JPH1016833A

JPH1016833A - 走行装置

Info

Publication number: JPH1016833A
Application number: JP8167220A
Authority: JP
Inventors: Norio Yamamura; 則夫山村; Ryoji Yamashiro; 亮治山城
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1996-06-27
Filing date: 1996-06-27
Publication date: 1998-01-20

Abstract

(57)【要約】【課題】積載物を安全にかつ効率的に運搬するけこと
ができる走行装置を得ることを目的とする。【解決手段】積載部（５）とクローラ走行機構（２）
との間に、４つの重量検出器（７）を配置し、重心演算
処理部（８１）が、重量検出器（７）による検出結果に
基づいて走行装置の重心を求め、その重心位置が適正で
あるか否かを適正判定処理部（８２）が判定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は積載部を有する走行
装置に関するもので、特に、階段を昇降することができ
る走行装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より重量物を積載して走行する装置
としては多種多様なものがある。そのなかで、階段を介
して重い荷を運ぶことは重労働とされており、そのため
階段を昇降できる走行装置が知られ、その一部は実用に
供されている。上述の階段昇降可能な走行装置は、一般
的には、階段を昇降する機構としてクロ−ラと呼ばれる
無限軌道が多く使用される。このクロ−ラは金属やゴム
などからなるベルト状のものを回転プ−リで周回運動さ
せる機構で、階段だけではなく、車輪では走行不可能な
いわゆる不整地などの走行にも使用されている。

【０００３】さて、このような従来の装置では、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、その際に装置の重心位置が階段と接する支点部分よ
り下部側に来ると、装置が転倒する危険のあることが知
られていた。つまり、装置が水平にあるときは図９で示
すように装置の重心がほぼ中央にあっても、階段で傾斜
した状態になると図１０に示すように重心の鉛直方向に
働く力が装置の階段下部側に振れるため転倒しやすくな
る。このため、装置自体の重心位置と積載物を合計した
全体の重心位置は特に重要な要素となる。

【０００４】従来のこの種の装置では、階段を走行する
際の方向を固定し、常に階段上方に来る側に予め重心が
偏るように装置を設計しているものがある。また、装置
の一部（主に積載部）を前後に移動できるようにし、階
段昇降に合わせて積み荷毎移動して全体の重心位置を階
段上方側に偏らせる方式が例えば、実開昭５７−４８６
６２号公報に開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、重量物
を積載することを目的とした走行装置では、前述した重
心位置の制御手段は必ずしも有効ではない。つまり、装
置本体の重心位置は予め決められているが、積み荷とし
ての積載物の重量とその積載位置に関しては予測ができ
ないためである。そのため、従来は安全余裕を大目に
見て積載量の限度をかなり低く抑えたり、積む量や積み
方に関して作業する人の勘に頼っているのが現状であっ
た。

【０００６】本発明は上述の如き従来の問題点に鑑み、
積載物を安全にかつ効率的に運搬するけことができる走
行装置を得ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の本発明
は、駆動装置（２）と、該駆動装置上部に配置された積
載部（５）とを有する走行装置において、積載部（５）
と駆動装置（２）との間に配置され、積載部の異なる複
数箇所の重量を検出する重量測定手段（７）と、重量測
定手段（７）による検出結果に基づいて、走行装置全体
の重心位置を求める演算手段（８１）と、重心位置が適
正範囲にあるか否かを判定する判定手段（８２）とを有
することを特徴とするものである。

【０００８】本発明によれば、判定手段により装置の重
心位置が適正範囲内であるか否かが判定されるため、操
作者の積載ミス等により不安定な状態で走行装置を階段
等の傾斜値を走行させることがなくなる。尚、重心位置
が適正範囲内にあるか否かを判定するにあたり、判定手
段は、予め走行装置が用いられる場所（例えば駅構内、
工事作業現場、遊園地等）における傾斜値に基づいて、
その範囲を予め記憶させておくことが望ましい。

【０００９】請求項２記載の本発明は、重心位置が適正
範囲外であると判定手段が判定したときに、走行装置の
操作者に警告を発する警告装置（１２）を有することを
特徴とするものである。このことにより、操作者に危険
を知らせることができ、これにより操作者は積み荷を乗
せなおしたりして安全に走行できる状態にすることがで
きる。

【００１０】請求項３記載の本発明は、重心位置が適正
範囲外であると判定手段が判定したときに、駆動装置に
よる走行装置の駆動を停止させる駆動制御手段（９、１
０、１１）を有することを特徴とするものである。この
ことにより、操作者のミスにより不安定な状態のまま傾
斜地を走行させてしまうということを回避できる。請求
項４記載の本発明は、走行装置の進行方向における路面
の傾斜を検出する傾斜検出器（６０）を有し、判定手段
は、傾斜検出器が傾斜を検出したときに、重心位置が適
正範囲内にあるか否かを判定することを特徴とするもの
である。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は本発明走行装置における第
１実施形態の概略構成を示す側面図である。図１におい
て、走行装置本体１は、階段を昇降するクローラ走行機
構２、クローラ走行機構を保持するフレーム３、本体の
上部機構をなす本体フレーム部４、重量物を配置するた
めの積載部５、走行装置の走行動作を制御する制御装置
を内部に有する操作部６とを有する。操作部６内の制御
装置は、各種検出器からの信号を受け、処理し、走行部
の制御のための指令を発する役割を担う。また、本体フ
レーム部４と積載部５との間には複数の重量検出器７が
配置されている。

【００１２】図２は装置の上面図であり、本発明の重要
な構成要素である重量検出器７の配置の代表的な例を示
す。本実施形態においては、重量検出器７は積載部５の
底面の四隅にあたる部位に合計４個配置されている。重
量検出器７としては、一般に実用に供されている、いわ
ゆるロードセルなどが利用できる。その測定原理は、荷
重を受ける検出部位の僅かな歪みを内蔵された歪みゲー
ジの出力として電気的に増幅し、外部に取り出すもので
ある。

【００１３】図３を用いて積載部５の重心位置の測定に
ついて述べる。前述したように、積載部５は本体フレー
ム部４とは独立した部材から成り、４つの重量検出器７
を介して本体フレーム部４に固定されているため、当該
検出器７により積載部５の重量を測定できる。具体的に
は、積載部５に積載された荷物の総重量の検出や、積載
された荷物が積載部５のどの辺に偏っているかを知るた
めの重心位置の検出等を行う。ここで、４つの重量検出
器の各々を区別するため、装置前方右側に設けられた検
出器をＷ１、前方左側に設けられた検出器をＷ２、後方
右側に設けられた検出器をＷ３、後方左側に設けられた
検出器をＷ４と呼称して以下に説明する。

【００１４】積載部５の底面において、重量検出器Ｗ１
〜Ｗ４の配置距離につき、前後方向をＬとし、左右方向
をＤとする。いま、装置積載部５に積まれた荷重の総重
量をＷとし、その重心位置Ｇ２が前方検出器Ｗ１、Ｗ２
が配置された位置からＬ１の距離で後方検出器Ｗ３、Ｗ
４が配置された位置からＬ２の距離、また右側の検出器
Ｗ１、Ｗ３が配置された位置からＤ１の距離、左側の検
出器Ｗ２、Ｗ４が配置された位置からＤ２の距離にある
ものとする。

【００１５】以下重心位置を求める手順を説明する。事
前に判明しているのは、前述した検出器の配置距離Ｌと
Ｄ、及び各重量検出器からの測定結果Ｗ１、Ｗ２、Ｗ
３、Ｗ４である。先ず、総重量Ｗは総和として以下の式
で求められる。Ｗ＝Ｗ１＋Ｗ２＋Ｗ３＋Ｗ４また、前後方向においては釣り合いの関係から（Ｗ１＋Ｗ２）＝Ｗ＊Ｌ２／Ｌ（Ｗ３＋Ｗ４）＝Ｗ＊Ｌ１／Ｌまた、左右方向においては釣り合いの関係から（Ｗ１＋Ｗ３）＝Ｗ＊Ｄ２／Ｄ（Ｗ２＋Ｗ４）＝Ｗ＊Ｄ１／Ｄ従って、重心の位置を示すＬ１、Ｌ２、Ｄ１、Ｄ２は以
下の式で求められる。

