JP5969838B2 - Crawler device and driving method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、階段を昇降可能なクローラ装置及びその駆動方法に関する。 The present invention relates to a crawler device capable of moving up and down stairs and a driving method thereof.
多層階の鉄道の駅舎やエレベータのない建物等、階段や段差を昇降して荷物を運搬する際には、一般的に階段を昇降することができるクローラ装置が用いられている。 When transporting luggage by moving up and down stairs and steps, such as a multi-story railway station building or a building without an elevator, a crawler device that can move up and down the stairs is generally used.
図１は、特許文献１に開示されたクローラ装置２である。（Ａ）は、一部断面にして示す平面図であり、（Ｂ）は側面図である。また、（Ｃ）は、第２クローラ４の前端を持ち上げたときの側面図である。
図２は、クローラ装置２が階段１０に乗り上げるときのクローラ装置２と階段１０の側面図である。（Ａ）はクローラ装置２が階段１０へ接近する図、（Ｂ）は第２クローラ４が階段１０に接触したときの図、そして（Ｃ）は第２クローラ４が階段１０の一段目に乗り上げた状態でクローラ装置２が前進しているときの図である。また、（Ｄ）は第２クローラ４を第１クローラ８と一直線にしたときの図であり、（Ｅ）はクローラ装置２が一直線のまま前進して階段１０を上る図である。
FIG. 1 shows a
FIG. 2 is a side view of the
図３は、クローラ装置２が階段１０の頂部１２に乗り上げるときのクローラ装置２と階段１０の側面図である。（Ａ）は第２クローラ４が頂部縁１４に接触したときの図であり、（Ｂ）は第２クローラ４を下方へ旋回した図である。また、(Ｃ)は（Ｂ）から一定の距離を前進したときの図であり、（Ｄ）は第２クローラ４を第１クローラ８と一直線にした図である。
従来から、階段１０の昇降のための構成を備えた荷物運搬用のクローラ装置２として、左右に一対の第２クローラ４を設けた装置本体６と、第２クローラ４の一端側に回動可能に連結された一対の第１クローラ８とを備えたものが知られている。第２クローラ４を備え、階段１０を上るときに第２クローラ４が前方を走行することにより、階段１０に対するクローラ装置２の走破性を高めている。
FIG. 3 is a side view of the
Conventionally, as a
上述したクローラ装置２は、カメラ映像を見ながら、遠隔操縦者がクローラ装置２を操作し、カメラ映像から段差や階段（以下、階段１０）に接触したことを判断する。
しかし、階段１０に上る際、カメラ映像からは、階段１０に接触したことを判断することが難しく、階段１０に不用意に乗り上げてしまうことがあった。
また、第２クローラ４の回転用モータの電流値が接触により上昇することで、クローラ装置２が段差に接触したことを判断する方法も考えられる。しかし、その方法は、モータ電流値の変化のばらつきが大きく、確実性に乏しいため、使用しにくかった。
さらに、測距センサによる距離判定で判断しようとしても、光学や音波等による測距センサには、誤計測が多く、その上、測距センサは高価であるため、使用しにくかった。
The
However, when climbing the
Further, a method of determining that the
Furthermore, even if it is determined by distance determination using a distance measuring sensor, the distance measuring sensor using optics, sound waves, or the like is often erroneously measured, and furthermore, the distance measuring sensor is expensive, so it is difficult to use.
また、クローラ装置２が階段１０や階段１０の頂部１２（以下、単に頂部１２とする）の縁１４に斜めに近づいた場合、安全かつ確実に昇降するためには、クローラ装置２を階段１０等に対して正対させる必要がある。しかし、遠隔操縦者はカメラ映像だけを見て、クローラ装置２の位置を判断し、細かい操作を行う必要があるため、操作が困難であり、クローラ装置２を正対させるのに、遠隔操縦者への負担が大きかった。
また、測距センサやカメラ映像の画像処理等で相対姿勢を計測する方法を使用すると、センサノイズが多く、画像処理の確実性が乏しく、その上、計算コストがかかる高価な処理装置が必要となり製造コストが高くなってしまう。
Further, when the
In addition, if a method for measuring the relative orientation is used, such as with a distance sensor or image processing of a camera image, an expensive processing device that requires a lot of sensor noise, poor image processing, and high calculation costs is required. Manufacturing cost will be high.
また、上述したクローラ装置２は、図２(Ｂ)に示すように、第２クローラ４が階段１０に乗り上げた後、姿勢センサで計測する姿勢角が閾値を超えた時点（図２(Ｃ)）で第２クローラ４を下方に向けて旋回させ（図２（Ｄ））、第２クローラ４を第１クローラ８に対して一直線上にして昇降していた。したがって、第２クローラ４を第１クローラ８と一直線にするタイミングを姿勢角から判断するためには、姿勢センサを内蔵する装置本体６を、前方を走行するクローラ（第２クローラ４）に取り付ける必要があり、後方を走行するクローラ（第１クローラ８）に装置本体６を取り付けることは出来なかった。
その上、姿勢センサは高価であり、製造コストが高くなっていた。
また、第２クローラ４と第１クローラ８とを一直線にするタイミングを姿勢センサなしで判断しようとすると、カメラ映像から判断しなければならない。しかし、遠隔操縦者がカメラ映像から判断することは難しく、その場合、その操作のタイミングは、遠隔操縦者の経験に頼るところが大きかった。
In addition, as shown in FIG. 2 (B), the
In addition, the attitude sensor is expensive and expensive to manufacture.
Further, if it is attempted to determine the timing at which the
また、クローラ装置２が頂部１２に上がるときには、クローラ装置２の重心が頂部１２を越える前に第２クローラ４を図３（Ｂ）に示すように下方に旋回させ、頂部１２に接触させた上で前進させないと、クローラ装置２が頂部１２で倒れてしまう。しかし、遠隔操縦者はカメラ映像だけを見てクローラ装置２を操作するため、第２クローラ４を下方へ旋回するタイミングを判断することが難しく、遠隔操縦者の経験に頼るところが大きかった。
Further, when the
同様に、クローラ装置２が階段１０の頂部１２から下降するときには、第２クローラ４を前方にして走行し、クローラ装置２の重心が頂部の縁１４（以下、頂部縁１４）を越える前に、第２クローラ４を下方に旋回させ、階段１０に沿わせるようにすることで、急激な姿勢変化をさせないようにし、クローラ装置２の転落を防ぐ必要がある。しかし、頂部縁１４付近に重心が来たときには、頂部縁１４が、クローラ装置２の下に隠れているため、遠隔操縦者がカメラ映像から頂部縁１４を認識し、第２クローラ４を下方に旋回させるタイミングを判断することは困難であり、遠隔操縦者の経験に頼るところが大きかった。
Similarly, when the
また、頂部縁１４を検知するために測距センサを設けたとしても、測距センサは頂部縁１４を検知するのみであり、階段１０の傾斜を計測することはできない。そのため、第２クローラ４の下方への旋回角度を予め設定値として設定しなければならず、設定値と異なる傾斜の階段１０に対しては、うまく昇降することができなかった。
Even if a distance measuring sensor is provided to detect the
本発明は上述した問題点を解決するために創案されたものである。すなわち本発明の目的は、測距センサ、姿勢センサまたは画像処理を使用せずにクローラの接触及び接触の解除を検知し、様々な傾斜の階段であっても容易かつ安全に昇降できるクローラ装置及びその駆動方法を提供することにある。 The present invention has been developed to solve the above-described problems. That is, an object of the present invention is to detect a crawler contact and release of contact without using a distance measuring sensor, a posture sensor, or image processing, and a crawler device that can easily and safely move up and down even on various slopes. The driving method is provided.
