(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024135279
(43)【公開日】2024-10-04
(54)【発明の名称】搬送補助装置
(51)【国際特許分類】
A61G 7/08 20060101AFI20240927BHJP
B60B 19/00 20060101ALI20240927BHJP
【ＦＩ】
A61G7/08
B60B19/00 H
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023045892
(22)【出願日】2023-03-22
(71)【出願人】
【識別番号】000167222
【氏名又は名称】株式会社ジェイテクトマシンシステム
(74)【代理人】
【識別番号】110001427
【氏名又は名称】弁理士法人前田特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】大江 洋希
【テーマコード（参考）】
4C040
【Ｆターム（参考）】
4C040AA28
4C040BB03
4C040DD01
4C040EE05
(57)【要約】
【課題】キャスタ付きベッドのコーナリングを適切にアシストする。
【解決手段】搬送補助装置１は、ベッド１０に取り付けられる第１及び第２メカナムホイール２１Ｒ，２１Ｌと、第１及び第２メカナムホイール２１Ｒ，２１Ｌと駆動連結された第１及び第２モータ２２Ｒ，２２Ｌと、第１及び第２メカナムホイール２１Ｒ，２１Ｌの回転状態に対応した信号を検出する状第１及び第２電流センサＳＷ１，ＳＷ２と、搬送面Ｆに垂直な回転軸まわりにおけるベッド１０の旋回を検出する６軸センサＳＷ５と、コントローラ４と、を備える。コントローラ４は、ベッド１０が前進又は後退中であってかつ非旋回中であると判定した場合には、手押移動を前後方向にアシストする一方、ベッド１０が前進又は後退しながら旋回していると判定した場合には、前後方向と横方向との双方に手押移動をアシストする。
【選択図】図１６
【解決手段】搬送補助装置１は、ベッド１０に取り付けられる第１及び第２メカナムホイール２１Ｒ，２１Ｌと、第１及び第２メカナムホイール２１Ｒ，２１Ｌと駆動連結された第１及び第２モータ２２Ｒ，２２Ｌと、第１及び第２メカナムホイール２１Ｒ，２１Ｌの回転状態に対応した信号を検出する状第１及び第２電流センサＳＷ１，ＳＷ２と、搬送面Ｆに垂直な回転軸まわりにおけるベッド１０の旋回を検出する６軸センサＳＷ５と、コントローラ４と、を備える。コントローラ４は、ベッド１０が前進又は後退中であってかつ非旋回中であると判定した場合には、手押移動を前後方向にアシストする一方、ベッド１０が前進又は後退しながら旋回していると判定した場合には、前後方向と横方向との双方に手押移動をアシストする。
【選択図】図１６
【特許請求の範囲】
【請求項1】
キャスタ付きベッドの手押移動をアシストするための搬送補助装置において、
前記ベッドの下部に取り付けられ、該ベッドの搬送面に接する第１及び第２メカナムホイールと、
前記第１及び第２メカナムホイールのそれぞれに駆動連結された第１及び第２モータと、
前記第１及び第２メカナムホイールの回転状態に対応した信号を検出する状態センサと、
前記搬送面に垂直な回転軸まわりにおける前記ベッドの旋回を検出する旋回センサと、
前記第１及び第２モータを制御するコントローラと、を備え、
前記コントローラは、前記状態センサ及び前記旋回センサの検出信号に基づいて、前記ベッドが前進又は後退しているか否かの判定と、前記ベッドが旋回しているか否かの判定と、をそれぞれ実行し、
前記コントローラは、
前記ベッドが前進又は後退中であってかつ非旋回中であると判定した場合には、前記手押移動を前後方向にアシストするように、前記第１及び第２モータを介して前記第１及び第２メカナムホイールを駆動する一方、
前記ベッドが前進又は後退しながら旋回していると判定した場合には、前記前後方向と、該前後方向に直交しかつ前記搬送面に沿って延びる横方向と、の双方に前記手押移動をアシストするように、前記第１及び第２モータを介して前記第１及び第２メカナムホイールを駆動する
ことを特徴とする搬送補助装置。
前記ベッドの下部に取り付けられ、該ベッドの搬送面に接する第１及び第２メカナムホイールと、
前記第１及び第２メカナムホイールのそれぞれに駆動連結された第１及び第２モータと、
前記第１及び第２メカナムホイールの回転状態に対応した信号を検出する状態センサと、
前記搬送面に垂直な回転軸まわりにおける前記ベッドの旋回を検出する旋回センサと、
前記第１及び第２モータを制御するコントローラと、を備え、
前記コントローラは、前記状態センサ及び前記旋回センサの検出信号に基づいて、前記ベッドが前進又は後退しているか否かの判定と、前記ベッドが旋回しているか否かの判定と、をそれぞれ実行し、
前記コントローラは、
前記ベッドが前進又は後退中であってかつ非旋回中であると判定した場合には、前記手押移動を前後方向にアシストするように、前記第１及び第２モータを介して前記第１及び第２メカナムホイールを駆動する一方、
前記ベッドが前進又は後退しながら旋回していると判定した場合には、前記前後方向と、該前後方向に直交しかつ前記搬送面に沿って延びる横方向と、の双方に前記手押移動をアシストするように、前記第１及び第２モータを介して前記第１及び第２メカナムホイールを駆動する
ことを特徴とする搬送補助装置。
【請求項2】
請求項１に記載された搬送補助装置において、
前記状態センサは、前記第１及び第２メカナムホイールそれぞれの回転に際して前記第１及び第２モータに流れる誘導電流を検出する第１及び第２電流センサによって構成され、
前記コントローラは、
前記第１及び第２電流センサの検出信号に基づいて、前記前後方向における前記第１及び第２メカナムホイールの加速度を示す縦加速度と、前記横方向における前記第１及び第２メカナムホイールの加速度を示す横加速度と、をそれぞれ推定し、
前記縦加速度及び前記横加速度の少なくとも一方に基づいて、前記手押移動に追従させるように前記第１及び第２モータの指令回転数を設定する第１制御を実行し、
前記コントローラは、前記ベッドが前進又は後退しながら旋回していると判定した場合、
前記前後方向については、前記縦加速度に基づいて前記第１制御を実行する一方、
前記横方向については、前記横加速度を、０を上回る所定比率で減少させるように調整の上、該調整後の横加速度に基づいて前記第１制御を実行する
ことを特徴とする搬送補助装置。
前記状態センサは、前記第１及び第２メカナムホイールそれぞれの回転に際して前記第１及び第２モータに流れる誘導電流を検出する第１及び第２電流センサによって構成され、
前記コントローラは、
前記第１及び第２電流センサの検出信号に基づいて、前記前後方向における前記第１及び第２メカナムホイールの加速度を示す縦加速度と、前記横方向における前記第１及び第２メカナムホイールの加速度を示す横加速度と、をそれぞれ推定し、
前記縦加速度及び前記横加速度の少なくとも一方に基づいて、前記手押移動に追従させるように前記第１及び第２モータの指令回転数を設定する第１制御を実行し、
前記コントローラは、前記ベッドが前進又は後退しながら旋回していると判定した場合、
前記前後方向については、前記縦加速度に基づいて前記第１制御を実行する一方、
前記横方向については、前記横加速度を、０を上回る所定比率で減少させるように調整の上、該調整後の横加速度に基づいて前記第１制御を実行する
ことを特徴とする搬送補助装置。
【請求項3】
請求項２に記載された搬送補助装置において、
前記所定比率は、前記ベッドの旋回中心を、前記第１及び第２メカナムホイールの中央位置から前記ベッドの前端側にシフトさせるように設定されている
ことを特徴とする搬送補助装置。
前記所定比率は、前記ベッドの旋回中心を、前記第１及び第２メカナムホイールの中央位置から前記ベッドの前端側にシフトさせるように設定されている
ことを特徴とする搬送補助装置。
【請求項4】
請求項２に記載された搬送補助装置において、
前記コントローラは、前記ベッドが前進又は後退中であってかつ非旋回中であると判定した場合には、前記縦加速度に基づいて前記第１制御を実行するとともに、前記指令回転数を増加させる第２制御を実行し、
前記コントローラは、前記ベッドが前進又は後退しながら旋回していると判定した場合には、
前記前後方向については、前記縦加速度に基づいて前記第１制御及び前記第２制御を順番に実行し、
前記横方向については、前記調整後の横加速度に基づいて前記第１制御を実行の上、前記第２制御を未実行とする
ことを特徴とする搬送補助装置。
前記コントローラは、前記ベッドが前進又は後退中であってかつ非旋回中であると判定した場合には、前記縦加速度に基づいて前記第１制御を実行するとともに、前記指令回転数を増加させる第２制御を実行し、
前記コントローラは、前記ベッドが前進又は後退しながら旋回していると判定した場合には、
前記前後方向については、前記縦加速度に基づいて前記第１制御及び前記第２制御を順番に実行し、
前記横方向については、前記調整後の横加速度に基づいて前記第１制御を実行の上、前記第２制御を未実行とする
ことを特徴とする搬送補助装置。
【請求項5】
請求項１から４のいずれか１項に記載された搬送補助装置において、
前記第１及び第２メカナムホイールは、前記横方向に並ぶように配置され、
前記第１及び第２メカナムホイールは、それぞれ、
前記横方向に延びる回転軸まわりに回転するホイール本体と、
前記ホイール本体の外周に沿って配置され、それぞれ前記前後方向及び前記横方向の双方に対して傾斜した傾斜軸まわりに回転する複数の樽型ローラと、を有し、
前記第１メカナムホイールの傾斜軸は、前記第２メカナムホイールの傾斜軸に対し、前記前後方向を基準とした線対称となるように傾斜している
ことを特徴とする搬送補助装置。
前記第１及び第２メカナムホイールは、前記横方向に並ぶように配置され、
前記第１及び第２メカナムホイールは、それぞれ、
前記横方向に延びる回転軸まわりに回転するホイール本体と、
前記ホイール本体の外周に沿って配置され、それぞれ前記前後方向及び前記横方向の双方に対して傾斜した傾斜軸まわりに回転する複数の樽型ローラと、を有し、
前記第１メカナムホイールの傾斜軸は、前記第２メカナムホイールの傾斜軸に対し、前記前後方向を基準とした線対称となるように傾斜している
ことを特徴とする搬送補助装置。
【請求項6】
請求項５に記載された搬送補助装置において、
前記コントローラは、
前記ベッドが前進又は後退中であってかつ非旋回中であると判定した場合には、前記第１及び第２メカナムホイールを双方とも前転又は後転させるようにそれぞれの指令回転数を設定するとともに、当該設定に際し、前記第１メカナムホイールと前記第２メカナムホイールとで前記指令回転数の絶対値を等しくし、
前記ベッドが前進又は後退しながら旋回していると判定した場合には、前記第１メカナムホイールと前記第２メカナムホイールとで異なる絶対値となるように、前記指令回転数を設定する
ことを特徴とする搬送補助装置。
前記コントローラは、
前記ベッドが前進又は後退中であってかつ非旋回中であると判定した場合には、前記第１及び第２メカナムホイールを双方とも前転又は後転させるようにそれぞれの指令回転数を設定するとともに、当該設定に際し、前記第１メカナムホイールと前記第２メカナムホイールとで前記指令回転数の絶対値を等しくし、
