JP2005280423A - Traveling truck - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は障害物との衝突により走行方向を転換することが可能な走行台車に関する。 The present invention relates to a traveling carriage capable of changing a traveling direction by a collision with an obstacle.
走行方向を転換可能とした無人の走行台車は例えば特許文献1、2に記載されている。特許文献1の走行台車は、車輪で支持された走行台車本体の前部に横方向への移動を自在に設けられたバンパと、該バンパの表面に貼付けられ、障害物に接触したことを検知する複数のテープスイッチとを備えている。特許文献2の走行台車は、車輪で支持された走行台車本体の周りに横方向への移動を自在に設けられた4つのバンパと、各バンパの移動を検知する4つのセンサとを備えている。
For example,
図6は従来の走行台車の他の構成を示す概略図である。この走行台車は車輪で支持された走行台車本体100の前部に前後への移動を自在に配置された半円形のバンパ101と、該バンパ101の2つの周方向位置に枢支され、バンパ101を走行台車本体100に前後への移動を自在に支持する2つの支持杆102,102と、各支持杆102,102の移動を検知するタッチセンサ又は光センサ(図示せず)とを備えている。
ところが、特許文献1にあっては、テープセンサが障害物に直接当たるため、テープセンサが破損し易く、しかも、テープセンサが貼付られた個所だけでバンパの移動が感知されるため、テープセンサの貼付け個所が比較的多くなるという問題があった。また、特許文献2にあっては、4方向にバンパ及びセンサが必要であるため、構造が複雑であり、しかも走行台車の全体が大型になるという問題があった。
However, in
また、図6に示した走行台車にあっては、特許文献1、2の問題は解消できる。しかしながら、直進走行の左右中央線Xに対してバンパ101の移動検知角度θ,θが比較的小さいため、方向転換性が悪いという問題があった。
Further, in the traveling carriage shown in FIG. 6, the problems of
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、主たる目的はバンパの移動により回転する回転体と、該回転体の回転により作動するセンサとを有する検知手段を設けることにより、走行台車本体の直進走行の左右中央線に対する角度が比較的大きくなる位置でバンパが障害物に衝突した場合においてもバンパの移動を検知することができる走行台車を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and a main object of the present invention is to provide a traveling carriage main body by providing a detection means having a rotating body that rotates by movement of the bumper and a sensor that operates by rotation of the rotating body. An object of the present invention is to provide a traveling vehicle that can detect the movement of the bumper even when the bumper collides with an obstacle at a position where the angle with respect to the center line of the straight traveling is relatively large.
また、他の目的はアームからなる回転体とすることにより、バンパ移動検知部の構造を簡素にできる走行台車を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a traveling carriage that can simplify the structure of the bumper movement detector by using a rotating body composed of arms.
また、他の目的はアームの両端から枢支点までの長さを異ならせ、短い方をバンパに係合させ、長い方をセンサと係合可能とすることにより、直進走行の左右中央線に対する角度が比較的大きくなる位置でバンパが障害物に衝突した場合においてもバンパの移動をより一層正確に検知することが可能な走行台車を提供することにある。 Another purpose is to change the length from both ends of the arm to the pivot point, engage the shorter with the bumper, and engage the longer with the sensor. An object of the present invention is to provide a traveling vehicle capable of detecting the movement of the bumper even more accurately even when the bumper collides with an obstacle at a position where the distance becomes relatively large.
また、他の目的は回転体を、走行台車本体に枢支したアームとし、該アームの一端部をバンパに相対移動可能に連結することにより、バンパの支持構造を簡単にでき、しかも、前記直進走行の左右中央線に対する角度が比較的大きくなる位置でバンパが障害物に衝突した場合においてもバンパの移動をより一層正確に検知することが可能な走行台車を提供することにある。 Another object is to use a rotating body as an arm pivotally supported on the main body of the traveling carriage, and to connect one end of the arm to the bumper so that they can move relative to each other. An object of the present invention is to provide a traveling vehicle that can detect the movement of the bumper even more accurately even when the bumper collides with an obstacle at a position where the angle with respect to the left and right center line of the traveling is relatively large.
