JP2015093619A - 自走式移動装置 - Google Patents
自走式移動装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2015093619A JP2015093619A JP2013235182A JP2013235182A JP2015093619A JP 2015093619 A JP2015093619 A JP 2015093619A JP 2013235182 A JP2013235182 A JP 2013235182A JP 2013235182 A JP2013235182 A JP 2013235182A JP 2015093619 A JP2015093619 A JP 2015093619A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- traveling body
- flywheel
- self
- axis
- center axis
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Abstract
【解決手段】ワイヤーロープ100の長手方向中心軸Ozを中心に回転可能な状態でワイヤーロープに沿って走行する走行体2と、走行体上に配置されるフライホイール11A,11Bと、フライホイールのホイール中心軸Ox回りでフライホイールを自転させるホイール駆動モータ12A,12Bと、所定の姿勢変更命令に従って、軸Oz及びホイール中心軸Oxを含む仮想平面と交差する方向へ延びる所定の回動軸Oyを中心に当該ホイール中心軸が回動するように、フライホイールの姿勢を変更させるフライホイール姿勢変更手段とを有する。
【選択図】図1
Description
本発明は、ホイール中心軸を中心に自転するフライホイールのジャイロ効果を利用して、走行体の向き(所定の走行体回転軸回りにおける走行体の回転角度)を制御するものである。詳しくは、フライホイール姿勢変更手段によりフライホイールの姿勢が変更され、所定の回動軸を中心にフライホイールのホイール中心軸(自転軸)が回動すると、当該ホイール中心軸と当該所定の回動軸とに直交する軸回りにフライホイールを回動させるトルク(ジャイロモーメント)が生じる。本発明においては、当該所定の回動軸が、走行体が回転可能な走行体回転軸とホイール中心軸とを含む仮想平面と交差する方向へ延びているため、フライホイールの姿勢変更により生じるトルクは、走行体回転軸回りのトルク成分を有する。よって、フライホイール姿勢変更手段によりフライホイールの姿勢を変更することで、走行体回転軸回りに走行体を回転させて走行体の向きを変えることができる。その後、フライホイール姿勢変更手段によるホイール中心軸(自転軸)の所定の回動軸回りの回動を停止させ、フライホイールの姿勢を維持すると、自転するフライホイールの回転軸保存性により、ホイール中心軸の軸方向が保たれる効果が得られる。これにより、走行体回転軸回りの走行体の回転が停止して、走行体を変更後の向きで維持することができる。
このように、自転するフライホイールのジャイロ効果を利用して走行体の向きを制御する本発明によれば、経路部材が固定的に配置されるものであっても、走行体の向きを目標方向に維持することが容易に実現できる。
経路部材の長手方向中心軸を走行体回転軸とする走行体は、経路部材の捩れにより経路部材の長手方向中心軸回りの回転が発生しやすく、走行体の向きを維持することが難しい。そのため、このような走行体においては、走行体の向きを目標方向に維持することが特に難しい。本発明によれば、自転するフライホイールの回転軸保存性により、走行体回転軸回りの走行体の回転が抑止される結果、そのような走行体であっても、走行体の向きを目標方向に維持することを容易に実現できる。
例えば、当該自走式移動装置を屋外環境で使用する場合、経路部材が風を受けて過大な張力が加わって経路部材が破断するなどのおそれがあり、経路部材としては、風の影響を受けにくい断面が略円形状の部材が用いられることが多い。経路部材として断面が略円形状の部材を用いると、経路部材の捩れによる経路部材の回りの走行体の回転は特に発生しやすい。本発明によれば、このような経路部材であっても、走行体の向きを目標方向に維持することを容易に実現できる。
本発明においては、走行体回転軸とホイール中心軸と所定の回動軸とが互いに直交する関係となる。そのため、フライホイール姿勢変更手段によるフライホイールの姿勢変更により所定の回動軸を中心にホイール中心軸が回動するときに生じるトルク(ジャイロモーメント)の軸は、走行体が回転可能な走行体回転軸に略一致する。よって、生じたトルクを、走行体の向きを変えるための力として効率的に利用することができる。その結果、フライホイールや駆動モータの軽量化、小型化を実現できる。
走行体の重量バランスを考慮すると、フライホイールは走行体の中心付近に配置することが望ましい。しかしながら、走行体上に搭載される他の部品のレイアウトなどが理由で、フライホイールを走行体の中心付近に配置することが難しい場合が多い。本発明によれば、フライホイールを複数配置するため、フライホイールを走行体の中心付近に配置しなくても、走行体の重量バランスをとることが容易である。
本発明によれば、走行体の向きを変えて撮像手段の撮像方向を変更することができ、広い撮像範囲をカバーできる移動式の撮像装置を実現することができる。
図1は、本実施形態に係る昇降装置1を示す斜視図である。
図2は、本昇降装置1における走行体2を示す斜視図である。
本昇降装置1は、所定の昇降経路に沿って配置される経路部材として、断面が略円形状の部材であるワイヤーロープ100を用い、このワイヤーロープ100に沿って移動して上昇及び下降が可能なものである。本実施形態においては、ワイヤーロープ100が鉛直方向に沿って配置された例であるが、鉛直方向に対して斜め方向に配置される場合でも、水平方向に配置される場合でもよい。ただし、鉛直方向以外では重量バランスを考慮する必要がある。
図4は、昇降装置1に搭載されるジャイロ装置10を示す斜視図である。
図5(a)は、2つのフライホイール11A,11Bの姿勢がホームポジション(基本姿勢)であるときのジャイロ装置10をY軸方向から見たときの正面図である。
図5(b)は、2つのフライホイール11A,11Bの姿勢がホームポジションから変化した後のジャイロ装置10をY軸方向から見たときの正面図である。
本実施形態のジャイロ装置10は、図1に示したように、走行体2の走行方向前方部に取り付けられているが、走行体2の走行方向中央部や後方部に取り付けてもよい。また、本実施形態におけるジャイロ装置10には、それぞれホイールケースに収納された状態の2つのフライホイール11A,11Bが設けられている。2つのフライホイール11A,11Bの自転軸であるホイール中心軸Oxに沿って延びる各ホイール軸部には、フライホイール駆動手段としてのホイール駆動モータ12A,12Bが個別に接続されている。各ホイール駆動モータ12A,12Bは互いに同期して駆動し、各ホイール駆動モータ12A,12Bの駆動力により、各フライホイール11A,11Bはそのホイール中心軸Oxを中心に回転駆動(自転)する。
図6は、昇降装置1の姿勢制御に関わる制御ブロック図である。
制御部20には、昇降装置1における走行体2の姿勢変更を指示する姿勢変更命令が、外部装置から入力される。この外部装置は、例えば、当該走行体2上に搭載されている上位制御装置(昇降装置1の姿勢制御プログラムを実行するCPU等で構成される制御装置等)や、昇降装置1の操作を担当する操作オペレータが操作する外部コンピュータなどが挙げられる。
また、本実施形態の昇降装置1におけるジャイロ装置10は、フライホイールを2つ備えた例であるが、フライホイールの数には特に制限はなく、フライホイールを1つだけ備えたものでも、3以上のフライホイールを備えたものでもよい。ただし、走行体2の安定した走行を実現する上では、ワイヤーロープ100等の経路部材に対する走行体2の重量バランスがとれるようにフライホールを配置することが好ましい。
また、本実施形態においては、ホイール中心軸Oxと回動軸Oyとが互いに直交する配置関係であるが、必ずしもこの配置関係に限らず、ホイール中心軸Oxとワイヤーロープの長手方向中心軸Ozとを含む仮想平面に対して回動軸Oyが交差する関係であればよい。
2 走行体
2A 第1走行体フレーム
2B 第2走行体フレーム
3A,3B,3C,3D 駆動ローラ
4A,4B,4C,4D 従動ローラ
6A,6B 動力伝達ベルト
7A,7B,7C,7D スプリング
8A,8B ガイド部
10 ジャイロ装置
11A,11B フライホイール
12A,12B ホイール駆動モータ
13 ホイール支持機構
13a 外側支持アーム
13b 内側支持アーム
13c 連結アーム
13d 固定フレーム
13e 回動軸支持アーム
13f 突出部
14 ホイール回動機構
14a スライドシャフト
14b ホイール姿勢制御モータ
14c 回動アーム
20 制御部
21 ジャイロセンサ
100 ワイヤーロープ
Ox ホイール中心軸
Oy 回動軸
Oz ワイヤーロープの長手方向中心軸
Claims (6)
- 細長い経路部材に沿って移動する自走式移動装置において、
所定の走行体回転軸を中心に回転可能な状態で前記経路部材に沿って走行する走行体と、
前記走行体上に配置されるフライホイールと、
前記フライホイールのホイール中心軸回りで該フライホイールを自転させるフライホイール駆動手段と、
所定の姿勢変更命令に従って、前記走行体回転軸及び前記ホイール中心軸を含む仮想平面と交差する方向へ延びる所定の回動軸を中心に該ホイール中心軸が回動するように、前記フライホイールの姿勢を変更させるフライホイール姿勢変更手段とを有することを特徴とする自走式移動装置。 - 請求項1の自走式移動装置において、
前記走行体は、前記経路部材の長手方向中心軸を前記走行体回転軸とし、該経路部材の長手方向中心軸回りを回転可能な状態で該経路部材に沿って走行することを特徴とする自走式移動装置。 - 請求項2の自走式移動装置において、
前記経路部材は、断面が略円形状の部材であることを特徴とする自走式移動装置。 - 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の自走式移動装置において、
前記フライホイールは、前記ホイール中心軸が前記走行体回転軸に対して直交する方向と略平行になるように配置され、
前記フライホイール姿勢変更手段は、前記姿勢変更命令に従って、前記走行体回転軸及び前記ホイール中心軸の何れにも略直交する方向へ延びる所定の回動軸を中心に該ホイール中心軸が回動するように、前記フライホイールの姿勢を変更させることを特徴とする自走式移動装置。 - 請求項1乃至4のいずれか1項に記載の自走式移動装置において、
前記フライホイールは、複数配置されており、
前記フライホイール姿勢変更手段は、前記姿勢変更命令に従って、各フライホイールのホイール中心軸が連動して回動するように各フライホイールの姿勢を変更させることを特徴とする自走式移動装置。 - 請求項1乃至5のいずれか1項に記載の自走式移動装置において、
前記経路部材の長手方向に対して直交する方向の撮像領域を撮像可能に配置された撮像手段を有することを特徴とする自走式移動装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013235182A JP6195301B2 (ja) | 2013-11-13 | 2013-11-13 | 自走式移動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013235182A JP6195301B2 (ja) | 2013-11-13 | 2013-11-13 | 自走式移動装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015093619A true JP2015093619A (ja) | 2015-05-18 |
JP6195301B2 JP6195301B2 (ja) | 2017-09-13 |
Family
ID=53196309
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013235182A Active JP6195301B2 (ja) | 2013-11-13 | 2013-11-13 | 自走式移動装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6195301B2 (ja) |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05139395A (ja) * | 1991-11-25 | 1993-06-08 | Nec Corp | バイアスモーメンタム姿勢安定型人工衛星用姿勢制御装置 |
JPH05146017A (ja) * | 1991-11-21 | 1993-06-11 | Toshiba F Ee Syst Eng Kk | 高架線走行装置 |
JPH0767223A (ja) * | 1993-08-23 | 1995-03-10 | East Japan Railway Co | 架空線走行装置 |
JPH10248129A (ja) * | 1997-02-28 | 1998-09-14 | Toshiba Corp | 架線走行装置およびその制御方法 |
JPH11113123A (ja) * | 1997-10-03 | 1999-04-23 | Toshiba Corp | 架線走行システム |
EP1873535A1 (en) * | 2006-06-29 | 2008-01-02 | ABB Research Ltd | A self-propelled inspection apparatus |
US20090001220A1 (en) * | 2007-04-18 | 2009-01-01 | Ithaco Space System, Inc. | Direct torque actuator control for control moment gyroscope |
CN101771251A (zh) * | 2008-12-30 | 2010-07-07 | 中国科学院沈阳自动化研究所 | 一种巡检机器人的行走越障机构 |
CN102522715A (zh) * | 2011-12-07 | 2012-06-27 | 姚正齐 | 一种巡线机器人跨越障碍行走机构及巡线机器人设备 |
CN102751669A (zh) * | 2012-07-27 | 2012-10-24 | 厦门大学 | 实现越障巡线机器人的行走机构 |
-
2013
- 2013-11-13 JP JP2013235182A patent/JP6195301B2/ja active Active
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05146017A (ja) * | 1991-11-21 | 1993-06-11 | Toshiba F Ee Syst Eng Kk | 高架線走行装置 |
JPH05139395A (ja) * | 1991-11-25 | 1993-06-08 | Nec Corp | バイアスモーメンタム姿勢安定型人工衛星用姿勢制御装置 |
JPH0767223A (ja) * | 1993-08-23 | 1995-03-10 | East Japan Railway Co | 架空線走行装置 |
JPH10248129A (ja) * | 1997-02-28 | 1998-09-14 | Toshiba Corp | 架線走行装置およびその制御方法 |
JPH11113123A (ja) * | 1997-10-03 | 1999-04-23 | Toshiba Corp | 架線走行システム |
EP1873535A1 (en) * | 2006-06-29 | 2008-01-02 | ABB Research Ltd | A self-propelled inspection apparatus |
US20090001220A1 (en) * | 2007-04-18 | 2009-01-01 | Ithaco Space System, Inc. | Direct torque actuator control for control moment gyroscope |
CN101771251A (zh) * | 2008-12-30 | 2010-07-07 | 中国科学院沈阳自动化研究所 | 一种巡检机器人的行走越障机构 |
CN102522715A (zh) * | 2011-12-07 | 2012-06-27 | 姚正齐 | 一种巡线机器人跨越障碍行走机构及巡线机器人设备 |
CN102751669A (zh) * | 2012-07-27 | 2012-10-24 | 厦门大学 | 实现越障巡线机器人的行走机构 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6195301B2 (ja) | 2017-09-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5985612B2 (ja) | 無軌道のダークな乗物用の車両、システム、および方法 | |
JP6351006B2 (ja) | 回転翼機 | |
WO2014002275A1 (ja) | 移動体および移動体システム | |
KR101469492B1 (ko) | 와이어 이동형 로봇 | |
WO2016084839A1 (ja) | ロボットにおけるロール回転構造 | |
KR101432046B1 (ko) | 추력을 이용하는 구형로봇 | |
JP3168451U (ja) | 全方向移動台車 | |
KR20230101889A (ko) | 반응 제어식 시스템 및 방법 | |
JP2018100498A (ja) | 浮上式点検装置 | |
JP6195301B2 (ja) | 自走式移動装置 | |
JP2019069835A (ja) | クレーンフック装置及びそれを使用した吊り荷姿勢安定化方法 | |
US10730346B2 (en) | Caster apparatus and transferring apparatus including the same | |
CN108404404A (zh) | 一种实感型虚拟现实滑翔运动模拟器 | |
EP3563915B1 (en) | Motion simulating device | |
JP6507094B2 (ja) | マニピュレータ | |
CN111032172B (zh) | 运动基座 | |
CN209434760U (zh) | 沿输电线巡检机器人越障行走装置 | |
JP2005246565A (ja) | ロボット装置の脚部機構 | |
KR101477972B1 (ko) | 전방향 이동가능 청소로봇 | |
JP2019142245A (ja) | 昇降機点検装置 | |
KR20170107197A (ko) | 볼 로봇을 이용한 탑승형 이동장치 | |
JP7154152B2 (ja) | 橋梁点検装置 | |
JP2024017335A (ja) | 走行体 | |
KR101974179B1 (ko) | 중력 체험장치 | |
CN108908357A (zh) | 驱动组件及机器人 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20161114 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20170728 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20170728 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170809 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6195301 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |