JP4285360B2 - 移動体の姿勢保持・転倒防止装置 - Google Patents
移動体の姿勢保持・転倒防止装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4285360B2 JP4285360B2 JP2004234440A JP2004234440A JP4285360B2 JP 4285360 B2 JP4285360 B2 JP 4285360B2 JP 2004234440 A JP2004234440 A JP 2004234440A JP 2004234440 A JP2004234440 A JP 2004234440A JP 4285360 B2 JP4285360 B2 JP 4285360B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- support member
- moving body
- posture
- angle detection
- tilt angle
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
- 230000002265 prevention Effects 0.000 title claims description 41
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 27
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 6
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 6
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 5
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 235000004443 Ricinus communis Nutrition 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
Images
Description
図11において、移動体本体1の転倒を防止するために、第1アーム22と、第2アーム25と、第3アーム30と、キャスタ27と、第3アームと第1アームを直線状にロック・ロック解除する機構36とによってアウトリガ装置を構成している。
通常走行時は図11中の1点鎖線Aのようにアウトリガ装置を格納しておき、作業時にはBのようにアウトリガ装置を展開して前記第1アーム22と第3アーム30とをロック機構36で直線状にロックし、移動体50を支えるものである。
図12において、1は移動体本体、2は加速度センサ、5は油圧モータ、6はアウトリガである。急激なステアリング操作により加速度センサ2による横向き加速度検出値が基準値を上回ったとき、加速度が生じた向きにアウトリガ6を油圧モータ5により張り出してキャスタ5aを路面に接触させて移動体1を支えることで、横向きの転倒を防止するものである。
また、支持部材の路面との接触状況を知る手段がないため、路面に大きな凹凸がある場合には移動体をうまく支持できないという問題もあった。例えば、図13に示したように路面にくぼみがあった場合、アウトリガ6の先端が接地しないために移動体の転倒を防止できない。
更に、装置が動作してアウトリガを張り出した後に転倒の危険がなくなった場合には、移動時の障害とならないようにアウトリガを格納することが望ましいが、アウトリガを格納するときの判定基準が定められていないために支持部材の格納作業の自動化ができないという問題もあった。
請求項1に記載の発明は、移動体の姿勢保持・転倒防止装置に係り、少なくとも1方向への移動能力を有する移動体に搭載されるものであって、前記1方向について前記移動体の水平面に対する傾きおよびこの傾きの方向を検出する傾き角検出装置と、前記移動体から路面に張り出して前記移動体を支持する支持部材と、前記支持部材を駆動する支持部材駆動装置と、前記傾き角検出装置の出力が前記基準値(a)を上回ったときに、前記傾き角検出装置の出力が前記基準値(a)よりも小さい値である基準値(b)を下回るまで、前記支持部材を下向きに駆動し続ける判定装置と、を備えていることを特徴とするものである。
移動体の状態に応じて支持部材を格納すれば路面上における移動体の占有面積を小さくすることができ、支持部材が走行の障害となることを避けることができる。
また、状態に応じて支持部材の張り出し量を変えることが可能であり、支持の状態を調整できる。
さらに、支持部材が路面に接地して移動体の姿勢を立て直すまで、確実に支持部材の張り出しを続けることができ、路面の凹凸にかかわらず姿勢保持・転倒防止ができる。
また、判定装置を複数台設置する必要がなくなり、部品点数を削減できる。
図1において、101は全方向移動ロボット、102は全方向移動台車、103はオムニホイル、104はモータ、105は傾斜角センサ、106は直動アクチュエータ、107は支持部材、108はボールキャスタ、109は図3の該当部分、110はロボットアームである。
全方向移動ロボット101は、全方向移動台車102によって前後方向・左右方向・回転方向全ての方向に移動することができ、ロボットアーム110で荷物の搬送や人間の作業補助などを行うものである。全方向移動台車102においてオムニホイル103とモータ104は3対あり、図2のように正三角形の位置に配置されている。オムニホイルをモータで適切に駆動することによって、全方向移動が可能であることが知られている。
