JP2009269590A - Caster device and wheel type robot - Google Patents

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JP2009269590A JP2008170029A JP2008170029A JP2009269590A JP 2009269590 A JP2009269590 A JP 2009269590A JP 2008170029 A JP2008170029 A JP 2008170029A JP 2008170029 A JP2008170029 A JP 2008170029A JP 2009269590 A JP2009269590 A JP 2009269590A
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Kazuteru Hida
和輝 飛田
Isayuki Sagayama
功幸 嵯峨山
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a caster device suitable for reduction in size and weight. <P>SOLUTION: This caster device 30 comprises: a caster 31; a linear actuator 32 having a direct drive shaft 32a; and a floor reaction force detection part 33 detecting a floor reaction force received by the caster 31. The caster 31 has: a driven wheel 31a; a wheel supporting frame 31b rotatably supporting and housing the driven wheel 31a; and a caster supporting shaft 31c mounted to a top of the wheel supporting frame 31b. Then, the caster supporting shaft 31c and the direct drive shaft 32a are coupled in an axial direction via the floor reaction force detection part 33. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、キャスタを備えるキャスタ装置およびこれを適用した車輪型ロボットに係り、特に、小型化および軽量化を図るのに好適なキャスタ装置および車輪型ロボットに関する。   The present invention relates to a caster device including casters and a wheeled robot to which the caster device is applied, and more particularly to a caster device and a wheeled robot suitable for reducing size and weight.

従来、車輪型ロボットとしては、特許文献１記載の移動ロボットが知られている。
特許文献１記載の移動ロボットは、本体フレームと、走路方向前方に設けられている従動輪と、走路方向の距離をある俯角で検出する距離センサ部と、俯角をほぼ一定に維持したまま従動輪および距離センサを一体的に本体フレーム上で上下動させる上下動機構とを有して構成されている。上下動機構は、一端が回転可能に本体フレームに支持されたリンクアームと、リンクアームの他端を回転可能に支持し従動輪を連結するブラケットと、リンクアームの他端に設けられた支持回転軸を回転させるモータとを有して構成されている（同文献〔００１６〕、〔００１７〕、図１、２）。 Conventionally, a mobile robot described in Patent Document 1 is known as a wheel type robot.
The mobile robot described in Patent Document 1 includes a main body frame, a driven wheel provided forward in the traveling direction, a distance sensor unit that detects a distance in the traveling direction at a certain depression angle, and a driven wheel while maintaining the depression angle substantially constant. And a vertical movement mechanism for moving the distance sensor up and down integrally on the main body frame. The vertical movement mechanism includes a link arm that is rotatably supported at one end by a main body frame, a bracket that rotatably supports the other end of the link arm and connects a driven wheel, and a support rotation provided at the other end of the link arm. And a motor for rotating the shaft (the same reference [0016], [0017], FIGS. 1 and 2).

また、床反力を検出する移動ロボットとしては、特許文献２記載の移動ロボットが知られている。
特許文献２記載の移動ロボットは、上体と、上体に第１関節を介して連結される複数本の脚部と、脚部の先端に第２関節を介して連結される足部と、第２関節と足部の接地端の間に配置された弾性体の内部および弾性体の付近の少なくともいずれかに設けられ、第２関節に対する足部の接地端の変位を示す出力を生じる変位センサと、変位センサの出力に基づいて足部に作用する床反力を算出する床反力算出部とを有して構成されている。
特開２００６−１９０１０５号公報 特開２００３−２０５４８４号公報 Further, as a mobile robot that detects a floor reaction force, a mobile robot described in Patent Document 2 is known.
The mobile robot described in Patent Document 2 includes an upper body, a plurality of legs connected to the upper body via a first joint, a foot connected to the tip of the leg via a second joint, A displacement sensor provided in at least one of the inside of the elastic body disposed between the second joint and the ground contact end of the foot and in the vicinity of the elastic body and generating an output indicating the displacement of the ground contact end of the foot with respect to the second joint And a floor reaction force calculator that calculates a floor reaction force acting on the foot based on the output of the displacement sensor.
JP 2006-190105 A JP 2003-205484 A

しかしながら、特許文献１記載の移動ロボットにあっては、上下動機構がリンク機構として構成されているため、上下動の範囲を大きくするにはリンクアームを長くする必要があり、かつ、リンクアームの長さに応じてモータの必要トルクが大きくなり、大型のモータおよび減速機が必要となる。したがって、全体として大型化するとともに重量が増加するという問題があった。   However, in the mobile robot described in Patent Document 1, since the vertical movement mechanism is configured as a link mechanism, it is necessary to lengthen the link arm in order to increase the vertical movement range, The required torque of the motor increases with the length, and a large motor and a reduction gear are required. Therefore, there has been a problem that the overall size is increased and the weight is increased.

また、特許文献２記載の移動ロボットにあっては、脚型ロボット用の検出機構であり、車輪型ロボットには適用が困難であるという問題があった。
そこで、本発明は、このような従来の技術の有する未解決の課題に着目してなされたものであって、小型化および軽量化を図るのに好適なキャスタ装置および車輪型ロボットを提供することを目的としている。 Further, the mobile robot described in Patent Document 2 is a detection mechanism for legged robots, and there is a problem that it is difficult to apply to wheeled robots.
Therefore, the present invention has been made paying attention to such an unsolved problem of the conventional technology, and provides a caster device and a wheel-type robot suitable for reducing the size and weight. It is an object.

〔発明１〕 上記目的を達成するために、発明１のキャスタ装置は、車輪と、前記車輪を回転可能に支持する車輪支持部と、前記車輪の回転軸と直交する方向を軸方向として前記車輪支持部に取り付けられたキャスタ支持軸とを有するキャスタを備えるキャスタ装置であって、直動軸を有するリニアアクチュエータを備え、前記キャスタ支持軸および前記直動軸が軸方向に連結されている。   [Invention 1] In order to achieve the above object, a caster device according to Invention 1 includes a wheel, a wheel support portion that rotatably supports the wheel, and a direction orthogonal to the rotation axis of the wheel as an axial direction. A caster device comprising a caster having a caster support shaft attached to a support portion, comprising a linear actuator having a linear motion shaft, wherein the caster support shaft and the linear motion shaft are connected in the axial direction.

このような構成であれば、キャスタおよびリニアアクチュエータを軸方向に連結した構成を採用しているので、上下動の範囲を大きくする場合でも、必要トルクがさほど大きくならず、リニアアクチュエータが極端に大型化することがない。また、減速機も必要ない。
そして、リニアアクチュエータを駆動すると、キャスタは、リニアアクチュエータにより上下動する。
具体的な用途としては、例えば、リニアアクチュエータをロボットの基体に取り付けることによりロボットの車輪として適用することができる。 With such a configuration, a configuration in which casters and linear actuators are connected in the axial direction is adopted, so even when the range of vertical movement is increased, the required torque does not increase so much, and the linear actuator is extremely large. It will not become. Also, no reduction gear is required.
When the linear actuator is driven, the caster moves up and down by the linear actuator.
As a specific use, for example, it can be applied as a robot wheel by attaching a linear actuator to a robot base.

〔発明２〕 さらに、発明２のキャスタ装置は、発明１のキャスタ装置において、さらに、前記キャスタが受けた床反力を検出する床反力検出手段を備え、前記キャスタ支持軸および前記直動軸が前記床反力検出手段を介して軸方向に連結されている。
このような構成であれば、キャスタが床反力を受けると、キャスタ支持軸と直動軸の間に床反力検出手段が介在しているので、床反力検出手段により床反力が検出される。そして、例えば、検出された床反力に応じてリニアアクチュエータを制御することにより、キャスタは、リニアアクチュエータにより上下動する。 [Invention 2] The caster device according to Invention 2 is the caster device according to Invention 1, further comprising floor reaction force detection means for detecting a floor reaction force received by the caster, wherein the caster support shaft and the linear motion shaft are provided. Are connected in the axial direction via the floor reaction force detecting means.
With such a configuration, when the caster receives a floor reaction force, the floor reaction force detection means is interposed between the caster support shaft and the linear motion shaft, so the floor reaction force detection means detects the floor reaction force. Is done. Then, for example, by controlling the linear actuator according to the detected floor reaction force, the caster moves up and down by the linear actuator.

〔発明３〕 さらに、発明３のキャスタ装置は、発明２のキャスタ装置において、前記床反力検出手段は、複数の貫通穴が形成され、その上面に前記直動軸が連結された上板と、その下面に前記キャスタ支持軸が連結された下板と、前記上板と前記下板の間に配置された感圧センサと、前記貫通穴に挿通され、前記下板にその先端がそれぞれ固定された複数のボルトと、前記ボルトの軸部を挿通し、前記ボルトの頭部と前記上板の間に介挿された複数のコイルばねとを有する。   [Invention 3] The caster device according to Invention 3 is the caster device according to Invention 2, wherein the floor reaction force detecting means includes an upper plate in which a plurality of through holes are formed and the linear motion shaft is connected to the upper surface thereof. The lower plate with the caster support shaft connected to the lower surface thereof, the pressure-sensitive sensor disposed between the upper plate and the lower plate, and the through-holes are inserted into the lower plate with their tips fixed respectively. A plurality of bolts and a plurality of coil springs inserted through the bolt heads and between the bolt heads and the upper plate.

このような構成であれば、キャスタが接地していない場合は、キャスタおよび下板の自重により各ボルトが押し下げられ、ボルトの頭部と上板の間でコイルばねが付勢されて収縮する。そのため、コイルばねの付勢力により上板と下板の間に間隔が生じにくく、接地時に感圧センサに強い衝撃が加わるのを防止することができる。また、予圧を必要とする感圧センサを用いる場合、コイルばねを強くすることで対応することができる。   With such a configuration, when the caster is not grounded, each bolt is pushed down by the weight of the caster and the lower plate, and the coil spring is urged and contracted between the head of the bolt and the upper plate. Therefore, the space between the upper plate and the lower plate is hardly generated by the urging force of the coil spring, and it is possible to prevent a strong shock from being applied to the pressure sensor at the time of grounding. Moreover, when using the pressure-sensitive sensor which requires preload, it can respond by strengthening a coil spring.

〔発明４〕 さらに、発明４のキャスタ装置は、発明３のキャスタ装置において、前記キャスタ支持軸は、前記車輪支持部または前記下板に回転可能に取り付けられ、前記床反力検出手段は、前記貫通穴に嵌挿され、前記ボルトをそれぞれ嵌挿する複数のリニアブッシュを有する。
このような構成であれば、リニアブッシュによりボルトが支持されるので、キャスタ支持軸が床面に対して垂直な状態に保持される。そのため、床面に接地したキャスタがキャスタ支持軸を軸回りに回転しやすい。 [Invention 4] The caster device according to Invention 4 is the caster device according to Invention 3, wherein the caster support shaft is rotatably attached to the wheel support portion or the lower plate, and the floor reaction force detecting means is It has a plurality of linear bushes which are inserted into the through holes and into which the bolts are respectively inserted.
With such a configuration, since the bolt is supported by the linear bush, the caster support shaft is held in a state perpendicular to the floor surface. Therefore, the caster that is grounded on the floor surface easily rotates around the caster support shaft.

〔発明５〕 さらに、発明５のキャスタ装置は、発明１ないし４のいずれか１のキャスタ装置において、さらに、ニードルガイドを備え、前記キャスタ支持軸および前記直動軸が前記ニードルガイドを介して連結されている。
このような構成であれば、ニードルガイドにより、リニアアクチュエータの軸方向に直交する曲げモーメントを受けることができるので、曲げモーメントに対する強度が向上する。 [Invention 5] The caster device according to Invention 5 is the caster device according to any one of Inventions 1 to 4, further comprising a needle guide, wherein the caster support shaft and the linear motion shaft are connected via the needle guide. Has been.
With such a configuration, the needle guide can receive a bending moment orthogonal to the axial direction of the linear actuator, so that the strength against the bending moment is improved.

〔発明６〕 一方、上記目的を達成するために、発明６の車輪型ロボットは、発明１ないし５のいずれか１項に記載のキャスタ装置を備える。
〔発明７〕 一方、上記目的を達成するために、発明７のキャスタ装置は、発明２のキャスタ装置において、前記床反力検出手段は、所定の位相をもって配置された複数の感圧センサを有する。
このような構成であれば、キャスタ装置の傾斜角が得られれば、キャスタ装置が傾斜している場合の床反力を比較的正確に算出することができる。 [Invention 6] On the other hand, in order to achieve the above object, a wheel-type robot according to Invention 6 includes the caster device according to any one of Inventions 1 to 5.
[Invention 7] On the other hand, in order to achieve the above object, the caster device according to Invention 7 is the caster device according to Invention 2, wherein the floor reaction force detection means has a plurality of pressure sensitive sensors arranged with a predetermined phase. .
With such a configuration, if the tilt angle of the caster device is obtained, the floor reaction force when the caster device is tilted can be calculated relatively accurately.

