JP2012168602A - 自動追従式台車 - Google Patents
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Abstract
【課題】追従すべき作業者を識別し、複数の作業者が同じフロアでそれぞれ台車を追従させて作業できる自動追従式台車を提供する。
【解決手段】台車1に取り付けられる受光器2R、2C、2Lと、作業者3に取り付けられて、その作業者3を特定するための所定の発光パターンで発光する発光器4と、上記受光器2R、2C、2Lで受光した発光パターンを識別することにより作業者3を識別し、その作業者3を追従するよう移動制御を行う制御手段8とを備えている。
これにより、台車1に取り付けられた受光器2R、2C、2Lは、作業者3に取り付けられた発光器4で発光された作業者3を特定する発光パターンを受光して作業者3を識別し、識別した作業者3を追従するよう移動制御を行う。
【選択図】図4
【解決手段】台車1に取り付けられる受光器2R、2C、2Lと、作業者3に取り付けられて、その作業者3を特定するための所定の発光パターンで発光する発光器4と、上記受光器2R、2C、2Lで受光した発光パターンを識別することにより作業者3を識別し、その作業者3を追従するよう移動制御を行う制御手段8とを備えている。
これにより、台車1に取り付けられた受光器2R、2C、2Lは、作業者3に取り付けられた発光器4で発光された作業者3を特定する発光パターンを受光して作業者3を識別し、識別した作業者3を追従するよう移動制御を行う。
【選択図】図4
Description
本発明は、作業者に向かって自動的に追従しながら走行する自動追従式台車に関するものである。
自動的に移動を制御する形式の台車は、従来から各種のものが考案されてきた。
特許文献1には、作業者が携帯する発信器の電波を受信して台車が走行すべき方向を決定するものが開示されている。
特許文献2には、発光器から照射された光を受光器で受光し、受光量と位相に基づいて台車の移動方向を制御するものが開示されている。
特許文献3には、障害物識別センサによって障害物を識別して迂回するよう制御するものが開示されている。
特許文献4には、台車に付されたコードを読み取ることにより、個々の台車がどのステーションに到着したかを判別するものが開示されている。
特許文献1には、作業者が携帯する発信器の電波を受信して台車が走行すべき方向を決定するものが開示されている。
特許文献2には、発光器から照射された光を受光器で受光し、受光量と位相に基づいて台車の移動方向を制御するものが開示されている。
特許文献3には、障害物識別センサによって障害物を識別して迂回するよう制御するものが開示されている。
特許文献4には、台車に付されたコードを読み取ることにより、個々の台車がどのステーションに到着したかを判別するものが開示されている。
しかしながら、複数の作業員が同じフロアでそれぞれ台車を追従させて作業する場合に、各台車が追従しなければならない作業者を識別できなければ、追従すべき作業者を特定できずに、間違った作業者に追従してしまったり、同じ場所をぐるぐる回ったりしてしまい、作業に混乱が生じるという問題がある。ところが、上記各特許文献には、このような問題に対する課題を意識したものはなく、複数の作業者が同じフロアで混乱なくそれぞれ台車を追従させて作業するというニーズに応えうるものは提供されていなかったのが実情である。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、追従すべき作業者を識別し、複数の作業者が同じフロアでそれぞれ台車を追従させて作業できる自動追従式台車を提供することをその目的とする。
上記の目的を達成するため、本発明の自動追従式台車は、台車に取り付けられる受光器と、
追従対象に取り付けられて、その追従対象を特定するための所定の発光パターンで発光する発光器と、
上記受光器で受光した発光パターンを識別することにより追従対象を識別し、その追従対象を追従するよう移動制御を行う制御手段とを備えていることを要旨とする。
追従対象に取り付けられて、その追従対象を特定するための所定の発光パターンで発光する発光器と、
上記受光器で受光した発光パターンを識別することにより追従対象を識別し、その追従対象を追従するよう移動制御を行う制御手段とを備えていることを要旨とする。
