで無
人搬送車中心速度をＶとすると 【００２３】 【式５】【００２４】（１６），（６），（７）式より Ｖ１＝ｆ２（φ１，φ２）Ｖ （17） ここでｆ２（φ１，φ２）は関数を表す。さらにφ１は
（４）′，（５）′式より φ１＝ｆ３（φ２，φ３） （18） ここでｆ３（φ２，φ３）は関数を表す。（１７），
（１８）式より Ｖ１＝ｆ４（φ２，φ３）Ｖ （19） 【００２５】従って、（１９）式より無人搬送車の走行
速度Ｖが決まり、誘導テープに追従するための操舵角φ
２，φ３が決まると、対角線上に配置された駆動輪の速
度Ｖ１は（１９）式により、Ｖ２は（１５）式により決
定すればよいことになる。 【００２６】上述のように差動速度を決定する方法によ
り、 （１）四輪操舵にて走行中の差動速度は、誘導ガイドに
追従すべき操舵輪の操舵角２ヶのみが決まると簡単に決
定することが可能となる。 （２）誘導ガイドに追従するための操舵角制御は、差動
速度とは無関係に各操舵輪のガイドセンサによるずれ量
を常に０となるように自由独立に制御すればよいため、
制御のための制御演算を簡単化できる。 【００２７】 【発明の効果】本発明の四輪操舵式無人搬送車の差動速
度演算方法は、四輪の中で誘導ガイドに追従する操舵輪
操舵角を用いた差動速度演算することにより、 （１）前後の操舵輪にて誘導ガイドに追従するための制
御は、差動速度演算と独立させることができ、追従精度
が大幅に向上する。 （２）対角二輪の差動速度の演算は、上記二輪の操舵角
の関数として単独化可能となり、制御装置が簡単とな
る。等の利点がある。
差動速度制御に関し、特に安定した走行性と誘導ガイド
への追従精度の向上を図った差動速度演算方法に関する
ものである。 【０００２】 【従来の技術】半導体製造工場等クリーンルーム内で物
品を搬送する場合、発塵を可及的に抑制可能な無人搬送
車が採用されている。これは予め走行する工場内走行工
程に沿って磁気式あるいは光学式、その他の方法による
誘導路を敷設し、この誘導路に誘導されて搬送車が自動
的に走行動作するもので、一般には台車下面には３個の
走行輪を図示のように各車輪間を結ぶ直線が三角形とな
るよう相対関係を保持して配置している。この方式は前
輪をフリーローラ式とし、この前輪にて操舵を行い、後
輪の二走行車輪は差動歯車を介したメカニカル動力伝達
方式の駆動輪として前輪を誘導ガイドに沿って走行させ
ている。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】前輪のみで操舵し、後
輪で走行駆動する方式では、後輪を自由に操舵できない
ので、台車の走行時直角の屈曲走行や小径のカーブを精
度よく走行することが困難であった。 【０００４】本発明は四輪を独立して操舵可能な無人搬
送車とし、その駆動車輪の速度を誘導ガイドに追従制御
される二輪の舵角の関数として差動速度を求め、安定し
た走行と誘導ガイドへの追従精度の向上を図った四輪操
舵式無人搬送車を提供することを目的とする。 【０００５】 【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するためになしたもので、無人搬送車に設ける４走行車
輪を夫々独立して操舵可能とし、左右いずれか一方の前
後の走行車輪にガイドセンサを夫々一体に設け、かつこ
の四輪の対角線上に配置された二走行車輪を駆動して走
行させると共に、この駆動走行車輪の駆動速度を誘導ガ
イドに追従するように制御された二走行車輪の操舵角の
関数として演算し、差動速度を制御することを要旨とす
る。 【０００６】 【作 用】四輪操舵式無人搬送車の車体に対し、対角線
上に配置された走行車輪２個を駆動し、この駆動二輪の
差動速度を誘導ガイドに追従する車輪の操舵角の関数と
して演算し、制御するようにしているので、無人搬送車
の走行が安定し、かつ誘導ガイドに対する追従精度が向
上し、正確にルートに沿って走行することができる。 【０００７】 【実施例】以下本発明の四輪操舵式無人搬送車の差動速
度演算方法を図面に示す実施例にもとづいて説明する。 【０００８】四輪操舵式無人搬送車の右側前方の走行車
輪３にはガイドセンサ７を、右側後方の走行車輪５には
ガイドセンサ８を夫々一体に設け、走行車輪３，５がそ
の方向を転換するとき、ガイドセンサ７，８も走行車輪
３，５と一緒に旋回するように取り付ける。 【０００９】そして台車１の左側の前方と後方の走行車
輪４と６は、操舵されるがガイドセンサは取り付けられ
ていないものとする。 【００１０】無人搬送車の台車１が誘導ガイド２に従っ
て走行するため、右前輪３と一体化されたガイドセンサ
７及び右後輪５と一体化されたガイドセンサ８により、