〔発明８〕 さらに、発明８のキャスタ装置は、発明７のキャスタ装置において、前記床反力検出手段は、少なくとも２つの前記感圧センサを有し、第１の前記感圧センサを第１平面に配置し、第２の前記感圧センサを、前記第１平面に対して所定角度をなす第２平面に配置した。   [Invention 8] Further, the caster apparatus according to Invention 8 is the caster apparatus according to Invention 7, wherein the floor reaction force detecting means has at least two pressure-sensitive sensors, and the first pressure-sensitive sensor is arranged on the first plane. The second pressure-sensitive sensor is arranged on a second plane that forms a predetermined angle with respect to the first plane.

〔発明９〕 さらに、発明９のキャスタ装置は、発明７のキャスタ装置において、前記床反力検出手段は、少なくとも４つの前記感圧センサを有し、第１の前記感圧センサを第１平面に配置し、第２の前記感圧センサを、前記第１平面に対して所定角度をなす第２平面に配置し、第３の前記感圧センサを、前記第１平面および前記第２平面に対して所定角度をなす第３平面に配置し、第４の前記感圧センサを、前記第１平面ないし前記第３平面に対して所定角度をなす第４平面に配置した。
このような構成であれば、キャスタ装置が傾斜している場合の床反力をさらに正確に算出することができる。 [Invention 9] The caster device according to Invention 9 is the caster device according to Invention 7, wherein the floor reaction force detecting means includes at least four pressure-sensitive sensors, and the first pressure-sensitive sensor is arranged on the first plane. The second pressure-sensitive sensor is disposed on a second plane that forms a predetermined angle with respect to the first plane, and the third pressure-sensitive sensor is disposed on the first plane and the second plane. The fourth pressure sensor is disposed on a fourth plane that forms a predetermined angle with respect to the first plane or the third plane.
With such a configuration, the floor reaction force when the caster device is tilted can be calculated more accurately.

〔発明１０〕 一方、上記目的を達成するために、発明１０の車輪型ロボットは、発明７ないし９のいずれか１項に記載のキャスタ装置を備える。   [Invention 10] On the other hand, in order to achieve the above object, a wheel type robot according to Invention 10 includes the caster device according to any one of Inventions 7 to 9.

以上説明したように、発明１のキャスタ装置によれば、キャスタおよびリニアアクチュエータを軸方向に連結した構成を採用しているので、従来に比して、大型化および重量の増加を抑制することができるという効果が得られる。
さらに、発明２のキャスタ装置によれば、キャスタ支持軸と直動軸の間に床反力検出手段が介在しているので、キャスタが受けた床反力を容易に検出することができるという効果が得られる。 As described above, according to the caster device of the first aspect, since the configuration in which the caster and the linear actuator are coupled in the axial direction is adopted, it is possible to suppress an increase in size and an increase in weight as compared with the conventional case. The effect that it can be obtained.
Further, according to the caster device of the second aspect, since the floor reaction force detecting means is interposed between the caster support shaft and the linear motion shaft, the floor reaction force received by the caster can be easily detected. Is obtained.

さらに、発明３のキャスタ装置によれば、キャスタが接地していない場合、コイルばねの付勢力により上板と下板の間に間隔が生じにくく、接地時に感圧センサに強い衝撃が加わるのを防止することができるという効果が得られる。また、予圧を必要とする感圧センサを用いる場合、コイルばねを強くすることで対応することができる。
さらに、発明４のキャスタ装置によれば、キャスタ支持軸が床面に対して垂直な状態に保持されるので、床面に接地したキャスタがキャスタ支持軸を軸回りに回転しやすくなるという効果が得られる。 Furthermore, according to the caster device of the third aspect, when the caster is not grounded, the biasing force of the coil spring hardly causes a gap between the upper plate and the lower plate, thereby preventing a strong shock from being applied to the pressure sensor at the time of grounding. The effect that it can be obtained. Moreover, when using the pressure-sensitive sensor which requires preload, it can respond by strengthening a coil spring.
Furthermore, according to the caster device of the invention 4, since the caster support shaft is held in a state perpendicular to the floor surface, the caster grounded on the floor surface can easily rotate the caster support shaft around the axis. can get.

さらに、発明５のキャスタ装置によれば、ニードルガイドにより、リニアアクチュエータの軸方向に直交する曲げモーメントを受けることができるので、曲げモーメントに対する強度を向上することができるという効果が得られる。
さらに、発明７のキャスタ装置によれば、キャスタ装置の傾斜角が得られれば、キャスタ装置が傾斜している場合の床反力を比較的正確に算出することができるという効果が得られる。 Furthermore, according to the caster device of the fifth aspect of the invention, the needle guide can receive a bending moment orthogonal to the axial direction of the linear actuator, so that the effect of improving the strength against the bending moment can be obtained.
Furthermore, according to the caster device of the invention 7, if the tilt angle of the caster device is obtained, the floor reaction force when the caster device is tilted can be calculated relatively accurately.

さらに、発明９のキャスタ装置によれば、キャスタ装置が傾斜している場合の床反力をさらに正確に算出することができるという効果が得られる。   Furthermore, according to the caster device of the ninth aspect, it is possible to obtain an effect that the floor reaction force when the caster device is inclined can be calculated more accurately.

〔第１の実施の形態〕
以下、本発明の第１の実施の形態を図面を参照しながら説明する。図１ないし図７は、本発明に係るキャスタ装置および車輪型ロボットの第１の実施の形態を示す図である。
まず、本発明を適用する車輪型ロボット１００の構成を説明する。
図１は、車輪型ロボット１００の正面図である。 [First Embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 to FIG. 7 are diagrams showing a first embodiment of a caster device and a wheel type robot according to the present invention.
First, the configuration of the wheel type robot 100 to which the present invention is applied will be described.
FIG. 1 is a front view of the wheel type robot 100.

図２は、車輪型ロボット１００の側面図である。
車輪型ロボット１００は、図１および図２に示すように、基体１０と、基体１０の両側面にそれぞれ回転可能に設けられた１対の駆動輪２０と、基体１０の前部および後部にそれぞれ設けられた２つのキャスタ装置３０と、基体１０の後上部に設けられたハンドル４０とを有して構成されている。 FIG. 2 is a side view of the wheel type robot 100.
As shown in FIGS. 1 and 2, the wheel type robot 100 includes a base body 10, a pair of drive wheels 20 rotatably provided on both side surfaces of the base body 10, and a front portion and a rear portion of the base body 10, respectively. The two caster devices 30 are provided, and a handle 40 is provided on the rear upper part of the base body 10.

次に、キャスタ装置３０の構成を説明する。
図３は、キャスタ装置３０の正面図である。
キャスタ装置３０は、図３に示すように、キャスタ３１と、キャスタ３１を上下動させるリニアアクチュエータ３２と、キャスタ３１が受けた床反力を検出する床反力検出部３３とを有して構成されている。 Next, the configuration of the caster device 30 will be described.
FIG. 3 is a front view of the caster device 30.
As shown in FIG. 3, the caster device 30 includes a caster 31, a linear actuator 32 that moves the caster 31 up and down, and a floor reaction force detection unit 33 that detects a floor reaction force received by the caster 31. Has been.

リニアアクチュエータ３２は、直線運動する直動軸３２ａを有し、フレーム３４により支持されている。
フレーム３４は、金属板を断面逆Ｕ字状に形成してなり、Ｕ字の開口端部の両側から水平方向にそれぞれ伸長するフランジ３４ａを有する。フランジ３４ａは、基体１０の内底面に取り付けられている。フレーム３４の上面には、貫通穴（不図示）が形成されている。リニアアクチュエータ３２は、出力軸面３２ｂを下向きにし、フレーム３４の貫通穴に直動軸３２ａを挿通させてフレーム３４の上方に設置されている。出力軸面３２ｂは、ボルト３４ｂによりフレーム３４の上面に固定されている。 The linear actuator 32 has a linear motion shaft 32 a that moves linearly and is supported by a frame 34.
The frame 34 is formed by forming a metal plate in an inverted U-shaped cross section, and has flanges 34a extending horizontally from both sides of the U-shaped opening end. The flange 34 a is attached to the inner bottom surface of the base 10. A through hole (not shown) is formed on the upper surface of the frame 34. The linear actuator 32 is installed above the frame 34 such that the output shaft surface 32 b faces downward and the linear motion shaft 32 a is inserted into the through hole of the frame 34. The output shaft surface 32b is fixed to the upper surface of the frame 34 by bolts 34b.

床反力検出部３３は、基体１０の下方に設置され、高剛性ニードルガイド３５を介してリニアアクチュエータ３２に連結されている。リニアアクチュエータ３２は、推力は強いが軸方向に直交する曲げモーメントに弱いという性質がある。そこで、高剛性ニードルガイド３５で曲げモーメントを受ける構成を採用することにより、曲げモーメントに対する強度を向上することができる。   The floor reaction force detection unit 33 is installed below the base 10 and is connected to the linear actuator 32 via a high-rigidity needle guide 35. The linear actuator 32 has a property that the thrust is strong but the bending moment perpendicular to the axial direction is weak. Therefore, by adopting a configuration in which the bending moment is received by the high-rigidity needle guide 35, the strength against the bending moment can be improved.

基体１０の底面のうちフレーム３４の開口部の真下には、貫通穴１０ａが形成されている。高剛性ニードルガイド３５は、シャフト３５ａを有し、シャフト３５ａを貫通穴１０ａに挿通させてフレーム３４に固定されている。シャフト３５ａの上端は、直動軸３２ａに連結され、シャフト３５ａの下端は、床反力検出部３３の上部に連結されている。
一方、キャスタ３１は、従動輪３１ａと、従動輪３１ａを回転可能に支持し収容する車輪支持枠３１ｂと、車輪支持枠３１ｂの上部に取り付けられたキャスタ支持軸３１ｃとを有して構成されている。 A through hole 10 a is formed in the bottom surface of the base 10 immediately below the opening of the frame 34. The high-rigidity needle guide 35 has a shaft 35a, and is fixed to the frame 34 by inserting the shaft 35a through the through hole 10a. The upper end of the shaft 35 a is connected to the linear motion shaft 32 a, and the lower end of the shaft 35 a is connected to the upper part of the floor reaction force detection unit 33.
On the other hand, the caster 31 includes a driven wheel 31a, a wheel support frame 31b that rotatably supports and accommodates the driven wheel 31a, and a caster support shaft 31c attached to an upper portion of the wheel support frame 31b. Yes.

キャスタ支持軸３１ｃは、従動輪３１ａの回転軸と直交する方向に回転可能に車輪支持枠３１ｂに取り付けられている。キャスタ支持軸３１ｃの上端は、床反力検出部３３の下部に連結されている。   The caster support shaft 31c is attached to the wheel support frame 31b so as to be rotatable in a direction orthogonal to the rotation axis of the driven wheel 31a. The upper end of the caster support shaft 31 c is connected to the lower part of the floor reaction force detector 33.

次に、床反力検出部３３の構成を説明する。
図４は、床反力検出部３３の軸方向の断面図である。
床反力検出部３３は、図４に示すように、上板３３ａと、下板３３ｂと、上板３３ａと下板３３ｂの間に配置された感圧センサ３３ｃとを有して構成されている。
上板３３ａの四隅には、貫通穴３３ｄがそれぞれ形成されている。（図４では、このうち２つの貫通穴３３ｄを示している。以下、ボルト穴３３ｅ等の実個数と図４の表示個数の関係についても同様である。）上板３３ａの上面には、シャフト３５ａの下端が連結されている。 Next, the configuration of the floor reaction force detection unit 33 will be described.
FIG. 4 is a sectional view of the floor reaction force detector 33 in the axial direction.
As shown in FIG. 4, the floor reaction force detection unit 33 includes an upper plate 33a, a lower plate 33b, and a pressure sensor 33c disposed between the upper plate 33a and the lower plate 33b. Yes.
Through holes 33d are formed in the four corners of the upper plate 33a. (In FIG. 4, two of these through holes 33d are shown. The same applies to the relationship between the actual number of bolt holes 33e and the like and the number of displays shown in FIG. 4.) On the upper surface of the upper plate 33a, there is a shaft. The lower end of 35a is connected.

