JP3374387B2 - 無人車 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、予め設定した軌道
に沿って自動走行する無人車であって、例えば工場内で
の物品の搬送などに用いられる無人車に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】この種の無人車としては、床面に設けた
軌道を検出する手段と、個別の駆動装置により駆動され
る左右の駆動輪を備え、軌道の検出信号に基づいて各駆
動装置を制御することにより、軌道に沿って自動走行す
るようにしたものがある。このような無人車は、駆動輪
自体の操舵機能をもたず、左右の駆動輪の回転速度を異
ならせることによって走行方向を変えるようにしてい
る。また、無人車を停止させるには、軌道上における所
定の停止位置に停止用マーカを設け、この停止用マーカ
を検出したときに駆動機構を停止させる制御を行うこと
となる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記したよ
うな従来の無人車にあっては、停止させるために左右の
駆動輪に同時にブレーキをかけると、その際の走行の向
きや搬送物の重量配分などによって軌道から大きく外れ
ることがあるという問題があり、このような問題を解決
することが課題であった。また、従来の無人車として
は、停止時に軌道から外れるのを防ぐ手段として、操舵
方向を中立にするばねを用いたセンタリング機構や旋回
角を制御するアクチュエータを設けたものもあったが、
いずれも構造の複雑化や重量増大をまねくことから、構
造の簡略化が望まれていた。

【０００４】

【発明の目的】本発明は、上記従来の課題に着目して成
されたもので、軌道に沿って走行する無人車において、
構造が簡単であると共に、停止時の軌道からの逸脱を防
止することができる無人車を提供することを目的として
いる。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に係わる無人車
は、請求項１として、左右の駆動輪と、各駆動輪を個別
に駆動するブレーキ付の駆動手段と、予め設定された軌
道を検出する軌道検出手段と、軌道検出手段からの検出
信号に基づいて各駆動手段のブレーキを制御する駆動指
令手段を備え、駆動指令手段が、停止動作時において、
軌道検出手段からの検出信号により軌道に対する左右の
ずれを検出すると共に、そのずれ方向側の駆動輪に対す
る駆動手段のブレーキを解除する制御を行う構成とし、
請求項２として、軌道検出手段が、所定の幅を有する軌
道に対して、その幅方向に配置した複数の軌道検出用の
センサを備えている構成としており、上記の構成を課題
を解決するための手段としている。

【０００６】

【発明の作用】本発明の請求項１に係わる無人車では、
軌道検出手段で軌道を検出しつつ各駆動手段で左右の駆
動輪を回転駆動して走行し、駆動指令手段により、軌道
検出手段からの検出信号に基づいて各駆動手段のブレー
キを制御する。つまり、当該無人車では、軌道検出手段
からの検出信号により軌道に対する左右のずれを判断す
ることが可能であり、また、ブレーキを作動させた側に
向きを変えるので、走行時あるいはブレーキを作動させ
る停止動作時において、駆動指令手段により、左右のず
れが修正されるように選択された側の駆動手段のブレー
キを作動あるいは解除することにより、軌道から逸脱す
ることのない走行あるいは停止を行うこととなる。とく
に、各駆動手段のブレーキを作動させる停止動作時にお
いては、軌道に対して左右のずれが生じた場合、そのず
れ方向側の駆動輪に対する駆動手段のブレーキを解除す
る制御を行う。つまり、軌道の左側にずれが生じた場合
には、同じく左側の駆動輪に対する駆動手段のブレーキ
を解除することにより、走行方向を右側に変えるように
し、また、右側にずれが生じた場合には右側のブレーキ
を解除して走行方向を左側に変えるようにし、このよう
に左右のずれを修正することにより軌道に沿って停止す
ることとなる。

【０００７】

【０００８】

【０００９】本発明の請求項２に係わる無人車では、軌
道検出手段として、所定の幅を有する軌道に対してその
幅方向に複数の軌道検出用のセンサを配置したものとし
たので、例えばペイントや磁気を利用した簡単な軌道と
し、その軌道の有無を判断し得る程度のセンサを用いて
軌道に対する左右のずれを検出し得ることとなる。

【００１０】

【発明の効果】本発明の請求項１に係わる無人車によれ
ば、軌道検出手段からの検出信号に基づいて各駆動手段
のブレーキを制御する駆動指令手段を採用したことによ
り、センタリング機構やアクチュエータなどの機械的な
操舵角修正手段が不要であって、構造を簡単なものにす
ることができ、しかも、軌道に沿った走行を行うことが
できると共に、停止動作時においては、駆動指令手段に
おいて軌道に対するずれと同じ側のブレーキを解除する
制御を行うことにより、その際の走行の向きや搬送物の
重量配分などの影響を受けたとしても軌道からの逸脱を
防止することができ、軌道に沿った良好な姿勢で停止さ
せることができる。

【００１１】

【００１２】

【００１３】本発明の請求項２に係わる無人車によれ
ば、請求項１と同様の効果を得ることができるうえに、
所定の幅を有する軌道に対してその幅方向に複数の軌道
検出用のセンサを配置した軌道検出手段を採用したこと
から、軌道を例えばペイントや磁気を利用した簡単なも
のとすることができると共に、その軌道の有無を判断し
得る程度のセンサを用いて軌道に対する左右のずれを確
実に検出することが可能となり、軌道を含む全体構造の
さらなる簡略化に貢献し得る。

【００１４】

【実施例】以下、図面に基づいて、本発明に係わる無人
車の一実施例を説明する。

【００１５】図１（ａ）に示す無人車Ｍは、フレーム１
の両側に、左右の駆動輪Ｌｈ，Ｒｈを備えると共に、図
中右側であるフレーム１の前部に、予め設定した軌道Ａ
を検出する軌道検出手段２を備えており、フレーム１上
には、各駆動輪Ｌｈ，Ｒｈを個別に駆動するブレーキ付
の駆動手段３ａ，３ｂと、軌道検出手段２からの検出信
号に基づいて各駆動手段３ａ，３ｂのブレーキを制御す
る駆動指令手段４を備えている。

【００１６】また、無人車Ｍは、軌道Ａの途中箇所に設
定した停止用マーカＢを検出するためのマーカ検出手段
５を備えており、図示した主要部分のほか、補助輪や搬
送物品の載置台あるいは別の台車との連結器などが設け
られる。

【００１７】各駆動手段３ａ，３ｂは、図２に示すよう
に、モータ６ａ，６ｂと、回生制動式あるいは電磁制動
等による機械式のブレーキ７ａ，７ｂを各々備えてい
る。各駆動手段３ａ，３ｂは、図１（ａ）に示す如く、
回転伝達機構を内蔵した支持体８ａ，８ｂを介して各駆
動輪Ｌｈ，Ｒｈと連結してある。

【００１８】軌道検出手段２は、所定の幅を有する軌道
Ａに対して、その幅方向に配置した複数の軌道検出用の
センサを備えており、この実施例では、中央センサＳ
１、左センサＳ２および右センサＳ３の３個が等間隔で
配置してある。これらの軌道検出センサＳ１〜Ｓ３に
は、例えば光学検出式のものや磁気検出式のものなどが
用いられる。これに対して、軌道Ａは、センサＳ１〜Ｓ
３の検出方式に対応したものであり、例えば床面と明確
にコントラストが異なる色彩のペイントやテープ、ある
いは磁気を有する部材などにより連続的に設けられる。
つまり、各ンサＳ１〜Ｓ３は、軌道Ａの有無を検出し得
る程度のもので良い。

【００１９】駆動指令手段４は、図２に示すように、軌
道検出手段２およびマーカ検出手段５からの各検出信号
を入力し、また、各駆動手段３ａ，３ｂのモータ６ａ，
６ｂに回転速度の指令信号を送ると共に、各駆動手段３
ａ，３ｂのブレーキ７ａ，７ｂに作動の指令信号を送る
ようになっており、このほか、タイマーなどを備えてい
る。

【００２０】このように、当該無人車Ｍは、センタリン
グ機構やアクチュエータなどの機械的な操舵角修正手段
を備えておらず、全体構造が簡単なものとなっている。

【００２１】次に、図１（ｂ）に示すタイムチャートお
よび図３に示すフローチャートを用いて無人車Ｍの動作
を説明する。

【００２２】無人車Ｍは、ステップＳ１１において、軌
道検出手段２で軌道Ａを検出しつつ各駆動手段３ａ，３
ｂで左右の駆動輪Ｌｈ，Ｒｈを回転駆動して走行する。
このとき、軌道検出手段２は、無人車Ｍが軌道Ａ上の正
しい位置であれば、全てのセンサＳ１〜Ｓ３が軌道Ａを
検出（ＯＮ）しており、また、無人車Ｍが軌道Ａに対し
て左右いずれかに外れると、左センサＳ２あるいは右セ
ンサＳ３が不検出（ＯＦＦ）の状態となる。これによ
り、駆動指令手段４において軌道Ａに対する左右のずれ
を検出し得る。

【００２３】そこで、無人車Ｍでは、駆動指令手段４に
おいて、軌道検出手段２の検出信号に基づいて左右のず
れを検出すると、そのずれの方向と逆側の駆動輪Ｌｈ，
Ｒｈに対する駆動手段３ａ，３ｂのブレーキ７ａ，７ｂ
を作動させる。つまり、無人車Ｍは、ブレーキを作動さ
せた側に向きを変えるので、ずれの方向と逆側のブレー
キを作動させることにより、ずれとは逆側に向きを変え
ることとなり、再び全てのセンサＳ１〜Ｓ３で軌道Ａを
検出した時点でブレーキを解除すればよく、このように
左右のずれを修正しながら軌道Ａに沿った走行を行う。

