JP3565676B2 - Drive input device for omnidirectional vehicles - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、全方向移動車両に用いられ全方向への車体の移動時における駆動入力装置に係り、オペレータの駆動方向に関する認識の正確度を高め、運転精度の向上を図りうる全方向移動車両の駆動入力装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えばリーチ型フォークリフトなどのワークの運搬を行い、かつ駆動兼旋回ホイールと、荷重を負担しつつ被動走行する旋回ロードホイールを備えた車両において、図5(A)、(B)に示すように、駆動兼旋回ホイールのみの旋回による通常移動、又は図5(C)、(D)に示すように車体中心線1と異なる方向に車体中心線1を略一定に保持しつつ直線的に移動する同位相移動と、図5(E)、(F)に示すように回転中心oを車体aの外側、又は車体中心線1の内側、さらには車体中心線1上に位置させつつ車体中心線1の方向を変化させて旋回する旋回運動とをともになしうる全方向移動車両cが知られている。
【0003】
このような全方向移動車両を旋回するには、走行方向を設定するためx軸方向、y軸方向及び回転角αの3要素と速度要素との入力を必要とした。これらの入力方法として第1に考えられたのは、x軸方向、y軸方向及び速度要素を入力する3次元ジョイスティックと、回転角α要素を入力するポテンショメータによって、車体の走行を制御する方法である。
【0004】
前記3次元ジョイスティックは、例えば全方向に傾動可能なスティックの先端に回動しうるグリップを設けており、スティックの倒れ方向及び倒れ角によりx軸、y軸方向及び速度要素のポテンショを設定でき、またグリップの回動によって、車両の回転角αを設定するよう形成されていた。
【0005】
第2に考えられたのは上述した通常移動、同位相移動、旋回移動をあらかじめ設定するモード切換スイッチと、x軸方向、y軸方向、または回転角αを入力するステアリング、速度要素を倒れ角によって入力するアクセルレバーにて、車体の走行を制御する方法である。
【0006】
前記ステアリングは例えばモード切換スイッチにより通常移動を設定した場合には、通常のリーチ型フォークリフト同様、駆動兼旋回ホイールを旋回させる装置とする。また、同位相移動を設定した場合には全てのホイールを同じ方向に旋回させる装置とする。さらに旋回移動を設定した場合には全てのホイールを異なる方向に旋回させる装置とする。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
上述従来の第1の技術では、車両が緩速度で走行する場合には前記構成のジョイスティックによって走行、旋回は可能であるが、搬送車のように走行時に動揺が烈しく、かつ高速で走行する車両にあっては、グリップの倒し角度を大きくした場合にはグリップ自体が外に大きく傾くことによってグリップを自転させる操作がやりづらく、特にグリップに大きな入力角を与える場合には車両に対して回転角を定め難いという問題がある。
【0008】
上述従来の第2の技術では、現実にリーチ型フォークリフトに用いられているが、通常移動及び旋回移動を設定した場合には比較的操作は容易であるが、同位相移動を設定した場合に車体がどの方向に向かうか全くオペレータに認識できず、感覚的にも操作しづらい面が多々あった。
【0009】
本発明は、走行時の動揺や高速走行においても確実に操作が可能であり、簡易な装置にてオペレータの駆動方向に関する認識の正確度を高め、運転精度の向上を図りうる最も現実的な全方向移動車両の駆動入力装置に関する。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明は車両の各ホイールにホイール向き換え装置を備え、該向き換え装置により、車体中心線と異なる方向に該車体中心線を一定に保持しつつ直線的に走行する同位相移動を行い得る全方向移動車両において、該車両のホイールの旋回角を検出する旋回角検出器と、該車両のホイールを傾動角度に応じて走行駆動できるレバーと、該レバーを一文字方向に傾動するよう支持するレバーガイドと、該レバーガイドを水平回転可能に支持する基台と、上記旋回角検出器の出力に基づいて上記ホイールの旋回角に応じた角度まで上記レバーガイドを水平回転駆動するモータとを備えたことを特徴とする全方向移動車両の駆動入力装置である。
【0011】
上記した本発明によれば、車体の進行方向を認識することが容易に可能となり、運転精度を高めうる。
【0012】
【実施例】
以下本発明の実施の形態の一例を全方向移動車両が荷役に用いるフォークリフトトラックである場合を例にとり図面に基づき説明する。
【0013】
図6のように、全方向移動車両の駆動入力装置(以下駆動入力装置という)は、全方向移動車両の運転台に搭載される。
【0014】
