JP6823147B1 - Mobile - Google Patents
Mobile Download PDFInfo
- Publication number
- JP6823147B1 JP6823147B1 JP2019208747A JP2019208747A JP6823147B1 JP 6823147 B1 JP6823147 B1 JP 6823147B1 JP 2019208747 A JP2019208747 A JP 2019208747A JP 2019208747 A JP2019208747 A JP 2019208747A JP 6823147 B1 JP6823147 B1 JP 6823147B1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gear
- branch
- wheels
- wheel
- robot
- 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.)
- Active
Links
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 80
- 230000008602 contraction Effects 0.000 claims abstract description 15
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 32
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 abstract description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- 230000009194 climbing Effects 0.000 description 6
- 230000006870 function Effects 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 3
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 2
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 1
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Manipulator (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Abstract
【課題】車輪を備える移動体において、平坦な路面の走行効率を低減することなく段差を乗り越えることができる構成を提供すること。【解決手段】車輪20を備える移動体1は、段差の有無を示す段差情報を取得する段差情報取得部としてのカメラ31と、車輪20の外側まで伸びる伸出位置と車輪20の外端の内側に位置する待機位置の間で移動可能な伸縮部材70を複数有する伸縮機構50と、段差情報に基づいて伸縮部材70の位置を伸出位置又は待機位置に切り替える制御を行う制御部30と、を備える。【選択図】図3PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a configuration capable of overcoming a step in a moving body provided with wheels without reducing the traveling efficiency of a flat road surface. SOLUTION: A moving body 1 provided with wheels 20 has a camera 31 as a step information acquisition unit for acquiring step information indicating the presence or absence of a step, an extension position extending to the outside of the wheels 20, and the inside of an outer end of the wheels 20. The expansion / contraction mechanism 50 having a plurality of expansion / contraction members 70 that can move between the standby positions located in the above, and the control unit 30 that controls switching the position of the expansion / contraction member 70 to the extension position or the standby position based on the step information. Be prepared. [Selection diagram] Fig. 3
Description
本発明は、車輪を備える移動体に関する。 The present invention relates to a moving body including wheels.
従来、車輪を備える移動体において、段差を乗り越えるための機能を備えるものが知られている。この種の技術について記載されているものとして非特許文献1がある。非特許文献1には、車輪の外径を超える長さの伸縮部材により、所定の高さを有する段差を乗り越えることができる車椅子の技術について記載されている。
Conventionally, a moving body having wheels has been known to have a function of overcoming a step. Non-Patent
非特許文献1に記載される構造では、所定の高さを有する段差を乗り越えることができるものの、段差のない平坦な路面を走行する際に伸縮部材が路面に接触し、走行に対する抵抗が発生してしまう。平坦な路面を効率的に走行するという点で改善の余地があった。
In the structure described in
本発明は、車輪を備える移動体において、平坦な路面の走行効率を低減することなく段差を乗り越えることができる構成を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a structure in which a moving body provided with wheels can overcome a step without reducing the traveling efficiency of a flat road surface.
本発明の一態様の車輪を備える移動体は、段差の有無を示す段差情報を取得する段差情報取得部と、前記車輪の外側まで伸びる伸出位置と前記車輪の外端の内側に位置する待機位置の間で移動可能な伸縮部材を複数有する伸縮機構と、前記段差情報に基づいて前記伸縮部材の位置を前記伸出位置又は前記待機位置に切り替える制御を行う制御部と、を備える。 The moving body including the wheel of one aspect of the present invention has a step information acquisition unit that acquires step information indicating the presence or absence of a step, an extension position extending to the outside of the wheel, and a standby located inside the outer end of the wheel. It includes an expansion / contraction mechanism having a plurality of expansion / contraction members that can move between positions, and a control unit that controls switching the position of the expansion / contraction member to the extension position or the standby position based on the step information.
本発明の車輪を備える移動体によれば、平坦な路面の走行効率を低減することなく段差を乗り越えることができる。 According to the moving body provided with the wheels of the present invention, it is possible to overcome a step without reducing the traveling efficiency of a flat road surface.
