JPWO2019111581A1

JPWO2019111581A1 - 移動体および移動装置

Info

Publication number: JPWO2019111581A1
Application number: JP2019558066A
Authority: JP
Inventors: 惇史山本
Original assignee: Nidec America Corp
Current assignee: Nidec America Corp
Priority date: 2017-12-05
Filing date: 2018-10-26
Publication date: 2020-12-10
Also published as: CN111433071A; US20200406733A1; WO2019111581A1

Abstract

【課題】安価な車輪を使用することができ、進行方向を容易に正確に制御することができる移動体を提供する。【解決手段】移動体は、車体と、車体に支持されて回転する複数の車輪と、車輪をそれぞれ駆動する複数のモータと、車体に支持されて、ほぼ鉛直な軸線を中心に回転する回転台とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、移動体および移動装置に関する。

それぞれ多方向に進行することができる複数のオムニホイールを備える走行体が知られている（特許文献１）。

特開２０１５−１８２５８８号公報

しかし、オムニホイールは高価である。また、オムニホイールは荷物の搭載によって生じる重心のズレに応じて制御を変化させなければならないので制御アルゴリズムが複雑化する。

そこで、本発明の一つの態様は、安価な車輪を使用することができ、進行方向を容易に正確に制御することができる移動体および移動装置を提供することを目的とする。

本発明の一つの態様に係る移動体は、車体と、前記車体に支持されて回転する複数の車輪と、前記車輪をそれぞれ駆動する複数のモータと、前記車体に支持されて、ほぼ鉛直な軸線を中心に回転する回転台とを備える。

本発明の一つの態様に係る移動装置は、複数の前記移動体と、前記複数の移動体の前記回転台に連結される連結荷台とを備える。

本発明の態様においては、荷物の向きに応じて回転台の回転角度を調節することができる。したがって、荷物の向きを調節するために、高価で横滑りを引き起こすオムニホイールを使用する必要がない。このため、安価な車輪を使用することができ、進行方向を容易に正確に制御することができる。

図１は、本発明の第１実施形態に係る移動体を示す斜視図である。図２は、第１実施形態に係る移動体の回転台ユニットの正面図である。図３は、本発明の第１実施形態に係る移動装置を示す側面図である。図４は、第１実施形態に係る移動装置を示す斜視図である。図５は、第１実施形態に係る移動体を含む制御システムのブロック図である。図６は、第１実施形態に係る制御システムにおける複数のモータの制御の動作の一例を示すシーケンス図である。図７は、第１実施形態に係る制御システムの外部コンピュータから送信される制御コマンドの例を示す図である。図８は、第１実施形態に係る制御システムにおける状態の測定および報告の動作の一例を示すシーケンス図である。図９は、本発明の第２実施形態に係る移動体を示す斜視図である。図１０は、第２実施形態に係る移動体の回転台ユニットと昇降装置の正面図である。

以下、添付の図面を参照しながら本発明に係る複数の実施の形態を説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る移動体１を示す斜視図である。移動体１は、車体（シャーシ）２と、車体２に支持されて回転する２つの車輪４Ａ，４Ｂとを備える。車体２は、移動体１の下部に設けられたほぼ水平なフレームである。車輪４Ａ，４Ｂは、同形同大であり、同心に配置されている。

車体２には、車輪４Ａ，４Ｂをそれぞれ駆動する２つの車輪用モータ６Ａ，６Ｂが積載されている。また、車体２には、車輪用モータ６Ａ，６Ｂを駆動するための電源であるバッテリが収容されたバッテリケース８が積載されている。さらに、車体２には、車輪用モータ６Ａ，６Ｂを駆動するための回路が配置されるプリント基板１０Ａ，１０Ｂ，１２Ａ，１２Ｂが実装されている。

さらに、車体２には、複数の支柱１４が取り付けられており、支柱１４には回転台ユニット１６が支持されている。回転台ユニット１６は、互いに同じ直径を有する支持台１８と回転台２０を備える。支持台１８は、支柱１４の上端に固定されている。回転台２０は、支持台１８の上方に、支持台１８に同心に配置されている。

図２に示すように、支持台１８には、軸受２２が取り付けられ、軸受２２には、回転台２０の回転台用金具２４が挿入されている。回転台２０に軸受２２が取り付けられ、軸受２２に支持台１８の回転台用金具２４が挿入されていてもよい。いずれにせよ、回転台２０は、ほぼ鉛直な軸線を中心にして、支持台１８に対して回転することが可能である。

移動体１には、回転台ユニット１６の回転台２０の回転角度を測定する測定装置が設けられている。測定装置については限定されないが、例えばフォトセンサ２６であってよい。具体的には、図１に示すように、支持台１８にはブラケット２８が取り付けられ、ブラケット２８にはフォトセンサ２６が支持されている。フォトセンサ２６は、例えば２つのフォトリフレクタ２９ａ，２９ｂを有する。

回転台２０の外周面には、複数の白い部分と複数の黒い部分が交互に設けられている。複数の白い部分は、互いに均等な角間隔をおいて配置され、複数の黒い部分も、互いに均等な角間隔をおいて配置されている。白い部分および黒い部分は、着色により設けてもよいし、白いテープと黒いテープを回転台２０に貼付することにより設けてもよい。

フォトリフレクタ２９ａ，２９ｂの各々は、発光素子（例えば発光ダイオード）と受光素子(例えばフォトトランジスタ）とを有しており、発光素子から発せられた光のうち、回転台２０の外周面で反射した光を受光素子が受ける。受光素子は受けた光の強度に応じた電気信号を出力する。受光素子が出力する電気信号のレベルは、受光素子が白い部分に対面するか黒い部分に対面するかによって、異なる。したがって、回転台２０が基準の角度位置にあった時からの電気信号のレベルの変化の回数を把握することによって、回転台２０の回転角度を測定することができる。

本実施形態では、回転台２０に対する角度位置が異なる２つのフォトリフレクタ２９ａ，２９ｂが設けられている。角度位置の相違により、２つのフォトリフレクタ２９ａ，２９ｂの出力位相が異なるため、回転台２０の回転方向を判別することができる。

＜移動装置＞
図３および図４は、第１実施形態に係る移動装置３０を示す。この移動装置３０においては、２つの移動体１の回転台ユニット１６の回転台２０が連結荷台３２によって連結されている。

具体的には、各回転台２０の中央には、溝または凹部３４が形成され、連結荷台３２の下面には２つの突起３６が形成または取付けされている。突起３６は、凹部３４にそれぞれ嵌め込まれている。各移動体１の回転台２０に対して、連結荷台３２は回転しない。

連結荷台３２の上面は平坦であり、上面には荷物３８を積載することができる。

移動体１は、単独でも荷物３８を運搬することができる。この場合には、連結荷台３２を使用せず、回転台ユニット１６の回転台２０の上に荷物３８が積載される。

しかし、複数の移動体１を連結荷台３２で連結した移動装置３０によって、重量が大きい荷物３８を運搬することができる。この場合、複数の移動体１のそれぞれの走行方向に応じて、連結荷台３２で連結された複数の移動体１の回転台ユニット１６の回転台２０が回転するので、複数の移動体１の走行を阻害しない。

図示の移動装置３０では、２つの移動体１が連結されているが、３つ以上の移動体１の回転台ユニット１６の回転台２０を連結してもよい。

＜制御システム＞
図５は、本発明の第１実施形態に係る移動体１を含む制御システムのブロック図である。移動体１は、移動体１を遠隔操作する外部コンピュータ４０と無線で通信することができる。無線通信の手法としては、限定されないが、例えばＷｉ−Ｆｉ（登録商標）であってよい。

移動体１は、２つのモータユニット、すなわち第１のモータユニット４２Ａと第２のモータユニット４２Ｂを有する。モータユニット４２Ａ，４２Ｂは、それぞれ車輪用モータ６Ａ，６Ｂに対応する。

モータユニット４２Ａ，４２Ｂは、電源４３により給電される。電源４３は、バッテリケース８（図１参照）に収容されたバッテリである。フォトセンサ２６も電源４３により給電される。

第１のモータユニット４２Ａは、車輪用モータ６Ａ、無線通信回路４４Ａ、メイン制御部４６Ａ、メモリ４８Ａ、モータ駆動制御部５０Ａ、駆動回路５２Ａおよび速度センサ５４Ａを有する。第２のモータユニット４２Ｂは、車輪用モータ６Ｂ、無線通信回路４４Ｂ、メイン制御部４６Ｂ、メモリ４８Ｂ、モータ駆動制御部５０Ｂ、駆動回路５２Ｂおよび速度センサ５４Ｂを有する。以下、車輪用モータ６Ａを第１の車輪用モータ６Ａと呼ぶことがあり、車輪用モータ６Ｂを第２の車輪用モータ６Ｂと呼ぶことがある。

無線通信回路４４Ａ、メイン制御部４６Ａ、メモリ４８Ａ、およびモータ駆動制御部５０Ａは、メイン制御回路として、プリント基板１２Ａ（図１参照）に実装される。駆動回路５２Ａは、インバータやモータドライバを含み、プリント基板１０Ａ（図１参照）に実装される。無線通信回路４４Ｂ、メイン制御部４６Ｂ、メモリ４８Ｂ、およびモータ駆動制御部５０Ｂは、メイン制御回路として、プリント基板１２Ｂ（図１参照）に実装される。駆動回路５２Ｂは、インバータやモータドライバを含み、プリント基板１０Ｂ（図１参照）に実装される。

無線通信回路４４Ａ，４４Ｂは、外部コンピュータ４０と無線通信する機能を有する。但し、本実施形態では、第１のモータユニット４２Ａの無線通信回路４４Ａのみを通常、使用する。第２のモータユニット４２Ｂの無線通信回路４４Ｂは、無線通信回路４４Ａが故障した場合の予備として使用することができる。

メイン制御部４６Ａ，４６Ｂの各々は、プロセッサであり、記録媒体（図示せず）に記憶されたプログラムを読み出して実行することによって、動作する。したがって、記録媒体から読み出されたプログラム（プログラムコード）自体が実施形態の機能を実現することになる。また、当該プログラムを記録した記録媒体は本発明を構成することができる。

メイン制御部４６Ａは、無線通信回路４４Ａを用いて、外部コンピュータ４０と無線通信する。また、メイン制御部４６Ａは、モータ駆動制御部５０Ａを制御することにより、車輪用モータ６Ａの駆動を制御する。さらに、メイン制御部４６Ａは、第２のモータユニット４２Ｂのメイン制御部４６Ｂに通信可能に有線接続されている。

メイン制御部４６Ｂは、モータ駆動制御部５０Ｂを制御することにより、車輪用モータ６Ｂの駆動を制御する。また、メイン制御部４６Ｂは、必要に応じて、無線通信回路４４Ｂを用いて、外部コンピュータ４０と無線通信することができる。

メモリ４８Ａ，４８Ｂの各々は、メイン制御部４６Ａまたは４６Ｂが処理を行うために必要なデータを記憶する。メイン制御部４６Ａ，４６Ｂの各々は、メモリ４８Ａまたは４８Ｂから必要なデータを読み出す。メモリ４８Ａ，４８Ｂは、揮発性メモリであるが、不揮発性メモリであってもよい。また、メモリ４８Ａ，４８Ｂの各々が、揮発性メモリと不揮発性メモリの両方を備えていてもよい。

モータ駆動制御部５０Ａは、メイン制御部４６Ａからの指令に従って、車輪用モータ６Ａの駆動（例えば回転速度）を制御する。モータ駆動制御部５０Ｂは、メイン制御部４６Ｂからの指令に従って、車輪用モータ６Ｂの駆動（例えば回転速度）を制御する。モータ駆動制御部５０Ａ，５０Ｂの各々は、例えば、ＰＩＤ（Proportional-Integral-Differential）制御またはベクトル制御を行うことができ、例えば、マイクロプロセッサ、ASIC（Application Specific Integrated Circuit）、またはDSP（Digital Signal Processor）である。

駆動回路５２Ａは、モータ駆動制御部５０Ａの制御の下で、車輪用モータ６Ａを駆動する。駆動回路５２Ｂは、モータ駆動制御部５０Ｂの制御の下で、車輪用モータ６Ｂを駆動する。

速度センサ５４Ａ，５４Ｂは、それぞれ車輪用モータ６Ａ，６Ｂの回転速度を示す電気信号を出力する。速度センサ５４Ａ，５４Ｂの各々は、例えば、車輪用モータ６Ａまたは６Ｂの内部に取り付けられたホールセンサーであって、磁界を電気信号に変換する。モータ駆動制御部５０Ａは、速度センサ５４Ａの出力信号に基づいて車輪用モータ６Ａの回転速度を判定する。すなわち、モータ駆動制御部５０Ａは車輪用モータ６Ａの回転速度を測定する。モータ駆動制御部５０Ｂは、速度センサ５４Ｂの出力信号に基づいて車輪用モータ６Ｂの回転速度を判定する。すなわち、モータ駆動制御部５０Ｂは車輪用モータ６Ｂの回転速度を測定する。測定された車輪用モータ６Ａの回転速度の値は、メイン制御部４６Ａに通知され、メイン制御部４６Ａは、車輪用モータ６Ａの回転速度の値を使用して、モータ駆動制御部５０Ａに車輪用モータ６Ａの駆動の制御のための指令を与える。測定された車輪用モータ６Ｂの回転速度の値は、メイン制御部４６Ｂに通知され、メイン制御部４６Ｂは、車輪用モータ６Ｂの回転速度の値を使用して、モータ駆動制御部５０Ｂに車輪用モータ６Ｂの駆動の制御のための指令を与える。

また、モータ駆動制御部５０Ａは、駆動回路５２Ａの電流値に基づいて、公知の計算方式で、車輪用モータ６Ａのトルクを計算する。すなわち、モータ駆動制御部５０Ａは車輪用モータ６Ａのトルクを測定する。モータ駆動制御部５０Ｂは、駆動回路５２Ｂの電流値に基づいて、公知の計算方式で、車輪用モータ６Ｂのトルクを計算する。すなわち、モータ駆動制御部５０Ｂは車輪用モータ６Ｂのトルクを測定する。測定された車輪用モータ６Ａのトルクの値は、メイン制御部４６Ａに通知され、メイン制御部４６Ａは、車輪用モータ６Ａのトルクの値を使用して、モータ駆動制御部５０Ａに車輪用モータ６Ａの駆動の制御のための指令を与える。測定された車輪用モータ６Ｂのトルクの値は、メイン制御部４６Ｂに通知され、メイン制御部４６Ｂは、車輪用モータ６Ｂのトルクの値を使用して、モータ駆動制御部５０Ｂに車輪用モータ６Ｂの駆動の制御のための指令を与える。

また、第１のモータユニット４２Ａのメイン制御部４６Ａには、フォトセンサ２６の２つのフォトリフレクタ２９ａ，２９ｂの出力信号が供給される。上記の方式によって、フォトリフレクタ２９ａ，２９ｂの出力信号に基づいて、メイン制御部４６Ａは、回転台２０の回転方向を判別するとともに、回転台２０の回転角度を判定する。すなわち、メイン制御部４６Ａは、回転台２０の回転角度を測定する。

＜モータの制御の動作例＞
図６および図７を参照し、外部コンピュータ４０からの制御コマンドに基づく、モータユニット４２Ａ，４２Ｂの車輪用モータ６Ａ，６Ｂの制御の動作の例を説明する。当該動作は、複数の移動体１を備える移動装置３０（図３および図４参照）では、各移動体１について個別に実行される。

図６に示すように、外部コンピュータ４０は、すべてのモータユニット４２Ａ，４２Ｂ用の制御コマンドを第１のモータユニット４２Ａに無線通信で送信する。すべてのモータユニット４２Ａ，４２Ｂ用の制御コマンドは、車輪用モータ６Ａ，６Ｂの両方の駆動の制御に関する制御コマンドである。第１のモータユニット４２Ａにおいては、無線通信回路４４Ａが制御コマンドを受信すると、メイン制御部４６Ａは、受信した制御コマンドをメモリ４８Ａに格納する。

図７に示すように、制御コマンドのフォーマットの例は、コマンドタイプを示すフィールドと、目標達成時間を示すフィールドと、第１の装置ＩＤ（第１のモータユニット４２Ａの装置ＩＤ）を示すフィールドと、第１の車輪用モータ６Ａの目標速度を示すフィールドと、第２の装置ＩＤ（第２のモータユニット４２Ｂの装置ＩＤ）を示すフィールドと、第２の車輪用モータ６Ｂの目標速度を示すフィールドとを有する。コマンドタイプを示すフィールドは、送信されるコマンドが目標速度を設定する制御コマンドであることを示すビット列を含む。目標達成時間を示すフィールドは、当該制御コマンドの受信後に車輪用モータ６Ａ，６Ｂが目標速度に到達するまでの時間を示すビット列を含む。装置ＩＤを示すフィールドは、当該制御コマンドによって制御されるべき車輪用モータを有するモータユニットのＩＤを示すビット列を含む。すなわち、装置ＩＤを示す２つのフィールドの各々は、第１のモータユニット４２Ａの装置ＩＤを示すビット列、または第２のモータユニット４２Ｂの装置ＩＤを示すビット列を含む。第１のモータユニット４２Ａの装置ＩＤを示すフィールドの直後の目標速度を示すフィールドは、第１の車輪用モータ６Ａの目標速度を示すビット列を含む。第２のモータユニット４２Ｂの装置ＩＤを示すフィールドの直後の目標速度を示すフィールドは、第２の車輪用モータ６Ｂの目標速度を示すビット列を含む。

この制御コマンドにおいて、例えば、目標達成時間が１００ｍｓを指定し、第１の車輪用モータ６Ａの目標速度が１００ｒｐｍを指定し、第２の車輪用モータ６Ｂの目標速度が２００ｒｐｍを指定することを想定する。この場合には、制御コマンドの受信後１００ｍｓの時間で、第１のモータユニット４２Ａは車輪用モータ６Ａの回転速度を１００ｒｐｍに制御し、第２のモータユニット４２Ｂは車輪用モータ６Ｂの回転速度を２００ｒｐｍに制御すべきであることを、制御コマンドは意味する。

図６に戻り、第１のモータユニット４２Ａでは、メイン制御部４６Ａは、第１の車輪用モータ６Ａと第２の車輪用モータ６Ｂの制御計画を作成する。具体的には、メイン制御部４６Ａは、目標達成時間までの各瞬間での第１の車輪用モータ６Ａと第２の車輪用モータ６Ｂの瞬時目標速度を決定する。各瞬間は、一定の制御周期、離れている。

当該決定は、各モータの現在の回転速度と、制御コマンドに指定されたそのモータの目標速度と、制御コマンドに指定された目標達成時間に基づいて、補間によって行ってよい。例えば、上記の想定例の制御コマンドを受信した時点で、車輪用モータ６Ａ，６Ｂが停止していた場合（回転速度が０ｒｐｍの場合）、メイン制御部４６Ａは、１ｍｓごとに１ｒｐｍずつ第１の車輪用モータ６Ａの回転速度を上昇させるように、１ｍｓおきの各瞬間の瞬時目標速度を決定する。また、メイン制御部４６Ａは、１ｍｓごとに２ｒｐｍずつ第２の車輪用モータ６Ｂの回転速度を上昇させるように、１ｍｓおきの各瞬間の瞬時目標速度を決定する。これにより、１００ｍｓの経過後に、車輪用モータ６Ａの回転速度は１００ｒｐｍに到達し、車輪用モータ６Ｂの回転速度は２００ｒｐｍに到達する。この例では、メイン制御部４６Ａは直線補間を利用して、車輪用モータ６Ａ，６Ｂの瞬時目標速度を決定するが、他の補間アルゴリズムを利用してもよい。

車輪用モータ６Ａ，６Ｂの瞬時目標速度を決定すると、メイン制御部４６Ａは、メモリ４８Ａに車輪用モータ６Ａ，６Ｂの瞬時目標速度を格納する。

この後、メイン制御部４６Ａは、制御計画に従って、モータ駆動制御部５０Ａを制御して第１の車輪用モータ６Ａの回転速度を制御する。すなわち、メイン制御部４６Ａは、各瞬間に第１の車輪用モータ６Ａの瞬時目標速度をメモリ４８Ａから読み出して、第１の車輪用モータ６Ａの回転速度が瞬時目標速度になるようにモータ駆動制御部５０Ａを制御することを、一定の制御周期で（例えば１ｍｓごとに）繰り返す。また、メイン制御部４６Ａは、制御計画に従って、第２の車輪用モータ６Ｂの駆動の制御に関する制御指示情報を第２のモータユニット４２Ｂに有線通信で送信する。すなわち、メイン制御部４６Ａは、各瞬間に第２の車輪用モータ６Ｂの瞬時目標速度をメモリ４８Ａから読み出して、第２の車輪用モータ６Ｂの瞬時目標速度を示す制御指示情報を第２のモータユニット４２Ｂに有線通信で送信することを、一定の制御周期で（例えば１ｍｓごとに）繰り返す。

第２のモータユニット４２Ｂでは、メイン制御部４６Ｂは、第２の車輪用モータ６Ｂの瞬時目標速度を示す制御指示情報を第１のモータユニット４２Ａから、一定の制御周期で（例えば１ｍｓごとに）繰り返し受信する。メイン制御部４６Ｂは、制御指示情報を受信するたびに、制御指示情報に従って、第２の車輪用モータ６Ｂの回転速度が瞬時目標速度になるようにモータ駆動制御部５０Ｂを制御する。

第１のモータユニット４２Ａでは、無線通信回路４４Ａが新たな制御コマンドを受信すると、各モータの現在の回転速度と、新たな制御コマンドに指定されたそのモータの目標速度と、新たな制御コマンドに指定された目標達成時間に基づいて、メイン制御部４６Ａは、第１の車輪用モータ６Ａと第２の車輪用モータ６Ｂの新たな制御計画を作成する。新たな制御計画の作成は、各モータの現在の回転速度が、直前の制御コマンドで指定された目標速度に到達していなくても実行される。

この後、メイン制御部４６Ａは、新たな制御計画に従って、モータ駆動制御部５０Ａを制御して第１の車輪用モータ６Ａの回転速度を制御し、新たな制御計画に従って、第２の車輪用モータ６Ｂの駆動の制御に関する制御指示情報を第２のモータユニット４２Ｂに有線通信で送信する。このようにして、車輪用モータ６Ａ，６Ｂの回転速度が同期して繰り返し制御される。

上記の例では、各モータの制御周期は、１ｍｓであるが、１ｍｓに限らず、例えば５ｍｓであってもよい。

あるいは、第１のモータユニット４２Ａのメイン制御部４６Ａは、短い制御周期（例えば１ｍｓごと）の第１の車輪用モータ６Ａの瞬時目標速度を決定し、長い制御周期（例えば５ｍｓごと）の第２の車輪用モータ６Ｂの瞬時目標速度を決定してもよい。この場合、メイン制御部４６Ａは、長い制御周期（例えば５ｍｓごと）の第２の車輪用モータ６Ｂの瞬時目標速度を指定する制御指示情報を第２のモータユニット４２Ｂに有線通信で長い制御周期で送信する。第２のモータユニット４２Ｂは、現在の車輪用モータ６Ｂの回転速度と、制御指示情報に指定された瞬時目標速度と、長い制御周期に基づいて、短い制御周期の車輪用モータ６Ｂの瞬時目標速度を決定する。短い制御周期の瞬時目標速度の決定は、補間、例えば直線補間によって行ってよい。第１のモータユニット４２Ａのメイン制御部４６Ａは、メイン制御部４６Ａで計算された短い制御周期の第１の車輪用モータ６Ａの瞬時目標速度に従って、モータ駆動制御部５０Ａを制御して第１の車輪用モータ６Ａの回転速度を制御する。第２のモータユニット４２Ｂのメイン制御部４６Ｂは、メイン制御部４６Ｂで計算された短い制御周期の第２の車輪用モータ６Ｂの瞬時目標速度に従って、モータ駆動制御部５０Ｂを制御して第２の車輪用モータ６Ｂの回転速度を制御する。このようにして、車輪用モータ６Ａ，６Ｂの回転速度が同期して繰り返し制御される。この場合には、短い制御周期で第１のモータユニット４２Ａから第２のモータユニット４２Ｂに制御指示情報を送信することができなくても、短い周期で車輪用モータ６Ｂの回転速度を制御することができる。

＜モータの状態の測定の動作例＞
図８を参照し、モータユニット４２Ａ，４２Ｂによるモータユニット４２Ａ，４２Ｂの状態の測定および報告の動作の例を説明する。当該動作は、複数の移動体１を備える移動装置３０（図３および図４参照）では、各移動体１について個別に実行される。

図８に示すように、外部コンピュータ４０は、すべてのモータユニット４２Ａ，４２Ｂ用の測定コマンドを第１のモータユニット４２Ａに無線通信で送信する。すべてのモータユニット４２Ａ，４２Ｂ用の測定コマンドは、第１のモータユニット４２Ａの第１の車輪用モータ６Ａの現在の回転速度および現在のトルク、第２のモータユニット４２Ｂの第２の車輪用モータ６Ｂの現在の回転速度および現在のトルク、ならびに回転台２０の現在の回転角度を測定して、これらを報告することを指示するコマンドである。測定コマンドは、当該コマンドが測定コマンドであることを示す識別子、測定開始の時期、および報告の周期（測定の周期）を含む。

第１のモータユニット４２Ａでは、無線通信回路４４Ａが外部コンピュータ４０からの測定コマンドを受信すると、メイン制御部４６Ａは、測定コマンドをメモリ４８Ａに格納する。また、メイン制御部４６Ａは、第２のモータユニット４２Ｂ用の測定指示情報を第２のモータユニット４２Ｂに有線通信で送信する。測定指示情報は、測定コマンドに指定された測定開始の時期および報告の周期を示す。第２のモータユニット４２Ｂでは、メイン制御部４６Ｂが第１のモータユニット４２Ａからの測定指示情報を有線通信で受信すると、メイン制御部４６Ｂは、測定指示情報をメモリ４８Ｂに格納する。

メイン制御部４６Ａは、測定コマンドで指定された測定開始の時期に、状態測定を実行する。具体的には、メイン制御部４６Ａは、第１の車輪用モータ６Ａの回転速度およびトルクをモータ駆動制御部５０Ａに測定させて、回転速度およびトルクの測定値をモータ駆動制御部５０Ａから受け取る。また、メイン制御部４６Ａは、回転台２０の回転角度を測定する。

また、メイン制御部４６Ｂは、測定指示情報で指定された測定開始の時期に、状態測定を実行する。具体的には、メイン制御部４６Ｂは、第２の車輪用モータ６Ｂの回転速度およびトルクをモータ駆動制御部５０Ｂに測定させて、回転速度およびトルクの測定値をモータ駆動制御部５０Ｂから受け取る。測定完了後、メイン制御部４６Ｂは、第２のモータユニット４２Ｂの状態報告として、測定結果を示す報告を第１のモータユニット４２Ａに有線通信で送信する。

第２のモータユニット４２Ｂの状態報告を受信すると、第１のモータユニット４２Ａのメイン制御部４６Ａは、メイン制御部４６Ａでの測定結果とメイン制御部４６Ｂでの測定結果を示すすべてのモータユニット４２Ａ，４２Ｂの状態報告を一括的に無線通信で外部コンピュータ４０に送信する。

以降、測定コマンドで指定された報告の周期（測定の周期）に、第１のモータユニット４２Ａのメイン制御部４６Ａは状態測定を実行し、第２のモータユニット４２Ｂのメイン制御部４６Ｂは状態測定を実行する。そして、第２のモータユニット４２Ｂは、第１のモータユニット４２Ａへ第２のモータユニット４２Ｂの状態報告を有線通信で送信し、第１のモータユニット４２Ａは、すべてのモータユニット４２Ａ，４２Ｂの状態報告を一括的に無線通信で外部コンピュータ４０に送信する。

＜第１実施形態の効果＞
この実施形態においては、荷物の向きに応じて、移動体１の回転台２０の回転角度を調節することができる。したがって、荷物の向きを調節するために、高価で横滑りを引き起こすオムニホイールを使用する必要がない。このため、安価な車輪４Ａ，４Ｂを使用することができ、移動体１の進行方向を容易に正確に制御することができる。

特に、複数の移動体１の回転台ユニット１６を連結荷台３２で連結した移動装置３０においては、複数の移動体１のそれぞれの走行方向に応じて、連結荷台３２で連結された複数の移動体１の回転台ユニット１６が回転するので、複数の移動体１の走行を阻害しない。すなわち、複数の移動体１は連結されていても、外部コンピュータ４０の制御の下で、それぞれ円滑に走行することができる。

移動体１には、回転台２０の回転角度を測定する測定装置、例えばフォトセンサ２６が設けられている。したがって、移動体１は、回転台２０の回転角度を外部の制御装置である外部コンピュータ４０に報告することができる。外部コンピュータ４０は、複数の移動体１を連結した連結荷台３２上の荷物３８の向きを考慮して、各移動体１の車輪用モータ６Ａ，６Ｂの回転速度を決定することができる。これにより、荷物３８の向きを適切に調節することができる。

測定装置で測定された回転台２０の回転角度に基づいて、移動体１自体で車輪用モータ６Ａ，６Ｂの回転速度を調節してもよい。例えば、図７を参照して上記した車輪用モータ６Ａ，６Ｂの制御の動作において、メイン制御部４６Ａは、回転台２０の回転角度を考慮して、第１の車輪用モータ６Ａと第２の車輪用モータ６Ｂの制御計画を作成してもよい。これにより、荷物３８の向きを適切に調節することができる。

＜第２実施形態＞
図９および図１０を参照して、本発明の第２実施形態に係る移動体１を説明する。第２実施形態に係る移動体１は、昇降可能な荷台６０と、荷台６０を昇降させる駆動機構をさらに備える。他の特徴は、第１実施形態と同じであり、図面において第１実施形態と共通する構成要素を示すために第１実施形態と同じ符号が使用されている。

荷台６０は平坦な円形の板である。荷台６０は、回転台ユニット１６の上方に、回転台ユニット１６と同心に配置されている。

図１０に示すように、回転台ユニット１６の支持台１８の下方には、荷台６０を昇降させるモータ６２が取り付けられている。モータ６２の回転軸６４は、鉛直に向けられている。回転軸６４にはリードスクリュー６６が形成されている。回転軸６４は、支持台１８の中心に形成された貫通孔６８、および回転台２０の中心に形成された貫通孔７０に挿入されている。

荷台６０の下面には、ナット７２が固定されている。ナット７２は、モータ６２の回転軸６４のリードスクリュー６６に螺合させられている。

回転台ユニット１６の回転台２０には、複数の（好ましくは３つ以上の）ブラケット７４が固定されている。各ブラケット７４は、ガイドシャフト７６を支持する。荷台６０の下面には、複数のブラケット７８が固定されている。各ガイドシャフト７６の先端は、ブラケット７８に保持されている。

上記の構成において、モータ６２の回転軸６４が回転すると、リードスクリュー６６がナット７２を上方または下方に移動させ、荷台６０は上方または下方に移動する。複数のガイドシャフト７６は、荷台６０の姿勢を水平に維持する。

モータ６２は、モータ駆動ユニット８０により駆動される。モータ駆動ユニット８０は、無線通信回路８２、モータ駆動制御部８４、および駆動回路８６を備える。無線通信回路８２は、外部コンピュータ４０からの制御コマンドを無線通信で受信することができる。無線通信の手法としては、限定されないが、例えばＷｉ−Ｆｉであってよい。モータ駆動制御部８４は、無線通信回路８２で受信した制御コマンドに従って、モータ６２の駆動を制御する。モータ駆動制御部８４は、例えば、マイクロプロセッサ、ASIC、またはDSPである。

モータ駆動ユニット８０は、電源８８により給電される。電源８８は電源４３とは別のバッテリであって、例えば、回転台２０の上に固定することができる。但し、モータ駆動ユニット８０は、上記の電源４３（図５参照）により給電してもよい。

本実施形態によれば、荷台６０を所望の高さに調節し、円滑に荷物を受け渡すことができる。例えば、荷台６０に荷物を載せる場合には、外部コンピュータ４０の操作者は、外部コンピュータ４０によりモータ駆動ユニット８０にコマンドを与えて、荷物が置かれた台、パレット、またはコンベアの高さに荷台６０の高さを合致させることができる。荷台６０から荷物を降ろす場合には、外部コンピュータ４０の操作者は、外部コンピュータ４０によりモータ駆動ユニット８０にコマンドを与えて、荷物が置かれるべき台、パレット、またはコンベアの高さに荷台６０の高さを合致させることができる。

本実施形態に係る複数の移動体１を、図３および図４に示す方式で連結することができる。この場合には、連結荷台３２の突起３６を嵌め込むための凹部３４（図３参照）が荷台６０に形成されることになる。この場合、複数の移動体１のそれぞれの走行方向に応じて、連結荷台３２で連結された複数の移動体１の回転台ユニット１６の回転台２０が回転するので、複数の移動体１の走行を阻害しない。

＜変形例＞
以上、本発明の実施形態を説明したが、上記の説明は本発明を限定するものではなく、本発明の技術的範囲において、構成要素の削除、追加、置換を含む様々な変形例が考えられる。

例えば、上記の実施形態では、各移動体１に２つの車輪４Ａ，４Ｂが設けられ、２つの車輪用モータ６Ａ，６Ｂが設けられている。しかし、各移動体１に３つ以上の車輪、および３つ以上の車輪を駆動するための３つ以上のモータユニットが設けられてもよい。

第２実施形態の荷台６０を昇降させる駆動機構は、リードスクリュー６６とナット７２を使用するが、例えば、ラックとピニオンのような他の駆動機構を使用してもよい。

１…移動体、２…車体（シャーシ）、４Ａ，４Ｂ…車輪、６Ａ，６Ｂ…車輪用モータ、１６…回転台ユニット、２０…回転台、９ａ，２９ｂ…フォトリフレクタ（測定装置）、３２…連結荷台、４２Ａ…第１のモータユニット、４２Ｂ…第２のモータユニット、４６Ａ，４６Ｂ…メイン制御部、６２…モータ（駆動機構）、６６…リードスクリュー（駆動機構）、７２…ナット（駆動機構）

Claims

車体と、
前記車体に支持されて回転する複数の車輪と、
前記車輪をそれぞれ駆動する複数のモータと、
前記車体に支持されて、ほぼ鉛直な軸線を中心に回転する回転台と、
を備える移動体。
前記回転台の回転角度を測定する測定装置をさらに備える、請求項１に記載の移動体。
前記複数のモータを制御する制御部をさらに備え、
前記制御部は、前記測定装置で測定された前記回転台の回転角度に基づいて、前記複数のモータの速度を調節する、請求項２に記載の移動体。
前記回転台の上方に配置された昇降可能な荷台と、
前記荷台を昇降させる駆動機構と
をさらに備える、請求項１から３のいずれか１項に記載の移動体。
請求項１から４のいずれか１項に記載の複数の移動体と、
前記複数の移動体の前記回転台に連結される連結荷台とを備える、移動装置。