JPH08164774A

JPH08164774A - 追従型制御方法及び装置

Info

Publication number: JPH08164774A
Application number: JP6307254A
Authority: JP
Inventors: Tomoyuki Hota; 智之保多; Kenzo Sato; 賢蔵佐藤; Ryoji Yamashiro; 亮治山城; Takaharu Koshima; 隆治越馬
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1994-12-12
Filing date: 1994-12-12
Publication date: 1996-06-25

Abstract

(57)【要約】【目的】移動装置の操作者の労力軽減や作業能率向上
を図るための追従制御方法及び装置を提供する。【構成】移動体の動作を伝達部材の伸縮量により、移
動装置と前記移動体との間の距離差として検出し、該検
出された距離差に応じた値を速度値として前記駆動手段
を駆動する指令を出す速度制御方法と、該検出された距
離差に応じた値を加速度値とし、該加速度値を時間によ
り積分した値を速度値として前記駆動手段を駆動する指
令を出す加速度制御方法とを有し、前記速度制御方法と
前記加速度制御方法とを手動または自動により切り替え
るようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、人間や車などの移動体
に追従した移動を行う移動装置の制御方法及び装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、物品を搬送する移動装置の中で、
人間が直接引いたり押したりするものでは、リヤカーや
台車がよく知られている。また、これらに動力を付加し
たものに、電動台車等がすでに広く実用化されている。
しかし、従来の電動台車は、操作者が押す方向で用いる
ものであり、しかも操作者が移動装置の速度にあわせて
歩行する必要があった。

【０００３】人間の歩行速度は、短い間隔で見ると必ず
しも一定ではなく常に変動している。そのため、前記の
ように移動装置の速度にあわせて長時間歩行することは
困難であり、疲労を伴う作業となっている。この問題を
解決するために、発明者らは特願平５−１９９６８０に
おいて、一本の伸縮する伝達部材により移動装置が操作
者を追従するための制御方法および装置を発明した。こ
の発明では、操作者と移動装置との間の距離を一定にす
ることで、移動装置が操作者を追従するようにしてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の追従型制御法を用いた移動装置では、移動装置の走
行時には常に一定の力が操作者にかかっているため、長
時間の作業では疲労が伴うという問題がある。また、伝
達部材の押し引きと、移動装置の移動との間には、駆動
用モータの応答性などから時間遅れが生じるために、車
庫入れや狭い場所の通行時などのような微妙な速度の制
御を行う場合、かえって操作が困難になるという問題が
ある。

【０００５】本発明の目的は、移動装置の操作者の労力
軽減や作業能率向上を図るための追従制御方法及び装置
を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記従来の課題を解決す
るために、本発明の請求項１は、移動体の動作を伝達す
る伝達部材によって、前記移動体の動作を検出し、検出
した結果に基づいて駆動手段を有する移動装置を前記移
動体に追従して移動するように制御する追従型制御方法
において、前記移動体の動作を前記伝達部材の伸縮量に
より、前記移動装置と前記移動体との間の距離差として
検出し、該検出された距離差に応じた値を速度値として
前記駆動手段を駆動する指令を出す速度制御方法と、該
検出された距離差に応じた値を加速度値とし、該加速度
値を時間により積分した値を速度値として前記駆動手段
を駆動する指令を出す加速度制御方法とを有し、前記速
度制御方法と前記加速度制御方法とを手動または自動に
より切り替えるようにしたものである。

【０００７】本発明の請求項２は、上記請求項１の特徴
に加え、前記移動装置の速度が予め設定された制御方法
切替速度の設定値より小さい範囲では、前記速度制御方
法により前記駆動手段の速度を制御し、前記移動装置の
速度が前記制御方法切替速度の設定値より大きくなった
時点で、前記速度制御方法を前記加速度制御方法に自動
的に切り替え、一旦、前記速度制御方法から前記加速度
制御方法に切り替わった後は、前記移動装置の速度が０
でかつ前記検出された距離差が０になるまで、前記駆動
手段の速度の制御を前記加速度制御方法にて行い、前記
移動装置の速度が０でかつ前記検出された距離差が０に
なった時点で、前記駆動手段の速度の制御を前記速度制
御方法に自動的に切り替えるようにしたものである。