前記ベッドが前進又は後退しながら旋回していると判定した場合には、前記第１メカナムホイールと前記第２メカナムホイールとで異なる絶対値となるように、前記指令回転数を設定する
ことを特徴とする搬送補助装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、搬送補助装置に関する。
【背景技術】
【0002】
例えば特許文献１には、駆動部にメカナムホイールを用いた補助推進システムが開示されている。この補助推進システムは、シャーシに連結される一対のメカナムホイール（Ｍｅｃａｎｕｍ車輪）と、各メカナムホイールを駆動するモータと、各モータの回転速度の変化を感知する制御システムと、を備えている。
【0003】
前記特許文献１によると、シャーシが所定方向に移動する場合、それと同じ方向への力が操作者によって印加される。印加された力によって各メカナムホイールが回転すると、それに伴う回転速度の変化が制御システムに報告される。その報告に基づいて、制御システムがモータの電動回転を始動させる。この電動回転によって、シャーシの移動がアシストされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特表２０１６－５２５９７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、前記特許文献１に記載の構成をキャスタ付きベッドに適用した場合において、該ベッドをコーナリングさせるような状況を考える。この場合、ベッドは旋回しつつも前後に押されることになるから、該ベッドを前後方向にアシストすることが考えられる。
【0006】
しかしながら、本願発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、コーナリングに際して前後方向にアシストするだけでは、コーナリング半径が過度に小さくなってしまい、ベッドの前端又は後端部と、十字路、Ｔ字路等の通路の角部とが干渉し得ることに気付いた。そうした干渉は、コーナリングをアシストする上で不都合である。
【0007】
ここに開示する技術は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、キャスタ付きベッドのコーナリングを適切にアシストすることにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本開示の第１の態様は、キャスタ付きベッドの手押移動をアシストするための搬送補助装置に係る。この搬送補助装置は、前記ベッドの下部に取り付けられ、該ベッドの搬送面に接する第１及び第２メカナムホイールと、前記第１及び第２メカナムホイールのそれぞれに駆動連結された第１及び第２モータと、前記第１及び第２メカナムホイールの回転状態に対応した信号を検出する状態センサと、前記搬送面に垂直な回転軸まわりにおける前記ベッドの旋回を検出する旋回センサと、前記第１及び第２モータを制御するコントローラと、を備え、前記コントローラは、前記状態センサ及び前記旋回センサの検出信号に基づいて、前記ベッドが前進又は後退しているか否かの判定と、前記ベッドが旋回しているか否かの判定と、をそれぞれ実行し、前記コントローラは、前記ベッドが前進又は後退中であってかつ非旋回中であると判定した場合には、前記手押移動を前後方向にアシストするように、前記第１及び第２モータを介して前記第１及び第２メカナムホイールを駆動する一方、前記ベッドが前進又は後退しながら旋回していると判定した場合には、前記前後方向と、該前後方向に直交しかつ前記搬送面に沿って延びる横方向と、の双方に前記手押移動をアシストするように、前記第１及び第２モータを介して前記第１及び第２メカナムホイールを駆動する。
【0009】
前記第１の態様によると、コントローラは、前後方向に加えて、横方向についても手押移動をアシストする。ベッドのコーナリングに際しては、コーナリングの半径方向、すなわちベッドの横方向にも力が加わると考えられる。したがって、そうした横方向の力をアシストすることで、コーナリング時に、ベッドを横方向にスライドさせることができる。これにより、コーナリング半径を大きくし、ベッドの前端又は後端部と、通路の角部との干渉を抑制することができる。これにより、キャスタ付きベッドのコーナリングを適切にアシストすることが可能になる。
【0010】
また、本開示の第２の態様によれば、前記状態センサは、前記第１及び第２メカナムホイールそれぞれの回転に際して前記第１及び第２モータに流れる誘導電流を検出する第１及び第２電流センサによって構成され、前記コントローラは、前記第１及び第２電流センサの検出信号に基づいて、前記前後方向における前記第１及び第２メカナムホイールの加速度を示す縦加速度と、前記横方向における前記第１及び第２メカナムホイールの加速度を示す横加速度と、をそれぞれ推定し、前記縦加速度及び前記横加速度の少なくとも一方に基づいて、前記手押移動に追従させるように前記第１及び第２モータの指令回転数を設定する第１制御を実行し、前記コントローラは、前記ベッドが前進又は後退しながら旋回していると判定した場合、前記前後方向については、前記縦加速度に基づいて前記第１制御を実行する一方、前記横方向については、前記横加速度を、０を上回る所定比率で減少させるように調整の上、該調整後の横加速度に基づいて前記第１制御を実行する、としてもよい。
【0011】
前記第２の態様によると、誘導電流を検出することで、その誘導電流が生じる起因となったトルク（メカナムホイールを回転させようとするトルク）、ひいては、そのトルクに対応した加速度を推定することができる。各ホイールの加速度を推定することで、外力が作用した方向を推定することが可能になる。
【0012】
そして、前後方向については手押移動に追従させるようなアシストを実行する一方、横方向については、同方向における加速度を減少させた上、その加速度に基づいた第１制御を行う。横方向における加速度を減少させることは、同方向に作用する外力を、実際に作用する外力よりも小さく見積もることに等しい。外力を小さく見積もることで、横方向については、手押移動に追従させるには及ばないようなアシストが実行される。その結果、横方向における過度のスライド（搬送者が意図した以上のスライド）を抑制し、コーナリング半径を、適切な範囲内に収めることができる。これにより、キャスタ付きベッドのコーナリングを適切にアシストする上で有利になる。
【0013】
また、本開示の第３の態様によれば、前記所定比率は、前記ベッドの旋回中心を、前記第１及び第２メカナムホイールの中央位置から前記ベッドの前端側にシフトさせるように設定されている、としてもよい。
【0014】
前記第３の態様によると、ベッドの旋回中心を前端側にシフトさせることで、ベッドのコーナリングに際し、前端側よりも後端側を大きく旋回させるような動作を実現することができる。後端側を大きく旋回させることで、その後端側の部位と、通路の角部との干渉を抑制することができる。これにより、キャスタ付きベッドのコーナリングを適切にアシストする上で有利になる。
【0015】
また、本開示の第４の態様によれば、前記コントローラは、前記ベッドが前進又は後退中であってかつ非旋回中であると判定した場合には、前記縦加速度に基づいて前記第１制御を実行するとともに、前記指令回転数を増加させる第２制御を実行し、前記コントローラは、前記ベッドが前進又は後退しながら旋回していると判定した場合には、前記前後方向については、前記縦加速度に基づいて前記第１制御及び前記第２制御を順番に実行し、前記横方向については、前記調整後の横加速度に基づいて前記第１制御を実行の上、前記第２制御を未実行とする、としてもよい。
【0016】
前記第４の態様によると、前後方向については第２制御を行うことで、単に手押移動に追従させるばかりでなく、指令回転数を増加させた分だけ搬送者の負荷を軽減することができる。これにより、前後方向におけるベッドの押し心地を向上し、適度な“アシスト感”を搬送者に与えることができる。一方、横方向については、第２制御を意図的に未実行とする。これにより、横方向における過度のスライド（搬送者が意図した以上のスライド）を抑制し、コーナリング半径を、適切な範囲内に収めることができる。これにより、キャスタ付きベッドのコーナリングを適切にアシストする上で有利になる。
【0017】
また、本開示の第５の態様によれば、前記第１及び第２メカナムホイールは、前記横方向に並ぶように配置され、前記第１及び第２メカナムホイールは、それぞれ、前記横方向に延びる回転軸まわりに回転するホイール本体と、前記ホイール本体の外周に沿って配置され、それぞれ前記前後方向及び前記横方向の双方に対して傾斜した傾斜軸まわりに回転する複数の樽型ローラと、を有し、前記第１メカナムホイールの傾斜軸は、前記第２メカナムホイールの傾斜軸に対し、前記前後方向を基準とした線対称となるように傾斜している、としてもよい。
【0018】
前記第５の態様のように構成することで、第１メカナムホイールと第２メカナムホイールとを反対方向に回転させたときに、ベッドを旋回動作させるような推力を発揮させることができる。このように構成することは、キャスタ付きベッドのコーナリングを適切にアシストする上で有効である。
【0019】
また、本開示の第６の態様によれば、前記コントローラは、前記ベッドが前進又は後退中であってかつ非旋回中であると判定した場合には、前記第１及び第２メカナムホイールを双方とも前転又は後転させるようにそれぞれの指令回転数を設定するとともに、当該設定に際し、前記第１メカナムホイールと前記第２メカナムホイールとで前記指令回転数の絶対値を等しくし、前記ベッドが前進又は後退しながら旋回していると判定した場合には、前記第１メカナムホイールと前記第２メカナムホイールとで異なる絶対値となるように、前記指令回転数を設定する、としてもよい。
【0020】
前記第６の態様によると、前後移動に際しては指令回転数の絶対値を等しくすることで、キャスタの向きにかかわらず、より安定した前後移動を実現することができる。一方、コーナリングに際しては意図的に絶対値を異ならせることで、所望の軌道に沿ったコーナリングを実現することができる。
【発明の効果】
【0021】
以上説明したように、本開示によれば、キャスタ付きベッドのコーナリングを適切にアシストすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【図1】搬送補助装置及びキャスタ付きベッドの全体構成を例示する側面図である。
【図2】搬送補助装置及びキャスタ付きベッドの全体構成を例示する底面図である。
【図3】搬送補助装置の構成を例示する斜視図である。
【図4】搬送補助装置の構成を例示する平面図である。
【図5】搬送補助装置の構成を例示する側面図である。
【図6】搬送補助装置の制御系の構成を例示するブロック図である。
【図7】第１及び第２メカナムホイールの動作について説明するための図である。
【図8】６軸センサの検出対象について説明するための図である。
【図9】コントローラが行う主要な処理を例示するフローチャートである。
【図10】移動方向の判定に関する処理を例示するフローチャートである。
【図11】コンプライアンス制御の構成を模式化した制御ブロック図である。
【図12】コンプライアンス制御の基本概念について説明するための概念図である。
【図13】回転数に対する速度増加量の変化を例示する図である。
【図14】速度増加制御によって得られる指令回転数を例示する図である。
【図15】コンプライアンス制御及び速度増加制御を例示するフローチャートである。
