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JP7630978B2 - Floor Cleaning Robot - Google Patents
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Description

本発明は、駆動輪を備えて自走可能となっている自律走行式台車及び自律走行式台車を利用した床清掃ロボットに関する。 The present invention relates to an autonomously traveling cart equipped with drive wheels and capable of self-propulsion, and a floor cleaning robot that uses the autonomously traveling cart.

駆動輪を備えることで自律走行可能となっている装置として、例えば従動輪と駆動輪とによって構成される全3輪構成の電気掃除機(特許文献1参照)や、全4輪構造の無人搬送車(特許文献2参照)等が知られている。 Known examples of devices that are equipped with drive wheels and thus can travel autonomously include a three-wheeled vacuum cleaner with driven wheels and drive wheels (see Patent Document 1) and an automated guided vehicle with four wheels (see Patent Document 2).

しかしながら、例えば、上記特許文献1のように、1つの従動輪と2つの駆動輪とで構成される全3輪構成とすると、車輪の取付位置についての制限から、例えば自律走行型の床清掃ロボットにおいて清掃用の回転型パッドを設ける場合に、回転型パッドの構成によっては、車輪の配置との関係で省スペースのレイアウトが困難になる場合がある。さらに、上記事態を回避すべく、例えば、上記特許文献2のように全4輪構造とすることで車輪を四隅に配置させ、回転型パッド用のスペースを確保することが考えられるが、全4輪構造の場合、床面等の走行路面の凹凸によっていずれかの車輪が浮きやすくなるため、駆動輪がスリップしてしまい、走行の安定化が図れなくなる等の可能性がある。 However, for example, in the case of a three-wheel configuration consisting of one driven wheel and two drive wheels as in the above Patent Document 1, due to restrictions on the mounting position of the wheels, when a rotating pad for cleaning is provided in an autonomous floor cleaning robot, for example, a space-saving layout may be difficult in relation to the arrangement of the wheels, depending on the configuration of the rotating pad. Furthermore, in order to avoid the above situation, it is possible to consider, for example, a four-wheel structure as in the above Patent Document 2, in which the wheels are arranged at the four corners to ensure space for the rotating pad, but with a four-wheel structure, one of the wheels is likely to lift up due to unevenness in the running surface such as the floor, which may cause the drive wheels to slip and make it difficult to stabilize the running.

特開2017-144055号公報JP 2017-144055 A 特開2019-067315号公報JP 2019-067315 A

本発明は上記した点に鑑みてなされたものであり、床面等の走行面の凹凸に対して安定した接地性能を簡易な構成で確保できる自律走行式台車及び自律走行式台車を利用した床清掃ロボットを提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above points, and aims to provide an autonomous cart and a floor cleaning robot using the autonomous cart that can ensure stable ground contact performance with a simple configuration even on uneven surfaces such as floors.

上記目的を達成するための自律走行式台車は、2輪構成の駆動輪と、駆動輪を固定する駆動輪フレームと、2輪構成の従動輪と、従動輪を固定する従動輪フレームと、従動輪フレームを駆動輪フレームに対して回転可能に取り付ける取付部とを備える。 The autonomous vehicle to achieve the above objective comprises two drive wheels, a drive wheel frame to which the drive wheels are fixed, two driven wheels, a driven wheel frame to which the driven wheels are fixed, and a mounting part to rotatably mount the driven wheel frame to the drive wheel frame.

上記自律走行式台車では、2輪構成の駆動輪と2輪構成の従動輪との全4輪構成であっても、駆動輪を固定する駆動輪フレームに対して、従動輪を固定する従動輪フレームを回転可能な状態で取り付けることで、床面等の走行面の凹凸に対して安定した接地性能を簡易な構成で確保できる。 Even though the autonomous vehicle has a four-wheel configuration with two drive wheels and two driven wheels, the driven wheel frame that secures the driven wheels is rotatably attached to the drive wheel frame that secures the drive wheels, so that stable ground contact performance can be ensured with a simple configuration even when the running surface is uneven, such as a floor.

本発明の具体的な側面では、駆動輪フレームは、駆動輪の駆動源を載置物とともに支持する本体フレームであり、従動輪フレームは、棒状部材の両端において従動輪のそれぞれの車輪を固定し、走行路面における凹凸の度合に応じて従動輪のうち少なくとも一方の車輪が接地する。この場合、走行路面に凹凸があっても、本体フレームに対して従動輪フレームが回転しつつ従動輪を構成する車輪が当該路面に接地した状態を維持することが可能になる。 In a specific aspect of the present invention, the drive wheel frame is a main frame that supports the drive source of the drive wheels together with the load, and the driven wheel frame fixes each wheel of the driven wheels at both ends of a rod-shaped member, and at least one wheel of the driven wheels touches the ground depending on the degree of unevenness of the road surface. In this case, even if the road surface is uneven, the driven wheel frame rotates relative to the main frame, making it possible for the wheels that make up the driven wheels to maintain a state of contact with the road surface.

本発明の別の側面では、取付部による従動輪フレームの回転範囲を制限させる回転制限機構を備える。この場合、適度な回転制限を設けることで、安定した回転動作を維持できる。 In another aspect of the present invention, a rotation limiting mechanism is provided that limits the range of rotation of the driven wheel frame by the mounting portion. In this case, by providing an appropriate rotation limit, stable rotational operation can be maintained.

本発明のさらに別の側面では、回転制限機構は、駆動輪フレームに設けた駆動輪側ピンと従動輪フレームに設けた従動輪側ピンとを相対的に変位可能としつつ接続する弾性部材を含む。この場合、簡易な構成で回転による変位を許容しつつ適切な回転制限ができる。 In yet another aspect of the present invention, the rotation limiting mechanism includes an elastic member that connects the driving wheel side pin provided on the driving wheel frame and the driven wheel side pin provided on the driven wheel frame while allowing them to be displaced relative to each other. In this case, a simple configuration can be used to appropriately limit rotation while allowing displacement due to rotation.

本発明のさらに別の側面では、従動輪は、水平面に対して回転可能である。 In yet another aspect of the invention, the driven wheel is rotatable relative to a horizontal plane.

上記目的を達成するための床清掃ロボットは、上記いずれかに記載の自律走行式台車を備える床清掃ロボットであって、駆動輪フレームの底面に取り付けられる床面清掃用のパッド部を備える。 The floor cleaning robot for achieving the above object is a floor cleaning robot equipped with any of the autonomously traveling carts described above, and equipped with a pad portion for cleaning floor surfaces that is attached to the bottom surface of the drive wheel frame.

上記床清掃ロボットでは、自律走行式台車を備えることで、床面等の走行面の凹凸に対して安定した接地性能を簡易な構成で確保できる。 The floor cleaning robot described above is equipped with an autonomous cart, which allows for a simple configuration to ensure stable ground contact performance even with uneven surfaces such as floors.

(A)~(E)は、第1実施形態に係る自律走行式台車について説明するための概念図である。1A to 1E are conceptual diagrams for explaining the autonomous traveling vehicle according to the first embodiment. (A)は、自律走行式台車の走行の様子について一例を示す概念図であり、(B)は、(A)に対する一比較例の図である。FIG. 1A is a conceptual diagram showing an example of how an autonomous traveling vehicle travels, and FIG. 1B is a diagram of a comparative example to FIG. (A)及び(B)は、自律走行式台車を備える床清掃ロボットの一構成例を説明するための概念図である。1A and 1B are conceptual diagrams for explaining one configuration example of a floor cleaning robot equipped with an autonomously traveling cart. 床清掃ロボットの一構成例を説明するためのブロック図である。FIG. 2 is a block diagram for explaining a configuration example of a floor cleaning robot. (A)~(C)は、床清掃ロボットの自律走行式台車とその周辺部分について示す概念図である。1A to 1C are conceptual diagrams showing an autonomously traveling cart of a floor cleaning robot and its surrounding parts. 床清掃ロボットの比較例について示す概念図である。FIG. 13 is a conceptual diagram showing a comparative example of a floor cleaning robot. (A)~(D)は、第2実施形態に係る従動輪フレームの構造について説明するための概念図である。13A to 13D are conceptual diagrams for explaining the structure of a driven wheel frame according to a second embodiment. (A)~(C)は、回転制限機構について説明するための概念図である。4A to 4C are conceptual diagrams for explaining a rotation limiting mechanism. (A)~(C)は、一変形例の自律走行式台車を含む床清掃ロボットに設けた回転制限機構について説明するための概念図である。11A to 11C are conceptual diagrams for explaining a rotation limiting mechanism provided in a floor cleaning robot including an autonomously traveling cart according to one modified example.

〔第1実施形態〕
以下、図1を参照して、第1実施形態に係る自律走行式台車について一例を説明する。図1(A)は、本実施形態に係る自律走行式台車ACを概念的に示す側面図であり、図1(B)は、平面図である。また、図1(C)~図1(E)は、自律走行式台車ACの走行の様子を示す正面図である。また、各図では、自律走行式台車ACの前方方向を+Z方向とし、上方向を+Y方向とし、左右方向を±X方向として右手系のXYZ座標で方向を示している。
First Embodiment
An example of an autonomous traveling cart according to the first embodiment will be described below with reference to Fig. 1. Fig. 1(A) is a side view conceptually showing an autonomous traveling cart AC according to this embodiment, and Fig. 1(B) is a plan view. Figs. 1(C) to 1(E) are front views showing how the autonomous traveling cart AC travels. In each figure, directions are shown in a right-handed XYZ coordinate system, with the forward direction of the autonomous traveling cart AC being the +Z direction, the upward direction being the +Y direction, and the left and right directions being the ±X directions.

本実施形態に係る自律走行式台車ACは、例えば図1(A)等に示すように、走行装置10と、走行制御部20と、駆動輪フレームDFと、従動輪フレームTFと、取付部ATとを備える。走行装置10は、第1走行部10Aと、第2走行部10Bと、従動輪部10Cとを備える。自律走行式台車ACは、走行制御部20での制御に従って第1及び第2走行部10A,10Bを駆動させることで、自律した走行を可能にしている。 As shown in FIG. 1(A), the autonomously traveling cart AC according to this embodiment includes a traveling device 10, a traveling control unit 20, a driving wheel frame DF, a driven wheel frame TF, and an attachment unit AT. The traveling device 10 includes a first traveling unit 10A, a second traveling unit 10B, and a driven wheel unit 10C. The autonomously traveling cart AC enables autonomous traveling by driving the first and second traveling units 10A and 10B according to the control of the traveling control unit 20.

走行装置10のうち、第1走行部10Aは、2輪構成の駆動輪DWのうちの一方である右車輪WRと、右車輪WRを駆動させるためのモーター等で構成される右車輪駆動部RDとを有する。同様に、第2走行部10Bは、2輪構成の駆動輪DWのうちの他方である左車輪WLと、左車輪WLを駆動させるためのモーター等で構成される左車輪駆動部LDとを有する。すなわち、第1走行部10Aは、左右一対の後輪部において右側の駆動回転を担い、第2走行部10Bは、左右一対の後輪部において左側の駆動回転を担う。この際、車輪駆動部RD,LDは、駆動輪DWの駆動源として機能する。さらに、第1及び第2走行部10A,10Bは、車輪WR,WLの回転について計測するエンコーダRE,LEを備える。走行装置10において、第1走行部10Aと第2走行部10Bとは、各々独立して駆動することで、自律走行式台車ACは、前進や後進等に加え、例えば自転(旋回)を可能にしている。つまり、第1走行部10Aと第2走行部10Bとにより、左右一対の駆動輪DWが同一方向に回転することで前進や後退等が可能となっており、左右一対の駆動輪DWが互いに逆方向に回転することで、自転が可能となっている。なお、走行装置10による回転方向を適宜変更可能とすることで、さらに後退が可能となっていてもよく、自転(旋回)の方向についても、左右双方向について回転可能となっていてもよい。また、エンコーダRE,LEは、右車輪WRの回転と左車輪WLの回転とについてそれぞれ計測し、計測結果を走行制御部20に対して出力する。なお、2輪構成の駆動輪DWである右車輪WR及び左車輪WLは、回転可能な状態で、駆動輪フレームDFに固定されている。 Of the traveling device 10, the first traveling unit 10A has a right wheel WR, which is one of the two driving wheels DW, and a right wheel drive unit RD, which is composed of a motor or the like for driving the right wheel WR. Similarly, the second traveling unit 10B has a left wheel WL, which is the other of the two driving wheels DW, and a left wheel drive unit LD, which is composed of a motor or the like for driving the left wheel WL. That is, the first traveling unit 10A is responsible for driving rotation of the right side of the pair of left and right rear wheels, and the second traveling unit 10B is responsible for driving rotation of the left side of the pair of left and right rear wheels. At this time, the wheel drive units RD and LD function as the driving source of the driving wheels DW. Furthermore, the first and second traveling units 10A and 10B are equipped with encoders RE and LE that measure the rotation of the wheels WR and WL. In the traveling device 10, the first traveling unit 10A and the second traveling unit 10B are driven independently, so that the autonomous traveling cart AC can move forward, backward, etc., and can also rotate (turn). In other words, the first traveling unit 10A and the second traveling unit 10B rotate the pair of left and right drive wheels DW in the same direction to enable forward and backward movement, and the pair of left and right drive wheels DW rotate in opposite directions to each other to enable rotation. In addition, by appropriately changing the direction of rotation by the traveling device 10, it may be possible to further move backward, and the direction of rotation (turn) may be rotatable in both directions. In addition, the encoders RE and LE measure the rotation of the right wheel WR and the left wheel WL, respectively, and output the measurement results to the traveling control unit 20. In addition, the right wheel WR and the left wheel WL, which are the two-wheel drive wheels DW, are fixed to the drive wheel frame DF in a rotatable state.

走行装置10のうち、従動輪部10Cは、2輪構成の従動輪TWを構成する右車輪FWaと左車輪FWbとを備え、右車輪FWa及び左車輪FWbは、回転可能な状態で、従動輪フレームTFに固定されている。 The driven wheel section 10C of the traveling device 10 includes a right wheel FWa and a left wheel FWb that constitute a two-wheel driven wheel TW, and the right wheel FWa and the left wheel FWb are fixed to the driven wheel frame TF in a rotatable state.

なお、以上のように、自律走行式台車ACは、2輪構成の駆動輪DW(WR,WL)と2輪構成の従動輪TW(FWa,FWb)との全4輪構成となっている。一般に、全4輪構成の場合、全3輪構成の場合と比較して、いずれかの車輪が浮きやすくなる。これに対して、本実施形態では、上記従動輪フレームTF等を設けることで、かかる問題を解決している。これについて詳しくは図2を参照して説明する。 As described above, the autonomous traveling cart AC has a four-wheel configuration consisting of two drive wheels DW (WR, WL) and two driven wheels TW (FWa, FWb). In general, in a four-wheel configuration, one of the wheels is more likely to lift up than in a three-wheel configuration. In contrast, in this embodiment, this problem is solved by providing the driven wheel frame TF, etc. This will be described in more detail with reference to FIG. 2.

図1(A)等に戻って、自律走行式台車ACのうち、走行制御部20は、例えば各種回路基板等で構成され、走行装置10の各部と接続され、駆動信号等の各種指令信号を走行装置10の車輪駆動部RD,LDに対して出力するとともにエンコーダRE,LEからの計測結果を得ることで、自律走行式台車ACの走行位置の把握等を行いながら、走行装置10による走行の制御をする。 Returning to FIG. 1(A) and other figures, the traveling control unit 20 of the autonomous traveling cart AC is composed of, for example, various circuit boards, etc., and is connected to each part of the traveling device 10. It outputs various command signals such as drive signals to the wheel drive units RD and LD of the traveling device 10, and also obtains measurement results from the encoders RE and LE, thereby controlling the traveling of the traveling device 10 while grasping the traveling position of the autonomous traveling cart AC, etc.

