JPH1016604A

JPH1016604A - 追従型移動装置

Info

Publication number: JPH1016604A
Application number: JP8167219A
Authority: JP
Inventors: Tomoyuki Houda; 智之保多
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1996-06-27
Filing date: 1996-06-27
Publication date: 1998-01-20

Abstract

(57)【要約】【課題】操作者の意図通りに追従することができる移
動装置を得ることを目的とする。【解決手段】伝達部材（３）の伸縮量を検出する伸縮
量検出手段（１１、１３、１０１）と、移動装置本体
（１）を駆動させる駆動手段（４）と、伸縮量検出手段
（１１、１３、１０１）により検出された伝達部材
（３）の伸縮量に応じて移動装置の走行速度を設定する
走行速度設定手段（１０２）と、伸縮量検出手段（１
１、１３、１０１）により検出された伝達部材（３）の
伸縮量に応じて移動装置の最高速度値を設定する最高速
度設定手段（１０３）と、走行速度決定手段（１０２）
より出力された演算速度値と、最高速度決定手段（１０
３）より出力された最高速度値とを比較し、小さい方を
移動装置の移動速度値とするように駆動手段を制御する
速度制御手段（１０４、１０５、１６）とを有する追従
型移動装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、操作者に追従し
て移動する移動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、このような移動装置として、特開
平７−５２６８７号公報に開示されたものがある。この
従来の移動装置は、伝達部材を介して伝達される操作者
の動きに追従して移動装置が移動するものであり、伝達
部材を前後に操作すると、その伸縮量に応じて移動装置
の速度が変化するように構成されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、人
間のゆっくりとした動きには十分追従し得るが、例えば
操作者が危険を回避するために移動装置を急停止するよ
うな場合には、必ずしも操作者の意図通りに追従し得る
ものではなかった。本発明は上述の如き従来の問題に鑑
み、操作者の意図通りに追従することができる移動装置
を得ることを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の本発明
は、伸縮することにより移動体（２）の動きを装置本体
へ伝達する伝達部材（３）と、伝達部材（３）の伸縮量
を検出する伸縮量検出手段（１１、１３、１０１）と、
装置本体（１）を駆動させる駆動手段（４）とを有する
追従型移動装置において、伸縮量検出手段（１１、１
３、１０１）により検出された伝達部材（３）の伸縮量
に応じて移動装置の走行速度を設定する走行速度設定手
段（１０２）と、伸縮量検出手段（１１、１３、１０
１）により検出された伝達部材（３）の伸縮量に応じて
移動装置の最高速度値を設定する最高速度設定手段（１
０３）と、走行速度決定手段（１０２）より出力された
演算速度値と、最高速度決定手段（１０３）より出力さ
れた最高速度値とを比較し、小さい方を移動装置の移動
速度値とするように駆動手段を制御する速度制御手段
（１０４、１０５、１６）とを有することを特徴とす
る。

【０００５】本発明による移動装置では、伝達部材の伸
縮量がわずかな範囲では移動装置の速度変化は小さく押
さえ、伝達部材の伸縮量が大きくなれば移動装置を急激
に減速させることができる。請求項２記載の本発明は、
走行速度設定手段は、伝達部材の伸縮量に移動装置の移
動加速度が比例するように、移動装置の移動速度を設定
することを特徴とするものである。

【０００６】請求項３記載の本発明は、移動装置は、伝
達部材が伸びると正の加速度が与えられて前進し、伝達
部材が縮むと負の加速度が与えられて後進し、最高速度
設定手段は、移動装置が前進している場合、伝達部材の
伸縮中立位置からの縮み量が大きくなるにつれて最高速
度値が小さくなるように最高速度値を設定することを特
徴とするものである。

【０００７】請求項４記載の本発明は、最高速度設定手
段は、伝達部材の伸縮中立位置からの縮み量を複数の領
域に分割し、分割された各々の領域に対応して異なる値
の最高速度が予め記憶されていることを特徴とするもの
である。請求項５記載の本発明は、移動装置は、伝達部
材が伸びると正の加速度が与えられて前進し、伝達部材
が縮むと負の加速度が与えられて後進し、最高速度設定
手段は、移動装置が後進している場合、伝達部材の伸縮
中立位置からの伸び量が大きくなるにつれて最高速度値
が小さくなるように最高速度値を設定することを特徴と
するものである。

