JP7196651B2 - 全方向移動台車 - Google Patents

Description

本発明は、全方向移動台車に関する。

従来、自動化された倉庫等において物品を搬送するための自律走行型台車が用いられており、搬送作業等の自動化が図られている。自律走行型台車として種々のものが開発されており、電動モータで駆動される全方向移動車輪を用いた自律走行型台車も開発されている。全方向移動車輪としてのオムニホイール（登録商標）は、駆動軸線回りに回転する駆動軸に連結された車輪と、接地されている車輪が駆動軸線方向に移動可能となるように車輪の外周に沿って設けられた複数の回転ローラと、を有している。

走行面には回転ローラが接地しており、駆動軸によって車輪が回転すると回転ローラが走行面に順次接地して駆動力が伝達される。また、車輪が駆動軸の軸方向に移動するときは、走行面に対して接地している回転ローラが自由に回転して駆動軸の軸方向の移動を許容するものである。

一般的に、電動モータを回転させるために必要な最低の電流を回転最低電流ＬＭＣとすると、電動モータは、この回転最低電流ＬＭＣより大きい電流が供給されると回転を開始し、供給された電流に比例して回転数が大きくなる（図２０参照）。例えば、回転最低電流ＬＭＣは、一定の値ではなく、電動モータの特性、走行させる自律走行型台車の機台等の重量、電動モータが駆動する全方向移動車輪の径等に依存する。

ここで、特許文献１には、バッテリと、モータ（電動モータに相当）と、バッテリの残量を検出する残量検出手段（バッテリ状態検出手段に相当）と、を有する印刷物配送装置が記載されている。特許文献１に記載の印刷物配送装置は、印刷物の配送中において、残量検出手段によりバッテリの残量（Ａｈ）の低下を検出すると、モータの目標回転速度（回転数）を下げて、消費電流（Ａ）を低下させバッテリを節約することで、印刷物配送装置の稼働時間を延長させることができる。

また、特許文献２には、４個の全方向移動用車輪（全方向移動車輪に相当）と、４個のモータ（電動モータに相当）と、台車部と、を有する４輪式の自走式搬送台車（全方向移動台車に相当）が記載されている。

特開２０１７－１９２６５号公報 特開２００８－１５５６５２号公報

特許文献２に記載の４個のモータを有する自走式搬送台車において、バッテリの残量（Ａｈ）が低下した場合に、特許文献１に記載の印刷物配送装置のように、４個のモータのそれぞれの回転数を下げバッテリを節約すれば、モータの稼働時間を少し延長させることができる、と思われる。

しかし、例えば、自走式搬送台車において、４個のモータのそれぞれの回転最低電流ＬＭＣが１００ｍＡの場合、バッテリの供給可能な電流（供給可能電流）が４００ｍＡまで低下すると、４００ｍＡの供給可能電流を４個のモータのそれぞれに均等に１００ｍＡずつ振り分けると、どのモータも回転できず、自走式搬送台車は稼働を停止する。つまり、上記の例では、４個全てのモータを同時に使用した場合、モータの回転数を下げても、バッテリからの供給可能電流が４００ｍＡ以下になると、自走式搬送台車を稼働させることができない。

しかし、例えば、同時に使用するモータ数を２個に制限すると、供給可能電流が４００ｍＡであっても、２個のモータのそれぞれには２００ｍＡの電流を供給できるため、２個のモータのそれぞれを同時に回転させることができ、自走式搬送台車を稼働させることができ、稼働時間を延長させることができる。

本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、モータユニット（電動モータ、ドライバ回路）を備えた全方向移動台車において、バッテリの供給可能な電流に応じて駆動させるモータユニットの数を制限し、モータユニットで消費される全消費電流を減らして、稼働可能な時間をより延長させることができる、全方向移動台車を提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、第１の発明は、台車部と、前記台車部の下部に設けられた少なくとも３個の全方向移動車輪と、それぞれの前記全方向移動車輪を駆動するそれぞれのモータユニットと、それぞれの前記モータユニットに駆動電流を供給するバッテリと、それぞれの前記モータユニットの制御量を求め、求めた前記制御量に基づいてそれぞれの前記モータユニットを制御する制御装置と、を有する、全方向移動台車であって、それぞれの前記全方向移動車輪は、駆動軸線回りに回転する駆動軸に連結された車輪と、接地されている前記車輪が前記駆動軸線方向に移動可能となるように前記車輪の外周に沿って設けられた複数の回転ローラと、を有しており、それぞれの前記モータユニットは、前記駆動軸を回転させる電動モータと、前記電動モータへ供給する電流を制御するドライバ回路と、を有しており、前記制御装置は、前記バッテリから前記モータユニットへ供給可能な電流である供給可能電流を取得し、それぞれの前記モータユニットに対応する制御量に基づいて、それぞれの前記モータユニットにて消費される電流であるそれぞれのユニット消費電流を予測し、予測したそれぞれの前記ユニット消費電流の和である全消費電流を予測し、前記供給可能電流が、予測した前記全消費電流以下である場合、同時に使用する前記モータユニットの数を制限するバッテリ節約制御を行う、全方向移動台車である。

第２の発明は、上記第１の発明に係る全方向移動台車であって、前記バッテリの前記供給可能電流を検出するバッテリ状態検出手段を備え、前記制御装置は、前記バッテリ状態検出手段から前記供給可能電流を取得する、全方向移動台車である。

第３の発明は、上記第１又は第２の発明に係る全方向移動台車であって、前記制御装置は、前記バッテリ節約制御を行って前記モータユニットの数を２つに制限する場合、前記駆動軸線が互いに交差する２つの前記全方向移動車輪を選定し、選定した２つの前記全方向移動車輪を駆動する２つの前記モータユニットを制御する、全方向移動台車である。

第４の発明は、上記第１又は第２の発明に係る全方向移動台車であって、前記制御装置は、前記バッテリ節約制御を行って前記モータユニットの数を２つに制限する場合、前記駆動軸線が互いに平行となる２つの前記全方向移動車輪を選定し、選定した２つの前記全方向移動車輪を駆動する２つの前記モータユニットを制御する、全方向移動台車である。

第５の発明は、上記第１の発明～第４の発明のいずれか１つに係る全方向移動台車であって、警報装置を有し、前記制御装置は、前記バッテリ節約制御を行って数を制限した前記モータユニットにて予測した前記全消費電流が前記供給可能電流以上であると判定した場合、前記警報装置を用いて警報を出力する、全方向移動台車である。

第６の発明は、上記第１の発明～第５の発明のいずれか１つに係る全方向移動台車であって、前記全方向移動台車は、所定の使用場所にて使用され、前記使用場所内には、前記バッテリを充電可能な充電場所が設けられており、前記制御装置は、前記使用場所内において指定された目的地に向かって前記モータユニットを制御しており、前記制御装置は、記憶手段と、前記使用場所内における前記全方向移動台車の位置を検出可能な位置検出手段と、を有しており、前記記憶手段には、前記使用場所の地図情報が記憶されており、前記地図情報には、前記充電場所と前記目的地が設定されており、前記制御装置は、前記バッテリ節約制御を行っている場合、前記バッテリから供給可能な電流量であるバッテリ残量を取得し、前記位置検出手段と前記地図情報とを用いて、前記地図情報内における前記全方向移動台車の現在位置を取得し、前記地図情報内において、前記現在位置から前記目的地までの距離である目的地移動距離と、前記目的地から前記充電場所までの距離である充電移動距離と、を求め、前記目的地移動距離と前記充電移動距離と前記全消費電流とに基づいて、前記全方向移動台車を、前記現在位置から前記目的地へ移動させた後、さらに前記充電場所まで移動させるように、数を制限した前記モータユニットを制御した場合の電流の消費量である全電流消費量を予測し、前記バッテリ残量が、予測した前記全電流消費量よりも大きい場合、前記全方向移動台車を、前記現在位置から前記目的地へと移動させた後、前記充電場所まで移動させるように、数を制限した前記モータユニットを制御し、前記バッテリ残量が、予測した前記全電流消費量以下の場合、前記全方向移動台車を、前記現在位置から前記充電場所まで移動させるように、数を制限した前記モータユニットを制御する、全方向移動台車である。

第１の発明によれば、モータユニット（電動モータ、ドライバ回路）を備えた全方向移動台車において、バッテリの供給可能な電流に応じて駆動させるモータユニットの数を制限し、モータユニットで消費される全消費電流を減らして、稼働可能な時間をより延長させることができる。また、バッテリ等に何らかの異常が生じ、供給可能電流が低下した場合でも、全方向移動台車の稼働を維持できる。

