JPH08239065A

JPH08239065A - 走行装置

Info

Publication number: JPH08239065A
Application number: JP7045435A
Authority: JP
Inventors: Norio Yamamura; 則夫山村; Ryoji Yamashiro; 亮治山城; Kenzo Sato; 賢蔵佐藤; Takaharu Koshima; 隆治越馬; Tomoyuki Yasuda; 智之保多
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1995-03-06
Filing date: 1995-03-06
Publication date: 1996-09-17

Abstract

(57)【要約】【目的】車輪機構とクローラ機構とを切り換えて使用
する走行装置であって、平地と傾斜した走行路とを安全
に走行できる装置を提供すること。【構成】走行装置（１）は、走行体（６、１０）と、
車輪機構（３）及びクローラ機構（２）とを備えた走行
手段とを有する。さらに傾斜した走行路に対して傾斜の
上側方向に走行体（６、１０）の重心位置を移動させる
重心スライド装置（５、５１、５２）を有し、主制御系
（ＭＣＳ）は車輪機構（３）とクローラ機構（２）との
切り換えに連動して重心スライド装置を介して走行体の
重心位置を移動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は走行装置に関し、特に階
段等の傾斜した走行路を昇降するための昇降装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来この種の走行装置においては傾斜し
た走行路、特に階段を昇降させる目的で様々な装置が提
案され、その一部は実用に供されている。平地とは異な
り、階段を昇降する際には、単なる車輪ではなくクロ−
ラと呼ばれる無限軌道が多く使用される。このクロ−ラ
は金属やゴムなどからなるベルト上のものを回転プ−リ
で周回運動させる機構で、階段等の傾斜した走行路だけ
ではなく、車輪では走行不可能ないわゆる不整地などで
も使用される。しかし、一方では地面との接触面積が大
きく、その分の抵抗が大きいため、移動の動力としての
効率が車輪に比較して極端に悪い。そのため、通常この
ような走行装置では平地では車輪で走行し、階段などで
はクロ−ラの機構に切り換えて使用できるように装置が
構成されている。このような車輪機構とクローラ機構と
を切り換え可能な走行装置は、例えば特開平１−１４８
６７２号公報に記載されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述のごとき従来の走
行装置は、図６で示すように走行装置３０の重心位置Ｃ
１が通常、ほぼ中央に配置されている。しかし、階段を
昇降する際には装置全体が階段のなす角度に傾斜するこ
とになる。このとき図７に示すうよに走行装置３０の重
心位置Ｃ１が階段端部の支点１５より傾斜の下側に来る
と、走行装置３０が回転、転倒することになり大変危険
である。この問題を解決する方法として、階段昇降時に
装置の重心を階段の上部側、即ち傾斜の上側の方向に偏
心させる技術が知られている。例えば実公昭５７−４８
６６２号公報に開示された技術では、図８に示すように
装置の重心位置Ｃ２を傾斜の上側の方向に移動させる。
図８においては走行装置３１の一部（例えば荷台）３２
を階段の上側方向にスライドさせる方式である。別の手
段としては、例えば特開平４−３０６１８１号公報に開
示された技術が知られている。これは図９に示すように
階段の傾斜に応じて装置３３の一部（例えば荷台）３４
を円弧上の案内部材３５上でスライドさせ、装置の重心
位置Ｃ３を移動させるものである。これらの機構によっ
て、走行装置３１、３３の重心位置Ｃ２、Ｃ３は常に階
段端部の支点１５より傾斜の上側に配置されることにな
る。図９に示す機構では、階段昇降時でも走行体（例え
ば荷台）を常に水平に保つことができると言う利点もあ
る。

【０００４】しかしながら、上述のような重心移動の操
作は人によって行われるため、錯誤やうっかりミスなど
が生じる可能性がある。例えば、平地から階段に差しか
かったときに重心移動の操作を忘れてそのまま階段に進
入してしまうと、走行装置が転倒する危険性がある。ま
た、重心を移動して階段を昇降した後、重心を移動させ
たままの状態で平地を走行すると、走行装置が非常に不
安定な状態となり、危険である。

【０００５】本発明では、車輪機構とクローラ機構とを
切り換えて使用する走行装置であって、平地と傾斜した
走行路とを安全に走行できる装置を提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述の問題を解決するた
め本発明においては、走行体（６、１０）と、該走行体
（６、１０）の下部に設けられ、走行体を移動させるた
めの車輪機構（３）とクローラ機構（２）とを備えた走
行手段と、車輪機構（３）とクローラ機構（２）とを切
り換える切り換え手段（４、８、９、４１、４２）とを
有する走行装置（１）において、傾斜した走行路に対し
て傾斜の上側方向に走行体（６、１０）の重心を移動さ
せる重心移動手段（５、５１、５２）と、車輪機構
（３）とクローラ機構（２）との切り換えに連動して、
重心移動手段（５、５１、５２）を介して走行体（６、
１０）の重心位置を移動させる連動手段（ＭＣＳ）とを
有する。

【０００７】また、走行装置は、車輪機構とクローラ機
構との切り換えを指令するための指令信号を発する発信
手段（７）を有し、連動手段は、この指令信号を受信す
るとともに、該指令信号を受信したときに、切り換え手
段による切り換えと重心移動手段による重心移動とのそ
れぞれの動作を制御する制御手段（ＭＣＳ）を有するこ
とが望ましい。

【０００８】また、前述の制御手段（ＭＣＳ）は、車輪
機構からクローラ機構に切り換えるときは車輪機構から
クローラ機構に切り換えた後に走行装置の重心位置を所
定の位置から前述の上側方向に移動させ、クローラ機構
から車輪機構に切り換えるときは走行体の重心位置を所
定の位置に移動させた後にクローラ機構から車輪機構に
切り換えることが望ましい。

【０００９】また、切り換え手段（４、８、９、４１、
４２）は、車輪機構とクローラ機構との切り換えの終了
を検出して制御手段に第１検出信号を発する第１検出手
段（４１、４２）を有し、重心移動手段（５、５１、５
２）は、走行体の重心移動の終了を検出して制御手段に
第２検出信号を発する第２検出手段（５１、５２）を有
し、制御手段（ＭＣＳ）は、車輪機構からクローラ機構
に切り換える場合、発信手段からの信号を受信すると切
り換え手段に対して切り換え指令信号を発し、第１検出
信号を受信した後に重心移動手段に対して重心移動の指
令信号を発し、クローラ機構から車輪機構に切り換える
場合、発信手段からの信号を受信すると重心移動手段に
対して重心移動の指令信号を発し、第２検出信号を受信
した後に切り換え手段に対して切り換え指令信号を発す
ることが望ましい。

【００１０】発信手段は、走行体に設けられたスイッチ
（７）を有することが望ましい。走行体（６、１０）
は、走行手段が設けられたベース（１０）と、該ベース
の上部に配置された移動体（６）とを有し、重心移動手
段は、移動体（６）をベース上（１０）でスライドさせ
るための案内部材（１３）有することが望ましい。さら
に、走行装置（１）は車輪機構又はクローラ機構での走
行動作を抑制する抑制手段を有し、制御手段（ＭＣＳ）
は、車輪機構からクローラ機構に切り換えるときは発信
手段からの指令信号を受信してから第２検出手段からの
第２検出信号を受信するまでの間、クローラ機構から車
輪機構に切り換えるときは発信手段からの指令信号を受
信してから第１検出手段から第１検出信号を受信するま
での間で抑制手段を作動させることが望ましい。

【００１１】

【作用】請求項１、２における本発明によれば、車輪機
構とクローラ機構との切り換え動作と連動して、重心移
動手段を介して走行体の重心を移動させる連動手段を有
するので、例えば階段を昇降する際、車輪機構からクロ
ーラ機構に切り換えると自動的に重心移動が行われる。

