(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0013】
(第1の実施形態)
以下、図面に基づいて本発明の第1の実施形態の例を説明する。なお、以下においては、同じ構成を有するものについては同じ符号を付与し、説明を省略する。
【0014】
図1は、第1の実施形態における台車搬送システムの構成の一例を示す図である。台車搬送システムは、搬送車1と、台車2とを有する。
【0015】
搬送車1は、台車2を牽引する車両であって、第1のレーザー距離センサ3、第2のレーザー距離センサ4、制御装置5、及び牽引装置7を含む。
【0016】
第1のレーザー距離センサ3、及び第2のレーザー距離センサ4は、光源から照射され、周囲の物体に反射された光を受光素子によって受光することにより、周囲の物体までの距離を180°以上(例えば270°)までの範囲で計測するセンサである。第1のレーザー距離センサ3は搬送車1前方及び側面の物体までの距離を、第2のレーザー距離センサ4は搬送車1後方及び側面の物体までの距離を計測する。第2のレーザー距離センサ4は、搬送車1に対する台車2の距離である相対距離や、搬送車1に対する台車2の角度である相対角度を含む相対位置を計測する。
【0017】
制御装置5は、第1のレーザー距離センサ3及び第2のレーザー距離センサ4により取得された情報等に基づいて、搬送車1の走行制御を行う装置であるが、詳しくは後述する。
【0018】
牽引装置7は、台車2の有する連結部である突起に対して係止させることにより、搬送車1に対して台車2を連結させる部材である。牽引装置7は、制御装置5の制御により上下方向に動作する。
【0019】
台車2は、前方の右側、中央側、左側に、それぞれ牽引装置7と連結される連結部8L、連結部8C、連結部8Rを備える。牽引装置7は、走行状態によって連結部8L、連結部8C、連結部8Rのいずれかと連結されるが、詳しくは後述する。
【0020】
次に、従来の台車搬送システムについて説明する。
【0021】
図11は、従来の台車搬送システムを説明するための図である。従来の台車搬送システムでは、搬送車1aが台車2aを牽引したままコーナー等の屈曲経路を走行するため、車両の全長が長くなるほど、走行経路の専有面積を広くする必要があった。
【0022】
搬送車1aが旋回すると、駆動輪である左右の後輪の中心点は略円弧形状の軌跡を生じさせるが、この円弧の半径を旋回半径として説明すると、従来の台車搬送システムでは、旋回半径が大きくなるため、コーナー部分を広く設ける必要があった。
図11において、搬送車1a及び台車2aは通路の内壁50Rに接触してしまうため、通路の内壁は内壁51Rの箇所に形成する必要があった。
【0023】
本実施形態では、コーナー等の屈曲箇所を走行する際に、搬送車1と台車2との連結を切り離し、切り離し前と異なる連結部に搬送車1の牽引装置7を再連結することにより、効率的に旋回を行うことができる。また、台車2の位置を用いて搬送車1の位置を調整し、連結の切り離し及び再連結を行うことにより、効率的に再連結を行う。
【0024】
図2は、搬送車1及び台車2の構造の一例を示す図である。
図2(a)は台車2の上面図であり、
図2(b)は搬送車1の上面図である。
図2(c)は台車2の側面図であって、
図2(d)は搬送車1の側面図である。
【0025】
搬送車1は、制御装置5の出力により制御される左右の駆動輪である駆動輪6L及び駆動輪6Rを有する。搬送車1は、他に回転軸が任意に旋回する自由輪である自由輪11L、自由輪11Rを有する。搬送車1は、駆動輪6L及び駆動輪6Rの回転数の平均値により、走行速度が決定され、駆動輪6Lと駆動輪6Rとの回転数の比により、旋回半径が制御される。
【0026】
台車2は、回転軸が固定された固定輪である固定輪9L、及び固定輪9Rを後方に有し、回転軸が任意に旋回する自由輪10L、及び自由輪10Rを前方に有する。また、台車2が有する連結部8C、連結部8L、及び連結部8Rは、突起が下方向に向くよう、台車2の底部に形成されている。
【0027】
搬送車1の牽引装置7は、モータ等の駆動装置、ギア、ロック機構、ヒンジを有する装置であって、一端が搬送車1と接続され、接続部分を回転軸として他端が上下に動作する。他端には、台車2の連結部を引っ掛けるための貫通孔を有する。台車2との非連結時には、牽引装置7は他端が搬送車1の後ろ側面に固定されることにより、搬送車1本体に収納される。制御装置5によって連結指示が出力されると、牽引装置7は駆動装置により搬送車1との接続部分を回転軸として回転し、台車2の連結部8L、連結部8C、連結部8Rのいずれかを下方から貫通孔に貫通させ、ロック機構により位置を固定する。牽引装置7は原則として上下方向に回動し、左右方向には回動しない。なお、牽引装置7と連結部8L、連結部8C、又は連結部8Rとの連結方法及び牽引装置7の動作については、上述の形態に限定されない。
【0028】
図3は、搬送車1のハードウェア構成例を示す図である。搬送車1は、演算装置101と、メモリ102と、外部記憶装置103と、入力I/F(Interface)104と、出力I/F105とを備え、各構成要素はバスにより接続されている。
【0029】
演算装置101はCPU(Central Processing Unit)等の中央演算装置であって、メモリ102又は外部記憶装置103に記録されたプログラムに従って処理を実行する。制御装置5を構成する各処理部は、演算装置101がプログラムを実行することにより各々の機能を実現する。
【0030】
メモリ102は、RAM(Random Access Memory)又はフラッシュメモリ等の記憶装置であり、プログラムやデータが一時的に読み出される記憶エリアとして機能する。外部記憶装置103は、例えばHDD(Hard Disk Drive)等の書き込み及び読み出し可能な記憶メディアである。
【0031】
入力I/F104は、接続された各装置からの信号の入力を受け付けるためのインターフェイスである。入力I/F104には、第1のレーザー距離センサ3、第2のレーザー距離センサ4の他、上位コントローラ20が接続されている。上位コントローラ20は、搬送車1の外部にある装置であって、搬送車1の移動方法や目標位置等を搬送車1に対して出力する装置である。なお、上位コントローラ20は、搬送車1内部にあってもよい。
【0032】
出力I/F105は、接続された各装置に対して情報を出力するためのインターフェイスである。出力I/F105には、牽引装置7と、駆動輪6Lと、駆動輪6Rとが接続されている。
【0033】
後述する記憶部は、メモリ102又は外部記憶装置103によりその機能が実現される。また、記憶部は、ネットワーク上の記憶装置によってその機能が実現されてもよい。また、搬送車1の各構成要素の処理は、1つのプログラムで実現されてもよいし、複数のプログラムで実現されてもよい。
【0034】
図4は、制御装置5の機能ブロック図の一例である。制御装置5は、目標点取得部21と、相対位置演算部22と、位置検知部23と、目標指令部24と、走行制御部25と、連結指示部26と、記憶部27とを備える。
【0035】
記憶部27は、地図情報28を記憶している。地図情報28は、搬送車1が台車2を搬送する経路を示す地図の情報である。地図情報28には、搬送車1が台車2との連結を解除し、位置を調整した後に再度連結を行う箇所に関する情報が予め記憶されている。
【0036】
目標点取得部21は、上位コントローラ20から送信された、目標地点を特定する情報(例えば地図情報28上の座標と角度)を取得する。
【0037】
相対位置演算部22は、搬送車1自体の位置と、目標地点とに基づいて、目標地点までの経路を特定する。例えば、相対位置演算部22は、経由地点の座標、角度、及び所定の目標速度を算出し、目標指令部24に通知する。
【0038】
位置検知部23は、第1のレーザー距離センサ3から得られた周囲までの距離データを取得する。位置検知部23は、記憶部27に記憶された地図情報28を参照し、取得した距離データを照合することにより、地図情報28上のどの位置に搬送車1が存在するかを検知し、特定する。特定される情報は、例えば地図情報28上の座標と、推定角度とを示す情報である。なお、推定角度とは、地図情報28上の所定の方向を基準とした搬送車1の傾き具合を示す角度である。また、位置検知部23は、第2のレーザー距離センサ4から得られた台車2の位置情報により、台車2との相対位置を取得する。
【0039】
目標指令部24は、目的地点までの経路上に存在する経由地点を特定する。走行制御部25に対して、次に経由する経由地点の座標、角度、及び目標速度を通知する。
【0040】
走行制御部25は、目標指令部24から通知された情報に基づいて、左右のモータの回転数を制御する信号を駆動輪6L及び駆動輪6Rに出力する。
【0041】
連結指示部26は、搬送車1の位置情報に基づいて、牽引装置7に対して連結指示、又は連結解除の指示を出力する。
【0042】
