(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】P2024135295
(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】
B62B 3/00 20060101AFI20240927BHJP
B60B 19/00 20060101ALI20240927BHJP
A61G 7/08 20060101ALI20240927BHJP
【ＦＩ】
B62B3/00 G
B60B19/00 H
A61G7/08
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023045915
(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）】
3D050
4C040
【Ｆターム（参考）】
3D050AA04
3D050BB02
3D050DD03
3D050EE08
3D050EE15
4C040AA28
4C040BB03
(57)【要約】
【課題】対象物の移動に際し、より良好なアシストを実現する。
【解決手段】搬送補助装置１は、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、第１及び第２メカナムホイール２１Ｒ，２１Ｌそれぞれの回転に際して第１及び第２モータ２２Ｒ，２２Ｌに流れる誘導電流をそれぞれ検出する第１及び第２電流センサＳＷ１，ＳＷ２と、コントローラ４と、を備える。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し、第１及び第２メカナムホイール２１Ｒ，２１Ｌそれぞれの加速度に基づいて、ベッド１０の移動方向を判定し、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をそれぞれ駆動する。
【選択図】図１０
【解決手段】搬送補助装置１は、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、第１及び第２メカナムホイール２１Ｒ，２１Ｌそれぞれの回転に際して第１及び第２モータ２２Ｒ，２２Ｌに流れる誘導電流をそれぞれ検出する第１及び第２電流センサＳＷ１，ＳＷ２と、コントローラ４と、を備える。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し、第１及び第２メカナムホイール２１Ｒ，２１Ｌそれぞれの加速度に基づいて、ベッド１０の移動方向を判定し、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をそれぞれ駆動する。
【選択図】図１０
【特許請求の範囲】
【請求項1】
外力による対象物の移動をアシストするための搬送補助装置において、
前記対象物に取り付けられた第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それぞれ検出する第１及び第２電流センサと、
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、
前記第１及び第２電流センサの検出信号に基づいて、前記第１及び第２メカナムホイールそれぞれの加速度を個別に推定し、
前記第１及び第２メカナムホイールそれぞれの加速度に基づいて、前記対象物の移動方向を判定し、
前記移動方向に沿った前記対象物の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それぞれ駆動する
ことを特徴とする搬送補助装置。
前記対象物に取り付けられた第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それぞれ検出する第１及び第２電流センサと、
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、
前記第１及び第２電流センサの検出信号に基づいて、前記第１及び第２メカナムホイールそれぞれの加速度を個別に推定し、
前記第１及び第２メカナムホイールそれぞれの加速度に基づいて、前記対象物の移動方向を判定し、
前記移動方向に沿った前記対象物の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それぞれ駆動する
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、
前記第１メカナムホイールは、
第１回転軸まわりに回転する第１ホイール本体と、
前記第１ホイール本体の外周に沿って配置され、それぞれ前記第１回転軸に対して傾斜した第１傾斜軸まわりに回転する複数の第１樽型ローラと、を有し、
前記第２メカナムホイールは、
前記第１回転軸と平行に延びる第２回転軸まわりに回転する第２ホイール本体と、
前記第２ホイール本体の外周に沿って配置され、それぞれ前記第２回転軸に対して前記第１傾斜軸とは異なる方向に傾斜した第２傾斜軸まわりに回転する複数の第２樽型ローラと、を有する
ことを特徴とする搬送補助装置。
前記第１メカナムホイールは、
第１回転軸まわりに回転する第１ホイール本体と、
前記第１ホイール本体の外周に沿って配置され、それぞれ前記第１回転軸に対して傾斜した第１傾斜軸まわりに回転する複数の第１樽型ローラと、を有し、
前記第２メカナムホイールは、
前記第１回転軸と平行に延びる第２回転軸まわりに回転する第２ホイール本体と、
前記第２ホイール本体の外周に沿って配置され、それぞれ前記第２回転軸に対して前記第１傾斜軸とは異なる方向に傾斜した第２傾斜軸まわりに回転する複数の第２樽型ローラと、を有する
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、
前記第１及び第２回転軸は、双方とも、前記対象物の前後方向に直交しかつ前記対象物の搬送面に沿った左右方向に延び、
前記第１傾斜軸は、前記第２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回転軸は、双方とも、前記対象物の前後方向に直交しかつ前記対象物の搬送面に沿った左右方向に延び、
前記第１傾斜軸は、前記第２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4】
請求項３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、
