| 【発明の名称】 |
全方向移動車の制御装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】阪本 健二
【氏名】岡村 幸彦
【氏名】品川 壮
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| 【要約】 |
【課題】駆動部の空転や過負荷が生じても操作者の意図する動きを行わせる。
【解決手段】電動機速度算出手段から算出される電動機指令速度に記速度算出手段によって算出された電動機検出速度を一致させるよう電動機印加電圧を変化させることで車体の進行を制御する全方向移動車の制御装置である。車体速度算出手段、各々の電動機電流を検知する電流検出手段、各々の電動機の電動機指令速度と前記速度算出手段によって算出された電動機検出速度と前記電流検出手段から得られる電動機電流から各電動機の負荷の大小を判別して１つ以上の電動機の負荷が大きく且つ１つ以上の電動機の負荷が小さいことによって空転している電動機の判定と該電動機の電動機検出速度を補正する空転検出手段を備える。空転が検出された際に車体指令速度による進行方向と回転方向を維持するように車体指令速度を変化させる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 複数の駆動部、各々の駆動部の電動機の速度を検知する速度検出器および速度算出手段、車体指令速度から各々の電動機指令速度を算出する電動機速度算出手段を備え、前記電動機速度算出手段から算出される電動機指令速度に、前記速度算出手段によって算出された電動機検出速度を一致させるよう電動機印加電圧を変化させることにより車体の進行を制御する全方向移動車の制御装置において、電動機検出速度から車体検出速度を算出する車体速度算出手段、各々の電動機電流を検知する電流検出手段、各々の電動機の電動機指令速度と前記速度算出手段によって算出された電動機検出速度と前記電流検出手段から得られる電動機電流から各電動機の負荷の大小を判別して１つ以上の電動機の負荷が大きく且つ１つ以上の電動機の負荷が小さいことによって空転している電動機を判定するとともに空転している電動機の電動機検出速度を補正する空転検出手段を備え、空転が検出された際に車体指令速度による進行方向と回転方向を維持するように車体指令速度を変化させることを特徴とする全方向移動車の制御装置。
【請求項２】 負荷の大きい電動機と、負荷の小さい電動機が一定時間変化しないことを検知することで空転している電動機を判定することを特徴とする請求項１記載の全方向移動車の制御装置。
【請求項３】 複数の駆動部、各々の駆動部の電動機の速度を検知する速度検出器および速度算出手段、車体指令速度から各々の電動機指令速度を算出する電動機速度算出手段、電動機印加電圧指令にしたがって電動機に電圧を印加する電動機駆動手段を備え、前記電動機速度算出手段から算出される電動機指令速度に、前記速度算出手段によって算出された電動機検出速度を一致させるよう電動機印加電圧指令を変化させることにより車体の進行を制御する全方向移動車の制御装置において、電動機検出速度から車体検出速度を算出する車体速度算出手段、各々の電動機指令速度と電動機印加電圧指令と電動機検出速度から１つ以上の電動機印加電圧指令が所定の値以上で且つその電動機指令速度と電動機検出速度の偏差が所定の値以上の状態が一定時間以上継続することによって各電動機の過負荷を検知する過負荷検出手段を備え、過負荷の場合に車体指令速度による進行方向と回転方向を維持するように車体指令速度を変化させることを特徴とする全方向移動車の制御装置。
【請求項４】 複数の駆動部、各々の駆動部の電動機の速度を検知する速度検出器および速度算出手段、車体指令速度から各々の電動機指令速度を算出する電動機速度算出手段を備え、前記電動機速度算出手段から算出される電動機指令速度に、前記速度算出手段によって算出された電動機検出速度を一致させるよう電動機印加電圧を変化させることにより車体の進行を制御する全方向移動車の制御装置において、電動機検出速度から車体検出速度を算出する車体速度算出手段、各々の電動機電流を検知する電流検出手段、各々の電動機指令速度と前記速度算出手段によって算出された電動機検出速度と前記電流検出手段から得られる電動機電流から１つ以上の電動機電流が所定の値以上で且つ電動機指令速度と電動機検出速度の偏差が所定の値以上の状態が一定時間以上継続することによって各電動機の過負荷を検知する過負荷検出手段を備え、過負荷の場合に車体指令速度による進行方向と回転方向を維持するように車体指令速度を変化させることを特徴とする全方向移動車の制御装置。
