JPH01282614A - 無軌道走行台車の走行方向の補正方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えばロボッ＃搬送用の自走式の無軌道走行
台車（以下台車）のように、走行中に自己の走行方向を
変更することが可能な台車の走行方向を補正する方法に
関するものである。

〔従来技術〕

例えば、建築物にロックウール等の吹付作業を行う場合
、吹付作業を行う各作業ステーションを結んで予め設定
された走行経路に沿って吹付作業用のロボットを搭載し
た台車を走行させ、まず第１の作業ステーションの目標
位置で停止し、吹は作業を行った後、次の第２の作業ス
テーションの目標位置へ移動して、更に次の吹付作業を
行う。

そして、上記台車が第１の作業ステーションの停止位置
から第２の作業ステーションの目標位置へ移動する際の
この台車の走行方向の補正方法としては、近年、例えば
特願昭６２−８６２７７号に示す方法が開発されている
。

即ち、予め、台車の走行基準となる吹付対象物（１」種
物）に対する目標位置ＣＬ（センターライン）の座標と
共に、この目標位置ＣＬに対する不感帯領域及び許容ず
れ幅領域を制御定数として設定しておく。そして、上記
台車が走行する際、この台車から上記吹付対象物までの
距離を距離検出センサで連続的又は間欠的に測定するこ
とにより、台車が不感帯領域から脱出する位置を検出し
、更に適宜の距離を走行して許容ずれ幅領域に達する位
置を検出する。尚、この場合、許容ずれ幅領域は不感帯
領域よりも大きな値である。

その結果、上記台車の走行方向の上記目標位置ＣＬに対
する角度誤差が求まり、この角度誤差を補正すべく、マ
イクロコンピュータで算出された円弧状の移動軌跡に沿
って上記台車をこの台車の走行方向と上記目標位置ＣＬ
とが平行になるまで移動制御し、台車の走行方向の補正
をするものである。

（発明が解決しようとする課題］ ところが、上記従来の補正方法においては、台車の走行
方向の目標物に対する角度誤差を求めるためには、必ず
台車を走行させなければならない。

換言すれば、台車を走行させなければ上記角度誤差の有
無やその値を求めることができないという問題点があっ
た。

そこで、本発明の１」的とするところは、台車を走行さ
せることなく、台車の走行方向の上記目標物に対する角
度誤差を求め、台車の走行方向を補正することのできる
補正方法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明が採用する工たる手
段は、その要旨とｔｉＱころが、走行中に自己の走行方
向の変更を可能とした無軌道走行台１■の走行方向の補
正方法において、上３Ｎ軌道走行台車の走行方向に沿っ
て該無軌道走行台車に配備された複数の距離検出装置に
より、無軌道走行台車から走行基準となる目標物までの
距離を測定し、無軌道走行台車の走行方向の上記目標物
に対する角度誤差を求め、この角度誤差を補正すべく算
出された略円弧状の軌跡に沿って上記無軌道走行台車を
移動制？ｆｆＩ　Ｌ、無軌道走行台車の走行方向を補正
することとした点に係る台車の走行方向の補正方法であ
る。

〔実施例〕

以下添付図面を参照して本発明を具体化した実施例に付
き説明し、本発明の理解に供する。尚、以下の実施例は
、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範
囲を限定する性格のものではない。

ここに、第１図は本発明の一実施例に係る台車の走行方
向の補正方法を示す説明図、第２図（ａ）は上記走行方
向の補正方法の実施に使用することのできる台車に吹付
作業ロボットを搭載した状態での平面図５同図■）は同
ＩＩ　（ａ）におけるＡ矢視側面図、第３図は上記台車
に通用し得る距離検出装置の側断面図である。

