JP2013070824A - Electric handy cart - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、電動式ハンディカートに関するものである。 The present invention relates to an electric handy cart.
高齢者などの足腰の弱くなった歩行者の歩行をアシストする装置として、特許文献１または特許文献２に示される電動式ハンディカートが提案されている。
As an apparatus for assisting walking of a pedestrian who has weak legs and legs such as an elderly person, an electric handy cart shown in
上記の電動式ハンディカートは、電動モータにより独立して回転駆動することができる左右の駆動輪と、歩行者者が把持する操作桿（杖部）と、を備える。操作桿には、操作力検出装置が設けられており、この操作力検出装置により操作桿に作用する歩行者の操作力が検出される。そして、ハンディカートの左右の駆動輪を駆動する電動モータは、操作力検出装置にて検出される歩行者の操作力の値に基づいて、制御方式としてトルク制御により作動させられる。 The electric handy cart includes left and right drive wheels that can be driven to rotate independently by an electric motor, and an operating rod (cane portion) that a pedestrian grips. The operation rod is provided with an operation force detection device, and the operation force of the pedestrian acting on the operation rod is detected by the operation force detection device. The electric motor that drives the left and right drive wheels of the handy cart is operated by torque control as a control method based on the value of the pedestrian's operation force detected by the operation force detection device.
しかしながら、上述の電動式ハンディカートにあっては、制御方式としてトルク制御が用いられていたため、ハンディカートを所望の速度で走行させること、およびハンディカートを所定のときに停止させることが困難という課題があった。ここで、ハンディカートを所望の速度で走行させること、およびハンディカートを所定のときに停止させるためには、制御量として速度を用いる速度制御を用いることが有効であるといえる。 However, since the electric handy cart described above uses torque control as a control method, it is difficult to run the handy cart at a desired speed and to stop the handy cart at a predetermined time. was there. Here, in order to run the handy cart at a desired speed and stop the handy cart at a predetermined time, it can be said that it is effective to use speed control using the speed as the control amount.
そこで、この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、駆動輪を駆動する電動モータの制御方式として速度制御が用いられる電動式ハンディカートを提供するものである。 Therefore, the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and provides an electric handy cart in which speed control is used as a control method of an electric motor that drives a drive wheel.
上記の課題を解決するために、本発明の電動式ハンディカートは、歩行者が保持する操作桿と、この操作桿に設けられ、歩行者が前記操作桿に与える操作力を検出する操作力検出装置と、第１および第２の電動モータと、これらの第１および第２の電動モータの回転速度をそれぞれ検出する第１および第２の速度検出手段と、第１および第２の電動モータによりそれぞれ回転駆動する第１および第２の駆動輪と、操作力検出装置からの力信号に基づき第１および第２の電動モータに制御電流を供給する制御装置と、を備える電動式ハンディカートにおいて、制御装置は、操作力検出装置からの力信号を積分処理することにより、第１の目標速度信号を演算する目標速度演算手段と、第１および第２の速度検出手段からの前記第１および第２の検出速度信号を平均化して平均速度信号を出力する平均化手段と、平均化手段からの平均速度信号と、前記目標速度演算手段からの第１の目標速度信号との偏差信号に基づき、前記電動モータに供給する目標電流信号を演算する目標電流演算手段と、目標電流演算手段からの目標電流信号に対応し、前記第１および第２の電動モータに制御電流をそれぞれ供給する第１および第２の電流出力手段と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above problems, an electric handy cart according to the present invention includes an operation rod that is held by a pedestrian and an operation force detection that is provided on the operation rod and detects an operation force that the pedestrian gives to the operation rod. An apparatus, first and second electric motors, first and second speed detecting means for detecting rotational speeds of the first and second electric motors, respectively, and first and second electric motors. In an electric handy cart comprising first and second drive wheels that respectively rotate and a control device that supplies a control current to the first and second electric motors based on a force signal from an operating force detection device, The control device integrates the force signal from the operating force detection device to calculate a first target speed signal, and the first and second speed detection means from the first and second speed detection means. 2 Based on the deviation signal between the averaging means for averaging the output speed signal and outputting the average speed signal, the average speed signal from the averaging means, and the first target speed signal from the target speed calculating means, Target current calculating means for calculating a target current signal to be supplied to the motor, and first and second for supplying a control current to the first and second electric motors corresponding to the target current signal from the target current calculating means, respectively. Current output means.
本発明の電動式ハンディカートによれば、駆動輪を駆動する電動モータの制御方式を速度制御とすることができる。 According to the electric handy cart of the present invention, the control method of the electric motor that drives the drive wheels can be speed control.
（電動式ハンディカートの実施形態）
次に、本発明の電動式ハンディカートの実施形態について、図１に基づいて説明する。図１は本実施形態における電動式ハンディカートの斜視図である。
(Embodiment of electric handy cart)
Next, an embodiment of the electric handy cart of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a perspective view of an electric handy cart according to the present embodiment.
