专利名称：行驶台车和行驶台车系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及减少行驶台车的滑动的发明。
技术背景在具有前后多个驱动轮的行驶台车中，通过对向前后驱动轮的转 矩分配进行最优化，能够减少滑动且能够以更高的加减速行驶。在这 一点上，专利文献l公开了以下内容在加速时和减速时变更向前轮 和后轮的转矩的分配比率，以及根据前轮/后轮的转数的比例检测滑 动并变更转矩分配。但是，在专利文献1中根据是加速时还是减速时 来变更转矩分配，没有将实际的加速度用于转矩控制。因此，对转矩 分配的最优化是具有限度的。专利文献l:日本特开2005-41383 发明内容本发明的课题为，通过对向多个驱动轮的转矩分配进行最优化， 减少行驶台车的滑动并使其能够以高加减速行驶。方案2的发明的追 加课题为，实施反馈控制以便消除驱动轮的滑动。方案3的发明的课 题为提供一种系统，可将向行驶台车的多个驱动轮的转矩分配最优 化，并可进行反馈控制以便消除驱动轮的滑动，并且可正确且迅速地 检测作为滑动检测的基础的行驶台车的绝对位置。本发明的特征为，在前后具备多个驱动轮，并根据加速度变更向各驱动轮的转矩分配的行驶台车中，设置有用于测定上述行驶台车的加速度的传感器；用于根据上述求得的加速度决定向上述各驱动轮的转矩的分配率的单元；和用于根据上述求得的分配率变更上述各驱 动轮的驱动转矩并控制驱动电动机的单元。优选设置用于检测上述 行驶台车的绝对位置的单元；用于检测上述各驱动轮的旋转量的单 元；用于通过对单位时间的上述绝对位置的变化和每个上述驱动轮的 单位时间的旋转量进行比较来对每个上述驱动轮求得是否存在滑动 的单元；和用于对上述求得的驱动转矩进行校正以便消除滑动的单 元。并且，本发明为一种行驶台车系统，沿行驶台车的移动路线隔开 间隔地至少配置2列标记，并在前后具备多个驱动轮，并且具有用 于测定上述行驶台车的加速度的传感器；用于根据求得的加速度决定 向各驱动轮的转矩的分配率的单元；用于根据求得的分配率变更上述 各驱动轮的驱动转矩的单元；用于检测上述至少2列的标记的至少2 个线性传感器；用于根据上述至少2个线性传感器的信号来检测上述 行驶台车的绝对位置的单元；用于检测上述各驱动轮的旋转量的单 元；用于通过对单位时间的上述绝对位置的变化和每个上述驱动轮的 单位时间的旋转量进行比较来对每个上述驱动轮求得是否存在滑动 的单元；和用于对求得的驱动转矩进行校正以便消除滑动的单元。另 外，在本说明书中，关于行驶台车的记载直接适用于行驶台车系统。在本发明的行驶台车和行驶台车系统中，可通过加速度传感器测 定行驶中的实际的加速度并将转矩分配最优化。并且，当将行驶台车 的绝对位置的单位时间的变化与各驱动轮的单位时间的旋转量进行 比较时，可对每个驱动轮求得是否存在滑动，并可校正驱动转矩以便 消除滑动。并且，由于对于滑动不是变更转矩分配率而是校正驱动转 矩，因此在各驱动轮共同产生滑动的情况下也可处理。并且，在本发 明的行驶台车系统中，通过线性传感器可连续且高响应地正确地检测 绝对位置，因此可正确地测定滑动。
图1为实施例的行驶台车的框图。图2为实施例的行驶台车的控制部的框图。 图3为实施例的线性传感器的框图。图4为表示实施例的从线性传感器值向绝对位置的变换方法的图。图5为表示实施例的使用了线性传感器值的绝对位置计算部的 框图。图6为实施例的转矩分配部的框图。 图7为实施例的滑动检测部的框图。
具体实施方式
以下表示用于实施本发明的优选实施例。 (实施例)图1 图7表示实施例的行驶台车系统。在各图中，2为行驶台 车、堆垛起重机或在地面上有轨道或无轨道地行驶的台车，或者是桥 式吊车等。4为行驶路线，行驶台车2沿行驶路线4圆周或者往复运 动，并且在前后具备例如一对行驶电动机6、 7。 8、 9为前后的驱动 轮，将前方的驱动轮8称为前轮、后方的驱动轮9称为后轮。驱动轮 8、 9由左右分别1个或2个车轮构成，在提及驱动轮时，不区分左 右的车轮，而是指由相同驱动轴驱动的多个车轮。10、 ll为编码器，分别检测驱动轮8、 9的旋转角，并将编码器 10、 11的输出(编码器值)反馈给伺服机构12、 13，控制行驶电动 机6、 7。 14为控制部，控制伺服机构12、 13。 16为加速度传感器， 检测例如由加速度产生的振动膜的弯曲，从而检测行驶台车2的加速 度。17、 18为线性传感器，在行驶台车2上设置至少2个线性传感 器17、 18，这里设置在行驶台车2的左右。沿行驶路线4设置磁标 记R1 R4、 L1 L4等，通过线性传感器17检测磁标记L1 L4等，通过线性传感器18检测磁标记R1 R4等，通过控制部14处理线性 传感器17、 18的传感器信号(线性传感器值)，来检测行驶台车2的 绝对位置。绝对位置例如由相对于规定行驶原点的绝对坐标来表示。图2表示控制部14的构成，20为传感器接口，被输入来自左右 线性传感器的线性传感器值、来自加速度传感器的加速度、和来自前 后编码器的编码器值。传感器接口 20使用左右线性传感器的传感器 值来检测绝对位置，并且在每个规定时间将其变化量、例如绝对位置 的差分输出。传感器接口 20根据编码器值求出每个驱动轮8、 9的合 计转数、和上次与本次的合计转数的差，换言之为单位时间的转数等。从传感器接口 20向速度图形生成部21输入例如绝对位置，在速 度图形生成部根据绝对位置求出到目的地为止的剩余行驶距离和速 度，从而生成行驶速度图形。从传感器接口 20向转矩分配部22输入 加速度，并根据加速度决定向前后驱动轮8、 9的转矩分配率。将绝 对位置的差分和前后编码器值各自的差分输入滑动检测部23，据此 检测前后每个驱动轮8、 9有无滑动及其程度，并对每个驱动轮8、 9 校正转矩。根据上述可得到每个驱动轮8、 9的目标转矩，并将其输 入伺服机构12、 13而使行驶台车2行驶。图3表示线性传感器17 (18)的构成。30为交流电源，对多个 线圈31施加相位为sincot的交流电，将线圈31中的电压输入运算部 32。线圈31的电感由于根据与磁标记Li (Ri)的相对位置而变化， 因此使相对于检测区域(一A +A)的相位为e，该检测区域(一A +A)由线圈31的排列范围决定，在运算部32中可求出cos9 coso)t 和sine sino)t。另外，0的范围为一7C +Ti。运算部33根据运算部32 的输出，以检测区域的中点为传感器原点，在传感器原点线性传感器 值为0，从而输出线性传感器值的范围为一A +A的传感器值。这里， 使用磁铁作为磁标记R1 R4、 L1 L4，但也可以是适当的磁性体。 并且，也可以用检测对光学标记的相位的线性传感器等来代替检测对磁标记的相位的线性传感器。并且，可使用激光距离仪等绝对位置传感器来代替线性传感器17、 18，但是激光距离仪分辨率比线性传感 器17、 18的分辨率(10 10(Him左右)低，并且位置检测所需的时 间较长。