【００２４】また、無人車Ｍは、走行している間、ステ
ップＳ１１において停止信号の有無を判定しており、停
止信号が無い場合（ＮＯ）には、ステップＳ１１に戻っ
て走行を続行し、マーカ検出手段５で停止用マーカＢを
検出して停止信号が入力された場合（ＹＥＳ）には、ス
テップＳ１３において両ブレーキ７ａ，７ｂを作動さ
せ、ステップＳ１４において軌道Ａに対するずれを判定
する。

【００２５】この停止動作時において、駆動指令手段４
では、軌道検出手段２の検出信号に基づいて左右のずれ
を検出すると、ステップＳ１５またはステップＳ１６に
おいて、ずれの方向と同じ側の駆動輪Ｌｈ，Ｒｈに対す
る駆動手段３ａ，３ｂのブレーキ７ａ，７ｂを解除す
る。

【００２６】つまり、軌道Ａの右側にずれた場合には、
図１（ｂ）に示すように、右センサＳ３が不検出（ＯＦ
Ｆ）の状態となるので、これにより軌道Ａの右側にずれ
ていることを検出して右ブレーキ７ｂを解除（ＯＦＦ）
にし、逆に、軌道Ａの左側にずれた場合には、左センサ
Ｓ２が不検出（ＯＦＦ）の状態となるので、これにより
軌道Ａの左側にずれていることを検出して左ブレーキ７
ａを解除（ＯＦＦ）にする。このとき、無人車Ｍは、ブ
レーキが作動している側に向きを変えるので、駆動指令
手段４による制御により、ずれとは逆側に向きを変える
こととなり、再び全てのセンサＳ１〜Ｓ３で軌道Ａを検
出した時点で、それまで解除していたブレーキを作動さ
せる。

【００２７】上記の如くステップＳ１５およびＳ１６に
おいて左右のずれを修正し、ステップＳ１４において左
右のずれを繰り返し判定し、同ステップＳ１４において
ずれが無いと判定すると、ステップＳ１７においてブレ
ーキ７ａ，７ｂの作動開始からの経過時間ｔと予め設定
した基準時間Ｔとを比較する。

【００２８】そして、経過時間ｔが基準時間Ｔに達して
いない場合（ＮＯ）には、例えば制動効果が不充分と判
断して、ステップＳ１４に戻ってブレーキ７ａ，７ｂの
制御を継続し、経過時間ｔが基準時間Ｔを超えた場合
（ＹＥＳ）には、完全に制動が行われたと判断して、ス
テップＳ１８において停止とし、両ブレーキ７ａ，７ｂ
を解除する。

【００２９】このようにして、無人車Ｍは、ブレーキ７
ａ，７ｂを作動させた際、そのときの走行方向や搬送物
品の重量配分などの影響を受けたとしても、軌道Ａに対
する左右のずれを速やかに修正し、図１（ｂ）に示すよ
うに、全てのセンサＳ１〜Ｓ３が軌道を検出（ＯＮ）し
た状態、つまり、軌道Ａに正しく沿った状態で停止する
こととなる。

【００３０】なお、上記実施例のように、軌道検出手段
２が３個のセンサＳ１〜Ｓ３を備えている構成において
は、中央センサＳ１を停止用マーカＢの検出に用いるこ
とが可能であり、このほか、例えば中央センサＳ１まで
が軌道不検出（ＯＦＦ）となった場合に、これを駆動指
令手段４で検出して両駆動手段３ａ，３ｂのブレーキ７
ａ，７ｂを緊急作動させる制御を行うことが可能であ
り、これにより、予期しない外的要因等で無人車Ｍが軌
道Ａから大幅に逸脱するような事態も確実に防止し得
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる無人車の一実施例を説明する平
面図（ａ）および軌道検出手段における各センサの軌道
検出と各ブレーキの作動との関係を説明するタイムチャ
ート（ｂ）である。

【図２】無人車における各構成の関連を説明するブロッ
ク図である。

【図３】駆動指令手段における停止時の制御を説明する
フローチャートである。

【符号の説明】

Ａ 軌道 Ｌｈ Ｒｈ 駆動輪 Ｍ 無人車 Ｓ１ 中央センサ Ｓ２ 左センサ Ｓ３ 右センサ ２ 軌道検出手段 ３ａ ３ｂ 駆動手段 ４ 駆動指令手段 ７ａ ７ｂ ブレーキ

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G05D 1/02

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 左右の駆動輪と、各駆動輪を個別に駆動
   するブレーキ付の駆動手段と、予め設定された軌道を検
   出する軌道検出手段と、軌道検出手段からの検出信号に
   基づいて各駆動手段のブレーキを制御する駆動指令手段
   を備え、駆動指令手段が、停止動作時において、軌道検
   出手段からの検出信号により軌道に対する左右のずれを
   検出すると共に、そのずれ方向側の駆動輪に対する駆動
   手段のブレーキを解除する制御を行うことを特徴とする
   無人車。
2. 【請求項２】 軌道検出手段が、所定の幅を有する軌道
   に対して、その幅方向に配置した複数の軌道検出用のセ
   ンサを備えていることを特徴とする請求項１に記載の無
   人車。