下板３３ｂには、各貫通穴３３ｄに対向する位置に４つのボルト穴３３ｅが形成されている。下板３３ｂの下面には、キャスタ支持軸３１ｃの上端が連結されている。
感圧センサ３３ｃは、印加される圧力に応じた電圧のセンサ信号を出力する。例えば、印加される圧力の変化に伴って電気抵抗値が変化する特性を有する感圧センサを採用することができる。 In the lower plate 33b, four bolt holes 33e are formed at positions facing the respective through holes 33d. The upper end of the caster support shaft 31c is connected to the lower surface of the lower plate 33b.
The pressure-sensitive sensor 33c outputs a sensor signal having a voltage corresponding to the applied pressure. For example, it is possible to employ a pressure sensitive sensor having a characteristic that an electric resistance value changes with a change in applied pressure.

床反力検出部３３は、さらに、貫通穴３３ｄにそれぞれ嵌挿された４つのリニアブッシュ３３ｆと、リニアブッシュ３３ｆに嵌挿され、ボルト穴３３ｅにその先端がそれぞれ螺合した４つのストリッパボルト３３ｇと、ストリッパボルト３３ｇの軸部を挿通し、ストリッパボルト３３ｇの頭部とリニアブッシュ３３ｆの間に介挿された４つのコイルばね３３ｈとを有して構成されている。   The floor reaction force detection unit 33 further includes four linear bushings 33f that are respectively inserted into the through holes 33d, and four stripper bolts 33g that are inserted into the linear bushings 33f and screwed into the bolt holes 33e. And four coil springs 33h inserted between the head of the stripper bolt 33g and the linear bush 33f through the shaft portion of the stripper bolt 33g.

これにより、キャスタ３１が接地していない場合は、キャスタ３１および下板３３ｂの自重により各ストリッパボルト３３ｇが押し下げられ、ストリッパボルト３３ｇの頭部とリニアブッシュ３３ｆの間でコイルばね３３ｈが付勢されて収縮する。そのため、コイルばね３３ｈの付勢力により上板３３ａと下板３３ｂの間に間隔が生じにくく、接地時に感圧センサ３３ｃに強い衝撃が加わるのを防止することができる。また、感圧センサ３３ｃとして予圧を必要とする感圧センサを用いる場合、コイルばね３３ｈを強くすることで対応することができる。   Thus, when the caster 31 is not grounded, the stripper bolts 33g are pushed down by the weights of the casters 31 and the lower plate 33b, and the coil spring 33h is biased between the head of the stripper bolt 33g and the linear bush 33f. Shrink. Therefore, the space between the upper plate 33a and the lower plate 33b is hardly generated by the urging force of the coil spring 33h, and it is possible to prevent a strong impact from being applied to the pressure sensor 33c at the time of grounding. Moreover, when using the pressure sensor which requires preload as the pressure sensor 33c, it can respond by strengthening the coil spring 33h.

また、リニアブッシュ３３ｆによりストリッパボルト３３ｇが支持されるので、キャスタ支持軸３１ｃが床面に対して垂直な状態に保持される。そのため、床面に接地したキャスタ３１がキャスタ支持軸３１ｃを軸回り（ヨー軸回り）に回転しやすい。   Further, since the stripper bolt 33g is supported by the linear bush 33f, the caster support shaft 31c is held in a state perpendicular to the floor surface. Therefore, the caster 31 that is in contact with the floor surface easily rotates around the caster support shaft 31c (about the yaw axis).

次に、車輪型ロボット１００の移動制御システムを説明する。
図５は、車輪型ロボット１００の移動制御システムを示すブロック図である。
各リニアアクチュエータ３２には、図５に示すように、リニアアクチュエータ３２の直動位置を検出するエンコーダ４２と、アクチュエータ指令信号およびエンコーダ４２の直動位置検出信号に基づいてリニアアクチュエータ３２の駆動を制御するドライバ４４が設けられている。 Next, the movement control system of the wheel type robot 100 will be described.
FIG. 5 is a block diagram showing a movement control system of the wheel type robot 100.
As shown in FIG. 5, each linear actuator 32 controls the drive of the linear actuator 32 based on the encoder 42 that detects the linear motion position of the linear actuator 32 and the actuator command signal and the linear motion position detection signal of the encoder 42. A driver 44 is provided.

各駆動輪２０には、駆動輪２０を回転駆動する車輪モータ５０がそれぞれ設けられている。各車輪モータ５０には、車輪モータ５０の回転角度位置を検出するエンコーダ５２と、モータ指令信号およびエンコーダ５２の角度位置検出信号に基づいて車輪モータ５０の駆動を制御するドライバ５４が設けられている。   Each drive wheel 20 is provided with a wheel motor 50 that rotationally drives the drive wheel 20. Each wheel motor 50 is provided with an encoder 52 that detects the rotational angular position of the wheel motor 50 and a driver 54 that controls the driving of the wheel motor 50 based on the motor command signal and the angular position detection signal of the encoder 52. .

車輪型ロボット１００は、さらに、ＣＰＵ６０と、外部のＰＣ等と無線通信を行う無線通信部７４と、無線通信部７４とＣＰＵ６０の入出力を中継するハブ７６と、警告音等を出力するスピーカ７８とを有して構成されている。
ＣＰＵ６０は、指令信号出力Ｉ／Ｆ６１を介してドライバ４４、５４に指令信号を出力し、位置検出信号入力Ｉ／Ｆ６２を介してエンコーダ４２、５２の位置検出信号を入力する。また、センサ信号入力Ｉ／Ｆ６３を介して各感圧センサ３３ｃからセンサ信号を入力する。また、通信Ｉ／Ｆ６４を介してハブ７６と信号の入出力を行い、サウンド出力Ｉ／Ｆ６５を介してスピーカ７８に音声信号を出力する。 The wheel-type robot 100 further includes a CPU 60, a wireless communication unit 74 that performs wireless communication with an external PC, a hub 76 that relays input / output of the wireless communication unit 74 and the CPU 60, and a speaker 78 that outputs a warning sound and the like. And is configured.
The CPU 60 outputs a command signal to the drivers 44 and 54 via the command signal output I / F 61 and inputs the position detection signals of the encoders 42 and 52 via the position detection signal input I / F 62. In addition, a sensor signal is input from each pressure-sensitive sensor 33c via the sensor signal input I / F 63. Further, signals are input / output to / from the hub 76 via the communication I / F 64, and an audio signal is output to the speaker 78 via the sound output I / F 65.

次に、ＣＰＵ６０で実行される処理を説明する。
ＣＰＵ６０は、ＲＯＭ等の所定領域に格納されている制御プログラムを起動させ、その制御プログラムに従って、図６のフローチャートに示すキャスタ装置制御処理を実行する。
図６は、キャスタ装置制御処理を示すフローチャートである。
キャスタ装置制御処理は、キャスタ装置３０を上下動させる制御を行う処理であって、ＣＰＵ６０において実行されると、まず、図６に示すように、ステップＳ１００に移行する。
ステップＳ１００では、前部のキャスタ装置３０の感圧センサ３３ｃからセンサ信号を入力し、ステップＳ１０２に移行して、入力したセンサ信号に基づいて、前部のキャスタ装置３０のキャスタ３１が受けた床反力ＦＦを算出し、ステップＳ１０４に移行する。 Next, processing executed by the CPU 60 will be described.
The CPU 60 activates a control program stored in a predetermined area such as a ROM, and executes caster device control processing shown in the flowchart of FIG. 6 according to the control program.
FIG. 6 is a flowchart showing caster device control processing.
The caster device control process is a process for controlling the caster device 30 to move up and down. When the caster device control process is executed by the CPU 60, the process first proceeds to step S100 as shown in FIG.
In step S100, a sensor signal is input from the pressure-sensitive sensor 33c of the front caster device 30, and the process proceeds to step S102 where the floor received by the caster 31 of the front caster device 30 is received based on the input sensor signal. The reaction force FF is calculated, and the process proceeds to step S104.

ステップＳ１０４では、後部のキャスタ装置３０の感圧センサ３３ｃからセンサ信号を入力し、ステップＳ１０６に移行して、入力したセンサ信号に基づいて、後部のキャスタ装置３０のキャスタ３１が受けた床反力ＦＢを算出し、ステップＳ１０８に移行する。
ステップＳ１０８では、算出した床反力ＦＦ、ＦＢがいずれも標準床反力ＦＮよりも大きいか否かを判定し、標準床反力ＦＮよりも大きいと判定したとき(Yes)は、ステップＳ１１０に移行する。ここで、標準床反力ＦＮとは、キャスタ３１が受ける標準的な床反力をいい、例えば、両方のキャスタ装置３０を標準の長さに設定し、車輪型ロボット１００を平面に接地させたときにキャスタ３１が受ける床反力として設定することができる。 In step S104, a sensor signal is input from the pressure sensor 33c of the rear caster device 30, and the process proceeds to step S106. Based on the input sensor signal, the floor reaction force received by the caster 31 of the rear caster device 30 is received. FB is calculated, and the process proceeds to step S108.
In step S108, it is determined whether or not the calculated floor reaction forces FF and FB are both greater than the standard floor reaction force FN. If it is determined that the calculated floor reaction forces FF and FB are greater than the standard floor reaction force FN (Yes), the process proceeds to step S110. Transition. Here, the standard floor reaction force FN means a standard floor reaction force that the caster 31 receives. For example, both caster devices 30 are set to a standard length, and the wheel type robot 100 is grounded on a plane. It can be set as the floor reaction force that the casters 31 sometimes receive.

ステップＳ１１０では、両方のキャスタ３１に荷重がかかり過ぎていると判定し、床反力ＦＦ、ＦＢと標準床反力ＦＮの差が小さくなるように、両方のキャスタ装置３０のキャスタ３１を短縮（上移動）させるため、ドライバ４４へのアクチュエータ指令信号を生成し、生成したアクチュエータ指令信号をドライバ４４に出力し、一連の処理を終了して元の処理に復帰させる。   In step S110, it is determined that both casters 31 are overloaded, and the casters 31 of both caster devices 30 are shortened so that the difference between the floor reaction forces FF and FB and the standard floor reaction force FN is reduced ( Therefore, the actuator command signal to the driver 44 is generated, the generated actuator command signal is output to the driver 44, a series of processes are terminated, and the original process is restored.

一方、ステップＳ１０８で、床反力ＦＦ、ＦＢのいずれかが標準床反力ＦＮ以下であると判定したとき(No)は、ステップＳ１１２に移行して、床反力ＦＦ、ＦＢがいずれも標準床反力ＦＮよりも小さいか否かを判定し、標準床反力ＦＮよりも小さいと判定したとき(Yes)は、ステップＳ１１４に移行する。
ステップＳ１１４では、両方のキャスタ３１が浮いていると判定し、床反力ＦＦ、ＦＢと標準床反力ＦＮの差が小さくなるように、両方のキャスタ装置３０のキャスタ３１を伸長（下移動）させるため、ドライバ４４へのアクチュエータ指令信号を生成し、生成したアクチュエータ指令信号をドライバ４４に出力し、一連の処理を終了して元の処理に復帰させる。 On the other hand, when it is determined in step S108 that any one of the floor reaction forces FF and FB is equal to or less than the standard floor reaction force FN (No), the process proceeds to step S112, and both the floor reaction forces FF and FB are standard. It is determined whether or not it is smaller than the floor reaction force FN, and when it is determined that it is smaller than the standard floor reaction force FN (Yes), the process proceeds to step S114.
In step S114, it is determined that both casters 31 are floating, and the casters 31 of both caster devices 30 are extended (moved downward) so that the difference between the floor reaction forces FF and FB and the standard floor reaction force FN is reduced. Therefore, an actuator command signal to the driver 44 is generated, the generated actuator command signal is output to the driver 44, a series of processing is terminated, and the original processing is restored.

一方、ステップＳ１１２で、床反力ＦＦ、ＦＢのいずれかが標準床反力ＦＮ以上であると判定したとき(No)は、ステップＳ１１６に移行して、床反力ＦＦが床反力ＦＢよりも大きいか否かを判定し、床反力ＦＢよりも大きいと判定したとき(Yes)は、ステップＳ１１８に移行する。
ステップＳ１１８では、車輪型ロボット１００が前傾姿勢または下り坂を走行中であると判定し、床反力ＦＦと床反力ＦＢの差が小さくなるように、前部のキャスタ装置３０のキャスタ３１を伸長させるため、ドライバ４４へのアクチュエータ指令信号を生成し、生成したアクチュエータ指令信号をドライバ４４に出力し、一連の処理を終了して元の処理に復帰させる。 On the other hand, when it is determined in step S112 that one of the floor reaction forces FF and FB is greater than or equal to the standard floor reaction force FN (No), the process proceeds to step S116, where the floor reaction force FF is greater than the floor reaction force FB. Is greater than the floor reaction force FB (Yes), the process proceeds to step S118.
In step S118, it is determined that the wheel type robot 100 is traveling forwardly or downhill, and the caster 31 of the front caster device 30 is reduced so that the difference between the floor reaction force FF and the floor reaction force FB is reduced. Is generated, an actuator command signal to the driver 44 is generated, the generated actuator command signal is output to the driver 44, a series of processing is terminated, and the original processing is restored.