第1実施例では支持多角形201が正三角形であるため、支持部材107は合計3つとする。この設置方法は容易に高い姿勢保持・転倒防止効果を得るための指針であるから、この設置方法に従って支持部材を取り付けることが構造上困難である場合には、できる限り支持部材の張り出し方向と支持多角形の各辺の法線方向とが近づくように、なおかつ支持多角形の各辺の垂直二等分線上に近づくように、設置すればよい。
また、支持部材107の強度や直動アクチュエータ106の力が全方向移動ロボット101を支えるのに不十分である場合は、支持部材107の数を増やしてもよい。逆に、転倒可能性が低いと判断できる方向には支持部材107を設置しなくともよい。
判定装置417は図8のように構成する。
図において、傾斜角センサ901は角度情報に応じて増減するアナログ電圧を出力し、アナログ電圧をAD変換器902によってディジタルの角度情報に変換し、AD変換によって得られた角度情報とメモリ904から読み出した基準値とをマイクロコンピュータ903で比較し、その結果に基づいて支持部材駆動装置の動作指令を出力するものである。
また本発明が実用新案文献1と異なる部分は、傾斜角センサと判定装置を備えて支持部材の動作量を傾斜角の大きさによって調節できるようにしたことと、支持部材を様々な方向に設置できるものとしたことである。
図において、全方向移動ロボット101が移動中に段差にぶつかるなどして図左の直立状態から図右のように傾くと、傾斜角センサ105の出力値が増大する。傾斜角センサ105の出力値と基準値(a)とを判定装置417(図4,図8)で比較し、傾斜角センサ105の出力値の方が大きい場合(図9のS2)に速やかに直動アクチュエータ106を323の向きに駆動させ、支持部材107を下方に張り出す。支持部材107を路面に押し付ける反力で移動体の転倒は防がれ、移動体の傾き角度は減少する方向322に動く。支持部材107の先にはボールキャスタ108があるため、支持部材107の先端と路面との摩擦で移動が妨げられることはない。
結果としてロボットの傾き角度が(b)を下回っているとき(図9のS1)は常に支持部材107は格納されている状態となり、移動時に支持部材107が段差に引っかかるなどして移動を妨げない。
このように第1実施例のような構成とすれば、支持部材107が張り出しても全体の占有空間はほとんど変わらないため、狭い場所でも支持部材張り出し時に周囲の障害物と干渉しない。
図において411は移動ロボット、412は移動台車、413は駆動輪、414はキャスタ、415はモータ、416は2軸傾斜角センサ105、417は判定装置417、418は通信線、点線419は図6に該当する部分を示しており、420はディスプレイ、421はスピーカである。
図5は図4の移動ロボットを下方から見た図である。図において、点線501は駆動輪とキャスタで構成される支持多角形を示している。
図6は図1中の点線419内の構成を詳細に説明するための図である。
図において、601はモータ、602は並行リンク、603は支持リンク、604は従動関節、605はキャスタである。図6において610の向きに移動ロボットが傾いたときの動作を、図7に示している。図において711はモータ動作方向、712は支持リンクの動作方向、713は移動ロボットが転倒から復帰する方向を表している。
この第2実施例では、支持多角形はほぼ長方形であるから、各辺の垂直二等分線上に合計4つの支持部材を設置する。
ロボットが移動中に何らかの力を受けて転倒方向610(図6)の向きに傾くと、2軸傾斜角センサ416(図4)の対応する軸周りの出力値が増大する。2軸傾斜角センサ416の対応する軸周りの出力値と基準値(a)とを判定装置417で比較し、2軸傾斜角センサ405の出力値が基準値を上回った場合にモータ601をモータ動作方向711に駆動し、並行リンク602を介して支持リンク603を支持リンク動作方向712に張り出す。支持リンク603を路面に押し付ける反力で移動ロボットの転倒は防がれ、移動ロボットは転倒方向610とは逆向きの復帰方向713に動く。モータ601を駆動し続ければやがて2軸傾斜角センサ105416の出力値は基準値を下回るため、それを判定装置417で検出し、モータ601を停止させる。結果として支持リンク603を張り出した向きへの移動体の傾き角度は基準値(a)に相当する傾き角度よりも小さくなり、移動体の姿勢保持・転倒防止が可能となる。
この実施例のような構成とすれば、通常は移動ロボット401の側面に支持リンク712が張り付くように格納されるため、空間を有効利用することができる。逆に、格納時の占有空間に比して支持部材の張り出し時の接地点をよりロボット本体から離れた位置にとることができるため、高い姿勢保持・転倒防止効果を得ることができる。
傾き角度をもとに支持部材を駆動するため、路面の傾きや凹凸によらず移動体の転倒を効果的に予防でき、また無駄な駆動力を発生することもない。
102 全方向移動台車
103 駆動輪(オムニホイル)
104 モータ
105 傾斜角センサ105
106 直動アクチュエータ
107 支持部材
108 ボールキャスタ
109 図3該当部分
110 ロボットアーム
201 支持多角形
321 転倒方向
322 転倒復帰方向
323 直動アクチュエータ動作方向
411 移動ロボット
412 移動台車
413 駆動輪
414 キャスタ
415 モータ
416 2軸傾斜角センサ105
417 判定装置417
418 通信線
419 図6該当部分
420 ディスプレイ
421 スピーカ
501 支持多角形
601 モータ
602 並行リンク
603 支持リンク
604 従動関節
605 キャスタ