本発明の自動追従式台車によれば、台車に取り付けられた受光器は、追従対象に取り付けられた発光器で発光された追従対象を特定する発光パターンを受光して追従対象を識別し、識別した追従対象を追従するよう移動制御を行う。このため、例えば追従対象が作業者で、複数の作業者が同じフロアでそれぞれ台車を追従させていても、それぞれの作業者に対応する台車がその作業者を識別して追従する。したがって、従来のように、追従すべき作業者を特定できずに混乱が生じるというトラブルが発生せず、複数の作業者が同じフロアで混乱なく作業することができる。
本発明において、少なくとも台車前部の左右にそれぞれ受光器が配置され、
上記制御手段は、左右の受光器の受光量を比較することにより、追従対象の方向を検知して移動方向の制御を行う場合には、
左右の受光量の比較により、追従すべき追従対象を特定して追従するよう移動し、複数の作業者が同じフロアで混乱なく作業することができる。
上記制御手段は、左右の受光器の受光量を比較することにより、追従対象の方向を検知して移動方向の制御を行う場合には、
左右の受光量の比較により、追従すべき追従対象を特定して追従するよう移動し、複数の作業者が同じフロアで混乱なく作業することができる。
本発明において、少なくとも台車前部の正面には正面受光器が配置され、
さらに台車前部には、前方の存在物との距離を検知するための正面測距センサが取り付けられ、
上記制御手段は、正面受光器の受光量が左右の受光器の受光量より大きいときに、正面測距センサによって検知した前方の存在物との距離が所定値より近くなると移動速度を遅くし、正面測距センサによって検知した前方の存在物との距離が所定値より遠くなると移動速度を速くするよう制御する場合には、
追従対象との距離が広がると速度が速くなって速やかに追従し、追従対象との距離が近くなったときには速度が遅くなって追従対象との接触を防止する。したがって、追従対象が作業者であれば、台車との距離が遠くなると速やかに近づいてきて、近い距離ではゆっくり追従するので極めて作業が行ないやすくなる。
さらに台車前部には、前方の存在物との距離を検知するための正面測距センサが取り付けられ、
上記制御手段は、正面受光器の受光量が左右の受光器の受光量より大きいときに、正面測距センサによって検知した前方の存在物との距離が所定値より近くなると移動速度を遅くし、正面測距センサによって検知した前方の存在物との距離が所定値より遠くなると移動速度を速くするよう制御する場合には、
追従対象との距離が広がると速度が速くなって速やかに追従し、追従対象との距離が近くなったときには速度が遅くなって追従対象との接触を防止する。したがって、追従対象が作業者であれば、台車との距離が遠くなると速やかに近づいてきて、近い距離ではゆっくり追従するので極めて作業が行ないやすくなる。
本発明において、上記制御手段は、左右の測距センサが周囲の存在物との距離が一定以下に近づいたことを検知すると、受光器の受光量とは無関係に台車を停止させるよう制御する場合には、
追従対象を含めた周囲の存在物との距離が一定以上に近くなったときには、追従対象の検出状態にかかわらず台車を停止させることにより、追従対象を含めた周囲の存在物との衝突を防止し、安全性を確保する。
追従対象を含めた周囲の存在物との距離が一定以上に近くなったときには、追従対象の検出状態にかかわらず台車を停止させることにより、追従対象を含めた周囲の存在物との衝突を防止し、安全性を確保する。
本発明において、上記制御手段は、左右の測距センサが周囲の存在物との距離が一定以下に近づいたことを検知したときに、検知した測距センサが配置された方と反対側に台車が移動するように制御する場合には、
右測距センサにおいて周囲の存在物との距離が一定以下に近づいたことを検知したときは左に操舵して障害物を避け、反対に、左測距センサにおいて周囲の存在物との距離が一定以下に近づいたことを検知したときは右に操舵し、障害物を避けながら追従対象に追従させることができる。
右測距センサにおいて周囲の存在物との距離が一定以下に近づいたことを検知したときは左に操舵して障害物を避け、反対に、左測距センサにおいて周囲の存在物との距離が一定以下に近づいたことを検知したときは右に操舵し、障害物を避けながら追従対象に追従させることができる。