【図16】コーナリングに関する制御を例示するフローチャートである。
【図17】コーナリング時のベッドの軌跡を例示する図である。
【図18】安全制限制御を例示するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0023】
以下、本開示の実施形態を図面に基づいて説明する。
【0024】
【0025】
【0026】
また、図６は、搬送補助装置１の制御系の構成を例示するブロック図であり、図７は第１及び第２メカナムホイール２１Ｒ，２１Ｌの動作について説明するための図である。そして、図８は、６軸センサＳＷ５の検出対象について説明するための図である。
【0027】
図１及び図２に示すように、本実施形態に係る搬送補助装置１は、キャスタ付きベッド（以下、単に「ベッド」という）１０に取り付けられている。このベッド１０は、前輪１４Ｆ及び後輪１４Ｂを含んだ複数のキャスタ１４を備えており、例えば医療用ベッドとして用いられるようになっている。搬送補助装置１は、そうしたベッド１０の手押移動をアシストするための装置である。
【0028】
以下、ベッド１０の長手方向、つまりベッド１０上で人が横たわる方向を「前後方向」又は「縦方向」とし、その前後方向に沿って足先に向かう方向を「前」とし、枕元に向かう方向を「後」とする。
【0029】
同様に、ベッド１０の短手方向、つまり水平面上で前後方向に直交する方向を「左右方向」又は「横方向」とし、その左右方向に沿って図１の紙面奥行側に向かう方向を「右」とし、図１の紙面手前側に向かう方向を「左」とする（詳細は、図２を参照）。なお、ここでいう「左右方向」とは、後側から前側に向かって見たときの左右方向をいう。以下の記載における「横移動」とは、この左右方向に沿った移動をいう。また、左右方向（横方向）とは、前後方向に直交しかつ搬送面（ベッド１０が走行する床面）Ｆに沿って延びる方向であると定義することもできる。
【0030】
ベッド１０は、搬送者１００によって支持される。図例では、ベッド１０は、その前後方向の一端側（例えば後端側）が支持されるようになっている。搬送補助装置１は、搬送者１００によって支持されたベッド１０の手押移動をアシストするように動作する。
【0031】
図１に示すように、ベッド１０は、不図示のマットレスが載置されるベッド本体１１と、ベッド本体１１を下方から支持するフレーム１２と、フレーム１２に対してベッド本体１１を昇降させる昇降部１３と、ベッド１０の下面に配置された複数（図例では４つ）のキャスタ１４と、を備えている。医療用ベッドとして用いられる場合、ベッド１０は、例えば６０ｋｇ以上３００ｋｇ以下となる。
【0032】
ここで、ベッド本体１１は、ベッド１０の後端側に配置されるヘッドボード１１ｈと、前後方向において前記後端側の反対に位置する前端側に配置されるフットボード１１ｆと、ベッド１０の左右両側に配置されるサイドレール１１ｓと、を有している。
【0033】
このうち、ヘッドボード１１ｈは、ベッド１０を手押し移動させるべく、搬送者１００によって後側から支持される。ヘッドボード１１ｈは、その搬送者１００によって力が加えられる支持部として機能する。ハンドル、グリップ等の部材をヘッドボード１１ｈに取り付けたり、ヘッドボード１１ｈと一体化させたりすることで、それらの部材を支持部としてもよい。フットボード１１ｆ、サイドレール１１ｓ等が支持されてもよい。
【0034】
また、フレーム１２は、図２に示すように矩形枠状に構成されており、前フレーム１２Ｆ、右フレーム１２Ｒ、左フレーム１２Ｌ及び後フレーム１２Ｂによって四辺が構成されている。
【0035】
ここで、前フレーム１２Ｆは、ベッド１０の前側に配置されており、左右方向に沿って延びている。右フレーム１２Ｒは、ベッド１０の右側に配置されており、前後方向に沿って延びている。左フレーム１２Ｌは、ベッド１０の左側に配置されており、前後方向に沿って延びている。後フレーム１２Ｂは、ベッド１０の後側に配置されており、左右方向に沿って延びている。
【0036】
また、図１及び図２に示すように、複数のキャスタ１４を構成する前輪１４Ｆ及び後輪１４Ｂは、ベッド１０の下面の４隅に配置されている。前輪１４Ｆ及び後輪１４Ｂは、左右方向に沿って２つずつ設けられている。複数のキャスタ１４は、搬送面Ｆに対してフレーム１２、昇降部１３及びベッド本体１１を支持している。
【0037】
各キャスタ１４は、いわゆるフリーキャスタであって、ベッド１０の下面に固定される取付部１４ａと、この取付部１４ａに対して旋回軸Ｏｃまわりに旋回可能なフォーク部１４ｂと、フォーク部１４ｂによって回転可能に支持された車輪１４ｃと、を有している。各フォーク部１４ｂの旋回軸Ｏｃは、上下方向（ベッド１０の高さ方向）に沿って延びている。各車輪１４ｃの回転軸は、水平面に沿って延びている。この回転軸は、取付部１４ａに対してフォーク部１４ｂが旋回することで、左右方向に対して傾斜するようになっている。
【0038】
そして、搬送補助装置１は、前述の右フレーム１２Ｒにおける前後方向の中途の部位と、左フレームＬにおける前後方向の中途の部位と、を架け渡すように配置されている。搬送補助装置１は、前後方向においては前輪１４Ｆと後輪１４Ｂとの間に配置され、左右方向においてはベッド１０の中央に配置されている。
【0039】
図１～図６に示すように、搬送補助装置１は、収容ボックス６と、取付具７と、第１及び第２メカナムホイール２１Ｒ，２１Ｌと、第１及び第２モータ２２Ｒ，２２Ｌと、コントローラ４と、状態センサとしての第１及び第２電流センサＳＷ１，ＳＷ２と、第１及び第２回転センサＳＷ３，ＳＷ４と、旋回センサとしての６軸センサＳＷ５と、を備えている（第１及び第２モータ２２Ｒ，２２Ｌ、並びに各センサＳＷ１～ＳＷ５は、図６にのみ図示）。以下、第１及び第２メカナムホイール２１Ｒ，２１Ｌのうち、第１メカナムホイール２１Ｒが右側に位置するものとし、第２メカナムホイール２１Ｌが左側に位置するものとする。
【0040】
これらの要素のうち、コントローラ４及び６軸センサＳＷ５は収容ボックス６に収容されており、取付具７、第１及び第２メカナムホイール２１Ｒ，２１Ｌ、第１及び第２モータ２２Ｒ，２２Ｌ、第１及び第２電流センサＳＷ１，ＳＷ２、並びに第１及び第２回転センサＳＷ３，ＳＷ４は、収容ボックス６外に配置されている。
【0041】
収容ボックス６は、前述のようにコントローラ４を収容している。収容ボックス６は、左右方向において、第１メカナムホイール２１Ｒと第２メカナムホイール２１Ｌの間に配置されている。
【0042】
収容ボックス６は、第１及び第２メカナムホイール２１Ｒ，２１Ｌと共に取付具７に組み付けられており、この取付具７を介してベッド１０の下部に取り付けられている。取付具７は、ベッド１０の下部に対して着脱可能である。すなわち、本実施形態に係る搬送補助装置１は、ベッド１０に対して後付可能であって、必要に応じて取り外し可能とされている。
【0043】
詳しくは、本実施形態に係る取付具７は、図２～図５に示すように、前側レール部材７１ｆ及び後側レール部材７１ｂと、第１及び第２メカナムホイール２１Ｒ，２１Ｌをそれぞれ回転可能に支持する第１及び第２アーム部材７２Ｒ，７２Ｌと、を有している。
【0044】
ここで、前側レール部材７１ｆと後側レール部材７１ｂは、前後方向に間隔を空けて配置されており、それぞれ、右フレーム１２Ｒの前後方向中央部と、左フレーム１２Ｌの前後方向中央部と、を架け渡している。前側レール部材７１ｆと後側レール部材７１ｂは、右フレーム１２Ｒ及び左フレーム１２Ｌに対して着脱可能である。第１及び第２メカナムホイール２１Ｒ，２１Ｌと収容ボックス６は、前後方向において、前側レール部材７１ｆと後側レール部材７１ｂの間に配置されるようになっている。
【0045】
一方、図３及び図４において右側に位置する第１アーム部材７２Ｒは、後側レール部材７１ｂによって揺動可能に支持されている。第１アーム部材７２Ｒの前端部は、第１メカナムホイール２１Ｒを回転可能に支持している。また、第１アーム部材７２Ｒは、左右方向において、第１メカナムホイール２１Ｒと収容ボックス６との間に配置されるようになっている。
【0046】
また、第１アーム部材７２Ｒの上端部には、第１引張バネ７５Ｒの一端部が係止されている。この第１引張バネ７５Ｒの他端部は、前側レール部材７１ｆに固定された第１ブラケット７６Ｒに係止されている。
【0047】
そして、図３及び図４において左側に位置する第２アーム部材７２Ｌは、第１アーム部材７２Ｒと同様に、後側レール部材７１ｂによって揺動可能に支持されている。第２アーム部材７２Ｌの前端部は、第２メカナムホイール２１Ｌを回転可能に支持している。また、第２アーム部材７２Ｌは、左右方向において、第２メカナムホイール２１Ｌと収容ボックス６との間に配置されるようになっている。
【0048】
また、第２アーム部材７２Ｌの上端部には、第２引張バネ７５Ｌの一端部が係止されている。この第２引張バネ７５Ｌの他端部は、前側レール部材７１ｆに固定された第２ブラケット７６Ｌに係止されている（図５も参照）。
【0049】
第１及び第２メカナムホイール２１Ｒ，２１Ｌは、図１～図２に示すように、ベッド１０の下部（底部）に取り付けられている。第１及び第２メカナムホイール２１Ｒ，２１Ｌは、ベッド１０の搬送面Ｆに接している。搬送面Ｆは、図１にのみ示す。また、第１及び第２メカナムホイール２１Ｒ，２１Ｌは、前輪１４Ｆの後側かつ後輪１４Ｂの前側に配置されている。本実施形態の場合、第１及び第２メカナムホイール２１Ｒ，２１Ｌは、図２に示すように、短手方向としての左右方向に並ぶように配置されている。
【0050】
詳しくは、図３～図５に示すように、第１メカナムホイール２１Ｒは、第１回転軸Ｏｙ１まわりに回転する第１ホイール本体２１１Ｒと、第１ホイール本体２１１Ｒの外周に沿って配置され、それぞれ第１回転軸Ｏｙ１に対して傾斜した第１傾斜軸Ｏｒまわりに回転する複数の第１樽型ローラ２１２Ｒと、を有している。
【0051】
一方、第２メカナムホイール２１Ｌは、第２回転軸Ｏｙ２まわりに回転する第２ホイール本体２１１Ｌと、第２ホイール本体２１１Ｌの外周に沿って配置され、それぞれ第２回転軸Ｏｙ２に対して第１傾斜軸Ｏｒとは異なる方向に傾斜した第２傾斜軸Ｏｌまわりに回転する複数の第２樽型ローラ２１２Ｌと、を有している。
【0052】
ここで、第１及び第２回転軸Ｏｙ１，Ｏｙ２は、双方とも、左右方向に延びている。そして、第１傾斜軸Ｏｒは、第２傾斜軸Ｏｌに対し、前後方向を基準（図４の対称軸Ｏｓを参照）とした線対称となるように傾斜している。言い換えると、第１傾斜軸Ｏｒと第２傾斜軸Ｏｌは、上下方向及び前後方向に延びる平面を鏡映面とすると、その鏡映面に関して鏡映対称となるように延びている。
【0053】
さらに、図４のように上方から見た場合（平面視した場合）、第１及び第２傾斜軸Ｏｒ，Ｏｌは、それぞれ、前後方向に沿って後側から前側に向かうに従って、左右方向の内側から外側（左右方向の中央部から右側又は左側）に向かって延びている。
【0054】
詳しくは、第１傾斜軸Ｏｒは、前後方向に沿って後側から前側に向かうに従って、左右方向の中央部から右側に向かって延びている。一方、第２傾斜軸Ｏｌは、前後方向に沿って後側から前側に向かうに従って、左右方向の中央部から左側に向かって延びている。
【0055】
さらに詳しくは、第１回転軸Ｏｙ１に対する第１傾斜軸Ｏｒの傾斜角θｒは、平面視で４５°に設定されている。同様に、第２回転軸Ｏｙ２に対する第２傾斜軸Ｏｌの傾斜角θｌは、同じく平面視で４５°に設定されている。なお、各樽型ローラ２１２Ｒ，２１２Ｌの傾斜方向及び傾斜角度は、これらの例には限定されない。例えば、搬送補助装置１全体を、図２に例示した状態から、上下方向に延びるｚ軸回りに所定角度回転させた状態に配置変更してもよい。
【0056】
また、前述のように、第１及び第２メカナムホイール２１Ｒ，２１Ｌは、図３等に示した前側レール部材７１ｆ及び後側レール部材７１ｂを介して相互に連結されている。したがって、第１及び第２メカナムホイール２１Ｒ，２１Ｌは、前後方向及び左右方向に一体的に移動したり、水平面に垂直な旋回軸まわりに一体的に旋回したりする。
【0057】
第１及び第２モータ２２Ｒ，２２Ｌは、第１及び第２メカナムホイール２１Ｒ，２１Ｌのそれぞれに駆動連結されている。具体的に、第１及び第２モータ２２Ｒ，２２Ｌは、それぞれ、いわゆる３相のＤＣブラシレスモータとして構成されている。第１及び第２モータ２２Ｒ，２２Ｌは、双方ともコントローラ４と電気的に接続されており、このコントローラ４によって制御されるようになっている。
【0058】
第１及び第２モータ２２Ｒ，２２Ｌには、それぞれの回転に際し、トルク負荷に対応したモータ電流が供給される。モータ電流を通じて、第１及び第２モータ２２Ｒ，２２Ｌの回転数と、正転及び逆転とを切り替えることができる。
【0059】
そして、第１モータ２２Ｒは、第１メカナムホイール２１Ｒに対し、駆動力（トルク）を伝達できるように連結されている。第２モータ２２Ｌは、第２メカナムホイール２１Ｌに対し、駆動力（トルク）を伝達できるように連結されている。
【0060】
第１モータ２２Ｒが回転することで、その駆動力が伝達されて第１メカナムホイール２１Ｒが回転する。同様に、第２モータ２２Ｌが回転することで、その駆動力が伝達されて第２メカナムホイール２１Ｌが回転する。
【0061】
本実施形態では、第１モータ２２Ｒを正転させることで第１メカナムホイール２１Ｒが前転し、第１モータ２２Ｒを逆転させることで第１メカナムホイール２１Ｒが後転するように構成されている。同様に、本実施形態では、第２モータ２２Ｌを正転させることで第２メカナムホイール２１Ｌが前転し、第２モータ２２Ｌを逆転させることで第２メカナムホイール２１Ｌが後転するように構成されている。
【0062】
なお、第１モータ２２Ｒは第１メカナムホイール２１Ｒに内蔵されており、第２モータ２２Ｌは第２メカナムホイール２１Ｌに内蔵されている。このように第１及び第２モータ２２Ｒ，２２Ｌを内蔵させることで、搬送補助装置１全体の簡素化及びコンパクト化を図ることができる。
【0063】
また、状態センサとしての第１及び第２電流センサＳＷ１，ＳＷ２は、第１及び第２メカナムホイール２２Ｒ，２２Ｌの回転状態に対応した信号を検出する。
【0064】
具体的に、第１電流センサＳＷ１は、第１メカナムホイール２１Ｒの回転に際して第１モータ２２Ｒに流れる誘導電流を検出する。つまり、外力を受けて第１メカナムホイール２１Ｒが回転すると、第１モータ２２Ｒにおいてロータとステータとが相対的に回転し、誘導電流が発生する。第１電流センサＳＷ１によって検出される誘導電流は、ｑ軸電流に相当する。
【0065】
ここで、誘導電流の大きさは、外力を受けて第１メカナムホイール２１Ｒが回転したときに、その第１メカナムホイール２１Ｒに作用したトルクに比例する。このトルクの大きさは、ベッド１０が受けた外力の大きさ、ひいては、外力に起因したベッド１０の速度変化量と関連している。また、誘導電流の符号は、外力を受けて第１メカナムホイール２１Ｒが回転したときの、第１メカナムホイール２１Ｒの回転方向と関連している。誘導電流の符号は、第１モータ２２Ｒの駆動時に流れることになるモータ電流に対し、逆符号となる。
【0066】
第２電流センサＳＷ２は、第２メカナムホイール２１Ｌの回転に際して第２モータ２２Ｌに流れる誘導電流を検出する。つまり、外力を受けて第２メカナムホイール２１Ｌが回転すると、第２モータ２２Ｌにおいてロータとステータとが相対的に回転し、誘導電流が発生する。第２電流センサＳＷ２によって検出される誘導電流は、ｑ軸電流に相当する。
【0067】
ここで、誘導電流の大きさは、外力を受けて第２メカナムホイール２１Ｌが回転したときに、その第２メカナムホイール２１Ｌに作用したトルクに比例する。このトルクの大きさは、ベッド１０が受けた外力の大きさ、ひいては、外力に起因したベッド１０の速度変化量と関連している。また、誘導電流の符号は、外力を受けて第２メカナムホイール２１Ｌが回転したときの、第２メカナムホイール２１Ｌの回転方向と関連している。誘導電流の符号は、第２モータ２２Ｌの駆動時に流れることになるモータ電流に対し、逆符号となる。
【0068】
例えば、外力を受けて第１メカナムホイール２１Ｒが前転すると同時に、第２メカナムホイール２１Ｌが後転した場合、第１電流センサＳＷ１は、第１モータ２２Ｒを逆転させるときと同符号の誘導電流を検出することになる。第２電流センサＳＷ２は、第２モータ２２Ｌを正転させるときと同符号の誘導電流を検出することになる。
【0069】
以下に詳述するように、本実施形態に係るコントローラ４は、誘導電流に係るトルクをフィードバックする（より詳細には、トルクに対応した指令回転数で第１及び第２モータ２２Ｒ，２２Ｌを回転させる）ことで、順方向つまり外力の作用方向へのアシストを実行するように構成されている。
【0070】
また、第１及び第２回転センサＳＷ３，ＳＷ４は、それぞれ、第１及び第２モータ２２Ｒ、２２Ｌの回転数を検出する。具体的に、本実施形態に係る第１及び第２回転センサＳＷ３，ＳＷ４は、それぞれエンコーダによって構成されている。エンコーダとしての第１回転センサＳＷ３は、第１モータ２２Ｒの回転数及び回転角度を検出し、同じくエンコーダとしての第２回転センサＳＷ４は、第２モータ２２Ｌの回転数及び回転角度を検出する。
【0071】
また、図８に示すように、旋回センサとしての６軸センサＳＷ５は、搬送面Ｆに垂直な回転軸（図８におけるｚ軸）まわりにおけるベッド１０の旋回を検出する。詳しくは、この６軸センサＳＷ５は、少なくとも、上下方向に沿ったｚ軸まわりの回転角（いわゆるヨー角ψ）の角速度を検出可能に構成されている。
【0072】
さらに詳しくは、本実施形態に係る６軸センサＳＷ５は、ヨー角ψの角速度に加え、前後方向に延びるｘ軸、左右方向に延びるｙ軸、及び上下方向に延びるｚ軸それぞれに沿った３方向の加速度と、ｘ軸まわりの回転角（いわゆるロール角φ）の角速度と、ｙ軸まわりの回転角（いわゆるピッチ角θ）の角速度と、を検出することができる。６軸センサＳＷ５の検出信号は、コントローラ４に入力される。
【0073】
コントローラ４は、各種センサＳＷ１～ＳＷ５から入力された電気信号に基づいて、第１及び第２モータ２２Ｒ，２２Ｌを制御する。このコントローラ４は、ＣＰＵ、メモリ及び入出力バスを有しており、例えば制御基板によって構成されている。
【0074】
具体的に、本実施形態に係るコントローラ４は、各種センサＳＷ１～ＳＷ５から入力された検出信号に基づいて、第１及び第２モータ２２Ｒ，２２Ｌそれぞれの指令回転数を設定する。コントローラ４は、設定された指令回転数に対応したモータ電流を、第１及び第２モータ２２Ｒ，２２Ｌに入力する。これにより、第１及び第２モータ２２Ｒ，２２Ｌは、それぞれ、コントローラ４が設定した指令回転数で回転することになる。
【0075】
その際、第１メカナムホイール２１Ｒは、第１モータ２２Ｒと同じ回転数で回転し、第２メカナムホイール２１Ｌは、第２モータ２２Ｌと同じ回転数で回転する。すなわち、第１及び第２モータ２２Ｒ，２２Ｌそれぞれの指令回転数を設定することは、第１及び第２メカナムホイール２１Ｒ，２１Ｌそれぞれの指令回転数を設定することに等しい。
【0076】
また、各指令回転数の符号を変更することで、第１モータ２２Ｒ及び第２モータ２２Ｌの回転方向を個別に変更することができる。各モータ２２Ｒ，２２Ｌの回転方向を変更することで、対応するメカナムホイール２１Ｒ，２１Ｌを前転と後転とに切り替えることができる。
【0077】
本実施形態では、右側に位置する第１メカナムホイール２１Ｒを前転させると、搬送補助装置１及びベッド１０に対し、左斜め前方へと推力を付与することができる（図７の矢印Ａ１１を参照）。一方、左側に位置する第２メカナムホイール２１Ｌを前転させると、搬送補助装置１は、ベッド１０に対して右斜め前方へと推力を付与することができる（図７の矢印Ａ１２を参照）。
【0078】
したがって、例えば図７の左上に示すように、第１及び第２メカナムホイール２１Ｒ，２１Ｌを双方とも前転させると、第１メカナムホイール２１Ｒを前転させることで付与される左方への推力と、第２メカナムホイール２１Ｌを前転させることで付与される右方への推力とを相殺し、搬送補助装置１全体では前方へと推力を付与することができる。この推力によって、ベッド１０の前方への移動をアシストすることができる。
【0079】
同様に、右側に位置する第１メカナムホイール２１Ｒを後転させると、搬送補助装置１及びベッド１０に対し、右斜め後方へと推力を付与することができる（図７の矢印Ａ２１を参照）。一方、左側に位置する第２メカナムホイール２１Ｌを後転させると、搬送補助装置１は、ベッド１０に対して左斜め後方へと推力を付与することができる（図７の矢印Ａ２２を参照）。
【0080】
したがって、例えば図７の右上に示すように、第１及び第２メカナムホイール２１Ｒ，２１Ｌを双方とも後転させると、第１メカナムホイール２１Ｒを後転させることで付与される右方への推力と、第２メカナムホイール２１Ｌを後転させることで付与される左方への推力とを相殺し、搬送補助装置１全体では後方へと推力を付与することができる。この推力によって、ベッド１０の後方への移動をアシストすることができる。
【0081】
一方、第１及び第２メカナムホイール２１Ｒ，２１Ｌのうちの一方を前転させ、他方を後転させると、搬送補助装置１は、ベッド１０に対して左右方向への推力を付与する。
【0082】
図７の左下に示す例では、第１メカナムホイール２１Ｒを後転させるとともに第２メカナムホイール２１Ｌを前転させることで、ベッド１０には、右方向への推力が付与される。
【0083】
また、第１及び第２メカナムホイール２１Ｒ，２１Ｌのうちの一方のみを前転又は後転させると、搬送補助装置１は、ベッド１０に対して斜め方向への推力を付与する。
【0084】
図７の右下に示す例では、第２メカナムホイール２１Ｌのみを前転させたことで、右斜め前方へとベッド１０を推進させることができる。一方、第１のメカナムホイール２１Ｒのみを前転させると、左斜め前方へとベッド１０の移動をアシストすることができる（図示省略）。
【0085】
そして、搬送補助装置１は、各種センサＳＷ１～ＳＷ５の検出信号に基づいて第１及び第２モータ２２Ｒ，２２Ｌを作動させることで、前述のように付与される推力を通じて、搬送者１００によるベッド１０の搬送をアシストするように構成されている。
【0086】
そうしたアシストを実現すべく、本実施形態に係るコントローラ４は、各種センサＳＷ１～ＳＷ５の検出信号に基づいて、外力が作用する方向（以下、単に「作用方向」ともいう）を判定し、その作用方向に沿って推力を発揮するように第１及び第２モータ２２Ｒ，２２Ｌを作動させる。
【0087】
例えば、ヘッドボード１１ｈが後方から前方に押された結果、後側から前方に向かって外力が作用していると判定された場合、コントローラ４は、第１及び第２モータ２２Ｒ，２２Ｌを双方とも正転させることで、第１及び第２メカナムホイール２１Ｒ，２１Ｌを双方とも前転させる。これにより、図７の左上に例示したようにベッド１０の前進をアシストすることが可能になる。
