JP5969838B2 - Crawler device and driving method thereof - Google Patents

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JP5969838B2 JP2012144130A JP2012144130A JP5969838B2 JP 5969838 B2 JP5969838 B2 JP 5969838B2 JP 2012144130 A JP2012144130 A JP 2012144130A JP 2012144130 A JP2012144130 A JP 2012144130A JP 5969838 B2 JP5969838 B2 JP 5969838B2
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浩明 齋藤
浩明 齋藤
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本発明は、階段を昇降可能なクローラ装置及びその駆動方法に関する。   The present invention relates to a crawler device capable of moving up and down stairs and a driving method thereof.
多層階の鉄道の駅舎やエレベータのない建物等、階段や段差を昇降して荷物を運搬する際には、一般的に階段を昇降することができるクローラ装置が用いられている。   When transporting luggage by moving up and down stairs and steps, such as a multi-story railway station building or a building without an elevator, a crawler device that can move up and down the stairs is generally used.
図1は、特許文献1に開示されたクローラ装置2である。(A)は、一部断面にして示す平面図であり、(B)は側面図である。また、(C)は、第2クローラ4の前端を持ち上げたときの側面図である。
図2は、クローラ装置2が階段10に乗り上げるときのクローラ装置2と階段10の側面図である。(A)はクローラ装置2が階段10へ接近する図、(B)は第2クローラ4が階段10に接触したときの図、そして(C)は第2クローラ4が階段10の一段目に乗り上げた状態でクローラ装置2が前進しているときの図である。また、(D)は第2クローラ4を第1クローラ8と一直線にしたときの図であり、(E)はクローラ装置2が一直線のまま前進して階段10を上る図である。
FIG. 1 shows a crawler device 2 disclosed in Patent Document 1. (A) is a top view shown by making a partial cross section, (B) is a side view. Moreover, (C) is a side view when the front end of the second crawler 4 is lifted.
FIG. 2 is a side view of the crawler device 2 and the stairs 10 when the crawler device 2 rides on the stairs 10. (A) is a view of the crawler device 2 approaching the stairs 10, (B) is a view when the second crawler 4 is in contact with the stairs 10, and (C) is a view of the second crawler 4 riding on the first step of the stairs 10. It is a figure when the crawler apparatus 2 is moving forward in the state. (D) is a view when the second crawler 4 is aligned with the first crawler 8, and (E) is a view where the crawler device 2 moves forward and goes up the stairs 10 in a straight line.
図3は、クローラ装置2が階段10の頂部12に乗り上げるときのクローラ装置2と階段10の側面図である。(A)は第2クローラ4が頂部縁14に接触したときの図であり、(B)は第2クローラ4を下方へ旋回した図である。また、(C)は(B)から一定の距離を前進したときの図であり、(D)は第2クローラ4を第1クローラ8と一直線にした図である。
従来から、階段10の昇降のための構成を備えた荷物運搬用のクローラ装置2として、左右に一対の第2クローラ4を設けた装置本体6と、第2クローラ4の一端側に回動可能に連結された一対の第1クローラ8とを備えたものが知られている。第2クローラ4を備え、階段10を上るときに第2クローラ4が前方を走行することにより、階段10に対するクローラ装置2の走破性を高めている。
FIG. 3 is a side view of the crawler device 2 and the stairs 10 when the crawler device 2 rides on the top 12 of the stairs 10. (A) is a figure when the 2nd crawler 4 contacts the top edge 14, (B) is the figure which turned the 2nd crawler 4 below. (C) is a view when moving forward a certain distance from (B), and (D) is a view in which the second crawler 4 is aligned with the first crawler 8.
Conventionally, as a crawler device 2 for carrying goods with a configuration for raising and lowering the stairs 10, the device main body 6 provided with a pair of second crawlers 4 on the left and right sides, and rotatable to one end side of the second crawler 4. What is provided with a pair of 1st crawler 8 connected to is known. When the second crawler 4 is provided and the second crawler 4 travels forward when going up the stairs 10, the crawler device 2 is improved in running performance with respect to the stairs 10.
特許第4237249号公報Japanese Patent No. 4237249
上述したクローラ装置2は、カメラ映像を見ながら、遠隔操縦者がクローラ装置2を操作し、カメラ映像から段差や階段(以下、階段10)に接触したことを判断する。
しかし、階段10に上る際、カメラ映像からは、階段10に接触したことを判断することが難しく、階段10に不用意に乗り上げてしまうことがあった。
また、第2クローラ4の回転用モータの電流値が接触により上昇することで、クローラ装置2が段差に接触したことを判断する方法も考えられる。しかし、その方法は、モータ電流値の変化のばらつきが大きく、確実性に乏しいため、使用しにくかった。
さらに、測距センサによる距離判定で判断しようとしても、光学や音波等による測距センサには、誤計測が多く、その上、測距センサは高価であるため、使用しにくかった。
The crawler device 2 described above determines that the remote operator has operated the crawler device 2 while viewing the camera image, and has touched a step or a staircase (hereinafter referred to as “step 10”) from the camera image.
However, when climbing the stairs 10, it is difficult to determine from the camera image that the stairs 10 has been touched, and the stairs 10 may be inadvertently climbed.
Further, a method of determining that the crawler device 2 has touched the step by increasing the current value of the rotation motor of the second crawler 4 by contact is also conceivable. However, this method is difficult to use because of the large variation in motor current value and lack of certainty.
Furthermore, even if it is determined by distance determination using a distance measuring sensor, the distance measuring sensor using optics, sound waves, or the like is often erroneously measured, and furthermore, the distance measuring sensor is expensive, so it is difficult to use.
また、クローラ装置2が階段10や階段10の頂部12(以下、単に頂部12とする)の縁14に斜めに近づいた場合、安全かつ確実に昇降するためには、クローラ装置2を階段10等に対して正対させる必要がある。しかし、遠隔操縦者はカメラ映像だけを見て、クローラ装置2の位置を判断し、細かい操作を行う必要があるため、操作が困難であり、クローラ装置2を正対させるのに、遠隔操縦者への負担が大きかった。
また、測距センサやカメラ映像の画像処理等で相対姿勢を計測する方法を使用すると、センサノイズが多く、画像処理の確実性が乏しく、その上、計算コストがかかる高価な処理装置が必要となり製造コストが高くなってしまう。
Further, when the crawler device 2 approaches the staircase 10 or the edge 14 of the top portion 12 of the staircase 10 (hereinafter simply referred to as the top portion 12) obliquely, the crawler device 2 is moved to the staircase 10 or the like in order to move up and down safely and reliably. It is necessary to face up against. However, since it is necessary for the remote operator to look at only the camera image to determine the position of the crawler device 2 and perform detailed operations, the operation is difficult. The burden on was great.
In addition, if a method for measuring the relative orientation is used, such as with a distance sensor or image processing of a camera image, an expensive processing device that requires a lot of sensor noise, poor image processing, and high calculation costs is required. Manufacturing cost will be high.
また、上述したクローラ装置2は、図2(B)に示すように、第2クローラ4が階段10に乗り上げた後、姿勢センサで計測する姿勢角が閾値を超えた時点(図2(C))で第2クローラ4を下方に向けて旋回させ(図2(D))、第2クローラ4を第1クローラ8に対して一直線上にして昇降していた。したがって、第2クローラ4を第1クローラ8と一直線にするタイミングを姿勢角から判断するためには、姿勢センサを内蔵する装置本体6を、前方を走行するクローラ(第2クローラ4)に取り付ける必要があり、後方を走行するクローラ(第1クローラ8)に装置本体6を取り付けることは出来なかった。
その上、姿勢センサは高価であり、製造コストが高くなっていた。
また、第2クローラ4と第1クローラ8とを一直線にするタイミングを姿勢センサなしで判断しようとすると、カメラ映像から判断しなければならない。しかし、遠隔操縦者がカメラ映像から判断することは難しく、その場合、その操作のタイミングは、遠隔操縦者の経験に頼るところが大きかった。
In addition, as shown in FIG. 2 (B), the crawler device 2 described above, when the posture angle measured by the posture sensor exceeds the threshold after the second crawler 4 rides on the stairs 10 (FIG. 2 (C)). ), The second crawler 4 is turned downward (FIG. 2D), and the second crawler 4 is moved up and down in a straight line with respect to the first crawler 8. Therefore, in order to determine the timing of aligning the second crawler 4 with the first crawler 8 from the attitude angle, it is necessary to attach the apparatus body 6 incorporating the attitude sensor to the crawler (second crawler 4) traveling forward. Therefore, the apparatus main body 6 could not be attached to the crawler (first crawler 8) traveling behind.
In addition, the attitude sensor is expensive and expensive to manufacture.
Further, if it is attempted to determine the timing at which the second crawler 4 and the first crawler 8 are aligned without a posture sensor, the determination must be made from the camera image. However, it is difficult for the remote operator to judge from the camera image, and in that case, the timing of the operation largely depends on the experience of the remote operator.
また、クローラ装置2が頂部12に上がるときには、クローラ装置2の重心が頂部12を越える前に第2クローラ4を図3(B)に示すように下方に旋回させ、頂部12に接触させた上で前進させないと、クローラ装置2が頂部12で倒れてしまう。しかし、遠隔操縦者はカメラ映像だけを見てクローラ装置2を操作するため、第2クローラ4を下方へ旋回するタイミングを判断することが難しく、遠隔操縦者の経験に頼るところが大きかった。   Further, when the crawler device 2 goes up to the top portion 12, the second crawler 4 is swung downward as shown in FIG. 3B and brought into contact with the top portion 12 before the center of gravity of the crawler device 2 exceeds the top portion 12. Otherwise, the crawler device 2 will fall at the top 12. However, since the remote operator operates the crawler device 2 only by looking at the camera image, it is difficult to determine the timing of turning the second crawler 4 downward, and it is highly dependent on the experience of the remote operator.
同様に、クローラ装置2が階段10の頂部12から下降するときには、第2クローラ4を前方にして走行し、クローラ装置2の重心が頂部の縁14(以下、頂部縁14)を越える前に、第2クローラ4を下方に旋回させ、階段10に沿わせるようにすることで、急激な姿勢変化をさせないようにし、クローラ装置2の転落を防ぐ必要がある。しかし、頂部縁14付近に重心が来たときには、頂部縁14が、クローラ装置2の下に隠れているため、遠隔操縦者がカメラ映像から頂部縁14を認識し、第2クローラ4を下方に旋回させるタイミングを判断することは困難であり、遠隔操縦者の経験に頼るところが大きかった。   Similarly, when the crawler device 2 descends from the top 12 of the staircase 10, it travels with the second crawler 4 forward, and before the center of gravity of the crawler device 2 exceeds the top edge 14 (hereinafter, the top edge 14), It is necessary to prevent the crawler device 2 from falling by turning the second crawler 4 downward and following the stairs 10 so as not to make a sudden change in posture. However, when the center of gravity comes near the top edge 14, the top edge 14 is hidden under the crawler device 2, so the remote operator recognizes the top edge 14 from the camera image and moves the second crawler 4 downward. It was difficult to determine when to turn and relied heavily on the experience of remote pilots.
また、頂部縁14を検知するために測距センサを設けたとしても、測距センサは頂部縁14を検知するのみであり、階段10の傾斜を計測することはできない。そのため、第2クローラ4の下方への旋回角度を予め設定値として設定しなければならず、設定値と異なる傾斜の階段10に対しては、うまく昇降することができなかった。   Even if a distance measuring sensor is provided to detect the top edge 14, the distance measuring sensor only detects the top edge 14 and cannot measure the inclination of the stairs 10. Therefore, the downward turning angle of the second crawler 4 has to be set as a set value in advance, and the stairs 10 having an inclination different from the set value cannot be lifted up and down well.
本発明は上述した問題点を解決するために創案されたものである。すなわち本発明の目的は、測距センサ、姿勢センサまたは画像処理を使用せずにクローラの接触及び接触の解除を検知し、様々な傾斜の階段であっても容易かつ安全に昇降できるクローラ装置及びその駆動方法を提供することにある。   The present invention has been developed to solve the above-described problems. That is, an object of the present invention is to detect a crawler contact and release of contact without using a distance measuring sensor, a posture sensor, or image processing, and a crawler device that can easily and safely move up and down even on various slopes. The driving method is provided.
本発明によれば、左右一対の無端状の第1クローラと、
第1クローラを回転させる左右一対の第1クローラ用モータと、
各第1クローラの前端の横方向側面から直線状に前方に延び第1クローラと同期回転する無端状の第2クローラと、
第1クローラに対して第2クローラを旋回する旋回モータと、を備えるクローラ装置であって、
さらに各第2クローラの横方向側面に設けられ回転自在な接触検知クローラと、
左右其々の接触検知クローラの回転を検知し検知信号を出力する左右一対のエンコーダと、を備え、
接触検知クローラは、進行方向において第2クローラの前端に揃えられた前端と、高さ方向において路面と第2クローラが接触する接地面に揃えられた接地面と、第2クローラの回転軸と平行な回転軸と、を有する、ことを特徴とするクローラ装置が提供される。
According to the present invention, a pair of left and right endless first crawlers;
A pair of left and right first crawler motors for rotating the first crawler;
An endless second crawler extending straight forward from the lateral side surface of the front end of each first crawler and rotating synchronously with the first crawler;
A crawler device comprising a turning motor for turning the second crawler with respect to the first crawler,
Further, a rotatable contact detection crawler provided on the lateral side surface of each second crawler,
A pair of left and right encoders that detect the rotation of the left and right contact detection crawlers and output detection signals,
The contact detection crawler is parallel to the front end aligned with the front end of the second crawler in the traveling direction, the ground contact surface aligned with the ground contact surface where the road surface and the second crawler contact in the height direction, and the rotation axis of the second crawler. And a crawler device characterized by having a rotating shaft.
また、本発明によれば、左右一対の無端状の第1クローラと、
各第1クローラの前端の横方向側面にから直線状に前方に延び第1クローラと同期回転する無端状の第2クローラと、
第2クローラの回転軸と平行な回転軸を有し各第2クローラの前端の横方向側面から後方にかけて設けられ第2クローラと同径で回転自在な接触検知クローラと、を備えるクローラ装置において、
接触検知クローラが接触したときに、接触検知クローラの回転を検知し、
接触検知クローラが接触していないときに、接触検知クローラの回転停止を検知し、
接触検知クローラの回転もしくは回転停止を検知したときに第2クローラの旋回の開始もしくは停止、または前進もしくは停止する、ことを特徴とするクローラ装置の駆動方法が提供される。
According to the present invention, a pair of left and right endless first crawlers;
An endless second crawler extending linearly forward from the lateral side surface of the front end of each first crawler and rotating synchronously with the first crawler;
A crawler device comprising a contact detection crawler that has a rotation axis parallel to the rotation axis of the second crawler and is provided from the lateral side surface of the front end of each second crawler to the rear and is rotatable with the same diameter as the second crawler.
When the contact detection crawler comes into contact, the rotation of the contact detection crawler is detected,
When the contact detection crawler is not in contact, it detects the rotation stop of the contact detection crawler,
There is provided a driving method of a crawler device, characterized in that when the rotation or the rotation stop of a contact detection crawler is detected, the turning of the second crawler starts or stops, or advances or stops.
上述した本発明のクローラ装置は、第2クローラの前端や接地面が段差や階段等の対象物に接触した場合に、接触検知クローラの前端や接地面が対象物に接触して回転するので、エンコーダが接触検知クローラの回転を検知することにより、第2クローラの接触を検知できる。
また、階段を昇降するときに、第2クローラが階段の縁で滑った場合でも、接触検知クローラが階段の縁との摩擦により回転するため、階段を昇降する際の前進距離を、接触検知クローラの回転数から正確に求めることができる。したがって、装置本体の姿勢角を測定するために姿勢センサを設けなくても、前進距離から階段に乗り上げた後の第2クローラと第1クローラとを一直線にするタイミングを、遠隔操縦者が容易に判断することができる。
さらに、姿勢センサを設ける必要がないため、製造コストを安くすることができ、また、装置本体を第1クローラに取り付けることができる。
Since the crawler device of the present invention described above rotates when the front end or the grounding surface of the second crawler contacts an object such as a step or a staircase, the front end or the grounding surface of the contact detection crawler rotates. When the encoder detects the rotation of the contact detection crawler, the contact of the second crawler can be detected.
In addition, even when the second crawler slips on the edge of the staircase when moving up and down the stairs, the contact detection crawler rotates due to friction with the edge of the stairs, so the advance distance when moving up and down the stairs is determined by the contact detection crawler. Can be obtained accurately from the number of rotations. Therefore, even if no attitude sensor is provided to measure the attitude angle of the main body, the remote operator can easily set the timing when the second crawler and the first crawler after climbing the stairs from the advance distance are aligned. Judgment can be made.
Furthermore, since it is not necessary to provide an attitude sensor, the manufacturing cost can be reduced, and the apparatus main body can be attached to the first crawler.
また、接触検知クローラとエンコーダが、左右の第2クローラに其々設けられているので、クローラ装置が斜めから階段に近づいた場合、前方の接触検知クローラが、後方の接触検知クローラより先に階段に接触したことを検知し、同様に、階段の頂部縁にクローラ装置が斜めから近づいた場合、前方の接触検知クローラが、後方の接触検知クローラより先に接触検知クローラが頂部縁から離れたことを検知する。それにより、遠隔操縦者は、検知していない方の接触検知クローラが付随する後方の第1クローラのみを駆動し、信地旋回することにより、測距センサやカメラ映像の画像処理を使用せずに、クローラ装置を階段もしくは頂部縁に対して正対することができる。また、測距センサやカメラ映像の画像処理などの高価な処理を必要としないので、製造コストを安くすることができる。   In addition, since the contact detection crawler and the encoder are respectively provided on the left and right second crawlers, when the crawler device approaches the stairs from an oblique direction, the front contact detection crawler has the stairs ahead of the rear contact detection crawler. Similarly, when the crawler device approaches the top edge of the staircase from an angle, the front contact detection crawler has moved away from the top edge before the rear contact detection crawler. Is detected. As a result, the remote pilot can drive only the first crawler behind which the non-detecting contact detection crawler is attached, and does not use the distance sensor or the image processing of the camera video by turning the ground. In addition, the crawler device can be opposed to the staircase or top edge. Further, since expensive processing such as distance measurement sensor and image processing of camera video is not required, the manufacturing cost can be reduced.
また、クローラ装置が階段の頂部に上がるときや頂部から階段を下降するときには、接触検知クローラの回転停止を検知することによって、接触検知クローラの後端が階段の頂部縁から離れたことを検知できる。それにより、測距センサを設けなくても、遠隔操縦者は第2クローラを下方へ旋回させるタイミングを容易に判断することができる。
さらに、接触検知クローラは回転自在な従輪であり、第2クローラの接触を感度良く検知することができるため、第2クローラを下方へ旋回させる際に、第2クローラが頂部や階段の縁に接触したことを検知して第2クローラの下方旋回を止めることができる。それにより、予め第2クローラの旋回角度を設定する必要がなく、様々な傾斜の階段に対して、クローラ装置をうまく昇降させることができる。
Also, when the crawler device goes up to the top of the stairs or descends the stairs from the top, it can detect that the rear end of the contact detection crawler has moved away from the top edge of the stairs by detecting the rotation stop of the contact detection crawler. . Accordingly, the remote operator can easily determine the timing for turning the second crawler downward without providing a distance measuring sensor.
Furthermore, the contact detection crawler is a rotatable follower wheel and can detect the contact of the second crawler with high sensitivity. Therefore, when the second crawler is turned downward, the second crawler contacts the top or the edge of the staircase. It is detected that the second crawler is turned downward. Thereby, it is not necessary to set the turning angle of the second crawler in advance, and the crawler device can be lifted and lowered well with respect to various inclined stairs.
特許文献1に開示されたクローラ装置である。This is a crawler device disclosed in Patent Document 1. 特許文献1に開示されたクローラ装置が階段に乗り上げるときのクローラ装置と階段の側面図である。It is a side view of a crawler device and a staircase when the crawler device disclosed by patent document 1 rides on a staircase. 特許文献1に開示されたクローラ装置が階段の頂部に乗り上げるときのクローラ装置と階段の側面図である。It is a side view of a crawler device and a staircase when the crawler device disclosed by patent document 1 rides on the top part of a staircase. 本発明のクローラ装置の説明図である。It is explanatory drawing of the crawler apparatus of this invention. クローラ装置が階段に乗り上げるときのクローラ装置と階段の側面図である。It is a side view of the crawler device and the stairs when the crawler device rides on the stairs. クローラ装置が階段に乗り上げるときのクローラ装置の動作フロー図である。It is an operation | movement flowchart of a crawler apparatus when a crawler apparatus gets on a staircase. クローラ装置が斜めから階段へ接近したときの模式図である。It is a schematic diagram when a crawler apparatus approaches the stairs from diagonally. クローラ装置が斜めから階段へ接近したときの動作フロー図である。It is an operation | movement flowchart when a crawler apparatus approaches the stairs from diagonally. クローラ装置が階段の頂部に乗り上げるときのクローラ装置と階段の側面図である。It is a side view of the crawler device and the stairs when the crawler device rides on the top of the stairs. クローラ装置が階段の頂部に乗り上げるとき及び頂部から下降するときのクローラ装置の動作フロー図である。It is an operation | movement flowchart of a crawler apparatus when a crawler apparatus rides on the top of a staircase, and descends from a top. クローラ装置が階段の頂部から下降するときのクローラ装置と階段の側面図である。It is a side view of the crawler device and the stairs when the crawler device descends from the top of the stairs. クローラ装置が階段の頂部から下降する際に斜めから頂部縁へ接近したときの模式図である。It is a mimetic diagram when a crawler device approaches a top edge from an angle when descending from the top of a staircase. クローラ装置が階段の頂部から下降する際に斜めから頂部縁へ接近したときの動作フロー図である。It is an operation | movement flowchart when a crawler apparatus approaches to a top edge from diagonally, when descending from the top part of stairs.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the common part in each figure, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
図4は、本発明のクローラ装置20の説明図である。(A)は、一部断面にして示す平面図であり、(B)は側面図である。また、(C)は、第2クローラ22の前端22aを持ち上げ第2クローラ22を階段接近姿勢(以下、単に階段接近姿勢)にしたときの側面図である。
本発明のクローラ装置20は、カメラ24を備えた装置本体26と、装置本体26の左右一対の無端状の第1クローラ28と、第1クローラ28を回転させる左右一対の第1クローラ用モータ30と、各第1クローラ28の前端28aの横方向側面から直線状に前方に延び第1クローラ28と同期回転する無端状の第2クローラ22と、第1クローラ28に対して第2クローラ22を旋回、すなわち揺動する旋回モータ32と、さらに各第2クローラ22の横方向側面に設けられ回転自在な接触検知クローラ34と、左右其々の接触検知クローラ34の回転を検知し検知信号を出力する左右一対のエンコーダ36と、を備え、接触検知クローラ34は、進行方向において第2クローラ22の前端22aに揃えられた前端34aと、高さ方向において路面と第2クローラ22が接触する接地面22dに揃えられた接地面34dと、第2クローラ22の回転軸22bと平行な回転軸34bと、を有する。また、本発明のクローラ装置20は、第2クローラ22が旋回する角度を検出する第2クローラ旋回角度検出用エンコーダ31を有する。
なお、以下の説明において、クローラ装置20の進行方向に対する前後を単に前後とし、進行方向に対して直交かつ水平な方向を横方向、もしくは単に左右とする。
FIG. 4 is an explanatory diagram of the crawler device 20 of the present invention. (A) is a top view shown by making a partial cross section, (B) is a side view. (C) is a side view when the front end 22a of the second crawler 22 is lifted to bring the second crawler 22 into a stair approaching posture (hereinafter simply referred to as a stair approaching posture).
The crawler device 20 of the present invention includes an apparatus main body 26 provided with a camera 24, a pair of left and right endless first crawlers 28 of the apparatus main body 26, and a pair of left and right first crawler motors 30 that rotate the first crawler 28. And an endless second crawler 22 extending linearly forward from the lateral side surface of the front end 28 a of each first crawler 28 and rotating synchronously with the first crawler 28, and the second crawler 22 with respect to the first crawler 28. Rotation, that is, a swing motor 32 that swings, a contact detection crawler 34 that is provided on the lateral side surface of each second crawler 22 and that rotates freely, and detects the rotation of the left and right contact detection crawlers 34 and outputs detection signals. The contact detection crawler 34 includes a front end 34a aligned with the front end 22a of the second crawler 22 in the traveling direction, and a height direction. There has a road surface and ground plane 34d which is aligned to the ground surface 22d of the second crawler 22 contacts, parallel to the rotation axis 34b and the rotation shaft 22b of the second crawler 22, the by. In addition, the crawler device 20 of the present invention includes a second crawler turning angle detection encoder 31 that detects an angle at which the second crawler 22 turns.
In the following description, the front and rear with respect to the traveling direction of the crawler device 20 are simply referred to as front and rear, and the direction orthogonal and horizontal to the traveling direction is referred to as the lateral direction or simply left and right.
第1クローラ28は、装置本体26の左右に一対取り付けられ、1つの第1クローラ28につき2個以上のスプロケットを有する。また、第1クローラ28は、前端28aのスプロケット(共通スプロケット38)を第2クローラ22と共有する。そして、第1クローラ28のスプロケットの一つを第1クローラ用モータ30が回転させることにより、第1クローラ28が回転し、その回転を、共通スプロケット38を介して第2クローラ22に伝達する。
第1クローラ用モータ30は、左右の第1クローラ28其々に1つずつ設けられていることが好ましい。
A pair of first crawlers 28 are attached to the left and right of the apparatus body 26, and each of the first crawlers 28 has two or more sprockets. Further, the first crawler 28 shares the sprocket (common sprocket 38) at the front end 28 a with the second crawler 22. Then, when the first crawler motor 30 rotates one of the sprockets of the first crawler 28, the first crawler 28 rotates, and the rotation is transmitted to the second crawler 22 via the common sprocket 38.
One first crawler motor 30 is preferably provided for each of the left and right first crawlers 28.
第2クローラ22は、第1クローラ28の横方向側面に設けられ、1つの第1クローラ28につき2個以上のスプロケットを有し、共通スプロケット38により、第1クローラ28と同期して回転する。   The second crawler 22 is provided on the lateral side surface of the first crawler 28, has two or more sprockets per one first crawler 28, and rotates in synchronization with the first crawler 28 by the common sprocket 38.
共通スプロケット38は、第1クローラ28の前端28aと第2クローラ22の後端22cとを連結し、第1クローラ28と第2クローラ22とを同期回転する。   The common sprocket 38 connects the front end 28 a of the first crawler 28 and the rear end 22 c of the second crawler 22, and rotates the first crawler 28 and the second crawler 22 synchronously.
装置本体26は、第1クローラ28を回転させる第1クローラ用モータ30と、左右其々のエンコーダ36から左右其々に出力された各検知信号を入力し検知する搭載コンピュータ40が内蔵されている。また、装置本体26の上部には、遠隔操縦者に画像を送信するカメラ24が設けられている。   The apparatus main body 26 includes a first crawler motor 30 that rotates the first crawler 28 and a mounting computer 40 that receives and detects the detection signals output from the left and right encoders 36 respectively. . In addition, a camera 24 that transmits an image to a remote operator is provided on the upper portion of the apparatus main body 26.
旋回モータ32は、搭載コンピュータ40が出力する信号を入力することにより、もしくは遠隔操縦者の遠隔操作により、後端を中心に第2クローラ22を回転させ(以下、第2クローラ22を持ち上げると表現する)、第1クローラ28に対して第2クローラ22を旋回することができる。旋回モータ32は、装置本体26に内蔵されるのが好ましい。また、階段接近姿勢をとるときの第2クローラ22は、階段44(図5参照)の傾斜より水平に近いことが好ましい。   The turning motor 32 rotates the second crawler 22 around the rear end by inputting a signal output from the onboard computer 40 or by a remote operation by a remote operator (hereinafter expressed as lifting the second crawler 22). The second crawler 22 can be turned with respect to the first crawler 28. The turning motor 32 is preferably built in the apparatus main body 26. Moreover, it is preferable that the 2nd crawler 22 when taking a stair approaching attitude is near horizontal rather than the inclination of the staircase 44 (refer FIG. 5).
第2クローラ旋回角度検出用エンコーダ31は、第2クローラ22が旋回する際に、その角度を検出する。   The second crawler turning angle detection encoder 31 detects the angle when the second crawler 22 turns.
接触検知クローラ34は、第2クローラ22の横方向側面に設けられた回転自在な従輪である。接触検知クローラ34の後端は共通スプロケット38よりも前方に設けられていることが好ましい。しかし、これに限らず、第2クローラ22を持ち上げたときに接触検知クローラ34が路面に接触しなければ、接触検知クローラ34の後端が共通スプロケット38と第2クローラ22の後端との間にあってもよい。
また、第2クローラ22は、各第1クローラ28の横方向外側面に設けられ、接触検知クローラ34は、第2クローラ22の横方向外側面に設けられることが好ましい。しかし、これに限らず、第2クローラ22が第1クローラ28の横方向内側面に設けられ、接触検知クローラ34が第2クローラ22の横方向内側面に設けられていてもよい。
第2クローラ22が第1クローラ28と一直線となり走行する場合、第2クローラ22が路面に接触するとき、接触検知クローラ34も路面と接触し、回転する。一方、旋回モータ32が第2クローラ22を持ち上げている場合、接触検知クローラ34の一部が段差、突起物、傾斜、もしくは階段などの対象物(以下、単に階段44)に接触することにより、接触検知クローラ34が回転し、階段44に接触したことを左右別々に検知する。
The contact detection crawler 34 is a rotatable slave wheel provided on the lateral side surface of the second crawler 22. The rear end of the contact detection crawler 34 is preferably provided in front of the common sprocket 38. However, the present invention is not limited to this, and if the contact detection crawler 34 does not contact the road surface when the second crawler 22 is lifted, the rear end of the contact detection crawler 34 is between the common sprocket 38 and the rear end of the second crawler 22. May be.
The second crawler 22 is preferably provided on the laterally outer surface of each first crawler 28, and the contact detection crawler 34 is preferably provided on the laterally outer surface of the second crawler 22. However, the present invention is not limited thereto, and the second crawler 22 may be provided on the inner side surface of the first crawler 28 and the contact detection crawler 34 may be provided on the inner side surface of the second crawler 22.
When the second crawler 22 travels in a straight line with the first crawler 28, when the second crawler 22 contacts the road surface, the contact detection crawler 34 also contacts the road surface and rotates. On the other hand, when the turning motor 32 lifts the second crawler 22, a part of the contact detection crawler 34 comes into contact with an object such as a step, a protrusion, an inclination, or a staircase (hereinafter simply referred to as a staircase 44). The contact detection crawler 34 rotates and detects that it touches the stairs 44 separately on the left and right.
エンコーダ36は、左右其々の接触検知クローラ34の回転軸34bに取り付けられており、接触検知クローラ34が回転すると、各エンコーダ36から左右別々に検知信号を搭載コンピュータ40へ出力する。   The encoders 36 are attached to the rotation shafts 34b of the left and right contact detection crawlers 34. When the contact detection crawlers 34 rotate, the encoders 36 output detection signals to the mounted computer 40 separately on the left and right sides.
なお、本実施形態は、装置本体26に設けられているクローラは第1クローラ28であるが、第2クローラ22であってもよい。   In the present embodiment, the crawler provided in the apparatus main body 26 is the first crawler 28, but may be the second crawler 22.
次に、本発明のクローラ装置20の駆動方法を説明する。
本発明のクローラ装置20は、接触検知クローラ34が階段44や路面に接触したときに、接触検知クローラ34の回転を検知し、接触検知クローラ34が接触していないときに、接触検知クローラ34の回転停止を検知し、接触検知クローラ34の回転もしくは回転停止を検知したときに第2クローラ22の旋回の開始もしくは停止、または前進もしくは停止する。
以下に、第2クローラ22を持ち上げ第2クローラ22を階段接近姿勢にして第1クローラ28を回転させて前進するときと第2クローラ22を第1クローラ28と一直線にして前進するときとを分けて説明する。
なお、クローラ装置20の駆動方法において、クローラ装置20が斜めから階段44に近づくときと、クローラ装置20が階段44に対して正対して階段44に乗り上げるときとが、第2クローラ22を持ち上げ第2クローラ22を階段接近姿勢にして第1クローラ28を回転させて前進するときに相当する。また、クローラ装置20が階段44の頂部46(以下、単に頂部46)に乗り上げるときと、クローラ装置20が頂部46から下降するときとが、第2クローラ22を第1クローラ28と一直線にして前進するときに相当する。
Next, a driving method of the crawler device 20 of the present invention will be described.
The crawler device 20 of the present invention detects the rotation of the contact detection crawler 34 when the contact detection crawler 34 contacts the stairs 44 or the road surface, and detects the rotation of the contact detection crawler 34 when the contact detection crawler 34 is not in contact. When the rotation stop is detected and the rotation or the rotation stop of the contact detection crawler 34 is detected, the rotation of the second crawler 22 starts or stops, or advances or stops.
In the following, when the second crawler 22 is lifted and the second crawler 22 is moved to the stair approaching posture and the first crawler 28 is rotated to move forward and the second crawler 22 is moved forward with the first crawler 28 in a straight line is divided. I will explain.
In the driving method of the crawler device 20, when the crawler device 20 approaches the stairs 44 obliquely, and when the crawler device 20 rides up the stairs 44 facing the stairs 44, the second crawler 22 is lifted up. This corresponds to a case where the second crawler 22 is moved forward with the first crawler 28 rotated with the crawler 22 approaching the stairs. Further, when the crawler device 20 rides on the top portion 46 (hereinafter simply referred to as the top portion 46) of the stairs 44 and when the crawler device 20 descends from the top portion 46, the second crawler 22 moves forward with the first crawler 28 in a straight line. It corresponds to when.
まず、第2クローラ22を持ち上げ第2クローラ22を階段接近姿勢にして第1クローラ28を回転させて前進するときについて説明する。
第2クローラ22を持ち上げ第2クローラ22を階段接近姿勢にして第1クローラ28を回転させて前進するとき、旋回モータ32は、階段接近姿勢となり、第1クローラ用モータ30は、駆動を継続する。
First, the case where the second crawler 22 is lifted to bring the second crawler 22 into the stair approaching posture and the first crawler 28 is rotated to move forward will be described.
When the second crawler 22 is lifted to move the second crawler 22 to the stair approaching posture and the first crawler 28 is rotated to move forward, the turning motor 32 takes the stair approaching posture, and the first crawler motor 30 continues to drive. .
まず、階段44に対して正対した後に、本発明のクローラ装置20が階段44に乗り上げるときの駆動方法を説明する。
図5は、クローラ装置20が階段44に乗り上げるときのクローラ装置20と階段44の側面図である。(A)はクローラ装置20が階段44へ接近する図、(B)は接触検知クローラ34が階段44に接触したときの図、そして(C)はクローラ装置20が走行した距離である前進距離を計測しながら前進しているときの図である。また、(D)は第2クローラ22を第1クローラ28と一直線にしたときの図であり、(E)はクローラ装置20が一直線のまま前進して階段44を上る図である。
図6は、クローラ装置20が階段44に乗り上げるときのクローラ装置20の動作フロー図である。図6の(A)、(B)、(D)、及び(E)は、図5のそれに対応する。
First, a driving method when the crawler device 20 of the present invention rides on the stairs 44 after facing the stairs 44 will be described.
FIG. 5 is a side view of the crawler device 20 and the stairs 44 when the crawler device 20 rides on the stairs 44. (A) is a view of the crawler device 20 approaching the stairs 44, (B) is a view when the contact detection crawler 34 is in contact with the stairs 44, and (C) is a forward distance that is the distance traveled by the crawler device 20. It is a figure when moving forward while measuring. (D) is a view when the second crawler 22 is aligned with the first crawler 28, and (E) is a view where the crawler device 20 moves forward and goes up the stairs 44 in a straight line.
FIG. 6 is an operation flowchart of the crawler device 20 when the crawler device 20 rides on the stairs 44. (A), (B), (D), and (E) in FIG. 6 correspond to those in FIG.
本発明のクローラ装置20は、第2クローラ22を持ち上げ第2クローラ22を階段接近姿勢にして第1クローラ28を回転させて前進するときに、
(a3)左右双方の接触検知クローラ34の回転を検知したときに接触検知クローラ34の回転数からクローラ装置20が走行した前進距離の計測を開始し閾値Xと前進距離とを比較し、
(a4)前進距離が閾値Xより小さいときに前進を続け、
(a5)前進距離が閾値Xより大きいときに第2クローラ旋回角度検出用エンコーダ31が検出する角度に従って第2クローラ22を第1クローラ28と一直線にする。
When the crawler device 20 of the present invention moves forward by rotating the first crawler 28 by lifting the second crawler 22 and moving the second crawler 22 to the stair approaching posture,
(A3) When the rotation of both the left and right contact detection crawlers 34 is detected, measurement of the advance distance traveled by the crawler device 20 from the number of rotations of the contact detection crawler 34 is started, and the threshold value X is compared with the advance distance.
(A4) Continue to advance when the advance distance is less than the threshold value X,
(A5) The second crawler 22 is aligned with the first crawler 28 according to the angle detected by the second crawler turning angle detection encoder 31 when the advance distance is larger than the threshold value X.
詳しく説明すると、本願のクローラ装置20は、階段44に接近するとき、図4(C)に示すように第2クローラ22を持ち上げた階段接近姿勢で前進する(図5(A)、図6(A))。そのため、この時点では接触検知クローラ34が路面に接地せず、左右双方の接触検知クローラ34は回転しない。言い換えると、搭載コンピュータ40は、接触検知クローラ34の回転を検知したエンコーダ36から出力される検知信号の有無を探知し、検知信号がない場合は第1クローラ用モータ30に第1クローラ28の回転を継続する旨の信号を出力し、階段44に向かって前進を続ける。
クローラ装置20が階段44に正対して接触すると、左右双方の接触検知クローラ34が階段44に当たって回転し、左右其々のエンコーダ36が左右其々の検知信号を搭載コンピュータ40へ出力する(図5(B)、図6(B))。
そして、図6(B)に示すように、搭載コンピュータ40が左右双方のエンコーダ36からの検知信号を検知したときに、エンコーダ36が計測した接触検知クローラ34の回転数から、クローラ装置20の走行距離(以下、前進距離)の計測を開始し、予め設定した閾値Xと前進距離とを比較する(a3)。前進距離が閾値Xよりも小さい場合、クローラ装置20は前進し続ける(a4)。搭載コンピュータ40が、閾値Xより前進距離が大きいことを検知すると、第2クローラ22を第1クローラ28と一直線にする旨の信号を、旋回モータ32へ出力する(図5(D)、図6(D)、(a5))。そして、第1クローラ28と第2クローラ22が一直線となったまま、階段44を前進する(図5(E)、図6(E))。
More specifically, when the crawler device 20 of the present application approaches the staircase 44, the crawler device 20 moves forward in a staircase approaching posture in which the second crawler 22 is lifted as shown in FIG. 4C (FIGS. 5A and 6C). A)). Therefore, at this time, the contact detection crawler 34 does not contact the road surface, and both the left and right contact detection crawlers 34 do not rotate. In other words, the on-board computer 40 detects the presence or absence of a detection signal output from the encoder 36 that has detected the rotation of the contact detection crawler 34, and if there is no detection signal, the first crawler motor 30 rotates the first crawler 28. Is output to continue to advance toward the stairs 44.
When the crawler device 20 directly contacts the staircase 44, both the left and right contact detection crawlers 34 hit the staircase 44 and rotate, and the left and right encoders 36 output left and right detection signals to the onboard computer 40 (FIG. 5). (B), FIG. 6 (B)).
Then, as shown in FIG. 6B, when the on-board computer 40 detects the detection signals from both the left and right encoders 36, the crawler device 20 travels from the rotation speed of the contact detection crawler 34 measured by the encoder 36. Measurement of the distance (hereinafter referred to as advance distance) is started, and a preset threshold value X is compared with the advance distance (a3). When the advance distance is smaller than the threshold value X, the crawler device 20 continues to advance (a4). When the on-board computer 40 detects that the advance distance is greater than the threshold value X, a signal indicating that the second crawler 22 is aligned with the first crawler 28 is output to the turning motor 32 (FIGS. 5D and 6). (D), (a5)). Then, the first crawler 28 and the second crawler 22 move forward on the stairs 44 while being in a straight line (FIGS. 5E and 6E).
なお、閾値Xとは、階段44に乗り上げてから、第2クローラ22と第1クローラ28とを一直線にするまでにクローラ装置20が走行するべき距離を予め設定した設定値である。   The threshold value X is a preset value that sets in advance the distance that the crawler device 20 should travel after the stairs 44 is climbed until the second crawler 22 and the first crawler 28 are aligned.
これにより、搭載コンピュータ40が第1クローラ28と第2クローラ22とを一直線にするタイミングを判断するため、遠隔操縦者がカメラ映像から判断せずにすむ。したがって、経験の浅い遠隔操縦者でも、容易にクローラ装置20を階段44へ乗り上げさせることができる。
また、姿勢センサのような、高価な検出装置をクローラ装置20に搭載する必要がないため、クローラ装置20の製造コストを安くすることができる。さらに、姿勢センサが必要ないので、第1クローラ28を装置本体26に取り付けることができる。
Thereby, since the onboard computer 40 determines the timing when the first crawler 28 and the second crawler 22 are aligned, it is not necessary for the remote operator to determine from the camera image. Therefore, even an inexperienced remote operator can easily ride the crawler device 20 onto the stairs 44.
In addition, since it is not necessary to mount an expensive detection device such as a posture sensor on the crawler device 20, the manufacturing cost of the crawler device 20 can be reduced. Further, since no attitude sensor is required, the first crawler 28 can be attached to the apparatus main body 26.
次に、本発明のクローラ装置20が斜めから階段44に近づくときの駆動方法を説明する。
図7は、クローラ装置20が斜めから階段44へ接近したときの模式図である。(A)はクローラ装置20が斜めから階段44へ接近する図であり、(B)は、接触検知クローラ34が階段44に接触したときの図である。また、(C)は、クローラ装置20が階段44に対して正対したときの図である。
図8は、クローラ装置20が斜めから階段44へ接近したときの動作フロー図である。図8の(A)〜(C)は、図7のそれに対応する。
図7は、クローラ装置20が階段44の左側から斜めに接近した場合を例にしている。
本発明のクローラ装置20は、斜めから階段44に近づくとき、
(a3)の前に、
(a1)一方の接触検知クローラ34の回転を検知し他方の接触検知クローラ34の回転を検知しないときに一方の第1クローラ28の回転を停止し、他方の第1クローラ28を回転させ続け、
(a2)他方の接触検知クローラ34の回転を検知したときに一方の第1クローラ28の回転を開始し前進する。
Next, a driving method when the crawler device 20 of the present invention approaches the stairs 44 from an oblique direction will be described.
FIG. 7 is a schematic diagram when the crawler device 20 approaches the stairs 44 from an oblique direction. (A) is a view when the crawler device 20 approaches the stairs 44 from an oblique direction, and (B) is a view when the contact detection crawler 34 contacts the stairs 44. Further, (C) is a diagram when the crawler device 20 faces the staircase 44 directly.
FIG. 8 is an operation flowchart when the crawler device 20 approaches the stairs 44 from an oblique direction. 8A to 8C correspond to that of FIG.
FIG. 7 illustrates an example in which the crawler device 20 approaches obliquely from the left side of the stairs 44.
When the crawler device 20 of the present invention approaches the stairs 44 from an oblique direction,
Before (a3)
(A1) When the rotation of one contact detection crawler 34 is detected and the rotation of the other contact detection crawler 34 is not detected, the rotation of one first crawler 28 is stopped and the other first crawler 28 is continuously rotated.
(A2) When the rotation of the other contact detection crawler 34 is detected, the rotation of one of the first crawlers 28 starts and moves forward.
詳しく説明すると、本願のクローラ装置20は、図7(A)のように、斜めから階段44に近づくとき、旋回モータ32を駆動し、階段接近姿勢で階段44向かって前進する(a1)。詳しい動作は、クローラ装置20が階段44に乗り上げるときと同様である。
一方(左側)の接触検知クローラ34が階段44に当たり回転すると、一方(左側)のエンコーダ36がその回転を検知して検知信号を搭載コンピュータ40に出力する(図7(B))。
そして、図8(B)に示すように、一方のエンコーダ36からの検知信号を検知し、他方のエンコーダ36からの検知信号を検知しないときに、回転を停止する旨の信号を一方の第1クローラ用モータ30へ出力し、接触検知クローラ34の回転を検知した側の第1クローラ28の旋回、すなわちクローラ装置20を走行させるための第1クローラ28の回転を止め、他方のエンコーダ36からの検知信号を検知するまで他方の第1クローラ用モータ30を回転させる。それにより、他方(右側)の第1クローラ28のみが回転することとなり、クローラ装置20が信地旋回する(a1)。
その後、搭載コンピュータ40は他方(右側)のエンコーダ36から出力される検知信号の有無を探知し、検知信号がない場合は信地旋回を継続する(a1)。そして、他方(右側)からの検知信号を検知したときに、左右双方の接触検知クローラ34の回転を検知したと判断して(a2)、一方(左側)の第1クローラ28の回転を開始することにより、信地旋回を停止し、前進する(a3)。なお、他方(右側)からの検知信号を検知したときに、他方(右側)の第1クローラ用モータ30を停止させる旨の信号を出力し、信地旋回を停止しても良い(図8(C))。
これにより、本発明のクローラ装置20は、接触検知クローラ34とエンコーダ36という機械的な機構だけで階段44に対して容易に正対することができ、安全に階段44を上り始めることができる。
なお、信地旋回とは、左右のクローラのうち、一方のクローラの旋回を止め、他方のクローラのみを旋回させることをいう。
Specifically, as shown in FIG. 7A, the crawler device 20 of the present application drives the turning motor 32 and moves forward toward the stairs 44 in a stair approaching posture (a1) when approaching the stairs 44 from an oblique direction. The detailed operation is the same as when the crawler device 20 rides on the stairs 44.
When one (left side) contact detection crawler 34 hits the staircase 44 and rotates, one (left side) encoder 36 detects the rotation and outputs a detection signal to the on-board computer 40 (FIG. 7B).
Then, as shown in FIG. 8B, when the detection signal from one encoder 36 is detected and the detection signal from the other encoder 36 is not detected, a signal to stop the rotation is sent to one of the first signals. Output to the crawler motor 30 and the rotation of the first crawler 28 on the side where the rotation of the contact detection crawler 34 is detected, that is, the rotation of the first crawler 28 for running the crawler device 20 is stopped. The other first crawler motor 30 is rotated until the detection signal is detected. As a result, only the other (right) first crawler 28 is rotated, and the crawler device 20 is pivoted (a1).
Thereafter, the on-board computer 40 detects the presence or absence of a detection signal output from the other (right side) encoder 36, and if there is no detection signal, continues the belief turn (a1). When the detection signal from the other (right side) is detected, it is determined that the rotation of both the left and right contact detection crawlers 34 has been detected (a2), and the rotation of the first (left side) first crawler 28 is started. As a result, the turning of the belief is stopped and the vehicle moves forward (a3). When a detection signal from the other (right side) is detected, a signal indicating that the other (right side) first crawler motor 30 is stopped may be output to stop the pivoting (see FIG. 8 ( C)).
Thus, the crawler device 20 of the present invention can easily face the staircase 44 only by the mechanical mechanism of the contact detection crawler 34 and the encoder 36, and can safely start climbing the staircase 44.
Note that the pivoting of the pivot means stopping one of the left and right crawlers and turning only the other crawler.
次に、第2クローラ22を第1クローラ28と一直線にして前進するときについて説明する。
第2クローラ22を第1クローラ28と一直線にして前進するとき、旋回モータ32は、第2クローラ22を第1クローラ28と一直線にし、第1クローラ用モータ30は駆動を継続する。
そして、本発明のクローラ装置20は、
(b3)接触検知クローラ34の回転を検知するときに前進を継続し、
(b4)接触検知クローラ34の回転の停止を検知したときに左右双方の第1クローラ28を回転させて一定の距離L1を前進し、その後第2クローラ22の下方旋回を開始し、
(b5)接触検知クローラ34の回転を検知しないときに第2クローラ22の下方旋回を継続し、
(b6)接触検知クローラ34の回転を検知したときに第2クローラ22の下方旋回を停止し左右双方の第1クローラ28を回転させて前進し接触検知クローラ34の回転数からクローラ装置20が走行した前進距離の計測を開始し閾値Yと前進距離とを比較し、
(b7)前進距離が閾値Yより小さいときに前進を続け、
(b8)前進距離が閾値Yより大きいときに第2クローラ22を第1クローラ28と一直線にする。
Next, the case where the second crawler 22 moves forward with the first crawler 28 in a straight line will be described.
When the second crawler 22 moves forward in line with the first crawler 28, the turning motor 32 makes the second crawler 22 in line with the first crawler 28, and the first crawler motor 30 continues to drive.
And the crawler device 20 of the present invention comprises:
(B3) Continue to advance when detecting the rotation of the contact detection crawler 34;
(B4) When the stop of the rotation of the contact detection crawler 34 is detected, the left and right first crawlers 28 are rotated to move forward by a certain distance L1, and then the second crawler 22 starts to turn downward.
(B5) When the rotation of the contact detection crawler 34 is not detected, the second crawler 22 continues to turn downward,
(B6) When the rotation of the contact detection crawler 34 is detected, the second crawler 22 stops turning downward, rotates both the left and right first crawlers 28 and moves forward, and the crawler device 20 travels from the number of rotations of the contact detection crawler 34. Start the forward distance measurement, compare the threshold Y with the forward distance,
(B7) Continue to advance when the advance distance is less than the threshold Y,
(B8) The second crawler 22 is aligned with the first crawler 28 when the advance distance is larger than the threshold Y.
まず、本発明のクローラ装置20が頂部46に乗り上げるときの駆動方法について、詳しく説明する。
図9は、クローラ装置20が階段44の頂部46に乗り上げるときのクローラ装置20と階段44の側面図である。(A)は接触検知クローラ34の回転停止を検知したときの図であり、(B)は(A)から一定の距離L1を前進したときの図である。また、(C)は第2クローラ22を下方へ旋回した図であり、(D)は(C)から閾値Yと比較しながら前進距離を前進したときの図である。さらに、(E)は第2クローラ22を第1クローラ28と一直線にした図である。
図10は、クローラ装置20が階段44の頂部46に乗り上げるとき及び頂部46から下降するときのクローラ装置20の動作フロー図である。図10の(A)〜(E)は、図9のそれに対応する。
First, the driving method when the crawler device 20 of the present invention rides on the top 46 will be described in detail.
FIG. 9 is a side view of the crawler device 20 and the stairs 44 when the crawler device 20 rides on the top 46 of the stairs 44. (A) is a figure when the rotation stop of the contact detection crawler 34 is detected, (B) is a figure when moving forward the fixed distance L1 from (A). Further, (C) is a diagram in which the second crawler 22 is turned downward, and (D) is a diagram when the advance distance is advanced while comparing with the threshold value Y from (C). Further, (E) is a diagram in which the second crawler 22 is aligned with the first crawler 28.
FIG. 10 is an operation flowchart of the crawler device 20 when the crawler device 20 rides on the top 46 of the staircase 44 and descends from the top 46. 10A to 10E correspond to that of FIG.
本願のクローラ装置20は、上述したように、第1クローラ28と第2クローラ22が一直線となったまま前進し、頂部46に接近する。その間、搭載コンピュータ40は、エンコーダ36から出力される検知信号の有無を探知し、左右双方のエンコーダ36からの検知信号がある場合は、頂部46に向かって前進を続ける(b3)。
接触検知クローラ34の後端が頂部46の縁(以下、頂部縁48)から離れると、接触検知クローラ34の回転が停止し、エンコーダ36からの検知信号の出力が停止する。
左右双方のエンコーダ36からの検知信号の検知が停止したことから接触検知クローラ34の回転停止を検知すると(図9(A)、図10(A))、搭載コンピュータ40は、一定の距離L1を前進する旨の信号を第1クローラ用モータ30へ出力し(図9(B)、図10(B))、一定の距離L1を前進した後、第1クローラ用モータ30を停止させ、第2クローラ22を下方へ旋回させる旨の信号を旋回モータ32へ出力する(図9(C)、図10(C)、(b4))。
第2クローラ22を下方に旋回させる間、搭載コンピュータ40は検知信号の探知を続け、検知信号がない場合は、第2クローラ22を下方へ旋回し続ける(b5)。
接触検知クローラ34が頂部46に接触して回転すると、エンコーダ36が出力した検知信号を搭載コンピュータ40が検知する。そして、検知信号を検知したときに、搭載コンピュータ40が第2クローラ22の下方旋回を停止する旨の信号を旋回モータ32へ出力し(図9(C)、図10(C))、第1クローラ28を回転させ前進する(図9(D)、図10(D)、(b6))。そして、搭載コンピュータ40は、エンコーダ36が計測した接触検知クローラ34の回転数から、クローラ装置20の前進距離の計測を開始し、予め設定した閾値Yと前進距離とを比較する(b6)。
前進距離が閾値Yよりも小さい場合、クローラ装置20は前進し続ける(図9(D)、図10(D)、(b7))。
搭載コンピュータ40が、閾値Yより前進距離が大きいことを検知すると、第2クローラ22を第1クローラ28と一直線にする旨の信号を旋回モータ32へ出力する(図9(E)、図10(E)、(b8))。
なお、閾値Yとは、接触検知クローラ34の回転を検知してから、頂部46に乗り上げ、第2クローラ22と第1クローラ28とを一直線にするタイミングまでにクローラ装置20が走行する距離を、予め設定した設定値である。閾値Yは、クローラ装置20の重心49が頂部縁48を越えるまでの距離より大きいことが好ましい。
これにより、第1クローラ28と第2クローラ22とを一直線にするタイミングを、搭載コンピュータ40が判断するため、遠隔操縦者がカメラ映像から判断せずにすむ。したがって、経験の浅い遠隔操縦者でも、容易にクローラ装置20を階段44へ乗り上げさせることができる。
As described above, the crawler device 20 of the present application advances while the first crawler 28 and the second crawler 22 are in a straight line, and approaches the top 46. Meanwhile, the on-board computer 40 detects the presence / absence of a detection signal output from the encoder 36, and if there is a detection signal from both the left and right encoders 36, it continues to advance toward the top 46 (b3).
When the rear end of the contact detection crawler 34 moves away from the edge of the top 46 (hereinafter, the top edge 48), the rotation of the contact detection crawler 34 stops and the output of the detection signal from the encoder 36 stops.
When the detection of the detection signals from both the left and right encoders 36 is stopped, when the rotation stop of the contact detection crawler 34 is detected (FIGS. 9A and 10A), the on-board computer 40 sets a certain distance L1. A signal to advance is output to the first crawler motor 30 (FIG. 9B, FIG. 10B), and after moving forward a certain distance L1, the first crawler motor 30 is stopped and second A signal for turning the crawler 22 downward is output to the turning motor 32 (FIGS. 9C, 10C, and b4).
While the second crawler 22 is swung downward, the onboard computer 40 continues to detect the detection signal. When there is no detection signal, the onboard computer 40 continues to swivel the second crawler 22 downward (b5).
When the contact detection crawler 34 rotates in contact with the top 46, the onboard computer 40 detects the detection signal output from the encoder 36. When the detection signal is detected, the onboard computer 40 outputs a signal to the turning motor 32 to stop the downward turning of the second crawler 22 (FIGS. 9C and 10C), and the first The crawler 28 is rotated to move forward (FIG. 9D, FIG. 10D, (b6)). Then, the on-board computer 40 starts measuring the advance distance of the crawler device 20 from the rotation speed of the contact detection crawler 34 measured by the encoder 36, and compares the preset threshold value Y with the advance distance (b6).
When the advance distance is smaller than the threshold value Y, the crawler device 20 continues to advance (FIG. 9D, FIG. 10D, and b7).
When the mounted computer 40 detects that the advance distance is greater than the threshold Y, it outputs a signal to the turning motor 32 to align the second crawler 22 with the first crawler 28 (FIG. 9E, FIG. 10). E), (b8)).
Note that the threshold Y is a distance traveled by the crawler device 20 from the time when the rotation of the contact detection crawler 34 is detected, to the top 46 and until the second crawler 22 and the first crawler 28 are aligned. This is a preset value. The threshold Y is preferably larger than the distance until the center of gravity 49 of the crawler device 20 exceeds the top edge 48.
Thereby, since the onboard computer 40 determines the timing when the first crawler 28 and the second crawler 22 are aligned, it is not necessary for the remote operator to determine from the camera image. Therefore, even an inexperienced remote operator can easily ride the crawler device 20 onto the stairs 44.
次に、本発明のクローラ装置20が階段44の頂部46から下降するときの駆動方法を説明する。
図11は、クローラ装置20が階段44の頂部46から下降するときのクローラ装置20と階段44の側面図である。(A)は接触検知クローラ34の回転停止を検知したときの図であり、(B)は(A)から一定の距離L2を前進したときの図である。また、(C)は第2クローラ22を下方へ旋回した図であり、(D)は(C)から閾値Zと比較しながら前進距離を前進したときの図である。さらに、(E)は第2クローラ22を第1クローラ28と一直線にした図である。
なお、階段44の頂部46から下降するときのクローラ装置20の動作フロー図は、クローラ装置20が頂部46に乗り上げるときと同様であるため、図10を使用して動作フローを説明する。
Next, a driving method when the crawler device 20 of the present invention descends from the top 46 of the staircase 44 will be described.
FIG. 11 is a side view of the crawler device 20 and the stairs 44 when the crawler device 20 descends from the top 46 of the stairs 44. (A) is a figure when the rotation stop of the contact detection crawler 34 is detected, and (B) is a figure when moving forward a fixed distance L2 from (A). Further, (C) is a diagram in which the second crawler 22 is turned downward, and (D) is a diagram when the advance distance is advanced while comparing with the threshold value Z from (C). Further, (E) is a diagram in which the second crawler 22 is aligned with the first crawler 28.
In addition, since the operation | movement flowchart of the crawler apparatus 20 when descend | falling from the top part 46 of the staircase 44 is the same as that when the crawler apparatus 20 rides on the top part 46, an operation | movement flow is demonstrated using FIG.
階段44の頂部46から下降する際、本願のクローラ装置20は、第1クローラ28と第2クローラ22が一直線となったまま前進し、頂部縁48に接近する。その間、搭載コンピュータ40は、エンコーダ36からの検知信号の有無を探知する。そして、左右双方のエンコーダ36からの検知信号がある場合は、頂部縁48に向かって前進を続ける(b3)。
左右双方の接触検知クローラ34の後端が頂部縁48から離れ、接触検知クローラ34の回転が停止すると、左右双方のエンコーダ36からの検知信号の出力が停止する。左右双方の検知信号の検知停止から両側の接触検知クローラ34の回転停止を検知すると(図11(A)、図10(A))、搭載コンピュータ40は、第1クローラ28を回転させ一定の距離L2を前進する旨の信号を第1クローラ用モータ30へ出力し(図11(B)、図10(B))、一定の距離L2を前進した後に第2クローラ22を下方へ旋回させるための信号を旋回モータ32に出力する(図11(C)、図10(C)、(b4))。
なお、第2クローラ22を下方へ旋回させるための信号を出力した時点で、クローラ装置20の重心49が頂部46上にある必要がある。そのため、この一定の距離L2とは、接触検知クローラ34が路面と接触する面34d(以下、接地面)の後端から第2クローラ22の接地面22dの後端までの距離より長く、接触検知クローラ34の接地面34dの後端からクローラ装置20の重心49までの進行方向の距離よりも短いことが好ましい。
When descending from the top 46 of the stairs 44, the crawler device 20 of the present application moves forward with the first crawler 28 and the second crawler 22 in a straight line and approaches the top edge 48. Meanwhile, the on-board computer 40 detects the presence / absence of a detection signal from the encoder 36. When there are detection signals from both the left and right encoders 36, the forward movement is continued toward the top edge 48 (b3).
When the rear ends of both the left and right contact detection crawlers 34 are separated from the top edge 48 and the rotation of the contact detection crawler 34 is stopped, the output of detection signals from both the left and right encoders 36 is stopped. When the rotation detection of the contact detection crawlers 34 on both sides is detected from the detection stop of both the left and right detection signals (FIGS. 11A and 10A), the on-board computer 40 rotates the first crawler 28 to a certain distance. A signal for advancing L2 is output to the first crawler motor 30 (FIG. 11B, FIG. 10B), and the second crawler 22 is turned downward after moving forward a certain distance L2. A signal is output to the turning motor 32 (FIG. 11 (C), FIG. 10 (C), (b4)).
It should be noted that the center of gravity 49 of the crawler device 20 needs to be on the top 46 when a signal for turning the second crawler 22 downward is output. Therefore, the constant distance L2 is longer than the distance from the rear end of the surface 34d (hereinafter referred to as the ground contact surface) where the contact detection crawler 34 contacts the road surface to the rear end of the ground contact surface 22d of the second crawler 22, The distance in the traveling direction from the rear end of the ground contact surface 34d of the crawler 34 to the center of gravity 49 of the crawler device 20 is preferably shorter.
第2クローラ22を下方に旋回させる間、搭載コンピュータ40は検知信号の探知を続け、検知信号がない場合は、第2クローラ22を下方へ旋回し続ける(b5)。
接触検知クローラ34が階段44の縁に接触して回転すると、検知信号が出力される。搭載コンピュータ40が検知信号を検知すると、第2クローラ22の下方旋回を停止させるための信号を旋回モータ32に出力し(図11(C)、図10(C)、(b6))、エンコーダ36が計測した接触検知クローラ34の回転数から、前進距離の計測を開始し、予め設定した閾値Zと前進距離とを比較する(b6)。
前進距離が閾値Zよりも小さい場合、クローラ装置20は前進し続ける(b7)。
前進距離が閾値Zより大きいときに第2クローラ22を第1クローラ28と一直線にする旨の信号を旋回モータ32へ出力する(図11(E)、図10(E)、(b8))。
While the second crawler 22 is swung downward, the onboard computer 40 continues to detect the detection signal. When there is no detection signal, the onboard computer 40 continues to swivel the second crawler 22 downward (b5).
When the contact detection crawler 34 rotates in contact with the edge of the staircase 44, a detection signal is output. When the mounted computer 40 detects the detection signal, it outputs a signal for stopping the second crawler 22 from turning downward to the turning motor 32 (FIGS. 11C, 10C and 10B6), and the encoder 36. Measurement of the advance distance is started from the rotation number of the contact detection crawler 34 measured by (1), and a preset threshold value Z is compared with the advance distance (b6).
When the advance distance is smaller than the threshold value Z, the crawler device 20 continues to advance (b7).
When the advance distance is greater than the threshold value Z, a signal indicating that the second crawler 22 is aligned with the first crawler 28 is output to the turning motor 32 (FIGS. 11E, 10E, and b8).
なお、閾値Zとは、接触検知クローラ34の回転を検知してから、クローラ装置20の重心49が頂部縁48を越え、第2クローラ22と第1クローラ28とを一直線にするタイミングまでに、クローラ装置20が走行する距離を、予め設定した設定値である。   Note that the threshold Z is from the time when the rotation of the contact detection crawler 34 is detected to the time when the center of gravity 49 of the crawler device 20 exceeds the top edge 48 and the second crawler 22 and the first crawler 28 are aligned. The distance traveled by the crawler device 20 is a preset value.
これにより、第1クローラ28と第2クローラ22とを一直線にするタイミングは、搭載コンピュータ40が判断するため、遠隔操縦者がカメラ映像から判断しなくてすむ。したがって、経験の浅い遠隔操縦者でも、容易にクローラ装置20を頂部46から下降することができる。
また、搭載コンピュータ40が、接触検知クローラ34が階段44に接触したことを検知し、第2クローラ22の下方旋回を止めるので、様々な傾斜の階段44に対して、対応することができる。
Thereby, since the onboard computer 40 determines the timing at which the first crawler 28 and the second crawler 22 are aligned, the remote operator does not need to determine from the camera image. Therefore, even an inexperienced remote pilot can easily lower the crawler device 20 from the top 46.
Moreover, since the mounting computer 40 detects that the contact detection crawler 34 has contacted the stairs 44 and stops the second crawler 22 from turning downward, it can cope with the stairs 44 having various inclinations.
次に、本発明のクローラ装置20が頂部46から下降する際に斜めから階段44の頂部縁48に近づくときの駆動方法を説明する。
図12は、クローラ装置20が階段44の頂部46から下降する際に斜めから頂部縁48へ接近したときの模式図である。(A)はクローラ装置20が斜めから頂部縁48へ接近する図であり、(B)は、一方の接触検知クローラ34が頂部縁48から離れたときの図である。また、(C)は、クローラ装置20が頂部縁48に対して正対したときの図である。
図13は、クローラ装置20が階段44の頂部46から下降する際に斜めから頂部縁48へ接近したときの動作フロー図である。図13の(A)〜(C)は、図12のそれに対応する。
図12において、クローラ装置20が階段44の左側から斜めに接近した場合を例にして説明する。
本発明のクローラ装置20が頂部46から下降するときに頂部縁48に斜めから近づくときは、
(b3)の前に、
(b1)一方の接触検知クローラ34の回転の停止を検知し他方の接触検知クローラ34の回転の停止を検知しないときに一方の第1クローラ28の回転を停止し、他方の第1クローラ28を回転させ続け、
(b2)他方の接触検知クローラ34の回転の停止を検知したときに一方の第1クローラ28の回転を開始し前進する。
Next, a driving method when the crawler device 20 of the present invention approaches the top edge 48 of the stairs 44 from an oblique direction when descending from the top 46 will be described.
FIG. 12 is a schematic view when the crawler device 20 approaches the top edge 48 obliquely when descending from the top 46 of the stairs 44. (A) is a view in which the crawler device 20 approaches the top edge 48 from an oblique direction, and (B) is a view when one contact detection crawler 34 is separated from the top edge 48. (C) is a view when the crawler device 20 faces the top edge 48.
FIG. 13 is an operation flow diagram when the crawler device 20 descends from the top 46 of the stairs 44 and approaches the top edge 48 obliquely. 13A to 13C correspond to that of FIG.
In FIG. 12, a case where the crawler device 20 approaches obliquely from the left side of the stairs 44 will be described as an example.
When the crawler device 20 of the present invention approaches the top edge 48 obliquely when descending from the top 46,
Before (b3)
(B1) When the stop of the rotation of one contact detection crawler 34 is detected and the stop of the rotation of the other contact detection crawler 34 is not detected, the rotation of one of the first crawlers 28 is stopped, and the other first crawler 28 is moved. Keep rotating,
(B2) When the stop of the rotation of the other contact detection crawler 34 is detected, the rotation of one of the first crawlers 28 starts and moves forward.
詳しく説明すると、本願のクローラ装置20は、頂部46から下降する際に、斜めから頂部縁48に近づくとき、図12(A)のように、旋回モータ32を駆動し、第2クローラ22を第1クローラ28と一直線にして頂部縁48へ向かって前進する。
一方(左側)の接触検知クローラ34が頂部縁48から離れると、回転を停止し、一方(左側)のエンコーダ36から出力される検知信号が停止する(図12(B))。
図13(B)に示すように、搭載コンピュータ40が一方(左側)のエンコーダ36からの検知信号の検知が停止し他方のエンコーダ36からの検知信号を検知すると、回転を停止する旨の信号を一方(左側)の第1クローラ用モータ30に出力し、他方のエンコーダ36からの検知信号の検知が停止するまで他方の第1クローラ用モータ30を回転させる。それにより、他方(右側)の第1クローラ28のみが回転することとなり、クローラ装置20が信地旋回する(b1)。
その後、搭載コンピュータ40は他方(右側)のエンコーダ36から出力される検知信号の有無を判断し、他方からの検知信号がある場合は信地旋回を継続し(b1)、他方からの検知信号の停止を検知したときに、一方(左側)の第1クローラ28の回転を開始して信地旋回を停止し、前進する(b2)。
なお、他方(右側)のエンコーダ36から出力された検知信号の停止を検知したときに、他方の第1クローラ28の旋回を停止することにより信地旋回を停止しても良い(図13(C))。
これにより、クローラ装置20は、接触検知クローラ34とエンコーダ36という機械的な機構を使用することにより、階段44に対して容易に正対することができ、安全に階段44を下り始めることができる。
More specifically, when the crawler device 20 of the present application descends from the top portion 46, when approaching the top edge 48 from an oblique direction, the crawler device 20 drives the second crawler 22 as shown in FIG. Advance toward top edge 48 in line with one crawler 28.
When one (left side) contact detection crawler 34 moves away from the top edge 48, the rotation stops and the detection signal output from one (left side) encoder 36 stops (FIG. 12B).
As shown in FIG. 13B, when the on-board computer 40 stops detecting the detection signal from one (left side) encoder 36 and detects the detection signal from the other encoder 36, a signal to stop the rotation is sent. It outputs to one (left side) first crawler motor 30 and the other first crawler motor 30 is rotated until detection of the detection signal from the other encoder 36 stops. Thereby, only the other (right side) first crawler 28 is rotated, and the crawler device 20 is pivoted (b1).
Thereafter, the on-board computer 40 determines the presence or absence of a detection signal output from the other (right side) encoder 36, and if there is a detection signal from the other, continues the pivot (b1), and detects the detection signal from the other. When the stop is detected, the rotation of one (left side) of the first crawler 28 is started to stop the pivoting of the belief and move forward (b2).
When the stop of the detection signal output from the other (right side) encoder 36 is detected, the turning of the first crawler 28 may be stopped to stop the turning of the signal (FIG. 13C )).
Accordingly, the crawler device 20 can easily face the staircase 44 by using the mechanical mechanism of the contact detection crawler 34 and the encoder 36, and can safely start to descend the staircase 44.
なお、本実施形態では、検知信号から搭載コンピュータ40が判断し、信号を出力するが、遠隔操縦者が判断してクローラ装置20を操縦してもよい。すなわち、搭載コンピュータ40は入力した検知信号を遠隔操縦者に送信し、遠隔操縦者がその送信された情報に基づいて判断してクローラ装置20を操縦しても良い。   In the present embodiment, the onboard computer 40 determines from the detection signal and outputs the signal, but the crawler device 20 may be operated by the remote operator. That is, the onboard computer 40 may transmit the input detection signal to the remote pilot, and the remote pilot may control the crawler device 20 based on the transmitted information.
上述した本発明のクローラ装置20及びその駆動方法によれば、第2クローラ22の前端22aや接地面22dが段差や階段等の対象物に接触した場合に、接触検知クローラ34の前端34aや接地面34dが対象物に接触して回転するので、エンコーダ36が接触検知クローラ34の回転を検知することにより、第2クローラ22の接触を検知できる。
また、階段44を昇降するときに、第2クローラ22が階段44の縁で滑った場合でも、接触検知クローラ34が階段44の縁との摩擦により回転するため、階段44を昇降する際の前進距離を、接触検知クローラ34の回転数から正確に求めることができる。したがって、装置本体26の姿勢角を測定するために姿勢センサを設けなくても、前進距離から階段44に乗り上げた後の第2クローラ22と第1クローラ28とを一直線にするタイミングを、遠隔操縦者が容易に判断することができる。
さらに、姿勢センサを設ける必要がないため、製造コストを安くすることができ、また、装置本体26を第1クローラ28に取り付けることができる。
According to the crawler device 20 and the driving method thereof of the present invention described above, when the front end 22a of the second crawler 22 and the ground contact surface 22d come into contact with an object such as a step or a staircase, the front end 34a of the contact detection crawler 34 Since the ground 34d rotates in contact with the object, the encoder 36 can detect the contact of the second crawler 22 by detecting the rotation of the contact detection crawler 34.
Further, even when the second crawler 22 slips on the edge of the stairs 44 when moving up and down the stairs 44, the contact detection crawler 34 rotates due to friction with the edge of the stairs 44. The distance can be accurately obtained from the number of rotations of the contact detection crawler 34. Therefore, even if no attitude sensor is provided to measure the attitude angle of the apparatus main body 26, the timing for aligning the second crawler 22 and the first crawler 28 after climbing the stairs 44 from the advance distance is controlled by remote control. Can easily be judged.
Furthermore, since there is no need to provide an attitude sensor, the manufacturing cost can be reduced, and the apparatus main body 26 can be attached to the first crawler 28.
また、接触検知クローラ34とエンコーダ36が、左右の第2クローラ22に其々設けられているので、クローラ装置20が斜めから階段44に近づいた場合、前方の接触検知クローラ34が、後方の接触検知クローラ34より先に階段44に接触したことを検知し、同様に、階段44の頂部縁48にクローラ装置20が斜めから近づいた場合、前方の接触検知クローラ34が、後方の接触検知クローラ34より先に接触検知クローラ34が頂部縁48から離れたことを検知する。それにより、遠隔操縦者は、検知していない方の接触検知クローラ34が付随する後方の第1クローラ28のみを駆動し、信地旋回することにより、測距センサやカメラ映像の画像処理を使用せずに、クローラ装置20を階段44もしくは頂部縁48に対して正対することができる。また、測距センサやカメラ映像の画像処理などの高価な処理を必要としないので、製造コストを安くすることができる。   In addition, since the contact detection crawler 34 and the encoder 36 are provided in the left and right second crawlers 22 respectively, when the crawler device 20 approaches the stairs 44 from an oblique direction, the front contact detection crawler 34 is in contact with the rear. Similarly, when the crawler device 20 is detected to have come into contact with the top edge 48 of the staircase 44 from an oblique direction, it is detected that the front contact detection crawler 34 is the rear contact detection crawler 34. It is detected that the contact detection crawler 34 has moved away from the top edge 48 earlier. As a result, the remote pilot uses only the first crawler 28 that is behind the contact detection crawler 34 that is not detected, and uses the distance sensor and the image processing of the camera video by turning the ground. Instead, the crawler device 20 can be directly opposed to the staircase 44 or the top edge 48. Further, since expensive processing such as distance measurement sensor and image processing of camera video is not required, the manufacturing cost can be reduced.
また、クローラ装置20が階段44の頂部46に上がるときや頂部46から階段44を下降するときには、接触検知クローラ34の回転停止を検知することによって、接触検知クローラ34の後端が階段44の頂部縁48から離れたときを検知できる。それにより、測距センサを設けなくても、遠隔操縦者は第2クローラ22を下方へ旋回させるタイミングを容易に判断することができる。
さらに、接触検知クローラ34は回転自在な従輪であり、第2クローラ22の接触を感度良く検知することができるため、第2クローラ22を下方へ旋回させる際に、第2クローラ22が頂部46や階段44の縁に接触したことを検知して第2クローラ22の下方旋回を止めることができる。それにより、予め第2クローラ22の旋回角度を設定する必要がなく、様々な傾斜の階段44に対して、クローラ装置20をうまく昇降させることができる。
Further, when the crawler device 20 moves up to the top 46 of the staircase 44 or descends the staircase 44 from the top 46, the rear end of the contact detection crawler 34 is moved to the top of the staircase 44 by detecting the rotation stop of the contact detection crawler 34. A time away from the edge 48 can be detected. Accordingly, the remote operator can easily determine the timing for turning the second crawler 22 downward without providing a distance measuring sensor.
Further, the contact detection crawler 34 is a rotatable follower wheel and can detect the contact of the second crawler 22 with high sensitivity. Therefore, when the second crawler 22 is turned downward, It is possible to stop the second crawler 22 from turning downward by detecting contact with the edge of the stairs 44. Thereby, it is not necessary to set the turning angle of the second crawler 22 in advance, and the crawler device 20 can be lifted and lowered well with respect to the steps 44 having various inclinations.
なお、本発明は上述した実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得ることは勿論である。   In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, Of course, a various change can be added in the range which does not deviate from the summary of this invention.
2 クローラ装置、4 第2クローラ、
6 装置本体、8 第1クローラ、
10 階段、12 頂部、14 頂部縁、
20 クローラ装置、
22 第2クローラ、22a 第2クローラの前端、
22b 第2クローラの回転軸、22c 第2クローラの後端、
22d 第2クローラの接地面、
24 カメラ、26 装置本体、
28 第1クローラ、28a 第1クローラの前端、
30 第1クローラ用モータ、
31 第2クローラ旋回角度検出用エンコーダ、
32 旋回モータ、
34 接触検知クローラ、
34a 接触検知クローラの前端、34b 接触検知クローラの回転軸、
34d 接触検知クローラの接地面、
36 エンコーダ、38 共通スプロケット、
40 搭載コンピュータ、
44 階段、46 頂部、48 頂部縁、
49 重心、
X,Y,Z 閾値、
L1,L2 一定の距離
2 crawler device, 4 second crawler,
6 device body, 8 first crawler,
10 stairs, 12 top, 14 top edge,
20 crawler device,
22 Second crawler, 22a Front end of second crawler,
22b Rotating shaft of the second crawler, 22c Rear end of the second crawler,
22d The ground contact surface of the second crawler,
24 camera, 26 device body,
28 1st crawler, 28a Front end of 1st crawler,
30 First crawler motor,
31 Second crawler turning angle detection encoder,
32 slewing motor,
34 Contact detection crawler,
34a Front end of the contact detection crawler, 34b Rotation shaft of the contact detection crawler,
34d Contact detection crawler grounding surface,
36 Encoder, 38 Common sprocket,
40 onboard computer,
44 stairs, 46 top, 48 top edge,
49 center of gravity,
X, Y, Z threshold,
L1, L2 constant distance

Claims (12)

  1. 左右一対の無端状の第1クローラと、
    第1クローラを回転させる左右一対の第1クローラ用モータと、
    各第1クローラの前端の横方向側面から直線状に前方に延び第1クローラと同期回転する無端状の第2クローラと、
    第1クローラに対して第2クローラを旋回する旋回モータと、を備えるクローラ装置であって、
    さらに各第2クローラの横方向側面に設けられ回転自在な接触検知クローラと、
    左右其々の接触検知クローラの回転を検知し検知信号を出力する左右一対のエンコーダと、を備え、
    接触検知クローラは、進行方向において第2クローラの前端に揃えられた前端と、高さ方向において路面と第2クローラが接触する接地面に揃えられた接地面と、第2クローラの回転軸と平行な回転軸と、を有する、ことを特徴とするクローラ装置。
    A pair of left and right endless first crawlers;
    A pair of left and right first crawler motors for rotating the first crawler;
    An endless second crawler extending straight forward from the lateral side surface of the front end of each first crawler and rotating synchronously with the first crawler;
    A crawler device comprising a turning motor for turning the second crawler with respect to the first crawler,
    Further, a rotatable contact detection crawler provided on the lateral side surface of each second crawler,
    A pair of left and right encoders that detect the rotation of the left and right contact detection crawlers and output detection signals,
    The contact detection crawler is parallel to the front end aligned with the front end of the second crawler in the traveling direction, the ground contact surface aligned with the ground contact surface where the road surface and the second crawler contact in the height direction, and the rotation axis of the second crawler. A crawler device comprising a rotating shaft.
  2. 第1クローラの前端と第2クローラの後端とを連結し第1クローラと第2クローラとを同期回転する共通スプロケットを備え、
    接触検知クローラは、共通スプロケットより前方に設けられる、ことを特徴とする請求項1に記載のクローラ装置。
    A common sprocket that connects the front end of the first crawler and the rear end of the second crawler and rotates the first crawler and the second crawler synchronously;
    The crawler device according to claim 1, wherein the contact detection crawler is provided in front of the common sprocket.
  3. 各検知信号を入力する搭載コンピュータ、を備え、
    旋回モータは、階段に乗り上げるときに第2クローラの前端を持ち上げ第2クローラを階段接近姿勢とし、
    第1クローラ用モータは、階段に乗り上げるときに駆動を継続し、
    搭載コンピュータは、左右双方のエンコーダからの検知信号を検知したときに接触検知クローラの回転数に基づいて行う前進した前進距離の計測を開始し、閾値と前進距離とを比較し、前進距離が閾値より大きいときに第2クローラを第1クローラと一直線にする旨の信号を旋回モータへ出力する、ことを特徴とする請求項1に記載のクローラ装置。
    An on-board computer for inputting each detection signal,
    The swing motor lifts the front end of the second crawler when climbing up the stairs, and makes the second crawler approach the stairs,
    The first crawler motor continues to drive as it climbs the stairs,
    When the on-board computer detects detection signals from both the left and right encoders, it starts measuring the forward travel distance based on the rotation speed of the contact detection crawler, compares the threshold value with the forward travel distance, and the forward travel distance is the threshold value. 2. The crawler device according to claim 1, wherein a signal indicating that the second crawler is aligned with the first crawler is output to the turning motor when larger.
  4. 各検知信号を入力する搭載コンピュータ、を備え、
    旋回モータは、階段に接近するときに第2クローラの前端を持ち上げ第2クローラを階段接近姿勢とし、
    第1クローラ用モータは、階段に接近するときに駆動を継続し、
    搭載コンピュータは、一方のエンコーダからの検知信号を検知し他方のエンコーダからの検知信号を検知しないときに回転を停止する旨の信号を一方の第1クローラ用モータへ出力し、
    他方のエンコーダからの検知信号を検知するまで他方の第1クローラ用モータを回転させる、ことを特徴とする請求項1に記載のクローラ装置。
    An on-board computer for inputting each detection signal,
    The swing motor lifts the front end of the second crawler when approaching the stairs, and makes the second crawler approach the stairs,
    The first crawler motor continues to drive when approaching the stairs,
    The onboard computer detects a detection signal from one encoder and outputs a signal to the first crawler motor to stop rotation when the detection signal from the other encoder is not detected.
    The crawler device according to claim 1, wherein the first crawler motor is rotated until a detection signal from the other encoder is detected.
  5. 各検知信号を入力する搭載コンピュータ、を備え、
    旋回モータは、階段の頂部に乗り上げるときもしくは頂部から下降するときに第2クローラを第1クローラと一直線にし、
    第1クローラ用モータは、階段の頂部に乗り上げるときもしくは頂部から下降するときに駆動を継続し、
    搭載コンピュータは、左右双方のエンコーダからの検知信号の検知が停止したときに一定の距離を前進する旨の信号を第1クローラ用モータへ出力し、
    一定の距離を前進した後第2クローラを下方へ旋回させる旨の信号を旋回モータへ出力し、
    その後、検知信号を検知したときに第2クローラの下方旋回を停止する旨の信号を旋回モータへ出力し、接触検知クローラの回転数に基づいて行うクローラ装置が走行した前進距離の計測を開始し、
    閾値と前進距離とを比較し、
    前進距離が閾値より大きいときに第2クローラを第1クローラと一直線にする旨の信号を旋回モータへ出力する、ことを特徴とする請求項1に記載のクローラ装置。
    An on-board computer for inputting each detection signal,
    The swivel motor aligns the second crawler with the first crawler when climbing onto or descending from the top of the stairs,
    The first crawler motor continues to drive when climbing or descending from the top of the stairs,
    The onboard computer outputs a signal to the first crawler motor to advance a certain distance when detection of the detection signals from both the left and right encoders stops.
    After moving forward a certain distance, a signal to turn the second crawler downward is output to the turning motor,
    Thereafter, when a detection signal is detected, a signal indicating that the second crawler stops turning downward is output to the turning motor, and measurement of the forward distance traveled by the crawler device based on the rotation speed of the contact detection crawler is started. ,
    Compare the threshold with the advance distance,
    2. The crawler device according to claim 1, wherein a signal indicating that the second crawler is aligned with the first crawler is output to the turning motor when the advance distance is greater than the threshold value.
  6. 頂部から下降するときに、
    搭載コンピュータは、一方のエンコーダからの検知信号の検知が停止し他方のエンコーダからの検知信号を検知するときに回転を停止する旨の信号を一方の第1クローラ用モータへ出力し、
    他方のエンコーダからの検知信号の検知が停止するまで他方の第1クローラ用モータを回転させる、ことを特徴とする請求項5に記載のクローラ装置。
    When descending from the top,
    The onboard computer outputs a signal to the first crawler motor to stop rotation when detection of the detection signal from one encoder is stopped and detection of the detection signal from the other encoder is detected,
    6. The crawler device according to claim 5, wherein the other first crawler motor is rotated until detection of a detection signal from the other encoder is stopped.
  7. 第2クローラは、各第1クローラの横方向外側面に設けられ、
    接触検知クローラは、第2クローラの横方向外側面に設けられる、ことを特徴とする請求項1に記載のクローラ装置。
    The second crawler is provided on the laterally outer surface of each first crawler,
    The crawler device according to claim 1, wherein the contact detection crawler is provided on a laterally outer side surface of the second crawler.
  8. 左右一対の無端状の第1クローラと、
    各第1クローラの前端の横方向側面から直線状に前方に延び第1クローラと同期回転し第1クローラに対して旋回する無端状の第2クローラと、
    第2クローラの回転軸と平行な回転軸を有し各第2クローラの前端の横方向側面から後方にかけて設けられ第2クローラと同径で回転自在な接触検知クローラと、を備えるクローラ装置において、
    接触検知クローラが接触したときに、接触検知クローラの回転を検知し、
    接触検知クローラが接触していないときに、接触検知クローラの回転停止を検知し、
    接触検知クローラの回転もしくは回転停止を検知したときに第2クローラの旋回の開始もしくは停止、または前進もしくは停止する、ことを特徴とするクローラ装置の駆動方法。
    A pair of left and right endless first crawlers;
    An endless second crawler that linearly extends forward from the lateral side surface of the front end of each first crawler and rotates synchronously with the first crawler and pivots with respect to the first crawler;
    A crawler device comprising a contact detection crawler that has a rotation axis parallel to the rotation axis of the second crawler and is provided from the lateral side surface of the front end of each second crawler to the rear and is rotatable with the same diameter as the second crawler.
    When the contact detection crawler comes into contact, the rotation of the contact detection crawler is detected,
    When the contact detection crawler is not in contact, it detects the rotation stop of the contact detection crawler,
    A crawler device driving method, characterized in that when a rotation or a rotation stop of a contact detection crawler is detected, the turning of the second crawler starts or stops, or advances or stops.
  9. 第2クローラを持ち上げ第2クローラを階段接近姿勢にして第1クローラを回転させて前進するときに、
    (a3)左右双方の接触検知クローラの回転を検知したときに接触検知クローラの回転数に基づいて行うクローラ装置が走行した前進距離の計測を開始し閾値と前進距離とを比較し、
    (a4)前進距離が閾値より小さいときに前進を続け、
    (a5)前進距離が閾値より大きいときに第2クローラを第1クローラと一直線にする、ことを特徴とする請求項8に記載のクローラ装置の駆動方法。
    When the second crawler is lifted to move the second crawler to the stair approaching posture and the first crawler is rotated to advance,
    (A3) When the rotation of both the left and right contact detection crawlers is detected, measurement of the advance distance traveled by the crawler device based on the number of rotations of the contact detection crawler is started, and the threshold value and the advance distance are compared.
    (A4) Continue to advance when the advance distance is less than the threshold,
    (A5) The crawler device driving method according to claim 8, wherein the second crawler is aligned with the first crawler when the advance distance is larger than the threshold value.
  10. (a3)の前に、
    (a1)一方の接触検知クローラの回転を検知し他方の接触検知クローラの回転を検知しないときに一方の第1クローラの回転を停止し、他方の第1クローラを回転させ続け、
    (a2)他方の接触検知クローラの回転を検知したときに一方の第1クローラの回転を開始し前進する、ことを特徴とする請求項9に記載のクローラ装置の駆動方法。
    Before (a3)
    (A1) When the rotation of one contact detection crawler is detected and the rotation of the other contact detection crawler is not detected, the rotation of one of the first crawlers is stopped and the other first crawler is continuously rotated;
    (A2) The driving method of the crawler device according to claim 9, wherein when the rotation of the other contact detection crawler is detected, the rotation of one of the first crawlers is started and advanced.
  11. 第2クローラを第1クローラと一直線にして前進するときに、
    (b3)接触検知クローラの回転を検知するときに前進を継続し、
    (b4)接触検知クローラの回転の停止を検知したときに左右双方の第1クローラを回転させて一定の距離を前進し、その後第2クローラの下方旋回を開始し、
    (b5)接触検知クローラの回転を検知しないときに第2クローラの下方旋回を継続し、
    (b6)接触検知クローラの回転を検知したときに第2クローラの下方旋回を停止し左右双方の第1クローラを回転させて前進し接触検知クローラの回転数に基づいて行うクローラ装置が走行した前進距離の計測を開始し閾値と前進距離とを比較し、
    (b7)前進距離が閾値より小さいときに前進を続け、
    (b8)前進距離が閾値より大きいときに第2クローラを第1クローラと一直線にする、ことを特徴とする請求項8に記載のクローラ装置の駆動方法。
    When moving forward with the second crawler in line with the first crawler,
    (B3) Continue to advance when detecting rotation of the contact detection crawler,
    (B4) When the stop of the rotation of the contact detection crawler is detected, the left and right first crawlers are rotated to advance a certain distance, and then the second crawler starts to turn downward.
    (B5) When the rotation of the contact detection crawler is not detected, the second crawler is continuously turned downward,
    (B6) When the rotation of the contact detection crawler is detected, the second crawler stops turning downward, rotates both the left and right first crawlers, moves forward, and moves forward based on the rotation speed of the contact detection crawler. Start measuring distance, compare threshold and advance distance,
    (B7) Continue to advance when the advance distance is less than the threshold;
    (B8) The crawler device driving method according to claim 8, wherein the second crawler is aligned with the first crawler when the advance distance is larger than the threshold value.
  12. (b3)の前に、
    (b1)一方の接触検知クローラの回転の停止を検知し他方の接触検知クローラの回転の停止を検知しないときに一方の第1クローラの回転を停止し、他方の第1クローラを回転させ続け、
    (b2)他方の接触検知クローラの回転の停止を検知したときに一方の第1クローラの回転を開始し前進する、ことを特徴とする請求項11に記載のクローラ装置の駆動方法。
    Before (b3)
    (B1) Stopping the rotation of one contact detection crawler and detecting the stop of the rotation of the other contact detection crawler when stopping the rotation of one of the first crawlers, continuing to rotate the other first crawler,
    (B2) The driving method of the crawler device according to claim 11, wherein when the stop of the rotation of the other contact detection crawler is detected, the rotation of one of the first crawlers starts and moves forward.
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