可在樓梯上升降的移動車輛的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供可在樓梯上升降的移動車輛。當從兩個軸的車輪（22、23）在行駛面（Sd）上著地的狀態(tài)向一個軸的車輪（22）的起立狀態(tài)轉(zhuǎn)移時，在兩個軸車輪著地狀態(tài)中，使主體部（10）相對于支承部（21）繞支承軸（C21）旋轉(zhuǎn)，接著通過降低主體部（10）相對于支承部（21）的旋轉(zhuǎn)速度，來產(chǎn)生繞支承軸（C21）的慣性力（F），接著通過該慣性力（F），使支承部（21）繞在行駛面（Sd）上著地的一個軸的車輪（22）的車軸（22a）旋轉(zhuǎn)，由此轉(zhuǎn)移到該一個軸的車輪（22）的起立狀態(tài)。
【專利說明】可在樓梯上升降的移動車輛
[0001]本申請要求2012年10月31日提交的日本專利申請?zhí)?2012-239933的優(yōu)先權(quán)，包括說明書、附圖和摘要在內(nèi)的公開，通過引用將其全部內(nèi)容并入本申請。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及使兩個軸以上的車輪相對地公轉(zhuǎn)并行進的可在樓梯上升降的移動車輛。
【背景技術(shù)】
[0003]例如，在US2001/0001992A1中記載了一種樓梯升降機，其具有能夠以4輪行駛的主體部和能夠裝載人的裝載部。前后2輪的各車軸以能夠旋轉(zhuǎn)的方式被扶手的兩端支承，扶手的中央以能夠旋轉(zhuǎn)的方式被主體部的下部支承，裝載部以能夠旋轉(zhuǎn)的方式被主體部的上部支承。在這種結(jié)構(gòu)中，當樓梯升降機在上樓梯時，重復(fù)以下一系列的動作:主體部向樓梯側(cè)旋轉(zhuǎn)并移動重心，扶手以樓梯側(cè)的例如前輪(意味著行進方向的前輪)的車軸為中心進行旋轉(zhuǎn)，當后輪(意味著行進方向的后輪)即將在樓梯的上段的臺階面上著地之前，主體部向與樓梯側(cè)相反的一側(cè)旋轉(zhuǎn)并移動重心。
[0004]在上述的樓梯升降機中，在上樓梯時樓梯升降機的重心的移動量增大。因此，可能會存在由主體部的旋轉(zhuǎn)弓I起的、與樓梯的臺階面相對的傾斜角度增大，在樓梯升降時容易不穩(wěn)定，對升降速度產(chǎn)生制約，還有主體部等與樓梯相互干擾的情況。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種可在樓梯上升降的移動車輛，在從兩個軸車輪著地狀態(tài)向一個軸車輪的起立狀態(tài)轉(zhuǎn)移，接著從起立狀態(tài)向兩個軸車輪著地狀態(tài)轉(zhuǎn)移，由此能夠行進的可在樓梯上升降的移動車輛中，可在樓梯上升降的移動車輛在從兩個軸車輪著地狀態(tài)向起立狀態(tài)轉(zhuǎn)移時，能夠較小地抑制相對于行駛面的主體部的傾斜角度。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，該可在樓梯上升降的移動車輛具備:主體部；支承部，其被配置于主體部的下部，并以能夠使主體部繞支承軸旋轉(zhuǎn)的方式支承主體部；兩個軸以上的車輪，它們分別被支承部以能夠繞平行于支承軸的車軸自轉(zhuǎn)的方式支承，并被配置為通過使支承部相對于主體部旋轉(zhuǎn)而夠在相對于支承軸分別不同的位置相對地公轉(zhuǎn)；第一旋轉(zhuǎn)致動器，其使兩個軸以上的車輪與支承部繞各車軸相對地旋轉(zhuǎn)；第二旋轉(zhuǎn)致動器，其使主體部相對于支承部繞支承軸旋轉(zhuǎn)；以及控制裝置，其驅(qū)動第一和第二旋轉(zhuǎn)致動器，使兩個軸以上的車輪中的至少兩個軸的車輪從在行駛面上著地的狀態(tài)向任意一個軸的車輪著地的起立狀態(tài)轉(zhuǎn)移，并且從起立狀態(tài)向兩個軸車輪著地狀態(tài)轉(zhuǎn)移，由此使主體部相對于行駛面行進，