この実施例に係る台車Ｃの走行方向の補正方法では、第
１図及び第２図（ａ）に示す如く、予め、後述の台車Ｃ
の走行基準となる吹付対象物４（目標物）に対する目標
位置Ｃｔ、（センターライン）の座標を制御定数として
設定しておく。そして、上記台車Ｃの走行方向に沿って
該台車Ｃに取り付けられた２個の距離検出センサ８□、
８ｂにより、台車Ｃから吹付対象物４までの距ＡｌＸ１
．Ｘ２を測定する。この場合、上記台車Ｃは移動させる
必要はなく、停止状態にある。

その結果、上記台車Ｃの走行方向の上記目標位置ＣＬに
対する角度誤差θ息が求まり、この角度誤差θ１を補正
すべく、マイクロコンピュータで算出された円弧状の移
動軌跡Ｌｃに沿って上記台車Ｃを移動制御し、この台車
Ｃの走行方向の補正をするものである。

詳述すると、上記台車Ｃは第２図（ａ）、　（ｂ）に示
す如く、吹付対象物４にロックウール等の吹き付けをす
るための吹付ノズル３を有する吹付作業ロボ７）Ｂが、
制御装置７と共に台車本体２の上部に搭載されている。

上記台車本体２には、上述したようにこの台ｔＬＣの走
行方向に沿って、２個の距離検出センサ８ａ−８１，が
取り付けられでいる。

上記距８１検出センサ８．，８Ｉ、の取付間隔寸法はＹ
ｏであって、この距離検出センサ８ａ、８６としては、
例えば超音波センサを用いることができる。

上記台車本体２の下部には、台車Ｃの走行方向に対して
直角に、取付間隔寸法ｄを有する小輪５．６がそれぞれ
単独に回転駆動できるように軸着されている。

そして、上記車輪５．６を回転速度を変化させて回転駆
動することにより、上記台車Ｃの走行方向が変更される
。

上記制御装置７は、マイクロコンピュータ、メモリ、電
源等で構成されている。そして、この制御装置７は、第
１図における停止位置Ｐ６と最終目標の第４の位置ｐｓ
との間を結ぶ連続した円弧及び逆円弧状の移動軌跡ＬＣ
，Ｌ、ｔ、ｔ、ｅを算出すると共に、該移動軌跡Ｌｃ、
ＬＪ、Ｌｅに沿って上記台車Ｃを移動させるべく、上記
車輪５，６の図示せぬモータを制御するためのものであ
る。

引き続き、第１図及び第２図（ａ）、　（ｂ）に基づい
て、上記台車Ｃの走行方向の補正を行う場合の手１頓に
ついて詳述する。

まず、上記台車Ｃを停止させた状態において、距離検出
センサａａ、ａｉ、により台車Ｃから吹付対象物４まで
の距ＭＸ＋、Ｘ２を測定する。そして、上記台車Ｃの走
行方向の目標位置ＣＬに対する角度誤差θ１を求める。

上記角度誤差θ、は、 ｓｉｎθ＋　＝　（Ｘ＋　　Ｘ２　）／Ｙ。

θ＋＝Ｓｉｎ→　（Ｘ＋Ｘ２）／ＹＯ ＝　ｓｉｎ→Ｘｔ／Ｙｏ　　・・・　・・・　・・・■
で与えられる。

また、吹付対象物４に対する台車Ｃの中心位置０までの
距離Ｘ、は、距離検出センサ８＆の上記中心位置Ｏに対
するオフセントＩＸ＋、Ｙ＋から次式により算出される
。

Ｘｔ、　＝Ｘ＋　十Ｘ４　（［Ｆｉθ１　＋Ｙ　ｌ５ｉ
ｎθ１・・・■従って、目標位置ＣＬに対する台車Ｃの
幅方向へのずれ量は、吹付対象物４から目標位置ＣＬま
での距＃　Ｘ　ａと上記吹付対象物４から台車Ｃの中心
位置Ｏまでの距離Ｘ、との差１１で表される。

即ち、 １１＝Ｘ５　　ＸＧ”’■ で与えられる。

上記したようにして１＆１１の距離検出センサ８．。

８しにより、台車Ｃの走行方向の目標位置Ｃｔ、に対す
る角度誤差θ１と共に、この台車Ｃの幅方向への位置ず
れ量Ｈが求められる。

上記角度誤差θ、の値に基づき、前記マイクロコンピュ
ータで台車Ｃの停止位置ＰＧ　　（台車Ｃの中心位ｔｏ
と同一位置）からこの台車Ｃの走行方向と目標位置ＣＬ
とが平行になる第２の位置Ｐ７に至る円弧状の移動軌跡
Ｌｃ　（距離！４）を算出する。そして、この移動軌跡
Ｌｃに沿って台車Ｃの車輪５，６の停止位置Ｐ６から第
２の位置Ｐ７に至る円弧状の移動軌跡及び距ＩＪｉ（ｌ
ｓ、ｌｔ、を算出する。

この場合、上記距＃２゜、’５　＋　　ｌｂは、それぞ
れ、 ！、−Ｒθ１・・・■ ！う　−！。−ｄθ、／２・・・■ ｚ＋、　＝ｘ４＋ｔｉθ、／２・・・■で与えられる。

尚、上記Ｒは、修正半径として予め与えておく制御定数
である。

更に、上記マイクロコンピュータで上記車輪５゜６の移
動距離ｚ６．ｚ、、車輪５．６の直径、台車Ｃの移動速
度ｖなどから、車輪５．６のそれぞれの回転速度を算出
し、前記制御ヰ装置７で上記車輪５，６を回転させる図
示せぬモータを制御する。

その結果、上記台車Ｃは、停止位ｉｔ　Ｐ　＆から第２
の位ＩＰ？へ移動し、この台車Ｃの走行方向（角度誤差
θ１）の補正が行われる。

引き続き、上記したようにして走行方向の補正が行われ
た台車Ｃを第２の位置Ｐ７から目標位置ＣＬ上の第４の
位置Ｐ、まで位置補正する場合の手順について説明する
。

ここで、停止位２ＰＧから第２の位置ｒ）７までの走行
方向に直角な方向の距離をαとすると、幅寄せ世ａは、
α十Ｈで表される。

また、上記目標位置Ｃ１−上における第２の位置Ｐ７か
ら第４の位置Ｐ、までの距離Ｌ＋、は、停止位置Ｐ６か
ら第４の位ＷＰｓまでの距ｊｉｌｉＬから、上記停止位
置Ｐ、から第２の位置Ｐ７までの距離Ｌｌを引いた値に
より与えられる。そして、この距Ｈａ　ｉ−ａは、台車
Ｃの走行路ａｌ　ｌ、と角度誤差θ１の値とから近位的
に算出される。

更に、上記αは、 α−Ｒ（１−（１１５０，）・・・■ により与えられる。

まず、前記マイクロコンピュータで台車Ｃの第２の位置
Ｐ７と第４の位Ｈｐｓとの間を結ぶ連続した円弧及び逆
円弧状の移動軌跡Ｌａ、Ｌｅ（距離１ｒ、ｌｒ）を算出
すると共に、該移動軌跡Ｌ４゜Ｌｅに沿って台車Ｃの車
輪５，６の第２の位置Ｐ７から第４の位置Ｐ、に至る円
弧及び逆円弧状の移動軌跡と共に距Ｍｌｓ、Ｌ及び１８
．ｌ、を算出する。

更に上記マイクロコンピュータで上記車輪５゜６の移動
軌跡、距離ｌう、　　Ｉｌ、及び’ｇ＊　　１９、車輪
５．６の直径、台車Ｃの移動速度Ｖ等から車輪５．６の
それぞれの回転速度を算出する。そして、前記制御装置
７により上記車輪５，６の図示せぬモータを制御する。

