JP2004295429A - Method for setting target orbit data of robot - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To enable robots to perform desired operations even when it is necessary to simultaneously operate a plurality of robots. <P>SOLUTION: Movement paths(A to B to C, D to E to F) when robots X and Y are moved from first positions(A spot, D spot) to second positions(F spot, C spot) and required time(t1+t2+t3) required for moving the robots X, Y from the first positions(A spot, D spot) to the second positions(F spot, C spot) are decided. Then, the operations(a, b, a', b') of the robots while the robots are moved from the first positions(A spot, D spot) to the second positions(F spot, C spot) are decided from the decided movement paths(A to B to C, D to E to F) and the decided required time (t1+t2+t3), and the decided speeds and accelerations(a, b, a', b') are set as target orbit data. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はロボットに関し、詳しくは、ロボットの運動を規定する目標軌道データの設定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ロボットに所望の移動経路を移動させる方法としては、移動経路上にある複数の点（すなわち教示点）の座標データを目標軌道データとして設定する方法が知られている。
この方法では、ロボットの機械的な特性等から、ロボットが等速運動を行う時の速度Ｖｍａｘと、ロボットが加速運動する時の加速度ａと、ロボットが減速運動する時の加速度ａ’が予め決められている。目標軌道データとして教示点の座標データが設定されると、その座標データと予め決められている速度Ｖｍａｘ、加速度ａ，ａ’とからロボットの運動（速度及び加速度）が決定されるようになっている。
【０００３】
図１６を参照して具体的に説明する。図１６には、ロボットをＡ点からＢ点まで移動させるときのロボットの速度変化の一例が示されている。なお、図１６においては、Ａ点とＢ点におけるロボットの速度は０であり、Ａ点からＢ点へは直線的にロボットが移動するものとしている。
図１６（ａ）に示すようにロボットをＡ点（Ｘａ，Ｙａ）からＢ点（Ｘｂ，Ｙｂ）まで移動させる場合、ロボットの移動経路Ａ〜Ｂは、加速運動を行う区間Ａ〜Ｃと、等速運動を行う区間Ｃ〜Ｄと、減速運動を行う区間Ｄ〜Ｂに分割される。ここで、加速時の加速度ａと等速運動時の速度Ｖｍａｘは予め決められているため加速運動を行う時間ｔ１はＶｍａｘ／ａとなり、これによりＣ点の座標が決まる。また、減速時の加速度ａ’も予め決められているため減速運動を行う時間ｔ３はＶｍａｘ／（−ａ’）となり、これによりＤ点の座標も決まる。Ｃ点とＤ点の座標が決まれば等速運動を行う時間ｔ２が決まる。これによって、Ａ点〜Ｂ点までロボットを移動させるときのロボットの運動が決定される（図１６（ｂ）参照）。
なお、ロボットに所望の経路を移動させるための技術としては、特許文献１に記載の技術が知られている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−２５３８６７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来技術では、ロボットの機械的特性等に基づいてロボットの運動が決定されるようになっていた。このため、複数台のロボットに同期運動させたい場合等においては、上述した従来技術による方法ではロボットに所望の運動を行わせることが困難なときがあった。
例えば、図１７に示すように、２台のロボットの一方をＡ〜Ｂ〜Ｃと移動させ、他方をＤ〜Ｅ〜Ｆと移動させる場合において、両ロボットをＡ，Ｄ点から同時に移動を開始させ、Ｂ点，Ｅ点を同時に通過し、Ｃ，Ｆ点に同時に到着させたいとする。図１７から明らかなように、一方のロボットが区間Ｂ〜Ｃを移動する間の距離と、他方のロボットが区間Ｅ〜Ｆを移動する間の距離は異なる。従来技術による方法では、ロボットの運動がロボットの特性等に基づいて決められることから、外側（区間Ｂ〜Ｃ）を移動するロボットに対し、内側（区間Ｅ〜Ｆ）を移動するロボットが先にＦ点に到着してしまうこととなる。
【０００６】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数台のロボットを同期運動させる場合等においても、ロボットに所望の運動を行わせることが可能となる技術を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段と作用と効果】上記課題を解決するために、請求項１に記載の方法は、ロボットを第１の位置から第２の位置まで移動させる間の目標軌道データを設定する方法であって、ロボットを第１の位置から第２の位置まで移動させるときの移動経路を決定する工程と、ロボットを第１の位置から第２の位置まで移動させるのに要する所要時間を決定する工程と、決定された移動経路と、決定された所要時間とから決まる第１の位置から第２の位置まで移動する間のロボットの速度及び加速度の少なくとも一方を目標軌道データとして設定する工程とを有する。
この方法では、ロボットの移動経路（すなわち距離）と所要時間が決められ、これら移動経路と所要時間から決まるロボットの速度及び加速度の少なくとも一方が目標軌道データとして設定される。したがって、ロボットの運動は移動経路と所要時間に応じて任意に設定できるため、複数台のロボットを同期運動させる場合等においてもロボットに所望の運動を行わせることができる。
なお、第１の位置から第２の位置まで移動する間の速度や加速度が変化する場合においては、目標軌道データは速度関数や加速度関数として設定することができる。
【０００８】
前記目標軌道データ設定工程では、ロボットの移動経路を加速度が一定となる区間に分割し、その分割された区間毎にその区間を移動するのに要する区間時間とその区間の区間加速度とを目標軌道データとして設定することが好ましい。
ここで、「加速度が一定」とは、加速度が０の場合（すなわち、等速運動）をも含む意味である。したがって、等速運動を行う区間についても、その区間時間、区間加速度が設定されることとなる。
なお、上記の区間時間及び区間加速度に加えて、さらに区間初速度を設定するようにしてもよい。
【０００９】
なお、前記ロボットが設置面上を並進方向及び回転方向に運動する移動台車である場合には、前記目標軌道データ設定工程では、移動台車の並進方向と回転方向のそれぞれについて区間加速度が設定されることが好ましい。
このような構成では、移動台車の運動が並進方向と回転方向に分解され、目標軌道データの設定が容易となる。
【００１０】
また、上述した方法は、設置面を移動する移動台車に好適に適用することができる。
すなわち、本願発明に係る移動台車は、車輪と、車輪に支持される車体とを備え、車輪を駆動することで設置面上を移動する移動台車であって、車輪を駆動する駆動手段と、設置面に対し略水平となる平面内における移動台車の位置と速度と加速度の中の少なくとも１つを特定可能な物理量を検出する検出手段と、設置面に対し略水平となる平面内における移動台車の目標軌道データを記憶する記憶手段と、記憶手段に記憶された目標軌道データから決定される目標値と検出手段で検出された物理量から特定される現在値との偏差を小さくするように駆動手段の制御指令値を算出する制御手段とを有する。そして、前記目標軌道データには、移動台車の加速度が一定となる区間毎に設定されたその区間を移動するのに要する区間時間とその区間の区間加速度が含まれている。
この移動台車でも、請求項１に記載の発明と同様の作用効果を得ることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】次に、本発明の一実施形態について説明する。本実施形態では、設置面上を移動する２台の移動台車Ｘ，Ｙに対して目標軌道データを設定する。まず、本実施形態に係る移動台車Ｘ，Ｙについて説明する。なお、２台の移動台車Ｘ，Ｙは同一構成であるため、ここでは２台の移動台車を区別することなく説明する。
本実施形態に係る移動台車は、左右２つの駆動輪と、これら駆動輪に支持された車体とを備える。各駆動輪にはモータ９２，９４（図１８参照）がそれぞれ接続され、モータ９２，９４によって各駆動輪が個別に駆動される。したがって、左右２つの駆動輪が個別に駆動されることで、台車が並進したり、また、その回転差によって台車が回転（旋回）するようになっている。各モータ９２，９４には、その回転角を検出するためのエンコーダ９２ａ，９４ａが備えられている。なお、移動台車には、車体が倒立を保つための補助輪が設けられていてもよい。補助輪には、例えば球状体のものを用いることができる。球体状の補助輪を用いることで、補助輪を設けた場合においても移動台車をその場で回転させることができる。
【００１２】
図１８にはモータ９２，９４を駆動する制御装置８０の構成が示されている。図１８に示すように、制御装置８０は、入力される目標軌道データからモータ９２，９４の目標パルス数を算出する目標パルス数算出部８２と、目標パルス数算出部８２で算出された目標パルス数とエンコーダ９２ａ，９４ａから出力されるパルス波をカウントした現在パルス数とからモータ９２，９４の制御指令値を算出する制御指令値算出手段９０により構成される。
【００１３】
ここで、目標パルス数算出部８２に入力される目標軌道データは、移動台車の目標軌道（移動経路）を加速度が一定となる区間に分割し、その分割された区間毎に設定される。具体的には、区間毎に設定された区間時間ｔ，区間加速度ａ，区間初速度ｂ，区間角加速度ａ’，区間角初速度ｂ’により構成される。区間時間ｔはその区間を移動台車が移動するのに要する所要時間である。区間加速度ａはその区間における移動台車の並進方向（直進方向）の加速度成分であり、区間初速度ｂはその区間の始まりにおける移動台車の直進方向の速度成分である。また、区間角加速度ａ’はその区間における移動台車の回転方向の角加速度成分であり、区間角初速度ｂ’はその区間の始まりにおける移動台車の回転方向の角速度成分である。目標軌道データの設定方法については、後で詳述する。
【００１４】
目標パルス数算出部８２は、入力された目標軌道データの直進成分からモータ９２，９４の目標パルス数を算出する直進移動距離算出手段８４と、入力された目標軌道データの回転成分からモータ９２，９４の目標パルス数を算出する回転移動距離算出手段８６を備える。
直進移動距離算出手段８４は、まず、目標軌道データの直進成分（区間時間ｔ，区間加速度ａ，区間初速度ｂ）から直進方向の速度を算出し、次いで、その速度を積分することで直進方向の総移動距離を算出する。そして、算出された総移動距離からモータ９２，９４の目標パルス数を算出する。なお、直進移動距離算出手段８４で算出される目標パルス数は、モータ９２，９４ともに同一の値となる。また、移動台車が前進する場合は目標パルス数を正の値とし、移動台車が後進する場合は目標パルス数を負の値としている。
回転移動距離算出手段８６は、まず、目標軌道データの回転成分（区間時間ｔ，区間角加速度ａ’，区間角初速度ｂ’）から回転方向の角速度を算出し、次いで、その角速度を積分することで台車の総回転角を算出する。そして、算出された台車の総回転角からモータ９２，９４の目標パルス数を算出する。なお、回転移動距離算出手段８６で算出される目標パルス数は、モータ９２、９４で正負が逆になる。すなわち、移動台車が左回転する場合は、左駆動輪の目標パルス数が負となり、右駆動輪の目標パルス数が正となる。逆に、移動台車が右回転する場合は、左駆動輪の目標パルス数が正となり、右駆動輪の目標パルス数が負となる。
直進移動距離算出手段８４で算出されるモータ９２，９４の目標パルス数と、回転移動距離算出手段８６で算出されるモータ９２，９４の目標パルス数とは、それぞれ加算され、制御指令値算出手段９０に出力される。
【００１５】
制御指令値算出手段９０には、目標パルス数算出部８２から出力された目標パルス数と、エンコーダ９２ａ，９４ａから出力されるパルス波をカウントした値である現在パルス数の偏差が入力する。制御指令値算出手段９０は、入力する偏差に所定のゲインを乗じた値を制御指令値としてモータ９２，９４に出力する。モータ９２，９４は、制御指令値算出手段９０から出力される制御指令値に基づいて駆動される。
なお、制御装置８０による目標パルス数の算出から制御指令値の出力までの処理は、所定周期（本実施形態では１０ｍｓ）毎に行われる。
【００１６】
次に、上述のように構成される移動台車に目標軌道データを設定する手順の一例について図１９を参照して説明する。図１９は２台の移動台車Ｘ，Ｙの目標軌道（移動経路）の一部と、各移動台車に設定される目標軌道データの一部が示されている。
図１９に示すように、移動台車Ｘには目標軌道Ａ〜Ｂ〜Ｃ・・を移動させ、移動台車Ｙには目標軌道Ｄ〜Ｅ〜Ｆ・・を移動させる。また、移動台車ＸのＡ点における速度は直進方向の速度ｖのみであって、区間Ａ〜Ｂは等速運動を行うものとする。同様に、移動台車ＹのＤ点における速度は直進方向の速度成分ｖのみであって、区間Ｄ〜Ｅは等速運動を行うものとする。さらに、移動台車Ｘ，Ｙは、それぞれＡ点，Ｄ点から同時に移動を開始し、２台が横に並んだ状態のまま区間Ａ〜Ｂ〜Ｃ，区間Ｄ〜Ｅ〜Ｆと移動するものとする。すなわち、移動台車Ｘ，Ｙは、Ｂ点，Ｅ点を同時に通過し、Ｆ点，Ｃ点に同時に到着するものとする。なお、区間Ｂ〜Ｃ・・と区間Ｅ〜Ｆ・・は円弧であるとする。
【００１７】
図１９から明らかなように、移動台車Ｘは、区間Ｂ〜Ｃ・・においては回転方向の運動を行なわなければならない。したがって、移動台車Ｘは、区間Ｂ〜Ｇでは角初速度０から角加速度ａ_ｘ’で等角加速度運動を行い、区間Ｇ〜Ｃ・・では等角速度運動を行うこととする。また、区間Ｂ〜Ｇ〜Ｃ・・が円弧となるためには、移動台車Ｘの角速度の増大に応じて移動台車Ｘの直進方向の速度も加速しなければならない。このため、区間Ｂ〜Ｇにおいては初速度ｖから加速度ａ_ｘで等加速度運動を行い、区間Ｇ〜Ｃでは等速度運動を行うこととする。したがって、移動台車Ｘについては、区間Ａ〜Ｂ、区間Ｂ〜Ｇ、区間Ｇ〜Ｃ・のそれぞれの区間について目標軌道データ（ｔ，ａ，ｂ，ａ’，ｂ’）を設定する。
一方、移動台車Ｙについても、移動台車Ｘと同様に、区間Ｅ〜Ｆ・・において回転方向の運動を行なわなければならない。したがって、移動台車Ｙは、区間Ｅ〜Ｈで角初速度０から角加速度ａ_ｙ’で等角加速度運動を行い、区間Ｈ〜Ｆ・・では等角速度運動を行うこととする。また、区間Ｅ〜Ｈ〜Ｆ・・が同一円弧となるために、区間Ｅ〜Ｈにおいては初速度ｖから加速度ａ_ｙで等加速度運動を行い、区間Ｈ〜Ｆでは等速度運動を行うこととする。したがって、移動台車Ｙについても、区間Ｄ〜Ｅ、区間Ｅ〜Ｈ、区間Ｈ〜Ｆ・のそれぞれの区間について目標軌道データ（ｔ，ａ，ｂ，ａ’，ｂ’）を設定する。
【００１８】
ここで、移動台車Ｘと移動台車Ｙは、横に並んだ状態のままそれぞれを区間Ａ〜Ｂ〜Ｃ・・，区間Ｄ〜Ｅ〜Ｆ・・と移動させる必要がある。このために、まず、円弧Ｅ〜Ｆの回転中心とＨ点を結んだ直線上に点Ｇが位置するように決定する（図１９参照）。
さらに、移動台車Ｘと移動台車Ｙは、Ａ点とＤ点を同時に通過し、Ｂ点とＥ点を同時に通過し、Ｇ点とＨ点同時に通過し、Ｃ点とＦ点を同時に通過しなければならない。そこで、本実施形態では、まず、移動台車ＸのＡ点における時刻をＴ１、Ｂ点における時刻をＴ２、Ｇ点における時刻をＴ３、Ｃ点における時刻をＴ４と決定する。したがって、区間Ａ〜Ｂの所要時間ｔ１はＴ２−Ｔ１となり、区間Ｂ〜Ｇの所要時間ｔ２はＴ３−Ｔ２となり、区間Ｇ〜Ｃの所要時間ｔ３はＴ４−Ｔ３となる。
移動台車Ｘの各点の通過時刻が上述のように決まるため、移動台車ＹのＤ点における時刻をＴ１、Ｅ点における時刻をＴ２、Ｈ点における時刻をＴ３、Ｆ点における時刻をＴ４と決定する。したがって、区間Ｄ〜Ｅの所要時間はｔ１、区間Ｅ〜Ｈの所要時間はｔ２、区間Ｈ〜Ｆの所要時間はｔ３となる。
【００１９】
各区間の所要時間が決まると、次に、その所要時間と目標軌道から移動台車Ｘ，Ｙの運動を決定し、各区間の目標軌道データを設定する。まず、移動台車Ｘについて説明する。
上述した説明から明らかなように、移動台車Ｘは区間Ａ〜Ｂを直進方向に等速度運動する。したがって、区間Ａ〜Ｂの目標軌道データは、区間時間ｔ１，区間加速度０，区間初速度ｖ，区間角加速度０，区間角初速度０となる。
区間Ｂ〜Ｇについては、直進方向に加速度ａ_ｘで等加速度運動を行いながら、回転方向にも角加速度ａ_ｘ’で等角加速度運動を行う。したがって、区間Ｂ〜Ｇの目標軌道データは区間時間ｔ２，区間加速度ａ_ｘ，区間初速度ｖ，区間角加速度ａ_ｘ’，区間角初速度０となる。区間加速度ａ_ｘと区間角加速度ａ_ｘ’は、区間Ｂ〜Ｇにおける移動台車の軌道（すなわち、幾何学的関係）と区間時間ｔ２とから適宜決定することができる。
区間Ｇ〜Ｃについては、直進方向に等速度運動を行いながら、回転方向にも等角速度運動を行う。各区間の速度は連続することから、区間Ｂ〜Ｇの目標軌道データは区間時間ｔ３，区間加速度０，区間初速度ｖ＋ａ_ｘ×ｔ２，区間角加速度０，区間角初速度ａ_ｘ’×ｔ２となる。
【００２０】
移動台車Ｙについても、移動台車Ｘと同様にして目標軌道データを設定することができる。
すなわち、区間Ｄ〜Ｅの目標軌道データは、区間時間ｔ１，区間加速度０，区間初速度ｖ，区間角加速度０，区間角初速度０となる。区間Ｅ〜Ｈの目標軌道データは区間時間ｔ２，区間加速度ａ_ｙ，区間初速度ｖ，区間角加速度ａ_ｙ’，区間角初速度０となる。なお、移動台車Ｘと移動台車Ｙは横に並んだ状態で移動させることから、移動台車Ｘの区間角加速度ａ_ｘ’と移動台車Ｙの区間角加速度ａ_ｙ’は同一の値となる。区間角加速度ａ_ｙ’が決まると、区間Ｅ〜Ｈにおける移動台車の軌道と区間時間ｔ２とから区間加速度ａ_ｙを決定することができる。
また、区間Ｂ〜Ｇの目標軌道データは区間時間ｔ３，区間加速度０，区間初速度ａ_ｙ×ｔ２＋ｖ，区間角加速度０，区間角初速度ａ_ｙ’×ｔ２となる。
【００２１】
上述のようにして目標軌道データが移動台車Ｘ，Ｙに設定されると、まず、移動台車Ｘ，Ｙを設置面上の初期位置にセットする。次いで、移動台車Ｘ，Ｙの制御装置の制御プログラムを同時に起動する。制御プログラムが起動すると、移動台車Ｘ，Ｙの各制御装置８０は、所定周期毎に目標軌道データから目標パルス数を算出する。そして、その算出された目標パルス数とエンコーダ９２ａ，９４ａからの現在パルス数との偏差に所定のゲインを乗じてモータ９２，９４の制御指令値を算出し、算出された制御指令値でモータ９２，９４を駆動する。これによって、移動台車Ｘ，Ｙは目標起動データで設定された軌道上を所定の加速度，速度で運動することとなる。
上述したことから明らかなように、移動台車Ｘ，Ｙは、目標軌道データを設定する区間毎にその軌道と所要時間を決めてから、移動台車Ｘ，Ｙが同期運動するように目標軌道データ（移動台車の運動）が設定されている。したがって、移動台車Ｘ，Ｙは、図１９に示すように異なる軌道（距離）を移動するときであっても同期運動を行うことができる。
【００２２】
【第２実施形態】次に、本発明の第２実施形態に係る移動台車を図面に基づいて説明する。まず、移動台車の機械的構成について図１〜図４を参照して説明する。ここで、図１は倒立振子型の同軸二輪移動台車の正面図、図２は同移動台車の一部破断側面図である。両図において移動台車は補助輪（キャスター輪）を上げた状態が示されている。図３は補助輪を下げて接地状態にしたときの移動台車の正面図、図４は同移動台車の側面図である。
【００２３】
図１〜図４において、１は台車本体であり、鋼材等で枠組み形成されたシャーシ１ａの中段に中段収納部１ｂが設けられ、上段に上段収納部１ｃが設けられている。シャーシ１ａの下側、すなわち台車本体１の最下部には、後述する安全装置２０を取り付けるための取付部１ｅが形成されている。上記シャーシ１ａは左右両側に軸受部２ａ，２ｂを有しており、この軸受部２ａ，２ｂによって左右の主車輪３，４が回転自在に支持されている。図中の３ａと４ａは主車輪３，４の車軸を示している。なお、両主車輪３，４は回転軸線を共有する位置に左右対称に配設されている。シャーシ１ａには両車輪３，４を個別に駆動するための電動モータ５，６と、モータの回転を減速する減速器５ａ，６ａとが備えられている。本例の減速装置を主車輪３について説明すると、車軸３ａ側に設けられたプーリ３ｂと減速器５ａの出力軸端に取り付けられたプーリ５ｂとがベルト７によって接続されてなる構成である（図２参照）。主車輪４についても同様に、プーリ４ｂとプーリ６ｂとがベルト（図示省略）によって接続されてなる構成である。なお、減速装置には歯車装置等を利用することもできる。
【００２４】
台車本体１には主車輪３，４を回転制御するための制御装置が備えられている。制御装置は、各モータを個別に駆動するための２台のモータドライバ１１，１１と、これらモータドライバ１１，１１を制御する制御コンピュータ１２と、電源装置としてのバッテリ１３と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４と、スイッチボックス１５と、ジャイロセンサ１９（図１〜４において図示を省略；ただし、図７において図示）とから構成される。各機器の取付け位置は図に概略を示したように、台車本体１の中段収納部１ｂの下側にモータドライバ１１が取り付けられ、中段収納部１ｂにバッテリ１３が収納され、上段収納部１ｃに制御コンピュータ１２、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４、スイッチボックス１５が搭載されている。
ジャイロセンサ１９は、１軸ジャイロセンサであって、車軸３ａ，４ａと直交する方向（すなわち、台車本体１の傾動方向）に配置されている。したがって、ジャイロセンサ１９によって台車本体１の傾斜角速度が検出される。
制御コンピュータ１２は、ジャイロセンサ１９の出力、モータ５，６のエンコーダ出力に基づいてモータ５，６のトルク指令値を算出する。制御コンピュータ１２で算出されたトルク指令値はモータドライバ１１に出力され、出力されたトルク指令値に基づいてモータドライバ１１はモータ５，６を制御する。
また、台車本体１の上部１ｄには、たとえばロボットのボディー（図示省略）が載置される。
【００２５】
前記取付部１ｅに取り付けられる安全装置２０は、倒立制御停時における台車本体１の転倒を防止するためのものであって、補助輪を駆動機構によって昇降させる方式が採用されている。以下、安全装置２０について図５及び図６を参照して詳細に説明する。図５と図６は安全装置２０を説明するための拡大図である。図５は移動台車の運転時（通常走行時）を示し、図６は移動台車の停止時（制御装置停止時）において安全装置２０を作動させた状態を示している。
図５，６に示すように、台車本体１の取付部１ｅには、車軸３ａ，４ａと平行に延びる支軸１ｆが取り付けられており、この支軸１ｆに台車前後方向に延びる補助脚２１，２２が回動自在に支持されている。各補助脚２１，２２は、基端側の第一肢２１ａ，２２ａと、第一肢２１ａ，２２ａの先端側にテーパ部材２１ｃ，２２ｃを介在させてボルト止めされた第二肢２１ｂ，２２ｂとから構成される。第二肢２１ｂ，２２ｂの先端には、補助輪としてのキャスター輪２１ｄ，２２ｄが取付けられている。なお、テーパ部材２１ｃ，２２ｃは、第一肢と第二肢間の取付角度を調整するものであって、テーパ部材２１ｃ，２２ｃを調整することでキャスター輪２１ｄ，２２ｄの設定高さ位置が調節可能となっている。
なお、第二肢２１ｂ，２２ｂはそれぞれ、その先端が略Ｔ字状に側方に延びており、その先端部に左右対をなすようにキャスター輪が取り付けられている（図１，図３参照）。すなわち、この移動台車は、主車輪３と４の接地点を結ぶ線分の中点を中心にして前後左右の合計４箇所で接地可能なようにキャスター輪が配備されている。上記の補助脚２１，２２とキャスター輪２１ｄ，２２ｄが請求項でいう支え部材に相当する。
【００２６】
第一肢２１ａ，２２ａの基端部寄りの位置にはリンク２３ａ，２４ａの一端が回動自在にピン結合されており、リンク２３ａ，２４ａの他端はアクチュエータ２５のロッド先端部２５ａに連結されている。アクチュエータ２５はシャーシ１ａに固定されている。したがって、アクチュエータ２５がロッドを引き込むように作動すると補助脚２１，２２が回動して、図５に示したように、キャスター輪２１ｄ，２２ｄが持ち上げられる。他方、アクチュエータ２５がロッドを下方に伸ばすように作動すると、図６に示したように、補助脚２１，２２が回動してほぼ一直線に開く状態となり、キャスター輪２１ｄ，２２ｄが路面と接触可能な位置まで下げられる。
【００２７】
次に、上述したように構成される移動台車の制御系について説明する。図７は、移動台車の制御系の構成を示す機能ブロック図である。
図７に示すように、移動台車の制御は制御コンピュータ１２を中心に行われる。制御コンピュータ１２は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等により構成され、ＲＯＭに格納された制御プログラムを実行することで、台車並進方向に関する制御指令値を算出する台車並進方向制御指令値算出手段２６（以下、単に第１制御指令値算出手段という）と、台車回転方向に関する制御指令値を算出する台車回転方向制御指令値算出手段２８（以下、単に第２制御指令値算出手段という）と、両制御指令値算出手段２６，２８に目標値を入力する目標値入力手段２７と、両制御指令値算出手段２６，２８で算出された制御指令値を加算する制御指令値加算手段２９と、アクチュエータ２５の状態（ロッドが伸長した状態と収縮した状態）を切替えるアクチュエータ切替え手段７０として機能する。制御コンピュータ１２によって構成される各手段２６，２７，２８，２９，７０については後で詳述する。なお、制御コンピュータ１２によって行われる処理は、台車本体１に設けた非常停止ボタン７２（図１〜４では図示省略）やリモコンスイッチ７４を操作することで、緊急停止することが可能なようになっている。
制御コンピュータ１２には、ジャイロセンサ１９が接続され、ジャイロセンサ１９の出力（台車本体１０の傾斜角速度）が入力するようになっている。また、制御コンピュータ１２は、モータドライバ１１，１１と接続されている。モータドライバ１１，１１は、モータ５，６とそれぞれ接続され、制御コンピュータ１２からのトルク指令値に応じてモータ５，６を駆動する。各モータ５，６のエンコーダ５ｃ，６ｃは、制御コンピュータ１２に接続され、エンコーダ５ｃ，６ｃからの出力（各モータ５，６の回転角度）が制御コンピュータ１２に入力するようになっている。
また、制御コンピュータ１２には、切替えスイッチ７３を介してアクチュエータ２５が接続されている。切替えスイッチ７３は、アクチュエータ２５の状態（ロッドが伸長した状態と収縮した状態）を切替えるスイッチである。具体的には、制御コンピュータ１２からの作動信号がＯＮされていると切替えスイッチ７３はＯＮし、これによってアクチュエータ２５のロッドは収縮した状態（すなわち、キャスター輪２１ｄ，２２ｄが持ち上げられた状態）となる（図５参照）。逆に、制御コンピュータ１２からの作動信号がＯＦＦされていると切替えスイッチ７３はＯＦＦし、これによってアクチュエータ２５のロッドは伸長した状態（すなわち、キャスター輪２１ｄ，２２ｄが路面と接触する状態）となる（図６参照）。制御コンピュータ１２からの作動信号のＯＮ−ＯＦＦは、アクチュエータ切替え手段７０によって行われる。
また、切替えスイッチ７３は、非常停止ボタン７２やリモコンスイッチ７４の操作によってもＯＦＦされる。これらのスイッチ類７２，７４が操作されると、制御コンピュータ１２から出力される作動信号がＯＮとなっていても切替えスイッチ７３はＯＦＦされる。したがって、非常停止ボタン７２やリモコンスイッチ７４が操作されると、即座にアクチュエータ２５のロッドが伸長し、キャスター輪２１ｄ，２２ｄが路面と接触する状態となる。なお、電源がＯＦＦされたときも、制御コンピュータ１２からの作動信号がＯＦＦとなるため、切替えスイッチ７４がＯＦＦする。このため、アクチュエータ２５のロッドが伸長し、キャスター輪２１ｄ，２２ｄが路面と接触する状態となる。
また、非常停止ボタン７２やリモコンスイッチ７４が操作され切替えスイッチ７３がＯＦＦされたときは、目標値入力手段２７に切替えスイッチ７３のＯＦＦ状態が入力され、目標値入力手段２７は目標値をそれ以上入力しないようにし、台車への並進および回転方向制御指令値をそれ以上出力しないようにする。
【００２８】
次に、第１制御指令値算出手段２６について説明する。第１制御指令値算出手段２６は、台車並進方向に関する台車の運動を制御するためのトルク指令値を算出する。詳しくは、ジャイロセンサ１９の出力と、目標値入力手段２７によって入力される台車並進方向に関する目標値とエンコーダ５ｃ，６ｃの出力から決まる現在値との偏差を入力として、その偏差を小さくすると共に車体が倒立を維持するようにモータ５，６のトルク指令値を算出する。
なお、第２実施形態では、Ｈ∞制御理論を用いて第１制御指令値算出手段２６を設計している。Ｈ∞制御理論を用いることで、第１制御指令値算出手段２６は外乱に対して安定倒立可能なようにロバスト性を有することとなる。ただし、Ｈ∞制御理論以外の制御理論（例えば、Ｈ_２制御理論、μ−設計法等）を用いて第１制御指令値算出手段２６を設計することもできる。なお、Ｈ∞制御理論以外の制御理論を用いて設計する場合にも、第１制御指令値算出手段２６は外乱に対して安定倒立可能なようにロバスト性を有することが好ましい。
【００２９】
第１制御指令値算出手段２６の設計手順の一例を説明する。まず、移動台車を真横から見て、１輪の倒立振子としてモデル化する（図８参照）。図８中、ｍ１は車体の質量、Ｊ１は車体の重心周りのイナーシャ、ｍ２は車輪の質量、Ｊ２は車輪の軸周りのイナーシャとし、また、車軸から車体重心までの距離をｌとする。これら各パラメータｍ１，ｊ１，ｍ２，ｊ２，ｌは、計算または実測により求めることができる。また、鉛直方向からの車体の傾きをηとし、車輪の回転角度をθ１とする。
そして、図８に示す１輪の倒立振子に対し運動方程式を作成する。すなわち、この制御モデルに対してトルク指令値ｕが入力されるとして運動方程式を作成すると、その運動方程式は下記に示す式で表される。
【００３０】
【数１】

【００３１】
次いで、上述した運動方程式中のηが小さいとして線形化し、行列表示を行うと次の式が導かれる。
【００３２】
【数２】

【００３３】
したがって、上記の式から次の状態方程式が導出される。
【００３４】
【数３】

【００３５】
ここで、上記制御系で観測される観測量ｙ_ｇは、鉛直方向からの車体の傾きηの１階微分ｄη／ｄｔと、車体に対する車輪の回転角度（θ１−η）と、この回転角度（θ１−η）の１階微分ｄ（θ１−η）／ｄｔとする。すなわち、観測量ｙ_ｇは、次に示す式で表される。
【００３６】
【数４】

【００３７】
上述した手順でモデル化された制御系の全体構成を図１０に示す。図１０に示すように、制御対象である倒立振子モデル４１からは、観測量としてｄη／ｄｔと、（θ１−η）と、ｄ（θ１−η）／ｄｔとが観測される。観測された観測量には観測ノイズ４２が加えられる。具体的には、観測量ｄη／ｄｔには観測ノイズｎ２が、観測量（θ１−η）には観測ノイズｎ１が、観測量ｄ（θ１−η）／ｄｔには観測ノイズｎ３が加えられる。
観測ノイズ４２が加えられた観測量と目標値４３との偏差は、ロバストコントローラ４４（すなわち、第１制御指令値算出手段２６）に入力する。ここで、観測量ｄη／ｄｔには目標値「０」が、観測量（θ１−η）には目標値「（θ１−η）^＊」が、観測量ｄ（θ１−η）／ｄｔには目標値「ｄ（θ１−η）^＊／ｄｔ」が与えられる。ｄη／ｄｔ（すなわち、ジャイロセンサ１９の出力）に目標値「０」が与えられるため（すなわち、車体の鉛直方向からの傾き角速度は０）、車体は倒立姿勢を保つこととなる。
ロバストコントローラ４４からはトルク指令値ｕが出力される。そして、出力されたトルク指令値ｕと外乱ｗが倒立振子モデル４１に入力されることとなる。
【００３８】
ここで、かかる制御系を評価するための評価値としては、例えば、ロバストコントローラ３６からの出力ｕや車輪の回転角θ１を用いることができる。出力ｕを評価するための重み関数Ｗ４６と回転角θ１を評価する評価関数Ｑ４５は、例えば、シミュレーション等によりある程度の絞り込みを行い、実験によって最終的に決定することができる。第２実施形態では、下記に示す関数を用いている。
【００３９】
【数５】

【００４０】
なお、ロバストコントローラ４４の具体的な設計には、公知となっている種々の制御系設計ツールを用いることができる。
【００４１】
次に、第２制御指令値算出手段２８について説明する。第２制御指令値算出手段２８は、台車回転方向に関する台車の運動を制御するためのトルク指令値を算出する。
ここで、台車回転方向に関しては、移動台車を真上から見て、２輪車としてモデル化している（図９参照）。図９中、φは移動台車の台車回転角を表し、ｄは両車輪３，４間の距離を表し、ｒは車輪の半径を表している。なお、図９に示す幾何学的関係から、左右の車輪速度（右車輪の速度ｄθ_Ｌ／ｄｔ，左車輪の速度ｄθ_Ｒ／ｄｔ）を直交座標系での移動台車の位置の速度（ｄｘ／ｄｔ，ｄｙ／ｄｔ）と台車回転方向の角速度（ｄφ／ｄｔ）に変換するためのヤコビ行列は下記に示すようになる。
【００４２】
【数６】

【００４３】
図１１に第２制御指令値算出手段２８による制御系の全体構成を示している。図１１から明らかなように、第２制御指令値算出手段２８は、現在位置（ｘ，ｙ，φ）と目標位置（ｘ，ｙ，φ）^＊の偏差に所定のゲイン５０を乗じたものと、現在速度〔（ｄｘ／ｄｔ，ｄｙ／ｄｔ，ｄφ／ｄｔ）〕と目標速度〔（ｄｘ／ｄｔ，ｄｙ／ｄｔ，ｄφ／ｄｔ）^＊〕の偏差に所定のゲイン５２を乗じたものを加算し、その加算した値からモータ５，６を制御するためのトルク指令値Ｔ_Ｒ ^＊，Ｔ_Ｌ ^＊を算出している（いわゆる、ＰＤ制御を行っている）。
なお、移動台車は、平面上の位置として２自由度、台車回転方向に１自由度の計３自由度を持つが、アクチュエータとしてはモータ１４，１５の計２個しか有さない。このため、上記した位置の偏差にゲイン５０を乗じた値と上記した速度の偏差にゲイン５２を乗じた値とを加算た値と転置ヤコビ行列Ｊ^Ｔ５４を用いて、直接トルク指令値Ｔ_Ｒ ^＊，Ｔ_Ｌ ^＊を算出している。
また、右車輪４の回転角速度ｄθ_Ｒ／ｄｔ（すなわち、右車輪速度）と左車輪３の回転角速度ｄθ_Ｒ／ｄｔ（すなわち、左車輪速度）にヤコビ行列５６（数６に示す行列）をかけることで、現在速度〔（ｄｘ／ｄｔ，ｄｙ／ｄｔ，ｄφ／ｄｔ）〕を算出している。
なお、図１１に示す制御系によっても移動台車の平面内での位置（ｘ，ｙ）とその速度（ｄｘ／ｄｔ，ｄｙ／ｄｔ）について制御することが可能である。しかしながら、これらについては第１制御指令値算出手段２６によって制御するため、ゲイン５０，５２においては、位置成分（ｘ，ｙ）とその速度成分（ｄｘ／ｄｔ，ｄｙ／ｄｔ）に乗じるゲイン（係数）を「０」としている。したがって、移動台車の台車回転角φの偏差と台車回転角速度ｄφ／ｄｔの偏差のみが、第２制御指令値算出手段２８で用いられる。
【００４４】
以上説明したように、台車並進方向の制御（車軸と直行方向）には倒立振子制御と位置制御が同時に行われ、台車回転方向（車軸旋回方向）には位置制御（台車回転角φ）のみが行われ、これらの制御は互いに干渉しないものとなっている。そして、モータ５，６への最終的な制御指令値は、第１制御指令値算出手段２６で算出された制御指令値と第２制御指令値算出手段２８で算出された制御指令値を足し合わせたものとなる。すなわち、制御指令値加算手段２９は、第１制御指令値算出手段２６で算出された制御指令値と第２制御指令値算出手段２８で算出された制御指令値とを加算し、加算した値をモータドライバ１１，１１にそれぞれ出力する。
上述した第１制御指令値算出手段２６と、第２制御指令値算出手段２８と、制御指令値加算手段２９とによって構成される制御系の全体構成を図１２に示している。図１２から明らかなように、第２実施形態の制御系は、台車回転方向の制御ループ内に台車並進方向の制御が組み込まれたものとなっている。
【００４５】
次に、目標値入力手段２７について説明する。図１３には目標値入力手段２７の構成を示すブロック図が示されている。図１３に示すように目標値入力手段２７は、目標軌道データ記憶手段６０と、並進方向目標値算出手段６２と、回転方向目標値算出手段６４で構成される。
【００４６】
目標軌道データ記憶手段６０は、移動台車の軌道と、軌道上の各位置における移動台車の速度と加速度、並びに、移動台車の台車回転方向の角速度と角加速度を規定する目標軌道データを記憶する。第２実施形態では、移動台車の軌道を等加速度運動〔ただし、加速度０の場合（等速運動の場合）も等加速度運動とみなしている〕を行っている区間に分割し、分割された各区間の（区間時間ｔ，区間加速度ａ，区間初速度ｂ，区間角加速度ａ’，区間角初速度ｂ’）が目標軌道データとされる。すなわち、移動台車の並進方向の速度をｖ、移動台車の台車回転方向の角速度をｄφ／ｄｔ、区間開始からの経過時間をｔとすると、これらの関係は次に示す式で表される。
【００４７】
【数７】

