JPH0396489A - 走行車両 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は，車輪あるいは履帯を用いて面上を走行する車
両の走行に制約を与える障害物が断続的に存在する領域
に適応して走行するのに好適な車両構造に関する． 〔従来の技術〕 障害物が存在する領域においては、車両は障害物との干
渉を避けながら走行する必要がある．該車両が無人で走
行する場合のそのための方法として、車両外形を障害物
形状に追従して受動的に変形させるものがある（特開昭
５９−１０９４７０号公報）．この方法は、車両外形の
変化にアクチュエータを必要とせず、したがって変形の
制御も不要であり，単純な構戊ながら狭あい部の走行が
可能である。とくにパイプライン等の配管内部を移動す
る場合のように、車両外形に連続的に制約が加えられる
場合に有効である． 〔発明が解決しようとするＴＩＡ題〕 しかし、上述した従来技術は、たとえばパイプライン等
，一定の規制された道すじを通り、かつその避面によっ
て押圧される力に基づいて走行方向に直交する断面を変
形させて走行するものである。

このため、前記パイプラインの避面を障害物として考え
れば，車両は該障害物を回避しながら円滑な走行を達し
得る。

しかし、上記パイプラインのように一定の規制された道
すじでないような場所を走行するような場合にあっては
、上述の車両はもはや役に立たないものとなる。

たとえば平坦あるいは起伏のあるような面において、い
くつかの障害物があるにも拘わらず、走行における経路
変更の回数を極力減らして走行し得るような車両が望ま
れるようになった。

それ故、本発明はこのような事情に基づいてなされたも
のであり、その目的は、いくつかの障害物があるにも拘
わらず経路変更の回数を極力減らして走行することので
きる走行車両を提供するにある。

〔課題を解決するための手段〕

このような目的を達成するために，本発明は，車両本体
と、この車両本体の走行方向に沿った両側面に，該車両
本体に対して前記走行方向と直交する平面内に揺動し得
るように取付けられた車輪支持装置と，この車輪支持装
置に回転自在に支持された車輪と、前記車両本体と車輪
支持装置の間に前記揺動を生じさせるアクチュエータと
、前記車両本体に取り付けられ該車両本体の走行前方の
障害物を検知する障害物検知器と、からなり、前記アク
チュエータは前記障害物検知器からの情報によって駆動
されることを特徴とするものである。

また，本発明は，走行方向と直交する平面内にてほぼ中
央で屈曲し得るようになっている車両本体と、この車両
本体の走行方向に沿った両側面に、該車両本体に対して
前記走行方向と直交する平面内に揺動し得るように取付
けられた車輪支持装置と、この車輪支持装置に回転自在
に支持された車輪と、前記車両本体に取付けられ前記屈
曲を生じさせるアクチュエータと、前記車両本体に取り
付けられ該車両本体の走行前方の障害物を検知する障害
物検知器と、からなり、前記アクチュエータは前記障害
物検知器からの情報によって駆動されることを特徴とす
るものである。

〔作用〕

このような構造とすることにより、走行車両はつぎの動
作が可能となる。アクチュエータを制御して車輪を移動
面と平行に保つと、車輪の回転面は移動面と垂直になり
、移動面からみた車軸部の高さは直径に等しくなる。つ
ぎに７クチュエー夕を用いて車輪を傾斜させると、車輪
の回転面が移動面となす角度は９０度より小さくなり、
移動面からみた車輪部の高さは直径以下となる。したが
って車輪上面に対して車輪本体を十分低く設計しておけ
ば、前記車輪を傾斜させることによって車両全高を下げ
ることができる． 上記動作では車両全高を下げたが，車輪の回転面が移動
面となす角度が９０度以下となるため、この一方で車両
全体の幅が広くなってしまう。したがって車両幅に制限
がある領域では、アクチュエー夕を駆動して車軸を移動
面と平行にもどし、車両幅を小さくする必要がある． さらに車両幅を縮める必要がある場合は、車両本体を関
節構造としておき、必要に応じて折り曲げる方法もある
．すなわち車両本体を分割して、進行方向と垂直な面内
で相互に回転、スライド可能に接続し、これをアクチュ
エータで駆動する。

車両本体関節の動作面は、進行方向に垂直とするのが最
も効果的である．しかしながら必ずしも進行方向に垂直
である必要はなく、車両の進行方向と角度をなす面であ
れば、程度の差はあるが，同様の効果が得られる． さらに車両前後に障害物検出器を装備して障害物形状・
寸法を測定し、この信号に応じてアクチュエータを動作
させることにより，障害物形状に自動的に追従して車両
通過断面形状を変化させることができる． 〔実施例〕 以下、本発明による車両構造の一実施例を図面を用いて
説明する。第１図と第２図は，本発明を履帯で走行する
装軌式車両に使用した例である．第１図番士履帯の回転
軸を傾斜させて車両全高を下げた状態、第２図は履帯の
回転軸を移動面と平行に保って車両幅を縮めた状態を示
している。

第２図において，車両本体１の両側には走行部フレーム
２ａ，２ｂが、進行方向３と垂直な面内で揺動可能に接
続されている．走行部フレーム２ａ，２ｂの両端は誘導
輪４ａ〜４ｄを支持しており、誘導輪４ａ，４ｂには終
端のない履帯５ａが、誘導輸４ｃ，４ｄには履帯５ｂが
装備されている。

この走行車輪は、誘導輸４ａないし４ｃを駆動して左右
一対の履帯５ａ，５ｂを動作させることにより，移動面
上を走行できる。さらに、走行部フレーム２ａ，２ｂの
外側には、走行時に車両進行方向の障害物を検出する障
害物検出部６ａ〜６ｅが装備されている．また車両本体
１の上面には、アーム８を介してカメラ７を搭載してお
り、伸縮アクチュエータ９を動作させることによりアー
ム８の姿勢を変えることができる． 障害物検出器６ａ〜６ｅによって前方に車両高さ制限が
存在することが判明した場合は、車両本体１に内蔵した
アクチュエータで走行部フレーム２ａ，２ｂを駆動し、
誘導輪４ａ〜４ｄの回転軸を傾斜させる．この状態を示
したのが第１図である。

第１図において、誘導輸１４ａ〜１４ｄの回転面は移動
面に対して垂直ではないため、第２図の状態と比較する
と車両高さが低くなっている．またこのときは、伸縮ア
クチュエータｌ９を駆動してアーム１８を移動面と平行
にし、カメラエ７を下げることによって狭あい部の通過
を可能としている。

第３図は本発明による車両構造の他の実施例を示す構或
図である． 同図は、車体幅に制限がある領域を走行するため，車体
を関節構造とした例を正面から見たものである。車両の
進行方向は紙面と垂直である．車両本体２１．２２はピ
ン２３で接続されていて、進行方向と垂直面内で矢印３
１で示すように回転可能である．また走行部フレーム２
４　ａ　，　２４　ｂは、ピンホルダ２５ａ，２５ｂお
よびビン２６ａ，２６ｂを介して，それぞれ車両本体２
１．２２と矢印２７ａ，２７ｂに示すように回転可能に
接続されている。進行方向前方に車体幅に制約を与える
障害物がある場合は，走行部フレーム２４ａ〜車両本体
２１、車両本体２ｌ〜車両本体２２、車両本体２２〜走
行部フレーム２４ｂの間を車両本体２１．２２に内蔵し
たアクチュエータで折り曲げ、車体幅を小さくすること
が可能である。走行部フレーム２４ａ，２４ｂの外周に
張られたＢ帯２８ａ，２８ｂの断面は、移動面３ｏとの
接触状態を一定に保つために円弧状になっている．また
２９ａ〜２９ｅは進行方向の障害物を検出する障害物検
出器である。

つぎに第３図に示す車両が種々の障害物を検出した場合
の，車体全面形状の変化を第８図に示す．第８図中の検
出器信号４１ａ〜４１ｅは、それぞれ第３図中の障害物
検出器２９ａ〜２９ｅの出力に対応している．パターン
Ａにおいては、４ｌｂ〜４１ｄが障害物を検知しており
、このときは高さに制限があると判断して車両高さを下
げる．パターンＢにおいては、４１ｄ〜４１ｅが障害物
を検知しており、車両幅を小さくするか、左側へ操舵し
て障害物を回避する。パターンＣにおいては、４　１　
ａ．　，　４　ｌ　ｂ　，　４　１　ｄ　，　４↓ｅが
障害物を検知しており、このときは車両幅に制限がある
と判断して車両幅を小さくする。

第４図および第５図は、履帯で移動面に吸着しながら走
行する吸着移動機構に本発明を応用した他の実施例であ
る。第４図は履帯の回転軸を移動面と平行に保って車両
幅を縮め，移動面４５から車両重心４６を持ち上げた状
態、第５図は履帯の回転軸を傾斜させて車両全高を下げ
、移動面６５と車両重心６６を近づけた状態を示してい
る．車両本体４７に対して履帯４８ａ，４８ｂの回転軸
を傾斜させるメカニズムは、第１図の場合と類似してい
る。すなわち車両本体４７の両側には、接続ヒンジ４９
ａ，４９ｂを介して走行部フレーム５０ａ，５０ｂが回
転可能に接続されている。

さらに車両本体４７と走行部フレーム５０ａ，５ｏｂの
間には，伸縮アクチュエータ５１ａ，５ｌｂが接続され
ている。また走行部フレーム５０ａ，５０ｂの外周には
磁石製の履帯４８ａ，４８ｂが張られている。伸縮アク
チュエータ５１ａ，５ｌｂの長さを縮めることにより、
第５図に示すように！ｊｊ．帯４８ａ，４８ｂの回転軸
を車両本体４７に対して傾斜させることができる。履帯
６８ａ，６８ｂは弾性体で構戊するか、あるいは隣接す
る磁石間に回転の自由度を与えておくことにより，履帯
６８ａ，６８ｂが傾斜しても移動面６５との間は面接触
を保つため，履帯の傾斜による吸着力の低下は起こらな
い。

吸着移動機構は移動面からの重心高さに比例して剥離・
落下しやすくなり、安全性が低下する。

したがって障害物形状に応じて車両通過断面を変形させ
るだけでなく、積載荷重や移動面の傾斜に応じて車両重
心高さを変えて、一定の安全性を確保することができる
。

以上の実施例は走行車両の通過断面形状を変化させる場
合について述べてきたが、本発明は走行車両の操舵にも
応用することができる。第６図、第７図は本発明を車両
の操舵に応用した場合の他の実施例では在。第６図は車
輪の回転軸を移動面と平行に保って直進走行している状
態、第７図は車軸の回転軸を傾斜させて操舵している状
態を示している。

車両本体７５に対して車輪７６ａ，７６ｂの車軸７７を
傾斜させるメカニズムは、第１図の場合と類似している
。すなわち車両本体７５の両側には、フレキシブルジョ
イント７８ａ，７８ｂを介して車軸７７が接続されてい
る。車軸７７は軸受け７９ａ，７９ｂで支持されており
，軸受け７９ａ，７９ｂと車両本体７５との間には、伸
縮アクチュエータ８０ａ，８０ｂが接続されている。車
軸７７は円弧断面の車輪７６ａに嵌合されており，モー
タ８１を駆動することにより，走行する。

本実施例では、車輪と移動面８２の接地点から車輪まで
の距離が実効車輪径となる．第６図では左右の車輪の実
効車輪径は等しく、左右の車輪の回転速度が等しいと直
進する． ここで第７図に示すように伸縮アクチュエータ９０ａを
伸ばして，移動面９２に対し車軸８７を傾ける。このと
き．車＠　８　６　ａが円弧断画のため車＠８６ａの実
効車輸径が車輸８６ｂの実効車輪径に比べて小さくなる
。その結果、左右の車輪が等速回転していても，実効車
輪径の小さな方へ舵が切れる。車輪の操向に大きな力を
要するために従来操舵が困難な移動機構でも、この方法
を用いることにより操舵が可能になる。この方法は車輪
走行車両のほかにも、履帯式走行車両に応用できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、車両外形を制約
する障害物が断続的に存在する領域の走行において、障
害物形状に適応して車両通過断面を変形させながら走行
できる。このため、障害物回避のための操舵すなわち経
路変更回数を極力減らすことができる． また、障害物の近傍まで走行車両の接近が可能になり、
走行可能範囲が拡大するという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第工図、第２図は本発明による走行車両を装軌式車両に
適用した場合の実施例を示す外観傾斜図、第３図は本発
明による走行車両を別の装軌式車両に適用した場合の実
施例を示す正面図、第４図、第５図は本発明を装軌式の
吸着走行装置に適用した場合の他の実施例を示す正面図
、第６図、第７図は本発明を車輪走行車両の操舵に適用
した場合の他の実施例を示す正面図、第８図は第３図に
示す実施例の動作を示す説明図である． １，１１，２１，２２，４７．６７，７５．８５・・・
走行車両、２，１２，２４，５０．７０・・・走行部フ
レーム、４，工４・・・誘導輸、５，１５，２８，４８
．６８・・・履帯、６，１６．２９・・・障害物検出器
、３０，８２．９２・・・移動面，４１・障害物検出信
号、４６．６６・・・車両重心、５１，７１，８０，９
０・・・伸縮アクチュエータ、７６．８６・・・車輪．
７７．８７・・・車軸。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、車両本体と、この車両本体の走行方向に沿った両側
   面に、該車両本体に対して前記走行方向と直交する平面
   内に揺動し得るように取付けられた車輪支持装置と、こ
   の車輪支持装置に回転自在に支持された車輪と、前記車
   両本体と車輪支持装置の間に前記揺動を生じさせるアク
   チュエータと、前記車両本体に取り付けられ該車両本体
   の走行前方の障害物を検知する障害物検知器と、からな
   り、前記アクチュエータは前記障害物検知器からの情報
   によって駆動されることを特徴とする走行車両。 ２、請求項第１記載において、車輪は履帯が装備されて
   いることを特徴とする走行車両。 ３、請求項第２記載において、履帯は移動面との間に吸
   引力を生じさせるものであることを特徴とする走行車両
   。 ４、走行方向と直交する平面内にてほぼ中央で屈曲し得
   るようになっている車両本体と、この車両本体の走行方
   向に沿った両側面に、該車両本体に対して前記走行方向
   と直交する平面内に揺動し得るように取付けられた車輪
   支持装置と、この車輪支持装置に回転自在に支持された
   車輪と、前記車両本体に取付けられ前記屈曲を生じさせ
   るアクチュエータと、前記車両本体に取り付けられ該車
   両本体の走行前方の障害物を検知する障害物検知器と、
   からなり、前記アクチュエータは前記障害物検知器から
   の情報によって駆動されることを特徴とする走行車両。 ５、請求項第３記載において、車輪は履帯が装備されて
   いることを特徴とする走行車両。 ６、請求項第５記載において履帯は移動面との間に吸引
   力を生じさせるものであることを特徴とする走行車両。