JP5130086B2 - 無人搬送車の横行姿勢補正装置及び横行姿勢補正方法 - Google Patents

Description

この発明は、無人搬送車の横行姿勢を補正する装置及び方法に関する。

従来より工場内等において物流の自動化を目的とした自走式の無人搬送車(Automated Guided Vehicle；ＡＧＶ)が種々提案されている。たとえば直線と曲線を組み合わせた経路を前進しながら追従する有軌道無人搬送車が特許文献１に開示されている。
特公平４−５９６４３号公報

ところで、複数の駆動ユニットが異なる軌道を移動する横行モードで無人搬送車が走行するときに、軌道の状態やモータの性能バラツキなどによって各駆動ユニットの走行速度が相違することがある。このような状態で横行すると無人搬送車の車体の姿勢が斜めのまま移動することとなってしまう。そして横行モードから前後進モードへの切り替え時に軌道から外れてしまう可能性がある。そこで従来は、駆動ユニットの回転中心軸にロータリエンコーダ等のセンシング機器を設けて駆動ユニットと車体との角度関係を検出することで、車体姿勢を検知して、車体姿勢が崩れないように制御していた。しかしながら、このようなセンシング機器は高価であり、無人搬送車の製造コストが上昇してしまう。

本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたものであり、製造コストを安価に抑えることができる無人搬送車の横行姿勢補正装置及び横行姿勢補正方法を提供することを目的とする。

本発明は以下のような解決手段によって前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために本発明の実施形態に対応する符号を付するが、これに限定されるものではない。

本発明は、車両の前側に設けられた駆動ユニット(１１−１)と後側に設けられた駆動ユニット(１１−２)とが異なる軌道を移動する横行モードを有する無人搬送車の横行姿勢補正装置であって、横行モード時に前記前側の駆動ユニット(１１−１)と後側の駆動ユニット(１１−２)が独立して停止位置で停止指令の有無を判定する停止判定手段(ステップＳ１０，Ｓ２０)と、停止指令を受けて、対応する前側の駆動ユニット(１１−１)又は後側の駆動ユニット(１１−２)が停止するユニット停止手段(ステップＳ１１，Ｓ２１)と、前記前側の駆動ユニット(１１−１)及び後側の駆動ユニット(１１−２)のうちで車両の移動方向に対して先行する駆動ユニット(１１−１)が前記停止指令を受けて停止後、後行する駆動ユニット(１１−２)が前記停止指令を受けて停止するまで、前記先行する駆動ユニット(１１−１)の停止状態を維持する停止維持手段(ステップＳ１１，Ｓ２１)と、前記後行する駆動ユニットが停止指令を受けて停止したら横行姿勢の補正完了を判定する補正完了判定手段と、前記先行する駆動ユニットが停止指令を受けて停止したときからの経過時間を計測する停止時間計測手段と、前記停止時間計測手段が計測した経過時間が所定時間を過ぎても、横行姿勢の補正完了を判定できないときには、エラーを判定するエラー判定手段と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、横行モード時に各駆動ユニットごとに独立して停止し、すべての駆動ユニットが停止するまで、停止中の駆動ユニットの停止状態を維持することで無人搬送車の横行姿勢を補正するようにしたので、ロータリエンコーダ等の高価なセンシング機器が不要になり、製造コストを低減できるのである。

以下では図面等を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。
（第１実施形態）
図１は、本発明による走行モード切替制御装置を適用する無人搬送車の一例を示す図であり、図１(Ａ)は側面図、図１(Ｂ)は駆動ユニットを上方から透視した平面図である。

車体１０の下部に２つの駆動ユニット(第１駆動ユニット１１−１，第２駆動ユニット１１−２)と、４つのキャスタ１２と、が配置されている。第１駆動ユニット１１−１及び第２駆動ユニット１１−２は基本的には同構造である。そこで特に区別する必要がないときは駆動ユニット１１として説明する。

