JPH0469710A - Leveling device for moving body for running on uneven land surface - Google Patents
Leveling device for moving body for running on uneven land surfaceInfo
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- JPH0469710A JPH0469710A JP2183058A JP18305890A JPH0469710A JP H0469710 A JPH0469710 A JP H0469710A JP 2183058 A JP2183058 A JP 2183058A JP 18305890 A JP18305890 A JP 18305890A JP H0469710 A JPH0469710 A JP H0469710A
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- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
- Road Paving Machines (AREA)
- On-Site Construction Work That Accompanies The Preparation And Application Of Concrete (AREA)
- Manipulator (AREA)
- Vehicle Body Suspensions (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
この発明は、不陸面ずなわらでこぼこした面を走行しな
がら特定の作業、例えば床コンクリートの敷ならしゃ仕
」二げ作業あるいは塗装作業等を行つホイール式移動ロ
ボットのような移動体のレベリング装置に関するもので
ある。[Detailed Description of the Invention] (Industrial Application Field) This invention is useful for carrying out specific tasks while traveling on uneven surfaces, such as laying concrete floors, finishing work, or painting work. The present invention relates to a leveling device for a mobile body such as a wheeled mobile robot.
（従来の技術）
メカトロニクス技術の応用による産業用ロボットの普及
はめざましい。土木・建設技術分野における例えば床コ
ンクリートの敷ならしゃ仕上げ作業を行う移動ロボッｌ
〜の開発はその１例である。(Conventional technology) The spread of industrial robots through the application of mechatronics technology is remarkable. In the field of civil engineering and construction technology, mobile robots perform work such as laying and finishing concrete floors.
The development of ~ is one example.
（発明が解決しようとする課題）
周知のように移動ロボットにはホイール式と脚式とがあ
る。(Problems to be Solved by the Invention) As is well known, there are two types of mobile robots: wheel type and leg type.
ところで移動ロボットの利点は、行動範囲の拡大や作業
のスピードアップによる作業能力、機動性等の向上にあ
る。なかでもホイール式移動ロボットは、走行性と安定
性に優れ工場内の作業現場で利用する移動ロボットとし
て評価されている。By the way, the advantage of mobile robots is that they improve work ability, mobility, etc. by expanding the range of action and speeding up work. Among these, wheel-type mobile robots have excellent running performance and stability, and are highly regarded as mobile robots for use on factory work sites.
ところが土木・建設現場での利用にあたっては次のよう
な問題点があった。However, there were the following problems when using it at civil engineering and construction sites.
すなわち土木・建設現場は一般にでこぼこの多いいわゆ
る不陸面である場合が多い。ちなみにデツキプレー１・
上に床コンクリートを打設する場合、このホイール式移
動ロボットを用いたとする。ところが、床コンクリート
の場合は、デツキプレート上に補強用の鉄筋が配筋され
ているのが普通である。In other words, civil engineering and construction sites are generally uneven surfaces with many uneven surfaces. By the way, Detsuki Play 1.
Suppose that this wheeled mobile robot is used when pouring concrete for the floor. However, in the case of concrete floors, reinforcing reinforcing bars are usually arranged on the deck plate.
したがって、この上に床コンクリートを敷ならし仕上げ
作業を行うためには、移動ロボットは配筋された鉄筋上
を走行移動しなければならない。Therefore, in order to level the concrete floor and perform finishing work, the mobile robot must run over the reinforcing bars that have been arranged.
すなわち走行車輪がでこぼこした鉄筋」二を走行するこ
とになる。In other words, the running wheels will run over uneven reinforcing bars.
その結果、移動ロボッ１−自体の走行が不安定となり、
特に仕上り面に狂いを生じるという致命的な欠点があっ
た。また移動ロボットによる塗装作業を行うような場合
も同様な不具合や欠点がある。As a result, the movement of mobile robot 1 itself becomes unstable,
In particular, it had the fatal drawback of causing irregularities in the finished surface. Similar problems and shortcomings also occur when painting work is performed using a mobile robot.
すなわちワークに対する対応関係が乱される欠点トすな
わちホイール式移動体の問題点を解消し、走行面が不陸
面であっても機体レベルを一定に保ちながら走行移動で
きるレヘリング装置を捉供することを目的とするもので
ある。In other words, we aim to solve the problem of wheel-type moving bodies in which the correspondence relationship with the work is disturbed, and to provide a leveling device that can move while keeping the body level constant even if the running surface is uneven. This is the purpose.
（課題を解決するための手段）
前記目的を達成するため、この発明がとった技術手段の
特徴とするところは、複数のタイヤ車輪をもって機体を
支え走行するロボット等の移動体において、前記タイヤ
車輪には電磁弁を介してエヤーコンプレッサからのエヤ
ー給・排気管をそれぞれ接続し、前記機体には機体の姿
勢検出装置を搭載し、この姿勢検出装置による検出信号
に基づいて前記電磁弁を開閉制御し、各タイヤ車輪の空
気圧をコントロールすることができるように構成したこ
とにある。(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the technical means taken by the present invention are characterized in that in a moving body such as a robot that supports a body with a plurality of tire wheels, are connected to the air supply and exhaust pipes from the air compressor through solenoid valves, and the aircraft is equipped with an attitude detection device, and the electromagnetic valves are opened and closed based on the detection signal from the attitude detection device. However, the structure is such that the air pressure of each tire wheel can be controlled.
また前記機体の姿勢検出装置としてはポテンショメータ
式ないしトルクバランス式の傾斜角センサをもって構成
したことにある。Further, the apparatus for detecting the attitude of the aircraft body includes a tilt angle sensor of a potentiometer type or a torque balance type.
さらにもう１つの機体の姿勢検出装置として、機体側に
搭載するレーザ受光器と、機体外に設置するレーザ発信
器とからなるレーザレベル検出装置を用いたことにある
。Furthermore, as another aircraft attitude detection device, a laser level detection device consisting of a laser receiver mounted on the aircraft body and a laser transmitter installed outside the aircraft body is used.
（作用）
この発明は、以上説明したように構成しているため、ホ
イール式移動ロボットすなわち移動体が不陸面を走行す
ることにより、機体の姿勢をいずれかに傾けると、すな
わち走行姿勢を乱すと、その姿勢は傾斜角センサからな
る姿勢検出装置により検出される。そしてこの姿勢検出
装置による出力信号を増幅器を介して前記電磁弁に送り
込み、その電磁弁の切換え制御を行い、タイヤ車輪の空
気圧を制御する。その結果、機体のレベルは常に一定に
保持されることになる。(Function) Since the present invention is configured as described above, when the wheeled mobile robot, that is, the moving body travels on an uneven surface, the attitude of the body is tilted to either side, that is, the running attitude is disturbed. The attitude is detected by an attitude detection device consisting of a tilt angle sensor. The output signal from this attitude detection device is sent to the electromagnetic valve via an amplifier, and the switching control of the electromagnetic valve is performed to control the air pressure of the tire wheel. As a result, the level of the aircraft is always kept constant.
（実施例）
さらにこの発明装置を一般的に普及している４輪式の移
動ロボットに装備させた場合の実施例に基づいて、その
構成・作用の概要を説明する。(Example) Furthermore, based on an example in which the device of the present invention is installed on a generally popular four-wheeled mobile robot, an outline of its configuration and operation will be explained.
図面は装置の構成をシステムとして示すものである。す
でに説明したように、この装置は機体を支えるタイヤ車
輪に通じるエヤー給・排気管系に電磁弁を設けるととも
に、機体には機体の傾きを検出する姿勢検出装置を設け
、この姿勢検出装置によって検出した出力信号に基づい
て前記電磁弁の開閉制御を行う制御系をもって構成した
ものである。The drawings show the configuration of the device as a system. As already explained, this device is equipped with a solenoid valve in the air supply/exhaust pipe system that leads to the tires that support the aircraft, and is also equipped with an attitude detection device that detects the tilt of the aircraft. The control system includes a control system that controls the opening and closing of the electromagnetic valve based on the output signal.
図示において実線で示すのは各タイヤ車輪Ｆ＋。In the figure, each tire wheel F+ is shown by a solid line.
Ｆｚ 、Ｒ＋ 、Ｒ２に電磁弁ＩＦ、ＩＦ、Ｉ１１．Ｉ
Ｒを介してコンプレッサ２からのエヤーを給・排気する
管系を示し、点線で示すのは制御系を示す。Fz, R+, R2 are connected to solenoid valves IF, IF, I11. I
A pipe system for supplying and exhausting air from the compressor 2 is shown through R, and a dotted line shows a control system.
なお各タイヤ車輪Ｆ１．Ｆ２ ・Ｒ１，Ｒｚはいずれ
も走行時に回転するので、実施例においては各車輪Ｆ、
、Ｆ２ ・Ｒ，、Ｒ，のアクスルシャフト内に配管を施
すとともに、その途中にはスイベルジョイン）３，３，
３．３を介設して、各電磁弁ＩＰ、ＩＰ・ＩＩ−ン、Ｉ
Ｒと各タイヤ車輪Ｆ、、Ｆ。In addition, each tire wheel F1. F2 ・R1 and Rz both rotate during driving, so in the example, each wheel F,
, F2 ・R, , R, is provided with piping inside the axle shaft, and there is a swivel join in the middle) 3, 3,
3.3, each solenoid valve IP, IP・II-on, I
R and each tire wheel F,,F.
・Ｒ，、Ｒ２とを接続し、走行時の回転に影響されるこ
とがない構成としている。また実施例では各電磁弁＋
１？、 ］ Ｉ＝’・１．Ｒ，１，Ｒは３位置２ウニ
イの電磁弁を使用してタイヤ車輪Ｆ、、１”２ ・ＲＲ
２にそれぞれ個別的に給・排気ができるようにしζいる
。・R, , R2 are connected to create a structure that is not affected by rotation during driving. In addition, in the example, each solenoid valve +
1? , ] I='・1. R, 1, R uses a 3-position 2-unii solenoid valve to connect the tire wheel F,, 1”2 ・RR
2, each can be supplied and exhausted individually.
次に制御系を構成する機体の姿勢検出装置は、機体に傾
斜角センサを設け、この傾斜角センサによって機体の傾
きを検出するようにしている。Next, the aircraft attitude detection device that constitutes the control system is provided with an inclination angle sensor on the aircraft body, and detects the inclination of the aircraft body using this inclination angle sensor.
具体的には可変抵抗器の摺動軸に振子を付けたいわゆる
ポテンショメータ式の傾斜角センサを機体側に装備した
。もちろんこのポテンショメータ方式の傾斜角センサに
代え、発光素子と受光素子とを内蔵し、振子の先につい
ている遮蔽板による受光量の変化に基づいて傾斜角を検
出するＩ・ルクハランス式の傾斜角セン薯すを用いても
よい。Specifically, a so-called potentiometer type tilt angle sensor with a pendulum attached to the sliding shaft of a variable resistor was installed on the aircraft side. Of course, instead of this potentiometer-type tilt angle sensor, there is an I-Luxarance-type tilt angle sensor that has a built-in light emitting element and a light receiving element, and detects the tilt angle based on changes in the amount of light received by a shielding plate attached to the tip of the pendulum. You may also use
さらに第３の手段として機体の姿勢検出装置としてレー
ザ発振器とレーザ受光器（ターゲット）とからなる通称
レーザレベル検出装置と呼ばれるレベル測定器を用いて
もよい。すなわち機体側にレーザ受光器（ターゲッロを
設定するとともに、機体外の任意の位置に基準レーザを
発振するレーザ発振器を設定し、このレーザ発振器より
基準レーザを前記レーザ受光器に投射し、機体の走行移
動にともなう機体レベル変化をレーザ受光器により検出
する装置である。Furthermore, as a third means, a level measuring device commonly called a laser level detecting device including a laser oscillator and a laser receiver (target) may be used as the attitude detecting device of the aircraft body. In other words, a laser receiver (Targello) is set on the aircraft side, and a laser oscillator that emits a reference laser is set at an arbitrary position outside the aircraft, and the reference laser is projected from this laser oscillator to the laser receiver, and the aircraft travels. This is a device that uses a laser receiver to detect changes in the level of the aircraft as it moves.
次に機体の姿勢検出装置により検出した信号に基づいて
、前記エヤー給・排気管系における各電磁弁ＩＦ、ＩＦ
・ＩＲ，１，Ｒを開閉制御して、ずなわちタイヤ車輪Ｆ
、、Ｆ２ ・Ｒ１，Ｒ２の空気圧を制御して機体姿勢を
コンＩ・ロールするいわゆる制御系は次のように構成し
ている。Next, based on the signal detected by the attitude detection device of the aircraft, each solenoid valve IF, IF in the air supply/exhaust pipe system is
・By controlling the opening and closing of IR, 1, and R, the tires and wheels F
,,F2 The so-called control system that controls the air pressure of R1 and R2 to control the attitude of the aircraft is configured as follows.
まず図示のように実施例では前記姿勢検出装置により検
出した出力信号を機体に装備したマイクロコンピュータ
（このマイクロコンピュータばロボットのマニプレータ
の操作制御に使用するものを併用）に入力させるように
している。First, as shown in the figure, in the embodiment, the output signal detected by the attitude detection device is input to a microcomputer installed in the aircraft (this microcomputer is also used to control the operation of the manipulator of the robot).
マイクロコンピュータには、あらかじめタイヤ車輪Ｆｄ
、Ｆｚ ・Ｒ＋、Ｒｚの標準空気圧ないし空気量さら
には機体重量等の関係から平坦な面で機体レベルが水平
に維持されるための基準空気圧ないし空気量を記憶させ
ておき、前記姿勢検出装置による検出データと比較し、
その比較値に基づいて前記各電磁弁ＩＦ”、ＩＦ・１．
Ｒ，］、Ｒの開閉制御量を演算算出し、この算出した制
御量をもって開閉制御が行われるように構成している。The microcomputer has the tire wheel Fd in advance.
, Fz ・R+, Rz standard air pressure or air amount, as well as the reference air pressure or air amount for maintaining the aircraft level on a flat surface based on the relationship of the aircraft weight, etc., and the attitude detection device Compare with detected data,
Based on the comparison value, each of the solenoid valves IF'', IF・1.
The opening/closing control amount of R, ], R is calculated, and the opening/closing control is performed using the calculated control amount.
すなわちサーボ制御システムに構成している。In other words, it is configured as a servo control system.
本発明は以上実施例を通して説明したように構成されて
いるため、ホイール式移動ロボットずなわら移動体が不
陸面上を走行移動し、その走行姿勢を傾げレベル変化を
起すと、機体の姿勢検出装置が作動する。同時に制御系
が作動し、タイヤ車輪の空気圧をコン１−ロールして常
に機体の走行姿勢を水平状態に調整することができる。Since the present invention is configured as explained through the embodiments above, when a wheeled mobile robot or a rolling body travels on an uneven surface and tilts its running attitude to cause a change in level, the attitude of the machine body changes. The detection device is activated. At the same time, the control system operates to control the air pressure in the tires and wheels so that the aircraft's running attitude can always be adjusted to a horizontal state.
その結果、移動体の走行路面がでこぼこした不陸面であ
っても、移動体ずなわら移動ロボットのワークに対する
対応関係が乱されるようなことばない。As a result, even if the road surface on which the moving body travels is uneven and uneven, the relationship between the moving body and the mobile robot with respect to the workpiece will not be disturbed.
（発明の効果）
この発明によるレヘリング装置をホイール式移動ロボッ
トその他種動体に組み込み装備させると、次のような効
果をもたらすことができる。(Effects of the Invention) When the leveling device according to the present invention is incorporated into a wheeled mobile robot or other type of moving object, the following effects can be brought about.
（１）従来のホイール式移動ロボントは、原則として平
坦な工場内での稼働にのみ適応したが、このレヘリング
装置を装備させることにより、土木・建築工事等、不陸
面の多い場所での利用が可能となる。(1) Conventional wheel-type mobile robots were, in principle, only suitable for operation in flat factories, but by being equipped with this leveling device, they can be used in places with many uneven surfaces, such as civil engineering and construction work. becomes possible.
すなわちロボッＩ・の利用拡大が可能となり、かつ機能
性を高めることができる。In other words, it becomes possible to expand the use of Robot I, and improve its functionality.
（２）装置を構成する主要部品すなわち姿勢検出装置の
構成部品は、既存の傾斜角センサやレーナ゛レベル検出
装置をもって構成することができ、またマイクロコンピ
ュータもロボット自体に内蔵されているマニピレータの
操作制御用のものを併用して利用することができるため
装置コストも経済的である。(2) The main parts that make up the device, that is, the components of the posture detection device, can be configured with existing tilt angle sensors and radar level detection devices, and the microcomputer can also operate the manipulator built into the robot itself. The device cost is also economical because it can be used in combination with a control device.
図面ば、この発明によるレヘリング装置を４輪式移動ロ
ボットに装備させた実施例をシステムとして示す構成図
である。
Ｆｌ、Ｆ２ ・Ｒ＋ 、 Ｒｚ・・・タイヤ車輪１
Ｆ、ｌＦ・ｌＲ，］Ｒ・・・電磁弁The drawing is a configuration diagram showing, as a system, an embodiment in which a four-wheeled mobile robot is equipped with a leveling device according to the present invention. Fl, F2 ・R+, Rz...Tire wheel 1
F, lF・lR, ]R...Solenoid valve
Claims (3)
ボット等の移動体であって、 前記タイヤ車輪には電磁弁を介してエヤーコンプレッサ
からのエヤー給・排気管をそれぞれ接続し、 前記機体には機体の姿勢検出装置を搭載し、この姿勢検
出装置による出力信号に基づいて前記電磁弁を開閉制御
し、各タイヤ車輪の空気圧をコントロールすることによ
り機体のレベルを一定に保つ機体レベル制御装置を装備
したことを特徴とする不陸面を走行する移動体のレベリ
ング装置。(1) A moving object such as a robot that supports its body with a plurality of tire wheels, and the tire wheels are connected to air supply and exhaust pipes from an air compressor via electromagnetic valves, respectively, and the body is equipped with: Equipped with an aircraft attitude detection device, and an aircraft level control device that controls the opening and closing of the solenoid valve based on the output signal from this attitude detection device, and maintains the aircraft level at a constant level by controlling the air pressure in each tire wheel. A leveling device for a mobile object traveling on an uneven surface.
ルクバランス式の傾斜角センサからなる請求項１記載の
不陸面を走行する移動体のレベリング装置。(2) The leveling device for a moving body traveling on an uneven surface according to claim 1, wherein the attitude detection device comprises a tilt angle sensor of a potentiometer type or a torque balance type.
光器と、機体外に設置するレーザ発信器とからなるレー
ザレベル検出装置であることを特徴とする請求項１記載
の不陸面を走行する移動体のレベリング装置。(3) The attitude detection device is a laser level detection device comprising a laser receiver mounted on the aircraft body and a laser transmitter installed outside the aircraft body. Leveling device for moving moving objects.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2183058A JPH0469710A (en) | 1990-07-11 | 1990-07-11 | Leveling device for moving body for running on uneven land surface |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2183058A JPH0469710A (en) | 1990-07-11 | 1990-07-11 | Leveling device for moving body for running on uneven land surface |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0469710A true JPH0469710A (en) | 1992-03-04 |
Family
ID=16129007
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2183058A Pending JPH0469710A (en) | 1990-07-11 | 1990-07-11 | Leveling device for moving body for running on uneven land surface |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0469710A (en) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1990
- 1990-07-11 JP JP2183058A patent/JPH0469710A/en active Pending
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