物体移动装置.pdf

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摘要
申请专利号:

CN200880114817.4

申请日:

2008.10.28

公开号:

CN101855414A

公开日:

2010.10.06

当前法律状态:

终止

有效性:

无权

法律详情:

未缴年费专利权终止IPC(主分类):E04H 6/24申请日:20081028授权公告日:20120711终止日期:20131028|||授权|||实质审查的生效IPC(主分类):E04H 6/24申请日:20081028|||公开

IPC分类号:

E04H6/24; B65G35/00; B65G47/90

主分类号:

E04H6/24

申请人:

IHI运搬机械株式会社; 国立大学法人东北大学

发明人:

小菅一弘; 平田泰久; 远藤央; 铃木公基; 神林隆; 大本充一; 阿久根圭; 新井浩幸; 筱塚博之

地址:

日本东京都

优先权:

2007.10.29 JP 2007-280288; 2008.05.29 JP 2008-140432

专利代理机构:

中国专利代理(香港)有限公司 72001

代理人:

严志军;杨楷

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内容摘要

本发明提供一种物体移动装置,该物体移动装置与仅通过无线通信在台车相互之间进行实时的信息交换的协调搬送不同,并不担心车辆等物体落下,通过对多个台车进行协调控制,能够使物体可靠且更稳定地移动。该物体移动装置具备:引导台车(A),具有台车本体(2)和升降机(5),该台车本体通过走行驱动装置(1)而能够沿全方向走行,该升降机经由连结机构(3)而安装在台车本体(2)上,而且,位于作为物体的车辆(4)的宽度方向的一方侧并提升车辆(4),该引导台车(A)能够沿着给定的目标轨道移动;以及跟随台车(B),具有能够沿全方向走行的台车本体(2)和升降机(5),该升降机经由连结机构(3)而安装在台车本体(2)上,而且,位于车辆(4)的宽度方向的另一方侧并提升该车辆(4),该跟随台车(B)通过推断并追随引导台车(A)的运动,与引导台车(A)协调而使车辆(4)移动。

权利要求书

1: 一种物体移动装置, 具备 : 引导台车, 所述引导台车具有台车本体和升降机, 所述台车本体通过走行驱动装置而 能够沿全方向走行, 所述升降机经由连结机构而安装在所述台车本体上并且提升物体, 所 述引导台车能够沿着给定的目标轨道移动 ; 以及 跟随台车, 所述跟随台车具有台车本体和升降机, 所述台车本体能够沿全方向走行, 所 述升降机经由连结机构而安装在所述台车本体上并且提升物体, 所述跟随台车通过推断并 追随所述引导台车的运动, 与所述引导台车协调而使物体移动。
2: 根据权利要求 1 所述的物体移动装置, 其特征在于, 具备 : 走行致动器, 使所述引导台车的台车本体向期望的方向走行 ; 力传感器, 被装入所述引导台车的连结机构中, 将引导台车和跟随台车之间经由物体 而相互作用的相互作用力作为力信息而检测 ; 轨道传感器, 检测所述引导台车的台车本体的实际的轨道信息 ; 无线通信装置, 用于向所述跟随台车发送控制信息 ; 引导控制部, 基于目标轨道信息、 由所述引导台车的力传感器检测的力信息以及由所 述引导台车的轨道传感器检测的实际的轨道信息, 向所述引导台车的台车本体的走行致动 器输出电流指令值, 使所述引导台车的台车本体沿着目标轨道移动, 并且, 经由所述无线通 信装置而向跟随台车传送控制信息 ; 走行致动器, 使所述跟随台车的台车本体向期望的方向走行 ; 力传感器, 被装入所述跟随台车的连结机构中, 将引导台车和跟随台车之间经由物体 而相互作用的相互作用力作为力信息而检测 ; 轨道传感器, 检测所述跟随台车的台车本体的实际的轨道信息 ; 无线通信装置, 用于接收来自所述引导台车的控制信息 ; 以及 跟随控制部, 基于由所述跟随台车的力传感器检测的力信息、 由所述跟随台车的轨道 传感器检测的实际的轨道信息以及从所述引导台车经由无线通信装置而传送的控制信息, 向所述跟随台车的台车本体的走行致动器输出电流指令值, 使所述跟随台车的台车本体追 随所述引导台车的运动而移动。
3: 根据权利要求 2 所述的物体移动装置, 其特征在于, 所述连结机构由平行连杆机构 构成, 所述平行连杆机构在同一水平面内配设有多个连结部件, 所述连结部件一端由万向 接头连结至台车本体侧, 另一端由万向接头连结至升降机侧, 而且, 具有作为所述力传感器 的功能, 相对于所述台车本体经由所述平行连杆机构而配置升降机, 从而沿水平面内的 X-Y 方 向移动的方向的 2 个自由度和以相对于所述 X-Y 方向正交的 Z 轴为中心而旋转的方向的 1 个自由度相加的平面 3 个自由度被约束, 而且, 以 X 轴为中心而旋转的方向的 1 个自由度、 以 Y 轴为中心而旋转的方向的 1 个自由度和沿 Z 轴方向移动的方向的 1 个自由度相加的 3 个自由度是自由的。
4: 根据权利要求 3 所述的物体移动装置, 其特征在于, 所述连结部件通过将杆安装在 所述力传感器的两端上的部件而形成。
5: 根据权利要求 3 所述的物体移动装置, 其特征在于, 所述连结部件通过由带有位移 检测功能的弹簧和带有位移检测功能的阻尼器中的至少一个构成的部件而形成。 2
6: 根据权利要求 2 所述的物体移动装置, 其特征在于, 所述连结机构由空间平行连杆 机构构成, 所述空间平行连杆机构立体地配设有多个连结部件, 所述连结部件一端由万向 接头连结至台车本体侧, 另一端由万向接头连结至升降机侧, 而且, 具有作为所述力传感器 的功能, 相对于所述台车本体经由所述空间平行连杆机构而配置升降机, 从而沿水平面内的 X-Y 方向移动的方向的 2 个自由度、 以相对于所述 X-Y 方向正交的 Z 轴为中心而旋转的方向 的 1 个自由度、 以 X 轴为中心而旋转的方向的 1 个自由度、 以 Y 轴为中心而旋转的方向的 1 个自由度以及沿 Z 轴方向移动的方向的 1 个自由度相加的 6 个自由度被约束。
7: 根据权利要求 6 所述的物体移动装置, 其特征在于, 所述连结部件通过由带有位移 检测功能的弹簧和带有位移检测功能的阻尼器中的至少一个构成的部件而形成。
8: 根据权利要求 1 ~ 7 的任一项所述的物体移动装置, 其特征在于, 所述台车本体的走 行驱动装置的走行车轮为全方向移动车轮。
9: 根据权利要求 8 所述的物体移动装置, 其特征在于, 所述全方向移动车轮为 Mecanum 轮, 所述 Mecanum 轮在轮本体的外周部上配设相对于轮轴倾斜 45 度的多个滚轮轴, 而且, 在 所述滚轮轴上转动自如地安装滚轮。
10: 根据权利要求 8 所述的物体移动装置, 其特征在于, 所述全方向移动车轮为全向车 轮, 所述全向车轮在轮本体的外周部上配设向相对于轮轴成直角的切线方向延伸的多个滚 轮轴, 而且, 向轮轴方向并列设置多列在所述滚轮轴上转动自如地安装滚轮的轮单元。
11: 根据权利要求 1 ~ 7 的任一项所述的物体移动装置, 其特征在于, 所述物体为车辆, 在所述升降机上装备用于支撑所述车辆的各车轮的车轮浮起支撑装置, 所述车轮浮起支撑装置由下列部件构成 : 一对齿条用导轨, 以互相平行地延伸的方式固定配置在相对于所述台车本体经由连结 机构而安装的升降机框架内 ; 驱动单元用导轨, 以与所述齿条用导轨平行地延伸的方式固定配置在所述升降机框架 内; 一对齿条部件, 以齿条部的形成面互相相对的方式沿着所述齿条用导轨滑动自如地配 设; 提升杆开关致动器, 沿着所述驱动单元用导轨滑动自如地配设 ; 驱动小齿轮, 由所述提升杆开关致动器旋转驱动, 而且, 相对于所述一对齿条部件的互 相相对的齿条部而与这两者啮合 ; 提升杆, 从所述一对齿条部件中的一个齿条部件的一端向与所述齿条部件成直角的水 平方向伸出, 在外周上旋转自如地嵌装车轮支撑辊, 而且, 在顶端部和基端部上安装接地支 撑轮 ; 提升杆, 从所述一对齿条部件中的另一个齿条部件的另一端向与所述齿条部件成直角 的水平方向伸出, 在外周上旋转自如地嵌装车轮支撑辊, 而且, 在顶端部和基端部上安装接 地支撑轮 ; 以及 自动调心位置保持用固定装置, 用于将所述提升杆开关致动器保持在驱动单元用导轨 上的期望位置, 构成为通过将所述升降机的车轮浮起支撑装置中的一对提升杆配置在所述车辆的各 3 车轮的前后并使这对提升杆互相接近而提升所述车辆。
12: 根据权利要求 8 所述的物体移动装置, 其特征在于, 所述物体为车辆, 在所述升降 机上装备用于支撑所述车辆的各车轮的车轮浮起支撑装置, 所述车轮浮起支撑装置由下列部件构成 : 一对齿条用导轨, 以互相平行地延伸的方式固定配置在相对于所述台车本体经由连结 机构而安装的升降机框架内 ; 驱动单元用导轨, 以与所述齿条用导轨平行地延伸的方式固定配置在所述升降机框架 内; 一对齿条部件, 以齿条部的形成面互相相对的方式沿着所述齿条用导轨滑动自如地配 设; 提升杆开关致动器, 沿着所述驱动单元用导轨滑动自如地配设 ; 驱动小齿轮, 由所述提升杆开关致动器旋转驱动, 而且, 相对于所述一对齿条部件的互 相相对的齿条部而与这两者啮合 ; 提升杆, 从所述一对齿条部件中的一个齿条部件的一端向与所述齿条部件成直角的水 平方向伸出, 在外周上旋转自如地嵌装车轮支撑辊, 而且, 在顶端部和基端部上安装接地支 撑轮 ; 提升杆, 从所述一对齿条部件中的另一个齿条部件的另一端向与所述齿条部件成直角 的水平方向伸出, 在外周上旋转自如地嵌装车轮支撑辊, 而且, 在顶端部和基端部上安装接 地支撑轮 ; 以及 自动调心位置保持用固定装置, 用于将所述提升杆开关致动器保持在驱动单元用导轨 上的期望位置, 构成为通过将所述升降机的车轮浮起支撑装置中的一对提升杆配置在所述车辆的各 车轮的前后并使这对提升杆互相接近而提升所述车辆。
13: 根据权利要求 9 或 10 所述的物体移动装置, 其特征在于, 所述物体为车辆, 在所述 升降机上装备用于支撑所述车辆的各车轮的车轮浮起支撑装置, 所述车轮浮起支撑装置由下列部件构成 : 一对齿条用导轨, 以互相平行地延伸的方式固定配置在相对于所述台车本体经由连结 机构而安装的升降机框架内 ; 驱动单元用导轨, 以与所述齿条用导轨平行地延伸的方式固定配置在所述升降机框架 内; 一对齿条部件, 以齿条部的形成面互相相对的方式沿着所述齿条用导轨滑动自如地配 设; 提升杆开关致动器, 沿着所述驱动单元用导轨滑动自如地配设 ; 驱动小齿轮, 由所述提升杆开关致动器旋转驱动, 而且, 相对于所述一对齿条部件的互 相相对的齿条部而与这两者啮合 ; 提升杆, 从所述一对齿条部件中的一个齿条部件的一端向与所述齿条部件成直角的水 平方向伸出, 在外周上旋转自如地嵌装车轮支撑辊, 而且, 在顶端部和基端部上安装接地支 撑轮 ; 提升杆, 从所述一对齿条部件中的另一个齿条部件的另一端向与所述齿条部件成直角 4 的水平方向伸出, 在外周上旋转自如地嵌装车轮支撑辊, 而且, 在顶端部和基端部上安装接 地支撑轮 ; 以及 自动调心位置保持用固定装置, 用于将所述提升杆开关致动器保持在驱动单元用导轨 上的期望位置, 构成为通过将所述升降机的车轮浮起支撑装置中的一对提升杆配置在所述车辆的各 车轮的前后并使这对提升杆互相接近而提升所述车辆。
14: 根据权利要求 11 ~ 13 的任一项所述的物体移动装置, 其特征在于, 在所述提升杆 的车轮支撑辊表面上施行防滑加工。
15: 一种物体移动装置, 通过提升存在多个接地点的物体的接地点使所述物体移动, 具 备: 引导台车, 具有台车本体和升降机, 所述台车本体通过走行驱动装置而能够沿全方向 自走, 所述升降机经由连结机构而安装在所述台车本体上, 而且, 提升物体的一个接地点, 所述引导台车能够沿着给定的目标轨道移动 ; 以及 多台跟随台车, 具有台车本体和升降机, 所述台车本体通过走行驱动装置而能够沿全 方向自走, 所述升降机经由连结机构而安装在所述台车本体上, 而且, 提升物体的除所述引 导台车所提升的接地点以外的一个接地点, 构成为所述各跟随台车中的任意的跟随台车将汇集所述引导台车和其他跟随台车的 组合设想为一台假想的引导台车, 通过推断并追随所述假想的引导台车的运动, 所述引导 台车和多台跟随台车协调而使物体移动。

说明书


物体移动装置

    【技术领域】
     本发明涉及物体移动装置。背景技术 在现有技术中, 作为显示能够将停在任意位置的车辆搬送至停车设施的规定位置 的出入车装置的一般的技术水准的专利文献, 例如, 具有专利文献 1。
     专利文献 1 所示的装置由分别具备车辆支撑机构和走行机构的左侧搬送台车和 右侧搬送台车构成, 该左侧搬送台车和右侧搬送台车一边分别独立地移动, 一边协作支撑 车辆, 从而进行搬送。
     通过无线通信实时地进行信息交换, 由此, 所述左侧搬送台车和右侧搬送台车进 行协作。
     专利文献 1 : 日本特开 2004-169451 号公报
     发明内容 本发明要解决的课题
     然而, 如前所述, 由于基于通过无线通信进行的台车相互之间的实时的信息交换 使所述左侧搬送台车和右侧搬送台车协作, 因而信息有时被通信障碍中断或延迟, 为了使 所述左侧搬送台车和右侧搬送台车协作而实时并稳定地得到必要的信息是困难的。另外, 在不能稳定地得到信息的情况下, 会在被搬送的车辆等物体上施加超出必要的内力, 在最 坏的情况下, 存在着物体落下或损伤的可能性。
     本发明鉴于这样的实际情况, 提供一种物体移动装置, 与仅通过无线通信在台车 相互之间进行实时的信息交换的协调搬送不同, 该物体移动装置不需要担心车辆等物体落 下或损伤, 通过对多个台车进行协调控制, 能够使车辆等物体可靠地且更稳定地移动。
     用于解决课题的手段
     本发明涉及一种物体移动装置, 该物体移动装置具备 :
     引导台车, 具有台车本体和升降机, 该台车本体通过走行驱动装置而能够沿全方 向走行, 该升降机经由连结机构而安装在所述台车本体上并且提升物体, 该引导台车能够 沿着给定的目标轨道移动 ; 以及
     跟随台车, 具有台车本体和升降机, 该台车本体能够沿全方向走行, 该升降机经由 连结机构而安装在所述台车本体上并且提升物体, 该跟随台车通过推断并追随所述引导台 车的运动, 与所述引导台车协调而使物体移动。
     依照上述手段, 能够得到如以下的作用。
     如果如前所述地构成, 那么, 在由引导台车的升降机和跟随台车的升降机提升车 辆等物体的状态下, 如果引导台车沿着给定的目标轨道移动, 则跟随台车通过推断并追随 所述引导台车的运动, 能够与所述引导台车协调而使车辆等物体移动, 不需要担心在基于 通过无线通信进行的台车相互之间的实时的信息交换的控制方法中由于信息被通信障碍
     中断或延迟而导致车辆等物体落下或损伤。
     在所述物体移动装置中, 能够具备 :
     走行致动器, 使所述引导台车的台车本体向期望的方向走行 ;
     力传感器, 被装入所述引导台车的连结机构中, 将引导台车和跟随台车之间经由 物体而相互作用的相互作用力作为力信息而检测 ;
     轨道传感器, 检测所述引导台车的台车本体的实际的轨道信息 ;
     无线通信装置, 用于向所述跟随台车发送控制信息 ;
     引导控制部, 基于目标轨道信息、 由所述引导台车的力传感器检测的力信息以及 由所述引导台车的轨道传感器检测的实际的轨道信息, 向所述引导台车的台车本体的走行 致动器输出电流指令值, 使所述引导台车的台车本体沿着目标轨道移动, 并且, 经由所述无 线通信装置而向跟随台车传送控制信息 ;
     走行致动器, 使所述跟随台车的台车本体向期望的方向走行 ;
     力传感器, 被装入所述跟随台车的连结机构中, 以引导台车和跟随台车之间经由 物体而相互作用的相互作用力作为力信息而检测 ;
     轨道传感器, 检测所述跟随台车的台车本体的实际的轨道信息 ; 无线通信装置, 用于接收来自所述引导台车的控制信息 ; 以及
     跟随控制部, 基于由所述跟随台车的力传感器检测的力信息、 由所述跟随台车的 轨道传感器检测的实际的轨道信息以及从所述引导台车经由无线通信装置而传送的控制 信息, 向所述跟随台车的台车本体的走行致动器输出电流指令值, 使所述跟随台车的台车 本体追随所述引导台车的运动而移动,
     这样, 通过从引导台车经由无线通信装置而传送的控制信息减轻干扰因素, 由此, 能够更稳定地使所述引导台车与跟随台车协调而使车辆等物体移动。
     而且, 能够是 : 所述连结机构由平行连杆机构构成, 该平行连杆机构在同一水平面 内配设多个连结部件, 该连结部件一端由万向接头连结至台车本体侧, 另一端由万向接头 连结至升降机侧, 而且, 具有作为所述力传感器的功能,
     相对于所述台车本体经由所述平行连杆机构而配置升降机, 从而沿水平面内的 X-Y 方向移动的方向的 2 个自由度和以相对于所述 X-Y 方向正交的 Z 轴为中心而旋转的方 向的 1 个自由度相加的平面的 3 个自由度被约束, 而且, 以 X 轴为中心而旋转的方向的 1 个 自由度、 以 Y 轴为中心而旋转的方向的 1 个自由度和沿 Z 轴方向移动的方向的 1 个自由度 相加的 3 个自由度是自由的。
     在这种情况下, 优选所述连结部件通过将杆安装在所述力传感器的两端上的部件 而形成。
     另外, 所述连结部件也可以通过由带有位移检测功能的弹簧和带有位移检测功能 的阻尼器中的至少一个构成的部件而形成。
     另一方面, 也能够是 : 所述连结机构由空间平行连杆机构构成, 该空间平行连杆机 构立体地配设多个连结部件, 该连结部件一端由万向接头连结至台车本体侧, 另一端由万 向接头连结至升降机侧, 而且, 具有作为所述力传感器的功能,
     相对于所述台车本体经由所述空间平行连杆结构而配置升降机, 从而沿水平面内 的 X-Y 方向移动的方向的 2 个自由度、 以相对于所述 X-Y 方向正交的 Z 轴为中心而旋转的
     方向的 1 个自由度、 以 X 轴为中心而旋转的方向的 1 个自由度、 以 Y 轴为中心而旋转的方向 的 1 个自由度以及沿 Z 轴方向移动的方向的 1 个自由度相加的 6 个自由度被约束。
     在这种情况下, 所述连结部件能够通过由带有位移检测功能的弹簧和带有位移检 测功能的阻尼器中的至少一个构成的部件而形成。
     而且, 所述台车本体的走行车轮也可以是全方向移动车轮。
     在这种情况下, 所述全方向移动车轮可以是 Mecanum 轮, 该 Mecanum 轮在轮本体的 外周部上配设相对于轮轴倾斜 45 度的多个滚轮轴, 而且, 在所述滚轮轴上转动自如地安装 滚轮。
     另外, 所述全方向移动车轮也可以是全向车轮, 该全向车轮在轮本体的外周部上 配设向相对于轮轴成直角的切线方向延伸的多个滚轮轴, 而且, 向轮轴方向并列设置多列 在所述滚轮轴上转动自如地安装滚轮的轮单元。
     在所述物体移动装置中, 能够是 : 所述物体为车辆, 在所述升降机上装备用于支撑 所述车辆的各车轮的车轮浮起支撑装置,
     所述车轮浮起支撑装置由下列部件构成 :
     一对齿条用导轨, 以互相平行地延伸的方式固定配置在相对于所述台车本体经由 连结机构而安装的升降机框架内 ; 驱动单元用导轨, 以与所述齿条用导轨平行地延伸的方式固定配置在所述升降机 框架内 ;
     一对齿条部件, 以齿条部的形成面互相相对的方式沿着所述齿条用导轨滑动自如 地配设 ;
     提升杆开关致动器, 沿着所述驱动单元用导轨滑动自如地配设 ;
     驱动小齿轮, 由所述提升杆开关致动器旋转驱动, 而且, 相对于所述一对齿条部件 的互相相对的齿条部而与这两者啮合 ;
     提升杆, 从所述一对齿条部件中的一个齿条部件的一端向与所述齿条部件成直角 的水平方向伸出, 在外周上旋转自如地嵌装车轮支撑辊, 而且, 在顶端部和基端部上安装接 地支撑轮 ;
     提升杆, 从所述一对齿条部件中的另一个齿条部件的另一端向与所述齿条部件成 直角的水平方向伸出, 在外周上旋转自如地嵌装车轮支撑辊, 而且, 在顶端部和基端部上安 装接地支撑轮 ; 以及
     自动调心位置保持用固定装置, 用于将所述提升杆开关致动器保持在驱动单元用 导轨上的期望位置,
     构成为通过将所述升降机的车轮浮起支撑装置中的一对提升杆配置在所述车辆 的各车轮的前后并使这对提升杆互相接近而提升所述车辆。
     在这种情况下, 优选在所述提升杆的车轮支撑辊表面上施行防滑加工。
     另一方面, 本发明涉及一种物体移动装置, 该物体移动装置通过提升存在多个接 地点的物体的接地点使所述物体移动, 具备 :
     引导台车, 具有台车本体和升降机, 该台车本体通过走行驱动装置而能够沿全方 向自走, 该升降机经由连结机构而安装在所述台车本体上并且提升物体的一个接地点, 该 引导台车能够沿着给定的目标轨道移动 ; 以及
     多台跟随台车, 具有台车本体和升降机, 该台车本体通过走行驱动装置而能够沿 全方向自走, 该升降机经由连结机构而安装在所述台车本体上并且提升物体的除所述引导 台车所提升的接地点以外的一个接地点,
     构成为所述各跟随台车中的任意的跟随台车将汇集所述引导台车和其他跟随台 车的组合设想为一台假想的引导台车, 通过推断并追随所述假想的引导台车的运动, 所述 引导台车和多台跟随台车协调而使物体移动。
     如果如前所述地构成, 那么, 在由引导台车的升降机和各跟随台车的升降机提升 作为车辆等物体的接地点的车轮等的状态下, 如果引导台车沿着给定的目标轨道移动, 则 各跟随台车将汇集所述引导台车和除自身以外的跟随台车的组合设想为一台假想的引导 台车, 通过推断并追随该假想的引导台车的运动, 能够与所述引导台车协调而使车辆等物 体移动, 不担心在基于通过无线通信进行的台车相互之间的实时的信息交换的控制方法中 由于信息被通信障碍中断或延迟而导致车辆等物体落下或损伤。
     而且, 即使应该移动的物体是公共汽车等轮轴距长的车辆或作为接地点的车轮的 数量多的车辆, 没有必要使移动装置自身变大, 也不需要准备符合车轮的数量的机构, 没有 必要增加移动装置的种类, 并且, 移动装置并不大型化, 也没有必要扩大移动路径或保管空 间。
     发明的效果
     依照本发明的物体移动装置, 与仅通过无线通信在台车相互之间进行实时的信息 交换的协调搬送不同, 并不担心车辆等物体落下或损伤, 通过对多个台车进行协调控制, 能 够取得能够使车辆等物体可靠且更稳定地移动的优异效果。
     而且, 如果分别由另外的台车提升物体的多个接地点, 那么, 能够在大小或接地点 数量不同的车辆等物体中也不增加装置的种类, 能够取得谋求移动路径或保管空间的削减 的优异效果。 附图说明 图 1 是显示本发明的第一实施例的平面图。
     图 2 是显示本发明的第一实施例的引导台车 ( 跟随台车 ) 的立体图。
     图 3 是显示本发明的第一实施例的引导台车 ( 跟随台车 ) 的正面图, 相当于图 1 的 III-III 向视图。
     图 4 是显示本发明的第一实施例的引导台车 ( 跟随台车 ) 的侧面图, 相当于图 3 的 IV-IV 向视图。
     图 5 是显示本发明的第一实施例的引导台车 ( 跟随台车 ) 的背面图, 相当于图 1 的 V-V 向视图。
     图 6 是显示本发明的第一实施例的引导台车 ( 跟随台车 ) 的走行驱动装置的立体 图。
     图 7 是显示本发明的第一实施例的引导台车 ( 跟随台车 ) 的走行驱动装置的正面 图。
     图 8 是显示本发明的第一实施例的引导台车 ( 跟随台车 ) 的走行驱动装置的侧面 图, 相当于图 7 的 VIII-VIII 向视图。
     图 9 是显示本发明的第一实施例的引导台车 ( 跟随台车 ) 的连结机构的立体图。
     图 10 是显示本发明的第一实施例的引导台车 ( 跟随台车 ) 的升降机的车轮浮起 支撑装置的立体图, (a) 是正面侧立体图, (b) 是背面侧立体图。
     图 11 是显示本发明的第一实施例的引导台车 ( 跟随台车 ) 的升降机的车轮浮起 支撑装置的能够作为接地支撑轮而适用的全向车轮的立体图。
     图 12 是显示本发明的第一实施例的引导台车 ( 跟随台车 ) 的升降机的车轮浮起 支撑装置的工作状态说明图, (a) 是车辆支撑前的状态图, (a1) 是提升杆打开为最大的状 态图, (b) 是车辆支撑中的状态图, (b1) 是提升杆关闭为最小的状态图, (b2) 是提升杆关闭 并靠到装置左侧的状态图, (b3) 是提升杆关闭并靠到装置右侧的状态图。
     图 13 是显示本发明的第一实施例的引导台车的整体控制系统以及跟随台车的整 体控制系统的框图。
     图 14 是与本发明的第一实施例的引导台车和跟随台车的协调控制有关的系统 图。
     图 15 是显示对施加在本发明的第一实施例的升降机上的力矢量进行运算时的坐 标系的平面图。 图 16 是显示本发明的第一实施例的走行驱动装置的另一示例的图, (a) 是显示作 为全方向移动车轮的 Mecanum 轮的立体图, (b) 是显示 Mecanum 轮的配置的一个示例的平 面图。
     图 17 是显示所述连结机构的另一示例的平面图。
     图 18 是显示所述连结机构的再一示例的图, (a) 是平面配置图, (b) 是立体图。
     图 19 是显示向轮轴方向并列设置三列轮单元的全向车轮的图, (a) 是立体图, (b) 是侧面图。
     图 20 是显示本发明的第二实施例的平面图。
     图 21 是显示本发明的第二实施例的引导台车 ( 跟随台车 ) 的立体图。
     图 22 是显示本发明的第二实施例的引导台车 ( 跟随台车 ) 的正面图, 相当于图 20 的 XXII-XXII 向视图。
     图 23 是显示本发明的第二实施例的引导台车 ( 跟随台车 ) 的侧面图, 相当于图 22 的 XXIII-XXIII 向视图。
     图 24 是显示本发明的第二实施例的引导台车 ( 跟随台车 ) 的背面图, 相当于图 20 的 XXIV-XXIV 向视图。
     图 25 是显示本发明的第二实施例的引导台车和跟随台车的升降机的车轮浮起支 撑装置的工作状态说明图, (a) 是车辆支撑前的状态图, (a1) 是提升杆打开为最大的状态 图, (b) 是车辆支撑中的状态图, (b1) 是提升杆关闭为最小的状态图, (b2) 是提升杆关闭并 靠到装置左侧的状态图, (b3) 是提升杆关闭并靠到装置右侧的状态图。
     图 26 是显示本发明的第二实施例的引导台车的整体控制系统以及跟随台车的整 体控制系统的框图。
     图 27 是与本发明的第二实施例的引导台车和各跟随台车的协调控制有关的系统 图。
     图 28 是对本发明的第二实施例的一台跟随台车相对应的假想的引导台车的想象
     图。 图 29 是显示对施加在本发明的第二实施例的升降机上的力矢量进行运算时的坐 标系的平面图。
     图 30 是显示本发明的第二实施例的走行驱动装置的另一示例的图, (a) 是显示作 为全方向移动车轮的 Mecanum 轮的立体图, (b) 是显示 Mecanum 轮的配置的一个示例的平 面图。
     图 31 是显示所述连结机构的另一示例的平面图。
     图 32 是显示所述连结机构的再一示例的图, (a) 是平面配置图, (b) 是立体图。
     符号说明
     1 走行驱动装置 ; 2 台车本体 ; 2a 移动基架 ; 3 连结机构 ; 4 车辆 ( 物体 ) ; 4a 车轮 ( 接地点 ) ; 5 升降机 ; 5a 升降机框架 ; 6 走行车轮 ; 7 走行马达 ( 走行致动器 ) ; 9 操舵马达 ( 走行致动器 ) ; 11 走行编码器 ( 轨道传感器 ) ; 12 操舵编码器 ( 轨道传感器 ) ; 13 载荷传感 器 ( 力传感器 ) ; 14 杆 ; 15 连结部件 ; 16 万向接头 ; 17 平行连杆机构 ; 18 车轮浮起支撑装置 ; 19 齿条用导轨 ; 20 驱动单元用导轨 ; 21 齿条部件 ; 22 提升杆开关传感器 ; 23 提升杆开关致 动器 ; 24 驱动小齿轮 ; 25 车轮支撑辊 ; 26 接地支撑轮 ; 27 提升杆 ; 28 自动调心位置保持用 固定装置 ; 28a 制动板 ; 28b 制动用电磁单元 ; 29 全方向移动车轮 ; 30 全向车轮 ; 30a 轮本 体; 30b 轮轴 ; 30c 滚轮轴 ; 30d 滚轮 ; 30e 轮单元 ; 31 引导控制部 ; 32 跟随控制部 ; 33Mecanum 轮; 33a 轮本体 ; 33b 轮轴 ; 33c 滚轮轴 ; 33d 滚轮 ; 34 带有位移检测功能的弹簧 ; 35 带有位 移检测功能的阻尼器 ; 36 空间平行连杆机构 ; 39 无线通信装置 ; 40 无线通信装置 ; A 引导台 车; A’ 假想的引导台车 ; B 跟随台车
     具体实施方式 以下, 参照附图说明本发明的实施例。
     图 1 ~图 14 是本发明的第一实施例, 具备下列部件而构成物体移动装置 :
     引导台车 A, 具有台车本体 2 和升降机 5, 台车本体 2 通过走行驱动装置 1 而能够 沿全方向走行, 升降机 5 经由连结机构 3 而安装在该台车本体 2 上, 而且, 位于作为物体的 车辆 4 的宽度方向的一方侧, 提升该车辆 4, 引导台车 A 能够沿着给定的目标轨道移动 ; 以 及
     跟随台车 B, 具有台车本体 2 和升降机 5, 台车本体 2 能够沿全方向走行, 升降机 5 经由连结机构 3 而安装在该台车本体 2 上, 而且, 位于所述车辆 4 的宽度方向的另一方侧, 提升该车辆 4, 跟随台车 4 通过推断并追随所述引导台车 A 的运动, 与该引导台车 A 协调而 使车辆 4 移动。
     所述台车本体 2 具有这样的构成 : 在如图 1 ~图 5 所示组装成细长的长方体形状 的移动基架 2a 的两端部上, 如图 6 ~图 8 所示, 作为走行驱动装置 1, 以通过走行马达 7( 走 行致动器 ) 的工作能够以水平的车轴 8 为中心而旋转的方式并且以通过操舵马达 9( 走行 致动器 ) 的工作能够以铅垂轴 10 为中心而回旋的方式配设走行车轮 6。此外, 将作为轨道 传感器的走行编码器 11 安装在所述走行马达 7 上, 将作为轨道传感器的操舵编码器 12 一 体地装入所述操舵马达 9 中, 从而能够检测台车本体 2 的实际的轨道信息。
     如图 1 和图 9 所示, 所述连结机构 3 由平行连杆机构 17 构成, 平行连杆机构 17 将
     连结部件 15 以一端由万向接头 16 连结至台车本体 2 侧并且另一端由万向接头 16 连结至 升降机 5 侧的方式在同一水平面内配设多个 ( 在图 1 的示例中为三个 ), 连结部件 15 将杆 14 安装在作为力传感器的拉伸压缩型的载荷传感器 13 的两端上。在这种情况下, 升降机 5 相对于所述台车本体 2 成为如图 2 所示, 沿水平面内的 X-Y 方向移动的方向的 2 个自由度 和以相对于该 X-Y 方向正交的 Z 轴为中心而旋转的方向的 1 个自由度相加的平面的 3 个自 由度被约束, 并且, 以 X 轴为中心而旋转的方向的 1 个自由度、 以 Y 轴为中心而旋转的方向 的 1 个自由度以及沿 Z 轴方向移动的方向的 1 个自由度相加的 3 个自由度是自由的, 经由 所述平行连杆机构 17( 参照图 1 和图 9) 而配置的形态。
     如图 1 ~图 5 和图 10 所示, 所述升降机 5 装备有用于支撑所述车辆 4 的各车轮 4a 的车轮浮起支撑装置 18, 该车轮浮起支撑装置 18 具有这样的构成 : 在相对于所述台车本体 2 经由连结机构 3 而安装的升降机框架 5a 内, 以相互平行地延伸的方式固定配置一对齿条 用导轨 19, 并且, 以与该齿条用导轨 19 平行地延伸的方式固定配置驱动单元用导轨 20, 将 一对齿条部件 21 以其齿条部的形成面互相上下相对的方式沿着所述齿条用导轨 19 滑动自 如地配设, 将一体地设有编码器等提升杆开关传感器 22 的马达等提升杆开关致动器 23 沿 着所述驱动单元用导轨 20 滑动自如地配设, 使由该提升杆开关致动器 23 旋转驱动的驱动 小齿轮 24 相对于所述一对齿条部件 21 的互相相对的齿条部而与这两者啮合, 使提升杆 27 从所述一对齿条部件 21 中的一个齿条部件 21 的一端以及另一个齿条部件 21 的另一端分 别向与该齿条部件 21 成直角的水平方向伸出, 其中, 提升杆 27 在外周上旋转自如地嵌装车 轮支撑辊 25, 而且, 在顶端部和基端部上安装有接地支撑轮 26, 配设用于将所述提升杆开 关致动器 23 保持在驱动单元用导轨 20 上的期望位置的自动调心位置保持用固定装置 28, 如图 12 所示, 将所述升降机 5 的车轮浮起支撑装置 18 中的一对提升杆 27 配置在所述车辆 4 的各车轮 4a 的前后并使其相互接近, 从而提升该车辆 4。
     在所述提升杆 27 的车轮支撑辊 25 的表面上施行滚花加工或者涂装防滑涂料的防 滑加工。
     在所述接地支撑轮 26 中, 如图 11 所示, 使用作为无需操舵的全方向移动车轮 29 的全向轮 (omni wheel, 注册商标 ) 等的全向车轮 30, 该全向车轮 30 具有这样的构成 : 在轮 本体 30a 的外周部上配设向相对于轮轴 30b 成直角的切线方向延伸的多个 ( 在图 11 的示 例中为三个 ) 滚轮轴 30c, 而且, 在该滚轮轴 30c 上向轮轴 30b 方向并列设置多列 ( 在图 11 的示例中为二列 ) 轮单元 30e, 轮单元 30e 转动自如地安装有桶状的滚轮 30d。此外, 第一 列的三个滚轮 30d 和第二列的三个滚轮 30d 将相位错开 60 度而排列, 由此, 在从整体的轮 轴 30b 方向看的情况下, 能看到配设有六个滚轮 30d, 如果连接这六个滚轮 30d 的外周, 则大 致形成圆周。
     通过由固定配置在升降机框架 5a 内的制动用电磁单元 28b 夹住制动板 28a, 所述 自动调心位置保持用固定装置 28 能够将所述升降机开关致动器 23 保持在驱动单元用导轨 20 上的期望位置, 其中, 如图 1 所示, 制动板 28a 以与所述驱动单元用导轨 20 平行地延伸的 方式与提升杆开关致动器 23 一体地设置。
     另一方面, 图 13 是显示引导台车 A 的整体控制系统以及跟随台车 B 的整体控制系 统的框图, 将下列部件连接至搭载于所述引导台车 A 上的引导控制部 31 : 所述台车本体 2 的走行驱动装置 1 中的作为走行致动器的操舵马达 9 和走行马达 7、 所述台车本体 2 的走行驱动装置 1 中的作为轨道传感器的操舵编码器 12 和走行编码器 11、 所述连结机构 3 的作为 力传感器的载荷传感器 13、 所述升降机 5 的车轮浮起支撑装置 18 中的提升杆开关致动器 23 和自动调心位置保持用固定装置 28、 所述升降机 5 的车轮浮起支撑装置 18 中的提升杆 开关传感器 22 以及用于向所述跟随台车 B 发送控制信息的无线通信装置 39, 基于由所述连 结机构 3 的作为力传感器的载荷传感器 13 检测的检测信号和由所述台车本体 2 的走行驱 动装置 1 中的作为轨道传感器的操舵编码器 12 和走行编码器 11 检测的检测信号, 将驱动 信号输出至所述台车本体 2 的走行驱动装置 1 中的作为走行致动器的操舵马达 9 和走行马 达 7, 并且, 由所述无线通信装置 39 向跟随台车 B 发送控制信息, 而且, 基于由所述升降机 5 的车辆浮起支撑装置 18 中的提升杆开关传感器 22 检测的检测信号, 将驱动信号输出至所 述升降机 5 的车轮浮起支撑装置 18 中的提升杆开关致动器 23 和自动调心位置保持用固定 装置 28, 另一方面,
     将下列部件连接至搭载于所述跟随台车 B 上的跟随控制部 32 : 所述台车本体 2 的 走行驱动装置 1 中的作为走行致动器的操舵马达 9 和走行马达 7、 所述台车本体 2 的走行驱 动装置 1 中的作为轨道传感器的操舵编码器 12 和走行编码器 11、 所述连结机构 3 的作为力 传感器的载荷传感器 13、 所述升降机 5 的车轮浮起支撑装置 18 中的提升杆开关致动器 23 和自动调心位置保持用固定装置 28、 所述升降机 5 的车轮浮起支撑装置 18 中的提升杆开关 传感器 22 以及用于接收来自所述引导台车 A 的控制信息的无线通信装置 40, 基于由所述 连结机构 3 的作为力传感器的载荷传感器 13 检测的检测信号、 由所述台车本体 2 的走行驱 动装置 1 中的作为轨道传感器的操舵编码器 12 和走行编码器 11 检测的检测信号以及由所 述无线通信装置 40 接收的来自引导台车 A 的控制信息, 将驱动信号输出至所述台车本体 2 的走行驱动装置 1 中的作为走行致动器的操舵马达 9 和走行马达 7, 并且, 基于由所述升降 机 5 的车轮浮起支撑装置 18 中的提升杆开关传感器 22 检测的检测信号, 将驱动信号输出 至所述升降机 5 的车轮浮起支撑装置 18 中的提升杆开关致动器 23 和自动调心位置保持用 固定装置 28。
     对于与所述引导台车 A 和跟随台车 B 的协调控制有关的系统, 更详细地, 如图 14 所示, 由所述引导台车 A 的作为力传感器的载荷传感器 13 以在所述引导台车 A 和跟随台车 B 之间经由车辆 4 而相互作用的相互作用力作为力信息而检测, 由所述轨道传感器检测所 述引导台车 A 的台车本体 2 的实际的轨道信息, 在所述引导控制部 31 中, 基于预先输入的 目标轨道信息、 由所述引导台车 A 的作为力传感器的载荷传感器 13 检测的力信息以及由所 述引导台车 A 的轨道传感器检测的实际的轨道信息, 向所述引导台车 A 的台车本体 2 的走 行致动器输出电流指令值, 并且, 由所述无线通信装置 39 向跟随台车 B 发送控制信息, 使所 述引导台车 A 的台车本体 2 沿着目标轨道移动, 另一方面,
     由所述跟随台车 B 的作为力传感器的载荷传感器 13 将在所述引导台车 A 和跟随 台车 B 之间经由车辆 4 而相互作用的相互作用力作为力信息而检测, 由所述轨道传感器检 测所述跟随台车 B 的台车本体 2 的实际的轨道信息, 由无线通信装置 40 接收无线通信装置 39 从所述引导台车 A 发送的控制信息, 在所述跟随控制部 32 中, 基于由所述跟随台车 B 的 作为力传感器的载荷传感器 13 检测的力信息、 由所述跟随台车 B 的轨道传感器检测的实际 的轨道信息以及由所述无线通信装置 40 接收的来自引导台车 A 的控制信息, 向所述跟随台 车 B 的台车本体 2 的走行致动器输出电流指令值, 从而使所述跟随台车 B 的台车本体 2 追随所述引导台车 A 的运动而移动。此外, 在例如地面和所述升降机 5 的接地支撑轮 26 的摩 擦或惯性力等干扰因素对用于使所述跟随台车 B 的台车本体 2 追随引导台车 A 的运动而移 动的由所述载荷传感器 13 检测的力信息造成影响的情况下, 由于其使相对于跟随台车 B 追 随所述引导台车 A 的运动的运动的误差增大, 因而为了以更稳定的状态使所述引导台车 A 和跟随台车 B 协调而使车辆 4 移动, 用于如前所述修正误差的控制信息成为必要, 所以该控 制信息由所述引导台车 A 的无线通信装置 39 从所述引导控制部 31 发送并由跟随台车 B 的 无线通信装置 40 接收, 由跟随控制部 32 基于所述控制信息进行修正所述误差的计算。
     在此, 在以如图 1 所示的配置安装三个介装有作为所述力传感器的拉伸压缩型的 载荷传感器 13 的连结部件 15 而作为约束平面 3 个自由度的平行连杆机构 17 的情况下, 如 果利用雅可比矩阵对由载荷传感器 13 检测的检测值进行坐标变换, 则能够得到作为外力 而施加在升降机 5 上的力作为平面三个自由度的力信息。
     即, 如图 15 所示, 在设想以 Ob 为原点的 Xb-Yb 轴的坐标系∑ b 的情况下, 施加在升 降机 5 上的力矢量 F 由以下表示 :
     [ 数 1]
     其中, x: 在 Xb 轴方向上施加的力
     y: 在 Yb 轴方向上施加的力
     θ: 围绕原点 O b 施加的旋转力矩 T
     JI : 平行连杆机构 17 的雅可比矩阵的逆矩阵的转置矩阵
     fs : 施加在连结部件 15 上的力信息
     此外, 虽然所述原点 Ob 能够设定在任意的位置, 但在图 15 所示的示例中, 在计算 时, 将所述原点 Ob 设定在引导台车 A( 跟随台车 B) 的平面中心。
     所述平行连杆机构 17 的雅可比矩阵的逆矩阵的转置矩阵 JIT 和施加在连结部件 15 上的力信息 fs 分别由下列矩阵表示 :
     [ 数 2]
     从 [ 数 1][ 数 2] 得到 [ 数 3]
     其中, 在图 15 所示的示例的情况下, 所述平行连杆机构 17 的雅可比矩阵的逆矩阵 T 的转置矩阵 JI 为
     [ 数 4]
     成为
     [ 数 5]
     x = a11·f1+a12·f2+a13·f3
     = f2
     y = a21·f1+a22·f2+a23·f3
     = -f1-f3
     θ = a31·f1+a32·f2+a33·f3
     = 0.8f1+0.085f2-0.8f3
     这样, 基于由所述载荷传感器 13 检测的检测值对 [ 数 5] 的各值进行运算, 基于该 被运算的 [ 数 5] 的各值, 决定所述台车本体 2 的走行驱动装置 1 中的走行车轮 6 的操舵角 度和旋转速度, 将驱动信号输出至作为所述走行致动器的操舵马达 9 和走行马达 7, 如果施 加在引导台车 A 和跟随台车 B 的各自的升降机 5 上的力矢量 F 的和基本上为 0, 则能够对引 导台车 A 和跟随台车 B 进行协调控制并使车辆 4 移动。
     此外, 关于引导台车 A 和跟随台车 B 的协调控制的基本的观点, 在日本机器人学会 志 16 卷 1 号的第 87 ~ 95 页的由小菅一弘、 大住智宏、 千叶晋彦著作的 “操纵单一物体的多 个移动机器人的分散协调控制” 中记载。
     接着, 对上述第一实施例的作用进行说明。
     首先, 相对于停车的车辆 4, 使引导台车 A 在车辆的宽度方向的一方侧走行, 将升 降机 5 的车轮浮起支撑装置 18 的提升杆 27 分别配置在车辆 4 的宽度方向的一方侧的车轮 4a( 前轮 ) 的前后以及车轮 4a( 后轮 ) 的前后, 并且, 使跟随台车 B 在所述车辆 4 的宽度方 向的另一方侧走行, 将升降机 5 的车轮浮起支撑装置 18 的提升杆 27 分别配置在车辆 4 的 宽度方向的一方侧的车轮 4a( 前轮 ) 的前后以及车轮 4a( 后轮 ) 的前后。
     然后, 在根据来自引导控制部 31 以及跟随控制部 32 的驱动信号解除自动调心位 置保持用固定装置 28 的状态下, 如果向期望的方向旋转驱动所述升降机 5 的车轮浮起支撑 装置 18 中的提升杆开关致动器 23, 则成对的提升杆 27 从图 12(a)(a1) 所示的状态向相互
     接近的方向移动, 如图 12(b)(b1) 所示, 成为车辆 4 的车轮 4a 载置在提升杆 27 上的形态, 从而提升该车辆 4。
     在此, 由于所述提升杆开关致动器 23 沿着驱动单元用导轨 20 滑动自如地配设, 因 而在所述提升杆 27 的接近动作中, 如图 12(b2) 所示, 假设车辆 4 的前后方向的前侧 ( 在图 12 中为左侧 ) 的提升杆 27 先与车轮 4a 接触, 在这种情况下, 后侧 ( 在图 12 中为右侧 ) 的 提升杆 27 向前侧转移, 另一方面, 相反, 如图 12(b3) 所示, 车辆 4 的前后方向的后侧的提升 杆 27 先与车轮 4a 接触, 在这种情况下, 前侧的提升杆 27 成为向后侧转移的形态, 不被车辆 4 的轮轴距影响, 所述提升杆开关致动器 23 必然位于车轮 4a 的前后方向中心部而进行自动调心。在提升所述车辆 4 之后, 由固定配置在升降机框架 5a 内的自动调心位置保持用固定 装置 28 的制动用电磁单元 28b 夹住制动板 28a, 由此, 将所述提升杆开关致动器 23 保持在 驱动单元用导轨 20 上的期望位置, 从而固定所述提升杆 27, 其中, 制动板 28 以与驱动单元 用导轨 20 平行地延伸的方式与提升杆开关致动器 23 一体地设置。
     如图 14 所示, 将目标轨道信息预先输入所述引导台车 A 的引导控制部 31 中, 向所 述引导台车 A 的台车本体 2 的作为走行致动器的操舵马达 9 和走行马达 7 输出电流指令值, 并且, 从所述引导台车 A 的无线通信装置 39 向跟随台车 B 发送控制信息, 而且, 引导台车 A 的台车本体 2 沿着目标轨道移动。与此同时, 由所述跟随台车 B 的作为力传感器的载荷传 感器 13 将在所述引导台车 A 和跟随台车 B 之间经由车辆 4 而相互作用的相互作用力作为 力信息而检测, 由作为所述轨道传感器的操舵编码器 12 和走行编码器 11 检测所述跟随台 车 B 的台车本体 2 的实际的轨道信息, 由无线通信装置 40 接收无线通信装置 39 从所述引 导台车 A 发送的控制信息, 在所述跟随控制部 32 中, 基于由所述跟随台车 B 的作为力传感 器的载荷传感器 13 检测的力信息、 由所述跟随台车 B 的作为轨道传感器的操舵编码器 12 和走行编码器 11 检测的实际的轨道信息以及由所述无线通信装置 40 接收的来自引导台车 A 的控制信息, 向所述跟随台车 B 的台车本体 2 的走行致动器输出电流指令值, 所述跟随台 车 B 的台车本体 2 追随所述引导台车 A 的运动而移动。因此, 即使假设存在着例如地面和 所述升降机 5 的接地支撑轮 26 的摩擦或惯性力等干扰因素对用于使所述跟随台车 B 的台 车本体 2 追随引导台车 A 的运动而移动的由所述载荷传感器 13 检测的力信息造成影响的 可能性, 为了修正相对于跟随台车 B 追随所述引导台车 A 的运动的运动的误差而必需的控 制信息也由所述引导台车 A 的无线通信装置 39 从所述引导控制部 31 发送并由跟随台车 B 的无线通信装置 40 接收, 由跟随控制部 32 基于所述控制信息进行修正所述误差的计算, 因 而能够以更稳定的状态使所述引导台车 A 和跟随台车 B 协调而使车辆 4 移动。
     在所述引导台车 A 和跟随台车 B 到达目标地点时, 与前述的操作相反, 解除所述自 动调心位置保持用固定装置 28, 向相互远离的方向驱动所述提升杆 27, 在目的地点将成为 载置于提升杆 27 上的形态的所述车辆 4 卸下, 所述引导台车 A 和跟随台车 B 向车辆 4 的宽 度方向两侧退避。
     这样, 在由引导台车 A 的升降机 5 和跟随台车 B 的升降机 5 提升车辆 4 的状态下, 如果引导台车 A 沿着给定的目标轨道移动, 则跟随台车 B 通过推断并追随所述引导台车 A 的运动, 能够与所述引导台车 A 协调而使车辆 4 移动, 不需要担心在基于通过无线通信进行 的台车相互之间的实时的信息交换的控制方法中的由于信息被通信障碍中断或延迟而导 致车辆等物体落下或损伤。
     此外, 在使车辆 4 介于引导台车 A 和跟随台车 B 之间而进行协调搬送时, 在车辆 4 的重量不太重的情况下, 车辆 4 的车轮 4a 在所述提升杆 27 的车轮支撑辊 25 上打滑, 有可 能给协调搬送带来障碍, 但由于在所述提升杆 27 的车轮支撑辊 25 表面上施行滚花加工或 涂装防滑涂料的防滑加工, 因而即使假设车辆 4 很轻, 也能防止车辆 4 的车轮 4a 在所述提 升杆 27 的车轮支撑辊 25 上打滑, 不担心给协调搬送带来障碍。
     这样, 与仅通过无线通信在台车相互之间进行实时的信息交换的协调搬送不同, 并不担心车辆 4 落下或损伤, 通过对多个台车进行协调控制, 能够使车辆 4 可靠地且更稳定 地移动。另一方面, 图 16 是显示所述走行驱动装置 1 的另一示例的图, 使所述台车本体 2 的走行车轮 6 成为不需要操舵的全方向移动车轮 29, 使该全方向移动车轮 29 成为 Mecanum 轮 33, 如图 16(a) 所示, 该 Mecanum 轮 33 在轮本体 33a 的外周部上配设相对于轮轴 33b 倾 斜 45 度的多个滚轮轴 33c, 而且, 在该滚轮轴 33c 上转动自如地安装滚轮 33d, 如图 16(b) 所示, 在台车本体 2 的移动基架 2a 的两端部以及中间部上配设合计三个该 Mecanum 轮 33。
     在图 16(b) 所示的示例中, 相对于配设在所述台车本体 2 的移动基架 2a 的两端部 上的二个 Mecanum 轮 33, 向水平方向延伸的轮轴 33b 与其相互错开 90°相位, 而且, 相对于 台车本体 2 的长边方向分别具有 45°的角度, 另外, 相对于配设在所述台车本体 2 的移动基 架 2a 的中间部上的一个 Mecanum 轮 33, 向水平方向延伸的轮轴 33b 相对于台车本体 2 的长 边方向成直角。
     在这样构成的情况下, 通过适当地调整所述三个 Mecanum 轮 33 的旋转平衡, 台车 本体 2 能够沿任一方向移动, 而且, 能够使升降机 5 朝向任一方向。
     而且, 在设有作为走行致动器的操舵马达 9 和走行马达 7 的情况下, 在一台台车本 体 2 上, 需要各二台共计四台马达 ( 参照图 1 ~图 8 的示例 ), 与此相对, 在图 16 所示的示 例中, 其还具有只需要三台作为走行致动器的马达的优点。
     此外, 对于所述全方向移动车轮 29, 作为 Mecanum 轮 33 的替代, 可以是与图 11 所 示的构造相同的全向车轮 30, 该全向车轮 30 在轮本体 30a 的外周部上配设向相对于轮轴 30b 成直角的切线方向延伸的多个滚轮轴 30c, 而且, 向轮轴 30b 方向并列设置多列轮单元 30e, 该轮单元 30e 在该滚轮轴 30c 上转动自如地安装滚轮 30d。
     另外, 如图 17 所示, 构成所述连结机构 3 的平行连杆机构 17 的连结部件 15 通过由 带有位移检测功能的弹簧 34 和带有位移检测功能的阻尼器 35 构成的部件而形成, 检测该 部件的位移, 根据其弹簧常数和带有位移检测功能的阻尼器 35 的粘性系数对施加在所述 升降机 5 上的力信息进行运算, 能够进行所述引导台车 A 和跟随台车 B 的协调控制。此外, 作为所述带有位移检测功能的弹簧 34 的具体例, 例如, 能够采用通过在弹簧的一端安装距 离测定光束传感器并在另一端安装反射板来测量位移的形式的弹簧, 同样地, 作为所述带 有位移检测功能的阻尼器 35 的具体例, 例如, 能够采用通过在阻尼器的一端安装距离测定 光束传感器并且在另一端安装反射板来测量位移的形式的阻尼器。
     如果像图 17 所示的示例那样构成, 那么, 在所述引导台车 A 和跟随台车 B 与车辆 4 之间产生超出各部位的强度的力 ( 内力 ) 的情况下, 在防止所述引导台车 A 和跟随台车 B 或车辆 4 变形或破损方面非常有效。
     此外, 在图 17 所示的示例中, 虽然所述平行连杆机构 17 的连结部件 15 通过由带 有位移检测功能的弹簧 34 和带有位移检测功能的阻尼器 35 两者构成的部件而形成, 但也 可以通过仅由带有位移检测功能的弹簧 34 构成的部件或仅由带有位移检测功能的阻尼器 35 构成的部件而形成。
     另一方面, 所述连结机构 3 由空间平行连杆机构 36 构成, 如图 18(a)(b) 所示, 空 间平行连杆机构 36 立体地配设多个连结部件 15( 在图 18 的示例中为六根带有位移检测功 能的阻尼器 ), 连结部件 15 一端由万向接头 16 连结至台车本体 2 侧, 另一端由万向接头 16 连结至升降机 5 侧, 而且, 具有作为所述力传感器的功能, 能够经由所述空间平行连杆机构 36 而配置升降机 5, 使其相对于所述台车本体 2 从沿水平面内的 X-Y 方向移动的方向的 2个自由度、 以相对于该 X-Y 方向正交的 Z 轴为中心而旋转的方向的 1 个自由度、 以 X 轴为中 心而旋转的方向的 1 个自由度、 以 Y 轴为中心而旋转的方向的 1 个自由度以及沿 Z 轴方向 移动的方向的 1 个自由度相加的 6 个自由度被约束。
     如图 18(a) 所示, 所述空间平行连杆机构 36 在升降机 5 的中央部在上面侧安装图 18(b) 所示的下基板 37, 并且, 在对应的位置的台车本体 2 的移动基架 2a 的下面侧安装上 基板 38, 在该上基板 38 和下基板 37 之间介装有由所述带有位移检测功能的阻尼器形成的 六根连结部件 15。
     如果像如图 18(a)(b) 所示的示例那样构成, 则能够通过由所述带有位移检测功 能的阻尼器形成的六根连结部件 15 导出在由 X-Y-Z 坐标表示空间时的各轴方向的力和围 绕轴的力矩, 能够吸收由于地面的起伏等而产生的影响并减轻干扰, 而且, 能够更稳定化地 进行所述引导台车 A 和跟随台车 B 的协调控制。
     此外, 在图 18 所示的示例中, 虽然所述空间平行连杆机构 36 的连结部件 15 通过 仅由带有位移检测功能的阻尼器构成的部件而形成, 但也可以通过仅由带有位移检测功能 的弹簧构成的部件或者由带有位移检测功能的弹簧和带有位移检测功能的阻尼器两者构 成的部件而形成。
     另外, 在所述升降机 5 的接地支撑轮 26 或所述台车本体 2 的走行车轮 6 作为不需 要操舵的全方向移动车轮 29 的全向车轮 30( 参照图 11) 的情况下, 在该全向车轮 30 的构 成上, 在以其轮轴 30b 为中心而旋转时, 随着二列并列设置的轮单元 30e 的各三个滚轮 30d 相对于地面交替地接触而产生振动, 如图 19 所示, 如果在轮本体 30a 的外周部上配设向相 对于轮轴 30b 成直角的切线方向延伸的多个 ( 在图 19 的示例中为三根 ) 滚轮轴 30c, 而且, 向轮轴 30b 方向并列设置多列 ( 在图 19 的示例中为三列 ) 轮单元 30e, 该轮单元 30e 在该 滚轮轴 30c 上转动自如地安装桶状的滚轮 30d, 从而构成全向车轮 30, 则能够抑制旋转时的 振动。 因此, 能够抑制振动以噪音的形式波及力传感器的不良影响, 因而能够进行更稳定的 力控制。
     其中, 在向轮轴 30b 方向并列设置三列所述轮单元 30e 并将接地点作为两端的二 处的情况下, 进行轮轴 30b 中心的旋转动作时的阻力比向轮轴 30b 方向配置二列所述轮单 元 30e 的情况更大, 但作为状况, 认为与在轮胎的面接触状态下断开转向的现象同等, 因而 将加入该程度的摩擦阻力的动力源 ( 动力 ) 加入走行驱动装置 1 的走行致动器中即可。
     另 一 方 面, 作 为 所 述 全 方 向 移 动 车 轮, 除 全 向 轮 (omni wheel, 注册商标 ) 或 Mecanum 轮 以 外, 当 然 也 可 以 使 用 如 日 本 特 开 2006-16859 号 公 报 或 实 用 新 型 登 记 第 3130323 号公报所示的将旋转轴具有可挠性的旋转体通过两端分别邻接的旋转体支撑部件 以能够旋转的方式支撑地配设在轮本体的外周上的形式的车轮或者在 1999 年 9 月的第 17 次日本机器人学会学术讲演会预稿集的第 913 ~ 914 页的由金泽龙也、 山下淳、 浅间一、 嘉 悦早人、 远藤勋、 新井民雄、 佐藤一省著作的 “具有阶梯跨越能力的全方向移动机器人的开 发” 中所记载的带有自由滚轮的特殊车轮以及其他各种形式的车轮。
     图 20 ~图 28 是本发明的第二实施例, 构成物体移动装置, 该物体移动装置具备 :
     引导台车 A, 具有台车本体 2 和升降机 5, 该台车本体 2 通过走行驱动装置 1 而能 够沿全方向自走, 该升降机 5 经由连结机构 3 而安装在该台车本体 2 上, 而且, 提升作为物 体的车辆 4 的一个车轮 4a( 接地点 ), 该引导台车能够沿着给定的目标轨道移动 ; 以及多台 ( 在图的示例中为三台 ) 跟随台车 B, 具有台车本体 2 和升降机 5, 该台车本 体 2 通过走行驱动装置 1 而能够沿全方向自走, 该升降机 5 经由连结机构 3 而安装在该台 车本体 2 上, 而且, 提升除所述车辆 4 的所述引导台车 A 所提升的车轮 4a 以外的一个车轮 4a( 接地点 ),
     所述各跟随台车 B 将汇集所述引导台车 A 和除自身以外的跟随台车 B 的组合设想 为一台假想的引导台车 A’ ( 参照图 28), 通过推断并追随所述假想的引导台车 A’ 的运动, 所述引导台车 A 和多台跟随台车 B 协调而使车辆 4 移动。
     所述台车本体 2 具有与图 1 ~图 14 所示的第一实施例的台车本体 2 相同的构成, 具有这样的构成 : 如图 20 ~图 24 所示, 组装成细长的长方体形状的台车框架 2a 的两端部 上, 如图 6 ~图 8 所示, 作为走行驱动装置 1, 以通过走行马达 7( 走行致动器 ) 的工作能够 以水平的车轴 8 为中心而旋转的方式并且以通过操舵马达 9( 走行致动器 ) 的工作能够以 铅垂轴 10 为中心而回旋的方式配设走行车轮 6。此外, 将作为轨道传感器的走行编码器 11 安装在所述走行马达 7 上, 将作为轨道传感器的操舵编码器 12 一体地装入所述操舵马达 9 中, 从而能够检测台车本体 2 的实际的轨道信息。
     所述连结机构 3 具有与图 1 ~图 14 所示的第一实施例的连结机构 3 相同的构成, 如图 20 和图 9 所示, 所述连结机构 3 由平行连杆机构 17 构成, 平行连杆机构 17 将连结部 件 15 以一端由万向接头 16 连结至台车本体 2 侧并且另一端由万向接头 16 连结至升降机 5 侧的方式在同一水平面内配设多个 ( 在图 20 的示例中为三个 ), 连结部件 15 将杆 14 安装 在作为力传感器的拉伸压缩型的载荷传感器 13 的两端上。在这种情况下, 升降机 5 相对于 所述台车本体 2 成为如图 21 所示, 沿水平面内的 X-Y 方向移动的方向的 2 个自由度和以相 对于该 X-Y 方向正交的 Z 轴为中心而旋转的方向的 1 个自由度相加的平面的 3 个自由度被 约束, 并且, 以 X 轴为中心而旋转的方向的 1 个自由度、 以 Y 轴为中心而旋转的方向的 1 个 自由度以及沿 Z 轴方向移动的方向的 1 个自由度相加的 3 个自由度是自由的, 经由所述平 行连杆机构 17( 参照图 20 和图 9) 而配置的形态。
     所述升降机 5 具有与图 1 ~图 14 所示的第一实施例的升降机 5 相同的构成, 如图 20 ~图 24 以及图 10 所示, 所述升降机 5 装备有用于支撑所述车辆 4 的作为接地点的各车轮 4a 的车轮浮起支撑装置 18, 该车轮浮起支撑装置 18 具有这样的构成 : 在相对于所述台车本 体 2 经由连结机构 3 而安装的升降机框架 5a 内, 以相互平行地延伸的方式固定配置一对齿 条用导轨 19, 并且, 以与该齿条用导轨 19 平行地延伸的方式固定配置驱动单元用导轨 20, 将一对齿条部件 21 以其齿条部的形成面互相上下相对的方式沿着所述齿条用导轨 19 滑动 自如地配设, 将一体地设有编码器等提升杆开关传感器 22 的马达等提升杆开关致动器 23 沿着所述驱动单元用导轨 20 滑动自如地配设, 使由该提升杆开关致动器 23 旋转驱动的驱 动小齿轮 24 相对于所述一对齿条部件 21 的互相相对的齿条部而与这两者啮合, 使提升杆 27 从所述一对齿条部件 21 中的一个齿条部件 21 的一端以及另一个齿条部件 21 的另一端 分别向与该齿条部件 21 成直角的水平方向伸出, 其中, 提升杆 27 在外周上旋转自如地嵌装 车轮支撑辊 5, 而且, 在顶端部和基端部上安装接地支撑轮 26, 配设用于将所述提升杆开关 致动器 23 保持在驱动单元用导轨 20 上的期望位置的自动调心位置保持用固定装置 28, 如 图 25 所示, 构成为通过将所述升降机 5 的车轮浮起支撑装置 18 中的一对提升杆 27 配置在 所述车辆 4 的各车轮 4a 的前后并使其相互接近, 从而提升该车辆 4。与图 1 ~图 14 所示的第一实施例的车轮支撑辊 25 相同, 在所述提升杆 27 的车轮 支撑辊 25 的表面上施行滚花加工或者涂装防滑涂料的防滑加工。
     与图 1 ~图 14 所示的第一实施例的接地支撑轮 26 相同, 在所述接地支撑轮 26 中, 如图 11 所示, 使用作为无需操舵的全方向移动车轮 29 的全向轮 (omni wheel, 注册商标 ) 等全向车轮 30, 该全向车轮 30 具有这样的构成 : 在轮本体 30a 的外周部上配设向相对于轮 轴 30b 成直角的切线方向延伸的多个 ( 在图 11 的示例中为三个 ) 滚轮轴 30c, 而且, 在该滚 轮轴 30c 上向轮轴 30b 方向并列设置多列 ( 在图 11 的示例中为二列 ) 轮单元 30e, 轮单元 30e 转动自如地安装有桶状的滚轮 30d。此外, 第一列的三个滚轮 30d 和第二列的三个滚轮 30d 将相位错开 60 度而排列, 由此, 在从整体的轮轴 30b 方向看的情况下, 能看到配设有六 个滚轮 30d, 如果连接这六个滚轮 30d 的外周, 则大致形成圆周。 此外, 对于所述接地支撑轮 26, 也能够由一般的小脚轮代用。
     所述自动调心位置保持用固定装置 28 具有与图 1 ~图 14 所示的第一实施例的自 动调心位置保持用固定装置 28 相同的构成, 通过由固定配置在升降机框架 5a 内的制动用 电磁单元 28b 夹住制动板 28a, 所述自动调心位置保持用固定装置 28 能够将所述升降机开 关致动器 23 保持在驱动单元用导轨 20 上的期望位置, 其中, 如图 20 所示, 制动板 28a 以与 所述驱动单元用导轨 20 平行地延伸的方式与提升杆开关致动器 23 一体地设置。
     另一方面, 图 26 是显示引导台车 A 的整体控制系统以及跟随台车 B 的整体控制系 统的框图, 将下列部件连接至搭载于所述引导台车 A 上的引导控制部 31 : 所述台车本体 2 的走行驱动装置 1 中的作为走行致动器的操舵马达 9 和走行马达 7、 所述台车本体 2 的走行 驱动装置 1 中的作为轨道传感器的操舵编码器 12 和走行编码器 11、 所述连结机构 3 的作为 力传感器的载荷传感器 13、 所述升降机 5 的车轮浮起支撑装置 18 中的提升杆开关致动器 23 和自动调心位置保持用固定装置 28、 所述升降机 5 的车轮浮起支撑装置 18 中的提升杆 开关传感器 22 以及用于向所述跟随台车 B 发送控制信息的无线通信装置 39, 基于由所述连 结机构 3 的作为力传感器的载荷传感器 13 检测的检测信号和由所述台车本体 2 的走行驱 动装置 1 中的作为轨道传感器的操舵编码器 12 和走行编码器 11 检测的检测信号, 将驱动 信号输出至所述台车本体 2 的走行驱动装置 1 中的作为走行致动器的操舵马达 9 和走行马 达 7, 并且, 由所述无线通信装置 39 向跟随台车 B 发送控制信息, 而且, 基于由所述升降机 5 的车辆浮起支撑装置 18 中的提升杆开关传感器 22 检测的检测信号, 将驱动信号输出至所 述升降机 5 的车轮浮起支撑装置 18 中的提升杆开关致动器 23 和自动调心位置保持用固定 装置 28, 另一方面,
     将下列部件连接至搭载于所述跟随台车 B 上的跟随控制部 32 : 所述台车本体 2 的 走行驱动装置 1 中的作为走行致动器的操舵马达 9 和走行马达 7、 所述台车本体 2 的走行驱 动装置 1 中的作为轨道传感器的操舵编码器 12 和走行编码器 11、 所述连结机构 3 的作为力 传感器的载荷传感器 13、 所述升降机 5 的车轮浮起支撑装置 18 中的提升杆开关致动器 23 和自动调心位置保持用固定装置 28、 所述升降机 5 的车轮浮起支撑装置 18 中的提升杆开关 传感器 22 以及用于接收来自所述引导台车 A 的控制信息的无线通信装置 40, 基于由所述 连结机构 3 的作为力传感器的载荷传感器 13 检测的检测信号、 由所述台车本体 2 的走行驱 动装置 1 中的作为轨道传感器的操舵编码器 12 和走行编码器 11 检测的检测信号以及由所 述无线通信装置 40 接收的来自引导台车 A 的控制信息, 将驱动信号输出至所述台车本体 2的走行驱动装置 1 中的作为走行致动器的操舵马达 9 和走行马达 7, 并且, 基于由所述升降 机 5 的车轮浮起支撑装置 18 中的提升杆开关传感器 22 检测的检测信号, 将驱动信号输出 至所述升降机 5 的车轮浮起支撑装置 18 中的提升杆开关致动器 23 和自动调心位置保持用 固定装置 28。
     对于与所述引导台车 A 和多台 ( 在图的示例中为三台 ) 跟随台车 B 的协调控制有 关的系统, 更详细地, 如图 27 所示, 由所述引导台车 A 的作为力传感器的载荷传感器 13 以 在所述引导台车 A 和各跟随台车 B 之间经由车辆 4 而相互作用的相互作用力作为力信息而 检测, 由作为所述轨道传感器的操舵编码器 12 和走行编码器 11 检测所述引导台车 A 的台 车本体 2 的实际的轨道信息, 在所述引导控制部 31 中, 基于预先输入的目标轨道信息、 由所 述引导台车 A 的作为力传感器的载荷传感器 13 检测的力信息以及由所述引导台车 A 的作 为轨道传感器的操舵编码器 12 和走行编码器 11 检测的实际的轨道信息, 向所述引导台车 A 的台车本体 2 的走行致动器输出电流指令值, 并且, 由所述无线通信装置 39 向各跟随台车 B 发送控制信息, 使所述引导台车 A 的台车本体 2 沿着目标轨道移动, 另一方面,
     由所述各跟随台车 B 的作为力传感器的载荷传感器 13 将在所述引导台车 A 和各 跟随台车 B 之间经由车辆 4 而相互作用的相互作用力作为力信息而检测, 由作为所述轨道 传感器的操舵编码器 12 和走行编码器 11 检测所述各跟随台车 B 的台车本体 2 的实际的轨 道信息, 由无线通信装置 40 接收无线通信装置 39 从所述引导台车 A 发送的控制信息, 在所 述跟随控制部 32 中, 基于由所述各跟随台车 B 的作为力传感器的载荷传感器 13 检测的力 信息、 由所述各跟随台车 B 的作为轨道传感器的操舵编码器 12 和走行编码器 11 检测的实 际的轨道信息以及由所述无线通信装置 40 接收的来自引导台车 A 的控制信息, 向所述各跟 随台车 B 的台车本体 2 的走行致动器输出电流指令值, 从而使所述各跟随台车 B 的台车本 体 2 追随所述引导台车 A 的运动而移动。
     但是, 在所述跟随台车 B 为多台 ( 在图的示例中为三台 ) 的情况下, 如图 27 所示, 由于受到来自除自身以外的所有台车的影响, 因而第 i 个跟随台车 B 不能推断引导台车 A 给定的目标轨道。于是, 对于第 i 个跟随台车 B, 以第一组作为第 i 个跟随台车 B 本身, 以第 二组作为汇集了引导台车 A 以及除第 i 个以外的跟随台车 B 的一台假想的引导台车 A’ (以 此作为第 i 个假想的引导台车 A’ )。即, 如果从第 i 个跟随台车 B 看, 则认为第 i 个假想的 引导台车 A’ 如图 28 所示像一台引导台车那样进行动作。如果采用该假想的引导台车的观 点, 则使用跟随台车 B 为一台的情况的目标轨道的推断方法, 所述第 i 个跟随台车 B 能够推 断汇集引导台车 A 和除自身以外的跟随台车 B 的一台第 i 个假想的引导台车 A’ 的目标轨 道。
     此外, 在例如地面和所述升降机 5 的接地支撑轮 26 的摩擦或惯性力等干扰因素对 用于使所述各跟随台车 B 的台车本体 2 追随引导台车 A 的运动而移动的由所述载荷传感器 13 检测的力信息造成影响的情况下, 由于其使相对于各跟随台车 B 追随所述引导台车 A 的 运动的运动的误差增大, 因而为了以更稳定的状态使所述引导台车 A 和各跟随台车 B 协调 而使车辆 4 移动, 用于如前所述修正误差的控制信息成为必要, 所以该控制信息由所述引 导台车 A 的无线通信装置 39 从所述引导控制部 31 发送并由跟随台车 B 的无线通信装置 40 接收, 由跟随控制部 32 基于所述控制信息进行修正所述误差的计算。
     在此, 在以如图 20 所示的配置安装三个介装有作为所述力传感器的拉伸压缩型的载荷传感器 13 的连结部件 15 而作为约束平面 3 个自由度的平行连杆机构 17 的情况下, 如果利用雅可比矩阵对由载荷传感器 13 检测的检测值进行坐标变换, 则能够得到作为外 力而施加在升降机 5 上的力作为平面三自由度的力信息。
     即, 如图 29 所示, 在设想以 Ob 为原点的 Xb-Yb 轴的坐标系∑ b 的情况下, 施加在升 降机 5 上的力矢量 F 由所述 [ 数 1] 表示。此外, 虽然所述原点 Ob 能够设定在任意的位置, 但在图 29 所示的示例中, 在计算时, 将所述原点 Ob 设定在引导台车 A( 跟随台车 B) 的平面 中心。
     所述平行连杆机构 17 的雅可比矩阵的逆矩阵的转置矩阵 JIT 和施加在连结部件 15 上的力信息 fs 分别由所述 [ 数 2] 表示, 所以由 [ 数 1][ 数 2] 得到 [ 数 3]。
     其中, 在图 28 所示的示例的情况下, 所述平行连杆机构 17 的雅可比矩阵的逆矩阵 T 的转置矩阵 JI 成为
     [ 数 6]
     [ 数 7]
     x = a11·f1+a12·f2+a13·f3
     = f2
     y = a21·f1+a22·f2+a23·f3
     = -f1-f3
     θ = a31·f1+a32·f2+a33·f3
     = 0.4f1+0.085f2-0.4f3
     这样, 基于由所述载荷传感器 13 检测的检测值对 [ 数 7] 的各值进行运算, 基于该 被运算的 [ 数 7] 的各值, 决定所述台车本体 2 的走行驱动装置 1 中的走行车轮 6 的操舵角 度和旋转速度, 将驱动信号输出至作为所述走行致动器的操舵马达 9 和走行马达 7, 如果施 加在假想的引导台车 A’ 和跟随台车 B 的各自的升降机 5 上的力矢量 F 的和基本上为 0, 则 能够对假想的引导台车 A’ 和跟随台车 B 进行协调控制并使车辆 4 移动。
     此外, 引导台车 A 和跟随台车 B 的协调控制的基本想法, 在跟随台车 B 为多台的情 况下, 通过采用假想的引导台车的想法, 与跟随台车 B 为一台的情况的目标轨道的推断方 法相同, 第 i 个跟随台车 B 能够推断汇集引导台车 A 和除自身以外的跟随台车 B 的一台第 i 个假想的引导台车 A’ 的目标轨道, 关于这一点, 在日本机器人学会志 16 卷 1 号的第 87 ~ 95 页的由小菅一弘、 大住智宏、 千叶晋彦著作的 “操纵单一物体的多个移动机器人的分散协 调控制” 中记载。
     接着, 对上述第二实施例的作用进行说明。
     首先, 相对于停车的车辆 4, 使引导台车 A 走行, 将升降机 5 的车轮浮起支撑装置 18 的提升杆 27 配置在车辆 4 的作为接地点的一个车轮 4a 的前后, 并且, 使各跟随台车 B 走 行, 将升降机 5 的车轮浮起支撑装置 18 的提升杆 27 配置在车辆 4 的剩余的作为接地点的 各车轮 4a 的前后。
     然后, 在根据来自引导控制部 31 以及跟随控制部 32 的驱动信号解除自动调心位
     置保持用固定装置 28 的状态下, 如果向期望的方向旋转驱动所述升降机 5 的车轮浮起支撑 装置 18 中的提升杆开关致动器 23, 则成对的提升杆 27 从图 25(a)(a1) 所示的状态向相互 接近的方向移动, 如图 25(b)(b1) 所示, 成为车辆 4 的车轮 4a 载置在提升杆 27 上的形态, 从而提升该车辆 4。
     在此, 由于所述提升杆开关致动器 23 沿着驱动单元用导轨 20 滑动自如地配设, 因 而在所述提升杆 27 的接近动作中, 如图 25(b2) 所示, 假设车辆 4 的前后方向的前侧 ( 在图 25 中为左侧 ) 的提升杆 27 先与车轮 4a 接触, 在这种情况下, 后侧 ( 在图 25 中为右侧 ) 的 提升杆 27 向前侧转移, 另一方面, 相反, 如图 25(b3) 所示, 车辆 4 的前后方向的后侧的提升 杆 27 先与车轮 4a 接触, 在这种情况下, 前侧的提升杆 27 成为向后侧转移的形态, 即使引导 台车 A 以及各跟随台车 B 相对于车辆 4 的车轮 4a 的停止位置向该车轮 4a 的前后方向稍微 偏移也不受其影响, 所述提升杆开关致动器 23 必然位于车轮 4a 的前后方向中心部而进行 自动调心。在提升所述车辆 4 之后, 由固定配置在升降机框架 5a 内的自动调心位置保持用 固定装置 28 的制动用电磁单元 28b 夹住制动板 28a, 由此, 将所述提升杆开关致动器 23 保 持在驱动单元用导轨 20 上的期望位置, 从而固定所述提升杆 27, 其中, 制动板 28 以与驱动 单元用导轨 20 平行地延伸的方式与提升杆开关致动器 23 一体地设置。
     如图 27 所示, 将目标轨道信息预先输入所述引导台车 A 的引导控制部 31 中, 向所 述引导台车 A 的台车本体 2 的作为走行致动器的操舵马达 9 和走行马达 7 输出电流指令值, 并且, 从所述引导台车 A 的无线通信装置 39 向各跟随台车 B 发送控制信息, 而且, 引导台车 A 的台车本体 2 沿着目标轨道移动。与此同时, 由所述各跟随台车 B 的作为力传感器的载 荷传感器 13 将在所述引导台车 A 和各跟随台车 B 之间经由车辆 4 而相互作用的相互作用 力作为力信息而检测, 由作为所述轨道传感器的操舵编码器 12 和走行编码器 11 检测所述 各跟随台车 B 的台车本体 2 的实际的轨道信息, 由各跟随台车 B 的无线通信装置 40 接收无 线通信装置 39 从所述引导台车 A 发送的控制信息, 在所述跟随控制部 32 中, 基于由所述各 跟随台车 B 的作为力传感器的载荷传感器 13 检测的力信息、 由所述各跟随台车 B 的作为轨 道传感器的操舵编码器 12 和走行编码器 11 检测的实际的轨道信息以及由所述无线通信装 置 40 接收的来自引导台车 A 的控制信息, 向所述各跟随台车 B 的台车本体 2 的走行致动器 输出电流指令值, 所述各跟随台车 B 的台车本体 2 追随所述引导台车 A 的运动而移动。因 此, 即使假设存在着例如地面和所述升降机 5 的接地支撑轮 26 的摩擦或惯性力等干扰因素 对用于使所述各跟随台车 B 的台车本体 2 追随引导台车 A 的运动而移动的由所述载荷传感 器 13 检测的力信息造成影响的可能性, 为了修正相对于各跟随台车 B 追随所述引导台车 A 的运动的运动的误差而必需的控制信息也由所述引导台车 A 的无线通信装置 39 从所述引 导控制部 31 发送并由各跟随台车 B 的无线通信装置 40 接收, 由跟随控制部 32 基于所述控 制信息进行修正所述误差的计算, 因而能够以更稳定的状态使所述引导台车 A 和各跟随台 车 B 协调而使车辆 4 移动。此外, 在使所述引导台车 A 和各跟随台车 B 协调而使车辆 4 移 动时, 如图 28 所示, 对于第 i 个跟随台车 B, 以第一组作为第 i 个跟随台车 B 本身, 以第二组 作为汇集引导台车 A 以及除第 i 个以外的跟随台车 B 的一台假想的引导台车 A’ ( 以此作为 第 i 个假想的引导台车 A’ ), 在这种情况下, 如果从第 i 个跟随台车 B 看, 则认为第 i 个假 想的引导台车 A’ 如图 28 所示像一台引导台车那样进行动作, 因而通过采用该假想的引导 台车的想法, 使用跟随台车 B 为一台的情况的目标轨道的推断方法, 从而所述第 i 个跟随台车 B 推断汇集引导台车 A 和除自身以外的跟随台车 B 的一台第 i 个假想的引导台车 A’ 的 目标轨道。
     在所述引导台车 A 和各跟随台车 B 到达目标地点时, 与前述的操作相反, 解除所述 自动调心位置保持用固定装置 28, 向相互远离的方向驱动所述提升杆 27, 在目的地点将成 为载置于提升杆 27 上的形态的所述车辆 4 卸下, 所述引导台车 A 和各跟随台车 B 向车辆 4 的宽度方向两侧退避。
     这样, 在由引导台车 A 的升降机 5 和各跟随台车 B 的升降机 5 提升车辆 4 的状态 下, 如果引导台车 A 沿着给定的目标轨道移动, 则各跟随台车 B 通过推断并追随汇集所述引 导台车 A 以及除自身以外的跟随台车 B 的一台假想的引导台车 A’ 的运动, 能够与所述引导 台车 A 协调而使车辆 4 移动, 不需要担心基于通过无线通信进行的台车相互之间的实时的 信息交换的控制方法中由于信息被通信障碍中断或延迟而导致车辆等物体落下或损伤。
     而且, 即使应该移动的物体是公共汽车等轮轴距长的车辆 4 或作为接地点的车轮 4a 的数量多的车辆 4, 不需要使移动装置自身变大, 也不用另外准备符合车轮 4a 的数量的 机构, 没有必要增加移动装置的种类, 并且, 移动装置并不大型化, 也没有必要扩大移动路 径或保管空间。
     此外, 在使车辆 4 介于引导台车 A 和各跟随台车 B 之间而进行搬送时, 在车辆 4 的 重量不太重的情况下, 车辆 4 的车轮 4a 在所述提升杆 27 的车轮支撑辊 25 上打滑, 有可能 给搬送带来障碍, 但由于在所述提升杆 27 的车轮支撑辊 25 表面上施行滚花加工或涂装防 滑涂料的防滑加工, 因而即使假设车辆 4 很轻, 也能防止车辆 4 的车轮 4a 在所述提升杆 27 的车轮支撑辊 25 上打滑, 不担心给搬送带来障碍。
     这样, 与仅通过无线通信在台车相互之间进行实时的信息交换的协作搬送不同, 并不担心车辆 4 落下或损伤, 而且, 能够对于大小或接地点数量不同的车辆 4 等物体也不增 加装置的种类, 能够使车辆 4 可靠且更稳定地移动, 能够谋求移动路径或保管空间的削减。
     另一方面, 图 30 是显示本发明的第二实施例的走行驱动装置 1 的另一示例的图, 使所述台车本体 2 的走行车轮 6 成为不需要操舵的全方向移动车轮 29, 使该全方向移动车 轮 29 成为 Mecanum 轮 33, 如图 30(a) 所示, 该 Mecanum 轮 33 在轮本体 33a 的外周部上配设 相对于轮轴 33b 倾斜 45 度的多个滚轮轴 33c, 而且, 在该滚轮轴 33c 上转动自如地安装滚轮 33d, 如图 30(b) 所示, 在台车本体 2 的台车框架 2a 的两端部以及中间部上配设合计三个该 Mecanum 轮 33。
     在图 30(b) 所示的示例中, 相对于配设在所述台车本体 2 的台车框架 2a 的两端部 上的二个 Mecanum 轮 33, 向水平方向延伸的轮轴 33b 与其相互错开 90°相位, 而且, 相对于 台车本体 2 的长边方向分别具有 45°的角度, 另外, 相对于配设在所述台车本体 2 的台车框 架 2a 的中间部上的一个 Mecanum 轮 33, 向水平方向延伸的轮轴 33b 相对于台车本体 2 的长 边方向成直角。
     在这样构成的情况下, 通过适当地调整所述三个 Mecanum 轮 33 的旋转平衡, 在本 发明的第二实施例中, 作为台车本体 2, 能够沿任一方向移动, 而且, 能够使升降机 5 朝向任 一方向。
     而且, 在设有作为走行致动器的操舵马达 9 和走行马达 7 的情况下, 在一台台车本 体 2 上, 需要各二台共计四台马达 ( 参照图 20 ~图 8 的示例 ), 与此相对, 在图 30 所示的示例中, 其还具有只需要三台作为走行致动器的马达的优点。
     此外, 对于本发明的第二实施例的所述全方向移动车轮 29, 作为 Mecanum 轮 33 的 替代, 可以是与图 11 所示相同的全向车轮 30, 该全向车轮 30 在轮本体 30a 的外周部上配设 向相对于轮轴 30b 成直角的切线方向延伸的多个滚轮轴 30c, 而且, 向轮轴 30b 方向并列设 置多列轮单元 30e, 该轮单元 30e 在该滚轮轴 30c 上转动自如地安装滚轮 30d。
     另外, 如图 31 所示, 构成本发明的第二实施例的所述连结机构 3 的平行连杆机构 17 的连结部件 15 通过由带有位移检测功能的弹簧 34 和带有位移检测功能的阻尼器 35 构 成的部件而形成, 检测该部件的位移, 根据其弹簧常数和带有位移检测功能的阻尼器 35 的 粘性系数对施加在所述升降机 5 上的力信息进行运算, 能够进行所述引导台车 A 和各跟随 台车 B 的协调控制。此外, 作为所述带有位移检测功能的弹簧 34 的具体例, 例如, 能够采用 通过在弹簧的一端安装距离测定光束传感器并在另一端安装反射板来测量位移的形式的 弹簧, 同样地, 作为所述带有位移检测功能的阻尼器 35 的具体例, 例如, 能够采用通过在阻 尼器的一端安装距离测定光束传感器并且在另一端安装反射板来测量位移的形式的阻尼 器。
     如果像图 31 所示的示例那样构成, 那么, 在所述引导台车 A 和各跟随台车 B 与车 辆 4 之间产生超出各部位的强度的力 ( 内力 ) 的情况下, 在防止所述引导台车 A 和各跟随 台车 B 或车辆 4 变形或破损方面非常有效。
     此外, 在图 31 所示的示例中, 虽然所述平行连杆机构 17 的连结部件 15 通过由带 有位移检测功能的弹簧 34 和带有位移检测功能的阻尼器 35 两者构成的部件而形成, 但也 可以通过仅由带有位移检测功能的弹簧 34 构成的部件或仅由带有位移检测功能的阻尼器 35 构成的部件而形成。
     另一方面, 本发明的第二实施例的所述连结机构 3 由空间平行连杆机构 36 构成, 如图 32(a)(b) 所示, 空间平行连杆机构 36 立体地配设多个连结部件 15( 在图 32 的示例中 为六根带有位移检测功能的阻尼器 ), 连结部件 15 一端由万向接头 16 连结至台车本体 2 侧, 另一端由万向接头 16 连结至升降机 5 侧, 而且, 具有作为所述力传感器的功能, 能够经 由所述空间平行连杆机构 36 而配置升降机 5, 使其相对于所述台车本体 2 从沿水平面内的 X-Y 方向移动的方向的 2 个自由度、 以相对于该 X-Y 方向正交的 Z 轴为中心而旋转的方向的 1 个自由度、 以 X 轴为中心而旋转的方向的 1 个自由度、 以 Y 轴为中心而旋转的方向的 1 个 自由度以及沿 Z 轴方向移动的方向的 1 个自由度相加的 6 个自由度被约束。
     如图 32(a) 所示, 本发明的第二实施例的所述空间平行连杆机构 36 在升降机 5 的 中央部在其上面侧安装图 32(b) 所示的下基板 37, 并且, 在对应的位置的台车本体 2 的台车 框架 2a 的下面侧安装上基板 38, 在该上基板 38 和下基板 37 之间介装有由所述带有位移检 测功能的阻尼器形成的六根连结部件 15。
     如果像如图 32(a)(b) 所示的示例那样构成, 则能够通过由所述带有位移检测功 能的阻尼器形成的六根连结部件 15 导出在由 X-Y-Z 坐标表示空间时的各轴方向的力和围 绕轴的力矩, 能够吸收由于地面的起伏等而产生的影响并减轻干扰, 而且, 能够更稳定化地 进行所述引导台车 A 和各跟随台车 B 的协调控制。
     此外, 在图 32 所示的示例中, 虽然所述空间平行连杆机构 36 的连结部件 15 通过 仅由带有位移检测功能的阻尼器构成的部件而形成, 但也可以通过仅由带有位移检测功能的弹簧构成的部件或者由带有位移检测功能的弹簧和带有位移检测功能的阻尼器两者构 成的部件而形成。
     另外, 在本发明的第二实施例的所述升降机 5 的接地支撑轮 26 或所述台车本体 2 的走行车轮 6 作为不需要操舵的全方向移动车轮 29 的全向车轮 30( 参照图 11) 的情况下, 在该全向车轮 30 的构成上, 在以其轮轴 30b 为中心而旋转时, 随着二列并列设置的轮单元 30e 的各三个滚轮 30d 相对于地面交替地接触而产生振动, 如图 19 所示, 如果在轮本体 30a 的外周部上配设向相对于轮轴 30b 成直角的切线方向延伸的多个 ( 在图 19 的示例中为三 根 ) 滚轮轴 30c, 而且, 向轮轴 30b 方向并列设置多列 ( 在图 19 的示例中为三列 ) 轮单元 30e, 该轮单元 30e 在该滚轮轴 30c 上转动自如地安装桶状的滚轮 30d, 从而构成全向车轮 30, 则能够抑制旋转时的振动。因此, 能够抑制振动以噪音的形式波及力传感器的不良影 响, 因而能够进行更稳定的力控制。
     其中, 在本发明的第二实施例中, 在向轮轴 30b 方向并列设置三列所述轮单元 30e 并将接地点作为两端的二处的情况下, 进行轮轴 30b 中心的旋转动作时的阻力比向轮轴 30b 方向配置二列所述轮单元 30e 的情况更大, 但作为状况, 认为与在轮胎的面接触状态下 断开转向的现象同等, 因而将加入该程度的摩擦阻力的动力源 ( 动力 ) 加入走行驱动装置 1 的走行致动器中即可。
     另一方面, 作为本发明的第二实施例的所述全方向移动车轮, 除全向轮 (omni wheel, 注册商标 ) 或 Mecanum 轮以外, 当然也可以使用如日本特开 2006-16859 号公报或 实用新型登记第 3130323 号公报所示的将旋转轴具有可挠性的旋转体通过两端分别邻接 的旋转体支撑部件以能够旋转的方式支撑地配设在轮本体的外周上的形式的车轮或者在 1999 年 9 月的第 17 次日本机器人学会学术讲演会预稿集的第 913 ~ 914 页的由金泽龙也、 山下淳、 浅间一、 嘉悦早人、 远藤勋、 新井民雄、 佐藤一省著作的 “具有阶梯跨越能力的全方 向移动机器人的开发” 中所记载的带有自由滚轮的特殊车轮以及其他各种形式的车轮。
     此外, 本发明的物体移动装置不仅仅限定于上述的实施例, 车辆不限于四轮车, 只 要是拥有多个车轮的车辆而不管怎样的车辆, 本发明的物体移动装置都能够适用, 另外, 不 限于停车设施, 还能够适用于违章停车车辆的移动或轮渡内的车辆的移动等, 而且, 能够适 用于除车辆以外的物体等, 另外, 当然, 在不脱离本发明的要旨的范围内能够添加各种变 更。

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本发明提供一种物体移动装置,该物体移动装置与仅通过无线通信在台车相互之间进行实时的信息交换的协调搬送不同,并不担心车辆等物体落下,通过对多个台车进行协调控制,能够使物体可靠且更稳定地移动。该物体移动装置具备:引导台车(A),具有台车本体(2)和升降机(5),该台车本体通过走行驱动装置(1)而能够沿全方向走行,该升降机经由连结机构(3)而安装在台车本体(2)上,而且,位于作为物体的车辆(4)的宽度方。

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