JP7078349B2 - 電動走行台車 - Google Patents
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Description
請求項3に記載の電動走行台車は、請求項1又は2に記載の電動走行台車において、前記走行制御手段は、前記相互間距離が前記所定距離よりも大きい場合において、前記追尾対象物が停止している場合には、当該電動走行台車を前記第1の方向に移動させて前記相互間距離を縮め、前記相互間距離が前記所定距離と一致した時点で当該電動走行台車を停止させ、前記追尾対象物が当該電動走行台車から遠ざかる方向に移動している場合には、当該電動走行台車を前記追尾対象物よりも速い速度で前記第1の方向に移動させて前記相互間距離を縮め、前記相互間距離が前記所定距離と一致した時点で当該電動走行台車の移動速度を前記追尾対象物の移動速度と一致させ、前記追尾対象物が当該電動走行台車に近付く方向に移動している場合には、当該電動走行台車を前記追尾対象物よりも遅い速度で前記第2の方向に移動させて前記相互間距離を縮め、前記相互間距離が前記所定距離と一致した時点で当該電動走行台車の移動速度を前記追尾対象物の移動速度と一致させる。
また、追尾対象物と電動走行台車との距離が一定となるように電動走行台車の走行を制御するので、電動走行台車が追尾対象物に接触してしまう可能性を低減できる。
また、非追尾モードで障害物検知手段を非稼働状態とできるので、例えば狭い場所のように電動走行台車の進行方向前方の壁などを障害物として検知し易い環境において、障害物を検知する度に障害物検知手段が作動して電動走行台車が停止してしまうことによる煩わしさを解消できる。
まず、実施の形態の基本的概念について説明する。本実施の形態は、物を運搬可能な電動走行台車(以下、単に「台車」)に関する。ここで、台車による運搬対象となる「物」とは、以下では建設現場において使用される「資材」である場合について説明するが、これに限らず任意の物を含み得る。また、「物」の形状や大きさは任意で、例えば台車の積載面からはみ出す長さの長尺部材などでも構わないし、ヒト等の生物でも構わない。また、「運搬」とは、以下では台車の積載面に物を載せて運搬することを示すが、これに限らず、例えば台車で物を牽引して運搬することも含み得る。
次に、実施の形態の具体的内容について説明する。
図1は、本実施の形態に係る台車1を示す平面図、図2は、台車1を示す左側面図、図3は、台車1を示す正面図、図4は、台車1を示す背面図、図5は、台車1の電気的構成を機能概念的に示すブロック図である。これらの図1から図5に示すように、台車1は、概略的に、本体部2、前輪3、後輪4、駆動装置5、電磁ブレーキ6、接触センサ7、バー8、コントローラ9、レーザーセンサ10、電源スイッチ11、制御部12、データ記録部13、リレー制御部14、及びモータコントローラ15を備えている。ここで、以下では、必要に応じて、図1から図4における+X-X方向を「幅方向」と称し、特に+X方向を「右方向」、-X方向を「左方向」と称する。また、+Y-Y方向を「奥行き方向」と称し、特に+Y方向を「前方向」、-Y方向を「後方向」と称する。また、+Z-Z方向を「高さ方向」と称し、特に+Z方向を「上方向」、-Z方向を「下方向」と称する。また、本体部2の中心に近づく方を「内側」、本体部2の中心から遠ざかる方を「外側」と称して説明する。
本体部2は、台車1を構成する各部が搭載される部分であり、本実施の形態では略直方体形状の箱型の筐体であるが、このような形状に限らず任意の形状(例えば平面視が円形、楕円形、正方形の形状など)を適用できる。ここで、この本体部2は、積載面(本体部2の上面)が平らになっており、この積載面に運搬物(本実施の形態では、資材)を積載できる。
前輪3は、車体の前方に設けられた車輪であって、本実施の形態では本体部2の右方と左方の2か所に取り付けられている。この前輪3は、モータに接続されていない自在輪であり、例えば公知のキャスターを用いることができる。なお、前輪3や後輪4の数や配置は任意で、図示のものに限定されない。
後輪4は、車体の後方に設けられた車輪であって、本実施の形態では本体部2の右方と左方の2か所に取り付けられている。この2つの後輪4は、モータを有する駆動装置5にそれぞれ接続されている駆動輪であり、モータによってそれぞれ別個に正転及び反転可能となっている。