前記第１メカナムホイールの加速度と、前記第２メカナムホイールの加速度との差分を演算し、
前記差分の大きさに基づいて、前記移動方向を判定する
ことを特徴とする搬送補助装置。
前記コントローラは、
前記第１メカナムホイールの加速度と、前記第２メカナムホイールの加速度との差分を演算し、
前記差分の大きさに基づいて、前記移動方向を判定する
ことを特徴とする搬送補助装置。
【請求項5】
請求項３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、
前記第１及び第２メカナムホイールそれぞれの加速度に基づいて、前記移動方向が前記前後方向であるか否かを判定し、
前記移動方向が前記前後方向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、前記第１及び第２モータ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モータと前記第２モータとで前記指令回転数の絶対値を等しくする
ことを特徴とする搬送補助装置。
前記コントローラは、
前記第１及び第２メカナムホイールそれぞれの加速度に基づいて、前記移動方向が前記前後方向であるか否かを判定し、
前記移動方向が前記前後方向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、前記第１及び第２モータ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モータと前記第２モータとで前記指令回転数の絶対値を等しくする
ことを特徴とする搬送補助装置。
【請求項6】
請求項３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、
前記第１及び第２メカナムホイールそれぞれの加速度に基づいて、前記移動方向が前記左右方向であるか否かを判定し、
前記移動方向が前記左右方向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、前記第１及び第２モータ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モータと前記第２モータとで前記指令回転数の絶対値を等しくする
ことを特徴とする搬送補助装置。
前記コントローラは、
前記第１及び第２メカナムホイールそれぞれの加速度に基づいて、前記移動方向が前記左右方向であるか否かを判定し、
前記移動方向が前記左右方向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、前記第１及び第２モータ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モータと前記第２モータとで前記指令回転数の絶対値を等しくする
ことを特徴とする搬送補助装置。
【請求項7】
請求項１から６のいずれか１項に記載された搬送補助装置において、
前記対象物は、キャスタ付きベッドであり、
前記第１及び第２メカナムホイールは、それぞれ、前記キャスタ付きベッドの下部に取り付けられる
ことを特徴とする搬送補助装置。
前記対象物は、キャスタ付きベッドであり、
前記第１及び第２メカナムホイールは、それぞれ、前記キャスタ付きベッドの下部に取り付けられる
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】
前記特許文献１に記載されているような構成を用いる場合、より良好なアシストを実現するためには、対象物の移動方向を適切に判断することが求められる。その判断を行うためには、例えば、歪みゲージ式、圧電式等のフォースセンサを対象物に取り付けることが考えられるものの、より適切な判断を行う上で工夫の余地があった。
【0006】
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、対象物の移動に際し、より良好なアシストを実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本開示の第１の態様は、外力による対象物の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、前記対象物に取り付けられた第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それぞれ検出する第１及び第２電流センサと、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、前記第１及び第２電流センサの検出信号に基づいて、前記第１及び第２メカナムホイールそれぞれの加速度を個別に推定し、前記第１及び第２メカナムホイールそれぞれの加速度に基づいて、前記対象物の移動方向を判定し、前記移動方向に沿った前記対象物の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それぞれ駆動する。
【0008】
前記第１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。ここで、誘導電流の符号は、推定された加速度の符号と対応しており、各ホイールの回転方向と関連付けることができる。
【0009】
さらに、複数のメカナムホイールを用いた場合、各ホイールの回転方向と、搬送補助装置全体の並進方向とを関連付けることができる。また、搬送補助装置全体の並進方向は、外力の作用方向、ひいては対象物の移動方向と略一致すると考えられる。そのため、各ホイールの回転方向から対象物の移動方向を判定することができる。そして、判定された移動方向に沿ったアシストを実現することで、各ホイールの実際の回転状況が反映された、より良好なアシストを実現することが可能になる。
【0010】
ここで、前述のような加速度を検出するために、例えば６軸センサを用いることも考えられる。しかしながら、６軸センサは、一般に振動に弱い。そのため、各メカナムホイールの構成又は取付方法が変わったり、例えば対象物としてベッドを用いたときに就寝者が寝返りしたりするとセンサの検出値が大幅に変化するため、方向判定を正確に行うには不都合である。これに対し、本開示のように誘導電流を用いると、より正確な方向判定を行うことができる。
【0011】
また、本開示の第２の態様によれば、前記第１メカナムホイールは、第１回転軸まわりに回転する第１ホイール本体と、前記第１ホイール本体の外周に沿って配置され、それぞれ前記第１回転軸に対して傾斜した第１傾斜軸まわりに回転する複数の第１樽型ローラと、を有し、前記第２メカナムホイールは、前記第１回転軸と平行に延びる第２回転軸まわりに回転する第２ホイール本体と、前記第２ホイール本体の外周に沿って配置され、それぞれ前記第２回転軸に対して前記第１傾斜軸とは異なる方向に傾斜した第２傾斜軸まわりに回転する複数の第２樽型ローラと、を有する、としてもよい。
【0012】
前記第２の態様によると、第１及び第２メカナムホイールが双方とも同じ方向に回転したときと、第１及び第２メカナムホイールの一方と他方とで異なる方向に回転したときとで、搬送補助装置全体の並進方向を異ならせることができる。並進方向に応じて各ホイールの回転方向が明確に区別されるため、対象物の移動方向を、より正確に判断することができるようになる。これにより、対象物の移動に際し、より良好なアシストを実現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、前記第１及び第２回転軸は、双方とも、前記対象物の前後方向に直交しかつ前記対象物の搬送面に沿った左右方向に延び、前記第１傾斜軸は、前記第２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。
【0014】
前記第３の態様によると、第１及び第２メカナムホイールが双方とも同じ方向に回転しているときには、搬送補助装置全体では前後方向に並進することになる。一方、第１及び第２メカナムホイールの一方と他方とで異なる方向に回転しているときには、搬送補助装置全体では左右方向に並進することになる。前後移動時と左右移動時とで各ホイールの回転方向が明確に区別されるため、対象物の移動方向を、より正確に判断することができるようになる。これにより、対象物の移動に際し、より良好なアシストを実現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、前記第１メカナムホイールの加速度と、前記第２メカナムホイールの加速度との差分を演算し、前記差分の大きさに基づいて、前記移動方向を判定する、としてもよい。
【0016】
前記第４の態様によると、第１及び第２メカナムホイールが双方とも同じ方向に回転しているとき（つまり、前後方向に並進しているとき）には、前記差分は実質的にゼロとなる。一方、第１及び第２メカナムホイールの一方と他方とで異なる方向に回転しているときには、前記差分はゼロよりも有意に大きくなる。前後移動時と左右移動時とで差分の大きさが明確に区別されるため、対象物の移動方向を、より正確に判断することができるようになる。これにより、対象物の移動に際し、より良好なアシストを実現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、前記コントローラは、前記第１及び第２メカナムホイールそれぞれの加速度に基づいて、前記移動方向が前記前後方向であるか否かを判定し、前記移動方向が前記前後方向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同じ値に設定する、としてもよい。
【0018】
前記第５の態様によると、前後移動に際して指令回転数の絶対値を等しくすることで、対象物の姿勢に関わらず、より安定した前後移動を実現することができる。これにより、対象物の移動に際し、より良好なアシストを実現する上で有利になる。
【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、前記第１及び第２メカナムホイールそれぞれの加速度に基づいて、前記移動方向が前記左右方向であるか否かを判定し、前記移動方向が前記左右方向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する、としてもよい。
【0020】
前記第６の態様によると、左右移動に際して指令回転数の絶対値を等しくすることで、対象物の姿勢に関わらず、より安定した左右移動を実現することができる。これにより、対象物の移動に際し、より良好なアシストを実現する上で有利になる。
【0021】
また、本開示の第７の態様によれば、前記対象物は、キャスタ付きベッドであり、前記第１及び第２メカナムホイールは、それぞれ、前記キャスタ付きベッドの下部に取り付けられる、としてもよい。
【0022】
前記第７の態様によると、対象物はキャスタ付きベッドとなる。キャスタ付きベッドのような重量物の移動に際しても、本開示は良好なアシストを実現することができる。
【発明の効果】
【0023】
以上説明したように、本開示によれば、対象物の移動に際し、より良好なアシストを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【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】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】
【0025】
以下、本開示の実施形態を図面に基づいて説明する。
【0026】
【0027】
【0028】
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。
【0029】
搬送補助装置１は、所定の対象物に取り付けられている。この搬送補助装置１は、外力（例えば、搬送者１００が付与する外力）による対象物の移動をアシストするための装置である。
【0030】
図１及び図２に示すように、本実施形態に係る対象物は、キャスタ付きベッド（以下、単に「ベッド」という）１０である。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。
【0031】
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。
【0032】
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。
【0033】
ベッド１０は、搬送者１００によって、前後方向の一端側（図例では後端側）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。
【0034】
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。
【0035】
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。
【0036】
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。
【0037】
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。
【0038】
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。
【0039】
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。
【0040】
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。
【0041】
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。
【0042】
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、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、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。
【0043】
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。
【0044】
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。
【0045】
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。
【0046】
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。
【0047】
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。
【0048】
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。
【0049】
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。
【0050】
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。
【0051】
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）。
【0052】
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。
【0053】
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。
【0054】
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。
【0055】
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。
【0056】
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。
【0057】
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。
【0058】
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。
【0059】
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。
【0060】
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。
【0061】
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。
【0062】
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。
【0063】
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。
【0064】
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。
【0065】
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。
【0066】
また、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。
【0067】
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。
【0068】
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。
【0069】
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。
【0070】
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。
【0071】
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。
【0072】
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。
【0073】
また、図８に示すように、６軸センサＳＷ５は、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、ｚ軸まわりの回転角（いわゆるヨー角ψ）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。
【0074】
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。
【0075】
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。
【0076】
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。
【0077】
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。
【0078】
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）。
【0079】
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。
【0080】
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）。
【0081】
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発揮させることができる。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。
【0082】
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。
【0083】
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。
【0084】
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。
【0085】
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。これにより、ベッド１０の斜め移動をアシストすることができる。一方、第１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）。
【0086】
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。
【0087】
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。
【0088】
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。
【0089】
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。
【0090】
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。
【0091】
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、安全制限制御を例示するフローチャートである。
【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Ｒ及び質量ｍ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＝（ａｌ－ａｒ）／２ …（４）
ａｙ＝（ａｌ－ａｒ）／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】
すなわち、第１及び第２加速度ａｒ，ａｌは、それぞれ、前後方向の成分と、左右方向の成分とを有する。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、前後方向の成分は、第１メカナムホイール２１Ｒと第２メカナムホイール２１Ｌとで同符号となり、左右方向の成分は、第１メカナムホイール２１Ｒと第２メカナムホイール２１Ｌとで逆符号となる。
【0107】
そのため、式（３）によって左右方向の成分を相殺し、前後方向の成分を抽出して平均化することができる。同様に、式（４）によって前後方向の成分を相殺し、左右方向の成分を抽出して平均化することができる。式（３）及び（４）により、第１及び第２メカナムホイール２１Ｒ，２１Ｌ全体で見た並進加速度を推定することができる。
【0108】
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。
【0109】
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。
【0110】
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。
【0111】
ｒｘ＝（ｒｒ＋ｒｌ）／２ …（５）
ｒｙ＝（ｒｒ－ｒｌ）／２ …（６）
ｒｙ＝（ｒｒ－ｒｌ）／２ …（６）
【0112】
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。
【0113】
ｒｒ＝ｒｘ＋ｒｙ …（７）
ｒｌ＝ｒｘ－ｒｙ …（８）
ｒｌ＝ｒｘ－ｒｙ …（８）
【0114】
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の回転数が所定の第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。
【0115】
詳しくは、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（５）及び（６）のいずれか一方が満足されているか否かを判定する。その判定を通じて、実際にベッド１０が搬送されているか否かを確認することができる（搬送確認）。
【0116】
ｒｘ≧Ｔ１ …（９）
ｒｙ≧Ｔ１ …（１０）
ｒｙ≧Ｔ１ …（１０）
【0117】
上式（９）及び（１０）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。
【0118】
ここで、上式（９）及び（１０）が双方とも満足されていない場合、コントローラ４は、外力によってベッド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。
【0119】
ステップＳ５に進んだ場合、それ以降のステップＳ７及びＳ８において、第１及び第２モータ２２Ｒ、２２Ｌの指令回転数は、ゼロに設定される（ステップＳ７及びＳ８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。
【0120】
一方、上式（９）及び（１０）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を設定する。
【0121】
【0122】
以下に説明されるステップＳ１１～Ｓ１３において、コントローラ４は、図９のステップＳ２で推定された第１及び第２加速度ａｒ，ａｌに基づいて、ベッド１０の移動方向を判定する。詳細には、本実施形態に係るコントローラ４は、第１及び第２加速度ａｒ，ａｌに基づいて、ベッド１０の移動方向が前後方向であるか否かの判定と、ベッド１０の移動方向が前後方向であるか否かの判定と、を実行する。
【0123】
さらに詳細には、本実施形態に係るコントローラ４は、同図のステップＳ３で演算された第１加速度ａｒと第２加速度ａｌとの差分（横加速度ａｙ）の大きさに基づいて、ベッド１０の移動方向を判定するようになっている。
【0124】
具体的に、図１０のステップＳ１１において、コントローラ４は、以下の関係式（１１）が満足されているか否かを判定する。
【0125】
｜ａｙ｜＜Ｔ２ …（１１）
【0126】
上式（１１）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。
【0127】
ここで、上式（１１）が満足されている場合（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、コントローラ４は、制御ステップをステップＳ１２に進める。ステップＳ１２において、コントローラ４は「移動方向＝前後方向」と判定する。
【0128】
また、このステップＳ１２において、コントローラ４は、縦加速度ａｘの符号に基づいて、移動方向が前方（ａｘ＞０）か後方（ａｘ＜０）かを判定する。この判定が完了すると、コントローラ４は、制御プロセスをステップＳ１３に進める。
【0129】
一方、上式（７）が満足されていない場合（ステップＳ１１：ＮＯ）、コントローラ４は、制御ステップをステップＳ１４に進める。ステップＳ１４において、コントローラ４は「移動方向＝左右方向」と判定する。
【0130】
また、このステップＳ１４において、コントローラ４は、横加速度ａｙの符号に基づいて、移動方向が左方（ａｙ＞０）か右方（ａｙ＜０）かを判定する。この判定が完了すると、コントローラ４は、制御プロセスをステップＳ１５に進める。
【0131】
ステップＳ１３及びステップＳ１５において、コントローラ４は、ステップＳ１２又はステップＳ１４で行われた判定に基づいて、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それぞれの指令回転数を設定する。
【0132】
具体的に、移動方向が前後方向であると判定された場合に進むステップＳ１３において、コントローラ４は、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モータ２２Ｒ，２２Ｌそれぞれの指令回転数を設定する。その設定に際し、コントローラ４は、第１モータ２２Ｒと第２モータ２２Ｌとで指令回転数の絶対値を等しくする。各指令回転数の符号は、モータ正転時には正、モータ逆転時には負となるように定義されている。
【0133】
したがって、第１モータ２２Ｒの指令回転数（以下、第１指令回転数ともいう）をＲｒとし、第２モータ２２Ｌの指令回転数（以下、第２指令回転数ともいう）をＲｒとすると、本実施形態に係る搬送補助装置１では、移動方向＝前方のときには下式（１２）が満足されるとともに、移動方向＝後方のときには下式（１３）が満足されるようにそれぞれ設定される。
【0134】
Ｒｒ＝Ｒｌ＞０ …（１２）
Ｒｒ＝Ｒｌ＜０ …（１３）
Ｒｒ＝Ｒｌ＜０ …（１３）
【0135】
一方、移動方向が左右方向であると判定された場合に進むステップＳ１５において、コントローラ４は、第１及び第２メカナムホイール２１Ｒ，２１Ｌ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モータ２２Ｒ，２２Ｌそれぞれの指令回転数を設定する。その設定に際し、コントローラ４は、第１モータ２２Ｒと第２モータ２２Ｌとで指令回転数の絶対値を等しくする。
【0136】
したがって、本実施形態に係る搬送補助装置１では、移動方向＝左方のときには下式（１４）が満足されるとともに、移動方向＝右方のときには下式（１５）が満足されるようにそれぞれ設定される。
【0137】
Ｒｒ＝－Ｒｌ＞０ …（１４）
Ｒｌ＝－Ｒｒ＞０ …（１５）
Ｒｌ＝－Ｒｒ＞０ …（１５）
【0138】
図１０のステップＳ１３及びステップＳ１５の処理が完了すると、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は安全制御処理を実行する。この処理の詳細は、図１１のステップＳ３１及びステップＳ３２に示す通りである。
【0139】
ステップＳ３１において、コントローラ４は、図１０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３閾値Ｔ３以上か否かを判定する。ここで、第３閾値Ｔ３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。
【0140】
ステップＳ３１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Ｓ３２に進める。このステップＳ３２において、コントローラ４は、各指令回転数Ｒｒ，Ｒｌを第３閾値Ｔ３に変更する。
【0141】
一方、ステップＳ３２の判定がＮＯの場合、コントローラ４は、ステップＳ３２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３閾値Ｔ３未満のまま維持される。
【0142】
そして、図９のステップＳ７から続くステップＳ８において、コントローラ４は、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はそれぞれ駆動される。これによりベッド１０の移動方向に沿ったアシストが実現される。
【0143】
以上のように、２つのメカナムホイール２１Ｒ，２１Ｌを用いたことで、各メカナムホイール２１Ｒ，２１Ｌの回転方向と、ｘｙ平面上での並進方向とを関連付けることができる（図７参照）。また、搬送補助装置１自身の並進方向は、外力の作用方向、ひいてはベッド１０の移動方向と略一致すると考えられる。そのため、各メカナムホイール２１Ｒ，２１Ｌの回転方向に基づいて、ベッド１０全体の移動方向を判定することができる。そして、判定された移動方向に沿ったアシストを実現することで、各メカナムホイール２１Ｒ，２１Ｌの実際の回転状況が反映された、より良好なアシストを実現することが可能になる。
【0144】
また、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が双方とも同じ方向に回転したときと、第１及び第２メカナムホイール２１Ｒ，２１Ｌの一方と他方とで異なる方向に回転したときとで、搬送補助装置１全体の並進方向を異ならせることができる。並進方向に応じて各メカナムホイール２１Ｒ，２１Ｌの回転方向が明確に区別されるため、ベッド１０の移動方向を、より正確に判断することができるようになる。これにより、ベッド１０の移動に際し、より良好なアシストを実現する上で有利になる。
【0145】
また、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が双方とも同じ方向に回転しているときには、搬送補助装置１全体では前後方向に並進することになる。一方、第１及び第２メカナムホイール２１Ｒ，２１Ｌの一方と他方とで異なる方向に回転しているときには、搬送補助装置１全体では左右方向に並進することになる。前後移動時と左右移動時とで各メカナムホイール２１Ｒ，２１Ｌの回転方向が明確に区別されるため、ベッド１０の移動方向を、より正確に判断することができるようになる。これにより、ベッド１０の移動に際し、より良好なアシストを実現する上で有利になる。
【0146】
また、第１及び第２メカナムホイール２１Ｒ，２１Ｌが双方とも同じ方向に回転しているとき（つまり、前後方向に並進しているとき）には、横加速度ａｙは実質的にゼロとなる。一方、第１及び第２メカナムホイール２１Ｒ，２１Ｌの一方と他方とで異なる方向に回転しているときには、横加速度ａｙはゼロよりも有意に大きくなる。前後移動時と左右移動時とで差分の大きさが明確に区別されるため、図１０のステップＳ１１、ステップＳ１２及びステップＳ１４に例示したように、ベッド１０の移動方向を、より正確に判断することができるようになる。これにより、ベッド１０の移動に際し、より良好なアシストを実現する上で有利になる。
【0147】
また、図１０のステップＳ１３に関して説明したように、前後移動に際して指令回転数の絶対値を左右で等しくすることで、ベッド１０の姿勢に関わらず、より安定した前後移動を実現することができる。これにより、ベッド１０の移動に際し、より良好なアシストを実現する上で有利になる。
【0148】
また、図１０のステップＳ１５に関して説明したように、左右移動に際して指令回転数の絶対値を左右で等しくすることで、ベッド１０の姿勢に関わらず、より安定した左右移動を実現することができる。これにより、ベッド１０の移動に際し、より良好なアシストを実現する上で有利になる。
【0149】
また、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のような重量物の移動に際しても、良好なアシストを実現することができる。
【0150】
＜他の実施形態＞
前記実施形態では、２つ１組のメカナムホイールを備えた構成について例示したが、本開示は、そうした構成には限定されない。例えば、ベッド１０の移動方向の判定に利用可能な第１及び第２メカナムホイール２１Ｒ，２１Ｌに加えて、第３及び第４のメカナムホイール等、複数のメカナムホイールを備えた構成としてもよい。
前記実施形態では、２つ１組のメカナムホイールを備えた構成について例示したが、本開示は、そうした構成には限定されない。例えば、ベッド１０の移動方向の判定に利用可能な第１及び第２メカナムホイール２１Ｒ，２１Ｌに加えて、第３及び第４のメカナムホイール等、複数のメカナムホイールを備えた構成としてもよい。
【0151】
また、前記実施形態では、ベッド１０の移動方向が、前後方向であるか左右方向であるかが判定され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、縦加速度ａｘと横加速度ａｙとが双方とも所定以上の場合には、ベッド１０の移動方向が斜め方向であると判定するように構成してもよい。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のうちの一方を前転又は後転させることで生じる推力を利用して、その斜め方向への移動をアシストするように構成することもできる。
【0152】
斜め方向に関して判定する場合、例えば、図１０のステップＳ１１とステップＳ１４との間で、下式（１６）が満足されているか否かの判定を行えばよい。
【0153】
｜ａｘ｜＜Ｔ２ …（１６）
【0154】
コントローラ４は、上式（１６）の判定がＹＥＳの場合、ベッド１０の移動方向が左右方向であると判断し、制御プロセスをステップＳ１４に進めて前述の処理を実行すればよい。コントローラ４はまた、上式（１６）の判定がＮＯの場合、ベッド１０の移動が斜め方向であると判断し、前述のように第１及び第２メカナムホイール２１Ｒ，２１Ｌのうちの一方を前転又は後転させるような処理を実行すればよい。
【0155】
また、斜め方向へのアシストを行う場合、図９のステップＳ４では、式（９）及び１０）のいずれか一方ではなく、式（９）及び（１０）の少なくとも一方が成立するか否かを判定すればよい。例えば、ベッド１０が斜め方向に移動している場合、式（９）及び（１０）の双方が成立することになる。
【符号の説明】
【0156】
１ 搬送補助装置
４ コントローラ
１０ ベッド（対象物）
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
２１２Ｒ 第１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
２１２Ｌ 第２樽型ローラ
２２Ｒ 第１モータ
２２Ｌ 第２モータ
Ｏｙ１ 第１回転軸
Ｏｙ２ 第２回転軸
Ｏｒ 第１傾斜軸
Ｏｌ 第２傾斜軸
ＳＷ１ 第１電流センサ
ＳＷ２ 第２電流センサ
４ コントローラ
１０ ベッド（対象物）
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
２１２Ｒ 第１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
２１２Ｌ 第２樽型ローラ
２２Ｒ 第１モータ
２２Ｌ 第２モータ
Ｏｙ１ 第１回転軸
Ｏｙ２ 第２回転軸
Ｏｒ 第１傾斜軸
Ｏｌ 第２傾斜軸
ＳＷ１ 第１電流センサ
ＳＷ２ 第２電流センサ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】