【請求項５】 前記車体速度算出手段から得られる車体検出速度より算出する車体検出進行方向が、車体指令速度から算出する車体指令進行方向に対して所定角度以上異なる場合に車体指令進行方向に一致するように車体指令速度を変化させることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の全方向移動車の制御装置。
【請求項６】 前記車体速度算出手段から得られる車体検出速度より算出する車体検出回転方向が、車体指令速度から算出する車体指令回転方向と異なる場合に車体指令回転方向に一致するように車体指令速度を変化させることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の全方向移動車の制御装置。
【請求項７】 前記車体検出進行方向が車体指令進行方向に対して所定角度以上異なるか、車体指令回転方向が車体指令回転方向と異なる場合のどちらか一方以上が一定時間継続するときに、その車体指令進行方向および車体指令回転方向に一致するように車体指令速度を変化させることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の全方向移動車の制御装置。
【請求項８】 １つの電動機の過負荷または空転を検出し、車体指令進行方向および車体指令回転方向に一致するように車体指令速度を変化させる際、その電動機の電動機検出速度と等しい電動機指令速度になるように車体指令速度を定数倍することを特徴とする請求項５乃至７のいずれかに記載の全方向移動車の制御装置。
【請求項９】 複数の電動機の過負荷または空転を検出し、車体指令進行方向および車体指令回転方向に一致するように車体指令速度を変化させる際、各々の電動機の電動機検出速度と等しい電動機指令速度になるような車体指令速度を算出する定数を算出し、その中で最も小さい定数を採用し、車体指令速度をその定数倍することを特徴とする請求項５乃至７のいずれかに記載の全方向移動車の制御装置。
【請求項１０】 空転を検出した際、車体指令速度を０にすることを特徴とする請求項５乃至７のいずれかに記載の全方向移動車の制御装置。
【請求項１１】 車体指令進行方向および車体指令回転方向に一致するように車体指令速度を変化させる際、警報を発生させることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の全方向移動車の制御装置。
【請求項１２】 車体指令進行方向および車体指令回転方向に一致するように車体指令速度を変化させる際、車体検出速度より算出する車体検出進行方向と、車体指令速度から算出する車体指令進行方向の差に応じて警報の種類を変化させることを特徴とする請求項１１記載の全方向移動車の制御装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の駆動部を備えるとともにこれら駆動部によって車体の全方向移動が可能となっている全方向移動車の制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】全方向移動車に用いる駆動部３の一例を図１５に示す。上記駆動部３は、球体である駆動ボール１１と、駆動ボール１１の外周に配したリング３０と、リング３０の内周側に取り付けられた複数個のローラ３１と、駆動ボール１１の上面に接触する支持ローラ３２と、上記リング３０をその軸回りに回転させる電動機３３とからなるもので、その軸方向がリング３０の軸方向と直交している複数個のローラ３１が駆動ボール１１表面の大円に接している。
【０００３】支持ローラ３２とローラ３１とによってリング３０の回転平面と平行な軸の回りの回転（転がり）が自在とされている駆動ボール１１は、リング３０の軸回り回転がローラ３１を介して摩擦力で伝達されてリング３０の軸を中心とする回転を行う。ここにおいて、リング３０は水平面から少し傾けていることから、駆動ボール１１の上記回転で推進力が生じる。
【０００４】このような駆動部３を少なくとも３つ備えたものにおいては、各駆動部３の駆動力のベクトルが合成される方向に進むことになり、従って進行方向のベクトルから逆に各駆動部３による駆動力を求めて各駆動部３を個別に制御駆動する制御手段を設けて、駆動ボール１１の回転方向及び回転速度を制御することによって、前後左右及び斜めの全方向移動及びその場回転が自在となる。
【０００５】図１６は上記駆動部３を備えた全方向移動車の一例を示しており、電動車椅子として形成された該全方向移動車は、上記駆動部３（３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ）を四隅に備えている。なお、各駆動部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄは同じ向きに配置されておらず、いずれも電動機３３側が中心寄りに位置するように配置されている。図中２０はシート、２１は背もたれ、２２はアームレスト、２３はフットレストであり、アームレスト２２上にはジョイスティック型ハンドルと複数のスイッチとを備えた操作器５が設けられている。
【０００６】上記全方向移動車の制御装置の従来例を図１７に示す。各駆動部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄには電動機３３用のドライバー回路である電動機駆動手段３４のほか、速度検出部３５及び速度算出手段３６を設けており、操作器５から入力される車体のＸ，Ｙ，Ｒ方向の指令速度Ｘ１，Ｙ１，Ｒ１を、電動機速度算出手段ＭＶＣにおいて、Ｖｍ＝Ｊ＋・ＶＶにより各駆動部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄの電動機指令速度ω１Ａ〜ω１Ｄに換算する。ただし、【０００７】
【数１】
【０００８】であり、行列Ｊ＋の成分は、車体の構造により決定される値である。
【０００９】以下は駆動部３Ａ〜３Ｄにおいて同様であるために、駆動部３Ａについてのみ説明すると、速度制御手段ＶＣＡは、電動機３０に取り付けられた速度検出器３４によって発生されるパルスより速度算出手段３６によって算出される電動機検出速度ω２Ａと、電動機指令速度ω１Ａの偏差が小さくなるように速度制御され、電動機印加電圧指令Ｖ１Ａを出力する。駆動部３Ａの電動機駆動手段３４は電動機印加電圧指令Ｖ１Ａに基づいて、電動機３３に電動機印加電圧Ｖ２Ａを印加する。
【００１０】このように、各駆動部３Ａ〜３Ｄが独立に速度制御されることによって、操作器５から入力される車体の動きを実現している。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記構成の制御であると、図１８に示す車体状態ＳＴ１から、車体状態ＳＴ２で走行しようとする際に、過負荷、空転などで１つ以上の駆動部の電動機が指令速度を達成できなくなれば、車体状態ＳＴ２（速度Ｘ１，Ｙ１，Ｒ１）で進まず、車体状態ＳＴ３（速度Ｘ２，Ｙ２，Ｒ２）で走行してしまうものであり、操作者が意図する動きを実現することができない。
【００１２】本発明はこのような点に鑑みなされたものであって、その目的とするところは駆動部の空転や過負荷が生じても操作者の意図する動きを行わせることができる全方向移動車の制御装置を提供するにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】しかして本発明は、複数の駆動部、各々の駆動部の電動機の速度を検知する速度検出器および速度算出手段、車体指令速度から各々の電動機指令速度を算出する電動機速度算出手段を備え、前記電動機速度算出手段から算出される電動機指令速度に、前記速度算出手段によって算出された電動機検出速度を一致させるよう電動機印加電圧を変化させることにより車体の進行を制御する全方向移動車の制御装置において、電動機検出速度から車体検出速度を算出する車体速度算出手段、各々の電動機電流を検知する電流検出手段、各々の電動機の電動機指令速度と前記速度算出手段によって算出された電動機検出速度と前記電流検出手段から得られる電動機電流から各電動機の負荷の大小を判別して１つ以上の電動機の負荷が大きく且つ１つ以上の電動機の負荷が小さいことによって空転している電動機を判定するとともに空転している電動機の電動機検出速度を補正する空転検出手段を備え、空転が検出された際に車体指令速度による進行方向と回転方向を維持するように車体指令速度を変化させることに第１の特徴を有している。
【００１４】この時の電動機の空転の判定は、負荷の大きい電動機と、負荷の小さい電動機が一定時間変化しないことを検知することで行うとよい。
【００１５】また本発明は、複数の駆動部、各々の駆動部の電動機の速度を検知する速度検出器および速度算出手段、車体指令速度から各々の電動機指令速度を算出する電動機速度算出手段、電動機印加電圧指令にしたがって電動機に電圧を印加する電動機駆動手段を備え、前記電動機速度算出手段から算出される電動機指令速度に、前記速度算出手段によって算出された電動機検出速度を一致させるよう電動機印加電圧指令を変化させることにより車体の進行を制御する全方向移動車の制御装置において、電動機検出速度から車体検出速度を算出する車体速度算出手段、各々の電動機指令速度と電動機印加電圧指令と電動機検出速度から１つ以上の電動機印加電圧指令が所定の値以上で且つその電動機指令速度と電動機検出速度の偏差が所定の値以上の状態が一定時間以上継続することによって各電動機の過負荷を検知する過負荷検出手段を備え、過負荷の場合に車体指令速度による進行方向と回転方向を維持するように車体指令速度を変化させることに第２の特徴を有している。
【００１６】さらに複数の駆動部、各々の駆動部の電動機の速度を検知する速度検出器および速度算出手段、車体指令速度から各々の電動機指令速度を算出する電動機速度算出手段を備え、前記電動機速度算出手段から算出される電動機指令速度に、前記速度算出手段によって算出された電動機検出速度を一致させるよう電動機印加電圧を変化させることにより車体の進行を制御する全方向移動車の制御装置において、電動機検出速度から車体検出速度を算出する車体速度算出手段、各々の電動機電流を検知する電流検出手段、各々の電動機指令速度と前記速度算出手段によって算出された電動機検出速度と前記電流検出手段から得られる電動機電流から１つ以上の電動機電流が所定の値以上で且つ電動機指令速度と電動機検出速度の偏差が所定の値以上の状態が一定時間以上継続することによって各電動機の過負荷を検知する過負荷検出手段を備え、過負荷の場合に車体指令速度による進行方向と回転方向を維持するように車体指令速度を変化させることに第３の特徴を有している。
【００１７】いずれの場合においても、前記車体速度算出手段から得られる車体検出速度より算出する車体検出進行方向が、車体指令速度から算出する車体指令進行方向に対して所定角度以上異なる場合に車体指令進行方向に一致するように車体指令速度を変化させることが好ましく、また、前記車体速度算出手段から得られる車体検出速度より算出する車体検出回転方向が、車体指令速度から算出する車体指令回転方向と異なる場合に車体指令回転方向に一致するように車体指令速度を変化させることが好ましい。
【００１８】前記車体検出進行方向が車体指令進行方向に対して所定角度以上異なるか、車体指令回転方向が車体指令回転方向と異なる場合のどちらか一方以上が一定時間継続するときに、その車体指令進行方向および車体指令回転方向に一致するように車体指令速度を変化させるようにしてもよい。
【００１９】１つの電動機の過負荷または空転を検出し、車体指令進行方向および車体指令回転方向に一致するように車体指令速度を変化させる際には、その電動機の電動機検出速度と等しい電動機指令速度になるように車体指令速度を定数倍したり、各々の電動機の電動機検出速度と等しい電動機指令速度になるような車体指令速度を算出する定数を算出して、その中で最も小さい定数を採用し、車体指令速度をその定数倍するとよい。
【００２０】空転を検出した際、車体指令速度を０にしてもよい。
【００２１】車体指令進行方向および車体指令回転方向に一致するように車体指令速度を変化させる際に、警報を発生させたり、車体検出速度より算出する車体検出進行方向と、車体指令速度から算出する車体指令進行方向の差に応じて警報の種類を変化させることも好ましい。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下本発明を実施の形態の一例に基づいて詳述すると、図１に示すように、基本的構成は前記従来例と同じであるが、各駆動部３Ａ〜３Ｄに夫々の電動機３３に流れる電流を検出する電流検出手段３７を設け、また、該電流検出手段３７から出力される電動機電流ＩＡ〜ＩＤをもとに過負荷を検出する過負荷検出手段ＯＴＡ〜ＯＴＤ、空転を検出する空転検出手段ＶＥ、車体速度算出手段ＶＦ、補正判定手段ＶＧ、そして指令速度補正手段ＶＨを新たに設けたものとなっている。
【００２３】各駆動部３Ａ〜３Ｄに設けられた電流検出手段３７は、電動機３３の電流を検出し、電動機電流ＩＡ（ＩＢ，ＩＣ，ＩＤ）として空転検出手段ＶＥおよび過負荷検出手段ＯＴＡ（ＯＴＢ，ＯＴＣ，ＯＴＤ）に出力する。
【００２４】過負荷検出手段ＯＴＡは図２に示すように、電動機指令速度ω１Ａと電動機検出速度ω２Ａとの偏差が比較器ＣＰ１によって過負荷判定速度偏差ωOLより小さいと判定される状態において、電動機印加電圧指令Ｖ１Ａが比較器ＣＰ２によって過負荷判定電動機印加電圧ＶOLより大きいと判定される場合、または、電動機電流ＩＡが比較器３によって過負荷判定電動機電流ＩOLより大きいと判定される場合に、過負荷信号Ｓ２Ａを出力する。過負荷検出手段ＯＴＢ，ＯＴＣ，ＯＴＤも同様である。
【００２５】空転検出手段ＶＥは図３に示すように、軽負荷判定部ＶＥＬＡ（ＶＥＬＢ，ＶＥＬＣ，ＶＥＬＤ）を備えたもので、該軽負荷判定部ＶＬＥＡは、電動機指令速度ω１Ａが空転判定電動機速度ωSPより大きく且つ電動機電流ＩＡが空転判定電動機電流ＩSPより小さいならば、駆動部３Ａの負荷は小さいとし、軽負荷信号Ｓ８Ａを遅延回路部ＶＥＤに出力する。軽負荷判定部ＶＥＬＢ〜ＶＥＬＤも同様である。
【００２６】遅延回路部ＶＥＤは、軽負荷信号Ｓ８Ａ〜Ｓ８Ｄの各々を所定の時間Ｔ１だけ遅延させて遅延軽負荷信号Ｓ９Ａ〜Ｓ９Ｄとして出力することにより、軽負荷信号Ｓ８Ａ〜Ｓ８ＤそれぞれがＴ１より短い時間入力されていても、遅延軽負荷信号Ｓ９Ａ〜Ｓ９Ｄは出力されない。したがって、遅延軽負荷信号Ｓ９Ａ〜Ｓ９Ｄは、駆動部３Ａ〜３Ｄが所定の時間Ｔ１以上連続して、軽負荷の状態でなければ出力されない。
【００２７】負荷状態計数部ＶＥＣは、遅延軽負荷信号Ｓ９Ａ〜Ｓ９Ｄによって軽負荷である駆動部の数と軽負荷でない駆動部の数を数え、軽負荷である駆動部と軽負荷でない駆動部の数がそれぞれ１つ以上存在する場合においてのみ空転判定信号Ｓ１０を出力する。
【００２８】空転信号制御部ＶＥＢは、空転判定信号Ｓ１０が入力されたときのみ遅延軽負荷信号Ｓ９Ａ〜Ｓ９Ｄを空転信号Ｓ１Ａ〜Ｓ１Ｄとして出力する。どの駆動部の駆動ボールが空転しているかが空転信号Ｓ１Ａ〜Ｓ１Ｄとして、空転検出手段ＶＥから出力されるわけである。
【００２９】電動機速度補正部ＶＥＡは、空転信号Ｓ１Ａ〜Ｓ１Ｄを用いて、空転信号が入力されている駆動部の補正電動機検出速度は０とし、そうでない駆動部は電動機検出速度ω２Ａ〜ω２Ｄをそのまま補正電動機検出速度ω３Ａ〜ω３Ｄとして出力する。
【００３０】車体速度算出手段ＶＦは、補正電動機検出速度ω３Ａ〜ω３Ｄより、車体Ｘ方向検出速度Ｘ２、車体Ｙ方向検出速度Ｙ２、車体Ｒ方向検出速度Ｒ２を次式ＶＶ＝Ｊ・Ｖｍにより算出する。ただし、【００３１】
【数２】
【００３２】であり、行列Ｊの成分は、車体の構造により決定される値である。
【００３３】補正判定手段ＶＧを図４に示す。信号計数部ＶＧ１は、空転信号Ｓ１Ａ〜Ｓ１Ｄおよび過負荷信号Ｓ２Ａ〜Ｓ２Ｄの８個のうち、いずれか１つ以上が入力されたならば、補正判定信号Ｓ１２を出力し、空転信号Ｓ１Ａ〜Ｓ１Ｄおよび過負荷信号Ｓ２Ａ〜Ｓ２Ｄをそのまま出力する。
【００３４】車体進行方向偏差算出部ＶＧ３は、補正判定信号Ｓ１２が入力されているときのみ、車体Ｘ方向検出速度Ｘ２、車体Ｙ方向検出速度Ｙ２の各々の符号および値から算出されるθ２の値と、車体Ｘ方向指令速度Ｘ１、車体Ｙ方向指令速度Ｙ１の各々の符号および値から算出されるθ１の値の偏差を、車体進行方向偏差ＸＹｄ１として出力する。
【００３５】車体回転方向判定部ＶＧ２は、補正判定信号Ｓ１２が入力されているときのみ、車体Ｒ方向検出速度Ｒ２と車体Ｒ方向指令速度Ｒ１の符号を違いを判定し、違っている場合は車体回転方向相違信号Ｒｄ１を出力する。
【００３６】補正信号生成部ＶＧ４は、車体進行方向偏差ＸＹｄ１が、補正判定車体進行方向偏差ＸＹｄ２より大きいとき、または、車体回転方向相違信号Ｒｄ１が入力されるときのみ補正信号Ｓ６を出力する。
【００３７】遅延回路部ＶＧ５は、補正信号Ｓ６を所定の時間Ｔ２だけ遅延させて遅延補正信号Ｓ１１として出力する。
【００３８】補正信号制御部ＶＧ６は、遅延補正信号Ｓ７が入力されたときのみ、空転信号Ｓ１Ａ〜Ｓ１Ｄを空転補正信号Ｓ４Ａ〜Ｓ４Ｄとして、また過負荷信号Ｓ２Ａ〜Ｓ２Ｄを過負荷補正信号Ｓ５Ａ〜Ｓ５Ｄとして出力する。
【００３９】警報信号生成部ＶＧ７は、車体進行方向偏差ＸＹｄ１および車体回転方向相違信号に応じて警報信号Ｓ３を変化させる。
【００４０】指令速度補正手段ＶＨを図５に示す。補正計数算出部ＶＨ１Ａは、空転補正信号Ｓ４Ａまたは過負荷補正信号Ｓ５Ａが入力されたときのみ、補正電動機検出速度ω３Ａと、車体Ｘ方向指令速度Ｘ１、車体Ｙ方向指令速度Ｙ１、車体Ｒ方向指令速度Ｒ１より式（１）の関係より求まる式（２）より駆動部補正係数αＡを算出して出力する。それ以外の場合は駆動部Ａ補正係数αＡ＝１として出力する。
【００４１】
Ｖｍ３＝Ｊ＋・ＶＶＡ （１）
ω３Ａ＝ａ１１・α・Ｘ１＋ａ１２・α・Ｙ１＋ａ１３・α・Ｒ１ （２）
ただし、【００４２】
【数３】
【００４３】であり、行列Ｊ＋の成分は、車体の構造により決定される値である。補正計数算出部ＶＨ１Ｂ〜ＶＨ１Ｄも同様である。
【００４４】係数判定部ＶＨ２は、駆動部３Ａ〜３Ｄの補正係数αＡ〜αＤを比較して最も小さい値を補正係数αとして出力する。
【００４５】補正速度算出部ＶＨ３は、車体Ｘ方向指令速度Ｘ１、車体Ｙ方向指令速度Ｙ１、車体Ｒ方向指令速度Ｒ１に補正係数αを乗算したものを、車体Ｘ方向補正指令速度Ｘ３、車体Ｙ方向補正指令速度Ｙ３、車体Ｒ方向補正指令速度Ｒ３として出力する。また、空転補正信号Ｓ４Ａ〜Ｓ４Ｄのいずれか１つ以上入力されたならば、Ｘ３、Ｙ３、Ｒ３をすべて０にする。
【００４６】実際の動作例に基づいて動作を説明すると、図６は下り坂の走行時を示しており、下り坂を車体状態ＳＴ１から、車体状態ＳＴ２（速度Ｘ２，Ｙ２＝０，Ｒ２＝０）で走行している際、駆動部３Ａ〜３Ｄの電動機指令速度ω１Ａ〜ω１Ｄ、電動機電流ＩＡ〜ＩＤは図７に示すようになる。したがって、空転検出手段ＶＥにおいて、駆動部３Ａ〜３Ｄすべてが軽負荷になるため、負荷状態計数部ＶＥＣから空転判定信号Ｓ１０が出力されないために、空転しているとは判定されない。
【００４７】図８は車体状態ＳＴ１から車体状態ＳＴ２（速度Ｘ１，Ｙ１，Ｒ１）で走行しようとしている際に、駆動部３Ａ〜３Ｄの電動機指令速度ω１Ａ〜ω１Ｄ、電動機電流ＩＡ〜ＩＤが図９に示すような状態になって車体状態ＳＴ３（速度Ｘ２，Ｙ２，Ｒ２）で走行してしまった場合を示しており、このとき空転検出手段ＶＥは、駆動部３Ａが軽負荷、駆動部３Ｂ，３Ｃが軽負荷でないことから、駆動部３Ａが空転していると判断し、補正電動機検出速度ω３Ａ＝０、ω３Ｂ〜ω３Ｄ＝ω２Ｂ〜ω２Ｄとし、空転信号Ｓ１Ａを出力する。
【００４８】この時、補正判定手段ＶＧには空転信号Ｓ１Ａが入力されるので、｜θ１−θ２｜＞ＸＹｄ２であるとき、空転補正信号Ｓ４Ａが出力される。したがって指令速度補正手段において、Ｘ３，Ｙ３，Ｒ３はすべて０と出力され、車体は停止する。
【００４９】図１０は坂道を回転しながら横切る走行を行っている場合を示しており、この場合、車体状態がＳＴ１〜ＳＴ４へと逐次変化することから、駆動部３Ａ〜３Ｄの電動機指令速度ω１Ａ〜ω１Ｄ、電動機電流ＩＡ〜ＩＤは図１１に示すものとなる。この時には、各々の駆動部３Ａ〜３Ｄが軽負荷状態となる時が存在するが、軽負荷と判定する時間Ｔが遅延時間Ｔ１より小さいために、遅延軽負荷信号Ｓ９Ａ〜Ｓ９Ｄが出力されず、空転していると判定されない。
【００５０】そして、図１２に示すように、車体状態ＳＴ１から車体状態ＳＴ２で走行しようとする場合において、駆動部３Ａ〜３Ｄの電動機指令速度ω１Ａ〜ω１Ｄ、電動機検出速度ω２Ａ〜２Ｄ、電動機印加電圧指令Ｖ１Ａ〜１Ｄ、電動機電流ＩＡ〜ＩＤが図１３のようになる場合、車体状態ＳＴ３となってしまう。このとき、過負荷判定手段ＯＴＡ〜ＯＴＣは駆動部３Ｃが過負荷であるとし、時間Ｔ２後に過負荷信号Ｓ２Ｃを出力する。したがって補正判定手段ＶＥにおいて、車体Ｒ方向指令速度Ｒ１と車体Ｒ方向検出速度Ｒ２の符号が反対になり、過負荷補正信号Ｓ５Ｃが出力される。これにより指令速度補正手段ＶＨにおいて、Ｘ３，Ｙ３，Ｒ３が算出され、ω１Ａ〜ω１Ｄが再計算されることで、車体の走行が補正される。図１３は電動機検出速度ω２Ｃが大きく、これに伴う電動機３３の逆起電圧も大きい場合に電動機印加電圧指令Ｖ１Ａ〜Ｖ１Ｄが最大になる場合を示したが、電動機検出速度ω２Ｃが小さく、電動機３３の逆起電圧も小さい場合には、図１４に示すように電動機電流ＩＡ〜ＩＤが最大になり、過負荷を検出可能である。
【００５１】図１に示す警報手段ＢＺはＬＥＤ、ブザー、バイブレータなどで、車体進行方向のズレに応じて、ＬＥＤは表示パターン、点滅パターンを、ブザーは音量、間欠周期、バイブレータは振動の強弱、間欠周期などを変化させる。また、それらを組み合わせて使用してもよい。
【００５２】電動機３３によって駆動ボール１１が駆動される駆動部３が４つ設けられたものを例として説明したが、駆動部の形態は走行面との摩擦を確保できるものであれば上記のものに限るものではなく、駆動部の数も上記数に限るものではない。
【００５３】
【発明の効果】以上のように本発明においては、複数の駆動部、各々の駆動部の電動機の速度を検知する速度検出器および速度算出手段、車体指令速度から各々の電動機指令速度を算出する電動機速度算出手段を備え、前記電動機速度算出手段から算出される電動機指令速度に、前記速度算出手段によって算出された電動機検出速度を一致させるよう電動機印加電圧を変化させることにより車体の進行を制御する全方向移動車の制御装置において、電動機検出速度から車体検出速度を算出する車体速度算出手段、各々の電動機電流を検知する電流検出手段、各々の電動機の電動機指令速度と前記速度算出手段によって算出された電動機検出速度と前記電流検出手段から得られる電動機電流から各電動機の負荷の大小を判別して１つ以上の電動機の負荷が大きく且つ１つ以上の電動機の負荷が小さいことによって空転している電動機を判定するとともに空転している電動機の電動機検出速度を補正する空転検出手段を備え、空転が検出された際に車体指令速度による進行方向と回転方向を維持するように車体指令速度を変化させるために、１つ以上の駆動部が空転した場合において、車体指令速度の補正が可能であるとともに、下り坂走行時においても誤判定することがないものである。
【００５４】この時、負荷の大きい電動機と、負荷の小さい電動機が一定時間変化しないことを検知することで空転している電動機を判定すると、回転しながら坂道を走行する際においても誤判定することがない。
【００５５】そして第２の特徴とするところでは、複数の駆動部、各々の駆動部の電動機の速度を検知する速度検出器および速度算出手段、車体指令速度から各々の電動機指令速度を算出する電動機速度算出手段、電動機印加電圧指令にしたがって電動機に電圧を印加する電動機駆動手段を備え、前記電動機速度算出手段から算出される電動機指令速度に、前記速度算出手段によって算出された電動機検出速度を一致させるよう電動機印加電圧指令を変化させることにより車体の進行を制御する全方向移動車の制御装置において、電動機検出速度から車体検出速度を算出する車体速度算出手段、各々の電動機指令速度と電動機印加電圧指令と電動機検出速度から１つ以上の電動機印加電圧指令が所定の値以上で且つその電動機指令速度と電動機検出速度の偏差が所定の値以上の状態が一定時間以上継続することによって各電動機の過負荷を検知する過負荷検出手段を備え、過負荷の場合に車体指令速度による進行方向と回転方向を維持するように車体指令速度を変化させるために、１つ以上の電動機が高速回転中に過負荷となった場合にも、車体指令速度の補正が可能である。
【００５６】また、第３の特徴とするところでは、複数の駆動部、各々の駆動部の電動機の速度を検知する速度検出器および速度算出手段、車体指令速度から各々の電動機指令速度を算出する電動機速度算出手段を備え、前記電動機速度算出手段から算出される電動機指令速度に、前記速度算出手段によって算出された電動機検出速度を一致させるよう電動機印加電圧を変化させることにより車体の進行を制御する全方向移動車の制御装置において、電動機検出速度から車体検出速度を算出する車体速度算出手段、各々の電動機電流を検知する電流検出手段、各々の電動機指令速度と前記速度算出手段によって算出された電動機検出速度と前記電流検出手段から得られる電動機電流から１つ以上の電動機電流が所定の値以上で且つ電動機指令速度と電動機検出速度の偏差が所定の値以上の状態が一定時間以上継続することによって各電動機の過負荷を検知する過負荷検出手段を備え、過負荷の場合に車体指令速度による進行方向と回転方向を維持するように車体指令速度を変化させるために、１つ以上の電動機が低速回転中に過負荷となった場合にも、車体指令速度の補正が可能である。
【００５７】そして、前記車体速度算出手段から得られる車体検出速度より算出する車体検出進行方向が、車体指令速度から算出する車体指令進行方向に対して所定角度以上異なる場合に車体指令進行方向に一致するように車体指令速度を変化させることで、車体の進行方向の差異に対して、車体指令速度の補正が可能であり、前記車体速度算出手段から得られる車体検出速度より算出する車体検出回転方向が、車体指令速度から算出する車体指令回転方向と異なる場合に車体指令回転方向に一致するように車体指令速度を変化させることで、車体の回転方向の差異に対して、車体指令速度の補正が可能である。
【００５８】また、前記車体検出進行方向が車体指令進行方向に対して所定角度以上異なるか、車体指令回転方向が車体指令回転方向と異なる場合のどちらか一方以上が一定時間継続するときに、その車体指令進行方向および車体指令回転方向に一致するように車体指令速度を変化させることで、不用意な車体指令速度の補正によって操作者に不安を与えてしまうという事態を招くことがないものとなる。
【００５９】加えるに、１つの電動機の過負荷または空転を検出し、車体指令進行方向および車体指令回転方向に一致するように車体指令速度を変化させる際、その電動機の電動機検出速度と等しい電動機指令速度になるように車体指令速度を定数倍することで、車体指令進行方向、車体指令回転方向を維持したまま、車体指令速度の補正が可能である。
【００６０】また、複数の電動機の過負荷または空転を検出し、車体指令進行方向および車体指令回転方向に一致するように車体指令速度を変化させる際、各々の電動機の電動機検出速度と等しい電動機指令速度になるような車体指令速度を算出する定数を算出し、その中で最も小さい定数を採用し、車体指令速度をその定数倍することで、複数の電動機が過負荷または、空転した場合においても、車体指令進行方向、車体指令回転方向を維持したまま、車体指令速度の補正が可能である。
【００６１】空転を検出した際、車体指令速度を０にする場合は、車体指令速度の補正を算出することなく停止するのでより迅速に停止可能である。
【００６２】そして、車体指令進行方向および車体指令回転方向に一致するように車体指令速度を変化させる際、警報を発生させることで、操作者の無理な操作を防止できるものであり、さらに車体検出速度より算出する車体検出進行方向と、車体指令速度から算出する車体指令進行方向の差に応じて警報の種類を変化させることで、操作者の無理な操作の度合いを定量的に報知することが可能である。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５８３２
【氏名又は名称】松下電工株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年７月２７日（１９９９．７．２７） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８７７６７
【弁理士】
【氏名又は名称】西川 惠清 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−４５６１５（Ｐ２００１−４５６１５Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年２月１６日（２００１．２．１６） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−２１２９３０ |
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