【００１２】請求項３、４における本発明では、連動手
段が有する制御手段が、車輪機構からクローラ機構に切
り換えるときは車輪機構からクローラ機構に切り換えた
後に重心を上側方向に移動させ、クローラ機構から車輪
機構に切り換えるときは走行体の重心を所定の位置に移
動させた後にクローラ機構から車輪機構に切り換えるの
で、安定した状態を保つ。

【００１３】請求項５における本発明では、発信手段を
スイッチとした。請求項６における本発明では、走行体
がベースと移動体とを有し、移動体がベース上をスライ
ドして重心移動する機構とした。請求項７における本発
明では、制御手段が抑制手段を作動させるため、車輪機
構とクローラ機構との切り換え及び走行体の重心移動中
に、誤って走行装置を走行させることを防ぐ。

【００１４】

【実施例】図１は本発明による重心移動の動作を自動化
した安全な走行装置の一実施例を示す側面図であり、図
３はその走行装置の概略的な構成を示すブロック図であ
る。図１において、１は装置本体であり、ベース１０と
ベース１０上に設けられた荷台６と、ベースの下部に設
けられた走行機構とから構成される。２は階段を昇降す
るクロ−ラ機構である。２１はクロ−ラベルトで駆動プ
−リ２２によって周動する。３は車輪で４は車輪の昇降
装置である。車輪昇降装置４は昇降ピストン８を有し、
この昇降ピストン８は支軸９を上下方向に駆動させる。
この支軸９の駆動によって、車輪の昇降が行われる。車
輪昇降動作の終了はマイクロスイッチ４１、４２によっ
て検出される。図１は車輪が下降しており、従って車輪
で走行する状態を示す側面図である。また、この場合は
重心は装置のほぼ中心部にある。５はスクリューネジ式
の重心スライド装置であり、荷台６をベース１０上に設
けられた案内部材１３上でスライドさせて、走行装置の
重心位置をスライドさせる。走行装置の重心位置をスラ
イドさせることは、ベース１０と荷台６とからなる走行
体の重心位置をスライドさせることに他ならない。重心
スライド動作の終了は、マイクロスイッチ５１、５２に
よって検出される。７は車輪機構とクローラ機構との切
り換えを指令するためのスイッチである。また、重心ス
ライドする荷台６のスライドする側の一端、及びベース
１０の一端（荷台６が重心をスライドする方向と逆側）
には、走行路の路面形状を検出する路面検出装置１１、
１２が設けられている。この路面検出装置は、路面の形
状、例えば段差や傾斜等を検出する。

【００１５】図３に示すように、スイッチ７からの切り
換え指令信号は、主制御系ＭＣＳに入力される。主制御
系ＭＣＳはスイッチ７からの指令信号を入力すると、昇
降装置４と重心スライド装置５とを駆動して、車輪機構
とクローラ機構との切り換え及び重心の移動を制御す
る。また、マイクロスイッチ４１、４２、５１、５２
は、車輪昇降動作の終了及び重心スライド動作の終了の
検出信号を主制御系ＭＣＳに出力する。路面検出装置１
０、１１も同様に、路面形状の検出信号を主制御系ＭＣ
Ｓに出力する。主制御系ＭＣＳは路面検出装置が数メー
トル程の大きな段差を検出すると、不図示の抑制装置を
介して車輪３又はクローラ２での走行を停止させる。主
制御系ＭＣＳはこれら受信した信号に基づいて、走行装
置全体を統括制御する。

【００１６】次に走行装置が階段を昇降するために車輪
機構からクロ−ラ機構に切り換える一連の動作を図４に
示すフローチャートに基づいて説明する。先ず、操作者
がスイッチ７を押す（ステップ１０１）。主制御系ＭＣ
Ｓは現在の走行機構が車輪であることを認識しているた
め、スイッチ７からの指令信号を受信すると車輪昇降装
置４の昇降ピストン８を作動させて車輪を上昇させる
（ステップ１０２）。車輪が上方に移動すると車体がそ
の分だけ相対的に降下し、結果的にクロ−ラ２が接地す
る。図２はそのときの状態を示す側面図である。車輪が
完全に上方に移動して、図２に示すように車輪の支軸９
が所定の位置に来ると、その位置を検出するマイクロス
イッチ４１が作動し、主制御系ＭＣＳに検出信号を出力
する。主制御系ＭＣＳはこの検出信号を受信するまで、
車輪を上方に移動させる（ステップ１０３）。マイクロ
スイッチ４１からの検出信号を受信すると、主制御系Ｍ
ＣＳは昇降ピストン８を停止させ、重心スライド装置５
を作動させる（ステップ１０４、１０５）。重心スライ
ド装置５は走行装置の荷台部分６をベース１０上で階段
の傾斜上方側（図では左方）に移動させる。重心スライ
ド量は予め計算されており、所定の位置にくるとマイク
ロスイッチ５１が作動する。主制御系ＭＣＳはマイクロ
スイッチ５１からの検出信号を受信するまで重心スライ
ド装置５を駆動させ、検出信号を受信すると停止させ重
心スライド動作を終了させる（ステップ１０６、１０
７）。さらに走行装置１は、車輪３及び駆動プーリ２２
の部分に車輪及びクローラでの走行を抑制する抑制装置
（不図示）を有する。主制御系ＭＣＳはスイッチ７から
の指令信号を受信してからマイクロスイッチ５１の検出
信号が入るまでの間、クロ−ラでの走行が出来ないよう
に、抑制装置を介して安全のためのインタ−ロックをし
ている。具体的には、クロ−ラの電磁ブレ−キをかけて
走行出来ないようにしている。主制御系ＭＣＳはマイク
ロスイッチ５１からの検出信号を受信すると、この電磁
ブレーキを解除する（ステップ１０８）。重心スライド
が所定の位置まで移動していない状態で階段に進入し装
置が傾斜することは、前述したように転倒する危険があ
るため、このような安全装置が設けられている。上述の
電磁ブレーキは車輪に対しても設けられており、クロー
ラだけでなく車輪に対しても同様に電磁ブレーキをかけ
ても良い。

【００１７】本実施例の走行装置は、装置の重心位置を
中心位置から一方の側にのみスライドさせるものである
ので、上述の動作は図１における左側（重心をスライド
させる側）に上りの階段がある場合、又は図１における
右側（重心をスライドさせる側と逆側）に下る階段があ
る場合に行われる。従って、走行装置は階段に対して予
め決まった方向から進入することを前提とする。

【００１８】次に階段昇降が終了した後、平地走行に移
る際の一連の動作を図５に示すフローチャートに基づい
て説明する。このとき走行装置は階段を昇降してきた後
であり、図２に示すようにクロ−ラ２が接地しており車
輪３は本体内に引き上げられている。さらに荷台６は階
段の傾斜上方側にスライドした状態にある。操作者は車
輪走行に戻すためにスイッチ７を押す（ステップ２０
１）。主制御系ＭＣＳは現在の走行機構がクローラ２で
あることを認識しており、スイッチ７からの指令信号を
受信すると、先ず始めに重心スライド機構５を作動させ
て荷台６をもとの位置（装置中央）へ向けて移動させる
（ステップ２０２）。荷台６がもとの位置に達すると、
マイクロスイッチ５２が検出信号を発する。主制御系Ｍ
ＣＳはその信号を受けてスライド位置が元に戻ったこと
を確認してスライドを停止させ（ステップ２０３、２０
４）、次の動作として車輪を昇降させる昇降ピストン８
を作動させて支軸９を上方に上げる（ステップ２０
５）。そしてマイクロスイッチ４２からの検出信号を受
信すると、昇降ピストン８の動作を停止させる（ステッ
プ２０７）。また、このときもスイッチ７からの指令信
号を受信してからマイクロスイッチ４２からの検出信号
を受信するまでの間、主制御系ＭＣＳは車輪に対して抑
制装置、すなわち電磁ブレーキを作動させている。従っ
て、マイクロスイッチ４２からの検出信号を受信する
と、車輪に対する電磁ブレーキを解除する（ステップ２
０８）。主制御系ＭＣＳは車輪だけでなくクローラに対
しても同様に電磁ブレーキを作動させていても良い。

【００１９】以上のように、本実施例では車輪機構とク
ロ−ラ機構との切り換えスイッチを作動させるだけで、
車輪とクローラとの切り換え動作に加えて重心スライド
機構の一連の動作までを自動的に行い、且つ、それぞれ
に動作終了の確認検出まで一貫して行うシステムとして
いるため、重心スライドを忘れて階段に進入させたり、
重心をスライドさせたまま平地を車輪で走行するような
ことを回避できる。

【００２０】また、路面検出装置１１、１２は図１、図
２に示すように、荷台の重心が中心にある状態でも、ス
ライドしている状態でも、常に走行装置１の両端にある
ため、大きな段差等の危険を早急に検知して回避するこ
とができる。また、上記実施例の走行装置はスイッチ７
によって車輪機構とクローラ機構とを切り換えたが、例
えば路面検出装置１１（又は１２）が段差又は傾斜を検
出したときに車輪からクローラに切り換え、階段又は傾
斜を昇降して平地を検出したときにクローラから車輪に
切り換えるように制御しても良い。このときも上述の実
施例と同じ動作によって重心スライドを行えば良い。

【００２１】また、上述の実施例における走行装置は操
縦者によって操縦されるものであるが、例えば自立走行
する走行装置であってもよい。

【００２２】

【発明の効果】本発明による走行装置においては、請求
項１、２における本発明では平地を走行する車輪の機構
から階段等の傾斜した走行路を昇降するクローラ機構に
切り換えると、それに連動して自動的に重心を移動させ
る機構が動作するため、重心移動を忘れて傾斜した走行
路に進入させたり、重心をスライドさせたまま平地を車
輪で走行するようなことを回避できる。従って、平地と
傾斜した走行路とを安全に走行することができる。

【００２３】請求項３、４における本発明では、連動手
段が有する制御手段が、車輪機構からクローラ機構に切
り換えるときは車輪機構からクローラ機構に切り換えた
後に重心を上側方向に移動させ、クローラ機構から車輪
機構に切り換えるときは走行体の重心を所定の位置に移
動させた後にクローラ機構から車輪機構に切り換えるた
め、車輪機構で重心が移動している不安定な状態はな
く、さらに安全な切り換え動作を行うことができる。

【００２４】請求項５における本発明では、走行装置の
操縦者の判断によりスイッチを押すだけで切り換え操作
が行うことができる。請求項６における本発明では、移
動体がベース上をスライドして重心移動するので、重心
移動手段の機構が比較的簡単で済む。請求項７における
本発明では、抑制手段が車輪機構とクローラ機構との切
り換え及び走行体の重心移動中に、誤って走行装置を走
行させることを防ぐため、さらに安全に車輪機構とクロ
ーラ機構との切り換えを行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す側面図であり、車輪走行
状態を示す。

【図２】本発明の実施例を示す側面図であり、クローラ
走行状態を示す。

【図３】本発明の実施例の概略的な構成のブロック図を
示す。

【図４】車輪からクローラへ切り換えるときのフローチ
ャート

【図５】クローラから車輪へ切り換えるときのフローチ
ャート

【図６】従来の走行装置の重心位置を説明する図。

【図７】従来の走行装置で階段を昇降する際の問題を説
明する図。

【図８】従来の走行装置における重心移動の一例を説明
する図。

【図９】従来の走行装置における重心移動の他の例を示
す図。

【符号の説明】

１・・・走行装置本体２・・・クローラ機構３・・・車輪４・・・車輪昇降装置５・・・重心スライド装置４１、４２、５１、５２・・・マイクロスイッチ６・・・荷台７・・・スイッチ１１、１２・・・路面検出装置ＭＣＳ・・・主制御装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者越馬隆治東京都千代田区丸の内３丁目２番３号株式会社ニコン内 (72)発明者保多智之東京都千代田区丸の内３丁目２番３号株式会社ニコン内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】走行体と、該走行体の下部に設けられ、
前記走行体を移動させるための車輪機構とクローラ機構
とを備えた走行手段と、前記車輪機構と前記クローラ機
構とを切り換える切り換え手段とを有する走行装置にお
いて、傾斜した走行路に対して前記傾斜の上側方向に前記走行
体の重心を移動させる重心移動手段と、前記車輪機構と前記クローラ機構との切り換えに連動し
て、前記重心移動手段を介して前記走行体の重心位置を
移動させる連動手段とを有することを特徴とする走行装
置。
【請求項２】前記走行装置は、前記車輪機構と前記クロ
ーラ機構との切り換えを指令するための指令信号を発す
る発信手段を有し、前記連動手段は、前記指令信号を受信するとともに、該
指令信号を受信したときに、前記切り換え手段による切
り換えと前記重心移動手段による重心移動とのそれぞれ
の動作を制御する制御手段を有することを特徴とする請
求項１に記載の走行装置。
【請求項３】前記制御手段は、前記車輪機構から前記ク
ローラ機構に切り換えるときは前記車輪機構から前記ク
ローラ機構に切り換えた後に前記走行体の重心位置を所
定の位置から前記上側方向に移動させ、前記クローラ機
構から前記車輪機構に切り換えるときは前記走行体の重
心位置を前記所定の位置に移動させた後に前記クローラ
機構から前記車輪機構に切り換えることを特徴とする請
求項２に記載の走行装置。
【請求項４】前記切り換え手段は、前記車輪機構と前記
クローラ機構との切り換えの終了を検出して前記制御手
段に第１検出信号を発する第１検出手段を有し、前記重心移動手段は、前記走行体の重心移動の終了を検
出して前記制御手段に第２検出信号を発する第２検出手
段を有し、前記制御手段は、前記車輪機構から前記クローラ機構に
切り換える場合、前記発信手段からの信号を受信すると
前記切り換え手段に対して切り換え指令信号を発し、前
記第１検出信号を受信した後に前記重心移動手段に対し
て重心移動の指令信号を発し、前記クローラ機構から前記車輪機構に切り換える場合、
前記発信手段からの信号を受信すると前記重心移動手段
に対して前記重心移動の指令信号を発し、前記第２検出
信号を受信した後に前記切り換え手段に対して前記切り
換え指令信号を発することを特徴とする請求項２に記載
の走行装置。
【請求項５】前記発信手段は、前記走行体に設けられた
スイッチであることを特徴とする請求項２〜４のいずれ
かに記載の走行装置。
【請求項６】前記走行体は、前記走行手段が設けられた
ベースと、該ベースの上部に配置された移動体とを有
し、前記重心移動手段は、前記移動体を前記ベース上でスラ
イドさせるための案内部材を有することを特徴請求項１
〜５のいずれかに記載の走行装置。
【請求項７】前記走行装置は、前記車輪機構及び前記ク
ローラ機構の走行動作を抑制する抑制手段を有し、前記制御手段は、前記車輪機構から前記クローラ機構に
切り換えるときは前記発信手段からの指令信号を受信し
てから前記第２検出手段からの前記第２検出信号を受信
するまでの間、前記クローラ機構から前記車輪機構に切
り換えるときは前記発信手段からの指令信号を受信して
から前記第１検出手段から前記第１検出信号を受信する
までの間で前記抑制手段を作動させることを特徴とする
請求項４に記載の走行装置。