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公開番号2021066393
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210430
出願番号2019195027
出願日20191028
発明の名称移動体
出願人パナソニックIPマネジメント株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類B62D 61/10 20060101AFI20210402BHJP(鉄道以外の路面車両)
要約【課題】様々な高さの段差に対応することができる移動体を提供する。
【解決手段】移動体10は、移動方向の前方に位置する段差を乗り越えて移動する移動体である。移動体10は、段差に関する段差情報を取得する取得部22と、移動方向に沿って並んだ3つの車輪を一対有するロッカーボギー機構であって、移動方向における3つの車輪の間隔、及び、3つの車輪が接続された3つの脚部の長さを調整可能なロッカーボギー機構と、取得された段差情報に基づいて、段差を乗り越えるために必要な、3つの車輪の間隔、及び、3つの脚部のうち前方側の2つの脚部の長さを算出し、算出結果を出力する算出部23とを備える。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項1】
移動方向の前方に位置する段差を乗り越えて移動する移動体であって、
前記段差に関する段差情報を取得する取得部と、
前記移動方向に沿って並んだ3つの車輪を一対有するロッカーボギー機構であって、前記移動方向における前記3つの車輪の間隔、及び、前記3つの車輪が接続された3つの脚部の長さを調整可能なロッカーボギー機構と、
取得された前記段差情報に基づいて、前記段差を乗り越えるために必要な、前記3つの車輪の間隔、及び、前記3つの脚部のうち前方側の2つの脚部の長さを算出し、算出結果を出力する算出部とを備える
移動体。
続きを表示(約 1,300 文字)【請求項2】
前記ロッカーボギー機構は、
前記2つの脚部と、前記2つの脚部が接続される前記移動方向に延在するボギーリンク本体とを含むボギーリンクと、
前記3つの脚部のうち後方側の1つの脚部と、当該1つの脚部及び前記ボギーリンクを接続する前記移動方向に延在するロッカーリンク本体とを含むロッカーリンクとを有し、
少なくとも前記2つの脚部及び前記ボギーリンク本体は、伸縮機構を有し、
前記3つの車輪の間隔、及び、前記2つの脚部の長さは、前記伸縮機構を用いて調整される
請求項1に記載の移動体。
【請求項3】
前記ロッカーボギー機構は、
前記2つの脚部と、前記2つの脚部が着脱自在に接続される前記移動方向に延在するボギーリンク本体とを含むボギーリンクと、
前記3つの脚部のうち後方側の1つの脚部と、当該1つの脚部及び前記ボギーリンクを接続する前記移動方向に延在するロッカーリンク本体とを含むロッカーリンクとを有し、
前記3つの車輪の間隔、及び、前記2つの脚部の長さは、少なくとも前記ボギーリンクに対する前記2つの脚部の接続位置が手動で変更されることにより調整される
請求項1に記載の移動体。
【請求項4】
さらに、出力された前記算出結果として、前記接続位置を提示する提示部を備え、
前記提示部は、前記ボギーリンクに設けられる
請求項3に記載の移動体。
【請求項5】
さらに、出力された前記算出結果を提示する提示部を備える
請求項1〜3のいずれか1項に記載の移動体。
【請求項6】
さらに、出力された前記算出結果に基づいて、前記3つの車輪の間隔、及び、前記3つの脚部の長さを自動調整する駆動部を備える
請求項1または2に記載の移動体。
【請求項7】
さらに、前記段差に関するセンシングを行うセンサを備え、
前記取得部は、前記センサから前記段差情報を取得する
請求項1〜6のいずれか1項に記載の移動体。
【請求項8】
さらに、ユーザの前記段差情報の手動入力を受け付ける入力受付部を備え、
前記取得部は、手動入力された前記段差情報を取得する
請求項1〜6のいずれか1項に記載の移動体。
【請求項9】
前記3つの車輪には、前記2つの脚部に接続される前輪及び中間輪、並びに、後輪が含まれ、
前記段差情報には、前記段差の高さh、及び、前記段差の手前の踏面の前記移動方向における長さeが含まれ、
前記前輪と前記中間輪との間隔をa、前記2つの脚部の長さのそれぞれをb、中間輪と後輪との間隔をc、前記3つの車輪のそれぞれの半径をd、前記前輪が段差の上面に接地し、かつ、前記中間輪が前記踏面に接地しているときに前記前輪の中心及び前記中間輪の中心を結ぶ仮想線と前記段差の側面がなす角をθとすると、前記算出部は、以下の式1及び式2を満たすように、前記3つの車輪の間隔、及び、前記3つの脚部のうち前方側の2つの脚部の長さを算出する
請求項1〜8のいずれか1項に記載の移動体。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、移動体に関する。
続きを表示(約 5,000 文字)【背景技術】
【0002】