全方向移動車両は、本例では前記した如くリーチ型のフォークリフトトラックであって、図4に示す如く車体1に1個の駆動兼旋回ホイール2と、その前方に車体1中心線から略等距離を隔てて対設され荷重を負担する2個の旋回ロードホイール3とを備える。
【0015】
駆動兼旋回ホイール2は原動機4を係合しており、その原動機4は本例ではバッテリを電源とする直流電動機である。又この駆動兼旋回ホイール2及び2つの旋回ロードホイール3には、それぞれホイール向き換え装置5が個別に設けられる。
【0016】
なお、前記車体1には駆動入力装置6に加えて、運転台7にモード切換スイッチ8及びステアリング9、運転席10にブレーキ用ペダル11などの運転操作用機器が併設される。
【0017】
車体は駆動兼旋回ホイール2及び2つの旋回ロードホイール3のそれぞれに係合する各ホイール向き換え装置5を整一して作用させることにより、図5(A)、(B)に示すように、駆動兼旋回ホイール2のみの旋回による通常移動、又は図5(C)、(D)に示すように車体1中心線aと異なる方向に車体1中心線aを略一定に保持しつつ直線的に移動する同位相移動と、図5(E)、(F)に示すように回転中心oを車体1の外側、又は車体1中心線aの内側、さらには車体1中心線a上に位置させつつ車体1中心線aの方向を変化させて旋回する旋回運動を行うことができ、これらの走行モードはモード切換スイッチ8の設定により切り換えうる。
【0018】
以下本発明装置を構造別に説明する。
【0019】
図1から図3のように駆動入力装置6は基台12と、レバーガイド13、レバー基部14、レバー15から主に形成されている。
【0020】
レバーガイド13は外形は半球形状であり基台12上部にて水平回転し、かつ内部にも同心の半球形状の空間が有されている。また、レバー基部14はレバーガイド13の内部の半球形状と略同径を外径とする半球形状を外形とし、かつ内部には同心の半球形状の空間を有している。レバーガイド13には内部の半球形状に沿って一文字に切り欠き部16が配され、この切り欠き部16に沿って、レバー基部14の最下部に配した円形の摺動部25が摺動する構造である。さらに、レバー基部14の最上部にはレバー15が配され、このレバー15は摺動部25とレバー基部14を挟み一直線上に形成されている。
【0021】
上記構成によって、レバー15はレバーガイド13の切り欠き部16の一文字方向のみにしか傾動しないレバー傾動構造となっている。
【0022】
上述でも説明したようにレバー基部14は内部に半球形状の空間を有している。この半球の中心を通過するようにX軸シャフト17がレバー基部14を貫通、軸支し、X軸シャフト17と半球の中心にて垂直交差し、Y軸シャフト18がX軸シャフト17を貫通、軸支されている。また、レバー基部14内側にはX軸シャフト17と同軸にてマイタ歯車19が固着されており、Y軸シャフト18に同軸にて固着されたマイタ歯車19と歯合している。
【0023】
上記構成によって、レバー15のX軸方向またはY軸方向の傾動角をY軸シャフト18の回転角にて出力できるレバー傾動角伝達構造となっている。
【0024】
Y軸シャフト18にはスプリングブラケット26が立設、固着され、スプリングブラケット26上部と基台12は2個のスプリング20によって、Y軸シャフト18の2つの回転方向にそれぞれ引き寄せられており、Y軸シャフト18を、ひいてはレバー15を常に原点位置に保持する原点位置保持構造である。
【0025】
基部12にはモ−タ21、およびポテンショメータ22がレバーガイド13の周回に刻設された歯車23と歯合するよう配され、駆動兼旋回ホイール2あるいは2つの旋回ロードホイール3のいずれか1つに配された旋回角を検出する旋回角検出器の値に応じてモ−タ21が回動し、ポテンショメータ22がレバーガイド13の回動角を検出し、90度単位でモ−タ21を停止するレバーガイド回転構造である。
【0026】
また、本実施例では旋回角検出器が45度を超えた場合にレバーガイド13が90度回動する設定を用いることとする。
【0027】
駆動兼旋回ホイール2の駆動はY軸シャフト18に設置した回転角及び回転方向を検出するポテンショメータ24を用い、このポテンショメータ24の値に応じて駆動させる駆動構造とする。
【0028】
以下本発明装置の具体的使用方法を説明する。
【0029】
モード切換スイッチ8によって通常移動あるいは旋回移動を設定した場合は、従来の技術の第2例で説明した従来より最も多く使用されている運転方法と同様に、前述した駆動構造を用いレバー15を車体1前後方向に傾動させ、また、ステアリング9を回動させて運転する。
【0030】
次にモード切換スイッチ8を同位相移動に設定した場合はステアリング9によって走行方向を決定し、レバー15を車体1前後に傾動させて車体1を走行させる。しかし、旋回角検出器が45度以上を検出した場合には前述構造を用い、モ−タ21の回動によってレバーガイド13を90度回動させることによって、レバー15を車体1左右方向に傾動させ車体1を走行、運転する。
【0031】
【発明の効果】
如上の如く本発明の駆動入力装置は、レバーが一文字方向にしか傾動せず、しかも同位相移動時にレバーガイドが旋回ホイールの旋回角度に応じて回転するため、車体がどの方向に移動するかレバーの傾動方向で即座にオペレータが判断することが可能である。したがって、車体の走行方向に対する認識の正確度を高め、運転精度の向上を図る装置である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を実施した駆動入力装置の前面図である。
【図2】本発明を実施した駆動入力装置の側面図である。
【図3】本発明を実施した駆動入力装置の上面図である。
【図4】本発明を実施したリーチ型のフォークリフトの上面透視図である。
【図5】(A)〜(F)は全方向車両の走行モードを示すの正面図である。
【図6】本発明を実施したリーチ型のフォークリフトの斜視図である。
【符号の説明】
1 車体
2 駆動兼旋回ホイール
3 旋回ホイール
4 原動機
5 ホイール向き換え装置
6 駆動入力装置
7 運転台
8 モード切換スイッチ
10 運転席
11 ブレーキ用ペダル
12 基台
13 レバーガイド
14 レバー基部
15 レバー
16 切り欠き部
17 X軸シャフト
18 Y軸シャフト
19 マイタ歯車
20 スプリング
21 モ−タ
22 ポテンショメータ
23 歯車
24 ポテンショメータ
25 摺動部
26 スプリングブラケット[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a drive input device that is used for an omnidirectional vehicle and moves the vehicle body in all directions, increases the accuracy of recognition of the drive direction by an operator, and improves the driving accuracy of the omnidirectional vehicle. The present invention relates to a drive input device.
[0002]
[Prior art]
For example, in a vehicle such as a reach-type forklift that transports a work and includes a driving and turning wheel and a turning road wheel that is driven and driven while bearing a load, as shown in FIGS. 5A and 5B, Normal movement by turning only the driving and turning wheel, or linear movement while maintaining the vehicle
[0003]
In order to turn such an omnidirectional vehicle, it is necessary to input three elements of an x-axis direction, a y-axis direction, a rotation angle α, and a speed element in order to set a traveling direction. The first thought of these input methods is a method of controlling the traveling of the vehicle body by a three-dimensional joystick for inputting the x-axis direction, the y-axis direction, and the speed element, and a potentiometer for inputting the rotation angle α element. is there.
[0004]
The three-dimensional joystick, for example, is provided with a rotatable grip at the tip of a stick that can be tilted in all directions, and can set the x-axis, y-axis direction, and the potential of the speed element by the falling direction and the falling angle of the stick, Further, the rotation angle α of the vehicle is set by turning the grip.
[0005]
The second idea is that a mode changeover switch for previously setting the normal movement, the in-phase movement, and the turning movement, the steering for inputting the x-axis direction, the y-axis direction, or the rotation angle α, and the inclination of the speed element are included. This is a method of controlling the travel of the vehicle body with the accelerator lever input by the user.
[0006]
When the normal movement is set by, for example, a mode changeover switch, the steering device is a device for turning the drive and turning wheel, similarly to a normal reach type forklift. When the in-phase movement is set, all the wheels are turned in the same direction. Further, when turning movement is set, all the wheels are turned in different directions.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
According to the first conventional technique described above, when the vehicle travels at a slow speed, the vehicle can travel and turn with the joystick having the above-described configuration, but a vehicle that travels at a high speed, such as a transport vehicle, is strongly shaken when traveling. In the case of, when the inclination angle of the grip is increased, the operation of rotating the grip is difficult due to the large inclination of the grip itself, especially when giving a large input angle to the grip, the rotation angle with respect to the vehicle There is a problem that it is difficult to determine.
[0008]
In the above-described conventional second technique, the reach-type forklift is actually used. However, when the normal movement and the turning movement are set, the operation is relatively easy. In many cases, the operator could not recognize in which direction he was heading, and it was difficult to operate it sensuously.
[0009]
The present invention can reliably operate even during shaking or high-speed traveling during traveling, and can improve the accuracy of the operator's recognition of the driving direction with a simple device, and can improve the driving accuracy. The present invention relates to a drive input device for a directional moving vehicle.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides a wheel turning device for each wheel of a vehicle, and the turning device can perform the same-phase movement of running linearly while keeping the vehicle body center line constant in a direction different from the vehicle body center line. In a directional moving vehicle, a turning angle detector for detecting a turning angle of a wheel of the vehicle, a lever capable of driving and driving the wheel of the vehicle in accordance with a tilt angle, and a lever guide for supporting the lever to tilt in one character direction A base for rotatably supporting the lever guide, and a motor for horizontally rotating the lever guide to an angle corresponding to the turning angle of the wheel based on the output of the turning angle detector. A drive input device for an omnidirectional vehicle .
[0011]
According to the present invention described above, the traveling direction of the vehicle body can be easily recognized, and driving accuracy can be improved.
[0012]
【Example】
Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings, taking as an example a case where an omnidirectional vehicle is a forklift truck used for cargo handling.
[0013]
As shown in FIG. 6, a drive input device for an omnidirectional vehicle (hereinafter referred to as a drive input device) is mounted on a driver's cab of an omnidirectional vehicle.
[0014]
In this example, the omnidirectional vehicle is a reach-type forklift truck as described above. As shown in FIG. 4, one driving and turning
[0015]
The driving and turning
[0016]
In addition to the
[0017]
As shown in FIGS. 5 (A) and 5 (B), the vehicle body aligns and operates each of the
[0018]
Hereinafter, the device of the present invention will be described for each structure.
[0019]
As shown in FIGS. 1 to 3, the
[0020]
The
[0021]
With the above configuration, the
[0022]
As described above, the
[0023]
With the configuration described above, a lever tilt angle transmission structure that can output the tilt angle of the
[0024]
A
[0025]
A
[0026]
In this embodiment, a setting is used in which the
[0027]
The driving and
[0028]
Hereinafter, a specific method of using the device of the present invention will be described.
[0029]
When the normal movement or the turning movement is set by the
[0030]
Next, when the
[0031]
【The invention's effect】
As described above, in the drive input device of the present invention, the lever can only tilt in one character direction, and the lever guide rotates according to the turning angle of the turning wheel when moving in the same phase. It is possible for the operator to make an immediate determination in the direction of tilt of. Therefore, it is a device for improving the accuracy of recognition of the running direction of the vehicle body and improving the driving accuracy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of a drive input device embodying the present invention.
FIG. 2 is a side view of a drive input device embodying the present invention.
FIG. 3 is a top view of a drive input device embodying the present invention.
FIG. 4 is a top perspective view of a reach type forklift embodying the present invention.
5 (A) to 5 (F) are front views showing driving modes of an omnidirectional vehicle.
FIG. 6 is a perspective view of a reach type forklift embodying the present invention.
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS
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