JP5762367B2 - Transport vehicle - Google Patents
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Description
本発明は、主に種々の物品を搬送するための無人で操作可能な搬送車に関し、特に、車輪を6輪以上有し重量物の搬送にも適した搬送車に関する。 The present invention relates to an unmanned transport vehicle mainly for transporting various articles, and more particularly to a transport vehicle having six or more wheels and suitable for transporting heavy objects.
従来、この種の搬送車としては、例えば、特開2003−34262号公報(特許文献1)に掲載されたものがある。この搬送車は、シャシの前後方向に夫々トレッドを同じにする一対の前輪,一対の中間輪及び一対の後輪を設けた6輪車であり、各車輪は、夫々、独立して旋回運動可能になっており、電気式ステアリングにより操舵できるようにしている。しかしながら、この搬送車にあっては、各車輪を夫々独立して旋回可能にして舵角調整する操舵機構があるので、それだけ、構造が複雑になるという欠点がある。 Conventionally, as this type of transport vehicle, for example, there is one disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2003-34262 (Patent Document 1). This transport vehicle is a six-wheeled vehicle provided with a pair of front wheels, a pair of intermediate wheels and a pair of rear wheels, each having the same tread in the front-rear direction of the chassis, and each wheel can independently turn. It can be steered by electric steering. However, this transport vehicle has a drawback that the structure is complicated because there is a steering mechanism that adjusts the steering angle by allowing each wheel to turn independently.
そのため、操舵機構のないシンプルな構成として、例えば、各種作業を行うロボットを移動させる車両の技術であるが、米国特許第5323867号公報(特許文献2)に掲載された技術を用いることが考えられる。これは、図9に示すように、シャシ100の前後方向に夫々トレッドを同じにする一対の前輪Wf,一対の中間輪Wc及び一対の後輪Wrを所定間隔で設けるとともに、これらの車輪軸101をシャシ100の前後方向Rに直交するように設けている。そして、中間輪Wcをゴムタイヤ103を備えて構成し、中間輪Wc以外の前輪Wf及び後輪Wrを、車輪の直進方向に対して直交する横方向へ自在に回転する複数個の横転ローラ104を環状に配列した全方向車輪で構成している。また、シャシ100に一対のモータ105を搭載し、減速機構106,チェーン伝動機構107及びベルト伝動機構108を介して左右の各車輪群を各々同期させて駆動できるようにしている。これにより、図示外の制御部により、モータ105を制御してシャシ100を前後進及び旋回させるようにする。
Therefore, as a simple configuration without a steering mechanism, for example, it is a vehicle technology that moves a robot that performs various operations, but it is conceivable to use the technology described in US Pat. No. 5,323,867 (Patent Document 2). . As shown in FIG. 9, a pair of front wheels Wf, a pair of intermediate wheels Wc, and a pair of rear wheels Wr having the same tread in the front-rear direction of the
しかしながら、搬送車として上記後者の操舵機構のない車両の構成とした場合、特に、この搬送車を屋外で用いると、路面状況の変化により、走行安定性に劣るという問題があった。それは、例えば、路面が雨で濡れ、あるいは、積雪やアイスバーンにより滑りやすくなっている場合に、コーナリング等のカーブ走行する旋回時に進路が乱れやすくなるからである。即ち、図10に示すように、この旋回時には、モータ105を制御して旋回半径方向外側の車輪群(図の左側)に対して旋回半径方向内側の車輪群(図の右側)よりも回転数を増加させるが、旋回半径方向外側の各車輪は同期して回転するので、最大駆動トルクが均等になり、そのため、旋回半径方向外側の中間輪Wcの最大駆動トルクTcと横方向のコーナリングフォースFaの合成力Ttがタイヤのグリップ限界(図10では積雪路面のタイヤ摩擦円)を超えてしまい車体の横方向グリップを失うことで進路を乱すからである。
However, when the transport vehicle has a configuration without the latter steering mechanism, particularly when the transport vehicle is used outdoors, there is a problem that traveling stability is poor due to a change in road surface conditions. This is because, for example, when the road surface is wet with rain, or when it is slippery due to snow or ice burn, the course is likely to be disturbed during cornering and other cornering turns. That is, as shown in FIG. 10, at the time of this turning, the
本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、操舵機構のないシンプルな構成にするとともに、特にコーナリング等のカーブ走行する旋回時に進路が乱れる事態を防止し、走行安定性の向上を図った搬送車を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and has a simple structure without a steering mechanism, and prevents a situation in which the course is disturbed particularly during cornering and turning, thereby improving running stability. The purpose is to provide a transport vehicle.
このような目的を達成するため、本発明の搬送車は、シャシの前後方向に少なくとも一対の前輪,一対の中間輪及び一対の後輪を設けた搬送車であって、上記各車輪をその車輪軸が上記シャシの前後方向に直交するように設け、上記中間輪をゴムタイヤを備えて構成し、上記中間輪以外の前輪及び後輪を、該車輪の直進方向に対して直交する横方向へ自在に回転する複数個の横転ローラを環状に配列した全方向車輪で構成し、上記各車輪に夫々指令された最大駆動トルクを独立して出力可能な駆動部を設け、該各駆動部を制御してシャシを前後進及び旋回させる制御部を設け、該制御部に各駆動部に対し最大駆動トルクを配分して指令する最大駆動トルク指令手段を備えた構成としている。 In order to achieve such an object, the transport vehicle of the present invention is a transport vehicle provided with at least a pair of front wheels, a pair of intermediate wheels, and a pair of rear wheels in the front-rear direction of the chassis. The shaft is provided so as to be orthogonal to the front-rear direction of the chassis, the intermediate wheel is provided with rubber tires, and the front and rear wheels other than the intermediate wheel can be freely moved in the lateral direction perpendicular to the straight direction of the wheel. A plurality of roll rollers that rotate in a circular pattern are arranged in an omnidirectional wheel, each of the wheels is provided with a drive unit that can independently output the commanded maximum drive torque, and each drive unit is controlled. The control unit for moving the chassis forward and backward and turning is provided, and the control unit is provided with maximum drive torque command means for allocating and commanding the maximum drive torque to each drive unit.
これにより、シャシを走行させるときは、制御部により各駆動部に対して、各車輪の所要の回転数及び回転方向を指令するとともに、最大駆動トルク指令手段から最大駆動トルクを配分して指令してシャシを前後進及び旋回させる。このため、操舵機構のないシンプルな構成にして走行を可能にする。この場合、例えば、前後進時には、左右の各車輪群に対して回転数を均等配分する。また、一対の中間輪間の中央を旋回中心とする所謂その場旋回においては、左右の車輪群に対し回転数を均等配分するとともに互いに左右の車輪群の回転方向を逆転させる。また、その場旋回以外の旋回であるカーブ走行する旋回時、例えば、右折,左折のコーナリングにおいては、旋回半径方向外側の車輪群に対して旋回半径方向内側の車輪群よりも回転数を増加させて配分する。そのため、回転半径を自在に変えることができるようになる。この旋回の際には、個々の駆動部に対して、夫々、最大駆動トルク指令手段から個別の最大駆動トルクを指令することができるので、従来に比較して、制御の組合せが増加する。そのため、例えば、旋回半径方向外側においてその中間輪の最大駆動トルクを前輪及び後輪の最大駆動トルクより減少させて配分すれば、旋回半径方向外側の前後輪のトルクリミットを増加させ中間輪のトルクリミットを抑えることができ、中間輪の横方向グリップを増大させることができ、進路の乱れを防止して走行安定性の向上を図ることができる。この旋回においては、前輪,後輪は、車輪の直進方向に対して直交する横方向へ自在に回転する複数個の横転ローラが環状に配列されているので、この横ローラが横方向に自在に回転することから、回転差に追従することができ、円滑な走行を得ることができる。 Thus, when the chassis is driven, the control unit instructs each drive unit about the required rotation speed and rotation direction of each wheel, and distributes the maximum drive torque from the maximum drive torque command means. To move the chassis forward and backward. For this reason, it is possible to travel with a simple configuration without a steering mechanism. In this case, for example, when moving forward and backward, the rotational speed is equally distributed to the left and right wheel groups. Further, in so-called in-situ turning with the center between the pair of intermediate wheels as the turning center, the rotational speed is equally distributed to the left and right wheel groups and the rotation directions of the left and right wheel groups are reversed. In addition, when turning on a curve that is a turn other than the turn on the spot, for example, in cornering of a right turn or a left turn, the number of rotations is increased with respect to the wheel group on the outer side in the turn radius direction than the wheel group on the inner side in the turn radius direction. To distribute. Therefore, the radius of rotation can be changed freely. In this turning, since individual maximum drive torque can be commanded from the maximum drive torque command means to each drive unit, the number of control combinations is increased as compared with the conventional case. Therefore, for example, if the maximum driving torque of the intermediate wheel is reduced and distributed below the maximum driving torque of the front and rear wheels on the outer side in the turning radius direction, the torque limit of the front and rear wheels on the outer side in the turning radius is increased. The limit can be suppressed, the lateral grip of the intermediate wheel can be increased, the course can be prevented from being disturbed, and the running stability can be improved. In this turning, the front and rear wheels have a plurality of roll rollers that rotate freely in the lateral direction perpendicular to the straight direction of the wheels. Since it rotates, it can follow a rotation difference and can obtain smooth running.
そして、必要に応じ、上記最大駆動トルク指令手段は、シャシの少なくともカーブ走行する旋回時に、旋回半径方向外側の前輪,中間輪及び後輪において、該中間輪の最大駆動トルクを前輪及び後輪の最大駆動トルクより減少させて配分する構成としている。これにより、例えば、路面が雨で濡れ、あるいは、積雪やアイスバーンにより滑りやすくなっている場合に、カーブ走行する旋回時の所謂コーナリングの際に進路が乱れやすくなるが、この旋回時には、中間輪の最大駆動トルクを前輪及び後輪の最大駆動トルクより減少させて配分するので、旋回半径方向外側の前後輪のトルクリミットを増加させ中間輪のトルクリミットを抑えることができ、中間輪の横方向グリップを増大させることができ、シャシの横方向グリップを確保できるようになり、そのため、進路の乱れを防止して走行安定性の向上を図ることができる。 Then, if necessary, the maximum drive torque command means is configured to set the maximum drive torque of the intermediate wheel at the front wheel, the intermediate wheel, and the rear wheel on the outer side in the turning radial direction at the time of turning at least a curve of the chassis. It is configured to be distributed by being reduced from the maximum driving torque. As a result, for example, when the road surface is wet with rain, or when it is slippery due to snow or ice burn, the course is likely to be disturbed during cornering when turning on a curve. The maximum drive torque of the front wheel and the rear wheel is reduced and distributed, so the torque limit of the front and rear wheels on the outside in the turning radius direction can be increased to suppress the torque limit of the intermediate wheel, and the lateral direction of the intermediate wheel The grip can be increased, and the lateral grip of the chassis can be secured. Therefore, the disturbance of the course can be prevented and the running stability can be improved.
