JP6091369B2 - Electric mobile vehicle - Google Patents
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Description
本発明は、本体に配設されて幅方向に離間する一対の駆動輪を、個別に回転制御することで移動方向を変更可能な電動式移動車に関するものである。 The present invention relates to an electric mobile vehicle capable of changing a moving direction by individually controlling rotation of a pair of drive wheels disposed in a main body and spaced apart in a width direction.
本体の底部に、幅方向に離間して配設された左右一対の駆動輪を備え、各駆動輪を同じ方向へ同速度で回転させることで前方直進および後方直進が可能で、また各駆動輪を個別に回転制御して速度差を生起させることで前方左右旋回および後方左右旋回が可能となる電動式移動車が種々知られている(特許文献1)。例えば、電動式移動車として、病院や老人ホーム等の施設で多人数の食事を運搬する配膳車がある。この配膳車は、食器が載せられた食器トレーを多数収容可能な本体と、モータ等の駆動手段および該駆動手段により回転する左右一対の駆動輪を該本体の底部に備えた駆動装置とを有している。そして、配膳車は、本体の前部に配設された操作手段(バーハンドル等)を操作者が操作することにより、各駆動輪を個別に回転制御する。 A pair of left and right drive wheels, spaced apart in the width direction, are provided at the bottom of the main body, and each drive wheel can move straight forward and backward straight by rotating at the same speed in the same direction. Various types of electric mobile vehicles are known that are capable of forward / leftward turning and backward / leftward / leftward turning by individually controlling the rotation of the vehicle to cause a speed difference (Patent Document 1). For example, there is a distribution car that carries a large number of meals in a facility such as a hospital or a nursing home as an electric mobile vehicle. This distribution vehicle has a main body capable of accommodating a large number of tableware trays on which tableware is placed, and a driving device having a driving means such as a motor and a pair of left and right driving wheels rotated by the driving means at the bottom of the main body. doing. Then, the arrangement vehicle individually controls the rotation of each drive wheel by operating the operating means (bar handle or the like) disposed on the front portion of the main body.
図9は、従来の配膳車における制御態様の概略説明図である。ここで、配膳車10の長手方向を前後方向とすると共に、配膳車10の前進方向を向いた状態において前後方向と直交する方向を左右方向とする。また、前進方向の速度を「+」、後進方向の速度を「−」、配膳車10の上方から見て反時計方向(左回り方向)の回転速度を「−」、時計方向(右回り方向)の回転速度を「+」と定義付けると共に、上方から見て左側に位置する駆動輪を左駆動輪44、右側に位置する駆動輪を右駆動輪46とする。そして、バーハンドル36からの操作信号が駆動制御装置22に入力されると、該駆動制御装置22は、該操作信号に基づいた前後方向の要求速度である「進行要求速度V5」を算出すると共に、左右方向の速度として「旋回要求速度V6」を算出する。
FIG. 9 is a schematic explanatory diagram of a control mode in a conventional trolley. Here, the longitudinal direction of the
前記駆動制御装置22は、左駆動モータ48の回転速度(回転数)および右駆動モータ50の回転数により、各対応の左駆動輪44および右駆動輪46の回転速度(回転数)を取得し、これを演算することで前方直進または後方直進に対応する実速度(以降「進行実速度V1」という)や、前方左右旋回または後方左右旋回に対応する実速度(以降「旋回実速度V2」という)を得ることができる。ここで、前記進行実速度V1および旋回実速度V2は、次の数式1および数式2により算出される。
The
そして、前記進行実速度V1および旋回実速度V2に基づいて、左駆動輪44に要求される左駆動輪要求速度V3Aおよび右駆動輪46に要求される右駆動輪要求速度V4Aは、次の数式3および数式4により算出される。
Based on the actual traveling speed V1 and the actual turning actual speed V2, the left driving wheel required speed V3A required for the left
左右に離間した一対の駆動輪44,46を備える従来の配膳車10では、前記数式1〜数式4に基づいて、左駆動輪要求速度V3Aおよび右駆動輪要求速度V4Aを算出して、前方直進、後方直進、前方左右旋回および後方左右旋回を行なうことが可能である。そして、従来の配膳車10の駆動制御では、停止している場合および低速で前方直進または後方直進している場合に、全機バーハンドル36を左方または右方へ捻る操作を行なうと、左駆動モータ48および右駆動モータ50が相互に逆方向に回転して左駆動輪44および右駆動輪46が逆回転する所謂「超信地旋回」の動作モードとなるようになっていた。ここで「超信地旋回」とは、戦車のような左右のクローラ(履帯)を有する走行車両が、進行方向をその場で任意の方向へ変えるためのモードを指称する。具体的には、車両が停止状態において、左右のクローラを同時に逆方向へ回転させることで、その停止位置で車両を左右方向または逆方向へ旋回させるものである。配膳車は、勿論クローラは履いておらず、各独立した複数輪(例えば4輪)であるが、左右の駆動輪44,46を逆回転させることで、前記「超信地旋回」の動作モードが得られることは同じである。ここで、一例として、停止した状態でバーハンドル36を捻ることで、進行要求速度V5が0.0km/h、旋回要求速度V6が1.0km/hの場合に、前記数式3により左駆動輪要求速度V3Aとして0.5km/hが算出され、前記数式4により右駆動輪要求速度V4Aとして−0.5km/hが算出されるから、左駆動輪44は前方に回転すると共に右駆動輪46は後方に回転することとなり、所謂「超信地旋回」の動作モードとなる。
In the conventional
前述したように、左駆動輪44および右駆動輪46を逆回転させる超信地旋回は、クローラを備えた建設機械や戦車等では一般的に実行される動作モードであり、旋回半径を小さくして小回りを可能とする利点がある。しかしながら、前記施設内の通路で使用される前記配膳車10においては、超信地旋回の動作モードが実行されると次のような問題が発生し易い。例えば、カーペット敷の通路で配膳車10を使用する場合には、超信地旋回時に左駆動輪44および右駆動輪46と該カーペットとの間に摩擦が生じて、カーペットの捩れ、剥がれおよびずれ等が発生する問題がある。また、コンクリートやフローリング等の通路で配膳車10を使用する場合には、該通路の表面に走行痕が付き易い問題がある。更に、左右の各駆動輪44,46と通路表面との摩擦が大きい場合に、左右の各駆動モータ48,50や、該駆動モータ48,50を制御するアンプおよび該駆動モータ48,50に電気を供給するバッテリーの負荷が大きくなり、各駆動モータ48,50やバッテリーの寿命が短くなることもあり得る。また、大型で高出力の駆動モータ48,50や高容量のバッテリーが必要となり、配膳車10の製造コストが嵩むと共に該配膳車10の重量が嵩む問題もある。
As described above, the superstrate turning that reversely rotates the left
そこで本発明では、前方左右旋回時および後方左右旋回時に、旋回内側の駆動輪が旋回外側の駆動輪に対して逆回転する超信地旋回のモードになるのを回避し得る電動式移動車を提供することを目的とする。 Therefore, in the present invention, an electric mobile vehicle capable of avoiding a super turning mode in which the driving wheel on the inner side of the turning reversely rotates with respect to the driving wheel on the outer side of the turning at the time of forward left and right turning and backward left and right turning. The purpose is to provide.