以下、本発明の自動追従式台車の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明の第1実施形態の自動追従式台車を示す図である。
この例では、追従対象が、台車に荷物を積載したり降ろしたりする作業者である例を説明する。
この自動追従式台車は、台車1に取り付けられる受光器2R、2C、2Lと、追従対象である作業者3に取り付けられて、その作業者3を特定するための所定の発光パターンで発光する発光器4とを備えている。
上記受光器2R、2C、2Lとしては、台車1の前部の左右には、それぞれ左受光器2L、右受光器2Rが配置されている。台車1の正面すなわち左受光器2Lと右受光器2Rの中間には、正面受光器2Cが配置されている。さらに台車1の前部、各受光器2R、2C、2Lの下側には、周囲の存在物との距離を検知するための測距センサ5R、5C、5Lが取り付けられている。上記測距センサ5R、5C、5Lは、左受光器2L、右受光器2Rおよび正面受光器2Cにそれぞれ対応し、台車1の左側、右側およびそれらの中間に設けられている。
上記発光器4は、作業者3の例えばウェストベルト等に取り付けられ、例えば赤外線を所定の発光パターンで発光し、上記受光器2R、2C、2Lで上記発光パターンを受光する。そして、上記受光器2R、2C、2Lで受光した発光パターンを識別することにより作業者3を識別し、その作業者3を追従するよう移動制御を行うようになっている。
上記発光器4による発光パターンとしては、例えば、4ビットのパルス発光を用いることができる。この場合は(0000)〜(1111)まで32通りの発光パターンを採ることができ、最大32台の台車1と32人の作業者3を1対1対応させて識別することが可能になる。
図2は、上記受光器2R、2C、2Lの詳細を説明する図である。(A)は左受光器2Lの横断面図、(B)は正面受光器2Cの横断面図、(C)は右受光器2Rの横断面図、(D)は各受光器2R、2C、2Lの縦断面図である。
これらの受光器2R、2C、2Lは、前面に開口部を有して受光する光の指向性を規制するための指向規制凹部6R、6C、6Lの奥面に受光センサ7が配置されて構成されている。
右受光器2Rの指向規制凹部6Rは、右側が45°の角度に開き、左側は80〜90°の角度に絞られて開口しており、正面から右寄りの光を受光し、左方向からの光を受光しないようになっている。
左受光器2Lの指向規制凹部6Lは、左側が45°の角度に開き、右側は80〜90°の角度に絞られて開口しており、正面から左寄りの光を受光し、右方向からの光を受光しないようになっている。
正面受光器2Cの指向規制凹部6Rは、左右に70〜80°の角度に絞られて開口しており、正面からの光を受光し、右方向および左方向からの光を受光しないようになっている。
左受光器2Lの指向規制凹部6Lは、左側が45°の角度に開き、右側は80〜90°の角度に絞られて開口しており、正面から左寄りの光を受光し、右方向からの光を受光しないようになっている。
正面受光器2Cの指向規制凹部6Rは、左右に70〜80°の角度に絞られて開口しており、正面からの光を受光し、右方向および左方向からの光を受光しないようになっている。
上記測距センサ5R、5C、5Lは、例えば赤外線を発光して周囲の存在物で跳ね返った反射光を受光し、存在物との距離を検知するものを用いることができる。この測距センサ5R、5C、5Lに用いる赤外線を、上記発光器4から発光させる赤外線の発光パターンと異なる発光パターンにすることにより、各受光器2R、2C、2Lで受光する作業者識別用の発光パターンと混同するのが防止される。
図3は、本実施形態の自動追従式台車の制御系統を説明する図である。
このシステムでは、各受光器2R、2C、2Lの受光信号および各測距センサ5R、5C、5Lによる検知信号を受信して各種の制御を行う制御手段8を備えている。
上記制御手段8は、対象識別部9、方向制御部10、速度制御部11を備えている。
上記対象識別部9は、上記受光器2R、2C、2Lで受光した発光パターンを識別することにより追従対象である作業者3を識別する。そして、方向制御部10がその識別した作業者3を追従するよう移動制御を行う。
図4は、追従対象である作業者3を識別する状態を説明する図である。上述したように、発光器4と台車1は1対1対応しており、各作業者3が1つずつ発光器4を携帯する。各発光器4は赤外線を所定の発光パターンで発光する。上記受光器2R、2C、2Lでは、受光した発光パターンを識別することにより作業者3を識別する。