【０００８】請求項６記載の本発明は、最高速度設定手
段は、伝達部材の伸縮中立位置からの伸び量を複数の領
域に分割し、分割された各々の領域に対応して異なる値
の最高速度が予め記憶されていることを特徴とするもの
である。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に従って本発明の
実施形態を詳細に説明する。図１はこの発明の一実施形
態に係る移動装置の概略構成を示しており、図２は操作
者が移動装置を操作している様子を示している。図２に
示すように、移動装置１は操作者２の動きを伝達部材３
を介して検出し、この検出結果に基づき駆動手段４が駆
動されることにより、操作者２に追従して移動するもの
である。この移動装置１は、例えば鉄道駅構内や空港、
港湾、工場、工事現場、遊園地、ゴルフ場などで用いる
自走式の物品搬送車として使用可能である。

【００１０】移動装置１は、図１および図３に示すよう
に、移動装置本体（図２参照）１ａと、駆動手段４と、
操作者２の動きを伝達部材３を介して検出する検出手段
５と、検出手段５の検出結果に基づき駆動手段４を制御
する制御手段６とを備えている。駆動手段４は、走行機
構７、操舵機構８、モータコントローラ９、及びサーボ
ドライバ１０を有する。

【００１１】検出手段５は、操作者２と移動装置本体
（以下、単に「本体」という）１ａとの間の距離の変化
を検出する前後方向ポテンショメータ１１、及び伝達部
材３の左右方向の回転角度を検出する左右方向ポテンシ
ョメータ１２を有する。各ポテンショメータ１１、１２
からは、検出値に応じた電圧値の電圧信号が出力され
る。

【００１２】制御手段６は、Ａ／Ｄ変換器１３、ＣＰＵ
（中央演算処理部）１４、デジタル出力器１５、及びＤ
／Ａ変換器１６を有する。ポテンショメータ１１、１２
からそれぞれ出力される電圧信号は、Ａ／Ｄ変換器１３
でデジタル値に変換された後、ＣＰＵ１４に送られる。
ＣＰＵ１４は速度及び操舵輪の回転角度を演算し、演算
された速度値はＤ／Ａ変換器１６を経由してモータコン
トローラ９へ、演算された操舵輪の回転角度値はデジタ
ル出力器１５を経由してサーボドライバ１０へそれぞれ
制御信号として出力される。

【００１３】走行機構７は、図３に示すように、操舵輪
と駆動輪を兼ねる１つの前輪２１、２つの後輪２２の合
計３個の車輪と、操舵輪２１を駆動する走行用モータ２
３とを有する。操舵輪２１は、操舵機構８の回転支持機
構２４を介して本体１ａに回転可能に支持されていると
共に、回転支持機構２４と一体の車輪支持部材２５に回
転可能に支持されている。走行用モータ２３は、前記速
度値の制御信号により制御されるモータコントローラ９
によって駆動され、その回転が不図示の減速機を介して
操舵輪２１に伝達される。一方、２つの後輪２２は、本
体１ａに固定された２つの車輪支持部材２６にそれぞれ
回転可能に支持されている。

【００１４】操舵機構８は、前記回転支持機構２４と、
操舵用モータ２７と、操舵用モータ２７の回転を回転支
持機構２４に伝達する不図示の減速機とを有する。操舵
用モータ２７は、前記操舵輪の回転角度値の制御信号に
より制御されるサーボドライバ１０によって駆動され、
その回転が不図示の減速機を介して回転支持機構２４に
伝達される。これによって、操舵輪２１が伝達部材３の
回転角度に応じた角度だけ操舵用モータ２７によって回
転される。

【００１５】検出手段５の構造を図４〜図８に基づいて
説明する。図４に示すように、検出手段５は操作者２
（図２参照）と本体１ａとの間の距離の変化を、外筒３
０２に対する内筒３０１の中立位置からの移動量（以
下、この移動量を伝達部材３の伸縮量と呼ぶ）として検
出する伸縮量検出機構３０と、伝達部材３の回転量を、
本体１ａに対する外筒３０１の回転角度として検出する
回転角検出機構４０とを有する。

【００１６】伸縮量検出機構３０を図４に基づいて説明
する。外筒３０２の一端に、円筒状のブロック３０３が
取り付けられている。ブロック３０３の内周は内筒３０
１が前後方向に自由に摺動するようになっている。内筒
３０１の外周には、ブロック３０４、ブロック３０５が
固定されている。ブロック３０４、ブロック３０５の間
には円筒状のバネ押さえ３０６、バネ押さえ３０７があ
り、バネ押さえ３０６、バネ押さえ３０７の間に圧縮コ
イルバネ３０８が挟まれている。バネ押さえ３０６、バ
ネ押さえ３０７は、内筒３０１にも外筒３０２にも固定
されてはいない。

【００１７】内筒３０１、外筒３０２の中心軸に直角に
切断した、ブロック３０４を含む断面を図５に示す。図
５の左右方向に、２個のブロック３０４が内筒３０１の
外周に固定されている。また、図５の上下方向に、２個
のブロック３０９が外筒３０２の内周に固定されてい
る。ブロック３０４の外周と外筒３０２の内周には隙間
があり、ブロック３０９の内周と内筒３０１の外周とに
も隙間がある。

【００１８】内筒３０１、外筒３０２の中心軸に直角に
切断した、ブロック３０５を含む断面を図６に示す。図
６の左右方向に、２個のブロック３０５が内筒３０１の
外周に固定されている。また、図６の上下方向に、２個
のブロック３１０が外筒３０２の内周に固定されてい
る。ブロック３０５は、外筒３０２に設けられたスリッ
ト３１１を通して、外筒３０２の外側のタイミングベル
ト３１２に連結されている連結部材３１３と一体になっ
ている。ブロック３０５の外周と外筒３０２の内周には
隙間があり、ブロック３１０の内周と内筒３０１の外周
とにも隙間がある。

【００１９】圧縮コイルバネ３０８は、図４に示す中立
位置にある状態ではある程度圧縮されており、一方では
バネ押さえ３０６をブロック３０４およびブロック３０
９に、他方ではバネ押さえ３０７をブロック３０５およ
びブロック３１０に押さえつけている。このような構成
により、操作者２が内筒３０１に押したり引いたりする
力を加えていない状態では、内筒３０１を図４に示す中
立位置に保持するように伸縮量検出機構３０が構成され
ている。

【００２０】図４において操作者２が内筒３０１を図４
に示す中立位置から引っ張った状態（図４において左方
向に移動させた状態）を、図７に示す。図７において、
内筒３０１、ブロック３０４、ブロック３０５、バネ押
さえ３０７が一体となって図上左方向に移動する。この
時、圧縮コイルバネ３０８の左端および、バネ押さえ３
０６がブロック３０９によって左方向への移動を阻止さ
れた状態で、圧縮コイルバネ３０８の右端がバネ押さえ
３０７によって左方向へ押されるので、圧縮コイルバネ
３０８が圧縮される。この時、内筒３０１を前記中立位
置から引っ張った長さ（中立位置からの伝達部材３の伸
び量）に比例した圧縮コイルバネ３０８の付勢力が、内
筒３０１を中立位置へ戻す方向の力として発生し、この
力が操作者２にも作用する。従って、操作者２が伝達部
材３から手を離すと、内筒３０１が圧縮コイルバネ３０
８の付勢力によって図４に示す中立位置に戻る。

【００２１】上記とは逆に、図４において操作者２が内
筒３０１を図４に示す中立位置から押し込んだ状態（図
４において右方向に移動させた状態）を、図８に示す。
図８において、内筒３０１、ブロック３０４、バネ押さ
え３０６、ブロック３０５が一体となって図上右方向に
移動する。この時、圧縮コイルバネ３０８の右端および
バネ押さえ３０７がブロック３１０によって右方向への
移動を阻止された状態で、圧縮コイルバネ３０８の左端
がバネ押さえ３０６によって右方向へ押されるので、圧
縮コイルバネ３０８が圧縮される。この時、内筒３０１
を前記中立位置から押し込んだ長さ（中立位置からの伝
達部材３の縮み量）に比例した圧縮コイルバネ３０８の
付勢力が、内筒３０１を中立位置へ戻す方向の力として
発生し、この力が操作者２にも作用する。従って、操作
者２が伝達部材３から手を離すと、内筒３０１が圧縮コ
イルバネ３０８の付勢力によって図４に示す中立位置に
戻る。

【００２２】伸縮量検出機構３０は、さらに、外筒３０
２に回転可能に支持されたプーリ３１４、プーリ３１５
を有する。両プーリ３１４、プーリ３１５にはタイミン
グベルト３１２が巻きかけられている。図６に示すよう
に、内筒３０１の動きをタイミングベルト３１２に伝え
る連結部材３１３が、内筒３０１に固定されたブロック
３０５に固定されている。この連結部材３１３は、外筒
３０２に設けられたスリット３１１から外部に突出し、
その先端がタイミングベルト３１２に連結されている。
これによって内筒３０１の前記中立位置からの動きがブ
ロック３０５、連結部材３１３を介してタイミングベル
ト３１２に伝達され、プーリ３１４、プーリ３１５が回
転する。