その結果、上記台車Ｃは第２の位置Ｐ７から第４の位置
Ｉ）９へ移動する。

ここで、上記距Ｌ’１ｆｆｒ　、　　１ｍ　、　　ｊ２
ｓの一般解の導出手１頭について説明する。

第１図において、Ｌｂ）ａ＞０とした場合、台車Ｃを進
行方向に１、ｂ／２だけ円弧Ｌｄに沿って前進させる時
、台車中心Ｏは半径ｒの円弧り、ｌ上を！７だけ移動し
、左右の車輪５，６の移動距離は、車輪５がｆｆｉ、、
車輪６がＰ、８となる。

ここで、１７．ｌ、、　　７！、はそれぞれ１７−「θ
２・・・■ １、＝　（ｒ＋ｄ／２）θ２−４７＋ｄθ、ｌ／２−・
・■β５＝（ｒ　　ｄ／２）θ、−＝７！、−ｄθ２／
２山［相］で与えられる。

また、ａ（Ｌ６、即ち、θ２ぐ９０’であるから ｒｔｂθ２＝ｒ−ａ／　２−・・■ ｉｉｎ＆２　＝Ｌｂ　／２・・・＠ で表される関係式をｒ’　　（ｓｉｎ２　θ２　’＋’
　［０９２θ１）の弐で表し整理することにより ｒ−（ａ２　＋ｔ、ｌ　２）／４ａ　−■が導き出され
る。

ここで上記０式から導き出されるθｚ＝ｓｉｎ→（（Ｌ
ｂ　／２）／ｒｌの式に上記＠武を代入し整理すると θ２−５ｉｎ’　（２ａＬｂ　／　（Ｌｈ　’　十ａ’
　）　）　−＠が導き出され 一方、上記０，０式から導き出されるθ、＝麺→（（Ｌ
ｂ／２）／　（ｒ−ａ／２））の式に上記０式を代入し
整理すると θｚ＝ｔｕ→　（２ａ　Ｌｂ　／　（Ｌｂ　２−ａ’　
）　）　−＠が導き出される。

ここで、ａ　（Ｌ　＆から０２は微小角度となるため、 θ２−ｓｉｎθ２ζｔａθ２と近似できるから、上記［
相］、［相］式の関係を θ２　’；２ａＬ６　／　（Ｌｂ２＋ａ’　）”＝　２
　ａ　Ｌｌ、／　（Ｌ　ｂ’　　ａ’　）　・＝■と表
すことができる。

水平方向への移動路１ＩＩＬＩ、と幅寄せＦＪａとの関
係は前記した如く、Ｌｌ、＞ａであるから、０２″＝２
ａ　１１．／１４　”ｉ２　ａ／Ｌｂ　−＠と近似でき
る。

従って、１７の一般解は、前記０式に０式と■弐とを代
入することにより導き出され、１７　’：　　（Ｌｂ　
’　　＋ａ２　）／２　Ｌｂ　　−■で表される。

また、ｌ、、ｌ、の一般解は、前記■、＠）弐に上記０
式と０式とを代入することにより導き出され、 １ｇ　’ｑ　（Ｌｂ　’　＋ａ２＋２　ａ　ｄ）　／２
　Ｌｂ　−６１ｇ　　’ｉ　　（Ｌｈ２　＋ａ２　２ａ
ｄ）／２Ｌｂ　・・は簿でそれぞれ表される。

尚、上記［相］、■、＠式は幅寄せを行わない、即ちａ
　＝０の時にも成立し、また、Ｌ、＜０やａく０の場合
にも式中の符号を適宜変更することにより成立する。

上記したようにして導出された距離２ｓ、、ｅｇに基づ
いて、前記車輪５，６にそれぞれ異なる回転数を与える
２七により、台車Ｃは円弧を描いて移動する。

上記台車Ｃが進行方向にＬし／２だけ走行し、第３の位
置Ｐ８に達した時、左右の車輪５，６が走行する距離を
、車輪５が！８．車輸６が２．となるように反転する。

　その結果、台車Ｃが進行方向へＬｌ、の距離進んだ時
、ａの距離だけ平行に幅寄せ移動し、位置補正される。

このようにして、台車Ｃの走行方向の補正及び位置補正
を、滑らかな連続した円弧及び逆円弧状の軌跡に沿って
行うことができる。

尚、上記台車Ｃの移動軌跡には、円弧以外に、二次以上
の高次の関数式により算出される軌跡や、サイクロイド
、双曲線、その他の滑らかな曲線を用いることも可能で
ある。