駆動輪フレームDFは、既述のように、2輪構成の駆動輪DWを固定するための支持部材である。また、図示の一例では、駆動輪フレームDFは、筐体状の部材で形成され、内部に走行制御部20等の各部を格納している。なお、駆動輪フレームDFの構造については、上記一例以外にも種々の態様が可能であり、例えば、板状の部材で構成し、当該板状の部材に種々の部品を載置した構造とすることも考えられ、また、駆動輪フレームDFの下部に種々の部品を取り付けるものとしてもよい。以上のように、駆動輪フレームDFは、装置の各部を固定支持して一体化された自律走行式台車ACの本体部分MMを形成可能な本体フレームとして機能する。 As described above, the drive wheel frame DF is a support member for fixing the two-wheel drive wheel DW. In the illustrated example, the drive wheel frame DF is formed from a housing-like member and stores various parts such as the driving control unit 20 inside. The structure of the drive wheel frame DF can be various forms other than the above example. For example, it can be formed from a plate-like member with various parts placed on the plate-like member, or various parts can be attached to the lower part of the drive wheel frame DF. As described above, the drive wheel frame DF functions as a main body frame that can form the main body portion MM of the autonomously traveling cart AC, which is integrated by fixing and supporting each part of the device.

従動輪フレームTFは、既述のように、2輪構成の従動輪TWを固定するための支持部材である。また、図示の一例では、従動輪フレームTFは、棒状部材を本体部分とし、当該棒状部材の両端において2輪構成の従動輪TWを構成する右車輪FWaと左車輪FWbとを固定している。この場合、従動輪フレームTFは、2輪構成の従動輪TWを一体化する部材として機能している。この結果、例えば図1(D)や図1(E)に示すように、従動輪フレームTFは、走行路面である路面GNにおける障害物(凹凸)OBの度合(高さの度合)に応じて傾斜して、従動輪TWを構成する右車輪FWaと左車輪FWbとのうち少なくとも一方の車輪が接地するようにできる。 As described above, the driven wheel frame TF is a support member for fixing the two-wheel driven wheel TW. In the illustrated example, the driven wheel frame TF has a rod-shaped member as the main body, and the right wheel FWa and the left wheel FWb that constitute the two-wheel driven wheel TW are fixed at both ends of the rod-shaped member. In this case, the driven wheel frame TF functions as a member that integrates the two-wheel driven wheel TW. As a result, as shown in Figures 1(D) and 1(E), for example, the driven wheel frame TF can be tilted according to the degree (degree of height) of an obstacle (unevenness) OB on the road surface GN, which is the traveling road surface, so that at least one of the right wheel FWa and the left wheel FWb that constitute the driven wheel TW can be in contact with the ground.

取付部ATは、従動輪フレームTFを駆動輪フレームDFに対して回転可能に取り付けるための部材であり、図示の一例では、進行方向すなわちZ方向について延びる円柱状部材CCにより従動輪フレームTFと駆動輪フレームDFとを接続し、かつ、図1(C)~図1(E)に示すように、従動輪フレームTFを、当該円柱状部材CCを軸として軸回転可能な状態としている。これにより、自律走行式台車ACは、例えば走行する路面GN上に障害物(凹凸)OBがあっても、従動輪フレームTFをこれに付随する2輪構成の従動輪TWとともに回転させることで、障害物OBを乗り越えることが可能となっている。また、以上のような円柱状部材CCを軸とする軸周りについて一体的に回転動作する従動輪フレームTF及び2輪構成の従動輪TWを、本体部分MMに対する可動部分MAとする。すなわち、取付部ATは、可動部分MAを本体部分MMに対して回転可能に取り付ける部材ということになる。また、上記の場合、重量面で相対的に駆動輪フレームDFを含む本体部分MM側が重くなり、従動輪フレームTFを含む可動部分MA側が軽くなって、本体部分MMに対して可動部分MAが回転駆動しやすい構成となる。 The attachment part AT is a member for rotatably attaching the driven wheel frame TF to the driving wheel frame DF. In the illustrated example, the driven wheel frame TF and the driving wheel frame DF are connected by a cylindrical member CC extending in the traveling direction, i.e., the Z direction, and as shown in Fig. 1(C) to Fig. 1(E), the driven wheel frame TF is in a state in which it can rotate around the cylindrical member CC. As a result, even if there is an obstacle (unevenness) OB on the road surface GN on which the autonomous traveling cart AC is traveling, the autonomous traveling cart AC can overcome the obstacle OB by rotating the driven wheel frame TF together with the two-wheeled driven wheel TW associated with it. In addition, the driven wheel frame TF and the two-wheeled driven wheel TW that rotate together around the axis of the cylindrical member CC as described above are the movable part MA with respect to the main body part MM. In other words, the attachment part AT is a member that rotatably attaches the movable part MA to the main body part MM. In addition, in the above case, the main body part MM side including the drive wheel frame DF is relatively heavier in weight, and the movable part MA side including the driven wheel frame TF is relatively lighter, making it easier for the movable part MA to rotate relative to the main body part MM.

以上のように、本体部分MMに対して可動部分MAが回転駆動する、すなわち可動部分MA側が本体部分MMに対して姿勢変更可能となっていることで、例えば図1(D)や図1(E)に例示したように、可動部分MAが傾いても、本体部分MMが必ずしも可動部分MAとともに傾くとは限らないようにして、本体部分MM側において、駆動輪DWを構成する右車輪WR及び左車輪WLの双方が、路面GNに設置した状態を維持できる。一方、可動部分MA側においては、従動輪フレームTFが回転することで、従動輪TWを構成する右車輪FWaと左車輪FWbとのうち少なくとも一方の車輪が接地する状態を維持する。つまり、右車輪WR及び左車輪WLの2点と可動部分MA側の少なくとも1点とが接地した状態を維持して、自律走行式台車ACは、安定した走行ができる。 As described above, the movable part MA rotates relative to the main body part MM, i.e., the movable part MA side is capable of changing its position relative to the main body part MM. Therefore, even if the movable part MA tilts, as shown in FIG. 1(D) and FIG. 1(E), the main body part MM does not necessarily tilt with the movable part MA, and both the right wheel WR and the left wheel WL constituting the drive wheel DW on the main body part MM side can be maintained in a state in which they are placed on the road surface GN. On the other hand, on the movable part MA side, the driven wheel frame TF rotates, so that at least one of the right wheel FWa and the left wheel FWb constituting the driven wheel TW is maintained in a state in which it is in contact with the ground. In other words, the autonomously traveling cart AC can travel stably by maintaining a state in which the two points of the right wheel WR and the left wheel WL and at least one point on the movable part MA side are in contact with the ground.

なお、上記回転動作を円滑に行うために、可動部分MAにおいて、例えば従動輪フレームTFにある程度の可撓性をもたせたり、従動輪TWに弾力性(収縮膨張性)をもたせたり、サスペンション等を設けたりすることも考えられる。なお、本体部分MM側の駆動輪フレームDFや駆動輪DWにおいても、同様のことが考えられる。 In order to facilitate the above rotational movement, it is conceivable that the movable part MA, for example, has a certain degree of flexibility in the driven wheel frame TF, that the driven wheels TW have elasticity (contraction and expansion), or that suspensions or the like are provided. The same can be considered for the drive wheel frame DF and drive wheels DW on the main body part MM side.

以下、図2を参照して、自律走行式台車ACの走行時の動作について説明する。図2(A)は、自律走行式台車ACの走行の様子について一例を示す概念図であり、図2(B)は、図2(A)に対する一比較例の図である。なお、図2(B)に示す一比較例の自律走行式台車ACxでは、2輪構成の駆動輪DW(WR,WL)と2輪構成の従動輪TW(FWa,FWb)とで構成される全4輪構成における全ての車輪が、1つの大きなフレームFRに取り付けられている点において、図2(A)に例示する本実施形態の場合と異なっている。 The operation of the autonomous traveling cart AC during traveling will be described below with reference to FIG. 2. FIG. 2(A) is a conceptual diagram showing an example of how the autonomous traveling cart AC travels, and FIG. 2(B) is a diagram of a comparative example to FIG. 2(A). Note that the autonomous traveling cart ACx of the comparative example shown in FIG. 2(B) differs from the present embodiment illustrated in FIG. 2(A) in that all of the wheels in the total four-wheel configuration consisting of two driving wheels DW (WR, WL) and two driven wheels TW (FWa, FWb) are attached to one large frame FR.

上記の場合、まず、本実施形態に係る自律走行式台車ACでは、図2(A)に示すように、また、図1(E)等を参照して説明したように、自律走行式台車ACの前方方向(+Z方向)において、自律走行式台車ACの右側に障害物OBが存在する場合、障害物OBのある場所まで達すると、まず、2輪構成の従動輪TWのうち右車輪FWaが障害物OBに乗り上げて、さらに進行するにしたがって可動部分MAが本体部分MMに対して回転していくことで、可動部分MAが傾き、障害物OBを乗り越えることが可能となる。この際、本体部分MM側は、駆動輪DWが障害物OBに達するまでは、傾くことなく水平な状態、すなわち右車輪WRと左車輪WLとの双方が路面GNに設置した状態が維持される。 In the above case, first, in the autonomous traveling cart AC according to this embodiment, as shown in FIG. 2(A) and as described with reference to FIG. 1(E) etc., if an obstacle OB is present on the right side of the autonomous traveling cart AC in the forward direction (+Z direction) of the autonomous traveling cart AC, when the autonomous traveling cart AC reaches the location of the obstacle OB, first, the right wheel FWa of the two-wheeled driven wheel TW runs over the obstacle OB, and as the autonomous traveling cart further advances, the movable part MA rotates relative to the main body part MM, causing the movable part MA to tilt and enabling the autonomous traveling cart AC to overcome the obstacle OB. At this time, the main body part MM side remains horizontal without tilting, that is, both the right wheel WR and the left wheel WL are maintained on the road surface GN, until the drive wheel DW reaches the obstacle OB.

これに対して、比較例として図2(B)に示す自律走行式台車ACxでは、同様の位置に障害物OBがあると、図示のように、右車輪FWaが障害物OBに乗り上げると同時にフレームFRを含む自律走行式台車ACxの全体が傾いてしまう。この結果、右車輪FWaと同じ側にある右車輪WRすなわち駆動輪DWまでもが傾き、図示のように、右車輪WRが路面GNから浮いてしまう可能性が高い。なお、同様のことは、左側すなわち駆動輪DWを構成する左車輪WLにおいても、障害物OBがあれば生じ得る。 In contrast, in the case of the autonomous traveling cart ACx shown in FIG. 2(B) as a comparative example, if an obstacle OB is present in a similar position, as shown, the right wheel FWa runs over the obstacle OB and the entire autonomous traveling cart ACx, including the frame FR, tilts at the same time. As a result, the right wheel WR, i.e. the drive wheel DW, which is on the same side as the right wheel FWa, also tilts, and as shown, there is a high possibility that the right wheel WR will lift off the road surface GN. Note that the same thing can also happen to the left side, i.e. the left wheel WL which constitutes the drive wheel DW, if there is an obstacle OB.

上記のように、駆動輪DWを構成する車輪WR,WLが浮いて空回りする状態となると、例えば、駆動輪DWがスリップしてしまって走行の安定化が図れなくなったり、エンコーダRE,LEからの計測結果に基づく自律走行式台車ACの走行位置の把握において誤差が生じたりする可能性がある。これに対して、本実施形態では、上記のような構成とすることで、かかる事態を回避又は抑制している。 As described above, if the wheels WR, WL that make up the drive wheels DW are lifted and spinning freely, for example, the drive wheels DW may slip, making it impossible to stabilize the vehicle's running, or errors may occur in determining the running position of the autonomously running cart AC based on the measurement results from the encoders RE, LE. In contrast, this embodiment uses the above-mentioned configuration to avoid or suppress such situations.

以上のように、本実施形態に係る自律走行式台車ACは、2輪構成の駆動輪DWと、駆動輪DWを固定する駆動輪フレームDFと、2輪構成の従動輪TWと、従動輪TWを固定する従動輪フレームTFと、従動輪フレームTFを駆動輪フレームDFに対して回転可能に取り付ける取付部ATとを備える。自律走行式台車ACでは、上記のような2輪構成の駆動輪DWと2輪構成の従動輪TWとの全4輪構成であっても、駆動輪DWを固定する駆動輪フレームDFに対して、従動輪TWを固定する従動輪フレームTFを回転可能な状態で取り付けることで、障害物OBのような床面(路面GN)等の走行面の凹凸に対して安定した接地性能を簡易な構成で確保できる。 As described above, the autonomously traveling cart AC according to this embodiment includes a two-wheel drive wheel DW, a drive wheel frame DF to which the drive wheel DW is fixed, a two-wheel driven wheel TW, a driven wheel frame TF to which the driven wheel TW is fixed, and a mounting part AT to which the driven wheel frame TF is rotatably mounted to the drive wheel frame DF. Even in the autonomously traveling cart AC having a total of four wheels, with the two-wheel drive wheel DW and the two-wheel driven wheel TW as described above, the driven wheel frame TF to which the driven wheel TW is fixed is rotatably mounted to the drive wheel frame DF to which the drive wheel DW is fixed, thereby ensuring stable ground contact performance against unevenness of the traveling surface such as the floor surface (road surface GN) as an obstacle OB with a simple configuration.

以下、図3等を参照して、本実施形態に係る自律走行式台車ACを備える床清掃ロボット100について、一例を説明する。図3(A)は、自律走行式台車ACを備える床清掃ロボット100の一構成例を説明するための概念的な側面図であり、図3(B)は、底面図である。また、図4は、床清掃ロボット100の一構成例を説明するためのブロック図である。さらに、図5(A)~図5(C)は、床清掃ロボット100の自律走行式台車ACとその周辺部分について示す概念図であり、図5(A)は、側面図であり、図5(B)は、底面図であり、図5(C)は、正面図である。 Below, an example of the floor cleaning robot 100 equipped with the autonomously traveling cart AC according to this embodiment will be described with reference to FIG. 3 and other figures. FIG. 3(A) is a conceptual side view for explaining an example of the configuration of the floor cleaning robot 100 equipped with the autonomously traveling cart AC, and FIG. 3(B) is a bottom view. Also, FIG. 4 is a block diagram for explaining an example of the configuration of the floor cleaning robot 100. Furthermore, FIG. 5(A) to FIG. 5(C) are conceptual diagrams showing the autonomously traveling cart AC of the floor cleaning robot 100 and its surrounding parts, with FIG. 5(A) being a side view, FIG. 5(B) being a bottom view, and FIG. 5(C) being a front view.

例えば図3(A)及び図3(B)に示すように、本実施形態に係る床清掃ロボット100は、自律走行式台車ACを構成する各部に加え、清掃を行うための清掃パッド50や、清掃パッド駆動制御部PDを備える。また、このほか、図示等を省略するが、周囲の状況を把握するための測距装置や、例えば散水しながらの清掃も可能とすべく、貯水タンクや散水設備、さらには排水回収設備等を備えていてもよい。さらに、地図情報について取り扱い可能とするための設備を有して走行経路を事前に記憶させ、清掃ルートを予め設定しておくことも可能である。なお、これらの各設備については、床清掃ロボット100の筐体CS等に収納することができる。なお、図示の一例では、筐体CSは、本体フレームである駆動輪フレームDF上に載置されている。見方を変えると、駆動輪フレームDFは、下部側に配置した駆動輪の駆動源たる車輪駆動部RD,LDを、筐体CSに収納した載置物とともに支持することで、自律走行式台車ACの延いては床清掃ロボット100の本体フレームとして機能している。 For example, as shown in FIG. 3(A) and FIG. 3(B), the floor cleaning robot 100 according to this embodiment includes, in addition to the parts constituting the autonomously traveling cart AC, a cleaning pad 50 for cleaning and a cleaning pad drive control unit PD. In addition, although not shown, a distance measuring device for grasping the surrounding situation, a water tank, a water sprinkling device, and even a drainage recovery device may be provided to enable cleaning while sprinkling water. Furthermore, it is possible to have a device for handling map information, store the travel route in advance, and set the cleaning route in advance. Each of these devices can be stored in the housing CS of the floor cleaning robot 100. In the illustrated example, the housing CS is placed on the drive wheel frame DF, which is the main body frame. From another perspective, the drive wheel frame DF supports the wheel drive units RD and LD, which are the drive sources of the drive wheels arranged on the lower side, together with the objects stored in the housing CS, thereby functioning as the main body frame of the autonomously traveling cart AC and the floor cleaning robot 100.

なお、上記各部と連携した走行を可能とすべく、床清掃ロボット100における走行制御部20は、走行装置10の各部に加え、例えば清掃パッド駆動制御部PDとも連携する。これらについては、図4として示すブロック図を参照して後述する。また、図3(A)等に示す一例では、走行制御部20を含む各種回路等をまとめたものを制御部CRとする。すなわち、制御部CRは、例えば単数または複数の各種回路基板で構成され、床清掃ロボット100における各種動作の制御を行う。 In order to enable traveling in cooperation with each of the above-mentioned parts, the traveling control unit 20 in the floor cleaning robot 100 cooperates with each part of the traveling device 10, as well as with, for example, the cleaning pad drive control unit PD. These will be described later with reference to the block diagram shown in FIG. 4. In addition, in the example shown in FIG. 3(A), the control unit CR is a combination of various circuits including the traveling control unit 20. In other words, the control unit CR is composed of, for example, one or more various circuit boards, and controls various operations in the floor cleaning robot 100.

以下、床清掃ロボット100を構成する各部のうち、床清掃を行うための主要部である清掃パッド50と清掃パッド駆動制御部PDとについて説明する。 Below, we will explain the cleaning pad 50 and cleaning pad drive control unit PD, which are the main components of the floor cleaning robot 100 and are used for cleaning floors.

清掃パッド50は、自律走行式台車ACのうち本体フレームである駆動輪フレームDFの下面に取り付けられて、清掃の対象となる床面すなわち路面GNに接する円盤状の部材であり、清掃に際して路面(床面)GNに接した状態で回転動作する床面清掃用のパッド部である。ここでの一例では、清掃パッド50は、例えば図3(B)において矢印A1に示すように、清掃パッド50の軸部XAを中心に一方向に回転駆動して、路面(床面)GNを磨く。 The cleaning pad 50 is a disk-shaped member attached to the underside of the drive wheel frame DF, which is the main frame of the autonomous traveling cart AC, and comes into contact with the floor surface to be cleaned, i.e., the road surface GN. It is a pad portion for cleaning the floor surface that rotates while in contact with the road surface (floor surface) GN during cleaning. In this example, the cleaning pad 50 rotates in one direction around the axis portion XA of the cleaning pad 50, as shown by the arrow A1 in FIG. 3(B), for example, to polish the road surface (floor surface) GN.

清掃パッド駆動制御部PDは、例えば各種回路基板等で構成されており、走行制御部20に接続され、かつ、清掃パッド50に接続されている。清掃パッド駆動制御部PDは、走行制御部20からの指令信号に従って、走行状況に応じた清掃パッド50の駆動制御を行う。 The cleaning pad drive controller PD is composed of, for example, various circuit boards, and is connected to the travel controller 20 and also to the cleaning pad 50. The cleaning pad drive controller PD controls the drive of the cleaning pad 50 according to the travel situation in accordance with the command signal from the travel controller 20.

以下、図4として示すブロック図を参照して、上述した床清掃ロボット100の一構成例を説明する。特にここでは、床清掃ロボット100のうち、制御部CRにおける走行制御動作に関係する部分について説明する。なお、図示の一例では、制御部CRのうち、CPU等で構成されて床清掃ロボット100の各部の動作制御全般を担う本体部分である主制御部MPが、走行制御部20の主要部分として設けられている。つまり、この一例では、走行制御部20が、床清掃ロボット100の各部と直接的または間接的に接続され、走行制御をしつつ、床掃除のための各種動作処理の全般を行う。 Below, an example of the configuration of the floor cleaning robot 100 described above will be described with reference to the block diagram shown in FIG. 4. In particular, the parts of the floor cleaning robot 100 related to the driving control operation in the control unit CR will be described. In the illustrated example, the main control unit MP, which is the main body part of the control unit CR and is composed of a CPU or the like and is responsible for overall operation control of each part of the floor cleaning robot 100, is provided as the main part of the driving control unit 20. In other words, in this example, the driving control unit 20 is directly or indirectly connected to each part of the floor cleaning robot 100, and performs driving control while also performing various overall operation processing for floor cleaning.

上記態様とすべく、図示の一例では、走行制御部20は、CPU等で構成される主制御部MPのほか、走行装置10の駆動調整を行うための駆動調整部DAを備えている。 In order to achieve the above aspect, in the illustrated example, the traveling control unit 20 includes a main control unit MP composed of a CPU or the like, as well as a drive adjustment unit DA for adjusting the drive of the traveling device 10.

主制御部MPは、走行装置10を構成する各部と接続されるとともに、清掃パッド駆動制御部PDにも接続されており、走行制御とともに走行状態に応じた清掃パッド駆動の駆動制御を行う。また、主制御部MPには、計測結果の確認を行う走行位置確認部DCが含まれる。走行位置確認部DCは、左右の車輪WR,WL(駆動輪DW)に対応して設けた左右のエンコーダRE,LEでの計測結果に基づいて走行位置を確認する。 The main control unit MP is connected to each component of the traveling device 10 and is also connected to the cleaning pad drive control unit PD, and performs driving control of the cleaning pad according to the traveling condition as well as driving control. The main control unit MP also includes a traveling position confirmation unit DC that confirms the measurement results. The traveling position confirmation unit DC confirms the traveling position based on the measurement results of the left and right encoders RE, LE provided corresponding to the left and right wheels WR, WL (drive wheels DW).

主制御部MPは、走行装置10による走行を制御すべく、駆動調整部DAを介して各車輪駆動部RD,LDの駆動制御を行う。この際、走行装置10は、走行位置確認部DCでの位置確認の結果に基づき、駆動輪DWを構成する各車輪WR,WLの駆動状態(回転速度すなわち走行速度等)を調整する。また、これらに併せて、清掃パッド50の駆動状況(パッドの回転数等)を調整する。 The main control unit MP controls the drive of each wheel drive unit RD, LD via the drive adjustment unit DA to control the traveling of the traveling device 10. At this time, the traveling device 10 adjusts the drive state (rotation speed, i.e., traveling speed, etc.) of each wheel WR, WL that constitutes the driving wheel DW based on the result of the position confirmation by the traveling position confirmation unit DC. In addition, in conjunction with this, it also adjusts the drive state of the cleaning pad 50 (pad rotation speed, etc.).

以上のように、床清掃ロボット100において各部が連携することで、自身の走行における位置検知を行いつつ、床清掃の動作がなされる。 As described above, each part of the floor cleaning robot 100 works together to detect its own position while cleaning the floor.

以下、図5(A)等を参照して、床清掃ロボット100のうち、自律走行式台車ACとその周辺の構造について説明する。図5(A)~図5(C)では、駆動輪フレームDFや従動輪フレームTF、これらを繋ぐ取付部AT、走行装置10、駆動輪フレームDFの下面側の構成以外については、省略している。図示の例では、駆動輪フレームDFは板状の部材となっており、駆動輪フレームDFの上に載置物として筐体CS(図3等参照)に収納される各部が設置される。一方、駆動輪フレームDFの下部には、例えば走行装置10を構成する各部のほか、清掃を行うための清掃パッド50が設けられている。言い換えると、清掃パッド50は、駆動輪フレームDFの底面に取り付けられる床面清掃用のパッド部である。 The following describes the autonomous traveling cart AC and its surrounding structure of the floor cleaning robot 100 with reference to FIG. 5(A) and other figures. In FIG. 5(A) to FIG. 5(C), only the drive wheel frame DF, the driven wheel frame TF, the mounting part AT connecting them, the traveling device 10, and the structure on the underside of the drive wheel frame DF are shown. In the illustrated example, the drive wheel frame DF is a plate-shaped member, and the various parts stored in the housing CS (see FIG. 3, etc.) are placed on the drive wheel frame DF as objects to be placed on it. Meanwhile, the lower part of the drive wheel frame DF is provided with, for example, the various parts constituting the traveling device 10, as well as a cleaning pad 50 for cleaning. In other words, the cleaning pad 50 is a pad part for cleaning the floor surface that is attached to the bottom surface of the drive wheel frame DF.

なお、図示の一例では、取付部ATは、駆動輪フレームDF上に設けられた凸部としての第1接続部CN1と従動輪フレームTF内に設けられた凹部としての第2接続部CN2とを円柱状のピンPNで接続しつつ、従動輪フレームTFが、Z方向に延びるピンPNを軸として回転可能となっている。なお、図示の一例では、左右一対構成の従動輪FWa,FWbは、従動輪フレームTFの底面に取付固定されてキャスタのような構造となっており、水平面に対して回転可能である。 In the illustrated example, the mounting part AT connects the first connection part CN1 as a convex part provided on the driving wheel frame DF to the second connection part CN2 as a concave part provided in the driven wheel frame TF with a cylindrical pin PN, and the driven wheel frame TF can rotate around the pin PN extending in the Z direction. In the illustrated example, the pair of left and right driven wheels FWa, FWb are attached and fixed to the bottom surface of the driven wheel frame TF and have a caster-like structure, and can rotate on a horizontal plane.

ここで、本実施形態のように、床清掃ロボット100のうち、自律走行式台車ACの底面側に、より具体的には、駆動輪フレームDFの下面に、清掃パッド50が取り付けられている場合、特に図5(B)から明らかなように、下面あるいは底面部分における清掃パッド50と各車輪WR,WL,FWa,FWbとの配置関係が、装置全体の大きさや清掃パッド50の大きさを定める上で重要になることが分かる。本実施形態では、全4輪構成となっていることで、図示のように、駆動輪フレームDF及び従動輪フレームTFの下面で定まる矩形状の底面部分において、四隅に4つの車輪WR,WL,FWa,FWbを配置することができるので、装置全体に対して極力大きな範囲で円形状の清掃パッド50を配置させることが可能となっている。 Here, in the case where the cleaning pad 50 is attached to the bottom side of the autonomously traveling cart AC of the floor cleaning robot 100, more specifically, to the underside of the drive wheel frame DF, as in this embodiment, as is particularly clear from FIG. 5B, the positional relationship between the cleaning pad 50 and each wheel WR, WL, FWa, FWb on the underside or bottom surface part is important in determining the size of the entire device and the size of the cleaning pad 50. In this embodiment, since there are a total of four wheels, as shown in the figure, the four wheels WR, WL, FWa, FWb can be arranged at the four corners of the rectangular bottom surface part defined by the underside of the drive wheel frame DF and the driven wheel frame TF, so that the circular cleaning pad 50 can be arranged over as large an area as possible relative to the entire device.

これに対して、例えば、図6において比較例α1として示す側面図及び底面図にあるように、2輪構成の駆動輪WR,WLと、1輪構成の従動輪FWの全3輪構成とすると、全4輪構成と比較して車輪が浮きにくくなるという利点はあるものの、本体幅W1及び本体長H1に比べて清掃面の径R1が小さくなってしまう。これは、安定化の観点から従動輪FWの配置を四隅の1つにできないことに由来する。このため、清掃面の径R1を大きくしようとすると、例えば図6において比較例α2として示す側面図及び底面図にあるように、比較例α1に示す状態から本体長H1も大きくする必要がある。つまり、全3輪構成の場合、車輪WR,WL,FWの配置との関係で省スペースのレイアウトが困難になる可能性がある。これに対して、図6において比較例α3として示す側面図及び底面図にあるように、2輪構成の駆動輪WR,WLと、2輪構成の従動輪FWa,FWbの全4輪構成とすることで、清掃面の径R1を大きくしつつ、本体長H1については、大きくすることなくコンパクト化を図ることが考えられる。しかし、比較例α3のように、1つのフレームFRに4つの車輪WR,WL,FWa,FWbを設けた構成では、例えば図2(B)を参照して説明したように、車輪WR,WL,FWa,FWbが浮いてしまう、特に駆動輪WR,WLが浮いてしまう可能性がある。 In contrast, for example, as shown in the side view and bottom view of Comparative Example α1 in FIG. 6, a three-wheel configuration with two driving wheels WR and WL and one driven wheel FW has the advantage that the wheels are less likely to float compared to a four-wheel configuration, but the diameter R1 of the cleaning surface is smaller than the body width W1 and body length H1. This is because the driven wheel FW cannot be placed at one of the four corners from the perspective of stabilization. For this reason, if you want to increase the diameter R1 of the cleaning surface, you need to increase the body length H1 from the state shown in Comparative Example α1, for example, as shown in the side view and bottom view of Comparative Example α2 in FIG. 6. In other words, in the case of a three-wheel configuration, it may be difficult to achieve a space-saving layout in relation to the placement of the wheels WR, WL, and FW. In contrast, as shown in the side view and bottom view of Comparative Example α3 in Figure 6, by using a four-wheel configuration with two drive wheels WR, WL and two driven wheels FWa, FWb, it is possible to increase the diameter R1 of the cleaning surface while keeping the main body length H1 compact without increasing it. However, in a configuration in which four wheels WR, WL, FWa, FWb are provided on one frame FR as in Comparative Example α3, there is a possibility that the wheels WR, WL, FWa, FWb, especially the drive wheels WR, WL, may float, as explained with reference to Figure 2 (B), for example.

これに対して、本実施形態では、自律走行式台車ACを適用して床清掃ロボット100を構成している。これにより、円形状の清掃パッド50として大きなものを採用しつつ、走行の安定性を実現している。なお、これについては、見方を変えると、清掃パッド50に対して装置全体の小型化を図ることを可能にしているとも言える。 In contrast, in this embodiment, the floor cleaning robot 100 is configured using an autonomously traveling cart AC. This allows for stable travel while using a large circular cleaning pad 50. From another perspective, this can also be said to make it possible to miniaturize the entire device relative to the cleaning pad 50.

また、車輪WR,WL,FWa,FWbとの干渉を回避できる範囲において、例えば清掃パッド50を矩形状の底面のギリギリかあるいは一部はみ出す程度の大きさにすることも可能であり、床面の隅々まで清掃を行うことが可能となる。 In addition, to the extent that interference with the wheels WR, WL, FWa, and FWb can be avoided, the cleaning pad 50 can be made large enough to fit just to the edge of the rectangular bottom surface or to extend partially beyond it, making it possible to clean every corner of the floor surface.

以上のように、本実施形態に係る床清掃ロボット100は、自律走行式台車ACを備え、駆動輪フレームDFの底面に取り付けられる床面清掃用のパッド部である清掃パッド50を備える。この場合、上記床清掃ロボット100では、自律走行式台車ACを備えることで、床面等の走行面である路面GNの凹凸に対して安定した接地性能を簡易な構成で確保できる。 As described above, the floor cleaning robot 100 according to this embodiment is equipped with an autonomously traveling cart AC, and a cleaning pad 50 which is a pad portion for cleaning floor surfaces that is attached to the bottom surface of the drive wheel frame DF. In this case, by being equipped with an autonomously traveling cart AC, the floor cleaning robot 100 can ensure stable ground contact performance against unevenness of the road surface GN, which is the traveling surface such as a floor surface, with a simple configuration.

〔第2実施形態〕
以下、図7等を参照して、第2実施形態に係る自律走行式台車とこれを備える床清掃ロボットについて一例を説明する。なお、本実施形態に係る自律走行式台車AC及びこれを備える床清掃ロボット100は、取付部ATによる従動輪フレームTFの回転範囲を制限させるための回転制限機構RLが設けられている点において、第1実施形態の場合と異なっているが、これ以外の点については、第1実施形態の場合と同様であるので、自律走行式台車ACや床清掃ロボット100についての図示や説明については、省略する。なお、本実施形態では、第1実施形態と異なる点である回転制限機構RLは、床清掃ロボット100のうち自律走行式台車ACにかかるものであるため、床清掃ロボット100についての一実施形態であるだけでなく、自律走行式台車ACについての一実施形態でもある。
Second Embodiment
Hereinafter, an example of an autonomous traveling cart and a floor cleaning robot equipped with the same according to the second embodiment will be described with reference to Fig. 7 and the like. The autonomous traveling cart AC and the floor cleaning robot 100 equipped with the same according to this embodiment are different from those of the first embodiment in that a rotation limiting mechanism RL for limiting the rotation range of the driven wheel frame TF by the mounting part AT is provided. However, other points are the same as those of the first embodiment, so illustrations and descriptions of the autonomous traveling cart AC and the floor cleaning robot 100 will be omitted. In this embodiment, the rotation limiting mechanism RL, which is different from the first embodiment, is related to the autonomous traveling cart AC of the floor cleaning robot 100, so this is not only an embodiment of the floor cleaning robot 100 but also an embodiment of the autonomous traveling cart AC.

図7(A)は、回転制限機構RLを有する自律走行式台車ACのうち、従動輪フレームTFの構造について説明するための概念的な正面図であり、図7(B)は、障害物OBを乗り越える際に傾いた状態にある従動輪フレームTFについて一例を示す正面図である。また、図7(C)及び図7(D)は、図7(A)及び図7(B)の一部拡大図である。さらに、図8(A)は、回転制限機構RLについて示す概念的な平面図であり、図8(B)及び図8(C)は、図7(C)及び図7(D)のうち、回転制限機構RLについてさらに一部拡大した図である。なお、図8(B)及び図8(C)において、比較により傾斜の様子を示すべく、水平基準線HSを破線で示している。 Figure 7(A) is a conceptual front view for explaining the structure of the driven wheel frame TF of the autonomous traveling cart AC having a rotation limiting mechanism RL, and Figure 7(B) is a front view showing an example of the driven wheel frame TF in a tilted state when climbing over an obstacle OB. Also, Figures 7(C) and 7(D) are partial enlarged views of Figures 7(A) and 7(B). Furthermore, Figure 8(A) is a conceptual plan view showing the rotation limiting mechanism RL, and Figures 8(B) and 8(C) are further partial enlarged views of the rotation limiting mechanism RL in Figures 7(C) and 7(D). Note that in Figures 8(B) and 8(C), the horizontal reference line HS is shown by a dashed line to show the state of tilt by comparison.

まず、図7(A)等に示すように、本実施形態では、左右一対構成の回転制限機構RLが、取付部ATを構成するピンPNを中心にして左右対称に、棒状に延びる従動輪フレームTFの両端側に設けられている。例えば図7(B)に例示するように、障害物(凹凸)OBによって、従動輪フレームTFが傾くと、回転制限機構RLは、従動輪フレームTFのある程度までの傾きは許容しつつ、ある程度以上には傾かないようにストッパーとして機能する。つまり、まず、図7(C)及び図8(B)に示すように、従動輪フレームTFが傾いていない状態では、動きが許容された状態にある。一方、図7(D)及び図8(C)に示すように、従動輪フレームTFがある程度まで傾くと、それ以上の傾きが制限されるものとなる。なお、取付部ATにおいては、水平面走行時において図7(A)、図7(B)又は図8(B)に示す姿勢を維持すべく、例えば、バネ機構等により中立位置維持機構を設けて、取付部ATを上下で保持するようにしてもよい。 First, as shown in FIG. 7(A) and other figures, in this embodiment, a pair of rotation limiting mechanisms RL are provided on both ends of the rod-shaped driven wheel frame TF, symmetrically on the left and right sides of the pin PN that constitutes the mounting portion AT. For example, as shown in FIG. 7(B), when the driven wheel frame TF is tilted by an obstacle (unevenness) OB, the rotation limiting mechanism RL functions as a stopper to allow the driven wheel frame TF to tilt to a certain extent, but not to tilt beyond that. In other words, as shown in FIG. 7(C) and FIG. 8(B), when the driven wheel frame TF is not tilted, movement is permitted. On the other hand, as shown in FIG. 7(D) and FIG. 8(C), when the driven wheel frame TF is tilted to a certain extent, further tilting is restricted. In addition, in order to maintain the posture shown in FIG. 7(A), FIG. 7(B), or FIG. 8(B) when traveling on a horizontal plane, the mounting part AT may be provided with a neutral position maintaining mechanism, for example, a spring mechanism, to hold the mounting part AT at the top and bottom.

以下、上記のような機能を果たすための回転制限機構RLの構成について、主に図8(A)を参照して一例を説明する。図8(A)等に示すように、回転制限機構RLは、駆動輪フレームDFに設けた駆動輪側ピンDPと、従動輪フレームTFに設けた従動輪側ピンTPと、これらを繋ぐリング状の弾性部材(輪ゴム)EPとを有する。すなわち、弾性部材EPは、駆動輪側ピンDPと従動輪側ピンTPとを相対的に変位可能としつつ接続している。なお、図8(B)及び図8(C)に示すように、従動輪フレームTFには、駆動輪フレームDFから延びる駆動輪側ピンDPを挿通させるための挿通孔HLが設けられている。 Below, an example of the configuration of the rotation limiting mechanism RL for performing the above-mentioned function will be described mainly with reference to FIG. 8(A). As shown in FIG. 8(A) and other figures, the rotation limiting mechanism RL has a driving wheel side pin DP provided on the driving wheel frame DF, a driven wheel side pin TP provided on the driven wheel frame TF, and a ring-shaped elastic member (rubber band) EP that connects them. In other words, the elastic member EP connects the driving wheel side pin DP and the driven wheel side pin TP while allowing them to be displaced relative to each other. As shown in FIG. 8(B) and FIG. 8(C), the driven wheel frame TF has an insertion hole HL for inserting the driving wheel side pin DP extending from the driving wheel frame DF.

まず、図8(B)又は図7(C)に示すような従動輪フレームTFが傾いていない状態では、駆動輪側ピンDPと従動輪側ピンTPとの距離が近くこれらに対して弾性部材EPから大きな力はかからず、従動輪フレームTFは、回転可能な状態となっている。これに対して、図8(C)又は図7(D)に示すような従動輪フレームTFがある程度まで傾いた状態では、駆動輪側ピンDPと従動輪側ピンTPとの距離が遠くなり、弾性部材EPからこれらを近づけようとする力が働く。つまり、従動輪フレームTFの回転に対して規制がかかる。以上のように、簡易な構成の回転制限機構RLにおいて、弾性部材EPの強度や、駆動輪側ピンDPと従動輪側ピンTPとの相対的な位置を適宜定めることで、駆動輪フレームDFの回転による変位を許容しつつ、適切な回転制限ができる。 First, when the driven wheel frame TF is not tilted as shown in FIG. 8(B) or FIG. 7(C), the driving wheel side pin DP and the driven wheel side pin TP are close to each other, so the elastic member EP does not apply a large force to them, and the driven wheel frame TF is in a rotatable state. In contrast, when the driven wheel frame TF is tilted to a certain extent as shown in FIG. 8(C) or FIG. 7(D), the driving wheel side pin DP and the driven wheel side pin TP are farther apart, so the elastic member EP exerts a force that tries to bring them closer together. In other words, the rotation of the driven wheel frame TF is restricted. As described above, in the rotation restriction mechanism RL with a simple configuration, by appropriately determining the strength of the elastic member EP and the relative position of the driving wheel side pin DP and the driven wheel side pin TP, it is possible to appropriately restrict rotation while allowing displacement due to the rotation of the driving wheel frame DF.

なお、回転制限機構RLについては、上記一例に限らず、種々の変形例が適用可能である。例えば、図8(A)~図8(C)に対応する図9(A)~図9(C)に示す一変形例のように、弾性部材EPや従動輪側ピンTPを有さず、駆動輪側ピンDPとこれを挿通させるための挿通孔HLを設け、挿通孔HLの側面に駆動輪側ピンDPが当たることで、回転制限を行う態様とすることも考えられる。 The rotation limiting mechanism RL is not limited to the above example, and various modified examples can be applied. For example, as shown in one modified example in Figures 9(A) to 9(C) corresponding to Figures 8(A) to 8(C), it is possible to have a configuration in which there is no elastic member EP or driven wheel side pin TP, but instead a driving wheel side pin DP and an insertion hole HL for inserting it are provided, and the driving wheel side pin DP hits the side of the insertion hole HL to limit rotation.

〔その他〕
この発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施することが可能である。
〔others〕
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be embodied in various forms without departing from the spirit and scope of the present invention.

まず、上記のうち、取付部ATについては、必要な回転動作が得られれば上記に限らず、他の態様としてもよい。なお、上記態様においては、円柱状の軸に対する遊び等は設けず、正確な回転動作のみをすることが有効な1つの態様と考えられる。 First, of the above, the attachment part AT is not limited to the above, and may be in other forms as long as the necessary rotational movement is obtained. In the above form, it is considered to be an effective form to provide only accurate rotational movement without providing play or the like with respect to the cylindrical shaft.

また、上記ではエンコーダRE,LEにより走行位置を算出するものとしているが、これに限らず、例えば各種センサー等を搭載させて、これらと組み合わせた位置計測を行うものとしてもよい。例えば床清掃ロボット100において、清掃パッド50の回転による作用が位置変動に影響する場合には、これを加味した位置把握を行うものとしてもよい。 In the above, the travel position is calculated using the encoders RE and LE, but this is not limiting, and for example, various sensors may be installed and position measurements may be performed in combination with these. For example, in the case of the floor cleaning robot 100, if the action of the rotation of the cleaning pad 50 affects position fluctuations, the position may be grasped taking this into account.

また、上記では、例えば図1等に示した自律走行式台車ACは、左右で個別に回転駆動を行うものとしているが、一体的に駆動する構成とすることも考えられる。 In the above, the autonomously traveling cart AC shown in, for example, FIG. 1 is configured to rotate independently on the left and right sides, but it is also possible to configure it so that they are driven integrally.

また、床清掃ロボット100については、種々の態様が考えられ、例えばより小型・薄型のものとすべく、貯水タンク等を有しない乾式の床清掃ロボットにおいて本願を適用することも可能である。 Furthermore, various configurations of the floor cleaning robot 100 are possible, and for example, the present application can be applied to a dry floor cleaning robot that does not have a water tank or the like, in order to make it smaller and thinner.

また、上記では、走行位置を計測しながら移動する床清掃ロボット(掃除ロボット)100に自律走行式台車ACを適用する場合について説明しているが、上記床清掃ロボット100と同様精密な移動を必要とする種々の移動体(移動型ロボット、搬送ロボット)において、本願を適用することも考えられる。 In addition, the above describes the case where the autonomously traveling cart AC is applied to a floor cleaning robot (cleaning robot) 100 that moves while measuring its traveling position, but it is also conceivable that the present application can be applied to various moving bodies (mobile robots, transport robots) that require precise movement similar to the floor cleaning robot 100.

10…走行装置、10A…第1走行部、10B…第2走行部、10C…従動輪部、20…走行制御部、50…清掃パッド、100…床清掃ロボット(掃除ロボット)、A1…矢印、AC…自律走行式台車、ACx…自律走行式台車、AT…取付部、CC…円柱状部材、CN1…第1接続部、CN2…第2接続部、CR…制御部、CS…筐体、DA…駆動調整部、DC…走行位置確認部、DF…駆動輪フレーム(本体フレーム)、DP…駆動輪側ピン、DW…駆動輪、EP…弾性部材(輪ゴム)、FR…フレーム、FW…従動輪、FWa…右車輪(従動輪)、FWb…左車輪(従動輪)、GN…路面(床面)、H1…本体長、HL…挿通孔、LD…左車輪駆動部、MA…可動部分、MM…本体部分、MP…主制御部、OB…障害物(凹凸)、PD…清掃パッド駆動制御部、PN…ピン、R1…径、RD…右車輪駆動部、RE,LE…エンコーダ、RL…回転制限機構、TF…従動輪フレーム、TP…従動輪側ピン、TW…従動輪、W1…本体幅、WL…左車輪(駆動輪)、WR…右車輪(駆動輪)、XA…軸部、α1~α3…比較例 10...running device, 10A...first running part, 10B...second running part, 10C...driven wheel part, 20...running control part, 50...cleaning pad, 100...floor cleaning robot (cleaning robot), A1...arrow, AC...autonomous running cart, ACx...autonomous running cart, AT...mounting part, CC...cylindrical member, CN1...first connection part, CN2...second connection part, CR...control part, CS...housing, DA...drive adjustment part, DC...running position confirmation part, DF...drive wheel frame (main body frame), DP...drive wheel side pin, DW...drive wheel, EP...elastic member (rubber band), FR...frame, FW ...Driven wheel, FWa...Right wheel (Driven wheel), FWb...Left wheel (Driven wheel), GN...Road surface (floor surface), H1...Main body length, HL...Through hole, LD...Left wheel drive unit, MA...Moving part, MM...Main body part, MP...Main control unit, OB...Obstacle (unevenness), PD...Cleaning pad drive control unit, PN...Pin, R1...Diameter, RD...Right wheel drive unit, RE, LE...Encoder, RL...Rotation limiting mechanism, TF...Driven wheel frame, TP...Driven wheel side pin, TW...Driven wheel, W1...Main body width, WL...Left wheel (Driven wheel), WR...Right wheel (Driven wheel), XA...Axle part, α1 to α3...Comparative example

Claims (5)

2輪構成の駆動輪と、
前記駆動輪を固定する駆動輪フレームと、
2輪構成の従動輪と、
前記従動輪を固定する従動輪フレームと、
進行方向について延び、前記従動輪フレームを前記駆動輪フレームに対して回転可能に取り付ける取付部と、
前記取付部による前記従動輪フレームの回転範囲を制限させる回転制限機構と、
前記駆動輪フレームの底面において、前記従動輪フレームの底面側に一部はみ出すように取り付けられ、前記駆動輪を構成する2輪間の距離よりも大きな幅を有する床面清掃用のパッド部と
を備える床清掃ロボット。
A two-wheel drive wheel configuration;
A drive wheel frame for fixing the drive wheel;
A two-wheel driven wheel;
A driven wheel frame for fixing the driven wheel;
a mounting portion extending in a traveling direction and configured to rotatably mount the driven wheel frame to the driving wheel frame;
a rotation limiting mechanism that limits a rotation range of the driven wheel frame by the mounting portion;
A floor cleaning robot comprising: a pad portion for cleaning floor surfaces attached to the bottom surface of the driving wheel frame so as to protrude partially toward the bottom surface of the driven wheel frame, and having a width greater than the distance between the two wheels that constitute the driving wheels .
前記駆動輪フレームは、前記駆動輪の駆動源を載置物とともに支持する本体フレームであり、
前記従動輪フレームは、棒状部材の両端において前記従動輪のそれぞれの車輪を固定し、走行路面における凹凸の度合に応じて前記従動輪のうち少なくとも一方の車輪が接地する、請求項1に記載の床清掃ロボット。
The drive wheel frame is a main body frame that supports a drive source of the drive wheel together with a load,
2. The floor cleaning robot according to claim 1, wherein the driven wheel frame fixes the wheels of the driven wheels at both ends of a rod-shaped member, and at least one of the driven wheels comes into contact with the ground depending on the degree of unevenness of a road surface on which the robot is traveling.
前記回転制限機構は、前記駆動輪フレームに設けた駆動輪側ピンと前記従動輪フレームに設けた従動輪側ピンとを相対的に変位可能としつつ接続する弾性部材を含む、請求項1及び2のいずれか一項に記載の床清掃ロボット。 3. The floor cleaning robot according to claim 1, wherein the rotation limiting mechanism includes an elastic member that connects a driving wheel side pin provided on the driving wheel frame and a driven wheel side pin provided on the driven wheel frame while allowing them to be displaced relative to each other. 前記従動輪は、水平面に対して回転可能である、請求項1~のいずれか一項に記載の床清掃ロボット。 The floor cleaning robot according to claim 1 , wherein the driven wheel is rotatable with respect to a horizontal plane. 前記床面清掃用のパッド部は、前記駆動輪フレームの底面の中央に回転軸を有して前記底面に沿った面内について回転する円形状の部材である、請求項1に記載の床清掃ロボット。 The floor cleaning robot according to claim 1, wherein the pad portion for cleaning the floor surface is a circular member that has a rotation axis at the center of the bottom surface of the drive wheel frame and rotates in a plane along the bottom surface.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3005658U (en) 1994-06-24 1995-01-10 有限会社アジエル Floor polisher
JP2011235692A (en) 2010-05-07 2011-11-24 Ihi Aerospace Co Ltd Traveling robot
JP2012105801A (en) 2010-11-17 2012-06-07 Amano Corp Floor treatment machine
US20170129297A1 (en) 2014-06-19 2017-05-11 Husqvarna Ab Improved robotic working tool
JP2019067315A (en) 2017-10-05 2019-04-25 株式会社前川製作所 Unmanned carrier

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07114052B2 (en) * 1988-06-28 1995-12-06 シャープ株式会社 Cassette loading mechanism
JP2017144055A (en) * 2016-02-17 2017-08-24 東芝ライフスタイル株式会社 Vacuum cleaner

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3005658U (en) 1994-06-24 1995-01-10 有限会社アジエル Floor polisher
JP2011235692A (en) 2010-05-07 2011-11-24 Ihi Aerospace Co Ltd Traveling robot
JP2012105801A (en) 2010-11-17 2012-06-07 Amano Corp Floor treatment machine
US20170129297A1 (en) 2014-06-19 2017-05-11 Husqvarna Ab Improved robotic working tool
JP2019067315A (en) 2017-10-05 2019-04-25 株式会社前川製作所 Unmanned carrier

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