(57)【要約】【課題】少なくとも１方向について移動する移動体が、路面の凹凸にかかわらず転倒防止効果が得られ、かつ転倒の危険がないときには移動の障害とならない姿勢保持・転倒防止装置を提供する。【解決手段】  少なくとも１方向について移動する移動体１０１の水平面に対する傾きと傾きの方向を検出する傾き角を検出する傾斜角センサ１０５と、移動体１０１から路面に張り出して移動体１０１を支持する支持部材１０７と、支持部材１０７を駆動する直動アクチュエータ１０６と、傾斜角センサ１０５で得られた傾き角を基準値と比較して直動アクチュエータ１０６の動作を決定する判定装置から構成し、移動体１０１が傾斜したときに速やかにこれを検出して、支持部材１０７を延ばして転倒防止をする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１方向への移動能力を有する移動体に搭載されるものであって、前記１方向について前記移動体の水平面に対する傾きおよびこの傾きの方向を検出する傾き角検出装置と、
前記移動体から路面に張り出して前記移動体を支持する支持部材と、
前記支持部材を駆動する支持部材駆動装置と、
得られた傾き角を基準値と比較して前記支持部材駆動装置の動作を決定する判定装置と、
を備えていることを特徴とする移動体の姿勢保持・転倒防止装置。
【請求項２】
前記判定装置において、前記傾き角検出装置の出力が前記基準値（ａ）よりも小さな角度に相当する基準値を下回っているときは、前記支持部材を格納することを特徴とする請求項１記載の移動体の姿勢保持・転倒防止装置。
【請求項３】
前記判定装置において、前記傾き角検出装置の出力が前記基準値（ａ）よりも大きな傾き角度に対応する基準値（ｂ）を上回ったときに、前記傾き角検出装置の出力が前記基準値（ｂ）を下回るまで、前記支持部材を下向きに駆動し続けることを特徴とする請求項１又は２移動体の姿勢保持・転倒防止装置。
【請求項４】
前記判定装置において、前記傾き角検出装置の出力が前記基準値（ａ）以下であり、かつ前記基準値（ｂ）以上である場合には、前記支持部材を固定することを特徴とする請求項３記載の移動体の姿勢保持・転倒防止装置。
【請求項５】
前記傾き角検出装置と前記支持部材と前記支持部材駆動装置と前記判定装置とをそれぞれ少なくとも１台以上ずつまとめてユニット化し、前記移動体に自由に取り付けることができるようにした姿勢保持・転倒防止ユニットを構成することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の移動体の姿勢保持・転倒防止装置。
【請求項６】
前記姿勢保持・転倒防止ユニットにおいて、前記傾き角検出装置の検出軸の向きが前記支持部材を張り出す方向に直行する向きとなるように前記傾き角検出装置を設置することを特徴とする請求項５記載の移動体の姿勢保持・転倒防止装置。
【請求項７】
前記姿勢保持・転倒防止装置において、傾き角検出装置のみを移動体内部に設け、傾き角検出装置の出力を各判定装置で共有して利用できるようにしたことを特徴とする請求項５又は６記載の移動体の姿勢保持・転倒防止装置。
【請求項８】
前記判定装置において、少なくとも１方向への傾き角を同時に複数の基準値と比較する判定回路を、複数備えることを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項記載の移動体の姿勢保持・転倒防止装置。
【請求項９】
前記支持部材を、その動作の向きが移動体の支持多角形の法線方向に一致するように設置することを特徴とする請求項５〜８のいずれか１項記載の移動体の姿勢保持・転倒防止装置。
【請求項１０】
前記支持部材及び支持部材駆動装置を移動体の鉛直中心軸に関して対称な位置に設置することを特徴とする請求項５〜９のいずれか１項記載の移動体の姿勢保持・転倒防止装置。
【請求項１１】
前記支持部材を並行リンクで構成し、前記支持部材駆動装置をモータとモータ駆動回路とによって構成することを特徴とする請求項５〜１０のいずれか１項記載の移動体の姿勢保持・転倒防止装置。
【請求項１２】
前記判定装置において、傾き角検出装置の出力にかかわらず、移動体の転倒危険性が高まるとあらかじめ予想される場合は手動で支持部材を張り出すことができるようにしたことを特徴とする請求項５〜１１のいずれか１項記載の移動体の姿勢保持・転倒防止装置。
【請求項１３】
前記支持部材において、その設置位置を移動体の支持多角形の各辺の垂直二等分線上とすることを特徴とする請求項５〜１２のいずれか１項記載の移動体の姿勢保持・転倒防止装置。
【請求項１４】
前記支持部材の路面に向かって張り出す角度を、従来装置が路面に対して４５度近辺であったのに対して大幅に垂直に近づけたことを特徴とする請求項５〜１３のいずれか１項記載の移動体の姿勢保持・転倒防止装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は少なくとも１方向への移動能力を持つ移動体の姿勢保持・転倒防止装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
移動体の姿勢を保持し転倒を防止するための装置には、移動体辺縁部に従動輪を設けたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。図１０はその装置を示すもので、図において、１２ａが駆動輪、１６が従動輪である。従動輪１６は自由な首振り機構を備えた自在車輪であって、移動体の辺縁部で移動体を支持することで移動体の転倒を未然に防ぐものである。
【０００３】
また、移動体の姿勢保持・転倒防止の目的で、アウトリガ装置を取り付けることがある（例えば、特許文献２参照）。図１１はそのアウトリガ装置を示すものである。アウトリガ装置とは、特に建物の建築現場などで作業する走行式作業車において、作業時には支持部材を車体側方に張り出して車体を支えることにより転倒を防止し、走行時には車体側に支持部材を押し込んで車体占有面積を小さく抑えるものである。
図１１において、移動体本体１の転倒を防止するために、第１アーム２２と、第２アーム２５と、第３アーム３０と、キャスタ２７と、第３アームと第１アームを直線状にロック・ロック解除する機構３６とによってアウトリガ装置を構成している。
通常走行時は図１１中の１点鎖線Ａのようにアウトリガ装置を格納しておき、作業時にはＢのようにアウトリガ装置を展開して前記第１アーム２２と第３アーム３０とをロック機構３６で直線状にロックし、移動体５０を支えるものである。
【０００４】
図１２はアウトリガ装置の他の例である（実用新案文献１参照）。
図１２において、１は移動体本体、２は加速度センサ、５は油圧モータ、６はアウトリガである。急激なステアリング操作により加速度センサ２による横向き加速度検出値が基準値を上回ったとき、加速度が生じた向きにアウトリガ６を油圧モータ５により張り出してキャスタ５ａを路面に接触させて移動体１を支えることで、横向きの転倒を防止するものである。
【特許文献１】特開平５−６９７９５号公報（図１（本願図面の図１０））
【特許文献２】特開平４−３４２６４５号公報（図４（本願図面の図１１））
【特許文献３】実開平５−７５２９７号公報（図１（本願図面の図１２））
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図１０のような、従来の従動輪を用いた姿勢保持・転倒防止装置では、転倒を効果的に防ぐために、従動輪の路面との接触点が移動体の重心位置からできるだけ遠くなるように、また各従動輪および駆動輪が路面と接触して構成する支持多角形をできるだけ大きくなるように、従動輪を設置する必要があった。これは、移動体の重心が支持多角形の外縁部に近いと転倒する危険性が高いからである。したがって、従動輪を設置するための移動体台車部分を移動体本体に対して大きくとらねばならず、特に狭い通路上の移動には不利であるという問題があった。更に、路面に凹凸があるような場合には従動輪が走行の障害となる。
【０００６】
図１１のような、従来のアウトリガ装置では、支持部材を張り出す時を建設作業時などに限定していた。そのため一般的な移動体において、走行中に路面の凹凸などによって転倒の危険が生じた場合には対応できないという問題があった。
【０００７】
図１２のような、実用新案文献１記載の発明では、加速度センサにより転倒の危険があるときにのみ支持部材を張り出す転倒防止装置が公開されているが、加速度センサは横方向の遠心荷重のみを計測するため任意の方向への転倒可能性を検出できないという問題があった。
また、支持部材の路面との接触状況を知る手段がないため、路面に大きな凹凸がある場合には移動体をうまく支持できないという問題もあった。例えば、図１３に示したように路面にくぼみがあった場合、アウトリガ６の先端が接地しないために移動体の転倒を防止できない。
更に、装置が動作してアウトリガを張り出した後に転倒の危険がなくなった場合には、移動時の障害とならないようにアウトリガを格納することが望ましいが、アウトリガを格納するときの判定基準が定められていないために支持部材の格納作業の自動化ができないという問題もあった。
