JPH0725041B2

JPH0725041B2 - 移動ロボット

Info

Publication number: JPH0725041B2
Application number: JP3284219A
Authority: JP
Inventors: 吉也羽生田
Original assignee: Obayashi Corp
Current assignee: Obayashi Corp
Priority date: 1991-10-04
Filing date: 1991-10-04
Publication date: 1995-03-22
Anticipated expiration: 2010-03-22
Also published as: JPH05245779A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば移動ロボット
に関し、特に無軌道式の移動ロボットの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】近時、例えば低温倉庫に魚介類を搬出入
する際等に移動ロボットが使用されている。この種の移
動ロボットには、作業台車と牽引車とを連結し、牽引車
を無線誘導等で制御するもの、あるいは作業台車と牽引
車とを一体化し自動誘導するもの等各種提供されてい
る。この場合、誘導方式としては、走行経路を予め設定
する軌道式と、任意の方向に移動させる無軌道式とがあ
るが、制約が少く自由度のある無軌道式の方が適用範囲
が広い。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
移動ロボットは、通常移動手段として車輪，履帯が主と
して使用されているが以下の欠点があった。すなわち、
車輪，履帯は軌道式では比較的問題がないが、無軌道式
においては、任意の方向に移動させることが難しく、方
向転換する際にも大きな曲率半径を必要とし、このため
方向転換時の誤差が大きくなるという問題があった。

【０００４】また、履帯で移動させる手段は、方向転換
をする場合に、左右の滑りを利用して行なうため、設置
床面を損傷し易いという問題もあった。

【０００５】この発明は、上述した如き問題点に鑑みて
なされたものであって、その目的とするところは、任意
の方向に移動させる制御が簡単であって、方向転換の際
に比較的小さい曲率半径でこれを可能とするとともに、
設置床面を損傷する恐れのない無軌道式移動ロボットを
提供するところにある。

【０００６】

【目的を達成するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明は、垂直線を中心軸として回転可能であっ
て内部に空所を有する外フレームと、この外フレームの
空所内に配設されると共に該外フレームの中心軸と偏心
した軸を中心として相対回転及び相対昇降可能な内フレ
ームと、該内フレームのみ或いは内フレ−ム及び外フレ
−ムを支持すると共に少なくともいずれかが水平方向に
移動可能な複数の脚部と、前記外フレーム及び内フレー
ムを相対回転させる第１の駆動手段と、前記外フレーム
及び内フレームを各別に昇降移動させる第２の駆動手段
と、前記内フレームの脚部のうち移動可能な脚部を水平
方向に移動させる第３の駆動手段と、前記第１ないし第
３の駆動手段の駆動を制御する制御手段とを備え、前記
制御手段は、第２の駆動手段を駆動して前記外フレーム
及び内フレームを交互に昇降させると共に、第１の駆動
手段を駆動して外フレームと内フレームとを所定角度相
対回転させることによりそれぞれのフレ−ムを任意の方
向に移動させ、第３の駆動手段を駆動して一移動工程に
おける移動量を可変させるように構成してなることを特
徴とする。

【０００７】

【実施例】以下、この発明の好適な実施例について添附
図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明では
同一若しくは相当する部分は同一符号を付してある。図
１は、この発明に係る移動ロボットの一実施例を示すも
のである。

【０００８】図１は移動ロボットの概要を示すものであ
って、移動ロボットは、垂直線ＣＬｏを中心軸として回
転可能であって内部に空所を有する略ハット状に形成さ
れた外フレーム１０と、外フレーム１０の天井部１０ａ
の中心開口を貫通して外フレーム１０の空所内に収納さ
れて外フレーム１０の中心軸とΔｅだけ偏心した垂直線
ＣＬｉを中心として外フレーム１０と相対回転及び相対
昇降可能な略ボビン形の内フレーム１２と、内フレーム
１２に対し水平方向に直線状に相対移動可能なスライド
ブロック２８とで概略構成されている。

【０００９】外フレ―ム１０の周縁には水平フランジ部
１０c が一体的に形成され、このフランジ部１０c の下
部には垂直方向に進退可能な複数の脚部１０d ，１０d
が周方向に所定の間隔をおいて設けられており、この脚
部１０d ，１０d はシリンダ部及びロッド部からなりロ
ッド部が油圧，空圧によって伸縮可能となっている。