駆動ユニット１１は、駆動輪１１ａと、軌道検出センサ１１ｂと、マーカ検出センサ１１ｃと、を備える。

各駆動輪１１ａにはそれぞれ個別の駆動モータが連設されている。左右２つの駆動輪１１ａが同方向に回転すれば、前進又は後進する。なお回転速度に位相差をつければカーブ走行も可能である。２つの駆動輪１１ａが互いに逆方向に差動回転すれば支軸１１ｄの回りに旋回し、方向転換可能である。

軌道検出センサ１１ｂは、床面に敷設された軌道を検出する。軌道検出センサ１１ｂは、たとえば磁気センサである。本実施形態では軌道検出センサ１１ｂは、駆動ユニット１１の前側及び後側に３つずつ並べられている。駆動ユニット１１は、軌道検出センサ１１ｂで軌道を常時検出するように走行する。

マーカ検出センサ１１ｃは、軌道付近に敷設されたマーカを検出する。マーカ検出センサ１１ｃは、たとえば磁気センサである。前進方向側の第１駆動ユニット１１−１に設けられたマーカ検出センサ１１ｃ−１は、第１駆動ユニット１１−１の後側であって軌道検出センサ１１ｂの外側に配置されている。マーカ検出センサ１１ｃ−１は、通常の前後進モードや横行モードでマーカを検出する。マーカ検出センサ１１ｃ−１は、速度切り替えや走行モードの切り替え等のコマンドのマーカや停止／一時停止等のコマンドのマーカを検出可能である。後側の第２駆動ユニット１１−２に設けられたマーカ検出センサ１１ｃ−２は、第２駆動ユニット１１−２の前側であって軌道検出センサ１１ｂの外側に配置されている。マーカ検出センサ１１ｃ−２は、横行モードでマーカを検出し、通常の前後進モードではマーカを検出しない。マーカ検出センサ１１ｃ−２は、停止／一時停止等のコマンドのマーカを検出可能であるが速度切り替えや走行モードの切り替え等のコマンドは検出しない。

キャスタ１２は、車両の重量を支え、車両の移動方向に追従して方向転換する。

図２は、無人搬送車が走行するときの駆動ユニットの状態を示す図であり、図２(Ａ)は前後進モード状態、図２(Ｂ)は横行モード状態である。

前後進モードでは、第１駆動ユニット１１−１及び第２駆動ユニット１１−２の駆動輪１１ａが車体１０と並行向きである。前後進モードでは、第１駆動ユニット１１−１及び第２駆動ユニット１１−２が１本の軌道２０に沿って走行する。進行方向前方の軌道検出センサ１１ｂが、床面に敷設された軌道２０を検出する。なお図２では動作中のセンサを黒塗りした。

横行モードでは、第１駆動ユニット１１−１及び第２駆動ユニット１１−２の駆動輪１１ａが車体１０と直交向きである。横行モードでは、第１駆動ユニット１１−１及び第２駆動ユニット１１−２が別の軌道に沿って走行する。すなわち、第１駆動ユニット１１−１が軌道２０−１に沿って走行する。第２駆動ユニット１１−２が軌道２０−２に沿って走行する。

ここで本発明の理解が容易になるように、発明のポイントについて説明する。従来装置では、複数の駆動ユニットが異なる軌道を移動する横行モードで無人搬送車が走行するときに、軌道の状態やモータの性能バラツキなどによって各駆動ユニットの走行速度が相違することがある。このような状態で横行すると無人搬送車の車体の姿勢が斜めのまま移動することとなってしまう。そして横行モードから前後進モードへの切り替え時に軌道から外れてしまう可能性がある。そこで従来は、駆動ユニットの回転中心軸にロータリエンコーダ等のセンシング機器を設けて駆動ユニットと車体との角度関係を検出することで、車体姿勢を検知して、車体姿勢が崩れないように各駆動ユニットの速度を制御していた。しかしながら、このようなセンシング機器は高価であり、無人搬送車の製造コストが上昇してしまう。

そこで本件発明者らは、横行軌道の途中に、車体姿勢が崩れていなければそれぞれの駆動ユニットによって同時に検出される位置に一時停止／停止のマーカを敷設した。そしてこのマーカを読み取った駆動ユニットだけを停止するようにし、すべての駆動ユニットが停止するまでは、停止中の駆動ユニットの停止状態を維持するようにしたのである。本件発明者らは、このような簡易な方法で無人搬送車の横行姿勢を補正することに着想したのである。以下ではこのような技術思想を実現する具体的な装置／方法について説明する。

図３は、本発明による横行姿勢補正装置のフローチャートである。

コントローラは横行モード中に以下の処理を微小時間(たとえば１０ミリ秒)ごとに繰り返し実行する。

ステップＳ１０においてコントローラは、第１駆動ユニットのマーカ検出センサ１１ｃ−１が停止／一時停止等のコマンドのマーカを検知したか否かを判定する。検知するまではステップＳ２０へ処理を移行し、検知したらステップＳ１１へ処理を移行する。

ステップＳ１１においてコントローラは、第１駆動ユニット１１−１を停止する。

ステップＳ１２においてコントローラは、第１駆動ユニット停止タイマｔ１をインクリメントする。

ステップＳ１３においてコントローラは、第１駆動ユニット停止タイマｔ１が所定時間ｔ０を経過したか否かを判定する。経過するまではステップＳ２０へ処理を移行し、経過したらステップＳ４０へ処理を移行する。

ステップＳ２０においてコントローラは、第２駆動ユニットのマーカ検出センサ１１ｃ−２が停止／一時停止等のコマンドのマーカを検知したか否かを判定する。検知するまではステップＳ３０へ処理を移行し、検知したらステップＳ２１へ処理を移行する。

ステップＳ２１においてコントローラは、第２駆動ユニット１１−２を停止する。

ステップＳ２２においてコントローラは、第２駆動ユニット停止タイマｔ２をインクリメントする。

ステップＳ２３においてコントローラは、第２駆動ユニット停止タイマｔ２が所定時間ｔ０を経過したか否かを判定する。経過するまではステップＳ３０へ処理を移行し、経過したらステップＳ４０へ処理を移行する。

ステップＳ３０においてコントローラは、すべての駆動ユニット(第１駆動ユニット１１−１及び第２駆動ユニット１１−２)が停止したか否かを判定する。停止するまでは一旦処理を抜け、停止したらステップＳ３１へ処理を移行する。

ステップＳ３１においてコントローラは、横行姿勢補正が完了したことを判定する。この判定を受け、駆動ユニットは次コマンドを実行する。

ステップＳ４０においてコントローラは、エラーを判定する。この判定を受け、駆動ユニットはエラー処理を実行する。

図４は、本発明による横行姿勢補正装置を実行したときの無人搬送車(駆動ユニット)の走行状態を説明する図であり、一時停止マーカを検出した場合である。なお以下では上述のフローチャートとの対応が分かりやすくするために、フローチャートのステップ番号にＳを付して併記する。

横行モード中に図４(Ａ)に示すように第１駆動ユニット１１−１及び第２駆動ユニット１１−２が軌道検出センサ１１ｂで軌道２０−１，２０−２を常時検出しながら図中右方向に横行している。このとき図３のフローチャートにおいて、ステップＳ１０→Ｓ２０→Ｓ３０と処理が繰り返されている。図４(Ａ)では何らかの原因によって第１駆動ユニット１１−１及び第２駆動ユニット１１−２の進行速度に差が発生しており、車体１０車体の姿勢が斜めのまま移動している。

そして第１駆動ユニット１１−１のマーカ検出センサ１１ｃ−１が一時停止マーカ２１−１を検知したら(Ｓ１０でＹｅｓ)、第１駆動ユニット１１−１を停止し(Ｓ１１)、第１駆動ユニット停止タイマｔ１をインクリメントする(Ｓ１２)。このとき図３のフローチャートにおいて、ステップＳ１０→Ｓ１１→Ｓ１２→Ｓ１３→Ｓ２０→Ｓ３０と処理が繰り返される。なお第２駆動ユニット１１−２のマーカ検出センサ１１ｃ−２は一時停止マーカ２１−２を検知していないので第２駆動ユニット１１−２は進行する。第１駆動ユニット１１−１は停止したまま第２駆動ユニット１１−２が進行するので、図４(Ｂ)に示すように横行姿勢が徐々に補正される。なお厳密な図示は省略しているが、軌道には余裕があり、横行姿勢が補正されるにつれて第１駆動ユニット１１−１と第２駆動ユニット１１−２との距離は徐々に開く。

そして第２駆動ユニット１１−２のマーカ検出センサ１１ｃ−２が一時停止マーカ２１−２を検知したら(Ｓ２０でＹｅｓ)、第２駆動ユニット１１−２を停止し(Ｓ２１)、図４(Ｃ)に示すように横行姿勢が補正される。このとき図３のフローチャートにおいて、ステップＳ１０→Ｓ１１→Ｓ１２→Ｓ１３→Ｓ２０→Ｓ２１→Ｓ２２→Ｓ２３→Ｓ３０→Ｓ３１と処理が流れる。

そしてステップＳ３１の横行姿勢補正完了判定を受けて次ステップ以降で横行を再開すれば、図４(Ｄ)のように補正された姿勢で横行可能である。

図５は、本発明による横行姿勢補正装置を実行したときの無人搬送車(駆動ユニット)の走行状態を説明する図であり、停止マーカを検出した場合である。

横行モード中に図５(Ａ)に示すように第１駆動ユニット１１−１及び第２駆動ユニット１１−２が軌道検出センサ１１ｂで軌道２０−１，２０−２を常時検出しながら図中右方向に横行している。このとき図３のフローチャートにおいて、ステップＳ１０→Ｓ２０→Ｓ３０と処理が繰り返されている。図５(Ａ)では何らかの原因によって第１駆動ユニット１１−１及び第２駆動ユニット１１−２の進行速度に差が発生しており、車体１０車体の姿勢が斜めのまま移動している。

そして第１駆動ユニット１１−１のマーカ検出センサ１１ｃ−１が停止マーカ２２−１を検知したら(Ｓ１０でＹｅｓ)、第１駆動ユニット１１−１を停止し(Ｓ１１)、第１駆動ユニット停止タイマｔ１をインクリメントする(Ｓ１２)。このとき図３のフローチャートにおいて、ステップＳ１０→Ｓ１１→Ｓ１２→Ｓ１３→Ｓ２０→Ｓ３０と処理が繰り返される。なお第２駆動ユニット１１−２のマーカ検出センサ１１ｃ−２は停止マーカ２２−２を検知していないので第２駆動ユニット１１−２は進行する。第１駆動ユニット１１−１は停止したまま第２駆動ユニット１１−２が進行するので、図５(Ｂ)に示すように横行姿勢が徐々に補正される。

そして第２駆動ユニット１１−２のマーカ検出センサ１１ｃ−２が停止マーカ２２−２を検知したら(Ｓ２０でＹｅｓ)、第２駆動ユニット１１−２を停止し(Ｓ２１)、図５(Ｃ)に示すように横行姿勢が補正される。このとき図３のフローチャートにおいて、ステップＳ１０→Ｓ１１→Ｓ１２→Ｓ１３→Ｓ２０→Ｓ２１→Ｓ２２→Ｓ２３→Ｓ３０→Ｓ３１と処理が流れる。

そしてステップＳ３１の横行姿勢補正完了判定を受けて次ステップ以降で第１駆動ユニット１１−１及び第２駆動ユニット１１−２を方向転換すれば、図５(Ｄ)のように軌道から外れることなく前後進モードへの切り替え可能である。

このように本実施形態によれば、横行軌道の途中に一時停止／停止のマーカを敷設した。そしてこのマーカを読み取った駆動ユニットだけを停止するようにし、すべての駆動ユニットが停止するまでは、停止中の駆動ユニットの停止状態を維持するようにしたのである。このような簡易な方法で無人搬送車の横行姿勢を補正するようにしたので、ロータリエンコーダ等の高価なセンシング機器が不要になり、製造コストを低減できるのである。

以上説明した実施形態に限定されることなく、その技術的思想の範囲内において種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明の技術的範囲に含まれることが明白である。

本発明による走行モード切替制御装置を適用する無人搬送車の一例を示す図である。 無人搬送車が走行するときの駆動ユニットの状態を示す図である。 本発明による横行姿勢補正装置のフローチャートである。 本発明による横行姿勢補正装置を実行したときの無人搬送車(駆動ユニット)の走行状態を説明する図であり、一時停止マーカを検出した場合である。 本発明による横行姿勢補正装置を実行したときの無人搬送車(駆動ユニット)の走行状態を説明する図であり、停止マーカを検出した場合である。

符号の説明

１ 無人搬送車
１０ 車体
１１−１ 第１駆動ユニット
１１−２ 第２駆動ユニット
１１ｃ マーカ検出センサ
２０ 軌道
２１ 一時停止マーカ
２２ 停止マーカ
ステップＳ１０，Ｓ２０ 停止判定手段／停止判定工程
ステップＳ１１，Ｓ２１ ユニット停止手段(工程)／停止維持手段(工程)
ステップＳ３１ 補正完了判定手段／補正完了判定工程

Claims (3)

1. 車両の前側に設けられた駆動ユニットと後側に設けられた駆動ユニットとが異なる軌道を移動する横行モードを有する無人搬送車の横行姿勢補正装置であって、
   横行モード時に前記前側の駆動ユニットと後側の駆動ユニットが独立して停止位置で停止指令の有無を判定する停止判定手段と、
   停止指令を受けて、対応する前側の駆動ユニット又は後側の駆動ユニットが停止するユニット停止手段と、
   前記前側の駆動ユニット及び後側の駆動ユニットのうちで車両の移動方向に対して先行する駆動ユニットが前記停止指令を受けて停止後、後行する駆動ユニットが前記停止指令を受けて停止するまで、前記先行する駆動ユニットの停止状態を維持する停止維持手段と、
   前記後行する駆動ユニットが停止指令を受けて停止したら横行姿勢の補正完了を判定する補正完了判定手段と、
   前記先行する駆動ユニットが停止指令を受けて停止したときからの経過時間を計測する停止時間計測手段と、
   前記停止時間計測手段が計測した経過時間が所定時間を過ぎても、横行姿勢の補正完了を判定できないときには、エラーを判定するエラー判定手段と、
   を有する無人搬送車の横行姿勢補正装置。
2. 前記停止判定手段は、各駆動ユニットごとに設けられた磁気センサによって停止指令の有無を判定する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の無人搬送車の横行姿勢補正装置。
3. 車両の前側に設けられた駆動ユニットと後側に設けられた駆動ユニットとが異なる軌道を移動する横行モードを有する無人搬送車の横行姿勢補正方法であって、
   横行モード時に前記前側の駆動ユニットと後側の駆動ユニットが独立して停止位置で停止指令の有無を判定する停止判定工程と、
   停止指令を受けて、対応する前側の駆動ユニット又は後側の駆動ユニットが停止するユニット停止工程と、
   前記前側の駆動ユニット及び後側の駆動ユニットのうちで車両の移動方向に対して先行する駆動ユニットが前記停止指令を受けて停止後、後行する駆動ユニットが前記停止指令を受けて停止するまで、前記先行する駆動ユニットの停止状態を維持する停止維持工程と、
   前記後行する駆動ユニットが停止指令を受けて停止したら横行姿勢の補正完了を判定する補正完了判定工程と、
   前記先行する駆動ユニットが停止指令を受けて停止したときからの経過時間を計測する停止時間計測工程と、
   前記停止時間計測手段が計測した経過時間が所定時間を過ぎても、横行姿勢の補正完了を判定できないときには、エラーを判定するエラー判定工程と、
   を有する無人搬送車の横行姿勢補正方法。

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