【０００８】
本発明は上記の問題点を解決し、路面上で少なくとも１方向への移動能力を有する一般的な移動体に広く適用することができる姿勢保持・転倒防止装置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】
【０００９】
上記問題を解決するため、本発明は次のように構成した。
請求項１に記載の発明は、少なくとも１方向への移動能力を有する移動体に搭載されるものであって、前記１方向について前記移動体の水平面に対する傾きおよびこの傾きの方向を検出する傾き角検出装置と、前記移動体から路面に張り出して前記移動体を支持する支持部材と、前記支持部材を駆動する支持部材駆動装置と、得られた傾き角を基準値と比較して前記支持部材駆動装置の動作を決定する判定装置と、を備えていることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、前記判定装置において、前記傾き角検出装置の出力が基準値（ａ）を下回っているときは、前記支持部材を格納することを特徴とするものである。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、前記判定装置において、前記傾き角検出装置の出力が請求項２に記載の基準値（ａ）よりも大きな傾き角度に相当する別の基準値（ｂ）を上回ったときに、前記傾き角検出装置の出力が前記基準値（ｂ）を下回るまで、前記支持部材を下向きに駆動し続けることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、前記判定装置において、前記傾き角検出装置の出力が前記基準値（ａ）以下であり、かつ前記基準値（ｂ）以上である場合には、前記支持部材を固定することを特徴とするものである。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、前記傾き角検出装置と、前記支持部材と、前記支持部材駆動装置と、前記判定装置と、をそれぞれ少なくとも１台ずつ以上まとめ、前記移動体に自由に取り付けることができる姿勢保持・転倒防止ユニットを構成することを特徴とするものである。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、前記姿勢保持・転倒防止ユニットにおいて、前記傾き角検出装置の検出軸の向きが前記支持部材を張り出す方向に直行する向きとなるように前記傾き角検出装置を設置することを特徴とするものである。
【００１５】
請求項７に記載の発明は、前記姿勢保持・転倒防止装置において、傾き角検出装置のみを移動体内部に設け、傾き角検出装置の出力を各判定装置で共有して利用できるようにしたことを特徴とするものである。
【００１６】
請求項８に記載の発明は、前記判定装置において、少なくとも１方向への傾き角を同時に複数の基準値と比較する判定回路を、複数備えることを特徴とするものである。
【００１７】
請求項９に記載の発明は、前記支持部材を、その動作の向きが移動体の支持多角形の法線方向に一致するように設置することを特徴とするものである。
【００１８】
請求項１０に記載の発明は、前記支持部材及び支持部材駆動装置を移動体の鉛直中心軸に関して対称な位置に設置することを特徴とするものである。
【００１９】
請求項１１に記載の発明は、前記支持部材を並行リンクで構成し、前記支持部材駆動装置をモータとモータ駆動回路とによって構成することを特徴とするものである。
【００２０】
請求項１２に記載の発明は、前記判定装置において、移動体の転倒危険性が高まるとあらかじめ予想される場合は、傾き角検出装置の出力にかかわらず支持部材を張り出すことを特徴とするものである。
【００２１】
請求項１３に記載の発明は、前記支持部材において、その設置位置を移動体の支持多角形の各辺の垂直二等分線上とすることを特徴とする移動体の姿勢保持・転倒防止装置とするものである。
【００２２】
請求項１４に記載の発明は、前記支持部材の路面に向かって張り出す角度を垂直に近づけたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００２３】
請求項１に記載の発明により、傾き角検出装置によって移動体の現在の状態を知ることができ、また判定装置と駆動装置とによって移動体の状態に応じて適切に支持部材を張り出したり格納したりすることが可能となる。移動体の状態に応じて支持部材を格納すれば路面上における移動体の占有面積を小さくすることができ、支持部材が走行の障害となることを避けることができる。また、状態に応じて支持部材の張り出し量を変えることが可能であり、支持の状態を調整できる。
【００２４】
請求項２に記載の発明によれば、装置動作後に転倒の危険がなくなった場合に支持部材を自動的に格納し、走行時の障害とならないようにすることができる。
【００２５】
請求項３に記載の発明によると、支持部材が路面に接地して移動体の姿勢を立て直すまで、確実に支持部材の張り出しを続けることができ、路面の凹凸にかかわらず姿勢保持・転倒防止ができる。
【００２６】
請求項４に記載の発明により、転倒の危険がなくなるまで確実に移動体の姿勢を保持し、転倒を防止することができる。
【００２７】
請求項５に記載の発明によれば、移動体にユニットを取り付けるだけで容易に姿勢保持・転倒防止機能を付加できる移動体の姿勢保持・転倒防止機構とすることができる。また、必要に応じてユニット数を増減することも容易となる。
【００２８】
請求項６に記載の発明によれば、傾き角検出装置が検出する移動体の傾き角度と、支持部材を駆動することによって移動体が動く向きと、が一致するため、確実に移動体の姿勢保持・転倒防止効果が得られる。
【００２９】
請求項７の発明によれば、移動体の傾き角度を知るために必要な最低限の数の傾き角検出装置だけで請求項１に記載の移動体の姿勢保持・転倒防止装置を構成でき、部品点数を削減できる。
【００３０】
請求項８に記載の発明により、複雑な計算を行うことなく、単純な比較演算のみで複数の支持部材駆動装置を確実に駆動できる。また判定装置を複数台設置する必要がなくなり、部品点数を削減できる。
【００３１】
請求項９に記載の発明により、転倒の危険性が高い方向に支持部材を張り出させることができるようになり、姿勢保持・転倒防止効果を高めることができる。
【００３２】
請求項１０に記載の発明によって、あらゆる方向への転倒を効果的に防止する移動体の姿勢保持・転倒防止装置とすることができる。
【００３３】
請求項１１に記載の発明によって、格納時の占有空間が極めて小さく、張り出し時には高い姿勢保持・転倒防止効果を発揮する移動体の姿勢保持・転倒防止装置とすることができる。
【００３４】
請求項１２に記載の発明によれば、転倒の危険性が高い状況においても確実に移動体の姿勢保持・転倒防止をすることができる。
【００３５】
請求項１３に記載の発明により、支持部材の動作時に高い姿勢保持・転倒防止効果を発揮できるような支持部材の設置位置を容易に定めることができる。
【００３６】
請求項１４に記載の発明により、前記支持部材の路面に向かって張り出す角度を、従来装置のそれが路面に対して３０度〜６０度であったのに対して、大幅に垂直に近づけたので、狭い通路の通過中でも転倒防止ができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
【実施例１】
【００３８】
図１に第１実施例である全方向移動ロボットの構成を示す。図２は図１の全方向移動ロボットを下から見た図である。また、図３は図１の点線内に該当する部分を拡大し、その動作を説明するための図である。図８は本実施例における判定装置の構成である。図９は判定装置における判定の流れと対応する支持部材の動作を示している。
図１において、１０１は全方向移動ロボット、１０２は全方向移動台車、１０３はオムニホイル、１０４はモータ、１０５は傾斜角センサ、１０６は直動アクチュエータ、１０７は支持部材、１０８はボールキャスタ、１０９は図３の該当部分、１１０はロボットアームである。
全方向移動ロボット１０１は、全方向移動台車１０２によって前後方向・左右方向・回転方向全ての方向に移動することができ、ロボットアーム１１０で荷物の搬送や人間の作業補助などを行うものである。全方向移動台車１０２においてオムニホイル１０３とモータ１０４は３対あり、図２のように正三角形の位置に配置されている。オムニホイルをモータで適切に駆動することによって、全方向移動が可能であることが知られている。
【００３９】
直動アクチュエータ１０６および支持部材１０７は、図２に示したように配置する。図において、２０１はオムニホイルによって構成される支持多角形である。支持多角形２０１から移動体の重心が外れると転倒が起きるため、支持部材１０７を設置することによって新たに構成される支持多角形ができるだけ大きくなるように、なおかつ支持多角形の各辺から移動体の重心までの距離ができるだけ遠くなるように、支持部材１０７を設置する。すなわち、支持部材１０７の張り出し方向と支持多角形２０１の各辺の法線方向とが一致するように、なおかつ支持多角形２０１の各辺の垂直二等分線上に位置するように設置する。
第１実施例では支持多角形２０１が正三角形であるため、支持部材１０７は合計３つとする。この設置方法は容易に高い姿勢保持・転倒防止効果を得るための指針であるから、この設置方法に従って支持部材を取り付けることが構造上困難である場合には、できる限り支持部材の張り出し方向と支持多角形の各辺の法線方向とが近づくように、なおかつ支持多角形の各辺の垂直二等分線上に近づくように、設置すればよい。
また、支持部材１０７の強度や直動アクチュエータ１０６の力が全方向移動ロボット１０１を支えるのに不十分である場合は、支持部材１０７の数を増やしてもよい。逆に、転倒可能性が低いと判断できる方向には支持部材１０７を設置しなくともよい。
【００４０】
それぞれの支持部材１０７を張り出す方向への傾き角を計測するため、傾斜角センサ１０５を支持部材１０７の近隣に配置し、それぞれの支持部材１０７が張り出す向きへの傾きを検出できるように備える。すなわち、傾斜角センサ１０５の検出軸の向きが支持部材１０７の張り出す方向に直行するように傾斜角センサ１０５を設置する。例えば、図３において、ロボットが転倒方向３２１の方向に傾いたときに支持部材１０７はそれを支えるため、傾斜角センサ１０５が転倒方向３２１の向きの傾斜角を計測できるように、つまり紙面に垂直な軸周りの傾斜角を計測できるように設置する。
【００４１】
ロボット本体１０１の内部には判定装置４１７（図４）を組み込み、判定装置４１７の入力信号は傾斜角センサ１０５の出力信号とし、判定装置４１７の出力信号は直動アクチュエータ１０６（図１〜図３）の駆動信号とする。
判定装置４１７は図８のように構成する。
図において、傾斜角センサ９０１は角度情報に応じて増減するアナログ電圧を出力し、アナログ電圧をＡＤ変換器９０２によってディジタルの角度情報に変換し、ＡＤ変換によって得られた角度情報とメモリ９０４から読み出した基準値とをマイクロコンピュータ９０３で比較し、その結果に基づいて支持部材駆動装置の動作指令を出力するものである。
【００４２】
判定装置４１７に入力された傾斜角センサ１０５出力値に対する判定の流れと対応する支持部材の動作を図９に示している。ステップＳ１で傾き角が基準値（ｂ）未満であれば支持部材を格納し、ステップＳ２で傾き角が（ａ）より大きければ支持部材を張り出し、それ以外の場合は支持部材を固定する。
【００４３】
直動アクチュエータ１０６（図３）は判定装置４１７（図８）の出力に応じて支持部材１０７（図３）を上下に出し入れする。ここでは、直動アクチュエータ１０６にはボールねじ機構とサーボモータを組み合わせたものを用いているが、もちろんこれに限定されるものではなく、直動動作を行うことができるものであれば何でもよく、その構成は特に限定するものではない。例えば、直動アクチュエータ１０６には、リニアモータ、空気圧シリンダー、油圧シリンダーを用いても、ラック−ピニオン機構とサーボモータで構成してもよい。
【００４４】
支持部材１０７の先端にはボールキャスタ１０８を備える。これは接地したときの路面との摩擦を緩和するものであれば何でもよく、図１０の従来装置で用いている一般的な首振り型のキャスタ１６を用いてもよい。
【００４５】
以上のように、本発明が特許文献２と異なる部分は、傾斜角センサと判定装置とを備え、また判定装置によって駆動できる直動アクチュエータと支持部材とを備えた部分である。
また本発明が実用新案文献１と異なる部分は、傾斜角センサと判定装置を備えて支持部材の動作量を傾斜角の大きさによって調節できるようにしたことと、支持部材を様々な方向に設置できるものとしたことである。
【００４６】
次ぎに、第１実施例について図３を用いてその動作を説明する。
図において、全方向移動ロボット１０１が移動中に段差にぶつかるなどして図左の直立状態から図右のように傾くと、傾斜角センサ１０５の出力値が増大する。傾斜角センサ１０５の出力値と基準値（ａ）とを判定装置４１７（図４，図８）で比較し、傾斜角センサ１０５の出力値の方が大きい場合（図９のＳ２）に速やかに直動アクチュエータ１０６を３２３の向きに駆動させ、支持部材１０７を下方に張り出す。支持部材１０７を路面に押し付ける反力で移動体の転倒は防がれ、移動体の傾き角度は減少する方向３２２に動く。支持部材１０７の先にはボールキャスタ１０８があるため、支持部材１０７の先端と路面との摩擦で移動が妨げられることはない。
【００４７】
直動アクチュエータ１０６を駆動し続ければ、全方向移動ロボット１０１の傾きは減少し、やがて傾斜角センサ１０５の出力値は基準値（ａ）以下となるため、それを判定装置４１７で検出し、直動アクチュエータ１０６を停止させる。結果として全方向移動ロボット１０１の傾き角度は基準値（ａ）に相当する傾き角度よりも小さくなり、姿勢保持・転倒防止が実現される。
【００４８】
その後、ロボットが段差から離れるなどして傾き角度が更に減少し、基準値（ｂ）を下回ると、判定装置４１７の働きによって直動アクチュエータ１０６を駆動し、支持部材１０７を上に持ち上げ格納する。
結果としてロボットの傾き角度が（ｂ）を下回っているとき（図９のＳ１）は常に支持部材１０７は格納されている状態となり、移動時に支持部材１０７が段差に引っかかるなどして移動を妨げない。
このように第１実施例のような構成とすれば、支持部材１０７が張り出しても全体の占有空間はほとんど変わらないため、狭い場所でも支持部材張り出し時に周囲の障害物と干渉しない。
【００４９】
傾斜角センサ１０５、判定装置４１７、直動アクチュエータおよび支持部材１０７を一まとめにして姿勢保持・転倒防止ユニットとすれば、移動体の必要な部分に必要な数だけ取り付けることができ、便利である。
【００５０】
また、ロボットが重いものを持ち上げて操作するなど、事前に転倒可能性が高くなることが分かっている場合には、判定装置４１７（図８）の駆動信号を待たずに支持を張り出させるようにすれば、確実に姿勢保持・転倒防止効果を得ることができる。
【実施例２】
【００５１】
次ぎに、本発明の第２実施例の構成を図４に示す。
図において４１１は移動ロボット、４１２は移動台車、４１３は駆動輪、４１４はキャスタ、４１５はモータ、４１６は２軸傾斜角センサ１０５、４１７は判定装置４１７、４１８は通信線、点線４１９は図６に該当する部分を示しており、４２０はディスプレイ、４２１はスピーカである。
図５は図４の移動ロボットを下方から見た図である。図において、点線５０１は駆動輪とキャスタで構成される支持多角形を示している。
図６は図１中の点線４１９内の構成を詳細に説明するための図である。
図において、６０１はモータ、６０２は並行リンク、６０３は支持リンク、６０４は従動関節、６０５はキャスタである。図６において６１０の向きに移動ロボットが傾いたときの動作を、図７に示している。図において７１１はモータ動作方向、７１２は支持リンクの動作方向、７１３は移動ロボットが転倒から復帰する方向を表している。
【００５２】
移動ロボット４１１は環境地図と障害物検知センサを備えており、屋内を移動しながら人間に様々な情報をディスプレイ４２０およびスピーカ４２１を通して提供するものである。狭い環境で動作するために、移動ロボットは上下方向に細長く、結果として重心位置が高い不安定な構造となっている。ここで説明の都合上、紙面右を移動ロボットの前方向、紙面左を移動ロボットの後方向、紙面に垂直な向きを移動ロボットの左右方向と定義する。移動台車４１２は、キャスタ４１４を４隅に備え、それとは別に左右対称に設けられた１対の駆動輪４１３をモータ４１５で駆動し、環境中を移動する。２つの駆動輪の回転速度を調整することで、移動ロボットの移動方向を変えることができる。
【００５３】
移動ロボット内部に２軸傾斜角センサ４１６を、移動ロボットの前後・左右の傾き角度を計測できるように固定する。また、移動ロボット内部に判定装置４１７を固定し、２軸傾斜角センサ４１６の出力をその入力とする。判定装置４１７の出力はモータ６０１に接続する。モータ６０１の出力軸には、１本の並行リンク６０２の端部を固定する。並行リンクと支持リンク６０３および移動ロボットの外壁によって閉リンク機構が構成されるように、各リンクおよび移動ロボットの外壁を従動関節６０４によって接続する。支持リンク６０３の先端には自由な首振り機構を備えたキャスタ６０５を取り付ける。モータ６０１と、並行リンク６０２と、支持リンク６０３は、支持リンクの張り出し方向が駆動輪４１３とキャスタ４１４で構成される支持多角形５０１の各辺に垂直な向きとなるように、なおかつ各辺の垂直二等分線上に位置するように設置する。
この第２実施例では、支持多角形はほぼ長方形であるから、各辺の垂直二等分線上に合計４つの支持部材を設置する。
【００５４】
続いて第２実施例の動作を、図６および図７を用いて説明する。
ロボットが移動中に何らかの力を受けて転倒方向６１０（図６）の向きに傾くと、２軸傾斜角センサ４１６（図４）の対応する軸周りの出力値が増大する。２軸傾斜角センサ４１６の対応する軸周りの出力値と基準値（ａ）とを判定装置４１７で比較し、２軸傾斜角センサ４０５の出力値が基準値を上回った場合にモータ６０１をモータ動作方向７１１に駆動し、並行リンク６０２を介して支持リンク６０３を支持リンク動作方向７１２に張り出す。支持リンク６０３を路面に押し付ける反力で移動ロボットの転倒は防がれ、移動ロボットは転倒方向６１０とは逆向きの復帰方向７１３に動く。モータ６０１を駆動し続ければやがて２軸傾斜角センサ１０５４１６の出力値は基準値を下回るため、それを判定装置４１７で検出し、モータ６０１を停止させる。結果として支持リンク６０３を張り出した向きへの移動体の傾き角度は基準値（ａ）に相当する傾き角度よりも小さくなり、移動体の姿勢保持・転倒防止が可能となる。
【００５５】
その後ロボットの傾き角度が更に減少し、基準値（ｂ）を下回ると、判定装置４１７の働きによってモータ６０１をモータ動作方向７１１とは逆の向きに駆動し、支持リンクを支持リンク動作方向７１２とは逆の向きに動かし格納する。結果としてロボットの傾き角度が（ｂ）を下回っているときは常に支持部材は格納されている状態となり、移動時に支持部材が段差に引っかかるなどして移動を妨げることがない。
この実施例のような構成とすれば、通常は移動ロボット４０１の側面に支持リンク７１２が張り付くように格納されるため、空間を有効利用することができる。逆に、格納時の占有空間に比して支持部材の張り出し時の接地点をよりロボット本体から離れた位置にとることができるため、高い姿勢保持・転倒防止効果を得ることができる。
【００５６】
上記のような構成および手段により、移動体の傾きが増大して転倒するのを防止することができる。移動体の傾き角度が小さく転倒の危険がないときには支持部材は路面から大きく離れているため、移動の妨げとはならない。
傾き角度をもとに支持部材を駆動するため、路面の傾きや凹凸によらず移動体の転倒を効果的に予防でき、また無駄な駆動力を発生することもない。
【００５７】
本発明による移動体の姿勢保持・転倒防止装置は、移動中に転倒する可能性がある一般的な移動体に広く適用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の第１実施例を示す姿勢保持・転倒防止装置を備えた全方向移動ロボットの図である。
【図２】第１実施例を示す姿勢保持・転倒防止装置を備えた全方向移動ロボットを下方から見た図である。
【図３】第１実施例の動作を示す、図１における該当部分の拡大図である。
【図４】本発明の第２実施例を示す姿勢保持・転倒防止装置を備えた移動ロボットの図である。
【図５】第２実施例を示す姿勢保持・転倒防止装置を備えた移動ロボットを下方から見た図である。
【図６】第２実施例の構成を示す、図４における該当部分の拡大図である。
【図７】第２実施例の動作を示す、図４における該当部分の拡大図である。
【図８】本発明における判定装置の構成例を示した図である。
【図９】本発明における判定装置の判定の流れおよび対応する動作を示した図である。
【図１０】従来技術１の従動輪による転倒防止策を示した図である。
【図１１】従来技術２のアウトリガによる転倒防止装置を示した図である。
【図１２】従来技術３のアウトリガによる転倒防止装置を示した図である。
【図１３】図１２の装置の問題点を示した図である。
【符号の説明】
【００５９】
１０１  全方向移動ロボット
１０２  全方向移動台車
１０３  駆動輪（オムニホイル）
１０４  モータ
１０５  傾斜角センサ１０５
１０６  直動アクチュエータ
１０７  支持部材
１０８  ボールキャスタ
１０９  図３該当部分
１１０  ロボットアーム
２０１  支持多角形
３２１  転倒方向
３２２  転倒復帰方向
３２３  直動アクチュエータ動作方向
４１１  移動ロボット
４１２  移動台車
４１３  駆動輪
４１４  キャスタ
４１５  モータ
４１６  ２軸傾斜角センサ１０５
４１７  判定装置４１７
４１８  通信線
４１９  図６該当部分
４２０  ディスプレイ
４２１  スピーカ
５０１  支持多角形
６０１  モータ
６０２  並行リンク
６０３  支持リンク
６０４  従動関節
６０５  キャスタ
６１０  転倒方向
７１１  モータ動作方向
７１２  支持リンク動作方向
７１３  復帰方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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