【００１０】一方、上記内フレーム１２は、外フレーム
１０の開口を貫通する円筒部１２Ａと、円筒部１２Ａの
上部より水平方向に突設された上部フランジ部１２ａ
と、円筒部１２Ａの下部より水平方向に突設されて外フ
レーム１０の天井部１０ａの下面と対向する中空枠体状
の下部フランジ部１２ｂとからなっている。外フレーム
１０の天井部１０ａ上には突状１０ｅが立設され、この
突状１０ｅと内フレーム１２の円筒部１２Ａ及び上部フ
ランジ部１２ａとの間に閉断面が構成されている。内フ
レーム１２の上部フランジ部１２ａの上部には第１の駆
動手段としての駆動モータ１４が垂直方向に載置固定さ
れ、駆動モータ１４の駆動軸１４ａは上部フランジ部１
２ａを貫通して上記閉断面内に臨んでいると共にその先
端には小歯車２２が固着されている。外フレーム１０の
突状１０ｅの内側には内歯２０が刻設されており、小歯
車２２が内歯２０に噛合している。従って、駆動モータ
１４を図示しない制御手段からの制御信号に基づいて駆
動することにより、小歯車２２が回転して外フレーム１
０と内フレーム１２とが相対回転することになる。

【００１１】内フレーム１２の下部フランジ部１２b の
下部には垂直方向に進退可能な複数の脚部１２c ，１２
c が固定的に設けられており、この脚部１２c ，１２c
はシリンダ部及びロッド部からなりロッド部が油圧、空
圧によって伸縮可能となっていること外フレーム１０の
脚部１０d と同様である。また、下部フランジ部１２b
の下部には第３の駆動手段としての駆動モータ３０が水
平方向に固定され、駆動モータ３０の駆動軸３０ａには
チェーンベルト３２が巻き掛けられてこのチェーンベル
ト３２は下部フランジ部１２b 内に水平方向に支持され
たスクリューボルト２６の一端に連結されている。上記
スライドブロック２８はスクリューボルト２６にねじ結
合されて水平方向に移動可能であり、下部フランジ部１
２b の底壁には該スライドブロック２８の移動を許容す
るためのスリット１２d が形成されている。さらに、ス
ライドブロック２８の下部には、上記脚部１２c と同様
な構成を有する複数の脚部１２c ，１２c が固定的に設
けられており、この脚部１２c ，１２c は上記脚部１２
c ，１２c と併せて周方向に適宜の間隔を有して配設さ
れている。

【００１２】そして、駆動モータ３０を図示しない制御
手段からの制御信号に基づいて駆動し、チェーンベルト
３２を介してスライドブロック２８が水平方向に移動す
ることによって内フレーム１２の回転中心軸ＣＬi と外
フレーム１０の回転中心軸ＣＬ0 との変位△e を可変と
することができる。

【００１３】外フレーム１０及び内フレーム１２には、
それぞれの脚部１０d 、１２d を各別に進退駆動させる
ことによって外フレーム１０及び内フレーム１２を各別
に昇降させる第２の駆動手段（図示しない）が設けられ
ている。また、前記駆動モータ１４及びこの第２の駆動
手段は、それぞれの駆動を制御する制御手段からの制御
信号に基づいて駆動される。

【００１４】このような構成でもって、外フレ―ム１０
および内フレ―ム１２が駆動モ―タ１４の回転軸１４a
を駆動することによって任意の方向に移動することがで
きる。すなわち、外フレ―ム１０が固定された状態（脚
部１０d ，１０d のみが伸長して大地に着座している状
態）では、駆動モータ１４を駆動することによって内フ
レーム１２が中心軸ＣＬi を中心として相対回転する。
また、これとは逆に内フレーム１２が固定された状態
（脚部１２c ，１２c のみが伸長して大地に着座してい
る状態）では、駆動モータ１４を駆動することによって
外フレーム１０が中心軸ＣＬ0 を中心として相対的に回
転する。

【００１５】この場合、駆動モータ１４を駆動して外フ
レーム１０と内フレーム１２との回転中心軸の変位を変
更することにより、ロボットの任意の方向への一移動工
程における移動量を可変とすることができ、移動環境に
対応した移動スピードの調整を容易に行うことができ
る。

【００１６】第２図は、上記構成の移動ロボットを、同
図中で右から左方向に直線的に移動させる場合の軌跡を
模式的に示すものである。同図の大円は、外フレーム１
０の脚部１０d の運動を示し、小円は内フレーム１２の
脚部１２c の運動を［Ｉ］、［II］、［III ］、…の順
で示している。［Ｉ］内フレーム１２の脚部１２c を伸
長させてこれを固定し、外フレーム１０の脚部１０d を
縮退させる。［II］駆動モータ１４を駆動して外フレー
ム１０を回動し、その回転中心ＣＬo を略１８０度回転
させてＣＬo ′の位置で停止させる。次いで、脚部１０
d を伸長し、外フレーム１０を固定した後、内フレーム
１２の脚部１２c を縮退させる。［III］再び駆動モー
タ１４を動かし、内フレーム１２を回動し、その回転中
心ＣＬiを略１８０度回転させＣＬi ′の位置で停止さ
せる。この後は、上記操作を繰返すことで、移動ロボッ
トを直線的に右から左に移動できる。

【００１７】上記操作において、各脚部１０d ，１２c
の移動量は、例えばロータリーエンコーダを回転軸１４
a に設置してその回転量を測定し、この測定値に基づい
て各歯車径，歯数等から容易に算定できる。また、スラ
イドブロック２８の移動量もロータリーエンコーダをス
クリューボルト２６に設置して同様に算定することがで
きる。また、移動方向は上述の直線に限らず、例えば第
２図において内フレーム１２の回転中心ＣＬi を外フレ
ーム１０の回転中心ＣＬo に対して任意の角度で停止さ
せて上記操作を行なえば、移動ロボットを任意の方向に
移動でき、勿論ジグザグ状に移動させることもできる。

【００１８】上記のように、この発明の移動ロボットに
おいては、歯車機構という比較的簡単なメカニズムで構
成しているため、移動方向の制御が容易にできると共
に、方向転換の際には外フレーム１０の幅だけしか必要
とせず、従来のような大きな曲率半径が不要となると共
に、一軸まわりの回転で行なうため、その誤差は極めて
小さくなる。また、移動時には一方の脚部は縮退させて
行なうため、設置床面に損傷を与える惧れは全くない。
さらに、移動の形態が、局所作業時の人間の動作に近
く、各種の作業アームを取付けることで広範囲な用途に
対応できる。また、上記制御手段は、例えば無線誘導あ
るいは、予めプログラムしたマイクロコンピユータを内
蔵させて行なってもよい。

【００１９】

【発明の効果】以上、実施例で詳細に説明したように、
この発明に係る移動ロボットにおいては、移動制御が簡
単で、小さい曲率半径をもって方向転換が可能であり、
しかも床面の損傷を防止することができる等の優れた効
果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す断面図である。

【図２】移動の状態を示す説明図である。

【符号の説明】

１０外フレーム１２内フレーム１０d 脚部１２c 脚部１４駆動モータ（第１の駆動手段）３０駆動モータ（第３の駆動手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】垂直線を中心軸として回転可能であって
内部に空所を有する外フレームと、この外フレームの空
所内に配設されると共に該外フレームの中心軸と偏心し
た軸を中心として相対回転及び相対昇降可能な内フレー
ムと、該内フレームのみ或いは内フレ−ム及び外フレ−
ムを支持すると共に少なくともいずれかが水平方向に移
動可能な複数の脚部と、前記外フレーム及び内フレーム
を相対回転させる第１の駆動手段と、前記外フレーム及
び内フレームを各別に昇降移動させる第２の駆動手段
と、前記内フレームの脚部のうち移動可能な脚部を水平
方向に移動させる第３の駆動手段と、前記第１ないし第
３の駆動手段の駆動を制御する制御手段とを備え、前記
制御手段は、第２の駆動手段を駆動して前記外フレーム
及び内フレームを交互に昇降させると共に、第１の駆動
手段を駆動して外フレームと内フレームとを所定角度相
対回転させることによりそれぞれのフレ−ムを任意の方
向に移動させ、第３の駆動手段を駆動して一移動工程に
おける移動量を可変させるように構成してなることを特
徴とする移動ロボット。