図１に示すように、電動式ハンディカート１は、パイプ部材より形成された本体フレーム２と、本体フレーム２の端部に取り付けられ、歩行者が保持する棒状の操作桿３と、本体フレーム２に設けられたケースＣと、本体フレーム２の両側に取り付けられた第１および第２の電動モータ（４，５）と、第１および第２の電動モータ（４，５）によりそれぞれ回転駆動する第１および第２の駆動輪（６，７）と、を備える。そして、ケースＣ内には、制御装置１０（１１０，１２０，１３０）と、電動モータ（４，５）に電流を供給するバッテリ３０と、ハンディカート１の傾斜角を検出する傾斜角検出手段としてのジャイロセンサ５０と、が設けられている。また、ハンディカート１は、電動モータ（４，５）の回転速度をそれぞれ検出する第１および第２の速度検出手段（４ａ，５ａ）を備えている。
As shown in FIG. 1, the electric
また、操作桿３の上端部にはハンドグリップ８が取り付けられており、ハンドグリップ８には画像検出手段としてのステレオカメラ４０が設けられているとともに、ハンドグリップ８内には操作力検出装置９が設けられている。ここで、ステレオカメラ４０は、上下方向（操作桿の軸方向）に縦型に配置された２つのＣＣＤカメラ（４１，４２）を備え、ハンディカート１の前方における対象物の画像を検出する。操作力検出装置９は、歩行者が操作桿３に与える操作力を検出する。ここで、操作力は、歩行者がハンディカート１を押し引きする力である。なお、操作桿３の中央部には、買い物かご等を懸架することができるかご用フック６０が取り付けられている。
A
（第１の実施形態の制御装置）
次に、図２に基づきハンディカート１に備わる第１の実施形態の制御装置１０について説明する。図２は電動式ハンディカート１における第１の実施形態の制御装置を示すシステムブロック図である。
(Control device of the first embodiment)
Next, the
制御装置１０は、計測手段１１と、目標速度演算手段１２と、距離演算手段１３と、上限速度演算手段１４と、比較手段１５と、リセット手段１６と、計測手段１７と、姿勢補償手段１８と、減算器１９と、加算器２０と、目標電流演算手段２１と、第１および第２の電流出力手段（２２，２３）と、加算器２４と、平均化手段２５と、を備える。
The
計測手段１１は、操作力検出手段９からの信号をサンプリングし、この信号に対応する力信号を出力する。目標速度演算手段１２は、力信号を積分処理することにより、第１の目標速度信号（Ｖｒ１）を演算する。 The measuring means 11 samples the signal from the operating force detecting means 9 and outputs a force signal corresponding to this signal. The target speed calculation means 12 calculates the first target speed signal (Vr1) by integrating the force signal.
距離演算手段１３は、ステレオカメラ（画像検出手段）４０からの画像信号に基づきステレオカメラ４０から前方の対象物までの距離を演算する。そして、上限速度演算手段１４は、距離演算手段１３からの距離信号に基づき上限速度信号（Ｖｒ２）を演算する。そして、比較手段１５は、目標速度演算手段１２からの第１の目標速度信号（Ｖｒ１）と、上限速度演算手段１４からの上限速度信号（Ｖｒ２）とを比較し、第１の目標速度信号（Ｖｒ１）と上限速度信号（Ｖｒ２）とのうち小さいほうの信号を第２の目標速度信号（Ｖｒ１ ｏｒ Ｖｒ２）として選択する。なお、本実施形態では、上限速度信号（Vｒ２）を演算する手段するため検出手段として、ステレオカメラ（画像検出手段）４０を用いているが、レーザレンジファイダ（ＬＲＦ）を用いて、前方の対象物までの距離を演算し、演算した距離信号に基づき上限速度信号（Ｖｒ２）を演算してもよい。
The distance calculation means 13 calculates the distance from the
ここで、第２の目標速度信号（Ｖｒ１ ｏｒ Ｖｒ２）として上限速度信号（Ｖｒ２）が選択されている場合には、リセット手段１６により目標速度演算手段１２での積分処理はリセットされ続け、上限速度信号（Ｖｒ２）が選択されなくなった場合には、再度、積分処理が再開される。 Here, when the upper limit speed signal (Vr2) is selected as the second target speed signal (Vr1 or Vr2), the integration process in the target speed calculation means 12 is continuously reset by the reset means 16, and the upper limit speed signal is set. When the signal (Vr2) is no longer selected, the integration process is restarted.
また、第１および第２の速度検出手段（４ａ，５ａ）で検出された電動モータ（４，５）の回転速度に対応する第１および第２の検出速度信号（Ｖａ１，Ｖａ２）は、加算器２４で加算されるとともに、平均化手段２５にて平均化され平均速度信号（Ｖａｖｅ）として出力される。そして、減算器１９により第２の目標速度信号（Ｖｒ１ ｏｒ Ｖｒ２）から平均速度信号（Ｖａｖｅ）が減じられ、第２の目標速度信号（Ｖｒ１ ｏｒ Ｖｒ２）と平均速度信号（Ｖａｖｅ）との偏差信号（Ｖε１）が減算器１９より出力される。
The first and second detected speed signals (Va1, Va2) corresponding to the rotational speed of the electric motor (4, 5) detected by the first and second speed detecting means (4a, 5a) are added. The signal is added by the
計測手段１７は、ジャイロセンサ（傾斜角検出手段）５０からの信号をサンプリングし、この信号に対応する角速度信号を出力する。姿勢補償手段１８は、角速度信号を処理することによりハンディカート１の傾斜量を補償する補償角速度信号（Ｖθ）を演算する。そして、減算器１９から出力された偏差信号（Ｖε１）と補償角速度信号（Ｖθ）とが加算器２０にて合算され、合算された合算信号（Ｖε２）が加算器２０より出力される。
The measuring means 17 samples a signal from the gyro sensor (tilt angle detecting means) 50 and outputs an angular velocity signal corresponding to this signal. The posture compensation means 18 calculates a compensation angular velocity signal (Vθ) that compensates for the amount of inclination of the
目標電流演算手段２１は、加算器２０からの合算信号（Ｖε２）に基づき、電動モータ（４，５）に供給する目標電流信号を演算する。そして、第１および第２の電流出力手段（２２，２３）は、目標電流信号に基づきバッテリ３０から供給された電流を制御し、制御された制御電流を、それぞれ第１および第２の電動モータ（４，５）に供給する。
The target current calculation means 21 calculates a target current signal to be supplied to the electric motor (4, 5) based on the sum signal (Vε2) from the
（第２の実施形態における制御装置）
次に、図３に基づきハンディカート１に備わる第２の実施形態の制御装置１１０について説明する。図３は電動式ハンディカート１における第２の実施形態の制御装置を示すシステムブロック図である。なお、図２の制御装置１０と同一の手段については、同一の符号が付されている。
(Control device in the second embodiment)
Next, the
制御装置１１０は、計測手段１１と、目標速度演算手段１２と、距離演算手段１３と、上限速度演算手段１４と、比較手段１５と、リセット手段１６と、減算器１９と、目標電流演算手段２１と、第１および第２の電流出力手段（２２，２３）と、加算器２４と、平均化手段２５と、を備える。
The
計測手段１１は、操作力検出手段９からの信号をサンプリングし、この信号に対応する力信号を出力する。目標速度演算手段１２は、力信号を積分処理することにより、第１の目標速度信号（Ｖｒ１）を演算する。
The measuring means 11 samples the signal from the operating
距離演算手段１３は、ステレオカメラ（画像検出手段）４０からの画像信号に基づきステレオカメラ４０から前方の対象物までの距離を演算する。そして、上限速度演算手段１４は、距離演算手段１３からの距離信号に基づき上限速度信号（Ｖｒ２）を演算する。そして、比較手段１５は、目標速度演算手段１２からの第１の目標速度信号（Ｖｒ１）と、上限速度演算手段１４からの上限速度信号（Ｖｒ２）とを比較し、第１の目標速度信号（Ｖｒ１）と上限速度信号（Ｖｒ２）とのうち小さいほうの信号を第２の目標速度信号（Ｖｒ１ ｏｒ Ｖｒ２）として選択する。なお、本実施形態では、上限速度信号（Vｒ２）を演算する手段するため検出手段として、ステレオカメラ（画像検出手段）４０を用いているが、レーザレンジファイダ（ＬＲＦ）を用いて、前方の対象物までの距離を演算し、演算した距離信号に基づき上限速度信号（Ｖｒ２）を演算してもよい。
The distance calculation means 13 calculates the distance from the
ここで、第２の目標速度信号（Ｖｒ１ ｏｒ Ｖｒ２）として上限速度信号（Ｖｒ２）が選択されている場合には、リセット手段１６により目標速度演算手段１２での積分処理はリセットされ続け、上限速度信号（Ｖｒ２）が選択されなくなった場合には、再度、積分処理が再開される。 Here, when the upper limit speed signal (Vr2) is selected as the second target speed signal (Vr1 or Vr2), the integration process in the target speed calculation means 12 is continuously reset by the reset means 16, and the upper limit speed signal is set. When the signal (Vr2) is no longer selected, the integration process is restarted.
また、第１および第２の速度検出手段（４ａ，５ａ）で検出された電動モータ（４，５）の回転速度に対応する第１および第２の検出速度信号（Ｖａ１，Ｖａ２）は、加算器２４で加算されるとともに、平均化手段２５にて平均化され平均速度信号（Ｖａｖｅ）として出力される。そして、減算器１９により第２の目標速度信号（Ｖｒ１ ｏｒ Ｖｒ２）から平均速度信号（Ｖａｖｅ）が減じられ、第２の目標速度信号（Ｖｒ１ ｏｒ Ｖｒ２）と平均速度信号（Ｖａｖｅ）との偏差信号（Ｖε１）が減算器１９より出力される。
The first and second detected speed signals (Va1, Va2) corresponding to the rotational speed of the electric motor (4, 5) detected by the first and second speed detecting means (4a, 5a) are added. The signal is added by the
目標電流演算手段２１は、減算器１９からの偏差信号（Ｖε１）に基づき、電動モータ（４，５）に供給する目標電流信号を演算する。そして、第１および第２の電流出力手段（２２，２３）は、目標電流信号に基づきバッテリ３０から供給された電流を制御し、制御された制御電流を、それぞれ第１および第２の電動モータ（４，５）に供給する。
The target current calculation means 21 calculates a target current signal to be supplied to the electric motor (4, 5) based on the deviation signal (Vε1) from the
（第３の実施形態における制御装置）
次に、図４に基づきハンディカート１に備わる第３の実施形態の制御装置１２０について説明する。図４は電動式ハンディカート１における第３の実施形態の制御装置を示すシステムブロック図である。なお、図２の制御装置１０と同一の手段については、同一の符号が付されている。
(Control device in the third embodiment)
Next, the
制御装置１０は、計測手段１１と、目標速度演算手段１２と、計測手段１７と、姿勢補償手段１８と、減算器１９と、加算器２０と、目標電流演算手段２１と、第１および第２の電流出力手段（２２，２３）と、加算器２４と、平均化手段２５と、を備える。
The
計測手段１１は、操作力検出手段９からの信号をサンプリングし、この信号に対応する力信号を出力する。目標速度演算手段１２は、力信号を積分処理することにより、第１の目標速度信号（Ｖｒ１）を演算する。
The measuring means 11 samples the signal from the operating
また、第１および第２の速度検出手段（４ａ，５ａ）で検出された電動モータ（４，５）の回転速度に対応する第１および第２の検出速度信号（Ｖａ１，Ｖａ２）は、加算器２４で加算されるとともに、平均化手段２５にて平均化され平均速度信号（Ｖａｖｅ）として出力される。そして、減算器１９により第１の目標速度信号（Ｖｒ１）から平均速度信
号（Ｖａｖｅ）が減じられ、第１の目標速度信号（Ｖｒ１）と平均速度信号（Ｖａｖｅ）との偏差信号（Ｖε１）が減算器１９より出力される。
The first and second detected speed signals (Va1, Va2) corresponding to the rotational speed of the electric motor (4, 5) detected by the first and second speed detecting means (4a, 5a) are added. The signal is added by the
計測手段１７は、ジャイロセンサ（傾斜角検出手段）５０からの信号をサンプリングし、この信号に対応する角速度信号を出力する。姿勢補償手段１８は、角速度信号を処理することによりハンディカート１の傾斜量を補償する補償角速度信号（Ｖθ）を演算する。そして、減算器１９から出力された偏差信号（Ｖε１）と補償角速度信号（Ｖθ）とが加算器２０にて合算され、合算された合算信号（Ｖε２）が加算器２０より出力される。
The measuring means 17 samples a signal from the gyro sensor (tilt angle detecting means) 50 and outputs an angular velocity signal corresponding to this signal. The posture compensation means 18 calculates a compensation angular velocity signal (Vθ) that compensates for the amount of inclination of the
目標電流演算手段２１は、加算器２０からの合算信号（Ｖε２）に基づき、電動モータ（４，５）に供給する目標電流信号を演算する。そして、第１および第２の電流出力手段（２２，２３）は、目標電流信号に基づきバッテリ３０から供給された電流を制御し、制御された制御電流を、それぞれ第１および第２の電動モータ（４，５）に供給する。
The target current calculation means 21 calculates a target current signal to be supplied to the electric motor (4, 5) based on the sum signal (Vε2) from the
（第４の実施形態における制御装置）
次に、図５に基づきハンディカート１に備わる第４の実施形態の制御装置１３０について説明する。図５は電動式ハンディカート１における第４の実施形態の制御装置を示すシステムブロック図である。なお、図２の制御装置１０と同一の手段については、同一の符号が付されている。
(Control device in the fourth embodiment)
Next, a
制御装置１０は、計測手段１１と、目標速度演算手段１２と、減算器１９と、目標電流演算手段２１と、第１および第２の電流出力手段（２２，２３）と、加算器２４と、平均化手段２５と、を備える。
The
計測手段１１は、操作力検出手段９からの信号をサンプリングし、この信号に対応する力信号を出力する。目標速度演算手段１２は、力信号を積分処理することにより、第１の目標速度信号（Ｖｒ１）を演算する。
The measuring means 11 samples the signal from the operating
また、第１および第２の速度検出手段（４ａ，５ａ）で検出された電動モータ（４，５）の回転速度に対応する第１および第２の検出速度信号（Ｖａ１，Ｖａ２）は、加算器２４で加算されるとともに、平均化手段２５にて平均化され平均速度信号（Ｖａｖｅ）として出力される。そして、減算器１９により第１の目標速度信号（Ｖｒ１）から平均速度信号（Ｖａｖｅ）が減じられ、第１の目標速度信号（Ｖｒ１）と平均速度信号（Ｖａｖｅ）との偏差信号（Ｖε１）が減算器１９より出力される。
The first and second detected speed signals (Va1, Va2) corresponding to the rotational speed of the electric motor (4, 5) detected by the first and second speed detecting means (4a, 5a) are added. The signal is added by the
目標電流演算手段２１は、減算器１９からの偏差信号（Ｖε１）に基づき、電動モータ（４，５）に供給する目標電流信号を演算する。そして、第１および第２の電流出力手段（２２，２３）は、目標電流信号に基づきバッテリ３０から供給された電流を制御し、制御された制御電流を、それぞれ第１および第２の電動モータ（４，５）に供給する。
The target current calculation means 21 calculates a target current signal to be supplied to the electric motor (4, 5) based on the deviation signal (Vε1) from the
（電動式ハンディカートの他の実施形態）
次に、本発明の電動式ハンディカートの他の実施形態について、図６に基づいて説明する。図６は本実施形態における電動式ハンディカート１０００の斜視図である。なお、図１に示すハンディカート１と同一の部品については同一の符号が付されている。
(Another embodiment of the electric handy cart)
Next, another embodiment of the electric handy cart of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a perspective view of the electric
図６に示すように、電動式ハンディカート１０００は、パイプ部材より形成された本体フレーム２と、本体フレーム２の端部に取り付けられ、歩行者が保持する棒状の操作桿３と、本体フレーム２に設けられたケースＣと、本体フレーム２の両側に取り付けられた電動モータ４００と、電動モータ４００によりそれぞれ回転駆動する駆動輪６００と、を備える。そして、ケースＣ内には、制御装置３００（３１０，３２０，３３０）と、電動モ
ータ４００に電流を供給するバッテリ３０と、ハンディカート１０００の傾斜角を検出する傾斜角検出手段としてのジャイロセンサ５０と、が設けられている。また、ハンディカート１０００は、電動モータ４００の回転速度をそれぞれ検出する速度検出手段４００ａを備えている。
As shown in FIG. 6, the electric
また、操作桿３の上端部にはハンドグリップ８が取り付けられており、ハンドグリップ８には画像検出手段としてのステレオカメラ４０が設けられているとともに、ハンドグリップ８内には操作力検出装置９が設けられている。ここで、ステレオカメラ４０は、上下方向（操作桿の軸方向）に縦型に配置された２つのＣＣＤカメラ（４１，４２）を備え、ハンディカート１０００の前方における対象物の画像を検出する。操作力検出装置９は、歩行者が操作桿３に与える操作力を検出する。ここで、操作力は、歩行者がハンディカート１０００を押し引きする力である。なお、操作桿３の中央部には、買い物かご等を懸架することができるかご用フック６０が取り付けられている。
A
（第５の実施形態の制御装置）
次に、図７に基づきハンディカート１０００に備わる第５の実施形態の制御装置３００について説明する。図７は電動式ハンディカート１０００における第５の実施形態の制御装置を示すシステムブロック図である。なお、図２に示す制御装置１０と同一の手段については同一の符号が付されている。
(Control Device of Fifth Embodiment)
Next, a
制御装置１０は、計測手段１１と、目標速度演算手段１２と、距離演算手段１３と、上限速度演算手段１４と、比較手段１５と、リセット手段１６と、計測手段１７と、姿勢補償手段１８と、減算器１９と、加算器２０と、目標電流演算手段２１と、電流出力手段２２０と、を備える。
The
計測手段１１は、操作力検出手段９からの信号をサンプリングし、この信号に対応する力信号を出力する。目標速度演算手段１２は、力信号を積分処理することにより、第１の目標速度信号（Ｖｒ１）を演算する。
The measuring means 11 samples the signal from the operating
距離演算手段１３は、ステレオカメラ（画像検出手段）４０からの画像信号に基づきステレオカメラ４０から前方の対象物までの距離を演算する。そして、上限速度演算手段１４は、距離演算手段１３からの距離信号に基づき上限速度信号（Ｖｒ２）を演算する。そして、比較手段１５は、目標速度演算手段１２からの第１の目標速度信号（Ｖｒ１）と、上限速度演算手段１４からの上限速度信号（Ｖｒ２）とを比較し、第１の目標速度信号（Ｖｒ１）と上限速度信号（Ｖｒ２）とのうち小さいほうの信号を第２の目標速度信号（Ｖｒ１ ｏｒ Ｖｒ２）として選択する。なお、本実施形態では、上限速度信号（Vｒ２）を演算する手段するため検出手段として、ステレオカメラ（画像検出手段）４０を用いているが、レーザレンジファイダ（ＬＲＦ）を用いて、前方の対象物までの距離を演算し、演算した距離信号に基づき上限速度信号（Ｖｒ２）を演算してもよい。
The distance calculation means 13 calculates the distance from the
ここで、第２の目標速度信号（Ｖｒ１ ｏｒ Ｖｒ２）として上限速度信号（Ｖｒ２）が選択されている場合には、リセット手段１６により目標速度演算手段１２での積分処理はリセットされ続け、上限速度信号（Ｖｒ２）が選択されなくなった場合には、再度、積分処理が再開される。 Here, when the upper limit speed signal (Vr2) is selected as the second target speed signal (Vr1 or Vr2), the integration process in the target speed calculation means 12 is continuously reset by the reset means 16, and the upper limit speed signal is set. When the signal (Vr2) is no longer selected, the integration process is restarted.
また、速度検出手段４００ａで検出された電動モータ４００の回転速度に対応する検出速度信号（Ｖａ）は速度検出手段４００ａから出力される。そして、減算器１９により第２の目標速度信号（Ｖｒ１ ｏｒ Ｖｒ２）から検出速度信号（Ｖａ）が減じられ、第２の目標速度信号（Ｖｒ１ ｏｒ Ｖｒ２）と検出速度信号（Ｖａ）との偏差信号（Ｖε１）が減算器１９より出力される。
Further, a detection speed signal (Va) corresponding to the rotation speed of the
計測手段１７は、ジャイロセンサ（傾斜角検出手段）５０からの信号をサンプリングし、この信号に対応する角速度信号を出力する。姿勢補償手段１８は、角速度信号を処理することによりハンディカート１０００の傾斜量を補償する補償角速度信号（Ｖθ）を演算する。そして、減算器１９から出力された偏差信号（Ｖε１）と補償角速度信号（Ｖθ）とが加算器２０にて合算され、合算された合算信号（Ｖε２）が加算器２０より出力される。
The measuring means 17 samples a signal from the gyro sensor (tilt angle detecting means) 50 and outputs an angular velocity signal corresponding to this signal. The attitude compensation means 18 calculates a compensation angular velocity signal (Vθ) that compensates for the amount of inclination of the
目標電流演算手段２１は、加算器２０からの合算信号（Ｖε２）に基づき、電動モータ４００に供給する目標電流信号を演算する。そして、電流出力手段２２０は、目標電流信号に基づきバッテリ３０から供給された電流を制御し、制御された制御電流を、電動モータ４００に供給する。
The target current calculation means 21 calculates a target current signal to be supplied to the
（第６の実施形態における制御装置）
次に、図８に基づきハンディカート１０００に備わる第６の実施形態の制御装置３１０について説明する。図８は電動式ハンディカート１０００における第６の実施形態の制御装置を示すシステムブロック図である。なお、図２の制御装置１０と同一の手段については、同一の符号が付されている。
(Control Device in Sixth Embodiment)
Next, a
制御装置３１０は、計測手段１１と、目標速度演算手段１２と、距離演算手段１３と、上限速度演算手段１４と、比較手段１５と、リセット手段１６と、減算器１９と、目標電流演算手段２１と、電流出力手段２２０と、を備える。
The
計測手段１１は、操作力検出手段９からの信号をサンプリングし、この信号に対応する力信号を出力する。目標速度演算手段１２は、力信号を積分処理することにより、第１の目標速度信号（Ｖｒ１）を演算する。
The measuring means 11 samples the signal from the operating
距離演算手段１３は、ステレオカメラ（画像検出手段）４０からの画像信号に基づきステレオカメラ４０から前方の対象物までの距離を演算する。そして、上限速度演算手段１４は、距離演算手段１３からの距離信号に基づき上限速度信号（Ｖｒ２）を演算する。そして、比較手段１５は、目標速度演算手段１２からの第１の目標速度信号（Ｖｒ１）と、上限速度演算手段１４からの上限速度信号（Ｖｒ２）とを比較し、第１の目標速度信号（Ｖｒ１）と上限速度信号（Ｖｒ２）とのうち小さいほうの信号を第２の目標速度信号（Ｖｒ１ ｏｒ Ｖｒ２）として選択する。なお、本実施形態では、上限速度信号（Vｒ２）を演算する手段するため検出手段として、ステレオカメラ（画像検出手段）４０を用いているが、レーザレンジファイダ（ＬＲＦ）を用いて、前方の対象物までの距離を演算し、演算した距離信号に基づき上限速度信号（Ｖｒ２）を演算してもよい。
The distance calculation means 13 calculates the distance from the
ここで、第２の目標速度信号（Ｖｒ１ ｏｒ Ｖｒ２）として上限速度信号（Ｖｒ２）が選択されている場合には、リセット手段１６により目標速度演算手段１２での積分処理はリセットされ続け、上限速度信号（Ｖｒ２）が選択されなくなった場合には、再度、積分処理が再開される。 Here, when the upper limit speed signal (Vr2) is selected as the second target speed signal (Vr1 or Vr2), the integration process in the target speed calculation means 12 is continuously reset by the reset means 16, and the upper limit speed signal is set. When the signal (Vr2) is no longer selected, the integration process is restarted.
また、速度検出手段４００ａで検出された電動モータ４００の回転速度に対応する検出速度信号（Ｖａ）は速度検出手段４００ａから出力される。そして、減算器１９により第２の目標速度信号（Ｖｒ１ ｏｒ Ｖｒ２）から検出速度信号（Ｖａ）が減じられ、第２の目標速度信号（Ｖｒ１ ｏｒ Ｖｒ２）と検出速度信号（Ｖａ）との偏差信号（Ｖε１）が減算器１９より出力される。
Further, a detection speed signal (Va) corresponding to the rotation speed of the
目標電流演算手段２１は、減算器１９からの偏差信号（Ｖε１）に基づき、電動モータ
４００に供給する目標電流信号を演算する。そして、電流出力手段２２０は、目標電流信号に基づきバッテリ３０から供給された電流を制御し、制御された制御電流を、電動モータ４００に供給する。
The target current calculation means 21 calculates a target current signal to be supplied to the
（第７の実施形態における制御装置）
次に、図９に基づきハンディカート１０００に備わる第７の実施形態の制御装置３２０について説明する。図９は電動式ハンディカート１０００における第７の実施形態の制御装置を示すシステムブロック図である。なお、図２の制御装置１０と同一の手段については、同一の符号が付されている。
(Control Device in Seventh Embodiment)
Next, a
制御装置１０は、計測手段１１と、目標速度演算手段１２と、計測手段１７と、姿勢補償手段１８と、減算器１９と、加算器２０と、目標電流演算手段２１と、電流出力手段２２０と、を備える。
The
計測手段１１は、操作力検出手段９からの信号をサンプリングし、この信号に対応する力信号を出力する。目標速度演算手段１２は、力信号を積分処理することにより、第１の目標速度信号（Ｖｒ１）を演算する。
The measuring means 11 samples the signal from the operating
また、速度検出手段４００ａで検出された電動モータ４００の回転速度に対応する検出速度信号（Ｖａ）は、速度検出手段４００から出力される。そして、減算器１９により第１の目標速度信号（Ｖｒ１）から検出速度信号（Ｖａ）が減じられ、第１の目標速度信号（Ｖｒ１）と検出速度信号（Ｖａ）との偏差信号（Ｖε１）が減算器１９より出力される。
A detected speed signal (Va) corresponding to the rotation speed of the
計測手段１７は、ジャイロセンサ（傾斜角検出手段）５０からの信号をサンプリングし、この信号に対応する角速度信号を出力する。姿勢補償手段１８は、角速度信号を処理することによりハンディカート１０００の傾斜量を補償する補償角速度信号（Ｖθ）を演算する。そして、減算器１９から出力された偏差信号（Ｖε１）と補償角速度信号（Ｖθ）とが加算器２０にて合算され、合算された合算信号（Ｖε２）が加算器２０より出力される。
The measuring means 17 samples a signal from the gyro sensor (tilt angle detecting means) 50 and outputs an angular velocity signal corresponding to this signal. The attitude compensation means 18 calculates a compensation angular velocity signal (Vθ) that compensates for the amount of inclination of the
目標電流演算手段２１は、加算器２０からの合算信号（Ｖε２）に基づき、電動モータ４００に供給する目標電流信号を演算する。そして、電流出力手段２２０は、目標電流信号に基づきバッテリ３０から供給された電流を制御し、制御された制御電流を、電動モータ４００に供給する。
The target current calculation means 21 calculates a target current signal to be supplied to the
（第８の実施形態における制御装置）
次に、図１０に基づきハンディカート１０００に備わる第８の実施形態の制御装置３３０について説明する。図１０は電動式ハンディカート１０００における第８の実施形態の制御装置を示すシステムブロック図である。なお、図２の制御装置１０と同一の手段については、同一の符号が付されている。
(Control Device in Eighth Embodiment)
Next, a
制御装置３３０は、計測手段１１と、目標速度演算手段１２と、減算器１９と、目標電流演算手段２１と、電流出力手段２２０と、を備える。
The
計測手段１１は、操作力検出手段９からの信号をサンプリングし、この信号に対応する力信号を出力する。目標速度演算手段１２は、力信号を積分処理することにより、第１の目標速度信号（Ｖｒ１）を演算する。
The measuring means 11 samples the signal from the operating
また、速度検出手段４００ａで検出された電動モータ４００の回転速度に対応する検出
速度信号（Ｖａ）は速度検出手段４００ａから出力される。そして、減算器１９により第１の目標速度信号（Ｖｒ１）から検出速度信号（Ｖａ）が減じられ、第１の目標速度信号（Ｖｒ１）と検出速度信号（Ｖａ）との偏差信号（Ｖε１）が減算器１９より出力される。
Further, a detection speed signal (Va) corresponding to the rotation speed of the
目標電流演算手段２１は、減算器１９からの偏差信号（Ｖε１）に基づき、電動モータ４００に供給する目標電流信号を演算する。そして、電流出力手段２２０は、目標電流信号に基づきバッテリ３０から供給された電流を制御し、制御された制御電流を、電動モータ４００に供給する。
The target current calculation means 21 calculates a target current signal to be supplied to the
１、１０００ 電動推進式ハンディカート
２ 本体フレーム
３ 操作桿
４、４００ 電動モータ（第１の電動モータ）
４ａ、４００ａ 速度検出手段
５ 電動モータ（第２の電動モータ）
５ａ 速度検出手段
６、６００ 駆動輪
７ 駆動輪
８ ハンドグリップ
９ 操作力検出装置
１０、１１０、１２０、１３０、３００、３１０、３２０、３３０ 制御装置
１１ 計測手段
１２ 目標速度演算手段
１３ 距離演算手段
１４ 上限速度演算手段
１５ 比較手段
１６ リセット手段
１７ 計測手段
１８ 姿勢補償手段
１９ 減算器
２０ 加算器
２１ 目標電流演算手段
２２、２２０ 第１の電流出力手段
２３ 第２の電流出力手段
２４ 加算器
２５ 平均化手段
３０ バッテリ
４０ 画像検出手段（ステレオカメラ）
４１ ＣＣＤカメラ
４２ ＣＣＤカメラ
５０ 傾斜角検出手段（ジャイロセンサ）
６０ かご用フック
Ｃ ケース
1,1000 Electric propulsion-type
4a, 400a Speed detection means 5 Electric motor (second electric motor)
5a
41
60 Basket hook C case
Claims (8)
前記制御装置は、
前記操作力検出装置からの力信号を積分処理することにより、第１の目標速度信号を演算する目標速度演算手段と、
前記第１および第２の速度検出手段からの前記第１および第２の検出速度信号を平均化して平均速度信号を出力する平均化手段と、
前記平均化手段からの平均速度信号と、前記目標速度演算手段からの第１の目標速度信号との偏差信号に基づき、前記電動モータに供給する目標電流信号を演算する目標電流演算手段と、
前記目標電流演算手段からの目標電流信号に対応し、前記第１および第２の電動モータに制御電流をそれぞれ供給する第１および第２の電流出力手段と、を備えることを特徴とする電動式ハンディカート。 An operating rod held by a pedestrian, an operating force detection device that is provided on the operating rod and detects an operating force applied to the operating rod by the pedestrian, first and second electric motors, and the first and first First and second speed detecting means for detecting rotational speeds of the two electric motors, first and second driving wheels respectively driven to rotate by the first and second electric motors, and the operating force detection An electric handy cart comprising: a control device that supplies a control current to the first and second electric motors based on a signal from the device;
The controller is
Target speed calculation means for calculating a first target speed signal by integrating a force signal from the operating force detection device;
Averaging means for averaging the first and second detected speed signals from the first and second speed detecting means and outputting an average speed signal;
Target current calculation means for calculating a target current signal to be supplied to the electric motor based on a deviation signal between an average speed signal from the averaging means and a first target speed signal from the target speed calculation means;
An electric motor comprising first and second current output means corresponding to a target current signal from the target current calculating means and supplying a control current to the first and second electric motors, respectively. Handy cart.
前記制御装置は、
前記画像検出手段からの画像信号に基づき前記画像検出手段から前記前方の対象物までの距離を演算する距離演算手段と、
前記距離演算手段からの距離信号に基づき上限速度を演算する上限速度演算手段と、
前記上限速度演算手段からの上限速度信号と、前記目標速度演算手段からの第１の目標速度信号を比較し、小さいほうの信号を第２の目標速度信号とする比較手段と、を備え、
前記目標電流演算手段は、前記平均化手段からの平均速度信号と、前記比較手段からの前記第２の目標速度信号との偏差信号に基づき、前記電動モータに供給する目標電流信号を演算することを特徴とする電動式ハンディカート。 The electric handy cart according to claim 1, further comprising image detecting means for detecting an image of an object in front of the handy cart,
The controller is
Distance calculating means for calculating a distance from the image detecting means to the front object based on an image signal from the image detecting means;
Upper limit speed calculating means for calculating an upper limit speed based on a distance signal from the distance calculating means;
Comparing means for comparing the upper limit speed signal from the upper limit speed calculating means with the first target speed signal from the target speed calculating means, and using the smaller signal as the second target speed signal;
The target current calculation means calculates a target current signal to be supplied to the electric motor based on a deviation signal between the average speed signal from the averaging means and the second target speed signal from the comparison means. Electric handy cart featuring
前記制御装置は、
前記傾斜角検出手段からの角度信号に基づき前記ハンディカートの姿勢を補償するための補償角速度信号を演算する姿勢補償手段を備え、
前記目標電流演算手段は、前記平均化手段からの平均速度信号と前記目標速度演算手段からの第１の目標速度信号との偏差信号に、前記補償角速度信号を合算した合算信号に基づき、前記電動モータに供給する目標電流信号を演算することを特徴とする電動式ハンディカート。 The electric handy cart according to claim 1, further comprising an inclination angle detecting means for detecting an inclination angle of the handy cart,
The controller is
Attitude compensation means for calculating a compensation angular velocity signal for compensating the attitude of the handy cart based on an angle signal from the tilt angle detection means;
The target current calculation means is based on a sum signal obtained by adding the compensation angular speed signal to a deviation signal between an average speed signal from the averaging means and a first target speed signal from the target speed calculation means. An electric handy cart that calculates a target current signal to be supplied to a motor.
前記制御装置は、
前記画像検出手段からの画像信号に基づき前記画像検出手段から前記前方の対象物までの距離を演算する距離演算手段と、
前記距離演算手段からの距離信号に基づき上限速度を演算する上限速度演算手段と、
前記上限速度演算手段からの上限速度信号と、前記目標速度演算手段からの第１の目標
速度信号を比較し、小さいほうの信号を第２の目標速度信号とする比較手段と、
前記傾斜角検出手段からの角度信号に基づき前記ハンディカートの姿勢を補償するための補償角速度信号を演算する姿勢補償手段を備え、
前記目標電流演算手段は、前記平均化手段からの平均速度信号と前記比較手段からの第２の目標速度信号との偏差信号に、前記補償角速度信号を合算した合算信号に基づき、前記電動モータに供給する目標電流信号を演算することを特徴とする電動式ハンディカート。 The electric handy cart according to claim 1, further comprising image detecting means for detecting an image of an object in front of the handy cart, and an inclination angle detecting means for detecting an inclination angle of the handy cart,
The controller is
Distance calculating means for calculating a distance from the image detecting means to the front object based on an image signal from the image detecting means;
Upper limit speed calculating means for calculating an upper limit speed based on a distance signal from the distance calculating means;
A comparison means for comparing the upper limit speed signal from the upper limit speed calculation means with the first target speed signal from the target speed calculation means, and using the smaller signal as the second target speed signal;
Attitude compensation means for calculating a compensation angular velocity signal for compensating the attitude of the handy cart based on an angle signal from the tilt angle detection means;
The target current calculating means adds the compensation angular velocity signal to the deviation signal between the average speed signal from the averaging means and the second target speed signal from the comparing means, and adds the compensation angular velocity signal to the electric motor. An electric handy cart that calculates a target current signal to be supplied.
前記制御装置は、
前記操作力検出装置からの力信号を積分処理することにより、第１の目標速度信号を演算する目標速度演算手段と、
前記速度検出手段からの前記検出速度信号と、前記目標速度演算手段からの第１の目標速度信号との偏差信号に基づき、前記電動モータに供給する目標電流信号を演算する目標電流演算手段と、
前記目標電流演算手段からの目標電流信号に対応し、前記電動モータに制御電流をそれぞれ供給する電流出力手段と、を備えることを特徴とする電動式ハンディカート。 An operating rod held by a pedestrian, an operating force detection device that is provided on the operating rod and detects an operating force applied to the operating rod by the pedestrian, an electric motor, and a speed at which the rotational speed of the electric motor is detected In an electric handy cart comprising: a detection means; a drive wheel that is rotationally driven by the electric motor; and a control device that supplies a control current to the electric motor based on a signal from the operation force detection device.
The controller is
Target speed calculation means for calculating a first target speed signal by integrating a force signal from the operating force detection device;
Target current calculation means for calculating a target current signal supplied to the electric motor based on a deviation signal between the detected speed signal from the speed detection means and a first target speed signal from the target speed calculation means;
An electric handy cart comprising: current output means for supplying a control current to the electric motor in response to a target current signal from the target current calculation means.
前記制御装置は、
前記画像検出手段からの画像信号に基づき前記画像検出手段から前記前方の対象物までの距離を演算する距離演算手段と、
前記距離演算手段からの距離信号に基づき上限速度を演算する上限速度演算手段と、
前記上限速度演算手段からの上限速度信号と、前記目標速度演算手段からの第１の目標速度信号を比較し、小さいほうの信号を第２の目標速度信号とする比較手段と、を備え、
前記目標電流演算手段は、前記速度検出手段からの前記検出速度信号と、前記比較手段からの前記第２の目標速度信号との偏差信号に基づき、前記電動モータに供給する目標電流信号を演算することを特徴とする電動式ハンディカート。 The electric handy cart according to claim 5, further comprising image detecting means for detecting an image of an object in front of the handy cart,
The controller is
Distance calculating means for calculating a distance from the image detecting means to the front object based on an image signal from the image detecting means;
Upper limit speed calculating means for calculating an upper limit speed based on a distance signal from the distance calculating means;
Comparing means for comparing the upper limit speed signal from the upper limit speed calculating means with the first target speed signal from the target speed calculating means, and using the smaller signal as the second target speed signal;
The target current calculating means calculates a target current signal to be supplied to the electric motor based on a deviation signal between the detected speed signal from the speed detecting means and the second target speed signal from the comparing means. Electric handy cart characterized by that.
前記制御装置は、
前記傾斜角検出手段からの角度信号に基づき前記ハンディカートの姿勢を補償するための補償角速度信号を演算する姿勢補償手段を備え、
前記目標電流演算手段は、前記速度検出手段からの前記検出速度信号と前記目標速度演算手段からの第１の目標速度信号との偏差信号に、前記補償角速度信号を合算した合算信号に基づき、前記電動モータに供給する目標電流信号を演算することを特徴とする電動式ハンディカート。 The electric handy cart according to claim 5, further comprising an inclination angle detecting means for detecting an inclination angle of the handy cart,
The controller is
Attitude compensation means for calculating a compensation angular velocity signal for compensating the attitude of the handy cart based on an angle signal from the tilt angle detection means;
The target current calculation means is based on a sum signal obtained by adding the compensation angular speed signal to a deviation signal between the detection speed signal from the speed detection means and the first target speed signal from the target speed calculation means. An electric handy cart that calculates a target current signal to be supplied to an electric motor.
前記制御装置は、
前記画像検出手段からの画像信号に基づき前記画像検出手段から前記前方の対象物までの距離を演算する距離演算手段と、
前記距離演算手段からの距離信号に基づき上限速度を演算する上限速度演算手段と、
前記上限速度演算手段からの上限速度信号と、前記目標速度演算手段からの第１の目標速度信号を比較し、小さいほうの信号を第２の目標速度信号とする比較手段と、
前記傾斜角検出手段からの角度信号に基づき前記ハンディカートの姿勢を補償するための補償角速度信号を演算する姿勢補償手段を備え、
前記目標電流演算手段は、前記速度検出手段からの前記検出速度信号と前記比較手段からの第２の目標速度信号との偏差信号に、前記補償角速度信号を合算した合算信号に基づき、前記電動モータに供給する目標電流信号を演算することを特徴とする電動式ハンディカート。 The electric handy cart according to claim 5, further comprising: an image detecting unit that detects an image of an object in front of the handy cart; and an inclination angle detecting unit that detects an inclination angle of the handy cart,
The controller is
Distance calculating means for calculating a distance from the image detecting means to the front object based on an image signal from the image detecting means;
Upper limit speed calculating means for calculating an upper limit speed based on a distance signal from the distance calculating means;
A comparison means for comparing the upper limit speed signal from the upper limit speed calculation means with the first target speed signal from the target speed calculation means, and using the smaller signal as the second target speed signal;
Attitude compensation means for calculating a compensation angular velocity signal for compensating the attitude of the handy cart based on an angle signal from the tilt angle detection means;
The target current calculating means is based on a sum signal obtained by adding the compensation angular speed signal to a deviation signal between the detected speed signal from the speed detecting means and the second target speed signal from the comparing means. An electric handy cart that calculates a target current signal to be supplied to the vehicle.
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