JP2022145348A - Staircase lifting work device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数の車輪とアーム部の屈伸によって自立的に階段を昇降し、階段平面上での作業を可能とする階段昇降作業装置に関する。
BACKGROUND OF THE
従来の階段昇降装置には、特開平10-236350に掲載された脚伸縮方式の機構によって自立的に階段を昇降する階段昇降装置や、特開2006-341709に掲載された車輪駆動機構と転動駆動機構を利用した階段昇降装置など、様々な装置が提案されている。 Conventional stair-lifting devices include a stair-lifting device that autonomously ascends and descends stairs by means of a leg telescoping mechanism disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-236350, and a wheel drive mechanism and rolling mechanism disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-341709. Various devices have been proposed, such as a stair climbing device using a drive mechanism.
特開平10-236350に掲載されたものは、小型の機械ではあるものの、脚の本数が6本と多く、階段を登る工程も10工程必要であるため、重量の増加と制御の複雑さが考えられる。特開2006-341709に掲載されたものは、車輪の直径が大きいため装置自体が比較的大きく、階段を登る工程も10工程必要であるため、重量の増加と制御の複雑さが考えられる。 Although the machine described in Japanese Patent Laid-Open No. 10-236350 is a small machine, it has as many as 6 legs and requires 10 steps to climb stairs, so the increase in weight and the complexity of control are considered. be done. The device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2006-341709 has a large wheel diameter, so the device itself is relatively large, and 10 steps are required for climbing stairs, which may increase weight and complicate control.
そこで本発明は、階段の昇降を円滑に行うため、アームの本数を最小限にし、軽量で簡略な機構を実現し、昇降の動作を最適化することで、迅速に階段を昇降でき、操舵、駆動可能な車輪により、左または右方向への移動が可能な、階段昇降装置を提供することを目的とする。 Therefore, in order to smoothly ascend and descend stairs, the present invention minimizes the number of arms, realizes a lightweight and simple mechanism, and optimizes the ascending and descending operation, so that the stairs can be ascended and descended quickly, steering, To provide a stair-lifting device capable of moving leftward or rightward by means of drivable wheels.
請求項1の発明によれば、4本のアームで階段を昇降させることができる分、従来のように6本の脚で昇降させる方式に比べて、装置構成を小型化でき、使用部品の削減、軽量化を図ることができる。
According to the invention of
請求項2の発明によれば、本体下部の車輪と4本のアームとアーム先端の車輪を連携させることで、4つの工程で階段の一段を登ることができるため、従来のように10の工程で階段の一段を登る方式に比べて、昇降動作が速くでき、時間の削減に効果が大きいと考えられる。この発明の用途としては、単なる移動だけでなく、物の運搬などにも効果がある。 According to the invention of claim 2, by linking the wheel at the bottom of the main body, the four arms, and the wheel at the tip of the arm, one step of the stairs can be climbed in four steps, so ten steps as in the conventional case Compared to the method of climbing one step of a staircase, it is possible to move up and down faster, and it is considered to be highly effective in reducing time. The use of this invention is effective not only for simple movement, but also for transportation of objects.
請求項3の発明によれば、階段を登ることあるいは降りることに加えて、階段の平面部分を左に移動または右に移動することが可能となるため、従来ではできなかった階段上での作業をすることが可能となる。この発明の用途としては、階段平面の掃除、点検、保守などが可能になると考えられる。 According to the invention of claim 3, in addition to climbing or descending the stairs, it is possible to move the plane portion of the stairs to the left or right, so that work on the stairs that was not possible in the past is possible. It becomes possible to Applications of the present invention include cleaning, inspection and maintenance of the stair plane.