【００４８】
図１４には、移動台車の軌道の一例と、そのときの目標軌道データを示している。図１４に示される軌道では、Ａ点からＢ点までは台車並進方向に加速度ａ_１で等加速度運動を行い、台車回転方向の速度及び加速度は「０」である。Ｂ点からＣ点までは台車並進方向に等速度運動を行い、台車回転方向に角加速度ａ_１’で等角加速度運動を行う。Ｃ点からＤ点までは台車並進方向に等速度運動を行い、台車回転方向にも等角速度運動を行う。
したがって、上述の場合の目標軌道データは、Ａ点からＢ点までの運動を規定するデータと、Ｂ点からＣ点までの運動を規定するデータと、Ｃ点からＤ点までの運動を規定するデータにより構成される。すなわち、Ａ点からＢ点までの運動を規定する目標軌道データは（ｔ_１，ａ_１，０，０，０）となり、Ｂ点からＣ点までの運動を規定する目標軌道データは（ｔ_２，０，ａ_１ｔ_１，ａ_１’，０）となり、Ｃ点からＤ点までの運動を規定する目標軌道データ（ｔ_３，０，ａ_１ｔ_１，０，ａ_１’ｔ_２）となる。
【００４９】
並進方向目標値算出手段６２は、目標軌道データ記憶手段６０に記憶されている目標軌道データからＸ−Ｙ平面内における移動台車の目標位置（ｘ、ｙ）^＊と目標速度（ｄｘ／ｄｔ，ｄｙ／ｄｔ）^＊を算出する。例えば、図１４に示すＡ点を原点（０，０）として運動を開始した場合において運動開始から時間ｔ（ただし、０＜ｔ＜ｔ_１）を経過したときは、目標位置（ｘ、ｙ）^＊＝（ａ_１ｔ^２／２，０）^＊となり、目標速度（ｄｘ／ｄｔ，ｄｙ／ｄｔ）^＊＝（ａ_１ｔ，０）^＊となる。
回転方向目標値算出手段６４は、目標軌道データ記憶手段６０に記憶されている目標軌道データから移動台車の目標回転角（φ）^＊と目標速度（ｄφ／ｄｔ）^＊を算出する。ここで、目標回転角（φ）^＊は移動台車の総回転角量を意味する。したがって、移動台車が同一姿勢（すなわち、台車進行方向からの傾きは同一）となっている場合でも、回転角量（旋回数）が異なる場合は目標回転角（φ）^＊も異なることとなる。
並進方向目標値算出手段６２と回転方向目標値算出手段６４によって算出された目標位置（ｘ，ｙ，φ）^＊と目標速度（ｄｘ／ｄｔ，ｄｙ／ｄｔ，ｄφ／ｄｔ）^＊は、第１制御指令値算出手段２６と第２制御指令値算出手段２８の目標値として用いられる。すなわち、図１２に示すように、第１制御指令値算出手段２６（図１２に示すロバストコントローラ４１）には、上記の目標位置と目標速度が台車中心位置（θ１−η）と台車中心速度ｄ（θ１−η）／ｄｔに変換されて用いられる。また、第２制御指令値算出手段２８には、上記の目標位置（ｘ，ｙ，φ）^＊が用いられる（ただし、ゲイン５０のうちｘ、ｙに関する係数は０であるため、実際にはφ^＊のみが用いられる）。
【００５０】
次に、上述のように構成される移動台車を初期位置から最終目標位置に移動させる際に、制御コンピュータ１２によって行われる処理について図１５を参照して説明する。図１５は制御コンピュータ１２の処理手順を示すフローチャートである。なお、移動台車を初期位置から最終目標位置に移動させるための軌道は、上述した目標軌道データによって与えられる。
制御プログラムが起動されると、制御コンピュータ１２は、まず、切替えスイッチ７３に向って出力している作動信号をＯＦＦからＯＮにする（Ｓ１０）。これによって切替えスイッチ７３がＯＮとなり、アクチュエータ２５のロッドが収縮するように作動する。このため、路面に接地していたキャスター輪２１ｄ，２２ｄが持ち上げられ、路面から離れた位置に上昇する（図１，図２参照）。この状態では主車輪３，４のみが接地しており、この主車輪３，４を制御装置によって回転制御することによって台車本体１が倒立姿勢を保つことができ、また、小回りを利かした走行をすることができる。また、キャスター輪２１ｄ，２２ｄが持ち上げられているため、移動台車は路面に段差等があっても容易に走破することができる。なお、図５のテーパ部材２２ｃを予め抜き差しすることによって、キャスター輪２１ｄ，２２ｄの高さ位置を使用環境（路面の凹凸状況）に適したものに設定しておくことが好ましい。
【００５１】
次いで、制御コンピュータ１２は移動台車が最終目標位置に到達したか否かを判断する（Ｓ１２）。具体的には、目標軌道データ記憶手段６０に記憶されている目標軌道データの最後のデータまで処理したか否かで判断する。
移動台車が最終目標位置に到達している場合〔ステップＳ１２でＹＥＳ〕は、ステップＳ２８に進んで、制御コンピュータ１２は切替えスイッチ７３に向って出力している作動信号をＯＮからＯＦＦにし（Ｓ２８）、その処理を終了する。これによって、切替えスイッチ７３がＯＦＦとなり、アクチュエータ２５のロッドが伸長するように作動する。このため、路面から離れた位置に配置されていたキャスター輪２１ｄ，２２ｄが路面まで降下する（図３，図４参照）。この状態では、キャスター輪２１ｄ，２２ｄは主車輪３，４の接地点の前後の位置で路面に接地し、台車本体１が大きく傾くことなく倒立姿勢のまま静止される。
なお、補助脚２１，２２を直接路面に接地しても転倒防止にはなるが、第２実施形態ではキャスター輪を備えることで、その後の移動が容易となるため点検作業等に便利である。
【００５２】
逆に、移動台車が最終目標位置に到達していない場合〔ステップＳ１２でＮＯ〕は、ステップＳ１４に進んで、モータ５，６のエンコーダ５ｃ，６ｃの値（すなわち、車輪３，４の回転角度θ_Ｒ，θ_Ｌ）を読込む（Ｓ１４）。
次に、ステップＳ１４で読込んだエンコーダ５ｃ，６ｃの値から車輪速度（ｄθ_Ｒ／ｄｔ，ｄθ_Ｌ／ｄｔ）と、現在速度・現在方向速度（ｄｘ／ｄｔ，ｄｙ／ｄｔ，ｄφ／ｄｔ）を算出する（Ｓ１６）。すなわち、エンコーダ５ｃ，６ｃの値の時間的変化量から車輪３，４の車輪速度（ｄθ_Ｒ／ｄｔ，ｄθ_Ｌ／ｄｔ）を算出し、これら算出された車輪速度（ｄθ_Ｒ／ｄｔ，ｄθ_Ｌ／ｄｔ）とヤコビ行列５６から現在速度・現在方向速度（ｄｘ／ｄｔ，ｄｙ／ｄｔ，ｄφ／ｄｔ）を算出する（図１２参照）。
ステップＳ１８では、ジャイロセンサ１９の出力値ｄη／ｄｔを読込む。
ステップＳ２０では、制御コンピュータ１２が起動されてからの時間ｔ（すなわち、移動台車の軌道制御開始時からの経過時間）と、目標軌道データ記憶手段６０に記憶されている目標軌道データとから、目標位置（ｘ，ｙ，φ）^＊と目標速度（ｄｘ／ｄｔ，ｄｙ／ｄｔ，ｄφ／ｄｔ）^＊を算出する。
ステップＳ１４からステップＳ２０までの処理により移動台車の現在値と目標値が算出されるため、次に、台車並進方向に関するモータ５，６のトルク指令値Ｔ_Ｒ１，Ｔ_Ｌ１をそれぞれ算出し（Ｓ２２）、台車回転方向に関するモータ５，６のトルク指令値Ｔ_Ｒ２，Ｔ_Ｌ２をそれぞれ算出する（Ｓ２４）。すなわち、第１制御指令値算出手段２６によってトルク指令値Ｔ_Ｒ１，Ｔ_Ｌ１を算出し、第２制御指令値算出手段２８によってトルク指令値Ｔ_Ｒ２，Ｔ_Ｌ２を算出する。
ステップＳ２６では、ステップＳ２２で算出されたトルク指令値Ｔ_Ｒ１，Ｔ_Ｌ１と、ステップＳ２４で算出されたトルク指令値Ｔ_Ｒ２，Ｔ_Ｌ２を加算し、これらの値を対応するモータドライバ１１，１１に出力する。これによって、各車輪３，４が駆動されることとなる。ステップＳ２６が終わるとステップ１２に戻り、次の制御タイミングにおける処理が開始される。
なお、ステップＳ１２〜ステップＳ２６までの処理は、所定の時間間隔（例えば、０．５ｍｓ）で行われ、これによって移動台車は倒立を維持しながら目標軌道データで規定された軌道を所定の速度・加速度・角速度・角加速度で運動する。
【００５３】
なお、上述したステップＳ１２〜ステップＳ２６までの処理が行われているときに非常停止ボタン７２又はリモコンスイッチ７４が操作されると、既に述べたように、制御コンピュータ１２の処理が緊急停止され、かつ、切替えスイッチ７３がＯＦＦされる。この際、制御コンピュータ１２の処理が停止して倒立制御も停止されることとなるが、切替えスイッチ７３がＯＦＦされることでキャスター輪２１ｄ，２２ｄが路面に接地する位置に配置される。このため、台車本体１が転倒することなく倒立姿勢を維持することができる。
【００５４】
以上、本発明を具現化したいくつかの実施の形態について詳細に説明したが、本発明は上述した実施の形態になんら限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した形態で実施することができる。
例えば、上述した各実施形態は、本発明に係る目標軌道データ設定方法を移動台車に適用した例であった。しかしながら、本発明の技術は、その他のロボットの目標軌道データを設定する場合にも適用することができる。例えば、産業用のロボット（溶接ロボット，塗装ロボット等）のアーム先端に取付けられたツールの軌道を設定（教示）する場合等に応用することができる。また、設置面を歩行して移動する歩行ロボットの軌道を設定する場合にも適用することもできる。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数の目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】第２実施形態に係る移動台車の正面図。
【図２】同、移動台車の側面図。
【図３】同、移動台車の停止状態を説明する正面図。
【図４】同、移動台車の停止状態を説明する側面図。
【図５】同、安全装置を説明する拡大図。
【図６】同、安全装置を説明する拡大図。
【図７】第２実施形態の移動台車の制御系の構成を示す機能ブロック図。
【図８】移動台車を並進方向に関してモデル化した図。
【図９】移動台車を台車の回転方向に関してモデル化した図。
【図１０】第２実施形態の移動台車の並進方向に関する制御系の構成を示す図。
【図１１】第２実施形態の移動台車の台車回転方向に関する制御系の構成を示す図。
【図１２】第２実施形態の移動台車の並進方向の制御系と台車回転方向の制御系とを組合せたときの制御系の構成を示す図。
【図１３】目標値入力手段の構成を示すブロック図。
【図１４】移動台車の目標軌道の一例と、その目標軌道を達成するための目標軌道データの一例を併せて示す図。
【図１５】第２実施形態の制御コンピュータにより行われる処理手順を示すフローチャート。
【図１６】教示点の座標データからロボットの運動を決定する従来技術を説明するための図。
【図１７】複数台のロボットを同期運動させるときの各ロボットの軌道の一例。
【図１８】第１実施形態に係る移動台車の制御系の構成を示す機能ブロック図。
【図１９】第１実施形態に係る移動台車に目標起動データを設定する手順を説明するための図。
【符号の説明】
１：台車本体
３，４：主車輪
５，６：モータ
２０：安全装置
２１，２２：補助脚（支え部材）
２１ｄ，２２ｄ：キャスター輪（支え部材）
２５：アクチュエータ
２３ａ，２４ａ：リンク[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a robot, and more particularly, to a method for setting target trajectory data for defining a motion of a robot.
[0002]
2. Description of the Related Art As a method of moving a desired moving route to a robot, a method of setting coordinate data of a plurality of points (that is, teaching points) on the moving route as target trajectory data is known.
In this method, the velocity Vmax when the robot performs a constant velocity motion, the acceleration a when the robot accelerates, and the acceleration a ′ when the robot decelerates are determined in advance from the mechanical characteristics of the robot. Have been. When the coordinate data of the teaching point is set as the target trajectory data, the motion (speed and acceleration) of the robot is determined from the coordinate data and the predetermined speed Vmax and accelerations a and a '. I have.
[0003]
A specific description will be given with reference to FIG. FIG. 16 shows an example of a change in the speed of the robot when the robot is moved from point A to point B. In FIG. 16, the speed of the robot at points A and B is 0, and the robot moves linearly from point A to point B.
When the robot is moved from the point A (Xa, Ya) to the point B (Xb, Yb) as shown in FIG. 16A, the movement paths AB of the robot include sections A to C in which an acceleration motion is performed, The section is divided into sections C to D where the constant velocity motion is performed and sections D and B where the deceleration motion is performed. Here, the acceleration a at the time of acceleration and the speed Vmax at the time of constant speed motion are predetermined, so that the time t1 at which the acceleration motion is performed becomes Vmax / a, and the coordinates of the point C are determined. Further, since the acceleration a 'at the time of deceleration is also determined in advance, the time t3 for performing the deceleration movement is Vmax / (-a'), and the coordinates of the point D are also determined. When the coordinates of the points C and D are determined, the time t2 for performing the uniform motion is determined. Thus, the motion of the robot when moving the robot from point A to point B is determined (see FIG. 16B).
As a technique for moving a desired route to a robot, a technique described in Patent Literature 1 is known.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-5-253867
[0005]
In the above-described prior art, the motion of the robot is determined based on the mechanical characteristics of the robot. For this reason, when it is desired to cause a plurality of robots to perform synchronous motion, it is sometimes difficult to cause the robot to perform a desired motion using the above-described method according to the related art.
For example, as shown in FIG. 17, when one of the two robots is moved to A to B to C and the other is moved to D to E to F, the two robots start to move simultaneously from the points A and D. Suppose that the user wants to simultaneously pass through points B and E and arrive at points C and F at the same time. As is clear from FIG. 17, the distance during which one robot moves in the sections B to C and the distance during the other robot moves in the sections EF are different. In the method according to the related art, since the motion of the robot is determined based on the characteristics and the like of the robot, the robot moving on the inside (sections E to F) is first compared with the robot moving on the outside (sections B to C). You will arrive at point F.
[0006]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a technology that enables a robot to perform a desired motion even when a plurality of robots are synchronously moved. It is.
[0007]
In order to solve the above-mentioned problems, a method according to the first aspect of the present invention is a method for generating target trajectory data while moving a robot from a first position to a second position. A method for setting, comprising: a step of determining a moving path for moving a robot from a first position to a second position; and a time required for moving the robot from the first position to the second position. Is determined, and at least one of the speed and the acceleration of the robot during the movement from the first position to the second position determined from the determined moving path and the determined required time is set as the target trajectory data. And a process.
In this method, a moving path (that is, a distance) and a required time of the robot are determined, and at least one of the speed and acceleration of the robot determined from the moving path and the required time is set as target trajectory data. Therefore, since the motion of the robot can be arbitrarily set according to the movement route and the required time, it is possible to cause the robot to perform a desired motion even when a plurality of robots are synchronized.
In the case where the speed or the acceleration changes while moving from the first position to the second position, the target trajectory data can be set as a speed function or an acceleration function.
[0008]
In the target trajectory data setting step, the movement path of the robot is divided into sections where the acceleration is constant, and for each of the divided sections, the section time required to move the section and the section acceleration of the section are calculated as the target trajectory. It is preferable to set as data.
Here, “constant acceleration” includes a case where the acceleration is 0 (that is, constant velocity motion). Therefore, the section time and the section acceleration are set for the section where the constant velocity exercise is performed.
In addition to the above section time and section acceleration, a section initial speed may be further set.
[0009]
In the case where the robot is a moving vehicle that moves in a translation direction and a rotation direction on an installation surface, in the target trajectory data setting step, the section acceleration is set in each of the translation direction and the rotation direction of the moving vehicle. Is preferred.
In such a configuration, the movement of the movable trolley is decomposed in the translation direction and the rotation direction, and the setting of the target trajectory data becomes easy.
[0010]
Further, the above-described method can be suitably applied to a mobile trolley moving on an installation surface.
That is, the moving trolley according to the present invention is a moving trolley that includes wheels and a vehicle body supported by the wheels, and that moves on an installation surface by driving the wheels, and a driving unit that drives the wheels, Detecting means for detecting a physical quantity capable of specifying at least one of the position, speed, and acceleration of the mobile trolley in a plane substantially horizontal to the surface; and detecting the physical quantity of the mobile trolley in a plane substantially horizontal to the installation surface. Storage means for storing the target trajectory data; and driving means for reducing a deviation between a target value determined from the target trajectory data stored in the storage means and a current value specified from the physical quantity detected by the detection means. Control means for calculating a control command value. The target trajectory data includes, for each section where the acceleration of the mobile trolley is constant, a section time required to move the section and a section acceleration of the section.
This mobile trolley can also provide the same functions and effects as the first aspect of the present invention.
[0011]
Next, one embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, target trajectory data is set for two moving vehicles X and Y moving on the installation surface. First, the mobile carts X and Y according to the present embodiment will be described. Since the two moving vehicles X and Y have the same configuration, the description will be made here without distinguishing the two moving vehicles.
The movable trolley according to the present embodiment includes two left and right drive wheels and a vehicle body supported by these drive wheels. Motors 92 and 94 (see FIG. 18) are connected to the driving wheels, respectively, and the driving wheels are individually driven by the motors 92 and 94. Therefore, when the two left and right drive wheels are individually driven, the bogie is translated, and the bogie is rotated (turned) by the difference in rotation. Each of the motors 92, 94 is provided with an encoder 92a, 94a for detecting the rotation angle. Note that auxiliary wheels for keeping the vehicle body inverted may be provided on the movable trolley. For example, a spherical body can be used as the auxiliary wheel. By using the spherical auxiliary wheels, the movable trolley can be rotated on the spot even when the auxiliary wheels are provided.
[0012]
FIG. 18 shows the configuration of a control device 80 that drives the motors 92 and 94. As shown in FIG. 18, the control device 80 includes a target pulse number calculation unit 82 that calculates the target pulse numbers of the motors 92 and 94 from the input target trajectory data, and a target pulse number calculated by the target pulse number calculation unit 82. The control command value calculation means 90 calculates control command values for the motors 92 and 94 from the numbers and the current pulse numbers obtained by counting the pulse waves output from the encoders 92a and 94a.
[0013]
Here, the target trajectory data input to the target pulse number calculation unit 82 divides the target trajectory (moving path) of the movable vehicle into sections where the acceleration is constant, and is set for each of the divided sections. Specifically, it is constituted by a section time t, a section acceleration a, a section initial velocity b, a section angular acceleration a ', and a section angular initial velocity b' set for each section. The section time t is a time required for the mobile trolley to move in the section. The section acceleration a is an acceleration component in the translation direction (straight direction) of the mobile trolley in the section, and the section initial speed b is a velocity component in the straight direction of the mobile trolley at the start of the section. The section angular acceleration a 'is an angular acceleration component in the rotation direction of the mobile trolley in the section, and the section angular initial speed b' is an angular velocity component in the rotation direction of the mobile trolley at the start of the section. A method of setting the target trajectory data will be described later in detail.
[0014]
The target pulse number calculation unit 82 calculates straight-line travel distance calculating means 84 for calculating the target pulse numbers of the motors 92 and 94 from the straight-line component of the input target trajectory data. A rotational movement distance calculating means 86 for calculating the target pulse number 94 is provided.
The straight traveling distance calculating means 84 first calculates the speed in the straight traveling direction from the straight traveling components (section time t, section acceleration a, section initial speed b) of the target trajectory data, and then integrates the speed to calculate the straight traveling direction. Is calculated. Then, the target pulse numbers of the motors 92 and 94 are calculated from the calculated total moving distance. Note that the target pulse number calculated by the straight traveling distance calculation means 84 is the same value for both the motors 92 and 94. The target pulse number is set to a positive value when the moving vehicle moves forward, and the target pulse number is set to a negative value when the moving vehicle moves backward.
The rotational movement distance calculating means 86 first calculates the angular velocity in the rotational direction from the rotational components (section time t, section angular acceleration a ', section angular initial velocity b') of the target trajectory data, and then integrates the angular velocity. Thus, the total rotation angle of the cart is calculated. Then, the target number of pulses of the motors 92 and 94 is calculated from the calculated total rotation angle of the cart. It should be noted that the target pulse number calculated by the rotational movement distance calculation means 86 is opposite in polarity between the motors 92 and 94. That is, when the movable trolley rotates left, the target pulse number of the left driving wheel becomes negative and the target pulse number of the right driving wheel becomes positive. Conversely, when the movable trolley rotates right, the target pulse number of the left driving wheel becomes positive and the target pulse number of the right driving wheel becomes negative.
The target pulse numbers of the motors 92 and 94 calculated by the straight-moving distance calculating means 84 and the target pulse numbers of the motors 92 and 94 calculated by the rotating moving distance calculating means 86 are respectively added, and the control command value calculating means is added. 90.
[0015]
The deviation between the target pulse number output from the target pulse number calculation unit 82 and the current pulse number, which is a value obtained by counting the pulse waves output from the encoders 92a and 94a, is input to the control command value calculation unit 90. The control command value calculation means 90 outputs a value obtained by multiplying the input deviation by a predetermined gain to the motors 92 and 94 as a control command value. The motors 92 and 94 are driven based on a control command value output from the control command value calculation means 90.
The process from the calculation of the target pulse number by the control device 80 to the output of the control command value is performed at predetermined intervals (10 ms in the present embodiment).
[0016]
Next, an example of a procedure for setting the target trajectory data on the mobile trolley configured as described above will be described with reference to FIG. FIG. 19 shows a part of the target trajectory (moving route) of the two mobile vehicles X and Y and a part of the target trajectory data set for each mobile vehicle.
As shown in FIG. 19, the mobile trajectory X is moved along the target trajectories A to B,..., And the mobile trolley Y is moved along the target trajectories D to EF,. Further, the speed of the mobile trolley X at the point A is only the speed v in the straight traveling direction, and the sections A and B perform a constant speed motion. Similarly, it is assumed that the speed of the mobile trolley Y at the point D is only the speed component v in the straight traveling direction, and the sections D to E perform the constant speed motion. Further, the mobile trolleys X and Y simultaneously start moving from points A and D, respectively, and move in sections A to B to C and sections D to EF while the two cars are arranged side by side. I do. That is, the mobile trolleys X and Y pass through the points B and E at the same time and arrive at the points F and C at the same time. It is assumed that the sections B to C and the sections EF are arcs.
[0017]
As is clear from FIG. 19, the mobile trolley X must move in the rotational direction in the sections BC. Therefore, the mobile trolley X moves from the angular initial velocity 0 to the angular acceleration a in the sections B to G._x′, A constant angular velocity motion is performed in the sections G to C,. Also, in order for the sections B to G to C to be arcs, the speed of the moving vehicle X in the straight traveling direction must also be increased in accordance with an increase in the angular speed of the moving vehicle X. Therefore, in the sections B to G, the acceleration a_xPerform a constant acceleration motion, and perform a constant speed motion in the sections G to C. Therefore, for the mobile trolley X, the target trajectory data (t, a, b, a ', b') is set for each of the sections A to B, the sections BG, and the sections GC.
On the other hand, similarly to the mobile trolley X, the mobile trolley Y must perform the movement in the rotation direction in the sections EF. Therefore, the mobile trolley Y moves from the initial angular velocity 0 to the angular acceleration a in the sections E to H._y'Perform a constant angular acceleration motion, and perform a constant angular velocity motion in the sections HF. Also, since the sections E to H to F are the same arc, in the sections E to H, the acceleration a_yPerform a constant acceleration motion, and perform a constant speed motion in the sections H to F. Therefore, the target trajectory data (t, a, b, a ', b') is set for each of the sections D to E, the sections E to H, and the sections H to F.
[0018]
Here, it is necessary to move the mobile trolley X and the mobile trolley Y in sections A to B to C,... And sections D to EF to... For this purpose, first, it is determined that the point G is located on a straight line connecting the rotation centers of the arcs E to F and the point H (see FIG. 19).
Further, the mobile trolley X and the mobile trolley Y must simultaneously pass the points A and D, pass the points B and E at the same time, pass the points G and H at the same time, and pass the points C and F at the same time. Must. Therefore, in the present embodiment, first, the time at the point A of the mobile trolley X is determined as T1, the time at the point B as T2, the time at the point G as T3, and the time at the point C as T4. Therefore, the required time t1 of the sections A and B is T2-T1, the required time t2 of the sections BG is T3-T2, and the required time t3 of the sections GC is T4-T3.
Since the passing time of each point of the moving vehicle X is determined as described above, the time at the point D of the moving vehicle Y is determined as T1, the time at the point E is T2, the time at the point H is T3, and the time at the point F is determined as T4. I do. Therefore, the required time in the sections D to E is t1, the required time in the sections E to H is t2, and the required time in the sections HF is t3.
[0019]
When the required time of each section is determined, next, the motions of the mobile vehicles X and Y are determined from the required time and the target trajectory, and the target trajectory data of each section is set. First, the mobile trolley X will be described.
As is apparent from the above description, the mobile trolley X moves at a constant speed in the sections A and B in the straight traveling direction. Therefore, the target trajectory data of the sections A and B are the section time t1, the section acceleration 0, the section initial velocity v, the section angular acceleration 0, and the section angular initial velocity 0.
In the sections B to G, the acceleration a_xWhile performing uniform acceleration motion in the angular direction a_xPerform an equiangular acceleration motion. Therefore, the target trajectory data of the sections B to G is the section time t2, the section acceleration a_x, Section initial velocity v, section angular acceleration a_x′, The section angle initial speed becomes 0. Section acceleration a_xAnd section angular acceleration a_x'Can be determined as appropriate from the trajectory (that is, geometric relationship) of the mobile trolley in the sections B to G and the section time t2.
In the sections G to C, while performing the constant velocity motion in the straight traveling direction, the constant angular velocity motion is also performed in the rotation direction. Since the speed of each section is continuous, the target trajectory data of the sections B to G include the section time t3, the section acceleration 0, and the section initial velocity v + a._x× t2, section angular acceleration 0, section angle initial velocity a_x×× t2.
[0020]
Target trajectory data can be set for the mobile trolley Y in the same manner as for the mobile trolley X.
That is, the target trajectory data of the sections D to E are the section time t1, the section acceleration 0, the section initial velocity v, the section angular acceleration 0, and the section angular initial velocity 0. The target trajectory data of the sections E to H are section time t2, section acceleration a_y, Section initial velocity v, section angular acceleration a_y′, The section angle initial speed becomes 0. Since the mobile trolley X and the mobile trolley Y are moved side by side, the section angular acceleration a of the mobile trolley X_x′ And the section angular acceleration a of the mobile carriage Y_y'Have the same value. Section angular acceleration a_y′ Is determined from the trajectory of the mobile trolley in the sections E to H and the section time t2._yCan be determined.
Further, the target trajectory data of the sections B to G are section time t3, section acceleration 0, section initial velocity a_y× t2 + v, section angular acceleration 0, section angular initial velocity a_y×× t2.
[0021]
When the target trajectory data is set for the mobile trolleys X and Y as described above, first, the mobile trolleys X and Y are set to the initial positions on the installation surface. Next, the control programs of the control devices of the mobile trolleys X and Y are simultaneously activated. When the control program is started, each control device 80 of the mobile trolleys X and Y calculates the target pulse number from the target trajectory data at predetermined intervals. The control command value for the motors 92 and 94 is calculated by multiplying a deviation between the calculated target pulse number and the current pulse number from the encoders 92a and 94a by a predetermined gain. , 94 are driven. As a result, the movable carts X and Y move on the trajectory set by the target start data at a predetermined acceleration and speed.
As is apparent from the above description, the mobile trajectory X, Y determines the trajectory and the required time for each section for setting the target trajectory data, and then sets the target trajectory data ( Movement of the mobile trolley) is set. Therefore, the mobile trolleys X and Y can perform synchronous motion even when moving on different trajectories (distances) as shown in FIG.
[0022]
Second Embodiment Next, a mobile trolley according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. First, a mechanical configuration of the movable trolley will be described with reference to FIGS. Here, FIG. 1 is a front view of an inverted pendulum type coaxial two-wheel mobile trolley, and FIG. 2 is a partially cutaway side view of the same mobile trolley. In both figures, the movable trolley is shown with the auxiliary wheels (caster wheels) raised. FIG. 3 is a front view of the movable trolley when the auxiliary wheels are lowered to a ground state, and FIG. 4 is a side view of the movable trolley.
[0023]
1 to 4, reference numeral 1 denotes a bogie main body, in which a middle storage section 1b is provided in a middle section of a chassis 1a formed of a steel material or the like, and an upper storage section 1c is provided in an upper section. At the lower side of the chassis 1a, that is, at the lowermost part of the bogie main body 1, an attachment portion 1e for attaching a safety device 20 described later is formed. The chassis 1a has bearings 2a and 2b on both left and right sides, and the left and right main wheels 3 and 4 are rotatably supported by the bearings 2a and 2b. 3a and 4a in the figure indicate axles of the main wheels 3 and 4. The two main wheels 3 and 4 are symmetrically disposed at positions sharing the axis of rotation. The chassis 1a is provided with electric motors 5, 6 for individually driving both wheels 3, 4, and speed reducers 5a, 6a for reducing the rotation of the motor. To explain the reduction gear of the present example with respect to the main wheel 3, the pulley 3b provided on the axle 3a side and the pulley 5b attached to the output shaft end of the reduction gear 5a are connected by a belt 7 (FIG. 2). Similarly, the main wheel 4 is configured such that the pulley 4b and the pulley 6b are connected by a belt (not shown). Note that a gear device or the like can be used as the reduction gear.
[0024]
The bogie main body 1 is provided with a control device for controlling the rotation of the main wheels 3 and 4. The control device includes two motor drivers 11, 11 for individually driving the motors, a control computer 12 for controlling the motor drivers 11, 11, a battery 13 as a power supply, and a DC / DC converter 14. , A switch box 15, and a gyro sensor 19 (not shown in FIGS. 1 to 4; however, shown in FIG. 7). As shown schematically in the drawing, the mounting position of each device is such that the motor driver 11 is mounted below the middle storage section 1b of the bogie main body 1, the battery 13 is stored in the middle storage section 1b, and the upper storage section 1c. A control computer 12, a DC / DC converter 14, and a switch box 15 are mounted.
The gyro sensor 19 is a one-axis gyro sensor, and is disposed in a direction orthogonal to the axles 3a and 4a (that is, a direction in which the bogie body 1 tilts). Accordingly, the gyro sensor 19 detects the inclination angular velocity of the bogie main body 1.
The control computer 12 calculates a torque command value for the motors 5, 6 based on the output of the gyro sensor 19 and the encoder outputs of the motors 5, 6. The torque command value calculated by the control computer 12 is output to the motor driver 11, and the motor driver 11 controls the motors 5, 6 based on the output torque command value.
A body (not shown) of, for example, a robot is placed on the upper part 1d of the carriage body 1.
[0025]
The safety device 20 attached to the attachment portion 1e is for preventing the bogie main body 1 from falling when the inversion control is stopped, and employs a method in which the auxiliary wheels are moved up and down by a drive mechanism. Hereinafter, the safety device 20 will be described in detail with reference to FIGS. 5 and 6 are enlarged views for explaining the safety device 20. FIG. FIG. 5 shows a state in which the mobile trolley is operating (during normal running), and FIG. 6 shows a state in which the safety device 20 is operated when the mobile trolley is stopped (when the control device is stopped).
As shown in FIGS. 5 and 6, a supporting shaft 1f extending in parallel with the axles 3a, 4a is attached to the mounting portion 1e of the bogie main body 1, and auxiliary legs 21 extending in the front-rear direction of the bogie to the supporting shaft 1f. 22 is rotatably supported. The auxiliary legs 21, 22 include first limbs 21a, 22a on the base end side, and second limbs 21b, 22b bolted to the distal end side of the first limbs 21a, 22a with tapered members 21c, 22c interposed therebetween. Consists of Caster wheels 21d and 22d as auxiliary wheels are attached to the distal ends of the second limbs 21b and 22b. The tapered members 21c and 22c adjust the mounting angle between the first limb and the second limb, and the set height positions of the caster wheels 21d and 22d are adjusted by adjusting the tapered members 21c and 22c. It is possible.
Each of the second limbs 21b and 22b has a tip extending laterally in a substantially T-shape, and a caster wheel is attached to the tip of the second limb 21b so as to form a left-right pair (see FIGS. 1 and 3). ). That is, the movable cart is provided with caster wheels such that the caster wheels can be grounded at a total of four places in front, rear, left and right around a midpoint of a line connecting the ground points of the main wheels 3 and 4. The auxiliary legs 21 and 22 and the caster wheels 21d and 22d correspond to support members in claims.
[0026]
One end of each of the links 23a and 24a is rotatably connected to a pin near the base end of each of the first limbs 21a and 22a, and the other end of each of the links 23a and 24a is connected to the rod tip 25a of the actuator 25. ing. The actuator 25 is fixed to the chassis 1a. Therefore, when the actuator 25 operates to retract the rod, the auxiliary legs 21 and 22 rotate, and the caster wheels 21d and 22d are lifted as shown in FIG. On the other hand, when the actuator 25 operates to extend the rod downward, as shown in FIG. 6, the auxiliary legs 21 and 22 rotate to be in a state of being opened substantially straight, and the caster wheels 21d and 22d can come into contact with the road surface. To the right position.
[0027]
Next, a control system of the mobile trolley configured as described above will be described. FIG. 7 is a functional block diagram showing a configuration of a control system of the mobile trolley.
As shown in FIG. 7, the control of the mobile trolley is performed mainly by the control computer 12. The control computer 12 includes a CPU, a ROM, a RAM, and the like. The control computer 12 executes a control program stored in the ROM, thereby calculating a control command value related to the bogie translation direction. A first control command value calculating means), a bogie rotation direction control command value calculating means 28 for calculating a control command value relating to the bogie rotation direction (hereinafter simply referred to as a second control command value calculating means), and both control command values. A target value input means 27 for inputting a target value to the calculation means 26 and 28; a control command value addition means 29 for adding the control command values calculated by the two control command value calculation means 26 and 28; It functions as actuator switching means 70 for switching between a state in which the rod is expanded and a state in which the rod is contracted. Each means 26, 27, 28, 29, 70 constituted by the control computer 12 will be described later in detail. The processing performed by the control computer 12 can be emergency stopped by operating an emergency stop button 72 (not shown in FIGS. 1 to 4) and a remote control switch 74 provided on the bogie main body 1. ing.
A gyro sensor 19 is connected to the control computer 12, and the output of the gyro sensor 19 (the tilt angular velocity of the bogie main body 10) is input. The control computer 12 is connected to the motor drivers 11 and 11. The motor drivers 11, 11 are connected to the motors 5, 6, respectively, and drive the motors 5, 6 according to a torque command value from the control computer 12. The encoders 5c and 6c of the motors 5 and 6 are connected to the control computer 12, and outputs (rotation angles of the motors 5 and 6) from the encoders 5c and 6c are input to the control computer 12.
The actuator 25 is connected to the control computer 12 via a changeover switch 73. The changeover switch 73 is a switch that switches the state of the actuator 25 (the state where the rod is extended and the state where the rod is contracted). Specifically, when the operation signal from the control computer 12 is turned on, the changeover switch 73 is turned on, whereby the rod of the actuator 25 is contracted (that is, the caster wheels 21d and 22d are lifted). (See FIG. 5). Conversely, when the operation signal from the control computer 12 is turned off, the changeover switch 73 is turned off, whereby the rod of the actuator 25 is extended (that is, the caster wheels 21d and 22d are in contact with the road surface). (See FIG. 6). ON / OFF of the operation signal from the control computer 12 is performed by the actuator switching means 70.
The changeover switch 73 is also turned off by operating the emergency stop button 72 or the remote control switch 74. When these switches 72 and 74 are operated, the changeover switch 73 is turned off even if the operation signal output from the control computer 12 is on. Therefore, when the emergency stop button 72 or the remote control switch 74 is operated, the rod of the actuator 25 is immediately extended, and the caster wheels 21d and 22d come into contact with the road surface. When the power is turned off, the operation signal from the control computer 12 is turned off, so that the switch 74 is turned off. Therefore, the rod of the actuator 25 extends, and the caster wheels 21d and 22d come into contact with the road surface.
When the emergency stop button 72 or the remote control switch 74 is operated and the changeover switch 73 is turned off, the OFF state of the changeover switch 73 is input to the target value input means 27, and the target value input means 27 further increases the target value. The translation and rotation direction control command values to the cart are not output any more.
[0028]
Next, the first control command value calculating means 26 will be described. The first control command value calculating means 26 calculates a torque command value for controlling the movement of the bogie in the bogie translation direction. More specifically, a deviation between an output of the gyro sensor 19, a target value in the cart translation direction input by the target value input means 27 and a current value determined from the outputs of the encoders 5c and 6c is input, and the deviation is reduced. Calculates the torque command value of the motors 5 and 6 so that the motor maintains the inverted state.
In the second embodiment, the first control command value calculating means 26 is designed using H∞ control theory. By using the H∞ control theory, the first control command value calculating means 26 has robustness so that it can be stably inverted against disturbance. However, a control theory other than the H∞ control theory (for example, H₂The first control command value calculating means 26 can be designed using control theory, μ-design method, or the like. Even when designing using a control theory other than the H∞ control theory, it is preferable that the first control command value calculating means 26 has robustness so that it can be stably inverted against disturbance.
[0029]
An example of a design procedure of the first control command value calculating means 26 will be described. First, the movable trolley is modeled as a one-wheeled inverted pendulum viewed from the side (see FIG. 8). In FIG. 8, m1 is the mass of the vehicle body, J1 is the inertia around the center of gravity of the vehicle body, m2 is the mass of the wheel, J2 is the inertia around the axis of the wheel, and the distance from the axle to the center of gravity of the vehicle is 1. These parameters m1, j1, m2, j2, and l can be obtained by calculation or actual measurement. The inclination of the vehicle body from the vertical direction is η, and the rotation angle of the wheels is θ1.
Then, an equation of motion is created for one inverted pendulum shown in FIG. That is, when a motion equation is created assuming that the torque command value u is input to this control model, the motion equation is expressed by the following equation.
[0030]
(Equation 1)