【0088】
また、第１及び第２メカナムホイール２１Ｒ，２１Ｌは、対応するモータ２２Ｒ，２２Ｌを駆動していない場合も前転および後転が許容される。これにより、ベッド１０を手押移動する際のふらつきを抑制し、ベッド１０の搬送を安定させることができる。
【0089】
以下、コントローラ４によるアシストに関し、図９等を用いて詳細に説明する。
【0090】
ここで、図９は、コントローラ４が行う主要な処理を例示するフローチャートである。図１０は、移動方向の判定に関する処理を例示するフローチャートである。図１１は、コンプライアンス制御の構成を模式化した制御ブロック図である。図１２は、コンプライアンス制御の基本概念について説明するための概念図である。図１３は、回転数に対する速度増加量の変化を例示する図である。図１４は、速度増加制御によって得られる指令回転数を例示する図である。図１５は、コンプライアンス制御及び速度増加制御を例示するフローチャートである。
【0091】
【0092】
まず、図９のステップＳ１において、コントローラ４は、前述した５つのセンサＳＷ１～ＳＷ５の検出信号を読み込む。
【0093】
続くステップＳ２において、コントローラ４は、第１及び第２電流センサＳＷ１，ＳＷ２の検出信号に基づいて、第１及び第２メカナムホイール２１Ｒ，２１Ｌそれぞれの加速度を個別に推定する。
【0094】
以下、第１メカナムホイール２１Ｒの加速度を「第１加速度」と呼称し、第２メカナムホイール２１Ｒの加速度を「第２加速度」と呼称する。第１及び第２加速度は、双方とも、並進速度の時間微分、つまり、いわゆる接線加速度である。
【0095】
第１及び第２電流センサＳＷ１，ＳＷ２それぞれによって検出された誘導電流の大きさは、第１及び第２メカナムホイール２１Ｒ，２１Ｌの回転時に、それらのホイールに作用したトルク（特に、反力に起因したトルク）に比例する。コントローラ４は、そうした比例関係に基づいて、第１メカナムホイール２１Ｒに作用した第１トルクと、第２メカナムホイール２１Ｌに作用した第２トルクと、を個別に推定する。その際、誘導電流からトルクに変換するための比例係数は、コントローラ４に事前に記憶させたものを用いることができる。
【0096】
本実施形態に係るコントローラ４は、第１及び第２トルクに対応した反力に逆らうように第１及び第２モータ２２Ｒ、２２Ｌを駆動することで、ベッド１０の移動をアシストする。
【0097】
そうしたアシストを実現するために、コントローラ４は、下式（１）及び（２）に基づいて、第１トルクに対応した第１加速度と、第２トルクに対応した第２加速度とを推定する。
【0098】
ａｒ＝（－１）・Ｔｒ／（Ｒ・ｍ） …（１）
ａｌ＝（－１）・Ｔｌ／（Ｒ・ｍ） …（２）
ａｌ＝（－１）・Ｔｌ／（Ｒ・ｍ） …（２）
【0099】
上式（１）及び（２）において、Ｔｒ［Ｎｍ］は第１トルクであり、Ｔｌ［Ｎｍ］は第２トルクである。また、ａｒ［ｍ／ｓ２］は、第１トルクに対応した第１加速度であり、ａｌ［ｍ／ｓ２］は、第２トルクに対応した第２加速度である。
【0100】
その他、Ｒ［ｍ］は第１及び第２メカナムホイール２１Ｒ，２１Ｌそれぞれのタイヤ半径であり、ｍ［ｋｇ］は第１及び第２メカナムホイール２１Ｒ，２１Ｌそれぞれの質量である。本実施形態におけるタイヤ半径及び質量の大きさは、第１メカナムホイール２１Ｒと第２メカナムホイール２１Ｌとで同一である。
【0101】
続くステップＳ３において、コントローラ４は、第１及び第２電流センサＳＷ１，ＳＷ２の検出信号に基づいて、第１及び第２メカナムホイール２１Ｒ，２１Ｌの並進加速度を推定する。
【0102】
詳細には、コントローラ４は、第１及び第２電流センサＳＷ１，ＳＷ２の検出信号に基づいて推定した第１及び第２加速度ａｒ，ａｌを用いて、前後方向における第１及び第２メカナムホイール２１Ｒ，２１Ｌの並進加速度を示す縦加速度と、横方向における第１及び第２メカナムホイール２１Ｒ，２１Ｌの並進加速度を示す横加速度と、をそれぞれ推定する。
【0103】
さらに詳しくは、図３～図５のように第１及び第２メカナムホイール２１Ｒ，２１Ｌを構成した場合、コントローラ４は、第１加速度ａｒと第２加速度ａｌとを加算することで縦加速度を推定し、第１加速度ａｒと第２加速度ａｌとの差分を演算することで横加速度を推定する。これらの演算の詳細は、下式（３）及び（４）に示す通りである。
【0104】
ａｘ＝（ａｒ＋ａｌ）／２ …（３）
ａｙ＝（ａｒ－ａｌ）／２ …（４）
ａｙ＝（ａｒ－ａｌ）／２ …（４）
【0105】
上式（３）及び（４）において、ａｘ［ｍ／ｓ２］が縦加速度であり、ａｙ［ｍ／ｓ２］が横加速度である。式（３）の符号は、前方を正とし、後方を負とするように規定されている。前方と後方とで符号の正負を反転してもよい。同様に、式（４）の符号は、左方を正とし、右方を負とするように規定されている。左方と右方とで符号の正負を反転してもよい。
【0106】
なお、式（３）及び（４）の如き関係式は、第１及び第２モータ２２Ｒ，２２Ｌそれぞれの回転数（つまり、第１及び第２メカナムホイール２１Ｒ，２１Ｌそれぞれの回転数）についても成立する。
【0107】
ここで、ｒｒ［ｒｐｍ］を前後方向における第１モータ２２Ｒの回転数（以下、「第１回転数」ともいう）とし、ｒｌ［ｒｐｍ］を前後方向における第２モータ２２Ｌの回転数（以下、「第２回転数」ともいう）とする。これらの回転数のうち、第１回転数ｒｒは第１回転センサＳＷ３によって検出される回転数であり、第２回転数ｒｌは第２回転センサＳＷ４によって検出される回転数である。
【0108】
そして、ｒｘ［ｒｐｍ］を前後方向における第１及び第２モータ２２Ｒ，２２Ｌ全体の回転数（以下、これを「縦回転数」ともいう）とし、ｒｙ［ｒｐｍ］を左右方向における第１及び第２モータ２２Ｒ，２２Ｌ全体の回転数（以下、これを「横回転数」ともいう）とする。本実施形態のように第１及び第２メカナムホイール２１Ｒ，２１Ｌを構成及び配置した場合、下式（５）及び（６）が成立する。
【0109】
ｒｘ＝（ｒｒ＋ｒｌ）／２ …（５）
ｒｙ＝（ｒｒ－ｒｌ）／２ …（６）
ｒｙ＝（ｒｒ－ｒｌ）／２ …（６）
【0110】
上式（５）及び（６）は、下式（７）及び（８）のように変形可能である。下式（７）及び（８）に示すように、ｒｘとｒｙを設定することで、ｒｒとｒｌを一意に決定することができる。
【0111】
ｒｒ＝ｒｘ＋ｒｙ …（７）
ｒｌ＝ｒｘ－ｒｙ …（８）
ｒｌ＝ｒｘ－ｒｙ …（８）
【0112】
また、上式（７）及び（８）それぞれの両辺に、タイヤ半径Ｒ及び円周率等に依存した定数（＝πＲ／３０）を乗算することで、速度について同様の関係式を得ることもできる。つまり、ｖｒ［ｍ／ｓ］を前後方向における第１メカナムホイール２１Ｒの速度とし、ｖｌ［ｍ／ｓ］を前後方向における第２メカナムホイール２１Ｌの速度とする。そして、ｖｘ［ｍ／ｓ］を前後方向における第１及び第２メカナムホイール２１Ｒ，２１Ｌ全体の速度（以下、これを「縦速度」ともいう）とし、ｖｙ［ｍ／ｓ］を左右方向における第１及び第２メカナムホイール２１Ｒ，２１Ｌ全体の速度（以下、これを「横速度」ともいう）とする。そして、本実施形態のように第１及び第２メカナムホイール２１Ｒ，２１Ｌを構成及び配置した場合、下式（９）及び（１０）が成立する。
【0113】
なお、この場合の「速度」とは、角運動する物体の並進速度（接線速度）を示す。
【0114】
ｖｘ＝（ｖｒ＋ｖｌ）／２ …（９）
ｖｙ＝（ｖｒ－ｖｌ）／２ …（１０）
ｖｙ＝（ｖｒ－ｖｌ）／２ …（１０）
【0115】
上式（９）及び（１０）は、下式（１１）及び（１２）のように変形可能である。下式（１１）及び（１２）に示すように、ｖｘとｖｙを設定することで、ｖｒとｖｌを一意に設定することができる。
【0116】
ｖｒ＝ｖｘ＋ｖｙ …（１１）
ｖｌ＝ｖｘ－ｖｙ …（１２）
ｖｌ＝ｖｘ－ｖｙ …（１２）
【0117】
また、式同士の関係を利用することで、例えば、縦速度ｖｘ及び／又は横速度ｖｙの指令値を決定したときに、それら指令値の実現に要する縦回転数ｒｒと横回転数ｒｌを一意に決定したり、縦回転数ｒｒ及び／又は横回転数ｒｌに対応した第１回転数ｒｒと第２回転数ｒｌを決定したりすることができる。
【0118】
続いて、コントローラ４は、第１及び第２回転センサＳＷ３，ＳＷ４の検出信号に基づいて、第１及び第２メカナムホイール２１Ｒ，２１Ｌの回転数が所定（第１閾値）以上になったことを条件に、第１及び第２メカナムホイール２１Ｒ，２１Ｌの駆動を許容する。
【0119】
具体的に、ステップＳ３から続くステップＳ４において、コントローラ４は、以下の関係式（１３）及び（１４）のいずれか一方が満足されているか否かを判定する。この判定を通じて、実際にベッド１０が搬送されているか否か（実際にベッド１０が移動しているか否か）を確認することができる。
【0120】
ｒｘ≧Ｔ１ …（１３）
ｒｙ≧Ｔ１ …（１４）
ｒｙ≧Ｔ１ …（１４）
【0121】
上式（１３）及び（１４）において、Ｔ１［１／ｓ］は第１閾値である。第１閾値の大きさは、コントローラ４のメモリ等に事前に記憶されており、上式（１３）と（１４）とで等しくなるように設定されている。
【0122】
ここで、上式（１３）及び（１４）が双方とも満足されていない場合、コントローラ４は、ベッド１０が搬送されていないと判定し、第１及び第２モータ２２Ｒ，２２Ｌそれぞれの駆動を許容しない（ステップＳ４：ＮＯ）。この場合、制御プロセスはステップＳ５に進む。このステップＳ５において、コントローラ４は、第１及び第２モータ２２Ｒ，２２Ｌそれぞれの指令回転数をゼロにする。
【0123】
ステップＳ５に進んだ場合、それ以降のステップＳ７～Ｓ９において、第１及び第２モータ２２Ｒ、２２Ｌの指令回転数（より詳細には、後述のアシスト速度）はゼロのまま維持される（ステップＳ７～Ｓ９の詳細は後述）。この場合、コントローラ４は、第１及び第２モータ２２Ｒ，２２Ｌを駆動することなく、図９に示すフローを終了する。
【0124】
一方、上式（１３）及び（１４）のうちの少なくとも一方が満足されている場合、コントローラ４は、外力によって実際にベッド１０が搬送されていると判定し、第１及び第２モータ２２Ｒ、２２Ｌそれぞれの駆動を許容する（ステップＳ４：ＹＥＳ）。この場合、制御プロセスはステップＳ６に進む。このステップＳ６において、コントローラ４は、外力による手押移動をアシストすべく、第１及び第２モータ２２Ｒ，２２Ｌそれぞれの指令回転数（アシスト回転数）を設定する。このアシスト回転数は、前述の縦回転数ｒｘ及び横回転数ｒｙの指令値に相当する。
【0125】
【0126】
このステップＳ１１において、コントローラ４は、図９のステップＳ３で推定した縦加速度ａｘ及び横加速度ａｙに基づいて、ベッド１０の移動方向を判定する。詳しくは、本実施形態に係るコントローラ４は、縦加速度ａｘ及び横加速度ａｙに基づいて、ベッド１０の移動方向が前後方向であるか（ベッド１０が前進又は後退しているか）、或いは、左右方向であるかを判定する。
【0127】
さらに詳しくは、ステップＳ１１において、コントローラ４は、以下の関係式（１５）が満足されているか否かを判定する。
【0128】
｜ａｙ｜＜Ｔ２ …（１５）
【0129】
上式（１５）において、Ｔ２［ｍ／ｓ２］は第２閾値である。第２閾値の大きさは、コントローラ４のメモリ等に事前に記憶されており、必要に応じて適宜読み出されるようになっている。
