JPH0920272A - 移動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 無人搬送車による階段の自動昇降を可能に
し、かつ人が操縦する方式の搬送車に適用した場合に
も、階段昇降時の安全性を確保できる移動装置を提供す
る。 【構成】 クローラ走行機構３を有し、平地での走行及
び階段の昇降が可能な移動装置において、移動装置１の
重心位置を前後両方向へ移動可能な上部スライド機構６
と、前方にある階段の傾斜方向を検出する階段検出器７
と、階段検出器７の検出結果に基づき、階段が上り階段
か下り階段かを判別して上部スライド機構６による重心
移動方向を制御する制御手段１３とを有する。階段検出
器７の検出結果に基づき、制御手段が階段を判別して重
心移動方向を制御するので、装置の重心移動が、階段の
昇降開始前にその傾斜方向に応じてなされる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は平地での走行及び階段
の昇降が可能な移動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、このような移動装置として、平地
での走行時には車輪に、階段の昇降時或いは不整地での
走行時にはクローラに切り替えるようにしたものが一般
に知られている。このような従来の移動装置では、クロ
ーラにより階段を昇降する際に装置全体が階段のなす角
度に傾斜するため、装置の重心位置が階段と接する支点
部分より下部側にくると、装置が不安定な状態になり、
回転又は転倒することもあり得るため危険であるという
ことが知られている。つまり、装置が水平にあるときに
は装置の重心位置がほぼ中央にあっても、装置が階段で
傾斜した状態になると、重心の鉛直方向に働く力が装置
の階段下部側に振れるために装置が不安定な状態とな
る。

【０００３】そこで、このような危険を回避するように
した従来の移動装置として、例えば（１）クローラによ
り階段を昇降する際に、装置の上部を階段上部方向に移
動させ、これによって装置の重心位置を階段上部方向に
移動させるようにしたもの（実公昭５７ー４８６６２号
公報）、及び（２）車体上部に車体前後方向に円弧状の
ガイド部を支持し、該ガイド部上部に、ガイド部に沿っ
て車体の前後方向に移動が可能な物資搭載部を設け、車
体の姿勢を検出する姿勢センサから得られる情報にもと
づいて、物資搭載部を車体の前後方向に摺動させるモー
タ等の駆動手段を備え、姿勢センサの信号に基づき物資
搭載部を水平になるまで移動させることにより、全体の
重心を安定方向に移動させるようにしたもの（特開平４
ー３０６１８１号公報）が知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記前
者の移動装置（１）では、階段の傾斜方向を検出できな
いため、次の問題がある。（イ）装置の重心位置を前後
両方へ移動できる構造にしたとしても、この移動装置を
無人で自走するいわゆる無人搬送車に適用できない。
（ロ）装置の重心位置を前後両方へ移動できる構造に
し、この移動装置を人が操縦する方式のものに適用した
場合、人が誤った方向へ重心を移動させるおそれがあ
り、大変危険である。（ハ）重心の移動方向を一方向
（装置の前方）に固定した構造にした場合、装置が階段
を上るときには重心位置を装置の前方へ移動させて前進
で上り、一方装置が階段を下りるときには重心位置を装
置の前方にしか移動できないため、後進で下りることに
なる。そのため、階段を下りる際には、階段の手前で１
８０度の方向転換をしなければならず、装置の操縦が煩
雑である。

【０００５】一方、上記後者の従来技術（２）では、車
体の姿勢を検出する姿勢センサから得られる情報にもと
づいて、物資搭載部を水平になるまで車体の前後方向に
移動させることにより、全体の重心を安定方向に移動さ
せる構成であるため、車体が階段の昇降を開始しないと
重心位置を移動させることができない。そのため、階段
の昇降を開始した車体の転倒や落下等の危険を防止する
ためには、車体が階段の昇降を開始してからすぐに重心
位置を移動させる必要がある。ところが、重量が大きく
かつ静止している物資搭載部を姿勢センサからの信号に
より速い応答速度で素早く移動させるのは難しく、前記
危険が発生するおそれがある。従って、この移動装置を
無人搬送車に適用して実用化するのは難しいという問題
がある。

【０００６】この発明はこのような事情に鑑みてなされ
たもので、その課題は無人搬送車による階段の自動昇降
を可能にし、かつ人が操縦する方式の搬送車に適用した
場合にも、階段昇降時の安全性を確保できる移動装置を
提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め請求項１記載の発明の移動装置は、クローラ走行手段
を有し、平地での走行及び階段の昇降が可能な移動装置
において、移動装置本体に取り付けられ、移動装置の重
心位置を前後両方向へ移動可能な重心移動手段と、進行
方向前方にある階段の傾斜方向を検出する階段検出手段
と、前記階段検出手段の検出結果に基づき、前記階段が
上り階段か下り階段かを判別して前記重心移動手段によ
る重心移動方向を制御する制御手段とを有している。