[0031]
Next, the following equation is derived by linearizing assuming that η in the above-mentioned equation of motion is small and performing matrix display.
[0032]
(Equation 2)

[0033]
Therefore, the following equation of state is derived from the above equation.
[0034]
(Equation 3)

[0035]
Here, the observed amount y observed by the control system_gIs the first order derivative dη / dt of the inclination η of the vehicle body from the vertical direction, the rotation angle (θ1-η) of the wheel with respect to the vehicle body, and the first order derivative d (θ1-η) of this rotation angle (θ1-η). / Dt. That is, the observed quantity y_gIs represented by the following equation.
[0036]
(Equation 4)

[0037]
FIG. 10 shows the overall configuration of the control system modeled by the above-described procedure. As shown in FIG. 10, from the inverted pendulum model 41 to be controlled, dη / dt, (θ1−η), and d (θ1−η) / dt are observed as observation amounts. The observation noise 42 is added to the observed observation amount. Specifically, the observation noise n2 is added to the observation amount dη / dt, the observation noise n1 is added to the observation amount (θ1−η), and the observation noise n3 is added to the observation amount d (θ1−η) / dt.
The deviation between the observed value to which the observation noise 42 has been added and the target value 43 is input to the robust controller 44 (that is, the first control command value calculating means 26). Here, the target value “0” is set for the observation amount dη / dt, and the target value “(θ1-η) is set for the observation amount (θ1-η).^*Is the target value “d (θ1−η)” for the observed quantity d (θ1−η) / dt.^*/ Dt ”. Since the target value “0” is given to dη / dt (that is, the output of the gyro sensor 19) (that is, the inclination angular velocity of the vehicle body from the vertical direction is 0), the vehicle body maintains the inverted posture.
The robust controller 44 outputs a torque command value u. Then, the output torque command value u and disturbance w are input to the inverted pendulum model 41.
[0038]
Here, as the evaluation value for evaluating the control system, for example, the output u from the robust controller 36 or the rotation angle θ1 of the wheel can be used. The weighting function W46 for evaluating the output u and the evaluation function Q45 for evaluating the rotation angle θ1 can be finally determined by experiments, for example, by narrowing down to some extent by simulation or the like. In the second embodiment, the following functions are used.
[0039]
(Equation 5)

[0040]
In addition, for the specific design of the robust controller 44, various known control system design tools can be used.
[0041]
Next, the second control command value calculating means 28 will be described. The second control command value calculating means 28 calculates a torque command value for controlling the movement of the bogie in the bogie rotation direction.
Here, with respect to the bogie rotation direction, the moving bogie is modeled as a two-wheeled vehicle when viewed from directly above (see FIG. 9). In FIG. 9, φ represents the bogie rotation angle of the movable bogie, d represents the distance between the wheels 3, 4, and r represents the radius of the wheels. From the geometrical relationship shown in FIG. 9, the left and right wheel speeds (right wheel speed dθ)_L/ Dt, speed dθ of left wheel_R/ Dt) is converted into the Jacobian matrix for converting the speed (dx / dt, dy / dt) of the position of the moving carriage in the rectangular coordinate system and the angular velocity (dφ / dt) in the rotating direction of the carriage.
[0042]
(Equation 6)

[0043]
FIG. 11 shows the overall configuration of a control system by the second control command value calculating means 28. As is clear from FIG. 11, the second control command value calculating means 28 calculates the current position (x, y, φ) and the target position (x, y, φ).^*Is multiplied by a predetermined gain 50, the current speed [(dx / dt, dy / dt, dφ / dt)] and the target speed [(dx / dt, dy / dt, dφ / dt)^*) Is multiplied by a predetermined gain 52, and a torque command value T for controlling the motors 5 and 6 is calculated from the added value._R ^*, T_L ^*(So-called PD control is performed).
The movable carriage has two degrees of freedom as a position on a plane and one degree of freedom in the direction of rotation of the carriage, for a total of three degrees of freedom, but has only two actuators, motors 14 and 15 in total. For this reason, a value obtained by adding a value obtained by multiplying the above-mentioned position deviation by a gain 50 and a value obtained by multiplying the above-described position deviation by a gain 52 is used as a transposed Jacobi matrix J.^T54, the direct torque command value T_R ^*, T_L ^*Is calculated.
Also, the rotational angular velocity dθ of the right wheel 4_R/ Dt (ie, right wheel speed) and the rotational angular speed dθ of the left wheel 3_RThe current speed [(dx / dt, dy / dt, dφ / dt)] is calculated by multiplying / dt (that is, the left wheel speed) by the Jacobian matrix 56 (matrix shown in Expression 6).
Note that the position (x, y) and the speed (dx / dt, dy / dt) of the movable cart in the plane can also be controlled by the control system shown in FIG. However, since these are controlled by the first control command value calculating means 26, the gains (coefficients) for multiplying the position component (x, y) and the speed component (dx / dt, dy / dt) are used in the gains 50 and 52. ) Is “0”. Therefore, only the deviation of the bogie rotation angle φ of the movable bogie and the deviation of the bogie rotation angular velocity dφ / dt are used by the second control command value calculating means 28.
[0044]
As described above, the inverted pendulum control and the position control are simultaneously performed in the bogie translation direction (the direction perpendicular to the axle), and only the position control (bogie rotational angle φ) is performed in the bogie rotation direction (axle turning direction). These controls are performed so that they do not interfere with each other. The final control command value for the motors 5 and 6 is the sum of the control command value calculated by the first control command value calculation means 26 and the control command value calculated by the second control command value calculation means 28. It will be. That is, the control command value adding means 29 adds the control command value calculated by the first control command value calculating means 26 and the control command value calculated by the second control command value calculating means 28, and calculates the added value. Output to the motor drivers 11 and 11, respectively.
FIG. 12 shows the overall configuration of a control system including the above-described first control command value calculating means 26, second control command value calculating means 28, and control command value adding means 29. As is clear from FIG. 12, the control system of the second embodiment is such that the control of the translation direction of the carriage is incorporated in the control loop of the rotation direction of the carriage.
[0045]
Next, the target value input means 27 will be described. FIG. 13 is a block diagram showing the configuration of the target value input means 27. As shown in FIG. 13, the target value input unit 27 includes a target trajectory data storage unit 60, a translation direction target value calculation unit 62, and a rotation direction target value calculation unit 64.
[0046]
The target trajectory data storage means 60 stores the trajectory of the mobile trolley, the speed and acceleration of the mobile trolley at each position on the trajectory, and the target trajectory data that defines the angular velocity and angular acceleration of the mobile trolley in the rotation direction of the trolley. In the second embodiment, the trajectory of the mobile trolley is divided into sections in which a constant acceleration motion is performed (however, the case of zero acceleration (constant speed motion is also regarded as a constant acceleration motion)), and each divided The section (section time t, section acceleration a, section initial velocity b, section angular acceleration a ′, section angular initial velocity b ′) is used as target trajectory data. That is, assuming that the speed of the moving vehicle in the translation direction is v, the angular speed of the moving vehicle in the rotating direction of the vehicle is dφ / dt, and the elapsed time from the start of the section is t, these relationships are expressed by the following equations.
[0047]
(Equation 7)