【０００８】本発明の請求項３は、上記請求項１または
請求項２の特徴に加え、前記移動体の動作を前記伝達部
材の伸縮量に比例した力として検出し、該力を前記移動
装置と前記移動体との間の距離差に変換するようにした
ものである。本発明の請求項４は、駆動手段、移動体の
動作を伝達部材を介して検出する検出手段と、および検
出した結果に基づいて前記駆動手段を制御する制御手段
とを有し、前記移動体に追従して移動する追従型移動装
置において、前記検出手段は、前記移動体の動作を前記
伝達部材の伸縮量により、前記移動装置と前記移動体と
の間の距離差として検出し、前記制御手段は、前記検出
された距離差に比例した値を速度値として前記駆動手段
を駆動する指令を出す速度制御手段と、前記検出された
距離差に比例した値を加速度値とし、該加速度値を時間
により積分した値を速度値として前記駆動手段を駆動す
る指令を出す加速度制御手段と、前記速度制御装置と前
記加速度制御装置とを手動および自動により切り替える
制御方法切替手段とを備えた構成としたものである。

【０００９】本発明の請求項５は、上記請求項４の特徴
点に加え、前記制御手段は、前記移動装置の速度が予め
設定された制御方法切替速度の設定値より小さい範囲で
は、前記速度制御手段により前記駆動手段の速度を制御
し、前記移動装置の速度が前記制御方法切替速度の設定
値より大きくなった時点で、前記速度制御手段を前記加
速度制御手段に自動的に切り替え、一旦、前記速度制御
方法から前記加速度制御方法に切り替わった後は、前記
移動装置の速度が０でかつ前記検出された距離差が０に
なるまで、前記駆動手段の速度の制御を前記加速度制御
手段にて行い、前記移動装置の速度が０でかつ前記検出
された距離差が０になった時点で、前記駆動手段の速度
の制御を前記速度制御手段に自動的に切り替える構成と
したものである。

【００１０】本発明の請求項６は、上記請求項４または
請求項５の特徴点に加え、前記検出手段が、前記移動体
の動作を前記伝達部材の伸縮量に比例した力として検出
し、該力を前記移動装置と前記移動体との間の距離差に
変換するようにしたものである。

【００１１】

【作用】本発明による移動装置は、伸縮する伝達部材の
伸び長さに移動装置の加速度が比例する制御方法と、同
じく伸縮する伝達部材の伸び長さに移動装置の速度が比
例する制御方法とを備えている。前述の制御方法を「加
速度制御」方法、後述の制御方法を「速度制御」方法と
呼ぶこととする。

【００１２】「加速度制御」方法においては、伝達部材
の伸び長さが０の時、すなわち伝達部材が中立位置にあ
るときは、移動装置の加速度が０になるため、移動装置
が静止しているときは静止のままであり、ある速度で移
動しているときはその速度を保ちつつ一定速度で移動を
続ける。伝達部材の伸び長さに比例した力が操作者にか
かるような装置構成であれば、一定速度で移動している
間は操作者は力を必要としない。ここで操作者が減速す
ると、伝達部材は中立位置より縮むため伸び長さは負の
量となる。移動装置の加速度は伸び長さに比例している
ため、移動装置の加速度も負の量となり、その結果、移
動装置の速度は減少する。移動装置の速度が減少すると
伝達部材の縮み量はだんだんと少なくなり、最終的に移
動装置の速度が操作者の速度と同じになると、伝達部材
の縮み量（伸び長さ）は０となり、移動装置の加速度も
０になるため、再度、一定速度で移動するようになる。

【００１３】「加速度制御」方法は、一定速度で移動し
ようとする際には力を必要としないため非常に有効な制
御方法であるが、微妙な速度調節を必要とする場合など
には適切ではない。そのため、車庫入れや狭い場所の通
行時などのような場合では、「速度制御」方法を用いた
方がよい。「速度制御」方法は伝達部材の伸び長さが移
動装置の速度に比例するため、一定速度で移動させよう
とした場合には、操作者は一定の力を与え続けなければ
ならない。そのため長時間の作業には不適切であるが、
微妙な速度調節は「加速度制御」方法より容易であると
いう特徴を持っている。

【００１４】本発明によれば、使用状況に合わせて、上
記２種類の制御方法を手動または自動に切り替えること
により使い分けることができ、さらに、自動的に切り替
えることによって、通常の走行でも、微妙な速度制御を
必要とする場合においても、移動装置を容易に制御する
ことが可能となる。

【００１５】

【実施例】以下、添付図面に従って本発明の実施例を詳
細に説明する。図１は、本発明の一実施例を示す追従型
制御法を用いた移動装置の構成斜視図である。駆動手段
１０１を有する移動装置１０２を、操作者１０３が操作
する状態を示している。この場合、操作者１０３の動作
は、操作者１０３の把持する伝達部材１０４を介して、
移動装置１０２に伝達される。

【００１６】図２は、本実施例の構成を示す概略ブロッ
ク図である。移動装置１０２は、車輪、クローラ等の走
行機構を有する駆動手段１０１、操作者１０３の動作を
伝達部材１０４を介して検出する検出手段１０５、およ
び検出手段１０５での検出結果に基づいて、駆動手段１
０１を制御する制御手段１０６を備えている。検出手段
１０５は、操作者１０３と移動装置１０２との間の距離
の変化を検出するポテンショメータおよび、伝達部材１
０４の回転角を検出するポテンショメータを備えてい
る。ポテンショメータから得られた電圧信号は、制御手
段１０６に送られる。制御手段１０６は、Ａ／Ｄ変換
器、ＣＰＵ、Ｄ／Ａ変換器およびデジタルＩ／Ｏからな
る。検出手段１０５から送られた電圧信号は、Ａ／Ｄ変
換器でデジタル値に変換された後ＣＰＵに送られる。Ｃ
ＰＵにおいて所定の処理を行い移動装置１０２の速度お
よび操舵角を演算する。その速度値および操舵角値をＤ
／Ａ変換器とデジタルＩ／Ｏを経由して駆動手段１０１
へ出力する。

【００１７】駆動手段１０１は、サーボアンプ、操舵機
構および、クローラ、車輪等の走行機構を有する。制御
手段１０６から送られる速度値、操舵角値に基づいて操
舵機能と走行機能による駆動、操舵の制御を行う。以
下、本実施例におけるポテンショメータから得られた電
圧信号から、移動装置１０２の速度値を演算する方法に
ついて詳細に説明する。図３は伝達部材１０４の前後方
向の変位を検出する検出手段の断面図である。ただし、
図３では操舵方向の角度検出手段は省略してある。

【００１８】図３において、内筒３０３は外筒３０４の
内面を前後に自由に摺動する。また、外筒３０４は移動
装置１０２に取り付けられた、本体ブロック３０１に設
けられた球面ジョイント３０２に固定されており、上下
左右に自由に回転可能となっている。ただし、回転部分
の構成はジンバル構造のように球面ジョイント以外でも
かまわない。内筒３０３の端部には中空のパイプ状のブ
ロック３０５が固定されており、外筒３０４の内周には
ストッパー３０６とストッパー３０７が固定されてい
る。ブロック３０５の内部にはシャフト３０９が貫通し
ており、シャフト３０９の一端はバネ押さえ３１１が、
他端にはストッパー３０８が固定されている。ブロック
３０５とバネ押さえ３１１との間にはバネ押さえ３１０
と圧縮コイルバネ３１２とが存在する。なお、ブロック
３０５とバネ押さえ３１０とは固定されてはいない。

【００１９】図３において、内筒３０３が操作者１０３
により図上左方向に引っ張られた場合を想定する。その
時、内筒３０３、ブロック３０５、ストッパー３０８、
シャフト３０９、バネ押さえ３１１が一体となって図上
左方向に引っ張られる。圧縮コイルバネ３１２の一端
は、バネ押さえ３１０、ストッパー３０６によって外筒
３０４に固定されるため、バネ押さえ３１１によって圧
縮コイルバネ３１２は図上左方向に圧縮する。従って、
内筒３０３を引っ張った長さに比例して、操作者１０３
を引き戻す方向に力がかかることになる。