本発明によれば、左右一対の無端状の第１クローラと、
第１クローラを回転させる左右一対の第１クローラ用モータと、
各第１クローラの前端の横方向側面から直線状に前方に延び第１クローラと同期回転する無端状の第２クローラと、
第１クローラに対して第２クローラを旋回する旋回モータと、を備えるクローラ装置であって、
さらに各第２クローラの横方向側面に設けられ回転自在な接触検知クローラと、
左右其々の接触検知クローラの回転を検知し検知信号を出力する左右一対のエンコーダと、を備え、
接触検知クローラは、進行方向において第２クローラの前端に揃えられた前端と、高さ方向において路面と第２クローラが接触する接地面に揃えられた接地面と、第２クローラの回転軸と平行な回転軸と、を有する、ことを特徴とするクローラ装置が提供される。
According to the present invention, a pair of left and right endless first crawlers;
A pair of left and right first crawler motors for rotating the first crawler;
An endless second crawler extending straight forward from the lateral side surface of the front end of each first crawler and rotating synchronously with the first crawler;
A crawler device comprising a turning motor for turning the second crawler with respect to the first crawler,
Further, a rotatable contact detection crawler provided on the lateral side surface of each second crawler,
A pair of left and right encoders that detect the rotation of the left and right contact detection crawlers and output detection signals,
The contact detection crawler is parallel to the front end aligned with the front end of the second crawler in the traveling direction, the ground contact surface aligned with the ground contact surface where the road surface and the second crawler contact in the height direction, and the rotation axis of the second crawler. And a crawler device characterized by having a rotating shaft.
また、本発明によれば、左右一対の無端状の第１クローラと、
各第１クローラの前端の横方向側面にから直線状に前方に延び第１クローラと同期回転する無端状の第２クローラと、
第２クローラの回転軸と平行な回転軸を有し各第２クローラの前端の横方向側面から後方にかけて設けられ第２クローラと同径で回転自在な接触検知クローラと、を備えるクローラ装置において、
接触検知クローラが接触したときに、接触検知クローラの回転を検知し、
接触検知クローラが接触していないときに、接触検知クローラの回転停止を検知し、
接触検知クローラの回転もしくは回転停止を検知したときに第２クローラの旋回の開始もしくは停止、または前進もしくは停止する、ことを特徴とするクローラ装置の駆動方法が提供される。
According to the present invention, a pair of left and right endless first crawlers;
An endless second crawler extending linearly forward from the lateral side surface of the front end of each first crawler and rotating synchronously with the first crawler;
A crawler device comprising a contact detection crawler that has a rotation axis parallel to the rotation axis of the second crawler and is provided from the lateral side surface of the front end of each second crawler to the rear and is rotatable with the same diameter as the second crawler.
When the contact detection crawler comes into contact, the rotation of the contact detection crawler is detected,
When the contact detection crawler is not in contact, it detects the rotation stop of the contact detection crawler,
There is provided a driving method of a crawler device, characterized in that when the rotation or the rotation stop of a contact detection crawler is detected, the turning of the second crawler starts or stops, or advances or stops.
上述した本発明のクローラ装置は、第２クローラの前端や接地面が段差や階段等の対象物に接触した場合に、接触検知クローラの前端や接地面が対象物に接触して回転するので、エンコーダが接触検知クローラの回転を検知することにより、第２クローラの接触を検知できる。
また、階段を昇降するときに、第２クローラが階段の縁で滑った場合でも、接触検知クローラが階段の縁との摩擦により回転するため、階段を昇降する際の前進距離を、接触検知クローラの回転数から正確に求めることができる。したがって、装置本体の姿勢角を測定するために姿勢センサを設けなくても、前進距離から階段に乗り上げた後の第２クローラと第１クローラとを一直線にするタイミングを、遠隔操縦者が容易に判断することができる。
さらに、姿勢センサを設ける必要がないため、製造コストを安くすることができ、また、装置本体を第１クローラに取り付けることができる。
Since the crawler device of the present invention described above rotates when the front end or the grounding surface of the second crawler contacts an object such as a step or a staircase, the front end or the grounding surface of the contact detection crawler rotates. When the encoder detects the rotation of the contact detection crawler, the contact of the second crawler can be detected.
In addition, even when the second crawler slips on the edge of the staircase when moving up and down the stairs, the contact detection crawler rotates due to friction with the edge of the stairs, so the advance distance when moving up and down the stairs is determined by the contact detection crawler. Can be obtained accurately from the number of rotations. Therefore, even if no attitude sensor is provided to measure the attitude angle of the main body, the remote operator can easily set the timing when the second crawler and the first crawler after climbing the stairs from the advance distance are aligned. Judgment can be made.
Furthermore, since it is not necessary to provide an attitude sensor, the manufacturing cost can be reduced, and the apparatus main body can be attached to the first crawler.
また、接触検知クローラとエンコーダが、左右の第２クローラに其々設けられているので、クローラ装置が斜めから階段に近づいた場合、前方の接触検知クローラが、後方の接触検知クローラより先に階段に接触したことを検知し、同様に、階段の頂部縁にクローラ装置が斜めから近づいた場合、前方の接触検知クローラが、後方の接触検知クローラより先に接触検知クローラが頂部縁から離れたことを検知する。それにより、遠隔操縦者は、検知していない方の接触検知クローラが付随する後方の第１クローラのみを駆動し、信地旋回することにより、測距センサやカメラ映像の画像処理を使用せずに、クローラ装置を階段もしくは頂部縁に対して正対することができる。また、測距センサやカメラ映像の画像処理などの高価な処理を必要としないので、製造コストを安くすることができる。 In addition, since the contact detection crawler and the encoder are respectively provided on the left and right second crawlers, when the crawler device approaches the stairs from an oblique direction, the front contact detection crawler has the stairs ahead of the rear contact detection crawler. Similarly, when the crawler device approaches the top edge of the staircase from an angle, the front contact detection crawler has moved away from the top edge before the rear contact detection crawler. Is detected. As a result, the remote pilot can drive only the first crawler behind which the non-detecting contact detection crawler is attached, and does not use the distance sensor or the image processing of the camera video by turning the ground. In addition, the crawler device can be opposed to the staircase or top edge. Further, since expensive processing such as distance measurement sensor and image processing of camera video is not required, the manufacturing cost can be reduced.
また、クローラ装置が階段の頂部に上がるときや頂部から階段を下降するときには、接触検知クローラの回転停止を検知することによって、接触検知クローラの後端が階段の頂部縁から離れたことを検知できる。それにより、測距センサを設けなくても、遠隔操縦者は第２クローラを下方へ旋回させるタイミングを容易に判断することができる。
さらに、接触検知クローラは回転自在な従輪であり、第２クローラの接触を感度良く検知することができるため、第２クローラを下方へ旋回させる際に、第２クローラが頂部や階段の縁に接触したことを検知して第２クローラの下方旋回を止めることができる。それにより、予め第２クローラの旋回角度を設定する必要がなく、様々な傾斜の階段に対して、クローラ装置をうまく昇降させることができる。
Also, when the crawler device goes up to the top of the stairs or descends the stairs from the top, it can detect that the rear end of the contact detection crawler has moved away from the top edge of the stairs by detecting the rotation stop of the contact detection crawler. . Accordingly, the remote operator can easily determine the timing for turning the second crawler downward without providing a distance measuring sensor.
Furthermore, the contact detection crawler is a rotatable follower wheel and can detect the contact of the second crawler with high sensitivity. Therefore, when the second crawler is turned downward, the second crawler contacts the top or the edge of the staircase. It is detected that the second crawler is turned downward. Thereby, it is not necessary to set the turning angle of the second crawler in advance, and the crawler device can be lifted and lowered well with respect to various inclined stairs.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the common part in each figure, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
図４は、本発明のクローラ装置２０の説明図である。（Ａ）は、一部断面にして示す平面図であり、（Ｂ）は側面図である。また、（Ｃ）は、第２クローラ２２の前端２２ａを持ち上げ第２クローラ２２を階段接近姿勢（以下、単に階段接近姿勢）にしたときの側面図である。
本発明のクローラ装置２０は、カメラ２４を備えた装置本体２６と、装置本体２６の左右一対の無端状の第１クローラ２８と、第１クローラ２８を回転させる左右一対の第１クローラ用モータ３０と、各第１クローラ２８の前端２８ａの横方向側面から直線状に前方に延び第１クローラ２８と同期回転する無端状の第２クローラ２２と、第１クローラ２８に対して第２クローラ２２を旋回、すなわち揺動する旋回モータ３２と、さらに各第２クローラ２２の横方向側面に設けられ回転自在な接触検知クローラ３４と、左右其々の接触検知クローラ３４の回転を検知し検知信号を出力する左右一対のエンコーダ３６と、を備え、接触検知クローラ３４は、進行方向において第２クローラ２２の前端２２ａに揃えられた前端３４ａと、高さ方向において路面と第２クローラ２２が接触する接地面２２ｄに揃えられた接地面３４ｄと、第２クローラ２２の回転軸２２ｂと平行な回転軸３４ｂと、を有する。また、本発明のクローラ装置２０は、第２クローラ２２が旋回する角度を検出する第２クローラ旋回角度検出用エンコーダ３１を有する。
なお、以下の説明において、クローラ装置２０の進行方向に対する前後を単に前後とし、進行方向に対して直交かつ水平な方向を横方向、もしくは単に左右とする。
FIG. 4 is an explanatory diagram of the
The
In the following description, the front and rear with respect to the traveling direction of the
第１クローラ２８は、装置本体２６の左右に一対取り付けられ、１つの第１クローラ２８につき２個以上のスプロケットを有する。また、第１クローラ２８は、前端２８ａのスプロケット（共通スプロケット３８）を第２クローラ２２と共有する。そして、第１クローラ２８のスプロケットの一つを第１クローラ用モータ３０が回転させることにより、第１クローラ２８が回転し、その回転を、共通スプロケット３８を介して第２クローラ２２に伝達する。
第１クローラ用モータ３０は、左右の第１クローラ２８其々に１つずつ設けられていることが好ましい。
A pair of
One
第２クローラ２２は、第１クローラ２８の横方向側面に設けられ、１つの第１クローラ２８につき２個以上のスプロケットを有し、共通スプロケット３８により、第１クローラ２８と同期して回転する。
The
共通スプロケット３８は、第１クローラ２８の前端２８ａと第２クローラ２２の後端２２ｃとを連結し、第１クローラ２８と第２クローラ２２とを同期回転する。
The
装置本体２６は、第１クローラ２８を回転させる第１クローラ用モータ３０と、左右其々のエンコーダ３６から左右其々に出力された各検知信号を入力し検知する搭載コンピュータ４０が内蔵されている。また、装置本体２６の上部には、遠隔操縦者に画像を送信するカメラ２４が設けられている。
The apparatus
旋回モータ３２は、搭載コンピュータ４０が出力する信号を入力することにより、もしくは遠隔操縦者の遠隔操作により、後端を中心に第２クローラ２２を回転させ（以下、第２クローラ２２を持ち上げると表現する）、第１クローラ２８に対して第２クローラ２２を旋回することができる。旋回モータ３２は、装置本体２６に内蔵されるのが好ましい。また、階段接近姿勢をとるときの第２クローラ２２は、階段４４（図５参照）の傾斜より水平に近いことが好ましい。
The turning
第２クローラ旋回角度検出用エンコーダ３１は、第２クローラ２２が旋回する際に、その角度を検出する。
The second crawler turning
接触検知クローラ３４は、第２クローラ２２の横方向側面に設けられた回転自在な従輪である。接触検知クローラ３４の後端は共通スプロケット３８よりも前方に設けられていることが好ましい。しかし、これに限らず、第２クローラ２２を持ち上げたときに接触検知クローラ３４が路面に接触しなければ、接触検知クローラ３４の後端が共通スプロケット３８と第２クローラ２２の後端との間にあってもよい。
また、第２クローラ２２は、各第１クローラ２８の横方向外側面に設けられ、接触検知クローラ３４は、第２クローラ２２の横方向外側面に設けられることが好ましい。しかし、これに限らず、第２クローラ２２が第１クローラ２８の横方向内側面に設けられ、接触検知クローラ３４が第２クローラ２２の横方向内側面に設けられていてもよい。
第２クローラ２２が第１クローラ２８と一直線となり走行する場合、第２クローラ２２が路面に接触するとき、接触検知クローラ３４も路面と接触し、回転する。一方、旋回モータ３２が第２クローラ２２を持ち上げている場合、接触検知クローラ３４の一部が段差、突起物、傾斜、もしくは階段などの対象物（以下、単に階段４４）に接触することにより、接触検知クローラ３４が回転し、階段４４に接触したことを左右別々に検知する。
The
The
When the
エンコーダ３６は、左右其々の接触検知クローラ３４の回転軸３４ｂに取り付けられており、接触検知クローラ３４が回転すると、各エンコーダ３６から左右別々に検知信号を搭載コンピュータ４０へ出力する。
The
なお、本実施形態は、装置本体２６に設けられているクローラは第１クローラ２８であるが、第２クローラ２２であってもよい。
In the present embodiment, the crawler provided in the apparatus
次に、本発明のクローラ装置２０の駆動方法を説明する。
本発明のクローラ装置２０は、接触検知クローラ３４が階段４４や路面に接触したときに、接触検知クローラ３４の回転を検知し、接触検知クローラ３４が接触していないときに、接触検知クローラ３４の回転停止を検知し、接触検知クローラ３４の回転もしくは回転停止を検知したときに第２クローラ２２の旋回の開始もしくは停止、または前進もしくは停止する。
以下に、第２クローラ２２を持ち上げ第２クローラ２２を階段接近姿勢にして第１クローラ２８を回転させて前進するときと第２クローラ２２を第１クローラ２８と一直線にして前進するときとを分けて説明する。
なお、クローラ装置２０の駆動方法において、クローラ装置２０が斜めから階段４４に近づくときと、クローラ装置２０が階段４４に対して正対して階段４４に乗り上げるときとが、第２クローラ２２を持ち上げ第２クローラ２２を階段接近姿勢にして第１クローラ２８を回転させて前進するときに相当する。また、クローラ装置２０が階段４４の頂部４６（以下、単に頂部４６）に乗り上げるときと、クローラ装置２０が頂部４６から下降するときとが、第２クローラ２２を第１クローラ２８と一直線にして前進するときに相当する。
Next, a driving method of the
The
In the following, when the
In the driving method of the
まず、第２クローラ２２を持ち上げ第２クローラ２２を階段接近姿勢にして第１クローラ２８を回転させて前進するときについて説明する。
第２クローラ２２を持ち上げ第２クローラ２２を階段接近姿勢にして第１クローラ２８を回転させて前進するとき、旋回モータ３２は、階段接近姿勢となり、第１クローラ用モータ３０は、駆動を継続する。
First, the case where the
When the
まず、階段４４に対して正対した後に、本発明のクローラ装置２０が階段４４に乗り上げるときの駆動方法を説明する。
図５は、クローラ装置２０が階段４４に乗り上げるときのクローラ装置２０と階段４４の側面図である。（Ａ）はクローラ装置２０が階段４４へ接近する図、（Ｂ）は接触検知クローラ３４が階段４４に接触したときの図、そして（Ｃ）はクローラ装置２０が走行した距離である前進距離を計測しながら前進しているときの図である。また、（Ｄ）は第２クローラ２２を第１クローラ２８と一直線にしたときの図であり、（Ｅ）はクローラ装置２０が一直線のまま前進して階段４４を上る図である。
図６は、クローラ装置２０が階段４４に乗り上げるときのクローラ装置２０の動作フロー図である。図６の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｄ）、及び（Ｅ）は、図５のそれに対応する。
First, a driving method when the
FIG. 5 is a side view of the
FIG. 6 is an operation flowchart of the
本発明のクローラ装置２０は、第２クローラ２２を持ち上げ第２クローラ２２を階段接近姿勢にして第１クローラ２８を回転させて前進するときに、
（ａ３）左右双方の接触検知クローラ３４の回転を検知したときに接触検知クローラ３４の回転数からクローラ装置２０が走行した前進距離の計測を開始し閾値Ｘと前進距離とを比較し、
（ａ４）前進距離が閾値Ｘより小さいときに前進を続け、
（ａ５）前進距離が閾値Ｘより大きいときに第２クローラ旋回角度検出用エンコーダ３１が検出する角度に従って第２クローラ２２を第１クローラ２８と一直線にする。
When the
(A3) When the rotation of both the left and right contact detection crawlers 34 is detected, measurement of the advance distance traveled by the
(A4) Continue to advance when the advance distance is less than the threshold value X,
(A5) The
詳しく説明すると、本願のクローラ装置２０は、階段４４に接近するとき、図４（Ｃ）に示すように第２クローラ２２を持ち上げた階段接近姿勢で前進する（図５（Ａ）、図６（Ａ））。そのため、この時点では接触検知クローラ３４が路面に接地せず、左右双方の接触検知クローラ３４は回転しない。言い換えると、搭載コンピュータ４０は、接触検知クローラ３４の回転を検知したエンコーダ３６から出力される検知信号の有無を探知し、検知信号がない場合は第１クローラ用モータ３０に第１クローラ２８の回転を継続する旨の信号を出力し、階段４４に向かって前進を続ける。
クローラ装置２０が階段４４に正対して接触すると、左右双方の接触検知クローラ３４が階段４４に当たって回転し、左右其々のエンコーダ３６が左右其々の検知信号を搭載コンピュータ４０へ出力する（図５（Ｂ）、図６（Ｂ））。
そして、図６（Ｂ）に示すように、搭載コンピュータ４０が左右双方のエンコーダ３６からの検知信号を検知したときに、エンコーダ３６が計測した接触検知クローラ３４の回転数から、クローラ装置２０の走行距離（以下、前進距離）の計測を開始し、予め設定した閾値Ｘと前進距離とを比較する（ａ３）。前進距離が閾値Ｘよりも小さい場合、クローラ装置２０は前進し続ける（ａ４）。搭載コンピュータ４０が、閾値Ｘより前進距離が大きいことを検知すると、第２クローラ２２を第１クローラ２８と一直線にする旨の信号を、旋回モータ３２へ出力する（図５（Ｄ）、図６（Ｄ）、（ａ５））。そして、第１クローラ２８と第２クローラ２２が一直線となったまま、階段４４を前進する（図５（Ｅ）、図６（Ｅ））。
More specifically, when the
When the
Then, as shown in FIG. 6B, when the on-
なお、閾値Ｘとは、階段４４に乗り上げてから、第２クローラ２２と第１クローラ２８とを一直線にするまでにクローラ装置２０が走行するべき距離を予め設定した設定値である。
The threshold value X is a preset value that sets in advance the distance that the
これにより、搭載コンピュータ４０が第１クローラ２８と第２クローラ２２とを一直線にするタイミングを判断するため、遠隔操縦者がカメラ映像から判断せずにすむ。したがって、経験の浅い遠隔操縦者でも、容易にクローラ装置２０を階段４４へ乗り上げさせることができる。
また、姿勢センサのような、高価な検出装置をクローラ装置２０に搭載する必要がないため、クローラ装置２０の製造コストを安くすることができる。さらに、姿勢センサが必要ないので、第１クローラ２８を装置本体２６に取り付けることができる。
Thereby, since the
In addition, since it is not necessary to mount an expensive detection device such as a posture sensor on the
次に、本発明のクローラ装置２０が斜めから階段４４に近づくときの駆動方法を説明する。
図７は、クローラ装置２０が斜めから階段４４へ接近したときの模式図である。（Ａ）はクローラ装置２０が斜めから階段４４へ接近する図であり、（Ｂ）は、接触検知クローラ３４が階段４４に接触したときの図である。また、（Ｃ）は、クローラ装置２０が階段４４に対して正対したときの図である。
図８は、クローラ装置２０が斜めから階段４４へ接近したときの動作フロー図である。図８の（Ａ）〜（Ｃ）は、図７のそれに対応する。
図７は、クローラ装置２０が階段４４の左側から斜めに接近した場合を例にしている。
本発明のクローラ装置２０は、斜めから階段４４に近づくとき、
（ａ３）の前に、
（ａ１）一方の接触検知クローラ３４の回転を検知し他方の接触検知クローラ３４の回転を検知しないときに一方の第１クローラ２８の回転を停止し、他方の第１クローラ２８を回転させ続け、
（ａ２）他方の接触検知クローラ３４の回転を検知したときに一方の第１クローラ２８の回転を開始し前進する。
Next, a driving method when the
FIG. 7 is a schematic diagram when the
FIG. 8 is an operation flowchart when the
FIG. 7 illustrates an example in which the
When the
Before (a3)
(A1) When the rotation of one
(A2) When the rotation of the other
詳しく説明すると、本願のクローラ装置２０は、図７（Ａ）のように、斜めから階段４４に近づくとき、旋回モータ３２を駆動し、階段接近姿勢で階段４４向かって前進する（ａ１）。詳しい動作は、クローラ装置２０が階段４４に乗り上げるときと同様である。
一方（左側）の接触検知クローラ３４が階段４４に当たり回転すると、一方（左側）のエンコーダ３６がその回転を検知して検知信号を搭載コンピュータ４０に出力する（図７（Ｂ））。
そして、図８（Ｂ）に示すように、一方のエンコーダ３６からの検知信号を検知し、他方のエンコーダ３６からの検知信号を検知しないときに、回転を停止する旨の信号を一方の第１クローラ用モータ３０へ出力し、接触検知クローラ３４の回転を検知した側の第１クローラ２８の旋回、すなわちクローラ装置２０を走行させるための第１クローラ２８の回転を止め、他方のエンコーダ３６からの検知信号を検知するまで他方の第１クローラ用モータ３０を回転させる。それにより、他方（右側）の第１クローラ２８のみが回転することとなり、クローラ装置２０が信地旋回する（ａ１）。
その後、搭載コンピュータ４０は他方（右側）のエンコーダ３６から出力される検知信号の有無を探知し、検知信号がない場合は信地旋回を継続する（ａ１）。そして、他方（右側）からの検知信号を検知したときに、左右双方の接触検知クローラ３４の回転を検知したと判断して（ａ２）、一方（左側）の第１クローラ２８の回転を開始することにより、信地旋回を停止し、前進する（ａ３）。なお、他方（右側）からの検知信号を検知したときに、他方（右側）の第１クローラ用モータ３０を停止させる旨の信号を出力し、信地旋回を停止しても良い（図８（Ｃ））。
これにより、本発明のクローラ装置２０は、接触検知クローラ３４とエンコーダ３６という機械的な機構だけで階段４４に対して容易に正対することができ、安全に階段４４を上り始めることができる。
なお、信地旋回とは、左右のクローラのうち、一方のクローラの旋回を止め、他方のクローラのみを旋回させることをいう。
Specifically, as shown in FIG. 7A, the
When one (left side)
Then, as shown in FIG. 8B, when the detection signal from one
Thereafter, the on-
Thus, the
Note that the pivoting of the pivot means stopping one of the left and right crawlers and turning only the other crawler.
次に、第２クローラ２２を第１クローラ２８と一直線にして前進するときについて説明する。
第２クローラ２２を第１クローラ２８と一直線にして前進するとき、旋回モータ３２は、第２クローラ２２を第１クローラ２８と一直線にし、第１クローラ用モータ３０は駆動を継続する。
そして、本発明のクローラ装置２０は、
（ｂ３）接触検知クローラ３４の回転を検知するときに前進を継続し、
（ｂ４）接触検知クローラ３４の回転の停止を検知したときに左右双方の第１クローラ２８を回転させて一定の距離Ｌ１を前進し、その後第２クローラ２２の下方旋回を開始し、
（ｂ５）接触検知クローラ３４の回転を検知しないときに第２クローラ２２の下方旋回を継続し、
（ｂ６）接触検知クローラ３４の回転を検知したときに第２クローラ２２の下方旋回を停止し左右双方の第１クローラ２８を回転させて前進し接触検知クローラ３４の回転数からクローラ装置２０が走行した前進距離の計測を開始し閾値Ｙと前進距離とを比較し、
（ｂ７）前進距離が閾値Ｙより小さいときに前進を続け、
（ｂ８）前進距離が閾値Ｙより大きいときに第２クローラ２２を第１クローラ２８と一直線にする。
Next, the case where the
When the
And the
(B3) Continue to advance when detecting the rotation of the
(B4) When the stop of the rotation of the
(B5) When the rotation of the
(B6) When the rotation of the
(B7) Continue to advance when the advance distance is less than the threshold Y,
(B8) The
まず、本発明のクローラ装置２０が頂部４６に乗り上げるときの駆動方法について、詳しく説明する。
図９は、クローラ装置２０が階段４４の頂部４６に乗り上げるときのクローラ装置２０と階段４４の側面図である。（Ａ）は接触検知クローラ３４の回転停止を検知したときの図であり、（Ｂ）は（Ａ）から一定の距離Ｌ１を前進したときの図である。また、（Ｃ）は第２クローラ２２を下方へ旋回した図であり、（Ｄ）は（Ｃ）から閾値Ｙと比較しながら前進距離を前進したときの図である。さらに、（Ｅ）は第２クローラ２２を第１クローラ２８と一直線にした図である。
図１０は、クローラ装置２０が階段４４の頂部４６に乗り上げるとき及び頂部４６から下降するときのクローラ装置２０の動作フロー図である。図１０の（Ａ）〜（Ｅ）は、図９のそれに対応する。
First, the driving method when the
FIG. 9 is a side view of the
FIG. 10 is an operation flowchart of the
本願のクローラ装置２０は、上述したように、第１クローラ２８と第２クローラ２２が一直線となったまま前進し、頂部４６に接近する。その間、搭載コンピュータ４０は、エンコーダ３６から出力される検知信号の有無を探知し、左右双方のエンコーダ３６からの検知信号がある場合は、頂部４６に向かって前進を続ける（ｂ３）。
接触検知クローラ３４の後端が頂部４６の縁（以下、頂部縁４８）から離れると、接触検知クローラ３４の回転が停止し、エンコーダ３６からの検知信号の出力が停止する。
左右双方のエンコーダ３６からの検知信号の検知が停止したことから接触検知クローラ３４の回転停止を検知すると（図９（Ａ）、図１０（Ａ））、搭載コンピュータ４０は、一定の距離Ｌ１を前進する旨の信号を第１クローラ用モータ３０へ出力し（図９（Ｂ）、図１０（Ｂ））、一定の距離Ｌ１を前進した後、第１クローラ用モータ３０を停止させ、第２クローラ２２を下方へ旋回させる旨の信号を旋回モータ３２へ出力する（図９（Ｃ）、図１０（Ｃ）、（ｂ４））。
第２クローラ２２を下方に旋回させる間、搭載コンピュータ４０は検知信号の探知を続け、検知信号がない場合は、第２クローラ２２を下方へ旋回し続ける（ｂ５）。
接触検知クローラ３４が頂部４６に接触して回転すると、エンコーダ３６が出力した検知信号を搭載コンピュータ４０が検知する。そして、検知信号を検知したときに、搭載コンピュータ４０が第２クローラ２２の下方旋回を停止する旨の信号を旋回モータ３２へ出力し（図９（Ｃ）、図１０（Ｃ））、第１クローラ２８を回転させ前進する（図９（Ｄ）、図１０（Ｄ）、（ｂ６））。そして、搭載コンピュータ４０は、エンコーダ３６が計測した接触検知クローラ３４の回転数から、クローラ装置２０の前進距離の計測を開始し、予め設定した閾値Ｙと前進距離とを比較する（ｂ６）。
前進距離が閾値Ｙよりも小さい場合、クローラ装置２０は前進し続ける（図９（Ｄ）、図１０（Ｄ）、（ｂ７））。
搭載コンピュータ４０が、閾値Ｙより前進距離が大きいことを検知すると、第２クローラ２２を第１クローラ２８と一直線にする旨の信号を旋回モータ３２へ出力する（図９（Ｅ）、図１０（Ｅ）、（ｂ８））。
なお、閾値Ｙとは、接触検知クローラ３４の回転を検知してから、頂部４６に乗り上げ、第２クローラ２２と第１クローラ２８とを一直線にするタイミングまでにクローラ装置２０が走行する距離を、予め設定した設定値である。閾値Ｙは、クローラ装置２０の重心４９が頂部縁４８を越えるまでの距離より大きいことが好ましい。
これにより、第１クローラ２８と第２クローラ２２とを一直線にするタイミングを、搭載コンピュータ４０が判断するため、遠隔操縦者がカメラ映像から判断せずにすむ。したがって、経験の浅い遠隔操縦者でも、容易にクローラ装置２０を階段４４へ乗り上げさせることができる。
As described above, the
When the rear end of the
When the detection of the detection signals from both the left and
While the
When the
When the advance distance is smaller than the threshold value Y, the
When the mounted
Note that the threshold Y is a distance traveled by the
Thereby, since the
次に、本発明のクローラ装置２０が階段４４の頂部４６から下降するときの駆動方法を説明する。
図１１は、クローラ装置２０が階段４４の頂部４６から下降するときのクローラ装置２０と階段４４の側面図である。（Ａ）は接触検知クローラ３４の回転停止を検知したときの図であり、（Ｂ）は（Ａ）から一定の距離Ｌ２を前進したときの図である。また、（Ｃ）は第２クローラ２２を下方へ旋回した図であり、（Ｄ）は（Ｃ）から閾値Ｚと比較しながら前進距離を前進したときの図である。さらに、（Ｅ）は第２クローラ２２を第１クローラ２８と一直線にした図である。
なお、階段４４の頂部４６から下降するときのクローラ装置２０の動作フロー図は、クローラ装置２０が頂部４６に乗り上げるときと同様であるため、図１０を使用して動作フローを説明する。
Next, a driving method when the
FIG. 11 is a side view of the
In addition, since the operation | movement flowchart of the
階段４４の頂部４６から下降する際、本願のクローラ装置２０は、第１クローラ２８と第２クローラ２２が一直線となったまま前進し、頂部縁４８に接近する。その間、搭載コンピュータ４０は、エンコーダ３６からの検知信号の有無を探知する。そして、左右双方のエンコーダ３６からの検知信号がある場合は、頂部縁４８に向かって前進を続ける（ｂ３）。
左右双方の接触検知クローラ３４の後端が頂部縁４８から離れ、接触検知クローラ３４の回転が停止すると、左右双方のエンコーダ３６からの検知信号の出力が停止する。左右双方の検知信号の検知停止から両側の接触検知クローラ３４の回転停止を検知すると（図１１（Ａ）、図１０（Ａ））、搭載コンピュータ４０は、第１クローラ２８を回転させ一定の距離Ｌ２を前進する旨の信号を第１クローラ用モータ３０へ出力し（図１１（Ｂ）、図１０（Ｂ））、一定の距離Ｌ２を前進した後に第２クローラ２２を下方へ旋回させるための信号を旋回モータ３２に出力する（図１１（Ｃ）、図１０（Ｃ）、（ｂ４））。
なお、第２クローラ２２を下方へ旋回させるための信号を出力した時点で、クローラ装置２０の重心４９が頂部４６上にある必要がある。そのため、この一定の距離Ｌ２とは、接触検知クローラ３４が路面と接触する面３４ｄ（以下、接地面）の後端から第２クローラ２２の接地面２２ｄの後端までの距離より長く、接触検知クローラ３４の接地面３４ｄの後端からクローラ装置２０の重心４９までの進行方向の距離よりも短いことが好ましい。
When descending from the top 46 of the
When the rear ends of both the left and right contact detection crawlers 34 are separated from the
It should be noted that the center of
第２クローラ２２を下方に旋回させる間、搭載コンピュータ４０は検知信号の探知を続け、検知信号がない場合は、第２クローラ２２を下方へ旋回し続ける（ｂ５）。
接触検知クローラ３４が階段４４の縁に接触して回転すると、検知信号が出力される。搭載コンピュータ４０が検知信号を検知すると、第２クローラ２２の下方旋回を停止させるための信号を旋回モータ３２に出力し（図１１（Ｃ）、図１０（Ｃ）、（ｂ６））、エンコーダ３６が計測した接触検知クローラ３４の回転数から、前進距離の計測を開始し、予め設定した閾値Ｚと前進距離とを比較する（ｂ６）。
前進距離が閾値Ｚよりも小さい場合、クローラ装置２０は前進し続ける（ｂ７）。