第1発明に係る走行台車は、車輪で支持された走行台車本体の前方に横方向への移動を可能に設けられたバンパと、該バンパの移動を検知する検知手段とを備えた走行台車において、前記検知手段は前記バンパの移動により回転する回転体と、該回転体の回転により作動して前記回転体の回転を検知するセンサとを備えていることを特徴とする。 A traveling vehicle according to a first aspect of the present invention is a traveling vehicle comprising a bumper provided in front of a traveling vehicle body supported by wheels so as to be able to move in a lateral direction, and detection means for detecting the movement of the bumper. The detecting means includes a rotating body that rotates by the movement of the bumper, and a sensor that operates by the rotation of the rotating body to detect the rotation of the rotating body.
第1発明にあっては、バンパが障害物に衝突して走行台車本体に対して移動することにより、回転体が回転し、センサが作動するため、走行台車本体の直進走行の左右中央線に対する角度が比較的大きくなる位置でバンパが障害物に衝突した場合においてもバンパの移動を検知することが可能であり、方向転換性を改善できる。 In the first aspect of the invention, the bumper collides with the obstacle and moves relative to the traveling carriage main body, so that the rotating body rotates and the sensor operates. Even when the bumper collides with an obstacle at a position where the angle is relatively large, it is possible to detect the movement of the bumper and improve the direction changeability.
第2発明に係る走行台車は、前記回転体は前記走行台車本体及び前記バンパの一方に枢支されたアームであることを特徴とする。 In the traveling cart according to the second invention, the rotating body is an arm pivotally supported on one of the traveling cart body and the bumper.
第2発明にあっては、枢支軸により回転体を支持することができるため、バンパ移動検知部の構造を簡素にできる。 In the second invention, since the rotating body can be supported by the pivot shaft, the structure of the bumper movement detector can be simplified.
第3発明に係る走行台車は、前記アームは両端から枢支点までの長さが異なり、短い方が前記バンパに係合し、長い方が前記センサと係合可能であることを特徴とする。 The traveling carriage according to a third aspect is characterized in that the arms have different lengths from both ends to the pivot point, the shorter one is engaged with the bumper, and the longer one is engageable with the sensor.
第3発明にあっては、バンパの移動量が比較的少ない場合においてもアームの長い方の作動量が多いため、前記直進走行の左右中央線に対する角度が比較的大きくなる位置でバンパが障害物に衝突した場合においてもバンパの移動をより一層正確に検知することが可能であり、方向転換性を改善できる。 In the third aspect of the invention, even when the movement amount of the bumper is relatively small, the operation amount of the longer arm is large, so the bumper is obstructed at a position where the angle with respect to the left and right center line of the straight traveling is relatively large. Even when the vehicle collides with the vehicle, the movement of the bumper can be detected more accurately, and the direction change can be improved.
第4発明に係る走行台車は、前記回転体は前記走行台車本体に枢支されたアームであり、該アームの一端部が前記バンパに相対移動可能に連結されていることを特徴とする。 A traveling vehicle according to a fourth aspect of the invention is characterized in that the rotating body is an arm pivotally supported by the traveling vehicle body, and one end of the arm is connected to the bumper so as to be relatively movable.
第4発明にあっては、アームによりバンパを走行台車本体に支持することができるため、バンパの支持構造を簡単にでき、しかも、前記直進走行の左右中央線に対する角度が比較的大きくなる位置でバンパが障害物に衝突した場合においてもバンパの移動をより一層正確に検知することが可能であり、方向転換性を改善できる。 In the fourth invention, since the bumper can be supported on the traveling carriage body by the arm, the support structure of the bumper can be simplified, and the angle with respect to the left and right center line of the straight traveling is relatively large. Even when the bumper collides with an obstacle, the movement of the bumper can be detected more accurately, and the direction change can be improved.
