JPH05324068A - Driving controller for traveling robot - Google Patents
Driving controller for traveling robotInfo
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- JPH05324068A JPH05324068A JP3082306A JP8230691A JPH05324068A JP H05324068 A JPH05324068 A JP H05324068A JP 3082306 A JP3082306 A JP 3082306A JP 8230691 A JP8230691 A JP 8230691A JP H05324068 A JPH05324068 A JP H05324068A
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Classifications
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W2552/00—Input parameters relating to infrastructure
- B60W2552/15—Road slope, i.e. the inclination of a road segment in the longitudinal direction
Landscapes
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Abstract
Description
【0001】[発明の目的][Object of the Invention]
【0002】[0002]
【産業上の利用分野】本発明は、走行ロボットの駆動制
御装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a drive control device for a traveling robot.
【0003】[0003]
【従来の技術】一般に、火力発電所や原子力発電所にお
いては、復水器を冷却する循環水配管内に、貝や海藻類
が多量に付着成長する。これらの貝や海藻類は、配管内
の有効面積を減少させ、冷却水の取水抵抗となり、復水
器の冷却効率を低下させるばかりでなく、自然に剥離し
て、復水器のスモ−クチュ−ブ群内に流入して、その機
能を阻害し、しかも、腐蝕発生の原因になる。このた
め、火力発電所や原子力発電所では、定期的に復水器を
冷却する循環水配管内の清掃および点検作業が行われて
いる。2. Description of the Related Art Generally, in thermal power plants and nuclear power plants, a large amount of shellfish and seaweed adhere and grow in a circulating water pipe for cooling a condenser. These shellfish and seaweeds not only reduce the effective area in the pipes and become the resistance to the intake of cooling water, but also reduce the cooling efficiency of the condenser, and they also peel off naturally, causing smoke in the condenser. -It flows into the group and inhibits its function, and causes corrosion. For this reason, in thermal power plants and nuclear power plants, cleaning and inspection work is regularly performed in the circulating water pipes that cool the condenser.
【0004】また、原子力発電所は、耐震構造上の見地
から、発電所建屋を岩盤上に建設する手段を採ってお
り、特に、循環水ポンプの動力を省エネルギ−化するた
めに、循環水管の入口および出口をそれぞれ取水路と放
水路に水没させておく方式から、上記発電所建屋の約半
分近くが海面下に位置することが多くなり、上記発電所
建屋の最下部に配置されている復水器を冷却する循環水
配管(以下、配管と略記する)の配置は、屈曲部、急勾
配、垂直管部および分岐部等の複雑な流路を形成してい
る。Further, the nuclear power plant adopts a means for constructing a power plant building on rock from the viewpoint of earthquake-resistant structure. Particularly, in order to save the power of the circulating water pump, the circulating water pipe is used. Since the entrance and exit of the power plant are submerged in the intake and discharge channels respectively, nearly half of the above power plant buildings are often located below sea level, and are located at the bottom of the above power plant buildings. The arrangement of circulating water pipes (hereinafter abbreviated as pipes) for cooling the condenser forms complicated flow paths such as bent portions, steep slopes, vertical pipe portions, and branched portions.
【0005】この様に、複雑な流路を形成した配管内の
清掃及び点検作業を配管内で行うには非常に危険を伴な
うので、従来は清掃・点検機材を搭載した走行ロボット
を遠隔操作にて運転し作業を行っていた。As described above, it is extremely dangerous to carry out cleaning and inspection work inside a pipe having a complicated flow path. Therefore, conventionally, a traveling robot equipped with cleaning / inspection equipment is remote. I was driving and working by operation.
【0006】図8にこのような従来の走行ロボットの一
例を示す。同図に示す走行ロボットは、配管1内を互い
に連結された2 台の走行車両2、3により点検・清掃す
るもので、これらの走行車両2、3は、それぞれ走行モ
ータ4、5によって駆動される車輪6、7により走行す
るよう構成されている。そして、これらの走行車両2、
3を配管1内に配置した後、ワイヤロ−プ8で連結し、
それぞれの車輪6、7を同一速度で回転させ、走行車両
2、3を同一速度で前進・後退させて、点検・清掃を行
う。これらの作業は、作業員が地上に設置したテレビモ
ニタを見ながら行っている。FIG. 8 shows an example of such a conventional traveling robot. The traveling robot shown in the figure is for inspecting and cleaning the inside of the pipe 1 by two traveling vehicles 2 and 3, which are driven by traveling motors 4 and 5, respectively. The wheels 6 and 7 are configured to travel. Then, these traveling vehicles 2,
3 is placed in the pipe 1, and then connected by the wire rope 8,
The wheels 6 and 7 are rotated at the same speed, the traveling vehicles 2 and 3 are moved forward and backward at the same speed, and inspection and cleaning are performed. These operations are performed while the workers are watching the TV monitor installed on the ground.