【００１６】Ｌ１＝（Ｗ３＋Ｗ４）＊Ｌ／ＷＬ２＝（Ｗ１＋Ｗ２）＊Ｌ／ＷＤ１＝（Ｗ２＋Ｗ４）＊Ｄ／ＷＤ２＝（Ｗ１＋Ｗ３）＊Ｄ／Ｗ以上、積載部に配置した４個の重量検出器Ｗ１〜Ｗ４の
測定結果から積載部の重量の重心位置が積載底面のどこ
にあるかが計算で求められることになる。

【００１７】次に、重心位置の適正範囲の判定方法につ
いて述べる。本実施形態においては、階段を昇降するた
めの走行装置について考えているため、この装置が使用
される場所（例えば駅構内や工事作業現場、遊園地等）
における階段の傾斜角度を事前に測定しておくことで、
装置が転倒しないための限界の重心位置範囲は予め求め
られる。そこで、装置本体のみの重心位置（一定値）Ｇ
１と、前述のように求められた積載荷重の重心位置Ｇ２
の合成重心Ｇが、この適正範囲にあるか否かを比較すれ
ばよい。

【００１８】この例では、装置の転倒は前後方向を考慮
しているため、適正範囲については前後方向のみ考慮す
れば良く、その場合には図４ａに示すような斜線の部分
が適正範囲として設定される。図４ａにおいては、ａ＜
Ｌ₁＜ｂ（Ｌ−ｂ＜Ｌ₂＜Ｌ−ａ）とする範囲に適正範
囲を設定した例である。この範囲内に重心位置Ｇがあれ
ば、図５に示すように、クローラ走行機構２が階段の最
下段の支点Ｓ１を通過した直後支点Ｓ２に移動したとし
ても、その支点Ｓ２よりも重心位置Ｇが階段上方側にあ
ることになり、安全に階段を昇降することが可能とな
る。

【００１９】本発明による走行装置は、階段に対して直
角に走行するため、重心位置については前後方向のみを
考慮する例を示したが、さらに安全を期すため、左右方
向のバランスも考慮する場合には図４ｂに示すように左
右方向の重心位置限界を設定し（ｃ＜Ｄ₁＜ｄ）、結果
的に図にあるように斜線の領域内を適正範囲としてもよ
い。

【００２０】次に、装置の動作例を図６のブロック図を
用いて説明する。重量検出器Ｗ１〜Ｗ４は、検出した測
定値を重量演算処理部８１へ出力する。重心演算処理部
８１は、重量検出器Ｗ１〜Ｗ４からの信号を受信する
と、総重量の計算、重心位置の計算を行い、適正判定処
理部８２にその計算結果を出力する。重量演算処理部８
１及び適正判定処理部８２は、制御装置８を構成するも
のであり、この制御装置８は操作部６内に設けられてい
る。適正判定処理部８２は、積載部総重量と重心につい
て予め設定されている適正範囲との比較を行う。比較の
結果、積載総重量または重心位置のいずれか一方が適正
範囲外と見なされた場合には、走行モータドライバ回路
９に対して走行停止の指示を出す。走行モータドライバ
回路９はこの指示信号を受信すると、走行モータ１０を
停止させるとともに、ブレーキシステム１１を作動させ
る。

【００２１】以上の構成により、積載部に積み荷が搭載
されると逐一その重量と重心位置が測定され、その結
果、適正範囲外と判定されると装置は安全のため走行で
きなくなる。また、適正判定処理部８２は、重心位置が
適正でないと判定したときに、警告装置１２に適正範囲
外を知らせる信号を出力し、警告音や警告灯などを作動
させても良い。

【００２２】次に、本発明の第２の実施形態について説
明する。第１の実施形態では、装置の状態には依存せず
重量、重心位置の検出結果で即時に走行停止させる例を
説明した。しかし、装置の重心位置などが問題になるの
は、装置が階段などで傾斜するときである。平坦な路面
において走行運搬の用をなすときには、その要件は適用
されない。そこで、装置に階段や段差、傾斜地（坂）等
を自動的に検出する手段を備え、走行路面に前記階段や
坂などを検出したときに、積載部の重量や重心位置が適
正外にあると走行停止するように装置を構成してもよ
い。走行路面に階段や坂があることを検出する装置とし
ては、光学的な距離測定方法などが利用できる。以下に
本装置に組み込まれた階段の傾斜方向を検出する階段検
出器６０について簡単に説明する。

【００２３】走行装置の進行方向の路面における傾斜地
（例えば階段）の有無や、その階段が上り階段か下り階
段かの判定は、基本的には、装置のある一点から路面ま
での距離を測定することで実現される。つまり、図７に
示すように階段検出器としての距離測定装置（例えば測
距センサ）６０を本体の特定の位置に備え付け、そこか
ら、路面までの距離を検出する。路面が平坦であれば、
検出器６０はその幾何学的な配置から、路面までの距離
として定められた一定の値を検出する。もし、走行路面
の前方に下り階段があると、図８のように路面までの距
離は長くなり、検出器は平坦な場合の距離値より長い値
を検出する。階段が上りであれば、検出される距離が平
坦な場合よりも短くなり、検出器は平坦な場合よりも短
い距離値を検出する。このようにして、原理的には装置
本体と路面との距離を測定することにより、路面に階段
があることや、その階段が上りか下りかの判定ができる
ことになる。

【００２４】この検出器６０からの信号を例えば制御装
置８内の重心演算処理部８１に出力させ、検出器６０が
階段等の傾斜値を検出したときにのみ、制御手段８が上
述の第１実施形態のごとく重心位置が適正範囲内にある
か否かを判定する。このような構成にすれば、階段での
積載制限に束縛されることなく、平坦地ではより多くの
積載量が搬送可能となり、使い勝手が向上する。

【００２５】

【発明の効果】以上のような本発明によれば、積載物の
量が様々に変化しても階段などを安定に走行するための
重量、重心位置が事前にしかも自動的に判断されるた
め、安全にしかも最大積載量を効率的に運搬することが
可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例を示す装置の側面図

【図２】本発明の第一の実施例を示す装置の上面図

【図３】積載部の重心位置を測定する手段を説明する図

【図４】積載部の重心位置適正範囲を説明する図

【図５】積載部の重心位置適正範囲を説明する別の図

【図６】制御手段を示すブロック図

【図７】本発明の第２実施形態を説明する図である。

【図８】本発明の第２実施形態を説明する図である。

【図９】平地における装置の重心位置を示す図

【図１０】階段途中における装置の重心位置を示す図

【符号の説明】

１・・・装置本体２・・・クローラ走行機構３・・・クローラフレーム機構４・・・装置上部機構フレーム５・・・積載部６・・・制御部７・・・重量検出器８・・・制御装置８１・・・重心演算処理部８２・・・適正判定処理部９・・・走行モータドライバ１０・・・走行モータ１１・・・ブレーキシステム

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】駆動装置と、該駆動装置上部に配置され
た積載部とを有する走行装置において、前記積載部と前記駆動装置との間に配置され、前記積載
部の異なる複数箇所の重量を検出する重量測定手段と、前記重量測定手段による検出結果に基づいて、走行装置
全体の重心位置を求める演算手段と、前記重心位置が適正範囲にあるか否かを判定する判定手
段とを有することを特徴とする走行装置。
【請求項２】前記重心位置が適正範囲外であると前記
判定手段が判定したときに、走行装置の操作者に警告を
発する警告装置を有することを特徴とする請求項１記載
の装置。
【請求項３】前記重心位置が適正範囲外であると前記
判定手段が判定したときに、前記駆動装置による前記走
行装置の駆動を停止させる駆動制御手段を有することを
特徴とする請求項１又は２記載の装置。
【請求項４】走行装置の進行方向における路面の傾斜
を検出する傾斜検出器を有し、前記判定手段は、前記傾斜検出器が傾斜を検出したとき
に、前記重心位置が適正範囲内にあるか否かを判定する
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の装
置。