JPH09216558A - Rail traveling moving body device - Google Patents

Rail traveling moving body device

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JPH09216558A
JPH09216558A JP2713796A JP2713796A JPH09216558A JP H09216558 A JPH09216558 A JP H09216558A JP 2713796 A JP2713796 A JP 2713796A JP 2713796 A JP2713796 A JP 2713796A JP H09216558 A JPH09216558 A JP H09216558A
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JP
Japan
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rail
traveling
moving body
motor
gear
Prior art date
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Pending
Application number
JP2713796A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mineo Higuchi
峰夫 樋口
Yutaka Hashioka
豊 橋丘
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
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Priority to JP2713796A priority Critical patent/JPH09216558A/en
Publication of JPH09216558A publication Critical patent/JPH09216558A/en
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  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To travel even under a laying condition of all the rails by traveling with high speed low torque in the small speed reduction ration in horizontal travel and with low speed high torque in the large speed reduction ratio in slope climbing travel. SOLUTION: A rack 12 is arranged in a slope climbing part of a rail 10, and a driving system is automatically switched so that a moving body can travel with high speed low torque in the small speed reduction ratio by a driving wheel 9 in horizontal travel and with low speed high torque in the large speed reduction ratio in slope climbing travel by meshing of a gear 11 and the rack 12 connected to a speed reducer 5.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、監視カメラなど
を搭載した移動体がレール上を移動してプラントなどを
点検するレール走行移動体装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rail traveling mobile unit apparatus in which a mobile unit equipped with a surveillance camera or the like moves on a rail to inspect a plant or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のレール走行移動体装置では、駆動
力を得るための手段として、構造的に簡単な摩擦駆動方
式を用いたものが主であった。これは駆動輪にゴムのラ
イニングなどを施し、レールとの摩擦を大きくして、駆
動力を得るものである。この方式は工場内の搬送用モノ
レール、乗車用のモノレールなどで使われており、公知
である。
2. Description of the Related Art In conventional rail traveling mobile devices, a friction drive system is structurally simple as a means for obtaining a driving force. In this method, a rubber lining is applied to the driving wheels to increase friction with the rails to obtain a driving force. This method is used for transportation monorails in factories, monorails for passengers, etc., and is well known.

【0003】また従来の別のレール走行移動体装置で
は、駆動力を得るための手段としてラックアンドピニオ
ン方式を用いたものもある。これはレール側にラック、
移動体側に回転駆動されるピニオンを設けて、ラックと
ピニオンの噛み合わせで駆動力を得るものである。ラッ
クアンドピニオン方式を用いた方式の一例として、特開
平5−221311号公報に開示された移動式点検ロボ
ットに使用されているレールがある。ただしこの例で
は、レール上にラックの代わりにチェーンを配設し、移
動体側にピニオンの代わりにスプロケットを取り付け、
スプロケットとチェーンの噛み合わせで駆動力を得てい
る。
Another conventional rail traveling mobile unit uses a rack and pinion system as a means for obtaining a driving force. This is a rack on the rail side,
A pinion that is rotationally driven is provided on the moving body side, and a driving force is obtained by meshing the rack and the pinion. As an example of a system using the rack and pinion system, there is a rail used in the mobile inspection robot disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. Hei 5-221311. However, in this example, a chain is placed on the rail instead of the rack, and a sprocket is attached to the moving body side instead of the pinion.
The driving force is obtained by engaging the sprocket and chain.

【0004】また、摩擦駆動方式とラックアンドピニオ
ン方式の両方を用いたものもあり、その一例として特開
平4−324787号公報に開示された監視装置があ
る。この例では駆動輪とピニオンが同軸で一体に取り付
けられており、レールの水平走行部分にはラックがな
く、登坂部分にはラックが配設されている。ピニオンの
外径は駆動輪の外径より小さいので、水平走行では駆動
輪とレールの摩擦で駆動力が得られ、このときピニオン
はからまわりし、登坂部分ではピニオンがラックと噛み
合い、駆動力が得られる。
There is also a system using both a friction drive system and a rack and pinion system, and an example thereof is a monitoring device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 4-324787. In this example, the drive wheel and the pinion are coaxially and integrally attached, and there is no rack in the horizontal traveling portion of the rail, and the rack is provided in the climbing portion. Since the outer diameter of the pinion is smaller than the outer diameter of the drive wheel, the driving force is obtained by the friction between the drive wheel and the rail during horizontal traveling.At this time, the pinion turns around, and on the uphill part, the pinion meshes with the rack and the driving force is increased. can get.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】従来のレール走行移動
体装置は以上のように構成されているので、水平走行時
の高速走行が簡単に実現できる反面、減速比が小さくト
ルクも小さいので、傾斜部や垂直部の登坂が困難であっ
た。逆に、減速比が大きくトルクも大きい移動体は、登
坂走行が楽にできる反面、水平走行が低速になるという
問題点があった。
Since the conventional rail traveling mobile unit is constructed as described above, it is possible to easily realize high speed traveling during horizontal traveling, but on the other hand, since the reduction ratio is small and the torque is small, the inclination is reduced. It was difficult to climb slopes in vertical and vertical areas. On the other hand, a moving body with a large reduction ratio and a large torque has a problem that the traveling speed on the hill is low, but the traveling speed is low on the horizontal movement.

【0006】この発明は、上記のような課題を解決する
ためになされたものであり、水平走行では小減速比によ
る高速低トルク、登坂走行では大減速比による低速高ト
ルクで走行し、あらゆるレールの敷設条件でも走行でき
るレール走行移動体装置を得ることを目的とする。
The present invention has been made in order to solve the above problems, and it runs at a high speed and a low torque due to a small reduction ratio during horizontal traveling and at a low speed and a high torque due to a large reduction ratio during uphill traveling, and is suitable for all rails. An object of the present invention is to obtain a rail traveling mobile device that can travel even under the laying conditions of.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】この発明に係るレール走
行移動体装置は、レールの登坂部に設けられた線状噛み
合い手段と、前記レール上を移動する移動体に設けられ
たモータと、このモータによって駆動される駆動輪と、
前記モータにより減速機を介して駆動される回転噛み合
い手段とを備え、前記レールの水平部走行時は前記駆動
輪で走行し、前記レールの登坂部走行時は前記線状噛み
合い手段と前記回転噛み合い手段との噛み合いで走行す
るものである。
A rail traveling vehicle apparatus according to the present invention includes a linear meshing means provided on an uphill portion of the rail, a motor provided on the vehicle moving on the rail, and Drive wheels driven by a motor,
A rotary meshing means driven by a motor via a speed reducer, the rails travel on the drive wheels when the rail travels in a horizontal portion, and the linear meshing means and the rotary meshing travel when traveling on an uphill portion of the rail. It travels by meshing with the means.

【0008】また、駆動輪はトルクリミッタを介して駆
動されるものである。
The drive wheels are driven via a torque limiter.

【0009】また、回転噛み合い手段は移動体の走行方
向に移動自在に弾性体を介して移動体に支持されている
ものである。
Further, the rotary meshing means is movably supported in the traveling direction of the moving body via the elastic body.

【0010】また、移動体の走行を制御する制御装置
と、前記レールの水平部とレールの登坂部との境界部に
設けられ、移動体の通過を前記制御手段に伝える位置検
出手段とを備えたものである。
Further, there is provided a control device for controlling the traveling of the moving body, and a position detecting means provided at a boundary portion between the horizontal portion of the rail and an uphill portion of the rail and transmitting the passage of the moving body to the control means. It is a thing.

【0011】また、移動体の走行距離を演算式によって
計測すると共に、位置検出手段からの信号で、前記演算
式を切り替えるものである。
Further, the traveling distance of the moving body is measured by an arithmetic expression, and the arithmetic expression is switched by a signal from the position detecting means.

【0012】また、制御装置は、レールの水平部走行時
のモータ制御系のサーボゲインと、レールの登坂部走行
時のモータ制御系のサーボゲインとを有し、位置検出手
段からの信号で前記サーボゲインを選択できるものであ
る。
Further, the control device has a servo gain of a motor control system when traveling on a horizontal portion of the rail and a servo gain of a motor control system when traveling on an uphill portion of the rail, and the servo gain is obtained by a signal from a position detecting means. The servo gain can be selected.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below.

【0014】実施の形態1.図1は、本発明の実施の形
態1によるレール走行移動体装置を示す構成図である。
図において、1は制御装置、2はモータ、3は初段減速
機、4は駆動力分岐手段、5は終段減速機、6は回転噛
み合い手段、7は線状噛み合い手段、8はトルクリミッ
タ、9は駆動輪、10はレールを表す。なお、制御装置
1は、モータ2を制御して移動体の運転をしており、地
上または移動体本体に設置されている。
Embodiment 1 1 is a configuration diagram showing a rail traveling mobile unit according to a first embodiment of the present invention.
In the figure, 1 is a control device, 2 is a motor, 3 is a first stage speed reducer, 4 is a driving force splitting means, 5 is a final stage speed reducer, 6 is a rotary meshing means, 7 is a linear meshing means, 8 is a torque limiter, Reference numeral 9 represents a drive wheel, and 10 represents a rail. The control device 1 controls the motor 2 to drive the moving body, and is installed on the ground or on the moving body main body.

【0015】また、図2はこの発明の実施の形態1によ
るレール走行移動体装置の駆動系を示す概略図である。
図において、2はモータ、3は初段減速機、5は終段減
速機、11は回転噛み合い手段としての歯車、12は線
状噛み合い手段としてのラック、8はトルクリミッタ、
9は例えば金属輪にゴムのライニングを施した駆動輪、
10はレールを表す。また、13は駆動力分岐手段の例
であり、13aはタイミングプーリa、13bはタイミ
ングプーリb、13cはタイミングベルトを表す。
FIG. 2 is a schematic diagram showing a drive system of the rail traveling mobile unit according to the first embodiment of the present invention.
In the figure, 2 is a motor, 3 is a first stage reducer, 5 is a final stage reducer, 11 is a gear as a rotary meshing means, 12 is a rack as a linear meshing means, 8 is a torque limiter,
9 is, for example, a drive wheel in which a metal wheel has a rubber lining,
Reference numeral 10 represents a rail. Further, 13 is an example of the driving force branching means, 13a is a timing pulley a, 13b is a timing pulley b, and 13c is a timing belt.