【0007】また、図9に示す走行ロボットは、点検・
清掃機材(図示せず)を搭載し、走行モ−タ10により
駆動される車輪11により走行する作業車両12と、こ
の作業車両12にワイヤ13により連結されたサポ−ト
車両14とから構成されており、ワイヤ13の片端はサ
ポ−ト車両14に搭載されたウィンチ15に接続されて
いる。このような走行ロボットでは、作業車両12が自
力走行できない急傾斜部においても、傾斜部上の平坦部
にサポ−ト車両14を固定し、ウィンチ15を操作する
ことにより、作業車両12の走行が可能となる。Further, the traveling robot shown in FIG.
The work vehicle 12 is equipped with cleaning equipment (not shown) and is driven by wheels 11 driven by the travel motor 10, and the support vehicle 14 is connected to the work vehicle 12 by wires 13. One end of the wire 13 is connected to the winch 15 mounted on the support vehicle 14. In such a traveling robot, even in a steep slope where the work vehicle 12 cannot travel by itself, the support vehicle 14 is fixed to a flat portion on the slope and the winch 15 is operated, so that the work vehicle 12 can travel. It will be possible.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図8に
示した従来の走行ロボットにおいて、水平走行時に、2
台の走行車両の走行速度を常に一致させるよう、作業員
がテレビモニタを見ながら操縦することは、非常な熟練
を必要とし、また、2 台の走行車両の走行速度指令が一
致していても、何らかの原因で車輪がスリップしたり、
障害物等により走行車両の走行速度の一致が破れると、
ワイヤロ−プに過大な張力が作用したり、たるみを生じ
ることから、ワイヤロ−プが破損したり、走行車両同士
が衝突して破損するという問題があった。However, in the conventional traveling robot shown in FIG.
It is necessary for a worker to operate while watching the TV monitor so that the traveling speeds of the two traveling vehicles always match, and even if the traveling speed commands of the two traveling vehicles match. , The wheels slip for some reason,
If the traveling speed of the traveling vehicle is broken due to obstacles,
There is a problem that the wire rope is damaged or the traveling vehicles collide with each other because the wire rope is excessively tensioned or slackened.
【0009】また、図9に示した従来の走行ロボットに
おいては、傾斜部走行する場合、この傾斜部の傾斜角度
にかかわらず、車輪が一定の駆動力で回転するため、車
輪に必要以上の駆動力が発生し、ワイヤロープ、サポ−
トロボット、ウィンチ等に過剰な力が加わることがあ
る。このため、これらの機器に破損が生じる危険性があ
り、また、破損を防止するためには、これらの機器を大
形化しなければならないという問題があった。Further, in the conventional traveling robot shown in FIG. 9, when traveling on an inclined portion, the wheels rotate with a constant driving force regardless of the inclination angle of the inclined portion, so that the wheels are driven more than necessary. Force is generated, wire rope, support
Excessive force may be applied to the robot, winch, etc. Therefore, there is a risk of damage to these devices, and there is a problem that these devices must be upsized in order to prevent damage.
【0010】本発明は、かかる従来の事情に対処してな
されたもので、走行状態に応じて走行車輪に適切な駆動
力を発生させて走行ロボットを良好な状態で走行させる
ことができ、連結部等に加わる負荷を従来に較べて軽減
することのできる走行ロボットの駆動制御装置を提供し
ようとするものである。The present invention has been made in consideration of such a conventional situation, and it is possible to generate an appropriate driving force on the traveling wheels according to the traveling state to allow the traveling robot to travel in a good state. An object of the present invention is to provide a drive control device for a traveling robot that can reduce the load applied to parts and the like as compared with the related art.
【0011】[発明の構成][Constitution of the Invention]
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】すなわち、請求項1記載
の走行ロボットの駆動制御装置は、連結機構により互い
に連結され、それぞれ走行モ−タにより自力走行を行う
第1および第2の走行車両を具備した走行ロボットの駆
動制御装置において、前記連結機構に加わる張力を検出
する張力検出手段と、前記第1の走行車両の走行速度
と、前記張力検出手段によって検出された張力と予め設
定された設定張力との偏差とから、前記連結機構を常に
設定張力に保持するように、前記第2の走行車両の走行
速度指令信号を生成する走行速度指令手段と、この走行
速度指令手段からの走行速度指令信号により、前記第2
の走行車両の走行速度を制御する走行速度制御手段とを
具備したことを特徴とする。That is, a drive control device for a traveling robot according to a first aspect of the present invention includes first and second traveling vehicles which are connected to each other by a connecting mechanism and each of which travels by its own drive motor. In the drive control device for the traveling robot, the tension detecting means for detecting the tension applied to the connecting mechanism, the traveling speed of the first traveling vehicle, the tension detected by the tension detecting means, and the preset setting. A traveling speed command means for generating a traveling speed command signal for the second traveling vehicle and a traveling speed command from the traveling speed command means so as to always keep the connecting mechanism at the set tension based on a deviation from the tension. Signal, the second
And a traveling speed control means for controlling the traveling speed of the traveling vehicle.
【0013】また、請求項2記載の走行ロボットの駆動
制御装置は、走行ロボットに搭載され、走行車輪を駆動
するための走行モ−タと、前記走行ロボットを外部から
サポ−トするウィンチの駆動モータとを協調させて制御
する走行ロボットの駆動制御装置において、前記走行ロ
ボットの前後傾斜角を検出する傾斜角検出手段と、前記
傾斜角検出手段によって検出される傾斜角に応じて走行
トルク指令値を発生する指令値発生手段と、前記指令値
発生手段からの走行トルク指令値に応じて前記走行モ−
タの駆動トルクを制御する走行モ−タ制御手段とを具備
したことを特徴とする。A drive control device for a traveling robot according to a second aspect of the present invention is mounted on the traveling robot and drives a traveling motor for driving traveling wheels and a winch for externally supporting the traveling robot. In a drive control device for a traveling robot that controls a motor in cooperation with each other, a traveling torque command value according to an inclination angle detecting means for detecting a longitudinal inclination angle of the traveling robot, and an inclination angle detected by the inclination angle detecting means. And a traveling torque command value from the command value generating means.
And a traveling motor control means for controlling the drive torque of the motor.
【0014】[0014]
【作 用】上記構成の本発明の走行ロボットの駆動制御
装置では、走行状態に応じて走行車輪に適切な駆動力を
発生させて走行ロボットを良好な状態で走行させること
ができ、連結部等に加わる負荷を従来に較べて軽減する
ことができる。[Operation] In the drive control device for a traveling robot of the present invention having the above-described configuration, it is possible to generate an appropriate driving force on the traveling wheels in accordance with the traveling state to cause the traveling robot to travel in a good state, and to connect the connecting portion and the like. It is possible to reduce the load applied to the compared to the conventional one.
【0015】[0015]
【実施例】以下、本発明の走行ロボットの駆動制御装置
の実施例を図面を参照して詳細に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a drive control device for a traveling robot according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【0016】図1は本発明の一実施例の走行ロボットの
駆動制御装置の構成を示すもので、同図において符号2
0は、走行速度指令を発する走行速度指令器を示してい
る。この走行速度指令器20からの走行速度指令は、走
行速度制御回路21に入力され、この走行速度制御回路
21によって走行モータ4の駆動が制御される。この走
行モータ4は、図2に示すように走行車両2に搭載さ
れ、車輪6を駆動するものであり、上記走行速度指令器
20および走行速度制御回路21によって走行車両2の
走行速度が制御される。FIG. 1 shows the structure of a drive control device for a traveling robot according to an embodiment of the present invention.
Reference numeral 0 indicates a traveling speed command device that issues a traveling speed command. The traveling speed command from the traveling speed command device 20 is input to the traveling speed control circuit 21, and the driving of the traveling motor 4 is controlled by the traveling speed control circuit 21. The traveling motor 4 is mounted on the traveling vehicle 2 as shown in FIG. 2 and drives the wheels 6. The traveling speed of the traveling vehicle 2 is controlled by the traveling speed command device 20 and the traveling speed control circuit 21. It
【0017】また、走行速度指令器20からの走行速度
指令は、走行速度指令装置22に入力される。この走行
速度指令装置22は、張力検出器23、PI(比例積
分)制御回路24、加算器25等から構成されている。
張力検出器23は、図2に示すように、走行車両2と走
行車両3とを連結するワイヤロ−プ8の間に取付けられ
ており、ワイヤロ−プ8の張力が予め設定された設定張
力より上がると、その差に応じて+Tを出力し、設定張
力より下がるとその差に応じて−Tを出力するよう構成
されている。The traveling speed command from the traveling speed command device 20 is input to the traveling speed command device 22. The traveling speed command device 22 includes a tension detector 23, a PI (proportional and integral) control circuit 24, an adder 25, and the like.
As shown in FIG. 2, the tension detector 23 is mounted between the wire ropes 8 that connect the traveling vehicle 2 and the traveling vehicle 3, and the tension of the wire ropes 8 is greater than the preset tension. When it goes up, + T is output according to the difference, and when it goes down below the set tension, -T is output according to the difference.
【0018】この張力検出器23の出力は、PI制御回
路24に入力され、PI制御回路24の出力は、加算器
25によって、走行速度指令器20からの走行速度指令
に加算される。そして、この加算器25の出力が、補正
速度指令信号として、走行車両3に搭載されたモータ5
の駆動を制御する走行速度制御回路26に入力され、走
行車両3の走行速度が制御されるよう構成されている。The output of the tension detector 23 is input to the PI control circuit 24, and the output of the PI control circuit 24 is added to the traveling speed command from the traveling speed commander 20 by the adder 25. Then, the output of the adder 25 is used as a correction speed command signal by the motor 5 mounted on the traveling vehicle 3.
Is input to a traveling speed control circuit 26 that controls the driving of the traveling vehicle 3, and the traveling speed of the traveling vehicle 3 is controlled.