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。図1は階段昇降装置の平面図で、図2は階段昇降装置の正面図、図3は階段昇降装置の左側面図である。図1、図2、図3において、本階段昇降装置は、本体1と、床平面や踊り場での走行時や階段平面部を直進移動、左右移動するための走行手段である4個の走行車輪2a , 2b , 2c , 2d と、本体の側面に取り付けられ屈曲させることにより垂直方向に伸縮可能なアーム部としての4本のアーム3a , 3b , 3c , 3d と、アーム部の先端に取り付けられ、本体を持ち上げた時の走行手段である4個の走行車輪4a , 4b , 4c , 4d と、走行動作や昇降動作の際に終了点を発見するためのセンサ 5a , 5b , 5c , 5d , 5e と、から構成される。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 1 is a plan view of the stair-lifting device, FIG. 2 is a front view of the stair-lifting device, and FIG. 3 is a left side view of the stair-lifting device. In FIGS. 1, 2 and 3, the stair climbing apparatus comprises a
図4は、階段1段目から階段2段目へ昇る動作を(A) , (B) , (C) , (D) の4工程で表した概念図であり、ここではその概略を説明する。図4(A) 階段昇降装置の本体1下部に取り付けた車輪2a , 2b , 2c , 2dを駆動し、水平方向に移動し、階段2段目の垂直面S2vをセンサ5aで検出し、適切な位置で車輪を停止させる。図4(B) 次に本体側面に取り付けた複数のアーム3a , 3b , 3c , 3dを伸ばして、車体1を上方に持ち上げ、本体1下部の車輪2a , 2b , 2c , 2dが階段2段目の水平面S2hより高くなるようにする。
FIG. 4 is a conceptual diagram showing four steps (A), (B), (C), and (D) of the movement from the first stair to the second stair, and the outline thereof will be explained here. . FIG. 4(A) Drive the
図4(C) 次にこの高さを維持したままアーム部車輪4a , 4b , 4c , 4dを駆動させ、水平方向に移動し、本体1下部の全ての車輪2a , 2b , 2c , 2dが階段2段目の水平面S2h上に来たことを示す階段2段目端部をセンサ5cで検出し、適切な位置で車輪を停止させる。このときアーム3c , 3d に接触しないように注意する。図4(D) 最後にアーム3a , 3b , 3c , 3dを曲げて本体1を下方に降ろし、本体下部車輪2a , 2b , 2c , 2dを階段2段目の水平面S2hに接地させる。このようにして階段を一段昇る動作が終了し、上記一連の動作を繰り返すことによって、本階段昇降装置が直線的に複数の階段を昇ることが可能になる。
Fig. 4(C) Next, while maintaining this height, the
図5は、階段2段目から階段1段目へ降りる動作を(A) , (B) , (C) , (D) の4工程で表した概念図であり、ここではその概略を説明する。図5(A) 階段昇降装置の本体1下部に取り付けた車輪2a , 2b , 2c , 2dを駆動し、水平方向に移動し、階段2段目の端部をセンサ5cで検出し、適切な位置で車輪を停止させる。図5(B) 次に本体側面に取り付けた複数のアーム3a , 3b , 3c , 3dを伸ばして、車体1を上方に持ち上げ、本体1下部の車輪2a , 2b , 2c , 2dが階段2段目の水平面S2hより浮くようにする。
FIG. 5 is a conceptual diagram showing four steps (A), (B), (C), and (D) of descending from the second step of the stairs to the first step of the stairs. . Fig. 5(A) Drive the
図5(C) 次にこの高さを維持したままアーム部車輪4a , 4b , 4c , 4dを駆動させ、水平方向に移動し、本体1下部の全ての車輪2a , 2b , 2c , 2dが階段1段目の水平面S1h上に来たことを示す階段2段目端部をセンサ5bで検出し、適切な位置で車輪を停止させる。このときアーム部車輪4a , 4bの脱輪に注意する。図5(D) 最後にアーム3a , 3b , 3c , 3dを曲げて本体1を下方に降ろし、本体下部車輪2a , 2b , 2c , 2dを階段1段目の水平面S1hに接地させる。このようにして階段を一段降りる動作が終了し、上記一連の動作を繰り返すことによって、本階段昇降装置が直線的に複数の階段を降りることが可能になる。
Fig. 5(C) Next, while maintaining this height, the
図6は、階段1段目から階段2段目へ昇り、その後左方向に移動する動作を(A) , (B) , (C) , (D) , (E) の5工程で表し、同様に右方向に移動する動作を(A) , (B) , (C) , (D) , (F) の5工程で表した概念図であり、ここではその概略を説明する。図6(A) 階段昇降装置の本体1下部に取り付けた車輪2a , 2b , 2c , 2dを駆動し、水平方向に移動し、階段2段目の垂直面S2vをセンサ5aで検出し、適切な位置で車輪を停止させる。図6(B) 次に本体側面に取り付けた複数のアーム3a , 3b , 3c , 3dを伸ばして、車体1を上方に持ち上げ、本体1下部の車輪2a , 2b , 2c , 2dが階段2段目の水平面S2hより高くなるようにする。
Fig. 6 shows five steps (A), (B), (C), (D), and (E) representing the action of going up from the first step to the second step and then moving to the left. It is a conceptual diagram showing five steps (A), (B), (C), (D), and (F) of moving rightward to the right, and the outline thereof will be explained here. FIG. 6(A) Drive the
図6(C) 次にこの高さを維持したままアーム部車輪4a , 4b , 4c , 4dを駆動させ、水平方向に移動し、本体1下部の全ての車輪2a , 2b , 2c , 2dが階段2段目の水平面S2h上に来たことを示す階段2段目端部をセンサ5cで検出し、適切な位置で車輪を停止させる。このときアーム3c , 3d に接触しないように注意する。図6(D) 次にアーム3a , 3b , 3c , 3dを曲げて本体1を下方に降ろし、本体下部車輪2a , 2b , 2c , 2dを階段2段目の水平面S2hに接地させる。
Fig. 6(C) Next, while maintaining this height, the
次に左方向に移動する場合、図6(E)本体1下部の車輪2a , 2b , 2c , 2dを左に90°旋回し、その後車輪を駆動し左方向に移動する。最後に階段の左端部垂直面Sw1をセンサで検出し、適切な位置で車輪を停止させる。または右方向に移動する場合、図6(F)本体1下部の車輪2a , 2b , 2c , 2dを右に90°旋回し、その後車輪を駆動し右方向に移動する。最後に階段の右端部垂直面Sw2をセンサで検出し、適切な位置で車輪を停止させる。このようにして階段を一段昇る動作の後、左方向または右方向への移動を組み合わせることで、階段を昇るだけでなく階段上での作業等への応用が可能になる。
Next, when moving leftward, the
図7は、階段2段目から階段1段目へ降り、その後左方向に移動する動作を(A) , (B) , (C) , (D) , (E) の5工程で表し、同様に右方向に移動する動作を(A) , (B) , (C) , (D) , (F) の5工程で表した概念図であり、ここではその概略を説明する。図7(A) 階段昇降装置の本体1下部に取り付けた車輪2a , 2b , 2c , 2dを駆動し、水平方向に移動し、階段2段目の端部をセンサ5cで検出し、適切な位置で車輪を停止させる。図7(B) 次に本体側面に取り付けた複数のアーム3a , 3b , 3c , 3dを伸ばして、車体1を上方に持ち上げ、本体1下部の車輪2a , 2b , 2c , 2dが階段2段目の水平面S2hより浮くようにする。
Fig. 7 shows five steps (A), (B), (C), (D), and (E) representing the action of descending from the second step to the first step and then moving to the left. It is a conceptual diagram showing five steps (A), (B), (C), (D), and (F) of moving rightward to the right, and the outline thereof will be explained here. Fig. 7(A) Drive the
図7(C) 次にこの高さを維持したままアーム部車輪4a , 4b , 4c , 4dを駆動させ、水平方向に移動し、本体1下部の全ての車輪2a , 2b , 2c , 2dが階段1段目の水平面S1h上に来たことを示す階段2段目端部をセンサ5bで検出し、適切な位置で車輪を停止させる。このときアーム部車輪4a , 4bの脱輪に注意する。図7(D) 最後にアーム3a , 3b , 3c , 3dを曲げて本体1を下方に降ろし、本体下部車輪2a , 2b , 2c , 2dを階段1段目の水平面S1hに接地させる。
Fig. 7(C) Next, while maintaining this height, the
次に左方向に移動する場合、図7(E)本体1下部の車輪2a , 2b , 2c , 2dを左に90°旋回し、その後車輪を駆動し左方向に移動する。最後に階段の左端部垂直面Sw1をセンサで検出し、適切な位置で車輪を停止させる。または右方向に移動する場合、図7(F)本体1下部の車輪2a , 2b , 2c , 2dを右に90°旋回し、その後車輪を駆動し右方向に移動する。最後に階段の右端部垂直面Sw2をセンサで検出し、適切な位置で車輪を停止させる。このようにして階段を一段降りる動作の後、左方向または右方向への移動を組み合わせることで、階段を降りるだけでなく階段上での作業等への応用が可能になる。
Next, when moving leftward, the
1 階段昇降装置本体
2a , 2b , 2c , 2d 本体部駆動車輪
3a , 3b , 3c , 3d アーム部
4a , 4b , 4c , 4d アーム部駆動車輪
5a , 5b , 5c , 5d , 5e センサ
S 階段
S1h , S2h 階段水平面
S2v , S3v 階段垂直面
Sw1 , Sw2 階段左右端部
1 Stair lift device body
2a , 2b , 2c , 2d main body drive wheels
3a , 3b , 3c , 3d arm part
4a , 4b , 4c , 4d arm drive wheel
5a , 5b , 5c , 5d , 5e sensor
S stairs
S1h , S2h stair horizontal plane
S2v , S3v Stair vertical plane
Sw1 , Sw2 Left and right ends of stairs
Claims (3)
本体部側面の前後に取り付けられ、屈伸することで垂直方向への伸縮が可能になる複数のアーム部と、
アーム部の先端に取り付けられ、水平方向への移動が可能となる複数の車輪、車輪駆動機構と、
を備えて構成されることを特徴とする階段昇降装置。 a plurality of wheels, a wheel drive mechanism, and a wheel steering mechanism arranged in front and behind the lower surface of the main body;
A plurality of arms that are attached to the front and back of the side of the main body and that can be expanded and contracted in the vertical direction by bending and stretching,
A plurality of wheels and a wheel drive mechanism that are attached to the tip of the arm and that can move in the horizontal direction;
A stair climbing device comprising:
階段の下降制御時には、(1)本体部車輪で水平面を移動し、車輪が階段端部に来た時に停止させる、(2)次にアーム部を伸ばして本体部を上方に持ち上げ車輪を浮かす、(3)次にアーム部の車輪を駆動させ水平方向に移動する。(4)アーム部を曲げて本体部を降ろし、本体部車輪を水平面に接地させる。という制御を繰り返し行うことを特徴とする階段昇降装置。 During stair climbing control, (1) the wheels attached to the main unit move horizontally and stop in front of the vertical surface of the upper staircase. (2) Extend the arms to lift the vehicle body upward. (3) Drive the arm wheel to move horizontally. (4) Bend the arm to lower the main body, and repeat the control of grounding the main body wheels on the horizontal surface,
When controlling the descent of stairs, (1) the wheels of the main body move on the horizontal plane and stop when the wheels reach the end of the stairs, and (2) the arms are then extended to lift the main body upwards to float the wheels. (3) Next, drive the wheels of the arm to move horizontally. (4) Bend the arm to lower the main body, and ground the wheels of the main body to the horizontal surface. A stair climbing device characterized by repeatedly performing the control of
階段の下降と左移動または右移動制御時には、(1)本体部車輪で水平面を移動し、車輪が階段端部に来た時に停止させる、(2)次にアーム部を伸ばして本体部を上方に持ち上げ車輪を浮かす、(3)次にアーム部の車輪を駆動させ水平方向に移動する。(4)アーム部を曲げて本体部を降ろし、本体部車輪を水平面に接地させる。(5)左移動の際は、本体部車輪を左に90°旋回して階段の左に移動する。また右移動の際は、本体部車輪を右に90°旋回して階段の右に移動する。という制御を必要に応じて必要な回数行うことを特徴とする階段昇降装置。 When ascending stairs and controlling left or right movement, (1) the wheels attached to the main unit move horizontally and stop in front of the vertical surface of the upper stairs. (2) Extend the arms to lift the vehicle body upward. (3) Drive the arm wheel to move horizontally. (4) Bend the arm to lower the main body, and ground the wheels of the main body to the horizontal surface. (5) When moving left, turn the main body wheels 90 degrees to the left and move to the left of the stairs. Also, when moving to the right, turn the main body wheels 90° to the right and move to the right of the stairs. This control is performed as many times as necessary,
When descending stairs and controlling left or right movement, (1) move the main body wheels on the horizontal plane and stop when the wheels reach the end of the stairs, (2) extend the arm and move the main body upward. (3) Next, drive the wheels on the arm to move horizontally. (4) Bend the arm to lower the main body and ground the wheels of the main body to the horizontal surface. (5) When moving left, turn the main body wheels 90 degrees to the left and move to the left of the stairs. Also, when moving to the right, turn the main body wheels 90° to the right and move to the right of the stairs. A stair climbing device characterized by performing the control of .
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