JP6695877B2 - 走行体およびその制御方法 - Google Patents
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Description
さらに上記ロボットは、目的地が斜め方向にある場合、目的地まで直線的に移動できず、そのために正確に目的地に到達できないことがある。
さらに、上記一対のクローラユニットが上記回転軸線を中心に回転し、第2方向に転がる(ローリングする)ことにより、ロボットは第2方向に走行することができる。以下、この走行モードを「ローリング走行」と言う。
上記複数のクローラ装置の各々は、上記第1方向に延びる第1回転軸線を中心に回転可能にして上記ボデイに支持されたクローラユニットと、クローラアクチュエータと、ローリングアクチュエータとを備え、
各クローラユニットは、上記第1回転軸線に沿って延びるサポ―トと、上記サポ―トに設けられるとともに上記第1回転軸線を挟んで互いに離間して配置された一対のクローラ部とを有し、
上記クローラアクチュエータが上記一対のクローラ部を駆動することにより、上記走行体が上記第1方向に沿ってクローラ走行し、上記ローリングアクチュエータが上記クローラユニットを上記第1回転軸線を中心にローリングさせることにより、上記走行体が上記第2方向に沿ってローリング走行し、
上記クローラユニットは、上記一対のクローラ部のうち少なくとも一方が接地し上記クローラ部の駆動により上記クローラ走行が可能な走行可能ゾーンと、上記クローラ部の駆動による上記クローラ走行が不可能なデッドゾーンを有し、
さらに、上記クローラユニットの姿勢を検出する姿勢検出センサと、上記クローラアクチュエータと上記ローリングアクチュエータを制御するコントロール装置とを備え、
上記コントロール装置は、上記クローラ走行の準備のために、上記姿勢検出センサからの上記クローラユニットの姿勢情報に基づき上記ローリングアクチュエータを駆動させることにより、上記クローラユニットが上記走行可能ゾーンで接地する走行可能姿勢になるように、上記クローラユニットの姿勢制御を実行することを特徴とする。
上記構成によれば、ローリング走行の最後にクローラユニットの姿勢制御を行うので、その後のクローラ走行を円滑に開始することができる。
上記構成によれば、斜め走行の最後にクローラユニットの姿勢制御を行うので、その後のクローラ走行を円滑に開始することができる。
上記複数のクローラ装置の各々は、上記第1方向に延びる第1回転軸線を中心に回転可能にして上記ボデイに支持されたクローラユニットと、クローラアクチュエータと、ローリングアクチュエータとを備え、
各クローラユニットは、上記第1回転軸線に沿って延びるサポ―トと、上記サポ―トに設けられるとともに上記第1回転軸線を挟んで互いに離間して配置された一対のクローラ部とを有し、
上記クローラアクチュエータが上記一対のクローラ部を駆動させることにより、上記走行体が上記第1方向に沿ってクローラ走行し、上記ローリングアクチュエータ(60,60’)が上記クローラユニットを上記第1回転軸線を中心にローリングさせることにより、上記走行体が上記第2方向に沿ってローリング走行し、
上記クローラユニットは、上記一対のクローラ部のうち少なくとも一方が接地し上記クローラ部の駆動により上記クローラ走行が可能な走行可能ゾーンと、上記クローラ部の駆動による上記クローラ走行が不可能なデッドゾーンを有する走行体において、
上記クローラ走行の準備のために、姿勢検出センサからの上記クローラユニットの姿勢情報に基づき上記ローリングアクチュエータを駆動させることにより、上記クローラユニットが上記走行可能ゾーンで接地する走行可能姿勢になるように、上記クローラユニットの姿勢制御を実行することを特徴とする。
各クローラ装置2は、X方向に延びる細長い形状のクローラユニット5を備えている。このクローラユニット5は、後述するようにX方向に延びる第1回転軸線L1を中心としてローリング可能である。
一対のクローラ部20A,20Bの従動スプロケットホイール22、22は、従動側シャフト13に回転可能に支持されている。
クローラアクチュエータ40は、サポ―ト10の固定板14に固定されたモータ41と、このモータ41の回転トルクをクローラ部20A,20Bの原動スプロケットホイール21,21に伝達するトルク伝達機構42とを有している。このトルク伝達機構42は、モータ41の出力軸に固定された傘歯車42aと、この傘歯車42aと噛み合う傘歯車42bとを有している。モータ41の回転トルクは、傘歯車42a,42bを介してクローラ部20Bの原動スプロケットホイール21に伝達され、さらに原動側シャフト12を介してクローラ部20Aの原動スプロケットホイール21にも伝達される。これにより、一対のクローラ部20A,20Bが同時に同方向に同速度で駆動される。モータ41は正逆回転可能である。
ボデイ1の下面には、クローラユニット5を挟んで第1回転軸線L1方向に離れた一対のブラケット51,52が固定されている。
ブラケット52には、第1回転軸線L1上に配置された支持シャフト54(支持部材)が回転可能に支持されている。支持シャフト54は一対のクローラ部20A,20Bの他端部間の間隙を通ってクローラユニット5の内部まで延びており、その先端部がサポート10の従動側シャフト13に固定されている。支持シャフト54は、ブラケット52に固定され、従動側シャフト13に回転可能に連結されていてもよい。
図8は、ロボット走行中に、コントロール装置70がリモートコントローラ71から走行停止指令信号を受けた時に実行される制御である。
ステップ101でローリング走行であると判断した時には、ステップ103で、一対のクローラユニット5が基準姿勢か否かを判断する。ここで否定判断した時には、ローリング走行を継続させる。すなわち、走行停止信号を受ける前のローリング走行と同じ方向でローリングを継続させる。ステップ103で肯定判断した時には、モータ61を停止し、ローリング走行を停止させる。
ロボット停止状態でクローラ走行開始の指令信号を受けた時に、ステップ121で一対のクローラユニット5が基準姿勢にあるか否かを判断する。ここで肯定判断した時にはステップ128に進み、即座にクローラ走行を開始させる。
次に、ステップ125で他方のクローラユニット5のローリングを実行させる。この時上記一方のクローラユニット5は停止しているので、ローリングによるロボットの移動を抑えることができる。
次に、ステップ133でいずれか一方のクローラユニット5が基準姿勢になったか否かを判断する。肯定判断した時には、ステップ134に進み、当該一方のクローラユニット5のローリングを停止させる。次に、ステップ135で他方のクローラユニット5が基準姿勢になったか否かを判断し、ここで否定判断した時には他方のクローラユニット5のローリングを継続させ、肯定判断した時には、ステップ136に進み当該他方のクローラユニット5のローリングを停止させ、ステップ137でクローラ走行を開始させる。
図11の制御において、一対のクローラユニット5が図4に示す姿勢でクローラ走行開始の指令を受けた時には、一対のクローラユニット5は同時に基準姿勢に達し、一対のクローラユニット5のローリングを同時に停止させる。
本実施形態のクローラ装置2’では、クローラユニット5’の一端部がボックス形状のサポート80により、片持ちで第1回転軸線L1を中心に回転可能に支持され、他端部は自由端となっている。
上記サポート80には、ローリングアクチュエータ60’が設けられている。詳述すると、サポート80の上面にはローリングアクチュエータ60’のモータ61’が固定され、サポート80の内部にはトルク伝達機構62’が収容されている。モータ61’の回転トルクはトルク伝達機構62’およびトルク伝達シャフト53を介してクローラユニット5’に伝達され、クローラユニット5’がローリングする。
上記第2実施形態でも、図8〜図11に示す制御を実行することができる。その場合、Y方向の一方側に位置する2つのクローラ装置2’を、第1実施形態の一方のクローラ装置2に見立て、Y方向の他方側に位置する2つのクローラ装置2’を第1実施形態の他方のクローラ装置2に見立てて制御を実行する。
上記実施形態では、走行可能姿勢として図3の基準姿勢になるようにクローラユニットの姿勢を制御したが、走行可能姿勢としては角度範囲Θ1の走行可能ゾーンが接地する姿勢であればよい。この場合、図8〜図11の制御において、クローラユニットが基準姿勢か否かの判断ステップでは、「クローラユニット5が走行可能ゾーンで接地しているか否か」を判断してもよい。
クローラ部は、一対のホイールと、このホイールに架け渡されてホイールの外周に摩擦係合またはピン係合されるベルトにより構成してもよい。
第1実施形態においてクローラユニット5をその一端において片持ち式で回転可能に支持してもよい。
リモートコントローラは省略してもよい。この場合、ロボットのコントロール装置が種々のセンサからの情報に基づき、自動的に走行制御モードの選択、走行開始、走行停止を実行し、クローラユニットの姿勢制御を実行する。
Claims (10)
- ボデイ(1)と、このボデイに支持され第1方向に延びるとともにこの第1方向と直交する第2方向に互いに離間する複数のクローラ装置(2;2’)とを備えた走行体であって、
上記複数のクローラ装置(2;2’)の各々は、上記第1方向に延びる第1回転軸線(L1)を中心に回転可能にして上記ボデイに支持されたクローラユニット(5;5’)と、クローラアクチュエータ(40)と、ローリングアクチュエータ(60;60’)とを備え、
各クローラユニット(5;5’)は、上記第1回転軸線(L1)に沿って延びるサポ―ト(10)と、上記サポ―トに設けられるとともに上記第1回転軸線を挟んで互いに離間して配置された一対のクローラ部(20A,20B)とを有し、
上記クローラアクチュエータ(40)が上記一対のクローラ部(20A,20B)を駆動することにより、上記走行体が上記第1方向に沿ってクローラ走行し、上記ローリングアクチュエータ(60,60’)が上記クローラユニット(5,5’)を上記第1回転軸線(L1)を中心にローリングさせることにより、上記走行体が上記第2方向に沿ってローリング走行し、
上記クローラユニット(5;5’)は、上記一対のクローラ部(20A,20B)のうち少なくとも一方が接地し上記クローラ部の駆動により上記クローラ走行が可能な走行可能ゾーンと、上記クローラ部の駆動による上記クローラ走行が不可能なデッドゾーンを有し、
さらに、上記クローラユニット(5;5’)の姿勢を検出する姿勢検出センサ(72)と、上記クローラアクチュエータ(40)と上記ローリングアクチュエータ(60;60’)を制御するコントロール装置(70)とを備え、
上記コントロール装置(70)は、上記クローラ走行の準備のために、上記姿勢検出センサ(72)からの上記クローラユニット(5;5’)の姿勢情報に基づき上記ローリングアクチュエータ(60;60’)を駆動させることにより、上記クローラユニットが上記走行可能ゾーンで接地する走行可能姿勢になるように、上記クローラユニットの姿勢制御を実行することを特徴とする走行体。 - 上記コントロール装置(70)は、上記ローリング走行中に停止指令信号を受けた時に、上記姿勢検出センサ(72)からの姿勢情報に基づき、上記クローラユニット(5;5’)が走行可能姿勢にあるか否かを判断し、肯定判断の時には走行を即座に停止させ、否定判断の時には上記クローラユニットが走行可能姿勢になるまで、ローリング走行中と同方向に上記クローラユニットをローリングさせることを特徴とする請求項1に記載の走行体。
- 上記コントロール装置(70)は、上記ローリング走行と上記クローラ走行を同時に行うことにより斜め走行を実行することができ、上記斜め走行中に停止指令信号を受けた時には、上記クローラ走行を即座に停止させるとともに、上記姿勢検出センサ(72)からの姿勢情報に基づき上記クローラユニット(5;5’)が上記走行可能姿勢にあるか否かを判断し、肯定判断の時にはローリング走行を即座に停止させ、否定判断の時には上記クローラユニットが上記走行可能姿勢になるまで、上記斜め走行中と同方向に上記クローラユニットをローリングさせることを特徴とする請求項1に記載の走行体。
- 上記コントロール装置(70)は、走行体の停止状態で上記クローラ走行の開始指令信号を受けた時に、上記姿勢検出センサ(72)からの姿勢情報に基づき上記クローラユニット(5;5’)が上記走行可能姿勢にあるか否かを判断し、肯定判断の時にはクローラ走行を即座に開始させ、否定判断の時には上記クローラユニットが走行可能姿勢になるまで上記クローラユニットをローリングさせた後で、上記クローラ走行を開始させることを特徴とする請求項1に記載の走行体。
- 上記コントロール装置(70)は、上記否定判断の時に、複数のクローラユニット(5;5’)を同方向にローリングさせることにより、これらクローラユニットの姿勢制御を行うことを特徴とする請求項4に記載の走行体。
- 複数のクローラユニット(5;5’)は対をなすクローラユニットを含んでおり、
上記コントロール装置(70)は、上記否定判断の時に、一方のクローラユニット(5;5’)を停止させたまま他方のクローラユニット(5;5’)をローリングさせ、上記他方のクローラユニットの姿勢制御が終了した後、上記他方のクローラユニットを停止させたまま上記一方のクローラユニットの姿勢制御を行うことを特徴とする請求項4に記載の走行体。 - 複数のクローラユニット(5;5’)は対をなすクローラユニットを含んでおり、
上記コントロール装置(70)は、上記否定判断の時に、対をなすクローラユニット(5:5’)を同時に逆方向へローリングさせることにより、上記クローラユニットの姿勢制御を行うことを特徴とする請求項4に記載の走行体。 - 上記クローラユニット(5;5’)の上記走行可能姿勢が、上記一対のクローラ部(20A,20B)が接地している基準姿勢であることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の走行体。
- 上記クローラユニット(5;5’)の各クローラ部(20A、20B)は、上記第1回転軸線(L1)方向に離れて配置された一対のホイール(21,22)と、これらホイールに架け渡された無端条体(23)と、この無端条体に取り付けられた多数の接地ラグ(24)とを有し、上記一対のホイールは、上記第1回転軸線と直交するとともに互いに平行をなす第2回転軸線(L2,L2’)を中心として、上記サポ―トに回転可能に支持されており、
上記クローラユニットの上記サポ―ト(10)には、上記一対のクローラ部(20A,20B)に対して第2回転軸線(L2,L2’)方向の外側に隣接する一対の接地構造(30A,30B)が取り付けられており、これら接地構造が、上記デッドゾーンを提供することを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の走行体。 - ボデイ(1)と、このボデイに支持され第1方向に延びるとともにこの第1方向と直交する第2方向に互いに離間する複数のクローラ装置(2;2’)とを備えた走行体であって、
上記複数のクローラ装置(2;2’)の各々は、上記第1方向に延びる第1回転軸線(L1)を中心に回転可能にして上記ボデイに支持されたクローラユニット(5;5’)と、クローラアクチュエータ(40)と、ローリングアクチュエータ(60;60’)とを備え、
各クローラユニット(5;5’)は、上記第1回転軸線(L1)に沿って延びるサポ―ト(10)と、上記サポ―トに設けられるとともに上記第1回転軸線を挟んで互いに離間して配置された一対のクローラ部(20A,20B)とを有し、
上記クローラアクチュエータ(40)が上記一対のクローラ部(20A,20B)を駆動させることにより、上記走行体が上記第1方向に沿ってクローラ走行し、上記ローリングアクチュエータ(60,60’)が上記クローラユニット(5,5’)を上記第1回転軸線(L1)を中心にローリングさせることにより、上記走行体が上記第2方向に沿ってローリング走行し、
上記クローラユニット(5;5’)は、上記一対のクローラ部(20A,20B)のうち少なくとも一方が接地し上記クローラ部の駆動により上記クローラ走行が可能な走行可能ゾーンと、上記クローラ部の駆動による上記クローラ走行が不可能なデッドゾーンを有する走行体において、
上記クローラ走行の準備のために、姿勢検出センサ(72)からの上記クローラユニット(5;5’)の姿勢情報に基づき上記ローリングアクチュエータ(60;60’)を駆動させることにより、上記クローラユニットが上記走行可能ゾーンで接地する走行可能姿勢になるように、上記クローラユニットの姿勢制御を実行することを特徴とする走行体の制御方法。
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