駆動装置5は、後輪4を駆動させるための駆動手段である。この駆動装置5は、2つの後輪4の回転軸のそれぞれに対して1つずつ取り付けられており、概略的には公知のモータとギアボックスを備え、回転軸をモータで回動させることで台車1の前進、後退、回転(平面視において時計回り、及び反時計回り)を可能としている。なお、本実施の形態ではこのように後輪二輪駆動であるが、前輪3にも駆動装置5を取り付けて四輪駆動としてもよい。なお、本実施の形態の駆動装置5には、台車1の積載面の安定を維持するための段差追従機構(図示省略)が設けられている。この段差追従機構の具体的な態様は任意であるが、例えば本実施の形態では、駆動装置5自体が本体部2に対して傾斜自在となっており、このことにより駆動装置5に接続される後輪4が上下動可能となっている。そして、台車1のいずれかの車輪が傾斜面に乗り上げた際に、後輪4の両輪の接地を可能とし、前輪3と合わせて少なくとも3輪接地を可能とすることで本体部2の安定を確保する公知の機構が採用されている。
電磁ブレーキ6は、台車1の電源がオフの際に台車1を制止させる制止手段である。この電磁ブレーキ6は、図示のように台車1の駆動装置5に設けられており、台車1の電源がオフになった際に稼働して後輪4の回転を抑止する公知の電磁ブレーキ6である。なお、この電磁ブレーキ6には電磁ブレーキ解放レバー6aが設けられており、台車1の電源がオフで電磁ブレーキ6が作動している際にこの電磁ブレーキ解放レバー6aを作業員が操作することで電磁ブレーキ6を解放できる。このように台車1の電源がオフで電磁ブレーキ6が解放された状態では、電動操作されない通常の台車として利用することが可能となる。
接触センサ7は、台車1と物との接触を検出した場合に台車1を一時停止させる接触検出手段である。本実施の形態の接触センサ7は、台車1の本体部2の前端部と後端部のバンパーに取り付けられた公知のリミットスイッチであり、バンパーが物に接触した際にバンパーにより押圧されて接触信号を制御部12に送信して、制御部12がこの接触信号を受信すると台車1の電源をオフにして電磁ブレーキ6が作動し台車1が停止する。なお、本実施の形態では接触センサ7としてリミットスイッチの如き接触式検出方式の装置を設けたが、外部磁界の変化を検出して台車1に近接する物体を検出する誘電形近接センサの如き非接触式検出方式の装置を用いてもよい。
バー8は、本体部2の積載面に積載した資材が積載面から落下してしまうことを防止する落下防止手段である。このようにバー8を設けることで、例えば台車1の走行時の揺れにより資材が積載面を滑った際であっても、資材がバー8に当接するので資材の落下を防止できる。なお、より多くのバー8を設けることで落下防止の性能がより向上する。また、バー8は、コントローラ9が取り付けられるコントローラ被取り付け手段である。すなわち、上述した電動アシストモードでは作業員がコントローラ9を操作して台車1を動かすので、作業員にとってコントローラ9を操作し易い高さ(例えば作業員の腰の高さ)にコントローラ9が位置することが好ましい。そこで、このバー8の途中にコントローラ9を取り付けることで、バー8を好ましい高さに配置できる。なお、コントローラ9は例えばボルト等でバー8に固定されており、バー8の任意の高さに位置を調節できるようになっている。なお、コントローラ9をバー8から取り外して遠隔操作する際には、このバー8は台車1から取り外しても構わないし、上記バー差込穴2aを本体部2に設けなくても構わない。
コントローラ9は、作業員から台車1の操作を受け付ける操作手段である。このコントローラ9は、バー8に対して、取り外し可能かつ、取り付け高さを調節可能に取り付けられている。ここで、以下では、コントローラ9は図示のようにバー8に取り付けられている場合について説明するが、バー8から取り外して無線で台車1を操作してもよい。なお、このような無線通信により台車1を動かす方法については公知であるため、詳細な説明を省略する。
レーザーセンサ10は、追尾対象物を検知可能な検知手段である。このレーザーセンサ10は、本実施の形態では、図示のように台車1の前端部における本体部2の下面に取り付けられている。このレーザーセンサ10は、投光部と受光部(いずれも図示省略)を備え、投光部によりレーザ光線を投光し、その反射光を受光部にて受光し、受光した反射光を光電変換して解析することで反射光の量を求め、このように求めた反射光の量に基づいて、台車1の前方のレーザ光線が届く領域(以下、前方領域)に存在する物体の、台車1までの距離、サイズ、移動方向、移動速度、及び位置等を特定する公知の光電センサである。なお、この特定の具体的な方法は公知であるため詳細な説明を省略する。例えば、上記移動方向は、レーザ光線を複数回(例えば2回)投射し、各投射での物体の位置の差異に基づいて特定してもよい。なお、前方領域の具体的な範囲は任意で、使用するレーザーセンサ10により異なるが、例えば本実施の形態では図1に示すように、奥行き方向の軸を基準として左右に略90°ずつ(計180°)の範囲である。また、レーザーセンサ10は、台車1の進行方向前方の障害物を検知した場合に、当該台車1を一時停止させるための障害物検知手段である。このように障害物を検知する具体的な方法は後述する。