[0048]
FIG. 14 shows an example of the trajectory of the mobile trolley and target trajectory data at that time. In the trajectory shown in FIG. 14, the acceleration a in the bogie translation direction is from point A to point B.₁Perform a uniform acceleration motion, and the speed and acceleration in the bogie rotation direction are “0”. From point B to point C, a constant speed motion is performed in the direction of translation of the truck, and the angular acceleration a in the direction of rotation of the truck.₁Perform an equiangular acceleration motion. From point C to point D, a constant velocity motion is performed in the direction of translation of the carriage, and a constant angular velocity movement is also performed in the direction of rotation of the carriage.
Therefore, the target trajectory data in the above-described case defines data defining the movement from point A to point B, data defining the movement from point B to point C, and defining the movement from point C to point D. It is composed of data. That is, the target trajectory data defining the movement from point A to point B is (t₁, A₁, 0,0,0), and the target trajectory data defining the movement from point B to point C is (t)₂, 0, a₁t₁, A₁′, 0), and the target trajectory data (t) that defines the movement from point C to point D₃, 0, a₁t₁, 0, a₁’T₂).
[0049]
The translation direction target value calculation means 62 calculates a target position (x, y) of the movable vehicle in the XY plane from the target trajectory data stored in the target trajectory data storage means 60.^*And target speed (dx / dt, dy / dt)^*Is calculated. For example, in the case where the exercise is started with the point A shown in FIG. 14 as the origin (0, 0), the time t from the start of the exercise (where 0 <t <t₁), The target position (x, y)^*= (A₁t²/ 2,0)^*And the target speed (dx / dt, dy / dt)^*= (A₁t, 0)^*Becomes
The rotation direction target value calculation means 64 calculates a target rotation angle (φ) of the movable vehicle from the target trajectory data stored in the target trajectory data storage means 60.^*And target speed (dφ / dt)^*Is calculated. Here, target rotation angle (φ)^*Means the total rotation angle of the mobile trolley. Therefore, even when the movable carts have the same posture (that is, the inclination from the traveling direction of the cart is the same), if the amount of rotation angle (the number of turns) is different, the target rotation angle (φ)^*Will also be different.
The target position (x, y, φ) calculated by the translation direction target value calculation means 62 and the rotation direction target value calculation means 64^*And target speed (dx / dt, dy / dt, dφ / dt)^*Is used as a target value of the first control command value calculation means 26 and the second control command value calculation means 28. That is, as shown in FIG. 12, the first control command value calculating means 26 (robust controller 41 shown in FIG. 12) provides the target position and the target speed with the bogie center position (θ1-η) and the bogie center speed d. (Θ1−η) / dt is used after being converted. The second control command value calculating means 28 has the above-mentioned target position (x, y, φ).^*(However, since the coefficient relating to x and y among the gains 50 is 0, actually φ^*Only used).
[0050]
Next, a process performed by the control computer 12 when the mobile trolley configured as described above is moved from the initial position to the final target position will be described with reference to FIG. FIG. 15 is a flowchart showing a processing procedure of the control computer 12. The trajectory for moving the mobile trolley from the initial position to the final target position is given by the target trajectory data described above.
When the control program is started, the control computer 12 first turns the operation signal output toward the changeover switch 73 from OFF to ON (S10). As a result, the changeover switch 73 is turned ON, and the rod of the actuator 25 operates so as to contract. For this reason, the caster wheels 21d and 22d, which have been in contact with the road surface, are lifted and rise to positions away from the road surface (see FIGS. 1 and 2). In this state, only the main wheels 3 and 4 are in contact with ground, and by controlling the rotation of the main wheels 3 and 4 by the control device, the bogie main body 1 can be kept in the inverted posture, and traveling with a small turn Can be. In addition, since the caster wheels 21d and 22d are lifted, the movable cart can easily run through even if there is a step on the road surface. It is preferable that the height positions of the caster wheels 21d, 22d are set to be suitable for the use environment (the unevenness of the road surface) by inserting and removing the taper member 22c in FIG. 5 in advance.
[0051]
Next, the control computer 12 determines whether the mobile trolley has reached the final target position (S12). Specifically, the determination is made based on whether or not the last data of the target trajectory data stored in the target trajectory data storage means 60 has been processed.
If the mobile trolley has reached the final target position (YES in step S12), the process proceeds to step S28, where the control computer 12 changes the operation signal output to the changeover switch 73 from ON to OFF (S28). , The process ends. As a result, the switch 73 is turned off, and the rod of the actuator 25 operates to extend. For this reason, the caster wheels 21d and 22d arranged at positions away from the road surface descend to the road surface (see FIGS. 3 and 4). In this state, the caster wheels 21d and 22d touch the road surface at positions before and after the ground point of the main wheels 3 and 4, and the bogie main body 1 stands still in an inverted posture without being greatly inclined.
In addition, even if the auxiliary legs 21 and 22 are directly in contact with the road surface, the fall can be prevented. However, in the second embodiment, the provision of the caster wheels facilitates the subsequent movement, which is convenient for inspection work and the like.
[0052]
Conversely, if the movable trolley has not reached the final target position [NO in step S12], the process proceeds to step S14, where the values of the encoders 5c and 6c of the motors 5 and 6 (that is, the rotation angles of the wheels 3 and 4) are used. θ_R, Θ_L) Is read (S14).
Next, based on the values of the encoders 5c and 6c read in step S14, the wheel speed (dθ_R/ Dt, dθ_L/ Dt) and the current speed / current direction speed (dx / dt, dy / dt, dφ / dt) are calculated (S16). That is, the wheel speeds (dθ) of the wheels 3 and 4 are determined based on the temporal changes in the values of the encoders 5c and 6c._R/ Dt, dθ_L/ Dt), and the calculated wheel speed (dθ)_R/ Dt, dθ_L/ Dt) and the Jacobian matrix 56 to calculate the current speed / current direction speed (dx / dt, dy / dt, dφ / dt) (see FIG. 12).
In step S18, the output value dη / dt of the gyro sensor 19 is read.
In step S20, the target trajectory data stored in the target trajectory data storage means 60 is calculated based on the time t (ie, the elapsed time from the start of the trajectory control of the mobile trolley) after the control computer 12 is activated. Position (x, y, φ)^*And target speed (dx / dt, dy / dt, dφ / dt)^*Is calculated.
Since the current value and the target value of the movable trolley are calculated by the processing from step S14 to step S20, the torque command value T of the motors 5, 6 in the translation direction of the trolley is next calculated._R1, T_L1Are calculated (S22), and the torque command value T of the motors 5 and 6 in the bogie rotation direction is calculated._R2, T_L2Are calculated (S24). That is, the torque control value T_R1, T_L1Is calculated, and the torque command value T is calculated by the second control command value calculating means 28._R2, T_L2Is calculated.
In step S26, the torque command value T calculated in step S22_R1, T_L1And the torque command value T calculated in step S24_R2, T_L2And outputs these values to the corresponding motor drivers 11 and 11. As a result, the wheels 3 and 4 are driven. When step S26 ends, the process returns to step 12, and the process at the next control timing is started.
Note that the processing from step S12 to step S26 is performed at a predetermined time interval (for example, 0.5 ms), whereby the mobile trolley moves the trajectory defined by the target trajectory data at a predetermined speed / Exercise with acceleration, angular velocity, and angular acceleration.
[0053]
If the emergency stop button 72 or the remote control switch 74 is operated during the processing of steps S12 to S26 described above, the processing of the control computer 12 is stopped urgently, as described above, and , The changeover switch 73 is turned off. At this time, the processing of the control computer 12 is stopped and the inversion control is also stopped. However, when the changeover switch 73 is turned off, the caster wheels 21d and 22d are arranged at positions where they are in contact with the road surface. For this reason, the cart main body 1 can maintain the inverted posture without falling down.
[0054]
As described above, some embodiments embodying the present invention have been described in detail. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and improvements may be made based on the knowledge of those skilled in the art. Can be implemented.
For example, each of the above-described embodiments is an example in which the target trajectory data setting method according to the present invention is applied to a mobile trolley. However, the technology of the present invention can also be applied to the case of setting target trajectory data of other robots. For example, the present invention can be applied to the case of setting (teaching) the trajectory of a tool attached to the tip of an arm of an industrial robot (such as a welding robot or a painting robot). Further, the present invention can also be applied to a case where a trajectory of a walking robot that moves while walking on an installation surface is set.
Further, the technical elements described in the present specification or the drawings exhibit technical utility singly or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. Further, the technology illustrated in the present specification or the drawings simultaneously achieves a plurality of objects, and has technical utility by achieving one of the objects.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of a mobile trolley according to a second embodiment.
FIG. 2 is a side view of the movable cart.
FIG. 3 is a front view for explaining a stopped state of the movable cart.
FIG. 4 is a side view for explaining a stop state of the movable cart.
FIG. 5 is an enlarged view for explaining the safety device.
FIG. 6 is an enlarged view for explaining the safety device.
FIG. 7 is a functional block diagram showing a configuration of a control system of the mobile trolley according to the second embodiment.
FIG. 8 is a diagram in which a movable trolley is modeled in a translation direction.
FIG. 9 is a diagram illustrating a model of a movable trolley with respect to a rotation direction of the trolley.
FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration of a control system relating to a translation direction of a movable trolley according to a second embodiment.
FIG. 11 is a diagram showing a configuration of a control system relating to a bogie rotation direction of a movable bogie according to a second embodiment.
FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration of a control system when a control system in a translation direction of a movable trolley and a control system in a rotational direction of a trolley according to the second embodiment are combined.
FIG. 13 is a block diagram showing a configuration of a target value input unit.
FIG. 14 is a diagram showing an example of a target trajectory of the movable trolley and an example of target trajectory data for achieving the target trajectory;
FIG. 15 is a flowchart illustrating a processing procedure performed by a control computer according to the second embodiment.
FIG. 16 is a view for explaining a conventional technique for determining a motion of a robot from coordinate data of a teaching point.
FIG. 17 shows an example of a trajectory of each robot when a plurality of robots are moved synchronously.
FIG. 18 is a functional block diagram showing a configuration of a control system of the mobile trolley according to the first embodiment.
FIG. 19 is an exemplary view for explaining a procedure for setting target activation data in the mobile trolley according to the first embodiment.
[Explanation of symbols]
1: Bogie body
3, 4: Main wheels
5, 6: Motor
20: Safety device
21, 22: auxiliary legs (supporting members)
21d, 22d: caster wheel (supporting member)
25: Actuator
23a, 24a: Link

Claims (4)

ロボットを第１の位置から第２の位置まで移動させる間の目標軌道データを設定する方法であって、
ロボットを第１の位置から第２の位置まで移動させるときの移動経路を決定する工程と、
ロボットを第１の位置から第２の位置まで移動させるのに要する所要時間を決定する工程と、
決定された移動経路と、決定された所要時間とから決まる第１の位置から第２の位置まで移動する間のロボットの速度及び加速度の少なくとも一方を目標軌道データとして設定する工程と、
を有するロボットの目標軌道データ設定方法。A method for setting target trajectory data while moving a robot from a first position to a second position,
Determining a movement path for moving the robot from the first position to the second position;
Determining the time required to move the robot from the first position to the second position;
Setting at least one of the speed and acceleration of the robot during the movement from the first position to the second position determined from the determined movement route and the determined required time as target trajectory data;
Orbit data setting method for a robot having 前記目標軌道データ設定工程では、ロボットの移動経路を加速度が一定となる区間に分割し、その分割された区間毎にその区間を移動するのに要する区間時間とその区間の区間加速度とを目標軌道データとして設定することを特徴とする請求項１に記載のロボットの目標軌道データ設定方法。In the target trajectory data setting step, the movement path of the robot is divided into sections where the acceleration is constant, and for each of the divided sections, the section time required to move the section and the section acceleration of the section are calculated as the target trajectory. The method according to claim 1, wherein the target trajectory data is set as data. 前記ロボットは設置面上を並進方向及び回転方向に運動する移動台車であって、前記目標軌道データ設定工程では、移動台車の並進方向と回転方向のそれぞれについて区間加速度が設定されることを特徴とする請求項２に記載のロボットの目標軌道データ設定方法。The robot is a moving vehicle that moves in a translation direction and a rotation direction on an installation surface, and in the target trajectory data setting step, a section acceleration is set for each of the translation direction and the rotation direction of the moving vehicle. The method for setting target trajectory data of a robot according to claim 2. 車輪と、車輪に支持される車体とを備え、車輪を駆動することで設置面上を移動する移動台車であって、
車輪を駆動する駆動手段と、
設置面に対し略水平となる平面内における移動台車の位置と速度と加速度の中の少なくとも１つを特定可能な物理量を検出する検出手段と、
設置面に対し略水平となる平面内における移動台車の目標軌道データを記憶する記憶手段と、
記憶手段に記憶された目標軌道データから決定される目標値と検出手段で検出された物理量から特定される現在値との偏差を小さくするように駆動手段の制御指令値を算出する制御手段とを有し、
前記目標軌道データには、移動台車の加速度が一定となる区間毎に設定されたその区間を移動するのに要する区間時間とその区間の区間加速度が含まれていることを特徴とする移動台車。A movable trolley that includes wheels and a vehicle body supported by the wheels, and moves on an installation surface by driving the wheels,
Driving means for driving the wheels;
Detecting means for detecting a physical quantity capable of specifying at least one of the position, the speed, and the acceleration of the movable carriage in a plane substantially horizontal to the installation surface;
Storage means for storing target trajectory data of the mobile trolley in a plane substantially horizontal to the installation surface,
Control means for calculating a control command value of the driving means so as to reduce a deviation between a target value determined from the target trajectory data stored in the storage means and a current value specified from the physical quantity detected by the detection means. Have
The mobile trolley, wherein the target trajectory data includes, for each zone where the acceleration of the mobile trolley is constant, a zone time required to move the zone and a zone acceleration of the zone.

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