特開 2024-135296 搬送補助装置

(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】P2024135296

(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】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023045916

(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

4C040GG17

(57)【要約】

【課題】対象物の移動のアシストに際し、対象物の押し心地を軽くする。
【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の回転に際して第１及び第２モータ２２Ｒ，２２Ｌに流れる誘導電流を検出する第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ベッド１０の加速度を推定し、推定された加速度に基づいて、ベッド１０の移動に追従させるように第１及び第２モータ２２Ｒ，２２Ｌの指令回転数を設定し、推定された加速度の絶対値が所定値以上の場合には、設定された指令回転数を増加させる。
【選択図】図１５

【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るホイールと、
前記ホイールに駆動連結されたモータと、
前記ホイールの回転に際して前記モータに流れる誘導電流を検出する電流センサと、
前記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、
前記電流センサの検出信号に基づいて、前記対象物の加速度を推定し、
前記加速度に基づいて、前記対象物の移動に追従させるように前記モータの指令回転数を設定する第１制御を実行し、
前記加速度の絶対値が所定値以上の場合には、前記第１制御で設定された前記指令回転数を増加させる第２制御を実行する
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、
前記ホイールの回転数を検出する回転センサを備え、
前記コントローラは、前記指令回転数を増加させる場合、前記回転センサによって検出された回転数が大きくなる程、前記指令回転数を大きく増加させる
ことを特徴とする搬送補助装置。

【請求項3】

請求項１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、前記加速度の絶対値が前記所定値を下まわった場合には、前記第２制御後の指令回転数を低下させる
ことを特徴とする搬送補助装置。

【請求項4】

請求項１に記載された搬送補助装置において、
前記モータの回転数を検出する回転センサを備え、
前記コントローラは、前記回転センサの検出信号に基づいて、前記回転数が所定以上になったことを条件に、前記ホイールの駆動を許容する
ことを特徴とする搬送補助装置。

【請求項5】

請求項１に記載された搬送補助装置において、
前記モータの回転数を検出する回転センサと、
前記対象物が移動する搬送面の傾斜角を検出する傾斜センサと、を備え、
前記コントローラは、前記傾斜センサの検出信号に基づいて、前記搬送面が坂道であるか否かを判定し、
前記コントローラは、
前記搬送面が坂道ではないと判定した場合には、前記電流センサによって得られた前記加速度に基づいて前記第１制御及び前記第２制御を双方とも実行する一方、
前記搬送面が坂道であると判定した場合には、前記回転センサ及び前記傾斜センサの検出信号に基づいて、前記坂道に沿って前記対象物が上っているか否かを判定し、該対象物が上っていると判定したときには、前記電流センサによって得られた前記加速度を増加させた上で、該増加後の加速度に基づいて前記第１制御を実行し、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6】

請求項１に記載された搬送補助装置において、
前記ホイールの回転数を検出する回転センサと、
前記対象物が搬送される搬送面の傾斜角を検出する傾斜センサと、を備え、
前記コントローラは、前記傾斜センサの検出信号に基づいて、前記搬送面が坂道であるか否かを判定し、
前記コントローラは、
前記搬送面が坂道ではないと判定した場合には、前記電流センサによって得られた前記加速度に基づいて前記第１制御及び前記第２制御を双方とも実行する一方、
前記搬送面が坂道であると判定した場合には、前記回転センサ及び前記傾斜センサの検出信号に基づいて、前記坂道に沿って前記対象物が下っているか否かを判定し、該対象物が下っていると判定したときには、前記電流センサによって得られた前記加速度に基づいて前記第１制御を実行し、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7】

請求項１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２制御後に、
前記指令回転数が所定の閾値未満の場合には、該指令回転数の値を維持し、
前記指令回転数が前記閾値以上の場合には、該指令回転数を前記閾値に変更する
ことを特徴とする搬送補助装置。

【請求項8】

請求項１から７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、
前記ホイールは、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た場合、シャーシ等の対象物の移動をアシストする際に、その移動に追従させるようにモータの指令回転数を設定することが考えられる。

【0006】

しかしながら、単に対象物の移動に追従させるだけでは、いわゆる“アシスト感”に欠けたものとなり、搬送者によるベッドの押し心地も重いものとなる。押し心地を軽くするためには、さらなる工夫が必要となる。

【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、対象物の移動のアシストに際し、対象物の押し心地を軽くすることにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本開示の第１の態様は、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るホイールと、前記ホイールに駆動連結されたモータと、前記ホイールの回転に際して前記モータに流れる誘導電流を検出する電流センサと、前記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、前記電流センサの検出信号に基づいて、前記対象物の加速度を推定し、前記加速度に基づいて、前記対象物の移動に追従させるように前記モータの指令回転数を設定する第１制御を実行し、前記加速度の絶対値が所定値以上の場合には、前記第１制御で設定された前記指令回転数を増加させる第２制御を実行する。

