(57)【要約】【課題】走行装置において、本体が、段差を乗り越えようとして傾いて転倒する、あるいは段差に走行車輪が脱輪する、あるいは本体が傾いて落下するという課題があった。【解決手段】走行面距離検出手段１で走行面との距離を、鉛直傾き検出手段２で本体重力方向に対する傾きを、それぞれ検出しながら制御手段３が走行を制御する走行装置とした。これにより、転倒すること無しに、段差を通過あるいは回避しながら走行する走行装置を提供できるようになる。【選択図】  図１
2004303134.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体前端部底面と走行面との距離を検出する走行面距離検出手段と、本体の重力方向に対する傾きを検出する鉛直傾き検出手段と、走行面距離検出手段と鉛直傾き検出手段との出力を入力し走行を制御する制御手段とを備える走行装置。
【請求項２】
本体の高度を検出する高度検出手段を有する請求項１に記載の走行装置。
【請求項３】
本体の底面前部あるいは底面後部と、走行面あるいは走行面上の障害物との摩擦を軽減する摩擦軽減手段を有する請求項１または２に記載の走行装置。
【請求項４】
使用者が本体を、鉛直に対して所定の傾きをもって置いたことを入力する指定傾き入力手段を有する請求項１に記載の走行装置。
【請求項５】
使用者が本体を指定の高度に置いたことを入力する指定高度入力手段を有する請求項２に記載の走行装置。
【請求項６】
制御手段は、本体と走行面の距離および本体の傾きとから走行面の勾配を算出し、上り、水平あるいは下りの走行制御を補正する請求項１〜５のいずれか１項に記載の走行装置。
【請求項７】
複数の走行面を昇降して接続する昇降装置との通信手段を有し、制御手段は、本体を第１の所定の高度で昇降装置に乗降させる請求項２に記載の走行装置。
【請求項８】
複数の高度の走行面をスロープで接続し、制御手段は、本体を第２の所定の高度でスロープに入出させる請求項２に記載の走行装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、走行により物を運搬する、または移動してあるいは移動しながら作業等をする走行装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、軽トラックの荷台に積んで、あるいは人が台車を押して物を運搬する、人が芝刈り機を押しながら芝を刈る、人が農薬を担いで歩きながら散布する、掃除機を引いて歩きながら掃除をする等の、運搬あるいは作業をする走行装置がある。また、駆動輪の上下動範囲を大きくして段差乗り越えを容易にしているものもある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００３−３３３１０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の走行装置は本体が例えば凸段差を乗り越えようとして傾いて転倒する、あるいは凹段差に走行車輪が脱輪するあるいは本体が傾いて落下するという課題がある。本発明は上記従来の課題を解決した走行装置を提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記従来の課題を解決するもので、本体前端部底面と走行面との距離を検出する走行面距離検出手段と、本体の重力方向に対する傾きを検出する鉛直傾き検出手段と、走行面距離検出手段と鉛直傾き検出手段との出力を入力し走行を制御する制御手段とを備える走行装置としているものである。
【０００６】
これにより、走行面の段差の大きさを検知し通過が可能か確認しながら、また、乗り上げ時あるいは下降時等の本体の傾きを検知し本体の転倒を防止しながら走行することが可能な走行装置とすることができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載した発明は、本体前端部底面と走行面との距離を検出する走行面距離検出手段と、本体の重力方向に対する傾きを検出する鉛直傾き検出手段と、走行面距離検出手段と鉛直傾き検出手段との出力を入力し走行を制御する制御手段とを備えることにより走行面の段差の大きさを検知し通過が可能か確認しながら、また、乗り上げ時あるいは下降時等の本体の傾きを検知し本体の転倒を防止しながら走行することが可能な走行装置とすることができる。
