JPS6243370A - 脚車輪形移動ロボツトの制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は脚車輪形移動ロボットの制御方法に関し、原子
炉格納容器内点検ロボット、難所点検用小形ロボット、
極限作業ロボット等に適用して有用なものである。

く従来の技術〉 従来、この種のロボットは一般に使われていない。また
構盤のようなものはあったとしても実用規模のものはな
く、更に、脚による本体の移動で生じる補助輪の拘束や
すベクが問題点上して取シ上げられていない。第２図（
ａ）、伽）及び第３図（ａ）、　（ｂ）により、従来の
制御方法による、４脚を持つ脚車輪形移動ロボットの脚
による移動動作を説明する。第２１１（ａ）。

（ｂ）は鉛直移動動作例を示し、第３図（ａ）、　Ｏ）
）は水平（前後）移動動作例を示す。こｎらの図中、ｌ
は移動ロボットの本体、１１は左前補助輪、１２はＥ前
下腿、１３は左前上腿、２１は圧後補助輪、２２はと後
下騙、２３は左後上腿、１００は地面、θｆ、とｅ（、
は左前脚（！：斤前補助輪のなす角、θｆ１とθｆ３は
左後脚とル後補助輪のなＴ＊、　Ｒ（は左前補助輪の半
径、Ｒ。

は方後補助輪の半径％ｔ１は関節間距離ｓ１Ｍは車軸間
距離である。“ 今、第２図（ａ）の状態から第２図伽）の状態へ、ロボ
ット本体ｌが鉛直移動すると、ロボット本体ｌの移動に
つれて、脚と車輪のなす角は、前ではθｆ、からθｆ意
へ、また後ではθ１．からθｊｌへ心そｎぞれ変化する
。脚先補助輪１１゜２１の半径をそれぞれＲｆ、Ｒ，と
すると、Ｃ）から伽）への移動ｌζ伴って補助輪が回転
し、前補助輪１１はｔｆ、後補助輪２１は４移動する。

ここでｔｆ、　ｔｒ　　は次式で表わされる。

ｔｆ−Ｒｒ（θｆｔ−＃ｆｓ） １１−　Ｒｒ　（’ｒ＊　−Ｉｔｓ　）しかし一般には Δｔ−ｔ（−ｔｒ”ｘ；。

であるので１位置制御を行えばΔｔだけ補助輪１１，２
１の車軸間距離を縮める方向に移動する力が働く。そこ
で、地面１００と補助輪１１，２１との摩擦が小さけれ
ば車輪はすべり、大きい場合は脚の関節に拘束力として
働いて、移動効率を著しく低下させ、さらにこれらを破
損Ｔる場合もある。

一方、第３図（１）の状態から第３図伽）の状態へ、ロ
ボット本体ｌが水平移動すると、第２図伽）、（ｂ）と
同様、前補助輪１１４１ｔ（、後補助輪２１はｔｒ移動
Ｔる。しかし、車軸間距離ｔ８と関節量販［４が等しく
ない場合は １（笑１ｒ であシ、Δ１＝０とならない。そのため１位置制御を行
えばΔｔだけ補助輪１１，２１の車軸間距離を縮める方
向に移動する力が働く。

そこで、第２図（＝１）、　（ｂ）の例と同様の現象が
生じる。

〈発明が解決しようとする問題点〉 本発明は上述した従来技術に鑑み、脚の動きに伴う車輪
の回転で生ずる移動による、すべりや拘束を防ぐことが
できる制御方法を提供することを目的上する。

く問題点を解決するための手段〉 上記目的を達成する本発明ｌこよる制御方法は、３本以
上の脚を持ち、各脚先に車輪を有する脚車輪形移動ロボ
ット−こおいて、脚による本体の移動で生じる脚先補助
車輪のころがりを、車輪が外力ｉこよ〕自由に回転でき
るようにして、拘束を防止する方法である。

く作　　　用〉 車輪を外力により容易に回転できるようにすることによ
り、脚の動きに伴う車輪の回転で生ずる移動によるすべ
りや拘束が生じない。

また、制御上の誤差による拘束も防止される。

但し、傾斜面で重力により移動してしまう危険性がある
場所では、拘束を生じないような一軸以上の補助輪にプ
レー中をかけてこれを防止Ｔる。

く実　施　例〉 第１図に、本発明による制御方法を適用する一実施例と
しての脚車輪形移動ロボットの外観を示す。第１図中、
ｌは移動ロボット本体、２は右駆動輪、１１は左前補助
輪、１２は右前上膳、１３は左前上＠、２１は左後補助
輪、２２は左後下腿、２３は左後上腿、３１は右前補助
輪、３２は右前上膳、３３は右前上膳である。但し、右
駆動輪、右後補助輪、右後下腿及び右後上腿は、ロボッ
ト本体ｌのかけになっていて第１図では見えない。

第１図に示す移動ロボットは４本の脚を持ち、各脚は上
様、下腿、補助輪で構成さｎている。ロボット本体ｌと
各上腿、各上腿と各下腿はそれぞれ関節機構でつながれ
ている。

各脚はｘａｚ平面上を二次元的に運動する。

脚先の補助輪４個と、左右一対の駆動輪は、全て独立に
回転が制御でき、またそｎらの回転角も内蔵された角度
検出器で随時測定できる。また、関節、車輪のプレー中
も軸ごと個個に操作可能である。これら６個の車輪を制
御することにより平面走行を行うことができる。また、
車輪で走行不可能な障害物は脚と車輪の動作を併用して
乗〕越えることができる。

〈発明の効果〉 本発明方法によれば、複雑な制御や機構を使用せずに、
脚車輪形移動ロボットの脚動作による車輪回転に伴う拘
束やすべりを防ぐことができる。

また本発明方法によれば、上記脚動作による車輪回転に
伴う拘束以外に、制御上の誤差による拘束も防止するこ
とができ、効率向上のだめに極めて有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による制御方法を適用する脚車輪形移動
ロボットの一実施例の外観図、第２図（ａ）、　（ｂ）
は従来方法の４脚を持つ脚車輪形移動ロボットの脚によ
る鉛直移動動作例の説明図、第３図（ａ）、　（ｂ）は
同じく脚による前後移動動作例の説明図である。 図面中、ｌは移動ロボット本体％　２は駆動輪、１１．
２１．３１は補助輪、１２，２２．３２は下腿、１３，
２３，３３は上腿である。 特許用原人 三菱重工業株式会社 復代理人

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ３本以上の脚を持ち、各脚先に車輪を有する脚車輪形移
   動ロボットにおいて、脚による本体の移動で生じる脚先
   補助車輪のころがりを、車輪が外力により自由に回転で
   きるようにして、拘束を防止する制御方法。