前進距離が閾値Ｚより大きいときに第２クローラ２２を第１クローラ２８と一直線にする旨の信号を旋回モータ３２へ出力する（図１１（Ｅ）、図１０（Ｅ）、（ｂ８））。
While the
When the
When the advance distance is smaller than the threshold value Z, the
When the advance distance is greater than the threshold value Z, a signal indicating that the
なお、閾値Ｚとは、接触検知クローラ３４の回転を検知してから、クローラ装置２０の重心４９が頂部縁４８を越え、第２クローラ２２と第１クローラ２８とを一直線にするタイミングまでに、クローラ装置２０が走行する距離を、予め設定した設定値である。
Note that the threshold Z is from the time when the rotation of the
これにより、第１クローラ２８と第２クローラ２２とを一直線にするタイミングは、搭載コンピュータ４０が判断するため、遠隔操縦者がカメラ映像から判断しなくてすむ。したがって、経験の浅い遠隔操縦者でも、容易にクローラ装置２０を頂部４６から下降することができる。
また、搭載コンピュータ４０が、接触検知クローラ３４が階段４４に接触したことを検知し、第２クローラ２２の下方旋回を止めるので、様々な傾斜の階段４４に対して、対応することができる。
Thereby, since the
Moreover, since the mounting
次に、本発明のクローラ装置２０が頂部４６から下降する際に斜めから階段４４の頂部縁４８に近づくときの駆動方法を説明する。
図１２は、クローラ装置２０が階段４４の頂部４６から下降する際に斜めから頂部縁４８へ接近したときの模式図である。（Ａ）はクローラ装置２０が斜めから頂部縁４８へ接近する図であり、（Ｂ）は、一方の接触検知クローラ３４が頂部縁４８から離れたときの図である。また、（Ｃ）は、クローラ装置２０が頂部縁４８に対して正対したときの図である。
図１３は、クローラ装置２０が階段４４の頂部４６から下降する際に斜めから頂部縁４８へ接近したときの動作フロー図である。図１３の（Ａ）〜（Ｃ）は、図１２のそれに対応する。
図１２において、クローラ装置２０が階段４４の左側から斜めに接近した場合を例にして説明する。
本発明のクローラ装置２０が頂部４６から下降するときに頂部縁４８に斜めから近づくときは、
（ｂ３）の前に、
（ｂ１）一方の接触検知クローラ３４の回転の停止を検知し他方の接触検知クローラ３４の回転の停止を検知しないときに一方の第１クローラ２８の回転を停止し、他方の第１クローラ２８を回転させ続け、
（ｂ２）他方の接触検知クローラ３４の回転の停止を検知したときに一方の第１クローラ２８の回転を開始し前進する。
Next, a driving method when the
FIG. 12 is a schematic view when the
FIG. 13 is an operation flow diagram when the
In FIG. 12, a case where the
When the
Before (b3)
(B1) When the stop of the rotation of one
(B2) When the stop of the rotation of the other
詳しく説明すると、本願のクローラ装置２０は、頂部４６から下降する際に、斜めから頂部縁４８に近づくとき、図１２（Ａ）のように、旋回モータ３２を駆動し、第２クローラ２２を第１クローラ２８と一直線にして頂部縁４８へ向かって前進する。
一方（左側）の接触検知クローラ３４が頂部縁４８から離れると、回転を停止し、一方（左側）のエンコーダ３６から出力される検知信号が停止する（図１２（Ｂ））。
図１３（Ｂ）に示すように、搭載コンピュータ４０が一方（左側）のエンコーダ３６からの検知信号の検知が停止し他方のエンコーダ３６からの検知信号を検知すると、回転を停止する旨の信号を一方（左側）の第１クローラ用モータ３０に出力し、他方のエンコーダ３６からの検知信号の検知が停止するまで他方の第１クローラ用モータ３０を回転させる。それにより、他方（右側）の第１クローラ２８のみが回転することとなり、クローラ装置２０が信地旋回する（ｂ１）。
その後、搭載コンピュータ４０は他方（右側）のエンコーダ３６から出力される検知信号の有無を判断し、他方からの検知信号がある場合は信地旋回を継続し（ｂ１）、他方からの検知信号の停止を検知したときに、一方（左側）の第１クローラ２８の回転を開始して信地旋回を停止し、前進する（ｂ２）。
なお、他方（右側）のエンコーダ３６から出力された検知信号の停止を検知したときに、他方の第１クローラ２８の旋回を停止することにより信地旋回を停止しても良い（図１３（Ｃ））。
これにより、クローラ装置２０は、接触検知クローラ３４とエンコーダ３６という機械的な機構を使用することにより、階段４４に対して容易に正対することができ、安全に階段４４を下り始めることができる。
More specifically, when the
When one (left side)
As shown in FIG. 13B, when the on-
Thereafter, the on-
When the stop of the detection signal output from the other (right side)
Accordingly, the
なお、本実施形態では、検知信号から搭載コンピュータ４０が判断し、信号を出力するが、遠隔操縦者が判断してクローラ装置２０を操縦してもよい。すなわち、搭載コンピュータ４０は入力した検知信号を遠隔操縦者に送信し、遠隔操縦者がその送信された情報に基づいて判断してクローラ装置２０を操縦しても良い。
In the present embodiment, the
上述した本発明のクローラ装置２０及びその駆動方法によれば、第２クローラ２２の前端２２ａや接地面２２ｄが段差や階段等の対象物に接触した場合に、接触検知クローラ３４の前端３４ａや接地面３４ｄが対象物に接触して回転するので、エンコーダ３６が接触検知クローラ３４の回転を検知することにより、第２クローラ２２の接触を検知できる。
また、階段４４を昇降するときに、第２クローラ２２が階段４４の縁で滑った場合でも、接触検知クローラ３４が階段４４の縁との摩擦により回転するため、階段４４を昇降する際の前進距離を、接触検知クローラ３４の回転数から正確に求めることができる。したがって、装置本体２６の姿勢角を測定するために姿勢センサを設けなくても、前進距離から階段４４に乗り上げた後の第２クローラ２２と第１クローラ２８とを一直線にするタイミングを、遠隔操縦者が容易に判断することができる。
さらに、姿勢センサを設ける必要がないため、製造コストを安くすることができ、また、装置本体２６を第１クローラ２８に取り付けることができる。
According to the
Further, even when the
Furthermore, since there is no need to provide an attitude sensor, the manufacturing cost can be reduced, and the apparatus
また、接触検知クローラ３４とエンコーダ３６が、左右の第２クローラ２２に其々設けられているので、クローラ装置２０が斜めから階段４４に近づいた場合、前方の接触検知クローラ３４が、後方の接触検知クローラ３４より先に階段４４に接触したことを検知し、同様に、階段４４の頂部縁４８にクローラ装置２０が斜めから近づいた場合、前方の接触検知クローラ３４が、後方の接触検知クローラ３４より先に接触検知クローラ３４が頂部縁４８から離れたことを検知する。それにより、遠隔操縦者は、検知していない方の接触検知クローラ３４が付随する後方の第１クローラ２８のみを駆動し、信地旋回することにより、測距センサやカメラ映像の画像処理を使用せずに、クローラ装置２０を階段４４もしくは頂部縁４８に対して正対することができる。また、測距センサやカメラ映像の画像処理などの高価な処理を必要としないので、製造コストを安くすることができる。
In addition, since the
また、クローラ装置２０が階段４４の頂部４６に上がるときや頂部４６から階段４４を下降するときには、接触検知クローラ３４の回転停止を検知することによって、接触検知クローラ３４の後端が階段４４の頂部縁４８から離れたときを検知できる。それにより、測距センサを設けなくても、遠隔操縦者は第２クローラ２２を下方へ旋回させるタイミングを容易に判断することができる。
さらに、接触検知クローラ３４は回転自在な従輪であり、第２クローラ２２の接触を感度良く検知することができるため、第２クローラ２２を下方へ旋回させる際に、第２クローラ２２が頂部４６や階段４４の縁に接触したことを検知して第２クローラ２２の下方旋回を止めることができる。それにより、予め第２クローラ２２の旋回角度を設定する必要がなく、様々な傾斜の階段４４に対して、クローラ装置２０をうまく昇降させることができる。
Further, when the
Further, the
なお、本発明は上述した実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得ることは勿論である。 In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, Of course, a various change can be added in the range which does not deviate from the summary of this invention.