【0130】
ここで、上式（１５）が満足されていない場合、コントローラ４は、ベッド１０の移動方向が左右方向であると判定し、制御プロセスをステップＳ１２に進める（ステップＳ１１：ＮＯ）。ステップＳ１２に進んだ場合の処理の詳細は、後述する。
【0131】
一方、上式（１５）が満足されている場合、コントローラ４は、ベッド１０の移動方向が前後方向であると判定し、制御プロセスをステップＳ１３に進める（ステップＳ１１：ＹＥＳ）。
【0132】
ステップＳ１３において、コントローラ４は、６軸センサＳＷ５の検出信号に基づいて、図８に示したｚ軸まわりにベッド１０が旋回しているか否かを判定する。詳しくは、このステップＳ１３において、コントローラ４は、以下の関係式（１６）が満足されているか否かを判定する。
【0133】
｜ａψ｜≧Ｔ３ …（１６）
【0134】
上式（１６）において、ａψ［１／ｓ２］はヨー角の角加速度であり、Ｔ３［１／ｓ２］は第３閾値である。第３閾値の大きさは、コントローラ４のメモリ等に事前に記憶されており、必要に応じて適宜読み出されるようになっている。
【0135】
ここで、上式（１６）が満足されていない場合、コントローラ４は、ベッド１０が非旋回中（旋回していない）と判定し、制御プロセスをステップＳ１４に進める。
【0136】
ステップＳ１４に進んだ場合とは、ベッド１０が前進又は後退中であってかつ非旋回中であると判定された場合に相当する。この場合、コントローラ４は、これ以降の各ステップを行うことで、第１及び第２電流センサＳＷ１，ＳＷ２によって得られた縦加速度ａｘ及び横加速度ａｙに基づいて、第１制御としてのコンプライアンス制御と、第２制御としての速度増加制御とを双方とも実行する。
【0137】
一方、上式（１６）が満足されている場合、コントローラ４は、ベッド１０が旋回中（旋回している）と判定し、制御プロセスをステップＳ１５に進める。
【0138】
ステップＳ１５に進んだ場合とは、ベッド１０が前進又は後退しながら旋回していると判定された場合（つまり、ベッド１０がコーナリングしている場合）に相当する。この場合、コントローラ４は、コーナリングに最適化された制御であって、前後方向と左右方向との双方に手押移動をアシストする制御を実行する。
【0139】
以下、ステップＳ１２及びステップＳ１４で行われる処理と、ステップＳ１５で行われる処理とについて順番に説明する。これらのステップに進んだ場合、コントローラ４は、前述のステップＳ１１で判定された移動方向に基づいて、その移動方向に沿ったベッド１０の移動をアシストするように、第１及び第２モータ２２Ｒ，２２Ｌを介して第１及び第２メカナムホイール２１Ｒ，２１Ｌを駆動することになる。その途中、本実施形態に係るコントローラ４は、第１制御としてのコンプライアンス制御を実行したり、第２制御としての速度増加制御を実行したりする。
【0140】
コンプライアンス制御とは、コントローラ４が、前記ステップＳ３で推定した加速度（つまり、縦加速度ａｘ及び横加速度ａｙの少なくとも一方）に基づいて実行するものである。このコンプライアンス制御において、コントローラ４は、ベッド１０の手押移動に追従させるように、前後方向又は左右方向における速度指令、つまり、縦速度ｖｘ及び横速度ｖｙの指令値を設定する。
【0141】
式（９）－（１２）に関して説明したように、縦速度ｖｘ及び横速度ｖｙの指令値を設定することで、前記第１回転数ｒｒ及び第２回転数ｒｌの指令値が一意に定まる。
【0142】
以下、縦速度ｖｘ及び横速度ｖｙの指令値をそれぞれ縦速度指令Ｖｘ及び横速度指令Ｖｙと呼称する。また、各モータ２２Ｒ，２２Ｌにおける第１回転数ｒｒ及び第２回転数ｒｌの指令値を、それぞれ第１指令回転数Ｒｒ及び第２指令回転数Ｒｌと呼称する。
【0143】
本実施形態のようにコンプライアンス制御によって縦速度指令Ｖｘ及び横速度指令Ｖｙを設定することは、それぞれ、ベッド１０の移動に追従させるように第１指令回転数Ｒｒ及び第２指令回転数Ｒｌを設定することに等しい。
【0144】
一方、速度増加制御とは、コントローラ４が、前記ステップＳ３で推定した加速度と、コンプライアンス制御で設定された指令回転数と、に基づいて実行するものである。この速度増加制御において、コントローラ４は、コンプライアンス制御で参照された加速度の絶対値が所定値（後述の第４閾値Ｔ４）以上の場合に、そのコンプライアンス制御で設定した縦速度指令Ｖｘ及び横速度指令Ｖｙ（特に、各速度指令Ｖｘ，Ｖｙの絶対値）を増加させる。
【0145】
本実施形態のように速度増加制御によって縦速度指令Ｖｘ及び横速度指令Ｖｙを増加させることは、それぞれ、第１指令回転数Ｒｒ及び第２指令回転数Ｒｌ（特に、各指令回転数Ｒｒ，Ｒｌの絶対値）を増加させることに等しい。
【0146】
まず、制御プロセスがステップＳ１２又はステップＳ１４へ進んだ場合について説明する。ここで、図１５のステップＳ３１～Ｓ３６は、それぞれ、図１０のステップＳ１２又はＳ１４で実行される処理を例示している。つまり、制御プロセスがステップＳ１２又はＳ１４に進むと、コントローラ４は、図１５のステップＳ３１から順番に各ステップを実行する。
【0147】
例えば、ステップＳ１２から図１５のフローに進んだ場合、つまり、「移動方向＝左右方向」と判定された場合、コントローラ４は、横加速度ａｙに基づいてコンプライアンス制御を実行するとともに、そのコンプライアンス制御を通じて得られた横速度指令Ｖｙに基づいた速度増加制御を実行する。
【0148】
一方、ステップＳ１４から図１５のフローに進んだ場合、つまり、「移動方向＝前後方向」と判定された場合、コントローラ４は、縦加速度ａｘに基づいてコンプライアンス制御を実行するとともに、そのコンプライアンス制御を通じて得られた縦速度指令Ｖｘに基づいた速度増加制御を実行する。
【0149】
以下、ステップＳ１４から図１５のフローに進んだ場合について詳細に説明する。図１５のフローにおいて、ステップＳ３１がコンプライアンス制御に関係し、ステップＳ３２～ステップＳ３４が速度増加制御に関係している。
【0150】
まず、ステップＳ３１において、コントローラ４は、図１１に例示した制御ブロックに縦加速度ａｘを入力して縦速度ｖｘの指令値を演算する。入力となる縦加速度ａｘは、第１及び第２電流センサＳＷ１，ＳＷ２の検出信号に基づいて推定されたものであり、縦加速度ａｘの推定値（実測値）に相当する。
【0151】
この制御ブロックにおいて、ｓはラプラス演算子であり、Ｍはベッド１０及び搬送補助装置１の慣性を示している。また、Ｄは、搬送者１００によるベッド１０の支持位置（例えばヘッドボード１１ｈ）と、第１及び第２メカナムホイール２１Ｒ，２１Ｌとの間の減衰係数であり、Ｋは、前記支持位置と、第１及び第２メカナムホイール２１Ｒ，２１Ｌとの間のバネ乗数である。Ｍ、Ｄ及びＫの値は、事前に設定されており、コントローラ４に記憶されている。
【0152】
ところで、仮に、搬送補助装置１、ベッド１０及び搬送者１００を剛体とみなした場合、外力の付与によって第１及び第２メカナムホイール２１Ｒ，２１Ｌが回転したときに生じる縦速度ｖｘは、前後方向におけるベッド１０及び搬送者１００の移動速度と同期して変化するとともに、その大きさも互いに一致することになる。この場合、縦加速度ａｘの実測値を時間積分することで、ベッド１０の手押移動に追従するような縦速度指令Ｖｘが得られることになる。
【0153】
しかし、実際のところ、ベッド１０の支持位置と第１及び第２メカナムホイール２１Ｒ，２１Ｌとの間には、ベッド１０のフレーム１２、搬送補助装置１の取付具７等が介在している。フレーム１２の撓み等に起因して、実際の縦速度ｖｘは、ベッド１０及び搬送者１００の移動速度から遅れて変化したり、その移動速度との間に値のずれが生じたりすることになる。
【0154】
こうした遅れ、ずれ等の影響をモデル化したものが、図１１に例示した制御ブロックである。この制御ブロックは、力に対応した物理量（縦加速度ａｘ，横加速度ａｙ）を入力とし、速度指令（縦速度指令Ｖｘ，横速度指令Ｖｙ）を出力とするコンプライアンス制御を意味している。
【0155】
図１１においては、まず、縦加速度ａｘの実測値が、減算器Ｐ２を通過した後に第１ブロックＢ１に入力される。この第１ブロックにおいて、縦加速度ａｘの実測値が時間積分される。第１ブロックＢ１の出力は、縦加速度ａｘの大きさに対応した、縦速度指令Ｖｘの修正分（速度指令値の修正量）ΔＶを示している。コントローラ４は、現在の縦速度指令Ｖｘにその修正分ΔＶを加算したり、その修正分ΔＶを積算したりすることで、縦速度指令Ｖｘを設定する。
【0156】
また、ブロックＢ１からの出力は、第２ブロックＢ２においてＤ／Ｍが乗算された後、加算器Ｐ１を介して減算器Ｐ２に入力される。減算器Ｐ２に入力された乗算値は、縦加速度ａｘの実測値から減算される。このフィードバックは、縦速度指令Ｖｘに比例した減衰（特に、ベッド１０の支持位置と第１及び第２メカナムホイール２１Ｒ，２１Ｌとの間に生じる減衰）を取り入れるためのものである。
【0157】
また、ブロックＢ１からの出力は、第３ブロックＢ３にも入力される。この第３ブロックＢ３において、前記修正分ΔＶがさらに時間積分される。第３ブロックＢ３の出力は、第４ブロックＢ４においてＫ／Ｍが乗算された後、前記加算器Ｐ１を介して減算器Ｐ２に入力される。減算器Ｐ２に入力された乗算値は、第２ブロックＢ２を介した乗算値と同様に、縦加速度ａｘの実測値から減算される。このフィードバックは、変位量に比例した復元力（特に、ベッド１０の支持位置と第１及び第２メカナムホイール２１Ｒ，２１Ｌとの間の撓みに起因した復元力）を取り入れるためのものである。
【0158】
縦加速度ａｘに２つのフィードバックを反映させることで、撓み、減衰等が考慮されたベッド１０の加速度（特に、搬送者１００の支持位置での加速度）が推定されることになる。その加速度を第１ブロックＢ１で時間積分したものが、ベッド１０の移動に追従するような速度となる。
【0159】
また、加算器Ｐ１から減算器Ｐ２に至る途中で、フィードバックに伴う時間のずれを埋め合わせるような信号処理（例えば、遅延演算子を用いた処理）を行ってもよい。
【0160】
例えば、図１２の上図に示すように、搬送補助装置１とベッド１０及び搬送者１００とが等速で移動している場合、第１及び第２電流センサＳＷ１，ＳＷ２で推定される加速度はゼロとなる。この場合、図１０の制御ブロックに入力される縦加速度ａｘはゼロとなり、その制御ブロックから出力される修正分ΔＶもゼロとなる。この場合、搬送補助装置１は加減速しない。
【0161】
一方、図１２の中央図に示すように、搬送補助装置１よりも搬送者１００が速く移動している場合、第１及び第２電流センサＳＷ１，ＳＷ２で推定される加速度は正となる。この場合、ベッド１０には、これを押し込むような外力が付与されていることになる（矢印Ｆ１を参照）。この場合、図１０の制御ブロックに入力される縦加速度ａｘは正となり、その制御ブロックから出力される修正分ΔＶも正となる。その際、前記第４ブロックＢ４に係る復元力は、修正分ΔＶを増加させる方向に作用する（矢印Ｆ３を参照）。これにより、搬送補助装置１は、ベッド１０及び搬送者１００と等速になるように、外力の付与から遅れて加速することになる。
【0162】
一方、図１２の下図に示すように、搬送補助装置１よりも搬送者１００が遅れて移動している場合、第１及び第２電流センサＳＷ１，ＳＷ２で推定される加速度は負となる。この場合、ベッド１０には、これを引き込むような外力が付与されていることになる（矢印Ｆ２を参照）。この場合、図１０の制御ブロックに入力される縦加速度ａｘは負となり、その制御ブロックから出力される修正分ΔＶも負となる。その際、前記第４ブロックＢ４に係る復元力は、修正分ΔＶを減少させる方向に作用する（矢印Ｆ４を参照）。これにより、搬送補助装置１は、ベッド１０及び搬送者１００と等速になるように、外力の付与から遅れて減速することになる。
【0163】
続くステップＳ３２～ステップＳ３４において、コントローラ４は、前述の速度増加制御を実行する。コントローラ４は、この速度増加制御を実行する場合、第１及び第２回転センサＳＷ３，ＳＷ４によって検出された回転数が大きくなる程、速度指令値を大きく増加させる（図１３を参照）。
【0164】
具体的に、ステップＳ３２において、コントローラ４は、縦速度ｖｘが大きくなる程大きくなるように、速度増加量ｖｏｆｆを設定する。縦速度ｖｘの代わりに、縦回転数ｒｘが大きくなる程大きくなるように、速度増加量ｖｏｆｆを設定してもよい。
【0165】
また、ステップＳ１２から図１５のフローに進んだ場合は、縦速度ｖｘの代わりに横速度ｖｙが判定対象となる。つまり、コントローラ４は、図１０のステップＳ１１で判定された移動方向に基づいて、速度増加量ｖｏｆｆの設定を行うようになっている。
【0166】
続くステップＳ３３において、コントローラ４は、以下の関係式（１７）が満足されているか否かを判定する。ステップＳ３３は、縦加速度ａｘの絶対値が所定値以上であるか否かを判定するものである。この判定を通じて、移動方向に沿ってベッド１０が押されているか否かを検出することができる（押し力を検出）。
【0167】
｜ａｘ｜≧Ｔ４ …（１７）
【0168】
上式（１７）において、Ｔ４［ｍ／ｓ２］は第４閾値（所定値）である。所定値としての第４閾値Ｔ４の大きさは、コントローラ４のメモリ等に事前に記憶されており、必要に応じて適宜読み出されるようになっている。
【0169】
なお、ステップＳ１２から図１５のフローに進んだ場合は、縦加速度ａｘの代わりに横加速度ａｙが比較対象となる。つまり、コントローラ４は、図１０のステップＳ１１で判定された移動方向における加速度について、第４閾値Ｔ４以上であるか否かの判定を行うようになっている。
【0170】
ここで、上式（１７）が満足されている場合（つまり、縦加速度ａｘの絶対値が所定値以上の場合）、コントローラ４は、ベッド１０が押されていると判定し、制御プロセスをステップＳ３４に進める（ステップＳ３３：ＹＥＳ）。
【0171】
ステップＳ３４において、コントローラ４は、ステップＳ３１で算出した速度指令（縦速度指令Ｖｘ）に速度増加量ｖｏｆｆを加算する。コントローラ４は、そうして得られた加算値を、最終的な速度指令（アシスト速度）とする（ステップＳ３６）。前後方向におけるアシスト速度は、前述の縦速度指令Ｖｘである。左右方向におけるアシスト速度は、前述の横速度指令Ｖｘである。
【0172】
なお、速度増加量ｖｏｆｆを算出して速度指令に加算する代わりに、第１及び第２回転センサＳＷ３，ＳＷ４によって検出された回転数が大きくなるほど大きくなるような増加倍率（＞１）を算出し、その増加倍率を速度指令に乗算することで速度増加制御を行ってもよい。
【0173】
一方、上式（１７）が満足されていない場合（つまり、縦加速度ａｘの絶対値が所定値を下回った場合）、コントローラ４は、ベッド１０が押されていないと判定し、制御プロセスをステップＳ３５に進める（ステップＳ３３：ＮＯ）。
【0174】
ステップＳ３５において、コントローラ４は、第２制御後の速度指令を低下させる第３制御を実行する。
【0175】
具体的に、ステップＳ３５において、コントローラ４は、速度増加量ｖｏｆｆを、その時点の値からΔｖ２だけ減算した上で、制御プロセスをステップＳ３４に進める。なお、速度増加量ｖｏｆｆの減算量Δｖ２は、一定にしてもよい。減算量Δｖ２を一定に設定した場合、ベッド１０が押されていない状態が繰り返されると、速度増加量ｖｏｆｆは徐々に減少していくことになる。また、この減算に際し、速度増加量ｖｏｆｆはゼロ未満にならないように構成されている。これにより、ベッド１０の移動に追従させる程度のアシスト速度は確保される。
【0176】
例えば、ｎ回目のループでステップＳ３３からステップＳ３４に進んだ場合、縦速度指令Ｖｘは、縦速度ｖｘに応じた速度増加量ｖｏｆｆの分だけ増加することになる。その後、ｎ＋１回目のループでステップＳ３３からステップＳ３５に進んだ場合、速度増加量ｖｏｆｆは、ｎ回目のループ時の値から減算されることになる。その後、ステップＳ３３からステップＳ３５に進むような状況が繰り返されると、縦速度指令Ｖｘは、ステップＳ３１で算出された値に向かって低下することになる。
【0177】
図１４は、コンプライアンス制御を実行し、速度増加制御を未実行とした場合におけるアシスト回転数（破線）と、コンプライアンス制御及び速度増加制御を双方とも実行とした場合におけるアシスト回転数（実線）とを比較した図である。図１４における丸印は、それぞれ、ベッド１０が押されたと判定されたタイミング（ステップＳ３３の判定がＹＥＳとなったタイミング）を示している。
【0178】
コンプライアンス制御のみを実行した場合、アシスト回転数は、ベッド１０の移動から遅れて立ち上がった後、その移動に追従するような値で推移する。
【0179】
一方、コンプライアンス制御と速度増加制御を両方とも実行とした場合、ベッド１０が押されたと判定される度に、アシスト回転数が急峻に立ち上がる（例えば、ｔ＝ｔ１，ｔ２，ｔ３を参照）。一方、ベッド１０が押されていないと判定された期間が続くと、立ち上がった後のアシスト回転数が、時間経過に伴って徐々に減少していくことになる（例えば、ｔ１＜ｔ＜ｔ２，ｔ２＜ｔ＜ｔ３を参照）。
【0180】
【0181】
なお、図１５に関する説明は、ステップＳ１２から図１５のフローに進んだ場合についても同様である。その場合、前述の説明において、「縦」なる語を「横」なる語に置き換えるとともに、「前後」なる語を「左右」なる語に置き換えればよい。各種数式においても同様である。その際、第４閾値Ｔ４等の所定値は、前後方向と左右方向で同一としてもよいし、異ならせてもよい。
【0182】
一方、ステップＳ１３からステップＳ１５に進んだ場合、コントローラ４は、ベッド１０のコーナリングをアシストすべく、コーナリング用に縦横両方向におけるアシスト回転数を設定する。
【0183】
ここで、図１６のステップＳ４１～Ｓ４４は、それぞれ、図１０のステップＳ１５で実行される処理を例示している。つまり、制御プロセスがステップＳ１５に進むと、コントローラ４は、図１５のステップＳ４１から順番に各ステップを実行する。
【0184】
まずステップＳ４１において、コントローラ４は、図９のステップＳ３で推定した横加速度ａｙを、０を上回る所定比率で減少させるように調整する。具体的に、コントローラ４は、縦加速度ａｘについては前記ステップＳ３で推定した値を維持する一方、横加速度ａｙについては下式（１８）のように変換する。
【0185】
ａｙ’＝ｃｙ＊ａｙ …（１８）
【0186】
上式（１８）において、所定比率を示すｃｙは、ベッド１０及び搬送補助装置１の寸法・重量・構成等に応じて事前に設定されており、コントローラ４に記憶されている。所定比率ｃｙは、詳細には１未満（０＜ｃｙ＜１）、さらに詳細には０．５未満（０＜ｃｙ＜０．５）に設定される。
【0187】
この所定比率ｃｙは、ベッド１０の旋回中心Ｏｔを、第１及び第２メカナムホイール２１Ｒ，２１Ｌの中央位置Ｐｃからベッド１０の前端側にシフトさせるように設定されている（図１７を参照）。
【0188】
なお、ここでいう中央位置Ｐｃは、図４に示すように、左右方向における第１及び第２メカナムホイール２１Ｒ，２１Ｌの中央位置であって、前後方向においいては、第１及び第２回転軸Ｏｙ１，Ｏｙ２と交わる位置としてもよい。
【0189】
続くステップＳ４２において、コントローラ４は、前後方向について、ステップＳ３で推定した縦加速度ａｘに基づいて、第１制御としてのコンプライアンス制御を実行する。
【0190】
特に、本実施形態に係るコントローラ４は、前後方向については、ステップＳ３で推定した縦加速度ａｘに基づいて、コンプライアンス制御と、第２制御としての速度増加制御との双方を順番に実行する。前後方向におけるコンプライアンス制御及び速度増加制御の詳細は、図１５を参照して説明した通りである。ステップＳ４２を実行することで、コントローラ４は、前述のように、前後方向における速度指令を設定する。
【0191】
つまり、前後方向については、ベッド１０の前後移動に追従するような速度指令（ひいては、第１及び第２モータ２２Ｒ，２２Ｌの指令回転数）を算出の上、ベッド１０が押されたことに同期して速度指令（指令回転数）を底上げするような制御が実行されることになる。
【0192】
続くステップＳ４３において、コントローラ４は、左右方向（横方向）について、前記ステップＳ４１によって調整後の横加速度ａｙ’に基づいて、第１制御としてのコンプライアンス制御を実行する。
【0193】
特に、本実施形態に係るコントローラ４は、横方向については、調整後の横加速度ａｙ’に基づいてコンプライアンス制御を実行の上、第２制御としての速度増加制御を未実行とする。この場合、コントローラ４は、図１５においてステップＳ３２～ステップＳ３５以外の処理を実行し、左右方向における速度指令を設定する。
【0194】
つまり、左右方向については、ベッド１０の横移動に若干追従するような速度指令（ひいては、第１及び第２モータ２２Ｒ，２２Ｌの指令回転数）を算出する制御こそ実行するものの、ベッド１０が押されたことに同期して速度指令（指令回転数）を底上げするような制御については意図的に未実行とされる。
【0195】
続くステップＳ４４において、コントローラ４は、ステップＳ４２で設定した速度指令を、前後方向におけるアシスト速度とし、ステップＳ４３で設定した指令回転数を、横方向におけるアシスト速度とする。
【0196】
図１０のステップＳ１２、ステップＳ１４及びステップＳ１５に係るフローが完了すると、制御プロセスは、図９のステップＳ７に進む。このステップＳ７において、コントローラ４は、アシスト回転数として設定された縦速度指令Ｖｘ又は横速度指令Ｖｙを、それぞれ、上式（５）及び（６）と同様に定めた下式（１９）及び（２０）を通じて第１指令回転数Ｒｒと第２指令回転数Ｒｌとに変換する。
【0197】
Ｒｒ＝６０＊（Ｖｘ＋Ｖｙ）／（２π・Ｒ） …（１９）
Ｒｌ＝６０＊（Ｖｘ－Ｖｙ）／（２π・Ｒ） …（２０）
Ｒｌ＝６０＊（Ｖｘ－Ｖｙ）／（２π・Ｒ） …（２０）
【0198】
上式（１９）及び（２０）における“Ｒ”は、前述のタイヤ半径である。本実施形態の場合、前後方向へのアシストに際してはＶｘ≠０かつＶｙ＝０となり、左右方向へのアシストに際してはＶｘ＝０かつＶｙ≠０となり、コーナリングのアシストに際してはＶｘ≠０かつＶｙ≠０となる。
【0199】
例えば、コントローラ４は、ベッド１０の移動方向が前後方向であると判定した場合（ステップＳ１４を経由した場合）、図７の左上及び右上に例示したように、第１及び第２メカナムホイール２１Ｒ、２１Ｌを双方とも前転又は後転させるように、第１及び第２指令回転数Ｒｒ，Ｒｌを設定するとともに、当該設定に際し、第１メカナムホイール２１Ｒと第２メカナムホイール２１Ｌとで指令回転数の絶対値を等しくする（Ｒｒ＝Ｒｌ）。
【0200】
第１及び第２指令回転数Ｒｒ，Ｒｌの絶対値を等しくすることで、各キャスタ１４の向きに関わらず、前後方向に沿った移動を安定させることができる。