誘導ガイド２とのずれ量δ３，δ２が０となるように、
図示省略された操舵モータによりそれぞれ右側の走行車
輪３，５の操舵角φ３，φ２を変化させるように制御さ
れる。 【００１１】この操舵角φ３，φ２を決定すると、他の
左側前後の二走行車輪の操舵角φ１，φ４は次のように
決定する。操舵角φ３，φ２と直交する回転半径ρ３，
ρ２の交点をＣとすると、左側車輪の操舵角φ１，φ４
は回転半径ρ１，ρ４に対し直交するように決定する。 【００１２】このように全四走行車輪の任意の操舵角と
直交する４個の回転半径が１点Ｃに集まるようにするこ
とにより、各走行車輪進行方向Ｖ１〜Ｖ４が、各回転半
径と直交する方向となり、走行する地面に対し横滑り
（各回転半径方向の滑り）を最小とすることができる。 【００１３】次に操舵角φ３，φ２とφ１，φ４との関
係は図２よりφ４とφ２の関係は 【００１４】 【式１】【００１５】（４）、（５）式より、操舵角φ２とφ３
が決まると操舵角φ４が決定されることを示す。同様に
して操舵角φ３，φ２とφ１の関係は、 【００１６】 【式２】【００１７】（４）′，（５）′式より操舵角φ２とφ
３が決まるとφ１が決定されることを示す。ここで図１
の従動輪（非駆動用の走行車輪）３，６に対して、無人
搬送車車体の対角線上に駆動用の走行車輪４，５が配置
されている。この様な配置にて各駆動用走行車輪の周速
Ｖ１，Ｖ２の決定方法は、各車輪４，５が地面に対して
滑り量を最小にして駆動するようにすることである。 【００１８】このため、図２に示す関係図において、 【００１９】 【式３】【００２０】外輪速度Ｖ２、内輪速度Ｖ１の関係は、回
転角速度ω。は無人搬送車本体各点にて共通として、 【００２１】 【式４】 【００２２】上式はステアリング角φ１，φ２に応じて
Ｖ２に対する差動速度Ｖ１の決定方法を示す。ここで無
人搬送車中心速度をＶとすると 【００２３】 【式５】【００２４】（１６），（６），（７）式より Ｖ１＝ｆ２（φ１，φ２）Ｖ （17） ここでｆ２（φ１，φ２）は関数を表す。さらにφ１は
（４）′，（５）′式より φ１＝ｆ３（φ２，φ３） （18） ここでｆ３（φ２，φ３）は関数を表す。（１７），
（１８）式より Ｖ１＝ｆ４（φ２，φ３）Ｖ （19） 【００２５】従って、（１９）式より無人搬送車の走行
速度Ｖが決まり、誘導テープに追従するための操舵角φ
２，φ３が決まると、対角線上に配置された駆動輪の速
度Ｖ１は（１９）式により、Ｖ２は（１５）式により決
定すればよいことになる。 【００２６】上述のように差動速度を決定する方法によ
り、 （１）四輪操舵にて走行中の差動速度は、誘導ガイドに
追従すべき操舵輪の操舵角２ヶのみが決まると簡単に決
定することが可能となる。 （２）誘導ガイドに追従するための操舵角制御は、差動
速度とは無関係に各操舵輪のガイドセンサによるずれ量
を常に０となるように自由独立に制御すればよいため、
制御のための制御演算を簡単化できる。 【００２７】 【発明の効果】本発明の四輪操舵式無人搬送車の差動速
度演算方法は、四輪の中で誘導ガイドに追従する操舵輪
操舵角を用いた差動速度演算することにより、 （１）前後の操舵輪にて誘導ガイドに追従するための制
御は、差動速度演算と独立させることができ、追従精度
が大幅に向上する。 （２）対角二輪の差動速度の演算は、上記二輪の操舵角
の関数として単独化可能となり、制御装置が簡単とな
る。等の利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の四輪操舵式無人搬送車の車輪の配置図
を示す説明図である。 【図２】差動速度計算方法の説明図である。 【符号の説明】 １ 無人搬送車車体 ２ 誘導ガイド ３ 従動用の走行車輪 ４ 駆動用の走行車輪 ５ 駆動用の走行車輪 ６ 従動用の走行車輪 ７ 右前輪のガイドセンサ ８ 右後輪のガイドセンサ
を示す説明図である。 【図２】差動速度計算方法の説明図である。 【符号の説明】 １ 無人搬送車車体 ２ 誘導ガイド ３ 従動用の走行車輪 ４ 駆動用の走行車輪 ５ 駆動用の走行車輪 ６ 従動用の走行車輪 ７ 右前輪のガイドセンサ ８ 右後輪のガイドセンサ
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 無人搬送車に設ける４走行車輪を夫々独
立して操舵可能とし、左右いずれか一方の前後の走行車
輪にガイドセンサを夫々一体に設け、かつこの四輪の対
角線上に配置された二走行車輪を駆動して走行させると
共に、この駆動走行車輪の駆動速度を誘導ガイドに追従
するように制御された二走行車輪の操舵角の関数として
演算し、差動速度を制御することを特徴とする四輪操舵
式無人搬送車の差動速度演算方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28596994A JP3373958B2 (ja) | 1994-10-25 | 1994-10-25 | 四輪操舵式無人搬送車の差動速度演算方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28596994A JP3373958B2 (ja) | 1994-10-25 | 1994-10-25 | 四輪操舵式無人搬送車の差動速度演算方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08123551A JPH08123551A (ja) | 1996-05-17 |
| JP3373958B2 true JP3373958B2 (ja) | 2003-02-04 |
Family
ID=17698316
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28596994A Expired - Fee Related JP3373958B2 (ja) | 1994-10-25 | 1994-10-25 | 四輪操舵式無人搬送車の差動速度演算方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3373958B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109305247A (zh) * | 2017-07-26 | 2019-02-05 | 沈阳新松机器人自动化股份有限公司 | 泊车agv变距机构 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010117804A (ja) * | 2008-11-12 | 2010-05-27 | Nippon Yusoki Co Ltd | 走行輪独立操舵の無人車両及びその走行制御方法 |
| JP5848989B2 (ja) * | 2012-02-27 | 2016-01-27 | 株式会社シンテックホズミ | 自動搬送車、及び自動搬送車の制御方法 |
| CN103552482B (zh) * | 2013-11-12 | 2014-11-19 | 南车株洲电力机车研究所有限公司 | 一种无轨车辆的电子差速控制方法及装置 |
| CN107065873B (zh) * | 2017-04-13 | 2020-06-30 | 浙江工业大学 | 一种基于磁带导引agv的多曲率圆周路径循迹控制方法 |
| JP7013843B2 (ja) * | 2017-12-20 | 2022-02-01 | 株式会社明電舎 | 無人搬送車の駆動操舵装置 |
| CN108839015A (zh) * | 2018-06-01 | 2018-11-20 | 重庆锐纳达自动化技术有限公司 | 一种机器人双轮差动越障底盘运动轨迹获取方法 |
| WO2020054645A1 (ja) | 2018-09-10 | 2020-03-19 | 日本電気株式会社 | 搬送システム、搬送ロボット、管制装置、制御方法、及びプログラム |
| JP7457935B2 (ja) * | 2019-10-10 | 2024-03-29 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 制御方法、プログラム、制御システム、搬送装置、及び部品実装システム |
-
1994
- 1994-10-25 JP JP28596994A patent/JP3373958B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109305247A (zh) * | 2017-07-26 | 2019-02-05 | 沈阳新松机器人自动化股份有限公司 | 泊车agv变距机构 |
| CN109305247B (zh) * | 2017-07-26 | 2020-06-23 | 沈阳新松机器人自动化股份有限公司 | 泊车agv变距机构 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08123551A (ja) | 1996-05-17 |
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Legal Events
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