(57)【要約】【課題】走行体の移動及び段差踏跛性能を簡単な構造で効果的に向上させられる走行体の移動装置を提供する。【解決手段】走行用車輪１６を介して前後進切換可能で、かつ進路変更可能なロボット本体１１において、前記ロボット本体１１の底部に前記走行用車輪１６と走行方向に位置をずらしてボールキャスタ１７を設けると共に、該ボールキャスタ１７の側方に走行面から所定寸法上方に位置し、かつボールキャスタ１７から走行方向へ所定寸法突出させて前後一対の補助車輪３２を設けた。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行用車輪を介して前後進切換可能で、かつ進路変更可能な走行体において、前記走行体の底部に前記走行用車輪と走行方向に位置をずらしてボールキャスタを設けると共に、該ボールキャスタの側方に走行面から所定寸法上方に位置し、かつボールキャスタから走行方向へ所定寸法突出させて前後一対の補助車輪を設けたことを特徴とする走行体の移動装置。
【請求項２】
前記走行体は、室内でユーザの生活を補助・支援するための自律型のロボットであることを特徴とする請求項１記載の走行体の移動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、室内でユーザの生活を補助・支援するためのロボット（生活支援ロボット又は介護ロボットとも言う）等走行体の移動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】
従来、ロボットの移動装置として、特開平５−８４２１０号公報に開示されているように、ロボット本体の底部に、前方中央部に位置して偏心車輪型のキャスタを設ける一方、後方側部に位置して左右の駆動輪を備え、該左右の駆動輪を正逆回動自在にかつ個別にモータ駆動することにより、走行方向を前後進切換自在で、かつ進路変更可能に構成したものがある。
【０００３】
ところが、このようなロボットにあっては、偏心車輪型のキャスタを用いているため、前進後後退する時又はその逆の時に、キャスタにおける車輪の偏心量だけロボットが一側方へ膨らんで走行するという不具合があった。これは、室内を走行する生活支援ロボットのように、限られたスペース内を走行するロボットにとっては、大変不利である。
【０００４】
そこで、偏心車輪型のキャスタに代えて、ボールキャスタを用いれば上述した不具合は解消される。しかしながら、偏心車輪型のキャスタにおける車輪と異なり、ボールキャスタにおけるボールはそのボール中心より下方位置まで軸受ケースで支持される構造になっていることから、走行面に段差があった場合、ボールより先に軸受ケースが段差部に当たる場合があり、このような場合はロボットが段差を踏跛することができないという欠点があった。
【０００５】
本発明は、このような実情に鑑み提案されたもので、走行体の移動及び段差踏跛性能を簡単な構造で効果的に向上させられる走行体の移動装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
斯かる目的を達成するための本発明に係る走行体の移動装置は、走行用車輪を介して前後進切換可能で、かつ進路変更可能な走行体において、前記走行体の底部に前記走行用車輪と走行方向に位置をずらしてボールキャスタを設けると共に、該ボールキャスタの側方に走行面から所定寸法上方に位置し、かつボールキャスタから走行方向へ所定寸法突出させて前後一対の補助車輪を設けたことを特徴とする。
【０００７】
また、前記走行体は、室内でユーザの生活を補助・支援するための自律型のロボットであることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る走行体の移動装置を実施例により図面を用いて詳細に説明する。
【０００９】
［実施例］
図１は本発明の一実施例を示す生活支援ロボットの正面図、図２は同じくボールキャスタの３面（平面、側面、正面）図、図３は同じく作用説明図である。
【００１０】
図１において、１１は生活支援ロボットのロボット本体で、頭部１２と胸部１３と胴部１４と左右の腕部１５と脚部（移動装置）としての走行用車輪１６及びボールキャスタ（ボールベア）１７とから多関節多自由度ロボットを構成している。
【００１１】
そして、前記頭部１２にはＣＣＤカメラ等の二つのカメラ１８が装着されると共に、二つのマイクロホン１９が装着されている。また、胸部１３に人検知センサ２０が装着されると共に、その下方にはモニタ２１が装着され、さらにその斜め下方には左右のスピーカ２２が装着されている。また、胴部１４に二つの超音波式障害物センサ２３が装着されると共に同じく二つのレーザ式障害物センサ２４が装着されている。
【００１２】
また、胴部１４にはマイクロコンピュータ等からなる制御装置とバッテリ（図示せず）が内蔵される。そして、制御装置には、前述したカメラ１８、マイクロホン１９、人検知センサ２０、モニタ２１、スピーカ２２、超音波式障害物センサ２３、レーザ式障害物センサ２４が接続されている。
【００１３】
この場合、カメラ１８はユーザや室内を撮影してその撮影画像を制御装置に出力する。マイクロホン１９はユーザの音声や電話のベル、呼び鈴、テレビの音などの生活音を取り込み、制御装置に出力する。人検知センサ２０は音量・音源方向センサと人の存在や活動量などを検出する焦電型赤外線センサとから構成され、検出結果を制御装置に出力する。モニタ２１は必要な生活情報を表示してユーザに見せるためのものであり、スピーカ２２はこのモニタ２１に表示した情報の説明を行ったり、ユーザと話をしたりするためのものである。超音波式障害物センサ２３及びレーザ式障害物センサ２４は、ロボット本体１１の移動時に前方の障害物を検出して衝突を防止するためのものであり、検出結果を制御装置に出力する。
【００１４】
一方、制御装置は、上述したように前記モニタ２１に画像信号またスピーカ２２に音声信号を出力すると共に、前記頭部１２と腕部１５と走行用車輪１６を移動させる駆動モータ等の駆動装置（図示せず）への動作信号（駆動信号）を出力する。
【００１５】
前記ボールキャスタ１７は、ロボット本体１１の底部において、後方側部に二つ設けた走行用車輪１６の前方に位置してやや中央部寄りに左右二つ設けられる（図３参照）。そして、図２に示すように、各ボールキャスタ１７は箱状の軸受ケース３０と該軸受ケース３０内に全方向に回動自在に支持されたボール３１と前記軸受ケース３０の左，右両側面に回動自在に軸支された前後一対の補助車輪３２とから構成される。
【００１６】
また、前記軸受ケース３０は雌ねじ穴を有したナット部３４を介して前記ロボット本体１１の底部にねじ結合される。また、前記補助車輪３２は走行面Ｇから所定寸法Ｌ１（例えばＬ１≒５ｍｍ）だけ上方に位置し、かつ軸受ケース３０（ボールキャスタ）から走行（前後）方向へ所定寸法Ｌ２（例えばＬ２≒１５ｍｍ）だけ突出させて（前後一対の補助車輪３２において）設けられる。従って、補助車輪３２は通常の走行時には回転せず、後述する段差踏跛時に回転作用する。
【００１７】
このように構成されるため、前述したような各種機能を発揮してユーザの生活を補助・支援しようと、ロボット本体１１が走行する際は、左右の走行用車輪１６を同一速度で正転させると前進し、逆転させれば後退し、また左右の走行用車輪１６の回転速度を変えると任意の方向に進路変更を行う。
【００１８】
そして、本実施例では、ボールキャスタ１７を用いているため、前進後後退する時又はその逆の時には、偏心車輪型のキャスタを用いている場合と異なり、ロボット本体１１が一側方へ膨らんで走行するという不具合は無く、そのまま真っ直ぐ後退又は前進すべく切換走行することができる。
【００１９】
また、ボールキャスタ１７に補助車輪３２が付設されているため、走行面Ｇに例えば３０ｍｍ程度の段差Ｇ１（図３参照）があった場合でも、円滑に走行することができる。即ち、図３に示すように、ロボット本体１１のボールキャスタ１７部が段差Ｇ１部に到達した場合には、ボールキャスタ１７の軸受ケース３０ではなく補助車輪３２の下半部が段差Ｇ１部に当接し、その後補助車輪３２は正転（又は逆転）を余儀なくされるので、段差Ｇ１を容易に踏跛する（乗り越える）ことができるのである。言い換えれば、補助車輪３２が無くボールキャスタ１７の軸受ケース３０が段差Ｇ１部に当接した場合には踏跛する（乗り越える）ことができないのである。
【００２０】
これらの結果、段差が有りがちでスペースも限られる室内を円滑に走行でき、自律型ロボットの各種機能をフルに発揮することができる。
【００２１】
尚、本発明は上記実施例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、各種変更が可能であることはいうまでもない。例えば、ボールキャスタ１７の数及び配置は変更しても良い。また、補助車輪３２はボールキャスタ１７と一体に構成したが、別体に構成しても良いし、ボールキャスタ１７一個に対して一個宛設けても良い。また、本発明は生活支援ロボット等に限らず、あらゆる走行体に適用することができる。
【００２２】
【発明の効果】
以上、実施例に基づいて詳細に説明したように、本発明の請求項１に係る発明は、走行用車輪を介して前後進切換可能で、かつ進路変更可能な走行体において、前記走行体の底部に前記走行用車輪と走行方向に位置をずらしてボールキャスタを設けると共に、該ボールキャスタの側方に走行面から所定寸法上方に位置し、かつボールキャスタから走行方向へ所定寸法突出させて前後一対の補助車輪を設けたことを特徴とするので、走行体の移動及び段差踏跛性能を簡単な構造で効果的に向上させられる。
【００２３】
本発明の請求項２に係る発明は、前記走行体は、室内でユーザの生活を補助・支援するための自律型のロボットであることを特徴とするので、段差が有りがちでスペースも限られる室内を円滑に走行でき、自律型のロボットの各種機能をフルに発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す生活支援ロボットの正面図である。
【図２】同じくボールキャスタの３面（平面、側面、正面）図である。
【図３】同じく作用説明図である。
【符号の説明】
１１　ロボット本体
１２　頭部
１３　胸部
１４　胴部
１５　腕部
１６　走行用車輪
１７　ボールキャスタ（ボールベア）
１８　カメラ
１９　マイクロホン
２０　人検知センサ
２１　モニタ
２２　スピーカ
２３　超音波式障害物センサ
２４　レーザ式障害物センサ
３０　軸受ケース
３１　ボール
３２　補助車輪
【図１】
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【図２】
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【図３】
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