610 転倒方向
711 モータ動作方向
712 支持リンク動作方向
713 復帰方向
Claims (13)
- 少なくとも1方向への移動能力を有する移動体に搭載されるものであって、前記1方向について前記移動体の水平面に対する傾きおよびこの傾きの方向を検出する傾き角検出装置と、
前記移動体から路面に張り出して前記移動体を支持する支持部材と、
前記支持部材を駆動する支持部材駆動装置と、
前記傾き角検出装置の出力が前記基準値(a)を上回ったときに、前記傾き角検出装置の出力が前記基準値(a)よりも小さい値である基準値(b)を下回るまで、前記支持部材を下向きに駆動し続ける判定装置と、を備えていることを特徴とする移動体の姿勢保持・転倒防止装置。 - 前記判定装置において、前記傾き角検出装置の出力が前記基準値(b)を下回っているときは、前記支持部材を格納することを特徴とする請求項1記載の移動体の姿勢保持・転倒防止装置。
- 前記判定装置において、前記傾き角検出装置の出力が前記基準値(a)以下であり、かつ前記基準値(b)以上である場合には、前記支持部材を固定することを特徴とする請求項1又は2記載の移動体の姿勢保持・転倒防止装置。
- 前記傾き角検出装置と前記支持部材と前記支持部材駆動装置と前記判定装置とをそれぞれ少なくとも1台以上ずつまとめてユニット化し、前記移動体に自由に取り付けることができるようにした姿勢保持・転倒防止ユニットを構成することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項記載の移動体の姿勢保持・転倒防止装置。
- 前記姿勢保持・転倒防止ユニットにおいて、前記傾き角検出装置の検出軸の向きが前記支持部材を張り出す方向に直行する向きとなるように前記傾き角検出装置を設置することを特徴とする請求項4記載の移動体の姿勢保持・転倒防止装置。
- 前記姿勢保持・転倒防止装置において、前記傾き角検出装置のみを移動体内部に設け、傾き角検出装置の出力を各判定装置で共有して利用できるようにしたことを特徴とする請求項4又は5記載の移動体の姿勢保持・転倒防止装置。
- 前記判定装置において、少なくとも1方向への傾き角を同時に複数の基準値と比較する判定回路を、複数備えることを特徴とする請求項5〜6のいずれか1項記載の移動体の姿勢保持・転倒防止装置。
- 前記支持部材を、その動作の向きが移動体の支持多角形の法線方向に一致するように設置することを特徴とする請求項4〜7のいずれか1項記載の移動体の姿勢保持・転倒防止装置。
- 前記支持部材及び支持部材駆動装置を移動体の鉛直中心軸に関して対称な位置に設置することを特徴とする請求項4〜8のいずれか1項記載の移動体の姿勢保持・転倒防止装置。
- 前記支持部材を並行リンクで構成し、前記支持部材駆動装置をモータとモータ駆動回路とによって構成することを特徴とする請求項4〜9のいずれか1項記載の移動体の姿勢保持・転倒防止装置。
- 前記判定装置において、傾き角検出装置の出力にかかわらず、移動体の転倒危険性が高まるとあらかじめ予想される場合は手動で支持部材を張り出すことができるようにしたことを特徴とする請求項4〜10のいずれか1項記載の移動体の姿勢保持・転倒防止装置。
- 前記支持部材において、その設置位置を移動体の支持多角形の各辺の垂直二等分線上とすることを特徴とする請求項4〜11のいずれか1項記載の移動体の姿勢保持・転倒防止装置。
- 前記支持部材の路面に向かって張り出す角度を、従来装置が路面に対して45度近辺であったのに対して大幅に垂直に近づけたことを特徴とする請求項4〜12のいずれか1項記載の移動体の姿勢保持・転倒防止装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004234440A JP4285360B2 (ja) | 2004-08-11 | 2004-08-11 | 移動体の姿勢保持・転倒防止装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004234440A JP4285360B2 (ja) | 2004-08-11 | 2004-08-11 | 移動体の姿勢保持・転倒防止装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006053731A JP2006053731A (ja) | 2006-02-23 |
JP4285360B2 true JP4285360B2 (ja) | 2009-06-24 |
Family
ID=36031181
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004234440A Expired - Fee Related JP4285360B2 (ja) | 2004-08-11 | 2004-08-11 | 移動体の姿勢保持・転倒防止装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4285360B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5398489B2 (ja) * | 2009-11-20 | 2014-01-29 | 村田機械株式会社 | 自律移動体とその制御方法 |
JP5398488B2 (ja) * | 2009-11-20 | 2014-01-29 | 村田機械株式会社 | 自律移動体とその制御方法 |
US9440357B2 (en) * | 2011-05-02 | 2016-09-13 | John Hu | System for stabilization control of mobile robotics |