【００２０】また、逆に内筒３０３が操作者１０３によ
って図上右方向に押し込まれた場合には、内筒３０３、
ブロック３０５、バネ押さえ３１０が一体となって図上
右方向に押し込まれる。圧縮コイルバネ３１２の一端は
バネ押さえ３１１、ストッパー３０７によって外筒３０
４に固定されるため、バネ押さえ３１０によって圧縮コ
イルバネ３１２は図上右方向に圧縮する。従って、内筒
３０３を押し込んだ長さに比例して、操作者１０３を押
し戻す方向に力がかかることになる。

【００２１】外筒３０４にはプーリー３１３とプーリー
３１４の中心軸が固定されており、プーリー３１３とプ
ーリー３１４は自由に回転が可能となっている。プーリ
ー３１３とプーリー３１４との間にはタイミングベルト
３１５がかけられている。内筒３０３とタイミングベル
ト３１５は、外筒３０４に設けられたスリット３１８を
通してベルト押さえ３１６によって結合されている。内
筒３０３が外筒３０４の内面を前後方向に摺動すると、
その動きに応じてタイミングベルト３１５が前後に移動
しプーリー３１３、プーリー３１４が回転する。図３の
ごとくプーリー３１３にポテンショメータ３１７の回転
軸を結合させておけば、内筒３０３の動きに応じてプー
リー３１３が回転し、ポテンショメータ３１７が回転す
る。ポテンショメータは回転角度によって出力電圧値が
一意的に求まるため、内筒３０３の移動量をポテンショ
メータ３１７により測定することが可能となる。ポテン
ショメータは接触式、非接触式を問わず、またロータリ
ーエンコーダのように角度検出が可能な測定器であれば
その種類も問わない。

【００２２】図４は、内筒３０３の前後方向の移動量の
検出にリニアエンコーダを用いた場合の検出手段の構成
断面図である。図３では、内筒３０３の前後方向の移動
量をポテンショメータ３１７の回転角に変換して検出し
たが、図４に示すごとく、リニアエンコーダ３１９を用
いて測定することも可能である。何れの方法にしても、
内筒３０３の移動量がポテンショメータ、リニアエンコ
ーダ等の出力電圧値として計測される。

【００２３】図５は、本発明における制御方法を示すブ
ロック線図である。図５において、操作者１０３の位置
と移動装置１０２の位置との距離差ΔＬが、伝達部材１
０４の伸び量（縮み量）に相当する。図５において、移
動装置１０２の速度を決定する方法に２通りの方法があ
る。１つは、距離差ΔＬ（伝達部材１０４の伸び量）に
移動装置１０２の速度が比例定数Ｋｖにより比例する方
法で、「速度制御」方法と称する。もう１つは距離差Δ
Ｌに移動装置１０２の加速度が比例定数Ｋａにより比例
する方法で、「加速度制御」方法と称する。ここでは、
制御方法について説明するが、制御装置としてもよい。
図５では、これらの２つの制御方法をスイッチにより切
り替えて使用することを表している。

【００２４】ここで、図５における距離差ΔＬは、図３
におけるポテンショメータ３１７（または、図４におけ
るリニアエンコーダ３１９）の出力電圧をもとに、数１
のごとく求めることができる。また、「速度制御」方法
と「加速度制御」方法を数式で表現すると、数２のよう
になる。

【００２５】

【数１】

【００２６】

【数２】

【００２７】次に、「速度制御」方法と「加速度制御」
方法の切替方法について説明する。図６は、制御方法切
替手段の構成図であり、伝達部材１０４の先端にあたる
把持部４０１を示している。把持部４０１には、第１の
制御方法切替スイッチ４０２と第２の制御方法切替スイ
ッチ４０３の２個のトグルスイッチが設けられている。
第１の制御方法切替スイッチ４０２では、「速度制御」
方法と「加速度制御」方法の切替を、手動で行うか自動
で行うかの切替を行う。第１の制御方法切替スイッチ４
０２で手動切替にした場合には、第２の制御方法切替ス
イッチ４０３で「速度制御」方法と「加速度制御」方法
の切替を、操作者１０３がその場の状況に応じて最適な
制御方法を選択して行う。第１の制御方法切替スイッチ
４０２を自動切替にした場合には、第２の制御方法切替
スイッチ４０３は無効となる。