【０００８】
請求項２に記載した発明は、本体の高度を検出する高度検出手段を有することにより、本体の高さ例えば建物の何階を走行しているかを確認しながら走行することが可能な走行装置とすることができる。
【０００９】
請求項３に記載した発明は、本体の底面前部あるいは底面後部と、走行面あるいは走行面上の障害物との摩擦を軽減する摩擦軽減手段を有することにより、スムーズに小さな衝撃で段差を乗り越えることが可能な走行装置とすることができる。
【００１０】
請求項４に記載した発明は、使用者が本体を鉛直に対して所定の傾き（例えば水平）に置いたことを入力する指定傾き入力手段を有することにより、使用者が指定する傾きを基準傾きとし、装置が検知している傾きとのずれを補正し正確な傾きを検知しながら走行することが可能な走行装置とすることができる。
【００１１】
請求項５に記載した発明は、使用者が本体を指定の高度に置いたことを入力する指定高度入力手段を有することにより、使用者が指定した高度を基準とし、装置が検知している高度を補正し正確な高度を検知しながら走行することが可能な走行装置とすることができる。
【００１２】
請求項６に記載した発明は、制御手段は本体と走行面の距離および本体の傾きとから走行面の勾配を算出し、上り、水平あるいは下りの走行制御を補正することにより、本体にかかる重力の影響を確認しながら適正速度で走行することが可能な走行装置とすることができる。
【００１３】
請求項７に記載した発明は、複数の走行面を昇降して接続する昇降装置との通信手段を有し、制御手段は、本体を第１の所定の高度で昇降装置に乗降させることにより、昇降装置を利用して指定の階を走行することができる走行装置とすることができる。
【００１４】
請求項８に記載した発明は、複数の高度の走行面をスロープで接続し、制御手段は、本体を第２の所定の高度でスロープに入出させることにより、スロープを利用して指定の高さの走行面を走行することが可能な走行装置とすることができる。
【００１５】
【実施例】
以下本発明の実施例について図を参照しながら説明する。
【００１６】
（実施例１）
図１〜図６に基づいて本発明の第１の実施例について説明する。図１は本実施例の走行装置のブロック図である。本実施例の走行装置は、あらかじめ走行経路から障害物を除いたあるいは障害物が経路に侵入しない場所で走行経路を記憶させて使用するものを示している。
【００１７】
図１において、１は走行装置１０の本体前端部底面と走行面との距離を検出する走行面距離検出手段で、制御手段３に出力する。走行面距離検出手段１は走行装置１０の前端部に配置され光を発光する発光素子と走行面で反射した光を受光する受光素子と信号増幅器等で構成される。２は走行装置１０の本体の重力方向に対する傾きを検出する鉛直傾き検出手段で制御手段３に出力する。鉛直傾き検出手段２は重力を検知する重りと重りの位置を検出する位置検出素子と信号増幅器等で構成される。５は走行装置１０の本体の高度を検出する高度検出手段で制御手段３に出力する。高度検出手段５は気圧の変化を検知する圧力検知素子と信号増幅器と周囲温度を検知する温度検知素子等で構成される。４は走行手段で制御手段３の出力を入力し装置を走行あるいは回転する。走行手段４は車輪と駆動モータ等で構成される。６は使用者が操作する指定傾き入力手段で操作結果を制御手段３に出力する。７は使用者が操作する指定高度入力手段で操作結果を制御手段３に出力する。指定傾き入力手段６及び指定高度入力手段は操作するスイッチあるいは操作内容を確認するＬＣＤ等の表示素子等で構成する。８は複数の高度の走行面を昇降して接続し走行装置１０を載せて昇降する昇降装置９と通信をする通信手段で制御手段に入出力する。通信手段８は無線信号を受信する受信素子と増幅器と無線信号を送信する送信素子等で構成される。
【００１８】
以下、本実施例の動作について説明する。図示していない走行装置の使用スイッチを使用側に操作すると、制御手段３が動作を開始し走行手段４を制御して走行面距離検出手段１で走行面との距離あるいは走行面の段差を、鉛直傾き検出手段２で本体の傾きを確認しながらあらかじめ記憶された方位まで回転あるいはあらかじめ記憶された走行距離を確認しながら走行をする。
【００１９】
例えば敷居、絨毯の縁等の乗り越え可能の小さな凸段差があると走行距離検出手段１で段差の大きさを検出し制御手段３で判定して鉛直傾き検出手段２で本体の傾きを確認しながら走行手段４を制御して段差を乗り越える。壁あるいは障害物等があり乗り越え不可能と判定すると走行手段４を制御して段差を回避する回避走行をする。
【００２０】
また、絨毯の縁等の下降可能な小さな凹段差があると走行面距離検出手段で段差の大きさの検出をし、制御手段３で判定して鉛直傾き検出手段２で本体の傾きを確認しながら走行手段４を制御して段差を下降する。階段あるいは玄関等があり下降不可能と判定すると走行手段４を制御して段差を回避する回避走行をする。
【００２１】
従って、走行面の段差の大きさを検知し通過が可能か確認しながら、また、乗り上げ時あるいは下降時等の本体の傾きを検知し本体の転倒を防止しながら走行することが可能な走行装置とすることができる。
【００２２】
また、高度検出手段５を有するので、高度を検出しあらかじめ記憶された各階の高度と比較し装置が建物の何階を走行しているか確認する。従って、建物の何階を走行しているかを確認しながら走行することが可能な走行装置とすることができる。
【００２３】
また、指定傾き入力手段６を有するので、使用者が走行装置１０を水平な走行面に置いたことを入力し傾きの基準とする。従って、走行装置１０が検知している傾きとのずれを補正し正確な傾きを検知しながら走行することが可能な走行装置とすることができる。
【００２４】
また、指定高度入力手段７を有するので、使用者が走行装置１０を１階の走行面に置いたことを入力し高度の基準とする。従って、走行装置１０が検知している高度のずれを補正し正確な高度を検知しながら走行することが可能な走行装置とすることができる。
【００２５】
また、複数の高度の走行面を昇降して接続し走行装置１０を載せて昇降する昇降装置９と通信をする通信手段を有するので、通信手段８を介して昇降装置９と通信し、あらかじめ指定された階で乗ってあらかじめ指定された高度の階で昇降装置９を停止させで降り走行する。従って、複数の指定した階の走行面を走行することが可能な走行装置とすることができる。
【００２６】
図２は本発明の走行装置の構成図である。図２において、２１は左駆動モータで制御手段１４の出力を入力し左車輪２０を正転、逆転あるいは停止する。２３は右駆動モータで制御手段１４の出力を入力し右車輪２２を正転、逆転あるいは停止する。１９は補助輪で左右の車輪２０、２２と共に本体底面を３点で支える。
【００２７】
右車輪２２と左車輪２０を前向き（回転方向は反対）に回転すると前進し、右車輪２２を前向き、左車輪２０を後ろ向きに回転する（回転方向は同じ）とその場で右回りに回転する。２７ａ、２７ｂは本体の底面前部に配置された摩擦軽減手段である。１１は本体に水平に配置された鉛直傾き検出手段で本体の重力方向に対する傾きを検出し出力は制御手段１４に入力する。２６は本体前端部に配置された走行面距離検出手段で走行面２５との距離を検出し出力は制御手段１４に入力する。
【００２８】
図３（ａ）、（ｂ）は段差を乗り越える時のイメージ図である。図３（ａ）に示すように進行方向に小さな凸段差３０があると本体１０の底面前部に配置された摩擦軽減手段２７と段差３０が接触し小さな摩擦で段差を乗り上げる。図３（ｂ）で示すように乗り上げ後も段差３０の凸面と摩擦軽減手段２７が接触し小さな摩擦で走行する。
【００２９】
従って、スムーズに小さな衝撃で段差を乗り越えることが可能な走行装置とすることができる。摩擦軽減手段２７は回転可能に保持すると転がり摩擦となり摩擦が小さくなる。また、柔らかな材質例えば弾性材で構成すると段差に衝突した際の衝撃を小さくできる。
【００３０】
図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は鉛直傾き検知手段５１の走行面の傾きに対する動作のイメージ図である。図４（ａ）は進行方向が上向きの上り坂の場合で本体の水平方向（走行面５５と本体の距離が所定の大きさで本体が傾いてなければ走行面５５と平行）と鉛直方向が為す角ａ°は鈍角になり進行方向と反対に重力が働くので車輪の駆動トルクを大きくする。図４（ｂ）は走行面が水平の場合で本体の水平方向と鉛直方向が為す角ｂ°は直角になり進行方向は重力の影響を受けない。図４（ｃ）は進行方向が下向きの下り坂の場合で本体の水平方向と鉛直方向が為す角ｃ°は鋭角になり進行方向と同じ方向に重力が働くので車輪の駆動トルクを小さくする。
【００３１】
従って、走行面の傾きを検知し本体にかかる重力の影響を確認しながら適正速度で走行することが可能な走行装置とすることができる。
【００３２】
図５は走行装置７０が昇降装置７２と通信して複数の走行面に移動するイメージ図である。図５において、昇降装置７２は昇降することにより高度Ｌｄの走行面７１ａと、高度Ｌｅの走行面７１ｂと、高度Ｌｆの走行面７１ｃとを接続する。走行装置７０は走行装置７２と通信し現在の階で停止させ、昇降装置７２に乗り昇降装置７２と通信し上昇運転をする。次ぎに、高度を確認しながら待機し、所定の高度例えばＬｅになると昇降装置７２と通信して昇降装置を停止し、走行面７１ｂに降りて走行する。
【００３３】
従って、昇降装置を利用して複数の指定の階を走行することが可能な走行装置とすることができる。
【００３４】
図６は複数の高度Ｌａの走行面６１ａと、高度Ｌｂの走行面６１ｂと、高度Ｌｃの走行面６１ｃとをスロープ６２ａと、スロープ６２ｂとで接続し走行装置６０が移動するイメージ図である。図６において、走行装置６０は指定の高度例えばＬｂの走行面６１ｂに移動するのに現在の走行面６１ａからスロープ６２ａに入り高度を確認しながら上り、次ぎに所定の高度Ｌｂを確認するとスロープ６２ａから出て走行面６１ｂを走行する。
【００３５】
従って、スロープを利用して複数の指定の高さの走行面を走行することが可能な走行装置とすることができる。
【００３６】
【発明の効果】
以上のように、請求項１〜８に記載した発明によれば、走行面の段差の大きさを検知し通過が可能か確認しながら、また乗り上げ時あるいは下降時等の本体の傾きを検知し本体の転倒を防止しながら走行することが可能な走行装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１における走行装置のブロック図
【図２】同、走行装置の構成図
【図３】（ａ）同、走行装置の段差を乗り越える時のイメージ図
（ｂ）同、走行装置の段差を乗り越える時の他のイメージ図
【図４】（ａ）同、走行装置の鉛直傾き検知手段の、所定の傾きを有する走行面に対する動作のイメージ図
（ｂ）同、走行装置の鉛直傾き検知手段の、他の傾きを有する走行面に対する動作のイメージ図
（ｃ）同、走行装置の鉛直傾き検知手段の、他の傾きを有する走行面に対する動作のイメージ図
【図５】同、走行装置が、昇降装置と通信して複数の走行面に移動するイメージ図
【図６】同、走行装置が、複数の高度の走行面をスロープで接続し、複数の走行面に移動するイメージ図
【符号の説明】
１  走行面距離検出手段
２  鉛直傾き検出手段
３  制御手段
４  走行手段
【図１】
2004303134.tif 000003
【図２】
2004303134.tif 000004
【図３】
2004303134.tif 000005
【図４】
2004303134.tif 000006
【図５】
2004303134.tif 000007
【図６】
2004303134.tif 000008