JP2023144780A - Six-wheel type electric vehicle - Google Patents

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Abstract

To provide a six-wheel type electric vehicle having high travel performance.SOLUTION: A six-wheel type electric vehicle includes: a pair of right and left front wheels; intermediate wheels disposed behind the front wheels and working as a pair of right and left driving wheels; a pair of right and left rear wheels disposed behind the intermediate wheels; and a connection part connecting each of right and left of the front wheels, the intermediate wheels and the rear wheels. The connection part includes: a first link linking and suspending the front wheel and the intermediate wheel; a second link to which the rear wheel is linked; and a third link turnably linked to the first link via a first joint part and turnably linked to the second link via a second joint part. The first joint part is located under a line segment connecting the rotation center of the front wheel and the rotation center of the intermediate wheel.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本開示は、六輪式電動車両に関する。 The present disclosure relates to a six-wheel electric vehicle.

六輪式電動車両は、駆動輪である一対の中輪と、その中輪の前後に2つずつ配置された4つの従動輪とからなる計6つの車輪を備える。六輪式電動車両は、四輪式の電動車両に比べ、回転半径をより小さくすることができるため、走行時の小回りが利く。また、六輪式電動車両は、傾斜に対して自重による車体の旋回をより抑えることができるため、高い走行安定性を有する。 A six-wheeled electric vehicle has a total of six wheels, consisting of a pair of middle wheels that are driving wheels, and four driven wheels arranged two before and two behind the middle wheels. A six-wheel electric vehicle can have a smaller turning radius than a four-wheel electric vehicle, so it can turn in a smaller radius when traveling. Further, the six-wheeled electric vehicle has high running stability because it can further suppress the turning of the vehicle body due to its own weight when tilting.

その一方、六輪式電動車両は、中輪が、接地面にある凹凸、段差、又は、平面と斜面との接続部等に差し掛かって接地面から離れてしまうと、中輪の駆動力を接地面に伝達できなくなる。そのため、六輪式電動車両は、路面の段差を安定して乗り越えることが難しい。この問題の解決にあたり、開発された六輪式電動車椅子の一例が特許文献1に開示されている。 On the other hand, in a six-wheeled electric vehicle, if the middle wheel moves away from the ground due to an uneven surface, a step, or a connection between a flat surface and a slope, the driving force of the middle wheel is transferred to the ground. can no longer be transmitted. Therefore, it is difficult for six-wheeled electric vehicles to stably overcome bumps in the road surface. An example of a six-wheel electric wheelchair developed to solve this problem is disclosed in Patent Document 1.

特許文献1の六輪式電動車両は、前輪と中輪と後輪とが、それぞれ一対でサスペンションに装着されている。サスペンションは、前輪と中輪とを連結した状態で懸架するボギーリンク部と、後輪を懸架するロッカーリンク部と、ボギーリンク部とロッカーリンク部とが回動可能に連結された関節部と、を有するロッカーボギーリンク機構により構成されている。前輪と後輪とを繋ぐ方向を前後方向とし、前後方向に直交し且つ水平方向に平行な方向を左右方向とし、前後方向及び左右方向に直交する方向を高さ方向とした場合、ロッカーリンク部は、前端側を関節部に接続した状態で、後端側に向けて直線的に延びるフレーム部材を有する。フレーム部材は、平坦面に基づく対地からの高さを基準に、前端側から後端側に向けて次第に高くなる後方高の傾斜姿勢で配置されている。後輪は、フレーム部材の後端側にある後輪支持部で、中輪の軸心より高い位置に、少なくとも1つ配設された支点軸により、左右両側とも互いに独立して懸架されている。 The six-wheel electric vehicle disclosed in Patent Document 1 has a front wheel, a middle wheel, and a rear wheel each mounted on a suspension as a pair. The suspension includes a bogie link section that suspends the front wheel and the middle wheel in a connected state, a rocker link section that suspends the rear wheel, and a joint section that rotatably connects the bogie link section and the rocker link section. It is composed of a rocker bogie link mechanism with When the direction connecting the front wheel and the rear wheel is defined as the front-rear direction, the direction perpendicular to the front-rear direction and parallel to the horizontal direction is the left-right direction, and the direction orthogonal to the front-rear direction and the left-right direction is the height direction, the rocker link section has a frame member that extends linearly toward the rear end with the front end connected to the joint. The frame member is arranged in an inclined position with a rearward height that gradually increases from the front end side to the rear end side with reference to the height from the ground based on the flat surface. The rear wheel is suspended independently on both left and right sides by at least one fulcrum shaft disposed at a rear wheel support portion on the rear end side of the frame member at a position higher than the axis of the middle wheel. .

特開2020-151160号公報Japanese Patent Application Publication No. 2020-151160

しかしながら、特許文献1に記載の六輪式電動車両では、ボギーリンク部と、当該ボギーリンク部に懸架される前輪及び後輪の構成上、駆動輪による推進力由来の、ボギーリンク部とロッカーリンク部を連結する関節部周りモーメントが、前輪を上方へ上げる方向に働くため、意図せず前輪が上がり走行性を害することがある。 However, in the six-wheeled electric vehicle described in Patent Document 1, due to the structure of the bogie link and the front wheels and rear wheels suspended on the bogie link, the bogie link and rocker link are derived from the propulsive force from the drive wheels. The moment around the joints that connect the front wheels acts in the direction of raising the front wheels upwards, which may cause the front wheels to rise unintentionally, impairing running performance.

本開示は、高い走行性能を有する六輪式電動車両を提供することを目的とする。 An object of the present disclosure is to provide a six-wheel electric vehicle with high running performance.

本開示の六輪式電動車両は、左右一対の前輪と、前記前輪の後方に配置された左右一対の駆動輪である中輪と、前記中輪の後方に配置された左右一対の後輪と、前記前輪、前記中輪、及び、前記後輪を、左右それぞれにおいて接続する接続部と、を備え、前記接続部は、前記前輪と前記中輪とを連結して懸架する第一リンクと、前記後輪が連結された第二リンクと、前記第一リンクに第一関節部を介して回動可能に連結され、且つ、前記第二リンクに第二関節部を介して回動可能に連結される第三リンクと、を含み、前記第一関節部は、前記前輪の回転中心と、前記中輪の回転中心とを結ぶ線分よりも下方に位置する。 The six-wheeled electric vehicle of the present disclosure includes a pair of left and right front wheels, a pair of left and right drive wheels arranged behind the front wheels, and a pair of left and right rear wheels arranged behind the middle wheels. a connecting portion that connects the front wheel, the middle wheel, and the rear wheel on each side, the connecting portion connecting and suspending the front wheel and the middle wheel; a second link to which a rear wheel is connected; and a second link rotatably connected to the first link via a first joint, and rotatably connected to the second link via a second joint. the first joint portion is located below a line segment connecting the center of rotation of the front wheel and the center of rotation of the middle wheel.

本開示の六輪式電動車両によれば、高い走行性能を有する六輪式電動車両を提供することができる。 According to the six-wheel electric vehicle of the present disclosure, it is possible to provide a six-wheel electric vehicle with high running performance.

第1実施形態における六輪式電動車両の左側面図Left side view of the six-wheeled electric vehicle in the first embodiment 第1実施形態における六輪式電動車両の正面図Front view of the six-wheeled electric vehicle in the first embodiment 第1実施形態における六輪式電動車両の背面図Rear view of the six-wheeled electric vehicle in the first embodiment 第1実施形態の構成を適用しない従来の六輪式電動車両を側面から見た概念図A conceptual diagram of a conventional six-wheeled electric vehicle seen from the side to which the configuration of the first embodiment is not applied. 第1実施形態における六輪式電動車両を側方から見た概念図Conceptual diagram of the six-wheeled electric vehicle in the first embodiment viewed from the side 第2実施形態における六輪式電動車両の左側面図Left side view of the six-wheeled electric vehicle in the second embodiment 第2実施形態における六輪式電動車両の平面図A plan view of a six-wheeled electric vehicle in the second embodiment 第2実施形態における六輪式電動車両の従動輪に用いられるオムニホイールの平面図A plan view of an omniwheel used as a driven wheel of a six-wheeled electric vehicle in a second embodiment 第2実施形態における六輪式電動車両を上方から見た概念図Conceptual diagram of a six-wheeled electric vehicle in the second embodiment viewed from above 第3実施形態における六輪式電動車両の左側面図Left side view of the six-wheeled electric vehicle in the third embodiment 第3実施形態における六輪式電動車両を上方から見た概念図Conceptual diagram of a six-wheeled electric vehicle in the third embodiment viewed from above 第3実施形態における六輪式電動車両における外部環境に応じてトー角を変更する動作を示すフローチャートFlowchart showing the operation of changing the toe angle according to the external environment in the six-wheeled electric vehicle in the third embodiment

[第1実施形態]
まず、本開示の第1実施形態について、図面を参照しながら説明する。但し、本開示が以下の第1実施形態及び第2実施形態に限定されるわけではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜簡略化されている。図1は、六輪式電動車両の左側面図である。図2は、六輪式電動車両の正面図である。図3は、六輪式電動車両の背面図である。図4は、特許文献1に代表されるような第1実施形態の構成を適用しない従来の六輪式電動車両を側面から見た概念図である。図5は、六輪式電動車両を側方から見た概念図である。
[First embodiment]
First, a first embodiment of the present disclosure will be described with reference to the drawings. However, the present disclosure is not limited to the following first embodiment and second embodiment. Further, in order to clarify the explanation, the following description and drawings are appropriately simplified. FIG. 1 is a left side view of a six-wheel electric vehicle. FIG. 2 is a front view of the six-wheel electric vehicle. FIG. 3 is a rear view of the six-wheel electric vehicle. FIG. 4 is a conceptual diagram of a conventional six-wheeled electric vehicle to which the configuration of the first embodiment, as typified by Patent Document 1, is not applied, viewed from the side. FIG. 5 is a conceptual diagram of a six-wheel electric vehicle viewed from the side.

図1~図3に示される六輪式電動車両1は、6つの車輪を有する電動式車両である。六輪式電動車両1の用途としては、例えば、屋外、屋内、施設、又は、私有地等において物品を搬送する移動ロボット、或いは、屋外、屋内、施設、又は、私有地等において人が移動のために搭乗する電動車椅子の走行部を、例示することができる。六輪式電動車両1は、車体部2と、本体部3と、制御部4と、を備える。 A six-wheel electric vehicle 1 shown in FIGS. 1 to 3 is an electric vehicle having six wheels. The six-wheeled electric vehicle 1 can be used, for example, as a mobile robot that transports goods outdoors, indoors, in facilities, or on private land, or as a vehicle for people to move around outdoors, indoors, in facilities, or on private land. An example of this is the traveling section of an electric wheelchair. The six-wheel electric vehicle 1 includes a vehicle body portion 2, a main body portion 3, and a control portion 4.

車体部2は、前輪11と、中輪12と、後輪13と、モータ14と、接続部20と、を含み、六輪式電動車両1の移動に関する機能を有する。 The vehicle body portion 2 includes a front wheel 11, a middle wheel 12, a rear wheel 13, a motor 14, and a connecting portion 20, and has a function related to movement of the six-wheel electric vehicle 1.

本体部3は、六輪式電動車両1における積載等の機能を有する。本体部3としては、物品を搬送するためのロッカーのような構造、又は、人が搭乗するため椅子等を例示することができる。なお、本体部3は、ロッカーのような構造、又は、椅子に限定されず、他の構造を有していても良い。また、六輪式電動車両1は、本体部3が積載等の機能を有していなくても良い。 The main body part 3 has functions such as loading in the six-wheeled electric vehicle 1. Examples of the main body part 3 include a locker-like structure for transporting articles, a chair for boarding a person, and the like. Note that the main body portion 3 is not limited to a locker-like structure or a chair, and may have other structures. Further, in the six-wheeled electric vehicle 1, the main body portion 3 does not need to have a function such as loading.

制御部4は、バッテリー、モータドライバ又は速度判定部等の制御装置、及び、記憶部等を有している。制御部4は、車体部2の内部、本体部3の下方に配置されるが、制御部4の配置箇所は、前述の位置に限定されない。 The control unit 4 includes a battery, a control device such as a motor driver or a speed determination unit, a storage unit, and the like. Although the control section 4 is arranged inside the vehicle body section 2 and below the main body section 3, the arrangement location of the control section 4 is not limited to the above-mentioned position.

次に、車体部2の詳細な構成について説明する。車体部2は、それぞれ一対ずつの前輪11(左側の前輪11L、右側の前輪11R)、中輪12(左側の中輪12L、右側の中輪12R)、後輪13(左側の後輪13L、右側の後輪13R)、及び、モータ14(左側のモータ14L、右側のモータ14R)を備える。前輪11と中輪12と後輪13とを繋ぐ方向は、前後方向である。また、一対の前輪11L,11R同士を繋ぐ方向、一対の中輪12L,12R同士を繋ぐ方向、及び、一対の後輪13L,13R同士を繋ぐ方向は、左右方向である。 Next, the detailed configuration of the vehicle body portion 2 will be explained. The vehicle body part 2 includes a pair of front wheels 11 (left front wheel 11L, right front wheel 11R), middle wheels 12 (left middle wheel 12L, right middle wheel 12R), rear wheels 13 (left rear wheel 13L, A right rear wheel 13R) and a motor 14 (a left motor 14L and a right motor 14R) are provided. The direction in which the front wheel 11, middle wheel 12, and rear wheel 13 are connected is the front-rear direction. Further, the direction in which the pair of front wheels 11L, 11R are connected together, the direction in which the pair of middle wheels 12L, 12R are connected together, and the direction in which the pair of rear wheels 13L, 13R are connected are in the left-right direction.

中輪12は、駆動輪であり、モータ14の駆動により回転する。左側の中輪12Lは、左側のモータ14Lに接続され、右側の中輪12Rは、右側のモータ14Rに接続されている。左側のモータ14L及び右側のモータ14Rは、制御部4により互いに独立的に制御され、左側の中輪12L及び右側の中輪12Rを互いに独立的に回転させる。中輪12の直径は、前輪11及び後輪13の直径よりも大きい、又は、前輪11及び後輪13の直径と等しい。 The middle wheel 12 is a driving wheel, and is rotated by the drive of the motor 14 . The left middle wheel 12L is connected to the left motor 14L, and the right middle wheel 12R is connected to the right motor 14R. The left motor 14L and the right motor 14R are independently controlled by the control unit 4, and rotate the left middle wheel 12L and the right middle wheel 12R independently of each other. The diameter of the middle wheel 12 is larger than the diameter of the front wheel 11 and the rear wheel 13, or equal to the diameter of the front wheel 11 and the rear wheel 13.

前輪11及び後輪13は、従動輪であり、六輪式電動車両1の移動に応じて回転する。すなわち、中輪12が駆動して、六輪式電動車両1が移動すると、六輪式電動車両1の移動に追従して前輪11と後輪13が回転する。前輪11及び後輪13は、それぞれ全方位、すなわち、前後左右に自由に動ける車輪である。前輪11及び後輪13としては、オムニホイール、又は、キャスタを例示することができる。 The front wheels 11 and the rear wheels 13 are driven wheels, and rotate according to the movement of the six-wheel electric vehicle 1. That is, when the middle wheel 12 is driven and the six-wheel electric vehicle 1 moves, the front wheels 11 and the rear wheels 13 rotate following the movement of the six-wheel electric vehicle 1. The front wheels 11 and the rear wheels 13 are wheels that can move freely in all directions, that is, in the front, back, left, and right directions. As the front wheel 11 and the rear wheel 13, omni wheels or casters can be exemplified.

接続部20は、左右一対の第一リンク21と、左右一対の第二リンク22と、左右一対の第三リンク23と、第四リンク24と、を備える。 The connecting portion 20 includes a pair of left and right first links 21, a pair of left and right second links 22, a pair of left and right third links 23, and a fourth link 24.

左側の第一リンク21は、左側の前輪11Lと中輪12Lとを連結して懸架し、右側の第一リンク21は、右側の前輪11Rと中輪12Rとを連結して懸架する。各第一リンク21は、第一リンク前輪連結部25を介して各前輪11L,11Rに連結され、第一リンク中輪連結部26を介して各中輪12L,12Rに連結されている。 The first link 21 on the left side connects and suspends the front wheel 11L on the left side and the middle wheel 12L, and the first link 21 on the right side connects and suspends the front wheel 11R on the right side and the middle wheel 12R. Each first link 21 is connected to each front wheel 11L, 11R via a first link front wheel connection portion 25, and to each middle wheel 12L, 12R via a first link middle wheel connection portion 26.

左側の第二リンク22には、左側の後輪13Lが連結され、右側の第二リンク22には、右側の後輪13Lが連結されている。各第二リンク22は、第二リンク後輪接続部27を介して各後輪13L,13Rに連結されている。 The left second link 22 is connected to the left rear wheel 13L, and the right second link 22 is connected to the right rear wheel 13L. Each second link 22 is connected to each rear wheel 13L, 13R via a second link rear wheel connecting portion 27.

左側の第三リンク23は、左側の第一リンク21に左側の第一関節部28を介して回動可能に連結され、且つ、左側の第二リンク22に左側の第二関節部29を介して回動可能に連結されている。右側の第三リンク23は、右側の第一リンク21に右側の第一関節部28を介して回動可能に連結され、且つ、右側の第二リンク22に右側の第二関節部29を介して回動可能に連結されている。左右の第三リンク23は、左右方向に伸びる第四リンク24により連結されている。第四リンク24は、左右の第三リンク23と一体でも良いし、本体部3と一体でも良い。左右の第三リンク23には、それぞれストッパ30が設置されていることが望ましく、左右の第一リンク21の揺動運動(回動)の稼働範囲は、ストッパ30により制限されることが望ましい。 The third link 23 on the left side is rotatably connected to the first link 21 on the left side via a first joint section 28 on the left side, and is connected to the second link 22 on the left side via a second joint section 29 on the left side. are rotatably connected. The third link 23 on the right side is rotatably connected to the first link 21 on the right side via a first joint section 28 on the right side, and is connected to the second link 22 on the right side via a second joint section 29 on the right side. are rotatably connected. The left and right third links 23 are connected by a fourth link 24 extending in the left-right direction. The fourth link 24 may be integrated with the left and right third links 23 or may be integrated with the main body portion 3. It is desirable that a stopper 30 is installed on each of the left and right third links 23, and it is desirable that the operating range of the swinging motion (rotation) of the left and right first links 21 is limited by the stopper 30.

従来例では、図4に示されるように第一リンク21と第三リンク23を接続する第一関節部28は、前輪11の回転中心11Cと、中輪12の回転中心12Cとを結ぶ線分よりも上方に位置するように構成されている。この時、従来例の課題に記したように駆動輪による推進力由来の、ボギーリンク部とロッカーリンク部を連結する関節部周りモーメントが、前輪を上方へ上げる方向に働くため、意図せず前輪が上がり走行性を害することがある。さらに前方の段差を乗り越える際に、段差から前輪11が受ける反力Tが、第一リンク21が第一関節部28まわりに揺動するトルクτに変換される際に損失される成分が存在する。 In the conventional example, as shown in FIG. 4, the first joint 28 connecting the first link 21 and the third link 23 is a line segment connecting the rotation center 11C of the front wheel 11 and the rotation center 12C of the middle wheel 12. It is configured to be located above the At this time, as described in the problem with the conventional example, the moment around the joint that connects the bogie link and rocker link, which is derived from the propulsive force of the drive wheels, acts in the direction of raising the front wheel upwards, causing the front wheel to unintentionally move upward. may increase and impair running performance. Furthermore, when climbing over a step in front, there is a component that is lost when the reaction force T received by the front wheel 11 from the step is converted into torque τ that causes the first link 21 to swing around the first joint portion 28. .

一方、本第1実施形態の六輪式電動車両1は、図5に示されるように、第一リンク21と第三リンク23を接続する第一関節部28は、前輪11の回転中心11Cと、中輪12の回転中心12Cとを結ぶ線分よりも下方に位置するように構成されている。第一関節部28が、前輪11の回転中心11Cと、中輪12の回転中心12Cとを結ぶ線分よりも下方に配置されることで、モータ14から発生するトルクより中輪12が発する駆動力F由来の、第一関節部28まわりのトルクτにより、不意に第一リンク21が揺動して前輪11が上がることを防ぐことができる。さらに、前方の段差を乗り越える際に、段差から前輪11が受ける反力Tが、第一リンク21が第一関節部28まわりに揺動するトルクτを発生する方向に働くため、段差の乗り越え性能を向上することができる。したがって、高い走行性能を有する六輪式電動車両1を提供することができる。 On the other hand, in the six-wheeled electric vehicle 1 of the first embodiment, as shown in FIG. It is configured to be located below a line segment connecting the rotation center 12C of the middle ring 12. By arranging the first joint portion 28 below the line segment connecting the rotation center 11C of the front wheel 11 and the rotation center 12C of the middle wheel 12, the drive generated by the middle wheel 12 is generated by the torque generated from the motor 14. The torque τ around the first joint portion 28 derived from the force F can prevent the first link 21 from unexpectedly swinging and causing the front wheel 11 to rise. Furthermore, when climbing over a step in front, the reaction force T that the front wheel 11 receives from the step acts in a direction that generates a torque τ that causes the first link 21 to swing around the first joint portion 28, which improves the ability to get over the step. can be improved. Therefore, it is possible to provide a six-wheeled electric vehicle 1 with high running performance.

第一関節部28と、前輪11の回転中心11Cと中輪12の回転中心12Cとを結ぶ線分FMとの距離をAHとすると、距離AHは、中輪12の半径の1/7以上1/2以下の長さであることが望ましい。例えば、中輪12の直径が280mm、つまり半径140mmのときに、前輪11の回転中心11C及び中輪12の回転中心12Cを結ぶ線分から25mmだけ下方に離れた位置に、第一関節部28を配置する。距離AHが大きいほど、不意な前輪11の浮き上がりを防ぐことができたり、段差の乗り越え性能を向上できる一方、前進時に中輪12の駆動力より第一関節部28まわりに揺動するトルクτが中輪12を上方に浮かせる方向に働く。このため、距離AHが過剰に大きいと、中輪12と地面の摩擦力が十分に得られず、中輪12が滑り、十分な駆動力Fが得られなくなるおそれがある。 If AH is the distance between the first joint 28 and the line segment FM connecting the rotation center 11C of the front wheel 11 and the rotation center 12C of the middle wheel 12, then the distance AH is 1/7 or more of the radius of the middle wheel 12. It is desirable that the length be 2/2 or less. For example, when the diameter of the middle wheel 12 is 280 mm, that is, the radius is 140 mm, the first joint portion 28 is located at a position 25 mm downward from a line connecting the rotation center 11C of the front wheel 11 and the rotation center 12C of the middle wheel 12. Deploy. The larger the distance AH, the more it is possible to prevent the front wheel 11 from lifting up unexpectedly and improve the performance of getting over a step. It works in the direction of floating the middle ring 12 upward. For this reason, if the distance AH is excessively large, there is a risk that sufficient frictional force between the middle wheel 12 and the ground will not be obtained, the middle wheel 12 will slip, and a sufficient driving force F will not be obtained.

次に、前輪11、中輪12、後輪13、第一関節部28、及び、第二関節部29の配置関係について説明する。各距離FM_HORIZ,FM,MR_HORIZ,MR,FA,AM,BRを以下のように定義する。
距離FM_HORIZ:六輪式電動車両1が平面に正立時の前輪11と中輪12の水平距離(前輪11の回転中心11Cから中輪12の回転中心12Cまでの水平方向の距離)
距離FM:六輪式電動車両1が平面に正立時の前輪11と中輪12の距離(前輪11の回転中心11Cから中輪12の回転中心12Cまでの距離)
距離MR_HORIZ:車両が平面に正立時の中輪12と後輪13の水平距離(中輪12の回転中心12Cから後輪13の回転中心13Cまでの水平方向の距離)
距離MR:六輪式電動車両1が平面に正立時の中輪12と後輪13の距離(中輪12の回転中心12Cから後輪13の回転中心13Cまでの距離)
距離FA:六輪式電動車両1が平面に正立時の前輪11と第一関節部28との距離(前輪11の回転中心11Cから第一関節部28までの線分FM方向の距離)
距離AM:六輪式電動車両1が平面に正立時の第一関節部28と中輪12との距離(第一関節部28から中輪12の回転中心12Cまでの線分FM方向の距離)
距離BR:六輪式電動車両1が平面に正立時の第二関節部29と後輪13との距離(第二関節部29から後輪13の回転中心13Cまでの線分MR方向の距離)
Next, the arrangement relationship among the front wheel 11, the middle wheel 12, the rear wheel 13, the first joint 28, and the second joint 29 will be explained. Each distance FM_HORIZ, FM, MR_HORIZ, MR, FA, AM, and BR is defined as follows.
Distance FM_HORIZ: Horizontal distance between the front wheels 11 and middle wheels 12 when the six-wheeled electric vehicle 1 stands upright on a plane (horizontal distance from the rotation center 11C of the front wheels 11 to the rotation center 12C of the middle wheels 12)
Distance FM: Distance between the front wheels 11 and middle wheels 12 when the six-wheel electric vehicle 1 is standing upright on a flat surface (distance from the rotation center 11C of the front wheels 11 to the rotation center 12C of the middle wheels 12)
Distance MR_HORIZ: Horizontal distance between the middle wheel 12 and the rear wheel 13 when the vehicle is upright on a flat surface (horizontal distance from the center of rotation 12C of the middle wheel 12 to the center of rotation 13C of the rear wheel 13)
Distance MR: Distance between the middle wheel 12 and the rear wheel 13 when the six-wheel electric vehicle 1 is standing upright on a flat surface (distance from the center of rotation 12C of the middle wheel 12 to the center of rotation 13C of the rear wheel 13)
Distance FA: Distance between the front wheels 11 and the first joint 28 when the six-wheel electric vehicle 1 is standing upright on a plane (distance in the line segment FM direction from the rotation center 11C of the front wheel 11 to the first joint 28)
Distance AM: distance between the first joint 28 and the middle wheel 12 when the six-wheeled electric vehicle 1 is standing upright on a plane (distance in the line segment FM direction from the first joint 28 to the center of rotation 12C of the middle wheel 12)
Distance BR: distance between the second joint 29 and the rear wheel 13 when the six-wheeled electric vehicle 1 is standing upright on a plane (distance in the direction of the line segment MR from the second joint 29 to the rotation center 13C of the rear wheel 13)

距離FM_HORIZと距離MR_HORIZの割合比であるFM_HORIZ:MR_HORIZは1:1に設定される。この距離FM_HORIZと距離MR_HORIZの割合比は、1:1に限定されるものではなく、適宜変更可能であるが、1:1に近いことが望ましい。さらに、距離FAと距離AMの割合比であるFA:AMは2:1に設定される。この距離FAと距離AMの割合比も2:1に限定されるものではなく、適宜変更可能であるが、FA/AMが1より大きく且つ2以下の値になるように設定されることが理想的である。FA/AMを1より大きくすることで、中輪12に働く自重の割合が大きくなり、中輪12の摩擦力を大きくすることができ、地面の凹凸に対して走行を安定させることができる。 The ratio of distance FM_HORIZ to distance MR_HORIZ, FM_HORIZ:MR_HORIZ, is set to 1:1. The ratio of the distance FM_HORIZ to the distance MR_HORIZ is not limited to 1:1 and can be changed as appropriate, but it is desirable that it be close to 1:1. Furthermore, FA:AM, which is the ratio of distance FA to distance AM, is set to 2:1. The ratio of distance FA to distance AM is not limited to 2:1 and can be changed as appropriate, but it is ideal that FA/AM is set to a value greater than 1 and less than or equal to 2. It is true. By making FA/AM larger than 1, the proportion of the own weight acting on the middle wheel 12 increases, the frictional force of the middle wheel 12 can be increased, and the running can be stabilized against irregularities on the ground.

左右それぞれの第二リンク22と第三リンク23の間は、サスペンション31が接続されていることが望ましい。各サスペンション31は、第二サスペンション接続部32を介して各第二リンク22に接続され、第三サスペンション接続部33を介して各第三リンク23に接続される。サスペンション31は、後輪13の揺動を制限しつつ、地面の凹凸に対して後輪13をなじませる役割を果たす。サスペンション31の接続部である、第二サスペンション接続部32及び第三サスペンション接続部33には、揺動軸が設けられていることが望ましいが、揺動軸を設けることなく第二リンク22及び第三リンク23に固定されていても良い。サスペンション31を構成するサスペンション用ばね34は、車体部2の自重により、車体部2が水平になる状態を中立位置となるように設定するのが望ましい。 It is desirable that a suspension 31 be connected between the second link 22 and the third link 23 on the left and right sides. Each suspension 31 is connected to each second link 22 via a second suspension connection part 32 and to each third link 23 via a third suspension connection part 33. The suspension 31 plays the role of limiting the rocking of the rear wheel 13 and making the rear wheel 13 adapt to the unevenness of the ground. It is desirable that the second suspension connection part 32 and the third suspension connection part 33, which are the connection parts of the suspension 31, be provided with a swing shaft. It may be fixed to three links 23. The suspension spring 34 constituting the suspension 31 is desirably set so that the neutral position is a state in which the vehicle body 2 is horizontal due to its own weight.

サスペンション31のストロークは、サスペンション用ばね34の特性やストッパー等を用いて次のように設定するのが望ましい。サスペンション31のストロークは、最も圧縮している状態、つまり後輪13が最上端に位置する状態の場合、第二リンク22が水平面に対して水平となる、又は、当該水平の状態より後輪13が下方に位置するよう設定されることが望ましい。サスペンション31のストロークは、最も伸長している状態、つまり後輪13が最下端に位置する状態の場合、後輪13が中立位置から乗り越え段差の高さ寸法以上、下がる高さに設定されることが望ましい。このような設定にすれば、六輪式電動車両1が段差に対して柔軟に走行しやすくなる。 The stroke of the suspension 31 is preferably set as follows using the characteristics of the suspension spring 34, a stopper, etc. The stroke of the suspension 31 is such that when it is in the most compressed state, that is, when the rear wheel 13 is located at the highest end, the second link 22 is horizontal to the horizontal plane, or the rear wheel 13 is in the most compressed state. It is desirable to set the position so that it is located at the bottom. The stroke of the suspension 31 is set to a height at which the rear wheel 13 lowers from the neutral position by more than the height of the step to overcome when it is in its most extended state, that is, when the rear wheel 13 is located at the lowest end. is desirable. With such a setting, the six-wheeled electric vehicle 1 can easily travel flexibly over bumps.

[第2実施形態]
次に、本開示の第2実施形態について、図面を参照しながら説明する。図6は、六輪式電動車両の左側面図である。図7は、六輪式電動車両の平面図である。図8は、六輪式電動車両の従動輪に用いられるオムニホイールの平面図である。図9は、六輪式電動車両を上方から見た概念図である。なお、第1実施形態の六輪式電動車両1の構成と同じ構成については、同一符号及び同一名称を付し、説明を省略する場合がある。また、第1実施形態の六輪式電動車両1の構成と機能が同じである一方で配置又は形状等が異なる構成については、同一名称を付し、説明を簡略にする場合がある。
[Second embodiment]
Next, a second embodiment of the present disclosure will be described with reference to the drawings. FIG. 6 is a left side view of the six-wheel electric vehicle. FIG. 7 is a plan view of the six-wheel electric vehicle. FIG. 8 is a plan view of an omniwheel used as a driven wheel of a six-wheel electric vehicle. FIG. 9 is a conceptual diagram of a six-wheel electric vehicle viewed from above. Note that the same components as those of the six-wheeled electric vehicle 1 of the first embodiment will be given the same reference numerals and names, and a description thereof may be omitted. Further, structures that have the same functions as the six-wheeled electric vehicle 1 of the first embodiment but differ in arrangement, shape, etc. may be given the same name to simplify the explanation.

図6及び図7に示される第2実施形態の六輪式電動車両100は、各前輪111及び各後輪113がオムニホイールにより構成される車両である。六輪式電動車両100は、車輪の配置により、側方の段差を乗り越える性能を向上させることができる構成を有する。第2実施形態の六輪式電動車両100は、前輪111及び後輪113の配置や角度が、第1実施形態の六輪式電動車両1と異なり、またそれに伴う周辺構造が、第1実施形態の六輪式電動車両1と異なる。 A six-wheel electric vehicle 100 according to the second embodiment shown in FIGS. 6 and 7 is a vehicle in which each front wheel 111 and each rear wheel 113 are formed of omni wheels. The six-wheeled electric vehicle 100 has a configuration that can improve the performance of getting over side steps due to the arrangement of the wheels. The six-wheel electric vehicle 100 of the second embodiment differs from the six-wheel electric vehicle 1 of the first embodiment in the arrangement and angle of the front wheels 111 and rear wheels 113, and the surrounding structure is different from the six-wheel electric vehicle 100 of the first embodiment. This is different from the type electric vehicle 1.

六輪式電動車両100は、車体部110と、本体部3と、制御部4と、を備える。車体部110は、それぞれ一対ずつの前輪111(左側の前輪111L、右側の前輪111R)、中輪12(左側の中輪12L、右側の中輪12R)、後輪113(左側の後輪113L、右側の後輪113R)、及び、モータ14(左側のモータ14L、右側のモータ14R)を備える。車体部110は、接続部120を更に備える。接続部120は、左右一対の第一リンク121と、左右一対の第二リンク122と、左右一対の第三リンク123と、第四リンク124と、を備える。第1実施形態の六輪式電動車両1と同様に、六輪式電動車両100の第一関節部28は、第一リンク前輪連結部25及び第一リンク中輪連結部26よりも下方に配置されている。また、六輪式電動車両100の前輪111、中輪12、後輪113、第一関節部28、及び、第二関節部29の配置関係についても、第1実施形態と同様に定義される各距離FM_HORIZ,FM,MR_HORIZ,MR,FA,AM,BRが、第1実施形態と同じ関係を満たすように、設定されている。 The six-wheel electric vehicle 100 includes a vehicle body portion 110, a main body portion 3, and a control portion 4. The vehicle body portion 110 includes a pair of front wheels 111 (left front wheel 111L, right front wheel 111R), middle wheels 12 (left middle wheel 12L, right middle wheel 12R), and rear wheels 113 (left rear wheel 113L, A right rear wheel 113R) and a motor 14 (a left motor 14L and a right motor 14R) are provided. The vehicle body section 110 further includes a connecting section 120. The connecting portion 120 includes a pair of left and right first links 121, a pair of left and right second links 122, a pair of left and right third links 123, and a fourth link 124. Similar to the six-wheel electric vehicle 1 of the first embodiment, the first joint portion 28 of the six-wheel electric vehicle 100 is located below the first link front wheel connecting portion 25 and the first link middle wheel connecting portion 26. There is. Furthermore, regarding the arrangement relationship of the front wheel 111, middle wheel 12, rear wheel 113, first joint portion 28, and second joint portion 29 of the six-wheeled electric vehicle 100, each distance is defined similarly to the first embodiment. FM_HORIZ, FM, MR_HORIZ, MR, FA, AM, and BR are set to satisfy the same relationship as in the first embodiment.

前輪111及び後輪113は、図8に示されるオムニホイール115により構成されている。オムニホイール115は、複数のローラ116を含む全方向車輪であり、ホイール117の車輪外周上に、円周を中心としてそれぞれが回転するローラ116が並ぶことで、ホイール117の回転方向と車輪軸118に沿う方向の移動を可能にする車輪である。なお、オムニホイールと呼ばれる全方向車輪は、図8に示される構造以外にも存在し、本開示に用いられるオムニホイールは、図8の構成に限定されない。 The front wheel 111 and the rear wheel 113 are constituted by an omni wheel 115 shown in FIG. The omniwheel 115 is an omnidirectional wheel including a plurality of rollers 116, and the rollers 116, each of which rotates around the circumference, are lined up on the outer circumference of the wheel 117, so that the rotation direction of the wheel 117 and the wheel axis 118 are aligned. A wheel that allows movement in the direction along the Note that there are omnidirectional wheels called omni-wheels other than the structure shown in FIG. 8, and the omni-wheel used in the present disclosure is not limited to the structure shown in FIG. 8.

オムニホイール115は、段差に対して、外周方向については通常の車輪と同様にオムニホイール115の外周により段差を乗り越える一方、車輪の側方に存在する段差に対しては外周上に配置されるローラ116によって段差を乗り越える。外周上に配置されるローラ116は、オムニホイール115の外径に比べ小さい。一般的に、車輪の段差乗り越え性能は車輪径が大きいほど、乗り越え可能な段差が大きくなる。前輪111がオムニホイール115により構成される車両は、各前輪111がトーアウトの状態で配置される場合のトー角を正の角度とした場合、各前輪111のトー角が、0°以下または0°に近い場合、車体側方に存続する段差に対する乗り越え性能が低くなる。なお、各前輪111がトーアウトの状態とは、各前輪111の前端が六輪式電動車両100の外側に開くように、つまり前端同士の間隔が後端同士の間隔よりも大きくなるように、各前輪111が傾斜をつけて配置されることである。 The omni-wheel 115 overcomes steps in the outer circumferential direction using the outer periphery of the omni-wheel 115 in the same way as normal wheels, while the omni-wheel 115 overcomes steps on the side of the wheel by rollers disposed on the outer periphery. 116 to get over the step. The roller 116 arranged on the outer circumference is smaller than the outer diameter of the omniwheel 115. In general, the larger the wheel diameter, the larger the level difference that can be overcome. In a vehicle in which the front wheels 111 are composed of omni wheels 115, if the toe angle when each front wheel 111 is arranged in a toe-out state is a positive angle, the toe angle of each front wheel 111 is 0° or less or 0°. If it is close to , the performance for climbing over the level difference existing on the side of the vehicle will be low. Note that the state in which the front wheels 111 are toe-out means that the front wheels 111 are rotated so that the front ends of the front wheels 111 open outward of the six-wheeled electric vehicle 100, that is, the distance between the front ends is larger than the distance between the rear ends. 111 is arranged with an inclination.

六輪式電動車両100の各前輪111は、図7及び図9に示されるように、トーアウト、つまり、前向きの進行方向に対して前端が六輪式電動車両100の外側に開くように、傾斜をつけて配置される。このように、各前輪111をトーアウトになるように配置することで、ローラ116の外周に加えて、ホイール117の外周でも段差を乗り越えることができるため、図9に示されるトー角θ1を0°にする場合に比べて、側方の段差の乗り越え性能が向上する。各前輪111のトー角θ1は、5°以上45°以下が理想的である。トー角θ1が大きいほど、側方の段差の乗り越え性能が向上する一方、前方の段差の乗り越え性能が低下するため、トー角θ1は、走行環境や求める性能に対して設定することが望ましい。 As shown in FIGS. 7 and 9, each front wheel 111 of the six-wheel electric vehicle 100 is tilted so that the front end opens outward from the six-wheel electric vehicle 100 with respect to the forward traveling direction. will be placed. In this way, by arranging each front wheel 111 so that it is toe-out, it is possible to overcome a step not only on the outer circumference of the roller 116 but also on the outer circumference of the wheel 117, so that the toe angle θ1 shown in FIG. 9 can be reduced to 0°. The performance of climbing over side steps is improved compared to the case where the Ideally, the toe angle θ1 of each front wheel 111 is 5° or more and 45° or less. The larger the toe angle θ1 is, the better the performance for getting over the side steps is, but the lower the performance for getting over the front steps. Therefore, it is desirable to set the toe angle θ1 according to the driving environment and desired performance.

各前輪111をトーアウトになるように配置する方法としては、図7に示されるように、屈曲している第一リンク121を用いても良いし、トーアウトにするための締結構造を設けても良い。図7に示されるように、第一リンク121を屈曲した構造にする方法が、部品点数を抑えることができ、最も簡易な構造となる。この場合、第一リンク121の形状や揺動時の可動範囲を考慮して、第一リンク前輪連結部25、第三リンク123、第四リンク124及び第一関節部128の形状が設定される。 As a method of arranging each front wheel 111 so that it is toe-out, as shown in FIG. 7, a bent first link 121 may be used, or a fastening structure for making it toe-out may be provided. . As shown in FIG. 7, the method of forming the first link 121 in a bent structure can reduce the number of parts and provide the simplest structure. In this case, the shapes of the first link front wheel connecting portion 25, the third link 123, the fourth link 124, and the first joint portion 128 are set in consideration of the shape of the first link 121 and the range of movement during rocking. .

各前輪111は、トーアウトになるように配置されることに加えて、各中輪12よりも車体の内側に配置される。各前輪111が各中輪12よりも車体の内側に配置されることで、六輪式電動車両100の旋回時に、側方の段差に対して各前輪111が接触する際に、段差に対して傾斜した状態で接触するため、前方の段差に対する性能を低下させずに、各前輪111をトーアウトになるように配置する場合と同様に、オムニホイール115の外周とローラ116の外周の双方で、側方の段差を乗り越えることができる。 Each front wheel 111 is arranged so as to be toe-out, and is also arranged further inside the vehicle body than each middle wheel 12 . By arranging each front wheel 111 on the inner side of the vehicle body than each middle wheel 12, when the six-wheeled electric vehicle 100 turns, each front wheel 111 contacts a step on the side and tilts with respect to the step. Therefore, the outer periphery of the omni wheel 115 and the outer periphery of the roller 116 are both lateral, similar to the case where each front wheel 111 is arranged so as to be toe-out without deteriorating its performance against a bump in front. can overcome the steps.

各前輪111を各中輪12よりも内側へ配置するに際し、各前輪111の位置は、図9に示されるように、前輪111の地面との接点P1と中輪12の地面との接点P2とを結ぶ線とL1、車体前後方向と平行な線L2とのなす角度Φに基づいて、設定される。つまり、各前輪111が内側に配置されるほど、角度Φは大きくなる。角度Φが大きいほど、側方の段差を乗り越える性能が向上する一方で、車体内部に機器を搭載可能な容積が小さくなる。このことを踏まえると、角度Φとトー角θ1との和(θ1+Φ)は、10°以上60°以下であることが望ましい。 When arranging each front wheel 111 to the inside of each middle wheel 12, the position of each front wheel 111 is determined between a contact point P1 of the front wheel 111 with the ground and a contact point P2 of the middle wheel 12 with the ground, as shown in FIG. It is set based on the angle Φ formed between a line connecting L1 and a line L2 parallel to the longitudinal direction of the vehicle body. In other words, the more the front wheels 111 are arranged inside, the larger the angle Φ becomes. The larger the angle Φ, the better the performance of getting over side steps, but the smaller the volume in which equipment can be mounted inside the vehicle body. Considering this, it is desirable that the sum of the angle Φ and the toe angle θ1 (θ1+Φ) is 10° or more and 60° or less.

各前輪111における傾斜と配置については、各後輪113に対しても同様に適用される。各後輪113は、トーインの状態で配置される。なお、各後輪113がトーインの状態とは、各後輪113の後端が六輪式電動車両100の外側に開くように、つまり前端同士の間隔が後端同士の間隔よりも小さくなるように、各後輪113が傾斜をつけて配置されることである。各前輪111のトー角θ1と各後輪113のトー角θ2は、同じ角度又はほぼ同じ角度であることが望ましい。第2実施形態では、各後輪113をトーインになるように配置する方法として、屈曲している第二リンク122を用いる構成を適用しているが、トーインにするための締結構造を設けても良い。 The inclination and arrangement of each front wheel 111 are similarly applied to each rear wheel 113. Each rear wheel 113 is arranged in a toe-in state. Note that the toe-in state of each rear wheel 113 means that the rear end of each rear wheel 113 is opened to the outside of the six-wheel electric vehicle 100, that is, the interval between the front ends is smaller than the interval between the rear ends. , each rear wheel 113 is arranged with an inclination. It is desirable that the toe angle θ1 of each front wheel 111 and the toe angle θ2 of each rear wheel 113 be the same angle or approximately the same angle. In the second embodiment, as a method of arranging each rear wheel 113 so as to provide toe-in, a configuration using a bent second link 122 is applied, but a fastening structure for providing toe-in may also be provided. good.

[第3実施形態]
次に、本開示の第3実施形態について、図面を参照しながら説明する。図10は、六輪式電動車両の左側面図である。図11は、六輪式電動車両を上方から見た概念図である。図12は、六輪式電動車両における外部環境に応じてトー角を変更する動作を示すフローチャートである。なお、第2実施形態の六輪式電動車両100の構成と同じ構成については、同一符号及び同一名称を付し、説明を省略する場合がある。また、第2実施形態の六輪式電動車両100の構成と機能が同じである一方で配置又は形状等が異なる構成については、同一名称を付し、説明を簡略にする場合がある。
[Third embodiment]
Next, a third embodiment of the present disclosure will be described with reference to the drawings. FIG. 10 is a left side view of the six-wheel electric vehicle. FIG. 11 is a conceptual diagram of a six-wheeled electric vehicle viewed from above. FIG. 12 is a flowchart showing the operation of changing the toe angle according to the external environment in a six-wheeled electric vehicle. Note that the same components as those of the six-wheeled electric vehicle 100 of the second embodiment will be given the same reference numerals and names, and a description thereof may be omitted. Furthermore, structures that have the same structure and function as the six-wheeled electric vehicle 100 of the second embodiment but differ in arrangement, shape, etc. may be given the same name and the description may be simplified.

図10に示される六輪式電動車両200は、各前輪111のトー角θ1と、各後輪113のトー角θ2とが外界環境に応じて、変更できる構造を有する。 The six-wheel electric vehicle 200 shown in FIG. 10 has a structure in which the toe angle θ1 of each front wheel 111 and the toe angle θ2 of each rear wheel 113 can be changed according to the external environment.

六輪式電動車両200は、車体部210と、本体部3と、制御部4と、を備える。車体部210は、それぞれ一対ずつの前輪111、中輪12、後輪113、及び、モータ14を備える。 The six-wheel electric vehicle 200 includes a vehicle body section 210, a main body section 3, and a control section 4. The vehicle body portion 210 includes a pair of front wheels 111, a middle wheel 12, a rear wheel 113, and a motor 14, respectively.

車体部210は、4つのトー角駆動部211を更に備える。トー角駆動部211は、鉛直方向に延びる回転軸を有するモータ、減速機、トー角を認識するエンコーダ、及び、それらの周辺機構を有する。2つのトー角駆動部211は、モータの回転軸に固定されたブラケット212及び前輪連結部213を介して、各前輪111を支持している。残りの2つのトー角駆動部211は、モータの回転軸に固定されたブラケット214及び後輪連結部215を介して、各後輪113を支持している。このような構成により、トー角駆動部211のモータが駆動すると、図11に示されるように、前輪111のトー角θ1又は後輪113のトー角θ2が変更される。トー角駆動部211は、前輪111のトー角θ1又は後輪113のトー角θ2を0°以上45°以下の範囲で変更できるように構成されていることが望ましい。なお、トー角駆動部211の構造は、トー角θ1,θ2を変更できる構造であれば、上述された構造に限定されない。 The vehicle body section 210 further includes four toe angle drive sections 211. The toe angle drive unit 211 includes a motor having a rotating shaft extending in the vertical direction, a speed reducer, an encoder that recognizes the toe angle, and peripheral mechanisms thereof. The two toe angle drive units 211 support each front wheel 111 via a bracket 212 fixed to the rotating shaft of the motor and a front wheel coupling unit 213. The remaining two toe angle drive units 211 support each rear wheel 113 via a bracket 214 fixed to the rotating shaft of the motor and a rear wheel coupling unit 215. With this configuration, when the motor of the toe angle drive unit 211 is driven, the toe angle θ1 of the front wheel 111 or the toe angle θ2 of the rear wheel 113 is changed, as shown in FIG. The toe angle drive unit 211 is desirably configured to be able to change the toe angle θ1 of the front wheels 111 or the toe angle θ2 of the rear wheels 113 within a range of 0° or more and 45° or less. Note that the structure of the toe angle driving section 211 is not limited to the above-mentioned structure as long as the toe angles θ1 and θ2 can be changed.

車体部210は、接続部220を更に備える。接続部220は、左右一対の第一リンク221と、左右一対の第二リンク222と、左右一対の第三リンク223と、第四リンク124と、を備える。各前輪111は、トー角駆動部211の取付部を介して、第一リンク221に連結されている。各後輪113は、トー角駆動部211の取付部を介して、第二リンク222に連結されている。 The vehicle body part 210 further includes a connecting part 220. The connecting portion 220 includes a pair of left and right first links 221, a pair of left and right second links 222, a pair of left and right third links 223, and a fourth link 124. Each front wheel 111 is connected to a first link 221 via an attachment part of a toe angle drive part 211. Each rear wheel 113 is connected to a second link 222 via an attachment part of the toe angle drive part 211.

第2実施形態の六輪式電動車両100と同様に、六輪式電動車両200の第一関節部28は、トー角駆動部211を介した前輪111の回転中心111Cと、中輪12の回転中心12Cとを結ぶ線分よりも下方に配置されている。また、六輪式電動車両200の前輪111、中輪12、後輪113、第一関節部28、及び、第二関節部29の配置関係についても、第2実施形態と同様に定義される各距離FM_HORIZ,FM,MR_HORIZ,MR,FA,AM,BRが、第1実施形態と同じ関係を満たすように、設定されている。なお、第3実施形態における第二リンク後輪接続部27に相当する部位は、トー角駆動部211を介した第二リンク222と後輪113との連結部227である。 Similar to the six-wheel electric vehicle 100 of the second embodiment, the first joint portion 28 of the six-wheel electric vehicle 200 is connected to the rotation center 111C of the front wheel 111 via the toe angle drive portion 211 and the rotation center 12C of the middle wheel 12. It is placed below the line segment that connects the Further, regarding the arrangement relationship of the front wheel 111, middle wheel 12, rear wheel 113, first joint portion 28, and second joint portion 29 of the six-wheeled electric vehicle 200, each distance is defined similarly to the second embodiment. FM_HORIZ, FM, MR_HORIZ, MR, FA, AM, and BR are set to satisfy the same relationship as in the first embodiment. Note that a portion corresponding to the second link rear wheel connection portion 27 in the third embodiment is a connection portion 227 between the second link 222 and the rear wheel 113 via the toe angle drive portion 211.

六輪式電動車両200が電動車椅子等の人が操作する車両の場合、周囲の環境と目標進行方向に応じて、操作部を人が操作することにより、前輪111、後輪113のトー角を調整できるように構成すれば良い。人は、前方及び後方の段差を乗り越える際は、トー角θ1,θ2が0°に近づくように操作部を操作し、側方の段差を乗り越える際は、トー角θ1,θ2が大きくなる(0°を超える正の値になる)ように操作部を操作する。 If the six-wheeled electric vehicle 200 is a vehicle operated by a person, such as an electric wheelchair, the toe angles of the front wheels 111 and rear wheels 113 are adjusted by the person operating the operating unit according to the surrounding environment and the target traveling direction. You just need to configure it so that it can be done. When a person climbs over steps in the front and rear, the user operates the operation unit so that the toe angles θ1 and θ2 approach 0°, and when climbing over steps on the side, the toe angles θ1 and θ2 become larger (0°). Operate the operating section so that the value becomes a positive value exceeding 1.

一方、六輪式電動車両200がロボット等の自律的に移動する車両の場合、外部環境に応じて、前輪111、後輪113のトー角を自動的に決定して変更できることが望ましい。このときの構成を説明する。 On the other hand, if the six-wheeled electric vehicle 200 is an autonomously moving vehicle such as a robot, it is desirable to be able to automatically determine and change the toe angles of the front wheels 111 and rear wheels 113 depending on the external environment. The configuration at this time will be explained.

本体部3における例えば前面及び左右の両側面には、外部の段差状況を検出する段差検出部231が配置されている。段差検出部231は、例えばLiDAR又はカメラ等の物体の輪郭形状を検出するセンサにより構成されている。また、制御部4には、段差判定部232、経路判定部233、車輪角度設定部234が、第2実施形態のにおける制御部4の搭載物に追加して搭載される。段差判定部232、経路判定部233、車輪角度設定部234は、いずれもメモリに記憶されたプログラムを実行するプロセッサである。 Step detection sections 231 for detecting external step conditions are arranged, for example, on the front surface and both left and right side surfaces of the main body 3. The step detection unit 231 is configured with a sensor that detects the contour shape of an object, such as LiDAR or a camera. Further, the control unit 4 is equipped with a step determination unit 232, a route determination unit 233, and a wheel angle setting unit 234 in addition to the components of the control unit 4 in the second embodiment. The step determination unit 232, route determination unit 233, and wheel angle setting unit 234 are all processors that execute programs stored in memory.

外部環境に応じてトー角を変更する動作について、図12のフローチャートを交えて説明する。段差検出部231は、六輪式電動車両200が停止している状態において、六輪式電動車両200周囲の輪郭形状を撮像して、段差の状況を検出する(ステップS1)。次に、段差判定部232は、段差検出部231における検出結果に基づいて、六輪式電動車両200周囲の段差の有無、段差の高さ及び位置を判定する(ステップS2)。経路判定部233は、六輪式電動車両200に設定入力された情報に基づいて、六輪式電動車両200の走行経路を判定する(ステップS3)。 The operation of changing the toe angle according to the external environment will be explained with reference to the flowchart of FIG. 12. The level difference detection unit 231 images the contour shape around the six-wheeled electric vehicle 200 while the six-wheeled electric vehicle 200 is stopped, and detects the situation of the level difference (step S1). Next, the level difference determination unit 232 determines the presence or absence of a level difference around the six-wheel electric vehicle 200, and the height and position of the level difference, based on the detection result of the level difference detection unit 231 (step S2). The route determining unit 233 determines the traveling route of the six-wheel electric vehicle 200 based on the information set and input to the six-wheel electric vehicle 200 (step S3).

次に、車輪角度設定部234は、経路判定部233において判定された進行方向に段差が存在する場合、その段差の位置に応じて各車輪111,113のトー角θ1,θ2(各前輪111のトー角θ1及び各後輪113のトー角θ2)を設定する(ステップS4)。 Next, if there is a step in the direction of travel determined by the route determining section 233, the wheel angle setting section 234 determines the toe angles θ1, θ2 of each wheel 111, 113 (the toe angles θ1, θ2 of each front wheel 111) according to the position of the step. The toe angle θ1 and the toe angle θ2 of each rear wheel 113 are set (step S4).

ステップS4の処理において、車輪角度設定部234は、進行方向が車体左右方向であり、六輪式電動車両200が旋回する場合であって、段差が進行方向に存在する場合、図11に示されるように、各前輪111がトーアウトの状態になり、各後輪113がトーインの状態になるように、各車輪111,113のトー角θ1,θ2を設定する。これ以外の場合においては、車輪角度設定部234は、各車輪111,113のトー角θ1,θ2を0°に近い値に設定する。 In the process of step S4, when the traveling direction is the left-right direction of the vehicle body, when the six-wheel electric vehicle 200 is turning, and when there is a step in the traveling direction, the wheel angle setting unit 234 sets the wheel angle setting unit 234 as shown in FIG. Toe angles θ1 and θ2 of the wheels 111 and 113 are set so that each front wheel 111 is in a toe-out state and each rear wheel 113 is in a toe-in state. In other cases, the wheel angle setting unit 234 sets the toe angles θ1 and θ2 of the respective wheels 111 and 113 to values close to 0°.

また、進行方向が前方であり段差が前方に存在する場合、又は、進行方向が後方であり段差が後方に存在する場合、車輪角度設定部234は、各車輪111,113のトー角θ1,θ2を0°に設定する。また、段差が側方に存在し、六輪式電動車両200が旋回により当該段差を乗り換えようとする場合、車輪角度設定部234は、各車輪111,113のトー角θ1,θ2をそれぞれ45°に設定して、各前輪111がトーアウト、各後輪113がトーインの状態になるようにする。また、段差が進行方向斜め前方に存在する場合、車輪角度設定部234は、段差の高さ及び位置に応じて、各車輪111,113のトー角θ1,θ2を0°から45°の間の値に設定することが望ましい。 Further, when the traveling direction is forward and a step exists in front, or when the traveling direction is backward and a step exists in the rear, the wheel angle setting unit 234 sets the toe angle θ1, θ2 of each wheel 111, 113. Set to 0°. Further, when a step exists on the side and the six-wheeled electric vehicle 200 attempts to transfer over the step by turning, the wheel angle setting unit 234 sets the toe angles θ1 and θ2 of the wheels 111 and 113 to 45°, respectively. settings so that each front wheel 111 is toe-out and each rear wheel 113 is toe-in. Further, when a step exists diagonally ahead in the direction of travel, the wheel angle setting unit 234 sets the toe angles θ1, θ2 of each wheel 111, 113 between 0° and 45° depending on the height and position of the step. It is recommended to set it to a value.

そして、各トー角駆動部211は、車輪角度設定部234における判定結果に基づいて、前輪111のトー角θ1及び後輪113のトー角θ2を変更する(ステップS5)。最後に、制御部4のモータドライバは、各モータ14を制御して、六輪式電動車両200を走行させる(ステップS6)。六輪式電動車両200の走行中、ステップS1~S5の処理が繰り返し行われることにより、六輪式電動車両200は目的地まで移動する。 Then, each toe angle driving section 211 changes the toe angle θ1 of the front wheel 111 and the toe angle θ2 of the rear wheel 113 based on the determination result in the wheel angle setting section 234 (step S5). Finally, the motor driver of the control unit 4 controls each motor 14 to cause the six-wheel electric vehicle 200 to travel (step S6). While the six-wheeled electric vehicle 200 is traveling, the processes of steps S1 to S5 are repeated, so that the six-wheeled electric vehicle 200 moves to the destination.

なお、本開示は上記実施形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。 Note that the present disclosure is not limited to the above embodiments, and can be modified as appropriate without departing from the spirit.

本開示は、走行性能向上させる効果を有し、電動車椅子や移動ロボット等の六輪式電動車両に適用することができる。 The present disclosure has the effect of improving driving performance and can be applied to six-wheel electric vehicles such as electric wheelchairs and mobile robots.

1,100,200 六輪式電動車両
2,110,210 車体部
3 本体部
4 制御部
11,11L,11R,111,111L,111R 前輪
11C,111C 前輪の回転中心
12,12L,12R 中輪
12C 中輪の回転中心
13,13L,13R,113,113L,113R 後輪
13C 後輪の回転中心
14,14L,14R モータ
20,120,220 接続部
21,121,221 第一リンク
22,122,222 第二リンク
23,123,223 第三リンク
24,124 第四リンク
25 第一リンク前輪連結部
26 第一リンク中輪連結部
27 第二リンク後輪接続部
28,128 第一関節部
29 第二関節部
30 ストッパ
31 サスペンション
32 第二サスペンション接続部
33 第三サスペンション接続部
115 オムニホイール
116 ローラ
117 ホイール
118 車輪軸
211 トー角駆動部
212,214 ブラケット
213 前輪連結部
215 後輪連結部
227 連結部
231 段差検出部
232 段差判定部
233 経路判定部
234 車輪角度設定部
1,100,200 Six-wheel electric vehicle 2,110,210 Body part 3 Main body part 4 Control part 11, 11L, 11R, 111, 111L, 111R Front wheel 11C, 111C Center of rotation of front wheel 12, 12L, 12R Middle wheel 12C Medium Center of rotation of wheels 13, 13L, 13R, 113, 113L, 113R Rear wheel 13C Center of rotation of rear wheels 14, 14L, 14R Motor 20, 120, 220 Connection part 21, 121, 221 First link 22, 122, 222 Second link 23,123,223 Third link 24,124 Fourth link 25 First link front wheel connecting portion 26 First link middle wheel connecting portion 27 Second link rear wheel connecting portion 28,128 First joint 29 Second joint Part 30 Stopper 31 Suspension 32 Second suspension connection part 33 Third suspension connection part 115 Omni wheel 116 Roller 117 Wheel 118 Wheel axle 211 Toe angle drive part 212, 214 Bracket 213 Front wheel connection part 215 Rear wheel connection part 227 Connection part 231 Step Detection unit 232 Level difference determination unit 233 Route determination unit 234 Wheel angle setting unit

Claims (14)

左右一対の前輪と、
前記前輪の後方に配置された左右一対の駆動輪である中輪と、
前記中輪の後方に配置された左右一対の後輪と、
前記前輪、前記中輪、及び、前記後輪を、左右それぞれにおいて接続する接続部と、を備え、
前記接続部は、
前記前輪と前記中輪とを連結して懸架する第一リンクと、
前記後輪が連結された第二リンクと、
前記第一リンクに第一関節部を介して回動可能に連結され、且つ、前記第二リンクに第二関節部を介して回動可能に連結される第三リンクと、を含み、
前記第一関節部は、前記前輪の回転中心と、前記中輪の回転中心とを結ぶ線分よりも下方に位置する、
六輪式電動車両。
A pair of left and right front wheels,
a middle wheel that is a pair of left and right drive wheels arranged behind the front wheel;
a pair of left and right rear wheels arranged behind the middle wheel;
A connecting portion connecting the front wheel, the middle wheel, and the rear wheel on each of the left and right sides,
The connection part is
a first link that connects and suspends the front wheel and the middle wheel;
a second link to which the rear wheel is connected;
a third link rotatably connected to the first link via a first joint, and rotatably connected to the second link via a second joint,
The first joint portion is located below a line segment connecting the rotation center of the front wheel and the rotation center of the middle wheel.
Six-wheeled electric vehicle.
前記第一関節部は、前記前輪の回転中心と前記中輪の回転中心とを結ぶ線分までの距離が、前記中輪の半径の1/7以上1/2以下の長さになるように配置されている、
請求項1に記載の六輪式電動車両。
The first joint portion is configured such that a distance to a line connecting the center of rotation of the front wheel and the center of rotation of the middle wheel is 1/7 or more and 1/2 or less of the radius of the middle wheel. is placed,
The six-wheel electric vehicle according to claim 1.
前記前輪の回転中心から前記第一関節部までの距離は、前記中輪の回転中心から前記第一関節部までの距離より長い、
請求項1又は請求項2に記載の六輪式電動車両。
The distance from the center of rotation of the front wheel to the first joint is longer than the distance from the center of rotation of the middle wheel to the first joint.
The six-wheel electric vehicle according to claim 1 or claim 2.
前記前輪の回転中心から前記第一関節部までの距離は、前記中輪の回転中心から前記第一関節部までの距離の1倍を超え、且つ、2倍以下の長さである、
請求項3に記載の六輪式電動車両。
The distance from the center of rotation of the front wheel to the first joint is more than one time and not more than twice the distance from the center of rotation of the middle wheel to the first joint.
The six-wheel electric vehicle according to claim 3.
前記左右一対の前輪は、オムニホイールにより構成され、前記前輪の前端同士の間隔が後端同士の間隔と異なるように配置されている、
請求項1から4のいずれか一項に記載の六輪式電動車両。
The pair of left and right front wheels are composed of omni wheels, and are arranged such that the distance between the front ends of the front wheels is different from the distance between the rear ends.
The six-wheel electric vehicle according to any one of claims 1 to 4.
前記左右一対の前輪は、トーアウトの状態で配置されている、
請求項5に記載の六輪式電動車両。
the pair of left and right front wheels are arranged in a toe-out state;
The six-wheel electric vehicle according to claim 5.
前記左右一対の前輪は、トー角が5°以上45°以下となるように配置されている、
請求項6記載の六輪式電動車両。
The pair of left and right front wheels are arranged such that the toe angle is 5° or more and 45° or less,
The six-wheel electric vehicle according to claim 6.
前記左右一対の前輪は、
左側の前記前輪及び地面の接点と左側の前記中輪及び地面の接点を結ぶ線が進行方向に対してなす角度と、前記前輪のトー角との和が10°以上60°以下となり、
右側の前記前輪及び地面の接点と右側の前記中輪及び地面の接点を結ぶ線が進行方向に対してなす角度と、前記前輪のトー角との和が10°以上60°以下となるよう配置されている、
請求項6または7記載の六輪式電動車両。
The pair of left and right front wheels are
The sum of the angle formed by a line connecting the contact point between the left front wheel and the ground and the left middle wheel and the ground with respect to the traveling direction and the toe angle of the front wheel is 10° or more and 60° or less,
Arranged so that the sum of the angle formed by the line connecting the right front wheel and the ground and the right middle wheel and the ground with respect to the traveling direction and the toe angle of the front wheel is 10° or more and 60° or less. has been,
The six-wheel electric vehicle according to claim 6 or 7.
前記左右一対の前輪は、前記左右一対の中輪よりも前記六輪式電動車両の内側に配置されている、
請求項5から8のいずれか一項に記載の六輪式電動車両。
The pair of left and right front wheels are arranged inside the six-wheeled electric vehicle than the pair of left and right middle wheels,
The six-wheel electric vehicle according to any one of claims 5 to 8.
前記左右一対の後輪は、オムニホイールにより構成され、前記前輪の前端同士の間隔が後端同士の間隔と異なるように配置されている、
請求項1から9のいずれか一項に記載の六輪式電動車両。
The pair of left and right rear wheels are configured by omni wheels, and are arranged such that the distance between the front ends of the front wheels is different from the distance between the rear ends.
The six-wheel electric vehicle according to any one of claims 1 to 9.
前記左右一対の後輪は、トーインの状態で配置されている、
請求項10に記載の六輪式電動車両。
The pair of left and right rear wheels are arranged in a toe-in state,
The six-wheel electric vehicle according to claim 10.
前記左右一対の後輪は、トー角が5°以上30°以下となるように配置されている、
請求項11に記載の六輪式電動車両。
The pair of left and right rear wheels are arranged such that a toe angle is 5° or more and 30° or less,
The six-wheel electric vehicle according to claim 11.
前記左右一対の後輪は、
左側の前記後輪及び地面の接点と左側の前記中輪及び地面の接点を結ぶ線が進行方向に対してなす角度と、前記後輪のトー角との和が10°以上60°以下となり、
右側の前記後輪及び地面の接点と右側の前記中輪及び地面の接点を結ぶ線が進行方向に対してなす角度と、前記後輪のトー角との和が10°以上60°以下となるよう配置されている、
請求項11または12に記載の六輪式電動車両。
The pair of left and right rear wheels are
The sum of the angle formed by a line connecting the contact point of the left rear wheel and the ground with the left middle wheel and the ground with respect to the traveling direction and the toe angle of the rear wheel is 10° or more and 60° or less,
The sum of the angle formed by a line connecting the right rear wheel and the ground and the right middle wheel and the ground with respect to the traveling direction and the toe angle of the rear wheel is 10° or more and 60° or less. It is arranged like this,
The six-wheel electric vehicle according to claim 11 or 12.
前記前輪のトー角又は前記後輪のトー角を外部環境に応じて変更可能な機構を有する、
請求項5から13のいずれか一項に記載の六輪式電動車両。
having a mechanism that can change the toe angle of the front wheels or the toe angle of the rear wheels according to the external environment;
The six-wheel electric vehicle according to any one of claims 5 to 13.
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