特許 6771337 制御機構

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6771337

(24)【登録日】2020年10月1日

(45)【発行日】2020年10月21日

(54)【発明の名称】制御機構

(51)【国際特許分類】

   B60G 21/04 20060101AFI20201012BHJP

   B60G 3/14 20060101ALI20201012BHJP

   B25J 5/00 20060101ALN20201012BHJP

【ＦＩ】

   B60G21/04

   B60G3/14

   !B25J5/00 A

【請求項の数】4

【全頁数】29

(21)【出願番号】特願2016-165110(P2016-165110)

(22)【出願日】2016年8月25日

(65)【公開番号】特開2018-30508(P2018-30508A)

(43)【公開日】2018年3月1日

【審査請求日】2019年6月25日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003621

【氏名又は名称】株式会社竹中工務店

(74)【代理人】

【識別番号】100107364

【弁理士】

【氏名又は名称】斉藤 達也

(72)【発明者】

【氏名】神山 和人

(72)【発明者】

【氏名】星野 春夫

【審査官】 高島 壮基

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１０−１８１３３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表平１０−５０１４９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０５−０３２０１８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００９−０１２６０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０５−０２６５２５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００６−２４０４３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２５４９１４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｇ １／００−９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

接地対象面に対して接地され、且つ車輪を備える複数の接地部であって、第一接地部、第二接地部、第三接地部、及び第四接地部を有する複数の接地部と、前記複数の接地部によって支持される本体部と、を有する制御対象物であり、車両を備える制御対象物を制御する制御機構であって、
前記接地部に接続されており、上下移動動作を行うことによって当該接続された接地部に対する前記本体部の位置を上下に移動させる複数の上下移動機構であって、前記第一接地部に接続される第一上下移動機構、前記第二接地部に接続される第二上下移動機構、前記第三接地部に接続される第三上下移動機構、及び前記第四接地部に接続される第四上下移動機構、を有する複数の上下移動機構と、
旋回動作を行うことによって、前記上下移動機構に上下移動動作を行わせる複数の旋回軸であって、前記第一上下移動機構に接続される第一旋回軸、前記第二上下移動機構に接続される第二旋回軸、前記第三上下移動機構に接続される第三旋回軸、及び前記第四上下移動機構に接続される第四旋回軸、を少なくとも有する複数の旋回軸と、
前記第一旋回軸に接続されており、前記第一旋回軸を旋回動作させる第一連結軸と、
前記第二旋回軸に接続されており、前記第二旋回軸を旋回動作させる第二連結軸と、
２つの軸を相互に反対方向に旋回可能に接続する複数の反転機構であって、前記第一旋回軸と前記第三旋回軸とを接続する第一反転機構と、前記第二旋回軸と前記第四旋回軸とを接続する第二反転機構と、前記第一連結軸と前記第二連結軸とを接続する第三反転機構と、を有する複数の反転機構と、を備え、
前記第三反転機構を差動装置として構成することにより、当該差動装置に接続された２つの軸を相互に同一方向と反対方向とに選択的に旋回可能とし、
前記差動装置として構成された前記第三反転機構を旋回させる第三反転機構モータであって、前記差動装置に接続された前記第一連結軸及び前記第二連結軸を相互に同一方向に旋回させることにより、前記第一接地部及び前記第二接地部に対する前記本体部の位置と、前記第三接地部及び前記第四接地部に対する前記本体部の位置とが相互に上下反対方向に移動するように、前記各旋回軸を旋回させる第三反転機構モータを備える、
制御機構。

【請求項2】

接地対象面に対して接地され、且つ車輪を備える複数の接地部であって、第一接地部、第二接地部、第三接地部、及び第四接地部を有する複数の接地部と、前記複数の接地部によって支持される本体部と、を有する制御対象物であり、車両を備える制御対象物を制御する制御機構であって、
前記接地部に接続されており、旋回動作を行うことによって当該接続された接地部に対する前記本体部の位置を上下に移動させる複数の旋回機構であって、前記第一接地部に接続される第一旋回機構、前記第二接地部に接続される第二旋回機構、前記第三接地部に接続される第三旋回機構、及び前記第四接地部に接続される第四旋回機構、を有する複数の旋回機構と、
前記旋回機構の旋回動作の軸となる複数の旋回軸であって、前記第一旋回機構に接続される第一旋回軸、前記第二旋回機構に接続される第二旋回軸、前記第三旋回機構に接続される第三旋回軸、及び前記第四旋回機構に接続される第四旋回軸、を少なくとも有する複数の旋回軸と、
前記第一旋回軸に接続されており、前記第一旋回軸を旋回動作させる第一連結軸と、
前記第二旋回軸に接続されており、前記第二旋回軸を旋回動作させる第二連結軸と、
２つの軸を相互に反対方向に旋回可能に接続する複数の反転機構であって、前記第一旋回軸と前記第三旋回軸とを接続する第一反転機構と、前記第二旋回軸と前記第四旋回軸とを接続する第二反転機構と、前記第一連結軸と前記第二連結軸とを接続する第三反転機構と、を有する複数の反転機構と、を備え、
前記第一反転機構及び前記第二反転機構を差動装置として構成することにより、当該各差動装置に接続された２つの軸を相互に同一方向と反対方向とに選択的に旋回可能とし、
前記差動装置として構成された前記第一反転機構及び前記第二反転機構を相互に接続する第三連結軸と、
前記第三連結軸を旋回させる第一第二反転機構モータであって、前記第三連結軸に接続された前記２つの差動装置を旋回させることにより、前記第一接地部及び前記第三接地部に対する前記本体部の位置と、前記第二接地部及び前記第四接地部に対する前記本体部の位置とが相互に上下反対方向に移動するように、前記各旋回軸を旋回させる第一第二反転機構モータと、を備える、
制御機構。

【請求項3】

接地対象面に対して接地され、且つ車輪を備える複数の接地部であって、第一接地部、第二接地部、第三接地部、及び第四接地部を有する複数の接地部と、前記複数の接地部によって支持される本体部と、を有する制御対象物であり、車両を備える制御対象物を制御する制御機構であって、
前記接地部に接続されており、旋回動作を行うことによって当該接続された接地部に対する前記本体部の位置を上下に移動させる複数の旋回機構であって、前記第一接地部に接続される第一旋回機構、前記第二接地部に接続される第二旋回機構、前記第三接地部に接続される第三旋回機構、及び前記第四接地部に接続される第四旋回機構、を有する複数の旋回機構と、
前記旋回機構の旋回動作の軸となる複数の旋回軸であって、前記第一旋回機構に接続される第一旋回軸、前記第二旋回機構に接続される第二旋回軸、前記第三旋回機構に接続される第三旋回軸、及び前記第四旋回機構に接続される第四旋回軸、を少なくとも有する複数の旋回軸と、
前記第一旋回軸に接続されており、前記第一旋回軸を旋回動作させる第一連結軸と、
前記第二旋回軸に接続されており、前記第二旋回軸を旋回動作させる第二連結軸と、
２つの軸を相互に反対方向に旋回可能に接続する複数の反転機構であって、前記第一旋回軸と前記第三旋回軸とを接続する第一反転機構と、前記第二旋回軸と前記第四旋回軸とを接続する第二反転機構と、前記第一連結軸と前記第二連結軸とを接続する第三反転機構と、を有する複数の反転機構と、を備え、
前記第一反転機構、前記第二反転機構、及び第三反転機構を差動装置として構成することにより、当該各差動装置に接続された２つの軸を相互に同一方向と反対方向とに選択的に旋回可能とし、
前記差動装置として構成された前記第三反転機構を旋回させる第三反転機構モータであって、前記差動装置に接続された前記第一連結軸及び前記第二連結軸を相互に同一方向に旋回させることにより、前記第一接地部及び前記第二接地部に対する前記本体部の位置と、前記第三接地部及び前記第四接地部に対する前記本体部の位置とが相互に上下反対方向に移動するように、前記各旋回軸を旋回させる第三反転機構モータと、
前記差動装置として構成された前記第一反転機構及び前記第二反転機構を相互に接続する第三連結軸と、
前記第三連結軸を旋回させる第一第二反転機構モータであって、前記第三連結軸に接続された前記２つの差動装置を旋回させることにより、前記第一接地部及び前記第三接地部に対する前記本体部の位置と、前記第二接地部及び前記第四接地部に対する前記本体部の位置とが相互に上下反対方向に移動するように、前記各旋回軸を旋回させる第一第二反転機構モータと、を備える、
制御機構。

【請求項4】

接地対象面に対して接地され、且つ車輪を備える複数の接地部であって、第一接地部、第二接地部、第三接地部、及び第四接地部を有する複数の接地部と、前記複数の接地部によって支持される本体部と、を有する制御対象物であり、車両を備える制御対象物を制御する制御機構であって、
前記接地部に接続されており、旋回動作を行うことによって当該接続された接地部に対する前記本体部の位置を上下に移動させる複数の旋回機構であって、前記第一接地部に接続される第一旋回機構、前記第二接地部に接続される第二旋回機構、前記第三接地部に接続される第三旋回機構、及び前記第四接地部に接続される第四旋回機構、を有する複数の旋回機構と、
前記旋回機構の旋回動作の軸となる複数の旋回軸であって、前記第一旋回機構に接続される第一旋回軸、前記第二旋回機構に接続される第二旋回軸、前記第三旋回機構に接続される第三旋回軸、及び前記第四旋回機構に接続される第四旋回軸、を少なくとも有する複数の旋回軸と、
前記第一旋回軸に接続されており、前記第一旋回軸を旋回動作させる第一連結軸と、
前記第二旋回軸に接続されており、前記第二旋回軸を旋回動作させる第二連結軸と、
２つの軸を相互に反対方向に旋回可能に接続する複数の反転機構であって、前記第一旋回軸と前記第三旋回軸とを接続する第一反転機構と、前記第二旋回軸と前記第四旋回軸とを接続する第二反転機構と、前記第一連結軸と前記第二連結軸とを接続する第三反転機構と、を有する複数の反転機構と、を備え、
前記第一反転機構、前記第二反転機構、及び第三反転機構を差動装置として構成することにより、当該各差動装置に接続された２つの軸を相互に同一方向と反対方向とに選択的に旋回可能とし、
前記差動装置として構成された前記第一反転機構を旋回させる第一反転機構モータと、
前記差動装置として構成された前記第二反転機構を旋回させる第二反転機構モータと、
前記差動装置として構成された前記第三反転機構を旋回させる第三反転機構モータであって、前記差動装置に接続された前記第一連結軸及び前記第二連結軸を相互に同一方向に旋回させることにより、前記第一接地部及び前記第二接地部に対する前記本体部の位置と、前記第三接地部及び前記第四接地部に対する前記本体部の位置とが相互に上下反対方向に移動するように、前記各旋回軸を旋回させる第三反転機構モータと、を備え、
前記第一反転機構モータ、前記第二反転機構モータ、及び前記第三反転機構モータにより前記第一反転機構、前記第二反転機構、及び前記第三反転機構を同時に旋回させることで、前記第一接地部、前記第二接地部、前記第三接地部、及び前記第四接地部に対する前記本体部の位置が相互に上下同一方向に移動するように前記各旋回軸を旋回させる、
制御機構。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、制御機構に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、不整地等で作業を行う建設ロボットや災害対応ロボット等の車両において、各車輪の接地を確保して車体の荷重を各車輪へと配分する（以下、荷重配分）と共に、車体の水平と安定を保つために車体の姿勢を制御する（以下、姿勢制御）ための制御機構が提案されている。このような制御機構としては、例えば、バネを使用したサスペンション機構により荷重配分すると共に、作業時に車両に外付けのアウトリガ等を設置して車体を支えることで姿勢制御する制御機構が提案されている。しかし、このような機構では、上述したように作業時に車両にアウトリガ等を設置する必要があり、作業時の手間やコストが増大してしまう可能性がある。

【0003】

また、他の制御機構としては、各車輪に上下方向のアクチュエータを取り付け、各車輪の荷重とストローク及び車体の傾斜等をセンサで計測しながら各車輪のストロークを制御することにより、荷重配分及び姿勢制御を同時に行うアクティブサスペンション方式が提案されている。しかし、この方式では多くのセンサが必要であると共に、アクチュエータの応答性能を補完するためのバネを併用する必要があり、機構全体が複雑化してしまい、さらに、常にアクチュエータで車体を支えるためエネルギー消費が大きく、コストが増大してしまう可能性がある。

【0004】

また、上記のようなバネを省略した他の制御機構としては、４輪を連動させて上下動させる機構により車輪の接地を確保して荷重配分すると共に、ワイヤや流体式サスペンションを用いて車体の前後左右の傾斜を制御することにより姿勢制御を行う機構が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平１０−１８１３３０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、上記の特許文献１に記載されたような技術では、上記バネを省略できるものの、上述したようにワイヤや流体式サスペンションを用いる必要があり、機構全体としては複雑であるため、様々な問題が生じる可能性があった。具体的には、上記のワイヤを用いた機構では、複雑なワイヤの取り回しが必要でワイヤの伸びが生じる可能性があった。また、上記の流体式サスペンションを用いた機構では、油漏れが生じて姿勢が変化してしまう可能性があるため、車輪のサスペンションストロークを検出して制御する機構が必要であった。そこで、より簡素化された機構により、荷重配分及び姿勢制御が可能な制御機構が要望されていた。

【0007】

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、極めて簡素な機構により荷重配分及び姿勢制御ができ、コストの削減や利用性の向上が可能な制御機構を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１に記載の制御機構は、接地対象面に対して接地され、且つ車輪を備える複数の接地部であって、第一接地部、第二接地部、第三接地部、及び第四接地部を有する複数の接地部と、前記複数の接地部によって支持される本体部と、を有する制御対象物であり、車両を備える制御対象物を制御する制御機構であって、前記接地部に接続されており、上下移動動作を行うことによって当該接続された接地部に対する前記本体部の位置を上下に移動させる複数の上下移動機構であって、前記第一接地部に接続される第一上下移動機構、前記第二接地部に接続される第二上下移動機構、前記第三接地部に接続される第三上下移動機構、及び前記第四接地部に接続される第四上下移動機構、を有する複数の上下移動機構と、旋回動作を行うことによって、前記上下移動機構に上下移動動作を行わせる複数の旋回軸であって、前記第一上下移動機構に接続される第一旋回軸、前記第二上下移動機構に接続される第二旋回軸、前記第三上下移動機構に接続される第三旋回軸、及び前記第四上下移動機構に接続される第四旋回軸、を少なくとも有する複数の旋回軸と、前記第一旋回軸に接続されており、前記第一旋回軸を旋回動作させる第一連結軸と、前記第二旋回軸に接続されており、前記第二旋回軸を旋回動作させる第二連結軸と、２つの軸を相互に反対方向に旋回可能に接続する複数の反転機構であって、前記第一旋回軸と前記第三旋回軸とを接続する第一反転機構と、前記第二旋回軸と前記第四旋回軸とを接続する第二反転機構と、前記第一連結軸と前記第二連結軸とを接続する第三反転機構と、を有する複数の反転機構と、を備え、前記第三反転機構を差動装置として構成することにより、当該差動装置に接続された２つの軸を相互に同一方向と反対方向とに選択的に旋回可能とし、前記差動装置として構成された前記第三反転機構を旋回させる第三反転機構モータであって、前記差動装置に接続された前記第一連結軸及び前記第二連結軸を相互に同一方向に旋回させることにより、前記第一接地部及び前記第二接地部に対する前記本体部の位置と、前記第三接地部及び前記第四接地部に対する前記本体部の位置とが相互に上下反対方向に移動するように、前記各旋回軸を旋回させる第三反転機構モータを備える。

【0009】

請求項２に記載の制御機構は、接地対象面に対して接地され、且つ車輪を備える複数の接地部であって、第一接地部、第二接地部、第三接地部、及び第四接地部を有する複数の接地部と、前記複数の接地部によって支持される本体部と、を有する制御対象物であり、車両を備える制御対象物を制御する制御機構であって、前記接地部に接続されており、旋回動作を行うことによって当該接続された接地部に対する前記本体部の位置を上下に移動させる複数の旋回機構であって、前記第一接地部に接続される第一旋回機構、前記第二接地部に接続される第二旋回機構、前記第三接地部に接続される第三旋回機構、及び前記第四接地部に接続される第四旋回機構、を有する複数の旋回機構と、前記旋回機構の旋回動作の軸となる複数の旋回軸であって、前記第一旋回機構に接続される第一旋回軸、前記第二旋回機構に接続される第二旋回軸、前記第三旋回機構に接続される第三旋回軸、及び前記第四旋回機構に接続される第四旋回軸、を少なくとも有する複数の旋回軸と、前記第一旋回軸に接続されており、前記第一旋回軸を旋回動作させる第一連結軸と、前記第二旋回軸に接続されており、前記第二旋回軸を旋回動作させる第二連結軸と、２つの軸を相互に反対方向に旋回可能に接続する複数の反転機構であって、前記第一旋回軸と前記第三旋回軸とを接続する第一反転機構と、前記第二旋回軸と前記第四旋回軸とを接続する第二反転機構と、前記第一連結軸と前記第二連結軸とを接続する第三反転機構と、を有する複数の反転機構と、を備え、前記第一反転機構及び前記第二反転機構を差動装置として構成することにより、当該各差動装置に接続された２つの軸を相互に同一方向と反対方向とに選択的に旋回可能とし、前記差動装置として構成された前記第一反転機構及び前記第二反転機構を相互に接続する第三連結軸と、前記第三連結軸を旋回させる第一第二反転機構モータであって、前記第三連結軸に接続された前記２つの差動装置を旋回させることにより、前記第一接地部及び前記第三接地部に対する前記本体部の位置と、前記第二接地部及び前記第四接地部に対する前記本体部の位置とが相互に上下反対方向に移動するように、前記各旋回軸を旋回させる第一第二反転機構モータと、を備える。

【0010】

請求項３に記載の制御機構は、接地対象面に対して接地され、且つ車輪を備える複数の接地部であって、第一接地部、第二接地部、第三接地部、及び第四接地部を有する複数の接地部と、前記複数の接地部によって支持される本体部と、を有する制御対象物であり、車両を備える制御対象物を制御する制御機構であって、前記接地部に接続されており、旋回動作を行うことによって当該接続された接地部に対する前記本体部の位置を上下に移動させる複数の旋回機構であって、前記第一接地部に接続される第一旋回機構、前記第二接地部に接続される第二旋回機構、前記第三接地部に接続される第三旋回機構、及び前記第四接地部に接続される第四旋回機構、を有する複数の旋回機構と、前記旋回機構の旋回動作の軸となる複数の旋回軸であって、前記第一旋回機構に接続される第一旋回軸、前記第二旋回機構に接続される第二旋回軸、前記第三旋回機構に接続される第三旋回軸、及び前記第四旋回機構に接続される第四旋回軸、を少なくとも有する複数の旋回軸と、前記第一旋回軸に接続されており、前記第一旋回軸を旋回動作させる第一連結軸と、前記第二旋回軸に接続されており、前記第二旋回軸を旋回動作させる第二連結軸と、２つの軸を相互に反対方向に旋回可能に接続する複数の反転機構であって、前記第一旋回軸と前記第三旋回軸とを接続する第一反転機構と、前記第二旋回軸と前記第四旋回軸とを接続する第二反転機構と、前記第一連結軸と前記第二連結軸とを接続する第三反転機構と、を有する複数の反転機構と、を備え、前記第一反転機構、前記第二反転機構、及び第三反転機構を差動装置として構成することにより、当該各差動装置に接続された２つの軸を相互に同一方向と反対方向とに選択的に旋回可能とし、前記差動装置として構成された前記第三反転機構を旋回させる第三反転機構モータであって、前記差動装置に接続された前記第一連結軸及び前記第二連結軸を相互に同一方向に旋回させることにより、前記第一接地部及び前記第二接地部に対する前記本体部の位置と、前記第三接地部及び前記第四接地部に対する前記本体部の位置とが相互に上下反対方向に移動するように、前記各旋回軸を旋回させる第三反転機構モータと、前記差動装置として構成された前記第一反転機構及び前記第二反転機構を相互に接続する第三連結軸と、前記第三連結軸を旋回させる第一第二反転機構モータであって、前記第三連結軸に接続された前記２つの差動装置を旋回させることにより、前記第一接地部及び前記第三接地部に対する前記本体部の位置と、前記第二接地部及び前記第四接地部に対する前記本体部の位置とが相互に上下反対方向に移動するように、前記各旋回軸を旋回させる第一第二反転機構モータと、を備える。

【0011】

請求項４に記載の制御機構は、接地対象面に対して接地され、且つ車輪を備える複数の接地部であって、第一接地部、第二接地部、第三接地部、及び第四接地部を有する複数の接地部と、前記複数の接地部によって支持される本体部と、を有する制御対象物であり、車両を備える制御対象物を制御する制御機構であって、前記接地部に接続されており、旋回動作を行うことによって当該接続された接地部に対する前記本体部の位置を上下に移動させる複数の旋回機構であって、前記第一接地部に接続される第一旋回機構、前記第二接地部に接続される第二旋回機構、前記第三接地部に接続される第三旋回機構、及び前記第四接地部に接続される第四旋回機構、を有する複数の旋回機構と、前記旋回機構の旋回動作の軸となる複数の旋回軸であって、前記第一旋回機構に接続される第一旋回軸、前記第二旋回機構に接続される第二旋回軸、前記第三旋回機構に接続される第三旋回軸、及び前記第四旋回機構に接続される第四旋回軸、を少なくとも有する複数の旋回軸と、前記第一旋回軸に接続されており、前記第一旋回軸を旋回動作させる第一連結軸と、前記第二旋回軸に接続されており、前記第二旋回軸を旋回動作させる第二連結軸と、２つの軸を相互に反対方向に旋回可能に接続する複数の反転機構であって、前記第一旋回軸と前記第三旋回軸とを接続する第一反転機構と、前記第二旋回軸と前記第四旋回軸とを接続する第二反転機構と、前記第一連結軸と前記第二連結軸とを接続する第三反転機構と、を有する複数の反転機構と、を備え、前記第一反転機構、前記第二反転機構、及び第三反転機構を差動装置として構成することにより、当該各差動装置に接続された２つの軸を相互に同一方向と反対方向とに選択的に旋回可能とし、前記差動装置として構成された前記第一反転機構を旋回させる第一反転機構モータと、前記差動装置として構成された前記第二反転機構を旋回させる第二反転機構モータと、前記差動装置として構成された前記第三反転機構を旋回させる第三反転機構モータであって、前記差動装置に接続された前記第一連結軸及び前記第二連結軸を相互に同一方向に旋回させることにより、前記第一接地部及び前記第二接地部に対する前記本体部の位置と、前記第三接地部及び前記第四接地部に対する前記本体部の位置とが相互に上下反対方向に移動するように、前記各旋回軸を旋回させる第三反転機構モータと、を備え、前記第一反転機構モータ、前記第二反転機構モータ、及び前記第三反転機構モータにより前記第一反転機構、前記第二反転機構、及び前記第三反転機構を同時に旋回させることで、前記第一接地部、前記第二接地部、前記第三接地部、及び前記第四接地部に対する前記本体部の位置が相互に上下同一方向に移動するように前記各旋回軸を旋回させる。