従って、本実施例に係る台車Ｃの走行方向の補正方法に
おいては、台車Ｃを走行させることなく、台車Ｃの走行
方向の吹付対象物４に対する角度誤差θ１を求め、台車
Ｃの走行方向を補正することができる。

尚、上記実施例においては、第１図に示すよ・うに、台
車Ｃの走行方向に対して直角方向へ不感帯領域りを設定
し、上記角度誤差θ１の値がこの不感帯領域りを脱出す
る程度の値となった時、上記台車Ｃの走行方向を補正す
るように構成することもＬＩＪ能である。

また、上記角度誤差θ１の値自体に不惑帯を設定し、よ
り安定した走行状態を実現し得るように構成することも
可能である。

前記距離検出センサ８□、８トの他の取付例を第３図に
示す。

即ち、円筒カバー１１に昇降可能に嵌入された支持部材
１３に、距離検出センサ８□若しくは８トが取り付けら
れている。上記支持部材１３は、モータ１２により昇降
駆動される。

そして、上記円筒カバー１１が前記台車Ｃの台車本体２
に装着され、距離検出センサ８．，８゜が昇降駆動され
つつ、吹付対象物４との距離が測定される。

尚、同図において、１５．１６はそれぞれ支持部材１３
の上下限位置検出用のリミットスイッチ、１７は上記支
持部材１３に対する距離検出センサｓａ、ａｈの取り付
は高さを手動で設定するための手動調整ビンである。

〔発明の効果〕

本発明は、上記したように、走行中に自己の走行方向の
変更を可能とした無軌道走行台車の走行方向の補正方法
において、上記無軌道走行台車の走行方向に沿って該無
軌道走行台車に配備された複数の距離検出装置により、
無軌道走行台車から走行基準となる目標物までの距離を
測定し、無軌道走行台車の走行方向の上記目４！物に対
する角度誤差を求め、この角度誤差を補正すべく算出さ
れた略円弧状の軌跡に沿って上記無軌道走行台車を移動
制御し、無軌道走行台車の走行方向を補正することとし
た無軌道走行台車の走行方向の補正方法であるから、台
車を走行させることなく、台車の走行方向の目標物に対
する角度誤差を求め、台車の走行方向を補正することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る台車の走行方向の補正
方法を示す説明図、第２図（ａ）は上記走行方向の補正
方法の実施に使用することのできる台車に吹は作業ロボ
ットを搭載した状態での平面図５同図（ｂ）は同図（ａ
）におけるＡ矢視側面図、第３図は上記台車に適用し得
る距離検出装置の側断面図である。 〔符号の説明〕 ４・・・吹付対象物（目標物） ８、．８．・・・距離検出センサ Ｃ・・・台車 θ、・・・角度誤差 Ｌｃ・・・移動軌跡 Ｘ、、Ｘ２・・・距離 ＣＬ・・・目標位置（センターライン）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、走行中に自己の走行方向の変更を可能とした無軌道
   走行台車の走行方向の補正方法において、上記無軌道走
   行台車の走行方向に沿って該無軌道走行台車に配備され
   た複数の距離検出装置により、無軌道走行台車から走行
   基準となる目標物までの距離を測定し、無軌道走行台車
   の走行方向の上記目標物に対する角度誤差を求め、この
   角度誤差を補正すべく算出された略円弧状の軌跡に沿っ
   て上記無軌道走行台車を移動制御し、無軌道走行台車の
   走行方向を補正することとした無軌道走行台車の走行方
   向の補正方法。