【0019】なお、図3に走行速度指令装置22の具体
的な回路構成の一例を示す。この例では、張力検出器2
3は、たとえばひずみゲ−ジ式変換器とされており、P
I制御回路24は、反転形演算増幅器OP1 、抵抗器R
1 、R2 およびコンデンサCからなり、抵抗器R2 の抵
抗値を調整することにより感度調整することができ、コ
ンデンサCにより安定した制御ができるように構成され
ている。また、加算器25は、反転形増幅器OP2 と抵
抗器R1 で構成されている。Incidentally, FIG. 3 shows an example of a concrete circuit configuration of the traveling speed command device 22. In this example, the tension detector 2
3 is, for example, a strain gauge type converter, and P
The I control circuit 24 includes an inverting operational amplifier OP1 and a resistor R.
1 and R2 and a capacitor C, the sensitivity can be adjusted by adjusting the resistance value of the resistor R2, and the capacitor C can perform stable control. The adder 25 is composed of an inverting amplifier OP2 and a resistor R1.
【0020】図2に示すように、走行車両2、3が配管
1内を走行車両2を先頭として前進走行する場合、走行
車両3の前進走行速度が走行車両2の前進走行速度より
速くなると、ワイヤロ−プ8はゆるみその張力は設定張
力よりも小さくなる。このワイヤロ−プ8の張力は、ひ
ずみゲ−ジ式変換器等からなる張力検出器23により検
出され、張力偏差△T(−T)を出力する。As shown in FIG. 2, when the traveling vehicles 2 and 3 travel forward in the pipe 1 with the traveling vehicle 2 at the front, when the traveling speed of the traveling vehicle 3 becomes faster than the traveling speed of the traveling vehicle 2, The wire rope 8 is loosened and its tension becomes smaller than the set tension. The tension of the wire rope 8 is detected by the tension detector 23 including a strain gauge type transducer and the like, and the tension deviation ΔT (-T) is output.
【0021】張力検出器23から検出された張力偏差△
Tは、PI制御回路24に入力され、比例積分されて加
算器25に入力され、走行速度指令器20からの走行速
度指令信号に加算されて、補正速度指令信号として出力
される。Tension deviation Δ detected from the tension detector 23
T is input to the PI control circuit 24, is proportionally integrated, is input to the adder 25, is added to the traveling speed command signal from the traveling speed command device 20, and is output as a corrected speed command signal.
【0022】この補正速度指令信号は、走行速度制御回
路26に入力され、走行速度制御回路26は走行車両3
の前進走行速度が、走行車両2の前進走行速度と一致す
るまで、すなわち張力偏差△T=0となるまで走行車両
3の前進走行速度を減速させる。This corrected speed command signal is input to the traveling speed control circuit 26, and the traveling speed control circuit 26 receives the traveling vehicle 3
The forward traveling speed of the traveling vehicle 3 is decelerated until the forward traveling speed of the vehicle becomes equal to the forward traveling speed of the traveling vehicle 2, that is, until the tension deviation ΔT = 0.
【0023】逆に、走行車両3の前進走行速度が走行車
両2の前進走行速度より遅くなると、ワイヤロ−プ8が
張り、その張力は設定張力より大きくなり、張力検出器
23から張力偏差△T(+T)が出力される。この張力
偏差△TがPI制御回路24に入力され、比例積分され
て加算器25に入力され,走行速度指令器20からの走
行速度指令信号に加算されて,補正速度指令信号として
出力される。この補正速度指令信号は、走行速度制御回
路26に入力され、走行速度制御回路26は走行車両3
の前進走行速度が走行車両2の前進走行速度と一致する
まで、すなわち張力偏差△T=0となるまで走行車両3
の前進走行速度を増速させる。On the contrary, when the forward traveling speed of the traveling vehicle 3 becomes slower than the forward traveling speed of the traveling vehicle 2, the wire rope 8 is stretched and its tension becomes larger than the set tension, and the tension deviation ΔT from the tension detector 23. (+ T) is output. The tension deviation ΔT is input to the PI control circuit 24, proportionally integrated and input to the adder 25, added to the traveling speed command signal from the traveling speed command device 20, and output as a corrected speed command signal. This corrected speed command signal is input to the traveling speed control circuit 26, and the traveling speed control circuit 26 causes the traveling vehicle 3
Traveling speed 3 of the traveling vehicle 3 matches the traveling speed of the traveling vehicle 2, that is, until the tension deviation ΔT = 0.
Increase the forward running speed of.
【0024】また、走行車両2、3が配管1内を後進走
行する場合は、上述の前進走行する場合と同様にして、
走行車両2の後進走行速度と走行車両3の後進走行速度
が自動的に一致するように制御される。Further, when the traveling vehicles 2 and 3 travel backward in the pipe 1, as in the case of traveling forward as described above,
The backward traveling speed of the traveling vehicle 2 and the backward traveling speed of the traveling vehicle 3 are controlled so as to automatically coincide with each other.
【0025】なお、走行車両2の走行車輪6に速度検出
器27を取り付けて走行車両2の実走行速度を検出する
ようにし、図4に示すように、走行速度指令信号に代え
て、この速度検出器27の速度検出信号を走行速度指令
装置22の加算器25に入力し、PI制御回路24の出
力と加算し補正速度指令信号を出力しても、上述した実
施例と同様の効果を得ることができる。A speed detector 27 is attached to the traveling wheels 6 of the traveling vehicle 2 so as to detect the actual traveling speed of the traveling vehicle 2. As shown in FIG. 4, this speed is used instead of the traveling speed command signal. Even if the speed detection signal of the detector 27 is input to the adder 25 of the traveling speed command device 22 and added to the output of the PI control circuit 24 to output the corrected speed command signal, the same effect as that of the above-described embodiment can be obtained. be able to.
【0026】以上のように、本実施例によれば、前後の
走行車両2、3の走行速度の不一致により生ずる設定張
力と実張力との張力偏差△Tを検出し、この検出された
張力偏差△Tが零になるように走行速度を制御して、前
後の走行車両2、3の走行速度を一致させ、連結機構を
常に設定張力に保持しながら連動走行させことができ
る。したがって、連結機構としてワイヤロ−プ8等を使
用した場合においてもワイヤロ−プ8の張力は常に一定
に保持され、2 台の走行車両2、3は一定間隔、等速度
で走行することができ、ワイヤロ−プ8の張り過ぎによ
るワイヤロ−プ8の破損およびワイヤロ−プ8のたるみ
による2 台の走行車両2、3の衝突を防止することがで
きる。また、遠隔操縦も容易に行うことができ、作業員
も走行車両2、3の操作に熟練を必要としない等の効果
を得ることができる。なお、以上の実施例においては、
配管1内を走行車両2、3が走行する場合について説明
したが、本発明は、これに限定されるものではなく、走
行車両2、3が走行可能ないかなる構造物の場合にも適
用できる。As described above, according to this embodiment, the tension deviation ΔT between the set tension and the actual tension caused by the disagreement of the traveling speeds of the front and rear traveling vehicles 2 and 3 is detected, and the detected tension deviation is detected. The traveling speed is controlled so that ΔT becomes zero, the traveling speeds of the front and rear traveling vehicles 2 and 3 are matched, and the interlocking traveling can be performed while always maintaining the connecting mechanism at the set tension. Therefore, even when the wire rope 8 or the like is used as the connecting mechanism, the tension of the wire rope 8 is always kept constant, and the two traveling vehicles 2 and 3 can travel at a constant interval at a constant speed. It is possible to prevent breakage of the wire rope 8 due to excessive tension of the wire rope 8 and collision of the two traveling vehicles 2 and 3 due to slack of the wire rope 8. Further, remote control can be performed easily, and it is possible to obtain the effect that the operator does not need to have skill in operating the traveling vehicles 2 and 3. In the above examples,
Although the case where the traveling vehicles 2 and 3 travel in the pipe 1 has been described, the present invention is not limited to this and can be applied to any structure in which the traveling vehicles 2 and 3 can travel.
【0027】次に、他の実施例の走行ロボットの駆動制
御装置について説明するが、まず、本実施例における駆
動制御の原理について説明する。Next, a drive control device for a traveling robot according to another embodiment will be described. First, the principle of drive control in this embodiment will be described.
【0028】図5に示すように、走行ロボット30が平
坦部を走行する状態から除々に自力走行不可能な傾斜部
へと進行する場合において各部において要求される走行
車輪31の駆動力は以下の式で求められる。As shown in FIG. 5, when the traveling robot 30 gradually progresses from a state of traveling on a flat portion to an inclined portion where it cannot travel by itself, the driving force of the traveling wheel 31 required by each portion is as follows. It is calculated by the formula.
【0029】ここでは単純化の為に、走行は加速度0 で
行なわれるものとし、ワイヤ32の重量及び走行時のこ
ろがり摩擦、傾斜部でのすべり摩擦以外の抵抗は無視
し、外力は全て走行ロボット30の重心に加えられるも
のとして計算を行なう。Here, for simplification, it is assumed that the traveling is performed at an acceleration of 0, and the resistance other than the weight of the wire 32, the rolling friction during traveling, and the sliding friction at the inclined portion is ignored, and all external forces are applied to the traveling robot. The calculation is performed as being added to the center of gravity of 30.
【0030】平坦部では、 F=μr (G+T・sin φ)+Tcos φ …(1) 自力走行可能な傾斜部では、 F=μr (G・cos θ+T・sin φ)−G・sin θ+T・cos θ …(2) 自力走行不可能な傾斜部では、 F=−μs (G・cos θ+T・sin φ) …(3) ここで、 F :走行車輪の駆動力 μr :ころがり摩擦系数 μs :すべり摩擦系数 G :走行ロボットの重量 T :ワイヤ張力 θ : 走行ロボットの前後傾斜角 φ : ワイヤ張力とロボット進行方向のなす角 で表わされる。In the flat portion, F = μr (G + T · sin φ) + Tcos φ (1) In the inclined portion where the vehicle can travel by itself, F = μr (G · cos θ + T · sin φ) −G · sin θ + T · cos θ (2) In the slope where self-propelled running is not possible, F = −μs (G · cos θ + T · sin φ) (3) Where, F: Driving force of traveling wheel μr: Rolling friction coefficient μs: Sliding friction coefficient G: Weight of traveling robot T: Wire tension θ: Inclination angle of traveling robot φ: Represented by the angle formed by the wire tension and the traveling direction of the robot.
【0031】これらは全て走行ロボット30の前後傾斜
角に依り変化する値であり、ワイヤロープ、ウインチ等
のサポ−ト機構に過剰な力が加わらないようにするため
には走行ロボット30の前後傾斜角をもとに走行車輪3
1の駆動力を制御すれば良いことがわかる。All of these are values that vary depending on the forward / backward inclination angle of the traveling robot 30, and in order to prevent an excessive force from being applied to the support mechanism such as a wire rope or winch, the forward / backward inclination of the traveling robot 30. Driving wheel 3 based on the corner
It is understood that it is sufficient to control the driving force of 1.
【0032】図6は、本実施例の全体構成を示すもの
で、走行ロボット30には、走行モ−タ33により駆動
される走行車輪31と、走行モ−タ制御装置34と、前
後傾斜角センサ35と、ワイヤロープ32の張力検出用
の張力センサ36が設けられている。これらの前後傾斜
角センサ35および張力センサ36出力は、別置の走行
制御装置37に伝送される。また、ワイヤロープ32の
片端はサポ−ト用のウィンチ38に接続され、これらは
ウィンチモ−タ39およびウィンチモ−タ制御装置40
により駆動されるよう構成されている。FIG. 6 shows the overall construction of this embodiment. The traveling robot 30 has traveling wheels 31 driven by a traveling motor 33, a traveling motor control device 34, and a front-back inclination angle. A sensor 35 and a tension sensor 36 for detecting the tension of the wire rope 32 are provided. The outputs of the front-rear tilt angle sensor 35 and the tension sensor 36 are transmitted to the traveling control device 37 which is separately installed. Further, one end of the wire rope 32 is connected to a winch 38 for a support, which is a winch motor 39 and a winch motor controller 40.
Is configured to be driven by.
【0033】図7は、走行制御装置37の構成を示すも
ので、走行制御装置37には、前後傾斜角センサ35に
より検出される走行ロボット30の前後傾斜角信号10
0が入力される。入力された前後傾斜角信号100は、
関数発生器50によって走行モ−タ33およびびウィン
チモ−タ39に対する駆動トルク指令値101、102
に変換される。一方、制御装置37には、走行ロボット
30の走行速度を設定するための速度設定器51が設け
られており、走行モ−タ33およびウィンチモ−タ39
に対する速度指令値103、104を出力する。FIG. 7 shows the configuration of the traveling control device 37. The traveling control device 37 includes a longitudinal tilt angle signal 10 of the traveling robot 30 detected by the longitudinal tilt angle sensor 35.
0 is input. The input longitudinal angle signal 100 is
Drive torque command values 101 and 102 for the traveling motor 33 and winch motor 39 are generated by the function generator 50.
Is converted to. On the other hand, the control device 37 is provided with a speed setter 51 for setting the traveling speed of the traveling robot 30, and the traveling motor 33 and the winch motor 39 are provided.
The speed command values 103 and 104 for the are output.
【0034】走行ロボット30の前後傾斜角が小さく、
自力走行が可能な間は車輪31を速度制御することで走
行ロボット30の走行速度を制御することが可能であ
り、この間のウィンチモ−タ39の駆動トルク指令値1
02は必要以上に大きくならないようにするため、予め
設定した低い値を出力する。The front-back inclination angle of the traveling robot 30 is small,
While the vehicle can travel by itself, the traveling speed of the traveling robot 30 can be controlled by controlling the speed of the wheels 31, and the drive torque command value 1 of the winch motor 39 during this period is controlled.
02 outputs a preset low value in order to prevent the value from becoming larger than necessary.
【0035】一方、前後傾斜角が大きく、走行ロボット
30の速度制御をウィンチ38を用いて行う状態では、
関数発生器50は前後傾斜角信号100を基に走行モ−
タ33の駆動トルクを制御する為の駆動トルク指令値1
01を出力する。走行モ−タ制御装置34およびウィン
チモ−タ制御装置40に対する速度制御とトルク制御の
切替えは、前後傾斜角信号100をコンパレ−タ52に
よって予め設定した設定値と比較することにより判定す
る。制御方式の切替えは以下のようになる。On the other hand, in the state where the front-rear tilt angle is large and the speed control of the traveling robot 30 is performed using the winch 38,
The function generator 50 drives the traveling mode based on the longitudinal angle signal 100.
Drive torque command value 1 for controlling the drive torque of the motor 33
01 is output. The switching between the speed control and the torque control for the traveling motor control device 34 and the winch motor control device 40 is determined by comparing the longitudinal inclination angle signal 100 with a preset value set by the comparator 52. The control method switching is as follows.
