JPS6038240B2 - 自走台車 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、互いに直角な方向（以下、Ｘ，Ｙ方向と言う
）およびその中間方向に自在に走行でき、例えば、記録
ペンを搭載すれば、任意の図形、文字等を作図できるし
、溶接トーチやガス切断トーチを搭載すれば、任意形状
の溶接やガス切断を行うことができる自走台車に関する
。

〔従来技術の問題点〕

従来の自走台車においては、走行方向の変換を行う場合
、ある大きさの回転半径にて円弧を描きながら、該走行
方向の変換を行わざるを得なかったので、その走行の軌
跡を細かく変化することはできないと言う欠点があった
。

〔発明の目的〕

本発明は、前記従来の欠点を解消するべくなされたもの
で、ある一点から、円弧を描くことなく、直ちに×方向
、Ｙ方向およびその中間方向に進むことができ、これに
より、その走行の軌跡を非常に細かく変化することがで
きる自走台車を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

前記目的を達成する本発明による自走台車は、車体と、
この車体に、あらゆる方向に回転自在に支持された少な
くとも３つ以上の球状の車輪と、前記車体に回転自在に
支持され、かつ互いに直角をなす方向にて、前記車輪に
外接された×ローフおよびＹローラと、前記Ｘローラお
よびＹローラを、互いに独立に駆動回転させる駆動装置
とを有してなるものである。

〔実施例の説明〕

第１図ないし１０図は、本発明による自走台車に記録ペ
ンを搭載することにより、自走式ＸＹブロックを構成し
た実施例を示す。

第３図（底面図）によく示されるように、台車Ａの車体
１の底部を構成する底板ｌａの四隅付近には、それぞれ
車輪孔２が設けられている。

そして、第２図および第４図に示されるように、前記４
つの車輪孔２付近には、それぞれ底板ｌａおよび取付板
３に取り付けられた状態で、球受け支持材４が設置され
ている。なお、前記取付板３は、底板ｌａの上方におい
て車体１に取り付けられている。前記各球受け支持材４
には、３つの球受け５，６，７が、互いに直角をなすよ
うにして取り付けられている。

前記各球受け５，６，７には、車輪支持球８，９，１０
があらゆる方向に回転自在に支持されており、これらの
球８，９，１０は球状の車輪１１‘こ外接されている。
そして、前記各車輪１１は、底板ｌａに取り付けられた
車輪脱落防止板１２，１３により、車体１から脱落しな
いようにされている。この結果、車体１に、前記４つの
球状の車輪１１が、あらゆる方向に回転自在に支持され
ている。

なお、前記各車輪１１は、その一部を車輪孔２から本体
１の外部へ突出されている。第２図および第４図に示さ
れるように、前記底板ｌａには、軸受け１４を介して２
本のＸローフ軸１５が回転自在に支持されるとともに、
軸受け１６を介して２本のＹローラ軸１７が回転自在に
支持されている。

ここで、前記２本のＸローラ軸１５同士および２本のＹ
ローラ軸１７同士は、それぞれ互いに平行とされており
、また、Ｘローフ軸１５とＹローラ髄１７とは互いに直
角とされている。前記各Ｘローラ軸１５には、それぞれ
２つのＸローラ１８が固着されており、これらのＸロー
フ１８はそれぞれ車輪１１の１つに外姿されている。

同様にして、、前記各Ｙローラ軸１７には、それぞれ２
つのＹローラ１９が固着されており、これらのＹローラ
１９もそれぞれ車輪１１の１つに外接されている。これ
により、前記４つの車輪１１には、いずれもＸローラ１
８およびＹローフ１９が１つずつ外装されている。前記
底板ｌａには、２つのＸパルス・モータ２０が取り付け
られており、これらのモータ２川まそれぞれ減速機２１
を介してＸローラ軸１５を駆動するようになっている。

また、前記底板ｌａには、２つのＹパルス・モ−夕２２
が取り付けられており、これらのモータ２２はそれぞれ
減速機２３を介してＹローラ軸１７を駆動するようにな
っている。第１図、３図、５図に示されるように、本体
１の上面を構成する天井板ｌｂおよび取付板３には、２
本の横断面コの字状のガイド・レール２５が、互いに対
向された状態で、走行面に対して垂直方向に取り付けら
れている。

これらのガイド・レール２５には、ベン支持板２６が移
動自在に隊合されており、このペン支持板２６には取付
具２７を介してペン２８が着脱自在に取り付けられると
ともに、台車Ａの走行面３川こ対して水平方向にスライ
ド・バー２９が取り付けられている（第５図参照）。な
お、前誌ペン２８は、底板ｌａ、取付板３、天井板ｌｂ
にそれぞれ設けられたペン孔３９，４０，４１を貫通す
ることにより、前記底板ｌａ、敬付板３および天井板ｌ
ｂにその昇降を妨げられないようになている。

第５図に示されるように、前記取付板３には、ペン・モ
ータ３１および減速機３２が取り付けられており、ベン
・モ−夕３１の回転軸は減速機３２の入力軸に接続され
ている。

前記減速機３２の出力軸３２ａの一端部には、アーム３
３の一端が固着されており、このアーム３３の池端部に
は、スラィダ３４が回動自在に結合されている。そして
、このスライダ３４はスライド・バー２９に移動自在に
鉄合されている。したがって、前記アーム３３、スライ
ダ３４およびスライド・バー２９は、減速機３２の出力
軸３２ａの回転運動をペン支持板２６の直線運動（昇降
運動）に変換するクランク機構を構成している。第６図
および７図に示されるように、前記減速機３２の出力軸
３２ａの他織部には、レバー３６の一端部が固着されて
おり、このレバー３６の他端部は、同レバー３６の回動
角度に応じてマイクロ・スイッチ３７，３８をオンする
ようになっている。

なお、前記マイクロ・スイッチ３７，３８は、取付板３
に取付臭（図示せず）を介して取り付けられている。本
実施例の機械的構成は以上のようになっているので、Ｘ
パルス・モータ２０のみが回転されると、この回転が減
速機２１、Ｘローラ鞠１５および×ローラ１８を介して
４つの車輪１１に伝達されるので、同車輪１１は回転軸
をＹ方向として回転される。

したがって、Ｘパルス・モータ２０にのみ１パルスが入
力され、同モータ２０がステップ角回転すると、台車Ａ
はＸ方向（十×方向または一×方向）に、前記ステップ
角に対応するある一定距離、すなわち１ステップ移動す
る（第９図参照）。全く同様にして、Ｙパルス・モータ
２２にのみ１パルスが入力され、同モータ２２のみがス
テップ角（Ｘパルス・モータ２０のステップ角と同一角
とする）回転すると、この回転が減速機２３，Ｙローラ
軸１７およびＹローラ１９を介して４つの車輪１１に伝
達されるので、同車輪１１は回転軸をＸ方向として回転
され、台車ＡはＹ方向（十Ｙ方向または−Ｙ方向）に、
前記ステップ角に対応するある一定距離、すなわち１ス
テップ移動する。

また、Ｘパルス・モータ２０およびＹパルス・モータ２
２に同時に１パルスが入力されると、４つの車輪１ １
は回転軸を×，Ｙ方向に対し４５度の方向として回転さ
れるので、台車Ａは前記４５度の方向に移動される。

このように、台車Ａをある点から土×，Ｙ方向およびこ
れらの方向に対し４５度の方向の合計８方向に移動でき
るので、台車Ａの走行の軌跡を、非常に細かく変化する
ことができる。

一方、ベン・モータ３１をある方向に回転させることに
より、第５図において、減速機３２の出力軸３２ａを反
時計方向に回転させれば、アーム３３、スライダ３４お
よびスライド・バー２９からなる前記クランク機構によ
り、ベン支持板２６がペン２８とともに上昇される。

また、ベン・モータ３１を逆方向に回転すれば、ベン支
持板２６はペン２８とともに下降する。したがって、ベ
ン・モータ３１の回転により、ベン２８を走行面３０に
接触させたり、接触面３０から離間させたりすることが
できる。なお、本実施例では、第７図のように、レバー
３６がマイクロ・スイッチ３７，３８に接触し、同スイ
ッチ３７，３８をそれぞれオンすると、ベン・モータ３
１の回転が停止されるようになっており、これにより、
ベン２８の上限位置および下限位置が正確に規定される
。

以上のように台車Ａの走行の軌跡を非常に細かく変化す
ることができること、およびペン２８を昇降できること
から、台車Ａの走行およびペン２８の昇降を適当に制御
すれば、ベン２８により走行面３０上に任意の図形や文
字等を描かせることができる。

第８図は本実施例における台車Ａの走行およびペン２８
の昇降を制御する制御系統のブロック図を示す（なお、
このブロック図に示されている要素は、いずれも車体１
に取り付けられているが、このうち、要素４２〜４８は
、他の図においては図示を省略している）。

４２はマイクロ・プロセッサからなる中央処理袋贋であ
る。

４３はキー入力装置であり、遠隔操作によらないで、こ
のＸＹプロッタに作図を行わせる場合は、このキー入力
袋贋４３により、中央処理装置４２に作図命令およびデ
ータを入力するようになっている。

