JP2016132317A - Autonomous traveling apparatus and autonomous traveling system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車輪を駆動させて自律走行する自律走行装置、及び、自律走行システムに関する。 The present invention relates to an autonomous traveling device that autonomously travels by driving wheels and an autonomous traveling system.
車輪を駆動させて、装置本体を自律走行させる技術が開発されている(例えば、特許文献1)。 Technology has been developed in which the wheels are driven to cause the apparatus body to travel autonomously (for example, Patent Document 1).
特許文献1に記載された自律移動装置は、車輪を駆動する駆動部と、装置本体が自律走行するように駆動部を制御する制動部と、自身の故障時において、車輪をロックする車輪ロック部と、操作者により操作可能な操作部と、操作部に所定以上の力が加わったときに車輪のロックを解除する車輪ロック解除部と、を具備している。すなわち、特許文献1に記載された技術では、自律移動装置が故障したときに車輪をロックし、故障した自律移動装置を回収する際に、操作者が操作部に所定以上の力を加えることにより、車輪のロックが解除される。
The autonomous mobile device described in
しかしながら、特許文献1に記載された技術では、誰でも操作部を操作することができる。すなわち、操作者は限られた人間ではない。そのため、特許文献1に記載された技術では、第三者が操作部に所定以上の力を加えても、車輪のロックが解除されてしまう。
However, with the technique described in
また、特許文献1に記載された技術では、第三者が操作部に所定以上の力を加えることにより車輪のロックが解除されてしまうため、第三者により自律移動装置が移動可能である。この場合、故障した自律移動装置が回収される前に盗難される可能性がある。
Moreover, in the technique described in
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、自律走行中の装置本体が緊急停止する非常モードにおいて、車輪がロックされた場合に、限られた人間だけが車輪のロックを解除することができる自律走行装置、及び、自律走行システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and in the emergency mode in which the main body of the autonomous running is in an emergency stop, when a wheel is locked, only a limited person can lock the wheel. An object of the present invention is to provide an autonomous traveling device and an autonomous traveling system that can cancel the vehicle.
本発明の自律走行装置は、車輪を駆動するための駆動装置と、装置本体が自律走行する通常モードにおいて、前記車輪を駆動するように前記駆動装置を制御する制御装置と、自律走行中の装置本体が緊急停止する非常モードにおいて、前記車輪をロックするロック機構部と、前記非常モードにおいて、遠隔操作装置から送信される認証情報と予め設定された設定認証情報とが一致する場合、ロック解除信号を出力する非常モード用制御装置と、前記ロック解除信号に応じて、前記車輪のロックを解除する、または、前記車輪のロックの解除を補助するロック解除機構部と、を具備することを特徴とする。 An autonomous traveling device of the present invention includes a driving device for driving a wheel, a control device that controls the driving device to drive the wheel in a normal mode in which the device main body autonomously travels, and a device that is traveling autonomously. In the emergency mode in which the main body is in an emergency stop, the lock mechanism unit that locks the wheel, and in the emergency mode, when the authentication information transmitted from the remote control device matches the preset setting authentication information, the lock release signal A control device for emergency mode that outputs a lock, and a lock release mechanism that releases the lock of the wheel or assists the unlock of the wheel in response to the lock release signal. To do.
本発明の自律走行システムは、自律走行装置と、前記自律走行装置と無線通信を行なう遠隔操作装置と、を具備し、前記自律走行装置は、車輪を駆動するための駆動装置と、装置本体が自律走行する通常モードにおいて、前記車輪を駆動するように前記駆動装置を制御する制御装置と、自律走行中の装置本体が緊急停止する非常モードにおいて、前記車輪をロックするロック機構部と、前記非常モードにおいて、前記遠隔操作装置から送信される認証情報と予め設定された設定認証情報とが一致する場合、ロック解除信号を出力する非常モード用制御装置と、前記ロック解除信号に応じて、前記車輪のロックを解除する、または、前記車輪のロックの解除を補助するロック解除機構部と、を具備することを特徴とする。 An autonomous traveling system of the present invention includes an autonomous traveling device and a remote control device that performs wireless communication with the autonomous traveling device, and the autonomous traveling device includes a driving device for driving wheels, and a device main body. In the normal mode in which the vehicle travels autonomously, the control device that controls the drive device to drive the wheels, in the emergency mode in which the device body that is traveling autonomously stops in an emergency mode, the lock mechanism unit that locks the wheels, and the emergency device In the mode, when the authentication information transmitted from the remote operation device matches the preset setting authentication information, the emergency mode control device that outputs a lock release signal, and the wheel according to the lock release signal And a lock release mechanism that assists in releasing the lock of the wheel.
本発明によれば、自律走行装置は、自律走行中の装置本体が緊急停止する非常モードにおいて、車輪がロックされた場合に、限られた人間だけが車輪のロックを解除することができる。 According to the present invention, in the emergency mode in which the main body of the autonomous traveling is urgently stopped, the autonomous traveling device can release the wheel lock only by a limited number of people when the wheel is locked.
