JP7304553B2 - Traveling mobile body, its control method, and its control program - Google Patents

Traveling mobile body, its control method, and its control program Download PDF

Info

Publication number
JP7304553B2
JP7304553B2 JP2019030504A JP2019030504A JP7304553B2 JP 7304553 B2 JP7304553 B2 JP 7304553B2 JP 2019030504 A JP2019030504 A JP 2019030504A JP 2019030504 A JP2019030504 A JP 2019030504A JP 7304553 B2 JP7304553 B2 JP 7304553B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wheels
wheel
wheel drive
center
link
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
Application number
JP2019030504A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2020135622A (en
Inventor
康晴 國井
孝雄 前田
興平 多田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Piezo Sonic Corp
Original Assignee
Piezo Sonic Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Piezo Sonic Corp filed Critical Piezo Sonic Corp
Priority to JP2019030504A priority Critical patent/JP7304553B2/en
Publication of JP2020135622A publication Critical patent/JP2020135622A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7304553B2 publication Critical patent/JP7304553B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72Electric energy management in electromobility

Landscapes

  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Description

特許法第30条第2項適用 第23回おおた工業フェア 開催日 平成31年1月31日、同2月1日 開催場所 大田区産業プラザPiO(東京都大田区南蒲田1丁目20-20)Article 30, Paragraph 2 of the Patent Act applies The 23rd Ota Industrial Fair Dates: January 31 and February 1, 2019 Venue: Ota Ward Industrial Plaza PiO (1-20-20 Minami-Kamata, Ota-ku, Tokyo)

本発明は、移動ロボット、天体探査ロボット、車輪型ロボット、及び車輪型移動体等を含む走行移動体、並びにその制御方法並びにその制御プログラムに関する。 The present invention relates to mobile robots, astronomical exploration robots, wheeled robots, traveling mobile bodies including wheeled mobile bodies, control methods thereof, and control programs thereof.

地球以外の惑星を探査する目的で不整地を走行する走行移動体として、例えば、特許文献1には、宇宙探査用走行車が記載されている。この宇宙探査用走行車は、各車輪を個別に駆動する前後の走行用モータと、各走行用モータから夫々の車輪に至る動力伝達系に介装された差動装置とを備えている。そして、差動装置の出力軸に設けた減速大歯車に、当該減速大歯車により駆動されるように、搭載物を連結した伝達部材が係合されている。これにより、搭載物は、車体前後方向に移動自在に保持されている。 2. Description of the Related Art For example, Patent Document 1 describes a traveling vehicle for space exploration as a traveling vehicle that travels on rough terrain for the purpose of exploring planets other than the earth. This vehicle for space exploration includes front and rear driving motors for individually driving each wheel, and a differential gear interposed in a power transmission system from each driving motor to each wheel. A large reduction gear provided on the output shaft of the differential gear is engaged with a transmission member to which a mounted object is connected so as to be driven by the large reduction gear. Thereby, the mounted object is held so as to be movable in the longitudinal direction of the vehicle body.

特許文献1に記載の宇宙探査用走行車の走行中においては、前後の走行用モータを互いに逆方向に回転させるため、差動装置の減速大歯車が回転しない。一方、不整地を走行するために重心位置を変化させる場合、前後の走行用モータを同じ方向に回転させる。これにより、差動装置において減速大歯車が回転するため、伝達部材が回動して搭載物が移動し、重心位置が変化する。 While the space exploration vehicle described in Patent Document 1 is running, the front and rear running motors are rotated in opposite directions to each other, so the large reduction gear of the differential does not rotate. On the other hand, when changing the position of the center of gravity for traveling on rough terrain, the front and rear traveling motors are rotated in the same direction. As a result, since the large reduction gear in the differential gear rotates, the transmission member rotates, the mounted object moves, and the position of the center of gravity changes.

特開平8-183499号公報JP-A-8-183499

例えば、段差を走行する場合、車体を段差に乗り上げさせるために、走行しながら重心位置を変化させることが考えられる。しかし、特許文献1に記載の走行移動体では、車輪を駆動しながら重心位置を変化させることができない。すなわち、重心位置を変化させるためには、前後の走行用モータの回転方向を異ならせる必要がある。そのため、重心位置を変化させるときには、前後の車輪がロック状態になる。したがって、車輪を駆動しながら重心位置を変化させることができない。 For example, when traveling over a step, it is conceivable to change the position of the center of gravity while traveling in order to run the vehicle body over the step. However, in the traveling mobile body described in Patent Literature 1, it is not possible to change the position of the center of gravity while driving the wheels. That is, in order to change the position of the center of gravity, it is necessary to change the rotation directions of the front and rear driving motors. Therefore, when changing the position of the center of gravity, the front and rear wheels are locked. Therefore, it is impossible to change the position of the center of gravity while driving the wheels.

また、車輪型の走行移動体の懸架機構は、車輪の接地性向上及び走行振動の吸収を主たる目的としている。すなわち、この走行移動体においては、全ての車輪が接地することによって、駆動力をより確実に接地面へ伝達できる。そのため、不整地を走行する際には、各車輪に作用する荷重が重要となる。特に、段差及び斜面等の障害物を乗り越える場合、前輪が段差を乗り越える際には後輪に荷重を多く分配し、続いて後輪が乗り越える際には前輪に荷重を多く分配することが望ましい。しかし、このように荷重を分配するためには、車輪を駆動する駆動部以外に、荷重を分配するための駆動部が必要になってしまう。 Further, the main purpose of the suspension mechanism for a wheel-type traveling mobile body is to improve the grounding property of the wheels and to absorb traveling vibrations. That is, in this traveling mobile body, all the wheels are in contact with the ground so that the driving force can be more reliably transmitted to the ground surface. Therefore, when the vehicle travels on rough terrain, the load acting on each wheel is important. In particular, when overcoming obstacles such as steps and slopes, it is desirable to distribute a large amount of load to the rear wheels when the front wheels go over the steps, and to distribute a large amount of load to the front wheels when the rear wheels subsequently go over the steps. However, in order to distribute the load in this way, a driving section for distributing the load is required in addition to the driving section for driving the wheels.

本発明の一態様に係る走行移動体は、前輪及び後輪と、前記前輪及び前記後輪の間の車輪間隔を増減できるように、前記前輪及び前記後輪を懸架する懸架機構と、前記車輪間隔の増減に連動して重心位置を移動する重心移動機構と、前記前輪を駆動する前輪駆動部と、前記後輪を駆動する後輪駆動部と、前記前輪駆動部及び前記後輪駆動部を制御するとともに、前記車輪間隔を増減するように、前記前輪駆動部が前記前輪に加えるトルクと、前記後輪駆動部が前記後輪に加えるトルクとを異ならせる制御部とを備える。 A traveling mobile body according to an aspect of the present invention includes front wheels and rear wheels, a suspension mechanism that suspends the front wheels and the rear wheels so that a wheel interval between the front wheels and the rear wheels can be increased or decreased, and the wheels A center-of-gravity moving mechanism that moves the center-of-gravity position in conjunction with an increase or decrease in the distance, a front-wheel drive section that drives the front wheels, a rear-wheel drive section that drives the rear wheels, and the front-wheel drive section and the rear-wheel drive section. a controller that controls and differentiates the torque applied to the front wheels by the front wheel drive and the torque applied to the rear wheels by the rear wheel drive so as to increase or decrease the wheel spacing.

また、本発明の一態様に係る走行移動体の制御方法は、前輪及び後輪と、前記前輪及び前記後輪の間の車輪間隔を増減できるように、前記前輪及び前記後輪を懸架する懸架機構と、前記車輪間隔の増減に連動して重心位置を移動する重心移動機構と、前記前輪を駆動する前輪駆動部と、前記後輪を駆動する後輪駆動部と、前記前輪駆動部及び前記後輪駆動部を制御する制御部とを備える走行移動体の制御方法であって、前記制御部は、前記車輪間隔を増減するように、前記前輪駆動部が前記前輪に加えるトルクと、前記後輪駆動部が前記後輪に加えるトルクとを異ならせる。 Further, a control method for a traveling mobile body according to an aspect of the present invention includes front wheels and rear wheels, and a suspension for suspending the front wheels and the rear wheels so that a wheel interval between the front wheels and the rear wheels can be increased or decreased. a center-of-gravity moving mechanism that moves a center-of-gravity position in conjunction with an increase or decrease in the wheel spacing; a front-wheel drive unit that drives the front wheels; a rear-wheel drive unit that drives the rear wheels; a control unit for controlling a rear wheel drive unit, wherein the control unit controls torque applied to the front wheels by the front wheel drive unit and the rear wheel drive unit so as to increase or decrease the wheel gap; The torque applied to the rear wheels by the wheel drive is different.

本発明の一態様に係る走行移動体の制御プログラムは、前輪及び後輪と、前記前輪及び前記後輪の間の車輪間隔を増減できるように、前記前輪及び前記後輪を懸架する懸架機構と、前記車輪間隔の増減に連動して重心位置を移動する重心移動機構と、前記前輪を駆動する前輪駆動部と、前記後輪を駆動する後輪駆動部と、前記前輪駆動部及び前記後輪駆動部を制御する制御部とを備える走行移動体の制御プログラムであって、前記制御プログラムは、前記制御部に、前記車輪間隔を増減するように、前記前輪駆動部が前記前輪に加えるトルクと、前記後輪駆動部が前記後輪に加えるトルクとを異ならせる。 A control program for a traveling mobile body according to an aspect of the present invention includes front wheels and rear wheels, and a suspension mechanism that suspends the front wheels and the rear wheels so that a wheel interval between the front wheels and the rear wheels can be increased or decreased. a center-of-gravity moving mechanism for moving a center-of-gravity position in conjunction with an increase or decrease in the wheel spacing; a front-wheel drive unit for driving the front wheels; a rear-wheel drive unit for driving the rear wheels; A control program for a traveling mobile body, comprising: a control unit for controlling a driving unit, wherein the control program instructs the control unit to apply torque to the front wheels by the front wheel driving unit so as to increase or decrease the wheel gap; , the torque applied to the rear wheels by the rear wheel drive.

これにより、段差及び斜面等の障害物がある不整地を走行する際に、走行移動体の車輪の駆動力を制御することによって、走行移動体の重心位置を変化させることができる。その結果、不整地を走行しているときに、各車輪への荷重を任意に分配することができる。また、車輪の駆動力を制御する事によって、追加の駆動部を設けることなく前輪と後輪に荷重を分配できる。 As a result, when traveling on uneven ground with obstacles such as steps and slopes, the center of gravity position of the traveling mobile body can be changed by controlling the driving force of the wheels of the traveling mobile body. As a result, it is possible to arbitrarily distribute the load to each wheel when traveling on rough terrain. Also, by controlling the driving force of the wheels, the load can be distributed to the front and rear wheels without providing an additional drive unit.

第1実施形態に係る走行移動体の概略斜視図。FIG. 2 is a schematic perspective view of a traveling mobile body according to the first embodiment; 走行移動体の一部の概略平面図。FIG. 2 is a schematic plan view of a portion of the traveling mobile body; 走行移動体の概略ブロック図。1 is a schematic block diagram of a traveling mobile body; FIG. 重心位置の移動を説明する概略図であり、Aは後傾状態を示し、Bは通常状態を示し、Cは前傾状態を示す。3A and 3B are schematic diagrams for explaining the movement of the position of the center of gravity, where A indicates a backward tilting state, B indicates a normal state, and C indicates a forward tilting state. 昇り処理を説明する概略図であり、Aは通常状態を示し、Bは後傾状態を示し、Cは前輪が乗り上げた状態を示し、Dは前進状態を示し、Eは前傾状態を示し、Fは後輪が乗り上げた状態を示し、Gは走行移動体が昇った状態を示す。1 is a schematic diagram for explaining the climbing process, where A indicates a normal state, B indicates a backward tilted state, C indicates a state in which the front wheels are overridden, D indicates a forward state, E indicates a forward tilted state, F indicates a state in which the rear wheels have run over the vehicle, and G indicates a state in which the traveling vehicle has risen. 昇り処理のフローチャート。Flowchart of rising process. 降り処理を説明する概略図であり、Aは通常状態を示し、Bは後傾状態を示し、Cは前輪が降りた状態を示し、Dは前進状態を示し、Eは前傾状態を示し、Fは後輪が降りた状態を示し、Gは走行移動体が降りた状態を示す。1 is a schematic diagram for explaining a descending process, where A indicates a normal state, B indicates a backward tilting state, C indicates a state in which the front wheels are lowered, D indicates a forward state, E indicates a forward tilting state, F indicates the state in which the rear wheels are lowered, and G indicates the state in which the traveling vehicle is lowered. 降り処理のフローチャート。Flowchart of descending process. 障害物を把持する状態の説明図。Explanatory drawing of the state which hold|grips an obstacle. 第2実施形態に係る走行移動体の通常状態の説明図。Explanatory drawing of the normal state of the traveling mobile body which concerns on 2nd Embodiment. 走行移動体の一部の概略平面図。FIG. 2 is a schematic plan view of a portion of the traveling mobile body; 走行移動体の後傾状態の説明図。FIG. 4 is an explanatory diagram of a backward tilting state of a traveling moving body; 走行移動体の前傾状態の説明図。Explanatory drawing of the forward tilting state of the traveling mobile body.

以下、本発明を実施するための例示的な実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。ただし、以下の実施形態において説明する寸法、材料、形状及び構成要素の相対的な位置は任意に設定でき、本発明が適用される装置の構成又は様々な条件に応じて変更できる。また、特別な記載がない限り、本発明の範囲は、以下に具体的に記載された実施形態に限定されない。 Exemplary embodiments for carrying out the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, and relative positions of components described in the following embodiments can be arbitrarily set, and can be changed according to the configuration of the apparatus to which the present invention is applied or various conditions. Also, unless otherwise stated, the scope of the invention is not limited to the embodiments specifically described below.

なお、本明細書において、上下とは重力方向における上方向と下方向とにそれぞれ対応する。また、前後とは、走行移動体100の走行方向における前方向(前進方向)と、当該前方向の反対方向である後方向(後退方向)とにそれぞれ対応する。 In this specification, up and down respectively correspond to upward and downward directions in the direction of gravity. Further, front and rear correspond to the forward direction (forward direction) in the running direction of the traveling mobile body 100 and the rearward direction (backward direction) opposite to the forward direction.

[第1実施形態]
図1に示すように、走行移動体100は、略直方体状の本体10と、本体10の下方に懸架されている前輪及び後輪とを備えている。具体的に、図1の走行移動体100は、一対の前輪として第1前輪21及び第2前輪22を備え、一対の後輪として第1後輪31及び第2後輪32を備えている。なお、走行移動体100は、前輪と後輪を備えていればよく、二つ若しくは三つ、又は四つ以上の車輪を備えていてもよい。例えば、走行移動体100は、一つの前輪と、二つの後輪とを備えていてもよい。
[First embodiment]
As shown in FIG. 1 , the traveling body 100 includes a substantially rectangular parallelepiped main body 10 and front and rear wheels suspended below the main body 10 . Specifically, the traveling vehicle 100 of FIG. 1 includes a first front wheel 21 and a second front wheel 22 as a pair of front wheels, and a first rear wheel 31 and a second rear wheel 32 as a pair of rear wheels. Note that the traveling mobile body 100 may have front wheels and rear wheels, and may have two, three, or four or more wheels. For example, the traveling vehicle 100 may have one front wheel and two rear wheels.

後述するように、走行移動体100は、走行方向に並んで配置された前輪と後輪に印加される駆動力(トルク)の差により、前輪と後輪との間の車輪間隔を増減できるように構成されている。さらに、走行移動体100は、車輪間隔の増減に連動して重心位置を移動する重心移動機構97(図3)を備えている。例えば、重心移動機構97は、車輪間隔の変動と連動して重心位置を移動するように、後述するリンク機構と機械的に接続されている。代替的に、重心移動機構97は、前輪及び後輪を懸架する懸架機構としての油圧システム、又はベルト及びプーリーを備える機構を介して重心位置を移動してもよい。 As will be described later, the traveling mobile body 100 can increase or decrease the wheel gap between the front wheels and the rear wheels according to the difference in driving force (torque) applied to the front wheels and the rear wheels arranged side by side in the traveling direction. is configured to Further, the traveling vehicle 100 includes a center-of-gravity moving mechanism 97 (FIG. 3) that moves the center-of-gravity position in conjunction with the increase or decrease of the wheel interval. For example, the center-of-gravity moving mechanism 97 is mechanically connected to a link mechanism, which will be described later, so as to move the center-of-gravity position in conjunction with changes in the wheel spacing. Alternatively, the center-of-gravity moving mechanism 97 may move the center-of-gravity position via a hydraulic system as a suspension mechanism for suspending the front and rear wheels, or a mechanism including a belt and pulleys.

本体10は、搬送する物品が搭載される荷台11を有している。荷台11に加えて又は荷台11に代えて、本体10には、農業用ロボット、探査ロボット、検査ロボット、ロボットアーム、及びコミュニケーションロボット等の装置が設けられてもよい。また、本体10は、前輪及び後輪の間の車輪間隔を増減できるように、前輪及び後輪を懸架する懸架機構として、リンク機構を備えている。このリンク機構は、前輪に連結された前リンクと、後輪に連結された後リンクを有している。具体的に、一対の前リンクは第1前リンク61及び第2前リンク62を有し、一対の後リンクは第1後リンク63及び第2後リンク64を有している。そして、第1前輪21、第2前輪22、第1後輪31及び第2後輪32は、それぞれ第1前リンク61、第2前リンク62、第1後リンク63及び第2後リンク64によって懸架されている。 The main body 10 has a carrier 11 on which articles to be conveyed are mounted. In addition to or instead of the carrier 11, the main body 10 may be provided with devices such as an agricultural robot, an exploration robot, an inspection robot, a robot arm, and a communication robot. The main body 10 also includes a link mechanism as a suspension mechanism for suspending the front and rear wheels so that the wheel interval between the front and rear wheels can be increased or decreased. This link mechanism has a front link connected to the front wheel and a rear link connected to the rear wheel. Specifically, the pair of front links has a first front link 61 and a second front link 62 , and the pair of rear links has a first rear link 63 and a second rear link 64 . The first front wheel 21, the second front wheel 22, the first rear wheel 31 and the second rear wheel 32 are connected by the first front link 61, the second front link 62, the first rear link 63 and the second rear link 64, respectively. suspended.

また、走行移動体100は、前輪を駆動する前輪駆動部として第1前輪駆動部71及び第2前輪駆動部72と、後輪を駆動する後輪駆動部として第1後輪駆動部73及び第2後輪駆動部74とを備えている。具体的に、第1前リンク61、第2前リンク62、第1後リンク63及び第2後リンク64のそれぞれに、第1前輪駆動部71、第2前輪駆動部72(図2)、第1後輪駆動部73、及び第2後輪駆動部74(図2)が取り付けられている。一例として、前リンク及び後リンクには、前輪駆動部及び後輪駆動部として機能する正転及び逆転が可能なモータが、取り付けられている。 In addition, the traveling moving body 100 includes a first front wheel driving section 71 and a second front wheel driving section 72 as front wheel driving sections that drive the front wheels, and a first rear wheel driving section 73 and a second front wheel driving section 73 as rear wheel driving sections that drive the rear wheels. 2 rear wheel drive 74 . Specifically, the first front link 61, the second front link 62, the first rear link 63, and the second rear link 64 are provided with a first front wheel drive section 71, a second front wheel drive section 72 (FIG. 2), and a second front wheel drive section 72 (FIG. 2). A first rear wheel drive section 73 and a second rear wheel drive section 74 (FIG. 2) are attached. As an example, the front link and the rear link are attached with forward and reverse motors that function as a front wheel drive and a rear wheel drive.

具体的に、前輪駆動部及び後輪駆動部は、駆動軸(モータの回転軸)がリンクの延びる方向に沿って延びるように、各リンクに取り付けられている。これにより、駆動軸が前輪同士及び後輪同士の間に突出しない。そのため、前輪同士及び後輪同士の間において、駆動軸が障害物に接触することを抑制できる。各駆動部は、リンクに対して車輪とは反対側、すなわち内側に配置されている。そのため、図1においては、第2前輪駆動部72及び第2後輪駆動部74が図示されていない。代替的に、第1前輪駆動部71を第1前リンク61の後側に取り付け、第2前輪駆動部72を第2前リンク62の後側に取り付けてもよい。同様に、第1後輪駆動部73を第1後リンク63の前側に取り付け、第2後輪駆動部74を第2後リンク64の前側に取り付けてもよい。これにより、各駆動部は、前輪同士及び後輪同士の間に突出しない。そのため、前輪同士及び後輪同士の間において、各駆動部が障害物に接触することを抑制できる。 Specifically, the front wheel drive section and the rear wheel drive section are attached to each link so that the drive shaft (rotating shaft of the motor) extends along the direction in which the links extend. Thereby, the drive shaft does not protrude between the front wheels and between the rear wheels. Therefore, between the front wheels and between the rear wheels, contact between the drive shaft and the obstacle can be suppressed. Each drive is located on the opposite side of the link from the wheel, i.e. on the inside. Therefore, in FIG. 1, the second front wheel drive section 72 and the second rear wheel drive section 74 are not shown. Alternatively, the first front wheel drive section 71 may be attached to the rear side of the first front link 61 and the second front wheel drive section 72 may be attached to the rear side of the second front link 62 . Similarly, the first rear wheel drive section 73 may be attached to the front side of the first rear link 63 and the second rear wheel drive section 74 may be attached to the front side of the second rear link 64 . Thereby, each driving part does not protrude between the front wheels and between the rear wheels. Therefore, between the front wheels and between the rear wheels, it is possible to suppress contact between the drive units and obstacles.

各駆動部と車輪との間に介在する回転伝達機構の一例として、各駆動部の出力軸には、出力軸とともに回転する駆動部側ベベルギヤが連結されている。そして、駆動部側ベベルギヤは、車輪側ベベルギヤと噛み合っている。この車輪側ベベルギヤは、車輪の回転軸とともに回転するように車輪の回転軸に連結されている。そのため、各駆動部が正転又は逆転すると、駆動部の回転方向に従って車輪にトルクが加わり、車輪が回転駆動される。これらのベベルギヤに代えて、回転伝達機構として、ベルト及びプーリーを備える機構を用いてもよい。また、各駆動部を前輪同士及び後輪同士の間に突出しないように取り付ける場合には、回転伝達機構としてウォームギヤを用いてもよい。 As an example of a rotation transmission mechanism interposed between each drive section and a wheel, a drive section side bevel gear that rotates together with the output shaft is connected to the output shaft of each drive section. The driving section side bevel gear meshes with the wheel side bevel gear. The wheel-side bevel gear is connected to the rotating shaft of the wheel so as to rotate together with the rotating shaft of the wheel. Therefore, when each drive unit rotates forward or backward, torque is applied to the wheels according to the direction of rotation of the drive unit, and the wheels are rotationally driven. Instead of these bevel gears, a mechanism including a belt and pulleys may be used as the rotation transmission mechanism. In addition, when the drive units are attached so as not to protrude between the front wheels and between the rear wheels, a worm gear may be used as the rotation transmission mechanism.

各駆動部は、対応する車輪を任意に駆動できる。すなわち、車輪には、それぞれ任意のトルクを加えることができる。例えば、整地を直進する場合、車輪が同一の回転数で回転するように各車輪に加えられるトルクが制御される。また、右旋回する場合、左側の車輪が右側の車輪よりも多く回転するように、左側の車輪に加えられるトルクが制御される。反対に、左旋回する場合、右側の車輪が左側の車輪よりも多く回転するように、右側の車輪に加えられるトルクが制御される。 Each drive can arbitrarily drive the corresponding wheel. That is, any torque can be applied to each wheel. For example, when going straight on level ground, the torque applied to each wheel is controlled so that the wheels rotate at the same number of revolutions. Also, when turning to the right, the torque applied to the left wheel is controlled so that the left wheel rotates more than the right wheel. Conversely, when turning left, the torque applied to the right wheel is controlled such that the right wheel rotates more than the left wheel.

図2は、走行移動体100の一部、具体的には本体10のカバーと荷台11とを外した状態を示す平面図である。走行移動体100は、重心移動機構97の一部として、差動装置であるデファレンシャルギヤ50を備えている。なお、一対のリンク機構である第1リンク機構13及び第2リンク機構14は、いずれも同様の構成を備えている。そのため、以下では第1リンク機構13について説明し、第2リンク機構14の説明は省略する。 FIG. 2 is a plan view showing a state in which part of the traveling mobile body 100, specifically, the cover of the main body 10 and the loading platform 11 are removed. The traveling moving body 100 includes a differential gear 50 as a differential device as part of the center-of-gravity moving mechanism 97 . Both the first link mechanism 13 and the second link mechanism 14, which are a pair of link mechanisms, have the same configuration. Therefore, the first link mechanism 13 will be described below, and the description of the second link mechanism 14 will be omitted.

第1リンク機構13は、第1前輪21及び第1後輪31を懸架している。また、第1リンク機構13は、シャフト55に対して回転可能に連結された第1前リンク61と、シャフト55に対して固定された第1後リンク63とを有している。すなわち、第1前リンク61と第1後リンク63とは、シャフト55を介して相対的に回転可能に連結されている。また、第1前リンク61及び第1後リンク63は、それぞれの自重を釣り合わせるためのスプリング65によって連結されている。このスプリング65は、第1前リンク61及び第1後リンク63に接続されており、第1前輪21及び第1後輪31が互いに近づく方向に張力を加えている。なお、スプリング65は、他の部材を介して第1前リンク61及び第1後リンク63に接続されてもよい。 The first link mechanism 13 suspends the first front wheel 21 and the first rear wheel 31 . The first link mechanism 13 also has a first front link 61 rotatably connected to the shaft 55 and a first rear link 63 fixed to the shaft 55 . That is, the first front link 61 and the first rear link 63 are relatively rotatably connected via the shaft 55 . Also, the first front link 61 and the first rear link 63 are connected by a spring 65 for balancing their own weights. The spring 65 is connected to the first front link 61 and the first rear link 63 and applies tension in the direction in which the first front wheel 21 and the first rear wheel 31 approach each other. The spring 65 may be connected to the first front link 61 and the first rear link 63 via another member.

代替的に、第1前リンク61をシャフト55に対して固定し、第1後リンク63をシャフト55に対して回転可能に連結してもよい。また、シャフト55と同軸の軸部材をさら設けて、第1前リンク61と第1後リンク63とを当該軸部材を介して連結してもよい。第1リンク機構13は、第1前リンク61に対して第1後リンク63が相対的に移動する際に、当該移動に連動してシャフト55が回転すれば、他の構造を採用してもよい。例えば、シャフト55と、第1リンク機構13の回転軸とがギヤトレインを介して接続されていてもよい。 Alternatively, first front link 61 may be fixed relative to shaft 55 and first rear link 63 may be rotatably coupled to shaft 55 . Alternatively, a shaft member coaxial with the shaft 55 may be further provided to connect the first front link 61 and the first rear link 63 via the shaft member. When the first rear link 63 moves relative to the first front link 61, if the shaft 55 rotates in conjunction with the movement, the first link mechanism 13 may employ another structure. good. For example, the shaft 55 and the rotating shaft of the first link mechanism 13 may be connected via a gear train.

また、走行移動体100は、不図示の複数の支持柱を介して荷台11を支持する略矩形状の支持枠15を備えている。さらに、走行移動体100は、重心移動機構97の一部として、車輪間隔の増減に連動して回転するように第1リンク機構13の第1後リンク63に接続されたシャフト55を有している。また、重心移動機構97は、シャフト55に接続されたデファレンシャルギヤ50を有している。このシャフト55は、支持枠15に設けられた軸受に挿入されており、支持枠15に対して回転可能である。そのため、シャフト55が回転しても、支持枠15及び荷台11は回転しない。なお、図1においては、シャフト55が第1後リンク63とともに回転するように固定されている。しかし、シャフト55は、第1後リンク63とともに回転する他の回転伝達部材(例えばギヤ)によって回転されてもよい。 The traveling mobile body 100 also includes a substantially rectangular support frame 15 that supports the loading platform 11 via a plurality of support columns (not shown). Further, the traveling vehicle 100 has, as a part of the center of gravity moving mechanism 97, a shaft 55 connected to the first rear link 63 of the first link mechanism 13 so as to rotate in conjunction with the increase or decrease of the wheel interval. there is The center-of-gravity moving mechanism 97 also has a differential gear 50 connected to the shaft 55 . This shaft 55 is inserted into a bearing provided in the support frame 15 and is rotatable with respect to the support frame 15 . Therefore, even if the shaft 55 rotates, the support frame 15 and the loading platform 11 do not rotate. 1, the shaft 55 is fixed so as to rotate together with the first rear link 63. As shown in FIG. However, the shaft 55 may be rotated by another rotation transmission member (eg gear) that rotates together with the first rear link 63 .

差動装置として機能するデファレンシャルギヤ50は、デファレンシャルケース51と、デファレンシャルケース51の外側に固定された一対のリングギヤ52とを有している。また、デファレンシャルギヤ50は、デファレンシャルケース51に軸支された一対のピニオンギヤ53と、デファレンシャルケース51に軸支された一対のサイドギヤ54とを有している。この一対のサイドギヤ54のそれぞれには、シャフト55が連結されている。なお、ピニオンギヤ53は一つのみであってもよい。 A differential gear 50 functioning as a differential device has a differential case 51 and a pair of ring gears 52 fixed to the outside of the differential case 51 . The differential gear 50 also has a pair of pinion gears 53 pivotally supported by the differential case 51 and a pair of side gears 54 pivotally supported by the differential case 51 . A shaft 55 is connected to each of the pair of side gears 54 . Note that only one pinion gear 53 may be provided.

第1前輪21及び第1後輪31の間の第1車輪間隔と、第2前輪22及び第2後輪32の間の第2車輪間隔とが減少し、一対のシャフト55が同一方向に回転すると、ピニオンギヤ53、デファレンシャルケース51及びリングギヤ52は、シャフト55を中心に一体的に回転する。これにより、デファレンシャルケース51が後方に傾くため、その質量に起因して、走行移動体100の重心が後方に移動する。 A first wheel spacing between the first front wheel 21 and the first rear wheel 31 and a second wheel spacing between the second front wheel 22 and the second rear wheel 32 decrease, and the pair of shafts 55 rotate in the same direction. Then, the pinion gear 53 , the differential case 51 and the ring gear 52 integrally rotate about the shaft 55 . As a result, differential case 51 tilts rearward, and the center of gravity of traveling body 100 moves rearward due to its mass.

第1車輪間隔と第2車輪間隔とが増加し、一対のシャフト55が同一方向に回転すると、ピニオンギヤ53、デファレンシャルケース51及びリングギヤ52は、シャフト55を中心に一体的に回転する。これにより、デファレンシャルケース51が前方に傾くため、走行移動体100の重心が前方に移動する。代替的に、重心移動機構97は、リングギヤ52と噛み合ったスパーギヤに連結された回転部材をさらに有していてもよい。当該回転部材が後方に傾くことによって、その質量に起因して、走行移動体100の重心を後方又は前方に移動させることができる。 When the first wheel spacing and the second wheel spacing increase and the pair of shafts 55 rotate in the same direction, the pinion gear 53, the differential case 51 and the ring gear 52 rotate integrally around the shaft 55. As a result, the differential case 51 tilts forward, so that the center of gravity of the traveling vehicle 100 moves forward. Alternatively, the center-of-gravity moving mechanism 97 may further have a rotating member connected to a spur gear meshing with the ring gear 52 . By tilting the rotating member rearward, the center of gravity of the traveling body 100 can be moved rearward or forward due to its mass.

一方、一対のシャフト55が互いに異なる方向に回転すると、サイドギヤ54と噛み合ったピニオンギヤ53は、ピニオンギヤ53の軸を中心に回転する。これにより、デファレンシャルケース51とリングギヤ52は回転しない。そのため、デファレンシャルケース51の傾きは変化せず、重心位置が維持される。 On the other hand, when the pair of shafts 55 rotate in mutually different directions, the pinion gear 53 meshing with the side gear 54 rotates around the axis of the pinion gear 53 . As a result, the differential case 51 and the ring gear 52 do not rotate. Therefore, the inclination of the differential case 51 does not change, and the center of gravity position is maintained.

走行移動体100は、第1リンク機構13の第1後リンク63と、第2リンク機構14の第2後リンク64に連結されているシーソー機構80を備えている。具体的に、シーソー機構80の一端部81は、第1後リンク63に回動可能に支持されており、シーソー機構80の他端部82は第2後リンク64に回動可能に支持されている。さらに、シーソー機構80は、その中央に位置する回転軸を中心に回動可能である。これにより、第1後リンク63及び第2後リンク64と、シーソー機構80とがリンク構造を構成している。 The traveling vehicle 100 includes a seesaw mechanism 80 connected to the first rear link 63 of the first link mechanism 13 and the second rear link 64 of the second link mechanism 14 . Specifically, one end 81 of the seesaw mechanism 80 is rotatably supported by the first rear link 63 , and the other end 82 of the seesaw mechanism 80 is rotatably supported by the second rear link 64 . there is Further, the seesaw mechanism 80 is rotatable around a rotation shaft located in its center. Thus, the first rear link 63, the second rear link 64, and the seesaw mechanism 80 constitute a link structure.

シーソー機構80は、第1後リンク63及び第2後リンク64の一方が上昇するときに、他方を相対的に下降させる。すなわち、シーソー機構80は、走行移動体100が走行方向に直交する左右方向において傾くときに、重心位置が移動しないように維持する。例えば、シーソー機構80によって、第1前輪21、第2前輪22、第1後輪31、及び第2後輪32のいずれか一つが上下方向に変位した場合、シーソー機構80によって重心位置が維持される。 The seesaw mechanism 80 relatively lowers one of the first rear link 63 and the second rear link 64 when the other rises. That is, the seesaw mechanism 80 maintains the position of the center of gravity so as not to move when the traveling body 100 is tilted in the horizontal direction perpendicular to the traveling direction. For example, when any one of the first front wheel 21, the second front wheel 22, the first rear wheel 31, and the second rear wheel 32 is vertically displaced by the seesaw mechanism 80, the center of gravity position is maintained by the seesaw mechanism 80. be.

すなわち、第1後輪31が障害物に乗り上げて第1後リンク63が上昇すると、シーソー機構80が中央の回動軸を中心に回動する。そして、シーソー機構80の一端部81が上昇して、他端部82が下降する。そのため、シーソー機構80に連結されている第2後リンク64は、第1後リンク63に対して相対的に下降する。その結果、第2後リンク64に懸架されている第2後輪32が上昇することはない。また、第1後リンク63と第2後リンク64とが反対方向に動くので、第1前リンク61と第2前リンク62も反対方向に動く。その結果、第1前リンク61に接続されたシャフト55と第2前リンク62に接続されたシャフト55とが互いに異なる方向に回転する。 That is, when the first rear wheel 31 rides over an obstacle and the first rear link 63 rises, the seesaw mechanism 80 rotates around the center rotation shaft. Then, one end portion 81 of the seesaw mechanism 80 rises and the other end portion 82 descends. Therefore, the second rear link 64 connected to the seesaw mechanism 80 descends relative to the first rear link 63 . As a result, the second rear wheel 32 suspended on the second rear link 64 will not rise. Also, since the first rear link 63 and the second rear link 64 move in opposite directions, the first front link 61 and the second front link 62 also move in opposite directions. As a result, the shaft 55 connected to the first front link 61 and the shaft 55 connected to the second front link 62 rotate in different directions.

そのため、サイドギヤ54がピニオンギヤ53を回転させ、ピニオンギヤ53はピニオンギヤ53の軸を中心に回転する。これにより、デファレンシャルケース51とリングギヤ52は回転しないため、重心移動機構97による重心の移動が発生しない。すなわち、走行移動体100が傾いたときに重心位置を維持するように、シーソー機構80によるリンク機構の動きと、重心移動機構97によるリンク機構の動きとが分離されている。同様に、中心対称に配置された第1前輪21及び第2後輪32と、第2前輪22及び第1後輪31との一方が乗り上げた場合も、重心移動機構97による重心の移動が発生しない。 Therefore, the side gear 54 rotates the pinion gear 53 , and the pinion gear 53 rotates about the axis of the pinion gear 53 . Accordingly, since the differential case 51 and the ring gear 52 do not rotate, the center of gravity moving mechanism 97 does not move the center of gravity. That is, the movement of the link mechanism by the seesaw mechanism 80 and the movement of the link mechanism by the center-of-gravity moving mechanism 97 are separated so that the center-of-gravity position is maintained when the traveling body 100 is tilted. Similarly, when one of the centrally symmetrically arranged first front wheel 21 and second rear wheel 32 and the second front wheel 22 and first rear wheel 31 runs over the center of gravity, the center of gravity movement mechanism 97 shifts the center of gravity. do not.

また、障害物に乗り上げた場合等、第1前リンク61及び第2前リンク62の一方が上昇すると、差動懸架機構として機能するシーソー機構80によって、第1前リンク61及び第2前リンク62の他方が相対的に下降する。同様に、障害物から降りる場合等、第1前リンク61及び第2前リンク62の一方が下降すると、シーソー機構80によって、第1前リンク61及び第2前リンク62の他方が上昇する。 Further, when one of the first front link 61 and the second front link 62 rises, such as when riding on an obstacle, the first front link 61 and the second front link 62 are moved by the seesaw mechanism 80 functioning as a differential suspension mechanism. relative to the other. Similarly, when one of the first front link 61 and the second front link 62 descends, such as when descending from an obstacle, the seesaw mechanism 80 raises the other of the first front link 61 and the second front link 62 .

図3に示すように、走行移動体100は、第1車輪間隔を検知する第1間隔検知部91と、第2車輪間隔を検知する第2間隔検知部92とを備えている。一例として、第1間隔検知部91及び第2間隔検知部92は、前輪と後輪との間の距離を検知するセンサである。また、走行移動体100は、車輪間隔を計測する計測部93を備えている。計測部93は、第1間隔検知部91及び第2間隔検知部92が検知した前輪と後輪との位置に基づいて、第1及び第2車輪間隔を計測する。 As shown in FIG. 3, the traveling mobile body 100 includes a first distance detector 91 that detects the first wheel distance and a second distance detector 92 that detects the second wheel distance. As an example, the first distance detector 91 and the second distance detector 92 are sensors that detect the distance between the front wheels and the rear wheels. The traveling mobile body 100 also includes a measuring unit 93 that measures the wheel interval. The measurement unit 93 measures the first and second wheel intervals based on the positions of the front wheels and the rear wheels detected by the first interval detection unit 91 and the second interval detection unit 92 .

さらに、走行移動体100は、回転速度検知センサ、回転数検知センサ、角速度センサ、加速度センサ、重量センサ、障害物センサ、車輪速センサ、接触検知センサ、傾斜センサ、及びカメラ等を含む検出部94を有している。一例として、検出部94は、走行移動体100に近づく段差などの障害物の画像、障害物までの距離、及び走行移動体100の移動速度等を検出する。そして、検出部94は、取得した情報及び画像を制御部95に送信する。さらに、検出部94は、障害物との接触を検出し、接触検出信号を制御部95に送信してもよい。また、走行移動体100は、各電気部品に電力を供給する不図示の電源を有している。 Furthermore, the traveling mobile body 100 includes a rotation speed detection sensor, a rotation speed detection sensor, an angular velocity sensor, an acceleration sensor, a weight sensor, an obstacle sensor, a wheel speed sensor, a contact detection sensor, an inclination sensor, and a detection unit 94 including a camera and the like. have. As an example, the detection unit 94 detects an image of an obstacle such as a step approaching the moving body 100, the distance to the obstacle, the moving speed of the moving body 100, and the like. The detection unit 94 then transmits the acquired information and image to the control unit 95 . Furthermore, the detection unit 94 may detect contact with an obstacle and transmit a contact detection signal to the control unit 95 . The traveling mobile body 100 also has a power source (not shown) that supplies electric power to each electric component.

また、走行移動体100は、コンピュータとしての制御部95と、記憶部96を備えている。一例として、制御部95はプロセッサであり、記憶部96は制御プログラムを記憶したメモリである。プロセッサは、例えばCPU(Central Processing Unit)、又はMPU(Micro-Processing Unit)であり、メモリに記憶されたプログラムに基づいて、装置全体を制御すると共に、各種処理についても統括的に制御する。また、メモリは、プロセッサが動作するためのシステムワークメモリであるRAM(Random Access Memory)、並びにプログラム及びシステムソフトウェアを格納するROM(Read Only Memory)、HDD(Hard Disc Drive)及びSSD(Solid State Drive)等の記憶装置を含む。 The traveling mobile body 100 also includes a control unit 95 as a computer and a storage unit 96 . As an example, the control unit 95 is a processor, and the storage unit 96 is a memory that stores control programs. The processor is, for example, a CPU (Central Processing Unit) or MPU (Micro-Processing Unit), and controls the entire apparatus based on a program stored in a memory, and also controls various processes in an integrated manner. The memory includes RAM (Random Access Memory), which is system work memory for the processor to operate, ROM (Read Only Memory), HDD (Hard Disc Drive), and SSD (Solid State Drive) for storing programs and system software. ) and other storage devices.

代替的に、制御部95は、CD(Compact Disc)、DVD(Digital Versatile Disc)、CF(Compact Flash)カード、及びUSB(Universal Serial Bus)メモリ等の可搬記録媒体、又はインターネット上のサーバ等の外部記憶媒体に記憶されたプログラムに従って制御を行うこともできる。以下では、CPUが、ROM又はHDDに記憶された制御プログラムに従って、種々の演算、制御、及び判別等の処理動作を実行するものとして説明する。 Alternatively, the control unit 95 may be a portable recording medium such as a CD (Compact Disc), a DVD (Digital Versatile Disc), a CF (Compact Flash) card, and a USB (Universal Serial Bus) memory, or a server on the Internet. Control can also be performed according to a program stored in an external storage medium. In the following description, it is assumed that the CPU executes processing operations such as various calculations, controls, and determinations according to control programs stored in the ROM or HDD.

制御部95は、各車輪の回転状態(駆動部の出力軸の回転状態)を検出部94から取得する。そして、必要な回転数で回転するように、各車輪の回転速度(各駆動部が加えるトルク)を制御する。例えば、整地を直進する場合、制御部95は、車輪の回転数が一致するように各駆動部を制御する。さらに、整地を直進する場合、制御部95は、計測部93から取得した第1及び第2車輪間隔に基づいて、両間隔が一定になるように各駆動部が加えるトルクを制御する。また、第1前リンク61及び第1後リンク63と、第2前リンク62及び第2後リンク64との間には、それぞれスプリング65による張力が働く。トルク制御に加えて、スプリング65の張力により、第1及び第2車輪間隔は一定に維持される。 The control unit 95 acquires the rotation state of each wheel (the rotation state of the output shaft of the driving unit) from the detection unit 94 . Then, the rotational speed of each wheel (torque applied by each drive unit) is controlled so that the wheels rotate at the required number of revolutions. For example, when traveling straight on leveled ground, the control unit 95 controls each drive unit so that the wheel rotation speeds match. Furthermore, when traveling straight on leveled ground, the control unit 95 controls the torque applied by each driving unit based on the first and second wheel intervals acquired from the measuring unit 93 so that the first and second wheel intervals are constant. A spring 65 exerts tension between the first front link 61 and the first rear link 63 and the second front link 62 and the second rear link 64, respectively. In addition to torque control, the tension of spring 65 keeps the first and second wheel spacing constant.

さらに、制御部95は、検出部94から取得した情報に基づいて、障害物である段差を昇ることができるか否かを判断する。そして、昇ることができると判断した場合、制御部95は、後述する昇り処理を行う。例えば、制御部95は、記憶部96に記録された乗り越え可能高さを参照して、画像から算出した障害物の高さと比較する。そして、障害物が乗り越え可能高さよりも低い場合には、昇ることができると判断する。 Furthermore, based on the information acquired from the detection unit 94, the control unit 95 determines whether or not it is possible to climb the steps that are obstacles. Then, when it is determined that it is possible to go up, the control unit 95 performs a climbing process, which will be described later. For example, the control unit 95 refers to the climbable height recorded in the storage unit 96 and compares it with the height of the obstacle calculated from the image. Then, when the obstacle is lower than the climbable height, it is determined that the obstacle can be climbed.

一方、制御部95は、記憶部96に記録された乗り越え可能高さを参照して、画像から算出した障害物の高さと比較する。そして、障害物が乗り越え可能高さよりも高い場合には、昇ることができないと判断する。昇ることができないと判断した場合、制御部95は、障害物を迂回するように第1前輪駆動部71、第2前輪駆動部72、第1後輪駆動部73、及び第2後輪駆動部74を制御する。一例として、障害物を迂回するために右旋回する場合、制御部95は、第1前輪21及び第1後輪31の回転数を、第2前輪22及び第2後輪32の回転数よりも大きくする。同様に制御部95は、検出部94から取得した情報に基づいて、障害物である段差を降りることができるか否かを判断する。 On the other hand, the control unit 95 refers to the climbable height recorded in the storage unit 96 and compares it with the height of the obstacle calculated from the image. Then, when the obstacle is higher than the climbable height, it is determined that the obstacle cannot be climbed. When it is determined that it cannot climb, the control unit 95 controls the first front wheel drive unit 71, the second front wheel drive unit 72, the first rear wheel drive unit 73, and the second rear wheel drive unit to bypass the obstacle. 74. As an example, when making a right turn to avoid an obstacle, the controller 95 sets the rotational speeds of the first front wheel 21 and the first rear wheel 31 to be higher than the rotational speeds of the second front wheel 22 and the second rear wheel 32. also increase. Similarly, the control unit 95 determines whether or not it is possible to go down the step, which is an obstacle, based on the information acquired from the detection unit 94 .

なお、図3には一つの検出部94が図示されているが、検出部94は複数であってもよい。例えば、走行移動体100は、複数の検出部94として、回転速度検検出部、回転数検出部、移動速度検出部、加速度検出部、重量検出部、及び障害物検出部等を有していてもよい。これらの検出部94は、検出センサから情報を取得する制御部95(プロセッサ)における、各種機能として論理的に実現される機能部としても構成できる。この機能部は、記憶部96に記録されたプログラムに対応して制御部95が各種処理を実行することにより、各種機能として実現される。 Although one detection unit 94 is illustrated in FIG. 3, a plurality of detection units 94 may be provided. For example, the traveling moving body 100 has a rotation speed detection unit, a rotation speed detection unit, a moving speed detection unit, an acceleration detection unit, a weight detection unit, an obstacle detection unit, etc. as the plurality of detection units 94. good too. These detection units 94 can also be configured as functional units that are logically implemented as various functions in a control unit 95 (processor) that acquires information from detection sensors. This functional unit is realized as various functions by the control unit 95 executing various processes corresponding to the programs recorded in the storage unit 96 .

制御部95は、計測部93から第1及び第2車輪間隔を取得し、走行移動体100の重心位置を判断する。例えば、第1及び第2車輪間隔が狭い場合、重心移動機構97が後傾しているため、制御部95は重心位置が基準位置よりも後方であると判断する。また、第1及び第2車輪間隔が広い場合、重心移動機構97が前傾しているため、制御部95は重心位置が基準位置よりも前方であると判断する。さらに、第1及び第2車輪間隔が初期値である場合、制御部95は重心位置が基準位置にあると判断する。 The control unit 95 acquires the first and second wheel intervals from the measurement unit 93 and determines the center of gravity position of the traveling mobile body 100 . For example, when the distance between the first and second wheels is narrow, the center-of-gravity moving mechanism 97 is tilted backward, so the controller 95 determines that the center-of-gravity position is behind the reference position. Further, when the distance between the first and second wheels is large, the center-of-gravity moving mechanism 97 is tilted forward, so the control unit 95 determines that the center-of-gravity position is ahead of the reference position. Furthermore, when the first and second wheel intervals are initial values, the control unit 95 determines that the center of gravity position is at the reference position.

さらに、制御部95は、重心垂下線(重心から接地面に下した垂線)が後輪同士の回転軸を結ぶ回転中心線よりも後方に位置しないように、各駆動部を制御する。具体的には、重心垂下線が回転中心線よりも後方であると判断した場合、制御部95は、第1及び第2車輪間隔が増加するように各駆動部を制御する。また、制御部95は、重心垂下線が前輪同士の回転中心線よりも前方に位置しないように、各駆動部を制御する。具体的には、重心位置が回転中心線よりも前方であると判断した場合、制御部95は、第1及び第2車輪間隔が減少するように各駆動部を制御する。換言すると、制御部95は、重心位置が前輪同士の回転軸を結ぶ線と後輪同士の回転軸を結ぶ線との間に位置するように、各駆動部を制御する。 Further, the control unit 95 controls each driving unit so that the center-of-gravity vertical line (perpendicular line extending from the center of gravity to the ground surface) is not located behind the rotation center line connecting the rotation axes of the rear wheels. Specifically, when determining that the center-of-gravity vertical line is behind the rotation center line, the control unit 95 controls each driving unit so that the first and second wheel intervals are increased. Further, the control unit 95 controls each drive unit so that the vertical line of the center of gravity is not positioned forward of the rotation center line of the front wheels. Specifically, when determining that the position of the center of gravity is ahead of the center line of rotation, the control section 95 controls each driving section so that the first and second wheel intervals are reduced. In other words, the control unit 95 controls each drive unit so that the center of gravity is positioned between the line connecting the rotation axes of the front wheels and the line connecting the rotation axes of the rear wheels.

また、第1前リンク61及び第2前リンク62の両方が上昇する場合、制御部95は、第1及び第2車輪間隔が減少するように制御する。この場合、第1前リンク61及び第2前リンク62が同じ方向に動くため、デファレンシャルケース51とリングギヤ52が回転する。その結果、重心が前方に移動する。一方、第1前リンク61及び第2前リンク62の両方が下降する場合、制御部95は、第1及び第2車輪間隔が増加するように制御する。この場合、第1前リンク61及び第2前リンク62が同じ方向に動くため、デファレンシャルケース51とリングギヤ52が回転する。その結果、重心が後方に移動する。 Also, when both the first front link 61 and the second front link 62 are raised, the control unit 95 controls the first and second wheel gaps to decrease. In this case, since the first front link 61 and the second front link 62 move in the same direction, the differential case 51 and the ring gear 52 rotate. As a result, the center of gravity moves forward. On the other hand, when both the first front link 61 and the second front link 62 descend, the controller 95 controls the first and second wheel gaps to increase. In this case, since the first front link 61 and the second front link 62 move in the same direction, the differential case 51 and the ring gear 52 rotate. As a result, the center of gravity moves rearward.

[制御方法]
図4AからC、図5AからG、図6、図7AからG、及び図8を参照して、走行移動体100の制御方法について説明する。なお、図4AからCにおいては、後輪の回転中心の位置を二点鎖線によって示している。また、重心から接地面に対して下した重心垂下線を点線によって示している。なお、走行移動体100は略左右対称の構成を有している。そのため、以下においては、第1リンク機構13について説明し、第2リンク機構14についての説明は省略する。
[Control method]
4A to C, FIGS. 5A to G, FIG. 6, FIGS. 7A to G, and FIG. 8, a control method for the traveling mobile body 100 will be described. In addition, in FIGS. 4A to 4C, the position of the center of rotation of the rear wheel is indicated by a two-dot chain line. Also, the center of gravity vertical line drawn from the center of gravity to the ground surface is indicated by a dotted line. Note that the traveling mobile body 100 has a substantially symmetrical configuration. Therefore, the first link mechanism 13 will be described below, and the description of the second link mechanism 14 will be omitted.

障害物を乗り越え可能であると判断した場合、制御部95は、計測部93から取得した第1及び第2車輪間隔が所定の目標値に到達するように各駆動部を制御する。すなわち、制御部95は、車輪間隔を増減するように、前輪駆動部(第1前輪駆動部71及び第2前輪駆動部72)が前輪に加えるトルクと、後輪駆動部(第1後輪駆動部73及び第2後輪駆動部74)が前記後輪に加えるトルクとを異ならせる。これにより、第1及び第2車輪間隔が所定の長さに制御される。 When it is determined that the obstacle can be overcome, the control unit 95 controls each drive unit so that the first and second wheel gaps obtained from the measurement unit 93 reach predetermined target values. That is, the control unit 95 controls the torque applied to the front wheels by the front wheel drive unit (the first front wheel drive unit 71 and the second front wheel drive unit 72) and the torque applied to the front wheels by the rear wheel drive unit (the first rear wheel drive unit) so as to increase or decrease the wheel interval. The torque applied to the rear wheels by the portion 73 and the second rear wheel drive portion 74) is made different. As a result, the first and second wheel intervals are controlled to a predetermined length.

具体的には、後輪駆動部が加えるトルクを、前輪駆動部が加えるトルクよりも大きくすると、第1及び第2車輪間隔が減少する。すなわち、回転数が相違するため、前輪又は後輪の一方は、他方に近づく方向に相対的に移動する。すると、第1前リンク61及び第1後リンク63が回転軸Aを中心に回転する。また、後輪駆動部が加えるトルクを前輪駆動部が加えるトルクよりも小さくすると、第1及び第2車輪間隔が増加する。すなわち、回転数が相違するため、前輪又は後輪の一方は、他方から離れる方向に相対的に移動する。すると、第1前リンク61及び第1後リンク63が回転軸Aを中心に回転する。そして、第1及び第2車輪間隔の長さの増減に連動して、第1後リンク63が回転する結果、走行移動体100の重心位置が変化する。なお、前輪駆動部及び後輪駆動部の一方の回転方向を他方とは異ならせるように、又は一方の回転を停止するように、トルクを異ならせてもよい。 Specifically, increasing the torque applied by the rear wheel drive to the torque applied by the front wheel drive reduces the first and second wheel spacing. That is, since the rotational speeds are different, one of the front wheels and the rear wheels relatively moves toward the other. Then, the first front link 61 and the first rear link 63 rotate about the rotation axis A. As shown in FIG. Also, if the torque applied by the rear wheel drive is less than the torque applied by the front wheel drive, the first and second wheel spacing is increased. That is, one of the front wheels or the rear wheels relatively moves away from the other because of the difference in rotation speed. Then, the first front link 61 and the first rear link 63 rotate about the rotation axis A. As shown in FIG. As a result of the rotation of the first rear link 63 in conjunction with the increase or decrease in the length of the first and second wheel spacings, the position of the center of gravity of the traveling vehicle 100 changes. Note that the torque may be varied so that one of the front wheel drive section and the rear wheel drive section rotates in a different direction from the other, or one of them stops rotating.

図4Aに示すように車輪間隔の長さが減少すると、図4Bに示す中央の基準位置に対して重心位置が後方へ移動する。また、図4Cに示すように車輪間隔の長さが増加すると、基準位置に対して重心位置が前方へ移動する。そして、重心位置が変化することによって、車輪への荷重分配が変化する。具体的には、重心位置が後方へ移動すると、後輪に加わる荷重が増加して、前輪に加わる荷重が減少する。一方、重心位置が前方へ移動すると、後輪に加わる荷重が減少して、前輪に加わる荷重が増加する。なお、図4Bに示す通常走行時、すなわち、略平面である整地面上を走行するときの重心位置が基準位置となる。この基準位置は、走行移動体100の中央以外の位置であってもよい。そして、第1及び第2車輪間隔の長さは、重心位置が基準位置にあるときの車輪間隔を基準として増加又は減少可能である。 As the wheel spacing decreases, as shown in FIG. 4A, the center of gravity position moves rearward relative to the central reference position shown in FIG. 4B. Also, as shown in FIG. 4C, when the length of the wheel interval increases, the center of gravity position moves forward with respect to the reference position. A change in the position of the center of gravity causes a change in load distribution to the wheels. Specifically, when the center of gravity moves rearward, the load applied to the rear wheels increases and the load applied to the front wheels decreases. On the other hand, when the center of gravity moves forward, the load applied to the rear wheels decreases and the load applied to the front wheels increases. The reference position is the position of the center of gravity during normal running shown in FIG. 4B, that is, when running on a level surface that is substantially flat. This reference position may be a position other than the center of the traveling mobile body 100 . The lengths of the first and second wheel gaps can be increased or decreased with reference to the wheel gap when the center of gravity position is at the reference position.

図5AからGを参照して説明するように、制御部95は、前輪(第1前輪21)を障害物に乗り上げる際に、重心位置が基準位置よりも後方に位置するように、前輪駆動部(第1前輪駆動部71)及び後輪駆動部(第1後輪駆動部73)が前輪及び後輪に加えるトルクをそれぞれ制御する。また、制御部95は、後輪(第1後輪31)を障害物に乗り上げる際に、重心位置が基準位置よりも前方に位置するように、前輪駆動部及び後輪駆動部が前輪及び後輪に加えるトルクをそれぞれ制御する。 As will be described with reference to FIGS. 5A to 5G, when the front wheels (first front wheels 21) run over an obstacle, the control unit 95 controls the front wheel drive unit so that the position of the center of gravity is located behind the reference position. (first front wheel drive section 71) and rear wheel drive section (first rear wheel drive section 73) respectively control the torque applied to the front wheels and rear wheels. Further, the control unit 95 controls the front wheel drive unit and the rear wheel drive unit so that the center of gravity position is located forward of the reference position when the rear wheel (first rear wheel 31) runs over an obstacle. Each controls the torque applied to the wheels.

さらに、制御部95は、前輪を障害物から降ろす際に、重心位置が基準位置よりも後方に位置するように、前輪駆動部及び後輪駆動部が前輪及び後輪に加えるトルクをそれぞれ制御する。また、制御部95は、後輪を障害物から降ろす際に、重心位置が基準位置よりも前方に位置するように、前輪駆動部及び後輪駆動部が前輪及び後輪に加えるトルクをそれぞれ制御する。 Furthermore, the control unit 95 controls the torques applied to the front wheels and the rear wheels by the front wheel drive unit and the rear wheel drive unit so that the center of gravity is located behind the reference position when the front wheels are lowered from the obstacle. . In addition, the control unit 95 controls the torque applied to the front wheels and the rear wheels by the front wheel drive unit and the rear wheel drive unit so that the center of gravity is located forward of the reference position when the rear wheels are lowered from the obstacle. do.

具体的に、図5Aに示すように障害物として、例えば、段差を検出した場合、制御部95は、段差を昇ることができるか否かを判断する(図6のS601)。そして、昇ることができると判断すると(S601でYES)、制御部95は、前輪が段差の側面に接触する接触タイミングで、図5Bに示すように第1及び第2車輪間隔を減少させる(S602)。このとき、制御部95は、走行状態で第1及び第2車輪間隔を減少させてもよい。さらに、制御部95は、接触タイミングで走行移動体100を停止させ、停止状態で第1及び第2車輪間隔を減少させてもよい。一例として、制御部95は、検出部94から走行移動体100に相対的に近づく段差の画像を取得する。そして、制御部95は、段差までの距離及び走行移動体100の走行速度などに基づいて、段差との接触タイミングを予測する。代替的に、制御部95は、接触検出信号を受信したタイミングを接触タイミングと判断してもよい。一方、昇ることができないと判断すると(S601でNO)、制御部95は、昇り処理を終了して段差を迂回する。 Specifically, when detecting, for example, a step as an obstacle as shown in FIG. 5A, the control unit 95 determines whether or not the step can be climbed (S601 in FIG. 6). Then, when it is determined that it is possible to go up (YES in S601), the control unit 95 reduces the first and second wheel gaps as shown in FIG. ). At this time, the control unit 95 may reduce the first and second wheel gaps in the running state. Furthermore, the control unit 95 may stop the traveling mobile body 100 at the contact timing and reduce the first and second wheel gaps in the stopped state. As an example, the control unit 95 acquires an image of a step relatively approaching the traveling body 100 from the detection unit 94 . Then, the control unit 95 predicts the contact timing with the step based on the distance to the step, the traveling speed of the traveling mobile body 100, and the like. Alternatively, the control unit 95 may determine the timing of receiving the contact detection signal as the contact timing. On the other hand, when determining that it is impossible to climb (NO in S601), the control unit 95 terminates the climbing process and bypasses the step.

第1及び第2車輪間隔を減少させると、図5Bに示すように重心位置は後方へ移動する。この状態で、制御部95は、各駆動部を駆動させて走行移動体100を前進させて、図5Cに示すように前輪を段差上に乗り上げる(S603)。このとき、制御部95は、第1及び第2車輪間隔を減少させながら、走行移動体100を前進させてもよい。重心位置が後方へ移動すると、後輪に加わる荷重が大きくなりかつ前輪に加わる荷重が小さくなる。これにより、荷重が増加した後輪と接地面との間には大きな摩擦力(駆動力)が生じるため、走行移動体100の前輪を容易に乗り上げることができる。続いて、制御部95は、各駆動部を駆動させて、図5Dに示すように後輪が段差の側面に接触するまで、走行移動体100を前進させる(S604)。 Decreasing the first and second wheel spacing moves the center of gravity rearward as shown in FIG. 5B. In this state, the control unit 95 drives each driving unit to advance the traveling mobile body 100, and the front wheels run on the step as shown in FIG. 5C (S603). At this time, the control unit 95 may move the traveling body 100 forward while decreasing the distance between the first and second wheels. When the center of gravity moves rearward, the load applied to the rear wheels increases and the load applied to the front wheels decreases. As a result, a large frictional force (driving force) is generated between the rear wheel with increased load and the ground contact surface, so that the front wheel of the traveling mobile body 100 can be easily run over. Subsequently, the control unit 95 drives each drive unit to move the traveling body 100 forward until the rear wheels come into contact with the side surface of the step as shown in FIG. 5D (S604).

そして、制御部95は、前輪が段差の側面に接触する接触タイミングで、第1及び第2車輪間隔を増加させる(S605)。このとき、制御部95は、走行状態又は停止状態のいずれの状態で第1及び第2車輪間隔を増加させてもよい。第1及び第2車輪間隔を増加させると、図5Eに示すように重心位置は前方へ移動する。この状態で、制御部95は、各駆動部を駆動させて走行移動体100を前進させて、図5Fに示すように後輪を段差上に乗り上げる(S606)。重心位置が前方へ移動すると、後輪に加わる荷重が小さくなりかつ前輪に加わる荷重が大きくなる。これにより、荷重が増加した前輪と接地面との間には大きな摩擦力(駆動力)が生じるため、走行移動体100の後輪を容易に乗り上げることができる。さらに、図5Eに示すように車輪間隔を増加させると、第1前リンク61と第1後リンク63の間のスプリング65(不図示)にエネルギーが蓄えられる。その結果、スプリング65のたわみ(伸び)に応じた張力が、第1前輪21と第1後輪31に加わる。そのため、第1後輪31を段差上に乗り上げる際に、第1後輪31が段差の側面に押し付けられ、その押付力(垂直抗力)を補償できる。これにより、第1後輪31がスリップして(空転して)、推進力(第1後輪31を乗り上げる力)が失われることを防ぐことができる。また、第1前輪21には、第1後輪31に対する押付力の反力が加わるため、第1前輪21のスリップを抑制できる。さらに、第1前輪21がスリップ又は回転停止した場合も、スプリング65にエネルギーが蓄えられている期間、すなわちスプリング65のたわみが解消されるまでは、第1後輪31の推進力は維持される。これが、第1後輪31の段差の乗り上げに有利に寄与することになる。さらに、後述する把持機能を奏するように、制御部95が第1及び第2前輪駆動部72と、第1及び第2後輪駆動部74とに、反対方向のトルクを加えることもできる。または、把持機能を奏するように、前輪と後輪との回転速度を異ならせることもできる。この把持機能により、段差の側面と上面を前輪と後輪との間に巻き込むような力が生じる。そのため、スプリング65による押付力と同様に、第1後輪31に対する押付力を補償でき、推進力を維持することができる。 Then, the control unit 95 increases the distance between the first and second wheels at the contact timing when the front wheels contact the side surface of the step (S605). At this time, the control unit 95 may increase the first and second wheel gaps in either the running state or the stopped state. Increasing the first and second wheel spacing moves the center of gravity forward as shown in FIG. 5E. In this state, the control unit 95 drives each driving unit to advance the traveling mobile body 100, and the rear wheels run on the step as shown in FIG. 5F (S606). When the center of gravity moves forward, the load applied to the rear wheels decreases and the load applied to the front wheels increases. As a result, a large frictional force (driving force) is generated between the front wheel with increased load and the ground contact surface, so that the rear wheel of the traveling body 100 can be easily ridden. Additionally, increasing the wheel spacing as shown in FIG. 5E stores energy in a spring 65 (not shown) between the first front link 61 and the first rear link 63 . As a result, tension corresponding to the deflection (elongation) of the spring 65 is applied to the first front wheel 21 and the first rear wheel 31 . Therefore, when the first rear wheel 31 rides on the step, the first rear wheel 31 is pressed against the side surface of the step, and the pressing force (normal force) can be compensated. As a result, it is possible to prevent the first rear wheel 31 from slipping (idling) and losing the propulsive force (the force to ride on the first rear wheel 31). Further, since the reaction force of the pressing force against the first rear wheel 31 is applied to the first front wheel 21, the slip of the first front wheel 21 can be suppressed. Furthermore, even if the first front wheel 21 slips or stops rotating, the propulsive force of the first rear wheel 31 is maintained during the period in which energy is stored in the spring 65, that is, until the deflection of the spring 65 is eliminated. . This advantageously contributes to the running of the first rear wheel 31 over the step. In addition, the controller 95 can apply torques in opposite directions to the first and second front wheel drives 72 and the first and second rear wheel drives 74 so as to provide a gripping function to be described later. Alternatively, the rotational speeds of the front and rear wheels can be different so as to achieve a gripping function. This gripping function creates a force that pulls the sides and top of the step between the front and rear wheels. Therefore, like the pressing force of the spring 65, the pressing force against the first rear wheel 31 can be compensated, and the driving force can be maintained.

後輪が段差に乗り上がった後、制御部95は、図5Gに示すように第1及び第2車輪間隔を通常の長さに戻し(S607)、昇り処理を終了して通常の走行を開始する。例えば、制御部95は、検出部94から走行移動体100の傾きを取得して、当該傾きが所定の範囲に到達した場合に、後輪が乗り上がったと判断する。なお、昇り処理における前進の際、制御部95は、前輪駆動部及び後輪駆動部の一方(例えば、荷重が大きい方)のみがトルクを加えるように制御してもよい。 After the rear wheels run up the step, the control unit 95 restores the first and second wheel intervals to the normal length as shown in FIG. 5G (S607), ends the climbing process, and starts normal running. do. For example, the control unit 95 acquires the inclination of the traveling moving body 100 from the detection unit 94, and determines that the rear wheels have run up when the inclination reaches a predetermined range. It should be noted that the control unit 95 may control so that only one of the front wheel drive unit and the rear wheel drive unit (for example, the one with the larger load) applies torque when moving forward in the climbing process.

図7Aに示すように走行移動体100が段差の端を検出した場合、制御部95は、当該段差の端から降りることができるか否かを判断する(図8のS801)。例えば、制御部95は、記憶部96に記録された乗り越え可能高さを参照して、画像から算出した段差の高さと比較する。そして、段差が乗り越え可能高さよりも低い場合には、降りることができると判断する。一方、降りることができないと判断すると(S801でNO)、制御部95は、降り処理を終了して段差の端を迂回する。降りることが可能であると判断すると(S801でYES)、制御部95は、前輪が段差の端に到達する到達タイミングで、第1及び第2車輪間隔を減少させる(S802)。このとき、制御部95は、走行状態又は停止状態のいずれの状態で第1及び第2車輪間隔を増加させてもよい。例えば、制御部95は、段差の端の画像、段差までの距離及び走行移動体100の走行速度などに基づいて、到達タイミングを判断できる。 When the traveling mobile body 100 detects the edge of the step as shown in FIG. 7A, the control unit 95 determines whether or not it is possible to get off from the edge of the step (S801 in FIG. 8). For example, the control unit 95 refers to the climbable height recorded in the storage unit 96 and compares it with the height of the step calculated from the image. Then, if the step is lower than the climbable height, it is determined that it is possible to descend. On the other hand, when determining that it is not possible to get off (NO in S801), the control unit 95 terminates the process of getting off and bypasses the edge of the step. If it is determined that it is possible to get off (YES in S801), the control unit 95 reduces the first and second wheel gaps at the timing when the front wheels reach the edge of the step (S802). At this time, the control unit 95 may increase the first and second wheel gaps in either the running state or the stopped state. For example, the control unit 95 can determine the arrival timing based on the image of the end of the step, the distance to the step, the traveling speed of the traveling moving body 100, and the like.

第1及び第2車輪間隔を減少させると、図7Bに示すように重心位置は後方へ移動するため、前輪に加わる荷重が小さくなる。この状態で、制御部95は、各駆動部を駆動させて走行移動体100を前進させて、図7Cに示すように前輪を段差から降ろす(S803)。これにより、前輪が着地する際の衝撃を、荷重の減少によって抑制できる。続いて、制御部95は、各駆動部を駆動させて、図7Dに示すように後輪が段差の端に到達するまで、走行移動体100を前進させる(S804)。そして、制御部95は、後輪が段差の端に到達する到達タイミングで、第1及び第2車輪間隔を増加させる(S805)。このとき、制御部95は、走行状態又は停止状態のいずれの状態で第1及び第2車輪間隔を減少させてもよい。第1及び第2車輪間隔を増加させると、図7Eに示すように重心位置は前方へ移動するため、後輪に加わる荷重が小さくなる。 Decreasing the first and second wheel spacing moves the center of gravity rearward as shown in FIG. 7B, thereby reducing the load applied to the front wheels. In this state, the control unit 95 drives each driving unit to move the traveling body 100 forward, and as shown in FIG. 7C, the front wheels are lowered from the step (S803). As a result, the impact when the front wheels land on the ground can be suppressed by reducing the load. Subsequently, the control unit 95 drives each driving unit to move the traveling body 100 forward until the rear wheels reach the end of the step as shown in FIG. 7D (S804). Then, the control unit 95 increases the first and second wheel gaps at the timing when the rear wheels reach the end of the step (S805). At this time, the control unit 95 may reduce the first and second wheel gaps in either the running state or the stopped state. Increasing the distance between the first and second wheels moves the center of gravity forward as shown in FIG. 7E, thus reducing the load on the rear wheels.

この状態で、制御部95は、各駆動部を駆動させて走行移動体100を前進させて、図7Fに示すように後輪を段差から降ろす(S806)。これにより、後輪が着地する際の衝撃を、荷重の減少によって抑制できる。後輪が段差から降りた後、制御部95は、図7Gに示すように第1及び第2車輪間隔を通常の長さに戻し(S807)、降り処理を終了して通常の走行を開始する。例えば、制御部95は、検出部94から走行方向における走行移動体100の傾きを取得して、当該傾きが所定の範囲に到達した場合に、後輪が段差から降りたと判断する。そして、制御部95は、第1及び第2車輪間隔を通常の長さに戻す。なお、降り処理における前進の際、制御部95は、前輪駆動部及び後輪駆動部の一方(例えば、荷重が大きい方)のみがトルクを加えるように制御してもよい。 In this state, the control unit 95 drives each driving unit to move the traveling body 100 forward, and as shown in FIG. 7F, lowers the rear wheels from the step (S806). As a result, the impact when the rear wheels land on the ground can be suppressed by reducing the load. After the rear wheels get off the step, the control unit 95 restores the first and second wheel gaps to the normal length (S807) as shown in FIG. 7G, ends the descending process, and starts normal running. . For example, the control unit 95 acquires the inclination of the traveling moving body 100 in the traveling direction from the detection unit 94, and determines that the rear wheels have descended from the step when the inclination reaches a predetermined range. Then, the control unit 95 returns the first and second wheel intervals to the normal length. It should be noted that the control unit 95 may perform control so that only one of the front wheel drive unit and the rear wheel drive unit (for example, the one with the larger load) applies torque when moving forward in the descending process.

さらに、昇り処理、及び降り処理において、制御部95は、重心から走行面に延びる重心垂下線が車輪同士の回転軸を結ぶ線から外側に出ないように各駆動部を制御できる。具体的に、制御部95は、第1及び第2前輪22の回転軸を結ぶ線と、第1及び第2後輪32の回転軸を結ぶ線との間に、重心垂下線が位置するように各駆動部を制御する。例えば、重心垂下線が第1及び第2前輪22の回転軸を結ぶ線の前に出た場合、制御部95は、車輪間隔を増加させて重心位置を当該線よりも後方に移動させる。また、重心垂下線が第1及び第2後輪32の回転軸を結ぶ線の後に出た場合、制御部95は、車輪間隔を減少させて重心位置を当該線よりも後方に移動させる。 Furthermore, in the ascending process and descending process, the control unit 95 can control each driving unit so that the center-of-gravity vertical line extending from the center of gravity to the running surface does not extend outside the line connecting the rotation axes of the wheels. Specifically, the control unit 95 controls the vertical line of the center of gravity to be positioned between a line connecting the rotation axes of the first and second front wheels 22 and a line connecting the rotation axes of the first and second rear wheels 32 . to control each drive. For example, when the center-of-gravity vertical line is in front of the line connecting the rotation axes of the first and second front wheels 22, the controller 95 increases the wheel interval to move the center-of-gravity position behind the line. Also, when the center-of-gravity vertical line appears behind the line connecting the rotation axes of the first and second rear wheels 32, the controller 95 reduces the wheel interval to move the center-of-gravity position behind the line.

このように、制御部95は、車輪間隔を増減するように、前輪駆動部が前輪に加えるトルクと、後輪駆動部が前記後輪に加えるトルクとを異ならせる。そのために、走行移動体100は、前輪及び後輪の間の車輪間隔を増減できるように、前輪及び後輪を懸架する懸架機構と、車輪間隔の増減に連動して重心位置を移動する重心移動機構97と、前輪を駆動する前輪駆動部と、後輪を駆動する後輪駆動部と、前輪駆動部及び後輪駆動部を制御する制御部95とを備えている。そして、この走行移動体100の制御プログラムは、制御部95に、上述の昇り処理及び降り処理を実行させる。具体的に、制御プログラムは、制御部95に、車輪間隔を増減するように、前輪駆動部が前輪に加えるトルクと、後輪駆動部が後輪に加えるトルクとを異ならせる。当該制御プログラムは、記憶部96、若しくはコンピュータ読み取り可能な内部又は外部の記録媒体に記録されている。 In this way, the controller 95 causes the torque applied by the front wheel drive section to the front wheels to differ from the torque applied by the rear wheel drive section to the rear wheels so as to increase or decrease the wheel spacing. For this purpose, the traveling mobile body 100 includes a suspension mechanism that suspends the front and rear wheels and a center-of-gravity shift mechanism that moves the center-of-gravity position in conjunction with the increase and decrease of the wheel interval so that the wheel interval between the front and rear wheels can be increased or decreased. A mechanism 97, a front wheel drive section for driving the front wheels, a rear wheel drive section for driving the rear wheels, and a control section 95 for controlling the front wheel drive section and the rear wheel drive section. The control program for the traveling mobile body 100 causes the control unit 95 to execute the ascending process and descending process described above. Specifically, the control program causes the controller 95 to vary the torque applied to the front wheels by the front wheel drive and the torque applied to the rear wheels by the rear wheel drive so as to increase or decrease the wheel spacing. The control program is recorded in the storage unit 96 or a computer-readable internal or external recording medium.

[把持機能]
図9を参照して、走行移動体100が有する把持機能について説明する。なお、走行移動体100は略左右対称の構成を有している。そのため、以下においては、第1リンク機構13について説明し、第2リンク機構14についての説明は省略する。図9に示すような走行困難な不整地を走行するため、走行移動体100はスプリング65を備えている。このスプリング65は、リンク機構の前リンク及び後リンクに接続されている。また、スプリング65は、前輪及び後輪の間に障害物を挟むように、前輪及び後輪に張力を加える。
[Gripping function]
A grasping function of the traveling mobile body 100 will be described with reference to FIG. 9 . Note that the traveling mobile body 100 has a substantially symmetrical configuration. Therefore, the first link mechanism 13 will be described below, and the description of the second link mechanism 14 will be omitted. The traveling moving body 100 is provided with a spring 65 in order to travel on rough terrain that is difficult to travel as shown in FIG. This spring 65 is connected to the front and rear links of the link mechanism. Springs 65 also apply tension to the front and rear wheels to pinch an obstacle between the front and rear wheels.

これにより、スプリング65が前輪及び後輪を不整地等の走行面に押し付け、前輪及び後輪と走行面との間の摩擦力を高めることができる。すなわち、スプリング65は、第1前リンク61と第1後リンク63とが互いに近づく方向に、両者に張力を加えている。その結果、第1前輪21と第1後輪31とには、互いに近づく方向に力が加わっている。そのため、第1前輪21及び第1後輪31の間にある凸部である障害物上の走行面に対して、第1前輪21と第1後輪31とによって障害物を把持する方向に矢印F1及び矢印F2で示す力が発生する。これにより、第1前輪21及び第1後輪31が走行面に押し付けられる結果、第1前輪21及び第1後輪31と走行面との間の摩擦力を高めることができる。 As a result, the springs 65 press the front and rear wheels against a running surface such as uneven ground, and the frictional force between the front and rear wheels and the running surface can be increased. That is, the spring 65 applies tension to the first front link 61 and the first rear link 63 in a direction in which they approach each other. As a result, force is applied to the first front wheel 21 and the first rear wheel 31 in the direction of approaching each other. Therefore, with respect to the running surface on the obstacle, which is a convex portion between the first front wheel 21 and the first rear wheel 31, an arrow is drawn in the direction in which the first front wheel 21 and the first rear wheel 31 grip the obstacle. Forces are generated as indicated by F1 and arrow F2. As a result, the first front wheel 21 and the first rear wheel 31 are pressed against the running surface, thereby increasing the frictional force between the first front wheel 21 and the first rear wheel 31 and the running surface.

さらに、走行移動体100は、制御部95が第1及び第2前輪駆動部72と、第1及び第2後輪駆動部74とに、反対方向のトルクを加えることによって把持機能を奏してもよい。具体的に、制御部95は、第1前輪駆動部71及び第1後輪駆動部73の一方に対して正転方向のトルクを加え、他方に逆転方向のトルクを加えるように制御する。その結果、第1前輪21と第1後輪31とには、互いに近づく方向に矢印F2で示す力が加わる。そのため、第1前輪21及び第1後輪31の間にある障害物上の走行面に対して、第1前輪21と第1後輪31とによって障害物を把持する方向に矢印F1及び矢印F2で示す力が発生する。換言すると、走行面には、第1前輪21及び第1後輪31との間に引き込まれるような力が働く。これにより、第1前輪21及び第1後輪31が走行面に押し付けられる結果、第1前輪21及び第1後輪31と走行面との間の摩擦力を高めることができる。 Furthermore, the traveling moving body 100 can perform a gripping function by applying torque in opposite directions to the first and second front wheel drive units 72 and the first and second rear wheel drive units 74 by the control unit 95. good. Specifically, the control unit 95 controls to apply forward rotation torque to one of the first front wheel drive unit 71 and the first rear wheel drive unit 73 and to apply reverse rotation torque to the other. As a result, a force indicated by an arrow F2 is applied to the first front wheel 21 and the first rear wheel 31 in the direction of approaching each other. Therefore, the arrow F1 and the arrow F2 move in the direction in which the obstacle is gripped by the first front wheel 21 and the first rear wheel 31 with respect to the running surface above the obstacle between the first front wheel 21 and the first rear wheel 31. A force shown by is generated. In other words, a pulling force acts between the first front wheel 21 and the first rear wheel 31 on the running surface. As a result, the first front wheel 21 and the first rear wheel 31 are pressed against the running surface, thereby increasing the frictional force between the first front wheel 21 and the first rear wheel 31 and the running surface.

この場合、制御部95が正転方向のトルクを逆転方向のトルクよりも高めることによって、走行移動体100は前進することもできる。反対に、制御部95が逆転方向のトルクを正転方向のトルクよりも高めることによって、走行移動体100は後退することができる。これにより、走行移動体100は、第1前輪21及び第1後輪31が走行面に押し付けられた状態で走行できる。なお、走行面が構成する凸部は、図9に示すような直角を有する凸部には限定されない。走行面が構成する凸部は、鈍角又は鋭角を有する凸部、湾曲した凸部、又は複数の頂点を有する凸部であってもよい。 In this case, the control unit 95 makes the torque in the forward rotation direction higher than the torque in the reverse rotation direction, so that the traveling body 100 can move forward. Conversely, the control unit 95 makes the torque in the reverse rotation direction higher than the torque in the forward rotation direction, so that the traveling body 100 can move backward. As a result, the traveling vehicle 100 can travel with the first front wheels 21 and the first rear wheels 31 pressed against the travel surface. It should be noted that the convex portion formed by the running surface is not limited to the convex portion having a right angle as shown in FIG. The convex portion formed by the running surface may be a convex portion having an obtuse angle or an acute angle, a curved convex portion, or a convex portion having a plurality of vertices.

以上説明した、第1実施形態に係る走行移動体100によれば、車輪の駆動力を用いて車輪間隔を増減することによって走行移動体100の重心位置を制御できる。また、不整地を走行するときに、特に段差等の障害物を乗り越えるときに、走行移動体100の車輪の駆動力を制御することによって、走行移動体100の前後方向に任意に重心位置を移動できる。これにより、走行移動体100が障害物を乗り越えやすくなる。さらに、車輪の駆動力を制御することによって重心位置を変化させるので、重心位置を変化させるために他の駆動部(アクチュエータ)を必要としない。これにより、走行移動体100の大型化及び複雑化、並びに重量増加を抑制できる。 According to the traveling vehicle 100 according to the first embodiment described above, the center-of-gravity position of the traveling vehicle 100 can be controlled by increasing or decreasing the wheel interval using the driving force of the wheels. Further, when traveling on uneven ground, particularly when overcoming obstacles such as steps, by controlling the driving force of the wheels of the traveling mobile body 100, the position of the center of gravity can be arbitrarily moved in the longitudinal direction of the traveling mobile body 100. can. This makes it easier for the traveling mobile body 100 to climb over the obstacle. Furthermore, since the center-of-gravity position is changed by controlling the driving force of the wheels, no other drive unit (actuator) is required to change the center-of-gravity position. As a result, it is possible to suppress an increase in size, complexity, and weight of the traveling mobile body 100 .

なお、重心位置は、ギヤ、ベルト、ワイヤ、及びリンクなどの連結部材によって、車輪間隔の増減に対して任意の変化率で変化させることができる。また、走行移動体100が左右方向に傾いたとき、例えば、一つの車輪が障害物を乗り越える際には、差動懸架機構が機能する。すなわち、走行移動体100が傾いたとき、重心移動機構97が動作しないように動作を分離できる。さらに、第1リンク機構13及び第2リンク機構14は、整地走行時には、通常の車輪用の懸架機構と同様に動作する。 The position of the center of gravity can be changed at any rate with respect to the increase/decrease of the wheel interval by connecting members such as gears, belts, wires, and links. Further, when the traveling mobile body 100 is tilted in the horizontal direction, for example, when one wheel gets over an obstacle, the differential suspension mechanism functions. That is, the operation can be separated so that the center-of-gravity moving mechanism 97 does not operate when the traveling body 100 is tilted. Furthermore, the first link mechanism 13 and the second link mechanism 14 operate in the same manner as a normal suspension mechanism for wheels when traveling on a level road.

[第2実施形態]
図10から図13を参照して第2実施形態に係る走行移動体200について説明する。図10は通常状態の走行移動体200を示し、図12は後傾状態の走行移動体200を示し、図13は前傾状態の走行移動体200を示している。図11は、重心移動機構297の一部を上方から見た平面図である。なお、図10、図11及び図12においては、説明の便宜上、本体210の一側面と底面との図示を省略している。
[Second embodiment]
A traveling mobile body 200 according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 10 to 13 . 10 shows the traveling mobile body 200 in the normal state, FIG. 12 shows the traveling mobile body 200 in the backward inclined state, and FIG. 13 shows the traveling mobile body 200 in the forward inclined state. FIG. 11 is a plan view of part of the center-of-gravity moving mechanism 297 as seen from above. 10, 11 and 12, one side surface and bottom surface of the main body 210 are omitted for convenience of explanation.

第2実施形態に係る走行移動体200は、第1実施形態と異なる構造を有する重心移動機構297を備えている。なお、第2実施形態の説明においては、第1実施形態との相違点について説明し、既に説明した構成要素については同じ参照番号を付し、その説明を省略する。特に説明した場合を除き、同じ参照符号を付した構成要素は略同一の動作及び機能を奏し、その作用効果も略同一である。 A traveling body 200 according to the second embodiment includes a center-of-gravity moving mechanism 297 having a structure different from that of the first embodiment. In addition, in the description of the second embodiment, differences from the first embodiment will be described, and the same reference numerals will be given to the components that have already been described, and the description thereof will be omitted. Components with the same reference numerals have substantially the same operations and functions, and have substantially the same effects, unless otherwise specified.

図10に示すように、走行移動体200は、略直方体状の本体210と、本体210の下方に懸架されている前輪及び後輪とを備えている。具体的に、走行移動体200は、前輪として第1前輪221及び第2前輪222を備え、後輪として第1後輪231及び第2後輪232を備えている。第1実施形態と同様に、走行移動体200は、走行方向に並んで配置された前輪と後輪に印加される駆動力の差により、前輪と後輪との間の車輪間隔を変動させることができる。さらに、走行移動体200は、車輪間隔の変動によって重心位置を移動する重心移動機構297を備えている。 As shown in FIG. 10 , the traveling body 200 includes a substantially rectangular parallelepiped main body 210 and front and rear wheels suspended below the main body 210 . Specifically, the traveling mobile body 200 includes a first front wheel 221 and a second front wheel 222 as front wheels, and a first rear wheel 231 and a second rear wheel 232 as rear wheels. As in the first embodiment, the traveling mobile body 200 changes the wheel gap between the front and rear wheels by the difference in driving force applied to the front and rear wheels arranged side by side in the traveling direction. can be done. Further, the traveling mobile body 200 includes a center-of-gravity moving mechanism 297 that moves the center-of-gravity position by changing the distance between the wheels.

本体210は、懸架機構としてのリンク機構を介して前輪及び後輪を懸架している。このリンク機構は、前輪に連結された前リンクと、後輪に連結された後リンクとを有している。具体的に、リンク機構は、前リンクとしての第1前リンク261及び第2前リンク262と、後リンクとしての第1後リンク263及び第2後リンク264とを有している。そして、第1前輪221、第2前輪222、第1後輪231、及び第2後輪232は、それぞれ第1前リンク261、第2前リンク262、第1後リンク263及び第2後リンク264によって懸架されている。 The main body 210 suspends the front wheels and the rear wheels via a link mechanism as a suspension mechanism. This link mechanism has a front link connected to the front wheel and a rear link connected to the rear wheel. Specifically, the link mechanism has a first front link 261 and a second front link 262 as front links, and a first rear link 263 and a second rear link 264 as rear links. The first front wheel 221, the second front wheel 222, the first rear wheel 231, and the second rear wheel 232 are connected to a first front link 261, a second front link 262, a first rear link 263, and a second rear link 264, respectively. suspended by

各車輪には、車輪の駆動部として機能する正転及び逆転が可能な不図示のモータが取り付けられている。具体的に、第1前輪221、第2前輪222、第1後輪231、及び第2後輪232のそれぞれに、第1前輪駆動部71、第2前輪駆動部72、第1後輪駆動部73、及び第2後輪駆動部74(いずれも不図示)が取り付けられている。そして、各駆動部は、対応する車輪を任意に駆動できる。具体的に、後輪駆動部が加えるトルクを、前輪駆動部が加えるトルクよりも大きくすると、第1及び第2車輪間隔が減少する。すると、第1前リンク261及び第1後リンク263がその回転軸を中心に回転する。また、後輪駆動部が加えるトルクを前輪駆動部が加えるトルクよりも小さくすると、第1及び第2車輪間隔が増加する。すると、第1前リンク261及び第1後リンク263がその回転軸を中心に回転する。 Each wheel is equipped with a motor (not shown) capable of forward and reverse rotation, which functions as a drive unit for the wheel. Specifically, a first front wheel drive section 71, a second front wheel drive section 72, and a first rear wheel drive section are provided to the first front wheel 221, the second front wheel 222, the first rear wheel 231, and the second rear wheel 232, respectively. 73 and a second rear wheel drive unit 74 (both not shown) are attached. Each driving unit can arbitrarily drive the corresponding wheel. Specifically, increasing the torque applied by the rear wheel drive to the torque applied by the front wheel drive reduces the first and second wheel spacing. Then, the first front link 261 and the first rear link 263 rotate about their rotation axes. Also, if the torque applied by the rear wheel drive is less than the torque applied by the front wheel drive, the first and second wheel spacing is increased. Then, the first front link 261 and the first rear link 263 rotate about their rotation axes.

第2実施形態の走行移動体200は、第1実施形態とは異なる重心移動機構297を備えている。図11に示すように、この重心移動機構297は、前リンクに接続されたギヤとして、前リンクとともに回転するリンクギヤ256を有している。なお、リンクギヤ256は、前リンクとともに回転する他の回転伝達部材(例えばギヤ)によって前リンクに接続されてもよい。また、重心移動機構297は、リンクギヤ256と噛み合うサイドギヤ254を有している。 The traveling moving body 200 of the second embodiment has a center-of-gravity moving mechanism 297 different from that of the first embodiment. As shown in FIG. 11, the center-of-gravity moving mechanism 297 has a link gear 256 that rotates together with the front link as a gear connected to the front link. Note that the link gear 256 may be connected to the front link by another rotation transmission member (for example, a gear) that rotates together with the front link. The center-of-gravity moving mechanism 297 also has a side gear 254 that meshes with the link gear 256 .

さらに、重心移動機構297は、サイドギヤ254に接続されかつサイドギヤ254とともに回転するシャフト255を有している。なお、シャフト255は、サイドギヤ254とともに回転する他の回転伝達部材(例えばギヤ)によってサイドギヤ254に接続されてもよい。また、重心移動機構297は、シャフト255に接続されたギヤとして、シャフト255とともに回転する円筒ギヤ252を有している。なお、円筒ギヤ252は、円盤状又はリング状などの他の形状を有するギヤであってもよい。また、円筒ギヤ252は、シャフト255とともに回転する他の回転伝達部材(例えばギヤ)によってシャフト255に接続されてもよい。 Furthermore, the center-of-gravity moving mechanism 297 has a shaft 255 that is connected to the side gear 254 and rotates together with the side gear 254 . In addition, the shaft 255 may be connected to the side gear 254 by another rotation transmission member (for example, a gear) that rotates together with the side gear 254 . The center-of-gravity moving mechanism 297 also has a cylindrical gear 252 that rotates together with the shaft 255 as a gear connected to the shaft 255 . It should be noted that the cylindrical gear 252 may be a gear having another shape such as a disk shape or a ring shape. Also, the cylindrical gear 252 may be connected to the shaft 255 by another rotation transmission member (eg, gear) that rotates together with the shaft 255 .

図10に戻り、重心移動機構297は、本体210の下面に固定された略直方体状の回転部材257と、回転部材257に固定されかつ円筒ギヤ252と噛み合うギヤシャフト258とを備えている。円筒ギヤ252からギヤシャフト258へ回転が伝達されると、本体210及び回転部材257は、ギヤシャフト258とともに回転する。なお、図10においては、ギヤシャフト258を点線で示している。 Returning to FIG. 10 , the center-of-gravity moving mechanism 297 includes a substantially rectangular parallelepiped rotating member 257 fixed to the lower surface of the main body 210 and a gear shaft 258 fixed to the rotating member 257 and meshing with the cylindrical gear 252 . When rotation is transmitted from cylindrical gear 252 to gear shaft 258 , body 210 and rotating member 257 rotate together with gear shaft 258 . 10, the gear shaft 258 is indicated by dotted lines.

第1車輪間隔と第2車輪間隔とが減少すると、第1前リンク261及び第2前リンク262と、リンクギヤ256とが回転する。そのため、サイドギヤ254、シャフト255及び円筒ギヤ252が回転する。その結果、ギヤシャフト258が回転して、回転部材257及び本体210は、ギヤシャフト258を中心に一体的に回転する。これにより、回転部材257及び本体210が後方に傾くため、走行移動体200の重心が後方に移動する。反対に、第1車輪間隔と第2車輪間隔とが増加すると、第1前リンク261及び第2前リンク262と、リンクギヤ256とが回転する。そのため、サイドギヤ254、シャフト255及び円筒ギヤ252が回転する。その結果、ギヤシャフト258が回転して、回転部材257及び本体210は、ギヤシャフト258を中心に一体的に回転する。これにより、回転部材257及び本体210が前方に傾くため、走行移動体200の重心が前方に移動する。 When the first wheel spacing and the second wheel spacing decrease, the first front link 261, the second front link 262, and the link gear 256 rotate. Therefore, the side gear 254, the shaft 255 and the cylindrical gear 252 rotate. As a result, the gear shaft 258 rotates, and the rotating member 257 and the main body 210 rotate integrally around the gear shaft 258 . As a result, the rotating member 257 and the main body 210 tilt rearward, so that the center of gravity of the traveling body 200 moves rearward. Conversely, when the first wheel spacing and the second wheel spacing increase, the first front link 261 and the second front link 262 and the link gear 256 rotate. Therefore, the side gear 254, the shaft 255 and the cylindrical gear 252 rotate. As a result, the gear shaft 258 rotates, and the rotating member 257 and the main body 210 rotate integrally around the gear shaft 258 . As a result, the rotating member 257 and the main body 210 are tilted forward, so that the center of gravity of the traveling body 200 is moved forward.

さらに、走行移動体200は、第1後リンク263及び第2後リンク264に連結されているシーソー機構280を備えている。具体的に、シーソー機構280の一端部281は、第1後リンク263に回動可能に支持されている。そして、シーソー機構280の他端部282は、第2後リンク264に回動可能に支持されている。さらに、シーソー機構280は、中央に位置する回転軸を中心に回動可能に構成されている。これにより、第1後リンク263及び第2後リンク264と、シーソー機構280とがリンク構造を構成している。例えば、第1後輪231が障害物に乗り上げて第1後リンク263が上昇すると、シーソー機構280は回動軸を中心に回動する。そのため、シーソー機構280に連結されている第2後リンク264は、第1後リンク263に対して相対的に下降する。 Furthermore, the traveling mobile body 200 includes a seesaw mechanism 280 that is connected to the first rear link 263 and the second rear link 264 . Specifically, one end 281 of the seesaw mechanism 280 is rotatably supported by the first rear link 263 . The other end 282 of the seesaw mechanism 280 is rotatably supported by the second rear link 264 . Furthermore, the seesaw mechanism 280 is configured to be rotatable around a rotation shaft located in the center. Thus, the first rear link 263, the second rear link 264, and the seesaw mechanism 280 constitute a link structure. For example, when the first rear wheel 231 runs over an obstacle and the first rear link 263 rises, the seesaw mechanism 280 rotates around the rotation axis. Therefore, the second rear link 264 connected to the seesaw mechanism 280 descends relative to the first rear link 263 .

続いて、図12及び図13を参照して、重心位置の移動について説明する。障害物を乗り越え可能であると判断した場合、制御部95は、第1及び第2車輪間隔が所定の目標値に到達するように、第1及び第2前輪駆動部72と、第1及び第2後輪駆動部74とを制御する。すなわち、制御部95は、第1及び第2前輪駆動部72が加えるトルクと、第1及び第2後輪駆動部74が加えるトルクとを異ならせる。これにより、第1及び第2車輪間隔が所定の長さに制御される。具体的には、第1及び第2後輪駆動部74が加えるトルクを第1及び第2前輪駆動部72が加えるトルクよりも大きくすると、第1及び第2車輪間隔が減少する。また、第1及び第2後輪駆動部74が加えるトルクを第1及び第2前輪駆動部72が加えるトルクよりも小さくすると、第1及び第2車輪間隔が増加する。そして、第1及び第2車輪間隔の長さの増減に連動して、前リンクが回転する結果、走行移動体200の重心位置が変化する。なお、駆動部の回転方向を異ならせるように、又は一方の駆動部の回転を停止するように、トルクを異ならせてもよい。 Next, movement of the position of the center of gravity will be described with reference to FIGS. 12 and 13. FIG. If it is determined that the obstacle can be overcome, the control unit 95 controls the first and second front wheel drive units 72 and the first and second wheel drive units 72 so that the first and second wheel clearances reach predetermined target values. 2 rear wheel drive unit 74. That is, the control unit 95 makes the torque applied by the first and second front wheel drive units 72 and the torque applied by the first and second rear wheel drive units 74 different. As a result, the first and second wheel intervals are controlled to a predetermined length. Specifically, if the torque applied by the first and second rear wheel drive sections 74 is made greater than the torque applied by the first and second front wheel drive sections 72, the first and second wheel spacing is reduced. Also, if the torque applied by the first and second rear wheel drive units 74 is made smaller than the torque applied by the first and second front wheel drive units 72, the first and second wheel spacing is increased. As a result of the rotation of the front link in conjunction with the increase or decrease in the length of the first and second wheel spacings, the position of the center of gravity of the traveling vehicle 200 changes. It should be noted that the torque may be varied so that the directions of rotation of the drive units are varied, or the rotation of one of the drive units is stopped.

図12に示すように第1及び第2車輪間隔の長さが減少すると、図10に示す基準位置に対して重心位置が後方へ移動する。また、図13に示すように長さが増加すると、図10に示す基準位置に対して重心位置が前方へ移動する。そして、重心位置が変化することによって、車輪への荷重分配が変化する。すなわち、重心位置が後方へ移動すると、後輪に加わる荷重が増加して、前輪に加わる荷重が減少する。一方、重心位置が前方へ移動すると、後輪に加わる荷重が減少して、前輪に加わる荷重が増加する。なお、第1及び第2車輪間隔の長さは、重心位置が基準位置にあるときの車輪間隔を基準として増加又は減少させる。 As shown in FIG. 12, when the length of the first and second wheel gaps decreases, the center of gravity position moves rearward with respect to the reference position shown in FIG. Further, when the length increases as shown in FIG. 13, the position of the center of gravity moves forward with respect to the reference position shown in FIG. A change in the position of the center of gravity causes a change in load distribution to the wheels. That is, when the center of gravity moves rearward, the load applied to the rear wheels increases and the load applied to the front wheels decreases. On the other hand, when the center of gravity moves forward, the load applied to the rear wheels decreases and the load applied to the front wheels increases. Note that the lengths of the first and second wheel gaps are increased or decreased with reference to the wheel gap when the center of gravity position is at the reference position.

以上説明した、第2実施形態に係る走行移動体200によれば、車輪の駆動力を用いて車輪間隔を増減することによって走行移動体200の重心位置を制御できる。また、不整地を走行するときに、特に段差等の障害物を乗り越えるときに、走行移動体200の車輪の駆動力を制御することによって、走行移動体200の前後方向に任意に重心位置を移動できる。これにより、走行移動体200が障害物を乗り越えやすくなる。さらに、車輪の駆動力を制御することによって重心位置を変化させるので、重心位置を変化させるために他の駆動部(アクチュエータ)を必要としない。これにより、走行移動体200の大型化及び複雑化、並びに重量増加を抑制できる。 According to the traveling vehicle 200 according to the second embodiment described above, the center-of-gravity position of the traveling vehicle 200 can be controlled by increasing or decreasing the wheel interval using the driving force of the wheels. Also, when traveling on uneven ground, particularly when overcoming obstacles such as steps, by controlling the driving force of the wheels of the traveling mobile body 200, the position of the center of gravity can be arbitrarily moved in the longitudinal direction of the traveling mobile body 200. can. This makes it easier for the traveling mobile body 200 to climb over the obstacle. Furthermore, since the center-of-gravity position is changed by controlling the driving force of the wheels, no other drive unit (actuator) is required to change the center-of-gravity position. As a result, it is possible to suppress an increase in size, complexity, and weight of the traveling mobile body 200 .

以上、各実施形態を参照して本発明について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明に反しない範囲で変更された発明、及び本発明と均等な発明も本発明に含まれる。また、各実施形態及び各変形形態は、本発明に反しない範囲で適宜組み合わせることができる。 Although the present invention has been described with reference to each embodiment, the present invention is not limited to the above embodiments. Inventions modified within the scope of the present invention and inventions equivalent to the present invention are also included in the present invention. Further, each embodiment and each modification can be appropriately combined within a range not contrary to the present invention.

例えば、駆動部として、モータに代えて内燃機関を用いてもよい。また、重視移動機構のシャフト55,255は、前リンク及び後リンクの少なくとも一方に連結されていればよい。また、重心移動機構97,297は、車輪間隔の増減に連動して、デファレンシャルケース51又は本体210を変位させる以外に、荷台11又は他の重量物を変位させることによって走行移動体100,200の重心位置を移動させてもよい。また、走行移動体100,200は、様々なサイズを有している障害物を昇り降りできる。一例として、走行移動体100,200は、車輪よりも高い障害物又は車輪よりも低い障害物を昇り降りできる。 For example, an internal combustion engine may be used as the drive unit instead of the motor. Moreover, the shafts 55 and 255 of the weighted movement mechanism may be connected to at least one of the front link and the rear link. Further, the center-of-gravity moving mechanisms 97, 297 displace the loading platform 11 or other heavy objects in addition to displacing the differential case 51 or the main body 210 in conjunction with the increase or decrease of the wheel interval, thereby moving the traveling bodies 100, 200. You may move the center-of-gravity position. In addition, the traveling mobile bodies 100 and 200 can climb and descend obstacles of various sizes. As an example, the traveling mobile body 100, 200 can ascend and descend an obstacle that is higher than the wheels or an obstacle that is lower than the wheels.

また、本発明は、車輪を用いて移動する車両及びロボットの全てに適用可能である。例えば、本発明は、不整地を走行する惑星探査ロボット、段差の多い市街地を走行する無人移動ロボット、電動車いす、農業用ロボット、検査ロボット、及び不整地走破用のビークルに適用できる。一例として、自律走行移動体に本発明を用いた場合、走行移動体200が商品を目的地まで自動で配送することもできる。また、自律走行移動体が購入者と共に走行して、商品の搬送をサポートしてもよい。さらに、工場、倉庫、及びオフィス等の建物内において、自律走行移動体が物品を搬送してもよい。 Moreover, the present invention is applicable to all vehicles and robots that move using wheels. For example, the present invention can be applied to planetary exploration robots that run on rough terrain, unmanned mobile robots that run on urban areas with many steps, electric wheelchairs, agricultural robots, inspection robots, and vehicles for running on rough terrain. As an example, when the present invention is applied to an autonomous mobile body, the mobile body 200 can automatically deliver the product to the destination. Also, the autonomous mobile body may travel together with the purchaser to support the transportation of the product. Furthermore, the autonomous mobile body may transport articles in buildings such as factories, warehouses, and offices.

上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。 Some or all of the above-described embodiments can also be described in the following supplementary remarks, but are not limited to the following.

(付記1)
前輪及び後輪と、
前記前輪及び前記後輪の間の車輪間隔を増減できるように、前記前輪及び前記後輪を懸架する懸架機構と、
前記車輪間隔の増減に連動して重心位置を移動する重心移動機構と、
前記前輪を駆動する前輪駆動部と、
前記後輪を駆動する後輪駆動部とを備え、
前記懸架機構は、前記前輪を懸架する前リンクと、前記後輪を懸架する後リンクとを有し、
前記前輪駆動部は、駆動軸が前記前リンクの延びる方向に沿って延びるように配置されており、
前記後輪駆動部は、駆動軸が前記後リンクの延びる方向に沿って延びるように配置されている、走行移動体。
(Appendix 1)
front and rear wheels;
a suspension mechanism that suspends the front wheels and the rear wheels so that the wheel spacing between the front wheels and the rear wheels can be increased or decreased;
a center-of-gravity moving mechanism that moves the center-of-gravity position in conjunction with the increase or decrease of the wheel interval;
a front wheel drive unit that drives the front wheels;
A rear wheel drive unit that drives the rear wheels,
The suspension mechanism has a front link that suspends the front wheel and a rear link that suspends the rear wheel,
The front wheel drive section is arranged such that the drive shaft extends along the direction in which the front link extends,
The traveling mobile body, wherein the rear wheel drive section is arranged such that the drive shaft extends along the direction in which the rear link extends.

13 :懸架機構(第1リンク機構)
14 :懸架機構(第2リンク機構)
21 :前輪(第1前輪)
22 :前輪(第2前輪)
31 :後輪(第1後輪)
32 :後輪(第2後輪)
50 :デファレンシャルギヤ
55 :シャフト
65 :スプリング
71 :前輪駆動部(第1前輪駆動部)
72 :前輪駆動部(第2前輪駆動部)
73 :後輪駆動部(第1後輪駆動部)
74 :後輪駆動部(第2後輪駆動部)
80 :シーソー機構
93 :計測部
95 :制御部
97 :重心移動機構
100 :走行移動体
200 :走行移動体
221 :前輪(第1前輪)
222 :前輪(第2前輪)
231 :後輪(第1後輪)
232 :後輪(第2後輪)
252 :円筒ギヤ(ギヤ)
254 :サイドギヤ
255 :シャフト
256 :リンクギヤ(ギヤ)
261 :懸架機構(第1前リンク)
262 :懸架機構(第2前リンク)
263 :懸架機構(第1後リンク)
264 :懸架機構(第2後リンク)
280 :シーソー機構
297 :重心移動機構
13: Suspension mechanism (first link mechanism)
14: Suspension mechanism (second link mechanism)
21: front wheel (first front wheel)
22: Front wheel (second front wheel)
31: Rear wheel (first rear wheel)
32: Rear wheel (second rear wheel)
50: Differential gear 55: Shaft 65: Spring 71: Front wheel drive section (first front wheel drive section)
72: Front wheel drive unit (second front wheel drive unit)
73: Rear wheel drive unit (first rear wheel drive unit)
74: Rear wheel drive unit (second rear wheel drive unit)
80: Seesaw mechanism 93: Measuring unit 95: Control unit 97: Center of gravity moving mechanism 100: Traveling moving body 200: Traveling moving body 221: Front wheel (first front wheel)
222: front wheel (second front wheel)
231: Rear wheel (first rear wheel)
232: Rear wheel (second rear wheel)
252: Cylindrical gear (gear)
254: Side gear 255: Shaft 256: Link gear (gear)
261: Suspension mechanism (first front link)
262: Suspension mechanism (second front link)
263: Suspension mechanism (first rear link)
264: Suspension mechanism (second rear link)
280: seesaw mechanism 297: center-of-gravity movement mechanism

Claims (13)

前輪及び後輪と、
前記前輪及び前記後輪の間の車輪間隔を増減できるように、前記前輪及び前記後輪を懸架する懸架機構と、
質量を有する部材を変位させることにより、前記車輪間隔の増減に連動して重心位置を前方又は後方に移動する重心移動機構と、
前記前輪を駆動する前輪駆動部と、
前記後輪を駆動する後輪駆動部と、
前記前輪駆動部及び前記後輪駆動部を制御するとともに、前記車輪間隔を増減するように、前記前輪駆動部が前記前輪に加えるトルクと、前記後輪駆動部が前記後輪に加えるトルクとを異ならせる制御部とを備える、走行移動体。
front and rear wheels;
a suspension mechanism that suspends the front wheels and the rear wheels so that the wheel spacing between the front wheels and the rear wheels can be increased or decreased;
a center-of-gravity moving mechanism that moves the center-of-gravity position forward or backward in conjunction with an increase or decrease in the wheel spacing by displacing a member having mass ;
a front wheel drive unit that drives the front wheels;
a rear wheel drive unit that drives the rear wheels;
controlling the front wheel drive section and the rear wheel drive section, and controlling the torque applied to the front wheels by the front wheel drive section and the torque applied by the rear wheel drive section to the rear wheels so as to increase or decrease the wheel spacing; and a different control unit.
前記後輪は、第1後輪及び第2後輪を含み、
前記懸架機構は、前記第1後輪を懸架する第1リンク機構と、前記第2後輪を懸架する第2リンク機構とを有する、請求項1に記載の走行移動体。
The rear wheels include a first rear wheel and a second rear wheel,
2. The traveling vehicle according to claim 1, wherein said suspension mechanism has a first link mechanism that suspends said first rear wheel and a second link mechanism that suspends said second rear wheel.
前記第1リンク機構及び前記第2リンク機構に連結され、前記第1リンク機構及び前記第2リンク機構の一方が上昇するときに、他方を相対的に下降させるシーソー機構をさらに備える、請求項2に記載の走行移動体。 3. A seesaw mechanism connected to said first link mechanism and said second link mechanism, wherein when one of said first link mechanism and said second link mechanism rises, the other is relatively lowered. The traveling mobile body described in . 前記重心移動機構は、前記車輪間隔の増減に連動して回転するように前記懸架機構に接続されたシャフトと、前記シャフトに接続されたデファレンシャルギヤとを有している、請求項1から3のいずれか一項に記載の走行移動体。 4. The center-of-gravity moving mechanism according to claim 1, wherein the center-of-gravity moving mechanism has a shaft connected to the suspension mechanism so as to rotate in conjunction with an increase or decrease in the wheel spacing, and a differential gear connected to the shaft. The traveling mobile body according to any one of the items. 前記重心移動機構は、前記車輪間隔の増減に連動して回転するように前記懸架機構に接続されたギヤと、前記ギヤに噛み合うサイドギヤと、前記サイドギヤに接続されたシャフトと、前記シャフトに接続されたギヤとを有している、請求項1から3のいずれか一項に記載の走行移動体。 The center-of-gravity moving mechanism includes a gear connected to the suspension mechanism so as to rotate in conjunction with an increase or decrease in the distance between the wheels, a side gear meshing with the gear, a shaft connected to the side gear, and a shaft connected to the shaft. 4. The traveling body according to any one of claims 1 to 3, further comprising a gear. 前記制御部は、前記前輪を障害物に乗り上げる際に、前記重心位置が基準位置よりも後方に位置するように、前記前輪駆動部及び前記後輪駆動部が加えるトルクをそれぞれ制御する、請求項1から5のいずれか一項に記載の走行移動体。 3. The control unit controls the torques applied by the front wheel drive unit and the rear wheel drive unit so that the center of gravity position is positioned rearward of a reference position when the front wheels run over an obstacle. 6. The traveling mobile body according to any one of 1 to 5. 前記制御部は、前記後輪を障害物に乗り上げる際に、前記重心位置が基準位置よりも前方に位置するように、前記前輪駆動部及び前記後輪駆動部が加えるトルクをそれぞれ制御する、請求項1から6のいずれか一項に記載の走行移動体。 wherein the control unit controls torques applied by the front wheel drive unit and the rear wheel drive unit so that the center of gravity position is located forward of a reference position when the rear wheels run over an obstacle. Item 7. The traveling mobile body according to any one of Items 1 to 6. 前記制御部は、前記前輪を障害物から降ろす際に、前記重心位置が基準位置よりも後方に位置するように、前記前輪駆動部及び前記後輪駆動部が加えるトルクをそれぞれ制御する、請求項1から7のいずれか一項に記載の走行移動体。 3. The control unit controls the torques applied by the front wheel drive unit and the rear wheel drive unit so that the center of gravity position is positioned rearward of a reference position when the front wheels are lowered from the obstacle. 8. The traveling mobile body according to any one of 1 to 7. 前記制御部は、前記後輪を障害物から降ろす際に、前記重心位置が基準位置よりも前方に位置するように、前記前輪駆動部及び前記後輪駆動部が加えるトルクをそれぞれ制御する、請求項1から8のいずれか一項に記載の走行移動体。 wherein the control unit controls torques applied by the front wheel drive unit and the rear wheel drive unit so that the center of gravity position is positioned forward of a reference position when the rear wheels are lowered from the obstacle. Item 9. The traveling mobile body according to any one of Items 1 to 8. 前記懸架機構に接続されたスプリングをさらに備え、
前記スプリングは、前記前輪及び前記後輪が互いに近づく方向に張力を加える、請求項1から9のいずれか一項に記載の走行移動体。
further comprising a spring connected to the suspension mechanism;
10. The traveling body according to any one of claims 1 to 9, wherein said spring applies tension in a direction in which said front wheel and said rear wheel approach each other.
前記車輪間隔を計測する計測部をさらに備え、
前記制御部は、前記計測部から取得した前記車輪間隔に基づいて、前記前輪駆動部及び前記後輪駆動部を制御する、請求項1から10のいずれか一項に記載の走行移動体。
Further comprising a measuring unit for measuring the wheel interval,
The traveling mobile body according to any one of claims 1 to 10, wherein the control unit controls the front wheel drive unit and the rear wheel drive unit based on the wheel interval acquired from the measurement unit.
前輪及び後輪と、前記前輪及び前記後輪の間の車輪間隔を増減できるように、前記前輪及び前記後輪を懸架する懸架機構と、質量を有する部材を変位させることにより、前記車輪間隔の増減に連動して重心位置を前方又は後方に移動する重心移動機構と、前記前輪を駆動する前輪駆動部と、前記後輪を駆動する後輪駆動部と、前記前輪駆動部及び前記後輪駆動部を制御する制御部とを備える走行移動体の制御方法であって、
前記制御部は、前記車輪間隔を増減するように、前記前輪駆動部が前記前輪に加えるトルクと、前記後輪駆動部が前記後輪に加えるトルクとを異ならせる、制御方法。
A suspension mechanism that suspends the front wheels and the rear wheels so that the wheel gap between the front wheels and the rear wheels can be increased or decreased, and a member having a mass are displaced to reduce the wheel gap. A center-of-gravity moving mechanism that moves the center-of-gravity position forward or backward in conjunction with increase or decrease, a front wheel drive section that drives the front wheels, a rear wheel drive section that drives the rear wheels, the front wheel drive section and the rear wheel drive. A control method for a traveling mobile body, comprising:
The control method, wherein the control unit causes the torque applied to the front wheels by the front wheel drive unit to differ from the torque applied to the rear wheels by the rear wheel drive unit so as to increase or decrease the wheel spacing.
前輪及び後輪と、前記前輪及び前記後輪の間の車輪間隔を増減できるように、前記前輪及び前記後輪を懸架する懸架機構と、質量を有する部材を変位させることにより、前記車輪間隔の増減に連動して重心位置を前方又は後方に移動する重心移動機構と、前記前輪を駆動する前輪駆動部と、前記後輪を駆動する後輪駆動部と、前記前輪駆動部及び前記後輪駆動部を制御する制御部とを備える走行移動体の制御プログラムであって、
前記制御プログラムは、前記制御部に、前記車輪間隔を増減するように、前記前輪駆動部が前記前輪に加えるトルクと、前記後輪駆動部が前記後輪に加えるトルクとを異ならせる、制御プログラム。
A suspension mechanism that suspends the front wheels and the rear wheels so that the wheel gap between the front wheels and the rear wheels can be increased or decreased, and a member having a mass are displaced to reduce the wheel gap. A center-of-gravity moving mechanism that moves the center-of-gravity position forward or backward in conjunction with increase or decrease, a front wheel drive section that drives the front wheels, a rear wheel drive section that drives the rear wheels, the front wheel drive section and the rear wheel drive. A control program for a traveling mobile body comprising a control unit that controls a unit,
The control program causes the control unit to vary the torque applied to the front wheels by the front wheel drive unit and the torque applied to the rear wheels by the rear wheel drive unit so as to increase or decrease the wheel spacing. .
JP2019030504A 2019-02-22 2019-02-22 Traveling mobile body, its control method, and its control program Active JP7304553B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019030504A JP7304553B2 (en) 2019-02-22 2019-02-22 Traveling mobile body, its control method, and its control program

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019030504A JP7304553B2 (en) 2019-02-22 2019-02-22 Traveling mobile body, its control method, and its control program

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020135622A JP2020135622A (en) 2020-08-31
JP7304553B2 true JP7304553B2 (en) 2023-07-07

Family

ID=72278785

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019030504A Active JP7304553B2 (en) 2019-02-22 2019-02-22 Traveling mobile body, its control method, and its control program

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7304553B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7412322B2 (en) * 2020-12-11 2024-01-12 株式会社クボタ work vehicle
JP7466499B2 (en) * 2021-06-18 2024-04-12 株式会社クボタ Work vehicle
CN114670585B (en) * 2022-04-26 2024-06-11 延边大学 Wheelset device and scooter

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003316436A (en) 2002-04-25 2003-11-07 Sanyo Electric Co Ltd Bogie
JP2006190105A (en) 2005-01-06 2006-07-20 Toshiba Corp Mobile robot
JP2013233895A (en) 2012-05-10 2013-11-21 Jtekt Corp Vehicle
JP2016159752A (en) 2015-03-02 2016-09-05 学校法人千葉工業大学 Vehicle

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003316436A (en) 2002-04-25 2003-11-07 Sanyo Electric Co Ltd Bogie
JP2006190105A (en) 2005-01-06 2006-07-20 Toshiba Corp Mobile robot
JP2013233895A (en) 2012-05-10 2013-11-21 Jtekt Corp Vehicle
JP2016159752A (en) 2015-03-02 2016-09-05 学校法人千葉工業大学 Vehicle

Also Published As

Publication number Publication date
JP2020135622A (en) 2020-08-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI806926B (en) An automatically tiltable vehicle and the method for operating the same
JP7304553B2 (en) Traveling mobile body, its control method, and its control program
US12005753B2 (en) System and method for traversing vertical obstacles
US11572117B2 (en) Obstacle traversing mobile robot
US8672062B2 (en) Internal means for rotating an object between gravitationally stable states
JP4607442B2 (en) Crawler type traveling robot
KR101156822B1 (en) Mobile and control method of mobile
JP4956962B2 (en) Traveling apparatus and control method thereof
EP1529556B1 (en) Travelling apparatus and method for controlling thereof
US20080105481A1 (en) Reconfigurable balancing robot and method for dynamically transitioning between statically stable mode and dynamically balanced mode
US20100122859A1 (en) Angular momentum torque enhancement for spherical vehicles
JP5733719B2 (en) Four-wheeled vehicle
CN103786759A (en) Stair climbing vehicle
US20100082204A1 (en) Inverted pendulum type moving mechanism
WO2017116873A1 (en) Automatic balancing variable configuration articulated tracked transporter
CN107856762A (en) A kind of motor cycle type robot
Ryu et al. Evaluation criterion of wheeled mobile robotic platforms on grounds: A survey
JP2009101899A (en) Inverted wheel type moving body and control method thereof
JP6432060B2 (en) Two-wheeled vehicle, its control method and operation control method
JPH04306181A (en) Moving truck for rough terrain
JPH03154789A (en) Determining vehicle support parameter and working vehicle maneuverable responsively to undulating terrain
CN110606136B (en) Logistics robot with omnidirectional movement and obstacle surmounting capability and control method thereof
TWI839245B (en) An automatically tiltable vehicle
JP2019199105A (en) Step movement control method of moving body
JP2023035240A (en) transport vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
A80 Written request to apply exceptions to lack of novelty of invention

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A80

Effective date: 20190322

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220201

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20221227

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20221228

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230215

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: 20230523

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230616

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7304553

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150