JP2020131377A - 自走式ロボット - Google Patents
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Abstract
Description
Mapping)技術が搭載されたものが数多く提案されている。
図1〜図3は全体として本実施の形態による自走式ロボット1を示す。自走式ロボット1は、自律的または外部操作に応じて床面を走行する二輪駆動型の移動体であり、一対の駆動輪5a、5bを同時にまたは独立して回転駆動してロボット本体を所望方向に走行させる走行ベース部(走行駆動部)2と、少なくとも1以上の関節機構を有するアーム部6の端部を支持し、かつ、鉛直方向を回動中心としてアーム部6と一体となって走行ベース部2に対して回動自在に当該走行ベース部2の上段に連結されたアーム支持部3とを備える。
図4に示すように、アーム支持部3は、走行ベース部2に対して回動自在に連結された支持本体部20と、当該支持本体部20の回動方向に対して垂直方向に旋回可能に連結された肩上腕部21と、当該肩上腕部21と同じ方向に旋回可能に連結された前腕部22と、当該前腕部22の旋回方向と垂直方向に旋回可能に連結された手首部23と、当該手首部23の旋回方向と垂直方向を回転軸として回動可能に連結されたハンド部(エンドエフェクタ)24とを有する。
図5は、自走式ロボット1に搭載される統括制御部30の構成図である。統括制御部30はマイクロコンピュータを主体として構成され、全体の制御を司る走行制御部31、走行経路情報を記憶する目標走行経路制御部32、および、駆動系を制御する作動制御部33を備える。
本実施の形態の自走式ロボット1において、通常の走行時に、走行制御部31は、走行ベース部2の駆動時に、傾斜角度センサ35および加速度センサ36の検出結果に基づいて、アーム支持部3の回動位置およびアーム部6の姿勢状態をロボット本体の重心位置を変化させるように調整しながら、当該ロボット本体の動的安定性を維持する。
なお上述の実施の形態において、自走式ロボット1として、外部操作に応じてまたは自律的に走行可能な二輪駆動型の移動体を適用した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、四輪駆動型でもよく、アーム部6を支持しながら移動できれば、駆動方法や車輪の数など多種多様のものを適用しても良い。また一対の前輪をそれぞれオムニホールにしたが、それ以外にもキャスタやキャタピラなど種々の走行機構を適用してもよい。
Claims (6)
- 自律的にまたは外部操作に応じて床面を走行する自走式ロボットにおいて、
一対の駆動輪を同時にまたは独立して回転駆動してロボット本体を所望方向に走行させる走行駆動部と、
少なくとも1以上の関節機構を有するアーム部の端部を支持し、かつ、鉛直方向を回動中心として前記アーム部と一体となって前記走行駆動部に対して回動自在に当該走行駆動部の上段に連結されたアーム支持部と、
前記走行駆動部に対する前記アーム支持部の回動位置および前記アーム部の姿勢状態に基づいて、前記ロボット本体の重心位置を算出する重心位置算出部と、
前記走行駆動部の前記床面に対する傾き角度を検出する傾斜角度センサと、
走行方向に対するロール軸およびピッチ軸をそれぞれ回転中心とする前記アーム支持部の2軸合成加速度を検出する加速度センサと、
前記走行駆動部および前記アーム支持部をそれぞれ駆動制御する制御部と、
を備え、前記制御部は、前記走行駆動部の駆動時に、前記傾斜角度センサおよび前記加速度センサの検出結果に基づいて、前記アーム支持部の回動位置および前記アーム部の姿勢状態を前記ロボット本体の重心位置を変化させるように調整しながら、当該ロボット本体の動的安定性を維持する
ことを特徴とする自走式ロボット。 - 前記アーム支持部における前記アーム部は、多自由度を有する多関節機構からなり、
前記制御部は、前記アーム支持部が前記走行駆動部に対して回動する際、鉛直方向の回動軸を中心とする所定の偏心率となるように、当該アーム部の各関節機構をデフォルト位置に設定する
ことを特徴とする請求項1に記載の自走式ロボット。 - 前記アーム部は、前記アーム支持部から前記床面に対する平行方向に突出する最大長さが所定長さ範囲内に納まるように、各関節機構を所望状態に屈曲または伸展させる
ことを特徴とする請求項2に記載の自走式ロボット。 - 前記制御部は、前記傾斜角度センサおよび前記加速度センサの検出結果に基づいて、前記ロボット本体に作用する転倒モーメントが所定レベルを超えた時点で、前記アーム部が前記床面に接触するように前記アーム支持部を回転移動させる
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の自走式ロボット。 - 前記制御部は、前記アーム部が前記床面に接触した時点で衝突を緩衝するように特定の関節機構を可動させる
ことを特徴とする請求項4に記載の自走式ロボット。 - 前記制御部は、転倒状態にある前記ロボット本体について、前記アーム支持部の回転位置を調整して前記アーム部の先端を前記床面に当接させた状態で、当該アーム部の各関節を可動させながら前記走行駆動部の一対の前記駆動輪が前記床面に当接する復帰状態に戻す
ことを特徴とする請求項5に記載の自走式ロボット。
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