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Description
本発明は、移動対象面上を移動可能に構成された移動体に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a moving object configured to be movable on a moving object surface.
移動体として、移動方向を変更する際、左右の駆動輪を互いに逆回転させることで水平方向の向きを変更するように構成された移動体(自律走行装置)が知られている(特許文献1参照)。 As a mobile body, there is known a mobile body (autonomous mobile device) configured to change the horizontal direction by rotating left and right driving wheels in opposite directions when changing the moving direction (Patent Document 1). reference).
特許文献1に記載された移動体では、従輪(非駆動輪)が床面等の移動対象面に接触した状態で移動体の向きを変更するように構成されているため、移動方向を変更する際、従輪と移動対象面との接触抵抗のため、スムーズに移動体の水平方向の向きを変更することができないという課題があった。
本発明は、移動方向を変更する際、水平方向の向きをスムーズに変更できるように構成された移動体を提供することを目的とする。
The moving body described in
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a moving body configured to smoothly change its horizontal orientation when changing its moving direction.
本発明に係る移動体は、移動対象面上を移動可能に構成された移動体であって、基体と、基体の前側下部に設けられた左右の前側車輪と、基体の後側下部に設けられた左右の後側車輪と、左右の前側車輪及び左右の後側車輪のうちの少なくとも一方の左右の車輪の駆動源と、基体に設けられて移動体の前側又は後側を昇降させる昇降装置と、制御手段とを備え、昇降装置は、上下方向に伸縮する伸縮手段と、伸縮手段の先端側に設けられて移動対象面上を転動可能に構成された転動体とを備え、制御手段が、昇降装置の伸縮手段を伸長させて転動体を移動対象面に押し付けるとともに前側車輪及び後側車輪のうちの一方の車輪を移動対象面から浮かせた状態で、移動対象面に接触している他方の左右の車輪を互いに反対方向に回転させることによって、移動体の水平方向の向きを変更するように構成されたので、移動方向を変更する際、水平方向の向きをスムーズに変更できるようになるとともに、昇降装置が、基体の前側に設けられて移動体の前側を昇降可能に構成され、左の後側車輪の移動対象面との接触面の中心点と、右の後側車輪の移動対象面との接触面の中心点と、転動体の移動対象面との接触面の中心点とが、移動体の水平方向の向きを変更する際の移動体の回転中心線を中心とする1つの円弧上に位置するように構成されたこと、あるいは、昇降装置が、基体の後側に設けられて移動体の後側を昇降可能に構成され、左の前側車輪の移動対象面との接触面の中心点と、右の前側車輪の移動対象面との接触面の中心点と、転動体の移動対象面との接触面の中心点とが、移動体の水平方向の向きを変更する際の移動体の回転中心線を中心とする1つの円弧上に位置するように構成されたことを特徴とするので、回転中心線を中心とした移動対象面上の1つの円弧上を、移動対象面に接触している左右の車輪及び転動体が転動することになるので、移動体が回転中心線を回転中心として右回り又は左回りにスムーズに回転し、移動体の水平方向の向きをスムーズに変更できるようになる。
また、昇降装置の伸縮手段を、移動体の回転中心線と平行を維持しながら当該回転中心線に沿った上下方向に移動させるためのガイド部を備えたので、昇降装置の伸縮手段が正確に上下方向に移動して、回転中心線を正確に形成できるようになるので、移動体の水平方向の向きをスムーズに変更できるようになる。
A mobile body according to the present invention is a mobile body configured to be movable on a movement target surface, and includes a base, left and right front wheels provided on the lower front side of the base, and wheels provided on the lower rear side of the base. left and right rear wheels, a drive source for at least one of the left and right front wheels and the left and right rear wheels, and a lifting device provided on a base for lifting and lowering the front or rear of the moving body. , and a control means, the lifting device includes an expansion and contraction means that expands and contracts in the vertical direction, and a rolling body that is provided on the tip side of the expansion and contraction means and is configured to be rotatable on a movement target surface, and the control means comprises , the expansion and contraction means of the lifting device is extended to press the rolling elements against the surface to be moved, and one of the front wheels and the rear wheels is lifted from the surface to be moved, and the other is in contact with the surface to be moved. By rotating the left and right wheels in opposite directions to each other, the horizontal direction of the moving body can be changed. In addition, an elevating device is provided on the front side of the base body and configured to be able to elevate the front side of the moving body, and the center point of the contact surface of the left rear wheel with the movement object surface and the movement of the right
Further, since the guide part is provided for moving the expansion/contraction means of the lifting device in the vertical direction along the rotation centerline of the moving body while maintaining parallelism with the rotation centerline of the moving body, the expansion/contraction means of the lifting device can be moved accurately. By moving vertically, it becomes possible to accurately form the center line of rotation, so that the horizontal direction of the moving body can be changed smoothly.