第２の発明によれば、バッテリ状態をより正確に取得でき、制限するモータユニットの数をより最適にできる。

第３の発明によれば、例えば、掃除用アタッチメントが正面に取り付けられた全方向移動台車のように、全方向移動台車の進行方向の正面が決められており、かつ、当該正面の方向に進行させるための２個の駆動輪の駆動軸線が互いに交差する場合において、制限するモータユニットの位置を予め決めることで、全方向移動台車の前面に対して最適な駆動輪を選定できる。

第４の発明によれば、全方向移動台車の進行方向に対してより最適な駆動輪を選定し、バッテリをより節約できる。

第５の発明によれば、作業者（使用者）に対して、異常の発生を容易に知らせることができ作業者（使用者）に対し対処を促すことができる。

第６の発明によれば、バッテリ残量を適切に把握し、目的地を経由して充電場所に移動できるか適切に判断するため、移動中にバッテリ残量がなくなることなく目的地及び充電場所、あるいは充電場所に、確実に移動できる。

本発明の第１の実施形態における全方向移動台車の外観の例を示す斜視図である。 全方向移動台車の全体構成を説明する模式図である。 全方向移動車輪の外観の例を示す斜視図である。 同時に使用するモータユニットを制限しない場合の全方向移動台車（４輪）の走行方向（直進方向）を説明する模式図である。 同時に使用するモータユニットを制限しない場合の全方向移動台車（４輪）の走行方向（その場で右旋回）を説明する模式図である。 同時に使用するモータユニットを２個に制限した場合の全方向移動台車（４輪）の走行方向（直進方向）を説明する模式図である。 同時に使用するモータユニットを２個に制限した場合の全方向移動台車（４輪）の走行方向（直進方向）を説明する模式図である。 同時に使用するモータユニットを２個に制限した場合の全方向移動台車（４輪）の走行方向（その場で右旋回）を説明する模式図である。 全方向移動台車の制御手段の全体の処理手順の例を説明するフローチャートである。 制御手段における全方向移動台車の制御モードの設定の処理手順の例を説明するフローチャートである。 バッテリ節約モードにおいて、使用場所における最適な走行ルートの選定を説明する図である。 同時に使用するモータユニットを制限しない場合の全方向移動台車（３輪）の走行方向（直進方向）を説明する模式図である。 同時に使用するモータユニットを制限しない場合の全方向移動台車（３輪）の走行方向（その場で右旋回）を説明する模式図である。 同時に使用するモータユニットを２個に制限した場合の全方向移動台車（３輪）の走行方向（直進方向）を説明する模式図である。 同時に使用するモータユニットを２個に制限した場合の全方向移動台車（３輪）の走行方向（その場で右旋回）を説明する模式図である。 同時に使用するモータユニットを制限しない場合の全方向移動台車（図１２～図１５とは異なる配置の３輪）の走行方向（直進方向）を説明する模式図である。 同時に使用するモータユニットを制限しない場合の全方向移動台車（図１２～図１５とは異なる配置の３輪）の走行方向（その場で右旋回）を説明する模式図である。 同時に使用するモータユニットを２個に制限した場合の全方向移動台車（図１２～図１５とは異なる配置の３輪）の走行方向（直進方向）を説明する模式図である。 同時に使用するモータユニットを２個に制限した場合の全方向移動台車（図１２～図１５とは異なる配置の３輪）の走行方向（その場で右旋回）を説明する模式図である。 電動モータに供給する電流［Ａ］と回転数［ＲＰＭ］との関係を示す図である。 供給可能な電流と同時に動作させることができるモータユニットの数の関係を示す図である。

以下に本発明を実施するための形態を図面を用いて説明する。なお、Ｘ軸とＹ軸とＺ軸が記載されている図において、Ｘ軸とＹ軸とＺ軸は互いに直交している。また、Ｚ軸方向は鉛直上向き方向を示し、Ｘ軸方向は全方向移動台車の前方向を示し、Ｙ軸方向は全方向移動台車の左方向を示している。また、Ｕ軸とＶ軸とＷ軸が記載されている図において、Ｕ軸とＶ軸とＷ軸は互いに直交している。また、Ｗ軸方向は鉛直上向き方向を示し、Ｕ軸方向は実際の使用場所の奥行方向における手前に向かう方向を示し、Ｖ軸方向は実際の使用場所の幅方向における右方向を示している。

●［全方向移動台車の外観（図１）、全体構成（図２）と全方向移動車輪（図３）］
図１は、本発明の第１の実施形態における全方向移動台車１の外観の例を示す斜視図である。図２は、全方向移動台車１の全体構成を説明する模式図である。図３は、全方向移動車輪（左前駆動輪４ＦＬ、右前駆動輪４ＦＲ、左後駆動輪４ＢＬ、右後駆動輪４ＢＲ）の外観の例を示す斜視図である。全方向移動台車には、用途や作業現場等に応じて種々の外観のものがあるが、本実施の形態の説明では図１に示すように、円柱状の外観を有し、４個の全方向移動車輪を備える全方向移動台車１を例として説明する。

図１に示すように、全方向移動台車１は、ボディ２（台車部に相当）、荷台３、物体検出手段１１、全方向移動車輪である左前駆動輪４ＦＬ、右前駆動輪４ＦＲ、左後駆動輪４ＢＬ、右後駆動輪４ＢＲ、右床面検出手段１２Ｒ、左床面検出手段１２Ｌ、メインスイッチ１３Ａ、走行開始スイッチ１３Ｂ、タッチモニタ３１、アンテナ３２、音声出力手段３３、通信用コネクタ３４、ドライバユニット３５ＤＵ、制御装置４０、バッテリユニット３８Ｕ、バッテリ３８等を有している。全方向移動台車１は、工場内や仕分けエリアといった、予め走行する範囲が決められている所定の使用場所で使用される。

全方向移動車輪は、ボディ２の下部に設けられた、左前の駆動輪である左前駆動輪４ＦＬ、右前の駆動輪である右前駆動輪４ＦＲ、左後の駆動輪である左後駆動輪４ＢＬ、右後の駆動輪である右後駆動輪４ＢＲ、から構成される。

左前駆動輪４ＦＬ、右前駆動輪４ＦＲ、左後駆動輪４ＢＬ、右後駆動輪４ＢＲ、のそれぞれは、隣接する全方向移動車輪の駆動軸線４ＪＬが互いに直交するように設けられている。

つまり、２組の対向する一対の全方向移動車輪（左前駆動輪４ＦＬと右後駆動輪４ＢＲの組と、右前駆動輪４ＦＲと左後駆動輪４ＢＬの組）のそれぞれにおいて、対向する一方の全方向移動車輪の駆動軸線４ＪＬは、他方の全方向移動車輪の駆動軸線４ＪＬと一致するように設けられている。

図３に示すように、全方向移動車輪（左前駆動輪４ＦＬ、右前駆動輪４ＦＲ、左後駆動輪４ＢＬ、右後駆動輪４ＢＲ）は、駆動軸線４ＪＬ回りに回転する駆動軸４ＪＫに連結された車輪４Ｗと、接地されている車輪４Ｗが駆動軸線４ＪＬ方向に移動可能となるように車輪４Ｗの外周に沿って設けられた複数の回転ローラ４Ｒと、を有している。例えば、矢印（白抜き）の方向に沿って車輪４Ｗが移動すると、回転ローラ４Ｒは、矢印（黒抜き）の方向に沿って回転される。全方向移動車輪（左前駆動輪４ＦＬ、右前駆動輪４ＦＲ、左後駆動輪４ＢＬ、右後駆動輪４ＢＲ）は、例えばオムニホイール（登録商標）である。

図２に示すように、ドライバユニット３５ＤＵは、ドライバ回路３５Ｄ１、ドライバ回路３５Ｄ２、ドライバ回路３５Ｄ３、ドライバ回路３５Ｄ４を有している。バッテリユニット３８Ｕは、バッテリ３８Ｂ１、バッテリ３８Ｂ２、バッテリ３８Ｂ３、バッテリ３８Ｂ４、バッテリ状態検出手段３８Ｍ１、バッテリ状態検出手段３８Ｍ２、バッテリ状態検出手段３８Ｍ３、バッテリ状態検出手段３８Ｍ４を有している。