前記課題を解決し、所期の目的を達成するため、請求項1に記載の発明は、
操作手段からの操作信号に基づく駆動制御手段により駆動される駆動手段と、本体の左右方向に離間して配設され、前記駆動手段の駆動により個別に回転制御される一対の第1駆動輪および第2駆動輪とを備え、前記第1駆動輪および第2駆動輪の回転により前方直進、後方直進、前方左右旋回および後方左右旋回が可能な電動式移動車において、
前記駆動制御手段は、入力された操作信号に基づいて、前記本体の前後方向の進行要求速度および左右方向の旋回要求速度を算出し、前記進行要求速度および旋回要求速度に基づいて、前記第1駆動輪に要求される第1駆動輪要求速度および前記第2駆動輪に要求される第2駆動輪要求速度を、制御されたインターバルで演算し、
前記駆動制御手段は、前方または後方の左右旋回に際し、旋回内側となる一方の前記第1駆動輪または第2駆動輪が、旋回外側となる他方の第2駆動輪または第1駆動輪に対し逆方向へ回転しないように、当該旋回内側となる一方の駆動輪の駆動輪要求速度を0にして停止させ、
前記駆動制御手段は、算出された前記進行要求速度および旋回要求速度に基づき、次の数式5により前記第1駆動輪要求速度を算出すると共に、数式6により前記第2駆動輪要求速度を算出するよう構成されたことを要旨とする。
In order to solve the problem and achieve the intended purpose, the invention according to claim 1
A drive unit driven by a drive control unit based on an operation signal from the operation unit, a pair of first drive wheels which are disposed apart from each other in the left-right direction of the main body and individually controlled to rotate by driving of the drive unit; In an electric mobile vehicle comprising a second drive wheel and capable of straight forward, backward straight, forward left / right turn and backward left / right turn by rotation of the first drive wheel and the second drive wheel,
The drive control means calculates a required travel speed in the front-rear direction and a required turn speed in the left-right direction based on the input operation signal, and determines the first requested speed based on the required travel speed and the required turn speed. A first driving wheel required speed required for the driving wheel and a second driving wheel required speed required for the second driving wheel are calculated at controlled intervals;
The drive control means is configured such that one of the first driving wheel or the second driving wheel that is on the inner side of the turning is opposite to the other second driving wheel or the first driving wheel that is on the outer side of turning when the left or right turn is made forward or backward. In order not to rotate in the direction, the required drive speed of one of the drive wheels on the inside of the turn is set to 0 and stopped .
The drive control means calculates the first drive wheel required speed by the following formula 5 based on the calculated required travel speed and turn required speed, and calculates the second drive wheel required speed by formula 6. The summary is as follows.
請求項1に係る発明によれば、電動式移動車の前方左右旋回時または後方左右旋回時に、第1駆動輪および第2駆動輪のうちの旋回内側となる駆動輪が、第1駆動輪および第2駆動輪のうちの旋回外側となる駆動輪に対して逆回転することなく停止するので、旋回外側となる駆動輪により旋回を行なうことができる。従って、電動式移動車をカーペット敷の通路等で使用する場合に、各駆動輪とカーペットとの間の摩擦による該カーペットの捩れ、剥がれおよびずれ等が発生することを防止し得る。また、電動式移動車をコンクリートやフローリング等の通路で使用する場合に、該通路の表面に走行痕を付き難くすることもできる。更に、駆動装置に対する負荷を軽減して電気制御系に過大な負荷がかかるのを防止し得るので、駆動モータや該駆動モータ用のバッテリーの小型化が図られると共に、電動式移動車の小型化および軽量化を図り得る。また、第1駆動輪に対する第1駆動輪要求速度および第2駆動輪要求速度を適切に算出することができる。
According to the first aspect of the present invention, when the electric mobile vehicle is turning left and right forward or turning left and right, the driving wheel which is the inside of the turning of the first driving wheel and the second driving wheel is the first driving wheel and Since the second driving wheel stops without rotating in reverse with respect to the driving wheel on the outside of the turning, the turning can be performed by the driving wheel on the outside of the turning. Accordingly, when the electric mobile vehicle is used in a carpet floor passage or the like, it is possible to prevent the carpet from being twisted, peeled off and displaced due to friction between the driving wheels and the carpet. Further, when the electric mobile vehicle is used in a passage such as concrete or flooring, it is possible to make it difficult for a running mark to be made on the surface of the passage. Furthermore, since it is possible to reduce the load on the drive device and prevent an excessive load on the electric control system, the drive motor and the battery for the drive motor can be reduced in size, and the electric mobile vehicle can be reduced in size. In addition, the weight can be reduced. Further, the first drive wheel required speed and the second drive wheel required speed for the first drive wheel can be appropriately calculated.
請求項2に記載の発明では、前記駆動制御手段は、左右方向の実速度である旋回実速度が、前後方向の実速度である進行実速度以上の場合において、前記第1駆動輪が旋回内側となる旋回時は、前記数式5における分割比を−500に設定し、前記第2駆動輪が旋回内側となる旋回時は、前記数式6における分割比を+500に設定するよう構成したことを要旨とする。
請求項2に係る発明によれば、第1駆動輪が旋回内側となる旋回時は、第1駆動輪要求速度が0になるので、電動式移動車は、該第1駆動輪が停止した状態で第2駆動輪の回転により旋回するようになる。また、第2駆動輪が旋回内側となる旋回時は、第2駆動輪要求速度が0になるので、電動式移動車は、該第2駆動輪が停止した状態で第1駆動輪の回転により旋回するようになる。
According to a second aspect of the present invention, the drive control means is configured such that when the actual turning speed that is the actual speed in the left-right direction is equal to or greater than the actual traveling speed that is the actual speed in the front-rear direction, The division ratio in Formula 5 is set to -500 when turning, and the division ratio in Formula 6 is set to +500 when turning when the second drive wheel is on the inside. And
According to the second aspect of the present invention, when the first drive wheel is turned inside the turn, the first drive wheel required speed is 0, so that the electric vehicle is in a state where the first drive wheel is stopped. Thus, the vehicle is turned by the rotation of the second drive wheel. Further, when the second drive wheel is turned inside the turn, the second drive wheel required speed becomes 0. Therefore, the electric vehicle is rotated by the rotation of the first drive wheel while the second drive wheel is stopped. It turns.
本発明に係る電動式移動車によれば、前方左右旋回時および後方左右旋回時に超信地旋回となるのを回避でき、従って該電動式移動車が走行する床面やカーペット等に傷が生じたり、該電動式移動車の電気制御系に過大な負荷が加わる不都合を防止し得る。 According to the electric vehicle according to the present invention, it is possible to avoid a super turning when the vehicle is turning left and right forward and when turning left and right. Therefore, the floor surface, carpet, etc. on which the electric vehicle is traveling are damaged. Or an inconvenience that an excessive load is applied to the electric control system of the electric vehicle.
次に、本発明に係る電動式移動車につき、好適な実施例を挙げて、添付図面を参照しながら以下説明する。実施例では、電動式移動車として配膳車を例示する。以降の説明において、左右、前後および上下方向は、配膳車の後上方から該配膳車を見た状態で指称する。 Next, an electric mobile vehicle according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings by way of preferred embodiments. In the embodiment, a layout vehicle is illustrated as an electric mobile vehicle. In the following description, the left, right, front, back, and up and down directions are referred to when the layout vehicle is viewed from the rear upper side of the layout vehicle.