一方、ステップＳ１１６で、床反力ＦＦが床反力ＦＢ以下であると判定したとき(No)は、ステップＳ１２０に移行して、床反力ＦＢが床反力ＦＦよりも大きいか否かを判定し、床反力ＦＦよりも大きいと判定したとき(Yes)は、ステップＳ１２２に移行する。
ステップＳ１２２では、車輪型ロボット１００が後傾姿勢または上り坂を走行中であると判定し、床反力ＦＦと床反力ＦＢの差が小さくなるように、後部のキャスタ装置３０のキャスタ３１を伸長させるため、ドライバ４４へのアクチュエータ指令信号を生成し、生成したアクチュエータ指令信号をドライバ４４に出力し、一連の処理を終了して元の処理に復帰させる。
一方、ステップＳ１２０で、床反力ＦＢが床反力ＦＦ以下であると判定したとき(No)は、一連の処理を終了して元の処理に復帰させる。 On the other hand, when it is determined in step S116 that the floor reaction force FF is equal to or less than the floor reaction force FB (No), the process proceeds to step S120, and whether or not the floor reaction force FB is greater than the floor reaction force FF. If it is determined that it is greater than the floor reaction force FF (Yes), the process proceeds to step S122.
In step S122, it is determined that the wheel-type robot 100 is traveling backwardly or in an uphill position, and the casters 31 of the rear caster device 30 are set so that the difference between the floor reaction force FF and the floor reaction force FB is reduced. In order to extend, an actuator command signal to the driver 44 is generated, the generated actuator command signal is output to the driver 44, a series of processing is terminated, and the original processing is restored.
On the other hand, when it is determined in step S120 that the floor reaction force FB is equal to or less than the floor reaction force FF (No), the series of processes is terminated and the original process is restored.

次に、本実施の形態の動作を説明する。
車輪型ロボット１００は、車輪モータ５０が駆動されると、車輪モータ５０の動力が駆動輪２０に伝達され、駆動輪２０の駆動により走行することができる。前部および後部のキャスタ装置３０は、従動輪３１ａであるので、車輪型ロボット１００の走行に伴って回転する。このとき、接地したキャスタ３１のキャスタ支持軸３１ｃと直動軸３２ａの間に床反力検出部３３が介在しているので、感圧センサ３３ｃにより、キャスタ３１が受けた床反力が検出される。そして、ステップＳ１００〜Ｓ１０６を経て、感圧センサ３３ｃからのセンサ信号に基づいて床反力ＦＦ、ＦＢが算出される。 Next, the operation of the present embodiment will be described.
When the wheel motor 50 is driven, the wheel type robot 100 is driven by the driving wheels 20 by driving the power of the wheel motor 50 to the driving wheels 20. Since the front and rear caster devices 30 are driven wheels 31a, they rotate as the wheel type robot 100 travels. At this time, since the floor reaction force detection unit 33 is interposed between the caster support shaft 31c of the grounded caster 31 and the linear motion shaft 32a, the floor reaction force received by the caster 31 is detected by the pressure sensor 33c. The Then, through steps S100 to S106, floor reaction forces FF and FB are calculated based on the sensor signal from the pressure sensor 33c.

両方のキャスタ３１に荷重がかかり過ぎている場合は、床反力ＦＦ、ＦＢがいずれも標準床反力ＦＮよりも大きくなるので、ステップＳ１０８、Ｓ１１０を経て、アクチュエータ指令信号に基づいてドライバ４４がリニアアクチュエータ３２を駆動し、両方のキャスタ装置３０のキャスタ３１が短縮する。
両方のキャスタ３１が浮いている場合は、床反力ＦＦ、ＦＢがいずれも標準床反力ＦＮよりも小さくなるので、ステップＳ１１２、Ｓ１１４を経て、アクチュエータ指令信号に基づいてドライバ４４がリニアアクチュエータ３２を駆動し、両方のキャスタ装置３０のキャスタ３１が伸長する。 When both the casters 31 are overloaded, the floor reaction forces FF and FB are both larger than the standard floor reaction force FN, so that the driver 44 passes the steps S108 and S110 based on the actuator command signal. The linear actuator 32 is driven, and the casters 31 of both caster devices 30 are shortened.
When both casters 31 are floating, the floor reaction forces FF and FB are both smaller than the standard floor reaction force FN, so that the driver 44 passes the linear actuator 32 based on the actuator command signal through steps S112 and S114. And the casters 31 of both caster devices 30 are extended.

車輪型ロボット１００が前傾姿勢または下り坂を走行中である場合は、床反力ＦＦが床反力ＦＢよりも大きくなるので、ステップＳ１１６、Ｓ１１８を経て、アクチュエータ指令信号に基づいてドライバ４４がリニアアクチュエータ３２を駆動し、前部のキャスタ装置３０のキャスタ３１が伸長する。
図７は、車輪型ロボット１００が上り坂を走行中である場合を示す図である。 When the wheeled robot 100 is traveling forwardly or downhill, the floor reaction force FF is greater than the floor reaction force FB, so that the driver 44 passes through steps S116 and S118 based on the actuator command signal. The linear actuator 32 is driven, and the caster 31 of the front caster device 30 is extended.
FIG. 7 is a diagram illustrating a case where the wheeled robot 100 is traveling uphill.

車輪型ロボット１００が上り坂を走行中である場合は、図７（ａ）に示すように、床反力ＦＢが床反力ＦＦよりも大きくなるので、ステップＳ１２０、Ｓ１２２を経て、図７（ｂ）に示すように、アクチュエータ指令信号に基づいてドライバ４４がリニアアクチュエータ３２を駆動し、後部のキャスタ装置３０のキャスタ３１が伸長する。
この制御は、車輪型ロボット１００が後傾姿勢である場合も同様に行われる。 When the wheeled robot 100 is traveling uphill, the floor reaction force FB is larger than the floor reaction force FF as shown in FIG. 7A, and therefore, after steps S120 and S122, FIG. As shown in b), the driver 44 drives the linear actuator 32 based on the actuator command signal, and the caster 31 of the rear caster device 30 extends.
This control is performed in the same manner when the wheeled robot 100 is in the backward tilt posture.

なお、床反力ＦＦ、ＦＢがいずれも標準床反力ＦＮに等しいときは、キャスタ３１にかかる荷重が適切な状態であるので、キャスタ装置３０を上下動させる制御は行われない。
このようにして、本実施の形態では、キャスタ装置３０は、従動輪３１ａの回転軸と直交する方向に回転可能に車輪支持枠３１ｂに取り付けられたキャスタ支持軸３１ｃを有するキャスタ３１と、直動軸３２ａを有するリニアアクチュエータ３２とを備え、キャスタ支持軸３１ｃおよび直動軸３２ａが軸方向に連結されている。 When the floor reaction forces FF and FB are both equal to the standard floor reaction force FN, the load applied to the casters 31 is in an appropriate state, so that the control for moving the caster device 30 up and down is not performed.
In this way, in the present embodiment, the caster device 30 includes the caster 31 having the caster support shaft 31c attached to the wheel support frame 31b so as to be rotatable in the direction orthogonal to the rotation shaft of the driven wheel 31a, and the linear motion The caster support shaft 31c and the linear motion shaft 32a are connected in the axial direction.

これにより、キャスタ３１およびリニアアクチュエータ３２を軸方向に連結した構成を採用しているので、上下動の範囲を大きくする場合でも、必要トルクがさほど大きくならず、リニアアクチュエータ３２が極端に大型化することがない。また、減速機も必要ない。したがって、従来に比して、大型化および重量の増加を抑制することができる。
さらに、本実施の形態では、キャスタ装置３０は、キャスタ３１が受けた床反力を検出する床反力検出部３３を備え、キャスタ支持軸３１ｃおよび直動軸３２ａが床反力検出部３３を介して軸方向に連結されている。 Thereby, since the structure which connected the caster 31 and the linear actuator 32 to the axial direction is employ | adopted, even when enlarging the range of an up-down movement, a required torque does not increase so much and the linear actuator 32 enlarges extremely. There is nothing. Also, no reduction gear is required. Therefore, an increase in size and an increase in weight can be suppressed as compared with the conventional case.
Further, in the present embodiment, the caster device 30 includes a floor reaction force detector 33 that detects the floor reaction force received by the caster 31, and the caster support shaft 31c and the linear motion shaft 32a serve as the floor reaction force detector 33. Are connected in the axial direction.

これにより、キャスタ支持軸３１ｃと直動軸３２ａの間に床反力検出部３３が介在しているので、キャスタ３１が受けた床反力を容易に検出することができる。
さらに、本実施の形態では、床反力検出部３３は、複数の貫通穴３３ｄが形成され、その上面に直動軸３２ａが連結された上板３３ａと、その下面にキャスタ支持軸３１ｃが連結された下板３３ｂと、上板３３ａと下板３３ｂの間に配置された感圧センサ３３ｃと、貫通穴３３ｄに挿通され、下板３３ｂにその先端がそれぞれ固定された複数のストリッパボルト３３ｇと、ストリッパボルト３３ｇの軸部を挿通し、ストリッパボルト３３ｇの頭部と上板３３ａの間に介挿された複数のコイルばね３３ｈとを有する。 Thereby, since the floor reaction force detector 33 is interposed between the caster support shaft 31c and the linear motion shaft 32a, the floor reaction force received by the caster 31 can be easily detected.
Further, in the present embodiment, the floor reaction force detector 33 has a plurality of through holes 33d, an upper plate 33a having a linear motion shaft 32a connected to the upper surface thereof, and a caster support shaft 31c connected to the lower surface thereof. The lower plate 33b, the pressure sensor 33c disposed between the upper plate 33a and the lower plate 33b, and a plurality of stripper bolts 33g inserted through the through holes 33d and fixed at the tips of the lower plate 33b. And a plurality of coil springs 33h that are inserted between the head of the stripper bolt 33g and the upper plate 33a through the shaft portion of the stripper bolt 33g.

これにより、キャスタ３１が接地していない場合、コイルばね３３ｈの付勢力により上板３３ａと下板３３ｂの間に間隔が生じにくく、接地時に感圧センサ３３ｃに強い衝撃が加わるのを防止することができる。また、感圧センサ３３ｃとして予圧を必要とする感圧センサを用いる場合、コイルばね３３ｈを強くすることで対応することができる。
さらに、本実施の形態では、床反力検出部３３は、貫通穴３３ｄに嵌挿され、ストリッパボルト３３ｇをそれぞれ嵌挿する複数のリニアブッシュ３３ｆを有する。 Accordingly, when the caster 31 is not grounded, the biasing force of the coil spring 33h hardly causes a gap between the upper plate 33a and the lower plate 33b, and it is possible to prevent a strong shock from being applied to the pressure sensor 33c at the time of grounding. Can do. Moreover, when using the pressure sensor which requires preload as the pressure sensor 33c, it can respond by strengthening the coil spring 33h.
Further, in the present embodiment, the floor reaction force detection unit 33 has a plurality of linear bushings 33f that are inserted into the through holes 33d and into which the stripper bolts 33g are respectively inserted.

これにより、キャスタ支持軸３１ｃが床面に対して垂直な状態に保持されるので、床面に接地したキャスタ３１がキャスタ支持軸３１ｃを軸回りに回転しやすくなる。
さらに、本実施の形態では、キャスタ支持軸３１ｃおよび直動軸３２ａは、高剛性ニードルガイド３５を介して連結されている。
これにより、高剛性ニードルガイド３５により、軸方向に直交する曲げモーメントを受けることができるので、曲げモーメントに対する強度を向上することができる。 Thereby, since the caster support shaft 31c is held in a state perpendicular to the floor surface, the caster 31 that is grounded to the floor surface can easily rotate around the caster support shaft 31c.
Further, in the present embodiment, the caster support shaft 31 c and the linear motion shaft 32 a are connected via a highly rigid needle guide 35.
Thereby, since the bending moment orthogonal to an axial direction can be received by the highly rigid needle guide 35, the intensity | strength with respect to a bending moment can be improved.

さらに、本実施の形態では、車輪型ロボット１００は、基体１０の上下方向にキャスタ３１を伸縮駆動するキャスタ装置３０と、キャスタ３１が受けた床反力を検出する床反力検出部３３とを備え、床反力検出部３３の検出結果に基づいてキャスタ装置３０の駆動を制御する。
これにより、床反力検出部３３の検出結果に基づいてキャスタ装置３０の駆動が制御されるので、距離センサでは検出しにくい段差や床全体の傾きに対応することができる。したがって、段差や傾斜のある環境であってもスムースに移動することができるので、段差に対して高い適応性を実現することができる。 Furthermore, in the present embodiment, the wheel type robot 100 includes a caster device 30 that drives the caster 31 to extend and contract in the vertical direction of the base 10 and a floor reaction force detection unit 33 that detects the floor reaction force received by the caster 31. And the driving of the caster device 30 is controlled based on the detection result of the floor reaction force detection unit 33.
Thereby, since the drive of the caster apparatus 30 is controlled based on the detection result of the floor reaction force detection part 33, it can respond to the level | step difference which cannot be detected with a distance sensor, or the inclination of the whole floor. Therefore, since it can move smoothly even in an environment with a step or an inclination, high adaptability to the step can be realized.

さらに、本実施の形態では、車輪型ロボット１００は、感圧センサ３３ｃからセンサ信号を入力し、入力したセンサ信号に基づいて、前部および後部のキャスタ３１が受けた床反力ＦＦ、ＦＢを算出し、算出した床反力ＦＦ、ＦＢに基づいてリニアアクチュエータ３２を制御する。
これにより、複数の床反力検出部３３の検出結果に基づいて各キャスタ装置３０の駆動が制御されるので、距離センサでは検出しにくい段差や床全体の傾きにさらに好適に対応することができる。したがって、段差に対してさらに高い適応性を実現することができる。 Furthermore, in the present embodiment, the wheel type robot 100 inputs a sensor signal from the pressure sensor 33c, and based on the input sensor signal, the floor reaction forces FF and FB received by the front and rear casters 31 are obtained. The linear actuator 32 is controlled based on the calculated floor reaction forces FF and FB.
Thereby, since the drive of each caster apparatus 30 is controlled based on the detection result of the several floor reaction force detection part 33, it can respond more suitably to the level | step difference which cannot be detected with a distance sensor, or the inclination of the whole floor. . Therefore, it is possible to realize higher adaptability to the step.

さらに、本実施の形態では、車輪型ロボット１００は、床反力ＦＦ、ＦＢがいずれも標準床反力ＦＮよりも大きいと判定したときは、両方のキャスタ装置３０のキャスタ３１が短縮するようにリニアアクチュエータ３２を制御する。
これにより、両方のキャスタ３１に荷重がかかり過ぎているような場合に、車輪型ロボット１００を安定な姿勢に保つことができる。 Furthermore, in the present embodiment, when the wheel robot 100 determines that both the floor reaction forces FF and FB are larger than the standard floor reaction force FN, the casters 31 of both caster devices 30 are shortened. The linear actuator 32 is controlled.
Thereby, the wheel type robot 100 can be kept in a stable posture when both the casters 31 are overloaded.

さらに、本実施の形態では、車輪型ロボット１００は、床反力ＦＦ、ＦＢがいずれも標準床反力ＦＮよりも小さいと判定したときは、両方のキャスタ装置３０のキャスタ３１が伸長するようにリニアアクチュエータ３２を制御する。
これにより、両方のキャスタ３１が浮いているような場合に、車輪型ロボット１００を安定な姿勢に保つことができる。 Further, in the present embodiment, when the wheel type robot 100 determines that both the floor reaction forces FF and FB are smaller than the standard floor reaction force FN, the casters 31 of both caster devices 30 extend. The linear actuator 32 is controlled.
Thereby, when both casters 31 are floating, the wheel type robot 100 can be maintained in a stable posture.

さらに、本実施の形態では、車輪型ロボット１００は、床反力ＦＦが床反力ＦＢよりも大きいと判定したときは、前部のキャスタ装置３０のキャスタ３１が伸長するようにリニアアクチュエータ３２を制御する。
これにより、車輪型ロボット１００が前傾姿勢または下り坂を走行中であるような場合に、車輪型ロボット１００を安定な姿勢に保つことができる。 Furthermore, in this embodiment, when the wheel type robot 100 determines that the floor reaction force FF is larger than the floor reaction force FB, the wheel type robot 100 moves the linear actuator 32 so that the caster 31 of the front caster device 30 extends. Control.
Thereby, when the wheel type robot 100 is traveling forwardly or downhill, the wheel type robot 100 can be maintained in a stable posture.

さらに、本実施の形態では、車輪型ロボット１００は、床反力ＦＢが床反力ＦＦよりも大きいと判定したときは、後部のキャスタ装置３０のキャスタ３１が伸長するようにリニアアクチュエータ３２を制御する。
これにより、車輪型ロボット１００が後傾姿勢または上り坂を走行中であるような場合に、車輪型ロボット１００を安定な姿勢に保つことができる。
上記第１の実施の形態において、車輪支持枠３１ｂは、発明１または４の車輪支持部に対応し、床反力検出部３３は、発明２ないし４の床反力検出手段に対応している。 Furthermore, in the present embodiment, when the wheel robot 100 determines that the floor reaction force FB is larger than the floor reaction force FF, the wheel type robot 100 controls the linear actuator 32 so that the caster 31 of the rear caster device 30 extends. To do.
Thereby, when the wheel type robot 100 is traveling backward or in an uphill position, the wheel type robot 100 can be maintained in a stable posture.
In the said 1st Embodiment, the wheel support frame 31b respond | corresponds to the wheel support part of invention 1 or 4, and the floor reaction force detection part 33 respond | corresponds to the floor reaction force detection means of invention 2 thru | or 4. .

〔第１の実施の形態の変形例〕
なお、上記第１の実施の形態においては、リニアブッシュ３３ｆにストリッパボルト３３ｇを嵌挿し支持したが、これに限らず、リニアブッシュ３３ｆを設けず、ストリッパボルト３３ｇを貫通穴３３ｄに挿通するだけの構成であってもよい。 [Modification of First Embodiment]
In the first embodiment, the stripper bolt 33g is fitted and supported on the linear bush 33f. However, the present invention is not limited to this, and the linear bush 33f is not provided, and the stripper bolt 33g is simply inserted into the through hole 33d. It may be a configuration.

また、上記第１の実施の形態において、キャスタ支持軸３１ｃを回転可能に車輪支持枠３１ｂに取り付けたが、これに限らず、下板３３ｂに回転可能に取り付けてもよい。
また、上記第１の実施の形態においては、床反力ＦＦが床反力ＦＢよりも大きいと判定したときは、前部のキャスタ装置３０のキャスタ３１が伸長するようにリニアアクチュエータ３２を制御したが、これに限らず、後部のキャスタ装置３０のキャスタ３１が短縮するようにリニアアクチュエータ３２を制御することもできる。 Moreover, in the said 1st Embodiment, although the caster support shaft 31c was rotatably attached to the wheel support frame 31b, you may attach not only to this but to the lower board 33b so that rotation is possible.
In the first embodiment, when it is determined that the floor reaction force FF is larger than the floor reaction force FB, the linear actuator 32 is controlled so that the caster 31 of the front caster device 30 extends. However, the present invention is not limited to this, and the linear actuator 32 can be controlled so that the caster 31 of the rear caster device 30 is shortened.

また、上記第１の実施の形態においては、床反力ＦＢが床反力ＦＦよりも大きいと判定したときは、後部のキャスタ装置３０のキャスタ３１が伸長するようにリニアアクチュエータ３２を制御したが、これに限らず、前部のキャスタ装置３０のキャスタ３１が短縮するようにリニアアクチュエータ３２を制御することもできる。
また、上記第１の実施の形態においては、リニアアクチュエータ３２を用いて構成したが、リニアアクチュエータとしては、電気式（電磁式、静電式、圧電式等）、流体圧式（油圧式、水圧式等）、空圧式その他任意の方式のアクチュエータを採用することができる。 In the first embodiment, when it is determined that the floor reaction force FB is larger than the floor reaction force FF, the linear actuator 32 is controlled so that the caster 31 of the rear caster device 30 extends. Not limited to this, the linear actuator 32 can also be controlled so that the caster 31 of the caster device 30 at the front part is shortened.
In the first embodiment, the linear actuator 32 is used. However, the linear actuator may be an electric type (electromagnetic type, electrostatic type, piezoelectric type, etc.), fluid pressure type (hydraulic type, hydraulic type). Etc.), an actuator of a pneumatic type or any other type can be adopted.

また、上記第１の実施の形態においては、感圧センサ３３ｃとして予圧を必要とする感圧センサを用いたが、これに限らず、あらかじめ予圧が付与された感圧センサや、予圧を必要としない感圧センサを用いることもできる。
また、上記第１の実施の形態においては、リニアアクチュエータ３２を往復直線運動を行うものとして構成したが、これに限らず、一方向にのみ直線運動を行うものとして構成することもできる。 In the first embodiment, a pressure sensor that requires preload is used as the pressure sensor 33c. However, the present invention is not limited to this, and a pressure sensor to which preload is applied in advance or a preload is required. It is also possible to use a pressure sensor that does not.
In the first embodiment, the linear actuator 32 is configured to perform a reciprocating linear motion. However, the linear actuator 32 is not limited thereto, and may be configured to perform a linear motion only in one direction.

また、上記第１の実施の形態においては、本発明に係るキャスタ装置を、車輪型ロボット１００の車輪として適用したが、これに限らず、本発明の主旨を逸脱しない範囲で他の場合にも適用可能である。例えば、台車、荷台、椅子、自転車、車椅子等の車輪として適用することができる。   Moreover, in the said 1st Embodiment, although the caster apparatus based on this invention was applied as a wheel of the wheel-type robot 100, it is not restricted to this, In other cases in the range which does not deviate from the main point of this invention. Applicable. For example, it can be applied as a wheel of a cart, a loading platform, a chair, a bicycle, a wheelchair, or the like.

〔第２の実施の形態〕
次に、本発明の第２の実施の形態を図面を参照しながら説明する。図８ないし図１１は、本発明に係るキャスタ装置および車輪型ロボットの第２の実施の形態を示す図である。 [Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 8 to 11 are views showing a caster device and a wheel type robot according to a second embodiment of the present invention.

本実施の形態は、上記第１の実施の形態に対して、感圧センサを設置した点が異なる。なお、以下、上記第１の実施の形態と異なる部分についてのみ説明し、重複する部分については同一の符号を付して説明を省略する。
まず、キャスタ装置３０の構成を説明する。
図８は、キャスタ装置３０の正面図である。 This embodiment differs from the first embodiment in that a pressure sensitive sensor is installed. Hereinafter, only different parts from the first embodiment will be described, and overlapping parts will be denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.
First, the configuration of the caster device 30 will be described.
FIG. 8 is a front view of the caster device 30.

図９は、キャスタ装置３０の側面図である。
キャスタ装置３０は、図８および図９に示すように、シャフト３５ａの下端が連結する上部リンク８０と、従動輪３１ａに代えて駆動輪２０ａが連結する下部リンク８５とを有して構成されている。なお、キャスタ装置３０は、駆動輪２０ａの回転軸と直交する方向には回転しない。したがって、本願の「キャスタ」の概念には、駆動輪２０ａが旋回しないものも含まれる。 FIG. 9 is a side view of the caster device 30.
As shown in FIGS. 8 and 9, the caster device 30 includes an upper link 80 to which the lower end of the shaft 35a is connected, and a lower link 85 to which the driving wheel 20a is connected instead of the driven wheel 31a. Yes. Note that the caster device 30 does not rotate in a direction orthogonal to the rotation axis of the drive wheel 20a. Therefore, the concept of the “caster” of the present application includes one in which the drive wheel 20a does not turn.

上部リンク８０の底板８４ａの前両角部には、下方に向かうにつれて後方に傾斜するテーパ外面８１ａを有する突起部がそれぞれ設けられている。これに対応し、下部リンク８５の天板８４ｂの前両角部には、下方に向かうにつれて後方に傾斜しかつテーパ外面８１ａに係合するテーパ内面８２ａを有する突起部がそれぞれ設けられている。
底板８４ａの後両角部には、下方に向かうにつれて前方に傾斜するテーパ外面８１ｂを有する突起部がそれぞれ設けられている。これに対応し、天板８４ｂの後両角部には、下方に向かうにつれて前方に傾斜しかつテーパ外面８１ｂに係合するテーパ内面８２ｂを有する突起部がそれぞれ設けられている。 At both front corners of the bottom plate 84a of the upper link 80, there are provided protrusions each having a tapered outer surface 81a that inclines backward as it goes downward. Correspondingly, projections having tapered inner surfaces 82a that are inclined rearward and engage with the tapered outer surface 81a are provided at both front corners of the top plate 84b of the lower link 85, respectively.
The rear corners of the bottom plate 84a are each provided with a protrusion having a tapered outer surface 81b that is inclined forward as it goes downward. Correspondingly, projections having tapered inner surfaces 82b that are inclined forward and engage with the tapered outer surface 81b are provided at both rear corners of the top plate 84b.

テーパ外面８１ａとテーパ内面８２ａの間には、感圧センサ８３ａが挟持されている。また、テーパ外面８１ｂとテーパ内面８２ｂの間には、感圧センサ８３ｂが挟持されている。感圧センサ８３ａ、８３ｂは、印加される圧力に応じた電圧のセンサ信号を出力する。例えば、印加される圧力の変化に伴って電気抵抗値が変化する特性を有する感圧センサを採用することができる。   A pressure sensitive sensor 83a is sandwiched between the tapered outer surface 81a and the tapered inner surface 82a. A pressure sensor 83b is sandwiched between the tapered outer surface 81b and the tapered inner surface 82b. The pressure sensitive sensors 83a and 83b output a sensor signal having a voltage corresponding to the applied pressure. For example, it is possible to employ a pressure sensitive sensor having a characteristic that an electric resistance value changes with a change in applied pressure.

一方、底板８４ａには、４つの貫通穴３３ｄが車輪モータ５０ａを中心とする対角の位置にそれぞれ形成されている。これに対応し、天板８４ｂには、各貫通穴３３ｄに対向する位置に４つのボルト穴３３ｅが形成されている。なお、図８では、このうち２つの貫通穴３３ｄおよびボルト穴３３ｅを示している。
貫通穴３３ｄおよびボルト穴３３ｅには、ストリッパボルト３３ｇが挿通されている。ストリッパボルト３３ｇの軸部であってその頭部と底板８４ａの間には、ワッシャ３３ｉおよびウレタンゴム３３ｊが外嵌されている。そして、ストリッパボルト３３ｇの先端は、天板８４ｂの下面からナット３３ｋにより螺合されている。 On the other hand, four through holes 33d are formed in the bottom plate 84a at diagonal positions with the wheel motor 50a as the center. Correspondingly, four bolt holes 33e are formed in the top plate 84b at positions facing the respective through holes 33d. In FIG. 8, two through holes 33d and bolt holes 33e are shown.
A stripper bolt 33g is inserted into the through hole 33d and the bolt hole 33e. A washer 33i and urethane rubber 33j are externally fitted between the head portion of the stripper bolt 33g and the bottom plate 84a. And the front-end | tip of the stripper bolt 33g is screwed together by the nut 33k from the lower surface of the top plate 84b.

これにより、駆動輪２０ａが接地していない場合は、駆動輪２０ａおよび下部リンク８５の自重により各ストリッパボルト３３ｇが押し下げられ、ストリッパボルト３３ｇの頭部と底板８４ａの間でウレタンゴム３３ｊが付勢されて収縮する。そのため、ウレタンゴム３３ｊの付勢力によりテーパ外面８１ａ、８１ｂとテーパ内面８２ａ、８１ｂの間に間隔が生じにくく、接地時に感圧センサ８３ａ、８３ｂに強い衝撃が加わるのを防止することができる。また、感圧センサ８３ａ、８３ｂが予圧を必要とするタイプである場合、ウレタンゴム３３ｊの付勢力により感圧センサ８３ａ、８３ｂに予圧を付与することができる。   As a result, when the driving wheel 20a is not grounded, the stripper bolts 33g are pushed down by the weight of the driving wheel 20a and the lower link 85, and the urethane rubber 33j is energized between the head of the stripper bolt 33g and the bottom plate 84a. Being contracted. Therefore, it is difficult to generate a gap between the tapered outer surfaces 81a and 81b and the tapered inner surfaces 82a and 81b due to the urging force of the urethane rubber 33j, and it is possible to prevent a strong shock from being applied to the pressure sensitive sensors 83a and 83b at the time of grounding. Further, when the pressure sensors 83a and 83b are of a type that requires preload, the preload can be applied to the pressure sensors 83a and 83b by the urging force of the urethane rubber 33j.

一方、上部リンク８０には、上部リンク８０の伸長方向と軸方向を一致させて車輪モータ５０ａが取り付けられている。車輪モータ５０ａの回転軸５０ｂは、底板８４ａから突出し、下部リンク８５の内部に設けられた駆動傘歯車９０ａに連結している。
駆動傘歯車９０ａの下方には、回転軸８９が、下部リンク８５の側面に設けられた軸受８８により回転可能に支持されている。回転軸８９には、駆動傘歯車９０ａと噛み合う従動傘歯車９０ｂおよび駆動プーリ９１が連結している。 On the other hand, the wheel motor 50 a is attached to the upper link 80 so that the extension direction of the upper link 80 and the axial direction coincide with each other. The rotating shaft 50b of the wheel motor 50a protrudes from the bottom plate 84a and is connected to a drive bevel gear 90a provided inside the lower link 85.
Below the drive bevel gear 90a, a rotating shaft 89 is rotatably supported by a bearing 88 provided on a side surface of the lower link 85. A driven bevel gear 90b that meshes with the drive bevel gear 90a and a drive pulley 91 are connected to the rotary shaft 89.

駆動プーリ９１の下方には、アイドルプーリ９２が回転可能に支持されている。
アイドルプーリ９２の下方には、回転軸９４が、下部リンク８５の側面に設けられた軸受９３により回転可能に支持されている。回転軸９４には、従動プーリ９５および駆動輪２０ａが連結している。
駆動プーリ９１、アイドルプーリ９２および従動プーリ９５には、駆動ベルト９６が巻き掛けられている。なお、図９の例では、アイドルプーリ９２に対して、駆動ベルト９６の内側からテンション調整をしているが、外側からテンション調整してもよい。 Below the drive pulley 91, an idle pulley 92 is rotatably supported.
Below the idle pulley 92, a rotating shaft 94 is rotatably supported by a bearing 93 provided on a side surface of the lower link 85. A driven pulley 95 and a drive wheel 20a are connected to the rotation shaft 94.
A driving belt 96 is wound around the driving pulley 91, the idle pulley 92 and the driven pulley 95. In the example of FIG. 9, tension adjustment is performed on the idle pulley 92 from the inside of the drive belt 96, but tension adjustment may be performed from the outside.

駆動輪２０ａは、車輪モータ５０ａにより駆動傘歯車９０ａを回転し、駆動傘歯車９０ａに噛み合った従動傘歯車９０ｂを介して駆動プーリ９１が回転し、駆動プーリ９１に巻き掛けた駆動ベルト９６により従動プーリ９５が回転することにより、駆動される。
次に、本実施の形態の動作を説明する。
車輪型ロボット１００は、車輪モータ５０ａが駆動されると、車輪モータ５０ａの動力が駆動輪２０ａに伝達され、駆動輪２０ａの駆動により走行することができる。このとき、接地した駆動輪２０ａが連結する下部リンク８５と上部リンク８０の間に感圧センサ８３ａ、８３ｂが介在しているので、感圧センサ８３ａ、８３ｂにより、駆動輪２０ａが受けた床反力が検出される。そして、ステップＳ１００〜Ｓ１０６を経て、感圧センサ８３ａ、８３ｂからのセンサ信号に基づいて床反力ＦＦ、ＦＢが算出される。 The driving wheel 20a rotates the driving bevel gear 90a by the wheel motor 50a, the driving pulley 91 rotates through the driven bevel gear 90b meshed with the driving bevel gear 90a, and is driven by the driving belt 96 wound around the driving pulley 91. The pulley 95 is driven by rotating.
Next, the operation of the present embodiment will be described.
When the wheel motor 50a is driven, the wheel robot 100 can travel by driving the driving wheel 20a by transmitting the power of the wheel motor 50a to the driving wheel 20a. At this time, since the pressure-sensitive sensors 83a and 83b are interposed between the lower link 85 and the upper link 80 to which the grounded driving wheel 20a is connected, the floor reaction received by the driving wheel 20a by the pressure-sensitive sensors 83a and 83b. Force is detected. Then, through steps S100 to S106, floor reaction forces FF and FB are calculated based on sensor signals from the pressure sensors 83a and 83b.

床反力ＦＦの算出方法を具体的に説明する。
図１０は、傾斜前後の状態を示すキャスタ装置３０の断面図である。
図１１は、感圧センサ８３ａ、８３ｂで検出される力Ｆａ、Ｆｂ、垂直方向の力ＦＦａ、ＦＦｂおよび床反力ＦＦの関係を示す図である。
感圧センサ８３ａは、図１０に示すように、下方に向かうにつれて後方に傾斜するテーパ外面８１ａとテーパ内面８２ａの間に挟持されている。これに対し、感圧センサ８３ｂは、下方に向かうにつれて前方に傾斜するテーパ外面８１ｂとテーパ内面８２ｂの間に挟持されている。このとき、感圧センサ８３ａ、８３ｂの位相（感圧センサ８３ａ、８３ｂの面方向に延長した平面同士がなす角度）が９０°であるとして、キャスタ装置３０をθ傾斜させた場合を考える。 A method for calculating the floor reaction force FF will be specifically described.
FIG. 10 is a cross-sectional view of the caster device 30 showing the state before and after the inclination.
FIG. 11 is a diagram illustrating the relationship between the forces Fa and Fb detected by the pressure-sensitive sensors 83a and 83b, the forces FFa and FFb in the vertical direction, and the floor reaction force FF.
As shown in FIG. 10, the pressure-sensitive sensor 83a is sandwiched between a tapered outer surface 81a and a tapered inner surface 82a that are inclined backward as it goes downward. On the other hand, the pressure-sensitive sensor 83b is sandwiched between a tapered outer surface 81b and a tapered inner surface 82b that are inclined forward as it goes downward. At this time, assuming that the phase of the pressure sensors 83a and 83b (the angle formed by the planes extending in the surface direction of the pressure sensors 83a and 83b) is 90 °, the caster device 30 is inclined by θ.

感圧センサ８３ａで検出される力をＦａとすると、感圧センサ８３ａに付与される垂直方向の力ＦＦａは、図１１に示すように、下式（１）により算出することができる。

ＦＦａ ＝ Ｆａ／cos（π／４＋θ） …（１）

感圧センサ８３ｂで検出される力をＦｂとすると、感圧センサ８３ｂに付与される垂直方向の力ＦＦｂは、感圧センサ８３ａとの位相が９０°であるので、下式（２）により算出することができる。

ＦＦｂ ＝ Ｆｂ／cos（π／４＋θ） …（２）

したがって、床反力ＦＦは、下式（３）により算出することができる。

ＦＦ ＝ ＦＦａ ＋ＦＦｂ …（３）

床反力ＦＢについては、床反力ＦＦと同様に算出することができる。 If the force detected by the pressure sensor 83a is Fa, the vertical force FFa applied to the pressure sensor 83a can be calculated by the following equation (1) as shown in FIG.

FFa = Fa / cos (π / 4 + θ) (1)

Assuming that the force detected by the pressure sensor 83b is Fb, the vertical force FFb applied to the pressure sensor 83b is 90 degrees in phase with the pressure sensor 83a. can do.

FFb = Fb / cos (π / 4 + θ) (2)

Therefore, the floor reaction force FF can be calculated by the following equation (3).

FF = FFa + FFb (3)

The floor reaction force FB can be calculated in the same manner as the floor reaction force FF.

床反力ＦＦ、ＦＢが算出された後の動作は、上記第１の実施の形態と同様である。
ここで、ジャイロセンサ、加速度センサ等の姿勢検出センサをキャスタ装置３０に設置し、姿勢検出センサのセンサ信号または車輪型ロボット１００の内界情報に基づいてキャスタ装置３０の傾斜角θを得ることができる。
このようにして、本実施の形態では、下方に向かうにつれて後方に傾斜するテーパ外面８１ａとテーパ内面８２ａの間に感圧センサ８３ａを挟持し、下方に向かうにつれて前方に傾斜するテーパ外面８１ｂとテーパ内面８２ｂの間に感圧センサ８３ｂを挟持した。 The operation after the floor reaction forces FF and FB are calculated is the same as in the first embodiment.
Here, a posture detection sensor such as a gyro sensor or an acceleration sensor is installed in the caster device 30, and the tilt angle θ of the caster device 30 is obtained based on the sensor signal of the posture detection sensor or the internal information of the wheel robot 100. it can.
Thus, in the present embodiment, the pressure-sensitive sensor 83a is sandwiched between the tapered outer surface 81a and the tapered inner surface 82a that are inclined backward as it goes downward, and the tapered outer surface 81b and the taper that are inclined forward as it goes downward. A pressure sensor 83b was sandwiched between the inner surfaces 82b.

これにより、キャスタ装置３０の傾斜角θが得られれば、キャスタ装置３０が傾斜している場合の床反力ＦＦ、ＦＢを比較的正確に算出することができる。
上記第２の実施の形態において、上部リンク８０は、発明１または２のキャスタ支持軸に対応し、下部リンク８５は、発明１の車輪支持部に対応し、底板８４ａ、天板８４ｂおよび感圧センサ８３ａ、８３ｂは、発明２、７または８の床反力検出手段に対応し、テーパ外面８１ａおよびテーパ内面８２ａは、発明８の第１平面に対応している。また、テーパ外面８１ｂおよびテーパ内面８２ｂは、発明８の第２平面に対応している。 Thereby, if the inclination angle θ of the caster device 30 is obtained, the floor reaction forces FF and FB when the caster device 30 is inclined can be calculated relatively accurately.
In the second embodiment, the upper link 80 corresponds to the caster support shaft of the invention 1 or 2, the lower link 85 corresponds to the wheel support part of the invention 1, and the bottom plate 84a, the top plate 84b, and the pressure sensitive. The sensors 83a and 83b correspond to the floor reaction force detecting means of the invention 2, 7 or 8, and the tapered outer surface 81a and the tapered inner surface 82a correspond to the first plane of the invention 8. The tapered outer surface 81b and the tapered inner surface 82b correspond to the second plane of the eighth aspect.

〔第３の実施の形態〕
次に、本発明の第３の実施の形態を図面を参照しながら説明する。図１２ないし図１４は、本発明に係るキャスタ装置および車輪型ロボットの第３の実施の形態を示す図である。
本実施の形態は、上記第２の実施の形態に対して、４つの感圧センサをそれぞれ異なる位相をもって配置した点が異なる。なお、以下、上記第２の実施の形態と異なる部分についてのみ説明し、重複する部分については同一の符号を付して説明を省略する。 [Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 12 to 14 are views showing a caster device and a wheel type robot according to a third embodiment of the present invention.
The present embodiment is different from the second embodiment in that four pressure sensitive sensors are arranged with different phases. Hereinafter, only different parts from the second embodiment will be described, and overlapping parts will be denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.

まず、キャスタ装置３０の構成を説明する。
図１２は、キャスタ装置３０の正面図である。
図１３は、キャスタ装置３０の側面図である。
図１４は、底板８４ａおよび天板８４ｂの斜視図である。
底板８４ａの前右角部（図１２では左側）には、図１２ないし図１４に示すように、下方に向かうにつれて底板８４ａの中心方向に傾斜するテーパ外面８１ｃを有する突起部が設けられている。これに対応し、天板８４ｂの前右角部には、下方に向かうにつれて天板８４ｂの中心方向に傾斜しかつテーパ外面８１ｃに係合するテーパ内面８２ｃを有する突起部が設けられている。そして、テーパ外面８１ｃとテーパ内面８２ｃの間には、感圧センサ８３ａ、８３ｂと同様の感圧センサが挟持されている。 First, the configuration of the caster device 30 will be described.
FIG. 12 is a front view of the caster device 30.
FIG. 13 is a side view of the caster device 30.
FIG. 14 is a perspective view of the bottom plate 84a and the top plate 84b.
As shown in FIGS. 12 to 14, a protrusion having a tapered outer surface 81 c that inclines toward the center of the bottom plate 84 a as it goes downward is provided at the front right corner (left side in FIG. 12) of the bottom plate 84 a. Correspondingly, the front right corner portion of the top plate 84b is provided with a protrusion having a tapered inner surface 82c that is inclined toward the center of the top plate 84b and engages the tapered outer surface 81c as it goes downward. A pressure sensor similar to the pressure sensors 83a and 83b is sandwiched between the tapered outer surface 81c and the tapered inner surface 82c.

底板８４ａの前左角部（図１２では右側）には、図１２および図１４に示すように、下方に向かうにつれて底板８４ａの中心方向に傾斜するテーパ外面８１ｄを有する突起部が設けられている。これに対応し、天板８４ｂの前左角部には、下方に向かうにつれて天板８４ｂの中心方向に傾斜しかつテーパ外面８１ｄに係合するテーパ内面８２ｄを有する突起部が設けられている。そして、テーパ外面８１ｄとテーパ内面８２ｄの間には、感圧センサ８３ａ、８３ｂと同様の感圧センサが挟持されている。   As shown in FIGS. 12 and 14, a protrusion having a tapered outer surface 81d that inclines toward the center of the bottom plate 84a as it goes downward is provided at the front left corner (right side in FIG. 12) of the bottom plate 84a. . Correspondingly, the front left corner portion of the top plate 84b is provided with a protrusion having a tapered inner surface 82d that inclines toward the center of the top plate 84b and engages the tapered outer surface 81d. A pressure sensitive sensor similar to the pressure sensitive sensors 83a and 83b is sandwiched between the tapered outer surface 81d and the tapered inner surface 82d.

底板８４ａの後右角部には、図１３および図１４に示すように、下方に向かうにつれて底板８４ａの中心方向に傾斜するテーパ外面８１ｅを有する突起部が設けられている。これに対応し、天板８４ｂの後右角部には、下方に向かうにつれて天板８４ｂの中心方向に傾斜しかつテーパ外面８１ｅに係合するテーパ内面８２ｅを有する突起部が設けられている。そして、テーパ外面８１ｅとテーパ内面８２ｅの間には、感圧センサ８３ａ、８３ｂと同様の感圧センサが挟持されている。   As shown in FIGS. 13 and 14, the rear right corner of the bottom plate 84a is provided with a protrusion having a tapered outer surface 81e that inclines toward the center of the bottom plate 84a as it goes downward. Correspondingly, the rear right corner portion of the top plate 84b is provided with a protrusion having a tapered inner surface 82e that inclines toward the center of the top plate 84b and engages the tapered outer surface 81e as it goes downward. And the pressure sensor similar to the pressure sensors 83a and 83b is clamped between the taper outer surface 81e and the taper inner surface 82e.

底板８４ａの後左角部には、図１４に示すように、下方に向かうにつれて底板８４ａの中心方向に傾斜するテーパ外面８１ｆを有する突起部が設けられている。これに対応し、天板８４ｂの後左角部には、下方に向かうにつれて天板８４ｂの中心方向に傾斜しかつテーパ外面８１ｆに係合するテーパ内面８２ｆを有する突起部が設けられている。そして、テーパ外面８１ｆとテーパ内面８２ｆの間には、感圧センサ８３ａ、８３ｂと同様の感圧センサが挟持されている。   As shown in FIG. 14, the rear left corner of the bottom plate 84a is provided with a protrusion having a tapered outer surface 81f that inclines toward the center of the bottom plate 84a as it goes downward. Correspondingly, a protrusion having a taper inner surface 82f that is inclined toward the center of the top plate 84b and engages with the taper outer surface 81f is provided at the rear left corner of the top plate 84b. A pressure sensitive sensor similar to the pressure sensitive sensors 83a and 83b is sandwiched between the tapered outer surface 81f and the tapered inner surface 82f.

床反力ＦＦは、上記第２の実施の形態と同じ要領で、４つの感圧センサからのセンサ信号および傾斜角θに基づいて算出することができる。床反力ＦＢについても同様である。
このようにして、本実施の形態では、下方に向かうにつれて右前方からその中心方向に傾斜するテーパ外面８１ｃとテーパ内面８２ｃの間に感圧センサを挟持し、下方に向かうにつれて左前方からその中心方向に傾斜するテーパ外面８１ｄとテーパ内面８２ｄの間に感圧センサを挟持し、下方に向かうにつれて右後方からその中心方向に傾斜するテーパ外面８１ｅとテーパ内面８２ｅの間に感圧センサを挟持し、下方に向かうにつれて左後方からその中心方向に傾斜するテーパ外面８１ｆとテーパ内面８２ｆの間に感圧センサを挟持した。 The floor reaction force FF can be calculated based on the sensor signals from the four pressure sensitive sensors and the inclination angle θ in the same manner as in the second embodiment. The same applies to the floor reaction force FB.
Thus, in the present embodiment, the pressure-sensitive sensor is sandwiched between the tapered outer surface 81c and the tapered inner surface 82c that incline from the right front toward the center as it goes downward, and the center from the left front as it goes downward. A pressure-sensitive sensor is sandwiched between a tapered outer surface 81d and a tapered inner surface 82d inclined in the direction, and a pressure-sensitive sensor is sandwiched between the tapered outer surface 81e and the tapered inner surface 82e that are inclined from the right rear toward the center toward the lower side. A pressure-sensitive sensor was sandwiched between a tapered outer surface 81f and a tapered inner surface 82f that are inclined from the left rear toward the center as it goes downward.

これにより、上記第２の実施の形態に比して、キャスタ装置３０が傾斜している場合の床反力ＦＦ、ＦＢをさらに正確に算出することができる。
上記第３の実施の形態において、上部リンク８０は、発明１または２のキャスタ支持軸に対応し、下部リンク８５は、発明１の車輪支持部に対応し、底板８４ａ、天板８４ｂおよび感圧センサ８３ａ、８３ｂは、発明２、７または９の床反力検出手段に対応し、テーパ外面８１ｃおよびテーパ内面８２ｃは、発明９の第１平面に対応している。また、テーパ外面８１ｄおよびテーパ内面８２ｄは、発明９の第２平面に対応し、テーパ外面８１ｅおよびテーパ内面８２ｅは、発明９の第３平面に対応し、テーパ外面８１ｆおよびテーパ内面８２ｆは、発明９の第４平面に対応している。 Thereby, compared with the said 2nd Embodiment, the floor reaction forces FF and FB in case the caster apparatus 30 inclines can be calculated more correctly.
In the third embodiment, the upper link 80 corresponds to the caster support shaft of the invention 1 or 2, the lower link 85 corresponds to the wheel support part of the invention 1, and the bottom plate 84a, the top plate 84b, and the pressure sensitive The sensors 83a and 83b correspond to the floor reaction force detection means of the invention 2, 7 or 9, and the tapered outer surface 81c and the tapered inner surface 82c correspond to the first plane of the invention 9. The tapered outer surface 81d and the tapered inner surface 82d correspond to the second plane of the ninth aspect, the tapered outer surface 81e and the tapered inner surface 82e correspond to the third plane of the ninth aspect, and the tapered outer surface 81f and the tapered inner surface 82f are the invention. 9 corresponding to the fourth plane.

〔第２および第３の実施の形態の変形例〕
なお、上記第２および第３の実施の形態においては、本発明に係るキャスタ装置および車輪型ロボットを車輪型ロボット１００に適用したが、これに限らず、脚車輪型ロボットに適用することもできる。
図１５は、脚車輪型ロボット１１０の正面図である。
図１６は、脚車輪型ロボット１１０の側面図である。 [Modifications of Second and Third Embodiments]
In the second and third embodiments, the caster device and the wheel type robot according to the present invention are applied to the wheel type robot 100. However, the present invention is not limited to this and can be applied to a leg wheel type robot. .
FIG. 15 is a front view of the leg wheel type robot 110.
FIG. 16 is a side view of the leg wheel type robot 110.

脚車輪型ロボット１１０は、図１５および図１６に示すように、基体１０と、基体１０に連結された４つの脚部１２とを有して構成されている。
基体１０の前部には、２本の脚部１２が回転関節１４を介して左右対称の位置に連結されている。また、基体１０の後部には、２本の脚部１２が回転関節１４を介して左右対称の位置に連結されている。回転関節１４は、脚車輪型ロボット１１０の底面と直交する方向を軸方向として回転する。すなわち、ヨー軸回りに回転する。 As shown in FIGS. 15 and 16, the leg-wheel type robot 110 includes a base body 10 and four leg portions 12 coupled to the base body 10.
Two legs 12 are connected to the front portion of the base body 10 via a rotary joint 14 at symmetrical positions. In addition, two legs 12 are connected to the rear part of the base body 10 via a rotary joint 14 at symmetrical positions. The rotary joint 14 rotates with the direction orthogonal to the bottom surface of the leg wheel type robot 110 as an axial direction. That is, it rotates around the yaw axis.

各脚部１２には、２つの回転関節１６、１８が設けられている。回転関節１４は、下方を軸方向として回転し、回転関節１６、１８は、回転関節１４が図１５の状態であるときは、脚車輪型ロボット１１０の側面と直交する方向を軸方向として回転する。すなわち、回転関節１４が図１５の状態であるときは、ピッチ軸回りに回転し、回転関節１４が図１５の状態から９０度回転した状態であるときは、ロール軸回りに回転する。したがって、脚部１２は、それぞれ３自由度を有する。   Each leg portion 12 is provided with two rotary joints 16 and 18. The rotary joint 14 rotates with the lower side as the axial direction, and the rotary joints 16 and 18 rotate with the direction orthogonal to the side surface of the leg wheel type robot 110 as the axial direction when the rotary joint 14 is in the state of FIG. . That is, when the rotary joint 14 is in the state of FIG. 15, it rotates about the pitch axis, and when the rotary joint 14 is rotated 90 degrees from the state of FIG. 15, it rotates about the roll axis. Therefore, each leg 12 has three degrees of freedom.

各脚部１２の先端には、回転関節１６、１８と軸方向を同一にして駆動輪２０が回転可能に設けられている。
各脚部１２の先端には、脚車輪型ロボット１１０の移動経路上に存在する物体までの距離を測定する前方脚先センサ２２と、接地面までの距離を測定する下方脚先センサ２４とが設けられている。 A driving wheel 20 is rotatably provided at the tip of each leg 12 with the same axial direction as the rotary joints 16 and 18.
At the tip of each leg 12, a front leg tip sensor 22 that measures the distance to an object that exists on the movement path of the leg wheel type robot 110 and a lower leg tip sensor 24 that measures the distance to the ground plane are provided. Is provided.

各脚部１２は、図８および図９に示す構造となっている。なお、図１２および図１３に示す構造とすることもできる。
一方、基体１０の正面には、３次元距離測定装置２００が取り付けられている。３次元距離測定装置２００は、測距センサの測定方向に対して直交する２つの軸回りに測距センサを回転させ、これにより得られた測定結果に基づいて、測定範囲内に存在する物体上の連続面を認識する。 Each leg 12 has a structure shown in FIGS. Note that the structure shown in FIGS. 12 and 13 may be used.
On the other hand, a three-dimensional distance measuring device 200 is attached to the front surface of the base body 10. The three-dimensional distance measuring device 200 rotates the distance measuring sensor around two axes orthogonal to the measuring direction of the distance measuring sensor, and on the object existing within the measuring range based on the measurement result obtained thereby. Recognize the continuous surface.

また、上記第２および第３の実施の形態においては、ストリッパボルト３３ｇの軸部であってその頭部と底板８４ａの間にウレタンゴム３３ｊを外嵌して構成したが、これに代えて、コイルばねその他の弾性体を外嵌して構成することもできる。
また、上記第２および第３の実施の形態に対して上記第１の実施の形態の変形例を適用することもできる。 Further, in the second and third embodiments, the urethane rubber 33j is externally fitted between the head portion and the bottom plate 84a of the shaft portion of the stripper bolt 33g. A coil spring or other elastic body may be externally fitted.
The modification of the first embodiment can also be applied to the second and third embodiments.

車輪型ロボット１００の正面図である。1 is a front view of a wheel type robot 100. FIG. 車輪型ロボット１００の側面図である。1 is a side view of a wheel type robot 100. FIG. キャスタ装置３０の正面図である。2 is a front view of a caster device 30. FIG. 床反力検出部３３の軸方向の断面図である。4 is a cross-sectional view in the axial direction of a floor reaction force detection unit 33. 車輪型ロボット１００の移動制御システムを示すブロック図である。1 is a block diagram showing a movement control system of a wheeled robot 100. FIG. キャスタ装置制御処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a caster apparatus control process. 車輪型ロボット１００が上り坂を走行中である場合を示す図である。It is a figure which shows the case where the wheel type robot 100 is drive | working the uphill. キャスタ装置３０の正面図である。2 is a front view of a caster device 30. FIG. キャスタ装置３０の側面図である。2 is a side view of a caster device 30. FIG. 傾斜前後の状態を示すキャスタ装置３０の断面図である。It is sectional drawing of the caster apparatus 30 which shows the state before and behind inclination. 感圧センサ８３ａ、８３ｂで検出される力Ｆａ、Ｆｂ、垂直方向の力ＦＦａ、ＦＦｂおよび床反力ＦＦの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship of force Fa, Fb detected by the pressure-sensitive sensors 83a, 83b, force FFa, FFb of the perpendicular direction, and floor reaction force FF. キャスタ装置３０の正面図である。2 is a front view of a caster device 30. FIG. キャスタ装置３０の側面図である。2 is a side view of a caster device 30. FIG. 底板８４ａおよび天板８４ｂの斜視図である。It is a perspective view of the baseplate 84a and the top plate 84b. 脚車輪型ロボット１１０の正面図である。2 is a front view of a leg wheel type robot 110. FIG. 脚車輪型ロボット１１０の側面図である。2 is a side view of a leg wheel type robot 110. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１００ 車輪型ロボット
１０ 基体
２０ 駆動輪
３０ キャスタ装置
３１ キャスタ
３１ａ 従動輪
３１ｂ 車輪支持枠
３１ｃ キャスタ支持軸
３２ リニアアクチュエータ
３２ａ 直動軸
３２ｂ 出力軸面
３３ 床反力検出部
３３ａ 上板
３３ｂ 下板
３３ｃ 感圧センサ
１０ａ、３３ｄ 貫通穴
３３ｅ ボルト穴
３３ｆ リニアブッシュ
３３ｇ ストリッパボルト
３３ｈ コイルばね
３４ フレーム
３４ａ フランジ
３４ｂ ボルト
３５ 高剛性ニードルガイド
３５ａ シャフト
４０ ハンドル
４２、５２ エンコーダ
４４、５４ ドライバ
５０ 車輪モータ
６０ ＣＰＵ
６１〜６５ Ｉ／Ｆ
７４ 無線通信部
８０ 上部リンク
８５ 下部リンク
８１ａ〜８１ｆ テーパ外面
８２ａ〜８２ｆ テーパ内面
８３ａ、８３ｂ 感圧センサ
８４ａ 底板
８４ｂ 天板
２０ａ 駆動輪
５０ａ 車輪モータ
３３ｉ ワッシャ
３３ｊ ウレタンゴム
３３ｋ ナット
５０ｂ、８９、９４ 回転軸
８８、９３ 軸受
９０ａ 駆動傘歯車
９０ｂ 従動傘歯車
９１ 駆動プーリ
９２ アイドルプーリ
９５ 従動プーリ
９６ 駆動ベルト
１１０ 脚車輪型ロボット
１２ 脚部
１４〜１８ 回転関節
２２ 前方脚先センサ
２４ 下方脚先センサ
２００ ３次元距離測定装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Wheel type robot 10 Base 20 Drive wheel 30 Caster device 31 Caster 31a Driven wheel 31b Wheel support frame 31c Caster support shaft 32 Linear actuator 32a Linear motion shaft 32b Output shaft surface 33 Floor reaction force detector 33a Upper plate 33b Lower plate 33c Pressure sensor 10a, 33d Through hole 33e Bolt hole 33f Linear bush 33g Stripper bolt 33h Coil spring 34 Frame 34a Flange 34b Bolt 35 High rigidity needle guide 35a Shaft 40 Handle 42, 52 Encoder 44, 54 Driver 50 Wheel motor 60 CPU
61-65 I / F
74 Wireless communication part 80 Upper link 85 Lower link 81a-81f Taper outer surface 82a-82f Taper inner surface 83a, 83b Pressure sensitive sensor 84a Bottom plate 84b Top plate 20a Drive wheel 50a Wheel motor 33i Washer 33j Urethane rubber 33k Nut 50b, 89, 94 Rotation Shafts 88 and 93 Bearing 90a Drive bevel gear 90b Driven bevel gear 91 Drive pulley 92 Idle pulley 95 Driven pulley 96 Drive belt 110 Leg wheel type robot 12 Legs 14 to 18 Rotary joint 22 Front leg tip sensor 24 Lower leg tip sensor 200 3 Dimensional distance measuring device

Claims (10)

車輪と、前記車輪を回転可能に支持する車輪支持部と、前記車輪の回転軸と直交する方向を軸方向として前記車輪支持部に取り付けられたキャスタ支持軸とを有するキャスタを備えるキャスタ装置であって、
直動軸を有するリニアアクチュエータを備え、
前記キャスタ支持軸および前記直動軸が軸方向に連結されていることを特徴とするキャスタ装置。 A caster device comprising a caster having a wheel, a wheel support portion that rotatably supports the wheel, and a caster support shaft attached to the wheel support portion with a direction orthogonal to a rotation axis of the wheel as an axial direction. And
A linear actuator having a linear motion shaft;
The caster device, wherein the caster support shaft and the linear motion shaft are connected in the axial direction. 請求項１において、
さらに、前記キャスタが受けた床反力を検出する床反力検出手段を備え、
前記キャスタ支持軸および前記直動軸が前記床反力検出手段を介して軸方向に連結されていることを特徴とするキャスタ装置。 In claim 1,
Furthermore, a floor reaction force detecting means for detecting a floor reaction force received by the caster is provided,
The caster device, wherein the caster support shaft and the linear motion shaft are connected in the axial direction via the floor reaction force detecting means. 請求項２において、
前記床反力検出手段は、
複数の貫通穴が形成され、その上面に前記直動軸が連結された上板と、
その下面に前記キャスタ支持軸が連結された下板と、
前記上板と前記下板の間に配置された感圧センサと、
前記貫通穴に挿通され、前記下板にその先端がそれぞれ固定された複数のボルトと、
前記ボルトの軸部を挿通し、前記ボルトの頭部と前記上板の間に介挿された複数のコイルばねとを有することを特徴とするキャスタ装置。 In claim 2,
The floor reaction force detecting means is
A plurality of through holes are formed, and an upper plate having the upper surface connected to the linear motion shaft;
A lower plate having the lower surface connected to the caster support shaft;
A pressure-sensitive sensor disposed between the upper plate and the lower plate;
A plurality of bolts inserted through the through holes and fixed to the lower plate, respectively,
A caster device comprising: a plurality of coil springs inserted between the bolt head portion and the upper plate through the shaft portion of the bolt. 請求項３において、
前記キャスタ支持軸は、前記車輪支持部または前記下板に回転可能に取り付けられ、
前記床反力検出手段は、
前記貫通穴に嵌挿され、前記ボルトをそれぞれ嵌挿する複数のリニアブッシュを有することを特徴とするキャスタ装置。 In claim 3,
The caster support shaft is rotatably attached to the wheel support portion or the lower plate,
The floor reaction force detecting means is
A caster device comprising a plurality of linear bushes inserted into the through holes and into which the bolts are respectively inserted. 請求項１ないし４のいずれか１項において、
さらに、ニードルガイドを備え、
前記キャスタ支持軸および前記直動軸が前記ニードルガイドを介して連結されていることを特徴とするキャスタ装置。 In any one of Claims 1 thru | or 4,
Furthermore, a needle guide is provided,
The caster device, wherein the caster support shaft and the linear motion shaft are connected via the needle guide. 請求項１ないし５のいずれか１項に記載のキャスタ装置を備えることを特徴とする車輪型ロボット。   A wheel type robot comprising the caster device according to any one of claims 1 to 5. 請求項２において、
前記床反力検出手段は、所定の位相をもって配置された複数の感圧センサを有することを特徴とするキャスタ装置。 In claim 2,
The caster device, wherein the floor reaction force detection means includes a plurality of pressure sensitive sensors arranged with a predetermined phase. 請求項７において、
前記床反力検出手段は、少なくとも２つの前記感圧センサを有し、
第１の前記感圧センサを第１平面に配置し、
第２の前記感圧センサを、前記第１平面に対して所定角度をなす第２平面に配置したことを特徴とするキャスタ装置。 In claim 7,
The floor reaction force detection means has at least two pressure sensors.
Arranging the first pressure-sensitive sensor in a first plane;
The caster device, wherein the second pressure-sensitive sensor is arranged on a second plane that forms a predetermined angle with respect to the first plane. 請求項７において、
前記床反力検出手段は、少なくとも４つの前記感圧センサを有し、
第１の前記感圧センサを第１平面に配置し、
第２の前記感圧センサを、前記第１平面に対して所定角度をなす第２平面に配置し、
第３の前記感圧センサを、前記第１平面および前記第２平面に対して所定角度をなす第３平面に配置し、
第４の前記感圧センサを、前記第１平面ないし前記第３平面に対して所定角度をなす第４平面に配置したことを特徴とするキャスタ装置。 In claim 7,
The floor reaction force detection means has at least four pressure-sensitive sensors,
Arranging the first pressure-sensitive sensor in a first plane;
The second pressure-sensitive sensor is disposed on a second plane having a predetermined angle with respect to the first plane;
The third pressure-sensitive sensor is disposed on a third plane forming a predetermined angle with respect to the first plane and the second plane;
A caster device, wherein the fourth pressure-sensitive sensor is disposed on a fourth plane that forms a predetermined angle with respect to the first plane or the third plane. 請求項７ないし９のいずれか１項に記載のキャスタ装置を備えることを特徴とする車輪型ロボット。   A wheel type robot comprising the caster device according to any one of claims 7 to 9.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019220794A1 (en) * 2018-05-14 2019-11-21 ソニー株式会社 Vehicle wheel

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