モータユニット３５ＭＵ１、３５ＭＵ２、３５ＭＵ３、３５ＭＵ４のそれぞれは、全方向移動車輪である左前駆動輪４ＦＬ、右前駆動輪４ＦＲ、右後駆動輪４ＢＲ、左後駆動輪４ＢＬ、のそれぞれを駆動し、制御装置４０（制御手段４１）により制御されている。モータユニット３５ＭＵ１は、電動モータ３５ＦＬとドライバ回路３５Ｄ１を有している。モータユニット３５ＭＵ２は、電動モータ３５ＦＲとドライバ回路３５Ｄ２を有している。モータユニット３５ＭＵ３は、電動モータ３５ＢＲとドライバ回路３５Ｄ３を有している。モータユニット３５ＭＵ４は、電動モータ３５ＢＬとドライバ回路３５Ｄ４を有している。

電動モータ３５ＦＬ、３５ＦＲ、３５ＢＬ、３５ＢＲのそれぞれは、左前駆動輪４ＦＬ、右前駆動輪４ＦＲ、左後駆動輪４ＢＬ、右後駆動輪４ＢＲのそれぞれにおける駆動軸４ＪＫ（図３参照）を回転させる。ドライバ回路３５Ｄ１、３５Ｄ２、３５Ｄ３、３５Ｄ４のそれぞれは、電動モータ３５ＦＬ、３５ＦＲ、３５ＢＲ、３５ＢＬのそれぞれへ供給する電流量、印加する電圧値等を制御する。また、ドライバ回路３５Ｄ１、３５Ｄ２、３５Ｄ３、３５Ｄ４のそれぞれは、図示は省略するがドライバ回路の内部に電流計測手段が設けられており、それぞれのモータユニットに供給される電流（Ａ）を計測し、制御装置４０（制御手段４１）へ出力する。これにより、制御装置４０（制御手段４１）は、モータユニット（３５ＭＵ１、３５ＭＵ２、３５ＭＵ３、３５ＭＵ４）のそれぞれに供給される電流（ユニット消費電流）を測定し、全消費電流（Ａ）を予測することができる。

バッテリ状態検出手段３８Ｍ１、３８Ｍ２、３８Ｍ３、３８Ｍ４のそれぞれは、バッテリ３８Ｂ１、３８Ｂ２、３８Ｂ３、３８Ｂ４のそれぞれからモータユニット３５ＭＵ１、３５ＭＵ２、３５ＭＵ３、３５ＭＵ４のそれぞれに電流を供給するとともに、自身に接続されたバッテリからモータユニットへ供給可能な電流である供給可能電流（Ａ）をそれぞれ検出し、制御装置４０（制御手段４１）に出力する。バッテリ状態検出手段３８Ｍ１、３８Ｍ２、３８Ｍ３、３８Ｍ４は、バッテリの状態（電圧（Ｖ）、供給可能な電流（Ａ）、バッテリ残量（Ａｈ）、バッテリの温度等）を検出し、それぞれの情報を取得する。なお、バッテリ残量（Ａｈ）は、バッテリ３８Ｂ１、３８Ｂ２、３８Ｂ３、３８Ｂ４のそれぞれから供給可能な電流量である。

右床面検出手段１２Ｒは、例えば超音波センサであり、右前駆動輪４ＦＲの前方の床面の障害物を検出し、床面検出情報を制御手段４１（に出力する。同様に、左床面検出手段１２Ｌは、例えば超音波センサであり、左前駆動輪４ＦＬの前方の床面の障害物を検出し、床面検出情報を制御装置４０（制御手段４１）に出力する。

メインスイッチ１３Ａは、制御装置４０の起動と停止を行うためのスイッチであり、作業者によって操作される。走行開始スイッチ１３Ｂは、全方向移動台車１の走行を開始させるスイッチであり、作業者によって操作される。メインスイッチ１３Ａは、制御装置４０の起動（ＯＮ）と停止（ＯＦＦ）の状態を保持できるスイッチである。走行開始スイッチ１３Ｂは、例えば押されている間のみＯＮされるスイッチである。

タッチモニタ３１は、全方向移動台車１の動作状態やバッテリ残量（Ａｈ）等の表示を行い、作業者からの入力（目的地の入力等）の受け付けも行う。音声出力手段３３は、例えばスピーカであり、作業者に対して種々の情報を知らせるための音声や音楽等を出力する。

タッチモニタ３１と音声出力手段３３は、警報装置としても用いられ、警報を出力する。タッチモニタ３１は、警報内容に応じた文字等を表示する。音声出力手段３３は、警報内容に応じた音声又は音を出力する。

通信用コネクタ３４は、制御手段４１に種々のデータ等を送信、あるいは制御手段４１から種々のデータ等を受信、するためのパーソナルコンピュータ等を接続するためのコネクタである。例えば作業者は、パーソナルコンピュータに記憶されている使用場所ＵＰ（図１１参照）の地図情報４２Ｖ（図１１参照）を、通信用コネクタ３４を介して記憶手段４２に記憶させることができる。また、上記種々のデータ送受信等は、通信用コネクタ３４による有線方式の通信の代わりにアンテナ３２による無線方式の通信により、記憶手段４２への記憶させることもできる。なお、地図情報４２Ｖは、全方向移動台車１を使用する使用場所ＵＰの広さ、使用場所ＵＰに配置されている物品等の位置等の自律走行に必要な情報であり、使用場所ＵＰにおける全方向移動台車の充電場所ＣＰ（図１１参照）と作業等を実施する目的地に関する情報が設定されている。

バッテリ３８は、全方向移動台車１内の制御装置４０や検出手段等の機器に電力を供給する電源である。なお、バッテリ３８の代わりに、バッテリユニット３８Ｕを使用する構成にしても良い。

制御装置４０は、図２に示すように、制御手段４１（例えばＣＰＵ）と、位置検出手段４１ａと、記憶手段４２（例えばHard Disk Drive）等を有している。制御手段４１には、物体検出手段１１からの検出情報、右床面検出手段１２Ｒ及び左床面検出手段１２Ｌからの床面検出情報、メインスイッチ１３Ａ、走行開始スイッチ１３Ｂからの操作信号等が入力される。

また制御手段４１は、記憶手段４２からのデータ等の読み出しと記憶手段４２へのデータ等の書き込み、タッチモニタ３１への出力とタッチモニタ３１からの入力を行う。また制御手段４１は、モータユニット３５ＭＵ１、３５ＭＵ２、３５ＭＵ３、３５ＭＵ４のそれぞれへの制御信号の入出力、バッテリ状態検出手段３８Ｍ１、３８Ｍ２、３８Ｍ３、３８Ｍ４のそれぞれからの入出力等を行う。

位置検出手段４１ａは、物体検出手段１１からの検出情報が入力される。物体検出手段１１は、全方向移動台車１の前上端に配置されている。物体検出手段１１は、例えばレーザ光を走査させる２次元平面状の物体検出平面領域を有する物体検出センサであり、物体検出平面領域内の物体の位置である物体位置と、物体の輝度である物体輝度と、を含む検出情報を制御装置４０（制御手段４１）に出力する。位置検出手段４１ａは、物体検出手段１１からの検出された物体の情報と記憶手段４２に記憶されている使用場所ＵＰの地図情報４２Ｖを照合し（図１１参照）、使用場所ＵＰ内における全方向移動台車１の位置を検出することができる。

●［同時に使用するモータユニットを制限しない場合の全方向移動台車（４輪）（図４、図５）］
図４と図５を用いて、同時に使用するモータユニットを制限しない場合（４輪同時駆動）の全方向移動台車１（４輪）（図１参照）の走行の例を説明する。図４と図５において、黒矢印は、全方向移動車輪（左前駆動輪４ＦＬ、右前駆動輪４ＦＲ、左後駆動輪４ＢＬ、右後駆動輪４ＢＲ）において回転により生じる全方向移動車輪を移動させる移動方向を示し、白抜き矢印は、ボディ２の移動方向つまり全方向移動台車１の走行方向を示している。なお、説明を簡単にするため、図４と図５ではボディ２、全方向移動車輪である左前駆動輪４ＦＬ、右前駆動輪４ＦＲ、左後駆動輪４ＢＬ、右後駆動輪４ＢＲ、以外を省略している。また、左前駆動輪４ＦＬ、右前駆動輪４ＦＲ、左後駆動輪４ＢＬ、右後駆動輪４ＢＲのそれぞれにおいて回転により生じる全方向移動車輪を移動させる力の大きさ（黒矢印の長さに相当）は同じとする。図４と図５に示す全方向移動車輪（左前駆動輪４ＦＬ、右前駆動輪４ＦＲ、左後駆動輪４ＢＬ、右後駆動輪４ＢＲ）は、回転している状態が黒で表され、回転を停止している状態が白で表されている。