電源スイッチ11は、台車1の電源のオンオフを切り替えるスイッチである。このように、本実施の形態では、コントローラ9の電源ボタンに加えて台車1の本体部2に電源スイッチ11を備えることで、コントローラ9の操作によらず電源のオンオフを切り替えることができる。また、台車1を使用しない場合には電源オフとしておくことで、待機電力を抑えてバッテリ2cの消費を抑えることができる。
制御部12は、台車1を制御する制御手段であり、具体的には、CPU、当該CPU上で解釈実行される各種のプログラム(OSなどの基本制御プログラムや、OS上で起動され特定機能を実現するアプリケーションプログラムを含む)、及びプログラムや各種のデータを格納するためのRAMの如き内部メモリ(データ記録部13)を備えて構成されるコンピュータである。特に、台車1を走行させるための各種のプログラムは、任意の記録媒体又はネットワークを介して台車1にインストールされることで、制御部12の各部を実質的に構成する。
データ記録部13は、台車1の動作に必要なプログラム及び各種のデータを記録する記録手段であり、例えばRAMの如き内部メモリである。ただし、このような内部メモリに限らず、内部メモリに代えてあるいは内部メモリと共に、外部記録装置としてのハードディスクや、磁気ディスクの如き磁気的記録媒体、又はDVDやブルーレイディスクの如き光学的記録媒体を含む、その他の任意の記録媒体を用いることができる。
リレー制御部14は、電気信号を受けてリレー制御する公知の制御盤の如きリレー制御手段である。このリレー制御部14は、例えば台車1の接触センサ7が作動した際や、電源スイッチ11が操作された際に電気信号を受けて図示しないスイッチを公知の方法で切り替えて、制御部12の電源をオフにする。
モータコントローラ15は、駆動装置5に設けられたモータを制御することにより、台車1を走行させるためのモータ制御手段である。このようなモータコントローラ15による制御の方法は公知であるため詳細な説明は省略する。
続いて、本実施の形態に係る台車1にて実行される処理について説明する。なお、以下の各処理の説明において、制御主体を特記しない処理については、台車1の制御部12にて実行されるものとし、情報の取得元や取得経路を特記しない場合については、公知のタイミング及び公知の方法にて、台車1のデータ記録部13に予め格納されているものとする。また、ステップを「S」と略記する。
まずは、電動アシストモード制御処理について説明する。この電動アシストモード制御処理は、概略的に、電動アシストモードにおいて作業員のコントローラ9の操作に基づいて台車1の走行を制御する処理である。この電動アシストモード制御処理を実行するタイミングは任意であるが、実施の形態では、台車1の電源がオンであり、かつ、追尾モードテーブル13aにフラグ「0」が格納されている場合に起動されるものとする。まずこの電動アシストモード制御処理では、制御部12は、作業員からコントローラ9の操作を受け付けて、コントローラ9のジョイスティックを倒す量や倒す方向に基づいて、台車1の駆動装置5を制御して後輪4を動かすことにより、台車1の回転や前後移動を行う。したがって、重いものを台車1に乗せた際にでもジョイスティックを操作する僅かな力で台車1の走行を制御でき、労力を削減できる。なお、このようなコントローラ9を用いた車輪の制御の具体的な方法については公知であるため、詳細な説明を省略する。
続いて、追尾モード制御処理について説明する。この追尾モード制御処理は、概略的に、追尾モードにおいて追尾対象物を追尾するための処理である。ここで、図6は、追尾モード制御処理実行中の台車1及びその周辺を示す平面図である。この図6に示すように、以下では、作業員Aを台車1aが追尾し、台車1aを台車1bが追尾し、台車1bを台車1cが追尾する場合について説明する。このように、複数の台車1を並列して自動追尾させることで、より多くの資材を運搬できる。なお、各台車1によって実行される追尾モード制御処理の具体的な内容については同一であるため、以下では台車1bにて実行される追尾モード制御処理のみについて説明し、他の台車1a及び台車1cにて実行される追尾モード制御処理については説明を省略する。なお、これらの台車1a、台車1b、台車1cを相互に区別する必要のない場合には、単に「台車」1と称して説明する。