(配膳車の全体構成)
実施例の配膳車10は、図1に示すように、食品が載置された食器トレー31を複数収納可能な本体12と、本体12の上部に画成されてエアコンユニット(図示せず)が収容された機械室14と、該本体12の底部に配設された本体ベース16に配設された駆動装置18と、本体12の前部に配設された操作部20とを備えている。また、配膳車10は、操作部20の下方に、駆動装置18を構成する駆動手段である左駆動モータ48および右駆動モータ50を回転制御する駆動制御手段である駆動制御装置22が配設されると共に、駆動制御装置22の下方に、左右の各駆動モータ48,50に電力を供給するバッテリー24が収納されている。なお、駆動制御装置22およびバッテリー24は、本体12の異なる位置に配設するようにしてもよい。
(Overall structure of the distribution vehicle)
As shown in FIG. 1, the
(本体)
前記本体12は、図1および図2に示すように、駆動装置18が配設された本体ベース16の上部に配設され、外箱および内箱の二重構造に構成されて両箱の間に断熱材が配設されており、左側面および右側面が開口した全体として矩形箱状をなす断熱構造をなしている。本体12は、前後方向に所要間隔で離間した3つの仕切壁26(前仕切壁26A、中央仕切壁26B、後仕切壁26C)が上下方向に立設され、該本体12の内部は4つの収納室28に区画されている。前仕切壁26Aおよび後仕切壁26Cの前壁面には、前方へ水平に延出する載置部材30が、上下に所要間隔で複数(実施例では5つ)配設されていると共に、該前仕切壁26Aおよび後仕切壁26Cの後壁面には、後方へ水平に延出する載置部材30が、上下に所要間隔で複数(実施例では5つ)配設されており、各載置部材30上に食器トレー31が載置されるようになっている(図1では、前仕切壁26Aに配設された各載置部材は図示されていない)。そして、本体12の左側部および右側部には、該本体12の上部および下部に夫々ヒンジ接合された複数(実施例では4枚ずつ)の扉32が、対応する収納室28を開閉可能に配設されている(図1は、本体12の右側部に配設された4枚の扉32のうち、後側に配設した2枚の扉32を省略して図示している)。
(Body)
As shown in FIGS. 1 and 2, the
前記本体12の各収納室28は、機械室14に配設されたエアコンユニットの作動により、個別に加温または冷却が可能となっており、温まった状態で収容する食品および冷やした状態で収容する食品の両方を、各収納室28毎に分けて収納し得るようになっている。なお、図1に示すように、機械室14を画成する壁部には、エアコンユニットを作動制御するエアコン操作パネル34が配設されている。
Each
(操作部)
前記操作部20は、図2および図3に示すように、当該配膳車10を、前方直進、後方直進、前方左旋回、前方右旋回、後方左旋回および後方右旋回させるための操作手段であるバーハンドル36と、駆動装置18を制御するための駆動操作パネル38とを備えている。駆動操作パネル38には、駆動装置18の左駆動モータ48および右駆動モータ50のON・OFF操作を行なうボタンおよびスイッチ等の各種操作手段や、バッテリー24の残量を示すバッテリ残量メータ等が配設されている。
(Operation section)
As shown in FIGS. 2 and 3, the
(バーハンドル)
前記バーハンドル36は、図2および図3に示すように、倒伏コ字形に形成された棒状部材であり、左右方向へ延在して操作者が把持可能な把持部36Aと、該把持部36Aの左端から下方へ延出した左縦棒部36Bと、該把持部36Aの右端から下方へ延出した右縦棒部36Cとからなる。そして、バーハンドル36における左縦棒部36Bの下端部が、操作部20の左側部に回転可能に支持されていると共に、該バーハンドルにおける右縦棒部36Cの下端部が、操作部20の右側部に回転可能に支持されている。操作部20には、バーハンドル36における左縦棒部36Bの下端部を支持した部分に左操作信号出力器40が配設されると共に、バーハンドル36における右縦棒部36Cの下端部を支持した部分に右操作信号出力器42が配設されている。ここで、左操作信号出力器40および右操作信号出力部器は、所謂回転数の可変抵抗器(ボリューム)であって、バーハンドル36の操作時に、左縦棒部36Bが回転することで左操作信号出力器40が追従回転すると共に右縦棒部36Cが回転することで右操作信号出力器42が追従回転するようになっている。そして、左操作信号出力器40および右操作信号出力器42は、バーハンドル36の操作に基づく回転量に応じた操作信号を前記駆動制御装置22に出力するよう構成されている。
(Bar handle)
As shown in FIGS. 2 and 3, the bar handle 36 is a bar-shaped member formed in an inverted U shape, and extends in the left-right direction to be gripped by an operator, and the
前記バーハンドル36は、図示しないバネ等の付勢手段により、操作者が把持部36Aを把持しない非操作時において、左右の縦棒部36B,36Cが略垂直に起立した中立状態(図1参照)に保持される。そして、バーハンドル36は、図4に示すように、中立状態に対して把持部36Aが前方へ平行移動して、左縦軸部36Bおよび右縦軸部36Cが前方へ傾動した第1操作状態(図4(a)に2点鎖線で表示)や、中立状態に対して把持部36Aが後方へ平行移動して、左縦軸部36Bおよび右縦軸部36Cが後方へ傾動した第2操作状態(図4(a)に1点鎖線で表示)に姿勢変位可能となっている。また、バーハンドル36は、図4(b)に示すように、前後方向に延在する軸心Cを中心とした回転変位が可能に配設されており、該軸心Cを中心として左方へ回転して傾動した第3操作状態(図4(b)に2点鎖線で表示)や、該軸心Cを中心として右方へ回転して傾動した第4操作状態(図4(b)に1点鎖線で表示)に姿勢変位可能となっている。
The bar handle 36 is in a neutral state in which the left and right
ここで、バーハンドル36の第1操作状態は、配膳車10を前方直進させるモードであり、中立状態からの操作量が大きくなるに従って左操作信号出力器40および右操作信号出力器42の回転量が夫々増加して、前方直進の要求速度である進行要求速度V5の設定値を大きくするようになっている。バーハンドル36の第2操作状態は、配膳車10を後方直進させるモードであり、中立状態からの操作量が大きくなるに従って左操作信号出力器40および右操作信号出力器42の回転量が夫々増加して、後方直進の要求速度である進行要求速度V5を大きくするようになっている。バーハンドル36の第3操作状態は、配膳車10を前方左旋回または後方右旋回させるモードであり、中立状態からの操作量が大きくなるに従って前方左旋回および後方右旋回における要求速度である旋回要求速度V6の設定値を大きくするようになっている。バーハンドル36の第4操作状態は、配膳車10を前方右旋回または後方左旋回させるモードであり、中立状態からの操作量が大きくなるに従って左操作信号出力器40の回転量が増加して、前方右旋回または後方左旋回における旋回要求速度V6の設定値を大きくするようになっている。
Here, the first operation state of the bar handle 36 is a mode in which the
すなわち、バーハンドル36は、第1操作状態および第3操作状態に同時に操作することで、配膳車10を前進させながら左旋回(非信地旋回により左旋回)することができ、第1操作状態および第4操作状態に同時に操作することで、配膳車10を前進させながら右旋回(非信地旋回により右旋回)することができる。また、バーハンドル36は、第2操作状態および第3操作状態に同時に操作することで、配膳車10を後進させながら右旋回(非信地旋回により右旋回)することができ、第2操作状態および第4操作状態に同時に操作することで、配膳車10を後進させながら左旋回(非信地旋回により左旋回)することができるようになっている。
In other words, the bar handle 36 can be turned leftward (turning left by untrusted turning) while advancing the
(駆動装置)
前記駆動装置18は、図1〜図3に示すように、本体ベース16における前後中央より後側において、左右方向(幅方向)へ離間して配設された左右一対の駆動輪44,46(以降「左駆動輪44」および「右駆動輪46」という)と、本体ベース16に固定されて該左駆動輪44に連係された左駆動モータ48と、本体ベース16に固定されて該右駆動輪46に連係された右駆動モータ50とを備えている。左駆動モータ48は、ギアボックス46Aを備え、該ギアボックス48Aの駆動軸48Bが左右方向へ延在すると共に左側方へ延出した状態で本体ベース16に固定されている。左駆動輪44は、外周部に硬質ゴム等が配設され、左右方向へ延在する駆動軸48Bに固定されており、前後の向きに固定された状態で回転するようになっている。また、右駆動モータ50は、ギアボックス50Aを備え、該ギアボックス50Aの駆動軸50Bが左右方向へ延在すると共に右側方へ延出した状態で本体ベース16に固定されている。右駆動輪46は、外周部に硬質ゴム等が配設され、左右方向へ延在する駆動軸50Bに固定されており、前後の向きに固定された状態で回転するようになっている。そして、左駆動モータ48の駆動軸48Bおよび右駆動モータ50の駆動軸50Bは、左右に延在する同一軸線上に位置しており、左駆動輪44および右駆動輪46は常に平行に保持された状態で回転するようになる。
(Driver)
As shown in FIGS. 1 to 3, the driving
(左駆動モータおよび右駆動モータ)