図5は、受光した赤外線により方向制御を行う状態を説明する図である。
上記方向制御部10は、左右および正面の受光器2R、2C、2Lの受光量を比較することにより、追従対象である作業者3の方向を検知して移動方向の制御を行う。
(A)は台車1の前方右方向に発光器4を携帯した作業者3がいる場合である。右受光器2Rは台車1の前方正面から右寄りの光を受光し、左受光器2Lは台車1の右方向からの光を受光せず、正面受光器2Cは右方向および左方向からの光を受光しない。このため、この場合は右受光器2Rが発光器4からの光を受光する。このとき、方向制御部10は、操舵装置12を制御して台車1が右方向に進路をとるように制御する。
(B)は台車1の前方正面に発光器4を携帯した作業者3がいる場合である。正面受光器2Cは台車1の正面の光を受光し、右受光器2Rは台車1の左方向からの光を受光せず、左受光器2Lは台車1の右方向からの光を受光しない。このため、この場合は正面受光器2Cが発光器4からの光を受光する。このとき、方向制御部10は、操舵装置12を制御して台車1が直進するように制御する。
(C)は台車1の前方左方向に発光器4を携帯した作業者3がいる場合である。左受光器2Lは台車1の前方正面から左寄りの光を受光し、右受光器2Rは台車1の左方向からの光を受光せず、正面受光器2Cは右方向および左方向からの光を受光しない。このため、この場合は左受光器2Lが発光器4からの光を受光する。このとき、方向制御部10は、操舵装置12を制御して台車1が左方向に進路をとるように制御する。
このとき、例えば、左受光器2Lが発光器4の光を受光せず、右受光器2Rと正面受光器2Cがそれぞれ受光したときは、正面受光器2Cの受光を優先させて、方向制御部10は台車1が直進するように操舵装置12を制御する。同様に、右受光器2Rが発光器4の光を受光せず、左受光器2Lと正面受光器2Cがそれぞれ受光したときは、正面受光器2Cの受光を優先させて、方向制御部10は台車1が直進するように操舵装置12を制御する。また、右受光器2R、左受光器2L、正面受光器2Cの全てが発光器4の光を受光したときも、正面受光器2Cの受光を優先させて、方向制御部10は台車1が直進するように操舵装置12を制御する。
このように、各受光器2R、2C、2Lの受光の有無に基づいて移動制御を行うことができる。また、各受光器2R、2C、2Lの受光の大小に基づいて移動制御を行ってもよい。いずれの場合も、本発明における受光量を比較することにより移動方向を制御するものである。
このように、本実施形態では、追従対象である作業者3と台車1との対応関係を識別する信号と、移動方向を制御するための信号とを同じ発光パターンの光で兼用しているのである。
図6は、測距の状態を説明する図である。
上記速度制御部11は、正面受光器2Cの受光量が左右の受光器2R、2Lの受光量より大きいときに、正面測距センサ5Cによって検知した前方の存在物との距離Dによって移動速度を遅くしたり速くしたりするよう制御する。
すなわち、正面受光器2Cの受光量が左右の受光器2R、2Lの受光量より大きいときは、台車1の正面に追従対象である作業者3がいるときである。この状態で、正面測距センサ5によって検知した前方の存在物(すなわち作業者3である)との距離Dが近くなると移動速度を落とし、上記距離Dが遠くなると移動速度を上げることが行われる。
また、上記速度制御部11は、正面受光器2Cの受光量が左右の受光器2R、2Lの受光量より大きいときに、正面測距センサ5Cによって検知した前方の存在物との距離Dが所定値より近くなると移動速度を遅くし、正面測距センサ5Cによって検知した前方の存在物との距離Dが所定値より遠くなると移動速度を速くするよう制御することもできる。
例えば、作業者3と台車1との距離Dによる移動速度の制御をつぎのようにして行うことができる。
D≧閾値A 移動速度大
閾値A>D>閾値B 移動速度中
閾値B≧D 移動速度小
閾値Aと閾値Bの大小2段階の閾値を設定し、大きいほうの閾値Aより距離Dが長いときは移動速度大で移動させ、距離Dが閾値Aと閾値Bの間にあるときは移動速度中で移動させ、小さいほうの閾値Bより距離Dが短いときは移動速度小で移動させるよう制御することができる。
D≧閾値A 移動速度大
閾値A>D>閾値B 移動速度中
閾値B≧D 移動速度小
閾値Aと閾値Bの大小2段階の閾値を設定し、大きいほうの閾値Aより距離Dが長いときは移動速度大で移動させ、距離Dが閾値Aと閾値Bの間にあるときは移動速度中で移動させ、小さいほうの閾値Bより距離Dが短いときは移動速度小で移動させるよう制御することができる。
また、上記速度制御部11は、上記制御手段は、左右の測距センサ5R、5Lが周囲の存在物との距離が一定以下に近づいたことを検知すると、受光器2R、2C、2Lの受光量とは無関係に台車1を停止させるよう制御することができる。
すなわち、左右の測距センサ5R、5Lが周囲の存在物との距離が一定以下に近づいたときは、障害物や壁に近づいたときであるから、衝突を未然に防止するために速度制御部11により台車1を停止させるように制御する。
また、左右の測距センサ5R、5Lが周囲の存在物との距離が一定以下に近づいたことを検知したときに、検知した測距センサ5R、5Lが配置された方と反対側に操舵するように制御することもできる。すなわち、右測距センサ5Rにおいて周囲の存在物との距離が一定以下に近づいたことを検知したときは左に操舵して障害物を避け、反対に、左測距センサ5Lにおいて周囲の存在物との距離が一定以下に近づいたことを検知したときは右に操舵して障害物を避けるよう制御することができる。
このように、本実施形態によれば、台車1に取り付けられた受光器2R、2C、2Lは、追従対象に取り付けられた発光器4で発光された追従対象である作業者3を特定する発光パターンを受光して作業者3を識別し、識別した作業者3を追従するよう移動制御を行う。このため、複数の作業者3が同じフロアでそれぞれ台車1を追従させていても、それぞれの作業者3に対応する台車1がその作業者3を識別して追従する。したがって、従来のように、追従すべき作業者3を特定できずに混乱が生じるというトラブルが発生せず、複数の作業者3が同じフロアで混乱なく作業することができる。
また、少なくとも台車1前部の左右にそれぞれ左右の受光器2L、2Rが配置され、
上記制御手段8は、左右の受光器2L、2Rの受光量を比較することにより、作業者3の方向を検知して移動方向の制御を行うため、
左右の受光量2L、2Rの比較により、追従すべき作業者3を特定して追従するよう移動し、複数の作業者3が同じフロアで混乱なく作業することができる。
上記制御手段8は、左右の受光器2L、2Rの受光量を比較することにより、作業者3の方向を検知して移動方向の制御を行うため、
左右の受光量2L、2Rの比較により、追従すべき作業者3を特定して追従するよう移動し、複数の作業者3が同じフロアで混乱なく作業することができる。
また、少なくとも台車1前部の正面には正面受光器2Cが配置され、
さらに台車1前部には、前方の存在物との距離を検知するための正面測距センサ5Cが取り付けられ、
上記制御手段8は、正面受光器2Cの受光量が左右の受光器2L、2Rの受光量より大きいときに、正面測距センサ5Cによって検知した前方の存在物との距離が所定値より近くなると移動速度を遅くし、正面測距センサ5Cによって検知した前方の存在物との距離が所定値より遠くなると移動速度を速くするよう制御するため、
作業者3との距離が広がると速度が速くなって速やかに追従し、作業者3との距離が近くなったときには速度が遅くなって作業者3との接触を防止する。したがって、作業者3と台車1との距離が遠くなると速やかに近づいてきて、近い距離ではゆっくり追従するので極めて作業が行ないやすくなる。
さらに台車1前部には、前方の存在物との距離を検知するための正面測距センサ5Cが取り付けられ、
上記制御手段8は、正面受光器2Cの受光量が左右の受光器2L、2Rの受光量より大きいときに、正面測距センサ5Cによって検知した前方の存在物との距離が所定値より近くなると移動速度を遅くし、正面測距センサ5Cによって検知した前方の存在物との距離が所定値より遠くなると移動速度を速くするよう制御するため、
作業者3との距離が広がると速度が速くなって速やかに追従し、作業者3との距離が近くなったときには速度が遅くなって作業者3との接触を防止する。したがって、作業者3と台車1との距離が遠くなると速やかに近づいてきて、近い距離ではゆっくり追従するので極めて作業が行ないやすくなる。
また、上記制御手段8は、左右の測距センサ5L、5Rが周囲の存在物との距離が一定以下に近づいたことを検知すると、受光器2R、2C、2Lの受光量とは無関係に台車1を停止させるよう制御する場合には、