従来、移動体に関する様々な技術が提案されている。特許文献1には、惑星探査など凹凸のある不整地で使用される、6輪のロッカーボギーサスペンションを備えた車輪型移動車が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2014−168971号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上記6輪のロッカーボギーサスペンションのように6輪ロッカーボギー機構を有する移動体は、段差を乗り越えて移動することができるが、段差の高さなどによっては段差と移動体とが干渉し、段差を乗り越えることができない場合がある。
【0005】
本発明は、様々な高さの段差に対応することができる移動体を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の一態様に係る移動体は、移動方向の前方に位置する段差を乗り越えて移動する移動体であって、前記段差に関する段差情報を取得する取得部と、前記移動方向に沿って並んだ3つの車輪を一対有するロッカーボギー機構であって、前記移動方向における前記3つの車輪の間隔、及び、前記3つの車輪が接続された3つの脚部の長さを調整可能なロッカーボギー機構と、取得された前記段差情報に基づいて、前記段差を乗り越えるために必要な、前記3つの車輪の間隔、及び、前記3つの脚部のうち前方側の2つの脚部の長さを算出し、算出結果を出力する算出部とを備える。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、様々な高さの段差に対応することができる移動体が実現される。
【図面の簡単な説明】
【0008】
図1は、実施の形態1に係る移動体の外観斜視図である。
図2は、実施の形態1に係る移動体の機能構成を示すブロック図である。
図3は、ボギーリンク本体と脚部との接続機構(調整機構)の一例を示す図である。
図4は、実施の形態1に係る移動体の動作例のフローチャートである。
図5は、表示部による画像の表示例を示す図である。
図6は、3つの車輪の間隔、及び、前方側の2つの脚部の長さの具体的な算出方法を説明するための第1の図である。
図7は、3つの車輪の間隔、及び、前方側の2つの脚部の長さの具体的な算出方法を説明するための第2の図である。
図8は、実施の形態2に係る移動体の機能構成を示すブロック図である。
図9は、発光提示部の具体的態様を示す図である。
図10は、実施の形態3に係る移動体の機能構成を示すブロック図である。
図11は、伸縮機構の一例を示す図である。
図12は、実施の形態3に係る移動体の動作例のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【0010】
なお、各図は模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付し、重複する説明は省略または簡略化される場合がある。
【0011】
(実施の形態1)
[移動体の構造]
まず、実施の形態1に係る移動体の構造について説明する。図1は、実施の形態1に係る移動体の外観斜視図である。
【0012】
図1に示される、実施の形態1に係る移動体10は、物品の搬送などに使用される自律移動ロボットである。移動体10は、例えば、建築中の建物内において、当該建物に使用される内装材を搬送するために使用される。内装材は、例えば、載置台11に載置される。移動体10は、載置台11に計測器が載置されることにより、計測装置として使用されてもよい。移動体10は、具体的には、載置台11と、センサ12と、タッチスクリーン13と、ロッカーボギー機構14とを備える。
【0013】
載置台11は、移動体10によって搬送される物品が載置される台座である。載置台11は、例えば、平面視形状が矩形の板状の部材である。載置台11は、載置台11の下面の四隅に接続された柱状部材を介してロッカーボギー機構14によって支持される。載置台11は、例えば、ステンレスまたはアルミニウムなどの金属によって形成されるが、樹脂によって形成されてもよい。
【0014】
なお、後述のように、移動体10は、前方に位置する段差を乗り越えて移動することができる。ここで、移動体10は、段差を移動する際に載置台11が傾かないように、載置台11を常に水平に保つためのスタビライザー(例えば、ジャイロセンサなどのセンサを用いたスタビライザー)を有していてもよい。
【0015】
センサ12は、移動体10の周囲をセンシングする。後述のように、移動体10は、前方に位置する段差を乗り越えて移動することができ、センサ12は、例えば、移動体10の前方に位置する段差に関するセンシングを行う。センサ12は、例えば、レーザ光、赤外光、超音波などを用いた測距センサである。センサ12は、カメラまたは距離画像センサであってもよい。センサ12は、例えば、ロッカーボギー機構14の本体部15に接続される。
【0016】
タッチスクリーン13は、画像の表示機能、及び、ユーザのタッチ操作の入力を受け付ける機能を有するユーザインタフェース装置である。タッチスクリーン13は、例えば、載置台11の端部に取り付けられる。
【0017】
ロッカーボギー機構14は、6つの車輪を有するロッカーボギー機構であり、ロッカーボギー機構14の上方に位置する載置台11を移動させる。ロッカーボギー機構14は、本体部15と、本体部15の左側に自由関節によって接続される左側車輪ユニット15lと、本体部15の右側に自由関節によって接続される右側車輪ユニット15rとを備える。左側車輪ユニット15l、及び、右側車輪ユニット15rのそれぞれは、前輪16fと、中間輪16mと、後輪16rと、ボギーリンク17と、ロッカーリンク18とを備える。
【0018】
前輪16f、中間輪16m、及び、後輪16rのそれぞれは、回転することにより載置台11を移動させる。前輪16f、中間輪16m、及び、後輪16rは、後述の車輪駆動部によって回転駆動される駆動輪であるが、前輪16f、中間輪16m、及び、後輪16rの一部は、駆動輪でなくてもよい。前輪16f、中間輪16m、及び、後輪16rのそれぞれは、ゴムによって形成されるタイヤ、及び、鉄またはアルミニウムなどの金属などによって形成されるホイールによって実現される。
【0019】
ボギーリンク17は、ブラケット状(コ字状またはU字状)の構造体である。ボギーリンク17の前方側の端部には、前輪16fが回転可能に接続され、ボギーリンク17の後方側の端部には、中間輪16mが回転可能に接続される。ボギーリンク17は、例えば、ステンレスまたはアルミニウムなどの金属によって形成される。なお、ボギーリンク17は、V字状などのその他の形状であってもよい。
【0020】
ボギーリンク17は、具体的には、前後方向(言い換えれば、移動体10の移動方向)に延在する角柱状のボギーリンク本体17aと、上下方向を長手方向とする角柱状の脚部17fと、上下方向を長手方向とする角柱状の脚部17mを含む。脚部17fの上側の端部は、ボギーリンク本体17aの前方側の端部に接続され、脚部17fの下側の端部には、前輪16fが回転可能に接続される。脚部17mの上側の端部は、ボギーリンク本体17aの後方側の端部に接続され、脚部17mの下側の端部には、中間輪16mが回転可能に接続される。ボギーリンク本体17a、脚部17f、及び、脚部17mのそれぞれの形状は、角柱状に限定されず、円柱状などのその他の形状であってもよい。
【0021】
ロッカーリンク18は、ブラケット状(コ字状またはU字状)の構造体である。ロッカーリンク18の前方側の端部には、ボギーリンク17が自由関節を介して接続され、ロッカーリンク18の後方側の端部には、後輪16rが回転可能に接続される。なお、左側車輪ユニット15lのロッカーリンク18、及び、右側車輪ユニット15rのロッカーリンク18は、差動結合している。ロッカーリンク18は、例えば、ステンレスまたはアルミニウムなどの金属によって形成される。なお、ロッカーリンク18は、V字状などのその他の形状であってもよい。
【0022】
ロッカーリンク18は、具体的には、前後方向に延在する角柱状のロッカーリンク本体18aと、上下方向を長手方向とする角柱状の接続部18bと、上下方向を長手方向とする角柱状の脚部18rを含む。接続部18bの上側の端部は、ロッカーリンク本体18aの前方側の端部に接続され、接続部18bの下側の端部には、ボギーリンク本体17aの中心部が自由関節を介して接続される。脚部18rの上側の端部は、ロッカーリンク本体18aの後方側の端部に接続され、脚部18rの下側の端部には、後輪16rが回転可能に接続される。ロッカーリンク本体18a、接続部18b、及び、脚部18rのそれぞれの形状は、角柱状に限定されず、円柱状などのその他の形状であってもよい。
【0023】
なお、図示されないが、ボギーリンク17及びロッカーリンク18のそれぞれは移動体10の移動方向を変更するための機構を有していてもよい。
【0024】
[移動体の機能構成]
次に、このような移動体10の機能構成について説明する。図2は、移動体10の機能構成を示すブロック図である。
【0025】
図2に示されるように、移動体10は、センサ12と、タッチスクリーン13と、制御部19と、記憶部20と、車輪駆動部21とを備える。
【0026】
センサ12は、移動体10の周囲をセンシングする。センサ12は、例えば、レーザ光、赤外光、超音波などを用いた測距センサである。センサ12は、カメラまたは距離画像センサであってもよい。
【0027】
タッチスクリーン13は、入力受付部13a及び表示部13bを含む。入力受付部13aは、ユーザの手動入力(タッチ操作)を受け付ける。入力受付部13aは、例えば、静電容量方式のタッチパネルであるが、抵抗膜方式のタッチパネルであってもよい。
【0028】
表示部13bは、制御部19の制御に基づいて、画像を表示する。表示部13bは、例えば、液晶パネルまたは有機EL(Electro Luminescence)パネルなどの表示パネルである。
【0029】
制御部19は、センサ12のセンシング結果に基づいて車輪駆動部21を制御することにより、移動体10を移動させる。制御部19は、例えば、マイクロコンピュータによって実現されるが、プロセッサによって実現されてもよい。制御部19は、取得部22及び算出部23を有する。
【0030】
記憶部20は、制御部19が実行する制御プログラムなどが記憶される記憶装置である。記憶部20は、例えば、半導体メモリなどによって実現される。
(【0031】以降は省略されています)

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