【0201】
また、コントローラ４は、ベッド１０の移動方向が左右方向であると判定した場合（ステップＳ１２を経由した場合）には、図７の左下に例示したように、第１及び第２メカナムホイール２１Ｒ，２１Ｌのうちの一方を前転させるとともに、他方を後転させるように第１及び第２指令回転数Ｒｒ，Ｒｌを設定するとともに、当該設定に際しても、第１メカナムホイール２１Ｒと第２メカナムホイール２１Ｌとで指令回転数の絶対値を等しくする（Ｒｒ＝－Ｒｌ）。
【0202】
また、コントローラ４は、ベッド１０がコーナリング中であると判定した場合（ステップＳ１２を経由した場合）には、図７の右下に例示したように、第１及び第２メカナムホイール２１Ｒ，２１Ｌのうちの少なくとも一方を回転させるように第１及び第２指令回転数Ｒｒ，Ｒｌを設定する。その設定に際しては、図１７に例示した位置に旋回中心Ｏｔが位置するように、第１メカナムホイール２１Ｒと第２メカナムホイール２１Ｌとで異なる絶対値とする（｜Ｒｒ｜≠｜Ｒｌ｜）。
【0203】
その後、ステップＳ７から続くステップＳ８において、コントローラ４は安全制御処理を実行する。この処理の詳細は、図１８のステップＳ５１及びステップＳ５２に示す通りである。
【0204】
まず、ステップＳ５１において、コントローラ４は、図９のフローを通じて設定された各指令回転数Ｒｒ，Ｒｌの絶対値が、所定の第５閾値Ｔ５以上か否かを判定する。ここで、第５閾値Ｔ５の大きさは、コントローラ４のメモリ等に事前に記憶されており、必要に応じて適宜読み出されるようになっている。
【0205】
ステップＳ５１の判定がＹＥＳの場合、コントローラ４は、制御プロセスをステップＳ５２に進める。このステップＳ５２において、コントローラ４は、各指令回転数Ｒｒ，Ｒｌを第５閾値Ｔ５に変更する。
【0206】
一方、ステップＳ５１の判定がＮＯの場合、コントローラ４は、ステップＳ５２をスキップしてリターンする。この場合、各指令回転数Ｒｒ，Ｒｌの大きさは、第５閾値Ｔ５未満のまま維持される。
【0207】
このように、本実施形態に係るコントローラ４は、第２制御としての速度増加制御後に、第１及び第２指令回転数Ｒｒ，Ｒｌが所定の閾値（第５閾値Ｔ５）未満の場合（ステップＳ５１：ＮＯ）には、該第１及び第２指令回転数Ｒｒ，Ｒｌの値を維持し、第１及び第２指令回転数Ｒｒ，Ｒｌが第５閾値Ｔ５以上の場合（ステップＳ５１：ＹＥＳ）には、第１及び第２指令回転数Ｒｒ，Ｒｌを第５閾値Ｔ５に変更するように構成されている。
【0208】
そして、図９のステップＳ８から続くステップＳ９において、コントローラ４は、移動方向に沿ったベッド１０の移動をアシストするように、第１及び第２モータ２２Ｒ，２２Ｌを介して第１及び第２メカナムホイール２１Ｒ，２１Ｌをそれぞれ駆動する。その際、前述のステップＳ５、ステップＳ６及びステップＳ７を通じて決定された指令回転数Ｒｒ，Ｒｌを実現するように、第１及び第２モータ２２Ｒ，２２Ｌがそれぞれ駆動される。
【0209】
これにより、前後方向又は左右方向への手押移動に際しては、その移動方向に沿ったアシストが実行される一方、前後方向に移動しながらの旋回つまり、ベッド１０のコーナリングに際しては、前後方向と左右方向との双方に手押移動がアシストされるように、第１及び第２モータ２２Ｒ，２２Ｌを介して第１及び第２メカナムホイール２１Ｒ，２１Ｌが駆動される。
【0210】
これにより、前後方向のみにアシストしたときのような中央位置Ｐｃまわりの旋回ではなく、横方向へとベッド１０をスライドさせながらの旋回が実現される。例えば、図１７のような右折時には、ベッド１０を前方に押し込む外力に加えて、該ベッド１０を左方（旋回方向の逆方向）にスライドさせるような外力が作用するから、その外力をフィードバックしてアシストすることで、ベッド１０を左方にスライド（いわばドリフト）させるようなコーナリングが実現される。
【0211】
これにより、図１７に示したように、旋回中心Ｏｔをベッド１０の前端側にシフトさせたコーナリングが実現されて、同図に示すような軌道でベッド１０を旋回させることができるようになる。
【0212】
仮に、横方向へのアシストを行わなかった場合、図１９の従来例に示すように、第１及び第２メカナムホイール２１Ｒ，２１Ｌの中央位置Ｐｃを旋回中心Ｏｔとした軌道となる。そうした軌道は、コーナリング半径が小さいものとなり、通路の角等とベッド１０とが干渉するおそれがあり不都合である。
【0213】
また、図示は省略するが、左折時には、ベッド１０を前方に押し込む外力に加えて、該ベッド１０を右方（旋回方向の逆方向）にスライドさせるような外力が作用するから、その外力をフィードバックしてアシストすることで、ベッド１０を右方にスライドさせるようなコーナリングが実現される。この場合も、図１７に示したようなスムースな軌道を実現することが可能になる。
【0214】
以上説明したように、本実施形態によれば、コントローラ４は、前後方向に加えて、横方向についても手押移動をアシストする（図１６のステップＳ４３及びステップＳ４４を参照）。ベッド１０のコーナリングに際しては、コーナリングの半径方向、すなわちベッドの横方向にも力が加わると考えられる。したがって、そうした横方向の力をアシストすることで、コーナリング時に、ベッド１０を横方向にスライドさせることができる。これにより、コーナリング半径を大きくし、ベッド１０の前端又は後端部と、通路の角部との干渉を抑制することができる。これにより、ベッド１０のコーナリングを適切にアシストすることが可能になる。
【0215】
また、図９のステップＳ２及びステップＳ３に例示したように、誘導電流を検出することで、その誘導電流が生じる起因となったトルク（第１及びメカナムホイール２１Ｒ，２１Ｌを回転させようとするトルク）、ひいては、そのトルクに対応した加速度を推定することができる。各メカナムホイール２１Ｒ、２１Ｌの加速度を推定することで、外力が作用した方向を推定することが可能になる。
【0216】
そして、前後方向については手押移動に追従させるようなアシストを実行する一方、横方向については、図１６のステップＳ４１に例示したように、同方向における加速度を減少させた上、その加速度に基づいたコンプライアンス制御を行う。横方向における加速度を減少させることは、同方向に作用する外力を、実際に作用する外力よりも小さく見積もることに等しい。外力を小さく見積もることで、横方向については、手押移動に追従させるには及ばないようなアシストが実行される。その結果、横方向における過度のスライド（搬送者１００が意図した以上のスライド）を抑制し、コーナリング半径を、適切な範囲内に収めることができる。これにより、ベッド１０のコーナリングを適切にアシストする上で有利になる。
【0217】
また、図１７を用いて説明したように、ベッド１０の旋回中心Ｏｔを前端側にシフトさせることで、ベッド１０のコーナリングに際し、前端側よりも後端側を大きく旋回させるような動作を実現することができる。後端側を大きく旋回させることで、その後端側の部位と、通路の角部との干渉を抑制することができる。これにより、ベッド１０のコーナリングを適切にアシストする上で有利になる。
【0218】
また、図１６のステップＳ４２に例示したように、前後方向については速度増加制御を行うことで、単に手押移動に追従させるばかりでなく、指令回転数を増加させた分だけ搬送者１００の負荷を軽減することができる。これにより、前後方向におけるベッド１０の押し心地を向上し、適度な“アシスト感”を搬送者１００に与えることができる。一方、横方向については、図１６のステップＳ４３に例示したように、速度増加制御を意図的に未実行とする。これにより、横方向における過度のスライド（搬送者１００が意図した以上のスライド）を抑制し、コーナリング半径を、適切な範囲内に収めることができる。これにより、ベッド１０のコーナリングを適切にアシストする上で有利になる。
【0219】
また、図３～図５及び図７に例示したように第１及び第２メカナムホイール２１Ｒ、２１Ｌを構成及び配置したことで、第１メカナムホイール２１Ｒと第２メカナムホイール２１Ｌとを反対方向に回転させたときに、ベッド１０を旋回動作させるような推力を発揮させることができる。このように構成することは、ベッド１０のコーナリングを適切にアシストする上で有効である。
【0220】
また、前後移動に際しては指令回転数の絶対値を等しくすることで、キャスタ１４の向きにかかわらず、より安定した前後移動を実現することができる。一方、コーナリングに際しては意図的に絶対値を異ならせることで、所望の軌道に沿ったコーナリングを実現することができる。
【0221】
＜他の実施形態＞
前記実施形態では、ベッド１０の前進又は後退を判定するための状態センサとして、第１及び第２電流センサＳＷ１，ＳＷ２を用いるように構成されていたが、本開示は、そうした構成には限定されない。例えば、状態センサに、第１及び第２回転センサＳＷ３，ＳＷ４を用いてもよいし、６軸センサＳＷ５を用いてもよい。
前記実施形態では、ベッド１０の前進又は後退を判定するための状態センサとして、第１及び第２電流センサＳＷ１，ＳＷ２を用いるように構成されていたが、本開示は、そうした構成には限定されない。例えば、状態センサに、第１及び第２回転センサＳＷ３，ＳＷ４を用いてもよいし、６軸センサＳＷ５を用いてもよい。
【0222】
また、前記実施形態では、速度増加制御によって速度指令（並進速度の指令値）が増加されるように構成されていたが、そうした構成は必須ではない。
【0223】
例えば、ステップＳ３２～Ｓ３４において、速度指令に係る処理の代わりに指令回転数を増加させるような処理を実行してもよい。その場合、ステップＳ３１とステップＳ３２との間に、速度指令を指令回転数に変換するような処理が設けられることになる。
【符号の説明】
【0224】
１ 搬送補助装置
４ コントローラ
１０ ベッド（キャスタ付きベッド）
１４ キャスタ
１４Ｆ 前輪
１４Ｂ 後輪
２１Ｒ 第１メカナムホイール
２１１Ｒ 第１ホイール本体（ホイール本体）
２１２Ｒ 第１樽型ローラ（樽型ローラ）
２１Ｌ 第２メカナムホイール
２１１Ｌ 第２ホイール本体（ホイール本体）
２１２Ｌ 第２樽型ローラ（樽型ローラ）
２２Ｒ 第１モータ
２２Ｌ 第２モータ
ｃｙ 所定比率
Ｆ 搬送面
Ｏｔ 旋回中心
Ｐｃ 中央位置
Ｏｙ１ 第１回転軸（回転軸）
Ｏｙ２ 第２回転軸（回転軸）
Ｏｒ 第１傾斜軸（傾斜軸）
Ｏｌ 第２傾斜軸（傾斜軸）
ＳＷ１ 第１電流センサ（状態センサ）
ＳＷ２ 第２電流センサ（状態センサ）
ＳＷ５ ６軸センサ（旋回センサ）
４ コントローラ
１０ ベッド（キャスタ付きベッド）
１４ キャスタ
１４Ｆ 前輪
１４Ｂ 後輪
２１Ｒ 第１メカナムホイール
２１１Ｒ 第１ホイール本体（ホイール本体）
２１２Ｒ 第１樽型ローラ（樽型ローラ）
２１Ｌ 第２メカナムホイール
２１１Ｌ 第２ホイール本体（ホイール本体）
２１２Ｌ 第２樽型ローラ（樽型ローラ）
２２Ｒ 第１モータ
２２Ｌ 第２モータ
ｃｙ 所定比率
Ｆ 搬送面
Ｏｔ 旋回中心
Ｐｃ 中央位置
Ｏｙ１ 第１回転軸（回転軸）
Ｏｙ２ 第２回転軸（回転軸）
Ｏｒ 第１傾斜軸（傾斜軸）
Ｏｌ 第２傾斜軸（傾斜軸）
ＳＷ１ 第１電流センサ（状態センサ）
ＳＷ２ 第２電流センサ（状態センサ）
ＳＷ５ ６軸センサ（旋回センサ）
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