図４は、全方向移動台車１が直進方向に走行する例である。図４において、左前駆動輪４ＦＬ、右後駆動輪４ＢＲのそれぞれにはボディ２を前方向と右方向に移動させる力が生じており、右前駆動輪４ＦＲ、左後駆動輪４ＢＬのそれぞれにはボディ２を前方向と左方向に移動させる力が生じている。したがって、全方向移動台車１は、直進方向に走行する。

図５は、全方向移動台車１がその場で右旋回する例である。図５において、左前駆動輪４ＦＬにはボディ２を前方向と右方向に移動させる力が生じ、右後駆動輪４ＢＲにはボディ２を後方向と左方向に移動させる力が生じ、右前駆動輪４ＦＲにはボディ２を後方向と右方向に移動させる力が生じており、左後駆動輪４ＢＬにはボディ２を前方向と左方向に移動させる力が生じている。したがって、全方向移動台車１は、その場で右旋回する。

●［同時に使用するモータユニットを２個に制限した場合の全方向移動台車（４輪）（図６～図８）］
図６～図８を用いて、同時に使用するモータユニットを２個に制限した場合（２輪同時駆動）の全方向移動台車１（４輪）（図１参照）の走行の例を説明する。図６～図８において、黒矢印、白抜き矢印、全方向移動車輪（前駆動輪４ＦＬ、右前駆動輪４ＦＲ、左後駆動輪４ＢＬ、右後駆動輪４ＢＲ）の黒及び白で表されている状態は、図４、図５における状態と同じである。

図６は、全方向移動台車１が直進方向に走行する例である。図６において、左前駆動輪４ＦＬにはボディ２を前方向と右方向に移動させる力が生じ、右前駆動輪４ＦＲにはボディ２を前方向と左方向に移動させる力が生じており、右後駆動輪４ＢＲと左後駆動輪４ＢＬのそれぞれは停止され移動させる力を生じていない。したがって、全方向移動台車１は、直進方向に走行する。

図７は、全方向移動台車１が直進方向に走行する例である。図７において、左前駆動輪４ＦＬと右後駆動輪４ＢＲのそれぞれは停止され移動させる力を生じておらず、右前駆動輪４ＦＲと左後駆動輪４ＢＬのそれぞれにはボディ２を前方向と左方向に移動させる力が生じている。したがって、全方向移動台車１は、直進方向に走行する。

図８は、全方向移動台車１がその場で右旋回する例である。図８において、左前駆動輪４ＦＬ、右後駆動輪４ＢＲのそれぞれは停止され移動させる力を生じておらず、右前駆動輪４ＦＲにはボディ２を後方向と右方向に移動させる力が生じており、左後駆動輪４ＢＬにはボディ２を前方向と左方向に移動させる力が生じている。したがって、全方向移動台車１は、その場で右旋回する。

●［全方向移動台車の制御手段の処理手順（図９、図１０、図１１）］
図９は、第１の実施形態における全方向移動台車１（図１参照）の制御手段４１（図２参照）の全体の処理手順の例を説明するフローチャートである。図１０は、制御手段４１における全方向移動台車１の制御モードの設定の処理手順の例を説明するフローチャートである。図１１は、バッテリ節約モードにおいて、使用場所における最適な走行ルートの選定を説明する図である。

全方向移動台車１の制御装置４０の制御手段４１における処理手順について、図９のフローチャートを用いて説明する（図２参照）。なお、制御手段４１は、メインスイッチ１３Ａ（図２参照）がＯＮされて起動された状態になると、所定時間間隔（例えば１００［ｍｓ］間隔）にて、処理を実行する。以下、各ステップについて詳細に説明する。

ステップＳ０１０に処理を進めた場合、制御手段４１は、走行開始スイッチ１３Ｂ（図２参照）がＯＮであると判定した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ０２０に処理を進め、走行開始スイッチ１３ＢがＯＮでないと判定した場合（Ｎｏ）は、ステップＳ０１５に処理を進める。

ステップＳ０１５に処理を進めた場合、制御手段４１は、走行開始フラグＦｒがＯＮであると判定した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ０３５に処理を進め、走行開始フラグＦｒがＯＮでないと判定した場合（Ｎｏ）は、全体の処理を終了する。なお、走行開始フラグＦｒは、全方向移動台車１の走行状態を示すフラグであり、ＯＮの状態が自律走行中であること、ＯＦＦの状態が指定場所ＷＰに到達したこと又はバッテリ節約モードにおいて充電場所ＣＰに到達したこと、を示している（図１１参照）。

ステップＳ０２０に処理を進めた場合、制御手段４１は、記憶手段４２（図２参照）に指定場所ＷＰが登録されていると判定した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ０３０に処理を進め、記憶手段４２に指定場所ＷＰが登録されていないと判定した場合（Ｎｏ）は、ステップＳ０２５に処理を進める。なお、指定場所ＷＰは、使用場所ＵＰにおける全方向移動台車１の目的地であり、自律走行により移動する移動先である。

ステップＳ０２５に処理を進めた場合、制御手段４１は、作業者に指定場所ＷＰの登録を督促して、全体の処理を終了する。なお、指定場所ＷＰの登録の督促は、タッチモニタ３１において督促メッセージの表示、音声出力手段３３において督促メッセージの出力、により行う（図２参照）。

ステップＳ０３０に処理を進めた場合、制御手段４１は、走行開始フラグＦｒをＯＮに設定し、ステップＳ０３５に処理を進める。

ステップＳ０３５に処理を進めた場合、制御手段４１は、位置検出手段４１ａ（図２参照）と記憶手段４２に記憶された地図情報４２Ｖ（図１１参照）とを用いて、地図情報４２Ｖ内における全方向移動台車１の現在位置Ｐ０１（図１１参照）を取得し、ステップＳ０４５（サブルーチンＳＵＢ１００）に処理を進める。

ステップＳ０５０に処理を進めた場合、制御手段４１は、制御モードが“バッテリ節約モード”であると判定した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ０８５に処理を進め、制御モードが“バッテリ節約モード”でないと判定した場合（Ｎｏ）は、ステップＳ０５５に処理を進める。なお、制御手段４１における“バッテリ節約モード”は、供給可能電流（Ａ）が予測した全消費電流（Ａ）以下である場合、同時に使用するモータユニットの数を制限する制御（バッテリ節約制御）を行うモードである。

ステップＳ０５５に処理を進めた場合、制御手段４１は、同時に使用するモータユニット数を４個に設定し、ステップＳ０６０に処理を進める。なお、ステップＳ０５５～ステップＳ０８０までにおいて、制御手段４１は、同時に使用するモータユニット数を４個に設定し、同時に使用するモータユニット数を制限せずモータユニットを制御する（通常モード）。

ステップＳ０６０に処理を進めた場合、制御手段４１は、記憶手段４２から指定場所ＷＰを読み出し最終目的地を指定場所ＷＰに設定し、ステップＳ０６５に処理を進める。なお、制御手段４１は、地図情報４２Ｖに基づいて、現在位置Ｐ０１から最終目的地までの走行ルートを決定する。

ステップＳ０６５に処理を進めた場合、制御手段４１は、位置検出手段４１ａの情報に基づいて最終目的地に到達したと判定した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ０７５に処理を進め、位置検出手段４１ａの情報に基づいて最終目的地に到達していないと判定した場合（Ｎｏ）は、ステップＳ０７０に処理を進める。

ステップＳ０７０に処理を進めた場合、制御手段４１は、同時に使用する選定されたモータユニット（３５ＭＵ１、３５ＭＵ２、３５ＭＵ３、３５ＭＵ４）を制御し、全体の処理を終了する。なお、制御手段４１は、モータユニット（３５ＭＵ１、３５ＭＵ２、３５ＭＵ３、３５ＭＵ４）のそれぞれの制御量を求め、求めた制御量と走行ルートに基づいてそれぞれのモータユニットを適切に制御する。これにより、４輪の全方向移動車輪を備えた全方向移動台車は、図４と図５に示す走行の例のように走行できる。また、３輪の全方向移動車輪を備えた全方向移動台車は、図１２及び図１３、あるいは図１６及び図１７に示す走行の例のように走行できる。なお、モータユニット（電動モータ、ドライバ回路）に対応する制御量は、例えばドライバ回路から電動モータに供給される電流、印加される電圧である。

ステップＳ０７５に処理を進めた場合、制御手段４１は、同時に使用する選定されたモータユニット（３５ＭＵ１、３５ＭＵ２、３５ＭＵ３、３５ＭＵ４）の制御を停止し、ステップＳ０８０に処理を進める。

ステップＳ０８０に処理を進めた場合、制御手段４１は、走行開始フラグＦｒをＯＦＦに設定し、全体の処理を終了する。

●［制御手段におけるバッテリ節約制御の処理手順］
ステップＳ０８５に処理を進めた場合、制御手段４１（図２参照）は、同時に使用するモータユニット数を２個に制限し、ステップＳ０９０に処理を進める。なお、制御手段４１は、現在位置Ｐ０１（図１１参照）と設定されている最終目的地に基づいて進行方向を決定して、その進行方向に最適な組み合わせである２個のモータユニットをモータユニット（３５ＭＵ１、３５ＭＵ２、３５ＭＵ３、３５ＭＵ４）（図２参照）の中から選定する。制御手段４１は、例えば右方向に走行したい場合、先ずモータユニット３５ＭＵ２、３５ＭＵ４を選定し全方向移動台車１（図１参照）の進行方向正面が所望の進行方向になるまで全方向移動台車１をその場で右旋回（図８参照）させて、次にモータユニット３５ＭＵ１、３５ＭＵ２を選定し前方向に全方向移動台車１を走行させる。

ステップＳ０９０に処理を進めた場合、制御手段４１は、バッテリ状態検出手段３８Ｍ１、３８Ｍ２、３８Ｍ３、３８Ｍ４のそれぞれにより、バッテリ３８Ｂ１、３８Ｂ２、３８Ｂ３、３８Ｂ４から供給可能な電流量であるバッテリ残量（Ａｈ）を取得し、ステップＳ０９５に処理を進める（図２参照）。

ステップＳ０９５に処理を進めた場合、制御手段４１は、地図情報４２Ｖ内において、現在位置Ｐ０１から目的地である指定場所ＷＰまでの距離である目的地移動距離ＬＷ１と、目的地である指定場所ＷＰから充電場所ＣＰまでの距離である充電移動距離ＬＷ２と、を求め、ステップＳ１００に処理を進める（図１１参照）。

ステップＳ１００に処理を進めた場合、制御手段４１は、目的地移動距離ＬＷ１と充電移動距離ＬＷ２と全消費電流（Ａ）とに基づいて、全方向移動台車１を、現在位置Ｐ０１から目的地である指定場所ＷＰへ移動させた後、さらに充電場所ＣＰまで移動させるように、同時に使用する数を２個に制限したモータユニットを制御した場合の電流の消費量である全電流消費量（２個のモータユニットの電流の消費量）（Ａ）を予測し、ステップＳ１０５に処理を進める。

ステップＳ１０５に処理を進めた場合、制御手段４１は、バッテリ残量（Ａｈ）（ステップＳ０９０）が予測した全電流消費量（Ａｈ）（ステップＳ１００）よりも大きいと判定した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ１１０に処理を進め、バッテリ残量（Ａｈ）が予測した全電流消費量（Ａｈ）よりも大きくないと判定した場合（Ｎｏ）は、ステップＳ１４０に処理を進める。

ステップＳ１１０に処理を進めた場合、制御手段４１は、到達フラグＦＴがＯＮであると判定した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ１４０に処理を進め、到達フラグＦＴがＯＮでないと判定した場合（Ｎｏ）は、ステップＳ１１５に処理を進める。なお、到達フラグＦＴは、指定場所ＷＰに全方向移動台車１が到達したか否かを示すフラグであり、到達するとＯＮに設定され、走行開始フラグＦｒがＯＦＦの場合はＯＦＦに設定されている。

ステップＳ１１５に処理を進めた場合、制御手段４１は、記憶手段４２から指定場所ＷＰを読み出し最終目的地を指定場所ＷＰに設定し、ステップＳ１２０に処理を進める。なお、制御手段４１は、地図情報４２Ｖに基づいて、現在位置Ｐ０１から最終目的地までの走行ルートを決定する。

ステップＳ１２０に処理を進めた場合、制御手段４１は、位置検出手段４１ａの情報に基づいて最終目的地に到達したと判定した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ１３０に処理を進め、位置検出手段４１ａの情報に基づいて最終目的地に到達していないと判定した場合（Ｎｏ）は、ステップＳ１２５に処理を進める。

ステップＳ１２５に処理を進めた場合、制御手段４１は、同時に使用する選定された２個のモータユニット（ステップＳ０８５）を制御し、全体の処理を終了する。なお、制御手段４１は、選定された２個のモータユニットのそれぞれの制御量を求め、求めた制御量と走行ルートに基づいてそれぞれのモータユニットを適切に制御する。

［最適な全方向移動車輪（モータユニット）の選定］
ステップＳ１２５において、全方向移動台車（４輪）の進行方向に対して最適な全方向移動車輪として、制御手段４１は、図６においては右前駆動輪４ＦＲと左前駆動輪４ＦＬを選定し、図７と図８においては右前駆動輪４ＦＲと左後駆動輪４ＢＬを選定する。また、後述する第２の実施形態における全方向移動台車（３輪）の進行方向に対して最適な全方向移動車輪として、制御手段４１は、図１４においては左前駆動輪４ＦＬａと後駆動輪４ＢＣを選定し、図１５においては右前駆動輪４ＦＲａと左前駆動輪４ＦＬａを選定し、図１８及び図１９においては右前駆動輪４ＦＲｂと左前駆動輪４ＦＬｂを選定する。

［最適な全方向移動車輪（モータユニット）の選定による効果］
例えば、掃除用アタッチメントが正面に取り付けられた全方向移動台車（４輪）のように、全方向移動台車の進行方向の正面が決められており、かつ、図６に示すように当該正面の方向に進行させるための２個の駆動輪（全方向移動車輪）の駆動軸線４ＪＬが互いに交差する場合において、制限するモータユニットの位置を予め決めること（左前駆動輪４ＦＬ、右前駆動輪４ＦＲを選定）で、全方向移動台車１の前面に対して最適な駆動輪の選定である。また、右前駆動輪４ＦＲと左後駆動輪４ＢＬの選択は、図７に示すように全方向移動台車の進行方向と右前駆動輪４ＦＲと左後駆動輪４ＢＬのそれぞれによるボディ２を移動させる力の方向が同じであるため、全方向移動台車の進行方向に対してより最適な駆動輪の選定である。上記の最適な駆動輪の選定により、バッテリをより節約でき、全方向移動台車の稼働可能な時間をより延長させることができる。また、図８に示すように右前駆動輪４ＦＲと左後駆動輪４ＢＬの選定は、全方向移動台車１をその場で右旋回（旋回）させるための適した駆動輪の選定である。また、後述する第２の実施形態における全方向移動台車（３輪）において、図１４に示す左前駆動輪４ＦＬａと後駆動輪４ＢＣを選定は、全方向移動台車を直進方向へ走行させるための適した駆動輪の選定である。図１５に示す右前駆動輪４ＦＲａと左前駆動輪４ＦＬａを選定は、全方向移動台車を右旋回（旋回）させるための適した駆動輪の選定である。図１８と図１９における右前駆動輪４ＦＲｂと左前駆動輪４ＦＬｂのそれぞれの選定は、全方向移動台車を直進方向へ走行させるためとその場で右旋回（旋回）のさせるためのそれぞれに適した駆動輪の選定である。

ステップＳ１３０に処理を進めた場合、制御手段４１は、同時に使用する選定された２個のモータユニットの制御を停止し、ステップＳ１３５に処理を進める。

ステップＳ１３５に処理を進めた場合、制御手段４１は、到達フラグＦＴをＯＮに設定し、全体の処理を終了する。

ステップＳ１４０に処理を進めた場合、制御手段４１は、記憶手段４２から指定場所ＷＰを読み出し最終目的地を充電場所ＣＰに設定し、ステップＳ１４５に処理を進める。なお、制御手段４１は、地図情報４２Ｖに基づいて、現在位置Ｐ０１から最終目的地までの走行ルートを決定する。

ステップＳ１４５に処理を進めた場合、制御手段４１は、位置検出手段４１ａの情報に基づいて最終目的地に到達したと判定した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ１５５に処理を進め、位置検出手段４１ａの情報に基づいて最終目的地に到達していないと判定した場合（Ｎｏ）は、ステップＳ１５０に処理を進める。

ステップＳ１５０に処理を進めた場合、制御手段４１は、同時に使用する選定された２個のモータユニット（ステップＳ０８５）を制御し、全体の処理を終了する。なお、この場合、全方向移動台車の進行方向に対して最適な全方向移動車輪として、制御手段４１は、ステップＳ１２５における［最適な全方向移動車輪（モータユニット）の選定］と同様の処理を行う。

ステップＳ１５５に処理を進めた場合、制御手段４１は、同時に使用する選定された２個のモータユニットの制御を停止し、ステップＳ１６０に処理を進める。

ステップＳ１６０に処理を進めた場合、制御手段４１は、走行開始フラグＦｒをＯＦＦに設定し、全体の処理を終了する。

バッテリ節約制御を行うことで、制御手段４１は、バッテリ残量（Ａｈ）を適切に把握し、指定場所ＷＰ（目的地）を経由して充電場所ＣＰに移動できるか適切に判断するため、移動中にバッテリ残量（Ａｈ）がなくなることなく指定場所ＷＰ（目的地）及び充電場所ＣＰ、あるいは充電場所ＣＰに、全方向移動台車１（図１参照）を確実に移動させることができる。

●［制御手段における全方向移動台車の制御モードの設定：サブルーチンＳＵＢ１００（図１０）］
以下、各ステップについて詳細に説明する。

ステップＳＵＢ１０５に処理を進めた場合、制御手段４１は、バッテリ状態検出手段３８Ｍ１、３８Ｍ２、３８Ｍ３、３８Ｍ４のそれぞれにより、バッテリ３８Ｂ１、３８Ｂ２、３８Ｂ３、３８Ｂ４から供給可能な電流である供給可能電流（Ａ）を取得し、ステップＳＵＢ１１０に処理を進める。

ステップＳＵＢ１１０に処理を進めた場合、制御手段４１は、それぞれのモータユニット（３５ＭＵ１、３５ＭＵ２、３５ＭＵ３、３５ＭＵ４）に対応する制御量に基づいて、それぞれのモータユニット（３５ＭＵ１、３５ＭＵ２、３５ＭＵ３、３５ＭＵ４）にて消費される電流であるそれぞれのユニット消費電流（Ａ）を予測し、ステップＳＵＢ１１５に処理を進める。

ステップＳＵＢ１１５に処理を進めた場合、制御手段４１は、予測したそれぞれのユニット消費電流（Ａ）の和である全消費電流（Ａ）を予測し、ステップＳＵＢ１２０に処理を進める。

ステップＳＵＢ１２０に処理を進めた場合、制御手段４１は、制御モードが“バッテリ節約モード”であると判定した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳＵＢ１４０に処理を進め、制御モードが“バッテリ節約モード”でないと判定した場合（Ｎｏ）は、ステップＳＵＢ１２５に処理を進める。

ステップＳＵＢ１２５に処理を進めた場合、制御手段４１は、供給可能電流（Ａ）が全消費電流（Ａ）以下であると判定した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳＵＢ１３５に処理を進め、供給可能電流（Ａ）が全消費電流（Ａ）以下でないと判定した場合（Ｎｏ）は、ステップＳＵＢ１３０に処理を進める。

ステップＳＵＢ１３０に処理を進めた場合、制御手段４１は、制御モードを“通常モード”に設定し、サブルーチンＳＵＢ１００を終了し全体の処理に戻る。なお、制御手段４１における“通常モード”は、供給可能電流（Ａ）が予測した全消費電流（Ａ）以下でない場合、同時に使用するモータユニットの数を制限しない制御を行うモードである。

ステップＳＵＢ１３５に処理を進めた場合、制御手段４１は、制御モードを“バッテリ節約モード”に設定し、サブルーチンＳＵＢ１００を終了し全体の処理に戻る。

ステップＳＵＢ１４０に処理を進めた場合、制御手段４１は、供給可能電流（Ａ）が全消費電流（Ａ）以下であると判定した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳＵＢ１４５に処理を進め、供給可能電流（Ａ）が全消費電流（Ａ）以下でないと判定した場合（Ｎｏ）は、サブルーチンＳＵＢ１００を終了し全体の処理に戻る。

ステップＳＵＢ１４５に処理を進めた場合、制御手段４１は、タッチモニタ３１により警報内容に応じた文字等を表示し、音声出力手段３３により警報内容に応じた音声又は音を出力し、サブルーチンＳＵＢ１００を終了し全体の処理に戻る。これにより、作業者（使用者）に対して、異常の発生を容易に知らせることができ作業者（使用者）に対し対処を促すことができる。なお、警報内容としては、バッテリ（３８Ｂ１、３８Ｂ２、３８Ｂ３、３８Ｂ４）やバッテリ状態検出手段（３８Ｍ１、３８Ｍ２、３８Ｍ３、３８Ｍ４）等の故障、供給可能電流（Ａ）の異常低下等の内容である。

●［バッテリ節約制御の効果（図２１）］
図２１は、従来の全方向移動台車と本願の全方向移動台車における供給可能電流（Ａ）と動作させることができるモータユニットの数の関係を示す図である。図２１において、縦軸は、モータユニット（電動モータ、ドライバ回路）に対してバッテリが供給可能な電流（供給可能電流）（Ａ）の大きさを示している。

従来の全方向移動台車において、例えばｎ個のモータユニットが備えられている場合、ｎ個全てのモータユニットが動作できるためには、全消費電流（Ａ）としてｎ×回転最低電流ＬＭＣ（Ａ）（図２０参照）より大きな電流が必要である。したがって、従来の全方向移動台車において、バッテリの供給可能電流（Ａ）がｎ×回転最低電流ＬＭＣ（Ａ）以下になると、モータユニット１個当たりの電流が回転最低電流ＬＭＣ（Ａ）以下となり、どのモータユニットも動作できず、従来の全方向移動台車は稼働を停止する。

一方、本願の全方向移動台車は、例えばバッテリの供給可能電流（Ａ）がｎ×回転最低電流ＬＭＣ（Ａ）以下になっても、同時に使用するモータユニットを（ｎ－１）個以下に制限することで、モータユニット１個当たりの電流が回転最低電流ＬＭＣ（Ａ）以下とならないため、制限された（ｎ－１）個以下のどのモータユニットも動作することができ、全方向移動台車は稼働を維持できる。また、バッテリの供給可能電流（Ａ）が（ｎ－１）×回転最低電流ＬＭＣ（Ａ）以下になった場合でも、さらに同時に使用するモータユニットを（ｎ－２）個以下に制限すれば、全方向移動台車は稼働を維持できる。このように、バッテリの供給可能電流（Ａ）に対して、同時に使用するモータユニットの個数を減らすことで、全方向移動台車は稼働を維持でき稼働可能な時間（稼働時間）をより延長させることができる。

●［第２の実施形態の全方向移動台車（３輪）における制御（図１２～図１９）］
第２の実施形態の全方向移動台車は、第１の実施形態の全方向移動台車１（図１参照）の全方向移動台車が４輪であるのに対して、全方向移動台車が３輪である点のみ相違する。図１２～図１９を用いて、同時に使用するモータユニットを２個に制限した場合の全方向移動台車（３輪）の走行の例を説明する。

図１２～図１５を用いて、同時に使用するモータユニットを２個に制限した場合の全方向移動台車（３輪）の走行の例を説明する。図１２と図１３は同時に使用するモータユニットを制限しない場合（３輪同時駆動）の全方向移動台車（３輪）の走行方向を説明する模式図である。図１４と図１５は、同時に使用するモータユニットを２個に制限した場合（２輪同時駆動）の全方向移動台車（３輪）の走行方向を説明する模式図である。なお、図１２～図１５において、黒矢印、白抜き矢印、全方向移動車輪（左前駆動輪４ＦＬａ、右前駆動輪４ＦＲａ、後駆動輪４ＢＣ）の黒及び白で表されている状態は、図４と図５における状態と同じである。

図１２～図１５の全方向移動車輪である左前の駆動輪である左前駆動輪４ＦＬａ、右前の駆動輪である右前駆動輪４ＦＲａ、後の駆動輪である後駆動輪４ＢＣは、例えば隣接する一対の駆動輪（全方向移動車輪）の駆動軸線４ＪＬ（図３参照）が互いに交差（角度１２０度）するように全方向移動台車に対して配置されている。

図１２は、全方向移動台車が直進方向に走行する例である。図１２において、左前駆動輪４ＦＬａにはボディ２Ａを後方向と左方向に移動させる力が生じ、右前駆動輪４ＦＲａにはボディ２Ａを前方向と左方向に移動させる力が生じており、後駆動輪４ＢＣはボディ２Ａを左方向に移動させる力を生じている。したがって、全方向移動台車は、直進方向に走行する。

図１３は、全方向移動台車がその場で右旋回する例である。図１３において、左前駆動輪４ＦＬａにはボディ２Ａを前方向と右方向に移動させる力が生じ、右前駆動輪４ＦＲａにはボディ２Ａを後方向と右方向に移動させる力が生じており、後駆動輪４ＢＣはボディ２Ａを左方向に移動させる力を生じている。したがって、全方向移動台車は、その場で右旋回する。

図１４は、駆動軸線４ＪＬが互いに交差する２つの全方向移動車輪（左前駆動輪４ＦＬａ、後駆動輪４ＢＣ）を選定した場合である。図１４は、全方向移動台車が直進方向に走行する例である。図１４において、左前駆動輪４ＦＬａにはボディ２Ａを後方向と左方向に移動させる力が生じ、右前駆動輪４ＦＲａは停止され移動させる力を生じておらず、後駆動輪４ＢＣにはボディ２Ａを左方向に移動させる力が生じている。したがって、全方向移動台車は、直進方向に走行する。

図１５は、駆動軸線４ＪＬが互いに交差する２つの全方向移動車輪（左前駆動輪４ＦＬａ、右前駆動輪４ＦＲａ）を選定した場合である。図１５は、全方向移動台車がその場で右旋回する例である。図１５において、左前駆動輪４ＦＬａにはボディ２Ａを前方向と右方向に移動させる力が生じ、右前駆動輪４ＦＲａにはボディ２Ａを右旋回させる力が生じており、後駆動輪４ＢＣは停止され移動させる力を生じていない。したがって、全方向移動台車は、その場で右旋回する。

図１６～図１９を用いて、全方向移動車輪の配置が図１２～図１５とは異なる全方向移動台車における、同時に使用するモータユニットを２個に制限した場合の全方向移動台車（３輪）の走行の例を説明する。図１６と図１７は同時に使用するモータユニットを制限しない場合（３輪同時駆動）の全方向移動台車（３輪）の走行方向を説明する模式図である。図１８と図１９は、同時に使用するモータユニットを２個に制限した場合（２輪同時駆動）の全方向移動台車（３輪）の走行方向を説明する模式図である。なお、図１６～図１９において、黒矢印、白抜き矢印、全方向移動車輪（左前駆動輪４ＦＬｂ、右前駆動輪４ＦＲｂ、後駆動輪４ＢＣ）の黒及び白で表されている状態は、図４と図５における状態と同じである。

図１６～図１９の対向する一対の全方向移動車輪である左前駆動輪４ＦＬｂと右前駆動輪４ＦＲｂは、それぞれの駆動軸線４ＪＬ（図３参照）が互いに一致するように全方向移動台車に対して配置されている。

図１６は、全方向移動台車が直進方向に走行する例である。図１６において、左前駆動輪４ＦＬｂにはボディ２Ｂを前方向に移動させる力が生じ、右前駆動輪４ＦＲｂにはボディ２Ｂを前方向に移動させる力が生じており、後駆動輪４ＢＣはボディ２Ｂを左方向に移動させる力を生じている。したがって、全方向移動台車は、直進方向に走行する。

図１７は、全方向移動台車がその場で右旋回する例である。図１７において、左前駆動輪４ＦＬｂにはボディ２Ｂを前方向に移動させる力が生じ、右前駆動輪４ＦＲｂにはボディ２Ｂを後方向に移動させる力が生じており、後駆動輪４ＢＣはボディ２Ｂを左方向に移動させる力を生じている。したがって、全方向移動台車は、その場で右旋回する。

図１８は、対向する一対の全方向移動車輪である左前駆動輪４ＦＬｂと右前駆動輪４ＦＲｂを選定した場合である。図１８は、全方向移動台車が直進方向に走行する例である。図１８において、左前駆動輪４ＦＬｂにはボディ２Ｂを前方向に移動させる力が生じ、右前駆動輪４ＦＲｂにはボディ２Ｂを前方向に移動させる力が生じており、後駆動輪４ＢＣは移動させる力を生じていない。したがって、全方向移動台車は、直進方向に走行する。

図１９は、対向する一対の全方向移動車輪である左前駆動輪４ＦＬｂと右前駆動輪４ＦＲｂを選定した場合である。図１９は、全方向移動台車がその場で右旋回する例である。図１９において、左前駆動輪４ＦＬｂにはボディ２Ｂを前方向に移動させる力が生じ、右前駆動輪４ＦＲｂにはボディ２Ｂを後方向に移動させる力が生じており、後駆動輪４ＢＣは停止され移動させる力を生じていない。したがって、全方向移動台車は、その場で右旋回する。
●［本願の効果］

以上に説明したように、本願の発明に係る全方向移動台車は、モータユニット（電動モータ、ドライバ回路）を備えた全方向移動台車において、バッテリの供給可能な電流に応じて駆動させるモータユニットの数を制限し、モータユニットで消費される全消費電流を減らし、稼働可能な時間をより延長させることができる。また、バッテリ等に何らかの異常が生じ、供給可能電流が低下した場合でも、稼働を維持できる。

本発明の全方向移動台車は、本実施の形態で説明した構成、構造等に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。特に、全方向移動車輪の個数及び配置は本願の実施形態の説明における個数（３個、４個）及び配置に限定されない。また、全ての全方向移動車輪が同一である例で示したが、それぞれが異なるものでも良い。

モータユニットは、電動モータとドライバ回路がそれぞれ別々に設けられて構成されても、電動モータにドライバ回路が組み込まれて一体として設けられ構成されても良い。また、モータユニットは、それぞれの電動モータに対するそれぞれのドライバ回路が１つの回路として構成されても、それぞれの電動モータに対するそれぞれのドライバ回路が１つの回路基板上に設けられて構成されても良い。

バッテリ状態検出手段（３８Ｍ１、３８Ｍ２、３８Ｍ３、３８Ｍ４）（図２参照）は、本実施の形態に限定されず、少なくとも１つあれば良い。バッテリ（３８Ｂ１、３８Ｂ２、３８Ｂ３、３８Ｂ４）（図２参照）は、本実施の形態に限定されず、少なくとも１つあれば良い。バッテリ状態検出手段（３８Ｍ１、３８Ｍ２、３８Ｍ３、３８Ｍ４）は、例えばバッテリマネージメントシステム（ＢＭＳ）のようなバッテリを監視するシステムでも良い。

モータユニットの全消費電流（Ａ）の予測は、ドライバ回路による計測による予測に限定されず、バッテリ（３８Ｂ１、３８Ｂ２、３８Ｂ３、３８Ｂ４）からモータユニットへ電流を供給するそれぞれの経路において別途電流計測手段を設けて計測して行っても良い。全消費電流（Ａ）の予測は、冗長性を持たせるためドライバ回路（モータユニット）だけでなくバッテリ状態検出手段、上記電流計測手段を組み合わせて行っても良い。

図４～図８、図１２～図１９における全方向移動台車の走行の説明は、例であるため、実際の走行におけるモータユニットの選定及び制御量については、使用場所、取り付けされているアタッチメントの種類、全方向移動台車の用途、走行ルート等に依存する。