前記左駆動モータ48は、駆動制御装置22に接続された左駆動モータ制御基板(図5参照)52により駆動制御されるサーボモータであり、右駆動モータ50は、駆動制御装置22に接続された右駆動モータ制御基板(図5参照)54により駆動制御されるサーボモータであり、前記バッテリー24から供給される電気により回転駆動される。左駆動モータ制御基板52には、左駆動モータ48の回転方向、回転速度および回転角度を識別可能なエンコーダ53が配設されている。これにより、左駆動モータ制御基板52は、駆動制御装置22からの制御信号とエンコーダ53で得られる情報に基づき、左駆動モータ48の回転方向、回転速度および回転角度を制御する。右駆動モータ制御基板54には、右駆動モータ50の回転方向、回転速度および回転角度を識別可能なエンコーダ55が配設されている。これにより、右駆動モータ制御基板54は、駆動制御装置22からの制御信号とエンコーダ55で得られる情報に基づき、右駆動モータ50の回転方向、回転速度および回転角度を制御する。なお、左駆動モータ48および右駆動モータ50は、サーボモータに限らず、ステッピングモータ等であってもよい。
(Left drive motor and right drive motor)
The
(従動輪)
図1〜図3に示すように、本体ベース16の前部左側および前部右側に、複数(実施例では2つ)の従動輪56,56が配設されている。左右の各従動輪56,56は、本体ベース16に対して垂直軸周りに回転自在に配設された支持部材58に、水平軸周りに回転自在に配設されている。各従動輪56,56は、配膳車10の姿勢変位に合わせて支持部材58が垂直軸周りに適宜回転することで、該配膳車10が前方直進または後方直進する際には回転軸が左右方向を向くようになり、前方左旋回、後方左旋回、前方右旋回および後方右旋回する場合には、左右方向に対して斜め方向を向くようになっている。
(Driven wheel)
As shown in FIGS. 1 to 3, a plurality of (two in the embodiment) driven
(駆動制御装置について)
実施例の配膳車10における駆動制御装置22は、図5に示すように、駆動制御CPU60、駆動制御ROM62、駆動制御RAM64により構成されている。駆動制御ROM62には、配膳車10の走行速度制御に関連する左駆動輪要求速度V3および右駆動輪要求速度V4を算出するためのモータ駆動処理プログラム(後述)や、左右の駆動モータ48,50の駆動制御に関連する各種のデータ等が記憶されている。駆動制御CPU60は、駆動制御ROM62に記憶されている前記モータ駆動処理プログラムを実行して左駆動輪要求速度V3および右駆動輪要求速度V4を算出し、算出された左駆動輪要求速度V3および右駆動輪要求速度V4に基づいて、左駆動モータ制御基板52および右駆動モータ制御基板54に制御信号を送信する。ここで、駆動制御CPU60は、図7に示すモータ駆動処理を、制御されたインターバル(実施例では2ms(0.002秒))毎に実行するようになっている。また、駆動制御CPU60は、当該モータ駆動処理プログラムを実行するに際して、左駆動モータ制御基板52から送信された左駆動モータ48の回転速度により左駆動輪44の実速度である左駆動輪実速度V7を算出すると共に、右駆動モータ制御基板54から送信された右駆動モータ50の回転速度により右駆動輪46の実速度である右駆動輪実速度V8を算出して、算出された左駆動輪実速度V7および右駆動輪実速度V8のデータを駆動制御RAM64に記憶する。
(About drive control device)
As shown in FIG. 5, the
駆動制御RAM64は、操作部20のバーハンドル36の操作による左操作信号出力器40からの操作信号および右操作信号出力器42からの操作信号に基づき、駆動制御CPU60が算出した前後方向の要求速度である進行要求速度V5を記憶する進行要求速度記憶部と、左右方向の要求速度である旋回要求速度V6を記憶する旋回要求速度記憶部とを備えている。また、駆動制御RAM64は、駆動制御CPU60においてモータ駆動処理プログラムを実行して得られた左駆動輪要求速度V3および右駆動輪要求速度V4のデータを一時的に記憶すると共に更新可能な駆動輪要求速度記憶部や、駆動制御CPU60において算出された左駆動輪実速度V7および右駆動輪実速度V8のデータを一時的に記憶すると共に更新可能な実速度記憶部を備えている。更に、駆動制御RAM64は、左操作信号出力器40からの操作信号および右操作信号出力器42からの操作信号を更新して記憶する操作信号記憶部や、後述する分割比P(目標分割比P1およびモータ駆動処理プログラムの実行により算出される制御分割比P2)を記憶する分割比記憶部を備えている。
The
次に、実施例の駆動制御装置22における駆動制御CPU60において実行されるモータ駆動処理について、図7および図8を引用して説明する。実施例の駆動制御装置22は、駆動制御CPU60においてモータ駆動処理プログラムを制御インターバル(2ms)毎に実行している。そして、モータ駆動処理を実行することで、前方左旋回時、前方右旋回時、後方左旋回時および後方右旋回時に、旋回外側となる左駆動輪44および右駆動輪46の一方の駆動輪の回転方向に対し、旋回内側となる左駆動輪44および右駆動輪46の他方の駆動輪の回転方向が逆方向にならないように、左駆動輪要求速度V3および右駆動輪要求速度V4を算出するよう構成されている。
Next, motor drive processing executed by the
なお、以降の説明においては、図9に示すように、配膳車10の長手方向を前後方向、前後方向と水平に交差する短手方向を左右方向とし、前方直進時の速度を「+」、後方直進時の速度を「−」とすると共に、当該配膳車10の後上方から見て反時計方向(左回り方向)の旋回速度を「−」、時計方向(右回り方向)の旋回速度を「+」と定義する。
In the following description, as shown in FIG. 9, the longitudinal direction of the
(進行実速度および旋回実速度)
実施例の駆動制御装置22は、左駆動モータ48の回転速度(回転数)と該左駆動モータ48のギアボックス48Aのギア比との関係で左駆動輪44の右駆動輪実速度V7を算出すると共に、右駆動モータ50の回転速度(回転数)と該右駆動モータ50のギアボックス50Aギア比との関係で右駆動輪46の右駆動輪実速度V8を算出して、前後方向における前方直進または後方直進に対応する進行実速度V1と、左右方向における前方左旋回、後方左旋回、前方右旋回および後方右旋回に対応する旋回実速度V2を取得することができる。ここで、進行実速度V1および旋回実速度V2は、前記段落[0005]および[0006]で示した数式1、数式2により算出される。
(Advance actual speed and actual rotation speed)
The
(左駆動輪要求速度および右駆動輪要求速度)
また、実施例では、左駆動輪44に要求される速度である左駆動輪要求速度V3を、次に示す数式5で算出すると共に、右駆動輪46に要求される速度である右駆動輪要求速度V4を、次に示す数式6により算出するようになっている。
(Left drive wheel required speed and right drive wheel required speed)
In the embodiment, the left driving wheel required speed V3, which is the speed required for the
(分割比)
実施例では、左駆動輪要求速度V3および右駆動輪要求速度V4を算出する際に、「分割比」が導入されている。前記数式5および数式6における分割比Pは、実施例では、+500〜−500の範囲の実数としている。この分割比Pは、配膳車10の前方左旋回時、前方右旋回時、後方左旋回時および後方右旋回時における左駆動輪44および右駆動輪46の関与分を決定するためのものである。すなわち、左右方向に離間した一対の左駆動輪44および右駆動輪46を個別に回転制御しながら移動する配膳車10は、停止時にバーハンドル36を前記第3〜第4操作状態に操作する場合に、前記段落[0008]および[0009]で示す従来の数式3および数式4に基づいて左駆動輪要求速度V3および右駆動輪要求速度V4を算出すると、前述したように、左駆動輪44および右駆動輪46が逆方向に回転する超信地旋回の動作モードになってしまう。そこで、実施例では、前記分割比Pを採用することで、旋回内側となる駆動輪を停止させ、旋回外側となる駆動輪に対して逆回転するのを防止し得るようになっている。
(Split ratio)
In the embodiment, the “division ratio” is introduced when calculating the required left driving wheel speed V3 and the required right driving wheel speed V4. The division ratio P in Equations 5 and 6 is a real number in the range of +500 to −500 in the embodiment. This division ratio P is used to determine the contribution of the
(目標分割比および制御分割比)
また、実施例の駆動制御装置22における駆動制御CPU60は、バーハンドル36の操作に基づいて左操作信号出力器40および右操作信号出力器42から該駆動制御装置22に入力される操作信号に基づき、前方左右旋回時および後方左右旋回時に旋回内側となる駆動輪の速度を「0」とするための分割比(以降「目標分割比P1」という)を設定するよう構成されている。更に、実施例の駆動制御CPU60は、図8に示す駆動輪要求速度算出処理(後述)を実行する際に、前記制御インターバル(2ms)毎に分割比Pを更新して、前方左右旋回時および後方左右旋回時に旋回外側となる駆動輪の速度を変化させるための分割比(以降「制御分割比P2」という)を設定するよう構成されている。すなわち、制御分割比P2は、図6に示すように、制御インターバル毎に更新して、0→目標分割比P1に漸近変化するようになっている。そして、前方左右旋回時および後方左右旋回時に、常に一定値である目標分割比P1およびモータ駆動処理を実行する度に更新変化する制御分割比P2を、前記数式5および数式6に採用して、前記左駆動輪要求速度V3および右駆動輪要求速度V4を算出して、旋回内側となる駆動輪44,46の駆動輪要求速度を「0」とすると共に、旋回外側となる駆動輪44,46の駆動輪要求速度を徐々に変化させ得るよう構成されている。なお、左駆動輪要求速度V3および右駆動輪要求速度V4を算出態様については、後述する。実施例の配膳車10では、左駆動輪要求速度V3および右駆動輪要求速度V4の算出に際して前記分割比P(目標分割比P1および制御分割比P2)を採用することで、操作者がバーハンドル36が中立状態から前記第3〜第4操作状態の何れかの操作状態に一気に操作した場合に、旋回外側となる左駆動モータ48および右駆動モータ50を、目標の旋回実速度V2に対応する回転速度まで徐々に加速させるよう制御することで、配膳車10が停止状態または低速状態から唐突に加速して旋回動作を行なうことを防止することが可能となっている。
(Target split ratio and control split ratio)
Further, the
(モータ駆動処理)
次に、駆動制御CPU60が実行する前記モータ駆動処理について、図7および図8を引用して、具体的に説明する。実施例の駆動制御CPU60は、図7に示すモータ駆動処理を、制御インターバル(2ms)毎に実行する。このモータ駆動処理では、先ず、バーハンドル36の操作に基づいて、左操作信号出力器40および右操作信号出力器42から操作信号が入力されているかを判定する(ステップS11)。ステップS11の判定結果が否定の場合(左操作信号出力器40および右操作信号出力器42の両方から操作信号が入力されていない場合)は、当該モータ駆動処理を終了する。
(Motor drive processing)
Next, the motor drive process executed by the
駆動制御CPU60は、前記ステップS11の判定結果が肯定の場合(左操作信号出力器40および右操作信号出力器42の少なくとも一方からの操作信号が入力されている場合)は、駆動制御RAM64に記憶されている左駆動輪実速度V7および右駆動輪実速度V8を取得して、進行実速度V1および旋回実速度V2を算出する(ステップS12)。また、駆動制御CPU60は、駆動制御RAM64に記憶されている制御分割比P2を読み出す(ステップS13)。そして、駆動制御CPU60は、ステップS12において算出された進行実速度V1および旋回実速度V2と、ステップS13で読み出した制御分割比P2に基づき、図8に示す駆動輪要求速度算出処理を行なって、左駆動輪要求速度V3および右駆動輪要求速度V4を算出する(ステップS14)。ステップS14における駆動輪要求速度算出処理において、左駆動輪要求速度V3および右駆動輪要求速度V4が算出されると、駆動制御CPU60は、左駆動モータ制御基板52に左駆動輪要求速度V3の情報を含む制御信号を送信すると共に、右駆動モータ制御基板54に右駆動輪要求速度V4の情報を含む制御信号を送信して(ステップS15)、当該モータ駆動処理を終了する。
The
そして、左駆動モータ制御基板52は、駆動制御CPU60からの制御信号に基づいて左駆動モータ48を駆動制御して左駆動輪44を所定の回転速度で回転させ、右駆動モータ制御基板54は、駆動制御CPU60からの制御信号に基づいて右駆動モータ50を駆動制御して右駆動輪46を所定の回転速度で回転させる。従って配膳車10は、左駆動輪44および右駆動輪46が所定の回転速度で回転することで、前方直進、後方直進、前方左・右旋回または後方左・右旋回するようになる。
The left drive
(駆動輪要求速度算出処理について)
図7に示すモータ駆動処理のステップS14において実行される駆動輪要求速度算出処理について、図8を引用して説明する。駆動制御CPU60によるモータ駆動処理のステップS12において算出した進行実速度V1および旋回実速度V2に基づき、進行実速度V1の絶対値が、旋回実速度V2の絶対値の2倍以下であるか否かを判定する(ステップS21)。ステップS21の判定結果が否定の場合(進行実速度V1の絶対値が旋回実速度V2の絶対値の2倍以下でない場合)は、当該モータ駆動処理の実行開始時点において、当該配膳車10が信地旋回の動作モードである前方左旋回、後方左旋回、前方右旋回および後方右旋回で移動していないことになり、旋回内側となるピボット軸がないと判定する(ステップS22)。従って、目標分割比P1を「0」に設定して(ステップS23)、後述するステップS34以降を実行した後、前記数式5により左駆動輪要求速度V3を算出すると共に、前記数式6により右駆動輪要求速度V4を算出する(ステップS24)。なお、ステップS34以降の制御内容については、後述する。
(Drive wheel required speed calculation process)
The drive wheel required speed calculation process executed in step S14 of the motor drive process shown in FIG. 7 will be described with reference to FIG. Whether or not the absolute value of the actual traveling speed V1 is less than or equal to twice the absolute value of the actual traveling speed V2 based on the actual traveling speed V1 and the actual turning speed V2 calculated in step S12 of the motor driving process by the
一方、前記ステップS21における判定結果が肯定の場合(進行実速度V1の絶対値が旋回実速度V2の絶対値の2倍以下の場合)は、進行要求速度V5が「0」km/h以上か否かを判定する(ステップS25)。ここで、ステップS25の判定が肯定の場合(進行要求速度V5が「0」km/hの場合)は、当該配膳車10は停止状態にあり、進行要求速度V5が「0」km/h以上(符号が「+」)の場合は、当該配膳車10を前方へ移動させる状態にあり、進行要求速度V5が「0」km/h未満(符号が「−」)の場合は、当該配膳車10を後方へ移動させる状態にあると判定する。
On the other hand, if the determination result in step S21 is affirmative (if the absolute value of the actual traveling speed V1 is less than or equal to twice the absolute value of the actual turning speed V2), is the requested traveling speed V5 equal to or greater than “0” km / h? It is determined whether or not (step S25). Here, when the determination in step S25 is affirmative (when the required travel speed V5 is “0” km / h), the
前記ステップS25の判定結果が肯定の場合(進行要求速度V5の符号が「+」と判定した場合)は、旋回要求速度V6が「0」km/hより小さいか否かを判定する(ステップS26)。ステップS26の判定結果が肯定の場合は、前記ステップS25において進行要求速度V5の符号が「+」と判定されると共に、当該ステップS26において旋回要求速度V6の符号が「−」と判定されたことになるから、図9に示すように、旋回中心(ピボット軸)が左駆動輪44であると判定する(ステップS27)。すなわち配膳車10は、図9に示すように、左駆動輪44を中心として前方左旋回する状態であると判定される。従って、目標分割比P1を「−500」に設定し(ステップS28)、ステップS34以降の処理を実行する。なお、ステップS34以降の処理は、後で説明する。
If the determination result in step S25 is affirmative (when the sign of the required travel speed V5 is determined to be “+”), it is determined whether or not the required turn speed V6 is smaller than “0” km / h (step S26). ). If the determination result in step S26 is affirmative, the sign of the required travel speed V5 is determined to be “+” in step S25, and the sign of the required turn speed V6 is determined to be “−” in step S26. Therefore, as shown in FIG. 9, it is determined that the turning center (pivot shaft) is the left drive wheel 44 (step S27). That is, as shown in FIG. 9, it is determined that the
前記ステップS26の判定結果が否定の場合(旋回要求速度V6の符号「+」と判定した場合)は、ステップS29において、旋回要求速度V6が「0」km/hより大きいか否かを判定する。ステップS29の判定結果が肯定の場合(旋回要求速度V6の符号「+」と判定した場合)は、前記ステップS25において進行要求速度V5の符号が「+」と判定されると共に、当該ステップS29において旋回要求速度V6の符号が「+」と判定されたことになるから、図9に示すように、旋回中心(ピボット軸)が右駆動輪46であると判定する(ステップS30)。すなわち配膳車10は、図9に示すように、右駆動輪46を中心として前方右旋回する状態にある。従って、目標分割比P1を「+500」に設定し(ステップS31)、ステップS34以降の処理を実行する。なお、ステップS34以降の処理は、後で説明する。