図5は、旋回処理の流れを示すフローチャートである。制御装置5の位置検知部23は、搬送車1が移動を開始すると、第1のレーザー距離センサ3を用いて定期的に搬送車1の位置を検知している。位置検知部23が、地図情報28に予め記憶された箇所に進入したことを検知すると、本フローチャートの処理が開始される。
【0043】
まず、走行制御部25は、搬送車1に対して台車2が所定の相対位置に来るよう走行を制御し、搬送車1を停車させる(ステップS1)。
【0044】
次に、連結指示部26は、牽引装置7と台車2の連結部との連結を解除する(ステップS2)。
【0045】
次に、走行制御部25は、台車2の相対位置に基づいて、搬送車1を所定の位置に移動させる(ステップS3)。
【0046】
次に、連結指示部26は、牽引装置7に対し、台車2の連結部と再度連結を行うよう指示を出力する(ステップS4)。再連結の結果として、牽引装置7は、屈曲経路において内輪側に位置する連結部と連結される。
【0047】
図6を用いて、ステップS1からステップS4までの流れを具体的に説明する。
【0048】
図6は、旋回時の連結解除から再連結までの流れを説明するための図である。
図6(a)に示すように、屈曲経路部分に搬送車1が進入したときには、搬送車1の牽引装置7は台車2の連結部8Cに連結した状態である。位置検知部23が、搬送車1が屈曲経路部分を示す所定位置に進入したことを検知すると、走行制御部25は、牽引している台車2が所定の相対位置に来るように搬送車1の走行を制御し、搬送車1を停車させる。
【0049】
所定の相対位置とは、駆動輪6Lと駆動輪6Rとの中心点から台車2の連結部8Cまでの距離Aと、駆動輪6Lと駆動輪6Rとの中心点から連結部8Rまでの距離Bと、が等しくなる位置である。距離Bは、台車2が有する連結部のうち、屈曲経路において内輪側の連結部と各駆動輪の中心点との距離である。その後連結指示部26は牽引装置7を下げ、台車2の連結部8Cとの連結を解除する。
【0050】
次に、走行制御部25は、搬送車1の駆動輪6Lを後進回転、駆動輪6Rを駆動輪6Lと同じ回転速度で前進回転することにより、搬送車1を略超信地旋回させる。なお、超信地旋回とは、車両がその場で回転することである。これにより、
図6(b)に示すように、搬送車1は駆動輪6L及び駆動輪6Rの中心点を中心として、反時計回りに回転する。走行制御部25は、搬送車1の牽引装置7の貫通孔と、台車2の連結部8Rとの上部から見た場合の位置がほぼ一致するよう、超信地回転を制御する。連結指示部26は、牽引装置7を上方に上げ、牽引装置7と連結部8Rとを連結させる。なお、牽引装置7と連結部8Rとの再連結に際して、搬送車1を回転させているため、連結解除時の台車2の相対位置(相対角度含む、
図6(a)参照)と、再連結時の相対位置(
図6(b)参照)とは異なるものとなる。
【0051】
説明を
図5に戻す。走行制御部25は、搬送車1と台車2とが連結したまま、コーナーを旋回する(ステップS5)。
【0052】
図6(b)において、駆動輪6Rを回転させずに、駆動輪6Lを前進回転させると、
図6(c)に示すように、搬送車1は駆動輪6Rを中心として時計方向に回転する。この場合、搬送車1はトレッドを旋回半径として、経路の屈曲側に旋回している。なお、トレッドとは、駆動輪6Rと駆動輪6Lとの距離である。その結果、台車2は屈曲側(内輪側)の連結部である連結部8Rが牽引装置7により牽引され、外輪側の前輪が屈曲の外側に移動する形となるため、反時計方向に旋回する。この際、位置検知部23は地図情報28上の搬送車1の位置と、台車2の相対位置を取得している。走行制御部25は、地図情報28上の壁に台車2が衝突しないように調整しながら、搬送車1を旋回させる。
図6(d)は、搬送車1の駆動輪6L及び駆動輪6Rの回転を調整することで、搬送車1がコーナー部分を通過した状態を示した図である。
【0053】
図5に説明を戻す。次に、位置検知部23は、地図情報28上に予め設定された箇所に搬送車1が進入したことを検知する(ステップS6)。
【0054】
次に、走行制御部25は、搬送車1に対して台車2が所定の相対位置に来るよう搬送車1を走行させ、その後搬送車1を停車させる(ステップS7)。
【0055】
次に、連結指示部26は、台車2との連結を解除する(ステップS8)。
【0056】
次に、走行制御部25は、台車2の相対位置に基づいて、所定の位置に搬送車1を移動させる(ステップS9)
【0057】
次に、連結指示部26は、台車2の連結部と再度連結を行う(ステップS10)。