１ 全方向移動台車
２ ボディ（台車部）
３ 荷台
４ＦＬ 左前駆動輪（全方向移動車輪）
４ＦＲ 右前駆動輪（全方向移動車輪）
４ＢＬ 左後駆動輪（全方向移動車輪）
４ＢＲ 右後駆動輪（全方向移動車輪）
４ＦＬａ 左前駆動輪（全方向移動車輪）
４ＦＲａ 右前駆動輪（全方向移動車輪）
４ＦＬｂ 左前駆動輪（全方向移動車輪）
４ＦＲｂ 右前駆動輪（全方向移動車輪）
４ＢＣ 後駆動輪（全方向移動車輪）
４ＪＫ 駆動軸
４ＪＬ 駆動軸線
４Ｗ 車輪
４Ｒ 回転ローラ
１１ 物体検出手段
１２Ｌ 左床面検出手段
１２Ｒ 右床面検出手段
１３Ａ メインスイッチ
１３Ｂ 走行開始スイッチ
３１ タッチモニタ
３２ アンテナ
３３ 音声出力手段
３４ 通信用コネクタ
３５Ｄ１ ドライバ回路
３５Ｄ２ ドライバ回路
３５Ｄ３ ドライバ回路
３５Ｄ４ ドライバ回路
３５ＤＵ ドライバユニット
３５ＦＬ 電動モータ
３５ＦＲ 電動モータ
３５ＢＬ 電動モータ
３５ＢＲ 電動モータ
３５ＭＵ１ モータユニット
３５ＭＵ２ モータユニット
３５ＭＵ３ モータユニット
３５ＭＵ４ モータユニット
３８ バッテリ
３８Ｂ１ バッテリ
３８Ｂ２ バッテリ
３８Ｂ３ バッテリ
３８Ｂ４ バッテリ
３８Ｍ１ バッテリ状態検出手段
３８Ｍ２ バッテリ状態検出手段
３８Ｍ３ バッテリ状態検出手段
３８Ｍ４ バッテリ状態検出手段
３８Ｕ バッテリユニット
４０ 制御装置
４１ 制御手段
４１ａ 位置検出手段
４２ 記憶手段
４２Ｖ 地図情報
ＵＰ 使用場所
ＷＰ 指定場所
ＣＰ 充電場所
Ｐ０１ 現在位置
ＬＷ１ 目的地移動距離
ＬＷ２ 充電移動距離

Claims (5)

1. 台車部と、
   前記台車部の下部に設けられた少なくとも３個の全方向移動車輪と、
   それぞれの前記全方向移動車輪を駆動するそれぞれのモータユニットと、
   それぞれの前記モータユニットに駆動電流を供給するバッテリと、
   それぞれの前記モータユニットの制御量を求め、求めた前記制御量に基づいてそれぞれの前記モータユニットを制御する制御装置と、
   を有する、全方向移動台車であって、
   前記バッテリの前記モータユニットへ供給可能な電流である供給可能電流を検出するバッテリ状態検出手段を備え、
   それぞれの前記全方向移動車輪は、駆動軸線回りに回転する駆動軸に連結された車輪と、接地されている前記車輪が前記駆動軸線方向に移動可能となるように前記車輪の外周に沿って設けられた複数の回転ローラと、を有しており、
   それぞれの前記モータユニットは、前記駆動軸を回転させる電動モータと、前記電動モータへ供給する電流を制御するドライバ回路と、を有しており、
   前記制御装置は、
   前記バッテリ状態検出手段から前記供給可能電流を取得し、
   それぞれの前記モータユニットに対応する制御量に基づいて、それぞれの前記モータユニットにて消費される電流であるそれぞれのユニット消費電流を予測し、
   予測したそれぞれの前記ユニット消費電流の和である全消費電流を予測し、
   前記供給可能電流が、予測した前記全消費電流以下である場合、同時に使用する前記モータユニットの数を制限するバッテリ節約制御を行う、
   全方向移動台車。
2. 請求項１に記載の全方向移動台車であって、
   前記制御装置は、
   前記バッテリ節約制御を行って前記モータユニットの数を２つに制限する場合、
   前記駆動軸線が互いに交差する２つの前記全方向移動車輪を選定し、選定した２つの前記全方向移動車輪を駆動する２つの前記モータユニットを制御する、
   全方向移動台車。
3. 請求項１又は２に記載の全方向移動台車であって、
   警報装置を有し、
   前記制御装置は、
   前記バッテリ節約制御を行って数を制限した前記モータユニットにて予測した前記全消費電流が前記供給可能電流以上であると判定した場合、前記警報装置を用いて警報を出力する、
   全方向移動台車。
4. 台車部と、
   前記台車部の下部に設けられた少なくとも３個の全方向移動車輪と、
   それぞれの前記全方向移動車輪を駆動するそれぞれのモータユニットと、
   それぞれの前記モータユニットに駆動電流を供給するバッテリと、
   それぞれの前記モータユニットの制御量を求め、求めた前記制御量に基づいてそれぞれの前記モータユニットを制御する制御装置と、
   を有する、全方向移動台車であって、
   それぞれの前記全方向移動車輪は、駆動軸線回りに回転する駆動軸に連結された車輪と、接地されている前記車輪が前記駆動軸線方向に移動可能となるように前記車輪の外周に沿って設けられた複数の回転ローラと、を有しており、
   それぞれの前記モータユニットは、前記駆動軸を回転させる電動モータと、前記電動モータへ供給する電流を制御するドライバ回路と、を有しており、
   前記制御装置は、
   前記バッテリから前記モータユニットへ供給可能な電流である供給可能電流を取得し、
   それぞれの前記モータユニットに対応する制御量に基づいて、それぞれの前記モータユニットにて消費される電流であるそれぞれのユニット消費電流を予測し、
   予測したそれぞれの前記ユニット消費電流の和である全消費電流を予測し、
   前記供給可能電流が、予測した前記全消費電流以下である場合、同時に使用する前記モータユニットの数を制限するバッテリ節約制御を行い、
   前記バッテリ節約制御を行って前記モータユニットの数を２つに制限する場合、
   前記駆動軸線が互いに平行となる２つの前記全方向移動車輪を選定し、選定した２つの前記全方向移動車輪を駆動する２つの前記モータユニットを制御する、
   全方向移動台車。
5. 台車部と、
   前記台車部の下部に設けられた少なくとも３個の全方向移動車輪と、
   それぞれの前記全方向移動車輪を駆動するそれぞれのモータユニットと、
   それぞれの前記モータユニットに駆動電流を供給するバッテリと、
   それぞれの前記モータユニットの制御量を求め、求めた前記制御量に基づいてそれぞれの前記モータユニットを制御する制御装置と、
   を有する、全方向移動台車であって、
   それぞれの前記全方向移動車輪は、駆動軸線回りに回転する駆動軸に連結された車輪と、接地されている前記車輪が前記駆動軸線方向に移動可能となるように前記車輪の外周に沿って設けられた複数の回転ローラと、を有しており、
   それぞれの前記モータユニットは、前記駆動軸を回転させる電動モータと、前記電動モータへ供給する電流を制御するドライバ回路と、を有しており、
   前記制御装置は、
   前記バッテリから前記モータユニットへ供給可能な電流である供給可能電流を取得し、
   それぞれの前記モータユニットに対応する制御量に基づいて、それぞれの前記モータユニットにて消費される電流であるそれぞれのユニット消費電流を予測し、
   予測したそれぞれの前記ユニット消費電流の和である全消費電流を予測し、
   前記供給可能電流が、予測した前記全消費電流以下である場合、同時に使用する前記モータユニットの数を制限するバッテリ節約制御を行い、
   前記全方向移動台車は、所定の使用場所にて使用され、
   前記使用場所内には、前記バッテリを充電可能な充電場所が設けられており、
   前記制御装置は、前記使用場所内において指定された目的地に向かって前記モータユニットを制御しており、
   前記制御装置は、記憶手段と、前記使用場所内における前記全方向移動台車の位置を検出可能な位置検出手段と、を有しており、
   前記記憶手段には、前記使用場所の地図情報が記憶されており、
   前記地図情報には、前記充電場所と前記目的地が設定されており、
   前記制御装置は、
   前記バッテリ節約制御を行っている場合、
   前記バッテリから供給可能な電流量であるバッテリ残量を取得し、
   前記位置検出手段と前記地図情報とを用いて、前記地図情報内における前記全方向移動台車の現在位置を取得し、
   前記地図情報内において、前記現在位置から前記目的地までの距離である目的地移動距離と、前記目的地から前記充電場所までの距離である充電移動距離と、を求め、
   前記目的地移動距離と前記充電移動距離と前記全消費電流とに基づいて、前記全方向移動台車を、前記現在位置から前記目的地へ移動させた後、さらに前記充電場所まで移動させるように、数を制限した前記モータユニットを制御した場合の電流の消費量である全電流消費量を予測し、
   前記バッテリ残量が、予測した前記全電流消費量よりも大きい場合、前記全方向移動台車を、前記現在位置から前記目的地へと移動させた後、前記充電場所まで移動させるように、数を制限した前記モータユニットを制御し、
   前記バッテリ残量が、予測した前記全電流消費量以下の場合、前記全方向移動台車を、前記現在位置から前記充電場所まで移動させるように、数を制限した前記モータユニットを制御する、
   全方向移動台車。
   

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