(57)【要約】【課題】移動方向を変更する際、水平方向の向きをスムーズに変更できるように構成された移動体を提供する。【解決手段】本発明に係る移動体は、基体１０と、基体の前側下部に設けられた左右の前側車輪２１Ｌ，２１Ｒと、基体の後側下部に設けられた左右の後側車輪２２Ｌ，２２Ｒと、基体に設けられて移動体の前側又は後側を昇降させる昇降装置４０と、制御手段とを備え、昇降装置は、上下方向に伸縮する伸縮手段と、伸縮手段の先端側に設けられて移動対象面（床面Ｆ）上を転動可能に構成された転動体４５とを備え、制御手段が、昇降装置の伸縮手段を伸長させて転動体を移動対象面に押し付けるとともに前側車輪及び後側車輪のうちの一方の車輪を移動対象面から浮かせた状態で、移動対象面に接触している他方の左右の車輪を互いに反対方向に回転させることによって、移動体の水平方向の向きを変更するように構成された。【選択図】図４
2020154398.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動対象面上を移動可能に構成された移動体であって、
基体と、
基体の前側下部に設けられた左右の前側車輪と、
基体の後側下部に設けられた左右の後側車輪と、
左右の前側車輪及び左右の後側車輪のうちの少なくとも一方の左右の車輪の駆動源と、
基体に設けられて移動体の前側又は後側を昇降させる昇降装置と、
制御手段とを備え、
昇降装置は、上下方向に伸縮する伸縮手段と、伸縮手段の先端側に設けられて移動対象面上を転動可能に構成された転動体とを備え、
制御手段が、昇降装置の伸縮手段を伸長させて転動体を移動対象面に押し付けるとともに前側車輪及び後側車輪のうちの一方の車輪を移動対象面から浮かせた状態で、移動対象面に接触している他方の左右の車輪を互いに反対方向に回転させることによって、移動体の水平方向の向きを変更するように構成されたことを特徴とする移動体。
【請求項２】
昇降装置が、基体の前側に設けられて移動体の前側を昇降可能に構成され、
左の後側車輪の移動対象面との接触面の中心点と、右の後側車輪の移動対象面との接触面の中心点と、転動体の移動対象面との接触面の中心点とが、移動体の水平方向の向きを変更する際の移動体の回転中心線を中心とする１つの円弧上に位置するように構成されたことを特徴とする請求項１に記載の移動体。
【請求項３】
昇降装置が、基体の後側に設けられて移動体の後側を昇降可能に構成され、
左の前側車輪の移動対象面との接触面の中心点と、右の前側車輪の移動対象面との接触面の中心点と、転動体の移動対象面との接触面の中心点とが、移動体の水平方向の向きを変更する際の移動体の回転中心線を中心とする１つの円弧上に位置するように構成されたことを特徴とする請求項１に記載の移動体。
【請求項４】
昇降装置の伸縮手段を、移動体の回転中心線と平行を維持しながら当該回転中心線に沿った上下方向に移動させるためのガイド部を備えたことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動対象面上を移動可能に構成された移動体に関する。
【背景技術】
【０００２】
移動体として、移動方向を変更する際、左右の駆動輪を互いに逆回転させることで水平方向の向きを変更するように構成された移動体（自律走行装置）が知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２６５８０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された移動体では、従輪（非駆動輪）が床面等の移動対象面に接触した状態で移動体の向きを変更するように構成されているため、移動方向を変更する際、従輪と移動対象面との接触抵抗のため、スムーズに移動体の水平方向の向きを変更することができないという課題があった。
