JPH0518123B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、車軸操舵（車軸旋回による操舵）
方式の多数の車軸を備えた無人台車において、任
意形状の誘導線に対して、常に台車の車体の姿勢
を確実に制御して誘導する無軌道方式の無人多軸
台車の誘導制御装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、無人多軸台車の操舵は、台車の旋回中心
線を予め固定的に定め、台車の旋回中心が常に、
上記旋回中心線上にあるように、各車軸の操舵角
関係を幾何学的手法で予め定め、基準となる一つ
の操舵指令角に基づき、各車軸の操舵角関係に従
つて、各車軸毎に所定の操舵角を設定して、各車
軸毎に操舵する技術が提案されている。また、無
人多軸台車の誘導方式として、台車の車体に、台
車のある１点の誘導線からの偏位方向や偏位量を
検出する偏位検出手段を備えた電磁誘導方式や光
学誘導方式などにより、台車のある一つの固定点
が常に誘導路上にあるように誘導制御する技術が
提案されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上記のような従来の無人多軸台車の誘
導方式や操舵方式では、多軸台車のある一つの固
定点が常に誘導線上で一致するように誘導するだ
けで、任意の誘導線形状において、多軸台車の車
体の姿勢を常に制御しているとはいい難く、上記
台車のある一つの固定点以外の台車部分は、多軸
台車が旋回している場合など誘導線より大きく偏
位してしまう。特に多軸構造を必要とする大型台
車では、その傾向が著しくなるという問題があつ
た。

〔課題を解決するための手段〕

上記の課題を解決するために、この発明は無人
多軸台車の走行面に設けた誘導線に対する車体の
偏位方向および偏位量を検出する前後の偏位検出
手段を、上記各車軸のうちの最前部かつ最側端の
前基準車軸の旋回軸と、この前基準車軸側の最側
端かつ最後部の後基準車軸の旋回軸にそれぞれ一
体に固定するに当り、この各検出手段の中心が上
記前基準車軸および後基準車軸の旋回軸の旋回中
心を通り、車体の長手方向の中心線と平行な線上
に一致する位置とし、この各偏位検出手段からの
偏位方向、偏位量の情報に基づいて、偏位方向、
偏位量がともに零となるようにするための、上記
前基準車軸および後基準車軸の旋回軸の旋回操舵
方向および旋回操舵角を算出すると同時に、上記
の前基準車軸および後基準車軸の旋回軸の各旋回
操舵方向および操舵角により、上記前基準車軸お
よび後基準車軸の各車軸の中心線の延長線の交点
を上記無人多軸台車の旋回中心として算出し、こ
の無人多軸台車の旋回中心を、上記前基準車軸お
よび後基準車軸以外の残りの他の車軸の各車軸中
心線の延長線が通るように、幾何的に、上記残り
の各車軸の旋回軸の旋回操舵方向の旋回操舵角を
算出する手段を備えた操舵制御装置と、この操舵
制御装置からの出力に応じて、前記各車軸の旋回
軸を各々独立して旋回操舵するためのそれぞれ独
立した操舵駆動手段により構成したのである。

〔作用〕

この発明は上記の構成であり、無人多軸台車の
前後の基準車軸の旋回軸に設けた偏位検出手段
は、その中心と誘導線との左右の各偏位方向およ
び偏位量を、前後の基準車軸ごとに検出する。各
偏位検出手段は、偏位方向と偏位量を各々、操舵
制御装置へ出力し、上記操舵制御装置は、上記の
基準車軸に設けた偏位検出手段のサンプリングサ
イクルごとの偏位方向および偏位量に基づき、予
め定めた偏位量と基本操舵角との比例関係および
偏位方向と車軸の旋回操舵方向（偏位検出手段中
心位置の誘導線に対する偏位方向と車軸の旋回操
舵方向とは逆の関係にある）関係により（ｎ−
１）回目およびｎ回目のサンプリングにおける旋
回操舵方向を正負の符号で示した前基準車軸の基
本操舵角FnfおよびＦ（ｎ−１）ｆと後基準車軸
の基本操舵角FnrおよびＦ（ｎ−１）ｒとに換算
して、上記無人多軸台車の実走行速度を検出する
速度センサからの情報に対応した変数または定数
K₁およびK₂を用いて θnf＝θ（ｎ−１）ｆ＋K₁・Fnf＋K₂・（Fnf−Ｆ
（ｎ−１）ｆ） θnr＝θ（ｎ−１）ｒ＋K₁・Fnr＋K₂・（Fnr−Ｆ
（ｎ−１）ｒ） で与えられる現時点（ｎ回目のサンプリングおよ
び制御サイクル時）での前基準車軸および後基準
車軸の旋回操舵方向を正負の符号で示した旋回操
舵角を演算し、前記前基準車軸および後基準車軸
の旋回操舵角θnfおよびθnrに従い前基準車軸およ
び後基準車軸を旋回操舵したとして、各基準車軸
の中心線の延長線の交点の位置を演算し、上記交
点を上記無人多軸台車の旋回中心とし、上記基準
車軸以外の残りの各車軸の中心線の延長線が、上
記無人多軸台車の旋回中心位置を全て通るよう
に、上記残りの各車軸の旋回操舵角を算出する。
この残りの各車軸の旋回操舵方向を正負の符号で
表わした旋回操舵角θnFiおよびθnRj（ｉおよびｊ
は残りの車軸のｉ番目およびＪ番目）は、上記の
無人多軸台車の旋回中心を通り、上記台車の横手
方向の中心線と平行な線を中心線とし、上記旋回
中心線より前部域と後部域に上記残りの各車軸を
区分し、上記の前部域において、上記台車の旋回
中心から前基準車軸までの長手方向の距離をXF
および横手方向の距離をＹとし、後部域におい
て、上記台車の旋回中心から後基準車軸までの長
手方向の距離をXRおよび横手方向の距離をＹと
して、上記前部域の残りの任意の車軸ｉと前基準
車軸との距離を長手方向でａおよび横手方向でｂ
とし、上記後部域の残りの任意の車軸ｊと後基準
車軸との距離を長手方向でa′および横手方向で
b′として、旋回操舵方向を正負の符号で表した形
の θnFi＝Tan^-1 Xa−ａ／Ｙ±ｂ θnRj＝Tan^-1 −Xb−a′／Ｙ±b′ で与えられる。ここで上記前部域における各車軸
は全て同一の旋回操舵方向となり、また上記後部
域における各車軸も全て同一の旋回操舵方向とな
る。上記の基準車軸の旋回操舵角θnfおよびθnrと
残りの車軸に対する旋回操舵角θnFiおよびθnRj
を各車軸ごとの操舵駆動装置へ出力する。上記各
車軸ごとの操舵駆動装置は入力された旋回操舵角
の指令情報に従い、指令情報と一致する旋回操舵
角まで、各車軸を旋回操舵するようになつてい
る。

〔実施例〕

第１図、第２図において、Ｖは無人多軸台車を
示しており、１はその車体、２は前基準車軸、３
は後基準車軸である。

この各基準車軸２，３は、垂直の旋回軸の周り
に旋回自在な一本の車軸とその両端の走行輪４と
で構成される。

また、上記前基準車軸２の側方および後方なら
びに後基準車軸３の側方および前方にはそれぞれ
垂直の旋回軸の周りに旋回自在の車軸８，９，１
０，１１，１２，１３を設け、これらにもそれぞ
れ左右一対の走行輪４を設ける。

また、前記前基準車軸２の旋回軸および後基準
車軸３の旋回軸には前偏位検出手段１４と後偏位
検出手段１５とをそれぞれ取付部材１６，１７を
用いて旋回軸と共に旋回するように一体に固定
し、さらに、第５図に示す操舵制御装置１８を設
ける。

第３図、第４図において、２０は走行面２１は
誘導線であり、車軸中心線Ａと前記の前後の偏位
検出手段１４，１５の中心Fc，Rcとが投影平面
上で各々一致し、各偏位検出手段１４，１５の中
心が誘導線２１と交差する形で上記前基準車軸２
および後基準車軸３と一体に旋回可能なように取
付けてある。

また、実施例の場合、誘導線２１は電磁誘導方
式のトウパスワイヤを用い、偏位検出手段１４，
１５は電磁誘導方式のピツクアツプコイルとして
ある。

この場合、トウパスワイヤからの誘導磁界強度
による一対のピツクアツプコイルの発生電圧差に
よる偏位方向および偏位量を検出するものである
が、これは一例であり、例えば光学的誘導方式な
どの他の方式を利用する場合もある。

第５図のブロツク図において、前後の偏位検出
手段１４および１５で検出する偏位方向および偏
位量は、前基準車軸２、後基準車軸３毎に操舵制
御装置１８へ入力され、同時に台車Ｖの走行速度
を検出する速度センサ２２からの台車Ｖの実走行
速度の情報も、操舵制御装置１８へ入力される。

操舵制御装置１８は偏位検出手段１４，１５か
らの偏位方向を正負の符号により偏位方向と逆方
向の関係になる車軸旋回操舵方向を表わし、偏位
量を予め定めた比例関係に基づいた基本軸の旋回
操舵指令角の算出要素としての基本操舵角Fnに
換算する。

ここで、上記操舵制御装置１８における上記偏
位検出手段１４，１５からの情報のサンプリング
は、連続でなく、ごく微小な時間ごとの断続的な
サンプリングにより求めた上記基本操舵角Fnを
上記、基準車軸２，３ごとにFnf（前基準車軸用）
およびFnr（後基準車軸用）とし、現時点一つ前
のサンプリング時に求めた基本操舵角Ｆ（ｎ−１）
を、各々Ｆ（ｎ−１）ｆ（前基準車軸用）およびＦ
（ｎ−１）ｒ（後基準車軸用）とする。上記、各基
本操舵各Fnf，Ｆ（ｎ−１）ｆ，Fnr、およびＦ
（ｎ−１）ｒと速度センサ２２からの実速度情報
により定まる変数または、上記実速度情報とは無
関係な定数K₁およびK₂により θnf＝θ（ｎ−１）ｆ＋K₁・Fnf＋K₂・（Fnf−Ｆ
（ｎ−１）ｆ） θnr＝θ（ｎ−１）ｒ＋K₁・Fnr＋K₂・（Fnr−Ｆ
（ｎ−１）ｒ） で与えられる上記基準車軸２および３ごとの旋回
操舵角θnfおよびθnrを、現時点の一つ前のサンプ
リング時に求めた旋回操舵角θ（ｎ−１）ｆおよ
びθ（ｎ−１）ｒを使用して算出する。

上記の説明から明らかなように、旋回操舵角
θnは、上記無人多軸台車Ｖの車体１に上記偏位
検出手段１４，１５を取付けた場合と異なり、基
準車軸２および３と一体に取付けているため、偏
位検出手段１４，１５の中心FcおよびRcが誘導
線２１と一致していても常に零となることはな
く、ある有限な値となる。なお、旋回操舵角θn
の値が零となるのは、誘導線２１が直線で、偏位
検出手段１４，１５の中心FcおよびRcが各々、
誘導線２１と一致している場合のみである。ここ
で、旋回操舵角θnは、車軸操舵方式のため、基
準車軸２および３の各中心と偏位検出手段１４，
１５とを結ぶ線と、基準車軸２および３の各中心
を通り、無人多軸台車Ｖの長手方向の中心線と平
行な線となす角となつている。つぎに、旋回操舵
角θnfおよびθnrの値を使用し、無人多軸台車Ｖの
前基準車軸２および後基準車軸３以外の残りの車
軸８ないし１３の旋回操舵角を算出する。

第６図において、前基準車軸２および後基準車
軸３の各旋回操舵角θnfおよびθnrに従い前基準車
軸２および後基準車軸３を旋回操舵したとして、
前基準車軸２および後基準車軸３の各軸中心線の
延長線の交点を演算して、交点を無人多軸台車の
旋回中心Ｏとして、基準車軸２および３以外の残
りの各車軸８〜１３の各軸中心の延長線が、無人
多軸台車Ｖの旋回中心Ｏを全て通るように、残り
の各車軸８〜１３の旋回操舵方向と旋回操舵角を
算出する。ここで、基準車軸２および基準車軸３
の旋回操舵角θnfおよびθnrは、無人多軸台車Ｖの
旋回中心Ｏを通り上記無人多軸台車Ｖの長手方向
と直角に交わる無人多軸台車Ｖの旋回中心線と、
無人多軸台車Ｖの旋回中心Ｏと前基準車軸２およ
び後基準車軸３の各旋回中心点を結ぶ各線との成
す角度となつている。

上記の残りの各車軸８ないし１３の旋回操舵方
向を正負の符号で表わした旋回操舵θnFiおよび
θnRj（ｉおよびｊは上記残りの車軸中の任意の車
軸番号とする）は、無人多軸台車Ｖを旋回中心線
により前部域と後部域に残りの車軸８ないし１３
を区分し、前部域において、無人多軸台車Ｖの旋
回中心Ｏから前基準車軸２までの長手方向の距離
XFおよび横手方向の距離をＹとし、後部域にお
いて、旋回中心からの後基準車軸３までの長手方
向の距離をXRおよび横手方向の距離をＹとし
て、前部域の残りの任意の車軸ｉと前基準車軸２
との距離を長手方向でａおよび横手方向でｂとし
て、上記後部域の残りの任意の車軸ｊと後基準車
軸３との距離を長手方向でa′および横方向でb′と
して、旋回操舵方向の正負の符号で表わした形の θnFi＝Tan^-1 Xa−ａ／Ｙ±ｂ θnRj＝Tan^-1 −Xb−a′／Ｙ±b′ で与えられる。上記の任意の車軸ｉおよびＪの旋
回操舵角θnFiおよびθnRjより、残りの車軸８な
いし１３の各旋回操舵角を算出する。ここで、前
部域における前基準車軸２および各車軸８ないし
１０は、全て同一の旋回操舵方向となり、後部域
における後基準車軸３および各車軸１１ないし１
３は全て、同一の旋回操舵方向となる。この実施
例においては、八軸の無人多軸台車を例として説
明しているが、いうまでもなく、八軸以外の多軸
台車でもよいことは明らかである。

つぎに、第５図において、上記の操舵制御装置
１８で算出された無人多軸台車Ｖの各前後の基準
車軸２，３および残りの車軸８ないし１３の各旋
回操舵角θnf，θnr，θnFiおよびθnRjを各車軸ご
との操舵駆動手段３１へ出力する。この駆動手段
３１は実施例では第５図の鎖線内に示したよう
に、ラツクピニオン機構などの作用装置３３と電
油変換器３４とで構成されているが、空圧ないし
電機駆動などを用いる場合もある。

上記の構成において、操舵制御装置１８から出
力される旋回操舵角θnは電油変換器３４へ入力
され、この電油変換器は、作用装置３３を作用さ
せるために必要な駆動力に変換するが、この実施
例では、旋回操舵角θnに相当した電気信号を油
圧に変換している。なお、この油圧による動力
は、無人多軸台車Ｖに設けた油圧源３２より得て
いる。作用装置３３は、電油変換器３４からの油
圧作用により、旋回操舵角θnになるように前後
の基準車軸２，３および他の車軸８ないし１３を
実際に旋回させる。

第７図は誘導線２１と前基準車軸２と後基準車
軸３の位置関係を示すものである。すなわち、前
記したように前後偏位検出手段１４，１５の中心
FCおよびRCが常に誘導線２１に一致するよう
に、無人多軸台車Ｖの前後の基準車軸２，３およ
び他の各車軸８ないし１３が旋回操舵して、無人
多軸台車Ｖの旋回中心を誘導線２１の形状に沿つ
て任意の位置に走行させる。

〔効果〕

この発明は前記のように無人多軸台車の多数の
車軸のうちの最前部かつ最側端のものを前基準車
軸とし、同じ側の最後部かつ最側端の車軸を後基
準車軸として、これらの各基準車軸の旋回軸に地
上側の誘導線に対する車体の偏位方向および偏位
量を検出する前後の偏位検出手段を一体に固定し
たもので、しかもこの各検出手段の中心が前基準
車軸および後基準車軸の旋回中心を通り、車体の
長手方向の中心線と平行な線上に一致する位置と
し、この各偏位検出手段からの偏位方向、偏位量
の情報に基づいて、偏位方向、偏位量がともに零
となるようにするための、前記前基準車軸および
後基準車軸の旋回操舵方向および旋回操舵角を算
出すると同時に、上記の前基準車軸および後基準
車軸の各旋回操舵方向および操舵角により、前基
準車軸および後基準車軸以外の他の車軸の旋回操
舵方向および旋回操舵角をも演算する手段を備え
た操舵制御装置と、この操舵制御装置からの出力
に応じて、前記各車軸を各々独立して旋回操舵す
る操舵制御手段を設けたものであるから地上等の
走行面に設けた任意形状の誘導線に対して無人多
軸台車の前部および後部の一定の点を各々独立し
て誘導線に一致させながら走行させることができ
るので、多数の車軸を備えた大型の無人多軸台車
を誘導線に沿つて正確に走行させることができる
という効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す無人多軸台
車の側面図、第２図は同上の車体を透視した平面
図、第３図は要部の一部を縦断した拡大側面図、
第４図は同上部分の正面図、第５図は誘導制御装
置の機能を示すブロツク図、第６図は旋回時の各
車軸の動きを示す車体を透視した平面図、第７図
は旋回時の偏位検出手段と誘導線の関係を示す車
体を透視した平面図である。 １……車体、２……前基準車軸、３……後基準
車軸、８，９，１０，１１，１２，１３……車
軸、１４……前偏位検出手段、１５……後偏位検
出手段、１８……操舵制御装置、３１……操舵駆
動手段、Ｖ……無人多軸台車。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 車体の前後にそれぞれ複数の車軸をそれぞれ
   垂直の旋回軸の回りに旋回自在に取付けるととも
   に、この各車軸にはそれぞれ左右一対の走行輪を
   設け、かつ、車軸操舵方式の無人走行を行なえる
   手段を備えた無人多軸台車において、走行面に設
   けた誘導線に対する車体の偏位方向および偏位量
   を検出する前後の偏位検出手段を、上記各車軸の
   うちの最前部かつ最側端の前基準車軸の旋回軸
   と、この前基準車軸側の最側端かつ最後部の後基
   準車軸の旋回軸にそれぞれ一体に固定するに当
   り、この各検出手段の中心が上記前基準車軸およ
   び後基準車軸の旋回軸の旋回中心を通り、車体の
   長手方向の中心線と平行な線上に一致する位置と
   し、この各偏位検出手段からの偏位方向、偏位量
   の情報に基づいて、偏位方向、偏位量がともに零
   となるようにするための、上記前基準車軸および
   後基準車軸の旋回軸の旋回操舵方向および旋回操
   舵角を算出すると同時に、上記の前基準車軸およ
   び後基準車軸の旋回軸の各旋回操舵方向および操
   舵角により、上記前基準車軸および後基準車軸の
   各車軸の中心線の延長線の交点を上記無人多軸台
   車の旋回中心として算出し、この無人多軸台車の
   旋回中心を、上記前基準車軸および後基準車軸以
   外の残りの他の車軸の各車軸中心線の延長線が通
   るように、幾何的に、上記残りの各車軸の旋回軸
   の旋回操舵方向の旋回操舵角を算出する手段を備
   えた操舵制御装置と、この操舵制御装置からの出
   力に応じて、前記各車軸の旋回軸を各々独立して
   旋回操舵するためのそれぞれ独立した操舵駆動手
   段からなる無人多軸台車の誘導制御装置。