JPH0726726Y2

JPH0726726Y2 - 無人車誘導装置

Info

Publication number: JPH0726726Y2
Application number: JP12875188U
Authority: JP
Inventors: 哲治鈴木; 聡守屋; 由人加藤; 安夫口脇; 悟志仕道
Original assignee: Meidensha Corp; Toyota Motor Corp
Current assignee: Meidensha Corp; Toyota Motor Corp
Priority date: 1988-10-03
Filing date: 1988-10-03
Publication date: 1995-06-14
Anticipated expiration: 2003-10-03
Also published as: JPH0250708U

Description

【考案の詳細な説明】 A.産業上の利用分野本考案は無人車誘導装置に関する。

B.考案の概要床面に敷設された誘導線の作る磁界は、鉄板その他の磁
性体が埋設されているのと、いないのでは、等電位面の
形状が異なる。そこで、そのような物質が埋設されてい
るとの指示を設定しておけば、一対のピックアップコイ
ルにより検出された誘起電圧の電位差に格差があって
も、その指示に基づいて変換テーブルにより補正するの
で、常に適正な操舵信号をステアリング用モータに与え
て確実に誘導線に沿って走行させることができる。

C.従来の技術従来、荷役車両としてフォークリフトが多く用いられて
おり、近年では無人で荷役作業を行う無人化フォークリ
フトも開発されている。

ところがフォークリフトは、フォークを昇降させるマス
トや、そのマストを傾動させるチルト機構等の複雑な構
成を有し、フォークは荷役作業において複雑な動きを行
う。そのため、フォークリフトは一般に高価であり、し
かも無人化するためには複雑な制御装置が必要とされる
ので、無人化フォークリフトはその製造コストが非常に
高いものになってしまう。

一方、荷役車両としてフォークリフト程の作業の多様性
はないが、床面レベル上のパレット等を取扱うのに好適
ないわゆるローリフト形搬送車も開発されている。これ
は、100〜200mm程度の限られた揚程を有する積載用フォ
ークを具え、床面レベル上にあるパレット等をフォーク
にて若干持ち上げてそのまま床面上を搬送するものであ
る。このローリフト形搬送車ではフォークリフトで必要
とされるフォークを昇降させるマストやそのチルト機構
等が不要であり、構造が簡単なことから小型化が可能で
あると共に安価で製造できるという利点を有している。

D.考案が解決しようとする課題しかし、従来では上記ローリフト形無人搬送車を無人化
したものは存在しておらず、これを無人化することに当
って重要なことは予定されたコースに沿って正確に速や
かに走行できるかである。このためには、例えば、予定
のコースとなる床面に誘導線を敷設し、その誘導線の作
る磁界を検出する一対のピックアップを無人車に取り付
ければ良い。

ところが、工場内の床面は補強のために鉄筋，鉄骨，鉄
板等が埋設されている場所がある。このような鉄板等は
磁性体であり、磁界に対して影響を及ぼすから、鉄板等
の上を走行する場合と、そうでない場合には、ピックア
ップコイルの誘起電圧が変化し、誘導線に対する追従
性，応答性が異なることとなっていた。例えば、第７図
（ａ）に示すように誘導線１の下方に鉄板など磁界２に
影響を及ぼす物質が存在しない場合は、磁界２は誘導線
１を中心とする同心円状の等電位面を形成する。このた
め一対のピックアップコイル3,4により磁界２を検出す
ると、得られる誘起電圧は第８図中a,bで示す波形とな
り、それらの電位差は同図中ｃで示すようにほぼ正弦波
となる。

これに対し、誘導線の下方に鉄板５が埋設されている場
合は、第７図（ｂ）に示すように鉄板５の影響により磁
界２の等電位面は楕円形となる。このため、ピックアッ
プコイル3,4の誘起電圧は第８図（ｂ）にd,eで示すよう
に急激に変化する形状となり、その電位差は同図にｆで
示すように歪んだ形状となる。

このため、第８図（ａ）に示す電位差に基づいて誘導線
１に対して適正に追従できるよう、制御装置を構成して
おくと、鉄板５上を走行して第８図（ｂ）に示す電位差
が得られる時には、誘導線１に対して適正に追従せず、
著しい場合には、誘導線１からコースアウトしてしまう
ことがあった。

これを解決する方法として制御装置にAGC（Automatic G
ain Control）回路を組み付けることも考えられるが、
一般にAGC回路は高価である。また、AGC回路を設けた場
合でも、鉄筋密度が高くなると、磁界の楕円形状が極端
となるため、第８図（ｂ）に示すピックアップコイル3,
4の電位差ｆの中央部ｇが著しく小さくなり、AGC回路で
増幅しても同図（ａ）に示す程度まですることができな
い。

本考案は、上記実情に鑑みてなされたものであり、誘導
線の作る磁界がどのような影響を受けても、常に誘導線
に対して適正に追従することのできる無人車誘導装置を
提供することを目的とするものである。

E.課題を解決するための手段及び作用床面に鉄板等の磁界に影響を及ぼす物質が埋設されてい
る場所には、そのような物質が存在するとの指示を設定
し、無人車にはその指示を読み取るセンサを設けてお
く。そして、無人車には、その指示に対応して磁界の影
響を相殺するような複数の変換テーブルを設けておき、
一対のピックコイルにより検出された誘起電圧の電圧差
に応じて無人車を操舵する際、上記指示に対応した変換
テーブルを選択し、これにより補正すれば、磁界がどの
ような影響を受けようとも、常に誘導線に沿って適正に
走行することとなる。

F.実施例以下、本考案の一実施例について図面を参照して詳細に
説明する。

第３図及び第４図は本考案の無人車誘導装置の使用され
るローリフト型無人搬送車を一部透視して示す説明図、
そのリフト機構を表わす側面図である。

このローリフト形無人搬送車は、本体フレーム11の後部
に積載用のフォーク12が昇降自在に連結されたものであ
る。このフォーク12は、荷物を載せる水平に後方に延び
る２本のフォーク部13と、このフォーク部13の前端部に
垂直に起立して形成された取付部14とからなっており、
第４図に示すように取付部14によって本体フレーム11に
連結されている。すなわち、フォーク12の取付部14の上
部は本体フレーム11の上部に枢着された左右一対の支持
リンク15が枢着されると共に、本体フレーム11の下面に
突設されたブラケット16に枢着された左右一対の駆動リ
ンク17がフォーク12の下部にピン18により枢着され、こ
れにより構成される四節リンク機構によってフォーク12
は本体フレーム11に昇降自在となっている。

また、この支持リンク15と駆動リンク17との間には左右
一対のフォーク昇降用の油圧シリンダ19が上下方向に向
いて位置しており、そのシリンダとロッドが各々本体フ
レーム11とフォーク12の取付部14にそれぞれ突設された
ブラケット20,21に連結されている。従って、油圧シリ
ンダ19を伸長駆動するとフォーク12は本体フレーム11に
対して上昇する一方、短縮させると第４図の状態のよう
にフォーク12は本体フレーム11に対して下降する。ここ
で、フォーク12は前述のリンク機構の働きによってその
上昇端及び下降端で互いに平行な状態を維持するように
なっている。

一方、フォーク部13の先端部（後端部）の下面には各々
後輪22が配設されている。これらの後輪22はフォーク部
13の長手方向と直角を成す水平な軸回りに回転自在に支
持された従動輪であり、各フォーク部13でそれぞれ一対
ずつ設けられている。一対の後輪22は連結板23に枢支さ
れ、この連結板23に枢着された従動リンク24がフォーク
部13の下面にピン25によって枢着されることで、後輪22
はフォーク部13に取付けられている。また、この従動リ
ンク24にはピン25の下方に位置するピン26によってプル
ロッド27が枢着されていて、このプルロッド27の他端は
前記ピン18の上方に位置するピン28によって前記駆動リ
ンク17に枢着されている。

而して、第４図に示すようにフォーク12が下降位置にあ
るときは、従動リンク24は倒れた状態にあり、後輪22は
下降位置にあるフォーク部13の先端部を支持する。一
方、前記油圧シリンダ19によってフォーク12が上昇位置
まで持ち上げられると、駆動リンク17が第４図で想像線
で示すように反時計方向に回動することでプルロッド27
を引張り、これによって従動リンク24が第２図で想像線
で示すように時計方向に回動して斜めに起立した状態と
なる。これにより、後輪22とフォーク部13の上面との距
離が拡がり、後輪22は上昇位置にあるフォーク部13の先
端部を支持することが可能となる。すなわち、従動リン
ク24は後輪22に対するフォーク部13の昇降機構を構成
し、フォーク12が上昇及び下降のいずれの位置にあって
も後輪22によってフォーク部13の先端部を支持できるよ
うになっている。

第３図に示すように、本体フレーム11には操舵駆動輪で
ある前輪29が配設されている。すなわち、本体フレーム
11に垂直軸回りに回動自在にステアリング軸30が支持さ
れると共に、ステアリング軸30の下部に支持台31がステ
アリング軸30に対して軸回りに回動不能且つ軸方向に移
動自在に取付けられ、この支持台31の下部に前輪29が水
平な軸回りに回転自在に支持されている。また、ステア
リング軸30にはばね受32が突設されると共に、このばね
受32と支持台31との間に圧縮コイルばね33が介装される
ことで支持台31は下方へ付勢されており、これにより前
輪29が走行床面に押付けられるようになっている。

支持台31上には走行用ドライブモータ34及びそのドライ
ブギヤ35が搭載され、前輪29はこのドライブモータ34の
作動によって正逆方向に回転駆動される。一方、ステア
リング軸30にはギヤ36が固定されると共に、本体フレー
ム11に支持されたステアリングモータ37の駆動ピニオン
38がこのギヤ36と噛み合っていて、ステアリングモータ
37の作動させることで駆動ピニオン38,ギヤ36を介して
ステアリング軸30を回動させ、前輪29を操舵させること
ができるようになっている。

前輪29を挾んで、左右両側にはそれぞれキャスター機能
を有する補助輪39が本体フレーム11に取付けられてい
る。

さらに、本体フレーム11には前述の油圧シリンダ19を作
動させる電動油圧パワーユニット40が搭載されている。
また、フォーク12にはこの油圧パワーユニット40や前述
のドライブモータ34,ステアリングモータ37を駆動する
バッテリー41が搭載されており、このバッテリー41の重
量によって無負荷時におけるフォーク12の下降に要する
時間の短縮を図っている。

また、前輪29を支持する支持台31には前輪29の前方に位
置してブラケット42が取付けられており、このブラケッ
ト42に前輪29に関して左右対称の位置に前進用センサ43
a,43bがそれぞれ固定されている。一方、フォーク12の
２本のフォーク部13の先端部（後端部）の後輪22の後方
に位置する所にそれぞれ後進用センサ44a,44bが固定さ
れている。これらセンサ43,44としてはピックアップコ
イルを用いると共に、走行床面下に埋設された誘導線49
に低周波電流を流し、この電流によって形成される磁界
内にセンサ43,44を位置させることでそこに誘起される
誘起電圧を利用する方式が用いられる。尚、第３図にお
いて、45は制御装置を操作するためのオペレータコンソ
ールパネル、46は電源キースイッチ、47はモード切換ス
イッチである。

ここで、第７図（ａ）に示すように誘導線49の作る磁界
50が外部から何らの影響を受けないならば、その等電位
面の形状は、誘導線49を中心とする同心円状となるが、
同図（ｂ）に示すように磁界に影響を及ぼす鉄板５など
の物質が床面下に埋設されていると、誘導線49の作る磁
界50は影響を受け、その等電位面の形状は楕円形状とな
ってしまう。このため、床面下に鉄板５が埋設されてい
る場合と、そうでない場合には、前進用センサ43a,43b
の誘起電圧、その電圧差は第８図（ａ）（ｂ）に示すよ
うに変化することとなる。

そこで、本考案では第１図に示すような誘導装置を設け
て、床面下に鉄板５等が埋設されている場合には、ステ
アリング制御に補正を加えることとした（尚、以下の説
明では左側の前進用センサ43aを左PUC43a、右側の前進
用センサ43bを右PUC43bと記す。）。

即ち、第１図に示すように左PUC43a,右PUC43bで生じた
誘起電圧はそれぞれバンドパスフィルタ51,52を介して
差動アンプ53に入力されて、その誘起電圧の電圧差が制
御装置に入力されると共にそれらの誘起電圧もそれぞれ
アンプ55,56を介して制御装置54に入力される。また、
床面に設置されるコードプレート57には各種の情報，指
示が磁気的に記憶され、その内容を読み取るマグネチッ
クプレートセンサ８がローリフト型無人搬送車に取り付
けられ、その読み取られた内容が制御装置54へ入力され
る。コードプレート57には速度信号、その他の指示が記
憶されるが、ここでは、真近に鉄板が埋設されているの
で変換テーブルを変更しろとの指示が記憶されている場
合について説明する。更には、ポテンショメータ59は操
舵輪である前輪29の方向角、つまりステアリング角度を
検出し、そのステアリング角度は制御装置54に入力され
る。これらの入力を得た制御装置54はサーボブリッジ60
を介してステアリングモータ37を制御する。

制御装置54は、アンプ53,55,56からの誘起電圧信号、そ
の電圧差信号、ポテンショメータ59からのステアリング
角信号をそれぞれアナログ信号からデジタル信号へと変
換するADコンバータ61と、サーボ指令をサーボブリッジ
60へ送るインタフェース62と、マグネチックプレートセ
ンサ58からの信号を取り込むパラレルINポート66と、第
２図に示すステアリングテーブル等を記憶したROM63
と、その他のデータを記憶したRAM64と、第２図に示す
変換テーブルを選択する選択装置としての機能を有する
CPU65と、これらをつなぐバス66とを有している。第２
図に示すステアリングテーブルは、図中左欄のテーブル
ａが第７図（ａ）に示す同心円状の磁界に対応し、図中
右欄のテーブルｂが第７図（ｂ）に示す楕円形状の磁界
に対応するものである。そして、第２図中上段は、サー
ボブリッジ60に出力されるサーボ信号を縦軸とし、それ
に対応するテーブルアドレスを横軸としている。また、
第２図中下段は誘起電圧の電圧差V_DEFを縦軸とし、ロー
リフト型無人搬送車の誘導線49に対する横ずれを横軸と
するものであるが、第８図の下段のグラフに比べ左右部
分を省略し、その形状を誇張したものである。つまり、
第２図の変換テーブルａは、誘起電圧の電圧差V_DEFの変
化が直線状であるので、これに対応するサーボ信号の変
化も直線状としたものである。また第２図の変換テーブ
ルｂは、誘起電圧の電圧差V_DEFの変化が折線状であり、
その中央の変化率が低いので、サーボ信号の変化率をそ
の中央の変化率を大きくした折線状として補正を加える
ようにしたものである。尚、第２図中では、縦軸，横軸
はいずれも16進数で記載した。

このような変換テーブルa,bは第５図に示すフローチャ
ートに従い選択して使用される。

即ち、第５図に示すようにマグネチックプレートセンサ
58がコードプレート57の存在を検出したら距離カウンタ
を作動させ、検出できないときは距離カウンタをリセッ
トしておく。距離カウンタがリセットされず3cm以上作
動している場合には、コードプレート57の存在に間違い
がないとしてコードプレート57を認定するが、距離カウ
ンタが3cm以下でリセットされたときはコードプレート5
7は存在していなかったとしてフローチャートを終了す
る。コードプレート57が認定されたら、ROM63内から予
定したルートを走行するためのコマンドのデータを続出
し、コードプレート57の指示が変換テーブルa,bの切換
のための指示か否か判断する。変換テーブルa,bの切換
のための指示でないときは、他のコマンドを実施する。

変換テーブルa,bの切換のための指示であるときは、変
換テーブルａ又は変換テーブルｂへの切換のいずれかの
選択であるかの判断を行い、それぞれ変換テーブルａ又
はｂをステアリングテーブルとして選択し、終了する。
ここで、変換テーブルａは前述したように鉄板が埋設さ
れていないときの変換テーブルであるが、変換テーブル
ｂは鉄板が埋設されているときの変換テーブルである。

このようにステアリングテーブルとして変換テーブルａ
又はｂが選択されると、第６図に示すフローチャートに
従い、ステアリングモータ37を制御する。

即ち、第６図に示すように左右PUC43a,43bの誘起電圧と
してデジタル化された値V_PR，V_PLをそれぞれ読み込み、
その和を比較値V_Refから減じたものが、コースアウト基
準レベルV_COよりも大きいときは、誘導線49から無人搬
送車が逸脱したとして、適当なコースアウト処理を行
い、作業を終了する。逆に、コースアウト基準レベルV
_CO以上のときは、左右PUC43a,43bの誘起電圧の電圧差V
_Def（＝V_PR−V_PL）を読み込み、このV_Defにステアリン
グテーブルアドレスを加えたものを新たにステアリング
テーブルアドレスとする。そして、このステアリングテ
ーブル上で検索し、サーボ信号のデータを得、これをサ
ーボブリッジ60へ転送する。サーボブリッジ60はこのデ
ータによりステアリングサーボを動作させ、ステアリン
グモータ37を制御する。ここで、具体的な状態における
作用について説明すれば、第２図に示される変換テーブ
ルｂが選択され、その下段の中央のように誘起電圧差V
_Defの変化率が小さい場合、無人搬送車が誘導線から横
方向にずれる距離に対する電圧差V_Defの大きさは、変換
テーブルａに対し小さいが、この部分のテーブルアドレ
スに対応するサーボ信号の変化率が大きくなっている。
従って、その和を新たなステアリングテーブルアドレス
として検索すれば、電圧差V_Defの大きさにかかわらず、
無人搬送車の誘導線49に対する横ずれの距離に応じたス
テアリングサーボ動作が行えることとなり、鉄板上を走
行するか否かにかかわらず、常に誘導線49に沿って適正
に走行できることになる。

尚、上記実施例では鉄板が埋設されている場合について
説明したが、鉄筋，鉄骨など磁界に影響を及ぼす物質に
対して本考案は適用できるものであり、それぞれに適し
た変換テーブルを用意すると良い。また、ローリフト型
無人搬送車に限らず、無人化されたフォークリフト等に
も応用できるものである。

G.考案の効果以上、実施例に基づいて具体的に説明したように本考案
は床面下に磁界に影響を及ぼす物質が埋設され、誘導線
の作る磁界が変化する場合であっても、そのような物質
に対応した変換テーブルによりピックアップコイルの誘
起電圧差を補正するので、常に誘導線に沿って適正に走
行させることができる。特に、鉄筋の配筋密度が高く、
AGC回路だけでは不十分な場合に有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す装置構成図、第２図は
本実施例に使用するステアリングテーブルを示すグラ
フ、第３図は本実施例に使用するローリフト型無人搬送
車の斜視図、第４図はリフト機構を表わすローリフト型
無人搬送車の側面図、第５図は変換テーブルを選択する
フローチャート、第６図はステアリングテーブルを用い
た制御のフローチャート、第７図（ａ）（ｂ）はそれぞ
れ誘導線の作る磁界の説明図、第８図（ａ）（ｂ）はそ
れぞれピックアップコイルの誘起電圧，その電位差を表
わすグラフである。図面中、 43aは左PUC、43bは右PUC、53は差動アンプ、54は制御装
置、57はコードプレート、58はマグネチックプレートセ
ンサ、60はサーボブリッジ、61はADコンバータ、63はRO
M、64はRAM、65はCPUである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者加藤由人愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)考案者口脇安夫愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)考案者仕道悟志愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (56)参考文献特開昭62−202206（ＪＰ，Ａ) 特開平１−287711（ＪＰ，Ａ)

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】床面に敷設された誘導線の作る磁界を検出
する一対のピックアップコイルを無人車に取り付けると
共にこれら一対のピックアップコイルにより検出された
誘起電圧の電位差を求める差動アンプを設け、前記電圧
差に応じて前記無人車を操舵する制御回路を設けた無人
車誘導装置において、磁界に影響を及ぼす物質が床面下
に埋設されていることの指示を読み取るセンサと、前記
電圧差と、これに対応するステアリング用モータへの操
舵信号とを対応させた複数の変換テーブルと、これらの
変換テーブルを前記信号に基づいて選択する選択回路と
を設けたことを特徴とする無人車誘導装置。