【0036】前後傾斜角<設定値の場合 走行モ−タ33速度制御 ウィンチモ−タ39定トルク制御 前後傾斜角>設定値の場合 走行モ−タ33関数発生器50を用いたトルク制御 ウィンチモ−タ39速度制御 このように制御することで、本実施例では、走行ロボッ
ト30が自力走行不可能な傾斜部を走行する際に、一定
駆動力で走行車輪31を駆動する従来方式に較べ、ワイ
ヤロープ32、ウィンチ38等のサポ−ト機構に加わる
力を低減することが可能となる。したがって、サポ−ト
機構の小形軽量化を実現することができる。Fore-and-aft inclination angle <setting value: traveling motor 33 speed control Winch motor 39 constant torque control Fore-and-aft inclination angle> setting value: traveling motor 33 torque control using the function generator 50 winch motor 39 Velocity control By controlling in this way, in the present embodiment, when the traveling robot 30 travels on an inclined portion that cannot travel by itself, compared to the conventional method of driving the traveling wheels 31 with a constant driving force, the wire rope It is possible to reduce the force applied to the support mechanism such as 32 and winch 38. Therefore, the support mechanism can be reduced in size and weight.
【0037】なお、一定駆動力F0 で走行車輪31を駆
動した場合のワイヤロープ32の張力T1 は次式で表さ
れる。The tension T1 of the wire rope 32 when the traveling wheels 31 are driven with a constant driving force F0 is expressed by the following equation.
【0038】 T1 =(1 /cos φ)(F0 +Gsin θ) また、前述の(3)式を用いて上記の制御を用いた場合
のワイヤロープ32の張力T2 を求めると次のようにな
る。T1 = (1 / cos φ) (F0 + Gsin θ) Further, the tension T2 of the wire rope 32 when the above control is used by using the above equation (3) is as follows.
【0039】 T2 =[1 /{(cos φ)+μs sin φ}][(Gsin θ)−μs Gcos θ] ここで、μs ≧0 、sin φ≧0 、cos θ≧0 であること
から、明らかにT1 >T2 となりサポ−ト機構に加わる
力が低減されていることがわかる。T2 = [1 / {(cos φ) + μs sin φ}] [(Gsin θ) −μs Gcos θ] Here, it is clear that μs ≧ 0, sin φ ≧ 0, and cos θ ≧ 0. It can be seen that T1> T2 and the force applied to the support mechanism is reduced.
【0040】なお、上記実施例においては、速度制御と
トルク制御の切替えを走行ロボット30の前後傾斜角信
号100を基にして行ったが、走行モ−タ33に対する
速度指令値103により算出されるウィンチ速度とフィ
−ドバックされるウィンチ速度の偏差を基に切替タイミ
ングを得ることができる。つまり、予想されるウィンチ
速度に対し実測値が上回る場合は、走行ロボット30が
自力走行不可能な傾斜に達したことによる滑落が生じて
いる状態であり、この検出が行われた場合にウィンチモ
ータ39を速度制御に切替えると同時に走行モ−タ33
をトルク制御に切替えることが可能となり、前後傾斜角
信号100を基にした切替えタイミングの検出方法に代
えることができる。In the above embodiment, the speed control and the torque control are switched based on the longitudinal angle signal 100 of the traveling robot 30, but the speed command value 103 for the traveling motor 33 is used for calculation. The switching timing can be obtained based on the deviation between the winch speed and the fed back winch speed. That is, when the measured value is higher than the expected winch speed, it means that the traveling robot 30 has slipped due to reaching an inclination that makes it impossible for the winch motor to move by itself. 39 is switched to speed control and at the same time the running motor 33
Can be switched to torque control, and a switching timing detection method based on the front-rear tilt angle signal 100 can be replaced.
【0041】また、上記実施例では、走行ロボット30
が傾斜を下降する場合について説明したが、傾斜を上昇
する場合においても同様にしてサポ−ト機構への負荷低
減を目的とした制御を実現することが可能である。Further, in the above embodiment, the traveling robot 30
Although the description has been made about the case where the vehicle tilts down, the control for the purpose of reducing the load on the support mechanism can be realized in the same manner even when the vehicle tilts up.
【0042】[0042]
【発明の効果】以上のように、本発明の走行ロボットの
駆動制御装置によれば、走行状態に応じて走行車輪に適
切な駆動力を発生させて走行ロボットを良好な状態で走
行させることができ、連結部等に加わる負荷を従来に較
べて軽減することができる。As described above, according to the drive control device for a traveling robot of the present invention, it is possible to generate an appropriate driving force on the traveling wheels in accordance with the traveling state to cause the traveling robot to travel in a good state. Therefore, the load applied to the connecting portion and the like can be reduced as compared with the conventional case.
【図1】本発明の一実施例の走行ロボットの駆動制御装
置の構成を示す図。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a drive controller for a traveling robot according to an embodiment of the present invention.
【図2】走行ロボットの構成を示す図。FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a traveling robot.
【図3】走行速度指令装置の構成を示す図。FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a traveling speed command device.
【図4】図1の走行ロボットの駆動制御装置の変形例の
構成を示す図。FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a modified example of the drive control device of the traveling robot of FIG.
【図5】他の実施例における制御原理を説明するための
図。FIG. 5 is a diagram for explaining a control principle in another embodiment.
【図6】他の実施例における全体構成を示す図。FIG. 6 is a diagram showing an overall configuration according to another embodiment.
【図7】他の実施例の走行ロボットの駆動制御装置の構
成を示す図。FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a drive control device for a traveling robot according to another embodiment.
【図8】従来の走行ロボットの構成を示す図。FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a conventional traveling robot.
【図9】従来の走行ロボットの構成を示す図。FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a conventional traveling robot.
4,5 走行モ−タ 20 走行速度指令器 21,26 走行速度制御回路 22 走行速度指令装置 23 張力検出器 24 PI制御回路 25 加算器 4, 5 Running motor 20 Running speed command device 21, 26 Running speed control circuit 22 Running speed command device 23 Tension detector 24 PI control circuit 25 Adder
Claims (2)
れ走行モ−タにより自力走行を行う第1および第2の走
行車両を具備した走行ロボットの駆動制御装置におい
て、 前記連結機構に加わる張力を検出する張力検出手段と、 前記第1の走行車両の走行速度と、前記張力検出手段に
よって検出された張力と予め設定された設定張力との偏
差とから、前記連結機構を常に設定張力に保持するよう
に、前記第2の走行車両の走行速度指令信号を生成する
走行速度指令手段と、 この走行速度指令手段からの走行速度指令信号により、
前記第2の走行車両の走行速度を制御する走行速度制御
手段とを具備したことを特徴とする走行ロボットの駆動
制御装置。1. A drive control device for a traveling robot, comprising: first and second traveling vehicles, which are connected to each other by a connecting mechanism, and each of which travels on its own by a traveling motor. The tension applied to the connecting mechanism is detected. From the tension detecting means, the traveling speed of the first traveling vehicle, and the deviation between the tension detected by the tension detecting means and the preset tension set, the connecting mechanism is always kept at the preset tension. A traveling speed command means for generating a traveling speed command signal for the second traveling vehicle, and a traveling speed command signal from the traveling speed command means,
A driving control device for a traveling robot, comprising: a traveling speed control means for controlling a traveling speed of the second traveling vehicle.
動するための走行モ−タと、前記走行ロボットを外部か
らサポ−トするウィンチの駆動モータとを協調させて制
御する走行ロボットの駆動制御装置において、 前記走行ロボットの前後傾斜角を検出する傾斜角検出手
段と、 前記傾斜角検出手段によって検出される傾斜角に応じて
走行トルク指令値を発生する指令値発生手段と、 前記指令値発生手段からの走行トルク指令値に応じて前
記走行モ−タの駆動トルクを制御する走行モ−タ制御手
段とを具備したことを特徴とする走行ロボットの駆動制
御装置。2. A drive control of a traveling robot, which is mounted on a traveling robot and controls a traveling motor for driving traveling wheels and a drive motor of a winch for supporting the traveling robot from the outside in cooperation with each other. In the apparatus, a tilt angle detecting means for detecting a front-back tilt angle of the traveling robot, a command value generating means for generating a running torque command value according to a tilt angle detected by the tilt angle detecting means, and the command value generating means. And a drive motor control means for controlling the drive torque of the drive motor according to a drive torque command value from the drive means.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3082306A JPH05324068A (en) | 1991-04-15 | 1991-04-15 | Driving controller for traveling robot |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3082306A JPH05324068A (en) | 1991-04-15 | 1991-04-15 | Driving controller for traveling robot |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05324068A true JPH05324068A (en) | 1993-12-07 |
Family
ID=13770873
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3082306A Withdrawn JPH05324068A (en) | 1991-04-15 | 1991-04-15 | Driving controller for traveling robot |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05324068A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012022712A (en) * | 2005-12-02 | 2012-02-02 | Irobot Corp | Autonomous coverage robot |
JP2015123908A (en) * | 2013-12-27 | 2015-07-06 | 三菱重工業株式会社 | Movement system in pipe |
JP2016120561A (en) * | 2014-12-25 | 2016-07-07 | トヨタ自動車株式会社 | Transfer robot and transfer robot control method |
JP2016170616A (en) * | 2015-03-12 | 2016-09-23 | トヨタ自動車株式会社 | Contacting external force calculation system, rolling resistance torque detection method |
JP2018122988A (en) * | 2017-02-02 | 2018-08-09 | 三機工業株式会社 | Sorting conveyer |
-
1991
- 1991-04-15 JP JP3082306A patent/JPH05324068A/en not_active Withdrawn
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2012022712A (en) * | 2005-12-02 | 2012-02-02 | Irobot Corp | Autonomous coverage robot |
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