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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024138731
(43)【公開日】2024-10-09
(54)【発明の名称】走行装置
(51)【国際特許分類】
B61B 13/00 20060101AFI20241002BHJP
【ＦＩ】
B61B13/00 A
【審査請求】有
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023049374
(22)【出願日】2023-03-27
(11)【特許番号】
(45)【特許公報発行日】2023-11-28
(71)【出願人】
【識別番号】000146847
【氏名又は名称】ＤＭＧ森精機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001531
【氏名又は名称】弁理士法人タス・マイスター
(74)【代理人】
【識別番号】100104662
【弁理士】
【氏名又は名称】村上 智司
(72)【発明者】
【氏名】長末 秀樹
【テーマコード（参考）】
3D101
【Ｆターム（参考）】
3D101BA01
3D101BB16
3D101BB22
3D101BB23
3D101BB24
3D101BB25
3D101BE04
(57)【要約】
【課題】目標物に位置決めした走行装置を、目標物に対して接近又は離反させて、間隔を調整できる走行装置を提供する。
【解決手段】走行方向に沿って設けられる第１車輪部２０及び第２車輪部６０を備える。第１車輪部２０は、走行方向の左右に設けられる左側車輪部２１及び右側車輪部４１を備える。左側車輪部２１は、左側駆動車輪２２、左側駆動車輪２２を支持する左側第１支持部２５、左側第１支持部２５を走行方向と平行な水平軸回りに回転させる左側回転機構部２６、左側回転機構部２６を支持する左側第２支持部３２を備える。右側車輪部４１は、右側駆動車輪４２、右側駆動車輪４２を支持する右側第１支持部４５、右側第１支持部４５を走行方向と平行な水平軸回りに回転させる右側回転機構部４６、右側回転機構部４６を支持する右側第２支持部５２を備える。左側回転機構部２６、右側回転機構部４６は制御装置９０により制御される。
【選択図】図２
【解決手段】走行方向に沿って設けられる第１車輪部２０及び第２車輪部６０を備える。第１車輪部２０は、走行方向の左右に設けられる左側車輪部２１及び右側車輪部４１を備える。左側車輪部２１は、左側駆動車輪２２、左側駆動車輪２２を支持する左側第１支持部２５、左側第１支持部２５を走行方向と平行な水平軸回りに回転させる左側回転機構部２６、左側回転機構部２６を支持する左側第２支持部３２を備える。右側車輪部４１は、右側駆動車輪４２、右側駆動車輪４２を支持する右側第１支持部４５、右側第１支持部４５を走行方向と平行な水平軸回りに回転させる右側回転機構部４６、右側回転機構部４６を支持する右側第２支持部５２を備える。左側回転機構部２６、右側回転機構部４６は制御装置９０により制御される。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
走行車両に設けられる走行装置であって、
フレームと、
走行方向に沿って、適宜間隔をあけて前記フレームに接続された第１車輪部及び第２車輪部と、を備え、
前記第１車輪部は、前記走行方向の左側に設けられた左側車輪部及び前記走行方向の右側に設けられた右側車輪部を備え、
前記左側車輪部は、左側駆動車輪、該左側駆動車輪を前記走行方向と直交する水平軸回りに回転可能に支持する左側第１支持部、前記左側駆動車輪を回転させる左側駆動部、前記左側第１支持部を前記走行方向と平行な水平軸回りに回転させる左側回転機構部、及び該左側回転機構部を支持する左側第２支持部を備え、
前記右側車輪部は、右側駆動車輪、該右側駆動車輪を前記走行方向と直交する水平軸回りに回転可能に支持する右側第１支持部、前記右側駆動車輪を回転させる右側駆動部、前記右側第１支持部を前記走行方向と平行な水平軸回りに回転させる右側回転機構部、及び該右側回転機構部を支持する右側第２支持部を備え、
前記第２車輪部は、前記走行方向の左右両側にそれぞれ設けられ、前記走行方向と直交する水平軸回りにそれぞれ回転可能に支持された従動車輪を備え、
更に、前記左側駆動部、左側回転機構部、右側駆動部及び右側回転機構部を制御する制御装置を備えた走行装置。
フレームと、
走行方向に沿って、適宜間隔をあけて前記フレームに接続された第１車輪部及び第２車輪部と、を備え、
前記第１車輪部は、前記走行方向の左側に設けられた左側車輪部及び前記走行方向の右側に設けられた右側車輪部を備え、
前記左側車輪部は、左側駆動車輪、該左側駆動車輪を前記走行方向と直交する水平軸回りに回転可能に支持する左側第１支持部、前記左側駆動車輪を回転させる左側駆動部、前記左側第１支持部を前記走行方向と平行な水平軸回りに回転させる左側回転機構部、及び該左側回転機構部を支持する左側第２支持部を備え、
前記右側車輪部は、右側駆動車輪、該右側駆動車輪を前記走行方向と直交する水平軸回りに回転可能に支持する右側第１支持部、前記右側駆動車輪を回転させる右側駆動部、前記右側第１支持部を前記走行方向と平行な水平軸回りに回転させる右側回転機構部、及び該右側回転機構部を支持する右側第２支持部を備え、
前記第２車輪部は、前記走行方向の左右両側にそれぞれ設けられ、前記走行方向と直交する水平軸回りにそれぞれ回転可能に支持された従動車輪を備え、
更に、前記左側駆動部、左側回転機構部、右側駆動部及び右側回転機構部を制御する制御装置を備えた走行装置。
【請求項2】
前記制御装置は、前記左側回転機構部及び右側回転機構部が、前記左側第１支持部及び右側第１支持部を、それぞれ同期して同方向に回転させるように制御する請求項１記載の走行装置。
【請求項3】
前記制御装置は、前記左側回転機構部及び右側回転機構部が、前記左側第１支持部及び右側第１支持部を回転させる角度を制御する請求項１記載の走行装置。
【請求項4】
前記右側駆動車輪及び右側駆動車輪は、それぞれその外周部の幅方向に沿った断面形状が円弧形状を有する請求項１記載の走行装置。
【請求項5】
前記左側車輪部は、前記左側駆動車輪を挟んで、前記第２車輪部とは反対側に設けられる左側従動車輪を備え、該左側従動車輪は前記走行方向と直交する水平軸回りに回転可能に左側第２支持部により支持され、
前記右側車輪部は、前記右側駆動車輪を挟んで、前記第２車輪部とは反対側に設けられる右側従動車輪を備え、該右側従動車輪は前記走行方向と直交する水平軸回りに回転可能に前記右側第２支持部により支持されている請求項１記載の走行装置。
前記右側車輪部は、前記右側駆動車輪を挟んで、前記第２車輪部とは反対側に設けられる右側従動車輪を備え、該右側従動車輪は前記走行方向と直交する水平軸回りに回転可能に前記右側第２支持部により支持されている請求項１記載の走行装置。
【請求項6】
前記左側車輪部の左側駆動車輪及び前記右側車輪部の右側駆動車輪以外の車輪は自在輪である請求項１から５のいずれか１項に記載の走行装置。
【請求項7】
前記左側車輪部の左側駆動車輪及び前記右側車輪部の右側駆動車輪以外の車輪はオムニホイールである請求項１から５のいずれか１項に記載の走行装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、無人搬送車などに設けられる走行装置に関する。
【背景技術】
【0002】
例えば、ＦＭＳ（Flexible Manufacturing System）と呼ばれる生産システムでは、工場内に複数の工作機械を適宜配設し、無人搬送車（走行車両）を用いて、各工作機械に加工前のワークや工具などを搬送し、また、この無人搬送車を用いて、各工作機械において加工されたワークや使用済みの工具などを回収するようにしている。そして、このような生産システムによって、無人の自動生産が実現される。
【0003】
上記無人搬送車としては、従来、下記特許文献１に開示された無人搬送車が知られている。この無人搬送車は、投射光を出射する投光部を回転駆動させ、計測対象物により反射された反射光の受光に基づいて距離測定データを出力する距離測定装置と、距離測定データに基づいてマップ情報を作成するマップ作成部と、障害物を検知する障害物センサとを備えている。
【0004】
無人搬送車の走行装置は、一般的には、フレームと、このフレームに、走行方向に沿って適宜間隔をあけて接続された第１従動車輪部、駆動車輪部及び第２従動車輪部とを備えて構成され、前記第１従動車輪部及び第２従動車輪部はそれぞれ左右の従動輪を有し、前記駆動車輪部は左右の駆動輪を有する。各駆動輪はそれぞれモータによって駆動され、モータは制御装置によってその作動が制御される。また、モータ及び制御装置にはバッテリーから電力が供給され、制御装置及びバッテリーはフレーム上に設けられる。そして、この走行装置は、制御装置による制御の下で、モータにより駆動輪を回転させることによって走行し、左右の駆動輪の回転数を制御することにより、その走行方向が操舵される。
【0005】
以上の構成を有する無人搬送車では、例えば、まず、手動操作により当該無人搬送車を操作して、工場の建屋内を走行させた際に、前記距離測定装置により測定される距離測定データに基づいて、工場建屋内の内側の輪郭、並びに建屋内に配置された工作機械や他の装置の外形上の輪郭を画定する平面状のマップ情報が、前記マップ作成部によって作成される。
【0006】
また、無人搬送車は、前記距離測定装置により測定される距離測定データと、前記マップ作成部によって予め作成されたマップ情報に基づいて、建屋内における自身の現在位置（自己位置）を同定する。そして、無人搬送車は、建屋内のマップ情報及び自己位置情報に基づいて、予め定められた経路に沿って無軌道で自律走行し、上述したワークや工具などの搬送を行う。
【0007】
尚、前記バッテリーは一般的に充電可能になっており、その蓄電量が減少すると、適宜配設された給電装置に無人搬送車が経由することで、当該給電装置からバッテリーに電力が供給され、充電される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】特開２０１９－８３５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
ところで、前記バッテリーへの給電方式としては、接触給電と非接触給電があるが、自律走行する無人搬送車の場合には、自身の位置を認識するその精度（位置認識精度）上の問題から、目標物に対する位置決め精度が必ずしも十分であるとは言えないため、一般的には、非接触給電が採用されている。
【0010】
しかしながら、非接触給電の場合でも、給電装置から効率的に電力の供給を受けるためには、無人搬送車を給電装置に対して、ある程度の精度で位置決めする必要があり、例えば、給電装置に対して間隔が数十ミリの所定の範囲に収まるように、無人搬送車を位置決めすることが求められている。
【0011】
ところが、無人搬送車、言い換えれば、走行装置を上記の範囲で確実に位置決めするのは現実的には難しく、数ミリの範囲で、上述した間隔に収まらない場合が起こり得る。この場合に、従来は、無人搬送車の位置決めをやり直すようにしており、時間的な無駄が生じていた。
【0012】
そこで、前記給電装置に限られず所定の目標物に対して無人搬送車（走行装置）を位置決めする際に、当該無人搬送車を目標物に対して設定された間隔で位置決めできなかったとき、無人搬送車を目標物に対して接近または離反させることによって、目標物に対する無人搬送車の間隔を調整することができれば、位置決めのやり直しを行う必要がなく、有益である。
【0013】
本発明は、以上の実情に鑑みなされたものであって、目標物に対して位置決めした走行装置を、当該目標物に対して接近または離反させることにより、その間隔を調整することが可能な走行装置の提供を、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0014】
上記課題を解決するための本発明は、
走行車両に設けられる走行装置であって、
フレームと、
走行方向に沿って、適宜間隔をあけて前記フレームに接続された第１車輪部及び第２車輪部と、を備え、
前記第１車輪部は、前記走行方向の左側に設けられた左側車輪部及び前記走行方向の右側に設けられた右側車輪部を備え、
前記左側車輪部は、左側駆動車輪、該左側駆動車輪を前記走行方向と直交する水平軸回りに回転可能に支持する左側第１支持部、前記左側駆動車輪を回転させる左側駆動部、前記左側第１支持部を前記走行方向と平行な水平軸回りに回転させる左側回転機構部、及び該左側回転機構部を支持する左側第２支持部を備え、
前記右側車輪部は、右側駆動車輪、該右側駆動車輪を前記走行方向と直交する水平軸回りに回転可能に支持する右側第１支持部、前記右側駆動車輪を回転させる右側駆動部、前記右側第１支持部を前記走行方向と平行な水平軸回りに回転させる右側回転機構部、及び該右側回転機構部を支持する右側第２支持部を備え、
前記第２車輪部は、前記走行方向の左右両側にそれぞれ設けられ、前記走行方向と直交する水平軸回りにそれぞれ回転可能に支持された従動車輪を備え、
更に、前記左側駆動部、左側回転機構部、右側駆動部及び右側回転機構部を制御する制御装置を備えた走行装置に係る。
走行車両に設けられる走行装置であって、
フレームと、
走行方向に沿って、適宜間隔をあけて前記フレームに接続された第１車輪部及び第２車輪部と、を備え、
前記第１車輪部は、前記走行方向の左側に設けられた左側車輪部及び前記走行方向の右側に設けられた右側車輪部を備え、
前記左側車輪部は、左側駆動車輪、該左側駆動車輪を前記走行方向と直交する水平軸回りに回転可能に支持する左側第１支持部、前記左側駆動車輪を回転させる左側駆動部、前記左側第１支持部を前記走行方向と平行な水平軸回りに回転させる左側回転機構部、及び該左側回転機構部を支持する左側第２支持部を備え、
前記右側車輪部は、右側駆動車輪、該右側駆動車輪を前記走行方向と直交する水平軸回りに回転可能に支持する右側第１支持部、前記右側駆動車輪を回転させる右側駆動部、前記右側第１支持部を前記走行方向と平行な水平軸回りに回転させる右側回転機構部、及び該右側回転機構部を支持する右側第２支持部を備え、
前記第２車輪部は、前記走行方向の左右両側にそれぞれ設けられ、前記走行方向と直交する水平軸回りにそれぞれ回転可能に支持された従動車輪を備え、
更に、前記左側駆動部、左側回転機構部、右側駆動部及び右側回転機構部を制御する制御装置を備えた走行装置に係る。
【0015】
この態様（第１の態様）の走行装置によれば、前記制御装置による制御の下で、左側駆動部及び右側駆動部によって、それぞれ前記左側駆動車輪及び右側駆動車輪が駆動され、これら左側駆動車輪及び右側駆動車輪の回転によって走行装置が走行する。そして、走行装置は、左側駆動車輪及び右側駆動車輪の回転速度及び回転方向によって、その走行方向が操舵される。
【0016】
また、前記制御装置による制御の下、左側駆動車輪及び右側駆動車輪の回転が停止した状態で、左側回転機構部により左側第１支持部を走行方向と平行な水平軸回りの一方向に回転させるとともに、右側回転機構部により右側第１支持部を走行方向と平行な水平軸回りに、前記左側第１支持部と同じ方向に回転させることで、左側駆動車輪及び右側駆動車輪が左側第１支持部及び右側第１支持部の回転方向に傾き、これにより、走行装置が左側第１支持部及び右側第１支持部の回転方向側にシフトする。
【0017】
同様に、制御装置による制御の下、左側駆動車輪及び右側駆動車輪の回転が停止した状態で、左側回転機構部により左側第１支持部を走行方向と平行な水平軸回りに、前記一方向とは逆方向に回転させるとともに、右側回転機構部により右側第１支持部を走行方向と平行な水平軸回りに、前記左側第１支持部と同じ逆方向に回転させることで、左側駆動車輪及び右側駆動車輪が左側第１支持部及び右側第１支持部の当該回転方向（即ち、前記逆方向）に傾き、この結果、走行装置は左側第１支持部及び右側第１支持部の回転方向側（前記逆方向側）にシフトする。
【0018】
したがって、走行装置を適宜走行させ、その走行方向と直交する方向の適宜位置に目標物が位置するように当該走行装置を停止させた後（位置決めした後）、左側回転機構部及び右側回転機構部により左側第１支持部及び右側第１支持部をそれぞれ同じ方向に回転させることで、目標物に対して走行装置を接近又は離反する方向にシフトさせることができる。即ち、所定の目標物に対して走行装置を位置決めする際に、当該走行装置を目標物に対して目標とする間隔で位置決めできなかったときでも、走行装置を目標物に対して接近または離反させることにより、目標物に対する走行装置の間隔を調整することができる。したがって、従来のように、走行装置の位置決めをやり直すといったことを行う必要がなく、位置決めのために時間的な無駄が生じるのを防止することができる。
【0019】
上記第１の態様において、前記制御装置は、前記左側回転機構部及び右側回転機構部が、前記左側第１支持部及び右側第１支持部を、それぞれ同期して同方向に回転させるように構成されているのが好ましい。この態様（第２の態様）によれば、走行装置をスムーズに回転方向側にシフトさせることができる。
【0020】
また、上記第１の態様及び第２の態様において、前記制御装置は、前記左側回転機構部及び右側回転機構部が、前記左側第１支持部及び右側第１支持部を回転させる角度を制御するように構成されているのが好ましい。前記左側駆動車輪及び右側駆動車輪の接地位置が回転方向側にずれる（シフトする）量は、左側第１支持部及び右側第１支持部の回転角度に依存している。この態様（第３の態様）によれば、左側第１支持部及び右側第１支持部の回転角が制御装置によって制御されるので、走行装置が回転方向側にシフトするシフト量を制御することができる。
【0021】
また、上記第１から第３の態様のいずれかにおいて、前記右側駆動車輪及び右側駆動車輪は、それぞれその外周部の幅方向に沿った断面形状が円弧形状を有する態様を採ることができる。この態様（第４の態様）によれば、前記右側駆動車輪及び右側駆動車輪がその幅方向にスムーズに回転する、言い換えれば、右側駆動車輪及び右側駆動車輪の接地位置がスムーズにその幅方向に移動するので、走行装置をスムーズな動きで回転方向側にシフトさせることができる。
【0022】
上記第１から第４の態様のいずれかにおいて、前記左側車輪部は、前記左側駆動車輪を挟んで、前記第２車輪部とは反対側に設けられる左側従動車輪を備え、該左側従動車輪は前記走行方向と直交する水平軸回りに回転可能に左側第２支持部により支持され、
前記右側車輪部は、前記右側駆動車輪を挟んで、前記第２車輪部とは反対側に設けられる右側従動車輪を備え、該右側従動車輪は前記走行方向と直交する水平軸回りに回転可能に前記右側第２支持部により支持された態様（第５の態様）を採ることができる。
前記右側車輪部は、前記右側駆動車輪を挟んで、前記第２車輪部とは反対側に設けられる右側従動車輪を備え、該右側従動車輪は前記走行方向と直交する水平軸回りに回転可能に前記右側第２支持部により支持された態様（第５の態様）を採ることができる。
【0023】
また、上記第１から第５の態様のいずれかにおいて、前記左側車輪部の左側駆動車輪及び前記右側車輪部の右側駆動車輪以外の車輪は、これを自在輪とすることができ、或いは、オムニホイールとすることができる。
【発明の効果】
【0024】
以上のように、本発明によれば、走行装置を適宜走行させ、その走行方向と直交する方向の適宜位置に目標物が位置するように当該走行装置を停止させた後、左側回転機構部及び右側回転機構部により左側第１支持部及び右側第１支持部をそれぞれ同じ方向に回転させることで、目標物に対して走行装置を接近又は離反する方向にシフトさせることができる。
【0025】
即ち、所定の目標物に対して走行装置を位置決めする際に、当該走行装置を目標物に対して目標とする間隔で位置決めできなかったときでも、走行装置を目標物に対して接近または離反させることにより、目標物に対する走行装置の間隔を調整することができる。したがって、従来のように、走行装置の位置決めをやり直すといったことを行う必要がなく、位置決めのための時間的な無駄が生じるのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【0026】
【図1】本発明の一実施形態に係る自動作業装置を示した斜視図である。
【図2】本実施形態に係る走行装置を示した平面図である。
【図4】本実施形態に係る自動作業装置の作用を説明するための説明図である。
【図5】本実施形態に係る自動作業装置の作用を説明するための説明図である。
【図6】本実施形態に係る自動作業装置の作用を説明するための説明図である。
【図7】本実施形態に係る自動作業装置の作用を説明するための説明図である。
【図8】本実施形態に係る自動作業装置の作用を説明するための説明図である。
【図9】本実施形態に係る自動作業装置の作用を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0027】
以下、本発明の具体的な実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【0028】
本例の自動作業装置１は、例えば、工場などの適宜施設内に配設されるもので、図１及び図５に示すように、走行装置１０、この走行装置１０上に載置、固定された支持台７０、この支持台７０の上面である載置面７１上に固定された（搭載された）ロボット８０、走行装置１０及びロボット８０を制御する制御装置９０、並びにこれら走行装置１０、ロボット８０及び制御装置９０に電力を供給するバッテリー９５などから構成される。尚、本例では、制御装置９０及びバッテリー９５は前記支持台７０内に設けられている。
【0029】
走行装置１０は、前記工場など施設内において、自身の位置を認識可能なセンサ（例えば、レーザ光を用いた距離計測センサ）を備えており、前記制御装置９０による制御の下で、当該施設内を無軌道で走行するように構成され、施設内で適宜設定された各作業位置に経由し、また、図４及び図５に示すように、施設内に適宜設けられた給電装置１００に経由するようになっている。尚、本例の給電装置１００は非接触式により給電する装置であり、前記バッテリー９５が給電装置１００に対して所定の間隔で対向しているときに、当該給電装置１００からバッテリー９５に電力が供給、蓄電される。
【0030】
前記ロボット８０は、マニュピレータ部である第１アーム８１、第２アーム８２及び第３アーム８３の３つのアームを備え、これら第１アーム８１、第２アーム８２及び第３アーム８３を連設するように関節で接続した多関節型のロボットであり、第３アーム８３の先端部には支持部材８４が取り付けられ、また、この支持部材８４には、エンドエフェクタとしてのハンド８５及びカメラ８６が装着されている。そして、ロボット８０は、前記制御装置９０による制御の下で、これらハンド８５及びカメラ８６を３次元空間内で移動させるようになっている。尚、ロボット８０の構造は、このような多関節型の物に限定されるものでは無く、利用可能な公知の全ての構造の物を採用することができる。
【0031】
前記制御装置９０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどを含むコンピュータから構成され、予め作成された動作プログラムにしたがって、前記走行装置１０及びロボット８０の動作を制御する。
【0032】
【0033】
フレーム１１は、走行方向（矢示Ｒ方向）に対して直交する方向（左右方向）に所定の間隔をあけるとともに、当該走行方向に対して平行に設けられた左前部フレーム１２及び右前部フレーム１３と、左右方向に対して平行に配設されて、前記左前部フレーム１２及び右前部フレーム１３の後側の端部間を連結する前部連結フレーム１４と、左右方向に対して平行となるように前記前部連結フレーム１４の後方に配設された後部フレーム１５と、これら前部連結フレーム１４及び後部フレーム１５をその中間位置で連結する水平な中央連結フレーム１６とから構成される。このフレーム１１は、その周囲がカバー部材１７によって囲まれ、その上面がカバー部材１８によって覆われている。そして、この上面側のカバー部材１８上に前記支持台７０が配設され、この支持台７０内に前記制御装置９０及びバッテリー９５が設けられている（図５参照）。尚、左前部フレーム１２、右前部フレーム１３、前部連結フレーム１４、後部フレーム１５及び中央連結フレーム１６は、それぞれ横断面が矩形状をした角筒状の部材、即ち、いわゆる角パイプから構成される。
【0034】
前記第１車輪部２０は、前記走行方向に向かって左側に設けられた左側車輪部２１、及び右側に設けられた右側車輪部４１からなる。尚、この左側車輪部２１及び右側車輪部４１は、走行方向に沿った垂直面を挟んで面対象の関係に設けられている。
【0035】
前記左側車輪部２１は、前記左前部フレーム１２の下面に接続される左側駆動車輪２２、左側第１支持部２５、左側駆動モータ（左側駆動部）２３、左側回転機構部２６、左側第２支持部及び左側従動輪３５から構成される。
【0036】
前記左側第２支持部は、横断面が矩形状をした角筒状の部材（角パイプ）から構成され、前記左前部フレーム１２の下方にこれに沿って配設された左側第２支持部材３２と、前記左前部フレーム１２の下面に、これから垂下するように、前記左右方向に所定の間隔をあけて設けられた一対の支持ブラケット１２ａ，１２ａと、前記左側第２支持部材３２の上面に立設されて、前記一対の支持ブラケット１２ａ，１２ａ間に位置する被支持ブラケット３３と、前記一対の支持ブラケット１２ａ，１２ａ及び被支持ブラケット３３を貫通した状態で、前記左右方向に対して平行に設けられた支持軸３４とから構成される。このように構成された左側第２支持部は、その左側第２支持部材３２が前記支持軸３４の軸線を中心として、走行方向と直交する垂直面内で矢示Ｃ－Ｄ方向に揺動可能になっている。
【0037】
前記左側第１支持部２５は、平面から視てＬ字状をしたアングル部材から構成され、走行方向と平行な部位（片）に、左側駆動モータ（左側駆動部）２３が取り付けられている。左側駆動モータ２３は、その出力軸２４が前記走行方向と直交し、且つ水平となるように、前記左側第１支持部２５を貫通している。そして、左側駆動モータ２３の出力軸２４には左側駆動車輪２２が連結され、当該左側駆動車輪２２は左側駆動モータ２３により駆動されて、前記出力軸２４とともにその軸線回りに回転する。
【0038】
前記左側回転機構部２６は、左側減速機２７、左側回転モータ２８、左側モータ支持部２９、プーリ３０及び伝動ベルト３１から構成される。左側減速機２７は出力部２７ａと入力部２７ｂとを有し、それぞれの軸線が前記走行方向と平行になるように、前記出力部２７ａの端部が前記左側第１支持部２５の走行方向と直交する部位（片）に固設され、入力部２７ｂ側に設けられる固定部（図示せず）が前記左側第２支持部材３２の後方側の端部に固設されている。これにより、左側第１支持部２５は、左側第２支持部材３２に対し、左側減速機２７を介して当該左側減速機２７の軸線周りに回転するようになっている。
【0039】
前記左側モータ支持部２９は、前記左側第１支持部２５と同様に、平面から視てＬ字状をしたアングル部材から構成され、その走行方向に沿った部位（片）が、前記左側第２支持部材３２の前記走行方向に沿った左側の側面（左右方向の外側の側面）に固定されている。そして、左側モータ支持部２９の走行方向と直交する部位（片）の前側の面には左側回転モータ２８が取り付けられ、その出力軸が当該直交部位を貫通して前記左側減速機２７側に突出している。そして、左側回転モータ２８の出力軸にはプーリ３０が取り付けられ、このプーリ３０と前記左側減速機２７の入力部２７ｂとに伝動ベルト３１が巻き掛けられている。
【0040】
この構成により、左側回転モータ２８によってプーリ３０及び伝動ベルト３１を介して左側減速機２７の入力部２７ｂを回転させると、その前記固定部（図示せず）に対して、言い換えれば、前記左側第２支持部材３２に対して、所定の減速比で前記出力部２７ａが前記走行方向に沿った軸線回りに回転し、この出力部２７ａに接続された左側第１支持部２５、左側駆動モータ２３及び左側駆動車輪２２が出力部２７ａとともに走行方向に沿った軸線回りに回転する。
【0041】
また、前記左側第２支持部材３２の左右方向左側の側面には、前記左側回転モータ２８よりも前側の位置に、外側に突出するように支持軸３６が設けられ、この支持軸３６によって回転自在に左側従動輪３５が支持されている。
【0042】
前記右側車輪部４１は、上述したように、前記左側車輪部２１とは面対象の関係に設けられる。尚、重複した説明にはなるが、以下、この右側車輪部４１についても、その構成を説明する。
【0043】
前記右側車輪部４１は、前記右前部フレーム１３の下面に接続される右側駆動車輪４２、右側第１支持部４５、右側駆動モータ（右側駆動部）４３、右側回転機構部４６、右側第２支持部及び右側従動輪５５から構成される。
【0044】
前記右側第２支持部は、横断面が矩形状をした角筒状の部材（角パイプ）から構成され、前記右前部フレーム１３の下方にこれに沿って配設された右側第２支持部材５２と、前記右前部フレーム１３の下面に、これから垂下するように、前記左右方向に所定の間隔をあけて設けられた一対の支持ブラケット１３ａ，１３ａと、前記右側第２支持部材５２の上面に立設されて、前記一対の支持ブラケット１３ａ，１３ａ間に位置する被支持ブラケット５３と、前記一対の支持ブラケット１３ａ，１３ａ及び被支持ブラケット５３を貫通した状態で、前記左右方向に対して平行に設けられる支持軸５４とから構成される。このように構成された右側第２支持部は、その右側第２支持部材５２が前記支持軸５４の軸線を中心として、走行方向と直交する垂直面内で左側第２支持部と同じ方向、即ち前記矢示Ｃ－Ｄ方向に揺動可能になっている。
【0045】
前記右側第１支持部４５は、平面から視てＬ字状をしたアングル部材から構成され、走行方向と平行な部位（片）に、右側駆動モータ（右側駆動部）４３が取り付けられている。右側駆動モータ４３は、その出力軸４４が前記走行方向と直交し、且つ水平となるように、前記右側第１支持部４５を貫通している。そして、右側駆動モータ４３の出力軸４４には右側駆動車輪４２が連結され、当該右側駆動車輪４２は右側駆動モータ４３により駆動されて、前記出力軸４４とともにその軸線回りに回転する。
【0046】
前記右側回転機構部４６は、右側減速機４７、右側回転モータ４８、右側モータ支持部４９、プーリ５０及び伝動ベルト５１から構成される。右側減速機４７は出力部４７ａと入力部４７ｂとを有し、それぞれの軸線が前記走行方向と平行になるように、前記出力部４７ａの端部が前記右側第１支持部４５の走行方向と直交する部位（片）に固設され、入力部４７ｂ側に設けられる固定部（図示せず）が前記右側第２支持部材５２の後方側の端部に固設されている。これにより、右側第１支持部４５は、右側第２支持部材５２に対し、右側減速機４７を介して当該右側減速機４７の軸線周りに回転するようになっている。
【0047】
前記右側モータ支持部４９は、前記右側第１支持部４５と同様に、平面から視てＬ字状をしたアングル部材から構成され、その走行方向に沿った部位（片）が、前記右側第２支持部材５２の前記走行方向に沿った右側の側面（左右方向の外側の側面）に固定されている。そして、右側モータ支持部４９の走行方向と直交する部位（片）の前側の面には右側回転モータ４８が取り付けられ、その出力軸が当該直交部位を貫通して前記右側減速機４７側に突出している。そして、右側回転モータ４８の出力軸にはプーリ５０が取り付けられ、このプーリ５０と前記右側減速機４７の入力部４７ｂとに伝動ベルト５１が巻き掛けられている。
【0048】
この構成により、右側回転モータ４８によってプーリ５０及び伝動ベルト５１を介して右側減速機４７の入力部４７ｂを回転させると、その前記固定部（図示せず）に対して、言い換えれば、前記右側第２支持部材５２に対して、所定の減速比で前記出力部４７ａが前記走行方向に沿った軸線回りに回転し、この出力部４７ａに接続された右側第１支持部４５、右側駆動モータ４３及び右側駆動車輪４２が出力部４７ａとともに走行方向に沿った軸線回りに回転する。
【0049】
また、前記右側第２支持部材５２の左右方向右側の側面には、前記右側回転モータ４８よりも前側の位置に、外側に突出するように支持軸５６が設けられ、この支持軸５６によって回転自在に右側従動輪５５が支持されている。
【0050】
前記第２車輪部６０は、前記後部フレーム１５の左右両端部に、それぞれ左右方向の外方に突出するように水平に設けられた左側支持軸６２及び右側支持軸６４、並びに左側支持軸６２により回転自在に支持された左側従動輪６１及び右側支持軸６４により回転自在に支持された右側従動輪６３から構成される。
【0051】
尚、図６～図９に示すように、本例の前記左側駆動車輪２２及び右側駆動車輪４２は、それぞれその外周部の幅方向に沿った断面形状が円弧形状を備えている。但し、これに限られるものではなく、左側駆動車輪２２及び右側駆動車輪４２は、外周部の幅方向に沿った断面形状の一部に平面部分を備えるものであってもよい。
【0052】
また、本例では、第１車輪部２０の左側従動輪３５及び右側従動輪５５、並びに第２車輪部６０の左側従動輪６１及び右側従動輪６３は、それぞれ全方向に移動可能ないわゆるオムニホイールから構成されている。但し、これに限られるものではなく、第１車輪部２０の左側従動輪３５及び右側従動輪５５、並びに第２車輪部６０の左側従動輪６１及び右側従動輪６３は、いわゆる自在輪から構成されていてもよい。
【0053】
また、本例では、回転制御及びその精度の面から、前記左側駆動モータ２３、左側回転モータ２８、右側駆動モータ４３及び右側回転モータ４８にはサーボモータを使用しており、これら左側駆動モータ２３、左側回転モータ２８、右側駆動モータ４３及び右側回転モータ４８はそれぞれ前記制御装置９０によってその作動が制御される。また、本例では、良好な伝達精度の面から前記プーリ３０，５０、並びに左側減速機２７の入力部２７ｂ及び右側減速機４７の入力部４７ｂにタイミングプーリを用い、前記伝動ベルト３１，５１にタイミングベルトを用いている。但し、これらサーボモータ、並びにタイミングプーリ及びタイミングベルトに限られるものではない。
【0054】
以上の構成を備えた本例の自動作業装置１は、前記制御装置９０による制御の下で、前記左側駆動モータ２３及び右側駆動モータ４３が駆動されることによって、施設内を無軌道で走行し、左側駆動モータ２３及び右側駆動モータ４３の回転速度及び回転方向を個別に制御することによって、その走行方向が操舵される。そして、自動作業装置１は施設内で適宜設定された作業位置に経由した後、制御装置９０による制御の下、ロボット８０を動作させることで、当該作業位置において、ロボット８０による所定の作業が実行する。
【0055】
また、本例では、自動作業装置１は、前記制御装置９０による制御の下、施設内に適宜設けられた非接触式の給電装置１００に経由することで、給電装置１００からバッテリー９５へ充電が行うように構成されている。この給電装置１００に対する自動作業装置１の位置決めは、例えば、図４に示すように、自動作業装置１はバッテリー９５が設けられる側を給電装置１００側にして走行方向しながら（図４において２点鎖線で示した自動作業装置１を参照）、給電装置１００と所定の間隔で対向するようにその走行方向を操舵することにより、図５に示すように、内蔵されるバッテリー９５が給電装置１００に対して所定の間隔で対向するように位置決めされる。そして、所定の間隔となるように自動作業装置１を位置決めすることで給電装置１００から自動作業装置１のバッテリー９５に対して給電が行われる。
【0056】
ところで、非接触給電の場合、給電装置１００から効率的に電力の供給を受けるためには、自動作業装置１を給電装置１００に対して、ある程度の精度で位置決めする必要があり、例えば、給電装置１００に対して間隔が数十ミリの所定の範囲に収まるように、自動作業装置１を位置決めすることが求められており、例えば、給電装置１００に距離センサを設け、この距離センサによって自動作業装置１が給電装置１００に対して所定の間隔で位置決めされたかどうかを確認するようにしている。
【0057】
ところが、自動作業装置１を上記の範囲で確実に位置決めするのは現実的には難しく、例えば、数ミリの範囲で、上述した間隔に収まらない場合が起こり得る。この場合に、従来は、上述した自動作業装置１の位置決め動作をやり直すようにしており、時間的な無駄が生じていた。
【0058】
そこで、本例の自動作業装置１では、自動作業装置１が給電装置１００に対して所定の間隔で位置決めされなかった場合に、制御装置９０による制御の下で、前記左側回転モータ２８及び右側回転モータ４８を回転させることで、給電装置１００に対して自動作業装置１を接近又は離反させて、給電装置１００に対する当該自動作業装置１の位置を調整する。
【0059】
具体的には、給電装置１００に対して自動作業装置１を接近させる場合には、左側駆動車輪２２が停止した状態で給電装置１００側に傾くように左側回転モータ２８を回転させ、同様に右側駆動車輪４２が停止した状態で給電装置１００側に傾くように右側回転モータ４８を回転させる。この左側駆動車輪２２の動作を図６及び図７に示し、右側駆動車輪４２の動作を図８及び図９に示している。
【0060】
尚、図６及び図７は、図２において、矢示Ｂ方向から見た左側駆動車輪２２、左側第１支持部２５及び左側駆動モータ２３を示し、図８及び図９は、同じく図２において、矢示Ｂ方向から見た右側駆動車輪４２、右側第１支持部４５及び右側駆動モータ４３を示している。
【0061】
図６に示した左側駆動車輪２２の回転軸が水平になった走行状態の姿勢から、左側回転モータ２８を給電装置１００側に向けた回転方向である矢示Ｅ方向に回転させると、図７に示すように、左側減速機２７の回転軸（図６及び図７で示した黒丸）、即ち、走行方向と平行な水平軸を中心として、左側第１支持部２５、左側駆動モータ２３及び左側駆動車輪２２が給電装置１００側に所定角度だけ傾く。そして、このように左側駆動車輪２２が給電装置１００側に傾くと、傾いた角度に応じて、当該左側駆動車輪２２の接地位置が給電装置１００側にシフトし、これにより、左側車輪部２１の全体がΔＬだけ給電装置１００側にシフトする。尚、図７において、回転前の状態を２点鎖線で示している。
【0062】
同様に、図８に示した右側駆動車輪４２の回転軸が水平になった走行状態の姿勢から、右側回転モータ４８を給電装置１００側に向けた回転方向である矢示Ｆ方向に回転させると、図９に示すように、右側減速機４７の回転軸（図８及び図９で示した黒丸）、即ち、走行方向と平行な水平軸を中心として、右側第１支持部４５、右側駆動モータ４８及び右側駆動車輪４２が給電装置１００側に所定角度だけ傾く。そして、このように右側駆動車輪４２が給電装置１００側に傾くと、傾いた角度に応じて、当該右側駆動車輪４２の接地位置が給電装置１００側にシフトし、これにより、右側車輪部４１の全体がΔＬだけ給電装置１００側にシフトする。尚、図９において、回転前の状態を２点鎖線で示している。
【0063】
そして、このように、左側車輪部２１及び右側車輪部４１がΔＬだけ給電装置１００側にシフトすることで、自走作業装置１がΔＬだけ給電装置１００側に接近するようにシフトし、これにより、給電装置１００に対する自動作業装置１の位置が適正な間隔を有するように調整される。尚、左側駆動車輪２２及び右側駆動車輪４２は同期して同じ角度だけ傾けるのが好ましい。
【0064】
一方、具体的な図示は省略するが、給電装置１００に対して自動作業装置１を離反させる場合には、左側回転モータ２８を給電装置１００側から離れる回転方向、即ち、矢示Ｅ方向とは逆方向に回転させるとともに、右側回転モータ４８を給電装置１００側から離れる回転方向、即ち、矢示Ｆ方向とは逆方向に回転させる。これにより、走行方向と平行な水平軸を中心として、左側第１支持部２５、左側駆動モータ２３及び左側駆動車輪２２、並びに右側第１支持部４５、右側駆動モータ４８及び右側駆動車輪４２が給電装置１００から遠ざかる方向に所定角度だけ傾く。
【0065】
そして、このように左側第１支持部２５、左側駆動モータ２３及び左側駆動車輪２２、並びに右側第１支持部４５、右側駆動モータ４８及び右側駆動車輪４２が給電装置１００から遠ざかる方向に傾くと、傾いた角度に応じて、左側駆動車輪２２及び右側駆動車輪４２の接地位置が給電装置１００から遠ざかる方向にシフトし、これにより、左側車輪部２１及び右側車輪部４１、言い換えれば、自走作業装置１が給電装置１００から離反する。
【0066】
尚、本例の自動作業装置１では、前記制御装置９０によって左側駆動車輪２２及び右側駆動車輪４２の傾斜角を制御することで、自走作業装置１が接近又は離反する距離を制御することができる。また、本例の自動作業装置１では、図７及び図９に示すように、左側回転モータ２８及び右側回転モータ４８を回転させると、左側車輪部２１及び右側車輪部４１の上下方向の位置が若干変動する。
【0067】
以上のように、本例の自走作業装置１によれば、給電装置１００に対して予め設定された位置に自走作業装置１を位置決めした際に、自動作業装置１が設定位置に位置決めされなかった場合でも、制御装置９０による制御の下で、前記左側回転モータ２８及び右側回転モータ４８を回転させて、給電装置１００に対して自動作業装置１を接近又は離反させることにより、給電装置１００に対する当該自動作業装置１の位置を、予め設定された位置となるように調整することができる。したがって、従来のように、自動作業装置１の位置決めをやり直す必要がなく、位置決めのための時間的な無駄が生じるのを防止することができる。
【0068】
以上、本発明の具体的な実施の形態について説明したが、本発明が採り得る態様は、何ら上例のものに限定されるものではない。
【0069】
例えば、上例では、自動作業装置１を位置決めする対象物として給電装置１００を例示したが、当然のことながら、位置決め対象物はこのような給電装置１００に限られるものではない。自動作業装置１が作業を行う、或いは自動作業装置１が作用を受けるために設定されるあらゆる目標物が位置決め対象物となり得る。
【0070】
また、走行装置を含む装置として自動作業装置１を例示したが、本発明が具現化される走行装置は、当然のことながら、このような構成に限られるものではない。
【0071】
繰り返しになるが、上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではない。当業者にとって変形および変更が適宜可能である。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲内と均等の範囲内での実施形態からの変更が含まれる。
【符号の説明】
【0072】
１ 自動作業装置
１０ 走行装置
１１ フレーム
２０ 第１車輪部
２１ 左側車輪部
２２ 左側駆動車輪
２３ 左側駆動モータ
２５ 左側第１支持部
２６ 左側回転機構部
２７ 左側減速機
２８ 左側回転モータ
３２ 左側第２支持部材（左側第２支持部）
３５ 左側従動輪
４１ 右側車輪部
４２ 右側駆動車輪
４３ 右側駆動モータ
４５ 右側第１支持部
４６ 右側回転機構部
４７ 右側減速機
４８ 右側回転モータ
５２ 右側第２支持部材（右側第２支持部）
５４ 支持軸（右側第２支持部）
５５ 右側従動輪
５６ 支持軸
６０ 第２車輪部
６１ 左側従動輪
６３ 右側従動輪
７０ 支持台
８０ ロボット
９０ 制御装置
９５ バッテリー
１００ 給電装置
１０ 走行装置
１１ フレーム
２０ 第１車輪部
２１ 左側車輪部
２２ 左側駆動車輪
２３ 左側駆動モータ
２５ 左側第１支持部
２６ 左側回転機構部
２７ 左側減速機
２８ 左側回転モータ
３２ 左側第２支持部材（左側第２支持部）
３５ 左側従動輪
４１ 右側車輪部
４２ 右側駆動車輪
４３ 右側駆動モータ
４５ 右側第１支持部
４６ 右側回転機構部
４７ 右側減速機
４８ 右側回転モータ
５２ 右側第２支持部材（右側第２支持部）
５４ 支持軸（右側第２支持部）
５５ 右側従動輪
５６ 支持軸
６０ 第２車輪部
６１ 左側従動輪
６３ 右側従動輪
７０ 支持台
８０ ロボット
９０ 制御装置
９５ バッテリー
１００ 給電装置
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【手続補正書】
【提出日】2023-10-25
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
走行車両に設けられる走行装置であって、
フレームと、
走行方向に沿って、適宜間隔をあけて前記フレームに接続された第１車輪部及び第２車輪部と、を備え、
前記第１車輪部は、前記走行方向の左側に設けられた左側車輪部及び前記走行方向の右側に設けられた右側車輪部を備え、
前記左側車輪部は、左側駆動車輪、該左側駆動車輪を前記走行方向と直交する水平軸回りに回転可能に支持する左側第１支持部、前記左側駆動車輪を回転させる左側駆動部、前記左側第１支持部を前記走行方向と平行な水平軸回りに回転させる左側回転機構部、及び該左側回転機構部を支持する左側第２支持部を備え、
前記右側車輪部は、右側駆動車輪、該右側駆動車輪を前記走行方向と直交する水平軸回りに回転可能に支持する右側第１支持部、前記右側駆動車輪を回転させる右側駆動部、前記右側第１支持部を前記走行方向と平行な水平軸回りに回転させる右側回転機構部、及び該右側回転機構部を支持する右側第２支持部を備え、
前記第２車輪部は、前記走行方向の左右両側にそれぞれ設けられ、前記走行方向と直交する水平軸回りにそれぞれ回転可能に支持された従動車輪を備え、
更に、前記左側駆動部、左側回転機構部、右側駆動部及び右側回転機構部を制御する制御装置を備えており、
前記制御装置は、前記左側回転機構部及び右側回転機構部が、前記左側第１支持部及び右側第１支持部を、それぞれ同期して同方向に回転させるように制御する走行装置。
フレームと、
走行方向に沿って、適宜間隔をあけて前記フレームに接続された第１車輪部及び第２車輪部と、を備え、
前記第１車輪部は、前記走行方向の左側に設けられた左側車輪部及び前記走行方向の右側に設けられた右側車輪部を備え、
前記左側車輪部は、左側駆動車輪、該左側駆動車輪を前記走行方向と直交する水平軸回りに回転可能に支持する左側第１支持部、前記左側駆動車輪を回転させる左側駆動部、前記左側第１支持部を前記走行方向と平行な水平軸回りに回転させる左側回転機構部、及び該左側回転機構部を支持する左側第２支持部を備え、
前記右側車輪部は、右側駆動車輪、該右側駆動車輪を前記走行方向と直交する水平軸回りに回転可能に支持する右側第１支持部、前記右側駆動車輪を回転させる右側駆動部、前記右側第１支持部を前記走行方向と平行な水平軸回りに回転させる右側回転機構部、及び該右側回転機構部を支持する右側第２支持部を備え、
前記第２車輪部は、前記走行方向の左右両側にそれぞれ設けられ、前記走行方向と直交する水平軸回りにそれぞれ回転可能に支持された従動車輪を備え、
更に、前記左側駆動部、左側回転機構部、右側駆動部及び右側回転機構部を制御する制御装置を備えており、
前記制御装置は、前記左側回転機構部及び右側回転機構部が、前記左側第１支持部及び右側第１支持部を、それぞれ同期して同方向に回転させるように制御する走行装置。
【請求項2】
前記制御装置は、前記左側回転機構部及び右側回転機構部が、前記左側第１支持部及び右側第１支持部を回転させる角度を制御する請求項１記載の走行装置。
【請求項3】
前記右側駆動車輪及び右側駆動車輪は、それぞれその外周部の幅方向に沿った断面形状が円弧形状を有する請求項１記載の走行装置。
【請求項4】
前記左側車輪部は、前記左側駆動車輪を挟んで、前記第２車輪部とは反対側に設けられる左側従動車輪を備え、該左側従動車輪は前記走行方向と直交する水平軸回りに回転可能に左側第２支持部により支持され、
前記右側車輪部は、前記右側駆動車輪を挟んで、前記第２車輪部とは反対側に設けられる右側従動車輪を備え、該右側従動車輪は前記走行方向と直交する水平軸回りに回転可能に前記右側第２支持部により支持されている請求項１記載の走行装置。
前記右側車輪部は、前記右側駆動車輪を挟んで、前記第２車輪部とは反対側に設けられる右側従動車輪を備え、該右側従動車輪は前記走行方向と直交する水平軸回りに回転可能に前記右側第２支持部により支持されている請求項１記載の走行装置。
【請求項5】
前記左側車輪部の左側駆動車輪及び前記右側車輪部の右側駆動車輪以外の車輪は自在輪である請求項１から４のいずれか１項に記載の走行装置。
【請求項6】
前記左側車輪部の左側駆動車輪及び前記右側車輪部の右側駆動車輪以外の車輪はオムニホイールである請求項１から４のいずれか１項に記載の走行装置。