実施形態1
図1,図2に示すように、実施形態1に係る移動体は、移動対象面としての例えば建物内の床面F上を移動可能に構成された移動体1であって、基体10と、基体10の下側に設けられた移動手段20と、基体10に設けられて移動体1の前側を昇降させる昇降装置40と、制御手段50とを備えている。
尚、本明細書においては、前、後、上、下、左、右は、図1,図2に示した方向と定義して説明する。
As shown in FIGS. 1 and 2, the moving object according to the first embodiment is a moving
In this specification, front, back, up, down, left, and right are defined as the directions shown in FIGS.
図2に示すように、移動手段20は、例えば、基体10の前側下部に設けられた左右の前側車輪21L,21Rと、基体10の後側下部に設けられた左右の後側車輪22L,22Rと、後側車輪22L,22Rの駆動源としてのモータ23L,23Rと、図外の駆動制御回路とを備える。
As shown in FIG. 2, the moving
尚、モータ23L,23Rの各モータ軸には、それぞれ、後側車輪22L,22Rの回転量に基づいて移動体1の移動距離(移動量)を検出するための移動量検出手段としてのエンコーダ25L,25Rが取付けられている。
Each motor shaft of the
昇降装置40は、例えば、図3に示すように、基体10の前側の内側に設けられた取付部41に取付けられたリニアアクチュエータ42と、リニアアクチュエータ42のロッド43の下端(先端)に連結された補強体44と、補強体44の下端(先端)に設けられた転動体45と、補強体44を上下方向にガイドするガイド部46とを備えて構成される。
即ち、基体10の前側に設けられて移動体1の前側を昇降可能に構成された昇降装置40は、リニアアクチュエータ42のロッド43とロッド43の下端(先端)に連結された補強体44とにより構成されて上下方向に伸縮する伸縮手段と、伸縮手段の下端(先端)に設けられた転動体45とを備える。
換言すれば、昇降装置40は、リニアアクチュエータ42のロッド43を伸縮させることにより、取付部41から転動体45までの長さが変更するように構成された伸縮手段と、当該伸縮手段の下端(先端)に設けられた転動体45とを備えた構成である。
ガイド部46は、例えば、補強体44が上下移動するための通路となるガイド壁47と、補強体44の外周面に設けられてガイド壁47を摺動するシール部材48とにより構成される。
当該ガイド部46は、伸縮手段を、後述する移動体1の回転中心線10Cと平行を維持しながら当該回転中心線10Cに沿った上下方向に移動させるためのガイドとして機能するものである。
For example, as shown in FIG. 3, the
That is, the
In other words, the
The
The
制御手段50は、後側車輪22L,22Rのモータ23L,23Rの駆動制御回路、及び、リニアアクチュエータ42のロッド43を伸縮させる図外の伸縮駆動源の駆動制御回路を制御することにより移動体1の移動を制御する移動制御プログラムと、当該移動制御プログラムによる情報処理を実現するコンピュータ等のハードウエア資源により構成される。
The control means 50 controls the drive control circuit of the
制御手段50は、移動体1の移動方向(進行方向)を変更する際、図4(a)に示すように、昇降装置40のリニアアクチュエータ42のロッド43を縮退状態から伸長させて転動体45を床面Fに押し付けるとともに基体10の前側を上方に移動させて移動体1の前側車輪21L,21Rを床面Fから浮かせた状態で、図4(b)に示すように、左右の後側車輪22L,22Rのモータ23L,23Rを制御して床面Fに接触している左右の後側車輪22L,22Rを互いに反対方向に回転させる。
この場合、移動体1を前進させる回転方向に一方の後側車輪を回転させるとともに、移動体1を後進させる回転方向に他方の後側車輪を回転させることによって、移動体1の回転中心線10Cを回転中心として、左右の後側車輪22L,22Rと転動体45とが床面F上を転動するので、床面F上において、移動体1が回転中心線10Cを回転中心として左方向又は右方向にスムーズに回転する。よって、移動体1の水平方向の向きがスムーズに変更されるようになる。尚、回転中心線10Cは、左右の後側車輪22L,22Rにおける各車輪の中心を結ぶ直線の中間位置と直交して上下方向に延長するとともにロッド43の中心軸と平行な線である。
即ち、この場合、図4(d)に示すように、左の後側車輪22Lの床面Fとの接触面の中心点22Cと、右の後側車輪22Rの床面Fとの接触面の中心点22Cと、転動体45の床面Fとの接触面の中心点45Cとが、移動体1の回転中心線10Cを回転中心とする1つの円弧10R上に位置するように構成されるので、移動体1は、回転中心線10Cを回転中心として左方向又は右方向にスムーズに回転する。
移動体1の水平方向の向きが変更された後、制御手段50は、図4(c)に示すように、昇降装置40のリニアアクチュエータ42のロッド43を伸長状態から縮退させることによって、基体10の前側を下方に移動させて移動体1の左右の前側車輪21L,21Rを床面Fに接触させることにより、移動体1の移動方向を変更できる。
以上により、移動体1の移動方向を変更でき、その後、変更された移動方向に移動体1を移動させることができる。
即ち、昇降装置40と、昇降装置40及び左右の後側車輪22L,22Rの回転方向を制御する制御手段50とによって、移動体1の移動方向変更手段が構成される。
When changing the moving direction (advancing direction) of the
In this case, by rotating one rear wheel in the direction of rotation for advancing the moving
That is, in this case, as shown in FIG. 4D, the
After the horizontal direction of the moving
As described above, the moving direction of the moving
That is, the moving direction changing means of the moving
以上説明したように、実施形態に係る移動体1によれば、移動方向を変更する際、水平方向の向きをスムーズに変更できる。
即ち、基体10を床面Fから浮かせて転動体45を床面Fに接触させた状態で、左右の後側車輪22L,22Rを互いに反対方向に回転させることにより、回転中心線10Cを中心とした床面F上の1つの円弧10R上を、左右の後側車輪22L,22R及び転動体45が転動することになるので、移動体1が回転中心線10Cを回転中心として右回り又は左回りにスムーズに回転し、移動体1の水平方向の向きをスムーズに変更できるようになる。
実施形態に係る移動体1によれば、移動体1の重量が重い場合でも、移動体1の水平方向の向きをスムーズに変更できるようになるので、実施形態1の構成は、重量が重い移動体に好適である。
また、昇降装置40の伸縮手段を、移動体1の回転中心線10Cと平行を維持しながら当該回転中心線10Cに沿った上下方向に移動させるためのガイド部46を備えたので、昇降装置40の伸縮手段が正確に上下方向に移動して、回転中心線10Cを正確に形成できるようになるので、移動体1の水平方向の向きをスムーズに変更できるようになる。
As described above, according to the moving
That is, in a state in which the
According to the moving
Moreover, since the
尚、移動体1を移動させるための制御手段50への移動指示情報は、予め移動移動指示情報を設定して当該設定した移動移動指示情報を制御手段50に読み込ませたり、あるいは、制御手段50に対して遠隔操作により送信するようにすればよい。
The movement instruction information to the control means 50 for moving the
また、各実施形態では、後側車輪を駆動輪とした構成の移動体を例示したが、前側車輪を駆動輪とした構成の移動体を用いても良い。この場合、制御手段は、昇降装置のロッドを伸長させて転動体を床面に押し付けるとともに移動体の後側車輪を床面から浮かせた状態となるように移動体を設定して、床面に接触している前側車輪の左右の車輪を互いに反対方向に回転させることにより、移動体の向きを変更するように構成すればよい。
即ち、この場合、移動体は、昇降装置が、基体の後側に設けられて移動体の後側を昇降可能に構成され、左の前側車輪の移動対象面との接触面の中心点と、右の前側車輪の移動対象面との接触面の中心点と、転動体の移動対象面との接触面の中心点とが、移動体の水平方向の向きを変更する際の移動体の回転中心線を中心とする1つの円弧上に位置するように構成される。
Further, in each embodiment, the moving body having the configuration in which the rear wheels are used as the driving wheels is exemplified, but a moving body having the configuration in which the front wheels are used as the driving wheels may be used. In this case, the control means extends the rod of the lifting device to press the rolling elements against the floor, and sets the moving body so that the rear wheels of the moving body are lifted from the floor. The orientation of the moving body may be changed by rotating the left and right wheels of the front wheels that are in contact with each other in opposite directions.
That is, in this case, the moving body is configured such that the lifting device is provided on the rear side of the base so that the rear side of the moving body can be moved up and down, and the center point of the contact surface between the left front wheel and the movement object surface, The center point of the contact surface of the right front wheel with the movement target surface and the center point of the contact surface of the rolling body with the movement target surface are the rotation center of the moving body when the horizontal direction of the moving body is changed. It is arranged to lie on one arc centered on the line.
また、各実施形態では、移動対象面として、建物内の床面を移動させる例を示したが、移動対象面は、建物外の道路や空き地等の面であってもよい。 Further, in each embodiment, an example in which the floor surface inside the building is moved is shown as the surface to be moved, but the surface to be moved may be a surface such as a road outside the building or a vacant lot.
また、転動体45としては、例えば、図4(d)に示すように、移動体1の回転中心線10Cを回転中心とする1つの円弧10R上を転動可能なように構成された車輪、又は、球輪等の転動体を用いればよい。
Further, as the
1 移動体、10 基体、10C 回転中心線、
10R 回転中心線を中心とする1つの円、21L,21R 左右の前側車輪、
22L,22R 左右の後側車輪、23L,23R モータ(駆動源)、
40 昇降装置、43 ロッド(伸縮手段)、44 補強体(伸縮手段)、
45 転動体、46 ガイド部、50 制御手段、F 床面(移動対象面)。
1 moving body, 10 base, 10C rotation center line,
10R one circle centered on the rotation center line, 21L, 21R left and right front wheels,
22L, 22R left and right rear wheels, 23L, 23R motor (driving source),
40 lifting device, 43 rod (elastic means), 44 reinforcing body (elastic means),
45 rolling element, 46 guide part, 50 control means, F floor (surface to be moved).
Claims (3)
基体と、
基体の前側下部に設けられた左右の前側車輪と、
基体の後側下部に設けられた左右の後側車輪と、
左右の前側車輪及び左右の後側車輪のうちの少なくとも一方の左右の車輪の駆動源と、
基体に設けられて移動体の前側又は後側を昇降させる昇降装置と、
制御手段とを備え、
昇降装置は、上下方向に伸縮する伸縮手段と、伸縮手段の先端側に設けられて移動対象面上を転動可能に構成された転動体とを備え、
制御手段が、昇降装置の伸縮手段を伸長させて転動体を移動対象面に押し付けるとともに前側車輪及び後側車輪のうちの一方の車輪を移動対象面から浮かせた状態で、移動対象面に接触している他方の左右の車輪を互いに反対方向に回転させることによって、移動体の水平方向の向きを変更するように構成された移動体において、
昇降装置が、基体の前側に設けられて移動体の前側を昇降可能に構成され、
左の後側車輪の移動対象面との接触面の中心点と、右の後側車輪の移動対象面との接触面の中心点と、転動体の移動対象面との接触面の中心点とが、移動体の水平方向の向きを変更する際の移動体の回転中心線を中心とする1つの円弧上に位置するように構成されたことを特徴とする移動体。 A moving body configured to be movable on a movement target surface,
a substrate;
Left and right front wheels provided on the front lower part of the base body;
Left and right rear wheels provided on the rear lower part of the base body;
a drive source for at least one of left and right front wheels and left and right rear wheels;
an elevating device provided on the base for elevating the front side or the rear side of the moving body;
a control means;
The elevating device includes an elastic means that expands and contracts in the vertical direction, and a rolling element that is provided on the tip side of the elastic means and is configured to roll on the surface to be moved,
The control means extends the expansion/contraction means of the lifting device to press the rolling elements against the surface to be moved, and contact the surface to be moved while one of the front wheels and the rear wheels is lifted from the surface to be moved. In a moving body configured to change the horizontal direction of the moving body by rotating the other left and right wheels in opposite directions,
A lifting device is provided on the front side of the base and is configured to be able to lift the front side of the moving body,
The center point of the contact surface of the left rear wheel with the movement object surface, the center point of the contact surface of the right rear wheel with the movement object surface, and the center point of the contact surface of the rolling element with the movement object surface are located on one circular arc around the rotation center line of the moving body when changing the horizontal orientation of the moving body.
基体と、
基体の前側下部に設けられた左右の前側車輪と、
基体の後側下部に設けられた左右の後側車輪と、
左右の前側車輪及び左右の後側車輪のうちの少なくとも一方の左右の車輪の駆動源と、
基体に設けられて移動体の前側又は後側を昇降させる昇降装置と、
制御手段とを備え、
昇降装置は、上下方向に伸縮する伸縮手段と、伸縮手段の先端側に設けられて移動対象面上を転動可能に構成された転動体とを備え、
制御手段が、昇降装置の伸縮手段を伸長させて転動体を移動対象面に押し付けるとともに前側車輪及び後側車輪のうちの一方の車輪を移動対象面から浮かせた状態で、移動対象面に接触している他方の左右の車輪を互いに反対方向に回転させることによって、移動体の水平方向の向きを変更するように構成された移動体において、
昇降装置が、基体の後側に設けられて移動体の後側を昇降可能に構成され、
左の前側車輪の移動対象面との接触面の中心点と、右の前側車輪の移動対象面との接触面の中心点と、転動体の移動対象面との接触面の中心点とが、移動体の水平方向の向きを変更する際の移動体の回転中心線を中心とする1つの円弧上に位置するように構成されたことを特徴とする移動体。 A moving body configured to be movable on a movement target surface,
a substrate;
Left and right front wheels provided on the front lower part of the base body;
Left and right rear wheels provided on the rear lower part of the base body;
a drive source for at least one of left and right front wheels and left and right rear wheels;
an elevating device provided on the base for elevating the front side or the rear side of the moving body;
a control means;
The elevating device includes an elastic means that expands and contracts in the vertical direction, and a rolling element that is provided on the tip side of the elastic means and is configured to roll on the surface to be moved,
The control means extends the expansion/contraction means of the lifting device to press the rolling elements against the surface to be moved, and contact the surface to be moved while one of the front wheels and the rear wheels is lifted from the surface to be moved. In a moving body configured to change the horizontal direction of the moving body by rotating the other left and right wheels in opposite directions,
A lifting device is provided on the rear side of the base body and is configured to be able to lift and lower the rear side of the moving body,
The center point of the contact surface of the left front wheel with the movement object surface, the center point of the contact surface of the right front wheel with the movement object surface, and the center point of the contact surface of the rolling element with the movement object surface, A moving body configured to be positioned on one circular arc centered on a rotation center line of the moving body when changing a horizontal direction of the moving body.
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