２ クローラ装置、４ 第２クローラ、
６ 装置本体、８ 第１クローラ、
１０ 階段、１２ 頂部、１４ 頂部縁、
２０ クローラ装置、
２２ 第２クローラ、２２ａ 第２クローラの前端、
２２ｂ 第２クローラの回転軸、２２ｃ 第２クローラの後端、
２２ｄ 第２クローラの接地面、
２４ カメラ、２６ 装置本体、
２８ 第１クローラ、２８ａ 第１クローラの前端、
３０ 第１クローラ用モータ、
３１ 第２クローラ旋回角度検出用エンコーダ、
３２ 旋回モータ、
３４ 接触検知クローラ、
３４ａ 接触検知クローラの前端、３４ｂ 接触検知クローラの回転軸、
３４ｄ 接触検知クローラの接地面、
３６ エンコーダ、３８ 共通スプロケット、
４０ 搭載コンピュータ、
４４ 階段、４６ 頂部、４８ 頂部縁、
４９ 重心、
Ｘ，Ｙ，Ｚ 閾値、
Ｌ１，Ｌ２ 一定の距離
2 crawler device, 4 second crawler,
6 device body, 8 first crawler,
10 stairs, 12 top, 14 top edge,
20 crawler device,
22 Second crawler, 22a Front end of second crawler,
22b Rotating shaft of the second crawler, 22c Rear end of the second crawler,
22d The ground contact surface of the second crawler,
24 camera, 26 device body,
28 1st crawler, 28a Front end of 1st crawler,
30 First crawler motor,
31 Second crawler turning angle detection encoder,
32 slewing motor,
34 Contact detection crawler,
34a Front end of the contact detection crawler, 34b Rotation shaft of the contact detection crawler,
34d Contact detection crawler grounding surface,
36 Encoder, 38 Common sprocket,
40 onboard computer,
44 stairs, 46 top, 48 top edge,
49 center of gravity,
X, Y, Z threshold,
L1, L2 constant distance
Claims (12)
第１クローラを回転させる左右一対の第１クローラ用モータと、
各第１クローラの前端の横方向側面から直線状に前方に延び第１クローラと同期回転する無端状の第２クローラと、
第１クローラに対して第２クローラを旋回する旋回モータと、を備えるクローラ装置であって、
さらに各第２クローラの横方向側面に設けられ回転自在な接触検知クローラと、
左右其々の接触検知クローラの回転を検知し検知信号を出力する左右一対のエンコーダと、を備え、
接触検知クローラは、進行方向において第２クローラの前端に揃えられた前端と、高さ方向において路面と第２クローラが接触する接地面に揃えられた接地面と、第２クローラの回転軸と平行な回転軸と、を有する、ことを特徴とするクローラ装置。 A pair of left and right endless first crawlers;
A pair of left and right first crawler motors for rotating the first crawler;
An endless second crawler extending straight forward from the lateral side surface of the front end of each first crawler and rotating synchronously with the first crawler;
A crawler device comprising a turning motor for turning the second crawler with respect to the first crawler,
Further, a rotatable contact detection crawler provided on the lateral side surface of each second crawler,
A pair of left and right encoders that detect the rotation of the left and right contact detection crawlers and output detection signals,
The contact detection crawler is parallel to the front end aligned with the front end of the second crawler in the traveling direction, the ground contact surface aligned with the ground contact surface where the road surface and the second crawler contact in the height direction, and the rotation axis of the second crawler. A crawler device comprising a rotating shaft.
接触検知クローラは、共通スプロケットより前方に設けられる、ことを特徴とする請求項１に記載のクローラ装置。 A common sprocket that connects the front end of the first crawler and the rear end of the second crawler and rotates the first crawler and the second crawler synchronously;
The crawler device according to claim 1, wherein the contact detection crawler is provided in front of the common sprocket.
旋回モータは、階段に乗り上げるときに第２クローラの前端を持ち上げ第２クローラを階段接近姿勢とし、
第１クローラ用モータは、階段に乗り上げるときに駆動を継続し、
搭載コンピュータは、左右双方のエンコーダからの検知信号を検知したときに接触検知クローラの回転数に基づいて行う前進した前進距離の計測を開始し、閾値と前進距離とを比較し、前進距離が閾値より大きいときに第２クローラを第１クローラと一直線にする旨の信号を旋回モータへ出力する、ことを特徴とする請求項１に記載のクローラ装置。 An on-board computer for inputting each detection signal,
The swing motor lifts the front end of the second crawler when climbing up the stairs, and makes the second crawler approach the stairs,
The first crawler motor continues to drive as it climbs the stairs,
When the on-board computer detects detection signals from both the left and right encoders, it starts measuring the forward travel distance based on the rotation speed of the contact detection crawler, compares the threshold value with the forward travel distance, and the forward travel distance is the threshold value. 2. The crawler device according to claim 1, wherein a signal indicating that the second crawler is aligned with the first crawler is output to the turning motor when larger.
旋回モータは、階段に接近するときに第２クローラの前端を持ち上げ第２クローラを階段接近姿勢とし、
第１クローラ用モータは、階段に接近するときに駆動を継続し、
搭載コンピュータは、一方のエンコーダからの検知信号を検知し他方のエンコーダからの検知信号を検知しないときに回転を停止する旨の信号を一方の第１クローラ用モータへ出力し、
他方のエンコーダからの検知信号を検知するまで他方の第１クローラ用モータを回転させる、ことを特徴とする請求項１に記載のクローラ装置。 An on-board computer for inputting each detection signal,
The swing motor lifts the front end of the second crawler when approaching the stairs, and makes the second crawler approach the stairs,
The first crawler motor continues to drive when approaching the stairs,
The onboard computer detects a detection signal from one encoder and outputs a signal to the first crawler motor to stop rotation when the detection signal from the other encoder is not detected.
The crawler device according to claim 1, wherein the first crawler motor is rotated until a detection signal from the other encoder is detected.
旋回モータは、階段の頂部に乗り上げるときもしくは頂部から下降するときに第２クローラを第１クローラと一直線にし、
第１クローラ用モータは、階段の頂部に乗り上げるときもしくは頂部から下降するときに駆動を継続し、
搭載コンピュータは、左右双方のエンコーダからの検知信号の検知が停止したときに一定の距離を前進する旨の信号を第１クローラ用モータへ出力し、
一定の距離を前進した後第２クローラを下方へ旋回させる旨の信号を旋回モータへ出力し、
その後、検知信号を検知したときに第２クローラの下方旋回を停止する旨の信号を旋回モータへ出力し、接触検知クローラの回転数に基づいて行うクローラ装置が走行した前進距離の計測を開始し、
閾値と前進距離とを比較し、
前進距離が閾値より大きいときに第２クローラを第１クローラと一直線にする旨の信号を旋回モータへ出力する、ことを特徴とする請求項１に記載のクローラ装置。 An on-board computer for inputting each detection signal,
The swivel motor aligns the second crawler with the first crawler when climbing onto or descending from the top of the stairs,
The first crawler motor continues to drive when climbing or descending from the top of the stairs,
The onboard computer outputs a signal to the first crawler motor to advance a certain distance when detection of the detection signals from both the left and right encoders stops.
After moving forward a certain distance, a signal to turn the second crawler downward is output to the turning motor,
Thereafter, when a detection signal is detected, a signal indicating that the second crawler stops turning downward is output to the turning motor, and measurement of the forward distance traveled by the crawler device based on the rotation speed of the contact detection crawler is started. ,
Compare the threshold with the advance distance,
2. The crawler device according to claim 1, wherein a signal indicating that the second crawler is aligned with the first crawler is output to the turning motor when the advance distance is greater than the threshold value.
搭載コンピュータは、一方のエンコーダからの検知信号の検知が停止し他方のエンコーダからの検知信号を検知するときに回転を停止する旨の信号を一方の第１クローラ用モータへ出力し、
他方のエンコーダからの検知信号の検知が停止するまで他方の第１クローラ用モータを回転させる、ことを特徴とする請求項５に記載のクローラ装置。 When descending from the top,
The onboard computer outputs a signal to the first crawler motor to stop rotation when detection of the detection signal from one encoder is stopped and detection of the detection signal from the other encoder is detected,
6. The crawler device according to claim 5, wherein the other first crawler motor is rotated until detection of a detection signal from the other encoder is stopped.
接触検知クローラは、第２クローラの横方向外側面に設けられる、ことを特徴とする請求項１に記載のクローラ装置。 The second crawler is provided on the laterally outer surface of each first crawler,
The crawler device according to claim 1, wherein the contact detection crawler is provided on a laterally outer side surface of the second crawler.
各第１クローラの前端の横方向側面から直線状に前方に延び第１クローラと同期回転し第１クローラに対して旋回する無端状の第２クローラと、
第２クローラの回転軸と平行な回転軸を有し各第２クローラの前端の横方向側面から後方にかけて設けられ第２クローラと同径で回転自在な接触検知クローラと、を備えるクローラ装置において、
接触検知クローラが接触したときに、接触検知クローラの回転を検知し、
接触検知クローラが接触していないときに、接触検知クローラの回転停止を検知し、
接触検知クローラの回転もしくは回転停止を検知したときに第２クローラの旋回の開始もしくは停止、または前進もしくは停止する、ことを特徴とするクローラ装置の駆動方法。 A pair of left and right endless first crawlers;
An endless second crawler that linearly extends forward from the lateral side surface of the front end of each first crawler and rotates synchronously with the first crawler and pivots with respect to the first crawler;
A crawler device comprising a contact detection crawler that has a rotation axis parallel to the rotation axis of the second crawler and is provided from the lateral side surface of the front end of each second crawler to the rear and is rotatable with the same diameter as the second crawler.
When the contact detection crawler comes into contact, the rotation of the contact detection crawler is detected,
When the contact detection crawler is not in contact, it detects the rotation stop of the contact detection crawler,
A crawler device driving method, characterized in that when a rotation or a rotation stop of a contact detection crawler is detected, the turning of the second crawler starts or stops, or advances or stops.
（ａ３）左右双方の接触検知クローラの回転を検知したときに接触検知クローラの回転数に基づいて行うクローラ装置が走行した前進距離の計測を開始し閾値と前進距離とを比較し、
（ａ４）前進距離が閾値より小さいときに前進を続け、
（ａ５）前進距離が閾値より大きいときに第２クローラを第１クローラと一直線にする、ことを特徴とする請求項８に記載のクローラ装置の駆動方法。 When the second crawler is lifted to move the second crawler to the stair approaching posture and the first crawler is rotated to advance,
(A3) When the rotation of both the left and right contact detection crawlers is detected, measurement of the advance distance traveled by the crawler device based on the number of rotations of the contact detection crawler is started, and the threshold value and the advance distance are compared.
(A4) Continue to advance when the advance distance is less than the threshold,
(A5) The crawler device driving method according to claim 8, wherein the second crawler is aligned with the first crawler when the advance distance is larger than the threshold value.
（ａ１）一方の接触検知クローラの回転を検知し他方の接触検知クローラの回転を検知しないときに一方の第１クローラの回転を停止し、他方の第１クローラを回転させ続け、
（ａ２）他方の接触検知クローラの回転を検知したときに一方の第１クローラの回転を開始し前進する、ことを特徴とする請求項９に記載のクローラ装置の駆動方法。 Before (a3)
(A1) When the rotation of one contact detection crawler is detected and the rotation of the other contact detection crawler is not detected, the rotation of one of the first crawlers is stopped and the other first crawler is continuously rotated;
(A2) The driving method of the crawler device according to claim 9, wherein when the rotation of the other contact detection crawler is detected, the rotation of one of the first crawlers is started and advanced.
（ｂ３）接触検知クローラの回転を検知するときに前進を継続し、
（ｂ４）接触検知クローラの回転の停止を検知したときに左右双方の第１クローラを回転させて一定の距離を前進し、その後第２クローラの下方旋回を開始し、
（ｂ５）接触検知クローラの回転を検知しないときに第２クローラの下方旋回を継続し、
（ｂ６）接触検知クローラの回転を検知したときに第２クローラの下方旋回を停止し左右双方の第１クローラを回転させて前進し接触検知クローラの回転数に基づいて行うクローラ装置が走行した前進距離の計測を開始し閾値と前進距離とを比較し、
（ｂ７）前進距離が閾値より小さいときに前進を続け、
（ｂ８）前進距離が閾値より大きいときに第２クローラを第１クローラと一直線にする、ことを特徴とする請求項８に記載のクローラ装置の駆動方法。 When moving forward with the second crawler in line with the first crawler,
(B3) Continue to advance when detecting rotation of the contact detection crawler,
(B4) When the stop of the rotation of the contact detection crawler is detected, the left and right first crawlers are rotated to advance a certain distance, and then the second crawler starts to turn downward.
(B5) When the rotation of the contact detection crawler is not detected, the second crawler is continuously turned downward,
(B6) When the rotation of the contact detection crawler is detected, the second crawler stops turning downward, rotates both the left and right first crawlers, moves forward, and moves forward based on the rotation speed of the contact detection crawler. Start measuring distance, compare threshold and advance distance,
(B7) Continue to advance when the advance distance is less than the threshold;
(B8) The crawler device driving method according to claim 8, wherein the second crawler is aligned with the first crawler when the advance distance is larger than the threshold value.
（ｂ１）一方の接触検知クローラの回転の停止を検知し他方の接触検知クローラの回転の停止を検知しないときに一方の第１クローラの回転を停止し、他方の第１クローラを回転させ続け、
（ｂ２）他方の接触検知クローラの回転の停止を検知したときに一方の第１クローラの回転を開始し前進する、ことを特徴とする請求項１１に記載のクローラ装置の駆動方法。 Before (b3)
(B1) Stopping the rotation of one contact detection crawler and detecting the stop of the rotation of the other contact detection crawler when stopping the rotation of one of the first crawlers, continuing to rotate the other first crawler,
(B2) The driving method of the crawler device according to claim 11, wherein when the stop of the rotation of the other contact detection crawler is detected, the rotation of one of the first crawlers starts and moves forward.
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