以下、本発明の限定的ではない例示的な実施形態について、図面を参照しながら説明をする。図1〜図3には、本実施形態に係る移動体としてのロボット1が示される。
Hereinafter, non-limiting exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 to 3 show a
図1には、平面な路面200を通常走行するロボット1が示され、図2及び図3には階段201を上るロボット1が示されている。以下通常走行を行うときのロボット1を通常モードのロボット1とし、階段を上るロボット1を段差モードのロボット1として説明する場合がある。
FIG. 1 shows a
まず、ロボット1の全体的な構成について説明する。図1〜3に示すように、本実施形態のロボット1は、制御装置30等の電子部品が内蔵される本体部11と、本体部11に取り付けられるフレーム12と、フレーム12に支持される複数の車輪20と、車輪20ごとに配置されるブランチ機構50と、を備える。
First, the overall configuration of the
本体部11は、その内部にロボット1の各種機能や動作を制御する制御装置30の他、バッテリ、ジャイロセンサ、GPS、等の各種の電子部品を内蔵する。
The
フレーム12は、本体部11を支持する。このフレーム12に車輪20やブランチ機構50等が取り付けられる。車輪20はフレーム12の前後左右に合計4個配置される。
The
ブランチ機構50は、階段を昇降するための機構である。ブランチ機構50により、ロボット1の走行モードが通常モードから段差モード又は段差モードから通常モードに切り替えられる。
The
図4には、ロボット1が備える電気的構成の一部が示される。図4に示すように、制御装置30には、検知部として機能するカメラ31と、複数の車輪20ごとに配置される複数のモータ90と、複数のブランチ機構50ごとに配置される複数のアクチュエータ100と、が電気的に接続される。
FIG. 4 shows a part of the electrical configuration included in the
制御装置30は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、記憶部、入出力インターフェース、通信部、外部記憶装置等を備えるコンピュータである。CPUは、ROMに記録されているプログラム、又は、記憶部からRAMにロードされたプログラムに従ってロボット1を制御するための各種の処理を実行する。記憶部は、ハードディスクやDRAM(Dynamic Random Access Memory)等で構成され、各種情報を記憶する。入出力インターフェースは、液晶ディスプレイ等のタッチパネルや操作ボタン等の入力部やスピーカ等の各種ハードウェアで構成され、各種情報を出力する出力部である。通信部は、インターネットを含むネットワークを介してユーザ端末等の他の装との間で行う通信を制御する。なお、上述の制御装置30の構成は一例であり、特に当該構成に限定されるわけではない。
The
カメラ31は、画像又は動画を取得する。制御装置30はカメラ31が取得した画像に基づいて障害物等の検知や進行方向等を決定するための各種の処理を行う。
The
モータ90は回転速度及び回転方向を調整可能であり、制御装置30によってその回転制御が行われる。4個の車輪20のそれぞれに駆動部としてのモータ90が配置されており、制御装置30は、車輪20ごとに異なる回転制御を行うことができる。本実施形態のモータ90はフレーム12に保持される。
The rotation speed and rotation direction of the
アクチュエータ100は、ブランチ機構50を駆動する駆動部である。本実施形態のアクチュエータ100は、電磁式のソレノイドであり、制御装置30は、駆動制御が行われる。本実施形態のアクチュエータ100はフレーム12に保持される。
The
次に、本実施形態のロボット1が備える車輪20を駆動する機構について説明する。図5及び図6には、段差モード時の車輪20及びブランチ機構50が示される。図7には、車輪20及びブランチ機構50の駆動を行うための各部品が示される。
Next, a mechanism for driving the
モータ90が有する出力軸91には、カップリング92を介してシャフト94が連結される。シャフト94は、フレーム12に固定されるベアリング93を介して回転可能に支持される。
A
シャフト94におけるモータ90が接続される側の端部を内側の端部とし、モータ90が接続される側と反対側の端部を外側の端部とすると、ブランチ機構50はモータ90の外側の端部に連結される。ブランチ機構50は、シャフト94と一体的に回転する。以下の説明において、単に内側といった場合はロボット1の左右方向におけるモータ90側とし、外側といった場合はロボット1から離れる側として説明する場合がある。ここでいうロボット1から離れる側とは、車輪20の位置を基準としたときのロボット1の左右方向におけるモータ90側の反対側でもある。
Assuming that the end of the
車輪20は、ベアリング22を介してシャフト94に取り付けられる。従って、車輪20はシャフト94に対して回転可能な構造となっている。本実施形態では、車輪20ごとに配置されるクラッチ機構95を介してモータ90の駆動力が車輪20に伝達される構造となっている。
The
図7に示すように、本実施形態のクラッチ機構95は、上述のアクチュエータ100に接続される接続部101と、接続部101の直線移動に連動する押圧部102と、同期ギア103と、ギア固定部104と、ブランチギア110と、車輪ギア21と、を備える。
As shown in FIG. 7, the
接続部101は、アクチュエータ100の駆動によって直線的に動作する。接続部101の先端には押圧部102が連結されており、押圧部102は接続部101と一体的な移動を行う。本実施形態の接続部101は、押圧部102に接続される面がアクチュエータ100に接続される接続面よりも相対的に大きくなるように構成されている。
The connecting
押圧部102は、接続部101が連結される棒状部102aと、棒状部102aの先端に形成されるリング部102bと、からなる。リング部102bは、その内径がシャフト94の外径よりも大きく形成されており、リング部102bの孔をシャフト94が挿通した状態となっている。リング部102bの径は同期ギア103の形状に応じたサイズとなっており、リング部102bを介して同期ギア103にアクチュエータ100の駆動力が伝達される。
The
同期ギア103は、内歯103aと、外歯103bと、連結部103cと、を備える。内歯103aはブランチギア110に噛み合う部位であり、外歯103bは車輪ギア21に噛み合う部位である。連結部103cは、同期ギア103における内側の部位であり、リング部102bに接触する部位である。
The
ギア固定部104は、押圧部102と同期ギア103を連結するための部材である。ギア固定部104と同期ギア103に押圧部102が挟まれた状態でネジ等の締結部材によって押圧部102、同期ギア103及びギア固定部104が連結される。
The
ブランチギア110は、シャフト24に固定される。ブランチギア110は、左右方向に長い円柱状の外歯ギアである。本実施形態では、同期ギア103がアクチュエータ100によって移動した場合でも、ブランチギア110と同期ギア103の内歯103aの噛み合いが維持されるように、ブランチギア110の左右方向の長さが、同期ギア103の内歯103aの左右方向の長さよりも長くなるように構成される。これにより、ブランチギア110と同期ギア103の内歯103aは、通常モード及び段差モードの何れの状態においても噛み合う状態となる。
The
車輪ギア21は、車輪20の内側の面に固定される。車輪ギア21は、リング状の内歯ギアである。車輪ギア21が同期ギア103の外歯103bに噛み合うことにより、シャフト24の回転と車輪20の回転が同期する状態となる。
The
車輪ギア21と同期ギア103の外歯103bは、アクチュエータ100の動作によって同期状態と非同期状態が切り替えられる。同期状態が通常モードに対応し、非同期状態が段差モードに対応する。
The
本実施形態では、アクチュエータ100により押圧部102が外側に移動した状態で車輪ギア21と同期ギア103の外歯103bが噛み合う同期状態となる。また、アクチュエータ100により押圧部102が内側に移動した状態で車輪ギア21と同期ギア103の外歯103bの噛み合いが解除されることより非同期状態となる。
In the present embodiment, the
次に、ブランチ機構50の構成について説明する。図5〜図7に示すように、ブランチ機構50は、車輪20の外側でシャフト24に固定される。本実施形態のブランチ機構50は、シャフト24と一体的に回転する。
Next, the configuration of the
ブランチ機構50は、径方向に延びるとともに周方向に等間隔に配置される複数のブランチ70と、複数のブランチ70のそれぞれに配置されるコイルばね71と、複数のブランチ70のそれぞれに配置されるブランチ支持部80と、ブランチ70の位置を保持する機構を有する連結部75と、を備える。
The
ブランチ70は、径方向に直線的に移動可能に構成される。なお、ここでいう径方向は、車輪20の回転中心を円の中心としたときの径方向である。ブランチ70の位置は、ロボット1の走行モードによって変更される。
The
図1に示すようにロボット1が通常モードにある状態では、ブランチ70の先端部が車輪20の外周面(外端)よりも径方向内側に位置する。以下の説明において、この状態をブランチ70の待機位置とする。ブランチ70が待機位置にある状態では、車輪20とブランチ機構50が一体的に回転してもブランチ70が地面に設置することとはない。
As shown in FIG. 1, when the
同様に、図2及び図3に示すようにロボット1が段差モードにある状態では、ブランチ70の先端部が車輪20の外周面(外端)よりも径方向外側に位置する。この状態をブランチ70の伸出位置とする。ブランチ70が伸出位置にある状態ではブランチ機構50が回転するとブランチ70が必ず地面に接触する状態となる。
Similarly, as shown in FIGS. 2 and 3, when the
コイルばね71は、ブランチ70が待機位置から伸出位置に移動する方向に付勢する。従って、ブランチ70は後述するロック機構81による規制や押し込まれる力が作用しない状態では伸出位置に移動する。
The
ブランチ支持部80は、ブランチ70の移動方向をガイドする。ブランチ支持部80によってブランチ70の移動方向が径方向に沿う移動となる。
The
