JP7365084B1 - traveling device - Google Patents
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Abstract
【課題】小径の車輪を採用した場合でも走行時のトルク要件と静音性を両立させる。【解決手段】走行装置1は、シャーシ10と、このシャーシ10に搭載された第1モータ11及び第2モータ12と、これらの第1モータ11及び第2モータ12の出力軸11b,12bにそれぞれ取り付けられた第1車輪13及び第2車輪14を備える。第1モータ11及び第2モータ12のそれぞれは、出力軸11b,12b第1車輪13及び第2車輪14の接地面に対して傾いた角度でシャーシ10に搭載されている。【選択図】図2[Problem] To achieve both torque requirements and quietness during running even when using small diameter wheels. A traveling device 1 includes a chassis 10, a first motor 11 and a second motor 12 mounted on the chassis 10, and output shafts 11b and 12b of the first motor 11 and the second motor 12, respectively. It includes a first wheel 13 and a second wheel 14 attached. Each of the first motor 11 and the second motor 12 is mounted on the chassis 10 at an angle inclined with respect to the contact surfaces of the output shafts 11b, 12b, the first wheel 13, and the second wheel 14. [Selection diagram] Figure 2
Description
本発明は、予め敷設されたレーンを走行するモータ駆動の走行装置に関する。 The present invention relates to a motor-driven traveling device that travels on lanes that have been laid in advance.
従来から、モータからの動力をギアとシャフトを介して車輪に伝達する模型自動車が知られている(例えば特許文献1)。この模型自動車は、基本的には直進するものであるが、左右の側壁を有するレーンを利用すれば、このレーンに沿って走行させることができる。 2. Description of the Related Art Model cars that transmit power from a motor to wheels via gears and shafts have been known (for example, Patent Document 1). This model car basically travels straight, but if a lane with left and right side walls is used, it can be driven along this lane.
ところで、大きいトルクを得るために比較的大径のモータを採用することが必要であるものの、例えばレーンの横幅や側壁の高さに制限によって走行装置に大径の車輪を搭載できない場合がある。この場合、まず、大径のモータの出力軸に小径の車輪を直接取り付けるということが検討されるが、その場合は小径の車輪が走行面から浮いてしまい、モータからののトルクを走行面に十分に伝達することができない。そこで、代替案として、モータと車輪の間にギアやシャフトを介在させることも検討される。しかし、その場合はギアやシャフトの回転音が発生することになり静音性を保つことが難しくなる。このように、大径のモータと小径の車輪を用いる場合は、トルク要件と静音性を両立させることが難しいという課題がある。さらに、走行装置の動力伝達機構としてギアやシャフトを要することとすると、走行装置を十分に小型化できず、また故障の原因にもなり得る。 Incidentally, although it is necessary to employ a relatively large-diameter motor in order to obtain large torque, there are cases where large-diameter wheels cannot be mounted on the traveling device due to restrictions on the width of the lane or the height of the side walls, for example. In this case, the first consideration is to attach a small-diameter wheel directly to the output shaft of a large-diameter motor, but in that case, the small-diameter wheel would float above the running surface, and the torque from the motor would be transferred to the running surface. unable to communicate adequately. Therefore, as an alternative, interposing gears or shafts between the motor and the wheels is also being considered. However, in that case, rotation noise from the gears and shafts will be generated, making it difficult to maintain quietness. As described above, when using a large-diameter motor and small-diameter wheels, there is a problem in that it is difficult to achieve both torque requirements and quietness. Furthermore, if gears or shafts are required as a power transmission mechanism for the traveling device, the traveling device cannot be sufficiently miniaturized and may also become a cause of failure.
