WO2017073055A1 - 搬送装置 - Google Patents

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WO2017073055A1
WO2017073055A1 PCT/JP2016/004701 JP2016004701W WO2017073055A1 WO 2017073055 A1 WO2017073055 A1 WO 2017073055A1 JP 2016004701 W JP2016004701 W JP 2016004701W WO 2017073055 A1 WO2017073055 A1 WO 2017073055A1
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WO
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unit
acceleration
action
control
linear acceleration
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PCT/JP2016/004701
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Inventor
植村　猛
寺尾　篤人
孔明 藤田
Original Assignee
パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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Publication date
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    • B25J13/08—Controls for manipulators by means of sensing devices, e.g. viewing or touching devices
    • B25J13/088—Controls for manipulators by means of sensing devices, e.g. viewing or touching devices with position, velocity or acceleration sensors
    • B25J13/089—Determining the position of the robot with reference to its environment
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    • B25J9/1623—Parallel manipulator, Stewart platform, links are attached to a common base and to a common platform, plate which is moved parallel to the base
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/08—Control of attitude, i.e. control of roll, pitch, or yaw

Definitions

  • the present invention relates to a transport apparatus configured to load and transport an object.
  • Patent Document 1 discloses a mobile device having a stacking unit configured to stack an object to be transported. This moving device aims to be able to move an object to be conveyed while being relatively stopped with respect to the loading unit by inclining the loading unit.
  • the transport device includes an action part having a loading surface configured to place an object, a base part configured to move, a support part that supports the action part movably with respect to the base part, and an action part And a detection unit provided on one of the base units, and a control unit.
  • the detection unit is configured to detect the applied gravitational acceleration and linear acceleration.
  • the control unit is configured to control the support unit so as to tilt the action unit and linearly move the action unit with respect to the base unit based on the gravitational acceleration and the linear acceleration.
  • This transport device can prevent the object from falling on the loading surface even if it moves.
  • FIG. 1 is a perspective view of a transport apparatus according to the embodiment.
  • FIG. 2 is a top view of the transport device according to the embodiment.
  • FIG. 3 is a side view of the transport apparatus according to the embodiment.
  • FIG. 4 is a functional block diagram of the transport device according to the embodiment.
  • FIG. 5 is a side view of the transport device in the moving embodiment.
  • FIG. 1 1, 2, and 3 are a perspective view, a top view, and a side view, respectively, of a transfer apparatus 100 according to the embodiment.
  • FIG. 4 is a functional block diagram of the transport apparatus 100.
  • the transport apparatus 100 includes an action part 11 having a loading surface 11A configured to place the object 102, a base part 12 configured to move, and the action part 11 movably supported with respect to the base part 12.
  • the support unit 13 includes an arm unit 31 coupled to the action unit 11 and the base unit 12, a joint unit 32 that deforms the arm unit 31 so as to be bent, an encoder 34 that detects the state of the joint unit 32, and the joint unit 32. And a motor 35 for driving the motor.
  • the control unit 14 feeds back the output of the encoder 34 and controls the motor 35 to deform the arm unit 31 so as to be bent.
  • the action part 11 is rotated by a desired angle with respect to the base part 12 with respect to the desired central axis C11 out of the plurality of directions Dm on the loading surface 11A, and is desired with respect to the base part 12. It can be linearly moved by a desired distance in the direction.
  • the action part 11 can be inclined with respect to the base part 12 in a plurality of directions Dm on the loading surface 11A.
  • the detection unit 15 includes a motion sensor 15A and a posture sensor 15B.
  • the motion sensor 15A detects the applied acceleration, and is composed of an inertial force sensor in the embodiment.
  • the attitude sensor 15B directly or indirectly detects an attitude in an absolute direction such as the vertical direction D1, and is composed of a gyro sensor in the embodiment.
  • the detection unit 15 has a reference direction D15 that serves as a reference for the acceleration and posture to be detected. Since the detection unit 15 is fixed to the base unit 12, the motion sensor 15A detects the applied acceleration, and the posture sensor 15B is a posture of the detection unit 15 with respect to an absolute direction such as the vertical direction D1, that is, a reference direction. The angle of D15 is detected directly or indirectly.
  • the motion sensor 15 ⁇ / b> A may further detect the angular velocity applied to the detection unit 15. Since the detection unit 15 is fixed to the base unit 12, the reference direction D15 is fixed to the base unit 12, and is fixed to the direction Dm. Therefore, the detection unit 15 can detect the direction of the linear acceleration AL100 applied by inertia with respect to the acceleration A1 in the direction Dm.
  • the transport apparatus 100 can move in various substantially horizontal directions Dm.
  • the control unit 14 is configured to control the support unit 13 so as to rotate the action unit 11 and linearly move the action unit 11 with respect to the base unit 12. Thereby, the conveying apparatus 100 can move in various directions Dm so as not to knock down the object 102 placed on the stacking surface 11A.
  • FIG. 5 is a side view of the transport apparatus 100 moving in the direction Dm1 in the direction Dm with the acceleration A1.
  • the linear acceleration AL100 in the direction opposite to the acceleration A1 is applied to the object 102 due to inertia.
  • the gravitational acceleration AG100 is also applied to the object 102, a synthetic acceleration A100 that is the sum of the linear acceleration AL100 and the gravitational acceleration AG100 is applied to the object 102.
  • the support unit 13 tilts the stacking surface 11 ⁇ / b> A of the action unit 11 so that the normal direction N ⁇ b> 11 ⁇ / b> A of the loading surface 11 ⁇ / b> A of the action unit tilts in the direction opposite to the linear acceleration AL ⁇ b> 100. Prevents the load surface 11A from falling over.
  • the motion sensor 15A of the detection unit 15 shown in FIG. 4 detects the synthetic acceleration A100 applied to the detection unit 15.
  • the attitude sensor 15B detects the direction of the gravitational acceleration AG100 applied to the detection unit 15.
  • the detection unit 15 separates the combined acceleration A100 into the linear acceleration AL100 and the gravitational acceleration AG100 based on the detected direction of the combined acceleration A100, the gravitational acceleration AG100, and the direction of the linear acceleration AL100.
  • the control unit 14 Based on the gravitational acceleration AG100 and the linear acceleration AL100 detected by the detection unit 15, the control unit 14 rotates the action unit 11 around the central axis C11 on the loading surface 11A and tilts the action unit 11 to the base unit 12. On the other hand, the support part 13 is controlled to move in a direction parallel to the linear acceleration AL100. Specifically, the control unit 14 obtains an angle by which the action unit 11 is rotated about the central axis C11 from the gravitational acceleration AG100 and the linear acceleration AL100, and a distance and a direction in which the action unit 11 is moved with respect to the base unit 12. Ask for.
  • the control unit 14 controls the support unit 13 to rotate the action unit 11 about the central axis C11 by the obtained angle and move the action unit 11 with respect to the base part 12 in the obtained direction by the obtained distance.
  • the control unit 14 controls the support unit 13 by feedforward control based on the gravitational acceleration AG100 and the linear acceleration AL100.
  • the control unit 14 When the linear acceleration AL100 changes, the control unit 14 starts to linearly move the action part 11 with respect to the base part 12, and then rotates the action part 11 about the central axis C11 and tilts with respect to the base part 12.
  • the support portion 13 is controlled so as to change the angle to be performed. Specifically, when the linear acceleration AL100 increases, the control unit 14 starts to linearly move the action unit 11 at a speed having a component in the direction of the linear acceleration AL100 with respect to the base part 12 and then moves the action unit 11.
  • the support portion 13 is controlled to rotate around the central axis C ⁇ b> 11 and change the angle of inclination with respect to the base portion 12.
  • the control unit 14 starts to linearly move the operating unit 11 with respect to the base unit 12 at a speed having a component in the opposite direction to the linear acceleration AL100.
  • the support portion 13 is controlled so as to change the angle of tilting with respect to the base portion 12 by rotating around the central axis C11.
  • the control unit 14 starts moving the action unit 11 linearly at a speed in the direction of the linear acceleration AL100 with respect to the base part 12 and then moves the action part 11 to the central axis.
  • the support portion 13 is controlled so as to change the angle of inclination with respect to the base portion 12 by rotating around C11.
  • the control unit 14 starts to linearly move the action part 11 with respect to the base part 12 at a speed in the direction opposite to the linear acceleration AL100, and then moves the action part 11 to the central axis C11.
  • the support portion 13 is controlled so as to change the angle at which it is tilted with respect to the base portion 12.
  • the transport device 100 regards the direction Dm2 as the direction Dm1 and operates in the same manner as described above.
  • the mobile device disclosed in Patent Document 1 aims to move the object to be conveyed while being relatively stopped with respect to the stacking unit by tilting the stacking unit. Similar to this mobile device, when the acceleration A1 at which the transport device 100 is moving is constant, the object 102 is overturned by inclining the loading surface 11A of the action portion 11 with respect to the base portion 12 at a constant angle. You can avoid it.
  • the object 102 can be prevented from falling if the action part 11 is rotated and tilted simultaneously with the change.
  • the action part 11 cannot actually be rotated simultaneously with the change of the acceleration A1, and the change of the acceleration A1 and the action part 11 are rotated.
  • the target object 102 may be tilted with respect to the loading surface 11 ⁇ / b> A and fall down. Therefore, even in the mobile device disclosed in Patent Document 1, the object to be transported may be tilted with respect to the loading unit and fall down There is sex.
  • the action part 11 is tilted so that the target object 102 moves upward in the direction opposite to the gravitational acceleration AG100, the target object 102 may further tilt and fall.
  • the control unit 14 starts the linear movement of the operating unit 11 with respect to the base unit 12 and then moves the operating unit 11 to the central axis.
  • the support portion 13 is controlled so as to change the angle of inclination with respect to the base portion 12 by rotating around C11.
  • the control unit 14 controls the support unit 13 so that a combined acceleration A100 that is the sum of the gravitational acceleration AG100 and the linear acceleration AL100 is substantially perpendicular to the loading surface 11A. This prevents the object 102 from tilting and falling over the loading surface 11 ⁇ / b> A of the action unit 11.
  • the object 102 is in contact with the stacking surface 11A at at least two positions P1 and P2.
  • the control unit 14 is configured to control the support unit 13 so that a straight line L102 that passes through the center of gravity G102 of the object 102 and extends in the direction of the resultant acceleration A100 passes between the two positions P1 and P2. Thereby, even when the resultant acceleration A100 is not exactly perpendicular to the loading surface 11A, the object 102 is prevented from tilting and falling over the loading surface 11A of the action portion 11.
  • the control unit 14 can control the support unit 13 only by the output of the detection unit 15.
  • the detection unit 15 since the detection unit 15 is provided on the base unit 12, the angle, acceleration, and angular velocity can be obtained accurately and quickly, and the support unit 13 can be controlled quickly.
  • the control unit 14 indirectly detects the position and tilt angle of the action unit 11 from the output of the encoder 34. Therefore, the angle of the action part 11, the distance of movement, and the speed are not necessarily determined accurately.
  • control unit 14 can control the support unit 13 only by the output of the detection unit 16. The operation will be described below.
  • the detection unit 16 includes a motion sensor 16A and a posture sensor 16B.
  • the motion sensor 16A detects the applied acceleration, and is composed of an inertial force sensor in the embodiment.
  • the attitude sensor 16B directly or indirectly detects an attitude in an absolute direction such as the vertical direction D1, and is composed of a gyro sensor in the embodiment.
  • the detection unit 16 has a reference direction D16 serving as a reference for the acceleration and posture to be detected. Since the detection unit 16 is fixed to the action unit 11, the motion sensor 16A detects the applied acceleration, and the posture sensor 16B is a posture of the detection unit 16 with respect to an absolute direction such as the vertical direction D1, that is, a reference direction. The angle of D16 is detected directly or indirectly.
  • the motion sensor 16 ⁇ / b> A may further detect the angular velocity applied to the detection unit 16. Since the detection unit 16 is fixed to the action unit 11, the reference direction D16 is fixed to the action unit 11, and is fixed to the direction Dm. Therefore, the detection unit 16 can detect the direction of the linear acceleration AL100 applied by inertia with respect to the acceleration A1 in the direction Dm.
  • the motion sensor 16 ⁇ / b> A of the detection unit 16 detects the combined acceleration A ⁇ b> 100 applied to the detection unit 16.
  • the attitude sensor 16B detects the direction of the gravitational acceleration AG100 applied to the detection unit 16.
  • the detection unit 16 separates the combined acceleration A100 into the linear acceleration AL100 and the gravitational acceleration AG100 based on the detected direction of the combined acceleration A100, the gravitational acceleration AG100, and the direction of the linear acceleration AL100.
  • the control unit 14 controls the support unit 13 so that the direction of the resultant acceleration A100 detected by the detection unit 16 is substantially perpendicular to the loading surface 11A fixed to the reference direction D16. 11 is linearly moved with respect to the base portion 12 and is rotated and inclined. In this way, the control unit 14 controls the support unit 13 by feedback control based on the resultant acceleration A100.
  • control unit 14 rotates the action unit 11 around the central axis C11 based on only the output of the detection unit 16 with respect to the base unit 12 similarly to the case where the output of the detection unit 15 is used.
  • the support portion 13 is controlled so as to change the angle of inclination.
  • the detection unit 16 can directly and accurately detect the angle of inclination of the action unit 11.
  • control unit 14 controls the support unit 13 based on the outputs of both the detection units 15 and 16. The operation will be described below.
  • control unit 14 rotates the action unit 11 about the central axis C11 by the angle obtained based on the gravitational acceleration AG100 and the linear acceleration AL100 detected by the detection unit 15, and obtains the obtained distance.
  • the support part 13 is controlled by feedforward control so that the action part 11 is moved relative to the base part 12.
  • control unit 14 controls the support unit 13 by feedback control based on the output of the detection unit 16 so that the angle of inclination of the action unit 11 becomes the calculated angle. That is, the control unit 14 is configured to control the support unit 13 by feedforward control based on the gravitational acceleration AG100 and the linear acceleration AL100, and to control the support unit 13 by feedback control based on the gravitational acceleration AG100 and the linear acceleration AL100. Has been.
  • the control unit 14 uses a common control algorithm regardless of the structure of the support unit 13. Can be controlled. Thereby, the development efficiency of the control algorithm can be improved. For example, even if the support part 13 has a structure different from the structure of the pantograph having the arm part 31 and the joint part 32, the support part 13 can be controlled by a common control algorithm.
  • the transfer device 100 can be regarded as moving at an acceleration in a certain direction instantaneously. Therefore, by operating as described above with the acceleration direction as the acceleration A1 in the direction Dm1, the conveyance device 100 can prevent the object 102 from overturning even when moving while changing the direction.

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Abstract

搬送装置は、対象物を載せるように構成された積載面を有する作用部と、移動するように構成されたベース部と、作用部をベース部に対して可動に支持する支持部と、作用部とベース部のうちの一方に設けられた検出部と、制御部とを備える。検出部は、印加された重力加速度とリニア加速度とを検出するように構成されている。制御部は、重力加速度とリニア加速度とに基づき、作用部を傾斜させかつ作用部をベース部に対して直線移動させるように支持部を制御するように構成されている。この搬送装置は、移動しても対象物が積載面で転倒することを防ぐことができる。

Description

搬送装置
　本発明は、対象物を載せて搬送するように構成された搬送装置に関する。
　特許文献１は、被搬送物を積載するように構成された積載部を有する移動機器を開示している。この移動装置は、積載部を傾斜させることで、被搬送物を積載部に対して相対的に停止させたまま移動できることを目指している。
特開２０１０－２２５１３９号公報
　搬送装置は、対象物を載せるように構成された積載面を有する作用部と、移動するように構成されたベース部と、作用部をベース部に対して可動に支持する支持部と、作用部とベース部のうちの一方に設けられた検出部と、制御部とを備える。検出部は、印加された重力加速度とリニア加速度とを検出するように構成されている。制御部は、重力加速度とリニア加速度とに基づき、作用部を傾斜させかつ作用部をベース部に対して直線移動させるように支持部を制御するように構成されている。
　この搬送装置は、移動しても対象物が積載面で転倒することを防ぐことができる。
図１は実施の形態における搬送装置の斜視図である。 図２は実施の形態における搬送装置の上面図である。 図３は実施の形態における搬送装置の側面図である。 図４は実施の形態における搬送装置の機能ブロック図である。 図５は移動している実施の形態における搬送装置の側面図である。
　図１と図２と図３はそれぞれ実施の形態における搬送装置１００の斜視図と上面図と側面図である。図４は搬送装置１００の機能ブロック図である。搬送装置１００は、対象物１０２を載せるように構成された積載面１１Ａを有する作用部１１と、移動するように構成されたベース部１２と、作用部１１をベース部１２に対して可動に支持する支持部１３と、ベース部１２に固定された検出部１５と、作用部１１に固定された検出部１６と、検出部１５、１６と支持部１３に接続された制御部１４とを備える。
　支持部１３は、作用部１１とベース部１２とに結合するアーム部３１と、アーム部３１を折り曲げるように変形させる関節部３２と、関節部３２の状態を検知するエンコーダ３４と、関節部３２を駆動するモータ３５とを有する。制御部１４はエンコーダ３４の出力をフィードバックしてモータ３５を制御することで、アーム部３１を折り曲げるように変形させる。これにより、作用部１１をベース部１２に対して積載面１１Ａ上の複数の方向Ｄｍのうちの所望の中心軸Ｃ１１について所望の角度だけ回転させて傾斜させ、かつベース部１２に対して所望の方向に所望の距離だけ直線移動させることができる。作用部１１をベース部１２に対して積載面１１Ａ上の複数の方向Ｄｍについて傾斜させることができる。
　図４に示すように、検出部１５は、運動センサ１５Ａと姿勢センサ１５Ｂとを有する。運動センサ１５Ａは印加されている加速度を検知し、実施の形態では慣性力センサよりなる。姿勢センサ１５Ｂは、鉛直方向Ｄ１等の絶対的な方向に対する姿勢を直接的または間接的に検知し、実施の形態ではジャイロセンサよりなる。検出部１５は、検出する加速度や姿勢の基準となる基準方向Ｄ１５を有する。検出部１５はベース部１２に固定されているので、運動センサ１５Ａは印加されている加速度を検知し、姿勢センサ１５Ｂは、鉛直方向Ｄ１等の絶対的な方向に対する検出部１５の姿勢すなわち基準方向Ｄ１５の角度を直接的または間接的に検知する。運動センサ１５Ａは検出部１５に印加されている角速度をさらに検知してもよい。検出部１５はベース部１２に固定されているので、基準方向Ｄ１５はベース部１２に対して固定されており、方向Ｄｍに対して固定されている。したがって、検出部１５は方向Ｄｍの加速度Ａ１に対して慣性により印加されるリニア加速度ＡＬ１００の方向を検出することができる。
　図２、図３に示すように、搬送装置１００は実質的に水平な様々な方向Ｄｍに移動することができる。制御部１４は、作用部１１を回転させかつ作用部１１をベース部１２に対して直線移動させるように支持部１３を制御するように構成されている。これにより、搬送装置１００は、積載面１１Ａに載せられた対象物１０２を倒さないように様々な方向Ｄｍに移動することができる。
　搬送装置１００の動作を以下に説明する。図５は方向Ｄｍのうちの方向Ｄｍ１に加速度Ａ１で移動している搬送装置１００の側面図である。このとき、慣性により対象物１０２には加速度Ａ１の反対の方向のリニア加速度ＡＬ１００が印加される。対象物１０２には重力加速度ＡＧ１００も印加されているので、対象物１０２にはリニア加速度ＡＬ１００と重力加速度ＡＧ１００との和である合成加速度Ａ１００が印加されている。搬送装置１００では、作用部の積載面１１Ａの法線方向Ｎ１１Ａがリニア加速度ＡＬ１００の反対の方向に傾斜するように支持部１３が作用部１１の積載面１１Ａを傾斜させることで、対象物１０２が積載面１１Ａで転倒することを防ぐ。
　図４に示す検出部１５の運動センサ１５Ａは、検出部１５に印加された合成加速度Ａ１００を検知する。姿勢センサ１５Ｂは検出部１５に印加された重力加速度ＡＧ１００の方向を検知する。検出部１５は、検出した合成加速度Ａ１００と重力加速度ＡＧ１００の方向とリニア加速度ＡＬ１００の方向とに基づき、合成加速度Ａ１００をリニア加速度ＡＬ１００と重力加速度ＡＧ１００とに分離する。
　制御部１４は、検出部１５が検出した重力加速度ＡＧ１００とリニア加速度ＡＬ１００とに基づき、作用部１１を積載面１１Ａ上の中心軸Ｃ１１を中心に回転させ傾斜させかつ作用部１１をベース部１２に対してリニア加速度ＡＬ１００と平行な方向に移動させるように支持部１３を制御する。具体的には、制御部１４は、重力加速度ＡＧ１００とリニア加速度ＡＬ１００とから作用部１１を中心軸Ｃ１１を中心に回転させる角度を求め、作用部１１をベース部１２に対して移動させる距離と方向を求める。制御部１４は、求めた角度だけ作用部１１を中心軸Ｃ１１を中心に回転させ、求めた距離だけ求めた方向に作用部１１をベース部１２に対して移動させるように支持部１３を制御する。このように、制御部１４は、重力加速度ＡＧ１００とリニア加速度ＡＬ１００とに基づき、支持部１３をフィードフォワード制御により制御する。
　制御部１４は、リニア加速度ＡＬ１００が変化した場合に、作用部１１をベース部１２に対して直線移動させ始めた後に作用部１１を中心軸Ｃ１１を中心に回転させてベース部１２に対して傾斜する角度を変えるように支持部１３を制御する。詳細には、制御部１４は、リニア加速度ＡＬ１００が大きくなった場合に、作用部１１をベース部１２に対してリニア加速度ＡＬ１００の方向の成分を有する速度で直線移動させ始めた後に作用部１１を中心軸Ｃ１１を中心に回転させてベース部１２に対して傾斜する角度を変えるように支持部１３を制御する。一方、制御部１４は、リニア加速度ＡＬ１００が小さくなった場合に、作用部１１をベース部１２に対してリニア加速度ＡＬ１００と反対の方向の成分を有する速度で直線移動させ始めた後に作用部１１を中心軸Ｃ１１を中心に回転させてベース部１２に対して傾斜させる角度を変えるように支持部１３を制御する。実施の形態では、制御部１４は、リニア加速度ＡＬ１００が大きくなった場合に、作用部１１をベース部１２に対してリニア加速度ＡＬ１００の方向の速度で直線移動させ始めた後に作用部１１を中心軸Ｃ１１を中心に回転させてベース部１２に対して傾斜する角度を変えるように支持部１３を制御する。一方、制御部１４は、リニア加速度ＡＬ１００が小さくなった場合に、作用部１１をベース部１２に対してリニア加速度ＡＬ１００と反対の方向の速度で直線移動させ始めた後に作用部１１を中心軸Ｃ１１を中心に回転させてベース部１２に対して傾斜させる角度を変えるように支持部１３を制御する。
　リニア加速度ＡＬ１００すなわち加速度Ａ１が小さくなって、加速度Ａ１の方向Ｄｍ１の反対の方向Ｄｍ２の加速度になった場合には、搬送装置１００は方向Ｄｍ２を方向Ｄｍ１とみなして、上記と同様に動作する。
　特許文献１に開示されている移動機器では、積載部を傾斜させることで、被搬送物を積載部に対して相対的に停止させたまま移動できることを目指している。この移動機器と同様に、搬送装置１００が移動している加速度Ａ１が一定であるときには、作用部１１の積載面１１Ａをベース部１２に対して一定の角度で傾斜させることで対象物１０２を転倒させないようにすることができる。
　加速度Ａ１が変化した場合には、その変化と同時に作用部１１を回転させて傾斜させれば、対象物１０２を倒れないようにすることができる。しかし、加速度Ａ１の変化を検知して作用部１１を回転させるので、現実的には加速度Ａ１の変化と同時に同時に作用部１１を回転させることはできず、加速度Ａ１の変化と作用部１１の回転との間にはタイムラグが生じる。これにより対象物１０２が積載面１１Ａに対して傾いて転倒する可能性があり、したがって、特許文献１に開示されている移動機器でも同様に被搬送物が積載部に対して傾いて転倒する可能性がある。また、対象物１０２が重力加速度ＡＧ１００の反対の方向で上方に移動するように作用部１１を傾けると、対象物１０２がさらに傾いて転倒する場合がある。
　実施の形態における搬送装置１００では、上述のように、制御部１４は、リニア加速度ＡＬ１００が変化した場合に、作用部１１をベース部１２に対して直線移動させ始めた後に作用部１１を中心軸Ｃ１１を中心に回転させてベース部１２に対して傾斜する角度を変えるように支持部１３を制御する。これにより、直線移動によりリニア加速度ＡＬ１００を低減した後に作用部１１が傾斜するので、加速度Ａ１が変化しても対象物１０２が作用部１１の積載面１１Ａに対して傾いて転倒することを防止できる。
　実施の形態における搬送装置１００の対象物１０２に対する効果を説明する。制御部１４は、重力加速度ＡＧ１００とリニア加速度ＡＬ１００との和である合成加速度Ａ１００が積載面１１Ａに対して実質的に直角になるように支持部１３を制御する。これにより対象物１０２が作用部１１の積載面１１Ａに対して傾いて転倒することを防止する。詳細には、対象物１０２は少なくとも２つの位置Ｐ１、Ｐ２で積載面１１Ａと接触している。制御部１４は、対象物１０２の重心Ｇ１０２を通りかつ合成加速度Ａ１００の方向に延びる直線Ｌ１０２が２つの位置Ｐ１、Ｐ２の間を通るように支持部１３を制御するように構成されている。これにより、合成加速度Ａ１００が積載面１１Ａに対して正確には直角ではない場合でも対象物１０２が作用部１１の積載面１１Ａに対して傾いて転倒することを防止する。
　上述の動作により、搬送装置１００では、制御部１４は検出部１５の出力のみで支持部１３を制御することができる。この制御では、検出部１５はベース部１２に設けられているので、角度や加速度や角速度を正確に早く得ることができ、支持部１３を早く制御できる。しかし、制御部１４は作用部１１の位置や傾斜の角度をエンコーダ３４の出力から間接的に検出する。したがって、作用部１１の角度や移動の距離や速度がそれぞれ正確に求められた値になっているとは限らない。
　搬送装置１００では、制御部１４は検出部１６の出力のみで支持部１３を制御することができる。以下にその動作を説明する。
　図４、図５に示すように、検出部１６は、運動センサ１６Ａと姿勢センサ１６Ｂとを有する。運動センサ１６Ａは印加されている加速度を検知し、実施の形態では慣性力センサよりなる。姿勢センサ１６Ｂは、鉛直方向Ｄ１等の絶対的な方向に対する姿勢を直接的または間接的に検知し、実施の形態ではジャイロセンサよりなる。検出部１６は、検出する加速度や姿勢の基準となる基準方向Ｄ１６を有する。検出部１６は作用部１１に固定されているので、運動センサ１６Ａは印加されている加速度を検知し、姿勢センサ１６Ｂは、鉛直方向Ｄ１等の絶対的な方向に対する検出部１６の姿勢すなわち基準方向Ｄ１６の角度を直接的または間接的に検知する。運動センサ１６Ａは検出部１６に印加されている角速度をさらに検知してもよい。検出部１６は作用部１１に固定されているので、基準方向Ｄ１６は作用部１１に対して固定されており、方向Ｄｍに対して固定されている。したがって、検出部１６は方向Ｄｍの加速度Ａ１に対して慣性により印加されるリニア加速度ＡＬ１００の方向を検出することができる。
　検出部１６の運動センサ１６Ａは、検出部１６に印加された合成加速度Ａ１００を検知する。姿勢センサ１６Ｂは検出部１６に印加された重力加速度ＡＧ１００の方向を検知する。検出部１６は、検出した合成加速度Ａ１００と重力加速度ＡＧ１００の方向とリニア加速度ＡＬ１００の方向とに基づき、合成加速度Ａ１００をリニア加速度ＡＬ１００と重力加速度ＡＧ１００とに分離する。
　制御部１４は、検出部１６が検出した合成加速度Ａ１００の方向が基準方向Ｄ１６に対して固定されている積載面１１Ａに対して実質的に直角になるように支持部１３を制御して作用部１１をベース部１２に対して直線移動させて、回転させて傾斜させる。このように、制御部１４は、合成加速度Ａ１００に基づき、支持部１３をフィードバック制御により制御する。
　上記の動作により、制御部１４は、検出部１５の出力を用いた場合と同様に、検出部１６の出力のみに基づいて作用部１１を中心軸Ｃ１１を中心に回転させてベース部１２に対して傾斜する角度を変えるように支持部１３を制御する。これにより、合成加速度Ａ１００が積載面１１Ａに対して正確には直角ではない場合でも対象物１０２が作用部１１の積載面１１Ａに対して傾いて転倒することを防止する。
　上記の動作では、検出部１６が作用部１１の傾斜の角度を直接的に正確に検出することができる。
　実施の形態における搬送装置１００では、検出部１５、１６の双方の出力に基づき制御部１４は支持部１３を制御する。以下にその動作を説明する。
　上述のように、制御部１４は、検出部１５が検出した重力加速度ＡＧ１００とリニア加速度ＡＬ１００とに基づき求めた角度だけ作用部１１を中心軸Ｃ１１を中心に回転させ、求めた距離だけ求めた方向に作用部１１をベース部１２に対して移動させるようにフィードフォワード制御で支持部１３を制御する。さらに、制御部１４は、検出部１６の出力に基づき、作用部１１の傾斜の角度が求めた角度となるようにフィードバック制御で支持部１３を制御する。すなわち、制御部１４は、重力加速度ＡＧ１００とリニア加速度ＡＬ１００とに基づき支持部１３をフィードフォワード制御により制御し、重力加速度ＡＧ１００とリニア加速度ＡＬ１００とに基づき支持部１３をフィードバック制御により制御するように構成されている。
　これにより、検出部１５、１６をそれぞれ単独で用いた上述の効果を得られ、作用部１１を早く正確に制御することができる。また、検出部１５と検出部１６がベース部１２と作用部１１の加速度や角度をそれぞれ直接的に検出するので、支持部１３の構造によらず制御部１４は共通の制御アルゴリズムで支持部１３を制御することができる。これにより制御アルゴリズムの開発効率を向上させることができる。例えば、支持部１３はアーム部３１と関節部３２とを有するパンタグラフの構造とは別の構造を有していても、共通の制御アルゴリズムで支持部１３を制御することができる。
　なお、搬送装置１００が方向を変えながら移動している場合でも、瞬時的にはある方向の加速度で移動しているとみなすことができる。したがって、その加速度の方向を方向Ｄｍ１の加速度Ａ１として上記のように動作することで、搬送装置１００は方向を変えながら移動している場合でも、対象物１０２の転倒を防ぐことができる。
１１　　作用部
１１Ａ　　積載面
１２　　ベース部
１３　　支持部
１４　　制御部
１５　　検出部（第１の検出部）
１６　　検出部（第２の検出部）
３１　　アーム部
３２　　関節部
３４　　エンコーダ
１００　　搬送装置。
１０２　　対象物
Ａ１００　　合成加速度
ＡＧ１００　　重力加速度（第１の重力加速度、第２の重力加速度）
ＡＬ１００　　リニア加速度（第１のリニア加速度、第２のリニア加速度）

Claims (13)

  1. 対象物を載せるように構成された積載面を有する作用部と、
    移動するように構成されたベース部と、
    前記作用部を前記ベース部に対して可動に支持する支持部と、
    印加された第１の重力加速度と第１のリニア加速度とを検出するように構成されて、前記作用部と前記ベース部のうちの一方に設けられた第１の検出部と、
    前記第１の重力加速度と前記第１のリニア加速度とに基づき、前記作用部を傾斜させかつ前記作用部を前記ベース部に対して直線移動させるように前記支持部を制御するように構成された制御部と、
    を備えた搬送装置。
  2. 前記制御部は、前記第１のリニア加速度が変化した場合に、前記作用部を直線移動させ始めた後に前記作用部を回転させて傾斜する角度を変化させるように前記支持部を制御するように構成されている、請求項１に記載の搬送装置。
  3. 前記制御部は、前記第１のリニア加速度が変化した場合に、前記第１のリニア加速度と平行な方向に前記作用部を直線移動させ始めた後に前記作用部を回転させて傾斜する角度を変化させるように前記支持部を制御するように構成されている、請求項２に記載の搬送装置。
  4. 前記制御部は、前記第１のリニア加速度が大きくなった場合に、前記第１のリニア加速度の方向の成分を有する速度で前記作用部を直線移動させ始めた後に前記作用部を回転させて傾斜する角度を変化させるように前記支持部を制御するように構成されている、請求項３に記載の搬送装置。
  5. 前記制御部は、前記第１のリニア加速度が小さくなった場合に、前記第１のリニア加速度と反対の方向の成分を有する速度で前記作用部を直線移動させ始めた後に前記作用部を回転させて傾斜する角度を変化させるように前記支持部を制御するように構成されている、請求項３または４に記載の搬送装置。
  6. 前記制御部は、前記第１のリニア加速度が大きくなった場合に、前記第１のリニア加速度の方向の速度で前記作用部を直線移動させ始めた後に前記作用部を回転させて傾斜する角度を変化させるように前記支持部を制御するように構成されている、請求項３に記載の搬送装置。
  7. 前記制御部は、前記第１のリニア加速度が小さくなった場合に、前記第１のリニア加速度と反対の方向の速度で前記作用部を直線移動させ始めた後に前記作用部を回転させて傾斜する角度を変化させるように前記支持部を制御するように構成されている、請求項３または６に記載の搬送装置。
  8. 印加された第２の加速度を検出するように構成されて、前記作用部に設けられた第２の検出部をさらに備え、
    前記作用部と前記ベース部のうちの前記一方は前記ベース部であり、
    前記制御部は、前記第１の重力加速度と前記第１のリニア加速度と前記第２の加速度とに基づき、前記作用部を傾斜させかつ前記作用部を前記ベース部に対して直線移動させるように前記支持部を制御するように構成されている、請求項１に記載の搬送装置。
  9. 前記第２の検出部は、前記第２の加速度に基づき、前記作用部に印加された第２の重力加速度と第２のリニア加速度とを検出し、
    前記制御部は、前記第１の重力加速度と前記第１のリニア加速度と前記第２のリニア加速度と前記第２の重力加速度とに基づき、前記作用部を傾斜させかつ前記作用部を前記ベース部に対して直線移動させるように前記支持部を制御するように構成されている、請求項８に記載の搬送装置。
  10. 前記制御部は、
    　　　前記第１の重力加速度と前記第１のリニア加速度とに基づき、前記支持部をフィードフォワード制御により制御し、
    　　　前記第２の重力加速度と前記第２のリニア加速度とに基づき、前記支持部をフィードバック制御により制御する、
    ように構成されている、請求項９に記載の搬送装置。
  11. 前記制御部は、前記第１の重力加速度と前記第１のリニア加速度との和である合成加速度が前記積載面に対して実質的に直角になるように前記支持部を制御するように構成されている、請求項１に記載の搬送装置。
  12. 前記対象物は少なくとも２つの位置で前記積載面と接触しており、
    前記制御部は、前記対象物の重心を通りかつ前記第１の重力加速度と前記第１のリニア加速度との和である合成加速度の方向に延びる直線が前記２つの位置の間を通るように前記支持部を制御するように構成されている、請求項１に記載の搬送装置。
  13. 前記支持部は、
    　　　前記作用部と前記ベース部とに結合するアーム部と、
    　　　前記アーム部を折り曲げるように変形させる関節部と、
    　　　前記関節部の状態を検知するエンコーダと、
    を有し、
    前記制御部は、前記エンコーダの出力と前記第１の検出部の出力とに基づき前記支持部を制御するように構成されている、請求項１から１２のいずれか一項に記載の搬送装置。
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