KR101151273B1 (ko) * | 2012-03-08 | 2012-06-14 | 오세진 | 밸런싱 기능을 구비한 로봇 |
JP2014046890A (ja) * | 2012-09-03 | 2014-03-17 | Araki Seisakusho:Kk | パワーアシスト機能を有する全方向移動台車 |
US10427653B2 (en) * | 2016-12-22 | 2019-10-01 | General Electric Corporation | System and method for leveling a trailer |
CN111714210B (zh) * | 2020-06-30 | 2024-02-13 | 深圳市精锋医疗科技股份有限公司 | 手术机器人及其控制装置、控制方法 |
JP2022042658A (ja) * | 2020-09-03 | 2022-03-15 | Thk株式会社 | 走行ユニット、物品展示ロボット |
-
2004
- 2004-08-11 JP JP2004234440A patent/JP4285360B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2006053731A (ja) | 2006-02-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4824492B2 (ja) | 移動型ロボット | |
JP6177400B1 (ja) | クレーン車 | |
US10343740B2 (en) | Traveling apparatus | |
JP4285360B2 (ja) | 移動体の姿勢保持・転倒防止装置 | |
JP6418202B2 (ja) | 走行装置 | |
WO2018074117A1 (ja) | 移動装置、および、移動装置管理システム | |
US10696344B2 (en) | Scooter driven by an electric motor for transporting persons and method for operating a scooter | |
JP7414983B2 (ja) | ロボットシステム | |
JP2008230548A (ja) | 倒立振子型移動体、及びその制御方法 | |
JP7435819B2 (ja) | クレーン | |
JPH11301994A (ja) | 軌道走行作業車の作業範囲規制装置 | |
JP4068042B2 (ja) | 作業車の制御装置 | |
JP4658463B2 (ja) | 高所作業車の制御装置 | |
JP4744664B2 (ja) | ブーム付き作業機の制御装置 | |
JP4986108B2 (ja) | 展伸機を用いた耐震脱線防止システム | |
JP2009297876A (ja) | 車輪型ロボット | |
JP2000327296A (ja) | 軌道走行型高所作業車 | |
JP3808682B2 (ja) | 高所作業車の制御装置 | |
JP2002234699A (ja) | 作業用車両 | |
JP3712568B2 (ja) | 作業車の作動規制装置 | |
WO2024077641A1 (zh) | 可移动平台、可移动平台的底盘及其控制方法、存储介质 | |
JP2001206692A (ja) | 高所作業車の制御装置 | |
KR101159043B1 (ko) | 캐스터 휠 변이 장치 및 그 방법 | |
JPH10305996A (ja) | 産業車輛 | |
JP2001206690A (ja) | 高所作業車の制御装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20060327 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070710 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20071127 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080715 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080723 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080922 |
|
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: 20090303 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090316 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120403 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120403 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130403 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140403 Year of fee payment: 5 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |