JPH11161335A - 無人搬送車の制御方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 車体を誘導路からあまり突出させることなく
９０度スピンターンして誘導路に乗せる。 【解決手段】 車体１０のホィールベースＬ及びキャス
タ１２の軸からスピンターン後の誘導路２までの距離Ａ
１からスピンターンのステアリング角度φ（＝ｔａｎ^-1
（Ｌ／Ａ１））を求め、φとＬからスピンターンの走行
距離Ｄ（＝πＬ／（２ｓｉｎφ））を求めて、ステアリ
ング角度φで走行距離Ｄとなるようにステアリングモー
タ及び走行モータを制御してスピンターンする。従来の
誘導路２上にキャスタ軸を乗せてその場でスピンターン
する場合に比し、誘導路２から車体１０をあまり突出さ
せずスピンターンが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、無人搬送車の制御
方式、詳しくは、無人搬送車の方向転換の制御方式に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】図６に無人搬送車のスピーンターン場所
の誘導路とスピーンターン回転方向を示す。

【０００３】（１）無人搬送車を９０度スピンターンす
る場合、図４に示すように、前輪１１を９０度回転させ
て前軸を駆動して走行し、車体１０をその場で９０度方
向転換させる。図４の場合、ステーションＳＴ１から来
た無人車が誘導路２に乗り移る。

【０００４】また、無人搬送車を１８０°スピンターン
する場合、図５に示すように、前輪１１を９０°回転さ
せて前軸を駆動して走行し、車体１０をその場で１８０
度方向転換して誘導路１で帰って行く。

【０００５】（２）無人搬送車のスピンターンでは、
（ａ）スピンターンの旋回距離による終了判定方式と、
（ｂ）センサでの直線誘導線の検索による終了判定方式
がある。

【０００６】（３）三輪タイプの無人搬送車では、スピ
ンターン中のモータはブレーキを使用せずに前輪を９０
度に保持して旋回を行っている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】（１）上記図４のよう
に９０度スピンターンする場合、スピンターン中に斜線
部分Ａが壁に重なるので誘導路上でスピンターンして誘
導路２に乗り移ることができない。誘導路２に乗り移る
には誘導路２から壁までの距離が長く必要となる。ま
た、図５のように、１８０度スピンターンする場合、そ
の場で方向転換をするので、同じ誘導路１を使用して帰
らなければならない。無人搬送車が２台以上有るときは
誘導路２を使って帰りたいが、その場合、図６に示すよ
うに誘導路３を増やして９０度スピンターンを２回使っ
て帰らなければならない。

【０００８】（２）スピンターンではスピンターン開始
時の無人車の姿勢及び、次に乗るべき誘導線と無人搬送
車との位置によってスピンターン終了時の精度（姿勢及
び誘導線との距離）が決まる。しかし現在の無人搬送車
はスピンターン開始時の姿勢（前後左右）は検出してい
ないので、上記従来のスピンターンの旋回距離又は直線
誘導線の検索による終了判定方式では、無人搬送車を次
に乗るべき誘導線上に乗せることができない。

【０００９】（３）３輪タイプの無人搬送車はスピンタ
ーン中、ステアリングモータは９０度を保持するため、
ブレーキをかけずに目標値に対するモータ制御を行って
いる。

【００１０】しかし、目標値に対するずれを検出しなが
らでは修正の操舵は遅れ、無人搬送車の軌道はどうして
も大回りになってしまう（構造的に内側にずれるような
ステアリングの場合はずれの度合により小回りにな
る）。

【００１１】また、メカストッパに押し当ててステアリ
ング９０度を保つものは、押し当て時モータが過負荷状
態となり、スピンターンの旋回角が９０度から１８０度
と大きくなるほどモータ焼損の危険が増加する。

【００１２】本発明は、上記従来の問題点を解決すべく
なされたものであり、その目的とするところは、スピン
ターンを安全確実に行うことができる無人搬送車の制御
方式を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、演算装置によ
り前輪の走行モータ及びステアリングモータを制御して
スピンターンを行う無人搬送車の制御において、車体の
ホィールベース及び誘導路と後輪との相対位置からスピ
ンターンのステアリング角度と走行距離を計算し、ステ
アリング角度と走行距離が計算値と一致するようにステ
アリングモータ及び走行モータを制御してスピンターン
することを特徴とする。

【００１４】または、車体下側の中央部に左右ずれ検出
センサを設け、車体下側の後輪外側部に前後ずれ検出セ
ンサを設け、車体下側の後輪に後進走行兼左右ずれ検出
センサを設け、スピンターン前の車体の前後ずれ及び左
右ずれを検出し、スピンターン中にスピンターンの旋回
前のステアリングすえ切り角の目標値と旋回距離を補正
することを特徴とする。

【００１５】あるいは、ステアリングモータにブレーキ
を設け、スピンターン開始時ステアリングを９０度すえ
切りした状態でブレーキをかけ、ステアリング角度を固
定した状態でスピンターン制御することを特徴とする。

【００１６】

【発明の実施の形態】実施の形態１ 無人搬送車の変則９０度スピンターンの例を図１，図２
について説明する。図１において、１０は無人搬送車の
車体、１１は前輪、１２は後輪（キャスタ）を示す。こ
の車体１０を９０度方向転換させる方法として図１のよ
うにステアリング角度φを９０°としないで、スピンタ
ーンをすれば、ステーションＳＴ２から来た無人車は下
側の壁に重なることなく誘導路２に乗り移ることが可能
となる。

【００１７】このときのステアリング角度φと走行距離
Ｄは、無人搬送車のホィールベースＬとキャスタ１２の
軸からスピンターン後の誘導路２の誘導線までの距離Ａ
１とにより次の式で求めることができる。

【００１８】

【数１】 φ＝ｔａｎ^-1（Ｌ／Ａ１） Ｄ＝πＬ／（２ｓｉｎφ） すなわち、ステーションＳＴ２から来た無人車を数１式
のステアリング角度φで方向転換させ、数１式の走行距
離Ｄだけ走行すれば、９０°方向転換して誘導路２に乗
り移ることで可能となる。

【００１９】この方向転換は図２に示すように、無人搬
送車に搭載されている演算装置２１で上記数１式を演算
し、ステアリング角度検出用ポテンションメータ２３か
らのステアリング角度φ及び走行モータ回転検出用エン
コーダ２９からの信号を取り入れてステアリングモータ
２２及び走行モータ２８を制御して行う。

【００２０】なお、数１式の距離Ａ１は、スピンターン
開始前車体１０の前輪近傍に設けられている誘導線検出
用センサ（図示省略）が乗り移ろうとする誘導線を横切
ったときからのエンコーダの信号及びエンコーダと前輪
との間隔、ホィールベースにより計算できる。

【００２１】また、各スピンターン場所の距離Ａ１を予
め演算装置２１に入力しておくこともできる。

【００２２】実施の形態２無人搬送車の変則１８０度ス
ピンターンの例を図３について説明する。無人車を１８
０度方向転換させて別の誘導路に乗り移る方法として図
３のようにステアリング角度を９０°としないので、方
向転換し、誘導路１から誘導路２に乗り移ることができ
る。

【００２３】このときのステアリング角度φと走行距離
Ｄは無人搬送車のホィールベースＬと２誘導路１，２間
の距離Ａ２により数２式で求めることができる。

【００２４】

【数２】 φ＝ｔａｎ^-1（２Ｌ／Ａ２） Ｄ＝πＬ／ｓｉｎφ すなわち、誘導路１から来た無人車を数２式のステアリ
ング角度φで方向転換させ、数２式の走行距離Ｄだけ走
行させれば誘導路２に１８０度方向転換して乗り移るこ
とができる。

【００２５】この方向転換は、実施の形態１と同様に図
２の演算装置２１で数２式を演算し、ステアリングモー
タ２２及び走行モータ２８を制御して行う。

【００２６】なお、この場合、各スピンターン場所での
距離Ａ２（誘導路１，２の間隔）は予め演算装置２１に
入力しておく。

【００２７】実施の形態３ 無人搬送車のスピンターン時の旋回距離補正，ステアリ
ング角補正の例を図７〜図９について説明する。図７に
おいて、３１〜３４は埋設誘導線検出用センサで、３１
は車体１０の前輪１１より前の位置に設けられた前進走
行用センサ、３２は車体１０の前輪１１と後輪１２の中
間位置に設けられた左右ずれ検出センサ、３３は車体１
０の後輪１２より後の位置に設けられた後進走行用兼左
右ずれ検出用センサ、３４は車体１０の後輪１２より外
側の位置に設けられた前後ずれ、兼停止位置ずれ検出セ
ンサ、ＧＷ１及びＧＷ３はスピンターン開始位置に埋設
されている誘導線を示す。

【００２８】しかして、図７に示すように、無人搬送車
のスピンターン前におけるセンサ３２，３３が誘導線Ｇ
Ｗ１の真上にあり、センサ３４が誘導線の真上にある場
合は、左右ずれ及び前，後ずれは検出されない。

【００２９】図８に示すように、左に９０°スピンター
ンしようとする車体１０がスピンターン前誘導線ＧＷ１
に対し角度ずれていることは、センサ３２，３３の入力
差で検出し、右ずれの場合、旋回距離を＋補正して９０
°より多く旋回させてスピンターン完了時に車体１０が
誘導線ＧＷ３の真上に来るようにし、左ずれの場合、−
補正して９０°より少なく旋回させてスピンターン完了
時車体１０が誘導線ＧＷ３の真上に来るようにする。

【００３０】また、図９に示すように、左に９０°スピ
ンターンしようとする車体１０がスピンターン前誘導線
ＧＷ３に対し停止ずれしていることを、センサ３４で前
ずれ又は後ずれを検出し、前ずれしている場合、ステア
リングの切り角を＋補正してスピンターン完了時に車体
１０が誘導線ＧＷ３の真上に来るようにし、後ずれして
いる場合、ステアリングの切り角を−補正してスピンタ
ーン完了時に車体１０が誘導線ＧＷ３の真上に来るよう
にする。

【００３１】上記図８，図９のパターンを組み合わせて
合成補正を行う。この合成補正によりスピンターン前に
位置ずれがあっても停止位置ずれをスピンターン中に補
正して車体を正しく誘導線ＧＷ３の真上に位置ずれなく
停止させることができる。

【００３２】実施の形態４ 無人搬送車のスピンターン中のステアリングモータブレ
ーキ制御例を図１０〜図１２について説明する。図１０
に示すように、無人搬送車の前輪１１のステアリング角
度を調整するステアリングモータ２２にブレーキ２４を
設ける。なお、無人搬送車は図１１のように、演算装置
２１とステアリング角度検出用ポテンションメータ２３
及び走行モータ回転検出用エンコーダ２９を備えてお
り、演算装置２１によりステアリングモータ２２，走行
モータ２８及びブレーキ２４を制御してスピンターン制
御可能にしてある。

【００３３】次にスピンターン中のステアリングブレー
キ制御方法を図１２について説明する。まず、スピンタ
ーン旋回中でないことを確認してスピンターン開始時ス
テアリングを９０°すえ切りし、すえ切りを確認してブ
レーキ１４によりステアリングモータ２２にブレーキを
かける（Ｓ１〜Ｓ４）。この状態で走行モータ２４によ
り前輪１１を駆動し、旋回を行う（Ｓ６）。

【００３４】スピンターン旋回終了を確認して（Ｓ７）
ブレーキをＯＦＦとし、その後はブレーキＯＦＦの状態
で通常制御を行う。

【００３５】また、上記ブレーキをかけた状態での旋回
中にすえ切り角度からステアリング角度がずれた場合
（Ｓ８）は、ブレーキを解除し舵角の修正を行って修正
終了を確認してブレーキをかけ旋回終了まで旋回する。
上記舵角修正はポテンションメータ２３で検出したステ
アリング角度のずれが１．４度（２Ｈｅｘ）以上５００
ｍｓ連続してずれた場合に行う。

【００３６】通常のステアリング制御はブレーキＯＦＦ
で行うためブレーキとしては通常でＯＦＦするＢブレー
キを使用するとバッテリ消費が大きくなるので、通常で
ＯＮするＡブレーキを使用する。

【００３７】なお、以上の制御をプログラムステアリン
グ等のステアリング固定が必要な制御に応用すれば、走
行精度の向上が可能になる。

【００３８】

【発明の効果】請求項１，２の発明によれば、 （１）従来のスピンターンでは乗ることができない条件
の誘導路にも乗ることが可能となる。 （２）スピンターンする場合の誘導路の本数を少なくで
きるので、誘導路工事費のコスト削減が期待できる。 （３）また誘導路の減少によりマーカ数も減少するの
で、マーカ工事費のコスト削減が期待できる。 （４）１８０°方向転換して他の誘導路に乗り移る場合
の動作を一度で行うことができるので、システムのタク
ト時間を減少できる。

【００３９】請求項３の発明によれば、 （１）スピンターン終了時の埋設誘導線に対する姿勢精
度が向上しアプローチ距離０でも移載ステーションへ進
入できる。 （２）停止マーカとは別に補正用マーカの設置が必要に
なるが、走行路中の全停止位置のずれが検出でき、停止
精度が向上する。 （３）停止位置ずれをスピンターン中に補正できる。 （４）規定値以上の停止位置ずれがある場合、スピンタ
ーン前に修正できる。

【００４０】請求項４の発明によれば、 （１）スピンターン中ステアリング角がブレーキにより
固定されているので、スピンターンの精度が向上する。 （２）また、負荷に関係なくスピンターンの旋回軌跡を
一定に保つことができる。 （３）他のステアリング固定制御にも応用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態１にかかる変則９０度スピンターン
動作説明図。

【図２】スピンターン制御ブロック図。

【図３】実施の形態２にかかる変則１８０度スピンター
ン動作説明図。

【図４】従来９０度スピンターン動作説明図。

【図５】従来１８０度スピンターン動作説明図。

【図６】従来スピーンターン動作説明図。

【図７】実施の形態３にかかるセンサ配置図。

【図８】車体の左，右ずれ状態説明図。

【図９】車体の停止ずれ状態説明図。

【図１０】実施の形態４にかかる無人搬送体のステアリ
ング構成概略図。

【図１１】スピンターン制御ブロック図。

【図１２】制御フロー図。

【符号の説明】

１０…無地搬送車の車体 １１…前輪 １２…後輪（キャスタ） ２１…無人搬送車演算装置 ２２…ステアリングモータ ２３…ステアリング角度検出用ポテンショメータ ２４…ステアリングブレーキ ２５，２７…プーリ ２６…ベルト ２８…走行モータ ２９…走行モータ回転検出用エンコーダ ３１…３４…誘導線検出用センサ Ａ１，Ａ２…キャスタ軸からスピンターン後の誘導線ま
での距離 Ｌ…ホィールベース φ…ステアリング角度。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 前進走行用センサと演算装置とを搭載
   し、前輪の走行モータ及びステアリングモータを制御し
   て走行する無人搬送車の制御において車体のホィールベ
   ース及び誘導路と後輪との相対位置からスピンターンの
   ステアリング角度と走行距離を計算し、ステアリング角
   度と走行距離が計算値と一致するようにステアリングモ
   ータ及び走行モータを制御してスピンターンすることを
   特徴とする無人搬送車の制御方式。
2. 【請求項２】 請求項１において、 各スピンターン場所での誘導路と後輪との相対位置を予
   め前記演算装置に入力しておくことにより前記ステアリ
   ング角度を決定することを特徴とする無人車の制御方
   式。
3. 【請求項３】 前進走行用センサと演算装置とを搭載
   し、前輪の走行モータ及びステアリングモータを制御し
   て走行する無人搬送車の制御方式において、 車体下側の中央部に左右ずれ検出用センサと、車体下側
   の後輪外側部に前後ずれ検出用センサと、車体下側の後
   部に後進走行兼左右ずれ検出用センサとを設け、 前記各センサよりスピンターン前の車体の前後ずれ及び
   左右ずれを検出してスピンターン中にスピンターンの旋
   回前のステアリングすえ切り角の目標値と旋回距離を補
   正することを特徴とする無人搬送車の制御方式。
4. 【請求項４】 前進走行用センサと演算装置とを搭載し
   前輪の走行モータ及びステアリングモータを制御して走
   行する無人搬送車の制御において、 ステアリングモータにブレーキを設け、 スピンターン開始時ステアリングを９０度すえ切りした
   状態でブレーキをかけ、ステアリング角度を固定した状
   態でスピンターン制御することを特徴とする無人搬送車
   の制御方式。