【0009】

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（ホイールを回転させようとするトルク）を推定することができる。このトルクを推定することで、対象物の加速度を推定することができる。この加速度は、操作者が付与した外力に応じて増加するから、加速度の絶対値が所定値以上であるか否かを判定することで、対象物が押されたか否かを判定することができる。

【0010】

そして、第１制御に加えて第２制御を行うことで、単に対象物に追従させるばかりでなく、第２制御を通じて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、対象物の押し心地を軽くし、適度な“アシスト感”を搬送者に与えることができる。

【0011】

さらに、加速度の絶対値が所定以上の場合、つまり対象物が押された場合に第２制御を実行することで、搬送者が対象物を押したタイミングと、対象物の押し心地が軽くなるタイミングとを同期させることができる。これにより、過不足のないアシスト感を搬送者に与えることができる。また、対象物が押されたことを条件に第２制御を実行するように構成することで、押されていないタイミングで第２制御が実行された結果、搬送補助装置が意図せずして自走するような事態に陥るのを避けることができる。

【0012】

また、本開示の第２の態様によれば、前記搬送補助装置は、前記モータの回転数を検出する回転センサを備え、前記コントローラは、前記指令回転数を増加させる場合、前記回転センサによって検出された回転数が大きくなる程、前記指令回転数を大きく増加させる、としてもよい。

【0013】

搬送者が対象物を強く押す程、回転数の検出値はより高くなると考えられる。前記第２の態様によると、搬送者が対象物を強く押す程、より強い推力で対象物の移動がアシストされることになる。これにより、外力の大きさに応じたアシストを実現することができ、対象物の押し心地を軽くする上で有利になる。

【0014】

また、本開示の第３の態様によれば、前記コントローラは、前記加速度の絶対値が前記所定値を下まわった場合には、前記第２制御後の指令回転数を低下させる、としてもよい。

【0015】

前記第３の態様によると、搬送者が対象物を弱く押したり、対象物から手を離したりした場合には、より弱い推力で対象物の移動がアシストされることになる。これにより、外力の大きさに応じたアシストを実現することができ、過不足のないアシスト感を搬送者に与えるとともに、搬送補助装置の意図せぬ自走を抑制することができる。

【0016】

また、本開示の第４の態様によれば、前記搬送補助装置は、前記モータの回転数を検出する回転センサを備え、前記コントローラは、前記回転センサの検出信号に基づいて、前記回転数が所定以上になったことを条件に、前記ホイールの駆動を許容する、としてもよい。

【0017】

前記第４の態様によると、回転数が所定未満のときには、ホイールの駆動が制限される。これにより、対象物が実際に搬送されているような状況に限り、第１制御及び第２制御を実行させることができるようになる。このことは、搬送補助装置の使い勝手の向上に資する。

【0018】

また、本開示の第５の態様によれば、前記搬送補助装置は、前記ホイールの回転数を検出する回転センサと、前記対象物が移動する搬送面の傾斜角を検出する傾斜センサと、を備え、前記コントローラは、前記傾斜センサの検出信号に基づいて、前記搬送面が坂道であるか否かを判定し、前記コントローラは、前記搬送面が坂道ではないと判定した場合には、前記電流センサによって得られた前記加速度に基づいて前記第１制御及び前記第２制御を双方とも実行する一方、前記搬送面が坂道であると判定した場合には、前記回転センサ及び前記傾斜センサの検出信号に基づいて、前記坂道に沿って前記対象物が上っているか否かを判定し、該対象物が上っていると判定したときには、前記電流センサによって得られた前記加速度を増加させた上で、該増加後の加速度に基づいて前記第１制御を実行し、前記第２制御を未実行とする、としてもよい。

【0019】

坂道の登坂時に第２制御を行うと、対象物を押し始めた瞬間こそアシスト感が向上するものの、それ以降の期間（登坂している最中）におけるアシスト感は向上しない。そこで、前記第５の態様によると、坂道を登坂していると判断される場合には、第１制御に際して参照される加速度を増加させた上で、その増加後の加速度に基づいた第１制御を実行する。加速度を増加させることは、対象物に作用する外力を、実際の外力よりも大きく見積もることに等しい。外力を大きく見積もることで、ベッドの移動に追従させる以上の推力を発揮するようなアシストが実現される。この処理は、登坂が継続する限り行われることになるから、坂道の登坂中に、良好なアシスト感を継続的に発揮させることができる。

【0020】

また、本開示の第６の態様によれば、前記搬送補助装置は、前記ホイールの回転数を検出する回転センサと、前記対象物が搬送される搬送面の傾斜角を検出する傾斜センサと、を備え、前記コントローラは、前記傾斜センサの検出信号に基づいて、前記搬送面が坂道であるか否かを判定し、前記コントローラは、前記搬送面が坂道ではないと判定した場合には、前記電流センサによって得られた前記加速度に基づいて前記第１制御及び前記第２制御を双方とも実行する一方、前記搬送面が坂道であると判定した場合には、前記回転センサ及び前記傾斜センサの検出信号に基づいて、前記坂道に沿って前記対象物が下っているか否かを判定し、該対象物が下っていると判定したときには、前記電流センサによって得られた前記加速度に基づいて前記第１制御を実行し、前記第２制御を未実行とする、としてもよい。

【0021】

坂道の降坂時に第２制御を行うと、対象物が必要以上に加速されてしまい、搬送者の手から対象物が離れてしまう可能性がある。そこで、前記第６の態様によると、坂道を降坂していると判断される場合には、加速度を増加させることなく第１制御のみを実行し第２制御は未実行とする。これにより、坂道の降坂時に適したアシスト感を発揮させることができる。

【0022】

また、本開示の第７の態様によれば、前記コントローラは、前記第１制御に際し、前記指令回転数が所定の閾値未満の場合には、該指令回転数の値を維持し、前記指令回転数が前記閾値以上の場合には、該指令回転数を前記閾値に変更する、としてもよい。

【0023】

前記第７の態様によると、指令回転数の値を閾値以下に維持することができる。これにより、搬送補助装置の安全性を、従来よりもさらに高めることができる。

【0024】

また、本開示の第８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、前記ホイールは、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。

【0025】

前記第８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のアシストに際しても、搬送者による押し心地を軽くすることができる。

【発明の効果】

【0026】

以上説明したように、本開示によれば、対象物の移動のアシストに際し、搬送者による押し心地を軽くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【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】坂道の登坂／降坂に関する処理を例示するフローチャートである。

【図17】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】

【0028】

以下、本開示の実施形態を図面に基づいて説明する。

【0029】

図１は搬送補助装置１及びキャスタ付きベッド１０の全体構成を例示する側面図であり、図２は搬送補助装置１及びキャスタ付きベッド１０の全体構成を例示する底面図である。

【0030】

また、図３は搬送補助装置１の構成を例示する斜視図であり、図４は搬送補助装置１の構成を例示する平面図であり、図５は搬送補助装置１の構成を例示する側面図である。

【0031】

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。

【0032】

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。

【0033】

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。

【0034】

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。

【0035】

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。

【0036】

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。

【0037】

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。

【0038】

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。

【0039】

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。

【0040】

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。

【0041】

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。

【0042】

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。

【0043】

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。

【0044】

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。

【0045】

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、ホイールとしての第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、電流センサとしての第１及び第２電流センサＳＷ１，ＳＷ２と、回転センサとしての第１及び第２回転センサＳＷ３，ＳＷ４と、傾斜センサとしての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。

【0046】

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。

【0047】

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。

【0048】

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。

【0049】

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。

【0050】

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。

【0051】

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。

【0052】

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。

【0053】

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。

【0054】

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）。

【0055】

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。

【0056】

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。

【0057】

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。

【0058】

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。

【0059】

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。

【0060】

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。

【0061】

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。

【0062】

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。

【0063】

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。

【0064】

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。

【0065】

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。

【0066】

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。

【0067】

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。

【0068】

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。

【0069】

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。

【0070】

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。

【0071】

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。

【0072】

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。

【0073】

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。

【0074】

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。

【0075】

また、図８に示すように、傾斜センサとしての６軸センサＳＷ５は、ベッド１０が移動する搬送面Ｆの傾斜角を検出する。詳しくは、この６軸センサＳＷ５は、少なくとも、左右方向に延びるｙ軸回りの回転角（いわゆるピッチ角θ）の角速度を検出可能に構成されている。

【0076】

さらに詳しくは、本実施形態に係る６軸センサＳＷ５は、ピッチ角θ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、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。

【0077】

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。

【0078】

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。

【0079】

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。

【0080】

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。

【0081】

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Ａ_１１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Ａ_１２を参照）。

【0082】

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。

【0083】

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Ａ_２１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Ａ_２２を参照）。

