(57)【要約】【課題】  バネを用いたバンパセンサであると、バネの圧縮の特性はばらつきが大きいため、接触感度が常に一定とならないという問題がある。ここで、カバーの弾性を用いる方法が考えられるが、変形を大きく取れるよう剛性を低くすると、局所的に変形が起こり、また、剛性を高めるとほとんど変形が起こらず、バンパセンサの感度が低くなってしまうという問題がある。【解決手段】  本発明の移動装置は、本体の外周にバンパを備え、そのバンパの剛性に異方性を付与し、さらにそのバンパは本体に回動自在に取り付けられたアームの端に取り付けられ、そのアームの回転を検知しバンパと障害物が接触したことを判断する検出装置を備えた移動装置とした。【選択図】図２
2010055331.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動機能を備えた本体と、この本体の周囲を囲うように離間して接地された弾性変形可能なバンパと、このバンパと前記本体とを複数箇所で係合するアームと、このアームの回転を検知する検知手段とを備えた移動装置において、
前記アームは前記本体側に対して回動自在に取り付けられ、前記バンパ側では剛に接続されてなり、前記バンパが障害物と接触することにより前記バンパの変形が前記アームの回転に変換され、この回転を前記検知手段で検出することを特徴とする移動装置。
【請求項２】
請求項１記載の移動装置において、
前記アームと前記バンパとの接続部の位置関係は左右対称及び前後対称であり、かつ前記アームと前記バンパとの接続部は前記アームと前記本体との接続部よりも前記本体中央側で、前記本体中央を通る進行方向に対して直角の線よりも前にあって前記本体より外側に張り出していことを特徴とする移動装置。
【請求項３】
請求項１記載の移動装置において、
前記バンパを前記アームと前記バンパの４つの接続部で区切り、移動装置の進行方向を前とすると前後の前記カバーは外に凸、左右の前記バンパの部分の形状は内側に凸となっていることを特徴とした移動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接触による障害物検出手段を有する移動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自律にて運転される走行台車は安全性を重視して全方向への接触を感知可能なバンパスイッチが取り付けられている。例えば、特許文献１には枠状に構成されたバンパ，クランク，バネ，センサにより障害物の接触を検知可能な無人搬送車の安全装置が示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開昭６２−２３２００９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前述の方法によれば、バンパセンサにバネを用いているが、バネの圧縮の特性はばらつきが大きいため、接触感度が常に一定とならないという問題がある。ここで、カバーの弾性を用いる方法が考えられるが、変形を大きく取れるよう剛性を低くすると、局所的に変形が起こり、また、剛性を高めるとほとんど変形が起こらず、バンパセンサの感度が低くなってしまうという問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、正面，側面，回転中のどの状態においても移動装置と障害物との接触を感度よく検出し、全方向に対してのバンパセンサを部品点数が少ない簡素な構造で実現した移動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的は、移動機能を備えた本体と、この本体の周囲を囲うように離間して接地された弾性変形可能なバンパと、このバンパと前記本体とを複数箇所で係合するアームと、このアームの回転を検知する検知手段とを備えた移動装置において、前記アームは前記本体側に対して回動自在に取り付けられ、前記バンパ側では剛に接続されてなり、前記バンパが障害物と接触することにより前記バンパの変形が前記アームの回転に変換され、この回転を前記検知手段で検出することにより達成される。
【０００７】
また上記目的は、前記アームと前記バンパとの接続部の位置関係は左右対称及び前後対称であり、かつ前記アームと前記バンパとの接続部は前記アームと前記本体との接続部よりも前記本体中央側で、前記本体中央を通る進行方向に対して直角の線よりも前にあって前記本体より外側に張り出していことにより達成される。
【０００８】
また上記目的は、前記バンパを前記アームと前記バンパの４つの接続部で区切り、移動装置の進行方向を前とすると前後の前記カバーは外に凸、左右の前記バンパの部分の形状は内側に凸となっていることにより達成される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、正面，側面，回転中のどの状態においても移動装置と障害物との接触を感度よく検出し、全方向に対してのバンパセンサを部品点数が少ない簡素な構造で実現した移動装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施例を図１から図７を用いて説明する。
【実施例１】
【００１１】
図１は本発明の実施例を備えた移動装置の全体構成を説明する斜視図である。
【００１２】
図１において、移動装置１は装置本体２と、この装置本体２の下部に移動手段３を備えており、装置本体２と移動手段３の周囲に前方バンパ４，側方バンパ５Ｒ，５Ｌ，後方バンパ６を少なくとも備えている。
【００１３】
移動手段３は移動装置１を移動させる手段であり、例えばモータにより駆動される車輪でも良いし、クローラでも良い。また、本発明の移動手段３はこれらに限られるものではない。
【００１４】
図２は本発明のバンパの概略構成図である。  
図２において、本発明の移動装置１は、装置本体２と、前記装置本体２との全周に渡って空隙を有し、枠状に形成される前方バンパ４，側方バンパ５Ｒ，５Ｌ，後方バンパ６と、前記装置本体２に回転検知手段８ＦＲ，８ＦＬ，８ＲＲ，８ＲＬを経由してＺ軸周りに端部を回動自在に取り付けられ、その長手方向逆端は前記前方バンパ４，前記側方バンパ５Ｒ，５Ｌ，前記後方バンパ６に剛接されるセンサアーム７ＦＲ，７ＦＬ，７ＲＲ，７ＲＬとからなる。また、前記センサアーム７ＦＲ，７ＦＬ，７ＲＲ，７ＲＬは、必ずしも回転検知手段８ＦＲ，８ＦＬ，８ＲＲ，８ＲＬを経由して前記装置本体２に接続されなくてもよく、前記回転検知手段８ＦＲ，８ＦＬ，８ＲＲ，８ＲＬは前記センサアーム７ＦＲ，７ＦＬ，７ＲＲ，７ＲＬと前記装置本体２との相対回転を検知できる場所ならばどこに配置しても良い。
【００１５】
ここで、前記センサアーム７ＦＲ，７ＦＬ，７ＲＲ，７ＲＬの接続角度について説明するが、前記センサアーム７ＦＲ，７ＦＬ，７ＲＲ，７ＲＬと前記装置本体２との接続の関係は、左右前後に対称であるため、ここでは前記センサアーム７ＦＲと全に装置本体２の接続の関係について説明する。前記センサアーム７ＦＲは、一端を前記装置本体２に回転自在に取り付けられ、前記センサアーム７ＦＲの回転中心よりも進行方向に対して後ろ側になるように前記前方バンパ４及び前記側方バンパ５Ｒに剛接される。
【００１６】
前記前方バンパ４，前記側方バンパ５Ｒ，５Ｌ，前記後方バンパ６は、接触外力に対して弾性をもち変形可能な材質であれば自由に決定でき、例えば、前記移動装置１の重量や走行速度を考慮し適切に設定する。また、その形状は、直交する２軸の力の向きに対して、剛性を異ならせることを目的とし、前記側方バンパ５Ｒ，５Ｌにおいては、進行方向（Ｙ軸方向）の変形を大きくとることを目的とし、Ａ−Ａ′に対して軸方向に荷重がかかったときに曲げが発生するよう、真直でなく内側に凸となる形状とした。
【００１７】
ここで、外側に凸となる形状でも良いが、前記移動装置１の進行方向への投影面積を考慮し、内側に凸となる形状とした。前記前方バンパ４，前記後方バンパ６においては、横方向（Ｘ軸方向）の変形を大きく取ることを目的とし、外側に凸となる形状とした。内側に凸となる形状でも良いが、障害物に接触したときの巻き込みを考慮して、障害物に倣って接触力を逃がせるように外側に凸となる形状とした。また、前記側方バンパ５Ｒ，５ＬはＡ−Ａ′に垂直な方向に対して曲がりばりを形成する。図３は曲がり梁のアスペクト比と、真直梁に垂直荷重をかけたときの変位を１としたときの曲がり梁の変位の関係である。
【００１８】
アスペクト比が０近傍の場合は真直梁との変位に大差はないが、アスペクト比が大きくなると曲がり梁の変位は小さくなる。したがって、Ａ−Ａ′に垂直な方向に外力が加わったときには真直ばりであるときに比較し剛性が高く、内部の部品の損傷の可能性を低減でき、この効果は、前記前方バンパ４，前記後方バンパ６についても同様である。
【００１９】
また、本実施例では、バンパを前記前方バンパ４と前記側方バンパ５Ｒ，５Ｌと前記後方バンパ６とで４部品により形成されているが、これらは全周を繋がった形で一体のものでもよく、前記装置本体２と前記センサアーム７ＦＲ，７ＦＬ，７ＲＲ，７ＲＬとの接続点と、バンパとの接続点の位置関係が維持されていれば良い。
【００２０】
前方バンパ４，前記側方バンパ５Ｒ，５Ｌ，前記後方バンパ６の変形からの復帰は、前方バンパ４，前記側方バンパ５Ｒ，５Ｌ，前記後方バンパ６の弾性を利用して復帰するため、バネ等の装置が必要なく、少ない部品数で安全装置を構成できる。
【００２１】
前記回転検知手段８ＦＲ，８ＦＬ，８ＲＲ，８ＲＬは、例えば回動変位を測定するポテンショメータやロータリエンコーダ等で構成しても良いし、初期角度から所定の角度だけ回転を生じた時に反応するタッチスイッチや光学式スイッチでも良い。前記センサアーム７ＦＲ，７ＦＬ，７ＲＲ，７ＲＬは、ピンまたは蝶番のような一方向に限定されて回動するような継ぎ手であれば何でもよい。
【００２２】
図４は本発明のバンパに進行方向からの外力が加わったときの動作を説明する横断面図である。  
図４において、ここでは、説明のために弾性体である前記前方バンパ４を前方バンパバネ４ＳＣ，４ＳＲ，４ＳＬ，前記側方バンパ５Ｒを側方バンパバネ５ＳＲ，前記側方バンパ５Ｌを側方バンパバネ５ＳＬ，前記後方バンパ６を後方バンパバネ６ＳＣ，６ＳＲ，６ＳＬの組み合わせで表記した。
【００２３】
ここでは、進行方向から外力９が加わると、前記前方バンパバネ４ＳＲ，４ＳＬが圧縮方向に変位し、さらに前記側方バンパバネ５ＳＲと５ＳＬも圧縮方向に変位するため、前記センサアーム７ＦＲとカバーとの接続点及び前記センサアーム７ＦＬとカバーとの接続点が後方に変位し、これに伴い前記センサアーム７ＦＲは右回りに回動し、前記センサアーム７ＦＬは左回りに回転し、前記回転検知手段８ＦＲ，８ＦＬは前記センサアーム７ＦＲ，７ＦＬの回転を検知し前記外力９が加わったと判断する。ここでの変形の様子を図８（ｂ）に示す。図７（ａ）は、外力がかかっていない状態を示す図である。
【００２４】
図５は、本発明のバンパに横方向からの外力が加わったときの動作を説明する横断面図である。  
図５において、横方向から外力１０が加わると、幾何学的な関係から前記センサアーム７ＦＲと７ＲＲは側方バンパバネ５ＳＲを圧縮する方向に回転し、前記回転検知手段８ＦＲ，８ＲＲは前記センサアーム７ＦＲ，７ＲＲの回転を検知し前記外力１０が加わったと判断する。ここでの変形の様子を図７（ｃ）に示す。
【００２５】
図６は、本発明の前記移動装置１が左旋回中においてバンパ角部に外力が加わったときの動作を説明する横断面図である。  
図６において、外力１１が加わると、前記前方バンパバネ４ＳＲが圧縮方向に変位し、さらに前記側方バンパバネ５ＳＲが圧縮方向に変位するため、前記センサアーム７ＦＲとカバーとの接続点が後方に変位し、これに伴い前記センサアーム７ＦＲは右回りに回動し、前記回転検知手段８ＦＲは前記センサアーム７ＦＲの回転を検知し前記外力１１が加わったと判断する。ここでの変形の様子を図７（ｄ）に示す。
【００２６】
以上のように、本発明によれば、少ない自由度のバンパ系において、弾性体により過拘束を回避し、少ない部品点数で、全方位からの外力を検知できるバンパセンサを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施例の移動装置の全体構成図である。
【図２】本発明のバンパの構成を示す一部の内容物を省略した横断面図である。
【図３】曲がり梁の変位について説明する図である。
【図４】本発明のバンパの動作を説明する横断面図である。
【図５】本発明のバンパの動作を説明する横断面図である。
【図６】本発明のバンパの動作を説明する横断面図である。
【図７】本発明のバンパの変形の様子を説明する横断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  移動装置
２  装置本体
３  移動手段
４  前方バンパ
４ＳＣ，４ＳＬ，４ＳＲ  前方バンパバネ
５Ｒ，５Ｌ  側方バンパ
５ＳＬ，５ＳＲ  側方バンパバネ
６  後方バンパ
６ＳＣ，６ＳＬ，６ＳＲ  後方バンパバネ
７，７ＦＲ，７ＦＬ，７ＲＲ，７ＲＬ  センサアーム
８，８ＦＲ，８ＦＬ，８ＲＲ，８ＲＬ  回転検知手段
９，１０，１１  外力
【図１】
2010055331.tif 000003
【図２】
2010055331.tif 000004
【図３】
2010055331.tif 000005
【図４】
2010055331.tif 000006
【図５】
2010055331.tif 000007
【図６】
2010055331.tif 000008
【図７】
2010055331.tif 000009