【００２８】第１の制御方法切替スイッチ４０２を自動
切替にした場合の、「速度制御」方法と「加速度制御」
方法の切替のタイミングについて説明する。基本的に、
移動装置１０２の速度が低速度の時の制御方法を「速度
制御」方法とし、高速度の時の制御方法を「加速度制
御」方法とする。「速度制御」方法から「加速度制御」
方法へ切り替わる際の速度を切替速度ｖｃと称する。

【００２９】図７は、移動装置１０２の速度ｖの絶対値
が切替速度ｖｃ以下である状態で、伝達部材１０４を押
し引きしたときの、操作者１０３と移動装置１０２との
距離差ΔＬと、移動装置１０２の速度ｖとを示した制御
動作説明図である。移動装置１０２の速度ｖの絶対値が
切替速度ｖｃ以下であるので、制御方法は「速度制御」
方法である。従って、距離差ΔＬが正の値の時（伝達部
材１０４が引っ張られている時）には、移動装置１０２
の速度ｖも正となり移動装置１０２は前進する。また、
距離差ΔＬが負の値の時（伝達部材１０４が押し込まれ
ている時）には、移動装置１０２の速度ｖは負の値とな
り移動装置１０２は後退する。距離差ΔＬが０の時に
は、移動装置１０２の速度ｖも０であり移動装置１０２
は静止している。

【００３０】ここで、移動装置１０２が静止している状
態から、操作者１０３が伝達部材１０４を引っ張った場
合を想定する。操作者１０３が移動装置１０２よりも速
い速度で移動し続けると、距離差ΔＬが次第に大きくな
り移動装置１０２の速度ｖも増加を続ける。そして、移
動装置１０２の速度ｖが切替速度ｖｃに達した段階で、
制御方法が「速度制御」方法から「加速度制御」方法に
移行する。図８に、制御方法が「速度制御」方法から
「加速度制御」方法に移行した状態を示す制御動作説明
図である。

【００３１】「加速度制御」方法では、移動装置１０２
の加速度が距離差ΔＬに比例する。従って、「加速度制
御」方法に移行すると移動装置１０２の速度は次第に増
加する。操作者１０３の速度が一定であれば、次第に距
離差ΔＬは小さくなり、いずれは０になる。距離差ΔＬ
が０になると移動装置１０２の加速度は０となり、移動
装置１０２は一定速度で移動する。この時の速度は操作
者１０３の速度と一致している。図８に、「加速度制
御」方法に移行後、移動装置１０２の速度ｖが一定にな
るまでの状態を示す制御動作説明図である。

【００３２】次に、移動装置１０２が一定速度で移動し
ている状態（距離差ΔＬが０）から停止する場合につい
て説明する。図９に、操作者１０３が一定速度で移動装
置１０２とともに移動している状態から停止した場合を
示す制御動作説明図である。操作者１０３が停止した時
点では移動装置１０２はまだ移動中であるため、操作者
１０３が停止すると伝達部材１０４は押し込まれ、操作
者１０３と移動装置１０２との間の距離は短くなり、距
離差ΔＬは負の値となる。距離差ΔＬと移動装置１０２
の加速度は比例するため、移動装置１０２の加速度も負
の値となり速度ｖは次第に減少する。移動装置１０２の
速度ｖが減少するとやがて切替速度ｖｃに達する。速度
が増加する際には、切替速度ｖｃになった時点で「速度
制御」方法から「加速度制御」方法へ切り替わったが、
速度が減少する際には「加速度制御」方法のままとす
る。なぜなら、この時点では距離差ΔＬは負の値となっ
ているため、「速度制御」方法に切り替えると移動装置
１０２の速度ｖは負の値となってしまい、移動装置１０
２の移動方向が逆転してしまうからである。

【００３３】移動装置１０２の速度ｖは「加速度制御」
方法のまま減少を続け、やがて０となる。しかし、この
時点では距離差ΔＬは依然負の値であり、移動装置１０
２の加速度も負の値である。このままの状態では図９の
破線で示すように速度ｖは０から負の値となってしま
い、移動装置１０２の進行方向は逆転してしまい、移動
装置１０２は停止しない。従って、距離差ΔＬが負の値
であるときに、距離差ΔＬに比例する加速度を積分して
得られる移動装置１０２の速度ｖが正から負の値に変わ
った時点で、強制的に距離差ΔＬに関わりなく移動装置
１０２の速度ｖを０として移動装置１０２を停止させ
る。この強制的に移動装置１０２の速度を０にした状態
を「強制停止状態」と呼ぶこととする。すなわち、距離
差ΔＬと移動装置１０２の速度ｖとの積の符号が負から
正になった時点で「強制停止状態」となる。

【００３４】「強制停止状態」の解除は、伝達部材１０
４を中立位置に戻すこと、すなわち距離差ΔＬを０にす
ることで行われる。この時、移動装置１０２の速度ｖが
０であり、かつ距離差ΔＬが０となり、図７に示す初期
状態に戻ることになる。制御方法はこの「強制停止状
態」が解除された時点で「加速度制御」方法から「速度
制御」方法に戻る。言い換えると、一度「速度制御」方
法から「加速度制御」方法に移行すると、「強制停止状
態」が解除されるまで「加速度制御」方法のままという
ことになる。

【００３５】ここまで、伝達部材１０４を引っ張り移動
装置１０２を前進させた後、伝達部材１０４を押し込み
移動装置１０２を停止させる方法について説明した。逆
に、最初に伝達部材１０４を押し込み移動装置１０２を
後退させた後、伝達部材１０４を引っ張り移動装置１０
２を停止させる場合も同様の手段で行うことが可能であ
る。「強制停止状態」になる条件についても、距離差Δ
Ｌが正の値の時、移動装置１０２の速度ｖが負から正に
なるときに「強制停止状態」になるため、前記の距離差
ΔＬと移動装置１０２の速度ｖとの積の符号が負から正
になった時点という条件に矛盾しない。

【００３６】これまで、移動装置１０２と操作者１０３
との距離差ΔＬを直接検出する方法について説明してき
たが、距離差ΔＬは間接的に測定してもかまわない。図
１０は、圧縮コイルバネ３１２にかかる力を距離差ΔＬ
に変換して検出する検出手段の構成断面図を示す。図１
０において、内筒３０３は外筒３０４の内面を前後に自
由に摺動する。また、外筒３０４は移動装置１０２に取
り付けられた、本体ブロック３０１に設けられた球面ジ
ョイント３０２に固定されており、上下左右に自由に回
転可能となっている。ただし、回転部分の構成はジンバ
ル構造のように球面ジョイント以外でもかまわない。内
筒３０３の端部には中空のパイプ状のブロック３０５が
固定されており、外筒３０４の内周には板バネ３２３の
端部が固定されている。板バネ３２３に中心にはストッ
パー３２１が固定されており、ストッパー３２１は、中
空のパイプ状のブロック３２２の一端に固定されてい
る。ブロック３２２の他端にはストッパー３２０が固定
されており、ブロック３２２は内筒３０３の内周部を前
後に自由に摺動可能となっている。ブロック３０５の内
部にはシャフト３０９が貫通しており、シャフト３０９
の一端はバネ押さえ３１１が、他端にはストッパー３０
８が固定されている。ブロック３０５とバネ押さえ３１
１との間にはバネ押さえ３１０と圧縮コイルバネ３１２
とが存在する。なお、ブロック３０５とバネ押さえ３１
０とは固定されてはいない。

【００３７】図１０において、内筒３０３が操作者１０
３により図上左方向に引っ張られた場合を想定する。そ
の時、内筒３０３、ブロック３０５、ストッパー３０
８、シャフト３０９、バネ押さえ３１１が一体となって
図上左方向に引っ張られる。圧縮コイルバネ３１２の一
端は、バネ押さえ３１０、ストッパー３２０、ブロック
３２２、ストッパー３２１、板バネ３２３によって外筒
３０４に固定されるため、バネ押さえ３１１によって圧
縮コイルバネ３１２は図上左方向に圧縮する。従って、
内筒３０３を引っ張った長さに比例して、操作者１０３
を引き戻す方向に力がかかることになる。

【００３８】また、逆に内筒３０３が操作者１０３によ
って図上右方向に押し込まれた場合には、内筒３０３、
ブロック３０５、バネ押さえ３１０が一体となって図上
右方向に押し込まれる。圧縮コイルバネ３１２の一端は
バネ押さえ３１１、ストッパー３２１、板バネ３２３に
よって外筒３０４に固定されるため、バネ押さえ３１０
によって圧縮コイルバネ３１２は図上右方向に圧縮す
る。従って、内筒３０３を押し込んだ長さに比例して、
操作者１０３を押し戻す方向に力がかかることになる。

【００３９】圧縮コイルバネ３２１が図上左方向または
図上右方向に圧縮すると、板バネ３２３の中心部は上記
のようにストッパー３２１により図上左方向または図上
右方向に引っ張られる。一方、板バネ３２３の両端部は
外筒３０４の内周部に固定されているため、板バネ３２
３にはたわみが発生する。板バネ３２３には、歪みゲー
ジ３２４が貼り付けられており、板バネ３２３にたわみ
が発生すると、たわみ量に応じて板バネ３２３の表面に
発生した歪みを検出することが可能となる。歪みゲージ
３２４によって検出された歪み量は、ゲージアンプ３２
５により電圧値に変換される。

【００４０】ここで、図５における、移動装置１０２と
操作者１０３との距離差ΔＬは、上記の歪みゲージ３２
４より検出される板バネ３２３の歪み量からゲージアン
プ３２５により変換された電圧値をもとに、数３のごと
く求めることができる。数３における、板バネ３２３に
かかる単位荷重あたりの出力電圧Ｖεの値は、あらかじ
めキャリブレーションにより求めておく必要がある。数
３により、板バネ３２３の歪み量を距離差ΔＬに変換し
た後は、直接、距離差ΔＬを検出した場合と全く同様に
移動装置１０２の制御を行うことが可能である。

【００４１】

【数３】

【００４２】今まで、一人の操作者１０３が一台の移動
装置１０２を操作する場合の制御方法について説明した
が、全く同じ制御方法を用いて、図１１のごとく一人の
操作者２０１が２台の移動装置２０２、移動装置２０３
を操作することも可能である。この場合、操作者２０１
と前方の移動装置２０２との間の関係が、前方の移動装
置２０２と後方の移動装置２０３との関係に等しくな
り、前方の移動装置２０２が操作者２０１に追従し、後
方の移動装置２０３が前方の移動装置２０２に追従する
こととなる。３台以上の移動装置の場合でも、全く同様
に制御可能である。

【００４３】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、人間や車
などの移動装置に追従した移動を行う追従型移動装置の
制御を、簡単な方法で行うことが可能となる。このよう
な移動装置では、装置の操作を労力や技術、熟練を必要
とせずに誰にでも簡単に行うことが可能である。本発明
の適用分野として、鉄道駅構内や空港、港湾、工場、工
事現場、遊園地、ゴルフ場等で用いる自走式物品搬送車
の制御への適用が考えられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】は、本発明の一実施例を示す概念構成斜視図で
ある。