また、必要に応じ、上記旋回半径方向外側の中間輪の最大駆動トルクは、該中間輪の最大駆動トルクとコーナリングフォースの合成トルクが、路面の滑りやすさに対応して定められた摩擦円の内側に収まるように設定される構成としている。
ここで、摩擦円とは、路面の滑りやすさに対応して中間輪に発生する前後方向及び左右方向の力の大きさの境界値を各方向毎に真円若しくは楕円となる円グラフとしたものである。この摩擦円の内側においては、中間輪は路面に対してスリップを起こさないが、この摩擦円の外側では、中間輪は路面の摩擦が限界を超え中間輪はスリップを起こす。
これにより、中間輪の最大駆動トルクと横方向のコーナリングフォースの合成力を中間輪の摩擦円(グリップ限界)内にすることができ、車体の横方向グリップを確保できる。そのため、確実に進路の乱れを防止して走行安定性の向上を図ることができる。
Further, if necessary, the maximum driving torque of the intermediate wheel on the outer side in the turning radius direction is the friction circle determined by the combined torque of the maximum driving torque of the intermediate wheel and the cornering force corresponding to the slipperiness of the road surface. The configuration is set so as to fit inside.
Here, the friction circle is a pie chart in which the boundary value of the magnitude of the force in the front-rear direction and the left-right direction generated in the intermediate wheel corresponding to the slipperiness of the road surface is a perfect circle or an ellipse in each direction. Is. Inside this friction circle, the intermediate wheel does not slip against the road surface, but outside this friction circle, the intermediate wheel exceeds the limit of the road surface friction and the intermediate wheel slips.
As a result, the combined force of the maximum driving torque of the intermediate wheel and the cornering force in the lateral direction can be within the friction circle (grip limit) of the intermediate wheel, and the lateral grip of the vehicle body can be secured. Therefore, it is possible to reliably prevent the course from being disturbed and improve the running stability.
更に、必要に応じ、上記制御部は、上記旋回半径方向外側の中間輪の最大駆動トルクを路面の滑りやすさ及びシャシ速度に対応して予め定められた関係に基づいて算出する中間輪最大駆動トルク算出手段と、該中間輪最大駆動トルク算出手段が算出した中間輪の最大駆動トルクに基づいて旋回半径方向外側の前輪及び後輪の最大駆動トルクを算出する前後輪最大駆動トルク算出手段とを備え、上記最大駆動トルク指令手段は、上記中間輪最大駆動トルク算出手段及び前後輪最大駆動トルク算出手段が算出した最大駆動トルクを配分して指令する構成としている。
これにより、シャシの速度に応じて、旋回半径方向外側の前輪,中間輪及び後輪の最大駆動トルクが自動的に算出される。
Further, if necessary, the control unit calculates the maximum driving torque of the intermediate wheel on the outer side in the turning radius direction based on a predetermined relationship corresponding to the slipperiness of the road surface and the chassis speed. Torque calculating means; and front and rear wheel maximum driving torque calculating means for calculating the maximum driving torque of the front and rear wheels on the outer side in the turning radius based on the maximum driving torque of the intermediate wheel calculated by the intermediate wheel maximum driving torque calculating means. And the maximum drive torque command means distributes and commands the maximum drive torque calculated by the intermediate wheel maximum drive torque calculation means and the front and rear wheel maximum drive torque calculation means.
As a result, the maximum driving torque of the front wheels, intermediate wheels, and rear wheels on the outer side in the turning radius direction is automatically calculated according to the speed of the chassis.
更にまた、必要に応じ、上記旋回半径方向外側の前輪,中間輪及び後輪に配分される最大駆動トルクを夫々Tf,Tc,Trとし、該中間輪の最大駆動トルクを減少させないで該前輪,中間輪及び後輪に対して配分される標準最大駆動トルクを夫々Tfs,Tcs,Trsとし、該中間輪の標準最大駆動トルクに対する最大駆動トルクの値減少値をTcdとしたとき、
Tcd=Tcs−Tc
Tf=Tfs+(1/2)Tcd
Tr=Trs+(1/2)Tcd
に設定する構成としている。
中間輪の最大駆動トルクの減少値Tcdを、前後輪に(1/2)ずつ均等配分するので、それだけ、軌道が滑らかになり、より一層、走行安定性の向上を図ることができる。
Furthermore, if necessary, the maximum drive torques distributed to the front, intermediate, and rear wheels on the outer side in the turning radius direction are Tf, Tc, Tr, respectively, and the front wheels, When the standard maximum driving torque distributed to the intermediate wheel and the rear wheel is Tfs, Tcs, Trs, respectively, and the value reduction value of the maximum driving torque with respect to the standard maximum driving torque of the intermediate wheel is Tcd,
Tcd = Tcs−Tc
Tf = Tfs + (1/2) Tcd
Tr = Trs + (1/2) Tcd
The configuration is set to
Since the decrease value Tcd of the maximum driving torque of the intermediate wheel is equally distributed to the front and rear wheels by (½), the track becomes smoother and the travel stability can be further improved.
また、必要に応じ、上記前輪,中間輪及び後輪をシャシに対してサスペンション機構を介して支持した構成としている。
これにより、路面が、凸凹していても、これに追従することができ、即ち、路面の凸凹によりシャシが浮き上がっても、サスペンション機構が作動して車輪が走行面に追従し、車輪の浮き上がりを防止することができ、駆動力を確実に走行面に伝達することができる。特に、雪道などでは、上記の滑りに対応することに加えて、雪による凸凹にも対応できるので、より一層、走行安定性の向上を図ることができる。
If necessary, the front wheel, the intermediate wheel, and the rear wheel are supported on the chassis via a suspension mechanism.
As a result, even if the road surface is uneven, it is possible to follow this, that is, even if the chassis is lifted by the unevenness of the road surface, the suspension mechanism operates and the wheel follows the running surface, and the wheel is lifted. Therefore, the driving force can be reliably transmitted to the traveling surface. In particular, on snowy roads, it is possible to cope with unevenness due to snow in addition to dealing with the above-mentioned slipping, so that the running stability can be further improved.
本発明によれば、各車輪の車輪軸をシャシの前後方向に直交するように設け、中間輪以外の車輪を、車輪の直進方向に対して直交する横方向へ自在に回転する複数個の横転ローラを環状に配列した全方向車輪で構成したので、シャシを走行させるときは、制御部により、車輪の回転数及び回転方向を決め、最大駆動トルク指令手段から最大駆動トルクを配分して指令して各駆動部を制御し、シャシを前後進及び旋回させる。このため、操舵機構のないシンプルな構成にして走行させることができる。この場合、コーナリング等のカーブ走行する旋回時においては、旋回半径方向外側の車輪群に対して旋回半径方向内側の車輪群よりも回転数を増加させて配分するとともに、旋回半径方向外側の各車輪の最大駆動トルクの配分率を適宜変えることにより、例えば、旋回半径方向外側においてその中間輪の最大駆動トルクを前輪及び後輪の最大駆動トルクより減少させて配分すれば、旋回半径方向外側の前後輪のトルクリミットを増加させ中間輪のトルクリミットを抑えることができ、中間輪の横方向グリップを増大させることができ、進路の乱れを防止して走行安定性の向上を図ることができる。 According to the present invention, the wheel shafts of the respective wheels are provided so as to be orthogonal to the front-rear direction of the chassis, and a plurality of rollovers that freely rotate the wheels other than the intermediate wheels in the lateral direction orthogonal to the straight traveling direction of the wheels. Since the rollers are composed of omnidirectional wheels arranged in an annular shape, when the chassis is driven, the controller determines the number of rotations and the direction of rotation of the wheels, and allocates and commands the maximum drive torque from the maximum drive torque command means. Control each drive unit to move the chassis forward and backward. For this reason, it can be made to drive | work by a simple structure without a steering mechanism. In this case, at the time of turning such as cornering, the rotation is distributed to the outer wheel group in the turning radius direction while increasing the number of rotations compared to the inner wheel group in the turning radius direction, and each wheel on the outer side in the turning radius direction. By appropriately changing the distribution ratio of the maximum drive torque of the vehicle, for example, if the maximum drive torque of the intermediate wheel is reduced and distributed from the maximum drive torque of the front and rear wheels on the outer side in the turning radius direction, The torque limit of the intermediate wheel can be suppressed by increasing the torque limit of the wheel, the lateral grip of the intermediate wheel can be increased, and the running stability can be improved by preventing the disturbance of the course.
以下、添付図面に基づいて本発明の実施の形態に係る搬送車について詳細に説明する。尚、上記と同様のものには同一の符号を付して説明する。実施の形態に係る搬送車は、基地局との無線通信により走行する無人搬送車である。
図1乃至図4に示すように、本発明の実施の形態に係る搬送車Cは、金属製のフレームで形成されたシャシ1を備え、このシャシ1の前後方向に夫々トレッドを同じにする一対の前輪Wf,一対の中間輪Wc及び一対の後輪Wdを設けている。各車輪Wf,Wc,Wdは、シャシ1に対して後述のサスペンション機構10を介して支持され、各車輪Wf,Wc,Wdの車輪軸2は、シャシ1の前後方向Rに直交するように設けられている。
Hereinafter, a transport vehicle according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected and demonstrated to the same thing as the above. The transport vehicle according to the embodiment is an automatic guided vehicle that travels by wireless communication with a base station.
As shown in FIGS. 1 to 4, a transport vehicle C according to an embodiment of the present invention includes a chassis 1 formed of a metal frame, and a pair of treads that are the same in the front-rear direction of the chassis 1. A front wheel Wf, a pair of intermediate wheels Wc, and a pair of rear wheels Wd are provided. Each wheel Wf, Wc, Wd is supported to the chassis 1 via a
中間輪Wcは、図3に示すように、車輪軸2を有したホイール3の外周にゴムタイヤ4を装着したものである。また、中間輪Wc以外の前輪Wf及び後輪Wdは、図4に示すように、全方向車輪で構成されている。これは、車輪軸2を有したホイール5に、車輪の直進方向に対して直交する横方向へ自在に回転する複数個のゴム製の横転ローラ6を複数環状に配列して形成されている。各横転ローラ6はホイール5の外周に設けた回転軸(図示せず)に回転自在に軸支されている。中間輪Wcにゴムタイヤ4を用いるのは、コーナリング等のカーブ走行する旋回時に、タイヤ4で路面をグリップし遠心力に対する反力を得るためである。各車輪Wf,Wc,Wdは、その直径が同一になる大きさに形成されている。
As shown in FIG. 3, the intermediate wheel Wc has a
各車輪Wf,Wc,Wdには、各車輪Wf,Wc,Wdに対して夫々指令された最大駆動トルクを独立して出力可能な駆動部7が設けられている。駆動部7は、インホイールモータといわれる後述の制御部20の指令により機能するドライバを有した電動モータで構成され、その回転軸は車輪軸2に直結されている。
Each wheel Wf, Wc, Wd is provided with a
各車輪Wf,Wc,Wdを支持するサスペンション機構10は、図3及び図4に示すように、独立懸架機構で、所謂ダブルウィッシュボーン式サスペンション機構で構成される。詳しくは、サスペンション機構10は、駆動部7を保持する保持部11と、シャシ1に固定される支持部12と、保持部11と支持部12との間に両端が軸支されて架設され四辺形のリンク機構を構成する上下一対のリンク13(A),13(B)とを備えている。各リンク13は、夫々、両端が軸支された左右一対のアーム14を備えている。また、このサスペンション機構10には、支持部12と下側のリンク13間にコイルスプリング15を有した一対のダンパ16が設けられている。支持部12の上側の両側には取付部材17が突設されており、各ダンパ16はこの取付部材17と対応する下側リンク13(B)のアーム15との間に両端が軸支されて架設されている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
また、本搬送車Cには、図2に示すように、各駆動部7を制御してシャシ1を前後進及び旋回させる制御部20が設けられている。制御部20は、CPUを備え、基地局との無線通信を行い、各駆動部7を個別に制御する等の制御等を行う。
制御部20は、各駆動部7に対して各車輪の回転数及び回転方向を指令する回転指令手段24と、各車輪の最大駆動トルクを配分して指令する最大駆動トルク指令手段21とを備えている。最大駆動トルク指令手段21は、シャシ1の少なくともカーブ走行する旋回時に、旋回半径方向外側の前輪Wf,中間輪Wc及び後輪Wdにおいて、中間輪Wcの最大駆動トルクTcを前輪Wf及び後輪Wdの最大駆動トルクTf,Trより減少させて配分する機能を備えている。図7に示すように、この旋回半径方向外側の中間輪Wcの最大駆動トルクTcは、中間輪Wcの最大駆動トルクTcとコーナリングフォースFaの合成トルクTtが、路面の滑りやすさに対応して定められた摩擦円(後述の図7の30,31,32)の内側に収まるように設定される。
Further, as shown in FIG. 2, the transport vehicle C is provided with a
The
詳しくは、制御部20は、旋回半径方向外側の中間輪Wcの最大駆動トルクTcを路面の滑りやすさ及びシャシ速度に対応して予め定められた関係に基づいて算出する中間輪最大駆動トルク算出手段22と、この中間輪最大駆動トルク算出手段22が算出した中間輪Wcの最大駆動トルクTcに基づいて旋回半径方向外側の前輪Wf及び後輪Wdの最大駆動トルクTf,Trを算出する前後輪最大駆動トルク算出手段23とを備え、最大駆動トルク指令手段21は、中間輪最大駆動トルク算出手段22及び前後輪最大駆動トルク算出手段23が算出した最大駆動トルクを配分して指令する。
Specifically, the
中間輪最大駆動トルク算出手段22において、中間輪Wcの最大駆動トルクTcは、例えば、以下のようにして決定される。
車体質量に荷の質量を加えた全質量をm、シャシ1の速度をv、シャシ1の角速度をω、回転半径をr、シャシ1に生じる遠心力をFとしたとき、r=v/ωであるから、
F=mrω2 =mvω2 /ω=mvω
の関係になる。この関係を図5のグラフに示す。尚、荷のないときをm(MIN)とし、荷の最大車載時をm(MAX)とした。
In the intermediate wheel maximum drive torque calculating means 22, the maximum drive torque Tc of the intermediate wheel Wc is determined, for example, as follows.
When the total mass of the vehicle body mass plus the load mass is m, the speed of the chassis 1 is v, the angular speed of the chassis 1 is ω, the radius of rotation is r, and the centrifugal force generated in the chassis 1 is F, r = v / ω Because
F = mrω 2 = mvω 2 / ω = mvω
It becomes a relationship. This relationship is shown in the graph of FIG. Note that m (MIN) was set when there was no load, and m (MAX) was set when the load was mounted on the vehicle.
そして、この遠心力Fに抗するように、中間輪Wcの最大駆動トルクTcが決定される。この場合、路面の滑りやすさを考慮する。図6に示すように、中間輪Wcの最大駆動トルクをTc、この中間輪Wcの最大駆動トルクを減少させないで配分される当該中間輪Wcの標準最大駆動トルクをTcs(100%)とし、この中間輪Wcの標準最大駆動トルクTcsに対する最大駆動トルクTcの出力比(%)を、路面の滑りやすさとシャシ1の速度(vω)に対応させた相関図を予め求めておく。中間輪最大駆動トルク算出手段22は、この相関図に基づいて中間輪Wcの最大駆動トルクTcを算出する。 Then, the maximum drive torque Tc of the intermediate wheel Wc is determined so as to resist this centrifugal force F. In this case, the slipperiness of the road surface is taken into consideration. As shown in FIG. 6, the maximum driving torque of the intermediate wheel Wc is Tc, and the standard maximum driving torque of the intermediate wheel Wc distributed without decreasing the maximum driving torque of the intermediate wheel Wc is Tcs (100%). A correlation diagram in which the output ratio (%) of the maximum drive torque Tc to the standard maximum drive torque Tcs of the intermediate wheel Wc is associated with the slipperiness of the road surface and the speed (vω) of the chassis 1 is obtained in advance. The intermediate wheel maximum drive torque calculating means 22 calculates the maximum drive torque Tc of the intermediate wheel Wc based on this correlation diagram.
路面の滑りやすさは、予め、路面状況を見て設定する。例えば、図6に示すように、ドライ路面,ウエット路面,積雪路面とする。あるいはまた、ABS装置のトラクションコントロールを用いて車輪の路面に対する滑りを検知し、この滑り検知に基づいて路面の滑りやすさをリアルタイムで付与するようにしてもよい。
図7(a)(b)には、積雪路面時において、シャシ1の速度(vω)のA点及びB点での中間輪Wcでの最大駆動トルクTcの出力比(%)例を示す。図中、30は積雪路面のタイヤ摩擦円、31はウエット路面のタイヤ摩擦円、32は舗装ドライ路面のタイヤ摩擦円を示す。
The slipperiness of the road surface is set in advance by checking the road surface condition. For example, as shown in FIG. 6, the road surface is a dry road surface, a wet road surface, or a snowy road surface. Alternatively, it is also possible to detect slipping of the wheels with respect to the road surface using the traction control of the ABS device, and to give the ease of slipping of the road surface in real time based on this slip detection.
7A and 7B show examples of the output ratio (%) of the maximum drive torque Tc at the intermediate wheel Wc at the points A and B of the speed (vω) of the chassis 1 on a snowy road surface. In the figure, 30 indicates a tire friction circle on a snowy road surface, 31 indicates a tire friction circle on a wet road surface, and 32 indicates a tire friction circle on a pavement dry road surface.
前後輪最大駆動トルク算出手段23は、旋回半径方向外側の前輪Wf,中間輪Wc及び後輪Wdに配分される最大駆動トルクを夫々Tf,Tc,Trとし、中間輪Wcの最大駆動トルクを減少させないで前輪Wf,中間輪Wc及び後輪Wdに対して配分される標準最大駆動トルクを夫々Tfs,Tcs,Trsとし、中間輪Wcの標準最大駆動トルクTcsに対する最大駆動トルクの値減少値をTcdとしたとき、
Tcd=Tcs−Tc
Tf=Tfs+(1/2)Tcd
Tr=Trs+(1/2)Tcd
の関係式により算出する。
The front and rear wheel maximum drive torque calculating means 23 sets the maximum drive torque distributed to the front wheel Wf, the intermediate wheel Wc and the rear wheel Wd on the outer side in the turning radius direction to Tf, Tc and Tr, respectively, and reduces the maximum drive torque of the intermediate wheel Wc. The standard maximum driving torque distributed to the front wheel Wf, the intermediate wheel Wc, and the rear wheel Wd without being made Tfs, Tcs, Trs, respectively, and the decrease value of the maximum driving torque with respect to the standard maximum driving torque Tcs of the intermediate wheel Wc is Tcd. When
Tcd = Tcs−Tc
Tf = Tfs + (1/2) Tcd
Tr = Trs + (1/2) Tcd
It is calculated by the relational expression.
従って、この実施の形態に係る搬送車Cによれば、以下のように走行させられる。搬送車Cは、基地局との無線通信により走行させられる。この走行においては、制御部20により、回転指令手段24から各車輪の所要の回転数及び回転方向を指令するとともに、最大駆動トルク指令手段21から最大駆動トルクを配分して指令して各駆動部7を制御し、シャシ1を前後進及び旋回させる。このため、操舵機構のないシンプルな構成にして走行を可能にする。この場合、例えば、前後進時には、左右の各車輪Wf,Wc,Wd群に対して回転数を均等配分する。また、一対の中間輪Wc間の中央P(図2)を旋回中心とする所謂その場旋回においては、左右の車輪群に対し夫々回転数を均等配分するとともに互いに左右の車輪群の回転方向を逆転させる。また、その場旋回以外の旋回であるカーブ走行する旋回時、例えば、右折,左折のコーナリングにおいては、旋回半径方向外側の車輪群に対して旋回半径方向内側の車輪群よりも回転数を増加させて配分する。
Therefore, according to the conveyance vehicle C which concerns on this embodiment, it is made to drive | work as follows. The transport vehicle C is driven by wireless communication with the base station. In this traveling, the
このカーブ走行の際には、制御部20において、中間輪最大駆動トルク算出手段22が、旋回半径方向外側の中間輪Wcの最大駆動トルクTcを路面の滑りやすさ及びシャシ速度に対応して予め定められた関係に基づいて算出し、前後輪最大駆動トルク算出手段23が、中間輪最大駆動トルク算出手段22が算出した中間輪Wcの最大駆動トルクTcに基づいて旋回半径方向外側の前輪Wf及び後輪Wdの最大駆動トルクTf,Trを算出し、最大駆動トルク指令手段21は、中間輪最大駆動トルク算出手段22及び前後輪最大駆動トルク算出手段23が算出した最大駆動トルクTf,Tc,Trを配分して指令する。
At the time of this curve traveling, in the
これにより、図6乃至図8に示すように、旋回半径方向外側の中間輪Wcの最大駆動トルクTcは、中間輪Wcの最大駆動トルクTcとコーナリングフォースFaの合成トルクTtが、路面の滑りやすさに対応して定められた摩擦円の内側に収まるように設定される。また、旋回半径方向外側の前輪Wf,中間輪Wc及び後輪Wdにおいて、中間輪Wcの最大駆動トルクを前輪Wf及び後輪Wdの最大駆動トルクより減少させて配分される。
このため、図8に示すように、例えば、路面が雨で濡れ、あるいは、積雪やアイスバーンにより滑りやすくなっている場合に、カーブ走行する旋回時の所謂コーナリングの際に進路が乱れやすくなるが、旋回半径方向外側の中間輪Wcの最大駆動トルクTcと横方向のコーナリングフォースFaの合成力Ttを中間輪Wcの摩擦円(グリップ限界)内にし、旋回半径方向外側の前後輪Wdのトルクリミットを増加させ中間輪Wcのトルクリミットを抑えるので、中間輪Wcの横方向グリップを増大させることができ、シャシ1の横方向グリップを確保できるようになり、滑りが抑止され、進路の乱れを防止して走行安定性の向上を図ることができる。この旋回においては、前輪Wf,後輪Wdは、車輪の直進方向に対して直交する横方向へ自在に回転する複数個の横転ローラ6が環状に配列されているので、この横ローラ6が横方向に自在に回転することから、回転差に追従することができ、円滑な走行を得ることができる。
また、旋回半径方向外側において、中間輪Wcの最大駆動トルクTcの減少値Tcdを、前後輪Wdに(1/2)ずつ均等配分するので、それだけ、軌道が滑らかになり、より一層、走行安定性の向上を図ることができる。
As a result, as shown in FIGS. 6 to 8, the maximum driving torque Tc of the intermediate wheel Wc on the outer side in the turning radius direction is such that the maximum driving torque Tc of the intermediate wheel Wc and the combined torque Tt of the cornering force Fa are easy to slip on the road surface. It is set so as to be within the friction circle determined corresponding to the height. Further, in the front wheel Wf, the intermediate wheel Wc, and the rear wheel Wd on the outer side in the turning radius direction, the maximum drive torque of the intermediate wheel Wc is distributed to be smaller than the maximum drive torque of the front wheel Wf and rear wheel Wd.
For this reason, as shown in FIG. 8, for example, when the road surface is wet with rain or is slippery due to snow or ice burn, the course is likely to be disturbed during so-called cornering at the time of cornering turning. Then, the maximum driving torque Tc of the intermediate wheel Wc on the outer side in the turning radius direction and the combined force Tt of the cornering force Fa in the lateral direction are within the friction circle (grip limit) of the intermediate wheel Wc, and the torque limit of the front and rear wheels Wd on the outer side in the turning radius direction. Since the torque limit of the intermediate wheel Wc is reduced and the lateral grip of the intermediate wheel Wc can be increased, the lateral grip of the chassis 1 can be secured, slippage is suppressed, and the course is prevented from being disturbed. Thus, the running stability can be improved. In this turning, the front wheel Wf and the rear wheel Wd are arranged in a plurality of
Further, since the decrease value Tcd of the maximum driving torque Tc of the intermediate wheel Wc is equally distributed (1/2) to the front and rear wheels Wd on the outer side in the turning radius direction, the track becomes smoother and the running stability is further increased. It is possible to improve the performance.
このように、各車輪の回転数及び最大駆動トルクの配分率を適宜変えることによりあらゆる路面に対応することができるようになる。特に、旋回の際には、個々の駆動部7に対して、夫々、最大駆動トルク指令手段21から個別の最大駆動トルクを指令することができるので、従来に比較して、制御の組合せが増加する。そのため、例えば、特にコーナリング等のカーブ走行する旋回時に進路が乱れる事態を防止し、走行安定性の向上を図ることができるのである。
Thus, it becomes possible to deal with any road surface by appropriately changing the rotation speed of each wheel and the distribution ratio of the maximum driving torque. In particular, when turning, since individual maximum drive torque can be commanded from the maximum drive torque command means 21 to each
また、この走行においては、前輪Wf,中間輪Wc及び後輪Wdはシャシ1に対してサスペンション機構10を介して支持されているので、路面が、凸凹していても、これに追従することができ、即ち、路面の凸凹によりシャシ1が浮き上がっても、サスペンション機構10が作動して各車輪Wf,Wc,Wdが走行面に追従し、各車輪Wf,Wc,Wdの浮き上がりを防止することができ、駆動力を確実に走行面に伝達することができる。特に、雪道などでは、上記の滑りに対応することに加えて、雪による凸凹にも対応できるので、より一層、走行安定性の向上を図ることができる。
In this traveling, the front wheel Wf, the intermediate wheel Wc, and the rear wheel Wd are supported by the chassis 1 via the
尚、上記実施の形態において、加速時やブレーキ時に前後輪Wf,Wdに最大駆動トルク差を設けてよいことは勿論である。また、制御部20の機能をシャシ1に搭載したが、必ずしもこれに限定されるものではなく、無線通信により指令するようにしてもよく、適宜変更して差し支えない。更に、上記実施の形態では、前輪Wf,中間輪Wc及び後輪Wdのトレッドを夫々同じにしたが、必ずしもこれに限定されるものではなく、トレッドを異ならせてもよく、適宜変更して差し支えない。更にまた、車輪の数は上記6輪に限定されるものではなく、8輪、10輪等にしてよい。この場合、中間輪Wcは、一対にしておくことが望ましい。また、車軸方向には、車輪を増やして良いことは勿論である。
Incidentally, Te form smell the above embodiment, the front and rear wheels Wf at the time and brake acceleration, it may be provided with a maximum drive torque difference Wd is a matter of course. Moreover, although the function of the
C 搬送車
1 シャシ
Wf 前輪
Wc 中間輪
Wr 後輪
2 車輪軸
3 ホイール
4 ゴムタイヤ
5 ホイール
6 横転ローラ
7 駆動部
10 サスペンション機構
11 保持部
12 支持部
13 リンク
14 アーム
15 コイルスプリング
16 ダンパ
20 制御部
21 最大駆動トルク指令手段
22 中間輪最大駆動トルク算出手段
23 前後輪最大駆動トルク算出手段
24 回転指令手段
Tf,Tc,Tr 旋回半径方向外側の車輪の最大駆動トルク
30 積雪路面のタイヤ摩擦円
31 ウエット路面のタイヤ摩擦円
32 舗装ドライ路面のタイヤ摩擦円
C carrier 1 chassis Wf front wheel Wc intermediate wheel Wr
Claims (3)
上記各車輪をその車輪軸が上記シャシの前後方向に直交するように設け、上記中間輪をゴムタイヤを備えて構成し、上記中間輪以外の前輪及び後輪を、該車輪の直進方向に対して直交する横方向へ自在に回転する複数個の横転ローラを環状に配列した全方向車輪で構成し、上記各車輪に夫々指令された最大駆動トルクを独立して出力可能な駆動部を設け、該各駆動部を制御してシャシを前後進及び旋回させる制御部を設け、該制御部に各駆動部に対し最大駆動トルクを配分して指令する最大駆動トルク指令手段を備え、
上記最大駆動トルク指令手段は、シャシの少なくともカーブ走行する旋回時に、旋回半径方向外側の前輪,中間輪及び後輪において、該中間輪の最大駆動トルクを前輪及び後輪の最大駆動トルクより減少させて配分し、
上記旋回半径方向外側の中間輪の最大駆動トルクは、該中間輪の最大駆動トルクとコーナリングフォースの合成トルクが、路面の滑りやすさに対応して定められた摩擦円の内側に収まるように設定され、
上記旋回半径方向外側の前輪,中間輪及び後輪に配分される最大駆動トルクを夫々Tf,Tc,Trとし、該中間輪の最大駆動トルクを減少させないで該前輪,中間輪及び後輪に対して配分される標準最大駆動トルクを夫々Tfs,Tcs,Trsとし、該中間輪の標準最大駆動トルクに対する最大駆動トルクの値減少値をTcdとしたとき、
Tcd=Tcs−Tc
Tf=Tfs+(1/2)Tcd
Tr=Trs+(1/2)Tcd
に設定することを特徴とする搬送車。 A transport vehicle provided with at least a pair of front wheels, a pair of intermediate wheels, and a pair of rear wheels in the front-rear direction of the chassis,
Each wheel is provided such that its wheel axis is orthogonal to the front-rear direction of the chassis, the intermediate wheel is provided with a rubber tire, and the front wheels and rear wheels other than the intermediate wheel are arranged in a straight direction of the wheel. It comprises omnidirectional wheels in which a plurality of roll rollers that rotate freely in a transverse direction orthogonal to each other are arranged in an annular shape, and each of the wheels is provided with a drive unit capable of independently outputting a maximum drive torque, controls each drive unit a control unit for the forward-reverse and turning the chassis provided, Bei give a maximum driving torque command means for commanding to allocate the maximum driving torque for each driving unit to the control unit,
The maximum drive torque command means reduces the maximum drive torque of the intermediate wheel to the maximum drive torque of the front wheel and the rear wheel at the front, intermediate and rear wheels on the outer side in the turning radius when turning at least a curve of the chassis. Distributed,
The maximum driving torque of the intermediate wheel on the outer side in the turning radius direction is set so that the maximum driving torque of the intermediate wheel and the combined torque of the cornering force are within the friction circle determined according to the slipperiness of the road surface. And
The maximum driving torques distributed to the front, intermediate and rear wheels on the outside in the turning radius direction are Tf, Tc and Tr, respectively, and the maximum driving torque of the intermediate wheels is not reduced and the front wheels, intermediate wheels and rear wheels are reduced. When the standard maximum driving torque distributed in the above is Tfs, Tcs, Trs, and the decrease value of the maximum driving torque with respect to the standard maximum driving torque of the intermediate wheel is Tcd,
Tcd = Tcs−Tc
Tf = Tfs + (1/2) Tcd
Tr = Trs + (1/2) Tcd
A transport vehicle characterized by being set to .
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