また、走行装置を左右の側壁を有するレーン内で走行させる場合、走行装置が完全に直進するものであれば大きな問題は生じないが、例えば車体の重量バランスや車輪の取り付け位置、タイヤの消耗具合に偏りがある場合に、走行装置が直進せず左右どちらかに偏って走行することがある。実際、走行装置を完全に直進させることは極めて困難であり、大半の走行装置はその進行方向に偏りが生じる。また、車体の直進を保証するために、車体の内部又は外部にセンサを搭載して、車体の姿勢や直進動作の誤算を検出し、その誤差を制御上で校正することもできる。しかし、コストや車体内部のスペースなどの制限によって車体の進行方向等を検出するセンサを搭載することができなかったり、また車体が走行する空間の条件(暗所での走行など)により外部から車体の姿勢や進行方向を検出することが難しいといった問題により、車体の姿勢や直進動作を制御できない場合もある。この場合、走行装置はレーンの左右どちらかの側壁に接触し続けながらレーンに沿って走行することになる。この場合には、走行装置の進行スピードが低下したり、車体やタイヤに偏った摩耗を発生させるといった問題が生じてしまう。このため、走行装置がレーンの左右の側壁のどちらかに接触して走行し続けるという状態を避けたいという要望がある。 In addition, when the traveling device is driven in a lane with left and right side walls, there will not be any major problems if the traveling device travels completely straight, but for example, the weight balance of the vehicle body, the mounting position of the wheels, the degree of tire wear, etc. If there is a bias in the direction of the vehicle, the traveling device may not travel straight but may travel biased to the left or right. In fact, it is extremely difficult to make a traveling device go completely straight, and most traveling devices have a bias in the direction of travel. Furthermore, in order to ensure that the vehicle moves straight, a sensor may be installed inside or outside the vehicle body to detect miscalculations of the vehicle attitude or straight motion, and the errors may be corrected in the control. However, due to limitations such as cost and space inside the vehicle, it is not possible to install a sensor that detects the direction of travel of the vehicle, and due to the conditions of the space in which the vehicle is traveling (such as driving in a dark place), Due to problems such as difficulty in detecting the vehicle's attitude and direction of travel, it may not be possible to control the vehicle's attitude or straight-line movement. In this case, the traveling device travels along the lane while continuing to contact either the left or right sidewall of the lane. In this case, problems arise, such as a reduction in the traveling speed of the traveling device and uneven wear on the vehicle body and tires. For this reason, there is a desire to avoid a situation where the traveling device continues to travel in contact with either the left or right sidewall of the lane.
そこで、本発明は、小径の車輪を採用する場合において、走行時のトルク要件と静音性を両立させることを第1の課題とする。また、本発明は、レーン内において走行装置が左右どちらかに偏って走行し続けることを抑制することを第2の課題とする。本発明は、上記した第1の課題と第2の課題の少なくともいずれか一方を解決することを目的とする。 Therefore, the first object of the present invention is to achieve both torque requirements and quietness during running when using small-diameter wheels. A second object of the present invention is to suppress the traveling device from continuing to travel biased to either the left or right side within the lane. The present invention aims to solve at least one of the first problem and the second problem described above.
本発明は、走行装置1に関する。走行装置1は、シャーシ10、第1モータ11、第2モータ12、第1車輪13、及び第2車輪14を備える。第1モータ11と第2モータ12は、それぞれシャーシ10の左側と右側に搭載される。なお、走行装置1は、少なくとも2つのモータ11,12を備えればよく、これらに加えてさらに別のモータ(第3モータ、第4モータ)を備えていてもよい。第1車輪13は、第1モータ11の出力軸11bに取り付けられ、第2車輪14は、第2モータ12の出力軸12bに取り付けられている。ここで、第1モータ11と第2モータ12は、それぞれ、それらの出力軸11b,12bが第1車輪13及び第2車輪14の接地面に対して傾いた角度となるようにシャーシ10に搭載されている。なお、ここにいう「接地面」とは、走行装置1を平面に静置したときに、その平面上における第1車輪13との接点と第2車輪14との接点とを繋ぐ線分に対して平行な面である。また、「接地面に対して傾いた角度」とは、具体的には、各出力軸11b,12bが接地面に対して平行又は垂直ではなく、各出力軸11b,12bの車輪13,14側が下向きとなるように傾倒していることを意味する。
The present invention relates to a
上記構成のように、第1モータ11の出力軸11bと第2モータ12の出力軸12bを傾けることで、例えば小径の車輪13,14を各出力軸11b,12bに直接取り付けた場合であっても、この各車輪13,14を走行面に接地させ、各モータ11,12からのトルクをこの走行面に十分に伝達することができる。さらに、各車輪13,14を各モータ11,12に直接取り付けることができるようになり、各車輪13,14と各モータ11,12の間にギアやシャフトを介在させる必要がなくなることから、走行時にギア等の回転音が発生せず、走行時の静音性を高めることができる。また、ギアやシャフト等の中間部材をなくすことで、走行装置1の小型化が容易になるとともに、故障が発生しにくくなり、またメンテナンスも容易になる。
As in the above configuration, by tilting the
本発明に係る走行装置1において、第1車輪13及び第2車輪14は、それぞれホイール部材13a,14aとタイヤ部材13b,14bを含むことが好ましい。ホイール部材13a,14aは、各モータ11,12の出力軸11b,12bに直接軸着されている(軸によって回転可能に支持されている)。タイヤ部材13b,14bは、このホイール部材13a,14aの外周に取り付けられている。なお、タイヤ部材13b,14bは、交換可能であることが好ましい。このように、各モータ11,12の出力軸11b,12bにホイール部材13a,14aが直接固定されていることで、前述したようにギアやシャフト等の中間部材が不要となる。
In the
本発明に係る走行装置1は、タイヤ部材13b,14bが接地面に対して線接触するように構成されていてもよい。従来の走行装置(模型自動車等)では、タイヤ部材は接地面に対して面接触することが一般的である。これに対して、本発明に係る走行装置1では、前述のとおり各モータ11,12の出力軸11b,12bが傾倒していることからタイヤ部材13b,14bが接地面に線接触することとなる。
The
本発明に係る走行装置1において、第1モータ11と第1車輪13の間、及び、第2モータ12と第2車輪14の間にギアは介在しないことが好ましい。これにより、前述したとおり、走行装置1の走行時における静音性を高めることができる。
In the
本発明に係る走行装置1は、第1モータ11及び第2モータ12をそれぞれ独立して制御する制御装置16をさらに備えることが好ましい。具体的には、制御装置16は、第1モータ11の回転速度と第2モータ12の回転速度を別々に制御できるものであることが好ましい。これにより、例えば第1モータ11の駆動中に第2モータ12のみを停止させたり、第1モータ11の回転速度を第2モータ12の回転速度よりも低下するというように、用途に応じた様々な制御が可能となる。
It is preferable that the
本発明に係る走行装置1において、制御装置16は、第1モータ11の回転速度が第2モータ12よりも速い状態と第2モータ12の回転速度が第1モータ11よりも速い状態とを含む2種以上の状態を規則的又はランダムに切り替えることが好ましい。さらに、制御装置16が切り替えを行う状態には、前記2種の状態に加えて、第1モータ11の回転速度と第2モータ12の回転速度が等しい状態がさらに含まれていてもよい。このように、第1モータ11と第2モータ12の回転速度の遅速を切り替えることで、走行装置1が左右の側壁を有するレーン上を走行する際に、走行装置1が左右どちらかの側壁に接触し続けることを防止できる。つまり、走行装置1を直進させることが理想的であっても、実際には重量バランスの偏りなどによって走行装置1は左右どちらかに偏って進行することが多い。そこで、例えば走行装置1が左寄りに進行する癖を持つ場合であっても、第1モータ11と第2モータ12の回転速度の遅速が規則的又はランダムに切り替わることで、走行装置1を意図的に右の側壁に接触させたり左の側壁に接触させたりすることができる。これにより、走行装置1が左右どちらかの側壁に偏って接触し続けることを防止できる。
In the
本発明の別の側面に係る走行装置1は、シャーシ10と、シャーシ10に搭載された第1モータ11及び第2モータ12と、第1モータ11及び第2モータ12によって駆動される第1車輪13及び第2車輪14と、第1モータ11及び第2モータ12をそれぞれ独立して制御する制御装置16を備える。制御装置16は、第1モータ11の回転速度が第2モータ12よりも速い状態と第2モータ12の回転速度が第1モータ11よりも速い状態とを含む2種以上の状態を規則的又はランダムに切り替える。
A
本発明によれば、小径の車輪を採用して走行装置を小型化する場合において、走行時のトルク要件と静音性を両立させることができる。また、本発明によれば、レーン内において走行装置が左右どちらかに偏って走行し続けることを抑制することができる。 According to the present invention, when downsizing the traveling device by employing small-diameter wheels, it is possible to achieve both torque requirements and quietness during traveling. Further, according to the present invention, it is possible to prevent the traveling device from continuing to travel biased to either the left or right side within the lane.
以下、図面を用いて本発明を実施するための形態について説明する。本発明は、以下に説明する形態に限定されるものではなく、以下の形態から当業者が自明な範囲で適宜変更したものも含む。 EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the form for implementing this invention is demonstrated using drawings. The present invention is not limited to the embodiments described below, but also includes modifications from the following embodiments as appropriate within the range obvious to those skilled in the art.
図1は、走行装置1が予め敷設されたレーンを走行する様子を示している。図1に示されるように、走行装置1は、車体2と、その上部に取り付けられたドーム状のカバー3を備える。車体2には、詳しくは後述するように走行装置1を走行させるための駆動機構と、LED等を発光させるための発光機構が設けられている。走行装置1は、車体2の駆動機構から推進力を得てレーンに沿って走行する。このレーンは、走行面の左右両側に側壁が設けられており、走行装置1の車体2はこのレーンの側壁に接触しながら進行する。これにより、走行装置1はレーンの形状に沿って直進したりカーブしたりしながら前進することとなる。また、走行装置1の車体2には発光機構が備わっている。車体2を覆うカバー3は透明又は半透明であることから、車体2の発光機構が発光すると、その光はカバー3を透過して外部から視認される。カバー3としては、例えば公知のポリカーボネート素材やシリコン素材を用いることができる。さらに、カバー3は、ハーフミラーによって構成されていてもよい。ハーフミラーは、その内部から外部へ向かう光を透過し、外部から内部へ向かう光は反射する。この場合、例えばシリコン部材からなるカバー3の内面にハーフミラーのフィルムを貼付すればよい。
FIG. 1 shows how the traveling
図2は、走行装置1の全体構造を示した断面図である。また、図3から図5は、主に走行装置1の駆動機構の断面図、斜視図、及び側面図を示している。各図に示されるように、走行装置1は、シャーシ10を備えており、このシャーシ10にモータやバッテリ(不図示)等の各種機器が搭載される。シャーシ10に各種機器を搭載する際には、例えばネジやボルトを用いて固定したり、ハンダ等によって溶接したりすればよい。シャーシ10の形状は、走行装置1の用途に合わせて設計すればよい。シャーシ10は、走行装置1の軽量化が必要であればプラスチック製とし、より高い剛性が必要であれば金属製とすればよい。
FIG. 2 is a sectional view showing the overall structure of the traveling
走行装置1には、少なくとも2つのモータ11,12が設けられる。各モータ11,12には、それぞれ独立して車輪13,14が取り付けられている。バッテリ(不図示)から電力を供給して各モータ11,12を駆動させることで車輪13,14が回転し、これらの車輪13,14が走行面に接することで走行装置1は推進力を得る。本実施形態において、走行装置1は、後輪駆動方式を採用しているため、各モータ11,12はシャーシ10の後方に搭載されている。図示した例では、走行装置1の進行方向を基準として、第1モータ11が左側の第1車輪13を駆動させるものとなり、第2モータ12が右側の第2車輪14を駆動させるものとなる。なお、走行装置1は後輪駆動方式に限らず、前輪駆動方式としてもよい。
The traveling
各モータ11,12としては、公知のものを採用することができる。具体的には、各モータ11,12は、ステータ及びロータを含む回転部11a,12aと、この回転部11a,12aで得られた回転力を外部に出力するための出力軸(シャフト)11b,12bとを備える。また、各車輪13,14も、公知のものを採用することができる。具体的には、各車輪13,14は、金属製又はプラスチック製のホイール部材13a,14aと、このホイール部材13a,14aの外周に取り付けられた摩擦力の高いゴム製のタイヤ部材13b,14bとを備える。なお、タイヤ部材13b,14bは、消耗品であることから、ホイール部材13a,14aから取り外して適宜交換することが可能である。そして、本発明では、例えば図3及び図4に示されているように、各車輪13,14のホイール部材13a,14aが、各モータ11,12の出力軸11b,12bに直接固定されている。なお、ホイール部材13a,14と出力軸11b,12bは、両者の間に生じる摩擦力で固定されていてもよいし、接着剤や溶接等の公知の固定手法を採用することとしてもよい。これにより、出力軸11b,12bの回転力がホイール部材13a,14aに直接伝達されることとなる。つまり、一般的な模型自動車等では、モータの出力軸と車輪のホイール部材は、ギアやシャフト等の中間部品を介在させることによって連動するが、本発明に係る走行装置1では、これらの中間部材は必要とされない。
As each
また、トルクを確保するために各モータ11,12として回転部11a,12a(ステータ及びロータ)が大径ものを採用すると同時に、例えばレーンの横幅や側壁の高さに制限によって各車輪13,14として小径のものを採用したいという要望がある。本発明に係る走行装置1も基本的にこのような要望を叶えるために設計されている。特に車輪13,14のサイズを小さくすることで、例えば図1に示されるように、鑑賞者にとっては車輪13が見えにくくなり、あたかもドーム状のカバー3がレーンを走行しているような印象を鑑賞者に与えることができる。ただし、大径のモータ11,12と小径の車輪13,14を同時に採用した場合に、モータ11,12の出力軸11b,12bを接地面Gと平行に配置しようとすると、車輪13,14がこの接地面Gから浮いてしまうこととなる。具体的には、このような問題は、各車輪13,14のタイヤ部材13b,14bの直径が、各モータ11,12の回転部11a,12aの直径よりも小さい場合に発生する。
In addition, in order to ensure torque, the
そこで、本発明に係る走行装置1では、各車輪13,14のタイヤ部材13b,14bの直径が各モータ11,12の回転部11a,12aの直径より小さい場合でも、このタイヤ部材13b,14bが接地面Gに接触するように、各モータ11,12を斜めに傾けてシャーシ10に固定することとしている。つまり、図3に示されるように、各モータ11,12は、それぞれ、出力軸11b,12bが各車輪13,14の接地面Gに対して傾いた角度となるようにシャーシ10に固定されている。より具体的には、図3においては、第1モータ11の出力軸11bの回転軸を符号S1で示し、第2モータ12の出力軸12bの回転軸を符号S2で示し、各車輪13,14の接地面を符号Gで示す。この場合に、各回転軸S1,S2と接地面Gがなす角度θ1,θ2は、10~80度であることが好ましく、30~70度であることが好ましく、45~60度であることが特に好ましい。このように、出力軸11b,12bを接地面Gに対して傾けた状態で各モータ11,12をシャーシ10に固定することで、各車輪13,14が小径なものであっても、タイヤ部材13b,14bを接地面Gにしっかり接触させることができる。
Therefore, in the traveling
なお、図3では、接地面Gに対する垂直線を符号Vでさらに示している。ここで、各モータ11,12の出力軸11b,12bの回転軸S1,S2は、この垂直線Vに対しても傾いた角度となる。各回転軸S1,S2と垂直線Vがなす角度θ3,θ4は、10~80度であることが好ましく、20~60度であることが好ましく、30~45度であることが特に好ましい。
In addition, in FIG. 3, a line perpendicular to the ground plane G is further indicated by the symbol V. Here, the rotation axes S1 and S2 of the
また、上記のように各モータ11,12に車輪13,14を直接取り付け、各モータ11,12を傾けてシャーシ10に固定した場合、車輪13,14は接地面Gに対して線接触することとなる。すなわち、各車輪13,14のタイヤ部材13b,14bは、接地面Gに対して面接触するのではなく、片側(車体2の中心側)が浮いた状態で接地面Gに接触する。なお、このような様子は、図5に示した車体2の側面図からも見て取れる。
Further, when the
走行装置1は、上記した各モータ11,12に固定された各車輪13,14(駆動輪)に加えて、レーンの側壁に接触する複数のサイドローラ18と、レーンの走行面(接地面G)に接触する複数の従動輪19を備える。これらのサイドローラ18と従動輪19は、モータ等の駆動源には接続されておらず、走行装置1の走行を補助するための車輪である。本実施形態において、サイドローラ18は、シャーシ10の前後左右の四隅に一つずつ配置され、従動輪19は、シャーシ10の前方の左右二箇所に配置されている。なお、シャーシ10の大きさ等に応じてサイドローラ18や従動輪19の数を増減することもできる。これにより、走行装置1は、予め敷設されたレーンに沿って走行しやすくなる。なお、本実施形態に係る走行装置1は、レーンのない平面を走行する場合には、基本的には直進するように設計されている。
In addition to the
例えば図2に示されるように、走行装置1は、電子基板15、制御装置16、及び複数の発光素子17をさらに備える。電子基板15は、シャーシ10に固定されており、制御装置16は、この電子基板15に取り付けられている。前述した各モータ11,12は、この電子基板15を介して制御装置16に電気的に接続されており、この制御装置16による制御を受ける。同様に、複数の発光素子17は、この電子基板15を介して制御装置16に電気的に接続されており、この制御装置16による制御を受ける。このようにして、制御装置16は、各モータ11,12の駆動状態と発光素子17の発光状態を制御するために利用される。
For example, as shown in FIG. 2, the traveling
図6は、制御装置16を中心とした制御系を示したブロック図である。図6に示した例において、制御装置16は、プロセッサ16a、メモリ16b、通信モジュール16c、駆動制御回路16d、及び発光制御回路16eを含む。プロセッサ16aの例は、公知のCPUやその他の制御回路である。プロセッサ16aは、メモリ16bに記憶されているプログラムやデータに従って所定の演算処理を行い、その演算結果をメモリ16bの作業空間に書き出しながら各種の制御処理を実行する。メモリ16bは、例えばRAM(Random Access Memory)等の揮発性メモリや、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリから構成され、上記したプロセッサ16aによる演算処理に利用される。本実施形態において、プロセッサ16aは、メモリ16bに記憶されたプログラムを読み出し、このプログラムに従って、各モータ11,12を駆動させたり、各発光素子17を発光させるための処理を行う。
FIG. 6 is a block diagram showing a control system centered on the
通信モジュール16cは、外部の装置と無線通信するための通信機器である。通信モジュール16cは、Wi-Fi(登録商標)やBluetooth(登録商標)、NFCといった公知の無線通信規格、その他の独自規格、SubGHz帯などの周波数、あるいはWLAN以外のP2MPやMesh通信によって無線通信するものであってもよい。例えば、制御装置16は、この通信モジュール16cを介して、外部のサーバ装置(不図示)と通信を行う。この場合、制御装置16は、外部のサーバ装置から受信した指示命令に基づいて、各モータ11,12を駆動状態や各発光素子17の発光状態を制御することができる。また、複数の走行装置1の制御装置16は、通信モジュール16cを介して互いに通信を行うこともできる。この場合、複数の走行装置1間で情報を共有して、各モータ11,12を駆動状態や各発光素子17の発光状態を制御することとしてもよい。例えば、複数の走行装置1間で位置情報を共有し、レーン上で互いが衝突しないように走行速度を調整することとしてもよい。また、例えば、複数の走行装置1間で位置情報を共有し、互いの間隔に応じて各発光素子17の発光状態を変化させることとしてもよい。なお、各走行装置1は、通信モジュール16cを利用し、レーン上に配置されたNFCタグや、Bluetooth(登録商標)のビーコン等から、自己の位置情報を特定又は推定することができる。
The communication module 16c is a communication device for wirelessly communicating with an external device. The communication module 16c performs wireless communication using known wireless communication standards such as Wi-Fi (registered trademark), Bluetooth (registered trademark), and NFC, other proprietary standards, frequencies such as the SubGHz band, or P2MP and Mesh communication other than WLAN. It may be something. For example, the
駆動制御回路16dは、プロセッサ16aの制御命令に基づいて、第1モータ11及び第2モータ12が所定の回転条件(回転速度、回転方向等)で駆動するように、バッテリーから電力を各モータ11,12に供給する回路である。なお、各モータ11,12の回転方向を切り替えることで、走行装置1の前進と後退を切り替えることもできる。また、この駆動制御回路16dは、第1モータ11及び第2モータ12をそれぞれ独立して制御することが可能である。また、発光制御回路16eは、プロセッサ16aの制御命令に基づいて、各発光素子17が所定の発光条件(発光色、明度等)で発光するように、バッテリーから電力を各発光素子17に供給する回路である。この発光制御回路16eは、各発光素子17をそれぞれ独立して制御することが可能である。
The
その他、走行装置1は、バッテリー(不図示)を備える。バッテリーは、一次電池であってもよいし、二次電池であってもよい。ただし、繰り返し充電可能とした方が運用効率が高いことから、バッテリーとしては二次電池とすることが好ましい。バッテリーの電力は、例えば各モータ11,12や、制御装置16、及び発光素子17に供給される。
Additionally, the traveling
図7は、走行装置1の車体2の制御例を示している。図7(a)は、基本的な車体2の制御例を示す。図7(a)に示した例では、車体2を常に直進させるように制御している。具体的には、本発明に係る走行装置1は、左右のモータ11,12をそれぞれ独立して制御することができる。車体2を直進させるためには基本的に左右のモータ11,12の回転速度を等しくすればよい。この場合、車体2は理想的には直進することになるが、実際には車体2のバランスの偏りなどが原因で、車体2は左右どちらかに向かって進行することがある。図7(a)に示した例では、車体2が直進するように左右のモータ11,12の回転速度を等しくしているが、車体2が実際には左側に曲がって進行し、レーンの左側の壁に接触し続けている。このように車体2がレーンの側壁に接触し続けると、車体2の走行効率が低下したり、車体2やタイヤ部材13b,14bに偏った摩耗が生じることが懸念される。
FIG. 7 shows an example of control of the
一方で、図7(b)は、改善された車体2の制御例を示している。図7(b)に示し例では、図7(a)と同様に、直進させようとしても左側に偏って進行してしまう癖を持つ車体2を扱っている。この場合に、図7(b)では、規則的に車体2の制御方向を変化させることとしている。具体的には、図7(b)では、車体2がレーンに沿って進行する様子を9コマに分割している。1コマ目では、車体2を直進するように制御する。このとき、第1モータ11と第2モータ12の回転速度は等しくなる。ただし、車体2の癖によって、車体2は実際には左寄りに進行してしまう。次に2コマ目と3コマ目では、車体2をあえて右側に向かって進行するように制御する。このとき、シャーシ10の右側に設けられた第1モータ11の回転速度を、シャーシ10の左側に設けられた第2モータ12の回転速度よりも遅くする(第1モータ11のみ停止させてもよい)。次に4コマ目では、再び、第1モータ11と第2モータ12の回転速度は等しくすることで、車体2を直進するように制御する。この4コマ目に着目すると、車体2はレーンのどちらの側壁にも接触していないことがわかる。これは、左側に向かって進行しようとする癖を持つ車体2を、あえて右側に向かって進行するように制御したことで、左側に向かって進む力と右側に向かって進む力とが相殺された結果である。
On the other hand, FIG. 7(b) shows an example of improved control of the
次に5コマ目と6コマ目では、車体2をあえて左側に向かって進行するように制御する。このとき、シャーシ10の右側に設けられた第1モータ11の回転速度を、シャーシ10の左側に設けられた第2モータ12の回転速度よりも速くする(第2モータ12のみ停止させてもよい)。この場合、左側に行く癖を持つ車体2をさらに左側に向かって進行させることになるが、レーンに側壁が設けられているため車体2はこのレーンに沿った進行を続ける。次に7コマ目では、再び、第1モータ11と第2モータ12の回転速度は等しくすることで、車体2を直進するように制御する。次に8コマ目と9コマ目では、再び、2コマ目と3コマ目と同様に、車体2をあえて右側に向かって進行するように制御する。これにより、9コマ目に着目すると車体2はレーンのどちらの側壁にも接触していない状態となることがわかる。
Next, in the fifth and sixth frames, the
上記のように、第1モータ11と第2モータ12の回転速度の遅速を規則的に切り替えることで、車体2がレーンの側壁に触れずに直進する期間を形成することができる。これにより、図7(a)に示した基本制御例と比較して、車体2の走行効率を向上させることができる。
As described above, by regularly switching the slow rotation speeds of the
なお、図7(b)に示した例では、車体2が左寄りに進行する癖を持つものであるのか右寄りに進行する癖を持つものであるのかが不明であるため、左寄りの制御と右寄りの制御を規則的に行うこととしている。ただし、予め車体2の癖が判明しているのであれば、左寄りの制御と右寄りの制御のどちらか一方のみを継続することとしてもよい。また、図7(b)に示した例では、左寄りの制御と右寄りの制御を規則的に行っているが、これらの制御は完全にランダムに行うこととしてもよい。ランダム制御であっても、左寄りの制御と右寄りの制御が発生する確率がほぼ等しければ、これらの制御を規則的に行う場合とおよそ同じ結果が得られる。
In the example shown in FIG. 7(b), it is unclear whether the
以上、本願明細書では、本発明の内容を表現するために、図面を参照しながら本発明の実施形態の説明を行った。ただし、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本願明細書に記載された事項に基づいて当業者が自明な変更形態や改良形態を包含するものである。 As mentioned above, in this specification, in order to express the content of the present invention, embodiments of the present invention have been described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes modifications and improvements that are obvious to those skilled in the art based on the matters described in this specification.
1…走行装置 2…車体
3…カバー 10…シャーシ
11…第1モータ 11a…回転部
11b…出力軸 12…第2モータ
12a…回転部 12b…出力軸
13…第1車輪 13a…ホイール部材
13b…タイヤ部材 14…第2車輪
14a…ホイール部材 14b…タイヤ部材
15…電子基板 16…制御装置
16a…プロセッサ 16b…メモリ
16c…通信モジュール 16d…駆動制御回路
16e…発光制御回路 17…発光素子
18…サイドローラ 19…従動輪
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記シャーシに搭載された第1モータ及び第2モータと、
前記第1モータ及び前記第2モータの回転部で得られた回転力を外部に出力するための出力軸にそれぞれ取り付けられた第1車輪及び第2車輪を備え、
前記第1モータ及び前記第2モータのそれぞれは、前記出力軸が前記第1車輪及び前記第2車輪の接地面に対して傾いた角度で前記シャーシに搭載されており、
前記第1車輪及び前記第2車輪のそれぞれは、前記出力軸に直接軸着されたホイール部材と、前記ホイール部材の外周に取り付けられたタイヤ部材とを含み、
前記第1車輪及び前記第2車輪の前記タイヤ部材のそれぞれの直径が、前記第1モータ及び前記第2モータの前記回転部の直径より小さく、
前記第1モータと前記第1車輪の間、及び、前記第2モータと前記第2車輪の間に、ギアは介在しない
走行装置。 chassis and
a first motor and a second motor mounted on the chassis;
comprising a first wheel and a second wheel respectively attached to output shafts for outputting the rotational force obtained by the rotating parts of the first motor and the second motor to the outside ,
Each of the first motor and the second motor is mounted on the chassis at an angle where the output shaft is inclined with respect to the ground contact surface of the first wheel and the second wheel,
Each of the first wheel and the second wheel includes a wheel member directly attached to the output shaft and a tire member attached to the outer periphery of the wheel member,
The diameters of the tire members of the first wheel and the second wheel are smaller than the diameters of the rotating parts of the first motor and the second motor,
A traveling device in which no gear is interposed between the first motor and the first wheel and between the second motor and the second wheel.
請求項1に記載の走行装置。 The traveling device according to claim 1 , wherein the tire member is in line contact with the ground contact surface.
請求項1に記載の走行装置。 The traveling device according to claim 1, further comprising a control device that independently controls the first motor and the second motor.
請求項3に記載の走行装置。 The control device regularly or regularly controls two or more states including a state in which the rotational speed of the first motor is faster than the second motor and a state in which the rotational speed of the second motor is faster than the first motor. The traveling device according to claim 3 , wherein the traveling device switches randomly.
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JP2004042246A (en) | 2002-05-17 | 2004-02-12 | Victor Co Of Japan Ltd | Moving robot |
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- 2023-02-03 JP JP2023015582A patent/JP7365084B1/en active Active
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