【0084】

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。

【0085】

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。

【0086】

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。

【0087】

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。

【0088】

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）。

【0089】

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。

【0090】

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。

【0091】

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。

【0092】

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。

【0093】

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。

【0094】

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。

【0095】

また、図１６は、坂道の登坂／降坂に関する処理を例示するフローチャートである。図１７は、安全制限制御を例示するフローチャートである。

【0096】

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。

【0097】

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。

【0098】

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。

【0099】

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。

【0100】

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。

【0101】

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。

【0102】

ａ_ｒ＝（－１）・Ｔ_ｒ／（Ｒ・ｍ） …（１）
ａ_ｌ＝（－１）・Ｔ_ｌ／（Ｒ・ｍ） …（２）

【0103】

上式（１）及び（２）において、Ｔ_ｒ［Ｎｍ］は第１トルクであり、Ｔ_ｌ［Ｎｍ］は第２トルクである。また、ａ_ｒ［ｍ／ｓ^２］は、第１トルクに対応した第１加速度であり、ａ_ｌ［ｍ／ｓ^２］は、第２トルクに対応した第２加速度である。

【0104】

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。

【0105】

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。

【0106】

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ａ_ｒ，ａ_ｌ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。

【0107】

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ａ_ｒと第２加速度ａ_ｌとを加算することで縦加速度を推定し、第１加速度ａ_ｒと第２加速度ａ_ｌ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。

【0108】

ａ_ｘ＝（ａ_ｒ＋ａ_ｌ）／２ …（３）
ａ_ｙ＝（ａ_ｒ－ａ_ｌ）／２ …（４）

【0109】

上式（３）及び（４）において、ａ_ｘ［ｍ／ｓ^２］が縦加速度であり、ａ_ｙ［ｍ／ｓ^２］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。

【0110】

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。

【0111】

ここで、ｒ_ｒ［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、ｒ_ｌ［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ｒ_ｒ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ｒ_ｌは第２回転センサＳＷ４によって検出される回転数である。

【0112】

そして、ｒ_ｘ［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、ｒ_ｙ［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。

【0113】

ｒ_ｘ＝（ｒ_ｒ＋ｒ_ｌ）／２ …（５）
ｒ_ｙ＝（ｒ_ｒ－ｒ_ｌ）／２ …（６）

【0114】

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、ｒ_ｘとｒ_ｙを設定することで、ｒ_ｒとｒ_ｌを一意に決定することができる。

【0115】

ｒ_ｒ＝ｒ_ｘ＋ｒ_ｙ …（７）
ｒ_ｌ＝ｒ_ｘ－ｒ_ｙ …（８）

【0116】

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、ｖ_ｒ［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、ｖ_ｌ［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、ｖ_ｘ［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、ｖ_ｙ［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。

【0117】

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。

【0118】

ｖ_ｘ＝（ｖ_ｒ＋ｖ_ｌ）／２ …（９）
ｖ_ｙ＝（ｖ_ｒ－ｖ_ｌ）／２ …（１０）

【0119】

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、ｖ_ｘとｖ_ｙを設定することで、ｖ_ｒとｖ_ｌを一意に設定することができる。

【0120】

ｖ_ｒ＝ｖ_ｘ＋ｖ_ｙ …（１１）
ｖ_ｌ＝ｖ_ｘ－ｖ_ｙ …（１２）

【0121】

また、式同士の関係を利用することで、例えば、縦速度ｖ_ｘ及び／又は横速度ｖ_ｙ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ｒ_ｒと横回転数ｒ_ｌを一意に決定したり、縦回転数ｒ_ｒ及び／又は横回転数ｒ_ｌに対応した第１回転数ｒ_ｒと第２回転数ｒ_ｌを決定したりすることができる。

【0122】

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。

【0123】

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。

【0124】

ｒ_ｘ≧Ｔ１ …（１３）
ｒ_ｙ≧Ｔ１ …（１４）

【0125】

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。

【0126】

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。

【0127】

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。

【0128】

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ｒ_ｘ及び横回転数ｒ_ｙの指令値に相当する。

【0129】

図１０のステップＳ１１～Ｓ１６は、それぞれ、図９のステップＳ６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Ｓ６に進むと、コントローラ４は、図１０のステップＳ１１を開始する。

【0130】

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ａ_ｘ及び横加速度ａ_ｙ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ａ_ｘ及び横加速度ａ_ｙ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。

【0131】

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。

【0132】

｜ａ_ｙ｜＜Ｔ２ …（１５）

【0133】

上式（１５）において、Ｔ２［ｍ／ｓ^２］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。

【0134】

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。

【0135】

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）。

【0136】

続くステップＳ１３及びステップＳ１４において、コントローラ４は、傾斜センサとしての６軸センサＳＷ５の検出信号に基づいて、搬送面Ｆが坂道であるか否かを判定する。

【0137】

具体的に、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、搬送面Ｆの傾斜角（路面勾配）θ_ｓを演算する。この演算は、例えば図８に示したｙ軸まわりの角加速度に基づいて行うことができる。

【0138】

続いて、ステップＳ１４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。

【0139】

｜θ_ｓ｜≧Ｔ３ …（１６）

【0140】

式（１６）において、Ｔ３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。

【0141】

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、搬送面Ｆが平坦な非坂道であると判定し、制御プロセスをステップＳ１５に進める。

【0142】

ステップＳ１５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登坂又は非降坂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、ベッド１０の手押移動を前後方向にアシストすべく、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ａ_ｘ及び横加速度ａ_ｙ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。

【0143】

一方、上式（１６）が満足されている場合、コントローラ４は、搬送面Ｆが坂道であると判定し、制御プロセスをステップＳ１６に進める。

【0144】

ステップＳ１６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登坂又は降坂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、ベッド１０の手押移動を前後方向にアシストするための制御であって、特に、坂道の登坂又は降坂に最適化された制御を実行する。

【0145】

以下、ステップＳ１２及びステップＳ１５で行われる処理と、ステップＳ１６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。

【0146】

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ａ_ｘ及び横加速度ａ_ｙ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、対象物としてのベッド１０の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ｖ_ｘ及び横速度ｖ_ｙの指令値を設定する。

【0147】

式（９）－（１２）に関して説明したように、縦速度ｖ_ｘ及び横速度ｖ_ｙの指令値を設定することで、前記第１回転数ｒ_ｒ及び第２回転数ｒ_ｌの指令値が一意に定まる。

【0148】

以下、縦速度ｖ_ｘ及び横速度ｖ_ｙの指令値をそれぞれ縦速度指令Ｖ_ｘ及び横速度指令Ｖ_ｙと呼称する。また、各モータ２２Ｒ，２２Ｌにおける第１回転数ｒ_ｒ及び第２回転数ｒ_ｌの指令値を、それぞれ第１指令回転数Ｒ_ｒ及び第２指令回転数Ｒ_ｌと呼称する。

【0149】

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Ｖ_ｘ及び横速度指令Ｖ_ｙ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Ｒ_ｒ及び第２指令回転数Ｒ_ｌを設定することに等しい。

【0150】

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Ｖ_ｘ及び横速度指令Ｖ_ｙ（特に、各速度指令Ｖ_ｘ，Ｖ_ｙの絶対値）を増加させる。

【0151】

本実施形態のように速度増加制御によって縦速度指令Ｖ_ｘ及び横速度指令Ｖ_ｙを増加させることは、それぞれ、第１指令回転数Ｒ_ｒ及び第２指令回転数Ｒ_ｌ（特に、各指令回転数Ｒ_ｒ，Ｒ_ｌの絶対値）を増加させることに等しい。

【0152】

まず、制御プロセスがステップＳ１２又はステップＳ１５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～Ｓ３７は、それぞれ、図１０のステップＳ１２又は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Ｓ１２又はＳ１５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。

【0153】

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ａ_ｙ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Ｖ_ｙに基づいた速度増加制御を実行する。

【0154】

一方、ステップＳ１５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ａ_ｘ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Ｖ_ｘに基づいた速度増加制御を実行する。

【0155】

以下、ステップＳ１５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。

【0156】

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ａ_ｘを入力して縦速度ｖ_ｘの指令値を演算する。入力となる縦加速度ａ_ｘ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ａ_ｘの推定値（実測値）に相当する。

【0157】

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。

【0158】

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ｖ_ｘ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ａ_ｘ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Ｖ_ｘが得られることになる。

【0159】

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ｖ_ｘ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。

【0160】

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ａ_ｘ，横加速度ａ_ｙ）を入力とし、速度指令（縦速度指令Ｖ_ｘ，横速度指令Ｖ_ｙ）を出力とするコンプライアンス制御を意味している。

【0161】

図１１においては、まず、縦加速度ａ_ｘ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ａ_ｘ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ａ_ｘの大きさに対応した、縦速度指令Ｖ_ｘ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Ｖ_ｘ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Ｖ_ｘを設定する。

【0162】

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ａ_ｘ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Ｖ_ｘ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。

【0163】

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ａ_ｘ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。

【0164】

縦加速度ａ_ｘ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。

【0165】

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。

【0166】

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ａ_ｘ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。

【0167】

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ａ_ｘ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。

【0168】

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ａ_ｘ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。

【0169】

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）。

【0170】

具体的に、ステップＳ３２において、コントローラ４は、縦速度ｖ_ｘが大きくなる程大きくなるように、速度増加量ｖ_ｏｆｆを設定する。縦速度ｖ_ｘの代わりに、縦回転数ｒ_ｘが大きくなる程大きくなるように、速度増加量ｖ_ｏｆｆを設定してもよい。

【0171】

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ｖ_ｘの代わりに横速度ｖ_ｙ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ｖ_ｏｆｆの設定を行うようになっている。

【0172】

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ａ_ｘ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）。

【0173】

｜ａ_ｘ｜≧Ｔ４ …（１７）

【0174】

上式（１７）において、Ｔ４［ｍ／ｓ^２］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。

【0175】

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ａ_ｘの代わりに横加速度ａ_ｙ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。

【0176】

ここで、上式（１７）が満足されている場合（つまり、縦加速度ａ_ｘ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）。

【0177】

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Ｖ_ｘ）に速度増加量ｖ_ｏｆｆ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Ｖ_ｘ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Ｖ_ｘである。

【0178】

なお、速度増加量ｖ_ｏｆｆ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。

【0179】

一方、上式（１７）が満足されていない場合（つまり、縦加速度ａ_ｘ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）。

【0180】

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。

【0181】

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ｖ_ｏｆｆ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ｖ_ｏｆｆ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ｖ_ｏｆｆ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ｖ_ｏｆｆ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。

【0182】

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Ｖ_ｘは、縦速度ｖ_ｘに応じた速度増加量ｖ_ｏｆｆ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ｖ_ｏｆｆ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Ｖ_ｘ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。

【0183】

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。

【0184】

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。

【0185】

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）。

【0186】

そして、ステップＳ３６に係る処理が完了すると、制御プロセスは、図１０及び図１５のフローを終了し、図９のステップＳ７に進む。

【0187】

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。

【0188】

続いて、図１０においてステップＳ１６に進んだ場合について説明する。この場合、図１６のステップＳ４１～ステップＳ４４が順番に行われるようになっている。

【0189】

まずステップＳ４１において、コントローラ４は、第１及び第２回転センサＳＷ３，ＳＷ４並びに６軸センサＳＷ５の検出信号に基づいて、坂道に沿ってベッド１０が上っているか否か、つまりベッド１０が登坂中か否かを判定する。

【0190】

ステップＳ４１の判定は、前方に向かって路面勾配θ_ｓが増加していてかつ移動方向が前方（縦回転数ｒ_ｘ若しくは縦速度ｖ_ｘ＞０）であるとき、又は、前方に向かって路面勾配θ_ｓが減少していてかつ移動方向が後方（縦回転数ｒ_ｘ若しくは縦速度ｖ_ｘ＜０）であるときにＹＥＳとなる。

【0191】

一方、ステップＳ４１の判定は、前方に向かって路面勾配θ_ｓが増加していてかつ移動方向が後方であるとき、又は、前方に向かって路面勾配θ_ｓが減少していてかつ移動方向が前方であるときにＮＯとなる。

【0192】

なお、ステップＳ４１の判定において参照される路面勾配θ_ｓは、前記ステップＳ１３で演算した値を用いることができる。

【0193】

そして、コントローラ４は、坂道に沿ってベッド１０が上っていると判定したとき（ステップＳ４１：ＹＥＳ）、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ａ_ｘを増加させた上で、該増加後の縦加速度ａ_ｘ’に基づいて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する。

【0194】

具体的に、ステップＳ４１の判定がＹＥＳのときに続くステップＳ４２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によって得られた縦加速度ａ_ｘを増加させる。その際の増加量Δａ_ｘは、例えば、路面勾配θ_ｓが大きくなる程、大きくなるように設定してもよい。

【0195】

そして、ステップＳ４２から続くステップＳ４３において、コントローラ４は、増加後の縦加速度ａ_ｘ’に基づいて、前後方向におけるコンプライアンス制御を実行する。ステップＳ４３の詳細は、増加後の縦加速度ａ_ｘ’を用いるか否かという点を除き、前後方向に関するステップＳ３１の内容と同じである。

【0196】

一方、コントローラ４は、坂道に沿ってベッド１０が下っていると判定したとき（ステップＳ４１：ＮＯ）、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ａ_ｘを増加させることなく、その縦加速度ａ_ｘに基づいて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する。

【0197】

具体的に、ステップＳ４１の判定がＮＯのときに続くステップＳ４５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によって得られた縦加速度ａ_ｘに対する増加量をゼロに設定し、縦加速度ａ_ｘの値を維持する。

【0198】

そして、ステップＳ４５から続くステップＳ４３において、コントローラ４は、非増加後の縦加速度ａ_ｘ’（＝ａ_ｘ）に基づいて、前後方向におけるコンプライアンス制御を実行する。ステップＳ４３の詳細は、前述のステップＳ３１の内容と同じである。

【0199】

その後、ステップＳ４３から続くステップＳ４４において、コントローラ４は、前述のステップＳ３６と同様に、前後方向における最終的なアシスト速度を決定する。

【0200】

なお、坂道の登坂時には、図１６のステップＳ４１及びステップＳ４２に示すように、登坂状態が続く限り、縦加速度ａ_ｘが増加し続けることになる。一方、図１４を用いて説明したように、速度増加制御におけるアシスト回転数の立ち上がりは、縦加速度ａ_ｘが所定値以上となったタイミング、つまり、ベッド１０に外力が作用したタイミングと略同期する。

【0201】

ゆえに、登坂に係る処理を言い換えると、本実施形態に係るコントローラ４は、平地走行状態か登坂状態かを判定し、その判定結果に基づいて、平地走行時には外力が作用したタイミングと同期するように断続的にモータ（第１及び第２モータ２２Ｒ，２２Ｌ）の指令回転数を上昇させ、登坂時には、登坂状態が続く限り、指令回転数の上昇を維持するようになっている。

【0202】

図１０のステップＳ１２、ステップＳ１５及びステップＳ１６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Ｖ_ｘ又は横速度指令Ｖ_ｙを、それぞれ、上式（５）及び（６）と同様に定めた下式（１８）及び（１９）を通じて第１指令回転数Ｒ_ｒと第２指令回転数Ｒ_ｌとに変換する。

【0203】

Ｒ_ｒ＝６０＊（Ｖ_ｘ＋Ｖ_ｙ）／（２π・Ｒ） …（１８）
Ｒ_ｌ＝６０＊（Ｖ_ｘ－Ｖ_ｙ）／（２π・Ｒ） …（１９）

【0204】

上式（１８）及び（１９）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Ｖ_ｘ≠０かつＶ_ｙ＝０となり、左右方向へのアシストに際してはＶ_ｘ＝０かつＶ_ｙ≠０となる。

【0205】

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Ｓ１５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Ｒ_ｒ，Ｒ_ｌ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（Ｒ_ｒ＝Ｒ_ｌ）。

【0206】

第１及び第２指令回転数Ｒ_ｒ，Ｒ_ｌ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。

【0207】

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Ｒ_ｒ，Ｒ_ｌ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（Ｒ_ｒ＝－Ｒ_ｌ）。

【0208】

第１及び第２指令回転数Ｒ_ｒ，Ｒ_ｌ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、左右方向に沿った移動を安定させることができる。

【0209】

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１７のステップＳ５１及びステップＳ５２に示す通りである。

【0210】

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Ｒ_ｒ，Ｒ_ｌ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。

【0211】

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Ｒ_ｒ，Ｒ_ｌを第５閾値Ｔ５に変更する。

【0212】

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Ｒ_ｒ，Ｒ_ｌの大きさは、第５閾値Ｔ５未満のまま維持される。

【0213】

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Ｒ_ｒ，Ｒ_ｌ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Ｒ_ｒ，Ｒ_ｌの値を維持し、第１及び第２指令回転数Ｒ_ｒ，Ｒ_ｌ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Ｒ_ｒ，Ｒ_ｌを第５閾値Ｔ５に変更するように構成されている。

【0214】

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Ｒ_ｒ，Ｒ_ｌ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。これにより移動方向に沿ったアシストが実現される。

【0215】

以上説明したように、本実施形態によれば、第１及び第２電流センサＳＷ１，ＳＷ２によって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（ホイールを回転させようとするトルク）を推定することができる。これにより、図９のステップＳ３に例示したように、ベッド１０の加速度ａ_ｘ，ａ_ｙを推定することができる。各加速度ａ_ｘ，ａ_ｙは、搬送者１００が付与した外力に応じて増加する。したがって、図１５のステップＳ３３に示したように、各加速度ａ_ｘ，ａ_ｙが所定値以上であるか否かを判定することで、ベッド１０が押されたか否かを判定することができる。

【0216】

また、図１５に示したように、第１制御としてのコンプライアンス制御に加えて、第２制御としての速度増加制御を行うことで、単にベッド１０に追従させるばかりでなく、速度増加制御を通じて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、ベッド１０の押し心地を軽くし、適度な“アシスト感”を搬送者１００に与えることができる。

【0217】

さらに、図１５のステップＳ３３に示したように、加速度ａ_ｘ，ａ_ｙが第４閾値以上の場合、つまりベッド１０が押された場合に速度増加制御を実行することで、搬送者１００がベッド１０を押したタイミングと、ベッド１０の押し心地が軽くなるタイミングとを同期させることができる。これにより、過不足のないアシスト感を搬送者１００に与えることができる。また、ベッド１０が押されたことを条件に速度増加制御を実行するように構成することで、押されていないタイミングで速度増加制御が実行された結果、搬送補助装置１が意図せずして自走するような事態に陥るのを避けることができる。

【0218】

また、搬送者１００がベッド１０を強く押す程、第１及び第２回転センサＳＷ３，ＳＷ４の検出値はより高くなると考えられる。本実施形態では、図１３及び図１５のステップＳ３２～ステップＳ３４に示したように、回転数の検出値が高くなる程、より強い推力でベッド１０の移動がアシストされるようになっている。これにより、外力の大きさに応じたアシストを実現することができ、ベッド１０の押し心地を軽くする上で有利になる。

【0219】

また、図１５のステップＳ３５の処理を実装したことで、搬送者１００がベッド１０を弱く押したり、ベッド１０から手を離したりした場合には、より弱い推力でベッド１０の移動がアシストされることになる。これにより、外力の大きさに応じたアシストを実現することができ、過不足のないアシスト感を搬送者に与えるとともに、搬送補助装置１の意図せぬ自走を抑制することができる。

【0220】

また、図９のステップＳ４及びステップＳ５に示したように、回転数が第１閾値Ｔ１未満のときには、ホイールとしての第１及び第２メカナムホイール２１Ｒ，２１Ｌの駆動が制限される。これにより、ベッド１０が実際に搬送されているような状況に限り、コンプライアンス制御及び速度増加制御を実行させることができるようになる。このことは、搬送補助装置１の使い勝手の向上に資する。

【0221】

また、坂道の登坂時に速度増加制御を行うと、ベッド１を押し始めた瞬間こそアシスト感が向上するものの、それ以降の期間（登坂している最中）におけるアシスト感は向上しない。そこで、図１６のステップＳ４１～ステップＳ４４に示したように、坂道を登坂していると判断される場合には、コンプライアンス制御に際して参照される縦加速度ａ_ｘを増加させた上で、増加後の縦加速度ａ_ｘ’に基づいたコンプライアンス制御が実行される。縦加速度ａ_ｘを増加させることは、ベッド１０に作用する外力を、実際の外力よりも大きく見積もることに等しい。外力を大きく見積もることで、ベッド１０の移動に追従させる以上の推力を発揮するようなアシストが実現される。この処理は登坂が継続する限り行われることになるから、坂道の登坂中に、良好なアシスト感を継続的に発揮させることができる。

【0222】

また、坂道の降坂時に速度増加制御を行うと、ベッド１０が必要以上に加速されてしまい、搬送者１００の手からベッド１０が離れてしまう可能性がある。そこで、図１６のステップＳ４１～ステップＳ４５に示したように、縦加速度ａ_ｘを増加させることなくコンプライアンス制御のみを実行し、速度増加制御は未実行とする。これにより、坂道の降坂時に適したアシスト感を発揮させることができる。

【0223】

また、図１７に示した安全制限制御を実装したことで、指令回転数の値を第５閾値Ｔ５以下に維持することができる。これにより、搬送補助装置１の安全性を、従来よりもさらに高めることができる。

【0224】

また、本実施形態に係る搬送補助装置１は、図１及び図２に例示したキャスタ付きベッド１０のような重量物の移動のアシストに際しても、搬送者１００による押し心地を軽くすることができる。

【0225】

＜他の実施形態＞
前記実施形態では、ホイールに第１及び第２メカナムホイール２１Ｒ，２１Ｌを用いた構成が開示されていたが、そうした構成は必須ではない。本開示は、メカナムホイール以外のホイール、例えばオムニホイールに適用することもできる。ホイールの個数についても、２つには限定されない。例えば、本実施形態と同様にメカナムホイールを用いた場合は、その個数を４つにしてもよいし、オムニホイールを用いた場合は、その個数を３つ又は４つにしてもよい。また、ホイールの個数に応じて、モータの個数を変更してもよい。

【0226】

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。

【0227】

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】

【0228】

１ 搬送補助装置
４ コントローラ
１０ ベッド（対象物，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（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（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（モータ）
２２Ｌ 第２モータ（モータ）
ＳＷ１ 第１電流センサ（電流センサ）
ＳＷ２ 第２電流センサ（電流センサ）
ＳＷ３ 第１回転センサ（回転センサ）
ＳＷ４ 第２回転センサ（回転センサ）
ＳＷ５ ６軸センサ（傾斜センサ）

【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】