４４は受信回路であり、外部コンピュータ等の外部装置
からの遠隔操縦により、このＸＹプロッタに作図を行わ
せる場合は、この受信回路４４が、前記外部袋贋から電
波や光等により送られてくる作図命令やデータを受信し
、それを中央処理装贋４２に入力する。

４５はメモリであり、前記作図命令およびデー外こ基づ
いて、図形や文字等を作図するに必要なプログラムを格
納されている。

そして、中央処理菱魔４２は、前記作図命令およびデー
タを入力されると、前記プログラムを実行することによ
り、Ｘモータ駆動回路４６、Ｙモータ駆動回路４７およ
びペン・モータ駆動回路４８に、前記作図命令およびデ
ータに対応するインクリメンタル信号ａ，ｂおよびペン
昇降信号ｃを送出し、前記駆動回路４６，４７，４８に
、Ｘパルス・モータ２０，Ｙパルス・モータ２２および
ペン・モータ３１をそれぞれ駆動させる。この結果、前
記作図命令およびデータに従って、台車Ａが順次Ｘ，Ｙ
方向およびこれらに対し４５度の方向に移動されるとと
もに、ベン２８が走行面３川こ嬢離され、走行面３０上
に、前記作図命令およびデータに対応する図形や文字等
が、例えば第１０図に示されるように描かれる。

なお、このＸＹブロッタでは、台車Ａが自走し、この台
車Ａの走行面３０上に作図がなされるので１、ゆ 作図
面の面積に制限がない。

‘ｂ｝ 紙以外の面にも作図できる。

【ｃ’少々凹凸がある面にも作図できる。

等の大きな利点が得られる。

また、前記実施例では、台車Ａの位置をオープン・ルー
プで制御しているが、さらに正確な作図を行うには、台
車Ａに、同台車Ａの位置を検出する位置検出手段を搭載
し、この位置検出手段の出力に基づいて、台車Ａの位置
をクローズド・ループにより制御すれば、さらに正確な
作図を行うことができる。

なお、前記位置検出手段としては、例えば、第１０図に
示されるような発生源４９，５０から到来する電波、超
音波または光等により、それらの発生源４９，５０に対
する自己の位置を検出するもの等が考えられる。

また、前記実施例は、本発明を自走式ＸＹプロッ夕の台
車に適用した例であるが、本発明は、溶接トーチやガス
切断ト−チを搭載する台車等、その他の種々の台車にも
適用できることは言うまでもない。

また「前記実施例では、台車の駆動源としてパルス・モ
ータを使用したいるが、本発明においては、駆動源とし
て、サーボ・モータ等の他の種の駆動源も使用できるこ
とも言うまでもない。

また、ＸローラとＹローラの回転速度の比を変化できる
ようにすれば、台車を前記８方向のみならず、あらゆる
方向に移動させることができることも言うまでもない。
また、前記実施例では、球状の車輪の数を４つとしてい
るが、本発明においては、球状の車輪の数は４つに限ら
れることはなく、３つ以上の適当な数とすることができ
る。

また、前記実施例では、全ての車輪を駆動しているが、
一部の車輪のみを駆動するようにしてもよい。

〔発明の効果〕

以上のように本発明による自走台車は、ある一点から、
円弧を描くことなく、直ちにＸ方向、Ｙ方向およびその
中間方向に進むことができるので、その走行の軌跡を非
常に細かく変化することができるという優れた効果を得
られるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による目走台車の−実施例を示す斜視図
、第２図は前記実施例における走行系を示す水平断面図
、第３図は前記実施例を示す底面図、第４図は第２図の
Ｗ−Ｗ線における断面図、第５図は第３図のＶ−Ｖ線に
おける断面図、第６図は前記実施例においてペンの上限
、下限を規定するりミッタ機構を示す側面図、第７図は
前記リミッタ機構を示す正面図、第８図は前記実施例に
おいて台車の走行およびペンの昇降を制御する制御系統
を示すブロック図、第９図は前記実施例における台車の
走行方向を示す説明図、第１０図は前記実施例の動作を
示す説明図である。 Ａ・・・台車、１…車体、１１・・・車輪、１８・・・
Ｘローラ、１９…Ｙローラ、２０…Ｘパルス・モータ、
２１・・・減速機、２２・・・Ｙパルス・モータ、２３
・・・減速機。 第４図 第７図 第１図 第２図 第３図 第５図 第６図 第８図 第１０図 第９図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 車体と、この車体に、あらゆる方向に回転自在に支
   持された少なくとも３つ以上の球状の車輪と、前記車体
   に回転自在に支持され、かつ互いに直角をす方向にて、
   前記車輪に外接されたＸローラおよびＹローラと、前記
   Ｘローラおよび前記Ｙローラを、互いに独立に駆動回転
   させる駆動装置とを有してなる自走台車。