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[第1実施形態]
図1は、本発明の第1実施形態に係る自律走行装置1の側面図であり、図2は、本発明の第1実施形態に係る自律走行装置1の上面図である。図1、2に示されるように、自律走行装置1は、装置本体2と、駆動装置10と、4つの車輪3と、を具備している。本実施形態では、4つの車輪3のうちの、左右の前輪3−1を駆動輪とし、左右の後輪3−2を従動輪としている。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a side view of the
駆動装置10は、車輪3(この場合、前輪3−1(駆動輪))を駆動する。この駆動装置10は、左右の電動モータ11と、左右のトランスミッション12と、左右の前輪用軸13−1、左右の後輪用軸13−2と、左右の前輪用スプロケット14−1と、左右の後輪用スプロケット14−2と、左右のベルト15と、左右の軸受16とを具備している。
The
左右の前輪用軸13−1は、それぞれ、その一端が左右の前輪3−1に接続され、その他端が左右のトランスミッション12に接続されている。左右のトランスミッション12は、それぞれ、左右の電動モータ11に接続されている。左右の電動モータ11は、後述の制御装置20(図3を参照)により制御される。
Each of the left and right front wheel shafts 13-1 has one end connected to the left and right front wheels 3-1 and the other end connected to the left and
左右の後輪用軸13−2は、それぞれ、その一端が左右の後輪3−2に接続され、その他端が左右の軸受16に接続されている。
Each of the left and right rear wheel shafts 13-2 has one end connected to the left and right rear wheels 3-2 and the other end connected to the left and
左側の前輪用スプロケット14−1、左側の後輪用スプロケット14−2の中心には、それぞれ、左側の前輪用軸13−1、左側の後輪用軸13−2が設けられている。左側の前輪用スプロケット14−1、左側の後輪用スプロケット14−2の外周には、左側のベルト15が設けられ、左側の前輪3−1(駆動輪)と左側の後輪3−2(従動輪)とは左側のベルト15により連結している。
A left front wheel shaft 13-1 and a left rear wheel shaft 13-2 are provided at the centers of the left front wheel sprocket 14-1 and the left rear wheel sprocket 14-2, respectively. The
左側の前輪3−1(駆動輪)は、左側の電動モータ11の動力を左側のトランスミッション12を介して受けて、その動力に基づいて、左側の前輪用軸13−1及び左側の前輪用スプロケット14−1と共に回転する。左側の後輪3−2(従動輪)は、左側の前輪3−1(駆動輪)の回転運動を左側のベルト15により受けて、その回転運動に基づいて、左側の後輪用軸13−2及び左側の後輪用スプロケット14−2と共に回転する。
The left front wheel 3-1 (drive wheel) receives the power of the left
右側の前輪用スプロケット14−1、右側の後輪用スプロケット14−2の中心には、それぞれ、右側の前輪用軸13−1、右側の後輪用軸13−2が設けられている。右側の前輪用スプロケット14−1、右側の後輪用スプロケット14−2の外周には、右側のベルト15が設けられ、右側の前輪3−1(駆動輪)と右側の後輪3−2(従動輪)とは右側のベルト15により連結している。
A right front wheel shaft 13-1 and a right rear wheel shaft 13-2 are provided at the centers of the right front wheel sprocket 14-1 and the right rear wheel sprocket 14-2, respectively. The
右側の前輪3−1(駆動輪)は、右側の電動モータ11の動力を右側のトランスミッション12を介して受けて、その動力に基づいて、右側の前輪用軸13−1及び右側の前輪用スプロケット14−1と共に回転する。右側の後輪3−2(従動輪)は、右側の前輪3−1(駆動輪)の回転運動を右側のベルト15により受けて、その回転運動に基づいて、右側の後輪用軸13−2及び右側の後輪用スプロケット14−2と共に回転する。
The right front wheel 3-1 (drive wheel) receives the power of the right
トランスミッション12は、例えば、クラッチ、ギアボックスを含んでいる。ギアボックスは、その一端が電動モータ11に接続された軸12Aと、その軸12Aの外周に設けられた歯車(図示しない)などからなり、動力源(電動モータ11)の動力をトルクや回転数、回転方向を変えて伝達する。そのため、トランスミッション12と前輪用軸13−1と後輪用軸13−2と前輪用スプロケット14−1と後輪用スプロケット14−2とベルト15とは、動力伝達部材として構成される。
The
左右の電動モータ11は、それぞれ左右の動力伝達部材に動力を伝達することにより、4つの車輪3を駆動させて装置本体2の走行や停止を行なう。
The left and right
ここで、動力伝達部材として、トランスミッション12を含まなくてもよい。この場合、電動モータ11と左右の前輪用軸13−1とを歯車(固定比)で結合し、電動モータ11の回転数と回転方向を制御する。
Here, the
図3は、本発明の第1実施形態に係る自律走行装置1において、図2のA部分の構成を示す概略図である。図4は、本発明の第1実施形態に係る自律走行装置1の制御装置20の構成を示すブロック図である。図5は、本発明の第1実施形態に係る自律走行装置1に適用される自律走行システムにおいて、自律走行装置1と通信を行なう遠隔操作装置100の構成を示すブロック図である。図6は、本発明の第1実施形態に係る自律走行装置1の非常モード用制御装置50の構成を示すブロック図である。
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a configuration of a portion A in FIG. 2 in the
図3に示されるように、自律走行装置1の装置本体2は、駆動装置10に加えて、制御装置20と、バッテリー30と、ロック機構部40と、非常モード用制御装置50と、ロック解除機構部60と、を具備している。
As shown in FIG. 3, the device
制御装置20は、装置本体2が自律走行する通常モードにおいて、バッテリー30から電源が供給される。この制御装置20は、通常モードにおいて、駆動装置10、ロック機構部40、非常モード用制御装置50を制御する。制御装置20の構成については後述する。
The
非常モード用制御装置50は、非常モード用バッテリー53を具備し、非常モード用バッテリー53は、制御装置20からのロック時制御信号83(図9を参照)により非常モード用制御装置50に電源を供給する。非常モード用制御装置50は、自律走行中の装置本体2が緊急停止する非常モードにおいて、非常モード用バッテリー53から電源が供給される。この非常モード用制御装置50は、非常モードにおいて、ロック解除機構部60を制御する。非常モード用制御装置50の構成については後述する。
The emergency
ロック機構部40は、車輪3(この場合、前輪3−1)をロックするための機構部である。ロック機構部40の構成については後述する。
The
ロック解除機構部60は、車輪3(前輪3−1)のロックを解除するための機構部である。ロック解除機構部60の構成については後述する。
The lock
図4に示されるように、制御装置20は、制御部21と、記憶部22とを具備している。制御部21は、CPU(Central Processing Unit)である。記憶部22には、コンピュータが実行可能なコンピュータプログラムが格納されていて、制御部21は、そのコンピュータプログラムを読み出して実行する。制御部21は、走行制御部23と、緊急停止制御部24と、通信部25と、を具備している。
As shown in FIG. 4, the
走行制御部23は、通常モードにおいて、車輪3を駆動するように駆動装置10を制御する。具体的には、走行制御部23は、駆動装置10を制御することにより、予め設定された監視ルート(移動方向)に、予め設定された設定速度で、装置本体2を自律走行させる。
The traveling
緊急停止制御部24は、非常モードにおいて、車輪3(この場合、前輪3−1)がロックされるようにロック機構部40を制御する。
The emergency
この緊急停止制御部24は、通常モードにおいて、通電時電気信号81(図8を参照)をロック機構部40に出力し、非常モードにおいて、通電時電気信号81をロック機構部40に出力しない。通常モードにおいて、バッテリー30から電源が供給されるため、通電時電気信号81の信号レベルは、ハイレベルである。非常モードにおいて、バッテリー30から電源が供給されないため、通電時電気信号81の信号レベルは、ロウレベルである。すなわち、緊急停止制御部24は、非常モードにおいて、通電時電気信号81の反転信号である非通電時電気信号82(図9を参照)をロック機構部40に出力する。非通電時電気信号82は、ロック機構部40が車輪3(前輪3−1)をロックするためのロック信号である。
The emergency
また、緊急停止制御部24は、非常モードにおいて、ロック時制御信号83を非常モード用制御装置50に出力する。非常モードにおいて、ロック時制御信号83の信号レベルは、ロウレベルである。
Further, the emergency
通信部25は、通常モードにおいて、後述の遠隔操作装置100(図5を参照)に対して定期的に通信信号を送信して、遠隔操作装置100と無線通信を行なう。
In the normal mode, the
図3に示されるように、ロック機構部40は、2つの電磁クラッチ41を具備している。
As shown in FIG. 3, the
2つの電磁クラッチ41は、緊急停止用のブレーキ(電磁ブレーキ)として使用される。電磁クラッチ41としては一般的なものが使用され、電磁クラッチ41は、コイル(図示しない)と、コイルばね(図示しない)と、ハブ(図示しない)と、を具備している。本実施形態では、電磁クラッチ41としては、無励磁作動の電磁クラッチが使用される。2つの電磁クラッチ41のハブは、それぞれ、左右の前輪用軸13−1に設けられている。
The two
通電時電気信号81が緊急停止制御部24から電磁クラッチ41に供給されている場合には(すなわち、通電時には)、電磁クラッチ41は、コイルの電磁力によりコイルばねが引かれて、車輪3(前輪3−1)をロックしない。
When the
一方、非通電時電気信号82が緊急停止制御部24から電磁クラッチ41に供給されている場合には(すなわち、非通電時には)、電磁クラッチ41は、コイルばねの張力により車輪3(前輪3−1)をロックする。具体的には、非通電時に、コイルばねの張力により前輪用軸13−1が電磁クラッチ41のハブに固定され、前輪用軸13−1は回転できなくなる。すなわち、前輪3−1はロックされる。
On the other hand, when the non-energized
図3に示されるように、ロック解除機構部60は、2つのワイヤ61と、電動機構部62と、支持部材63と、を具備している。
As shown in FIG. 3, the lock
2つのワイヤ61は、それぞれ、その一端が2つの電磁クラッチ41のコイルばねに接続され、その他端が支持部材63の一端に接続されている。
One end of each of the two
支持部材63は、その支点63Aを軸に回転可能に設けられている。
The
電動機構部62は、駆動軸62Aと、駆動部62Bと、を具備している。駆動部62Bは、駆動軸62Aを伸縮自在に制御する。電動機構部62としては、電動アクチュエータが例示される。駆動軸62Aは、その先端が支持部材63の他端に接続されている。駆動軸62Aが伸びた場合、ワイヤ61は、駆動軸62Aが伸びる方向とは逆方向に引っ張られる。駆動部62Bは、非常モード用制御装置50からのロック解除信号84(図10を参照)に応じて、電磁クラッチ41のコイルの電磁力に対応する力で電磁クラッチ41のコイルばねが引っ張られて車輪3(前輪3−1)のロックを解除するように、駆動軸62Aを伸ばしてワイヤ61の他端を引っ張る。
The
遠隔操作装置100は、自律走行装置1と通信可能な装置である。図5に示されるように、遠隔操作装置100は、制御部101と、記憶部102とを具備している。制御部101は、CPUである。記憶部102には、コンピュータが実行可能なコンピュータプログラムが格納されていて、制御部101は、そのコンピュータプログラムを読み出して実行する。
The
また、記憶部102には、認証情報102Aが格納されている。認証情報102Aは、遠隔操作装置100の操作者を識別するための固有のIDを表している。
The
制御部101は、自律走行装置1から通信信号を受け取れなくなった場合に、その旨を操作者に通知する。このとき、制御部101は、操作者の操作に応じて、記憶部102に格納された認証情報102Aを読み出して、その認証情報102Aを自律走行装置1に送信する。
When the
図6に示されるように、非常モード用制御装置50は、非常モード用バッテリー53に加えて、制御部51と、記憶部52とを具備している。制御部51は、CPUである。記憶部52には、コンピュータが実行可能なコンピュータプログラムが格納されていて、制御部51は、そのコンピュータプログラムを読み出して実行する。
As shown in FIG. 6, the emergency
また、記憶部52には、予め設定された設定認証情報52Aが格納されている。設定認証情報52Aは、遠隔操作装置100の操作者を識別するための固有のIDを表している。
The
本実施形態では、設定認証情報52A及び認証情報102AをIDとしているが、設定認証情報52A及び認証情報102Aは、IDの他に、操作者のパスワードでもよいし、操作者の生体認証を表す情報や、操作者の音声認証を表す情報などが用いられてもよい。または、その組み合わせでもよい。
In this embodiment, the setting
非常モード用バッテリー53は、制御装置20からのロック時制御信号83(図9を参照)に応じて、非常モード用制御装置50に電源を供給する。非常モード用制御装置50の制御部51は、認証情報判定部54と、ロック解除制御部55と、を具備している。
The
認証情報判定部54は、遠隔操作装置100から送信される認証情報102Aと、記憶部52に格納された設定認証情報52Aとが一致するか否かを判定する。
The authentication
ロック解除制御部55は、認証情報102Aと設定認証情報52Aとが一致する場合、車輪3(前輪3−1)のロックが解除されるようにロック解除機構部60を制御する。この場合、ロック解除制御部55は、ロック解除信号84(図10を参照)をロック解除機構部60の電動機構部62(駆動部62B)に出力する。
When the
図7は、本発明の第1実施形態に係る自律走行装置1及び遠隔操作装置100の動作を示すフローチャートである。図8は、本発明の第1実施形態に係る自律走行装置1の動作として、図7のステップS1を説明するための図である。図9は、本発明の第1実施形態に係る自律走行装置1の動作として、図7のステップS4、S5を説明するための図である。図10は、本発明の第1実施形態に係る自律走行装置1の動作として、図7のステップS7を説明するための図である。
FIG. 7 is a flowchart showing the operations of the autonomous
まず、通常モードにおいて、自律走行装置1の制御装置20の走行制御部23は、装置本体2(自律走行装置1)が自律走行するように、自律走行装置1の駆動装置10を制御する。また、図8に示されるように、自律走行装置1の制御装置20の緊急停止制御部24は、通電時電気信号81を自律走行装置1のロック機構部40に出力する。ロック機構部40の電磁クラッチ41は、通電時電気信号81に応じて、コイルの電磁力によりコイルばねが引かれて、自律走行装置1の車輪3(前輪3−1)をロックしない(ステップS1)。
First, in the normal mode, the traveling
また、通常モードにおいて、自律走行装置1の制御装置20の通信部25は、遠隔操作装置100に定期的に通信信号を送信して、遠隔操作装置100と通信を行なう(ステップS2)。
In the normal mode, the
このとき、遠隔操作装置100の制御部101は、自律走行装置1からの通信信号を受信する(ステップS11−No)。
At this time, the
通常モードにおいては(ステップS3−No)、ステップS1、S2が繰り返し実行される。 In the normal mode (step S3-No), steps S1 and S2 are repeatedly executed.
いま、自律走行中の装置本体2(自律走行装置1)が緊急停止したものとする(ステップS3−Yes)。このとき、図9に示されるように、自律走行装置1の制御装置20の緊急停止制御部24は、自律走行装置1のバッテリー30から電源が供給されないため、通電時電気信号81の反転信号である非通電時電気信号82を自律走行装置1のロック機構部40に出力する。ロック機構部40の電磁クラッチ41は、非通電時電気信号82に応じて、コイルばねの張力により、車輪3(前輪3−1)をロックする(ステップS4)。
Now, it is assumed that the apparatus main body 2 (autonomous traveling apparatus 1) that is traveling autonomously has stopped urgently (step S3-Yes). At this time, as shown in FIG. 9, the emergency
自律走行装置1が緊急停止したため、通常モードから非常モードに移行する。非常モードにおいて、図9に示されるように、自律走行装置1の制御装置20の緊急停止制御部24は、ロック時制御信号83を自律走行装置1の非常モード用制御装置50に出力する。非常モード用制御装置50の非常モード用バッテリー53は、ロック時制御信号83に応じて、非常モード用制御装置50に電源を供給する(ステップS5)。
Since the autonomous
このとき、遠隔操作装置100の制御部101は、自律走行装置1からの通信信号を受信できないため、その旨を操作者に通知する(ステップS11−Yes)。遠隔操作装置100が通信信号を受信できないときに、遠隔操作装置100を操作する操作者は、自律走行装置1が非常モードであることを把握する。例えば、自律走行装置1が非常モードにより停止している場所(現場)に作業者が出向き、操作者が作業者の到着を無線通信により確認する。この場合、遠隔操作装置100の制御部101は、操作者の操作に応じて、記憶部102に格納された認証情報102Aを読み出して、その認証情報102Aを自律走行装置1に送信する(ステップS12)。
At this time, since the
非常モードにおいて、自律走行装置1の非常モード用制御装置50の認証情報判定部54は、遠隔操作装置100から送信される認証情報102Aと、自律走行装置1の非常モード用制御装置50の記憶部52に格納された設定認証情報52Aとが一致するか否かを判定する(ステップS6)。
In the emergency mode, the authentication
ここで、認証情報102Aと設定認証情報52Aとが一致しない場合(ステップS6−No)、自律走行装置1の非常モード用制御装置50の制御部51は、遠隔操作装置100から再度送信される認証情報102Aを待つ。
Here, when the
一方、認証情報102Aと設定認証情報52Aとが一致する場合(ステップS6−Yes)、図10に示されるように、自律走行装置1の非常モード用制御装置50のロック解除制御部55は、ロック解除信号84を自律走行装置1のロック解除機構部60の電動機構部62に出力する。電動機構部62の駆動部62Bは、ロック解除信号84に応じて、電磁クラッチ41のコイルの電磁力に対応する力で電磁クラッチ41のコイルばねが引っ張られて車輪3(前輪3−1)のロックを解除するように、駆動軸62Aを伸ばしてワイヤ61の他端を引っ張る(ステップS7)。
On the other hand, when the
以上の説明により、本発明の第1実施形態に係る自律走行装置1では、車輪3(前輪3−1)を駆動するための駆動装置10と、装置本体2が自律走行する通常モードにおいて、車輪3(前輪3−1)を駆動するように駆動装置10を制御する制御装置20と、自律走行中の装置本体2が緊急停止する非常モードにおいて、車輪3(前輪3−1)をロックするロック機構部40と、非常モードにおいて、遠隔操作装置100から送信される認証情報102Aと予め設定された設定認証情報52Aとが一致する場合(認証一致である場合)にロック解除信号84を出力する非常モード用制御装置50と、ロック解除信号84に応じて、車輪3(前輪3−1)のロックを解除するロック解除機構部60と、を具備している。このように、本発明の第1実施形態に係る自律走行装置1によれば、非常モードにおいて車輪3(前輪3−1)がロックされた場合に、遠隔操作装置100から認証情報102Aを送信する操作者(限られた人間)だけが車輪3(前輪3−1)のロックを解除することができる。
As described above, in the
また、本発明の第1実施形態に係る自律走行装置1では、ロック機構部40は、通常モードにおいて、コイルの電磁力によりコイルばねが引かれて車輪3(前輪3−1)をロックせず、非常モードにおいて、コイルばねの張力により車輪3(前輪3−1)をロックする電磁クラッチ41、を具備し、ロック解除機構部60は、ロック解除信号84に応じて、電磁クラッチ41のコイルの電磁力に対応する力で電磁クラッチ41のコイルばねを引っ張って車輪3(前輪3−1)のロックを解除する。このように、本発明の第1実施形態に係る自律走行装置1によれば、ロック機構部40が電磁クラッチ41であり、認証一致である場合に、ロック解除機構部60が電磁クラッチ41のコイルの電磁力に対応する力で電磁クラッチ41のコイルばねを引っ張ることにより、人手を使わずに、車輪3(前輪3−1)のロックを自動的に解除することができる。
In the
また、本発明の第1実施形態に係る自律走行装置1では、ロック解除機構部60は、その一端が電磁クラッチ41のコイルばねに接続されたワイヤ61と、ロック解除信号84に応じて、電磁クラッチ41のコイルの電磁力に対応する力で電磁クラッチ41のコイルばねが引っ張られて車輪3(前輪3−1)のロックを解除するように、ワイヤ61を引っ張る電動機構部62と、を具備している。このように、本発明の第1実施形態に係る自律走行装置1によれば、ロック解除機構部60が電磁クラッチ41のコイルの電磁力に対応する力で電磁クラッチ41のコイルばねを引っ張る際に、ワイヤ61を用いることが好ましい。
Moreover, in the
また、本発明の第1実施形態に係る自律走行装置1では、制御装置20は、非常モードにおいて、ロック時制御信号83を非常モード用制御装置50に出力する。非常モード用制御装置50は、ロック時制御信号83に応じて、非常モード用制御装置50に電源を供給する非常モード用バッテリー53、を具備している。このように、本発明の第1実施形態に係る自律走行装置1によれば、自律走行装置1が通常モードから非常モードに移行する場合、バッテリー30から電源が制御装置20に供給されなくなる。この場合、自律走行装置1と遠隔操作装置100とが通信可能になるように、自律走行装置1が非常モード用制御装置50を具備し、非常モード用制御装置50に非常モード用バッテリー53を設けることが好ましい。
In the
また、本発明の第1実施形態に係る自律走行装置1では、制御装置20は、通常モードにおいて、遠隔操作装置100に対して定期的に通信信号を送信し、認証情報102Aは、遠隔操作装置100が通信信号を受信できないときに、遠隔操作装置100から送信される。このように、本発明の第1実施形態に係る自律走行装置1によれば、遠隔操作装置100が通信信号を受信できないときに、遠隔操作装置100を操作する操作者は、自律走行装置1が非常モードであることを把握することができる。この場合、例えば、自律走行装置1が非常モードにより停止している場所(現場)に作業者が到着したときに、操作者(限られた人間)が作業者の到着を無線通信により確認した上で、遠隔操作装置100により認証情報102Aを送信すればよい。
In the autonomous
[第2実施形態]
図11は、本発明の第2実施形態に係る自律走行装置1の非常モード用制御装置50の構成を示すブロック図である。第2実施形態では、第1実施形態からの変更点を説明する。
[Second Embodiment]
FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of the emergency
図11に示されるように、非常モード用制御装置50の制御部51は、更に、設定時間判定部56を具備している。
As shown in FIG. 11, the
設定時間判定部56は、非常モードにおいてカウントを開始し、そのカウント値を表す時間が設定時間を経過したか否かを判定する。
The set
図12は、本発明の第2実施形態に係る自律走行装置1及び遠隔操作装置100の動作を示すフローチャートである。
FIG. 12 is a flowchart showing operations of the autonomous
まず、ステップS1〜S5が実行される。 First, steps S1 to S5 are executed.
次に、自律走行装置1の非常モード用制御装置50の設定時間判定部56は、カウントを開始する。その後、設定時間判定部56は、そのカウント値を表す時間が設定時間を経過したか否かを判定する(ステップS21)。
Next, the set
ここで、カウント値を表す時間が設定時間を経過していない場合(ステップS21−No)、ステップS6が実行される。 Here, when the time representing the count value has not passed the set time (step S21-No), step S6 is executed.
一方、遠隔操作装置100から認証情報102Aが送信されないまま、カウント値を表す時間が設定時間を経過した場合(ステップS21−No、S6−No、S21−Yes)、ステップS7が実行される。
On the other hand, when the time indicating the count value has passed the set time without transmitting the
以上の説明により、本発明の第2実施形態に係る自律走行装置1では、非常モード用制御装置50は、遠隔操作装置100から認証情報102Aが送信されないまま、設定時間を経過した場合、ロック解除信号84をロック解除機構部60に出力する。例えば、災害時に、自律走行装置1が非常モードにより停止している場所(現場)に作業者が到着しているにも関わらず、操作者(限られた人間)による作業者の到着の確認連絡がない上に、遠隔操作装置100からも認証情報102Aが送信されない場合、災害により操作者が遠隔操作装置100を操作できない可能性がある。この場合、本発明の第2実施形態に係る自律走行装置1によれば、非常モード用制御装置50は、設定時間を経過したときにロック解除信号84をロック解除機構部60に出力することが好ましい。
As described above, in the
[第3実施形態]
図13は、本発明の第3実施形態に係る自律走行装置1の非常モード用制御装置50の構成を示すブロック図である。第3実施形態では、第2実施形態からの変更点を説明する。
[Third Embodiment]
FIG. 13 is a block diagram showing a configuration of the emergency
図13に示されるように、非常モード用制御装置50の制御部51は、更に、緊急情報受信部57を具備している。
As shown in FIG. 13, the
緊急情報受信部57は、緊急情報を受信する。緊急情報としては、地上デジタル放送において地震や津波などの自然災害が発生したときに放送される緊急警報放送が例示される。この場合、緊急情報受信部57は、放送波から緊急警報信号としてTMCC(Transmission and Multiplexing Configuration and Control)情報の緊急警報放送用起動フラグとPMT(Program Management Table)内の緊急情報記述子とを検出する。TMCC情報の緊急警報放送用起動フラグおよびPMT内の緊急情報記述子が「1」である場合は緊急警報信号が有効であり、緊急警報放送が確実に行われている。
The emergency
図14は、本発明の第3実施形態に係る自律走行装置1及び遠隔操作装置100の動作を示すフローチャートである。
FIG. 14 is a flowchart showing operations of the autonomous
まず、ステップS1〜S5が実行される。 First, steps S1 to S5 are executed.
次に、自律走行装置1の非常モード用制御装置50の緊急情報受信部57は、緊急警報放送を監視する(ステップS31)。
Next, the emergency
ここで、緊急警報放送が行なわれていない場合(ステップS31−No)、ステップS21が実行される。 Here, when emergency alert broadcasting is not performed (step S31-No), step S21 is performed.
一方、緊急警報放送が行なわれている場合(ステップS31−No、S21−No、S6−No、S31−Yes)、ステップS7が実行される。 On the other hand, when emergency alert broadcasting is performed (steps S31-No, S21-No, S6-No, S31-Yes), step S7 is executed.
以上の説明により、本発明の第3実施形態に係る自律走行装置1では、緊急情報を受信した場合、ロック解除信号84をロック解除機構部60に出力する。本発明の第3実施形態に係る自律走行装置1によれば、緊急情報としては、地上デジタル放送において地震や津波などの自然災害が発生したときに放送される緊急警報放送を使用することが好ましい。
As described above, the autonomous
[第4実施形態]
図15は、本発明の第4実施形態に係る自律走行装置1において、図2のA部分の構成を示す概略図である。第4実施形態では、第1〜3実施形態からの変更点を説明する。
[Fourth Embodiment]
FIG. 15 is a schematic diagram illustrating a configuration of a portion A in FIG. 2 in the autonomous
図15に示されるように、ロック機構部40は、第1実施形態における2つの電磁クラッチ41に代えて、メカニカルブレーキ42を具備している。ロック機構部40は、更に、ブレーキ解除レバー43と、収納部44と、ドア部45と、を具備している。ロック機構部40は、非常モードにおいて、車輪3(前輪3−1)をロックする。
As shown in FIG. 15, the
ロック機構部40は、2つのメカニカルブレーキ42と、2つのブレーキ解除レバー43と、2つの収納部44と、2つのドア部45と、を具備している。
The
2つのメカニカルブレーキ42は、2つの前輪3−1に対してブレーキをかけるために使用される。メカニカルブレーキ42としては一般的なものが使用され、ディスクブレーキやドラムブレーキなどが例示される。
The two
2つのブレーキ解除レバー43は、それぞれ、2つのメカニカルブレーキ42に接続されている。ブレーキ解除レバー43は、非常モードにおいてメカニカルブレーキ42をロックする。ブレーキ解除レバー43は、メカニカルブレーキ42のロックを解除するときに、操作者または作業者により操作される。
The two brake release levers 43 are connected to the two
2つの収納部44は、それぞれ、2つのブレーキ解除レバー43を収納する。2つの収納部44には、開口部が設けられている。
The two
2つのドア部45は、それぞれ、2つの収納部44の開口部を覆うように、2つの収納部44に設けられている。ドア部45は、ロックされている。
The two
図15に示されるように、ロック解除機構部60は、例えば、電動機構部62のみを具備している。ロック解除機構部60は、非常モード用制御装置50からのロック解除信号84(図17を参照)に応じて、車輪3(前輪3−1)のロックの解除を補助する。具体的には、電動機構部62において、駆動部62Bは、収納部44に設けられ、駆動軸62Aの先端は、ドア部45に接触している。駆動部62Bは、ロック解除信号84に応じて、駆動軸62Aを伸ばしてドア部45のロックを解除する。
As shown in FIG. 15, the lock
図16は、本発明の第4実施形態に係る自律走行装置1の動作として、図7のステップS4、S5を説明するための図である。図17は、本発明の第4実施形態に係る自律走行装置1の動作として、図7のステップS7を説明するための図である。
FIG. 16 is a diagram for explaining steps S4 and S5 in FIG. 7 as the operation of the autonomous
まず、ステップS1〜S3が実行される。 First, steps S1 to S3 are executed.
ステップS4において、ブレーキ解除レバー43は、メカニカルブレーキ42をロックする。
In step S4, the
ステップS5において、図16に示されるように、自律走行装置1の制御装置20の緊急停止制御部24は、ロック時制御信号83を自律走行装置1の非常モード用制御装置50に出力する。非常モード用制御装置50の非常モード用バッテリー53は、ロック時制御信号83に応じて、非常モード用制御装置50に電源を供給する。
In step S <b> 5, as shown in FIG. 16, the emergency
ステップS6において、遠隔操作装置100から送信される認証情報102Aと、自律走行装置1の非常モード用制御装置50の記憶部52に格納された設定認証情報52Aとが一致する場合(ステップS6−Yes)、図17に示されるように、自律走行装置1の非常モード用制御装置50のロック解除制御部55は、ロック解除信号84を自律走行装置1のロック解除機構部60の電動機構部62に出力する。
In step S6, when the
ステップS7において、電動機構部62の駆動部62Bは、ロック解除信号84に応じて、車輪3(前輪3−1)のロックの解除を補助するために、駆動軸62Aを伸ばしてドア部45のロックを解除する。その後、メカニカルブレーキ42のロックを解除するために、操作者または作業者によりブレーキ解除レバー43が操作される。
In step S <b> 7, the
以上の説明により、本発明の第4実施形態に係る自律走行装置1では、車輪3(前輪3−1)を駆動する駆動装置10と、装置本体2が自律走行する通常モードにおいて、車輪3(前輪3−1)を駆動するように駆動装置10を制御する制御装置20と、自律走行中の装置本体2が緊急停止する非常モードにおいて、車輪3(前輪3−1)をロックするロック機構部40と、非常モードにおいて、遠隔操作装置100から送信される認証情報102Aと予め設定された設定認証情報52Aとが一致する場合(認証一致である場合)にロック解除信号84を出力する非常モード用制御装置50と、ロック解除信号84に応じて、車輪3(前輪3−1)のロックの解除を補助するロック解除機構部60と、を具備している。このように、本発明の第4実施形態に係る自律走行装置1によれば、非常モードにおいて車輪3(前輪3−1)がロックされた場合に、遠隔操作装置100から認証情報102Aを送信する操作者(限られた人間)だけが車輪3(前輪3−1)のロックを解除することができる。
As described above, in the
また、本発明の第4実施形態に係る自律走行装置1では、ロック機構部40は、車輪3(前輪3−1)に対してブレーキをかけるためのメカニカルブレーキ42と、非常モードにおいてメカニカルブレーキ42をロックし、操作によりメカニカルブレーキ42のロックを解除するためのブレーキ解除レバー43と、ブレーキ解除レバー43を収納する収納部44と、収納部44に開閉可能に設けられ、ロックされたドア部45と、を具備し、ロック解除機構部60は、ロック解除信号84に応じて、車輪3(前輪3−1)のロックの解除を補助するために、ドア部45のロックを解除する。このように、本発明の第4実施形態に係る自律走行装置1によれば、ロック機構部40がメカニカルブレーキ42とブレーキ解除レバー43と収納部44とドア部45とを含み、認証一致である場合に、ロック解除機構部60がドア部45のロックを解除することにより、車輪3(前輪3−1)のロックの解除を補助することができる。
In the
[第5実施形態]
図18は、本発明の第5実施形態に係る自律走行装置1において、図2のA部分の構成を示すブロック図である。第5実施形態では、第1〜4実施形態からの変更点を説明する。
[Fifth Embodiment]
FIG. 18 is a block diagram showing a configuration of a portion A in FIG. 2 in the autonomous
図18に示されるように、自律走行装置1の装置本体2は、駆動装置10と、制御装置20と、バッテリー30と、ロック機構部40と、非常モード用制御装置50と、ロック解除機構部60に加えて、充電システム70を具備している。
As shown in FIG. 18, the device
充電システム70は、バッテリー30と、非常モード用制御装置50の非常モード用バッテリー53とに接続されている。充電システム70としては、太陽電池モジュールが例示される。または、充電システム70としては、車輪3の回転を利用するシステムが挙げられる。充電システム70は、通常モードにおいて、装置本体2が自律走行しているときに、バッテリー30、及び、非常モード用制御装置50の非常モード用バッテリー53を充電する。
The charging
本実施形態では、充電システム70は、装置本体2が自律走行しているときに、バッテリー30、及び、非常モード用制御装置50の非常モード用バッテリー53を充電するが、これに限定されない。非常モードにおいて、非常モード用バッテリー53が非常モード用制御装置50に電源を確実に供給すればよいので、充電システム70は、装置本体2が自律走行しているときに、非常モード用制御装置50の非常モード用バッテリー53のみを充電してもよい。
In the present embodiment, the charging
また、本発明の第5実施形態に係る自律走行装置1では、通常モードにおいて、前記非常モード用バッテリー53を充電する充電システム70、を更に具備している。このように、本発明の第5実施形態に係る自律走行装置1によれば、通常モードにおいて充電する構成であれば、非常モード用制御装置50の非常モード用バッテリー53の容量などを定期的に検査することなく、非常モードにおいて非常モード用バッテリー53から電源が非常モード用制御装置50に供給されないというリスクを低減することができる。
The autonomous
[第6実施形態]
図19は、本発明の第6実施形態に係る自律走行装置1において、図2のA部分の構成を示すブロック図である。第6実施形態では、第5実施形態からの変更点を説明する。
[Sixth Embodiment]
FIG. 19 is a block diagram illustrating a configuration of a portion A in FIG. 2 in the autonomous
図19に示されるように、非常モード用バッテリー53は、非常モード用制御装置50に複数設けられている。例えば、複数の非常モード用バッテリー53として、非常モード用バッテリー53−1、53−2が非常モード用制御装置50に設けられている。
As shown in FIG. 19, a plurality of
また、本発明の第6実施形態に係る自律走行装置1では、非常モード用バッテリー53は非常モード用制御装置50に複数設けられている。このように、本発明の第6実施形態に係る自律走行装置1によれば、非常モードにおいて1つの非常モード用バッテリー53(非常モード用バッテリー53−1)から電源が非常モード用制御装置50に供給されない場合でも、他の非常モード用バッテリー53(非常モード用バッテリー53−2)から電源が非常モード用制御装置50に供給されるため、非常に高い信頼性が求められる用途に有効である。
In the autonomous
以上のように、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 As described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the claims. That is, embodiments obtained by combining technical means appropriately modified within the scope of the claims are also included in the technical scope of the present invention.
1 … 自律走行装置
2 … 装置本体
3 … 車輪
3−1 … 車輪(前輪)
3−2 … 車輪(後輪)
10 … 駆動装置
11 … 電動モータ
12 … トランスミッション
12A … 軸
13−1 … 前輪用軸
13−2 … 後輪用軸
14−1 … 前輪用スプロケット
14−2 … 後輪用スプロケット
15 … ベルト
16 … 軸受
20 … 制御装置
21 … 制御部
22 … 記憶部
23 … 走行制御部
24 … 緊急停止制御部
25 … 通信部
30 … バッテリー
40 … ロック機構部
41 … 電磁クラッチ(電磁ブレーキ)
42 … メカニカルブレーキ
43 … ブレーキ解除レバー
44 … 収納部
45 … ドア部
50 … 非常モード用制御装置
51 … 制御部
52 … 記憶部
52A … 設定認証情報
53 … 非常モード用バッテリー
53−1 … 非常モード用バッテリー
53−2 … 非常モード用バッテリー
54 … 認証情報判定部
55 … ロック解除制御部
56 … 設定時間判定部
57 … 緊急情報受信部
60 … ロック解除機構部
61 … ワイヤ
62 … 電動機構部
62A … 駆動軸
62B … 駆動部
63 … 支持部材
63A … 支点
70 … 充電システム
81 … 通電時電気信号
82 … 非通電時電気信号(ロック信号)
83 … ロック時制御信号
84 … ロック解除信号
100 … 遠隔操作装置
101 … 制御部
102 … 記憶部
102A … 認証情報
DESCRIPTION OF
3-2 ... Wheel (rear wheel)
DESCRIPTION OF
42 ...
83 ... Control signal at
Claims (12)
装置本体が自律走行する通常モードにおいて、前記車輪を駆動するように前記駆動装置を制御する制御装置と、
自律走行中の装置本体が緊急停止する非常モードにおいて、前記車輪をロックするロック機構部と、
前記非常モードにおいて、遠隔操作装置から送信される認証情報と予め設定された設定認証情報とが一致する場合、ロック解除信号を出力する非常モード用制御装置と、
前記ロック解除信号に応じて、前記車輪のロックを解除するロック解除機構部と、
を具備することを特徴とする自律走行装置。 A driving device for driving the wheels;
In a normal mode in which the device body autonomously travels, a control device that controls the drive device to drive the wheels;
In an emergency mode in which the main body of the autonomous running is in an emergency stop, a lock mechanism unit that locks the wheel;
In the emergency mode, when the authentication information transmitted from the remote operation device matches the preset setting authentication information, the emergency mode control device that outputs a lock release signal;
In response to the unlock signal, an unlock mechanism unit that unlocks the wheel;
An autonomous traveling device comprising:
前記非常モードにおいて、コイルばねの張力により前記車輪をロックする電磁クラッチ、
を具備し、
前記ロック解除機構部は、前記ロック解除信号に応じて、前記電磁クラッチのコイルの電磁力に対応する力で前記電磁クラッチのコイルばねを引っ張って前記車輪のロックを解除することを特徴とする請求項1に記載の自律走行装置。 The locking mechanism is
In the emergency mode, an electromagnetic clutch that locks the wheel by the tension of a coil spring;
Comprising
The lock release mechanism section releases the lock of the wheel by pulling the coil spring of the electromagnetic clutch with a force corresponding to the electromagnetic force of the coil of the electromagnetic clutch in response to the lock release signal. Item 2. The autonomous traveling device according to item 1.
その一端が前記電磁クラッチのコイルばねに接続されたワイヤと、
前記ロック解除信号に応じて、前記電磁クラッチのコイルの電磁力に対応する力で前記電磁クラッチのコイルばねが引っ張られて前記車輪のロックを解除するように、前記ワイヤを引っ張る電動機構部と、
を具備することを特徴とする請求項2に記載の自律走行装置。 The unlocking mechanism is
A wire having one end connected to the coil spring of the electromagnetic clutch;
An electric mechanism that pulls the wire so that a coil spring of the electromagnetic clutch is pulled by a force corresponding to the electromagnetic force of the coil of the electromagnetic clutch in accordance with the unlock signal to release the lock of the wheel;
The autonomous traveling device according to claim 2, further comprising:
装置本体が自律走行する通常モードにおいて、前記車輪を駆動するように前記駆動装置を制御する制御装置と、
自律走行中の装置本体が緊急停止する非常モードにおいて、前記車輪をロックするロック機構部と、
前記非常モードにおいて、遠隔操作装置から送信される認証情報と予め設定された設定認証情報とが一致する場合、ロック解除信号を出力する非常モード用制御装置と、
前記ロック解除信号に応じて、前記車輪のロックの解除を補助するロック解除機構部と、
を具備することを特徴とする自律走行装置。 A driving device for driving the wheels;
In a normal mode in which the device body autonomously travels, a control device that controls the drive device to drive the wheels;
In an emergency mode in which the main body of the autonomous running is in an emergency stop, a lock mechanism unit that locks the wheel;
In the emergency mode, when the authentication information transmitted from the remote operation device matches the preset setting authentication information, the emergency mode control device that outputs a lock release signal;
In response to the unlock signal, an unlocking mechanism that assists in unlocking the wheel; and
An autonomous traveling device comprising:
前記車輪に対してブレーキをかけるためのメカニカルブレーキと、
前記非常モードにおいて前記メカニカルブレーキをロックし、操作により前記メカニカルブレーキのロックを解除するためのブレーキ解除レバーと、
前記ブレーキ解除レバーを収納する収納部と、
前記収納部に開閉可能に設けられ、ロックされたドア部と、
を具備し、
前記ロック解除機構部は、前記ロック解除信号に応じて、前記車輪のロックの解除を補助するために、前記ドア部のロックを解除することを特徴とする請求項4に記載の自律走行装置。 The locking mechanism is
A mechanical brake for braking the wheel;
A brake release lever for locking the mechanical brake in the emergency mode and unlocking the mechanical brake by operation;
A storage section for storing the brake release lever;
A door part which is provided in the storage part so as to be opened and closed and is locked;
Comprising
The autonomous traveling device according to claim 4, wherein the unlocking mechanism part releases the lock of the door part in order to assist the unlocking of the wheel in accordance with the unlocking signal.
前記非常モード用制御装置は、
前記ロック時制御信号に応じて、前記非常モード用制御装置に電源を供給する非常モード用バッテリー、
を具備することを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載の自律走行装置。 In the emergency mode, the control device outputs a lock time control signal to the emergency mode control device,
The emergency mode control device comprises:
An emergency mode battery for supplying power to the emergency mode control device in response to the control signal at the time of locking;
The autonomous traveling device according to any one of claims 1 to 7, further comprising:
を更に具備することを特徴とする請求項8に記載の自律走行装置。 A charging system for charging the emergency mode battery in the normal mode;
The autonomous traveling device according to claim 8, further comprising:
前記認証情報は、前記遠隔操作装置が前記通信信号を受信できないときに、前記遠隔操作装置から送信されることを特徴とする請求項1から10のいずれかに記載の自律走行装置。 The control device periodically transmits a communication signal to the remote control device in the normal mode,
The autonomous traveling device according to any one of claims 1 to 10, wherein the authentication information is transmitted from the remote operation device when the remote operation device cannot receive the communication signal.
前記自律走行装置と無線通信を行なう遠隔操作装置と、
を具備し、
前記自律走行装置は、
車輪を駆動するための駆動装置と、
装置本体が自律走行する通常モードにおいて、前記車輪を駆動するように前記駆動装置を制御する制御装置と、
自律走行中の装置本体が緊急停止する非常モードにおいて、前記車輪をロックするロック機構部と、
前記非常モードにおいて、前記遠隔操作装置から送信される認証情報と予め設定された設定認証情報とが一致する場合、ロック解除信号を出力する非常モード用制御装置と、
前記ロック解除信号に応じて、前記車輪のロックを解除する、または、前記車輪のロックの解除を補助するロック解除機構部と、
を具備することを特徴とする自律走行システム。 An autonomous traveling device;
A remote control device for performing wireless communication with the autonomous mobile device;
Comprising
The autonomous traveling device is:
A driving device for driving the wheels;
In a normal mode in which the device body autonomously travels, a control device that controls the drive device to drive the wheels;
In an emergency mode in which the main body of the autonomous running is in an emergency stop, a lock mechanism unit that locks the wheel;
In the emergency mode, when the authentication information transmitted from the remote operation device matches the preset setting authentication information, an emergency mode control device that outputs a lock release signal;
Unlocking the wheel according to the unlocking signal, or an unlocking mechanism for assisting the unlocking of the wheel; and
An autonomous traveling system comprising:
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