【0058】
次に、走行制御部25は、搬送車1の移動を開始する(ステップS11)。走行制御部25は、その後本フローチャートの処理を終了する。
【0059】
ステップS6からステップS11までの処理の流れについて、
図7を用いて説明する。
【0060】
図7は、旋回後の連結解除から再連結までの流れを説明するための図である。
図7(a)は、搬送車1の牽引装置7が台車2の連結部8Rに連結されたまま、台車2がコーナー部分を通過した状態を示している。位置検知部23は、地図情報28上に予め設定された箇所に搬送車1が進入したことを検知する。走行制御部25は、台車2の相対位置が所定の位置になるよう、搬送車1を移動させる。具体的には、走行制御部25は、駆動輪6L及び駆動輪6Rの中心点から台車2の連結部8Cまでの距離と、駆動輪6L及び駆動輪6Rの中心点から連結部8Rまでの距離とが等しくなるよう、搬送車1を移動させる。
【0061】
連結指示部26は、牽引装置7を下げ、牽引装置7と連結部8Rとの連結を解除する。次に走行制御部25は、再び略超信地旋回を行い、牽引装置7の貫通孔の位置と、連結部8Cとの位置を一致させる。
図7(b)は、超信地旋回後、牽引装置7と連結部8Cとがほぼ一致した状態を示す図である。その後、連結指示部26は牽引装置7を上げ、牽引装置7と連結部8Cとを再度連結させる。その後、走行制御部25は搬送車1を目的地に向かって移動させる。
【0062】
なお、連結部との連結解除後に、所望の連結部の位置まで搬送車1を移動させる際に、略超信地旋回ではその後の台車2の移動経路等に不都合が生じる場合がある。例えば、略超信地回転後、搬送車1の進行方向が台車2側面に沿う内壁に対し直交に近い状態にある場合等である。その場合、搬送車1は連結解除後に、トレッド以内の旋回半径で旋回することにより、所望の連結部と連結させることが望ましい。その場合、搬送車1の切り返しが必要となることがあるが、搬送車1と台車2が壁に接触することを防ぐことができる。
【0063】
また、上述の旋回処理では、ステップS1において、位置検知部23が地図情報28上の所定の位置に進入したことを検知すると、走行制御部25が連結を解除するための位置に搬送車1を停車させた。しかしながら、搬送車1が連結解除及び再連結をするための契機となる情報は、地図情報28によるものに限られない。例えば搬送車1は、駆動輪の回転数と角度センサ等を用いて現在位置を認識する機能を有しており、これらを用いて予め記憶された屈曲部に進入したことを検知すると、連結解除及び再連結を行うよう制御されているものであってもよい。
【0064】
また、上述の実施形態では、右側に屈曲する屈曲経路の図を用いて台車の搬送を説明したが、当然ながら屈曲経路が左側に屈曲する場合においても、同様に台車の搬送を行うことができる。この場合、位置検知部23が屈曲部に進入したことを検知し、連結指示部26が台車2との連結を解除すると、走行制御部25は略超信地回転を行い、牽引装置7の貫通孔と、内輪側の連結部である8Lとの位置を一致させる。その後走行制御部25は、台車2を連結したまま左側の屈曲方向へと旋回する。
【0065】
本実施形態により、搬送車1はより小さい旋回半径で屈曲経路を通過することができ、旋回に際し要する面積を小さくすることができる。また、搬送車1と台車2との相対位置を調整し、搬送車1の移動を最小限に抑えた上で、異なる連結部に連結することで、より連結に要する時間を短縮することができる。これにより、効率的に台車2を搬送することができる。
【0066】
(第2の実施形態)
次に、第2の実施形態について、
図8を用いて説明する。第2の実施形態は、所定の駐車位置に駐車している台車2を搬送する際に、駐車位置を調整してから搬送する。以下、上述の実施形態と同様な点については、説明を省略する。なお、第2の実施形態における台車2が有する連結部は、連結部8Cのみである。
【0067】
図8は、第2の実施形態における台車2の駐車位置の調整の流れを説明するための図である。搬送する台車2の駐車位置が搬送方向と逆側に傾いている場合、傾いたまま搬送車1と台車2とを連結してしまうと、搬送方向に旋回した際に旋回半径が大きくなってしまう。そのため、搬送車1は、台車2の駐車位置を調整し、その後より小さい旋回半径で台車2を搬送できるよう連結を行う。
【0068】
図8(a)において、搬送車1の目標点取得部21は、台車2bを目標点まで牽引するよう、上位コントローラ20からの指示を受け付ける。目標点はT方向に存在し、搬送する台車2bは駐車位置60に駐車している。搬送車1の走行制御部25は、台車2bと連結するために、台車2bに対して後進しながら接近する。その際、第2のレーザー距離センサ4から搬送車1後方の情報を取得した位置検知部23は、台車2bが駐車位置60に対して平行ではなく、地図情報28上において搬送方向と逆方向に傾いていることを検知する。
【0069】
図8(b)において、走行制御部25は、位置検知部23からの情報に基づき、牽引装置7の貫通孔と連結部8Cとの位置が一致するよう、搬送車1を移動させる。この際、走行制御部25は、駐車位置60の前方の一辺を軸として、台車2bの傾き具合と線対称になるように搬送車1を傾けて、台車2bに対して接近させる。その後、連結指示部26は、牽引装置7と連結部8Cとを連結させる。
【0070】
次に、走行制御部25は、駆動輪6Lと駆動輪6Rを逆方向に回転させ、搬送車1を略超信地旋回させる。
図8(c)に、搬送車1が台車2と連結したまま略超信地旋回した状態を示す。これにより、台車2bは駐車位置に対して略平行な位置に駐車される。その後、連結指示部26は、牽引装置7と連結部8Cとの連結を解除する。
【0071】
図9は、第2の実施形態における台車2bとの連結の流れを説明するための図である。
図9(a)において、走行制御部25は、搬送車1を時計方向に旋回させながら前方に移動させる。次に、
図9(b)に示すように、走行制御部25は、一旦搬送車1を反時計方向に旋回させ、その後
図9(c)に示すように後進しながら時計方向に旋回させる。結果として、走行制御部25は、搬送車1の前方をT方向に向け、かつ牽引装置7と連結部8Cとの位置が一致するよう、搬送車1を移動させる。その後、連結指示部26は牽引装置7と連結部8Cとを連結させる。
【0072】
図10は、第2の実施形態における台車2bの搬送の流れを説明するための図(その2)である。搬送車1は進行方向であるT方向に傾いているため、このまま台車2bを搬送する際に、より小さい旋回半径で走行することができる。
【0073】
なお、台車2bの駐車位置を調整した後の搬送車1の動作は、予め制御装置5に対して設定されたものである。しかしながら、目標指令部24が、搬送車1の前方がT方向に向いた状態で台車2bと連結するよう目標地点を定め、その後目標地点に到達するよう経由地点を定めて旋回や前進、後進の判断を行うものであってもよい。
【0074】
以上、
図8から
図10を用いて、第2の実施形態における台車の駐車位置の調整から搬送までの処理の流れを説明した。本実施形態によれば、駐車位置に対して平行に駐車されていない台車2bを搬送する場合であっても、搬送車1が傾きを修正して連結を解除し、効率的に台車2bを搬送できるよう再連結を行う。これにより、短時間で効率的に台車2bを搬送することができる。また、台車2bを駐車させる場合にも、例えば台車2bが駐車位置に対して略平行になるように調整して駐車する必要がないため、利便性が向上する。
【0075】
以上、本発明に係る各実施形態及び変形例の説明を行ってきたが、本発明は、上記した実施形態の一例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施形態の一例は、本発明を分かり易くするために詳細に説明したものであり、本発明は、ここで説明した全ての構成を備えるものに限定されない。また、ある実施形態の一例の構成の一部を他の一例の構成に置き換えることが可能である。また、ある実施形態の一例の構成に他の一例の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の一例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることもできる。また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、図中の制御線や情報線は、説明上必要と考えられるものを示しており、全てを示しているとは限らない。ほとんど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
【0076】
また、上記の搬送車1の機能構成は、理解を容易にするために、主な処理内容に応じて分類したものである。構成要素の分類の仕方や名称によって、本願発明が制限されることはない。搬送車1の構成は、処理内容に応じて、さらに多くの構成要素に分類することもできる。また、1つの構成要素がさらに多くの処理を実行するように分類することもできる。