JPH0469710A - 不陸面を走行する移動体のレベリング装置 - Google Patents

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。

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。

（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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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。

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。

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
。

（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。

（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。

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。

図示において実線で示すのは各タイヤ車輪Ｆ＋。

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。

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。

・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
。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

すなわちサーボ制御システムに構成している。

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。

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。

（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。

（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。

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。

（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。

【図面の簡単な説明】

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

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）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。
2. （２）前記姿勢検出装置が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。
3. （３）前記姿勢検出装置が、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。