JPH11245839A - 多軸無人搬送車 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 重量物の高速かつ安定した搬送が可能で、走
行条件の変動に応じて最適な走行状態に維持することが
できる多軸無人搬送車を提供すること。 【解決手段】 多軸無人搬送車において、車体に、それ
ぞれ複数の車輪群の走行と操舵を制御するための通常走
行制御用ガイドセンサーと、走行方向と直角方向の横行
及び操舵制御を行う横行用ガイドセンサーと、走行ライ
ンに配置したマーカーを検知するマーカー検出器とを設
け、かつ、走行車輪装置の各車輪の走行速度及び操舵角
を決定し、刻々変化する走行条件に対応して常に最適な
速度及び角度に制御するための制御装置を設け、該制御
装置からの指令により走行車輪装置の各車輪を独立して
駆動する走行駆動機構と操舵機構を走行車輪装置に連設
している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、無人搬送車に関
し、特に、鋼板コイル・シートや製紙コイル等の重量物
の搬送に適した多軸無人搬送車に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の重量物の搬送に適した多軸無人
搬送車は、車輪にかかる荷重を許容値以下にするため
に、複輪式の走行車輪装置を採用している。例えば、実
公平１−１５５６４号公報には、走行路に敷設された誘
導体を検知するガイドセンサーと、該ガイドセンサーの
検出信号に基づいて走行車輪の操舵及び駆動を制御する
制御装置を備えた無人搬送車が開示されている。この無
人搬送車は、車体の中心線上に旋回可能に配置される前
後２個の単輪式駆動輪と、車体の四隅に配置される４つ
のキャスターとを備え、前輪及び後輪にそれぞれ前進用
ガイドセンサーと後進用ガイドセンサーとを設け、前輪
の前進用ガイドセンサーと後進用ガイドセンサーは、走
行路に敷設された前輪用誘導体を、後輪の前進用ガイド
センサーと後進用ガイドセンサーは、前輪用誘導体とは
周波数の異なる後輪用誘導体をそれぞれ検知し、前輪の
ガイドセンサーと後輪のガイドセンサーの信号に基づい
て、制御装置が前輪を前輪用誘導体に、後輪を後輪用誘
導体にそれぞれ沿って操舵して走行するものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、搬送重量の
増加に伴い一般的な４輪構造での複輪のみでは、車輪タ
イヤ径を大きくしても、既存の走行路の耐荷重を満足せ
ず、６輪以上の多軸として、車輪１個当たりの荷重を低
減することが必要となっている。通常の４輪制御につい
ては、上記の実公平１−１５５６４号公報にも示す如
く、各種の方策が提案されているが、それを単純に６軸
以上の多軸無人搬送車に適用するには、技術的な課題が
多く、高速かつ大重量を高精度に搬送するには到底困難
である。

【０００４】大重量物を搬送する場合、通常車体強度よ
り車体重心に近い位置に積載物を搭載するが、前記の従
来技術では、中央の駆動輪に荷重が集中し、多数の車輪
を有していても荷重の分散が不可能である。結果とし
て、車輪磨耗の促進、集中荷重による路面の変形等の問
題や、誘導体損傷の問題などが発生するおそれがある。
さらに、車輪とガイドセンサーが一体で移動するため、
車輪数が少ない場合には、適用できる。しかし、６輪以
上の多軸の車輪の制御を考えた場合、車輪位置は、荷重
を均等にするため、車体の幅方向及び長手方向に均等に
配置される構造とする必要がある。このため上記の従来
技術のように、操舵車軸と同一軸構造でガイドセンサー
を取り付けて制御することは困難であり、ガイドセンサ
ーの個数を増加させるか、各軸に対応させた複数の誘導
体を路面に敷設する必要があり、構造が複雑化する。

【０００５】そこで、本発明は、３軸以上６輪以上の車
輪数を備え、重量物の安定した搬送が可能で、かつ、大
型で車体長の長くなる無人搬送車において、高速で安定
的に走行させるために、前後２つの固定ガイドセンサー
が１本の誘導体を検知して走行し、各走行車輪装置毎の
微妙な制御の追従性を向上させ、走行時の直進性の確保
や、定点停止の精度向上を図り、高速走行安定性に優れ
た無人搬送車を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成するために、大重量物の多軸無人搬送の実験設備
をつくり、その走行特性、制御特性を把握し、鋭意実験
・検討した結果、本発明を完成するに至った。

【０００７】すなわち、本発明の要旨は次の通りであ
る。 （１）前後方向に３軸以上で６輪以上を有し、少なくと
もそのうちの４輪を駆動輪とし単独に速度制御が可能な
走行車輪装置を備え、走行路に敷設した誘導体を検知し
て走行する多軸無人搬送車において、車体の前後方向
に、それぞれ複数の車輪群の走行と操舵を制御するため
の通常走行制御用ガイドセンサーを設置するとともに、
走行方向と直角方向の横行及び操舵制御を行う横行用ガ
イドセンサーを前記走行制御用ガイドセンサーとは別個
の位置に設け、かつ、走行ラインの走行状態の変更地点
の前に配置したマーカーを検知するマーカー検出器を車
体に取り付け、さらに、前記ガイドセンサー及びマーカ
ー検出器からの信号に基づいて前記走行車輪装置の各車
輪の走行速度及び操舵角を決定すると同時に、刻々変化
する走行条件に対応して常に最適な速度及び角度に制御
するための演算を行いかつ指令を出力する制御装置を設
け、該制御装置からの指令により走行車輪装置の各車輪
を独立して駆動する走行駆動機構と操舵機構を前記走行
車輪装置に連設したことを特徴とする多軸無人搬送車。 （２）ガイドセンサーのうち少なくとも横行用ガイドセ
ンサーを、車体に対し引上げ自在に取り付けたことを特
徴とする（１）記載の多軸無人搬送車。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。図１は本発明に係る多軸無人搬
送車の一例を示す平面図（実際とは異なるが便宜上車輪
が見えると仮定している）であり、図２は図１の正面図
でコイルを積載している状態、図３は各車輪の拡大詳細
図である。

【０００９】図において、１は走行軸を多軸（図では４
軸）有する搬送車車体であり、その上面には重量物（コ
イル）４を積載する凹部状の受け台１ａを有している。
図示の例では３個のコイルを積載する車体を示す。３ａ
〜３ｈは、車体１の下部に取り付けられる走行車輪を示
し、図示の例ではそれぞれ２個のタイヤからなる８輪タ
イプのものである。２ａ，２ｂは車体１の前後の任意の
位置に、例えば、前側４輪中央及び後側４輪中央に設置
された走行制御用ガイドセンサーであり、左側（矢印９
方向）に搬送車が進行するときは２ａが前側センサー、
２ｂが後側センサーとなり、反対に右側（矢印１０方
向）に進行するときは２ｂが前側、２ａが後側センサー
となる。

【００１０】また、５は地上に敷設された誘導体で、前
記走行制御用ガイドセンサー２ａ，２ｂによって検出さ
れ、その検出信号に基づき搬送車の走行制御が行われ
る。６ａ，６ｂは車体１の両側面寄りのほぼ中間に設置
した横行用ガイドセンサーであり、搬送物４を専用の移
載台１２（後述する図５参照）に移載したり、逆に移載
台より搬送物を受け渡される場合に働くものである。さ
らに、７ａ，７ｂは車体１の各コーナー部に設置したマ
ーカー検出センサーであり、カーブや停止位置の手前の
地点に設けたマーカー８を検出して、車体に必要な位置
情報を得るためのものである。

【００１１】上記の各走行車輪３ａ〜３ｈは、図３に示
すように、それぞれ独立した走行モータ１３と操舵モー
タ１４を備えており、それぞれ独立に制御可能な構成と
なっている。走行モータ１３は車輪３ａに適宜ギアを介
在して直結し、操舵モータ１４は駆動伝動ギア１６及び
回転ベアリング１７を介して車輪３ａを任意の角度に回
動させ、操舵させる。１８は車輪３ａのサスペンション
シリンダである。また、各走行車輪には、図示していな
いが、搬送車が走行した距離を計測できる、エンコーダ
或いはアブソコーダを備えており、車体位置が常に把握
できるような機構となっている。なお、車輪は全て駆動
車輪とする必要はなく、少なくとも４輪（例えば、車体
の前後側の車輪）が駆動輪となっていれば足り、残りは
操舵機構を有していればよい。