【図２】は、本発明の追従移動装置の構成ブロック図で
ある。

【図３】は、本発明の検出手段の構成を示す断面図であ
る。

【図４】は、本発明の検出手段の構成を示す断面図であ
る。

【図５】は、本発明の制御方法を示すブロック図であ
る。

【図６】は、本発明の制御方法切替手段である伝達部材
先端の把持部を示す構成図である。

【図７】は、「速度制御」方法における、距離差と移動
装置の速度との関係を示す制御動作説明図である。

【図８】は、「速度制御」方法から「加速度制御」方法
に移行する際の、距離差と移動装置の速度との関係を示
す制御動作説明図である。

【図９】は、移動装置が停止する際の、距離差と移動装
置の速度との関係を示す制御動作説明図である。

【図１０】は、検出した力を距離差ΔＬに変換して検出
する検出手段の構成断面図である。

【図１１】は、一人の操作者が複数の移動装置を制御す
る場合の概略構成斜視図である。

【符号の説明】

１０１・・・駆動手段１０２、２０２、２０３・・・移動装置１０３、２０１・・・操作者１０４・・・伝達部材１０５・・・検出手段１０６・・・制御手段３０１・・・本体ブロック３０２・・・球面ジョイント３０３・・・内筒３０４・・・外筒３０５・・・ブロック３０６、３０７、３０８・・・ストッパー３０９・・・シャフト３１０、３１１・・・バネ押さえ３１２・・・圧縮コイルバネ３１３、３１４・・・プーリー３１５・・・タイミングベルト３１６・・・ベルト押さえ３１７・・・ポテンショメータ３１８・・・スリット３１９・・・リニアエンコーダ３２０、３２１・・・ストッパー３２２・・・ブロック３２３・・・板バネ３２４・・・歪みゲージ３２５・・・ゲージアンプ４０１・・・把持部４０２・・・第１の制御方法切替
スイッチ４０３・・・第２の制御方法切替
スイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者越馬隆治東京都千代田区丸の内３丁目２番３号株式会社ニコン内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】移動体の動作を伝達する伝達部材によっ
て、前記移動体の動作を検出し、検出した結果に基づい
て駆動手段を有する移動装置を前記移動体に追従して移
動するように制御する追従型制御方法において、前記移動体の動作を前記伝達部材の伸縮量により、前記
移動装置と前記移動体との間の距離差として検出し、該検出された距離差に応じた値を速度値として前記駆動
手段を駆動する指令を出す速度制御方法と、該検出された距離差に応じた値を加速度値とし、該加速
度値を時間により積分した値を速度値として前記駆動手
段を駆動する指令を出す加速度制御方法とを有し、前記速度制御方法と前記加速度制御方法とを手動または
自動により切り替えることを特徴とする追従型制御方
法。
【請求項２】前記移動装置の速度が予め設定された制
御方法切替速度の設定値より小さい範囲では、前記速度
制御方法により前記駆動手段の速度を制御し、前記移動装置の速度が前記制御方法切替速度の設定値よ
り大きくなった時点で、前記速度制御方法を前記加速度
制御方法に自動的に切り替え、一旦、前記速度制御方法から前記加速度制御方法に切り
替わった後は、前記移動装置の速度が０でかつ前記検出
された距離差が０になるまで、前記駆動手段の速度の制
御を前記加速度制御方法にて行い、前記移動装置の速度が０でかつ前記検出された距離差が
０になった時点で、前記駆動手段の速度の制御を前記速
度制御方法に自動的に切り替えることを特徴とする請求
項１記載の追従型制御方法。
【請求項３】前記移動体の動作を、前記伝達部材の伸
縮量に比例した力として検出して、該力を前記移動装置
と前記移動体との間の距離差に変換することを特徴とす
る請求項１または２記載の追従型制御方法。
【請求項４】駆動手段、移動体の動作を伝達部材を介
して検出する検出手段と、および検出した結果に基づい
て前記駆動手段を制御する制御手段とを有し、前記移動
体に追従して移動する追従型移動装置において、前記検出手段は、前記移動体の動作を前記伝達部材の伸
縮量により、前記移動装置と前記移動体との間の距離差
として検出し、前記制御手段は、前記検出された距離差に比例した値を
速度値として前記駆動手段を駆動する指令を出す速度制
御手段と、前記検出された距離差に比例した値を加速度
値とし、該加速度値を時間により積分した値を速度値と
して前記駆動手段を駆動する指令を出す加速度制御手段
と、前記速度制御装置と前記加速度制御装置とを手動お
よび自動により切り替える制御方法切替手段とを備えた
ことを特徴とする追従型移動装置。
【請求項５】前記制御手段は、前記移動装置の速度が
予め設定された制御方法切替速度の設定値より小さい範
囲では、前記速度制御手段により前記駆動手段の速度を
制御し、前記移動装置の速度が前記制御方法切替速度の設定値よ
り大きくなった時点で、前記速度制御手段を前記加速度
制御手段に自動的に切り替え、一旦、前記速度制御方法から前記加速度制御方法に切り
替わった後は、前記移動装置の速度が０でかつ前記検出
された距離差が０になるまで、前記駆動手段の速度の制
御を前記加速度制御手段にて行い、前記移動装置の速度が０でかつ前記検出された距離差が
０になった時点で、前記駆動手段の速度の制御を前記速
度制御手段に自動的に切り替えることを特徴とする請求
項４記載の追従型移動装置。
【請求項６】前記検出手段は、前記移動体の動作を、
前記伝達部材の伸縮量に比例した力として検出して、該
力を前記移動装置と前記移動体との間の距離差に変換す
ることを特徴とする請求項４または５記載の追従型移動
装置。