本発明は、移動方向を変更する際、水平方向の向きをスムーズに変更できるように構成された移動体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る移動体は、移動対象面上を移動可能に構成された移動体であって、基体と、基体の前側下部に設けられた左右の前側車輪と、基体の後側下部に設けられた左右の後側車輪と、左右の前側車輪及び左右の後側車輪のうちの少なくとも一方の左右の車輪の駆動源と、基体に設けられて移動体の前側又は後側を昇降させる昇降装置と、制御手段とを備え、昇降装置は、上下方向に伸縮する伸縮手段と、伸縮手段の先端側に設けられて移動対象面上を転動可能に構成された転動体とを備え、制御手段が、昇降装置の伸縮手段を伸長させて転動体を移動対象面に押し付けるとともに前側車輪及び後側車輪のうちの一方の車輪を移動対象面から浮かせた状態で、移動対象面に接触している他方の左右の車輪を互いに反対方向に回転させることによって、移動体の水平方向の向きを変更するように構成されたことを特徴とするので、移動方向を変更する際、水平方向の向きをスムーズに変更できる。
また、昇降装置が、基体の前側に設けられて移動体の前側を昇降可能に構成され、左の後側車輪の移動対象面との接触面の中心点と、右の後側車輪の移動対象面との接触面の中心点と、転動体の移動対象面との接触面の中心点とが、移動体の水平方向の向きを変更する際の移動体の回転中心線を中心とする１つの円弧上に位置するように構成されたこと、あるいは、昇降装置が、基体の後側に設けられて移動体の後側を昇降可能に構成され、左の前側車輪の移動対象面との接触面の中心点と、右の前側車輪の移動対象面との接触面の中心点と、転動体の移動対象面との接触面の中心点とが、移動体の水平方向の向きを変更する際の移動体の回転中心線を中心とする１つの円弧上に位置するように構成されたことを特徴とするので、回転中心線を中心とした移動対象面上の１つの円弧上を、移動対象面に接触している左右の車輪及び転動体が転動することになるので、移動体が回転中心線を回転中心として右回り又は左回りにスムーズに回転し、移動体の水平方向の向きをスムーズに変更できるようになる。
昇降装置の伸縮手段を、移動体の回転中心線と平行を維持しながら当該回転中心線に沿った上下方向に移動させるためのガイド部を備えたので、昇降装置の伸縮手段が正確に上下方向に移動して、回転中心線を正確に形成できるようになるので、移動体の水平方向の向きをスムーズに変更できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】移動体を示す側面図。
【図２】移動体を示す斜視図。
【図３】昇降装置の詳細を示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図。
【図４】昇降装置による移動体の移動方向変更動作手順を示す動作手順図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
実施形態１
図１，図２に示すように、実施形態１に係る移動体は、移動対象面としての例えば建物内の床面Ｆ上を移動可能に構成された移動体１であって、基体１０と、基体１０の下側に設けられた移動手段２０と、基体１０に設けられて移動体１の前側を昇降させる昇降装置４０と、制御手段５０とを備えている。
尚、本明細書においては、前、後、上、下、左、右は、図１，図２に示した方向と定義して説明する。
【０００８】
図２に示すように、移動手段２０は、例えば、基体１０の前側下部に設けられた左右の前側車輪２１Ｌ，２１Ｒと、基体１０の後側下部に設けられた左右の後側車輪２２Ｌ，２２Ｒと、後側車輪２２Ｌ，２２Ｒの駆動源としてのモータ２３Ｌ，２３Ｒと、図外の駆動制御回路とを備える。
【０００９】
尚、モータ２３Ｌ，２３Ｒの各モータ軸には、それぞれ、後側車輪２２Ｌ，２２Ｒの回転量に基づいて移動体１の移動距離（移動量）を検出するための移動量検出手段としてのエンコーダ２５Ｌ，２５Ｒが取付けられている。
【００１０】
昇降装置４０は、例えば、図３に示すように、基体１０の前側の内側に設けられた取付部４１に取付けられたリニアアクチュエータ４２と、リニアアクチュエータ４２のロッド４３の下端（先端）に連結された補強体４４と、補強体４４の下端（先端）に設けられた転動体４５と、補強体４４を上下方向にガイドするガイド部４６とを備えて構成される。
即ち、基体１０の前側に設けられて移動体１の前側を昇降可能に構成された昇降装置４０は、リニアアクチュエータ４２のロッド４３とロッド４３の下端（先端）に連結された補強体４４とにより構成されて上下方向に伸縮する伸縮手段と、伸縮手段の下端（先端）に設けられた転動体４５とを備える。
換言すれば、昇降装置４０は、リニアアクチュエータ４２のロッド４３を伸縮させることにより、取付部４１から転動体４５までの長さが変更するように構成された伸縮手段と、当該伸縮手段の下端（先端）に設けられた転動体４５とを備えた構成である。
ガイド部４６は、例えば、補強体４４が上下移動するための通路となるガイド壁４７と、補強体４４の外周面に設けられてガイド壁４７を摺動するシール部材４８とにより構成される。
当該ガイド部４６は、伸縮手段を、後述する移動体１の回転中心線１０Ｃと平行を維持しながら当該回転中心線１０Ｃに沿った上下方向に移動させるためのガイドとして機能するものである。
【００１１】
制御手段５０は、後側車輪２２Ｌ，２２Ｒのモータ２３Ｌ，２３Ｒの駆動制御回路、及び、リニアアクチュエータ４２のロッド４３を伸縮させる図外の伸縮駆動源の駆動制御回路を制御することにより移動体１の移動を制御する移動制御プログラムと、当該移動制御プログラムによる情報処理を実現するコンピュータ等のハードウエア資源により構成される。
【００１２】
制御手段５０は、移動体１の移動方向（進行方向）を変更する際、図４（ａ）に示すように、昇降装置４０のリニアアクチュエータ４２のロッド４３を縮退状態から伸長させて転動体４５を床面Ｆに押し付けるとともに基体１０の前側を上方に移動させて移動体１の前側車輪２１Ｌ，２１Ｒを床面Ｆから浮かせた状態で、図４（ｂ）に示すように、左右の後側車輪２２Ｌ，２２Ｒのモータ２３Ｌ，２３Ｒを制御して床面Ｆに接触している左右の後側車輪２２Ｌ，２２Ｒを互いに反対方向に回転させる。
この場合、移動体１を前進させる回転方向に一方の後側車輪を回転させるとともに、移動体１を後進させる回転方向に他方の後側車輪を回転させることによって、移動体１の回転中心線１０Ｃを回転中心として、左右の後側車輪２２Ｌ，２２Ｒと転動体４５とが床面Ｆ上を転動するので、床面Ｆ上において、移動体１が回転中心線１０Ｃを回転中心として左方向又は右方向にスムーズに回転する。よって、移動体１の水平方向の向きがスムーズに変更されるようになる。尚、回転中心線１０Ｃは、左右の後側車輪２２Ｌ，２２Ｒにおける各車輪の中心を結ぶ直線の中間位置と直交して上下方向に延長するとともにロッド４３の中心軸と平行な線である。
即ち、この場合、図４（ｄ）に示すように、左の後側車輪２２Ｌの床面Ｆとの接触面の中心点２２Ｃと、右の後側車輪２２Ｒの床面Ｆとの接触面の中心点２２Ｃと、転動体４５の床面Ｆとの接触面の中心点４５Ｃとが、移動体１の回転中心線１０Ｃを回転中心とする１つの円弧１０Ｒ上に位置するように構成されるので、移動体１は、回転中心線１０Ｃを回転中心として左方向又は右方向にスムーズに回転する。
移動体１の水平方向の向きが変更された後、制御手段５０は、図４（ｃ）に示すように、昇降装置４０のリニアアクチュエータ４２のロッド４３を伸長状態から縮退させることによって、基体１０の前側を下方に移動させて移動体１の左右の前側車輪２１Ｌ，２１Ｒを床面Ｆに接触させることにより、移動体１の移動方向を変更できる。
以上により、移動体１の移動方向を変更でき、その後、変更された移動方向に移動体１を移動させることができる。
即ち、昇降装置４０と、昇降装置４０及び左右の後側車輪２２Ｌ，２２Ｒの回転方向を制御する制御手段５０とによって、移動体１の移動方向変更手段が構成される。
【００１３】
以上説明したように、実施形態に係る移動体１によれば、移動方向を変更する際、水平方向の向きをスムーズに変更できる。
即ち、基体１０を床面Ｆから浮かせて転動体４５を床面Ｆに接触させた状態で、左右の後側車輪２２Ｌ，２２Ｒを互いに反対方向に回転させることにより、回転中心線１０Ｃを中心とした床面Ｆ上の１つの円弧１０Ｒ上を、左右の後側車輪２２Ｌ，２２Ｒ及び転動体４５が転動することになるので、移動体１が回転中心線１０Ｃを回転中心として右回り又は左回りにスムーズに回転し、移動体１の水平方向の向きをスムーズに変更できるようになる。
実施形態に係る移動体１によれば、移動体１の重量が重い場合でも、移動体１の水平方向の向きをスムーズに変更できるようになるので、実施形態１の構成は、重量が重い移動体に好適である。
また、昇降装置４０の伸縮手段を、移動体１の回転中心線１０Ｃと平行を維持しながら当該回転中心線１０Ｃに沿った上下方向に移動させるためのガイド部４６を備えたので、昇降装置４０の伸縮手段が正確に上下方向に移動して、回転中心線１０Ｃを正確に形成できるようになるので、移動体１の水平方向の向きをスムーズに変更できるようになる。
【００１４】
尚、移動体１を移動させるための制御手段５０への移動指示情報は、予め移動移動指示情報を設定して当該設定した移動移動指示情報を制御手段５０に読み込ませたり、あるいは、制御手段５０に対して遠隔操作により送信するようにすればよい。
【００１５】
また、各実施形態では、後側車輪を駆動輪とした構成の移動体を例示したが、前側車輪を駆動輪とした構成の移動体を用いても良い。この場合、制御手段は、昇降装置のロッドを伸長させて転動体を床面に押し付けるとともに移動体の後側車輪を床面から浮かせた状態となるように移動体を設定して、床面に接触している前側車輪の左右の車輪を互いに反対方向に回転させることにより、移動体の向きを変更するように構成すればよい。
即ち、この場合、移動体は、昇降装置が、基体の後側に設けられて移動体の後側を昇降可能に構成され、左の前側車輪の移動対象面との接触面の中心点と、右の前側車輪の移動対象面との接触面の中心点と、転動体の移動対象面との接触面の中心点とが、移動体の水平方向の向きを変更する際の移動体の回転中心線を中心とする１つの円弧上に位置するように構成される。
【００１６】
また、各実施形態では、移動対象面として、建物内の床面を移動させる例を示したが、移動対象面は、建物外の道路や空き地等の面であってもよい。
【００１７】
また、転動体４５としては、例えば、図４（ｄ）に示すように、移動体１の回転中心線１０Ｃを回転中心とする１つの円弧１０Ｒ上を転動可能なように構成された車輪、又は、球輪等の転動体を用いればよい。
【符号の説明】
【００１８】
１  移動体、１０  基体、１０Ｃ  回転中心線、
１０Ｒ  回転中心線を中心とする１つの円、２１Ｌ，２１Ｒ  左右の前側車輪、
２２Ｌ，２２Ｒ  左右の後側車輪、２３Ｌ，２３Ｒ  モータ（駆動源）、
４０  昇降装置、４３  ロッド（伸縮手段）、４４  補強体（伸縮手段）、
４５  転動体、４６  ガイド部、５０  制御手段、Ｆ  床面（移動対象面）。
【図１】
2020154398.tif 000003
【図２】
2020154398.tif 000004
【図３】
2020154398.tif 000005
【図４】
2020154398.tif 000006