作業者3を含めた周囲の存在物との距離が一定以上に近くなったときには、作業者3の検出状態にかかわらず台車1を停止させることにより、作業者3を含めた周囲の存在物との衝突を防止し、安全性を確保する。
作業者3を含めた周囲の存在物との距離が一定以上に近くなったときには、作業者3の検出状態にかかわらず台車1を停止させることにより、作業者3を含めた周囲の存在物との衝突を防止し、安全性を確保する。
また、上記制御手段8は、左右の測距センサ5L、5Rが周囲の存在物との距離が一定以下に近づいたことを検知したときに、検知した測距センサ5L、5Rが配置された方と反対側に台車1が移動するように制御する場合には、
右測距センサ5Rにおいて周囲の存在物との距離が一定以下に近づいたことを検知したときは左に操舵して障害物を避け、反対に、左測距センサ5Lにおいて周囲の存在物との距離が一定以下に近づいたことを検知したときは右に操舵し、障害物を避けながら作業者3に追従させることができる。
右測距センサ5Rにおいて周囲の存在物との距離が一定以下に近づいたことを検知したときは左に操舵して障害物を避け、反対に、左測距センサ5Lにおいて周囲の存在物との距離が一定以下に近づいたことを検知したときは右に操舵し、障害物を避けながら作業者3に追従させることができる。
なお、上記実施形態では、追従対象が作業者3である例を例示して説明したが、これに限定するものではなく、追従対象は、他の台車や車両等、各種のものに適用できる趣旨である。
また、上記実施形態では、上記発光器4による発光パターンとして、4ビットのパルス発光を利用することを例示したが、これに限定するものではなく、6ビットや8ビットのパルス発光を利用することもできる。
1:台車
2L:左受光器
2R:右受光器
2C:正面受光器
3:作業者
4:発光器
5L:左測距センサ
5R:右測距センサ
5C:正面測距センサ
6L:指向規制凹部
6R:指向規制凹部
6C:指向規制凹部
7:受光センサ
8:制御手段
9:対象識別部
10:方向制御部
11:速度制御部
12:操舵装置
13:駆動装置
2L:左受光器
2R:右受光器
2C:正面受光器
3:作業者
4:発光器
5L:左測距センサ
5R:右測距センサ
5C:正面測距センサ
6L:指向規制凹部
6R:指向規制凹部
6C:指向規制凹部
7:受光センサ
8:制御手段
9:対象識別部
10:方向制御部
11:速度制御部
12:操舵装置
13:駆動装置
Claims (5)
- 台車に取り付けられる受光器と、
追従対象に取り付けられて、その追従対象を特定するための所定の発光パターンで発光する発光器と、
上記受光器で受光した発光パターンを識別することにより追従対象を識別し、その追従対象を追従するよう移動制御を行う制御手段とを備えていることを特徴とする自動追従式台車。 - 少なくとも台車前部の左右にそれぞれ受光器が配置され、
上記制御手段は、左右の受光器の受光量を比較することにより、追従対象の方向を検知して移動方向の制御を行う請求項1記載の自動追従式台車。 - 少なくとも台車前部の正面には正面受光器が配置され、
さらに台車前部には、前方の存在物との距離を検知するための正面測距センサが取り付けられ、
上記制御手段は、正面受光器の受光量が左右の受光器の受光量より大きいときに、正面測距センサによって検知した前方の存在物との距離が所定値より近くなると移動速度を遅くし、正面測距センサによって検知した前方の存在物との距離が所定値より遠くなると移動速度を速くするよう制御する請求項1または2記載の自動追従式台車。 - 上記制御手段は、左右の測距センサが周囲の存在物との距離が一定以下に近づいたことを検知すると、受光器の受光量とは無関係に台車を停止させるよう制御する請求項3記載の自動追従式台車。
- 上記制御手段は、左右の測距センサが周囲の存在物との距離が一定以下に近づいたことを検知したときに、検知した測距センサが配置された方と反対側に台車が移動するように制御する請求項3記載の自動追従式台車。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011026972A JP2012168602A (ja) | 2011-02-10 | 2011-02-10 | 自動追従式台車 |
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