【発明の効果】

【0012】

請求項１に記載の制御機構によれば、第一反転機構、第二反転機構、及び第三反転機構を備えることにより、第一接地部と第四接地部のセット、及び第二接地部と第三接地部のセットを相互に上下反対方向に連動させて荷重配分できると共に、第三反転機構を差動装置として構成し、第三反転機構モータによって、第一接地部及び第二接地部に対する本体部の位置と、第三接地部及び第四接地部に対する本体部の位置とが相互に上下反対方向に移動するように各旋回軸を旋回させるので、第一接地部及び第二接地部側から第三接地部及び第四接地部側へと至るように本体部を傾けて姿勢制御することができるので、バネ、ワイヤ、又は流体式サスペンション等の複雑な機構を省略した極めて簡素な機構な機構により荷重配分及び姿勢制御ができ、コストの削減や利用性の向上が可能となる。

【0013】

請求項２に記載の制御機構によれば、第一反転機構、第二反転機構、及び第三反転機構を備えることにより、第一接地部と第四接地部のセット、及び第二接地部と第三接地部のセットを相互に上下反対方向に連動させて荷重配分できると共に、第一反転機構及び第二反転機構を差動装置として構成し、第一第二反転機構モータによって、第一接地部及び第三接地部に対する本体部の位置と、第二接地部及び第四接地部に対する本体部の位置とが相互に上下反対方向に移動するように各旋回軸を旋回させるので、第一接地部及び第三接地部側から第二接地部及び第四接地部側へと至るように本体部を傾けて姿勢制御することができるので、バネ、ワイヤ、又は流体式サスペンション等の複雑な機構を省略した極めて簡素な機構な機構により荷重配分及び姿勢制御ができ、コストの削減や利用性の向上が可能となる。

【0014】

請求項３に記載の制御機構によれば、第一反転機構、第二反転機構、及び第三反転機構を備えることにより、第一接地部と第四接地部のセット、及び第二接地部と第三接地部のセットを相互に上下反対方向に連動させて荷重配分できると共に、第一反転機構、第二反転機構、及び第三反転機構を差動装置として構成し、第三反転機構モータによって、第一接地部及び第二接地部に対する本体部の位置と、第三接地部及び第四接地部に対する本体部の位置とが相互に上下反対方向に移動するように各旋回軸を旋回させるので、第一接地部及び第二接地部側から第三接地部及び第四接地部側へと至るように本体部を傾けて姿勢制御することができ、また、第一第二反転機構モータによって、第一接地部及び第三接地部に対する本体部の位置と、第二接地部及び第四接地部に対する本体部の位置とが相互に上下反対方向に移動するように各旋回軸を旋回させるので、第一接地部及び第三接地部側から第二接地部及び第四接地部側へと至るように本体部を傾けて姿勢制御することができるので、バネ、ワイヤ、又は流体式サスペンション等の複雑な機構を省略した極めて簡素な機構な機構により荷重配分及び姿勢制御ができ、コストの削減や利用性の向上が可能となる。

【0015】

請求項４に記載の制御機構によれば、第一反転機構、第二反転機構、及び第三反転機構を備えることにより、第一接地部と第四接地部のセット、及び第二接地部と第三接地部のセットを相互に上下反対方向に連動させて荷重配分できると共に、第一反転機構、第二反転機構、及び第三反転機構を差動装置として構成し、第三反転機構モータによって、第一接地部及び第二接地部に対する本体部の位置と、第三接地部及び第四接地部に対する本体部の位置とが相互に上下反対方向に移動するように各旋回軸を旋回させるので、第一接地部及び第二接地部側から第三接地部及び第四接地部側へと至るように本体部を傾けて姿勢制御することができ、また、第一反転機構モータ及び第二反転機構モータによって、第一接地部及び第三接地部に対する本体部の位置と、第二接地部及び第四接地部に対する本体部の位置とが相互に上下反対方向に移動するように各旋回軸を旋回させるので、第一接地部及び第三接地部側から第二接地部及び第四接地部側へと至るように本体部を傾けて姿勢制御することができ、さらに、第一接地部、第二接地部、第三接地部、及び第四接地部に対する本体部の位置が相互に上下同一方向に移動するように各旋回軸を旋回させることで本体部の高さ調整ができるので、バネ、ワイヤ、又は流体式サスペンション等の複雑な機構を省略した極めて簡素な機構な機構により荷重配分、姿勢制御、及び高さ調整ができ、コストの削減や利用性の向上が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の実施の形態の車両の共通部を模式的に示す平面図である。

【図2】共通部を模式的に示す左側面図である。

【図3】本発明の実施の形態１の車両の共通部及び固有部を模式的に示す平面図である。

【図4】本発明の実施の形態２の車両の共通部及び固有部を模式的に示す平面図である。

【図5】本発明の実施の形態３の車両の共通部及び固有部を模式的に示す平面図である。

【図6】本発明の実施の形態４の車両の共通部及び固有部を模式的に示す平面図である。

【図7】本発明の実施例に係る表である。

【図8】第一の変形例に係る制御機構の共通部を模式的に示す平面図である。

【図9】第二の変形例に係る制御機構を模式的に示す左側面図である。

【図10】第三の変形例に係る制御機構を模式的に示す左側面図である。

【図11】前後の傾きを調整する制御機構を模式的に示す左側面図である。

【図12】第四の変形例に係る制御機構を模式的に示す左側面図である。

【図13】第五の変形例に係る制御機構を模式的に示す左側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下に添付図面を参照して、この発明に係る制御機構の実施の形態を詳細に説明する。まず、〔Ｉ〕実施の形態の基本的概念を説明した後、〔ＩＩ〕実施の形態の具体的内容について説明し、最後に、〔ＩＩＩ〕実施の形態に対する変形例について説明する。ただし、実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

【0018】

〔Ｉ〕実施の形態の基本的概念
まず、実施の形態の基本的概念について説明する。各実施の形態は、制御対象物を制御する制御機構に関する。ここで、「制御対象物」とは、各実施の形態に係る制御機構によって制御される対象となる物であって、各実施の形態では走行可能な車両であるものとするが、これに限らず、走行不可能な物でも構わない。また、制御対象物は、複数の「接地部」と、「本体部」と有する。「接地部」とは、接地対象面（後述する）に対して接地し得る部分であって、以下では走行用の「車輪」とするが、これに限らず走行用のもの以外も含む概念である。また、「本体部」とは、複数の接地部によって支持される部分であり、以下では「車体」とする。

【0019】

また、「制御する」とは、制御対象物を機械的に動かすことであり、例えば、「荷重配分」、「姿勢制御」、及び「車高調整」を含む。ここで、「荷重配分」とは、車輪が接地して各車輪に荷重を配分するように制御することであり、例えばすべての車輪が接地するような制御を含むが、これに限らず、いずれかの車輪が浮いていても構わない。ここで、「接地」とは、車輪が浮いていない状態であり、例えば接地対象面に接していることに限らず、接地対象面上の障害物や段差に乗り上げている状態を含む。なお、「接地対象面」とは、車両が接地し得る面であり、例えば地面であって、各実施の形態では説明の便宜上、接地対象面は水平面とする。また、「姿勢制御」とは、制御対象物の本体部（例えば、「車体」）の傾斜角度を変更することであり、例えば車体が水平になるように、車体の前後方向の傾斜及び左右方向の傾斜の両方を調整することを含むが、これに限らず、車体の前後方向の傾斜や左右方向の傾斜のいずれかのみを調整すること等も含む。また、「車高調整」とは、車高（接地対象面から車体までの距離）を変更することである。また、各実施の形態の車両の用途は任意であり、例えば不整地等で作業を行う建設ロボットや災害対応ロボットとして利用できるが、これに限らない。

【0020】

〔ＩＩ〕実施の形態の具体的内容
次に、実施の形態の具体的内容について説明する。

【0021】

（各実施の形態の共通部）
まずは、車両１０における各実施の形態に共通の構成（以下、共通部）について説明する。図１は、各実施の形態の車両１０の共通部を模式的に示す平面図、図２は、共通部を模式的に示す左側面図である。これらの図１及び図２に示すように、車両１０は、車輪２０、旋回機構３０、旋回軸４０、連結軸５０、反転機構６０、車体７０、車高検出用センサ８０、傾斜計９０、及び制御部１００を備えて構成されている。なお、図１においては、図示の便宜上、車体７０等の各部の図示を省略している。以下では、必要に応じて、各図におけるＸ方向を「幅方向」又は「左右方向」と称し、特に＋Ｘ方向を「右方向」、−Ｘ方向を「左方向」と称する。また、Ｙ方向を「奥行き方向」又は「前後方向」と称し、特に＋Ｙ方向を「前方向」、−Ｙ方向を「後方向」と称する。また、Ｚ方向を「高さ方向」と称し、特に＋Ｚ方向を「上方向」、−Ｚ方向を「下方向」と称する。また、以下の「相互に同一方向に移動（又は旋回）」という記載は、少なくとも２つのものが、特定の一方向から見た際に同じ方向に移動（又は旋回）することを示し、例えば一方のものが上方向に移動して他方のものも上方向に移動することを含む。また、「相互に反対方向に移動（又は旋回）」という記載は、少なくとも２つのものが、特定の一方向から見た際に反対方向に移動（又は旋回）することを示し、例えば一方のものが上方向に移動して他方のものは下方向に移動することを含む。

【0022】

（各実施の形態の共通部−車輪）
車輪２０は、接地対象面１１０に対して接地される接地部である。この車輪２０の数は、各実施の形態では４つ（第一車輪２１、第二車輪２２、第三車輪２３、及び第四車輪２４）であるが、少なくとも４つ以上である限り任意であり、例えば、６つや８つ等でも構わない。なお、第一車輪２１は右前輪、第二車輪２２は右後輪、第三車輪２３は左前輪、第四車輪２４は左後輪である。ここで、以下では車体７０における前方に位置する車輪２０（各実施の形態では、右前輪（第一車輪２１）及び左前輪（第三車輪２３））を「前輪」、後方に位置する車輪２０（各実施の形態では、右後輪（第二車輪２２）及び左後輪（第四車輪２４））を「後輪」、右方に位置する車輪２０（各実施の形態では、右前輪（第一車輪２１）及び右後輪（第二車輪２２））を「右輪」、左方に位置する車輪２０（各実施の形態では、左前輪（第三車輪２３）及び左後輪（第四車輪２４））を「左輪」と称して説明する。

【0023】

また、各車輪２０はそれぞれ対応する旋回機構３０の先端に対して接続されている。なお、これらの各車輪２０はそれぞれ図示しない駆動用モータに接続されており、駆動用モータを回転させて各車輪２０を回転させることにより、車両１０が前後に走行できる。なお、このように車輪２０を回転させて走行させるための機構については公知であるため、図示及び詳細な説明を省略する。

【0024】

（各実施の形態の共通部−旋回機構）
旋回機構３０は、車輪２０に接続されており、上下移動動作（後述する）を行うことによって当該接続された車輪２０に対する車体７０の位置を上下に移動させる上下移動機構である。この旋回機構３０の数は、各実施の形態では車輪２０と対応する数であり４つ（第一旋回機構３１、第二旋回機構３２、第三旋回機構３３、及び第四旋回機構３４）であるが、これに限らず、車輪２０と対応しない数でもよく、具体的には一つの旋回機構３０に対して二つ以上の車輪２０を接続しても構わない。なお、単一の旋回機構３０と上述した単一の車輪２０とのセットを必要に応じて「脚」と称して説明する。

【0025】

ここで、「上下移動動作」とは、旋回軸４０の旋回動作を受けて車輪２０を上下に移動させる動作であり、各実施の形態の上下移動動作は、旋回軸４０と直交する平面上（各実施の形態ではＹ−Ｚ平面上）を、旋回機構３０が旋回軸４０を中心として時計回り又は反時計回りに旋回する動作である。なお、図１や図２に示すように、各実施の形態では、前方の２つの旋回機構３０（第一旋回機構３１及び第三旋回機構３３）と、後方の２つの旋回機構３０（第二旋回機構３２及び第四旋回機構３４）とは前後対称に形成されている。そのため、前方の旋回機構３０と後方の旋回機構３０とは、旋回方向と車輪２０の上下動の方向との対応関係が相互に異なる。具体的には、前方の２つの旋回機構３０が、旋回軸４０を中心として左方向（−Ｘ方向）から見て時計回りに旋回した際には前輪は上昇し、左方向（−Ｘ方向）から見て反時計回りに旋回した際には前輪は下降する。一方、後方の２つの旋回機構３０が旋回軸４０を中心として左方向（−Ｘ方向）から見て時計回りに旋回した際には後輪は下降し、左方向（−Ｘ方向）から見て反時計回りに旋回した際には後輪は上昇する。

【0026】

ここで、車輪２０の位置が上昇した場合には、相対的に車体７０から車輪２０までの高さ方向の距離が小さくなるので、当該車輪２０の位置における車高（接地対象面１１０から車体７０までの高さ方向の距離）は低くなる。一方、車輪２０の位置が下降した場合には、相対的に車体７０から車輪２０までの高さ方向の距離が大きくなるので、当該車輪２０の位置における車高は高くなる。

【0027】

（各実施の形態の共通部−旋回軸）
旋回軸４０は、旋回動作を行うことによって、旋回機構３０に上下移動動作を行わせる軸である。この旋回軸４０の数は、各実施の形態では旋回機構３０と対応する数であり４つ（第一旋回軸４１、第二旋回軸４２、第三旋回軸４３、及び第四旋回軸４４）であるが、これに限らず、旋回機構３０と対応しない数でもよく、具体的には一つの旋回軸４０に対して二つ以上の旋回機構３０を接続したり、複数の旋回軸４０に対して１つ旋回機構３０を接続したりしても構わない。

【0028】

ここで、「旋回動作」とは、旋回軸４０の軸方向を中心として旋回軸４０に直交する平面上を時計回り又は反時計回りに旋回軸４０が旋回する動作である。このように旋回軸４０が旋回動作を行うことにより、旋回軸４０に接続された旋回機構３０が旋回軸４０を中心として旋回して、旋回機構３０における旋回軸４０が接続された側と反対側の端部に接続された車輪２０が上下に移動する。

【0029】

（各実施の形態の共通部−連結軸）
連結軸５０は、旋回軸４０に接続されており、旋回軸４０を旋回動作させる軸である。具体的には、共通部としては少なくとも第一連結軸５１と第二連結軸５２とを備える。ここで、第一連結軸５１とは、第一旋回軸４１に接続されており、第一旋回軸４１を旋回動作させる軸である。第二連結軸５２とは、第二旋回軸４２に接続されており、第二旋回軸４２を旋回動作させる軸である。ここで、「旋回軸４０を旋回動作させる」とは、連結軸５０が旋回することによって当該連結軸５０から旋回軸４０へと力が伝達して旋回軸４０が旋回動作することである。具体的には、第一連結軸５１と第一旋回軸４１は、図１に示すように、相互に直交するように噛み合うギア１０ａ及びギア１０ｂを介して相互に接続されており、第一連結軸５１が旋回すると、第一旋回軸４１を旋回動作させることができる。また、第二連結軸５２と第二旋回軸４２は、相互に直交するように噛み合うギア１０ｃ及びギア１０ｄを介して相互に接続されており、第二連結軸５２が旋回すると、第二旋回軸４２を旋回動作させることができる。なお、各実施の形態において各ギアとしては公知のかさ歯車を適用している。

【0030】

（各実施の形態の共通部−反転機構）
反転機構６０は、２つの軸を相互に反対方向に旋回可能に接続する反転手段である。具体的には、第一旋回軸４１と第三旋回軸４３とを接続する第一反転機構６１と、第二旋回軸４２と第四旋回軸４４とを接続する第二反転機構６２と、第一連結軸５１と第二連結軸５２とを接続する第三反転機構６３とを備える。なお、このような反転機構６０の具体的な構成については公知であり、例えば第三反転機構６３を例に挙げて説明すると、略コ字状の枠体１０ｇと、枠体１０ｇを貫通する第一連結軸５１であって、枠体１０ｇに対して空回転可能に設置された第一連結軸５１の先端に取り付けられたギア１０ｅと、枠体１０ｇを貫通する第二連結軸５２であって、枠体１０ｇに対して空回転可能に設置された第二連結軸５２の先端に取り付けられたギア１０ｆと、ギア１０ｅ及びギア１０ｆの両方に対して直交するように噛み合うギア１０ｈであって、枠体１０ｇに対して旋回可能に取り付けられたギア１０ｈとを備える公知の構成を採用できる。なお、第一反転機構６１及び第二反転機構６２については、当該第三反転機構６３と略同様に構成できるため詳細な説明を省略する。

【0031】

（各実施の形態の共通部−車体）
車体７０は、複数の車輪２０によって支持される本体部である。この車体７０の形状や大きさや重さ等については任意であり、例えば座席や荷台等を設けて人や物を載せることが可能な形状となっていても構わないし、カメラ等の撮影手段（図示省略）を載せて車体７０から見た映像を記録可能となっていても構わない。

【0032】

（各実施の形態の共通部−車高検出用センサ）
車高検出用センサ８０は、車高を検出するための車高検出手段である。この車高検出用センサ８０は、各実施の形態では車体７０の底面における平面視中央に設けられており、下方に向けて超音波を発信し、その反射波を受信することにより、車体７０の底面における平面視略中央の位置から、接地対象面１１０までの鉛直距離（以下、車体７０中央の車高）を検出するセンサとするが、これに限らず、例えば公知の赤外線センサ等を適用しても構わない。

【0033】

（各実施の形態の共通部−傾斜計）
傾斜計９０は、車体７０の傾斜を測定する傾斜測定手段である。この傾斜計９０は、例えば水平振り子を用いたものや、水準器の原理を用いたもの等公知の機器を適用することが可能である。

【0034】

（各実施の形態の共通部−制御部）
制御部１００は、車両１０を制御する制御手段であり、具体的には、ＣＰＵ、当該ＣＰＵ上で解釈実行される各種のプログラム（ＯＳなどの基本制御プログラムや、ＯＳ上で起動され特定機能を実現するアプリケーションプログラムを含む）、及びプログラムや各種のデータを格納するためのＲＡＭの如き内部メモリを備えて構成されるコンピュータである。特に、各実施の形態に係る車両１０の制御に関する制御プログラムは、任意の記録媒体又はネットワークを介して制御部１００にインストールされることで、制御部１００の各部を実質的に構成する。

【0035】

この制御部１００は、具体的には、車高検出用センサ８０や傾斜計９０から送信された情報を取得し、これらの情報に基づいて、後述するモータを作動して姿勢制御や車高調整を行う。なお、制御部１００により実行される具体的な処理の詳細については後述する。

【0036】

（共通部の機能）
次に、共通部の機能について説明する。上記の共通部の構成によれば、各車輪２０はそれぞれ連動しており、いずれかの車輪２０が上又は下に動いた際には、他の全ての車輪２０が連動して上又は下方向に動くように構成されている。具体的には、図１の矢印で示すように、図１の平面視における対角線上の一対の車輪２０が相互に同一方向に動くようになっており、例えば、第一車輪２１が段差等に乗り上げて上昇した場合、第一旋回機構３１が左方（−Ｘ方向）から見て時計回りに旋回して第一旋回軸４１も左方から見て時計回りに旋回する。ここで、第一旋回軸４１の旋回力は第一反転機構６１で反転されて第三旋回軸４３に伝わるので、第三旋回軸４３は左方から見て反時計回りに旋回し、このことにより第三車輪２３は図示のように下降する。また、第一旋回軸４１の旋回力はギア１０ｂ及びギア１０ａを介して第一連結軸５１に伝わり、第一連結軸５１を後方（−Ｙ方向）から見て反時計回りに旋回させる。そして、第一連結軸５１の旋回力は第三反転機構６３で反転されて第二連結軸５２を後方から見て時計回りに旋回させ、ギア１０ｃ及びギア１０ｄを介して第二旋回軸４２を左方から見て時計回りに旋回させる。したがって、第二車輪２２は下降する。また、第二旋回軸４２の旋回力は第二反転機構６２で反転されて第四旋回軸４４に伝わるので、第四旋回軸４４は左方から見て反時計回りに旋回し、このことにより第四車輪２４は図示のように上昇する。

【0037】

したがって、共通部の構成によれば、車輪２０の接地を確保することができる。すなわち、いずれかの車輪２０が不整地の段差に乗り上げてしまった場合等には、複数の車輪２０のうちいずれかが浮いてしまい車両１０の安定性が損なわれてしまうことがあるが、共通部の構成によればこのような車輪２０の浮きを解消でき、安定性を確保できる。例えば、第一車輪２１が不整地の段差に乗り上げてしまった場合、第一車輪２１、第三車輪２３、及び第四車輪２４が接地した状態で第二車輪２２が浮いてしまうことがある（三点接地）。この場合に、共通部の固有の機能のみを考慮すると、第二車輪２２が自身の重みによって自動的に下降し、これに連動して第三車輪２３が下降し、第一車輪２１及び第四車輪２４が上昇する。そして、第二車輪２２が接地した場合に全ての車輪２０の接地が完了し（四点接地）、各車輪２０に荷重配分して車両１０の安定性を高めることができる。

【0038】

このように、共通部の構成によれば四点接地による荷重配分の機能を実現することが可能であるが、さらに下記の固有部を設けることにより、当該共通部の機能を維持しつつ、後述する固有部の機能（例えば、左右方向に関する姿勢制御、前後方向に関する姿勢制御、又は車高調整等）を実現することが可能となる。

【0039】

（実施の形態１）
次に、実施の形態１について説明する。ここで、実施の形態１に係る制御機構は、概略的に、左右方向の傾斜を調整する制御機構である。

【0040】

（実施の形態１の固有部）
この実施の形態１に係る車両１０は、上述した共通部に加えて、本実施の形態１に固有の構成（以下、固有部）を有している。図３は、本実施の形態１の車両１０の共通部及び固有部を模式的に示す平面図である。この図３に示すように、本実施の形態１の固有部として、第三反転機構６３が差動装置として構成されており、第三反転機構モータ１２０を備えている。なお、以下の各図では、差動装置を一点鎖線で囲っている。

【0041】

（実施の形態１の固有部−第三反転機構）
図３に示すように、第三反転機構６３は差動装置として構成されており、当該差動装置に接続された第一連結軸５１及び第二連結軸５２は、相互に同一方向と反対方向とに選択的に旋回可能となっている。ここで、「同一方向に旋回可能」とは、以下では、枠体１０ｇは車体７０に対して固定されておらず第一連結軸５１及び第二連結軸５２を中心として旋回可能となっており、図３の矢印に示すように、第三反転機構モータ１２０が稼働した際に、第三反転機構モータ１２０に取り付けられたギア１０ｊが旋回し、これを受けてギア１０ｊに対して直交に噛み合うギア１０ｉを介して枠体１０ｇが旋回すると、枠体１０ｇに固定されたギア１０ｈが枠体１０ｇと共に第一連結軸５１及び第二連結軸５２を中心として旋回し、当該ギア１０ｈを介してギア１０ｅ及びギア１０ｆに力が伝達することによって、枠体１０ｇ、ギア１０ｅ、及びギア１０ｆがＸ−Ｚ平面に沿って相互に同一方向に旋回することを示す。一方、「反対方向に旋回可能」とは、以下では、第一連結軸５１と第二連結軸５２が相互に反対方向に旋回することによりギア１０ｅ及びギア１０ｆが相互に反対方向に旋回した場合でも、枠体１０ｇは旋回せずに、ギア１０ｈが枠体１０ｇに対して旋回状態となりギア１０ｅ及びギア１０ｆの差動を許容できることを示す。なお、このような差動装置の構成は公知であるため、詳細な説明を省略する。また、枠体１０ｇの側方には枠体１０ｇと一体に旋回可能なギア１０ｉが固定されており、第三反転機構モータ１２０からの動力が当該ギア１０ｉを介して枠体１０ｇに伝達される。

【0042】

（実施の形態１の固有部−第三反転機構モータ）
第三反転機構モータ１２０は、差動装置として構成された第三反転機構６３を旋回させる第三反転機構動力手段であって、差動装置に接続された第一連結軸５１及び第二連結軸５２を相互に同一方向に旋回させることにより、第一車輪２１及び第二車輪２２に対する車体７０の位置と、第三車輪２３及び第四車輪２４に対する車体７０の位置とが相互に上下反対方向に移動するように、各旋回軸４０を旋回させる第三反転機構動力手段である。なお、この第三反転機構モータ１２０には、第三反転機構モータ１２０の停止時に空回転してしまわないように公知のブレーキ機構が設けられていることが好ましい。

【0043】

（固有部の機能）
次に、固有部の機能について説明する。上記の固有部の構成によれば、図３に矢印で示すように、第三反転機構モータ１２０を作動させることにより、第一連結軸５１と第二連結軸５２とを相互に同一方向に旋回させることができ、右輪（第一車輪２１及び第二車輪２２）と左輪（第三車輪２３及び第四車輪２４）とを相互に反対方向に上下動させることができる。例えば右輪を上昇させた場合は左輪が下降し、逆に、右輪を下降させた場合は左輪が上昇する。したがって、車両１０が走行中に車体７０が傾いてしまった時であっても、第三反転機構モータ１２０を作動させることで、右輪又は左輪のうちいずれか一方を上昇させ、いずれか他方を下降させることで、車体７０の左右の傾斜を解消することが可能である。

【0044】

（制御）
次に、本実施の形態１に係る制御部１００にて実行される制御の内容の一例について説明する。

【0045】

まず、共通部の機能により、制御部１００にて何ら制御を行うことなく、各車輪２０に対する加重配分が行われる。すなわち、いずれかの車輪２０が不整地の段差に乗り上げて他の車輪２０が浮いてしまった場合であっても、上述したように当該他の車輪２０は共通部の機構により下降して接地するので、四点支持により車両１０の安定性を高めることができる。

【0046】

ここで、傾斜計９０は所定の時刻間隔（例えば１秒間隔）で車体７０の傾斜に関する情報（例えば傾斜角度）を制御部１００に送信する。次に、制御部１００は、受信した傾斜角度が、予め車両１０のデータ記録部（図示省略）に格納された閾値（任意に設定可能。例えば、５度）を超えたか否かを判定し、超えた場合には、第三反転機構モータ１２０を作動させて右輪と左輪の高さを調整することにより、傾斜角度が適正値（任意に設定可能。例えば、１度）未満となるように制御する。このことにより、左右の傾斜が調整され、車両１０の安定性を向上させることができる。

【0047】

すなわち、本実施の形態１の車両１０によれば、共通部による荷重配分の機能を維持しつつ、固有部によって、車体７０に生じた左右方向の傾斜を解消する姿勢制御の機能を実現することが可能となる。

【0048】

（実施の形態１の効果）
このような本実施の形態１に係る制御機構１によれば、第一反転機構６１、第二反転機構６２、及び第三反転機構６３を備えることにより、第一車輪２１と第四車輪２４のセット、及び第二車輪２２と第三車輪２３のセットを相互に上下反対方向に連動させて荷重配分できると共に、第三反転機構６３を差動装置として構成し、第三反転機構モータ１２０によって、第一車輪２１及び第二車輪２２に対する車体７０の位置と、第三車輪２３及び第四車輪２４に対する車体７０の位置とが相互に上下反対方向に移動するように各旋回軸４０を旋回させるので、第一車輪２１及び第二車輪２２側から第三車輪２３及び第四車輪２４側へと至るように車体７０を傾けて姿勢制御することができるので、バネ、ワイヤ、又は流体式サスペンション等の複雑な機構を省略した極めて簡素な機構な機構により荷重配分及び姿勢制御ができ、コストの削減や利用性の向上が可能となる。

【0049】

（実施の形態２）
続いて、実施の形態２について説明する。なお、実施の形態２の構成は、特記する場合を除いて実施の形態１の構成と略同一であり、実施の形態１の構成と略同一の構成についてはこの実施の形態１で用いたのと同一の符号を必要に応じて付して、その説明を省略する。ここで、実施の形態２に係る制御機構２は、概略的に、前後方向の傾斜を調整する制御機構２である。

【0050】

（実施の形態２の固有部）
図４は、本実施の形態２の車両１０の共通部及び固有部を模式的に示す平面図である。この図４に示すように、本実施の形態２の固有部として、第一反転機構６１及び第二反転機構６２が差動装置として構成されており、第三連結軸５３と、第一第二反転機構モータ１３０とを備えている。なお、共通部の構成については上記同様に構成できるため詳細な説明を省略する。

【0051】

（実施の形態２の固有部−第一反転機構）
図４に示すように、第一反転機構６１は差動装置として構成されており、当該差動装置に接続された第一旋回軸４１及び第三旋回軸４３は、相互に同一方向と反対方向とに選択的に旋回可能となっている。なお、差動装置の構成は実施の形態１の第三反転機構６３と同様であるため、詳細な説明を省略する。また、第一反転機構６１の枠体１０ｐの側方には枠体１０ｐと一体に旋回可能なギア１０ｋが固定されており、第一第二反転機構モータ１３０からの動力が当該ギア１０ｋを介して枠体１０ｐに伝達される。

【0052】

（実施の形態２の固有部−第二反転機構）
図４に示すように、第二反転機構６２は差動装置として構成されており、当該差動装置に接続された第二旋回軸４２及び第四旋回軸４４は、相互に同一方向と反対方向とに選択的に旋回可能となっている。なお、差動装置の構成は実施の形態１の第三反転機構６３と同様であるため、詳細な説明を省略する。また、第二反転機構６２の枠体１０ｑの側方には枠体１０ｑと一体に旋回可能なギア１０ｌが固定されており、第一第二反転機構モータ１３０からの動力が当該ギア１０ｌを介して枠体１０ｑに伝達される。

【0053】

（実施の形態２の固有部−第三連結軸）
第三連結軸５３は、差動装置として構成された第一反転機構６１及び第二反転機構６２を相互に接続する軸である。ここで、具体的には、第三連結軸５３の前後方向（Ｙ方向）における略中間部には第三連結軸５３と一体に旋回するギア１０ｏが設けられており、第一第二反転機構モータ１３０からの動力が当該ギア１０ｏを介して第三連結軸５３に伝達される。また、第三連結軸５３における前端部（＋Ｙ方向端部）には、ギア１０ｋに対して相互に直交に噛み合わされているギア１０ｍが設けられており、後端部（−Ｙ方向端部）にはギア１０ｌに対して相互に直交に噛み合わされているギア１０ｎが設けられている。

【0054】

（実施の形態２の固有部−第一第二反転機構モータ）
第一第二反転機構モータ１３０は、第三連結軸５３を旋回させる第一第二反転機構動力手段であって、第三連結軸５３に接続された２つの差動装置（第一反転機構６１及び第二反転機構６２）を旋回させることにより、第一車輪２１及び第三車輪２３に対する車体７０の位置と、第二車輪２２及び第四車輪２４に対する車体７０の位置とが相互に上下反対方向に移動するように、各旋回軸４０を旋回させる第一第二反転機構動力手段である。

【0055】

ここで、第一第二反転機構モータ１３０にはギア１０ｒが取り付けられており、このギア１０ｒはギア１０ｏに対して相互に直交に噛み合わされている。したがって、第一第二反転機構モータ１３０を作動させると、ギア１０ｒ及びギア１０ｏを介して第三連結軸５３が旋回する。このことにより、ギア１０ｍ及びギア１０ｋを介して枠体１０ｐが第一旋回軸４１及び第三旋回軸４３を中心として旋回し、第一旋回軸４１及び第三旋回軸４３が相互に同一方向に旋回する（図４の矢印参照）と共に、ギア１０ｎ及びギア１０ｌを介して枠体１０ｑが第二旋回軸４２及び第四旋回軸４４を中心として旋回し、第二旋回軸４２及び第四旋回軸４４が相互に同一方向に旋回する（図４の矢印参照）。

【0056】

（固有部の機能）
次に、固有部の機能について説明する。上記の固有部の構成によれば、図４に矢印で示すように、第一第二反転機構モータ１３０を作動させることにより、第一旋回軸４１と第三旋回軸４３とを相互に同一方向に旋回させることができると共に、第二旋回軸４２と第四旋回軸４４とを相互に同一方向に旋回させることができ、前輪（第一車輪２１及び第三車輪２３）と後輪（第二車輪２２及び第四車輪２４）とを相互に反対方向に上下動させることができる。例えば、前輪を上昇させた場合は後輪が下降し、逆に、前輪を下降させた場合は後輪が上昇する。したがって、車両１０が走行中に車体７０が傾いてしまった時であっても、第一第二反転機構モータ１３０を作動させることで、前輪又は後輪のうちいずれか一方を上昇させ、いずれか他方を下降させることで、車体７０の前後の傾斜を解消することが可能である。

【0057】

（制御）
次に、本実施の形態２に係る制御部１００にて実行される制御の内容の一例について説明する。まず、共通部の機能により、制御部１００にて何ら制御を行うことなく、車輪２０の浮きは自動的に解消される。

【0058】

ここで、傾斜計９０は所定の時刻間隔（例えば１秒間隔）で車体７０の傾斜に関する情報（例えば傾斜角度）を制御部１００に送信する。次に、制御部１００は、受信した傾斜角度が、予め車両１０のデータ記録部（図示省略）に格納された閾値（任意に設定可能。例えば、５度）を超えたか否かを判定し、超えた場合には、第一第二反転機構モータ１３０を作動させて前輪と後輪の高さを調整することにより、傾斜角度が適正値（任意に設定可能。例えば、１度）未満となるように制御する。このことにより、前後の傾斜が調整され、車両１０の安定性を向上させることができる。

【0059】

すなわち、本実施の形態２の車両１０によれば、共通部による荷重配分の機能を維持しつつ、固有部によって、車体７０に生じた前後方向の傾斜を解消する姿勢制御の機能を実現することが可能となる。

【0060】

（実施の形態２の効果）
このような本実施の形態２に係る制御機構２によれば、第一反転機構６１、第二反転機構６２、及び第三反転機構６３を備えることにより、第一車輪２１と第四車輪２４のセット、及び第二車輪２２と第三車輪２３のセットを相互に上下反対方向に連動させて荷重配分できると共に、第一反転機構６１及び第二反転機構６２を差動装置として構成し、第一第二反転機構モータ１３０によって、第一車輪２１及び第三車輪２３に対する車体７０の位置と、第二車輪２２及び第四車輪２４に対する車体７０の位置とが相互に上下反対方向に移動するように各旋回軸４０を旋回させるので、第一車輪２１及び第三車輪２３側から第二車輪２２及び第四車輪２４側へと至るように車体７０を傾けて姿勢制御することができるので、バネ、ワイヤ、又は流体式サスペンション等の複雑な機構を省略した極めて簡素な機構な機構により荷重配分及び姿勢制御ができ、コストの削減や利用性の向上が可能となる。

【0061】

（実施の形態３）
続いて、実施の形態３について説明する。なお、実施の形態３の構成は、特記する場合を除いて実施の形態１及び２の構成と略同一であり、実施の形態１及び２の構成と略同一の構成についてはこの実施の形態１及び２で用いたのと同一の符号を必要に応じて付して、その説明を省略する。ここで、実施の形態３に係る制御機構３は、概略的に、前後左右両方向の傾斜を調整する制御機構３である。

【0062】

（実施の形態３の固有部）
図５は、本実施の形態３の車両１０の共通部及び固有部を模式的に示す平面図である。この図５に示すように、本実施の形態３の車両１０の固有部として、第一反転機構６１、第二反転機構６２、及び第三反転機構６３が差動装置として構成されており、第三連結軸５３と、第一第二反転機構モータ１３０と、第三反転機構モータ１２０と、を備えている。なお、実施の形態３の固有部の各構成要素は、いずれも実施の形態１と実施の形態２の固有部の各構成要素と同様であり、換言すれば、実施の形態３の構成は実施の形態１の構成と実施の形態２の構成とを複合させた構成であるため、各構成の詳細な説明については省略する。

【0063】

（固有部の機能）
次に、固有部の機能について説明する。上記の固有部の構成によれば、第三反転機構モータ１２０を作動させることにより、右輪（第一車輪２１及び第二車輪２２）と左輪（第三車輪２３及び第四車輪２４）とを相互に反対方向に上下動させることができ、車体７０の左右の傾斜を解消することが可能である（実施の形態１参照）。また、第一第二反転機構モータ１３０を作動させることにより、前輪（第一車輪２１及び第三車輪２３）と後輪（第二車輪２２及び第四車輪２４）とを相互に反対方向に上下動させることができ、車体７０の前後の傾斜を解消することが可能である（実施の形態２参照）。このように、本実施の形態３の固有部によれば、実施の形態１と実施の形態２の機構を併せ持つので、左右と前後の両方の傾斜を解消することが可能である。

【0064】

なお、本実施の形態３の制御の内容は、実施の形態１及び実施の形態２の制御を併合することにより説明できるので、詳細な説明を省略する。

【0065】

（実施の形態３の効果）
このような本実施の形態３に係る制御機構３によれば、第一反転機構６１、第二反転機構６２、及び第三反転機構６３を備えることにより、第一車輪２１と第四車輪２４のセット、及び第二車輪２２と第三車輪２３のセットを相互に上下反対方向に連動させて荷重配分できると共に、第一反転機構６１、第二反転機構６２、及び第三反転機構６３を差動装置として構成し、第三反転機構モータ１２０によって、第一車輪２１及び第二車輪２２に対する車体７０の位置と、第三車輪２３及び第四車輪２４に対する車体７０の位置とが相互に上下反対方向に移動するように各旋回軸４０を旋回させるので、第一車輪２１及び第二車輪２２側から第三車輪２３及び第四車輪２４側へと至るように車体７０を傾けて姿勢制御することができ、また、第一第二反転機構モータ１３０によって、第一車輪２１及び第三車輪２３に対する車体７０の位置と、第二車輪２２及び第四車輪２４に対する車体７０の位置とが相互に上下反対方向に移動するように各旋回軸４０を旋回させるので、第一車輪２１及び第三車輪２３側から第二車輪２２及び第四車輪２４側へと至るように車体７０を傾けて姿勢制御することができるので、バネ、ワイヤ、又は流体式サスペンション等の複雑な機構を省略した極めて簡素な機構な機構により荷重配分及び姿勢制御ができ、コストの削減や利用性の向上が可能となる。

【0066】

（実施の形態４）
続いて、実施の形態４について説明する。なお、実施の形態４の構成は、特記する場合を除いて実施の形態１、２、及び３の構成と略同一であり、実施の形態１、２、及び３の構成と略同一の構成についてはこの実施の形態１、２、及び３で用いたのと同一の符号を必要に応じて付して、その説明を省略する。ここで、実施の形態４に係る制御機構４は、概略的に、前後左右両方向の傾斜を調整可能であると共に、車高を調整することが可能な制御機構４である。すなわち、実施の形態３に加えてさらに、車高調整機能を備えた機構である。

【0067】

（実施の形態４の固有部）
図６は、本実施の形態４の車両１０を模式的に示す平面図である。この図６に示すように、本実施の形態４の車両１０は、第一反転機構６１、第二反転機構６２、及び第三反転機構６３が差動装置として構成されており、第一反転機構モータ１４０と、第二反転機構モータ１５０と、第三反転機構モータ１２０とを備えている。なお、第三反転機構モータ１２０は実施の形態１と同様に構成できるので、以下では第一反転機構モータ１４０と、第二反転機構モータ１５０の構成について説明する。

【0068】

（実施の形態４の固有部−第一反転機構モータ）
第一反転機構モータ１４０は、差動装置として構成された第一反転機構６１を旋回させる第一反転機構動力手段である。この第一反転機構モータ１４０にはギア１０ｓが取り付けられており、このギア１０ｓはギア１０ｋに対して相互に直交に噛み合わされている。このことにより、第一反転機構モータ１４０を作動させると、枠体１０ｐの全体がＸ軸を中心として旋回し、これにより第一旋回軸４１及び第三旋回軸４３が相互に同一方向に旋回する。

【0069】

（実施の形態４の固有部−第二反転機構モータ）
第二反転機構モータ１５０は、差動装置として構成された第二反転機構６２を旋回させる第二反転機構動力手段である。この第二反転機構モータ１５０にはギア１０ｔが取り付けられており、このギア１０ｔはギア１０ｌに対して相互に直交に噛み合わされている。このことにより、第一反転機構モータ１４０を作動させると、枠体１０ｑの全体がＸ軸を中心として旋回し、これにより第二旋回軸４２及び第四旋回軸４４が相互に同一方向に旋回する。

【0070】

（固有部の機能）
次に、固有部の機能について説明する。上記の固有部の構成によれば、前後左右両方向の傾斜を調整できると共に、車高を調整することができる。まず傾斜調整について説明すると、本実施の形態４の固有部は、実施の形態３の固有部同様に、第一反転機構６１、第二反転機構６２、及び第三反転機構６３が差動装置として構成されているので、各差動装置を実施の形態３と同様に旋回させることができる。すなわち、左右の傾斜調整をする際には、第三反転機構モータ１２０を作動させることにより、図３に示す矢印のように各車輪２０を昇降させることができ、前後の傾斜調整をする際には、第一反転機構モータ１４０及び第二反転機構モータ１５０を作動させて、ギア１０ｓとギア１０ｔとを相互に同一方向（例えば、後方（−Ｙ方向）から見て時計回り）に旋回させることにより、図４に示す矢印のように各車輪２０を昇降させることができる。

【0071】

また、車高調整について説明すると、本実施の形態４では第一反転機構６１と第二反転機構６２とが図５に示す実施の形態３のように直接接続されておらず、図６に示すようにそれぞれ別のモータで制御可能に構成されているので、ギア１０ｓとギア１０ｔとを一方向（例えば後方向（−Ｙ方向））から見て相互に反対方向に旋回可能となっている。そこで、ギア１０ｓとギア１０ｔとが一方向から見て相互に反対方向に旋回するように第一反転機構モータ１４０及び第二反転機構モータ１５０を作動させ、さらに第三反転機構モータ１２０を作動させる（すなわち、全てのモータを作動させる）ことにより、各機構は図６の矢印に示すように旋回し、全ての車輪２０を一方向から見て相互に同一方向に移動させることができる。なお、図６では全ての車輪２０を下降させる場合を図示しているが、ギア１０ｓとギア１０ｔを図示と反対方向に旋回させることで、全ての車輪２０を上昇させることも可能である。

【0072】

なお、第一反転機構モータ１４０及び第二反転機構モータ１５０だけでなく第三反転機構モータ１２０も作動させる理由は、第一反転機構モータ１４０及び第二反転機構モータ１５０を作動させると、第一連結軸５１及び第二連結軸５２が同一方向に旋回して、枠体１０ｇ及びギア１０ｉもこれらの連結軸５０と同一方向に旋回しようとするので、この旋回に合せて第三反転機構モータ１２０を作動させる必要があるためである。

【0073】

（制御）
次に、本実施の形態４に係る制御部１００にて実行される制御の内容の一例について説明する。まず、共通部の機能により、制御部１００にて何ら制御を行うことなく、車輪２０の浮きは自動的に解消される。

【0074】

ここで、傾斜計９０は所定の時刻間隔（例えば１秒間隔）で車体７０の傾斜に関する情報（例えば傾斜角度）を制御部１００に送信する。また、車高検出用センサ８０も所定の時刻間隔（例えば、傾斜計９０と同様に１秒間隔）で車高に関する情報を制御部１００に送信する。次に制御部１００は、傾斜計９０から受信した傾斜角度が予め車両１０のデータ記録部（図示省略）に格納された閾値（任意に設定可能。例えば、５度）を超えたか否かを判定し、超えた場合には、第三反転機構モータ１２０を作動させて車輪２０の高さを調整して左右方向の傾斜角度が適正値（任意に設定可能。例えば、１度）未満となるように制御すると共に、第一反転機構モータ１４０及び第二反転機構モータ１５０を作動させて車輪２０の高さを調整して前後方向の傾斜角度が適正値（任意に設定可能。例えば、１度）未満となるように制御する。さらに、制御部１００は、車高検出用センサ８０から受信した車高が予め車両１０のデータ記録部（図示省略）に格納された閾値（任意に設定可能。例えば１０ｃｍ）以上であるか否かを判定し、閾値未満である場合、３つのモータ全てを同一回転量で作動させて車高を上げる。このような車高調整の目的は任意であるが、例えば、車高が低すぎて車体７０が接地対象面１１０の段差や障害物に接触してしまう可能性がある場合に、接触を抑止する目的で行っても良い。なお、このような具体的な制御の内容は例示に過ぎず、例えば制御部１００は、車高が高すぎる場合には車体７０の安定性が損なわれてしまうものとし、３つのモータ全てを作動させて車高を下げても構わない。また、第一反転機構モータ１４０と第二反転機構モータ１５０とを相互に異なる回転量で、ギア１０ｓとギア１０ｔとが相互に同一方向に旋回するように回転させても構わない。この場合には、車高を調整しつつ、これら回転量の差に基づいて前後方向の傾きを調整できる。

【0075】

すなわち、本実施の形態４の車両１０によれば、共通部による荷重配分の機能を維持しつつ、固有部によって、車体７０に生じた前後左右方向の傾斜を解消する姿勢制御の機能を実現すると共に、車高調整の機能を実現することが可能となる。

【0076】

（実施例）
続いて、本実施の形態４の実施例について説明する。図７は、本発明の実施例に係る表である。この実施例では、本実施の形態４に係る車両１０の第一車輪２１が段差に乗り上げてしまった際に、具体的にどのような制御を実行するかについて図７の表を参照しつつ簡略的に説明する。なお、上述したように、本実施の形態４は実施の形態１から実施の形態３の機能を含むものであるため、これらの各実施の形態についても同様に説明できるものとし、説明を省略する。

【0077】

ここで、以下では、図７に示すように、制御に関する一連の流れを、説明の便宜上、６つのフェーズに分けて説明する。ただし、各フェーズは時間的に区切られたものでなくても構わず、実際には複数のフェーズが同時に行われても良いし、各フェーズの順序も図示のものに限らない。また、項目「段差」、項目「脚の高さ」、項目「車高」に対応する情報は、それぞれの高さを二行二列の行列式で示したものであり、この行列式の各因子の配置は平面視における各車輪２０の配置に対応する。例えば行列式の１行１列目の因子は第一車輪２１、１行２列目の因子は第二車輪２２、２行１列目の因子は第三車輪２３、２行２列目の因子は第四車輪２４に対応する。また、初期状態の脚の高さを「Ｌ」で表し、車両１０が乗り上げる段差の高さを「ｘ」で表し、必要な車高調整量を「Ｈ」で表している。

【0078】

まず、フェーズ１は初期状態であって、車両１０が水平面を走行している状態を示している。

【0079】

次に、フェーズ２すなわち第一車輪２１が段差に乗り上げた場合には、第一車輪２１及び第二車輪２２は段差の高さｘの分だけ車高が高くなるので、車高は「Ｌ＋ｘ」となる。なお、この際に第二車輪２２は浮いた状態となる。

【0080】

次に、フェーズ３すなわち共通部作動時には、上述した共通部の機能により第二車輪２２と第三車輪２３が下降するので、これらの車輪２０の脚は伸びて高さが「Ｌ＋ｘ／４」となる。逆に、共通部の機能により第一車輪２１と第四車輪２４は上昇するので、これらの車輪２０の脚は縮んで高さが「Ｌ−ｘ／４」となる。このような共通部の機能によって、４点接地となり、車体７０の安定性が向上する。なお、第二車輪２２の位置の車高は、フェーズ２では「Ｌ＋ｘ」であるのに対し、フェーズ３では「Ｌ＋ｘ／４」となっており、第二車輪２２の脚を伸ばしたにも関わらず車高が低くなっているが、これは、共通部により四輪が接地するように脚を伸縮することによって、車体７０の第二車輪２２側が下となるように傾いたことに起因するものである。

【0081】

次に、フェーズ４すなわち第三反転機構モータ１２０作動時には、左右の傾きが調整される。具体的には、右輪側の脚の高さを「−ｘ／４」して、左輪側の脚の高さを「＋ｘ／４」する。ここで、段差ｘの具体的な数値の求め方は任意であるが、例えば、車両１０が段差に乗り上げた際（フェーズ２）における、車高検出用センサ８０による検出結果（車体７０中央の車高）と、傾斜計９０による検出結果と、予め制御部１００に格納された車両１０の縦横の長さ等に基づいて、公知の計算方法で求めることができる。このことにより、フェーズ４の段階での車高は、第一車輪２１の位置と第三車輪２３の位置（前輪の位置）では「Ｌ＋２／ｘ」となり左右の車高が一致し、第二車輪２２の位置と第四車輪２４の位置（後輪の位置）では「Ｌ」となり左右の車高が一致する。このように、フェーズ４の段階では、第三反転機構モータ１２０を作動させることで左右の傾きを無くすことが可能である。

【0082】

次に、フェーズ５すなわち第一反転機構モータ１４０及び第二反転機構モータ１５０作動時には、ギア１０ｓとギア１０ｔとを相互に同一方向に旋回させることで、前後の傾きを調整する。具体的には、前輪側の脚の高さを「−ｘ／４」して、後輪側の脚の高さを「＋ｘ／４」する。このことにより、フェーズ５の段階での車高は、すべての車輪２０の位置で「Ｌ＋ｘ／４」となり、前後の車高も一致する。このように、フェーズ５の段階では、第三反転機構モータ１２０を作動させることで前後の傾きを無くすことが可能である。

【0083】

最後に、フェーズ６すなわち第一反転機構モータ１４０、第二反転機構モータ１５０、及び第三反転機構モータ１２０作動時には、ギア１０ｓとギア１０ｔとを相互に反対方向（図６の矢印の方向）に旋回させることで、車高を調整する。具体的には、各車輪２０の脚の高さを「＋Ｈ」する。このことにより、フェーズ６の段階での車高は、すべての車輪２０の位置で「Ｌ＋ｘ／４＋Ｈ」となる。このように、フェーズ６の段階では、第一反転機構モータ１４０及び第二反転機構モータ１５０を作動させることで車高を調整できる。

【0084】

（実施の形態４の効果）
このような本実施の形態４に係る制御機構４によれば、第一反転機構６１、第二反転機構６２、及び第三反転機構６３を備えることにより、第一車輪２１と第四車輪２４のセット、及び第二車輪２２と第三車輪２３のセットを相互に上下反対方向に連動させて荷重配分できると共に、第一反転機構６１、第二反転機構６２、及び第三反転機構６３を差動装置として構成し、第三反転機構モータ１２０によって、第一車輪２１及び第二車輪２２に対する車体７０の位置と、第三車輪２３及び第四車輪２４に対する車体７０の位置とが相互に上下反対方向に移動するように各旋回軸４０を旋回させるので、第一車輪２１及び第二車輪２２側から第三車輪２３及び第四車輪２４側へと至るように車体７０を傾けて姿勢制御することができ、また、第一反転機構モータ１４０及び第二反転機構モータ１５０によって、第一車輪２１及び第三車輪２３に対する車体７０の位置と、第二車輪２２及び第四車輪２４に対する車体７０の位置とが相互に上下反対方向に移動するように各旋回軸４０を旋回させるので、第一車輪２１及び第三車輪２３側から第二車輪２２及び第四車輪２４側へと至るように車体７０を傾けて姿勢制御することができ、さらに、第一車輪２１、第二車輪２２、第三車輪２３、及び第四車輪２４に対する車体７０の位置が相互に上下同一方向に移動するように各旋回軸４０を旋回させることで車体７０の高さ調整ができるので、バネ、ワイヤ、又は流体式サスペンション等の複雑な機構を省略した極めて簡素な機構な機構により荷重配分、姿勢制御、及び高さ調整ができ、コストの削減や利用性の向上が可能となる。

【0085】

〔実施の形態に対する変形例〕
以上、本発明に係る実施の形態について説明したが、本発明の具体的な構成及び手段は、特許請求の範囲に記載した各発明の技術的思想の範囲内において、任意に改変及び改良することができる。以下、このような変形例について説明する。

【0086】

（解決しようとする課題や発明の効果について）
まず、発明が解決しようとする課題や発明の効果は、上述の内容に限定されるものではなく、発明の実施環境や構成の細部に応じて異なる可能性があり、上述した課題の一部のみを解決する場合や、上述した効果の一部のみを奏することがある。

【0087】

（各実施の形態の相互関係）
各実施の形態に示した特徴は、相互に入れ替えたり、一方の特徴を他方に追加したりしてもよい。例えば、実施の形態２に係る第三連結軸５３及び第一第二反転機構モータ１３０の代わりに、実施の形態４に係る第一反転機構モータ１４０及び第二反転機構モータ１５０を設けても良い。

【0088】

（寸法や材料について）
発明の詳細な説明や図面で説明した制御機構の各部の寸法、形状、材料、比率等は、あくまで例示であり、その他の任意の寸法、形状、材料、比率等とすることができる。また、各ギア、車輪２０、旋回軸４０、連結軸５０、及びモータの組み合わせや配置箇所や向きについても例示に過ぎず、同様の作用を実現するために他の態様を適用して構わない。

【0089】

（旋回機構及び接地部について）
各実施の形態においては、図１に示すように、前輪側の旋回軸４０を左方（−Ｘ方向）から見て時計回りさせることで前輪を上昇させ、左方から見て反時計回りさせることで前輪を下降させており、一方、後輪側の旋回軸４０を左方から見て時計回りさせることで後輪を下降させ、左方から見て反時計回りさせることで後輪を上昇させたが、車輪２０を上昇又は下降させるための各旋回機構３０の旋回方向を例示に過ぎず、これに限定されない。図８は、第一の変形例に係る制御機構５の共通部を模式的に示す平面図である。例えば、この図８に示すように旋回機構３０や各ギアを構成することにより、後輪側の旋回軸４０を左方から見て時計回りさせることで後輪を上昇させ、左方から見て反時計回りさせることで後輪を下降させても構わない。

【0090】

各実施の形態においては、接地部は車輪２０であるものとして説明したが、これに限らず、接地可能な様々な構成を採用できる。図９は、第二の変形例に係る制御機構６を模式的に示す左側面図である。この図９に示すように、例えば車輪２０の代わりに揺動形クローラ１６０を用いて、不整地でも移動能力を向上させても構わない。

【0091】

また、階段や急斜面を安定姿勢で走行させるために、接地部のストロークを大きくするための機構を設けても構わない。図１０は、第三の変形例に係る制御機構７を模式的に示す左側面図、図１１は、前後の傾きを調整する制御機構７を模式的に示す左側面図、図１２は、第四の変形例に係る制御機構８を模式的に示す左側面図である。これらの図１０及び図１１に示すように、平行リンク１７０を利用するか、あるいは、図１２に示すように、ラックピニオン機構１８０を利用することにより、ストロークを大きくすることが可能となり、階段や急斜面における安定性を向上させることが可能となる。なお、図示は省略するが、歯車やチェーンを差動機構に組み込んでも構わない。また、図１０から後述する図１３では図示の便宜上、車高検出用センサ８０、傾斜計９０、及び制御部１００を省略している。

【0092】

まず、図１３は、第五の変形例に係る制御機構９を模式的に示す左側面図である。この図１３に示すように、車輪２０の代わりに固定三角クローラ１９０を設けても構わない。すなわち、上記の車輪２０では大きな段差や階段の走行が困難な可能性があり、また、上記の揺動形クローラ１６０では段差や階段の走破性は高いが前後方向に長くなるため狭小部の旋回が困難となり、また旋回時に床を傷つけてしまう可能性がある。しかし、このような固定三角クローラ１９０によれば、揺動形クローラ１６０と比較して短い全長で大きな段差や階段の昇降が可能となり、車輪２０と同様のステアリングが可能であるため、床を傷つける可能性を低減できる。

【0093】

（車高検出用センサについて）
各実施の形態において、車高検出用センサ８０は車体７０の下方に一つ取り付けられているものとして説明したが、段差の高さｘを求めることが可能である限り、配置や個数はこれに限定されない。例えば、車両１０の進行方向前方に向けて超音波を発して、車両１０が段差に乗り上げる前段階で段差の高さｘを検出するセンサとしても良い。

【0094】

（付記）
付記１の制御機構は、接地対象面に対して接地される複数の接地部であって、第一接地部、第二接地部、第三接地部、及び第四接地部を有する複数の接地部と、前記複数の接地部によって支持される本体部と、を有する制御対象物を制御する制御機構であって、前記接地部に接続されており、上下移動動作を行うことによって当該接続された接地部に対する前記本体部の位置を上下に移動させる複数の上下移動機構であって、前記第一接地部に接続される第一上下移動機構、前記第二接地部に接続される第二上下移動機構、前記第三接地部に接続される第三上下移動機構、及び前記第四接地部に接続される第四上下移動機構、を有する複数の上下移動機構と、旋回動作を行うことによって、前記上下移動機構に上下移動動作を行わせる複数の旋回軸であって、前記第一上下移動機構に接続される第一旋回軸、前記第二上下移動機構に接続される第二旋回軸、前記第三上下移動機構に接続される第三旋回軸、及び前記第四上下移動機構に接続される第四旋回軸、を少なくとも有する複数の旋回軸と、前記第一旋回軸に接続されており、前記第一旋回軸を旋回動作させる第一連結軸と、前記第二旋回軸に接続されており、前記第二旋回軸を旋回動作させる第二連結軸と、２つの軸を相互に反対方向に旋回可能に接続する複数の反転機構であって、前記第一旋回軸と前記第三旋回軸とを接続する第一反転機構と、前記第二旋回軸と前記第四旋回軸とを接続する第二反転機構と、前記第一連結軸と前記第二連結軸とを接続する第三反転機構と、を有する複数の反転機構と、を備え、前記第三反転機構を差動装置として構成することにより、当該差動装置に接続された２つの軸を相互に同一方向と反対方向とに選択的に旋回可能とし、前記差動装置として構成された前記第三反転機構を旋回させる第三反転機構モータであって、前記差動装置に接続された前記第一連結軸及び前記第二連結軸を相互に同一方向に旋回させることにより、前記第一接地部及び前記第二接地部に対する前記本体部の位置と、前記第三接地部及び前記第四接地部に対する前記本体部の位置とが相互に上下反対方向に移動するように、前記各旋回軸を旋回させる第三反転機構モータを備える。

【0095】

付記２の制御機構は、接地対象面に対して接地される複数の接地部であって、第一接地部、第二接地部、第三接地部、及び第四接地部を有する複数の接地部と、前記複数の接地部によって支持される本体部と、を有する制御対象物を制御する制御機構であって、前記接地部に接続されており、旋回動作を行うことによって当該接続された接地部に対する前記本体部の位置を上下に移動させる複数の旋回機構であって、前記第一接地部に接続される第一旋回機構、前記第二接地部に接続される第二旋回機構、前記第三接地部に接続される第三旋回機構、及び前記第四接地部に接続される第四旋回機構、を有する複数の旋回機構と、前記旋回機構の旋回動作の軸となる複数の旋回軸であって、前記第一旋回機構に接続される第一旋回軸、前記第二旋回機構に接続される第二旋回軸、前記第三旋回機構に接続される第三旋回軸、及び前記第四旋回機構に接続される第四旋回軸、を少なくとも有する複数の旋回軸と、前記第一旋回軸に接続されており、前記第一旋回軸を旋回動作させる第一連結軸と、前記第二旋回軸に接続されており、前記第二旋回軸を旋回動作させる第二連結軸と、２つの軸を相互に反対方向に旋回可能に接続する複数の反転機構であって、前記第一旋回軸と前記第三旋回軸とを接続する第一反転機構と、前記第二旋回軸と前記第四旋回軸とを接続する第二反転機構と、前記第一連結軸と前記第二連結軸とを接続する第三反転機構と、を有する複数の反転機構と、を備え、前記第一反転機構及び前記第二反転機構を差動装置として構成することにより、当該各差動装置に接続された２つの軸を相互に同一方向と反対方向とに選択的に旋回可能とし、前記差動装置として構成された前記第一反転機構及び前記第二反転機構を相互に接続する第三連結軸と、前記第三連結軸を旋回させる第一第二反転機構モータであって、前記第三連結軸に接続された前記２つの差動装置を旋回させることにより、前記第一接地部及び前記第三接地部に対する前記本体部の位置と、前記第二接地部及び前記第四接地部に対する前記本体部の位置とが相互に上下反対方向に移動するように、前記各旋回軸を旋回させる第一第二反転機構モータと、を備える。

【0096】

付記３の制御機構は、接地対象面に対して接地される複数の接地部であって、第一接地部、第二接地部、第三接地部、及び第四接地部を有する複数の接地部と、前記複数の接地部によって支持される本体部と、を有する制御対象物を制御する制御機構であって、前記接地部に接続されており、旋回動作を行うことによって当該接続された接地部に対する前記本体部の位置を上下に移動させる複数の旋回機構であって、前記第一接地部に接続される第一旋回機構、前記第二接地部に接続される第二旋回機構、前記第三接地部に接続される第三旋回機構、及び前記第四接地部に接続される第四旋回機構、を有する複数の旋回機構と、前記旋回機構の旋回動作の軸となる複数の旋回軸であって、前記第一旋回機構に接続される第一旋回軸、前記第二旋回機構に接続される第二旋回軸、前記第三旋回機構に接続される第三旋回軸、及び前記第四旋回機構に接続される第四旋回軸、を少なくとも有する複数の旋回軸と、前記第一旋回軸に接続されており、前記第一旋回軸を旋回動作させる第一連結軸と、前記第二旋回軸に接続されており、前記第二旋回軸を旋回動作させる第二連結軸と、２つの軸を相互に反対方向に旋回可能に接続する複数の反転機構であって、前記第一旋回軸と前記第三旋回軸とを接続する第一反転機構と、前記第二旋回軸と前記第四旋回軸とを接続する第二反転機構と、前記第一連結軸と前記第二連結軸とを接続する第三反転機構と、を有する複数の反転機構と、を備え、前記第一反転機構、前記第二反転機構、及び第三反転機構を差動装置として構成することにより、当該各差動装置に接続された２つの軸を相互に同一方向と反対方向とに選択的に旋回可能とし、前記差動装置として構成された前記第三反転機構を旋回させる第三反転機構モータであって、前記差動装置に接続された前記第一連結軸及び前記第二連結軸を相互に同一方向に旋回させることにより、前記第一接地部及び前記第二接地部に対する前記本体部の位置と、前記第三接地部及び前記第四接地部に対する前記本体部の位置とが相互に上下反対方向に移動するように、前記各旋回軸を旋回させる第三反転機構モータと、前記差動装置として構成された前記第一反転機構及び前記第二反転機構を相互に接続する第三連結軸と、前記第三連結軸を旋回させる第一第二反転機構モータであって、前記第三連結軸に接続された前記２つの差動装置を旋回させることにより、前記第一接地部及び前記第三接地部に対する前記本体部の位置と、前記第二接地部及び前記第四接地部に対する前記本体部の位置とが相互に上下反対方向に移動するように、前記各旋回軸を旋回させる第一第二反転機構モータと、を備える。

【0097】

付記４の制御機構は、接地対象面に対して接地される複数の接地部であって、第一接地部、第二接地部、第三接地部、及び第四接地部を有する複数の接地部と、前記複数の接地部によって支持される本体部と、を有する制御対象物の姿勢を制御する制御機構であって、前記接地部に接続されており、旋回動作を行うことによって当該接続された接地部に対する前記本体部の位置を上下に移動させる複数の旋回機構であって、前記第一接地部に接続される第一旋回機構、前記第二接地部に接続される第二旋回機構、前記第三接地部に接続される第三旋回機構、及び前記第四接地部に接続される第四旋回機構、を有する複数の旋回機構と、前記旋回機構の旋回動作の軸となる複数の旋回軸であって、前記第一旋回機構に接続される第一旋回軸、前記第二旋回機構に接続される第二旋回軸、前記第三旋回機構に接続される第三旋回軸、及び前記第四旋回機構に接続される第四旋回軸、を少なくとも有する複数の旋回軸と、前記第一旋回軸に接続されており、前記第一旋回軸を旋回動作させる第一連結軸と、前記第二旋回軸に接続されており、前記第二旋回軸を旋回動作させる第二連結軸と、２つの軸を相互に反対方向に旋回可能に接続する複数の反転機構であって、前記第一旋回軸と前記第三旋回軸とを接続する第一反転機構と、前記第二旋回軸と前記第四旋回軸とを接続する第二反転機構と、前記第一連結軸と前記第二連結軸とを接続する第三反転機構と、を有する複数の反転機構と、を備え、前記第一反転機構、前記第二反転機構、及び第三反転機構を差動装置として構成することにより、当該各差動装置に接続された２つの軸を相互に同一方向と反対方向とに選択的に旋回可能とし、前記差動装置として構成された前記第一反転機構を旋回させる第一反転機構モータと、前記差動装置として構成された前記第二反転機構を旋回させる第二反転機構モータと、を備え、前記第一反転機構モータ、及び前記第二反転機構モータにより前記第一反転機構、及び前記第二反転機構を同時に旋回させることで、前記第一接地部、前記第二接地部、前記第三接地部、及び前記第四接地部に対する前記本体部の位置が相互に上下同一方向に移動するように前記各旋回軸を旋回させる。

【0098】

（付記の効果）
付記１に記載の制御機構によれば、第一反転機構、第二反転機構、及び第三反転機構を備えることにより、第一接地部と第四接地部のセット、及び第二接地部と第三接地部のセットを相互に上下反対方向に連動させて荷重配分できると共に、第三反転機構を差動装置として構成し、第三反転機構モータによって、第一接地部及び第二接地部に対する本体部の位置と、第三接地部及び第四接地部に対する本体部の位置とが相互に上下反対方向に移動するように各旋回軸を旋回させるので、第一接地部及び第二接地部側から第三接地部及び第四接地部側へと至るように本体部を傾けて姿勢制御することができるので、バネ、ワイヤ、又は流体式サスペンション等の複雑な機構を省略した極めて簡素な機構な機構により荷重配分及び姿勢制御ができ、コストの削減や利用性の向上が可能となる。

【0099】

付記２に記載の制御機構によれば、第一反転機構、第二反転機構、及び第三反転機構を備えることにより、第一接地部と第四接地部のセット、及び第二接地部と第三接地部のセットを相互に上下反対方向に連動させて荷重配分できると共に、第一反転機構及び第二反転機構を差動装置として構成し、第一第二反転機構モータによって、第一接地部及び第三接地部に対する本体部の位置と、第二接地部及び第四接地部に対する本体部の位置とが相互に上下反対方向に移動するように各旋回軸を旋回させるので、第一接地部及び第三接地部側から第二接地部及び第四接地部側へと至るように本体部を傾けて姿勢制御することができるので、バネ、ワイヤ、又は流体式サスペンション等の複雑な機構を省略した極めて簡素な機構な機構により荷重配分及び姿勢制御ができ、コストの削減や利用性の向上が可能となる。

【0100】

付記３に記載の制御機構によれば、第一反転機構、第二反転機構、及び第三反転機構を備えることにより、第一接地部と第四接地部のセット、及び第二接地部と第三接地部のセットを相互に上下反対方向に連動させて荷重配分できると共に、第一反転機構、第二反転機構、及び第三反転機構を差動装置として構成し、第三反転機構モータによって、第一接地部及び第二接地部に対する本体部の位置と、第三接地部及び第四接地部に対する本体部の位置とが相互に上下反対方向に移動するように各旋回軸を旋回させるので、第一接地部及び第二接地部側から第三接地部及び第四接地部側へと至るように本体部を傾けて姿勢制御することができ、また、第一第二反転機構モータによって、第一接地部及び第三接地部に対する本体部の位置と、第二接地部及び第四接地部に対する本体部の位置とが相互に上下反対方向に移動するように各旋回軸を旋回させるので、第一接地部及び第三接地部側から第二接地部及び第四接地部側へと至るように本体部を傾けて姿勢制御することができるので、バネ、ワイヤ、又は流体式サスペンション等の複雑な機構を省略した極めて簡素な機構な機構により荷重配分及び姿勢制御ができ、コストの削減や利用性の向上が可能となる。

【0101】

付記４に記載の制御機構によれば、第一反転機構、第二反転機構、及び第三反転機構を備えることにより、第一接地部と第四接地部のセット、及び第二接地部と第三接地部のセットを相互に上下反対方向に連動させて荷重配分できると共に、第一反転機構、第二反転機構、及び第三反転機構を差動装置として構成し、第三反転機構モータによって、第一接地部及び第二接地部に対する本体部の位置と、第三接地部及び第四接地部に対する本体部の位置とが相互に上下反対方向に移動するように各旋回軸を旋回させるので、第一接地部及び第二接地部側から第三接地部及び第四接地部側へと至るように本体部を傾けて姿勢制御することができ、また、第一反転機構モータ及び第二反転機構モータによって、第一接地部及び第三接地部に対する本体部の位置と、第二接地部及び第四接地部に対する本体部の位置とが相互に上下反対方向に移動するように各旋回軸を旋回させるので、第一接地部及び第三接地部側から第二接地部及び第四接地部側へと至るように本体部を傾けて姿勢制御することができ、さらに、第一接地部、第二接地部、第三接地部、及び第四接地部に対する本体部の位置が相互に上下同一方向に移動するように各旋回軸を旋回させることで本体部の高さ調整ができるので、バネ、ワイヤ、又は流体式サスペンション等の複雑な機構を省略した極めて簡素な機構な機構により荷重配分、姿勢制御、及び高さ調整ができ、コストの削減や利用性の向上が可能となる。

【符号の説明】

【0102】

１、２、３、４、５、６、７、８、９ 制御機構
１０ 車両
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆ、１０ｈ、１０ｉ、１０ｊ、１０ｋ、１０ｌ、１０ｍ、１０ｎ、１０ｏ、１０ｒ、１０ｓ、１０ｔ ギア
１０ｇ、１０ｐ、１０ｑ 枠体
２０ 車輪
２１ 第一車輪
２２ 第二車輪
２３ 第三車輪
２４ 第四車輪
３０ 旋回機構
３１ 第一旋回機構
３２ 第二旋回機構
３３ 第三旋回機構
３４ 第四旋回機構
４０ 旋回軸
４１ 第一旋回軸
４２ 第二旋回軸
４３ 第三旋回軸
４４ 第四旋回軸
５０ 連結軸
５１ 第一連結軸
５２ 第二連結軸
５３ 第三連結軸
６０ 反転機構
６１ 第一反転機構
６２ 第二反転機構
６３ 第三反転機構
７０ 車体
８０ 車高検出用センサ
９０ 傾斜計
１００ 制御部
１１０ 接地対象面
１２０ 第三反転機構モータ
１３０ 第一第二反転機構モータ
１４０ 第一反転機構モータ
１５０ 第二反転機構モータ
１６０ 揺動形クローラ
１７０ 平行リンク
１８０ ラックピニオン機構
１９０ 固定三角クローラ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】