【００２３】プーリ３１５には、ポテンショメータ１１
の回転軸が結合されている。ポテンショメータ１１は不
図示の固定具により外筒３０２に固定されている。従っ
て、内筒３０１の中立位置からの移動量、すなわち伝達
部材３の伸縮量に応じてポテンショメータ１１が回転す
る。上記構成を有する伸縮量検出機構３０では、ポテン
ショメータ１１の出力電圧値はその回転角度によって一
意的に求まるため、ポテンショメータ１１が伝達部材３
の伸縮量を電圧値として検出し、その電圧値を表す電圧
信号を出力する。なお、ポテンショメータ１１は接触
式、非接触式を問わず、またロータリエンコーダのよう
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。

【００２４】伝達部材３の伸縮量は次の式１で表され
る。

【００２５】

【数１】

【００２６】ただし式１において、伝達部材３が中立位
置から引っ張られた状態の時、伝達部材３の伸縮量Ｌは
正の符号を持ち、伝達部材３が中立位置から押し込まれ
た状態の時、伝達部材３の伸縮量Ｌは負の符号を持つよ
うに、ポテンショメータ１１の出力電圧値が調整されて
いるものとする。伝達部材３の伸縮量から、移動装置１
の走行速度値へ変換する方法に関しては、様々な方法が
考えられる。その一例として、本発明においては、加速
度比例制御方法を用いる。加速度比例制御方法とは、伝
達部材３の伸縮量に移動装置１の加速度が比例する制御
方法である。この時の移動装置１の走行速度は、次の式
２で表される。

【００２７】

【数２】

【００２８】式２において、伝達部材３が中立位置から
引っ張られた状態の時、伝達部材３の伸縮量Ｌは正の符
号を持つため、移動装置１の走行速度は加速される。移
動装置１が停止している状態から伝達部材３が中立位置
から引っ張られた時には移動装置１は前進するため、移
動装置１の前進時には移動装置１の走行速度ｖは正の符
号を持つ。逆に、伝達部材３が中立位置から押し込まれ
た状態の時、伝達部材３の伸縮量Ｌは負の符号を持つた
め、移動装置１の走行速度は減速する。移動装置１が停
止している状態から伝達部材３が中立位置から押し込ま
れた時には移動装置１は後進するため、移動装置１の後
進時には移動装置１の走行速度ｖは負の符号を持つ。ま
た、伝達部材３が中立位置にあるときには、伝達部材３
の伸縮量は０となるため移動装置１の加速度は０とな
り、走行中は移動装置１の走行速度は加速も減速もせず
一定の速度を保ち続け、停止中は停止し続ける。

【００２９】図９に示すようにＣＰＵ１４は、伸縮量演
算部１０１、最高速度演算部１０３、走行速度演算部１
０２、演算速度・最高速度比較部１０４、および走行速
度電圧値変換部１０５を有する。その他、ＣＰＵ１４は
操舵輪２１を制御するための部分も有するが、ここでは
省略する。ＣＰＵ１４において伸縮量演算部１０１で
は、前後方向ポテンショメータ１１から出力される電圧
信号がＡ／Ｄ変換器１３でデジタル値に変換された電圧
値（伝達部材３の伸縮量に応じた電圧値）を、前記の式
１により伝達部材３の伸縮量Ｌに変換するように構成さ
れている。

【００３０】また、走行速度演算部１０２は、前記の式
２により伝達部材３の伸縮量を移動装置１の走行速度値
に変換するように構成されている。このとき得られる移
動装置１の走行速度値を演算速度と称することとする。
最高速度演算部１０３は、伝達部材３の伸縮量と移動装
置１の走行速度値の符号から、図１０に示すグラフに従
い移動装置１の最高速度を得るように構成されている。
図１０は、移動装置１の速度が正の時、すなわち移動装
置１が前進走行しているときには、太い実線のグラフ５
０１に従って最高速度の値を演算し、移動装置１の速度
が負の時、すなわち移動装置１が後進走行しているとき
には、太い破線のグラフ５０２に従って最高速度の値を
演算することを示している。

【００３１】図１０において、伝達部材伸縮量Ｌの所定
値のうち、Ｌ４は伝達部材３の押し込み時の限界値を示
し、Ｌ８は伝達部材３の引っ張り時の限界値を示す。す
なわち、伝達部材３はＬ４を超えて押し込むことはでき
ず、またＬ８を超えて引っ張ることもできない。最高速
度演算部１０３における、最高速度値演算のフローチャ
ートを図１１に示す。図１１において、最高速度演算部
１０３は、移動装置１の走行速度ｖと伝達部材３の伸縮
量Ｌとを入力し（ステップ２０１、ステップ２０２）、
走行速度ｖが正の符号を持つとき（ステップ２０３）、
すなわち移動装置１が前進しているときには、次の前進
時の所定値に基づいて最高速度値を演算する。

【００３２】移動装置１の前進時に最高速度演算部１０
３は、伝達部材３の伸縮量Ｌが所定値Ｌ１よりも大きい
ときには（ステップ２０４）移動装置１の最高速度値を
ｖ１に設定し（ステップ２０５、ステップ２１８）、伝
達部材３の伸縮量Ｌが所定値Ｌ１以下でかつ所定値Ｌ２
よりも大きいときには（ステップ２０６）移動装置１の
最高速度値をｖ１よりも小さい値であるｖ２に設定し
（ステップ２０７、ステップ２１８）、伝達部材３の伸
縮量Ｌが所定値Ｌ２以下でかつ所定値Ｌ３よりも大きい
とき（ステップ２０８）には移動装置１の最高速度値を
ｖ２よりも小さい値であるｖ３に設定し（ステップ２０
９、ステップ２１８）、伝達部材３の伸縮量Ｌが所定値
Ｌ３以下であるときには移動装置１の最高速度値を０に
設定する（ステップ２１０、２１８）。ここで、伝達部
材３の伸縮量Ｌの所定値Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３は負の値であ
り、最高速度の設定値ｖ１、ｖ２、ｖ３は正の値であ
る。

【００３３】また、図１１において、移動装置１の走行
速度ｖが負の符号を持つとき（ステップ２０３）、すな
わち移動装置１が後進しているときには、次の後進時の
所定値に基づいて最高速度値を演算する。移動装置１の
後進時に最高速度演算部１０３は、伝達部材３の伸縮量
Ｌが所定値Ｌ５よりも小さいとき（ステップ２１１）に
は移動装置１の最高速度値をｖ４に設定し（ステップ２
１２、ステップ２１８）、伝達部材３の伸縮量Ｌが所定
値Ｌ５以上でかつ所定値Ｌ６よりも小さいとき（ステッ
プ２１３）には移動装置１の最高速度値をｖ４よりも大
きい値であるｖ５に設定し（ステップ２１４、ステップ
２１８）、伝達部材３の伸縮量Ｌが所定値Ｌ６以上でか
つ所定値Ｌ７よりも小さいとき（ステップ２１５）には
移動装置１の最高速度値をｖ５よりも大きい値であるｖ
６に設定し（ステップ２１６、ステップ２１８）、伝達
部材３の伸縮量Ｌが所定値Ｌ７以上であるとき（ステッ
プ２１５）には移動装置１の最高速度値を０に設定する
（ステップ２１７）。ここで、Ｌ５、Ｌ６、Ｌ７は正の
値であり、最高速度値の設定値ｖ４、ｖ５、ｖ６は負の
値である。

【００３４】ここで、図１０および図１１における伝達
部材３の伸縮量Ｌの所定値Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ
５、Ｌ６、Ｌ７、Ｌ８や、最高速度値の設定値ｖ１、ｖ
２、ｖ３、ｖ４、ｖ５、ｖ６の具体的な値については、
伝達部材３の伸縮量の限界値や、伝達部材３の内部に設
けられた圧縮コイルバネ３０８（図４および図７、図８
を参照）の弾性係数、および移動装置１の出しうる速度
値によって様々な値が考えられるため、特定することは
できない。

【００３５】図１０において、移動装置前進時における
最高速度５０１において、伝達部材の引っ張り量がいく
つのときであっても最高速度地はｖ１に設定されている
が、これは、移動装置は加速度制御であるため、前進時
に常に伝達部材を引っ張り続けると移動装置が加速し続
けてしまうという事態を防ぐためである。移動装置後進
時における最高速度５０２においても同様である。

【００３６】ＣＰＵ１４は、最高速度演算部１０３で得
られた最高速度値と、走行速度演算部１０２で得られた
演算速度とを演算速度・最高速度比較部１０４において
比較する。この比較に用いるフローチャートを図１２に
示す。図１２において演算速度・最高速度比較部１０４
は、まず最高速度演算部１０３から最高速度Ｖｍａｘを
入力し（ステップ２３１）、走行速度演算部１０２から
演算速度Ｖｃａｌｃを入力する（ステップ２３０）。そ
して、演算速度値より最高速度値のほうが大きい場合に
は（ステップ２３２）、走行速度値を最高速度値とし
（ステップ２３３）、演算速度値が最高速度値より小さ
い場合には（ステップ２３２）、走行速度値を演算速度
値と設定する（ステップ２３４）。すなわち演算速度・
最高速度比較部１０４は演算速度値と最高速度値とを比
較し小さい方を走行速度値として設定するように構成さ
れている。

【００３７】演算速度・最高速度比較部１０４において
得られた走行速度値は走行速度電圧値変換部１０５に送
られ、デジタル値としての出力電圧値に変換された後、
Ｄ／Ａ変換器１６により電圧信号となりモータコントロ
ーラ９に出力される。以上説明した内容を、具体的な設
定値に基づいてより詳細に説明する。ここで、伝達部材
３の押し込み時の伸縮量と移動装置１の最高速度との関
係の一例を、図１３の太い実線のグラフ５０３に示すご
とく設定する。移動装置１は図２に示すごとく操作者２
が伝達部材３を操作して移動する装置であるため、図１
３において移動装置１の最高速度は通常の人が早足で歩
く程度の速度である、秒速１．５ｍ（時速５．４ｋｍ）
に設定している。また、伝達部材３の押し込み方向の限
界値を０．１ｍに設定している。

【００３８】まず前提条件として、伝達部材３の伸縮量
が０ｍの状態で、秒速１．５ｍで操作者２と移動装置１
が前進移動しているとする。前記の式２において、移動
装置１の加速度は０となるため、移動装置１は秒速１．
５ｍの一定速度で走行を続けている。また、前記の式２
における伝達部材の単位伸縮量当たりの移動装置加速度
の一例として、次のように設定する。

【００３９】

【数３】

【００４０】ここで、移動装置１の走行速度を秒速１．
５ｍから秒速０．５ｍに減速することを考える。減速さ
せる方法は、緩やかに減速する方法と、急激に減速する
方法の２通りがある。先ず、図１４に基づいて緩やかに
減速する方法を説明する。図１３において、伝達部材３
の押し込み量が０．０３ｍ以内の時には、移動装置１の
最高速度は秒速１．５ｍである。従って、押し込み量を
０．０３ｍ以内にすれば、移動装置１は前記の式２によ
って押し込み量に応じて求められる加速度で減速するこ
ととなる。ここで、図１４の太い破線のグラフ５０４に
示すごとく、時間ｔ０において伝達部材３を０．０２ｍ
押し込んだとする。この時、移動装置１は前記の式２に
よって計算した結果である、０．０８ｍ毎秒毎秒の加速
度で減速を始めることとなる。伝達部材３の押し込み量
を０．０２ｍに保ち続けると、移動装置１は太い実線の
グラフ５０５に示すごとく減速を続け、ｔ０から１２．
５秒後に移動装置１の速度が秒速０．５ｍとなる。この
時点で、伝達部材３を中立位置に戻す（伸縮量を０ｍに
する）と、移動装置１は秒速０．５ｍの一定速度で走行
を続けることとなる。すなわち、伝達部材３の押し込み
量を０．０２ｍにすると、移動装置１が秒速１．５ｍか
ら秒速０．５ｍまで１２．５秒かかって緩やかに減速す
ることとなる。

【００４１】次に、図１５に基づいて急激に減速する方
法を説明する。図１３において、伝達部材３の押し込み
量が０．０３ｍから０．０６ｍの範囲内にある時には、
移動装置１の最高速度は秒速０．８ｍである。ここで、
図１５の太い破線のグラフ５０６に示すごとく、時間ｔ
０において伝達部材３を０．０５ｍ押し込んだとする。
この時、押し込み量０．０５ｍに対応する最高速度は秒
速０．８ｍであるから、まず最初に移動装置１の走行速
度は太い実線のグラフ５０７に示すごとく、秒速１．５
ｍから秒速０．８ｍに減速される。次に、移動装置１は
前記の式２によって計算した結果である、０．２ｍ毎秒
毎秒の加速度で減速を始めることとなる。伝達部材３の
押し込み量を０．０５ｍに保ち続けると、移動装置１は
太い実線のグラフ５０７に示すごとく減速を続け、ｔ０
から１．５秒後に移動装置１の速度が秒速０．５ｍとな
る。この時点で、伝達部材３を中立位置に戻す（伸縮量
を０ｍにする）と、移動装置１は秒速０．５ｍの一定速
度で走行を続けることとなる。すなわち、伝達部材３の
押し込み量を０．０５ｍにした場合は、移動装置１が秒
速１．５ｍから秒速０．５ｍまで１．５秒の時間で急激
に減速することとなる。

【００４２】次に、秒速１．５ｍで走行中に操作者２が
停止した場合を、図１６に基づいて説明する。図１６の
時間ｔ０で操作者２が停止すると、移動装置１は図１６
の太い実線のグラフ５０９に示すごとく秒速１．５ｍの
速度で走行しているため、結果的に伝達部材３は図１６
の太い破線のグラフ５０８に示すごとく押し込まれる。
やがて押し込み量が０．０３ｍに達すると、移動装置１
の走行速度は、図１３の設定例に示すごとく秒速０．８
ｍに制限される。なおも操作者２が停止したままであれ
ば、移動装置１は伝達部材の伸縮量に応じた加速度で減
速しながら走行を続け伝達部材３はさらに押し込まれ
る。やがて押し込み量が０．０６ｍに達すると、移動装
置１の走行速度は、図１３の設定例に示すごとく秒速
０．４ｍに制限される。なおも操作者２が停止したまま
であれば、移動装置１は伝達部材の伸縮量に応じた加速
度で減速しながら走行を続け伝達部材３はさらに押し込
まれる。やがて押し込み量が０．０９ｍに達すると、移
動装置１の走行速度は、図１３の設定例に示すごとく秒
速０ｍに制限され、移動装置１は停止する。

【００４３】すなわち、操作者２が停止すると、移動装
置１は伝達部材３の押し込み量の範囲（図１３における
設定例では０．１ｍ）を減速しながら走行して停止す
る。従って、操作者２は移動装置１を停止させるために
何ら意図的な動作をする必要はなく、ただ自分自身が停
止するだけで移動装置をわずかな時間の間に急激に停止
させることが可能となる。

【００４４】以上説明したように、伝達部材３の押し込
み量を小さくするか、大きくするかで、移動装置１の走
行速度を緩やかに減速させるか、急激に減速させるかを
操作者２が意図的に、または意図せずに選択することが
可能になる。操作者２が移動装置１の走行速度を少しだ
け減速させたいと思った場合は、伝達部材３を少しだけ
押し込む緩やかな減速方法をとり、前方に障害物等があ
らわれた場合などは、伝達部材３を多く押し込む急激な
減速方法をとることができる。多くの場合、緩やかな減
速方法は、操作者２が減速することを意図しない、歩調
の変化などの自然な速度変化に対応し、急激な減速方法
は、操作者２が危険回避などのためにとる意図的な減速
に対応する。

【００４５】ここまでの具体例では、移動装置１が前進
しているときに伝達部材３を押し込んで減速させる方法
について説明してきた。逆に移動装置１が後進している
ときにおいても、図１０の太い破線のグラフ５０２に適
切な値を設定することにより、前進の場合と全く同様に
減速動作を行わせることが可能である。上記一実施形態
では、図１０や図１３に示すごとく速度を制限する段階
を４段階に分割した例を説明した。しかし、この分割数
は４段階である必要はなく、伝達部材３の伸縮量の限界
値や、伝達部材３の内部に設けられた圧縮コイルバネ３
０８（図４および図７、図８を参照）の弾性係数、およ
び移動装置１の出しうる速度値によって決定されるべき
ものである。また、前進時には伝達部材３の押し込み量
が大きくなるほど、最高速度値が小さくなるような条件
であり、後進時には伝達部材３の引っ張り量が大きくな
るほど、最高速度値が小さくなるような条件になってい
れば図１７に示すごとく折れ線状の変化でもよく、図１
８に示すごとく連続的な変化であってもよい。

【００４６】上記一実施形態では、図１０、図１３や図
１７、図１８に示すごとく前進時と後進時とで対称にな
る形に最高速度値を設定したが、前進時と後進時とで設
定値のグラフが対称形である必要はなく、前進時と後進
時とで伝達部材３の伸縮量の所定値や移動装置１の最高
速度の設定値が異なっていても何ら問題はない。なお、
上記一実施形態では、走行機構７を操舵輪でありかつ駆
動輪でもある１つの前輪２１と、遊輪である２つの後輪
２２で構成したが、この発明はこれに限られない。駆動
輪は２つでも差し支えないし、また駆動輪が後輪であっ
てもよい。要するに、この発明は移動装置の走行速度を
制御するものであるから、駆動輪の数や位置に限定され
るものではない。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明による移動
装置によれば、操作者が意図しないような伝達部材のわ
ずかな伸縮に対しては、移動装置の速度変化は緩やかに
対応する。一方、操作者が移動装置の減速を目的として
行う、伝達部材の意図的な大きな伸縮に対しては、移動
装置は急激に減速する。従って、移動中に急に障害物が
あらわれた場合などでも減速時間が短くなるため、安全
に走行することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、この発明の位置実施形態に係る移動装
置の概略構成を示すブロック図である。

【図２】図２は、操作者が移動装置を操作している様子
を示す斜視図である。

【図３】図３は、移動装置を斜め下方から見た斜視図で
ある。

【図４】図４は、伝達部材の構造の一例を一部断面で示
した斜視図である。

【図５】図５は、図４に示す伸縮量検出機構の構造の一
部を示した断面図である。

【図６】図６は、図４に示す伸縮量検出機構の構造の一
部を示した断面図である。

【図７】図７は、図４と同様の斜視図で、伝達部材を引
っ張った状態を示す図である。

【図８】図８は、図４と同様の斜視図で、伝達部材を押
し込んだ状態を示す図である。

【図９】図９は、図１に示す制御手段の構成を示すブロ
ック図である。

【図１０】図１０は、実施形態の動作を説明するための
動作説明図である。

【図１１】図１１は、実施形態の動作の一部を示すフロ
ーチャートである。

【図１２】図１２は、実施形態の動作の一部を示すフロ
ーチャートである。

【図１３】図１３は、図１０と同様の実施形態の動作
を、具体的な数値に基づいて説明するための動作説明図
である。

【図１４】図１４は、移動装置の動作を示す、具体的な
数値に基づいた動作説明図である。

【図１５】図１５は、移動装置の動作を示す、図１４と
同様の具体的な数値に基づいた動作説明図である。

【図１６】図１６は、移動装置の動作を示す、図１４と
同様の具体的な数値に基づいた動作説明図である。

【図１７】図１７は、図１０の変形例の一例を示す動作
説明図である。

【図１８】図１８は、図１０の変形例の一例を示す動作
説明図である。

【符号の説明】

１・・・移動装置２・・・操作者３・・・伝達部材４・・・駆動手段５・・・検出手段６・・・制御手段７・・・走行機構８・・・操舵機構９・・・モータコントローラ１０・・・サーボドライバー１１・・・前後方向ポテンショメータ１２・・・左右方向ポテンショメータ１３・・・Ａ／Ｄ変換器１４・・・ＣＰＵ１５・・・デジタル出力器１６・・・Ｄ／Ａ変換器２１・・・操舵輪２２・・・後部遊輪２３・・・走行用モータ２７・・・操舵用モータ３０・・・伸縮量検出機構４０・・・回転角検出機構

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】伸縮することにより移動体の動きを装置
本体へ伝達する伝達部材と、前記伝達部材の伸縮量を検
出する伸縮量検出手段と、前記装置本体を駆動させる駆
動手段とを有する追従型移動装置において、前記伸縮量検出手段により検出された前記伝達部材の伸
縮量に応じて前記移動装置の走行速度を設定する走行速
度設定手段と、前記伸縮量検出手段により検出された前記伝達部材の伸
縮量に応じて前記移動装置の最高速度値を設定する最高
速度設定手段と、前記走行速度決定手段より出力された演算速度値と、前
記最高速度決定手段より出力された最高速度値とを比較
し、小さい方を前記移動装置の移動速度値とするように
前記駆動手段を制御する速度制御手段と、を有することを特徴とする追従型移動装置。
【請求項２】前記走行速度設定手段は、前記伝達部材
の伸縮量に前記移動装置の移動加速度が比例するよう
に、前記移動装置の移動速度を設定することを特徴とす
る請求項１記載の装置。
【請求項３】前記移動装置は、前記伝達部材が伸びる
と正の加速度が与えられて前進し、前記伝達部材が縮む
と負の加速度が与えられて後進し、前記最高速度設定手段は、前記移動装置が前進している
場合、前記伝達部材の伸縮中立位置からの縮み量が大き
くなるにつれて前記最高速度値が小さくなるように前記
最高速度値を設定することを特徴とする請求項１又は２
記載の装置。
【請求項４】前記最高速度設定手段は、前記伝達部材
の伸縮中立位置からの縮み量を複数の領域に分割し、分
割された各々の領域に対応して異なる値の最高速度が予
め記憶されていることを特徴とする請求項３記載の装
置。
【請求項５】前記移動装置は、前記伝達部材が伸びる
と正の加速度が与えられて前進し、前記伝達部材が縮む
と負の加速度が与えられて後進し、前記最高速度設定手段は、前記移動装置が後進している
場合、前記伝達部材の伸縮中立位置からの伸び量が大き
くなるにつれて前記最高速度値が小さくなるように前記
最高速度値を設定することを特徴とする請求項１又は２
記載の装置。
【請求項６】前記最高速度設定手段は、前記伝達部材
の伸縮中立位置からの伸び量を複数の領域に分割し、分
割された各々の領域に対応して異なる値の最高速度が予
め記憶されていることを特徴とする請求項５記載の装
置。