图4表示从线性传感器值向绝对位置的变换方法。当假设线性传 感器为检测磁标记L2的传感器时，在磁标记L2存在于线性传感器 的检测区域的中心时传感器值为0，线性传感器的传感器值表示从检 测区域的中心的位移。因此，当已知正在检测的磁标记的序号，并预 先得知线性传感器值成为0时的绝对位置(偏移)时，对其加上传感 器值就可求出绝对位置。在行驶台车起动时，已知所使用的磁标记并 已知行驶台车的移动方向，因此在每次切换磁标记时存储新的磁标记 的序号。由此可在行驶中常时求出检测哪个磁标记以及其序号。图5表示绝对位置计算部50。绝对位置计算部50是传感器接口 20的一部分，在偏移表51中记载磁标记序号和偏移。在跟踪表52 中存储当前识别中的磁标记的序号、关于该磁标记的传感器值和绝对 位置的时间序列数据。加法部53输入来自左右线性传感器的传感器 值，并与从偏移表51读出的偏移相加，从而更新传感器值和时间序 列数据。标记切换部54在每次切换磁标记时更新跟踪表中的标记的 序号。另外，2列磁标记R1 R4、 L1 L4被配置为左右线性传感器 的检测区域的端部重叠，例如在图4中从磁标记L2向磁标记R2进 行切换吋，存在同时检测到磁标记L2和磁标记R2的区域。因此， 可以不中断地连续地检测绝对位置。并且，在由左右一对线性传感器 共同检测到磁标记L2、 R2双方时，切换磁标记。图6表示转矩分配部22的构成，在转矩分配表61中记载有相对 于行驶台车的加速度的转矩分配率。另外，加速度也可以取正负值， 分配率也可以分别记载向前轮的分配率和向后轮的分配率，但这里记 载对于前轮或者后轮之一的分配率。当向运算部62输入加速度时，参照转矩分配表61读出分配率，并对目标转矩乘以分配率，从而决 定对前轮或后轮的目标转矩。当从作为整体的目标转矩减去向前轮或 后轮的目标转矩时，可得到向剩下的驱动轮的目标转矩。另外，也可 以代替使用表61，而使用目标转矩和加速度并由运算部62根据规定 算式计算向前轮和后轮各自的目标转矩。图7表示滑动检测部23的构成，71、 72为减法器，求出前后的 编码器值的单位时间的差分与绝对位置的单位时间的差分之差。如果 驱动轮上完全没有滑动，则编码器值的差分与绝对位置的差分应当一 致，在编码器值的差分比绝对位置的差分大时，产生空转。反之，在 编码器值的差分比绝对位置的差分小时，产生滑行。这里，差分意味 其绝对值，使其符号为正来进行考虑。这些差分被输入处理部73、 74，并根据编码器值的差分与绝对位置的差分之差是否在允许范围内 或超过允许值时的对转矩的校正率、行驶加速度和速度等辅助的参 数，对前轮目标转矩和后轮目标转矩进行校正。如此，可得到施加到 伺服机构的前轮转矩fl和后轮转矩G。在图7的处理中，由减法器71、 72检测滑动，而对转矩施加反 馈控制以便消除滑动，反馈控制独立地施加到前轮和后轮。在处理部 73、 74中根据单位时间产生的滑动、即编码器值的差分与绝对位置 的差分之差来实施控制，但是也可以在这些差本身上再加上这些差的 乘积值或这些差的时间变化。返回图1、图2说明实施例的动作。从线性传感器17、 18以较 短时间间隔向行驶台车2输入绝对位置，并从加速度传感器16输入 实际的加速度。另外，也可以代替加速度传感器16而根据线性传感 器17、 18的传感器值求出加速度。通过加速度传感器16可得知行驶 台车2的实际的加速度，因此可根据加速度决定对前后驱动轮8、 9 的最佳转矩。在该阶段，将沿速度图形行驶作为目标，并将其所需的 转矩分配到前后驱动轮8、 9。决定该结果转矩的分配率。然后，通过使用编码器IO、 11的编码器值与由线性传感器17、18求出的绝对位置之间差分，得知单位时间发生的滑动。当发生滑 动时，进行控制以便使来自行驶电动机6、 7的输出转矩减小，将发 生对滑动的允许幅度和允许幅度以上的滑动时的转矩的校正率等，作 为参数输入处理部73、 74，或者预先存储。并且，也可使发生滑动 时的转矩校正的程度根据行驶台车2的加速度或速度等变化。根据以 上所述，行驶电动机6、 7的输出转矩被反馈控制以便消除滑动。根据加速度将为了沿速度图形行驶而需的转矩分配到前后的驱 动轮8、 9，将转矩的分配最优化。然后，检测每个前后的驱动轮8、 9的滑动并校正转矩，因此可减小由滑动导致的与速度图形之间的延 迟等。尤其在由于目标转矩过大而前后的驱动轮8、 9共同产生滑动 时，可使各自的驱动转矩减小，并防止从速度图形的脱离。在实施例中可得到以下的效果。(1)由加速度传感器测定行驶中 的实际加速度，可将转矩分配最优化。(2)当驱动轮产生滑动时，校 正转矩，因此可进行与在不产生滑动的范围内作为目标的速度图形最 接近的行驶。(3)对于滑动不是变更转矩分配率而是校正转矩，因此 即使在前后驱动轮共同产生滑动的情况下也可以处理。(4)由线性传 感器检测绝对位置，因此可在短时间内正确且连续地检测绝对位置。
权利要求
1、一种行驶台车，在前后具有多个驱动轮，并根据加速度变更向这些各驱动轮的转矩分配，其特征在于，设置有用于测定上述行驶台车的加速度的传感器；用于根据上述求得的加速度决定向上述各驱动轮的转矩的分配率的单元；和用于根据上述求得的分配率变更上述各驱动轮的驱动转矩并控制驱动电动机的单元。
2、 如权利要求1所述的行驶台车，其特征在于，设置有用于 检测上述行驶台车的绝对位置的单元；用于检测上述各驱动轮的旋转 量的单元；用于通过对单位时间的上述绝对位置的变化和每个上述驱 动轮的单位时间的旋转量进行比较来对每个上述驱动轮求得是否存 在滑动的单元；和用于对上述求得的驱动转矩进行校正以便消除滑动的单元。
3、 一种行驶台车系统，沿行驶台车的移动路线隔开间隔地配置 至少2列标记，并且具有行驶台车，该行驶台车在前后具备多个驱动轮，并且具有用于测定上述行 驶台车的加速度的传感器；用于根据求得的加速度决定向各驱动轮的 转矩的分配率的单元；用于根据求得的分配率变更上述各驱动轮的驱 动转矩的单元;用于检测上述至少2列的标记的至少2个线性传感器; 用于根据上述至少2个线性传感器的信号来检测上述行驶台车的绝 对位置的单元；用于检测上述各驱动轮的旋转量的单元；用于通过对 单位时间的上述绝对位置的变化和每个上述驱动轮的单位时间的旋 转量进行比较来对每个上述驱动轮求得是否存在滑动的单元；和用于 对上述求得的驱动转矩进行校正以便消除滑动的单元。
全文摘要
本发明提供一种行驶台车和行驶台车系统，可将目标的合计转矩和由加速度传感器求得的加速度输入转矩分配部(22)。在转矩分配表(61)中相对于加速度记载向前后的驱动轮的转矩的分配率，并由运算部(62)根据转矩分配率和目标转矩来决定前轮转矩和后轮转矩。可根据行驶台车的实际的加速度将转矩最优地分配到前后的驱动轮。
文档编号B61B13/00GK101219674SQ200710194060
公开日2008年7月16日 申请日期2007年11月30日 优先权日2006年12月1日
发明者久保秀树 申请人:村田机械株式会社