【００１２】また、横行用ガイドセンサー６ａ，６ｂ
は、車体のどの部分に設置してもよいが、搬送車が走行
方向に進行するとき、走行路面の凹凸や搬送車上の積載
物４の偏荷重、タイヤ摩耗等により、地上路面と接触す
るおそれがあり、これは、車体長さが長いほど可能性が
高い。図４はこのような事態に対処するための構造であ
り、横行用ガイドセンサー６ａの車体１に対する取り付
け例として、シリンダ形式のガイドセンサー引上げ装置
１５をガイドセンサーと車体間に介在させて、ガイドセ
ンサー６ａの地上との位置を引き離せるようにしてい
る。これによってガイドセンサーが地上路面と接触する
ことが防止できる。

【００１３】なお、上記のガイドセンサー引上げ構造
は、路面状況、車体長さ等の条件に応じ、一方のガイド
センサーのみに設けてもよい。また、横行時において走
行用ガイドセンサーについても同様の事態が生じるおそ
れがある場合には、走行用ガイドセンサー側についても
同様の構造を採用することも可能である。

【００１４】以下、本発明に係る無人搬送車の動作につ
いて説明する。図５は直線及びカーブを含んだ走行路面
及び搬送車を示している。搬送車１は、矢印９の方向へ
進行する場合と、矢印１０へ進行する場合で、各走行車
輪３ａ〜３ｈの駆動方向を切り替えることにより、いず
れの方向へも走行可能である。図５では方向９へ走行す
る場合を示す。まず、搬送車は与えられた指令により走
行して、カーブ手前のマーカー８を検出センサー７ｂが
検出すると、予め設定されている距離進行後、各走行車
輪３ａ〜３ｈの走行速度及び操舵角度を予め決められた
カーブ走行パターンに制御する。

【００１５】このとき、多軸の走行車輪を有する搬送車
では、車体長さの長尺化、大重量物の搬送、搬送物の偏
荷重、走行車輪の摩耗等の各種要因により、従来の４輪
搬送車に比し、誘導体５のラインから車体が逸脱しやす
くなる。この課題を解決するため本発明では、上記した
ように、車体前方のガイドセンサー２ａで３ａ〜３ｄま
での車輪群の制御を行い、後方ガイドセンサー２ｂで３
ｅ〜３ｈまでの車輪群の制御を行うようにしている。図
７及び図８にこの本発明に基づく制御ブロック図を示し
ている。

【００１６】図７に示すように、搬送車制御装置にはマ
ーカー検出器、走行モータ１３に接続した速度検出器と
走行距離検出器からの信号と、前後方向ガイドセンサー
２ａ，２ｂによる誘導体５の検出信号、操舵モータ１４
に接続した操舵角検出器からの信号が入力され、常時搬
送車の走行速度、車体位置及び操舵角が把握されてい
る。そして、ガイドセンサー２ａ，２ｂの車体内での設
置位置と、制御する多軸の車輪の相対的な位置関係か
ら、時々刻々変化する各走行車輪の走行速度及び操舵角
度の、その時点における最適な制御定数を、制御装置に
設けた計算機の演算速度を考慮して制御ループ内で選択
して適正な駆動指令を出力し、各走行車輪を制御する。
さらに、駆動指令に基づいて駆動される各走行車輪３ａ
〜３ｈの駆動機構及び操舵機構から一定サイクルでフィ
ードバックされるデータと、前後方向ガイドセンサー２
ａ，２ｂの位置信号とを比較演算して、刻々変化する走
行条件に合う最適な制御定数を目標値と比較して、再度
制御ループ内でフィードバック制御し、最適な制御指令
を修正して出力し、カーブでも安定して走行するように
している。

【００１７】図８は搬送車の制御装置における各走行車
輪に対する各種制御指令（実線矢印）と各走行車輪から
の実績値入力（破線矢印）を示す。走行パラメータ決定
部から前輪及び後輪走行制御部に対し、速度目標値Ａ、
制御パラメータＢ、前後方ガイドセンサー位置情報Ｃが
それぞれ送られ、走行制御部から前輪及び後輪の各車輪
に対し、速度制御部及び各軸への配分部を介して、前輪
（３ａ〜３ｄ）速度指令Ｄとその配分指令Ｅ、前輪（３
ａ〜３ｄ）操舵指令Ｆとその配分指令Ｇ、後輪（３ｅ〜
３ｈ）速度指令Ｈとその配分指令Ｉ、後輪（３ｅ〜３
ｈ）操舵指令Ｊとその配分指令Ｋが出力され、それに応
じて各走行車輪が走行し、操舵される。また、各走行車
輪から走行制御部へは、前輪（３ａ〜３ｄ）速度実績値
と操舵実績値Ｌ、後輪（３ｅ〜３ｈ）速度実績値と操舵
実績値Ｍが送られると共に、走行ガイドセンサー２ａ、
２ｂからは前後輪ガイドセンサーの走行誘導線５からの
ズレ偏差量Ｏ、Ｐが送られる。本発明では、前輪側及び
後輪側のガイドセンサーの位置偏差情報が相互に相手側
の走行制御部にも送られるようになっている。

【００１８】なお、図６は積載物４を専用移載台１２か
ら受け取る（或いは移載台へ移載する）状態を示すもの
で、この場合には、各走行車輪３ａ〜３ｈの向きを操舵
機構を駆動して９０°変え、車体下部の横行用ガイドセ
ンサー６ａ、６ｂにより誘導線５と直交する誘導線１１
を検知して、前記の走行制御と同様な制御方法に基づい
て搬送車１を横行させる。門型で張り出した部分に載置
した積載物４は、その下方に入り込んだ搬送車に組み込
んだリフタを上昇させることにより搬送車側へ移載され
る。

【００１９】以上の制御方法により、大重量の搬送物
を、多軸無人搬送車にて偏荷重を解消すると共に走行路
等への荷重を軽減して、高速でかつ安定的に走行するこ
とを可能とする。

【００２０】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、重量
物を積載した多軸無人搬送車の直進走行及び横行を高速
でかつ安定的に行うことができると共に、カーブ走行に
おいても車体の偏荷重を回避して安定した走行が可能で
あり、たとえ大重量物の搬送であっても最適な搬送車を
提供し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る多軸無人搬送車の一例を示す平面
図。

【図２】図１の正面図でコイルを積載している状態を示
す。

【図３】図１における各車輪の拡大詳細図。

【図４】図１の搬送車におけるガイドセンサー引上げ機
構の具体例を示す図。

【図５】本発明に係る搬送車がカーブを含む走行路を走
行する状態を示す平面説明図。

【図６】本発明に係る搬送車の横行と積載物移載状況の
説明図。

【図７】本発明の搬送車を含めた全体の走行・操舵制御
を説明するための制御ブロック図。

【図８】本発明の搬送車自体の走行制御を説明するため
の制御ブロック図。

【符号の説明】

１ 搬送車車体 ２ａ，２ｂ 走行用ガイドセンサー ３ａ〜３ｈ 走行車輪 ４ 搬送物（コイル） ５ 走行用誘導線 ６ａ，６ｂ 横行用ガイドセンサー ７ａ〜７ｄ マーカー検出器 ８ マーカー ９，１０ 搬送車走行方向 １１ 横行用誘導線 １２ 移載台 １３ 走行モータ １４ 操舵モータ １５ ガイドセンサー引上げ装置 １６ 駆動伝動ギア １７ 回転ベアリング １８ サスペンションシリンダ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 前後方向に３軸以上で６輪以上を有し、
   少なくともそのうちの４輪を駆動輪とし単独に速度制御
   が可能な走行車輪装置を備え、走行路に敷設した誘導体
   を検知して走行する多軸無人搬送車において、 車体の前後方向に、それぞれ複数の車輪群の走行と操舵
   を制御するための通常走行制御用ガイドセンサーを設置
   するとともに、走行方向と直角方向の横行及び操舵制御
   を行う横行用ガイドセンサーを前記走行制御用ガイドセ
   ンサーとは別個の位置に設け、かつ、走行ラインの走行
   状態の変更地点の前に配置したマーカーを検知するマー
   カー検出器を車体に取り付け、さらに、前記ガイドセン
   サー及びマーカー検出器からの信号に基づいて前記走行
   車輪装置の各車輪の走行速度及び操舵角を決定すると同
   時に、刻々変化する走行条件に対応して常に最適な速度
   及び角度に制御するための演算を行いかつ指令を出力す
   る制御装置を設け、該制御装置からの指令により走行車
   輪装置の各車輪を独立して駆動する走行駆動機構と操舵
   機構を前記走行車輪装置に連設したことを特徴とする多
   軸無人搬送車。
2. 【請求項２】 ガイドセンサーのうち少なくとも横行用
   ガイドセンサーを、車体に対し引上げ自在に取り付けた
   ことを特徴とする請求項１記載の多軸無人搬送車。