JPH0516070Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 Ａ 産業上の利用分野 本考案は、平地・傾斜地の走行のみならず階段
の昇降を行う走行装置に関する。

Ｂ 考案の概要 本考案は、平地・傾斜地の走行及び階段の昇降
を行う走行装置において、 脚枠に伸縮自在の二本の脚を設け、この脚のそ
れぞれに車輪を設け、この二つの車輪を走行方向
に一直線上に並ばないようにずらして配置するこ
とにより、 車輪の径を大きくすることができると共に距離
センサーの検出領域を広くすることができ、走行
の安定化・検出精度の安定化が図れるものであ
る。

Ｃ 先行技術 本出願人は、先に車輪を支持する脚枠を伸縮さ
せることによつて階段の昇降をもできる走行装置
を出願した（特願昭60−286196号）。

この走行装置を簡単に説明すると、台車本体の
前方と後方とに脚枠が設けられ、この脚枠には伸
縮自在の二本の脚が走行方向に対し前部と後部と
になる位置に配置されている。

この二本の脚の下部にはそれぞれ車輪が設けら
れており、このそれぞれの車輪の走行直前側には
接地面までの距離を測る距離センサーが設けられ
ている。

而して、この距離センサーで階段の存在と階段
の高さを検知しこれによつて二本の脚を伸縮させ
て階段の昇降を行う。

Ｄ 考案が解決するための問題点 しかしながら、上記走行装置においては一組と
なる二つの車輪は走行方向に対し一直線上に配置
され、二つの車輪が共に同一の階段上に乗ること
が必要であるため車輪の径を小さくせざるを得な
かつた。そのため、小さな凹凸があつても走行に
影響し走行が不安定であるという欠点がある。

また、上記のことからでき得る限り車輪の径を
大きくすると、二つの車輪間の接地面までの距離
を検出する距離センサーの検出領域が非常に狭く
なる。すると、脚枠の伸縮などの影響を受けやす
い、脚枠の伸縮・車輪の回転・停止の制御に精密
さが要求されるという欠点がある。

そこで、本考案は車輪の径を大きくすることが
できると共に距離センサーの検出領域を広くとる
ことができる走行装置を提供することを目的とす
る。

Ｅ 問題点を解決するための手段 而して、上記目的を達成するための本考案の構
成は、 台車本体の前方と後方に脚枠を設け、この脚枠
のそれぞれに伸縮自在の二本の脚を設け、この脚
の下部にそれぞれ車輪を設け、このそれぞれの車
輪の走行直前側における接地面までの距離を測る
距離センサーを設け、この距離センサーの情報に
基いて走行及び階段の昇降を行う走行装置にあつ
て、 前記それぞれの脚枠に配される前記二つの車輪
を走行方向に対し一直線上に並ばないようにずら
して配置したことを特徴とする。

Ｆ 作用 従つて、車輪の径を大きくしても二つの車輪が
接触することがなく、又、距離センサーの検出領
域が二つの車輪の間にならないため広くとること
ができる。

Ｇ 実施例 以下、本考案の実施例を図面に基いて説明す
る。

第１図において、台車本体１は頭部２と本体脚
部３とからなり、頭部２の上部には点検用視覚と
なるTVカメラ４が載置されており、この台車本
体１には必要に応じてセンサーやマニピユレータ
が取り付けられる。この台車本体１内部には自動
制御又は遠隔操作のための中央制御機構（図示せ
ず）等が収納されている。

脚枠５ａ，５ｂは、前記台車本体１の前方と後
方とに配置され、この実施例においては前方及び
後方にそれぞれ左右二個づつ配置されている。

リンク６，６は、二本以上が平行に配され、且
つ、前記前方及び後方の脚枠５ａ，５ｂと台車本
体１とに回転ピン７を介して回転自在に設けられ
て脚枠５ａ，５ｂと台車本体１とを接続する。こ
の実施例においては、リンク６，６は二本で、且
つ、台車本体１の両側方に設けられている。

また、この二以上のリンク６，６の脚枠５ａ，
５ｂ及び台車本体１へのそれぞれを結ぶ線(A)は互
いに平行になるように設けられており、二以上の
リンク６，６がいかに傾斜しても常に平行関係を
保持する。

姿勢保持装置８は、階段の昇降等によつて前記
リンク６，６が傾斜してもリンク６，６の回転中
心を結ぶ線がほぼ垂直線上に存するように作動す
るものであり、この実施例においては台車本体１
内に傾斜検出センサー（図示せず）を設けると共
に台車本体１とリンク６，６とを支承する回転ピ
ン７の一つにアクチユエータ（図示せず）の出力
軸を連結し、前記傾斜検出センサーからの情報を
受けた傾斜制御回路がアクチユエータに出力信号
を送り台車本体１とリンク６，６との角度θを制
御してリンク６，６の回転中心を結ぶ線(A)が垂直
線上に存するよう、即ち、台車本体１がほぼ垂直
状態を保持し転倒しないよう制御する。階段上昇
時は台車本体１が前方にやや傾斜し重心が前方に
移動し、階段降下時は台車本体１が後方にやや傾
斜し重心が後方に移動するように制御すれば階段
の昇降がより安定する。

尚、水平に対するリンク６，６の傾斜角度を角
度センサーにより検出して制御するこもできる。

脚９ａ，９ｂは、前記脚枠５ａ，５ｂに形成の
摺動孔１１ａ，１１ｂにその上部が挿入されて走
行方向に二本設けられており、この脚９ａ，９ｂ
は脚伸縮機構１２によつて伸縮される。

脚伸縮機構１２は、第２図及び第３図に示すよ
うに、二本の脚９ａ，９ｂの間にピニオン１３を
設け、このピニオン１３が前記二本の脚９ａ，９
ｂにそれぞれ設けられたラツク部１４，１４に同
時に噛み合つて成る。前記ピニオン１３は、駆動
機１５の出力軸１６に固定され駆動機１５は下記
する走行制御装置１７により制御される。

二本の脚９ａ，９ｂは一方が長くなると他方が
短かくなり両方の合計脚長さを同一（＝₁
＋₂＝一定）になるように伸縮される。

従つて、この実施例においては、一つの駆動機
１５によつて両方の脚９ａ，９ｂの伸縮が可能で
あり装置の軽量化、低価格化となるものである。

車輪１９ａ，１９ｂは、前記二つの脚９ａ，９
ｂの下部にそれぞれ設けられて一組の車輪を構成
し、この一組となる二つの車輪１９ａ，１９ｂは
その一方の軸が他方より長く形成されて走行方向
に一直線上に並ばないようにずらして配置されて
いる。そして、この一組の車輪１９ａ，１９ｂと
下記する距離センサー２７ａの接地面２８におけ
る検出領域とが占める走行方向寸法d₁は階段の奥
行き寸法d₂よりも小さく構成されている。

車輪回転機構２０は、第４図及び第５図に詳し
く示されているように、前記車輪１９ａ，１９ｂ
の軸にプーリー２１ａ，２１ｂが固定されている
と共に駆動機２２の出力軸に駆動プーリー２３が
固定されており、前記二つのプーリー２１ａ，２
１ｂと駆動プーリー２３とバネ２６を有するテン
シヨンプーリー２５とに巻掛伝達体２４が掛けら
れている。

前記駆動機２２は、駆動モータ、減速機構等か
ら成り、駆動機２２は下記する走行制御装置１７
により制御される。

前記巻掛伝達体２４は、ベルトやチエーンなど
から構成され、ある程度弾性を有するものが好ま
しい。

而して、前記脚９ａ，９ｂの伸縮によつて第４
図及び第５図に示すように、車輪１９ａ，１９ｂ
及びプーリー２１ａ，２１ｂの位置は変わるが、
巻掛伝達体２４が掛けられる合計長さが同じであ
るため駆動機２２の回転によつて双方の車輪１９
ａ，１９ｂが共に回転される。

距離センサー２７ａ，２７b′，２７b″，２７ｃ
は、前記車輪１９ａ，１９ｂ全ての走行直前側に
おける接地面２８までの距離Ｖを測るもので、こ
の実施例においては走行装置が両方向に移動でき
るように二つの車輪１９ａ，１９ｂの前方、後方
の距離をそれぞれ検出するよう一つの脚枠５ａ，
５ｂに四個設けられている。（この四個の距離セ
ンサー２７ａ，２７b′，２７b″，２７ｃの接地面
２８における検出領域は第２図で一点鎖線で示
す。） 走行制御装置１７は、第６図に示すように、前
記距離センサー２７ａ，２７b′，２７b″，２７ｃ
の情報の基いて前記脚９ａ，９ｂの伸縮及び前記
車輪１９ａ，１９ｂの駆動を行うものでこの実施
例においては以下のような制御を行う。

即ち、前方の距離センサー２７ａが今までより
も短い距離を検出し、双方の距離センサー２７
ａ，２７b′の出力差より高低差Ｈを確認すると、
駆動機２２に停止命令を発して走行を停止する。

次に、駆動機１５に駆動信号を出力して前方の
脚９ａの方が後方の脚９ｂより短かく、且つ、そ
の差がＨ＋H′となるように脚９ａ，９ｂを伸縮
させる。尚、H′は数mm程度の微小距離である。

また、前方の距離センサー２７ａが今までより
長い距離を検出し双方の距離センサー２７ａ，２
７b′の出力差より高低差Ｈを確認すると、前方の
脚９ａの方が後方の脚９ｂより長く、且つ、その
差がＨとなるように脚９ａ，９ｂを伸縮させる。

この脚９ａ，９ｂの伸縮が終了すると、再び駆
動プーリー２３の駆動機２２に出力信号が発せら
れ走行装置が移動し後方の距離センサー２７b′が
今までと異なる距離を検出すると、駆動プーリー
２３の駆動機２２を停止しピニオン１３の駆動機
１５に駆動信号を発して両方の脚９ａ，９ｂの長
さを同じにするように制御する。

尚、上記と反対方向に走行する場合は、２７ｃ
が前方の距離センサーとなり、２７b″が後方の距
離センサーとなる。

また、走行制御装置１７は、TVカメラ４にて
階段を認識すると、予め前方の脚枠５ａの脚９
ａ，９ｂを伸縮させて前方の脚枠９ａの高さを高
くして階段に接近するようにすればより高い階段
の昇降が可能となり走行制御装置１７の制御内容
は上記の場合に限定されず種々考えられる。

以下、上記走行装置の作用について説明する。

走行装置が平坦地にあるときは、前方と後方の
脚９ａ，９ｂ長さが同じでリンク６、６は水平方
向にあり１９ａ，１９ｂは第５図に示す位置関係
にある。そして、走行制御装置１７からの出力信
号により駆動機２２が駆動し、この回転が巻掛伝
達体２４を介して車輪１９ａ，１９ｂに伝えられ
て走行装置が走行する。

階段に差しかかり前方の距離センサー２７ａが
今までよりも短い距離を検出すると、前方の脚９
ａの長さと後方の脚９ｂの長さとの差がＨ＋
H′となるように脚９ａ，９ｂが伸縮される。

そして、この脚９ａ，９ｂの伸縮が終了すると
再び前進を始め、後方の距離センサー２７b′が
V₁を検出すると走行を停止し、前方の脚９ａ長
さと後方の脚９ｂ長さとが同じになるように脚９
ａ，９ｂが伸縮する。この脚９ａ，９ｂの伸縮が
終了すると駆動機２２の駆動により駆動プーリー
２３が回転して再び走行を開始する。

この作動を繰り返すことによつて階段を昇り、
また、上記と略同様の作動によつて階段を降り
る。

尚、上記実施例においては、脚枠５ａ，５ｂが
前方と後方とにそれぞれ二個配され合計四個の場
合を示したが、比較的重心が低い台車本体１を有
するものにあつては前方に一個後方に二個配され
合計三個としてもよく、又、大型のマニピユレー
タを積載し重心移動が広範囲となるものにあつて
は五個以上としてもよく本考案の技術的範囲に含
まれる。

Ｈ 考案の効果 以上述べたように本考案によれば、それぞれの
脚枠に配置された二つの車輪を走行方向に一直線
上に並ばないようにずらして配置したので、車輪
の径を大きくできると共に距離センサーの検出領
域を広くできるため、走行性の安定化・検出精度
の安定化が確保されるという効果を奏する。

また、車輪の径を大きくできるので床面との接
地面積が大きくなり床の保護にもなり、又、検出
領域を広くとることができるので従来に較べて精
密な制御が要求されないという効果も奏する。

【図面の簡単な説明】

図は本考案の実施例を示し、第１図は走行装置
の側面図、第２図は走行装置の断面図、第３図は
脚伸縮機構を示す走行装置の一部断面図、第４図
及び第５図は車輪回転機構を示す図、第６図は走
行制御のブロツク図である。 １……台車本体、５ａ，５ｂ……脚枠、９ａ，
９ｂ……脚、１９ａ，１９ｂ……車輪、２７ａ，
２７b′，２７b″，２７ｃ……距離センサー、２８
……接地面。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 台車本体の前方と後方に脚枠を設け、この脚枠
   のそれぞれに伸縮自在の二本の脚を設け、この脚
   の下部にそれぞれ車輪を設け、このそれぞれの車
   輪の走行直前側における接地面までの距離を測る
   距離センサーを設け、この距離センサーの情報に
   基いて走行及び階段の昇降を行う走行装置にあつ
   て、 前記それぞれの脚枠に配される前記二つの車輪
   を走行方向に対し一直線上に並ばないようにずら
   して配置したことを特徴とする走行装置。