【0016】また、図3は本発明のレール走行移動体装
置の使用例であり、移動体14に雲台18を介してカメ
ラ17などを搭載し、プラント内に敷設されたレール上
を周囲の状態を点検しながら移動する。なお図示はして
いないが、移動体14は、レール10に配設されたトロ
リーまたは移動体14内に設置された蓄電池などから電
源の供給を受けると共に、レール10に配設されたフィ
ーダー線からの密結合無線、光伝送などにより制御信号
を受けて制御され、カメラ17の映像情報を送る。
FIG. 3 shows an example of use of the rail traveling moving body apparatus of the present invention. A camera 17 is mounted on the moving body 14 via a pan head 18, and the rails laid in the plant are surrounded by surroundings. Move while checking the condition. Although not shown, the moving body 14 is supplied with power from a trolley arranged on the rail 10 or a storage battery installed in the moving body 14, and also from a feeder line arranged on the rail 10. It is controlled by receiving a control signal by tightly-coupled wireless communication, optical transmission, etc., and sends the image information of the camera 17.

【0017】また、図4は本発明に関するレールとラッ
クとの関係を示す概略図である。図4に示すように、レ
ール10は、水平部(10a)、傾斜登坂部(10
b)、垂直登坂部(10c)からなる。登坂部分である
傾斜登坂部10bと垂直登坂部10cには、線状噛み合
い手段としてラック12がレール10に沿って取り付け
られている。
FIG. 4 is a schematic view showing the relationship between the rail and the rack according to the present invention. As shown in FIG. 4, the rail 10 includes a horizontal portion (10a) and an inclined climbing portion (10a).
b), consisting of a vertical slope (10c). Racks 12 are attached along the rails 10 as linear meshing means to the sloped climbing portion 10b and the vertical climbing portion 10c which are climbing portions.

【0018】次に動作について説明する。移動体14が
レールの水平部10a走行時には、モータ2の駆動力
は、初段減速機3、タイミングプーリ13a、タイミン
グベルト13c、タイミングベルト13b、トルクリミ
ッタ8を経て駆動輪9を駆動する。駆動輪9にはゴムの
ライニングが施されており、レール10との摩擦により
移動体14は走行する。レールの水平部10aにはラッ
ク12がなく、歯車11の半径rg は駆動輪9の半径r
t より小さいので、歯車11はレール10の上で空転す
る。この様子を図5に示す。このとき駆動輪9の回転
は、モータ2の回転を初段減速機3で1段減速した小減
速比のものとなるので、高速低トルクである。このた
め、水平走行では移動体14は高速で走行できる。
Next, the operation will be described. When the moving body 14 travels on the horizontal portion 10a of the rail, the driving force of the motor 2 drives the drive wheels 9 via the first stage speed reducer 3, the timing pulley 13a, the timing belt 13c, the timing belt 13b, and the torque limiter 8. The drive wheel 9 is provided with a rubber lining, and the moving body 14 runs due to friction with the rail 10. There is no rack 12 in the horizontal portion 10a of the rail, and the radius r g of the gear 11 is the radius r of the drive wheel 9.
Since it is smaller than t , the gear 11 idles on the rail 10. This is shown in FIG. At this time, the rotation of the drive wheels 9 has a small reduction ratio in which the rotation of the motor 2 is reduced by one stage by the first stage speed reducer 3, so that the rotation speed is low and the torque is high. Therefore, the mobile body 14 can travel at high speed in horizontal traveling.

【0019】次に、移動体14が水平走行から傾斜登坂
部10bまたは垂直登坂部10cにさしかかったときを
考える。登坂走行に入ると歯車11がレール10上のラ
ック12と噛み合う。この様子を図6に示す。このとき
モータ2の駆動力は、初段減速機3、終段減速機5を経
て歯車11を回転させる。一方、駆動輪9とレール10
は接しているので、タイミングプーリ13bと駆動輪9
との間に速度差が生じるが、これはトルクリミッタ8に
より吸収させる。このとき歯車11の駆動力は、モータ
2の駆動力を初段減速機3と終段減速機5で2段減速し
た大減速比のものになるので、低速高トルクである。よ
って、傾斜登坂部10bとレール垂直登坂部10cでの
登坂走行が低速ではあるが可能になる。なお、このとき
駆動輪9にはトルクリミッタ8で伝達可能な駆動力がか
かり、この分の駆動力は移動体の駆動を助けている。
Next, let us consider a case where the moving body 14 approaches the sloped uphill portion 10b or the vertical uphill portion 10c from the horizontal traveling. When going uphill, the gear 11 meshes with the rack 12 on the rail 10. This is shown in FIG. At this time, the driving force of the motor 2 causes the gear 11 to rotate through the first stage reduction gear 3 and the final stage reduction gear 5. On the other hand, drive wheel 9 and rail 10
Are in contact with each other, the timing pulley 13b and the drive wheel 9
There is a speed difference between and, but this is absorbed by the torque limiter 8. At this time, the driving force of the gear 11 has a large reduction ratio in which the driving force of the motor 2 is reduced by two stages by the first-stage reduction gear 3 and the final-stage reduction gear 5, and thus is a low-speed high-torque. Therefore, it is possible to perform the uphill traveling at the inclined uphill portion 10b and the rail vertical uphill portion 10c, although the traveling speed is low. At this time, the drive force that can be transmitted by the torque limiter 8 is applied to the drive wheels 9, and this drive force assists the drive of the moving body.

【0020】次に、移動体14が登坂走行から水平部1
0aにさしかかったときを考える。水平走行に入ると、
歯車11がレール10上のラック12からはずれて空転
する。モータ2の駆動力は、初段減速機3、タイミング
プーリ13a、タイミングベルト13c、タイミングプ
ーリ13b、トルクリミッタ8を経て駆動輪9を駆動し
ている。駆動輪9はレール10と接しているので、移動
体14は歯車11がラック12から外れると、再び高速
で走行する。
Next, the moving body 14 moves from the ascending slope to the horizontal portion 1
Consider the time when it approaches 0a. When entering horizontal running,
The gear 11 disengages from the rack 12 on the rail 10 and spins idle. The driving force of the motor 2 drives the drive wheels 9 through the first stage speed reducer 3, the timing pulley 13a, the timing belt 13c, the timing pulley 13b, and the torque limiter 8. Since the drive wheel 9 is in contact with the rail 10, the moving body 14 travels again at high speed when the gear 11 is disengaged from the rack 12.

【0021】以上のようにこの実施の形態1によれば、
水平走行では小減速比による高速低トルク、登坂走行で
は大減速比による低速高トルクで走行し、あらゆるレー
ルの敷設条件でも走行できる移動体を得る効果がある。
また、ラックは登坂部にしか必要でないので、低コスト
である。
As described above, according to the first embodiment,
In horizontal traveling, high speed and low torque due to a small reduction ratio and in low speed and high torque due to a large reduction ratio during uphill traveling, there is an effect of obtaining a moving body that can travel under all rail laying conditions.
Further, the rack is low in cost because it is necessary only for the climbing section.

【0022】実施の形態2.上記実施の形態1では、駆
動輪が1つの場合について説明したが、駆動輪が2つで
あっても良く、レールが左右にカーブして敷設されてい
る場合、さらに安定した走行を得ることができる。
Embodiment 2 FIG. In the first embodiment, the case where the number of drive wheels is one has been described, but the number of drive wheels may be two, and when the rails are laid so as to curve left and right, more stable traveling can be obtained. it can.

【0023】図7は本発明の実施の形態2によるレール
走行移動体装置の駆動系を示す構成図である。図7は図
2の移動体の駆動系の略図を真上から見た図に相当す
る。図において、図2と同一または相当の部分には同一
の符号を付し説明を省略する。また、図の左右方向が移
動体の前後(進行)方向、図の上下方向が移動体の左右
方向である。
FIG. 7 is a block diagram showing a drive system of a rail traveling mobile unit according to a second embodiment of the present invention. FIG. 7 corresponds to a schematic view of the drive system of the moving body of FIG. 2 as seen from directly above. In the figure, parts that are the same as or correspond to those in FIG. 2 are assigned the same reference numerals and explanations thereof are omitted. Further, the left-right direction of the figure is the front-back (traveling) direction of the moving body, and the up-down direction of the figure is the left-right direction of the moving body.

【0024】次に動作を説明する。図2と図7の違い
は、駆動輪9のかわりに駆動輪9aと駆動輪9bを取り
付けたことと、駆動輪が2つになったことに伴ってトル
クリミッタ8をトルクリミッタ8aとトルクリミッタ8
bの2つにしたことである。駆動輪9aと駆動輪9bは
移動体の左右に取り付けられており、歯車11は移動体
のほぼ中央に取り付けられている。移動体が、レールの
カーブ部を走行しているとき、駆動輪9aと駆動輪9b
には回転数の差が生じる。この回転数の差は、トルクリ
ミッタ8aとトルクリミッタ8bにより吸収される。一
方、歯車11は移動体のほぼ中央にあるため、レールが
カーブしていても回転数に大きな変化はない。このた
め、移動体はレールが左右にカーブしていても、支障無
く走行できる。
Next, the operation will be described. The difference between FIG. 2 and FIG. 7 is that the drive wheel 9a and the drive wheel 9b are attached instead of the drive wheel 9, and the torque limiter 8 is replaced by the torque limiter 8a and the torque limiter 8 due to the two drive wheels. 8
It is that it is two of b. The drive wheel 9a and the drive wheel 9b are attached to the left and right of the moving body, and the gear 11 is attached to substantially the center of the moving body. When the moving body is traveling on the curved portion of the rail, the drive wheels 9a and 9b are driven.
There is a difference in the number of rotations. This difference in rotational speed is absorbed by the torque limiter 8a and the torque limiter 8b. On the other hand, since the gear 11 is located almost at the center of the moving body, the rotation speed does not change significantly even if the rail is curved. For this reason, the moving body can travel without hindrance even if the rail curves right and left.

【0025】以上のようにこの実施の形態2によれば、
レールが左右にカーブしていても支障無く、安定性を保
って走行できる効果が得られる。
As described above, according to the second embodiment,
Even if the rail curves to the left and right, there is no problem and the effect of being able to run with stability is obtained.

【0026】実施の形態3.図8は、本発明の実施の形
態3によるレール走行移動体装置の回転噛み合い手段の
ばね取り付け部の側面図である。終段減速機5の出力軸
と同軸にアーム15が回動自在に取り付けられている。
アーム15の先端と移動体14の間にはばね16が張っ
てあり、ばね16はアーム15を中立位置に付勢してい
る。アーム15の先端には歯車11の軸が取り付けられ
ている。
Embodiment 3 FIG. FIG. 8 is a side view of the spring mounting portion of the rotary meshing means of the rail traveling mobile device according to the third embodiment of the present invention. An arm 15 is rotatably attached coaxially with the output shaft of the final stage reduction gear 5.
A spring 16 is stretched between the tip of the arm 15 and the moving body 14, and the spring 16 urges the arm 15 to the neutral position. The shaft of the gear 11 is attached to the tip of the arm 15.

【0027】次に動作について説明する。図で移動体1
4は右から左へ高速で水平走行しているとする。やがて
移動体14が登坂部へさしかかると歯車11がラック1
2に衝突する。このとき、歯車11の位相とラック12
の位相は一致しているとは限らないので、歯車11とラ
ック12はうまく噛み合うとは限らない。しかし噛み合
わなかった場合、ばね16がたわんでアーム15が終段
減速機5の軸まわりに回動し、歯車11の位相がラック
12に噛み合うまで変化する。このため歯車11はラッ
ク12に問題なく噛み合う。なお、ばね16は十分強い
ものにしておけば、移動体14の走行には支障はない。
Next, the operation will be described. Mobile unit 1 in the figure
4 is traveling horizontally from right to left at high speed. When the moving body 14 nears the slope, the gear 11 moves to the rack 1
Clash with 2. At this time, the phase of the gear 11 and the rack 12
Since the phases of 1 and 2 do not always match, the gear 11 and the rack 12 do not always mesh well. However, if they do not mesh, the spring 16 bends and the arm 15 rotates around the axis of the final stage reduction gear 5, and the phase of the gear 11 changes until it meshes with the rack 12. Therefore, the gear 11 meshes with the rack 12 without any problem. If the spring 16 is made sufficiently strong, the traveling of the moving body 14 will not be hindered.

【0028】以上のようにこの実施の形態3によれば、
ラックと歯車が噛み合い始める時、噛み合いが外れる時
の移動体への衝撃を小さくする効果が得られる。
As described above, according to the third embodiment,
When the rack and the gear start to mesh with each other, the effect of reducing the impact on the moving body when the mesh is disengaged can be obtained.

【0029】なお、上記実施の形態3では、ばね16は
つるまきばねにしたが、終段減速機5の軸と歯車11の
軸との間にアーム15に沿ってねじりコイルばねをとり
つけてもよい。
In the third embodiment, the spring 16 is a helical spring, but a torsion coil spring may be attached along the arm 15 between the shaft of the final reduction gear 5 and the shaft of the gear 11. Good.

【0030】実施の形態4.図9は本発明の実施の形態
4によるレール走行移動体装置の位置検出手段を示す概
略図である。ラック12の端部手前のレールには、移動
体の通過を検出する位置検出手段としてのドグ17が取
り付けられている。なお、移動体14にはドグ17と当
たるマイクロスイッチ(図示していない)が取り付けら
れている。
Fourth Embodiment FIG. 9 is a schematic diagram showing a position detecting means of a rail traveling mobile unit according to a fourth embodiment of the present invention. A dog 17 as a position detecting means for detecting passage of a moving body is attached to a rail in front of an end of the rack 12. A micro switch (not shown) that abuts the dog 17 is attached to the moving body 14.

【0031】次に動作について説明する。移動体14が
図9の右下から左へ走行すると考える。移動体14がラ
ック12に到達する直前に、移動体14のマイクロスイ
ッチがドグ17aに当たる。マイクロスイッチからの信
号は制御手段1に送られ、この信号によりモータ2の回
転数が下がり移動体は減速する。移動体14は減速した
状態で歯車11とラック12が当たるので、当たったと
きの衝撃が小さくなる。移動体14は減速した状態で所
定の距離走行すると、歯車11とラック12が完全に噛
み合うので、そこから制御装置1によりモータ2の回転
数が上がり増速して登坂する。
Next, the operation will be described. It is assumed that the moving body 14 travels from the lower right side to the left side in FIG. Immediately before the moving body 14 reaches the rack 12, the micro switch of the moving body 14 hits the dog 17a. The signal from the microswitch is sent to the control means 1, and the rotation speed of the motor 2 is lowered by this signal, and the moving body is decelerated. Since the gear 11 and the rack 12 hit the moving body 14 in a decelerated state, the impact when hitting becomes small. When the moving body 14 travels for a predetermined distance in a decelerated state, the gear 11 and the rack 12 are completely meshed with each other, so that the control device 1 increases the rotational speed of the motor 2 to accelerate the vehicle to climb a hill.

【0032】以上のようにこの実施の形態4によれば、
位置検出手段からの信号によってモータの回転数を制御
できるので、移動体のスムーズな走行を得る効果があ
る。
As described above, according to the fourth embodiment,
Since the number of rotations of the motor can be controlled by the signal from the position detecting means, there is an effect that the moving body can smoothly travel.

【0033】なお、上記実施の形態4ではマイクロスイ
ッチを用いたが、近接スイッチなどでもよい。
Although the micro switch is used in the fourth embodiment, a proximity switch or the like may be used.

【0034】実施の形態5.図10は本発明の実施の形
態5によるレール走行移動体装置の走行距離測定方法を
示すフローチャートである。なお図中の演算式の符号
は、lは走行距離、△lは走行距離の増分、nはモータ
に取り付けられたエンコーダが何回転したかカウントし
た値、nr はエンコーダが1回転に発するパルス数、k
h は初段減速機の減速比、kl は終段減速機の減速比、
t は駆動輪半径、rp は歯車ピッチ円半径、SWはマ
イクロスイッチをそれぞれ表している。
Embodiment 5. FIG. 10 is a flowchart showing a method for measuring a traveling distance of a rail traveling mobile device according to a fifth embodiment of the present invention. The symbols of the arithmetic expressions in the figure are as follows: 1 is a traveling distance, Δl is an increment of the traveling distance, n is a value obtained by counting the number of revolutions of an encoder attached to a motor, and n r is a pulse generated by the encoder for one revolution. Number, k
h is the speed reduction ratio of the first-stage reduction gear, k l is the reduction ratio of the final-stage reduction gear,
r t represents a driving wheel radius, r p represents a gear pitch circle radius, and SW represents a microswitch.

【0035】次に動作について説明する。図9におい
て、移動体14が右下から左へ向かってレールの水平部
10aを走行しているとする。このとき移動体14の走
行距離の増分Δlは、式(1)(図10ステップ1)に
より計算される。 △l=n/nr ×1/kh ×2π×rt ・・・・・・・・・(1) 移動体14の全走行距離lは、このΔlをスタート地点
から積算したものになる(ステップ2)。
Next, the operation will be described. In FIG. 9, it is assumed that the moving body 14 is traveling from the lower right to the left on the horizontal portion 10a of the rail. At this time, the increment Δl of the traveling distance of the moving body 14 is calculated by the equation (1) (step 1 in FIG. 10). △ whole traveling distance l of l = n / n r × 1 / k h × 2π × r t ········· (1) the moving body 14 is made to those obtained by integrating this Δl from the start point (Step 2).

【0036】次に、図9で移動体14がドグ17aを検
出し、マイクロスイッチがONになって登坂走行に移っ
たとする(ステップ3)。走行距離の増分Δlの演算式
は、式(2)(図10ステップ4)に切り替わる。 △l=n/nr ×1/kh ×1/kl ×2π×rp ・・・・(2) 以後、ラック12の部分を登坂しているとき、移動体1
4の全走行距離lはこのΔlをスタート地点からの積算
値に更に積算したものになる(ステップ5)。
Next, in FIG. 9, it is assumed that the moving body 14 detects the dog 17a, the micro switch is turned on, and the vehicle moves uphill (step 3). The arithmetic expression of the increment Δl of the traveling distance is switched to the expression (2) (step 4 in FIG. 10). △ l = n / n r × 1 / k h × 1 / k l × 2π × r p ···· (2) hereinafter, when a portion of the rack 12 is uphill, the moving body 1
The total running distance 1 of 4 is the value obtained by further adding this Δ1 to the integrated value from the start point (step 5).

【0037】次に、図9で移動体14がドグ17bを検
出し、マイクロスイッチがONになって再び水平走行に
移ると、走行距離の増分Δlの演算式は再び式(1)に
切り替わる。移動体14の全走行距離lはこのΔlをス
タート地点からの積算値に更に積算したものになる。
Next, when the moving body 14 detects the dog 17b in FIG. 9 and the micro switch is turned on to shift to the horizontal traveling again, the arithmetic expression of the increment Δl of the traveling distance is switched to the equation (1) again. The total traveling distance l of the moving body 14 is obtained by further adding this Δl to the integrated value from the start point.

【0038】以上のようにこの実施の形態5によれば、
走行中に減速比が変化しても、スタート地点からの全走
行距離が自動的に測定できる効果が得られる。
As described above, according to the fifth embodiment,
Even if the reduction gear ratio changes during traveling, the effect that the total traveling distance from the starting point can be automatically measured can be obtained.

【0039】なお、上記実施の形態5では、回転噛み合
い手段として歯車11を用いた場合を考えて、rp を歯
車のピッチ円半径としたが、他の手段を用いた場合に
は、それぞれ相当する値を用いるものとする。
In the fifth embodiment, r p is the pitch circle radius of the gear in consideration of the case where the gear 11 is used as the rotary meshing means. However, when other means is used, it corresponds respectively. The value to be used shall be used.

【0040】また、上記実施の形態5では、スタート地
点からの走行距離の積算値を測定するものとしたが、途
中にドグを設け、ドグと次のドグの間、またはドグとい
くつか先のドグとの間を1区画として番地を割り当て、
その番地内での走行距離を測定するものとしてもよい。
In the fifth embodiment, the integrated value of the traveling distance from the start point is measured. However, a dog is provided in the middle of the dog, and the dog is provided between the dog and the next dog, or a dog and a few points ahead. Assign a street address to the dog as one section,
It is also possible to measure the traveling distance within the address.

【0041】実施の形態6.図11は本発明の実施の形
態6によるレール走行移動体装置の制御系ゲインの調整
方法を示すフローチャートである。なお図中の演算式の
符号は、Imはモータ2の回転子の慣性であるローター
イナーシャ、Mは移動体の台車質量で、あとは式
(1)、(2)と同じである。また、図12はサーボモ
ータ制御系に用いるモータ部分のブロック図である。
Jはモータ及び負荷の慣性モーメントであり、この値は
モータから負荷までに存在する減速比kによって変化す
る。本実施の形態についての負荷は、移動体の質量とな
る。
Embodiment 6 FIG. FIG. 11 is a flowchart showing a method of adjusting a control system gain of a rail traveling mobile unit according to a sixth embodiment of the present invention. The symbols of the arithmetic expressions in the figure are the same as those in the equations (1) and (2), where Im is the rotor inertia which is the inertia of the rotor of the motor 2, M is the carriage mass of the moving body. FIG. 12 is a block diagram of a motor portion used in the servo motor control system.
J is the moment of inertia of the motor and the load, and this value changes depending on the reduction ratio k existing from the motor to the load. The load in this embodiment is the mass of the moving body.

【0042】次に動作について説明する。図9におい
て、移動体14が右下から左へ向かってレールの水平部
10aを走行しているとする。このときモータ2は駆動
輪9により移動体14を走行させている。モータ2から
負荷までの減速機としては、初段減速機3のみが存在し
ている。この場合、図12のモータ2及び負荷の慣性モ
ーメントJは、式(3)(図11のA)により求められ
る。 J=Im+(M×rt 2 )/kh 2 ・・・・・・・・・・・(3)
Next, the operation will be described. In FIG. 9, it is assumed that the moving body 14 is traveling from the lower right to the left on the horizontal portion 10a of the rail. At this time, the motor 2 drives the moving body 14 by the drive wheels 9. As the speed reducer from the motor 2 to the load, only the first stage speed reducer 3 exists. In this case, the moment of inertia J of the motor 2 and the load in FIG. 12 is obtained by the equation (3) (A in FIG. 11). J = Im + (M × r t 2) / k h 2 ··········· (3)

【0043】次に、図9で移動体14がドグ17aを検
出し、マイクロスイッチがONになって登坂走行に移っ
たとする。この場合、モータ2は歯車11により移動体
14を走行させており、モータ2から負荷までの減速機
としては、初段減速機3と終段減速機5が存在する。こ
の場合、図12のモータ2及び負荷の慣性モーメントJ
は、式(4)(図11のB)により求められる。 J=Im+(M×rp 2 )/(kh 2 ×kl 2 )・・・・・・(4) 式(3)と(4)に示すように、水平走行時と登坂走行
時では明らかにモータ制御に関する定数が異なる。
Next, in FIG. 9, it is assumed that the moving body 14 detects the dog 17a, the micro switch is turned on, and the vehicle goes uphill. In this case, the motor 2 causes the moving body 14 to travel by the gear 11, and as the speed reducer from the motor 2 to the load, there are the first stage speed reducer 3 and the final stage speed reducer 5. In this case, the moment of inertia J of the motor 2 and the load in FIG.
Is calculated by the equation (4) (B in FIG. 11). J = Im + (M × r p 2) / (k h 2 × k l 2) ······ (4) Equation (3) and as shown in (4), at the time of horizontal running time and uphill traveling Obviously, the constants related to motor control are different.

【0044】以上のようにこの実施の形態6によれば、
水平走行時と登坂走行時とで減速比が変化しても、自動
的にモータ制御系のゲインの値を変化させることがで
き、安定した走行ができる効果が得られる。なお、上記
実施の形態6では、回転噛み合い手段として歯車11を
用いた場合を考えて、rp を歯車のピッチ円半径とした
が、他の手段を用いた場合には、それぞれ相当する値を
用いるものとする。
As described above, according to the sixth embodiment,
Even if the reduction ratio changes between horizontal traveling and uphill traveling, the gain value of the motor control system can be automatically changed, and the effect of stable traveling can be obtained. In the sixth embodiment, r p is the pitch circle radius of the gear in consideration of the case where the gear 11 is used as the rotary meshing means, but when other means is used, the corresponding values are Shall be used.

【0045】なお、上記実施の形態1から6では、回転
噛み合い手段6として歯車11をあげたが、スプロケッ
トやタイミングプーリなどであってもよい。また、線状
噛み合い手段7としてラック12をあげたが、チェーン
やタイミングベルトであってもよい。さらに、駆動力分
岐手段4としてタイミングプーリ13a、タイミングプ
ーリ13b、タイミングベルト13cをあげたが、歯車
などであってもよい。
In the first to sixth embodiments, the gear 11 is used as the rotary meshing means 6, but a sprocket, a timing pulley or the like may be used. Further, although the rack 12 is given as the linear meshing means 7, a chain or a timing belt may be used. Furthermore, although the timing pulley 13a, the timing pulley 13b, and the timing belt 13c are given as the driving force branching means 4, a gear or the like may be used.

【0046】また、上記実施の形態1から6では、レー
ル走行移動体装置をプラント内の移動点検ロボットとし
て用いた場合を示したが、工場内の部品の移送、病院内
の検体の移送、事務所内の書類の移送、ディスプレイ、
玩具など他の用途に用いてもよい。
Further, in the above-mentioned first to sixth embodiments, the case where the rail traveling mobile device is used as the mobile inspection robot in the plant is shown. However, the transfer of parts in the factory, the transfer of samples in the hospital, the office work. Transfer of documents in the office, display,
It may be used for other purposes such as toys.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の実施の形態1によるレール走行移動
体装置を示す構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a rail traveling mobile device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の実施の形態1によるレール走行移動
体装置を示す概略図である。
FIG. 2 is a schematic diagram showing a rail traveling mobile unit according to the first embodiment of the present invention.

【図3】 本発明のレール走行移動体装置の使用例を示
すイメージ図である。
FIG. 3 is an image view showing an example of use of the rail traveling mobile unit of the present invention.

【図4】 本発明に関するレールとラックの関係を示す
説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a relationship between a rail and a rack according to the present invention.

【図5】 本発明の歯車とラックとの関係を示す説明図
である。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a relationship between a gear and a rack according to the present invention.

【図6】 本発明の歯車とラックとの関係を示す別の説
明図である。
FIG. 6 is another explanatory view showing the relationship between the gear and the rack of the present invention.

【図7】 本発明の実施の形態2によるレール走行移動
体装置を示す構成図である。
FIG. 7 is a configuration diagram showing a rail traveling mobile device according to a second embodiment of the present invention.

【図8】 本発明の実施の形態3によるレール走行移動
体装置の回転噛み合い手段のばね取り付け部を示す説明
図である。
FIG. 8 is an explanatory view showing a spring mounting portion of a rotary meshing means of a rail traveling mobile unit according to a third embodiment of the present invention.

【図9】 本発明の実施の形態4によるレール走行移動
体装置の位置検出手段を示す説明図である。
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a position detecting means of a rail traveling mobile unit according to a fourth embodiment of the present invention.

【図10】 本発明の実施の形態5によるレール走行移
動体装置の走行距離測定方法を示すフローチャートであ
る。
FIG. 10 is a flowchart showing a method for measuring a traveling distance of a rail traveling mobile device according to a fifth embodiment of the present invention.

【図11】 本発明の実施の形態6によるレール走行移
動体装置の制御ルーチンを示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing a control routine of a rail traveling mobile unit according to a sixth embodiment of the present invention.

【図12】 本発明の実施の形態6によるレール走行移
動体装置のモータのブロック線図である。
FIG. 12 is a block diagram of a motor of a rail traveling mobile unit according to a sixth embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 制御手段 2 モータ 3 初段減速機 4 駆動
力分岐手段 5 終段減速機 6 回転噛み合い手段 7 線状噛み
合い手段 8 トルクリミッタ 9 駆動輪 10a レール水平
部 10b レール傾斜部 10c レール垂直部 11
歯車 12 ラック 13a タイミングプーリ 13b タ
イミングプーリ 13c タイミングベルト 14 移動体 15 アー
ム 16 ばね 17 カメラ 18 雲台
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Control means 2 Motor 3 First stage reduction gear 4 Driving force branching means 5 Final stage reduction gear 6 Rotational meshing means 7 Linear meshing means 8 Torque limiter 9 Drive wheel 10a Rail horizontal part 10b Rail inclined part 10c Rail vertical part 11
Gear 12 Rack 13a Timing pulley 13b Timing pulley 13c Timing belt 14 Moving body 15 Arm 16 Spring 17 Camera 18 Pan head

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 レールの登坂部に設けられた線状噛み合
い手段と、前記レール上を移動する移動体に設けられた
モータと、このモータによって駆動される駆動輪と、前
記モータにより減速機を介して駆動される回転噛み合い
手段とを備え、前記レールの水平部走行時は前記駆動輪
で走行し、前記レールの登坂部走行時は前記線状噛み合
い手段と前記回転噛み合い手段との噛み合いで走行する
ことを特徴とするレール走行移動体装置。
1. A linear meshing means provided on an uphill portion of a rail, a motor provided on a moving body that moves on the rail, drive wheels driven by the motor, and a speed reducer by the motor. And a rotational meshing means driven via the driving wheel, the traveling wheel travels by the drive wheel when traveling in a horizontal portion of the rail, and travels by meshing between the linear meshing means and the rotating meshing means when traveling in an uphill portion of the rail. A rail traveling mobile device characterized by being.
【請求項2】 駆動輪はトルクリミッタを介して駆動さ
れることを特徴とする請求項1記載のレール走行移動体
装置。
2. The rail traveling mobile device according to claim 1, wherein the drive wheels are driven via a torque limiter.
【請求項3】 回転噛み合い手段は移動体の走行方向に
移動自在に弾性体を介して移動体に支持されていること
を特徴とする請求項1または2記載のレール走行移動体
装置。
3. The rail traveling mobile device according to claim 1, wherein the rotary meshing means is movably supported in the traveling direction of the movable body by the movable body via an elastic body.
【請求項4】 移動体の走行を制御する制御装置と、前
記レールの水平部とレールの登坂部との境界部に設けら
れ、移動体の通過を前記制御装置に伝える位置検出手段
とを備えたことを特徴とする請求項1から3のいずれか
に記載のレール走行移動体装置。
4. A control device for controlling traveling of a mobile body, and position detection means provided at a boundary portion between a horizontal portion of the rail and an uphill portion of the rail, for transmitting a passage of the mobile body to the control device. The rail traveling mobile device according to any one of claims 1 to 3, wherein
【請求項5】 移動体の走行距離を演算式によって計測
すると共に、位置検出手段からの信号で、前記演算式を
切り替えることを特徴とする請求項4記載のレール走行
移動体装置。
5. The rail traveling mobile device according to claim 4, wherein the travel distance of the mobile body is measured by an arithmetic expression, and the arithmetic expression is switched by a signal from the position detecting means.
【請求項6】 制御装置は、レールの水平部走行時のモ
ータ制御系のサーボゲインと、レールの登坂部走行時の
モータ制御系のサーボゲインとを有し、位置検出手段か
らの信号で前記サーボゲインを選択できることを特徴と
する請求項4記載のレール走行移動体装置。
6. The control device has a servo gain of a motor control system when traveling on a horizontal portion of the rail and a servo gain of a motor control system when traveling on an ascending portion of the rail, and the servo gain is provided by a signal from a position detecting means. The rail traveling mobile device according to claim 4, wherein a servo gain can be selected.
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