連結部75には、待機位置のブランチ70の基端部が挿入される。連結部75がブランチ70を待機位置で固定するための機構について説明する。図8及び図9には、ブランチ機構50のロックが解除されたときの内部の様子が示されている。なお、図8及び図9には、ロック解除時点の伸出位置に移行する前の待機位置におけるブランチ70が示されているものとする。
The base end portion of the
本実施形態のブランチ70における連結部75に収まる部分には、係合溝76が形成される。係合溝76は、ブランチ70の外周面よりも小さい外径の部位である。この係合溝76を利用してブランチ70の待機位置での固定が実現される。
An engaging
ブランチ70の待機位置での固定を実現するロック機構81は、連結部75の内部に配置される。本実施形態のロック機構81は、ケーシング82と、動作部83と、保持部84と、球状部85と、を備える。
The
ケーシング82は、ロック機構81の各部品を保持する。動作部83はアクチュエータ100動作に連動する連動部材である。動作部83は、アクチュエータ100に機械的に接続される部位(図示省略)を有し、当該部位を介してアクチュエータ100の動作に連動して動作する。
The
保持部84はブランチ70の係合溝76に係合する球状部85を保持する部材である。球状部85は、少なくとも1つあればよいが、場合によっては複数配置してもよい。ロック機構81によるロック解除されている状態では、係合溝76に球状部85が係合されていない状態となる。コイルばね71による付勢により、図8の矢印に示すようにブランチ70は伸出位置に向かって移動する。
The holding
図10及び図11には、ブランチ機構50がロックされたときの内部の様子が示されている。アクチュエータ100が同期位置へ移動すると、アクチュエータ100の動作に連動する動作部83が外側に移動し、保持部84に保持される球状部85を係合溝76側に押し込む。これによってブランチ70が待機位置で固定されるロック状態となる。
10 and 11 show the inside of the
なお、ブランチ70は、伸出位置にある状態で動作部83がロック位置に移動したとしても、ブランチ70が地面に接触すると反力によって伸出位置から待機位置に押し戻される。このとき、ブランチ70は、移動の過程で球状部85を乗り越えるかたちで待機位置に移動し、係合溝76が球状部85の位置に到達したところで、球状部85が係合溝76に係合し、ロックされる。
Even if the operating
次に、図12を参照してロボット1の制御の一例を説明する。図13に示すように、ロボット1が起動するとステップS101の通常モードS101での走行が開始される。
Next, an example of control of the
ステップS102では、段差があるか否かが検知される。ステップS102における段差情報に基づく段差の判定する方法は種々の方式を採用することができる。例えば、カメラ31が取得した画像又は当該画像を加工した画像情報に基づいて段差の有無が制御装置30によって判定してもよい。この場合、段差が有ると判断するための基準高さを予め設定し、取得した画像と当該基準高さを比較して段差の有無を判定してもよい。車輪20の半径の70%を超えるものを基準高さとして設定してもよい。
In step S102, it is detected whether or not there is a step. Various methods can be adopted as the method for determining the step based on the step information in step S102. For example, the
なお、ステップS102の判定において、モータ90の電流値又はトルクを監視し、予め設定される異常パターンと合致した場合に段差が有ると制御装置30が判定する構成としてもよい。例えば、車輪20が段差に接触した状態では車輪20を駆動するモータ90の電流値が通常とは異なるパターンを示すように変化する。そこで、電流値が所定の閾値を超えた場合は、段差が有ると制御装置30が判断するように構成してもよい。あるいは、電流値と同様に車輪20が段差に接触している状態では、トルクも通常とは異なるパターンを示すので、ステップS102の判定において、トルクセンサをシャフト24等に配置し、制御装置30がトルクセンサのトルクを監視する構成としてもよい。この場合、制御装置30は、トルクセンサのトルクが予め設定されている閾値に入った場合に段差が有ると判定されることになる。
In the determination in step S102, the current value or torque of the
ステップS102において、段差が無いと判定されている間は段差情報を監視し続ける。ステップS102において、段差が有ると判定された場合はステップS103の処理に移行する。 In step S102, the step information is continuously monitored while it is determined that there is no step. If it is determined in step S102 that there is a step, the process proceeds to step S103.
ステップS103では、段差モードへの移行が行われる。制御装置30は、アクチュエータ100を制御し、クラッチ機構95を非同期状態とするとともにブランチ機構50のロック機構81によるロックを解除する。これによって、車輪20とシャフト24の同期が解除されるとともに、ブランチ70が待機位置から伸出位置に移動した状態となる。
In step S103, the transition to the step mode is performed. The
段差モードでは、複数のブランチ70が車輪20の外径よりも外側に伸出した状態で、シャフト24とともにブランチ機構50が回転する。この状態では車輪20はシャフト24の回転に同期していないので、ブランチ70のグリップ力を効率的に地面(段差面)に伝達し、段差を乗り越えることができる。この段差モード中において、上述のモータ90の電流又はトルクに基づいてモータ90の回転制御を調整する構成としてもよい。本実施形態のロボット1は四輪であるが、四輪全ての回転制御及び対応するブランチ機構50の制御を同一の制御にしなければならないわけではない。例えば、前側に位置する車輪20に対応するブランチ機構50のブランチ70を伸出位置にするタイミングに対し、後側に位置する車輪20に対応するブランチ機構50のブランチ70を伸出位置にするタイミングを遅らせることもできる。これにより、後側の車輪20のトルクを利用して段差をより円滑に乗り越えることができる。
In the step mode, the
ステップS104では、段差が終了したか否かが判定される。段差が終了したか否かは段差の存在を検知するときと同様に、カメラ31の画像情報又は制御装置30が取得する電流値やトルク等に基づいて判定される。ステップS104で段差が終了したと判定されるまで段差モードが継続される。ステップS104で段差が終了したと判定されるとステップS101に戻り、ロボット1が通常モードに移行する。即ち、ロック機構81によって伸縮部材70を待機位置でロックするとともに、クラッチ機構95によって車輪20とブランチ機構50を同期状態に切り替える。以降、ロボット1の停止命令等がされるまでステップS102以降の処理が継続される。
In step S104, it is determined whether or not the step is completed. Whether or not the step is completed is determined based on the image information of the
次に、図13を参照してロボット1が螺旋階段202を上るときの制御の一例を説明する。図13に示すように、ロボット1が螺旋階段202を上る場合、平面視においてロボット1は曲がりながら段差を乗り越える必要がある。
Next, an example of control when the
本実施形態の制御装置30は、左右のモータ90の回転制御を内輪差に基づいて行う。段差モードでは、ブランチ機構50がモータ90の駆動力によって回転するので、ブランチ機構50の回転制御が内輪差に基づいて実行されることになる。例えば、左右方向で曲がる側に位置するブランチ機構50の回転速度に対し、左右方向で反対側に位置するブランチ機構50の回転速度を速めるような制御を行うことができる。従って、螺旋階段202のように斜めに段差を移動する必要がある場合でも、本実施形態のロボット1によればスムーズに段差を乗り越えていくことができる。
The
また、本実施形態のロボット1は、四輪走行であるが、後方の車輪20に対応するブランチ機構50の回転制御を前方のブランチ機構50の回転制御に一致させる必要はない。前後の位置に応じてブランチ機構50の回転制御を個別に行うことができる。このように、制御装置30がモータ90の制御を通じて行う各ブランチ機構50の回転制御は、ブランチ機構50の位置や状況に応じて異ならせることができる。
Further, although the
以上の説明から明らかなように、本発明の各実施形態は、以下の各構成により、それぞれ有利な効果を奏する。 As is clear from the above description, each embodiment of the present invention has an advantageous effect due to the following configurations.
本発明の実施形態に係る車輪(20)を備える移動体(1)は、段差の有無を示す段差情報を取得するカメラ(31)又は制御部(30)と、車輪(20)の外側まで伸びる伸出位置と車輪(20)の外端の内側に位置する待機位置の間で移動可能な伸縮部材(70)を複数有する伸縮機構(50)と、段差情報に基づいて伸縮部材(70)の位置を伸出位置又は待機位置に切り替える制御を行う制御部(30)と、を備える。これにより、通常時は伸縮部材(70)を待機位置にした状態で平らな路面200を走行することができ、階段201を上るときのみ伸縮部材(70)を伸出位置に移動させることができる。通常の走行時における伸縮部材(70)が路面に接触する事態の発生を防止できるので、階段を上る機能を有することに起因する走行効率の低下を防止できる。
The moving body (1) including the wheels (20) according to the embodiment of the present invention extends to the outside of the wheels (20) together with the camera (31) or the control unit (30) that acquires the step information indicating the presence or absence of the step. An expansion / contraction mechanism (50) having a plurality of expansion / contraction members (70) that can move between an extension position and a standby position located inside the outer end of the wheel (20), and an expansion / contraction member (70) based on step information. A control unit (30) that controls switching the position to the extension position or the standby position is provided. As a result, it is possible to travel on the
また、本発明の実施形態に係る移動体(1)は、車輪(20)が伸縮機構(50)と一体的に回転する同期状態と、車輪(20)が伸縮機構(50)と一体的に回転しない非同期状態と、を切り替えるクラッチ機構(95)を更に備える。これにより、段差を上る場合は伸縮機構(50)のみに駆動力を伝達させることができるので、車輪(20)のスリップが生じない状態で伸縮部材(70)を段差の上部に接触させることができる。伸縮部材(70)の高いグリップ力を実現できるので、段差を上る動作をより円滑にすることができる。 Further, in the moving body (1) according to the embodiment of the present invention, the wheel (20) is integrally rotated with the telescopic mechanism (50), and the wheel (20) is integrally with the telescopic mechanism (50). A clutch mechanism (95) for switching between a non-rotating asynchronous state and a non-rotating state is further provided. As a result, when climbing a step, the driving force can be transmitted only to the expansion / contraction mechanism (50), so that the expansion / contraction member (70) can be brought into contact with the upper part of the step without slipping of the wheels (20). it can. Since the high grip force of the telescopic member (70) can be realized, the operation of climbing a step can be made smoother.
また、本発明の実施形態に係る移動体(1)が備える制御部(30)は、段差が有る場合には伸縮部材(70)の位置を伸出位置に切り替えるとともにクラッチ機構(95)を非同期状態に制御する。これにより、特別な操作を行うことなく非同期状態に移行することができるので、ユーザの手間を煩わせることなく移動体(1)が段差を上ることができる。 Further, the control unit (30) provided in the moving body (1) according to the embodiment of the present invention switches the position of the telescopic member (70) to the extension position and asynchronously synchronizes the clutch mechanism (95) when there is a step. Control to state. As a result, it is possible to shift to the asynchronous state without performing a special operation, so that the moving body (1) can climb the step without bothering the user.
また、本発明の実施形態に係る移動体(1)は、クラッチ機構(95)が、駆動部(90)の駆動力が伝達される車軸(24)に固定される第1ギア(110)と、車輪20に固定される第2ギア(21)と、第1ギア(110)及び第2ギア(21)の両方に噛み合う同期位置と第1ギア(110)に噛み合いつつ第2ギア(21)には噛み合わない非同期位置との間を移動可能な同期ギア(103)と、同期ギア(103)の位置を同期位置又は非同期位置に変更するアクチュエータ(100)と、を有する。これにより、複数のギアを利用することにより、同期位置と非同期位置の切替動作を確実かつ迅速に行う構成をシンプルな構成で実現できる。
Further, the moving body (1) according to the embodiment of the present invention includes a first gear (110) in which the clutch mechanism (95) is fixed to the axle (24) to which the driving force of the driving unit (90) is transmitted. , The second gear (21) fixed to the
また、本発明の実施形態に係る移動体(1)は、画像を取得する撮像部(31)を更に備え、制御部(30)は、撮像部(31)により取得された画像情報から段差情報を取得する。これにより、撮像部(31)の画像情報を利用して段差情報を取得できるので、段差がある地点を示すデータ等がなくても、実際に存在する段差に基づいて伸縮部材(70)の位置を変更することができる。 Further, the moving body (1) according to the embodiment of the present invention further includes an image pickup unit (31) for acquiring an image, and the control unit (30) has step information from the image information acquired by the image pickup unit (31). To get. As a result, the step information can be acquired by using the image information of the imaging unit (31), so that the position of the telescopic member (70) is based on the step that actually exists even if there is no data indicating the point where the step exists. Can be changed.
また、本発明の実施形態に係る移動体(1)が備える制御部(30)は、車輪(20)を駆動する駆動部(90)の電流値又は車輪(20)に掛かるトルクから段差情報を取得する。これにより、撮像部(31)等の視覚センサや接触センサ等のセンサ装置がない場合や視覚センサや接触センサ等が機能しない場合であっても、段差を検知して走行モードを切り替えることができる。 Further, the control unit (30) included in the moving body (1) according to the embodiment of the present invention obtains step information from the current value of the drive unit (90) for driving the wheel (20) or the torque applied to the wheel (20). get. As a result, even when there is no sensor device such as a visual sensor such as an imaging unit (31) or a contact sensor, or when the visual sensor or contact sensor does not function, it is possible to detect a step and switch the traveling mode. ..
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and modifications, improvements, and the like within the range in which the object of the present invention can be achieved are included in the present invention. is there.
上記実施形態では、ロック機構81がアクチュエータ100に連動する例を説明したが、ロック機構81がアクチュエータ100とは独立して設けられる構成としてもよい。例えば、連結部75の内部に電気的な信号を受けて動作するロック機構を配置してもよい。この場合、アクチュエータ100が非同期位置に動作した後にロック機構81のロックを解除する等、アクチュエータ100の動作タイミングとは異なるタイミングでブランチ70を待機位置から伸出位置に移動させることができる。このように、ロック機構81、ブランチ機構50及びクラッチ機構95の構成は、事情に応じて適宜変更することができる。
In the above embodiment, the example in which the
上記実施形態では、画像情報を取得するカメラ31やモータ90の電流又はトルクを監視する制御装置30を段差情報取得部の例として説明したが、段差情報取得部の構成はこの構成に限定されるわけではない。例えば、外部装置からロボット1が受信する信号を段差情報としてもよい。
In the above embodiment, the
上記実施形態では、四輪走行するロボット1を移動体の例として説明したが、四輪走行するロボットに限定されるわけではない。また、人が搭乗する車両や車椅子の車輪に本発明を適用することができる。人が搭乗する車両や車椅子の場合は、段差情報を送信できる操作部を配置し、該操作部によって段差情報が制御部に送信される構成としてもよい。
In the above embodiment, the
1 ロボット(移動体)
20 車輪
21 車輪ギア(第2ギア)
24 シャフト(車軸)
30 制御装置(制御部、段差情報取得部)
31 カメラ(段差情報取得部)
50 ブランチ機構(伸縮機構)
70 ブランチ(伸縮部材)
90 モータ(駆動部)
95 クラッチ機構
100 アクチュエータ
103 同期ギア
110 ブランチギア(第1ギア)
1 Robot (mobile body)
20
24 shaft (axle)
30 Control device (control unit, step information acquisition unit)
31 Camera (step information acquisition unit)
50 branch mechanism (expansion and contraction mechanism)
70 branches (expandable member)
90 motor (drive unit)
95
Claims (5)
段差の有無を示す段差情報を取得する段差情報取得部と、
前記車輪の外側まで伸びる伸出位置と前記車輪の外端の内側に位置する待機位置の間で移動可能な伸縮部材を複数有する伸縮機構と、
前記段差情報に基づいて前記伸縮部材の位置を前記伸出位置又は前記待機位置に切り替える制御を行う制御部と、
前記車輪が前記伸縮機構と一体的に回転する同期状態と、前記車輪が前記伸縮機構と一体的に回転しない非同期状態と、を切り替えるクラッチ機構と、
を備える移動体。 A mobile body with wheels
A step information acquisition unit that acquires step information indicating the presence or absence of a step,
An expansion / contraction mechanism having a plurality of expansion / contraction members that can move between an extension position extending to the outside of the wheel and a standby position located inside the outer end of the wheel.
A control unit that controls switching the position of the telescopic member to the extension position or the standby position based on the step information.
A clutch mechanism that switches between a synchronous state in which the wheels rotate integrally with the telescopic mechanism and an asynchronous state in which the wheels do not rotate integrally with the telescopic mechanism.
A mobile body equipped with.
前記段差が有る場合には前記伸縮部材の位置を前記伸出位置に切り替えるとともに前記クラッチ機構を前記非同期状態に制御する請求項1に記載の移動体。 The control unit
The moving body according to claim 1 , wherein when there is a step, the position of the telescopic member is switched to the extension position and the clutch mechanism is controlled to the asynchronous state.
駆動部の駆動力が伝達される車軸に固定される第1ギアと、
前記車輪に固定される第2ギアと、
前記第1ギア及び前記第2ギアの両方に噛み合う同期位置と前記第1ギアに噛み合いつつ前記第2ギアには噛み合わない非同期位置との間を移動可能な同期ギアと、
前記同期ギアの位置を前記同期位置又は前記非同期位置に変更するアクチュエータと、を有する請求項1又は2に記載の移動体。 The clutch mechanism is
The first gear fixed to the axle to which the driving force of the driving unit is transmitted,
The second gear fixed to the wheel and
A synchronous gear that can move between a synchronous position that meshes with both the first gear and the second gear and an asynchronous position that meshes with the first gear but does not mesh with the second gear.
The moving body according to claim 1 or 2 , further comprising an actuator that changes the position of the synchronous gear to the synchronous position or the asynchronous position.
前記制御部は、前記撮像部により取得された画像情報から前記段差情報を取得する請求項1から3の何れかに記載の移動体。 It also has an imaging unit that acquires images.
The moving body according to any one of claims 1 to 3 , wherein the control unit acquires the step information from the image information acquired by the imaging unit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019208747A JP6823147B1 (en) | 2019-11-19 | 2019-11-19 | Mobile |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019208747A JP6823147B1 (en) | 2019-11-19 | 2019-11-19 | Mobile |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP6823147B1 true JP6823147B1 (en) | 2021-01-27 |
JP2021079824A JP2021079824A (en) | 2021-05-27 |
Family
ID=74200334
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019208747A Active JP6823147B1 (en) | 2019-11-19 | 2019-11-19 | Mobile |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6823147B1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111604941A (en) * | 2020-05-27 | 2020-09-01 | 南宁学院 | Movable chassis of mechanical arm |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5973372A (en) * | 1983-08-08 | 1984-04-25 | Masaharu Takano | Travelling machine |
JP3566230B2 (en) * | 2000-06-09 | 2004-09-15 | 島津メクテム株式会社 | Traveling device |
JP2015093668A (en) * | 2013-11-14 | 2015-05-18 | 加治屋 徹 | Carry cart |
JP6463621B2 (en) * | 2014-11-20 | 2019-02-06 | 株式会社 日立産業制御ソリューションズ | Traveling device |
-
2019
- 2019-11-19 JP JP2019208747A patent/JP6823147B1/en active Active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111604941A (en) * | 2020-05-27 | 2020-09-01 | 南宁学院 | Movable chassis of mechanical arm |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2021079824A (en) | 2021-05-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8866643B2 (en) | Rotation input device | |
US11061401B2 (en) | Stowable steering wheel for autonomous vehicles | |
JP6076023B2 (en) | Electric parking brake device and electric brake device | |
JP3899821B2 (en) | Rotation angle detector | |
JP6823147B1 (en) | Mobile | |
EP3305609B1 (en) | Electrically powered brake device | |
CN113453847A (en) | Traveling robot, traveling robot control method, and program | |
JP3758649B2 (en) | Vehicle steering device | |
CN110219911B (en) | Electric brake device with parking function | |
CN107428326B (en) | Electric brake device | |
JP2009029394A (en) | Gearing type engagement device | |
JPWO2006126623A1 (en) | Power transmission device, display device including the same, and display panel base | |
CN107662641B (en) | Enhanced steering operation | |
CN109958762A (en) | Vehicle transmission device | |
CN103770748A (en) | System for controlling locking module for vehicle door | |
JP2007223399A (en) | Vehicle | |
JP2014507324A (en) | Electric steering column lock device for automobile | |
JP5104559B2 (en) | Dog clutch | |
CN107231103B (en) | Motor, mechanism unit, and robot | |
JP4124118B2 (en) | Steering system deployment actuator | |
JP2020001596A (en) | Electric actuator and parking brake | |
EP2680109A2 (en) | Touch interface module with haptic feedback | |
JP2009017922A (en) | Safety device against overturn and walking support system | |
JP2007145063A (en) | Electric steering lock device | |
JP2015089694A (en) | Vehicular steering device, and position detection method for turning wheel in the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20191119 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20201117 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20201209 |
|
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: 20210106 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210107 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6823147 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |