JPH0233555B2 - - Google Patents

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JPH0233555B2
JPH0233555B2 JP59202735A JP20273584A JPH0233555B2 JP H0233555 B2 JPH0233555 B2 JP H0233555B2 JP 59202735 A JP59202735 A JP 59202735A JP 20273584 A JP20273584 A JP 20273584A JP H0233555 B2 JPH0233555 B2 JP H0233555B2
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JP
Japan
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sub
shafts
traveling device
backward
driving
Prior art date
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Application number
JP59202735A
Other languages
Japanese (ja)
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JPS6181280A (en
Inventor
Shoichi Iikura
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Priority to JP59202735A priority Critical patent/JPS6181280A/en
Publication of JPS6181280A publication Critical patent/JPS6181280A/en
Publication of JPH0233555B2 publication Critical patent/JPH0233555B2/ja
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D61/00Motor vehicles or trailers, characterised by the arrangement or number of wheels, not otherwise provided for, e.g. four wheels in diamond pattern
    • B62D61/12Motor vehicles or trailers, characterised by the arrangement or number of wheels, not otherwise provided for, e.g. four wheels in diamond pattern with variable number of ground engaging wheels, e.g. with some wheels arranged higher than others, or with retractable wheels
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J5/00Manipulators mounted on wheels or on carriages
    • B25J5/007Manipulators mounted on wheels or on carriages mounted on wheels
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62BHAND-PROPELLED VEHICLES, e.g. HAND CARTS OR PERAMBULATORS; SLEDGES
    • B62B5/00Accessories or details specially adapted for hand carts
    • B62B5/02Accessories or details specially adapted for hand carts providing for travelling up or down a flight of stairs

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は移動ロボツトや無人搬送機等に好適な
走行装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a traveling device suitable for mobile robots, unmanned carriers, and the like.

〔発明の技術的背景とその問題点〕[Technical background of the invention and its problems]

近時、各種の移動ロボツトや無人搬送機が開発
されている。この種の移動ロボツトや無人搬送機
は、一般にその本体を搭載した固定ベースに走行
装置を設けて走行移動させる如く構成されるが、
走行装置の種類によつてはその走行環境が大幅に
制限される。例えば単に複数の車輪を設けただけ
のものにあつては、階段やステツプが存在すると
走行できなくなり、その走行環境は平坦化された
整地面だけとなる。
Recently, various mobile robots and unmanned carriers have been developed. These types of mobile robots and unmanned guided vehicles are generally configured so that they are moved by a fixed base on which the main body is mounted and a traveling device is installed.
Depending on the type of travel device, the environment in which it can travel is significantly limited. For example, if a vehicle is simply equipped with a plurality of wheels, it will not be able to travel if there are stairs or steps, and the only environment it will be traveling in will be a flat, level surface.

そこで従来より、階段や各種のステツプ等を含
む不整地を走行可能な走行装置としてキヤタピラ
を利用したものが開発されている。しかし、キヤ
タピラ方式の走行装置は、一般に円滑なステアリ
ングが困難であり、また走行系の滑り損失が大き
い等の不具合を有している。
Therefore, in the past, a traveling device using a caterpillar has been developed that can travel on uneven ground including stairs and various types of steps. However, caterpillar type traveling devices generally have problems such as difficulty in smooth steering and large slip loss in the traveling system.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明はこのような事情を考慮してなされたも
ので、その目的とするところは、階段やステツプ
等の走行が可能であり、しかも円滑なステアリン
グが可能で損失の小さい走行装置を提供すること
にある。
The present invention has been made in consideration of these circumstances, and its purpose is to provide a traveling device that is capable of running on stairs, steps, etc., and that also allows smooth steering and low loss. It is in.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明に係る走行装置は、固定ベースに対して
旋回自在にステアリング用の主軸を支承し、この
主軸の軸方向に進退自在に第1および第2の副軸
を平行に設けて、これらの第1および第2の副軸
を相互に関連させて逆向きに進退駆動するように
し、これらの第1および第2の副軸の進退方向と
直角な方向を回転軸とする第1および第2の車輪
を上記第1および第2の副軸の先端部にそれぞれ
回転自在に、且つ平行に設けたことを特徴とする
ものである。そして特に、第1の車輪の回転軸心
を上記ステアリング用の主軸の旋回軸心と直交す
るように位置させ、この第1の車輪を駆動輪とし
たものである。
The traveling device according to the present invention supports a main shaft for steering rotatably with respect to a fixed base, and has first and second sub-shafts provided in parallel so as to be movable forward and backward in the axial direction of the main shaft. The first and second sub-shafts are related to each other so as to be driven forward and backward in opposite directions, and the first and second sub-shafts have rotational axes in a direction perpendicular to the direction of movement of the first and second sub-shafts. The present invention is characterized in that wheels are provided rotatably and parallel to the tips of the first and second subshafts, respectively. In particular, the rotational axis of the first wheel is positioned perpendicular to the turning axis of the steering main shaft, and the first wheel is used as a driving wheel.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

かくして本発明によれば、例えば第2の副軸を
持上げて第1の車輪のみが接地するようにし、こ
の状態で第1の車輪を駆動しながらステアリング
用の主軸を旋回させれば、上記第1の車輪の走行
方向が変化し、ここにそのステアリングが円滑に
行われることになる。また上記第1の車輪の回転
と主軸を旋回とが所定の条件を満して同時に行わ
れると、その場において転回が行われることにな
る。
Thus, according to the present invention, for example, by lifting the second countershaft so that only the first wheel is in contact with the ground, and in this state turning the main shaft for steering while driving the first wheel, the above-mentioned The running direction of the first wheel changes, and its steering is now performed smoothly. Further, when the rotation of the first wheel and the turning of the main shaft are performed simultaneously under a predetermined condition, the turning is performed on the spot.

また不整地を走行する場合、その状況によつて
第1および第2の副軸に加わる力が変化すること
から、この力を検出して上記第1および第2の副
軸の相互に関連した逆向きの進退を制御すること
によつて、上記不整地を効果的に走行することが
可能となる。例えば障害物に当接して応力を受け
たとき、この情報を利用して前記副軸の進退を制
御して上記障害物を乗越えるようにする等して不
整地走行が可能となる。
In addition, when driving on rough terrain, the force applied to the first and second subaxles changes depending on the situation, so this force is detected and the mutually related force of the first and second subaxles is By controlling the forward and backward movement in the opposite direction, it becomes possible to travel effectively on the uneven terrain. For example, when the vehicle comes into contact with an obstacle and receives stress, this information is used to control the advance and retreat of the subshaft to overcome the obstacle, thereby making it possible to drive on rough terrain.

故に本発明によれば、階段やステツプ等を含む
不整地の走行を可能ならしめ、また円滑なステア
リングを可能とする等の実用上多大なる効果が奏
せられる。
Therefore, according to the present invention, great practical effects can be achieved, such as making it possible to drive on uneven ground including stairs and steps, and making smooth steering possible.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、図面を参照して本発明の実施例につき説
明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は実施例装置の概略構成を示すもので、
(a)はその断面構成図、(b)はその側面の部分断面構
成図、(c)は部分平面構成図である。
FIG. 1 shows the schematic configuration of the embodiment device.
(a) is a cross-sectional configuration diagram thereof, (b) is a partial cross-sectional configuration diagram of its side surface, and (c) is a partial plan configuration diagram.

この装置は移動ロボツトや無人搬送機等の本体
を搭載した車体1の複数か所、例えば4か所にそ
れぞれ取付けられてその走行系を構成するもので
ある。
This device is attached to a plurality of locations, for example, four locations, on a vehicle body 1 on which the main body of a mobile robot, an unmanned carrier, etc. is mounted, and constitutes a traveling system thereof.

しかして、上記車体1に固定される固定ベース
2はステアリング用の主軸3の上端部を軸受4を
介して旋回自在に支承している。この主軸3は、
その上部に設けた旋回用のアクチユエータ(モー
タ)5により回転駆動される歯車6を、上記固定
ベース2に固定された内歯車7に噛合して旋回す
る。
A fixed base 2 fixed to the vehicle body 1 rotatably supports the upper end of a main shaft 3 for steering via a bearing 4. This main shaft 3 is
A gear 6, which is rotationally driven by a turning actuator (motor) 5 provided on the upper part thereof, meshes with an internal gear 7 fixed to the fixed base 2 and rotates.

この主軸3には、その軸方向に進退自在に第1
および第2の副軸8,9が平行に設けられてい
る。これらの第1および第2の副軸8,9は、ガ
イドローラ10によつて上記軸方向にのみ進退自
在に支持されており、その対向する内側面にはラ
ツク8a,9aがそれぞれ一体的に設けられてい
る。尚、ラツク8a,9aは上記各副軸8,9自
体を刻設して形成しても良いが、或いはラツク部
材を固定して設けても良い。このような各ラツク
8a,9aそれぞれ噛合するピニオン11は、そ
の回動によつて上記各副軸8,9を相互に関連し
て逆向きに進退させるものであり、副軸駆動用の
アクチユエータ(モータ)12によつて回転駆動
されるようになつている。
This main shaft 3 has a first
and second sub-shafts 8, 9 are provided in parallel. These first and second sub-shafts 8, 9 are supported by guide rollers 10 so as to be able to move forward and backward only in the axial direction, and racks 8a, 9a are integrally formed on the opposing inner surfaces thereof, respectively. It is provided. The racks 8a and 9a may be formed by carving the subshafts 8 and 9 themselves, or may be formed by fixing rack members. The pinions 11 that mesh with the racks 8a and 9a move the subshafts 8 and 9 back and forth in opposite directions in relation to each other by their rotation, and act as actuators for driving the subshafts ( It is designed to be rotationally driven by a motor) 12.

しかして上記第1および第2の副軸8,9の各
下端部には、その進退軸方向と直角な方向を回転
軸として第1および第2の車輪13,14がそれ
ぞれ回転自在に設けられている。これらの車輪1
3,14はその走行方向に平行に設けられたもの
であつて、特に第1の車輪13は、その回転軸心
が前記主軸3の旋回軸心と直交するように位置設
定されている。この旋回軸心上には、走行用のモ
ータ15によつて回転駆動される回転軸(スプラ
イン軸)16がスラスト方向に進退自在に設けら
れている。この回転軸16に傘歯車機構17を介
して前記第1の車輪13が連結され、上記第1の
副軸8の進退位置に拘らず上記モータ15によつ
て前記第1の車輪13が回転駆動されるようにな
つている。
First and second wheels 13 and 14 are respectively provided at the lower end portions of the first and second subshafts 8 and 9 to be rotatable with rotational axes extending in a direction perpendicular to the axis of movement thereof. ing. these wheels 1
3 and 14 are provided parallel to the running direction, and in particular, the first wheel 13 is positioned so that its rotational axis is perpendicular to the turning axis of the main shaft 3. A rotating shaft (spline shaft) 16 that is rotatably driven by a traveling motor 15 is provided on the pivot axis so as to be movable forward and backward in the thrust direction. The first wheel 13 is connected to this rotating shaft 16 via a bevel gear mechanism 17, and the first wheel 13 is rotationally driven by the motor 15 regardless of the forward/backward position of the first subshaft 8. It is becoming more and more common.

かくしてこのように構成された走行装置は、次
のように作用する。
The traveling device configured in this way operates as follows.

例えばステアリングを行う場合、前記アクチユ
エータ12を駆動して第1の副軸8を下降させ、
同時に第2の副軸9を上昇させて第2図(a)に示す
ように第1の車輪13のみを接地させる。つまり
第2の車輪14による第1の車輪13の走行方向
規制を解除する。この状態で第1の車輪13を角
速度ωwで回転駆動し、同時に前記主軸3を角速
度ωcで旋回駆動する。
For example, when steering, the actuator 12 is driven to lower the first subshaft 8,
At the same time, the second subshaft 9 is raised to bring only the first wheel 13 into contact with the ground, as shown in FIG. 2(a). In other words, the restriction of the running direction of the first wheel 13 by the second wheel 14 is released. In this state, the first wheel 13 is driven to rotate at an angular velocity ωw, and at the same time the main shaft 3 is driven to turn at an angular velocity ωc.

このとき、上記第1の車輪13の半径をRw、
その旋回中心に対する上記第1の車輪の距離(旋
回半径)をRcとして、 ωw・Rw=ωc・Rc なる条件が満されると、前記第2の車輪14が接
地していないことから、第2図bに示すように上
記第1の車輪13は上記旋回中心を軸として円滑
に旋回移動することになる。
At this time, the radius of the first wheel 13 is Rw,
If the distance (turning radius) of the first wheel from the turning center is Rc, and the following condition is satisfied: ωw・Rw=ωc・Rc, since the second wheel 14 is not in contact with the ground, the second wheel 14 is not in contact with the ground. As shown in FIG. b, the first wheel 13 smoothly pivots around the pivot center.

また第1の車輪13に走行角速度ωwrが与え
られている場合には、つまり走行角速度ωwrで
第1の車輪13が走行駆動されている状態でステ
アリングする場合には、 ωw=ωwr+(Rc/Rw)・ωc なる条件を満すように主軸3を旋回駆動すれば、
第1の車輪13に旋回成分が与えられ、該第1の
車輪13が円滑にステアリングすることになる。
従つて、前記車体1に設けられた他の走行装置と
のステアリングを相互に関連付けて行えば、例え
ばその場における転回も可能となり、また幅寄せ
のような所謂小回りの利く複雑なステアリングが
容易に可能となる。
Further, when the running angular velocity ωwr is given to the first wheel 13, that is, when steering with the first wheel 13 being driven at the running angular velocity ωwr, ωw=ωwr+(Rc/Rw )・ωc If the main shaft 3 is driven to rotate so as to satisfy the following condition,
A turning component is given to the first wheel 13, and the first wheel 13 is smoothly steered.
Therefore, if the steering with other traveling devices provided on the vehicle body 1 is performed in conjunction with each other, it becomes possible, for example, to make turns on the spot, and it is also possible to easily perform complicated steering operations such as side-by-side maneuvers. It becomes possible.

一方、階段やステツプ、斜面、凹凸が存在する
不整地を走行する場合には、その状況に応じて前
記第1および第2の副軸8,9を相互に関連させ
て逆向きに進退駆動制御する。上記不整地の状況
は、例えば第3図aに示すように上記各副軸1
3,14の先端部に設けられた感圧センサ18に
よつて検出される。感圧センサ18は、第1およ
び第2の車輪13,14の走行方向に加わる力を
それぞれ検出する4つの歪ゲージR1,R2,R
3,R4からなり、同図bに示すようにブリツジ
接続して構成される。
On the other hand, when traveling on uneven ground with stairs, steps, slopes, and unevenness, the first and second sub-shafts 8 and 9 are related to each other and the forward and backward drive is controlled in opposite directions depending on the situation. do. The situation of the above-mentioned uneven ground is, for example, as shown in Fig. 3a, each sub-axis 1
The pressure is detected by the pressure sensor 18 provided at the tip of the parts 3 and 14. The pressure sensor 18 includes four strain gauges R1, R2, and R that detect the forces applied to the first and second wheels 13 and 14 in the running direction, respectively.
3 and R4, and are configured by being bridge-connected as shown in FIG.

しかして、上記各歪ゲージR1,R2,R3,
R4の抵抗値が全て等しくRであり、各歪ゲージ
R1,R2,R3,R4の抵抗値変化がΔr1,
Δr2,Δr3,Δr4であつて、無負荷時に平衡状
態にあるとすれば、この平衡状態における上記ブ
リツジの出力電圧eoはブリツジ印加電圧をEiと
して eo≒ei(Δr1−Δr2+Δr3−Δr4)/4R となる。
Therefore, each of the above strain gauges R1, R2, R3,
The resistance values of R4 are all equal R, and the resistance value change of each strain gauge R1, R2, R3, R4 is Δr1,
If Δr2, Δr3, and Δr4 are in an equilibrium state when there is no load, then the output voltage eo of the bridge in this equilibrium state is eo≒ei(Δr1−Δr2+Δr3−Δr4)/4R, where the bridge applied voltage is Ei. Become.

ここで今、車輪13,14が図中、矢印Aに進
行しているときに受ける力をFr、Ffとすると、
前記第1および第2の副軸8,9の先端部に設け
られた歪ゲージR1,R2,R3,R4に生じる
抵抗値変化Δr1、Δr2、Δr3、Δr4は Δr1→ ΔRbf+ΔRof Δr2→ ΔRbr+ΔRor Δr3→−ΔRbr+ΔRor Δr4→−ΔRbf+ΔRof となる。但し、ΔRbは車輪に加わつた外力に起
因する副軸先端の曲げによる抵抗値変化を示し、
ΔRoは軸力と温度による抵抗値変化を示してい
る。また添字r、fは進行方向後方となる第1の
車輪13、および上記進行方向前方となる第2の
車輪14を示している。
Now, if the forces that the wheels 13 and 14 receive when they are moving in the direction of arrow A in the figure are Fr and Ff, then
The resistance value changes Δr1, Δr2, Δr3, and Δr4 occurring in the strain gauges R1, R2, R3, and R4 provided at the tips of the first and second sub-shafts 8 and 9 are as follows: Δr1→ ΔRbf+ΔRof Δr2→ ΔRbr+ΔRor Δr3→− ΔRbr+ΔRor Δr4→−ΔRbf+ΔRof. However, ΔRb indicates the change in resistance value due to bending of the tip of the subshaft due to external force applied to the wheel.
ΔRo indicates the change in resistance value due to axial force and temperature. The subscripts r and f indicate the first wheel 13 at the rear in the direction of travel and the second wheel 14 at the front in the direction of travel.

従つて、前記ブリツジ回路の出力電圧eoは上
記外力に起因した抵抗値変化ΔRbに関して eo≒ei(ΔRbf−ΔRbr)/2R となる。そして、前記各車輪13,14に加わる
外力が等しい場合には、ブリツジ回路(感圧セン
サ)の出力電圧eoは零となる。また各車輪13,
14に加わる外力の異なりによつて上記出力電圧
eoが正または負の値となる。
Therefore, the output voltage eo of the bridge circuit becomes eo≈ei(ΔRbf−ΔRbr)/2R with respect to the change in resistance value ΔRb caused by the external force. When the external forces applied to each of the wheels 13 and 14 are equal, the output voltage eo of the bridge circuit (pressure sensor) becomes zero. Moreover, each wheel 13,
The above output voltage varies depending on the external force applied to 14.
eo is a positive or negative value.

本装置ではこのような感圧センサの出力を利用
して前記第1および第2の副軸8,9の上下動
(進退)を制御し、その不整地走行を可能ならし
めている。即ちここでは、出力電圧eoが正のと
き、走行方向前方側の第2の車輪14を上げ(走
行方向後方側の第1の車輪13を下げ)、上記出
力電圧eoが負のときには走行方向前方側の第2
の車輪14を下げている(走行方向後方側の第1
の車輪13を上げている)。また上記出力電圧eo
が零のときには、第1および第2の副軸8,9を
その状態に保つ(進退駆動しない)ようにしてい
る。
This device utilizes the output of such a pressure sensor to control the vertical movement (advance and retreat) of the first and second subshafts 8 and 9, thereby enabling the device to travel on rough terrain. That is, here, when the output voltage eo is positive, the second wheel 14 on the front side in the running direction is raised (the first wheel 13 on the rear side in the running direction is lowered), and when the output voltage eo is negative, the second wheel 14 on the front side in the running direction is lowered. second on the side
(the first wheel on the rear side in the running direction) is lowered.
wheel 13). Also the above output voltage eo
When is zero, the first and second subshafts 8 and 9 are kept in that state (not driven forward or backward).

第4図乃至第7図はその制御形態の代表例を模
式的に示すものである。
FIGS. 4 to 7 schematically show representative examples of the control form.

即ち、上り階段の場合、第4図aに示すように
先ず走行方向前方側の車輪14が階段の縁に当接
し、外力を受ける。この結果、出力電圧eoが正
となつて上記車輪14が持上げられる。車輪14
が階段のステツプ上に登つた場合には、上記外力
が無くなることから出力電圧eoは零となり、車
輪13,14は傾いた状態で走行する。しかる
後、走行方向後方側の車輪13が上記階段の縁に
当接して外力を受けることから、前記出力電圧
eoは負となり、上記車輪13が持上げられるこ
とになる。そして、車輪13が階段のステツプを
上りきると、その外力が消滅して出力電圧eoが
零となることから、再び水平状態で走行する。こ
のような過程を繰返しながら、車輪13,14は
階段を上つて行くことになる。
That is, in the case of going up stairs, the wheel 14 on the front side in the traveling direction first comes into contact with the edge of the stairs and receives an external force, as shown in FIG. 4a. As a result, the output voltage eo becomes positive and the wheel 14 is lifted. wheel 14
When the vehicle climbs onto the stairs, the external force disappears, so the output voltage eo becomes zero, and the wheels 13 and 14 run in an inclined state. After that, the wheels 13 on the rear side in the running direction come into contact with the edge of the stairs and receive an external force, so that the output voltage increases.
eo becomes negative and the wheel 13 is lifted. When the wheels 13 reach the top of the stairs, the external force disappears and the output voltage eo becomes zero, so that the wheels 13 run horizontally again. By repeating this process, the wheels 13 and 14 move up the stairs.

第5図は階段を下だる場合のモデルを示してい
る。この場合には外力が逆向きに作用することか
ら、上述した出力電圧eoが第4図に示すモデル
と正負逆に発生し、進行方向前方側の車輪14を
下げたのち、進行方向後方側の車輪13を下げて
階段を下つていくことになる。
Figure 5 shows a model for going down stairs. In this case, since the external force acts in the opposite direction, the above-mentioned output voltage eo is generated with the polarity opposite to that of the model shown in FIG. You will lower the wheels 13 and go down the stairs.

また、第6図は斜面の上り、下りのモデルを示
している。この場合には、水平状態から斜面に移
行するとき、先ずその斜面に応じて進行方向前方
側の車輪14が上下動される。その後、後方側の
車輪13が上記斜面に入込むと、これによつて上
記車輪13には前方側の車輪14と同じ外力が加
わることになるので、車輪13,14はその斜面
に応じた傾きで安定してその斜面を走行すること
になる。
Moreover, FIG. 6 shows a model for going up and down a slope. In this case, when transitioning from a horizontal state to a slope, the wheels 14 on the front side in the traveling direction are first moved up and down in accordance with the slope. After that, when the rear wheel 13 enters the slope, the same external force as the front wheel 14 is applied to the wheel 13, so the wheels 13 and 14 tilt according to the slope. This will allow you to drive stably on that slope.

尚、第7図に示すように斜面の向きが変化する
場合は、その変化に応じて出力電圧eoの極性が
変化するので、上述した例と同様に車輪13,1
4が上下動制御され、その斜面の変化に従つて走
行することになる。
Note that when the direction of the slope changes as shown in FIG. 7, the polarity of the output voltage eo changes accordingly, so the wheels 13, 1
4 is controlled to move up and down, and travels according to changes in the slope.

尚、ここではガイド車輪である第2の車輪14
が進行方向前方側として説明したが、駆動輪であ
る第1の車輪13が前方側となつて走行する場合
でも、同様な作用が呈せられる。
In addition, here, the second wheel 14 which is a guide wheel
Although the description has been made assuming that the first wheels 13 are on the front side in the direction of travel, the same effect can be obtained even when the first wheels 13, which are the driving wheels, are on the front side.

また上記外力を検出して車輪13,14を上下
動制御する場合、感圧センサの出力電圧eo値を
利用して、同時にその上下動速度を制御するよう
にすれば、安定した走行が得られる。即ち、急激
に外力が作用して上記出力電圧eoが大きくなつ
た場合には、車輪13,14の上下動を急速に行
い、逆に上記出力電圧eoの変化が緩慢な場合に
は、上記車輪13,14の上下動を緩やかに行う
ようにすれば良い。具体的には、例えば前記出力
電圧eoを微分処理して、その値の変化の割合い
を求め、その情報に応じて車輪13,14の上下
動速度を制御するようにすれば良い。
Furthermore, when detecting the external force and controlling the vertical movement of the wheels 13 and 14, stable running can be obtained by simultaneously controlling the vertical movement speed using the output voltage eo value of the pressure sensor. . That is, when an external force suddenly acts and the output voltage eo increases, the wheels 13 and 14 move up and down rapidly, and conversely, when the output voltage eo changes slowly, the wheels 13 and 14 move up and down rapidly. The vertical movements of 13 and 14 may be performed gently. Specifically, for example, the output voltage eo may be differentiated to determine the rate of change in its value, and the vertical speed of the wheels 13 and 14 may be controlled in accordance with that information.

このような制御を併用することによつて、走行
面の変化に良く追従した安定な走行が達成され
る。
By using such control in combination, stable running that closely follows changes in the running surface can be achieved.

第8図および第9図は本走行装置の駆動系の制
御の流れを概略的に示すもので、第8図は通常走
行モードを、第9図はステアリング等のモードを
示している。
8 and 9 schematically show the flow of control of the drive system of the present traveling device, with FIG. 8 showing the normal running mode and FIG. 9 showing the steering mode, etc.

通常の走行モードでは、障害検出の状態に応じ
て速度制御がなされ、障害がない場合には高速走
行を、また障害検出時には低速走行駆動される。
このような走行時に前記出力電圧eoに応じて前
後輪の上下動が制御される。この副軸の制御は、
その制御値eに比例して、或いは比例した速度で
行われる。そして前記出力電圧eoの大きさを所
定の閾値レベルと比較して障害検出を行いなが
ら、走行速度を制御して走行駆動させる。
In the normal driving mode, speed control is performed depending on the state of fault detection, and the vehicle runs at high speed when there is no fault, and at low speed when a fault is detected.
During such traveling, the vertical movement of the front and rear wheels is controlled according to the output voltage eo. The control of this secondary axis is
This is done in proportion to or at a speed proportional to the control value e. Then, while detecting a fault by comparing the magnitude of the output voltage eo with a predetermined threshold level, the vehicle is driven to travel while controlling the traveling speed.

またステアリング等の制御モードでは、前輪を
持上げて駆動輪である後輪だけを接地させ、この
状態でステアリングの方向とその量の情報に従つ
て、前記旋回軸および走行輪(後輪)を駆動して
行われる。
In addition, in a control mode such as steering, the front wheels are lifted and only the rear wheels, which are driving wheels, are in contact with the ground, and in this state, the turning axis and the running wheels (rear wheels) are driven according to information about the direction and amount of steering. It will be done as follows.

このように本装置によれば、階段やステツプ等
を含む不整地に対しても安定した走行が可能であ
り、前述したステアリング性と相俟つて実用上多
大なる効果が奏せられる。しかも、従来のキヤタ
ピラを用いたものとは異なつて、その走行系の滑
り損失が少なく、また副軸駆動系のバツクドライ
バビリテイを利用する等して効率の良い走行が可
能となる等の効果が奏せられる。
As described above, the present device enables stable running even on uneven terrain including stairs and steps, and in combination with the above-mentioned steering performance, a great practical effect can be achieved. Moreover, unlike the conventional drive system using a caterpillar, there is less slip loss in the running system, and efficient running is possible by utilizing the back drivability of the subshaft drive system. is played.

尚、本発明は上述した実施例に限定されるもの
ではない。例えば第10図に示すように副軸駆動
用アクチユエータ12に固定されたピニオン11
によつて、副軸8,9に設けられたラツク8a,
9aをそれぞれ直接駆動するようにしても良い。
また副軸8,9の駆動と主軸3の旋回とが同時に
行われることがないことから、例えば第11図に
示すように1つのアクチユエータ21を共用し、
このアクチユエータ21にクラツチ22a,22
b、ブレーキ23a,23b、更に減速機24
a,24bをそれぞれ介して前記主軸旋回用の歯
車6および副軸上下動用のピニオン12を選択的
に駆動するように構成しても良い。
Note that the present invention is not limited to the embodiments described above. For example, as shown in FIG. 10, a pinion 11 fixed to a subshaft drive actuator 12
The racks 8a provided on the countershafts 8, 9,
9a may be directly driven.
Furthermore, since the driving of the subshafts 8 and 9 and the rotation of the main shaft 3 are not performed at the same time, one actuator 21 is shared, as shown in FIG. 11, for example.
Clutches 22a and 22 are connected to this actuator 21.
b, brakes 23a, 23b, and further reducer 24
The gear 6 for rotating the main shaft and the pinion 12 for vertically moving the countershaft may be selectively driven through the gears a and 24b, respectively.

更には、第12図に示すように第1の副軸8の
上下動をボールスクリユー25の回転と、副軸8
に設けられて上記ボールスクリユー25に噛合す
るスクリユーナツト26にて駆動するようにし、
この第1の副軸8の上下動を前記ラツク8a,9
aとピニオン11を介して第2の副軸9に伝達し
て上記第1および第2の副軸8,9を相互に関連
させて逆向きに駆動しても良い。
Furthermore, as shown in FIG. 12, the vertical movement of the first subshaft 8 is controlled by the rotation of the ball screw 25 and the subshaft 8.
Driven by a screw nut 26 which is provided in and meshes with the ball screw 25,
The vertical movement of this first sub-shaft 8 is controlled by the racks 8a and 9.
The first and second countershafts 8, 9 may be driven in opposite directions in relation to each other by transmitting the signal to the second countershaft 9 via the pinion 11 and the first countershaft 8, 9.

このような構成とすることによつて、副軸8,
9の駆動効率の向上を図ることが可能となり、そ
の駆動動力を少なくして装置の簡易化を図り得る
等の効果が奏せられる。また第12図の構成によ
れば、副軸の上下動がボールスクリユー25の回
転のみによつて制御され、且つ位置決めされるの
で正確で安定な副軸制御を行い得る等の効果が奏
せられる。このように本発明は、その要旨を逸脱
しない範囲で種々変形して実施することができ、
実用上絶大なる効果が奏せられる。
With such a configuration, the secondary shaft 8,
It becomes possible to improve the driving efficiency of the device 9, and the driving power can be reduced to simplify the device. Further, according to the configuration shown in FIG. 12, since the vertical movement of the sub-shaft is controlled and positioned only by the rotation of the ball screw 25, effects such as accurate and stable control of the sub-shaft can be achieved. It will be done. As described above, the present invention can be implemented with various modifications without departing from the gist thereof.
It has great practical effects.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例装置の概略構成図、
第2図は実施例装置のステアリング作用を説明す
る為の図、第3図は副軸の上下移動制御を担う感
圧センサの構成を示す図、第4図乃至第7図は副
軸の上下動制御による不整地走行のモデルをそれ
ぞれ示す図、第8図および第9図はそれぞれ装置
制御の概略的な流れを示す図、第10図乃至第1
2図はそれぞれ本発明の変形例を示す要部構成図
である。 1……車体、2……固定ベース、3……ステア
リング用主軸、8,9……副軸、8a,9a……
ラツク、10……ガイドローラ、11……ピニオ
ン、13,14……車輪、16……スプライン
軸、R1,R2,R3,R4……歪ゲージ。
FIG. 1 is a schematic diagram of an apparatus according to an embodiment of the present invention;
Fig. 2 is a diagram for explaining the steering action of the embodiment device, Fig. 3 is a diagram showing the configuration of a pressure sensor responsible for controlling the vertical movement of the subshaft, and Figs. 4 to 7 are diagrams for explaining the vertical movement of the subshaft. Figures 8 and 9 are diagrams each showing a model of rough terrain driving under dynamic control, respectively, and Figures 10 to 1 are diagrams showing a schematic flow of device control, respectively.
FIG. 2 is a main part configuration diagram showing a modification of the present invention. 1...Vehicle body, 2...Fixed base, 3...Main shaft for steering, 8, 9...Subshaft, 8a, 9a...
Rack, 10... Guide roller, 11... Pinion, 13, 14... Wheel, 16... Spline shaft, R1, R2, R3, R4... Strain gauge.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 固定ベースに対して旋回自在に支承されたス
テアリング用の主軸と、この主軸の軸方向に進退
自在に平行に設けられた第1および第2の副軸
と、これらの第1および第2の副軸を相互に関連
させて逆向きに進退駆動する手段と、上記第1お
よび第2の副軸の進退方向と直角な方向を回転軸
として前記第1および第2の副軸の先端部にそれ
ぞれ回転自在に、且つ平行に設けられた第1およ
び第2の車輪とを具備したことを特徴とする走行
装置。 2 第1の車輪は、その回転軸心をステアリング
用の主軸の旋回軸心と直交するように位置させ、
且つ回転駆動させるものである特許請求の範囲第
1項記載の走行装置。 3 第1および第2の副軸を相互に関連させて逆
向きに進退駆動する手段は、ステアリング用の主
軸の旋回駆動時、または上記第1および第2の副
軸に加わる力を検知して駆動されるものである特
許請求の範囲第1項記載の走行装置。 4 第1および第2の副軸の駆動制御は、上記第
1および第2の副軸の各先端部に設けられた感圧
センサにより、第1および第2の車輪の走行方向
に加わる力を検知して行われるものである特許請
求の範囲第3項記載の走行装置。 5 第1および第2の副軸を相互に関連させて逆
向きに進退駆動する手段は、上記第1および第2
の副軸にそれぞれ設けられたラツクを互いに逆向
きに駆動するピニオンと、このピニオンを回転駆
動するアクチユエータとからなるものである特許
請求の範囲第1項記載の走行装置。 6 第1および第2の副軸を相互に関連させて逆
向きに進退駆動する手段は、上記第1および第2
の副軸にそれぞれ設けられたラツクを互いに逆向
きに駆動するピニオンと、上記第1または第2の
副軸をボールスクリユー機構を介して進退駆動す
るアクチユエータからなるものである特許請求の
範囲第1項記載の走行装置。 7 アクチユエータは、ブレーキとクラツチ、ま
たはブレーキと差動歯車とからなる駆動力伝達系
を介して第1および第2の副軸の進退、またはス
テアリング用の主軸を旋回を選択的に駆動するも
のである特許請求の範囲第5項または第6項記載
の走行装置。
[Scope of Claims] 1. A main shaft for steering rotatably supported on a fixed base, first and second sub-shafts provided parallel to the main shaft so as to be movable in the axial direction thereof, and these sub-shafts. means for driving the first and second sub-shafts forward and backward in opposite directions in relation to each other; and a means for driving the first and second sub-shafts forward and backward in opposite directions; A traveling device comprising first and second wheels rotatably and parallel to each other at the tip of a subshaft. 2 The first wheel is positioned such that its rotation axis is orthogonal to the rotation axis of the steering main shaft,
The traveling device according to claim 1, wherein the traveling device is rotatably driven. 3. The means for driving the first and second sub-shafts forward and backward in opposite directions in relation to each other is configured to detect the force applied to the first and second sub-shafts when the main shaft for steering is turned, or when the force is applied to the first and second sub-shafts. The traveling device according to claim 1, which is driven. 4. Drive control of the first and second countershafts is performed by controlling the force applied in the running direction of the first and second wheels by pressure-sensitive sensors provided at the tips of the first and second countershafts. The traveling device according to claim 3, wherein the traveling device is operated by detection. 5 The means for driving the first and second sub-shafts forward and backward in opposite directions in relation to each other is
2. The traveling device according to claim 1, comprising pinions for driving racks provided on countershafts of the racks in opposite directions, and an actuator for rotationally driving the pinions. 6 The means for driving the first and second sub-shafts forward and backward in opposite directions in relation to each other is
Claim 1, which comprises a pinion that drives racks provided on each sub-shaft in opposite directions to each other, and an actuator that drives the first or second sub-shaft forward and backward through a ball screw mechanism. The traveling device according to item 1. 7. The actuator selectively drives the first and second countershafts forward and backward, or the main shaft for steering, through a drive power transmission system consisting of a brake and a clutch, or a brake and a differential gear. A traveling device according to claim 5 or 6.
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