第1発明によれば、走行台車本体の直進走行の左右中央線に対する角度が比較的大きくなる位置でバンパが障害物に衝突した場合においてもバンパの移動を検知することが可能であり、方向転換性を改善できる。 According to the first aspect of the invention, it is possible to detect the movement of the bumper even when the bumper collides with an obstacle at a position where the angle with respect to the left and right center line of the straight traveling of the traveling carriage main body is relatively large, and the direction is changed. Can improve sex.
第2発明によれば、枢支軸及び枢支孔により回転体を支持することができるため、構造を簡素にできる。 According to the second invention, since the rotating body can be supported by the pivot shaft and the pivot hole, the structure can be simplified.
第3発明によれば、前記直進走行の左右中央線に対する角度が比較的大きくなる位置でバンパが障害物に衝突した場合においてもバンパの移動をより一層正確に検知することが可能であり、方向転換性を改善できる。 According to the third invention, it is possible to detect the movement of the bumper more accurately even when the bumper collides with an obstacle at a position where the angle with respect to the left and right center line of the straight traveling is relatively large, Improves conversion.
第4発明によれば、バンパの支持構造を簡単にでき、しかも、前記直進走行の左右中央線に対する角度が比較的大きくなる位置でバンパが障害物に衝突した場合においてもバンパの移動をより一層正確に検知することが可能であり、方向転換性を改善できる。 According to the fourth invention, the support structure of the bumper can be simplified, and even when the bumper collides with an obstacle at a position where the angle with respect to the center line of the straight traveling is relatively large, the movement of the bumper is further increased. It can be detected accurately, and the direction change can be improved.
以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。図1は本発明に係る走行台車の構成を示す一部を省略した横断平面図、図2はアームの構成を示す拡大説明図である。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings illustrating embodiments thereof. FIG. 1 is a cross-sectional plan view showing a configuration of a traveling carriage according to the present invention, a part of which is omitted, and FIG. 2 is an enlarged explanatory view showing a configuration of an arm.
走行台車は、複数の車輪により前方への走行を自在に支持された走行台車本体1と、該走行台車本体1の前方に2つの支持杆2,2により前後及び横方向への移動を可能に支持されたバンパ3と、該バンパ3を走行台車本体1と離隔する方向へ弾圧する弾性体4と、走行台車本体1に枢支され、バンパ3の移動により回転(揺動)するアーム5,5と、該アーム5,5の回転により作動し、該アーム5,5の回転を検知するセンサ6,6と、アーム5,5をセンサ6,6と離隔する方向へ弾圧するばね体7,7とを備えている。尚、アーム5,5がバンパ3の移動により枢支点を中心として回転する回転体を構成しており、また、回転体(アーム5,5)及びセンサ6,6が検知手段を構成している。
The traveling carriage can be moved in the front-rear and lateral directions by a traveling
走行台車本体1は平面視で略円形に形成されており、該走行台車本体1の前部で左右に離隔した位置に、支持杆2,2を前後に摺動自在に支持する軸受部11,11が設けられている。バンパ3は走行台車本体1の前側半分と離隔して対向するように半円形に形成されている。また、このバンパ3は周壁3aと、該周壁3aの上縁に連なる天壁とを有し、周壁3aの周方向両端側の内面に円弧状の係合凸部31,31が突設されており、天壁の2つの位置に嵌合孔が設けられており、該嵌合孔に支持杆2,2が枢支されている。
The traveling
支持杆2,2は直進走行の左右中央線Xに対して左右に等距離となる位置に前記直進走行方向と平行的に配置され、軸受部11,11に前後への移動を自在に内嵌支持されており、一端部に上方へ延出された枢支軸21,21が一体に設けられており、該枢支軸21,21が前記嵌合孔に回動自在に内嵌されている。また、支持杆2,2の周りにはバンパ3を前方に弾圧する弾性体4,4としてのコイルバネが設けられており、バンパ3を弾性的に支持している。また、軸受部11,11は走行台車本体1に横方向へ少許移動可能に取付けられており、これにより支持杆2,2を介して軸受部11,11に支持されたバンパ3が横方向へも移動可能とされる。
The
アーム5,5はバンパ3の係合凸部31,31の近傍となる位置に枢支軸8,8により横方向へ回転自在に枢支されている。このアーム5,5は両端から枢支点Oまでの長さH1,H2が異なり、短い方の一端部5a,5aが係合凸部31,31に係合し、長い方の他端部5b,5bがセンサ6,6の可動部と係合可能になっており、他端部5b,5bの回転距離L1を一端部5a,5aの回転距離L2よりも長くしてある。また、アーム5,5の両端は半円形に湾曲する湾曲面としてある。
The
アーム5,5を弾圧するばね体7,7は、走行台車本体1に突設されたばね掛片12,12に一端部が係止され、他端部がアーム5の他端部5b,5bに係止された引張りばねからなり、他端部5b,5bをセンサ6,6と離隔する方向へ弾圧している。尚、ばね体7,7は中間に巻回部を有する略L字形のトーションバネを用いてもよい。このトーションバネは、巻回部が枢支軸8,8に外嵌され、一端部が走行台車本体1に突設されたバネ受部に当接し、他端部がアーム5,5の他端部に突設されたバネ受部に当接することにより、アーム5,5を、センサ6,6に対しては離隔し、バンパ3に対しては近接するように取着される。
The
センサ6,6はリミットスイッチ、近接スイッチ等からなり、走行台車本体1の前部に取着されている。
The
図3はバンパの移動を検知した状態の要部の横断平面図である。以上のように構成された走行台車は、例えば掃除ロボット、運搬車等に自走式の走行台車として使用される。掃除等の作業を行うには、走行台車本体1に搭載された電動モータ等の駆動源により車輪が回転し、走行台車本体1が前方へ走行し、この走行時にバンパ3が障害物に衝突すると、バンパ3が走行台車本体1側へ移動し、このバンパ3の例えば一方の係合凸部31が一方のアーム5の一端部5aを押圧する。この押圧により、一方のアーム5が図3の反時計方向へ回転し、該アーム5の他端部5bがセンサ6の可動部に当接し、センサ6が作動する。このセンサ6による検知結果が、マイクロプロセッサを用いてなる制御部に入力され、制御部から出力される制御指令信号により車輪駆動用電動モータが制御され、左右車輪の一方が減速又は停止され、走行台車の走行方向が転換される。この場合、一方のアーム5は短い方の一端部5aが係合凸部31に係合し、長い方の他端部5bがセンサ6の可動部と係合可能であり、バンパ3の少ない移動量でアーム5の他端部5bの回転距離L1を長くするように構成されているため、直進走行の左右中央線Xに対する角度が比較的大きくなる位置でバンパ3が障害物に衝突した場合においてもバンパ3の移動を正確に検知することができる。即ち、バンパ3が2つの支持杆2で横方向(前後方向)への移動を自在に支持された構成にあっては、直進走行の左右中央線Xに対する角度が大きくなる領域で、直進走行の左右中央線Xに対する角度が小さい場合に比べてバンパ3の移動量が少なくなり、バンパ3の移動を検知し難くなるが、アーム5は回転可能に枢支されており、しかも、両端から枢支点Oまでの長さを違えてあるため、バンパ3の移動量が少なくなる領域でも障害物に衝突したのを検知することができ、方向転換性を高めることができる。
FIG. 3 is a cross-sectional plan view of the main part in a state where the movement of the bumper is detected. The traveling cart configured as described above is used as a self-propelled traveling cart for, for example, a cleaning robot and a transport vehicle. In order to perform operations such as cleaning, the wheels are rotated by a drive source such as an electric motor mounted on the traveling
走行台車の方向転換によりバンパ3に加わる押圧力が低減したとき、バンパ3は弾性体4の弾性復元力により復帰移動し、一方のアーム5はばね体7の弾性復元力により復帰回転する。
When the pressing force applied to the
図4は走行台車の他の実施形態を示す要部の平面図である。この走行台車は支持杆2,2をなくし、回転体としてのアーム5によりバンパ3を走行台車本体1に支持したものである。バンパ3は係合凸部31,31に代えて長円形の連結環部32,32が設けられており、また、中央部が枢支軸8,8により走行台車本体1に枢支されアーム5の一端部に、アーム5の回転方向と交差する方向に延出された連結軸51,51が突設されており、該連結軸51,51が連結環部32,32に相対移動可能に内嵌され、アーム5,5がバンパ3を前後及び横方向へ移動自在に支持している。連結環部32,32はバンパ3とアーム5,5との相対移動量を吸収することができるように長円形になっている。また、アーム5,5は連結軸51,51から枢支点Oまでの長さH1を、他端から枢支点Oまでの長さH2よりも短くしてある。
FIG. 4 is a plan view of a main part showing another embodiment of the traveling carriage. In this traveling carriage, the
アーム5,5を弾圧するばね体7,7は、走行台車本体1に突設されたばね受部とアーム5,5の他端部との間に設けられ、他端部をセンサ6,6と離隔する方向へ弾圧し、アーム5,5を介してバンパ3を走行台車本体1と離隔する方向へ弾圧している。また、走行台車本体1にはアーム5,5のばね体7,7による回転を規制するストッパ9,9が突設されている。
The
図5はバンパの移動を検知した状態の要部の平面図である。この実施の形態にあっては、アーム5,5がバンパ3を横方向への移動を自在に支持し、ばね体7,7がバンパ3を走行台車本体1と離隔する方向へ弾圧している。走行時にバンパ3が障害物に衝突し、該バンパ3が走行台車本体1側へ移動すると、バンパ3の移動が例えば一方の連結環部32、連結軸51から一方のアーム5に伝動され、該アーム5が図6の反時計方向へ回転し、該アーム5の他端部がセンサ6の可動部に当接し、センサ6が作動する。
FIG. 5 is a plan view of the main part in a state where the movement of the bumper is detected. In this embodiment, the
走行台車の方向転換によりバンパ3に加わる押圧力が低減したとき、一方のアーム5はばね体7の弾性復元力により復帰回転し、さらにアーム5の回転に連動してバンパ3が復帰移動する。
When the pressing force applied to the
尚、以上説明した他の実施の形態では支持杆2,2をなくし、アーム5,5がバンパ3を支持した構成としたが、その他、図1のように支持杆2,2がバンパ3を支持した構成において、アーム5,5の一端部をバンパ3に相対移動可能に連結した構成としてもよい。
In the other embodiments described above, the
また、以上説明した実施の形態では枢支された回転体としてアームを用いたが、その他、例えば円板であってもよく、その形状は特に制限されない。尚、枢支された回転体が円板である場合、たとえば枢支軸8により枢支された円板の2つの周方向位置の一方を一端部とし、他方を他端部とし、一端部を図1のように係合凸部31に係合させるか、又は、図4のように連結環部32に相対移動可能に連結し、他端部をセンサ6と係合可能にする。
In the embodiment described above, the arm is used as the pivoted rotating body. However, for example, a disk may be used, and the shape is not particularly limited. When the pivoted rotating body is a disc, for example, one of two circumferential positions of the disc pivotally supported by the
また、以上説明した実施の形態では機構的にバンパ3を横方向に移動可能としたが、これに限らず、バンパ3の構成を可撓性を有する薄板状等の構成とすることにより、障害物に衝突した際にバンパが撓むことにより該バンパ3の一部が横方向に移動するものも本発明には含まれる。
In the embodiment described above, the
また、以上説明した実施の形態では走行台車本体1にアーム5,5を枢支したが、その他、このアーム5,5はバンパ3に枢支してもよい。この場合、例えばバンパ3は周壁3aよりも内方へ延出された2つの支持片を備え、各支持片にアーム5,5が枢支され、さらに支持片が弾性体4,4及びセンサ6,6を備え、走行台車本体1が係合凸部31,31を備える構成とする。
In the embodiment described above, the
1 走行台車本体
3 バンパ
5 アーム(回転体、検知手段)
6 センサ(検知手段)
O 枢支点
1 Main body of traveling
6 Sensor (detection means)
O pivot point
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