If the determination result in step S26 is negative (when the sign of the turn request speed V6 is determined to be “+”), it is determined in step S29 whether the turn request speed V6 is greater than “0” km / h. . If the determination result in step S29 is affirmative (when it is determined that the sign of the turn request speed V6 is “+”), the sign of the required travel speed V5 is determined as “+” in step S25, and in step S29. Since the sign of the required turning speed V6 is determined as “+”, it is determined that the turning center (pivot axis) is the
一方、ステップS29の判定結果が否定の場合は、ステップS25において進行要求速度V5の符号が「+」と判定されると共に、ステップS26およびステップS30の何れもが否定されて旋回要求速度V6が「0」と判定されたことになるから、ピボット軸なしと判定する(ステップS22)。ステップS29が否定の場合、前記ステップS25の判定結果が肯定(進行実速度V1の符号が「+」)であるから、当該配膳車10は、図9に示すように、前方直進する状態に制御されることを意味する。
On the other hand, if the determination result in step S29 is negative, the sign of the required travel speed V5 is determined to be “+” in step S25, and both the step S26 and step S30 are negative, and the required turn speed V6 is “ Therefore, it is determined that there is no pivot axis (step S22). If the determination in step S29 is negative, the determination result in step S25 is affirmative (the sign of the actual traveling speed V1 is “+”). Therefore, as shown in FIG. 9, the
前記ステップS25の判定結果が否定の場合(進行要求速度V5の符号が「−」と判定した場合)は、旋回要求速度V6が「0」km/hより小さいか否かを判定する(ステップS32)。ステップS32の判定結果が肯定の場合(旋回要求速度V6の符号が「−」と判定した場合)は、前記ステップS25において進行要求速度V5の符号が「−」と判定されると共に、該ステップS32において旋回要求速度V6の符号が「−」と判定されたことになるから、図9に示すように、旋回中心(ピボット軸)が左駆動輪44であると判定する(ステップS30)。すなわち配膳車10は、図9に示すように、右駆動輪46を中心として後方右旋回する状態であると判定される。従って、目標分割比P1を「+500」に設定し(ステップS31)、ステップS34以降の処理を実行する。なお、ステップS34以降の処理は、後で説明する。
If the determination result in step S25 is negative (if the sign of the required travel speed V5 is determined to be “−”), it is determined whether or not the required turn speed V6 is smaller than “0” km / h (step S32). ). If the determination result in step S32 is affirmative (if the sign of the turn request speed V6 is determined to be “−”), the sign of the required travel speed V5 is determined to be “−” in step S25, and the step S32 Since the sign of the required turning speed V6 is determined as “−”, it is determined that the turning center (pivot axis) is the
前記ステップS32の判定結果が否定の場合(旋回要求速度V6の符号が「+」と判定した場合)は、ステップS33において、旋回要求速度V6が「0」km/hより大きいか否かを判定する。ステップS33の判定結果が肯定は、前記ステップS25において進行要求速度V5の符号が「−」と判定されると共に、該ステップS33において旋回要求速度V6の符号が「+」と判定されたことになるから、図9に示すように、旋回中心(ピボット軸)が左駆動輪44であると判定する(ステップS27)。すなわち配膳車10は、図9に示すように、左駆動輪44を中心として後方左旋回する状態であると判定される。従って、目標分割比P1を「−500」に設定し(ステップS28)、ステップS34以降の処理を実行する。なお、ステップS34以降の処理は、後で説明する。
If the determination result in step S32 is negative (when the sign of the turn request speed V6 is determined to be “+”), it is determined in step S33 whether the turn request speed V6 is greater than “0” km / h. To do. If the determination result in step S33 is affirmative, the sign of the required travel speed V5 is determined as "-" in step S25, and the sign of the required turn speed V6 is determined as "+" in step S33. From FIG. 9, it is determined that the turning center (pivot shaft) is the left drive wheel 44 (step S27). In other words, as shown in FIG. 9, it is determined that the
一方、ステップS33の判定結果が否定の場合は、ステップS25において進行要求速度V5の符号が「−」と判定されると共に、ステップS32およびステップS33の何れもが否定されて旋回要求速度V6が「0」と判定されたことになるから、ピボット軸なしと判定する(ステップS22)。ステップS33が否定の場合、前記ステップS25の判定結果が否定(進行要求速度V5の符号が「−」)であるから、当該配膳車10は、図9に示すように、後方直進する状態に制御されることを意味する。
On the other hand, if the determination result in step S33 is negative, the sign of the required travel speed V5 is determined as “-” in step S25, and both the step S32 and step S33 are negative, and the required turn speed V6 is “ Therefore, it is determined that there is no pivot axis (step S22). When step S33 is negative, the determination result of step S25 is negative (the sign of the required travel speed V5 is “−”), so that the
(ステップS34以降について)
前記駆動輪要求速度算出処理において、ステップS22において目標分割比P1を「0」と設定する処理の実行後や、ステップS28において目標分割比P1を「−500」と設定する処理の実行後や、ステップS31において目標分割比P1を「+500」と設定する処理の実行後、モータ駆動処理のステップS13において駆動制御RAM64から読み出した制御分割比P2が、当該駆動輪要求速度算出処理において設定された目標分割比P1より小さいか否かを判定する(ステップS34)。ステップS34の判定結果が肯定の場合(制御分割比P2が目標分割比P1より小さい場合)は、該制御分割比P2に1加算して(ステップS35)、更新後の制御分割比P2を駆動制御RAM64に書き込む。そして、ステップS35で、目標分割比P1および更新後の制御分割比P2を使用して、左駆動輪要求速度V3および右駆動輪要求速度V4を各々算出する(ステップS24)。
(About Step S34 and after)
In the drive wheel required speed calculation process, after executing the process of setting the target split ratio P1 to “0” in step S22, after executing the process of setting the target split ratio P1 to “−500” in step S28, After executing the process of setting the target split ratio P1 to “+500” in step S31, the control split ratio P2 read from the
一方、ステップS34の判定結果が否定の場合(制御分割比P2が目標分割比P1以上の場合)は、該制御分割比P2が目標分割比P1より大きいか否かを判定する(ステップS36)。ステップS36の判定結果が肯定の場合(制御分割比P2が目標分割比P1より大きい場合)は、該制御分割比P2から1減算して(ステップS37)、更新後の制御分割比P2を駆動制御RAM64に書き込む。そして、ステップS37で更新後の制御分割比P2を使用して、左駆動輪要求速度V3および右駆動輪要求速度V4を各々算出する(ステップS24)。
On the other hand, when the determination result of step S34 is negative (when the control division ratio P2 is greater than or equal to the target division ratio P1), it is determined whether the control division ratio P2 is greater than the target division ratio P1 (step S36). When the determination result of step S36 is affirmative (when the control division ratio P2 is larger than the target division ratio P1), 1 is subtracted from the control division ratio P2 (step S37), and the updated control division ratio P2 is driven and controlled. Write to
また、ステップS36の判定結果が否定の場合(ステップS34も否定であるから、制御分割比P2=目標分割比P1の場合)は、制御分割比P2を更新せずに、駆動制御RAM64から読み出した制御分割比P2を使用して、左駆動輪要求速度V3および右駆動輪要求速度V4を算出する(ステップS24)。
Further, when the determination result of step S36 is negative (since step S34 is also negative, control division ratio P2 = target division ratio P1), the control division ratio P2 is read from the
ステップS24において、左駆動輪要求速度V3および右駆動輪要求速度V4を算出したら、当該モータ駆動処理におけるステップS13の駆動輪要求速度算出処理が完了する。 When the left drive wheel required speed V3 and the right drive wheel required speed V4 are calculated in step S24, the drive wheel required speed calculation process in step S13 in the motor drive process is completed.
ここで、前記ステップS24における左駆動輪要求速度V3および右駆動輪要求速度V4の算出は、前方右旋回および後方左旋回と、前方左旋回および後方右旋回とで、制御分割比P1および目標分割比P2の採用態様が異なる。すなわち、前方左旋回および後方右旋回においては、旋回内側(ピボット軸)が左駆動輪44であるから、数式5による左駆動輪要求速度V3の算出に際して、分割比Pとして前記目標分割比P1を採用する。また、旋回外側が右駆動輪46であるから、前記数式6による右駆動輪要求速度V4の算出に際して、分割比Pとして前記制御分割比P2を採用する。すなわち、前方右旋回および後方左旋回におけるモータ駆動制御においては、左駆動輪要求速度V3においては常に目標分割比P2が採用されるので、左駆動輪44は停止した状態に保持される。一方、右駆動輪要求速度V4においては、制御インターバル毎に更新されて変化する制御分割比P2が採用されるので、右駆動輪46は、制御分割比P2が目標分割比P1に一致するまで回転が徐々に変化するようになる。これにより、実施例の配膳車10は、前方右旋回および後方左旋回の動作を開始する際に、右駆動輪46が徐々に加速され、動き出しがスムーズな旋回動作が行なわれるようになっている。
Here, the calculation of the left driving wheel required speed V3 and the right driving wheel required speed V4 in the step S24 is based on the control division ratio P1 and the forward right turn and the backward left turn, the forward left turn and the backward right turn. The manner of adopting the target division ratio P2 is different. That is, in the left front turn and the right rear turn, the inside of the turn (pivot shaft) is the
一方、前方右旋回および後方左旋回においては、旋回内側(ピボット軸)が右駆動輪46であるから、数式6による右駆動輪要求速度V4の算出に際して、分割比Pとして前記目標分割比P1を採用する。また、旋回外側が左駆動輪44であるから、前記数式5による左駆動輪要求速度V3の算出に際して、分割比Pとして前記制御分割比P2を採用する。すなわち、前方左旋回および後方右旋回におけるモータ駆動制御においては、右駆動輪要求速度V4においては常に目標分割比P1が採用されるので、右駆動輪46は停止した状態に保持される。一方、左動輪要求速度V4においては、制御インターバル毎に更新されて変化する制御分割比P2が採用されるので、左駆動輪44は、制御分割比P2が目標分割比P1に一致するまで回転が徐々に変化するようになる。これにより、実施例の配膳車10は、前方左旋回および後方右旋回の動作を開始する際に、左駆動輪44が徐々に加速され、動き出しがスムーズな旋回動作が行なわれるようになっている。
On the other hand, in the forward right turn and the backward left turn, the inside of the turn (pivot shaft) is the
すなわち、実施例の配膳車10では、制御インターバル毎に実施されるモータ駆動処理の駆動輪要求速度算出処理において、先ずステップS21において、前方左右旋回または後方左右旋回であるか否かを判定して、判定結果が肯定の場合は、ステップS25において、前方左右旋回か後方左右旋回かを判定する。そして、前方左右旋回の場合には、ステップS29およびステップS29において、前方左旋回か前方右旋回かを判定して、前方右旋回である場合には右駆動輪46がピボット軸となるから、目標分割比を「+500」に設定してステップS24において前記数式6の分割比P2に「+500」を代入して計算すると、右駆動輪要求速度V4=0km/hとなって右駆動輪46が停止した状態とする。また、ステップS24において前記数式5の分割比P2に「+500」を代入して計算すると、左駆動輪要求速度V3=0km/hとならないから左駆動輪44が回転するよう制御される。従って配膳車10は、図9に示すように、右駆動輪46を停止させた状態で左駆動輪44の回転により前方右旋回する。
That is, in the
一方、前方左旋回である場合には、左駆動輪44がピボット軸となるから、目標分割比を「−500」に設定してステップS24において前記数式5の分割比P2に「−500」を代入して計算すると、左駆動輪要求速度V3=0km/hとなって左駆動輪44が停止した状態とする。また、ステップS24において前記数式6の分割比P2に「−500」を代入して計算すると、右駆動輪要求速度V4=0km/hとならないから右駆動輪46が回転するように制御される。従って配膳車10は、図9に示すように、左駆動輪44を停止させた状態で右駆動輪46の回転により前方左旋回する。
On the other hand, in the case of forward left turn, the
また、ステップS25において、後方左右旋回と判定した場合には、ステップS32およびステップS33において、後方左旋回か後方右旋回かを判定する。後方右旋回である場合には、左駆動輪44がピボット軸となるから、目標分割比を「−500」に設定してステップS24において前記数式5の分割比P2に「−500」を代入して計算すると、左駆動輪要求速度V3=0km/hとなって左駆動輪44が停止した状態とする。また、ステップS24において前記数式6の分割比P2に「−500」を代入して計算すると、右駆動輪要求速度V4=0km/hとならないから右駆動輪46が回転するよう制御される。従って配膳車10は、図9に示すように、左駆動輪44を停止させた状態で右駆動輪46の回転により後方右旋回する。
If it is determined in step S25 that the vehicle is turning left and right, it is determined in step S32 and step S33 whether the vehicle is turning backward left or turning right. In the case of a rightward turn, the
一方、後方左旋回である場合には、右駆動輪46がピボット軸となるから、目標分割比を「+500」に設定してステップS24において前記数式6の分割比P2に「+500」を代入して計算すると、右駆動輪要求速度V4=0km/hとなって右駆動輪46が停止した状態とする。また、ステップS24において前記数式5の分割比P2に「+500」を代入して計算すると、左駆動輪要求速度V3=0km/hとならないから左駆動輪44が回転するように制御される。従って配膳車10は、図9に示すように、右駆動輪46を停止させた状態で左駆動輪44の回転により後方左旋回する。
On the other hand, when the vehicle is turning leftward, the
従って、実施例の配膳車10では、前記数式5および数式6において分割比P(目標分割比Pおよび制御分割比P2)を採用して左駆動輪要求速度V3および右駆動輪要求速度V4を算出するようにしたので、左駆動輪44が旋回内側となる前方右旋回時および後方左旋回時には左駆動輪要求速度V3を「0」とすると共に、右駆動輪46が旋回内側となる前方左旋回時および後方右旋回時には右駆動輪要求速度V4を「0」とする。従って、左駆動輪44および右駆動輪46のうちの旋回外側となる駆動輪が、旋回外側となる駆動輪に対して逆回転することがなく、旋回外側となる駆動輪だけで旋回を行なうようになる。これにより、実施例の配膳車10をカーペット敷の通路等で使用する場合には、左駆動輪44および右駆動輪46とカーペットとの間の摩擦による該カーペットの捩れ、剥がれおよびずれ等が発生することを防止し得る。また、実施例の配膳車10をコンクリートやフローリング等の通路で使用する場合に、該通路の表面に走行痕を付き難くすることもできる。
Therefore, in the
また、実施例の配膳車10は、左駆動輪44および右駆動輪46に負荷がかかり易い超信地旋回の動作モードにならないので、左駆動モータ48および右駆動モータ50の負荷を軽減することができ、該左右の駆動モータ48,50や該駆動モータ48,50に電気を供給するバッテリー24に過大な負荷がかかるのを防止することができ、該駆動モータ48,50やバッテリー24の小型化を図り得る。これにより、配膳車10の小型化および軽量化を図り得る。
In addition, since the
また、実施例の配膳車10では、左駆動輪44および右駆動輪46において旋回外側となる駆動輪の駆動輪要求速度V3,V4を算出する際に、2msの制御インターバル毎に実行されるモータ駆動処理において目標分割比P1に漸近するよう更新される制御分割比P2を分割比Pとして採用するようになっているので、旋回外側の駆動輪44,46の駆動輪要求速度V3,V4を徐々に変化させることができる。従って、バーハンドル36が急激に操作された場合に、旋回外側となる駆動輪44,46用の駆動モータ48,50が急加速したり急減速することがなく、旋回動開始時においては徐々に旋回速度が大きくなるように動き始めると共に、旋回終了時においては徐々に旋回速度が小さくなるように停止する。これにより、実施例の配膳車10は、スムーズな旋回動作を行なうことができると共に、旋回開始時および旋回終了時に衝撃が発生するのを抑えることができ、本体10の収納室28内に載置された食器トレー31がずれたり、食器トレー31上の食品が零れる等の不都合が発生することを防止し得る。
Further, in the
(変更例)
本発明に係る電動式移動車としては、実施例のものに限られるものではなく、種々の変更が可能である。
(1)電動式移動車は、実施例で例示した配膳車に限らず、独立して制御される一対の駆動輪を備えたものが対象とされる。
(2)分割比における目標分割比は、実施例の「+500」または「−500」に限らず、制御インターバル等に基づいて適宜変更してもよい。
(3)左駆動モータおよび右駆動モータは、サーボモータに限らず、回転速度や回転方向の回転角度を制御可能なステッピングモータ等であってもよい。
(Example of change)
The electric mobile vehicle according to the present invention is not limited to the embodiment, and various modifications can be made.
(1) The electric mobile vehicle is not limited to the layout vehicle illustrated in the embodiment, but is intended to include a pair of drive wheels that are controlled independently.
(2) The target division ratio in the division ratio is not limited to “+500” or “−500” in the embodiment, and may be appropriately changed based on a control interval or the like.
(3) The left drive motor and the right drive motor are not limited to servo motors, and may be stepping motors or the like that can control the rotation speed and the rotation angle in the rotation direction.
12 本体,22 駆動制御装置(駆動制御手段),36 バーハンドル(操作手段)
48 左駆動モータ(駆動手段),44 左駆動輪(第1駆動輪)
46 右駆動輪(第2駆動輪),50 右駆動モータ(駆動手段),P 分割比
V1 進行実速度,V2 旋回実速度,V3 第1駆動輪要求速度
V4 第2駆動輪要求速度,V5 進行要求速度,V6 旋回要求速度
12 body, 22 drive control device (drive control means), 36 bar handle (operation means)
48 Left drive motor (drive means), 44 Left drive wheel (first drive wheel)
46 Right drive wheel (second drive wheel), 50 Right drive motor (drive means), P Division ratio V1 Actual travel speed, V2 Actual swing speed, V3 First drive wheel required speed V4 Second drive wheel required speed, V5 Progress Required speed, V6 Turn required speed
Claims (2)
前記駆動制御手段(22)は、入力された操作信号に基づいて、前記本体(12)の前後方向の進行要求速度(V5)および左右方向の旋回要求速度(V6)を算出し、前記進行要求速度(V5)および旋回要求速度(V6)に基づいて、前記第1駆動輪(44)に要求される第1駆動輪要求速度(V3)および前記第2駆動輪(46)に要求される第2駆動輪要求速度(V4)を、制御されたインターバルで演算し、
前記駆動制御手段(22)は、前方または後方の左右旋回に際し、旋回内側となる一方の前記第1駆動輪(44)または第2駆動輪(46)が、旋回外側となる他方の第2駆動輪(46)または第1駆動輪(44)に対し逆方向へ回転しないように、当該旋回内側となる一方の駆動輪(44,46)の駆動輪要求速度(V3,V4)を0にして停止させ、
前記駆動制御手段(22)は、算出された前記進行要求速度(V5)および旋回要求速度(V6)に基づき、次の数式5により前記第1駆動輪要求速度(V3)を算出すると共に、数式6により前記第2駆動輪要求速度(V4)を算出するよう構成された
ことを特徴とする電動式移動車。
The drive control means (22) calculates a required travel speed (V5) in the front-rear direction and a required turn speed (V6) in the left-right direction of the main body (12) based on the input operation signal, and Based on the speed (V5) and the required turning speed (V6), the first required driving wheel speed (V3) required for the first driving wheel (44) and the second required driving wheel (46). Calculate the two-wheel drive speed (V4) at a controlled interval,
The drive control means (22) is configured so that when the vehicle is turned left or right forward or rearward, the first drive wheel (44) or the second drive wheel (46) on the inside of the turn is the other second drive on the outside of the turn. The drive wheel required speed (V3, V4) of one drive wheel (44, 46) on the inside of the turn is set to 0 so that it does not rotate in the reverse direction with respect to the wheel (46) or the first drive wheel (44). Stop ,
The drive control means (22) calculates the first drive wheel required speed (V3) by the following formula 5 based on the calculated required travel speed (V5) and the required turn speed (V6), An electric mobile vehicle configured to calculate the second drive wheel required speed (V4) according to 6 .
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