【０００８】請求項２記載の発明の移動装置は、前記階
段検出手段は、前記本体の進行方向前部から走行路面ま
での距離を検出する距離検出手段を有し、かつ前記制御
手段は、前記距離検出手段により検出された前記距離と
所定値との比較結果に基づき、前記階段が上り階段か下
り階段かを判別する。

【０００９】

【作用】請求項１記載の移動装置では、重心移動手段に
より装置の重心位置を前後両方向へ移動可能で、進行方
向前方にある階段の傾斜方向が階段検出手段により検出
され、この検出結果に基づき、制御手段が、進行方向前
方にある階段が上り階段か下り階段かを判別して重心移
動手段による重心移動方向を制御するので、装置の重心
移動が、階段の昇降開始前にその傾斜方向に応じてなさ
れる。

【００１０】

【実施例】以下この発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００１１】図１はこの発明の一実施例に係る移動装置
の概略構成を示しており、図２は移動装置の外観を示し
ている。この一実施例に係る移動装置は、無人で自走す
るいわゆる無人搬送車であり、平地での走行時には車輪
走行機構に、階段の昇降時或いは不整地での走行時には
クローラ走行機構に切り替えることにより、平地での走
行及び階段の昇降が可能な装置である。

【００１２】この移動装置１は、図２に示すように、移
動装置本体２に取り付けられたクローラ走行機構３と、
車輪走行機構４と、クローラ走行機構３を保持するフレ
ーム５と、上部スライド機構６とを有し、移動装置本体
２の上部２ａを上部スライド機構６によりフレーム５に
対し前後に移動可能である。移動装置本体（以下、単に
本体という）２の前部及び後部には、走行方向前方にあ
る階段の傾斜方向を検出する階段検出器７が取り付けら
れている。

【００１３】また、移動装置１は、図１に示すように、
クローラ走行機構３及び車輪走行機構４を有する走行手
段１０と、上部スライド機構６を有する重心移動手段１
１と、階段検出器７を有する検出手段１２と、制御手段
１３とを備えている。

【００１４】制御手段１３は、クローラ走行機構及び車
輪走行機構４の駆動を制御すると共に、階段検出器７の
検出結果に基づき、階段が上り階段か下り階段かを判別
して上部スライド機構６の駆動を制御してこの機構６に
よる重心移動方向を制御するように構成されている。

【００１５】次に、前記階段検出器７を図３及び図４に
基づいて説明する。図３は階段検出器７の外観を示し、
図４はその内部構造と原理を説明するための図である。

【００１６】図３及び図４に示すように、階段検出器７
は、三角測量の原理を使って距離を測定するもので、光
源７１、発光側のレンズ７２、受光側のレンズ７３、及
び受光素子７４を有する。光源７１からの光は、発光側
のレンズ７２を通って進行方向前方の斜め下方へ向けて
照射され、この照射光７０（図５参照）は走行路面５０
上の点Ｐ（図４及び図５参照）で反射され、この反射光
７５は受光側レンズ７３を通って受光素子７４に受光さ
れるようになっている。光源７１として、発光ダイオー
ドやレーザダイオード等が使用される。受光素子７４
は、一般にＰＳＤと呼ばれる一次元の位置検出センサで
あり、反射光７５をどの位置で受光したかを精密に測定
できる。

【００１７】図４において、光源７１から発した光はレ
ンズ７２を通して被測定面５０の点Ｐに達し、その反射
光７５がレンズ７３を通して受光部（ＰＳＤ）７４に入
射する。検出器７と被測定面５０との距離Ｌは、光源及
び受光部側の２つのレンズ中心間距離をＤ、受光部レン
ズ７３の焦点距離ｆ、ＰＳＤ上で反射光が入射した位置
をＸとすると次式で表される。

【００１８】Ｌ＝（Ｄ／Ｘ）・ｆ なお、ＰＳＤ上での反射光の入射位置はその光電流の値
から、計算で求められることは周知である。

【００１９】このようにして階段検出器７により本体２
の予め設定された位置から走行路面５０までの距離Ｌを
測定できる。

【００２０】移動装置１が上り階段又は下り階段から離
れた位置で走行路面５０を走行しているときには、階段
検出器７により検出される距離Ｌは一定（一定値Ｎ）で
ある。階段検出器７が、走行路面５０と階段との境界部
（例えば図５に示す上り階段５１の場合には１段目の垂
直面５１ａの下端部５１ｂ）までの距離を検出する位置
まで移動装置１が階段に近づき、さらにこの位置から移
動装置１が階段へ向かって進むと、前記照射光７０の光
路長が変化するので、階段検出器７の検出値が変化す
る。

【００２１】すなわち、移動装置１が上り階段に近づい
た場合には、図５に示すように照射光７０の光路長が短
くなって階段検出器７の検出値が小さく（距離Ｌが短
く）なるので、進行方向前方に上り階段があることを認
識できる。また、移動装置１が下り階段に近づいた場合
には、照射光７０の光路長が長くなって階段検出器７の
検出値が大きく（距離Ｌが長く）なるので、進行方向前
方に下り階段があることを認識できる。

【００２２】次に、上記一実施例の動作を図７及び図８
に基づいて説明する。図７は車輪走行機構４による走行
中に（車輪走行中の場合）に制御手段１３が実行する処
理を、図８はクローラ機構３による走行中に（クローラ
走行中の場合）に制御手段１３が実行する処理をそれぞ
れ示している。

【００２３】図７の処理を開始すると、まずステップ１
０１で、階段検出器７により平坦な走行路面５０までの
距離Ｌを測定（検出）する。図５の実線で示すように、
移動装置１が階段（この図では上り階段５１）から離れ
た位置で走行路面５０を走行しているときには、距離Ｌ
は一定（一定値Ｎ）である。

【００２４】次のステップ１０２では、測定した距離Ｌ
を平坦での距離（平坦な走行路面５０を走行していると
きの距離である一定値Ｎ）と比較する。このとき、移動
装置１は走行路面５０を走行していれば、測定した距離
Ｌが平坦での距離と同じであるので、その比較結果が同
じになってステップ１０１へ戻る。移動装置１は走行路
面５０を走行している間は、ステップ１０１及び１０２
を繰り返し実行する。

【００２５】移動装置１が図５の破線で示すように階段
に近づき、測定した距離Ｌが平坦での距離とは異なる
と、ステップ１０２での比較結果が同じでなくなるの
で、ステップ１０３へ進んで移動装置１を停止する。

【００２６】次のステップ１０４では、移動装置１を一
旦停止した状態で車輪走行機構４からクローラ走行機構
３に切り替える。

【００２７】次のステップ１０５では、測定した距離Ｌ
を平坦での距離（一定値Ｎ）と比較する。このとき、前
方にある階段が上り階段であれば、測定した距離Ｌが一
定値Ｎより短くなるので、その比較結果が短いになって
ステップ１０６へ進む。

【００２８】このステップ１０６では、上部スライド機
構６により上部構造２ａを図６に示すように前方に移動
させる。この移動後、図７では図示を省略してあるが、
クローラ走行機構３による走行（前進）を開始して図７
の処理を終了する。これによって、移動装置１が図６に
示すように上り階段５１を前進で上り始める。

【００２９】一方、ステップ１０５の比較を行なうと
き、移動装置１の前方にある階段が下り階段であれば、
その比較結果が長いになってステップ１０７へ進む。

【００３０】このステップ１０７では、上部スライド機
構６により上部構造２ａを後方に移動させる。この移動
後、図７では図示を省略してあるが、クローラ走行機構
３による走行（後進）を開始して図７の処理を終了す
る。これによって、移動装置１が下り階段を前進で下り
始める。

【００３１】図７の処理を終了すると、図８の処理へ移
行する。

【００３２】図８の処理を開始すると、まずステップ１
１１で、階段検出器７により走行路面５０までの距離Ｌ
を測定（検出）する。

【００３３】次のステップ１１２では、測定した距離Ｌ
を平坦での距離（一定値Ｎ）と比較する。このとき、移
動装置１が階段を昇降中であれば、測定した距離Ｌは一
定値Ｎと同じでないので、ステップ１１２の比較結果が
同じでないになってステップ１１１へ戻る。移動装置１
が階段を昇降している間は、ステップ１１１及び１１２
を繰り返し実行する。

【００３４】移動装置が階段を昇降中であっても、測定
距離が一時的に平坦な走行路面の時の一定値Ｎと同じ値
を測定する場合がある。そのため、ステップ１１２で平
坦での距離と比較して同じになった場合、次のステップ
１１３へ進み、装置に取り付けられている傾斜センサが
水平を検出しているかを調べる。もし、水平でない角度
を示していれば、まだ階段を昇降中であると判断し、ス
テップ１１１へ戻る。ステップ１１３で傾斜センサが水
平を検出している場合には、装置が平坦地に達したと判
断しステップ１１４に進み、移動装置１を停止する。

【００３５】次のステップ１１５では、移動装置１を一
旦停止した状態で上部スライド機構６により上部構造２
ａを車輪走行の位置（元の位置）に戻す。

【００３６】次のステップ１１６では、クローラ走行機
構３から車輪走行機構４に切り替える。

【００３７】この移動後、図８では図示を省略してある
が、車輪走行機構４による走行（前進）を開始して図８
の処理を終了する。

【００３８】上述の説明では、移動装置１が前進で走行
する場合の動作を説明したが、この一実施例では、本体
２の後部にも階段検出器７を設けてあるので、移動装置
１が後進で走行する場合にも、前進の場合と同様に動作
が行なわれる。

【００３９】このように、上記一実施例によれば、上部
スライド機構６により移動装置１の重心位置を前後両方
向へ移動可能で、進行方向前方にある階段の傾斜方向が
階段検出器８により検出され、この検出結果に基づき、
制御手段１３が、進行方向前方にある階段が上り階段か
下り階段かを判別して上部スライド機構６による重心移
動方向を制御するので、移動装置１の重心移動が、階段
の昇降開始前にその傾斜方向に応じてなされる。従っ
て、無人搬送車による階段の自動昇降を可能にし、かつ
人が操縦する方式の搬送車に適用した場合にも、階段昇
降時の安全性を確保できる。

【００４０】また、上記一実施例によれば、本体２の後
部にも階段検出器７を設けてあるので、移動装置１が後
進で走行する場合にも、前進の場合と同様の動作を行な
うことができる。従って、移動装置１が階段を上った
後、その方向を１８０度変えることなく、その後進で下
ることができ、実用上極めて便利である。

【００４１】また、上記一実施例では、無人搬送車に適
用した移動装置について説明したが、この移動装置を従
来からある人が操縦する方式のものにも適用することが
できる。この場合、前記制御手段が、階段検出器７によ
り測定された距離Ｌと前記一定値Ｎとの比較結果に基づ
き、人が誤った方向に重心位置を移動させようとした場
合に、危険を知らせるために警告ランプを点灯させた
り、警告ブザーを鳴らすように構成し、或いは誤った方
向への重心移動をできないように構成することもでき
る。これによって、誤った重心移動により発生する危険
を未然に防止することができる。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明の移動装置によれば、進行方向前方にある階段の傾斜
方向が階段検出手段により検出され、この検出結果に基
づき、制御手段が、進行方向前方にある階段が上り階段
か下り階段かを判別して重心移動手段による重心移動方
向を制御するので、装置の重心移動が、階段の昇降開始
前にその傾斜方向に応じてなされる。従って、無人搬送
車による階段の自動昇降を可能にし、かつ人が操縦する
方式の搬送車に適用した場合にも、階段昇降時の安全性
を確保できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１はこの発明の一実施例に係る移動装置の概
略構成を示すブロック図である。

【図２】図２は一実施例に係る移動装置の側面図であ
る。

【図３】図３は階段検出器の外観を示す斜視図である。

【図４】図４は図３に示す距離検出器の原理及び内部構
造を説明するための図である。

【図５】図５は移動装置が走行路面走行している様子を
示す図で、移動装置の側方から見た図である。

【図６】図６は移動装置が階段を走行している様子を示
す図で、移動装置の側方から見た図である。

【図７】図７は車輪走行中の場合における処理を示すフ
ローチャートである。

【図８】図８はクローラ走行中の場合における処理を示
すフローチャートである。

【符号の説明】

１ 移動装置 ２ 移動装置本体 ３ クローラ走行機構（クローラ走行手段） ６ 上部スライド機構（重心移動手段） ７ 階段検出器（階段検出手段） １３ 制御手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 越馬 隆治 東京都千代田区丸の内３丁目２番３号 株 式会社ニコン内 (72)発明者 保多 智之 東京都千代田区丸の内３丁目２番３号 株 式会社ニコン内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 クローラ走行手段を有し、平地での走行
   及び階段の昇降が可能な移動装置において、 移動装置本体に取り付けられ、移動装置の重心位置を前
   後両方向へ移動可能な重心移動手段と、 進行方向前方にある階段の傾斜方向を検出する階段検出
   手段と、 前記階段検出手段の検出結果に基づき、前記階段が上り
   階段か下り階段かを判別して前記重心移動手段による重
   心移動方向を制御する制御手段とを有していることを特
   徴とする移動装置。
2. 【請求項２】 前記階段検出手段は、前記本体の進行方
   向前部から走行路面までの距離を検出する距離検出手段
   を有し、かつ前記制御手段は、前記距離検出手段により
   検出された前記距離と所定値との比較結果に基づき、前
   記階段が上り階段か下り階段かを判別することを特徴と
   する請求項１記載の移動装置。