このように、本実施の形態の台車1によれば、レーザーセンサ10が稼働状態となった際に、当該レーザーセンサ10にて検知されたものを追尾対象物として追尾するので、発信器の取り付けや追尾対象物の登録といった面倒な操作を行う必要なく、極めて容易に追尾対象物の追尾が可能となる。
以上、本発明に係る実施の形態について説明したが、本発明の具体的な構成及び手段は、特許請求の範囲に記載した各発明の技術的思想の範囲内において、任意に改変及び改良することができる。以下、このような変形例について説明する。
まず、発明が解決しようとする課題や発明の効果は、上述の内容に限定されるものではなく、発明の実施環境や構成の細部に応じて異なる可能性があり、上述した課題の一部のみを解決したり、上述した効果の一部のみを奏することがある。
発明の詳細な説明や図面で説明した台車の各部の寸法、形状、材料、比率等は、あくまで例示であり、その他の任意の寸法、形状、材料、比率等とすることができる。
本実施の形態では、検知手段としてレーザーセンサ10を用いたが、追尾対象物を検知可能である限り他の検知手段を用いて構わない。例えば検知手段として、超音波センサや温感センサ等を用いてもよい。また、検知手段としてカメラの如き撮影手段を用いて、撮影された画像を高次局所自己相関特徴抽出法等の公知の方法を用いて追尾対象物を特定してもよい。
本実施の形態では、追尾モードと電動アシストモードを相互に切り替え可能としたが、これに限らず、少なくとも追尾モードを備えれば構わず、電動アシストモードは省略しても構わない。電動アシストモードを省略する場合にはコントローラ9を設けなくても構わない。また、本実施の形態では、障害物センサオンモードと障害物センサオフモードを切り替え可能としたが、これに限らず、いずれか一つのモードのみを備えてもよいし、レーザーセンサ10の障害物検知機能を省略しても構わない。また、本実施の形態では、接触センサオンモードと接触センサオフモードを切り替え可能としたが、これに限らず、いずれか一つのモードのみを備えてもよいし、接触センサ7を省略しても構わない。
本実施の形態では、台車1の接触センサ7が作動した際には台車1の電源をオフとしたが、これに限らず、単に台車1を停止させるだけでも構わない。また、台車1の進行方向前方を横切る障害物が存在すると判定してから所定時間経過後に台車1の電源をオフにしたが、所定時間経過しても電源をオンのままとしてもよい。
本実施の形態に係る走行制御処理では、台車1が障害物を検知した場合には一時停止したが、これに限らず、例えば左右に回転して障害物を回避するルートを走行するようにしても構わない。
本実施の形態に係る台車1に、周囲(例えば台車1の進行方向前方)を照らすライトの如き照明手段を設けても構わない。このように照明手段を設けることで、暗い場所でも安全に台車1で荷物を運ぶことができ、また台車1から光を発するので台車1の位置が分かりやすくなる。
付記1の電動走行台車は、物を運搬可能な電動走行台車であって、追尾対象物を検知可能な検知手段と、前記検知手段が稼働状態となった際に、当該検知手段にて検知されたものを追尾対象物として特定する特定手段と、前記特定手段にて特定された前記追尾対象物を自動追尾するように、当該電動走行台車の走行を制御する走行制御手段と、を備える。
付記1に記載の電動走行台車によれば、検知手段が稼働状態となった際に、当該検知手段にて検知されたものを追尾対象物として追尾するので、発信器の取り付けや追尾対象物の登録といった面倒な操作を行う必要なく、極めて容易に追尾対象物の追尾が可能となる。
2 本体部
2a バー差込穴
2b フォーク差込口
2c バッテリ
3 前輪
4 後輪
5 駆動装置
6 電磁ブレーキ
6a 電磁ブレーキ解放レバー
7 接触センサ
8 バー
9 コントローラ
10 レーザーセンサ
11 電源スイッチ
12 制御部
12a 特定部
12b 走行制御部
13 データ記録部
13a 追尾モードテーブル
13b 障害物センサモードテーブル
14 リレー制御部
15 モータコントローラ
A、B 作業員
Claims (5)
- 物を運搬可能な電動走行台車であって、
追尾対象物を検知可能な検知手段と、
前記検知手段が稼働状態となった際に、当該検知手段にて検知されたものを追尾対象物として特定する特定手段と、
前記特定手段にて特定された前記追尾対象物を自動追尾するように、当該電動走行台車の走行を制御する走行制御手段と、
当該電動走行台車の進行方向前方の障害物を検知した場合に、当該電動走行台車を一時停止させるための障害物検知手段と、
操作者から電動走行台車の操作を受け付ける操作手段と、
当該電動走行台車と物との接触を検出した場合に、当該電動走行台車を一時停止させる接触検出手段と、を備え、
前記走行制御手段は、
前記特定手段にて特定された前記追尾対象物と、当該電動走行台車との距離が一定となるように、当該電動走行台車の走行を制御し、
当該電動走行台車と前記追尾対象物との相互間距離を特定して、当該特定した前記相互間距離が所定距離であるか否かを判定し、
前記相互間距離が前記所定距離でない場合には、前記相互間距離が前記所定距離になるまで当該電動走行台車を前記追尾対象物に向かう第1の方向又はその逆方向である第2の方向に移動させ、
前記追尾対象物を自動追尾する追尾モードと、前記追尾対象物を自動追尾せず、前記操作手段により前記操作者から直接受け付けた操作に基づいて当該電動走行台車を走行させる非追尾モードと、前記接触検出手段が稼働状態となっている接触センサオンモードと、前記接触検出手段が非稼働状態となっている接触センサオフモードと、を切り替え可能であり、
前記追尾モードでは、前記障害物検知手段が稼働状態に設定され、
前記非追尾モードでは、前記障害物検知手段が稼働状態又は非稼働状態のいずれかに前記操作手段を介して前記操作者によって選択的に設定され、
前記接触センサオンモード及び前記接触センサオフモードでは、前記操作手段を介して前記操作者によって選択的に設定された前記接触センサオンモード又は前記接触センサオフモードが、前記追尾モード又は前記非追尾モードのいずれかと並行して実行される、
電動走行台車。 - 前記走行制御手段は、
前記相互間距離が前記所定距離よりも小さい場合において、
前記追尾対象物が停止している場合には、当該電動走行台車を前記第2の方向に移動させて前記相互間距離を広げ、前記相互間距離が前記所定距離と一致した時点で当該電動走行台車を停止させ、
前記追尾対象物が当該電動走行台車から遠ざかる方向に移動している場合には、当該電動走行台車を前記追尾対象物よりも遅い速度で前記第1の方向に移動させて前記相互間距離を広げ、前記相互間距離が前記所定距離と一致した時点で当該電動走行台車の移動速度を前記追尾対象物の移動速度と一致させ、
前記追尾対象物が当該電動走行台車に近付く方向に移動している場合には、当該電動走行台車を前記追尾対象物よりも速い速度で前記第2の方向に移動させて前記相互間距離を広げ、前記相互間距離が前記所定距離と一致した時点で当該電動走行台車の移動速度を前記追尾対象物の移動速度と一致させる、
請求項1に記載の電動走行台車。 - 前記走行制御手段は、
前記相互間距離が前記所定距離よりも大きい場合において、
前記追尾対象物が停止している場合には、当該電動走行台車を前記第1の方向に移動させて前記相互間距離を縮め、前記相互間距離が前記所定距離と一致した時点で当該電動走行台車を停止させ、
前記追尾対象物が当該電動走行台車から遠ざかる方向に移動している場合には、当該電動走行台車を前記追尾対象物よりも速い速度で前記第1の方向に移動させて前記相互間距離を縮め、前記相互間距離が前記所定距離と一致した時点で当該電動走行台車の移動速度を前記追尾対象物の移動速度と一致させ、
前記追尾対象物が当該電動走行台車に近付く方向に移動している場合には、当該電動走行台車を前記追尾対象物よりも遅い速度で前記第2の方向に移動させて前記相互間距離を縮め、前記相互間距離が前記所定距離と一致した時点で当該電動走行台車の移動速度を前記追尾対象物の移動速度と一致させる、
請求項1又は2に記載の電動走行台車。 - 前記走行制御手段は、前記特定手段にて特定された追尾対象物が、前記検知手段にて検知されている状態であるか検知されていない状態であるかを判定し、検知されていない状態であると判定した場合、当該電動走行台車を一時停止させる、
請求項1から3のいずれか一項に記載の電動走行台車。 - 前記走行制御手段は、前記特定手段にて特定された追尾対象物が、前記検知手段にて検知されていない状態であると判定してから所定時間経過後に、当該状態が解消されているか否かを判定し、解消されていない場合、当該電動走行台車の電源をオフにする、
請求項4に記載の電動走行台車。
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