[0007]控制裝置在從兩個軸車輪著地狀態(tài)向起立狀態(tài)轉(zhuǎn)移時，在兩個軸車輪著地狀態(tài)下，使主體部相對于支承部繞支承軸旋轉(zhuǎn)，接著通過使主體部相對于支承部的旋轉(zhuǎn)速度降低，來產(chǎn)生繞支承軸的慣性力，接著通過該慣性力，使支承部繞在行駛面上著地的一個軸的車輪的車軸旋轉(zhuǎn)，由此轉(zhuǎn)移到該一個軸的車輪著地的起立狀態(tài)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]本發(fā)明的前述及其他特征和優(yōu)點將從以下參照附圖的實施方式的描述中變得清楚、其中相同標號用來表不相同兀件、其中:
[0009]圖1是從后方觀察到的本發(fā)明的實施方式的可在樓梯上升降的移動車輛的圖。
[0010]圖2是從右方觀察到的可在樓梯上升降的移動車輛的圖。
[0011]圖3是從上方觀察到的可在樓梯上升降的移動車輛的圖。
[0012]圖4是表示可在樓梯上升降的移動車輛的第一、第二旋轉(zhuǎn)致動器的示意圖。
[0013]圖5是表示可在樓梯上升降的移動車輛的第三旋轉(zhuǎn)致動器的示意圖。
[0014]圖6是構(gòu)成圖1的可在樓梯上升降的移動車輛的控制裝置的功能框圖。
[0015]圖7是表示圖6的切換部進行的切換處理的流程圖。
[0016]圖8A是表示在可在樓梯上升降的移動車輛進行行駛的狀態(tài)下的行駛控制部進行控制中的狀態(tài)的圖。
[0017]圖8B是表示可在樓梯上升降的移動車輛的前輪與樓梯的壁面抵接的狀態(tài)的圖，是表示切換為起立控制部的控制時的狀態(tài)的圖。
[0018]圖8C是從圖8B的狀態(tài)使合成重心向前方移動的狀態(tài)。
[0019]圖8D是圖8C之后的狀態(tài)，是表示使主體部相對于支承部的旋轉(zhuǎn)停止，并產(chǎn)生慣性力的狀態(tài)的圖。
[0020]圖SE是圖8D之后的狀態(tài)，是表示后輪從行駛面升起并開始公轉(zhuǎn)的狀態(tài)的圖。
[0021]圖8F是圖8E之后的狀態(tài)，是表示公轉(zhuǎn)輪達到上死點(top dead center)的狀態(tài)的圖。
[0022]圖8G是圖8F之后的狀態(tài)，是表示公轉(zhuǎn)輪在第一段的臺階面著地的狀態(tài)，是切換為臺階面控制部的控制時的狀態(tài)的圖。
[0023]圖8H是從圖8G的狀態(tài)使合成重心向前方移動的狀態(tài)。
[0024]圖81是圖8H之后的狀態(tài),是表示使主體部相對于支承部的旋轉(zhuǎn)停止,并產(chǎn)生慣性力的狀態(tài)的圖。
[0025]圖8J是圖81之后的狀態(tài)，是表示第一段的臺階面的車輪前進的狀態(tài)的圖。
[0026]圖8K是圖8J之后的狀態(tài)，是表示第一段的臺階面的車輪與樓梯的壁面抵接的狀態(tài)的圖，是切換為起立控制部的控制時的狀態(tài)的圖。
[0027]圖8L是圖8K之后的狀態(tài)，是表示公轉(zhuǎn)輪在第二段的臺階面著地的狀態(tài)的圖?！揪唧w實施方式】
[0028]下面，參照附圖對本發(fā)明的實施例進行說明。
[0029]參照圖1?圖5對本發(fā)明的實施方式所涉及的樓梯升降機可在樓梯上升降的移動車輛進行說明。關(guān)于本實施方式的樓梯升降機1，對應(yīng)用于裝載物品(相當于本發(fā)明的“物體”)進行搬運的裝置進行說明，但是也能夠應(yīng)用于人(相當于本發(fā)明的“物體”)可以搭乘的輪椅。另外，在以下的說明中，所謂“前方向”和“后方向”是指樓梯升降機I的行駛方向，“左方向”和“右方向”是指相對于從后方觀察樓梯升降機I時的行駛方向在水平面上直角的方向。
[0030]如圖1~圖3所示，樓梯升降機I構(gòu)成為，具有主體部10、行駛部20、以及裝載部30等。主體部10由框架構(gòu)件等形成為長方體狀，在主體部10的下部配置有行駛部20，在上部配置有裝載部30。行駛部20在主體部10的左右兩側(cè)，分別具有一對支承部21、一對第一車輪22以及一對第二車輪23。這里，第一車輪22與第二車輪23相對于行進方向前方，存在前后反轉(zhuǎn)的情況。因此，以下，在稱為前輪的情況下，意味著位于行進方向前方的車輪，在稱為后輪的情況下，意味著位于行進方向后方的車輪。
[0031]一對支承部21被配置在主體部10的左右兩側(cè)，并形成為在圖1~圖3中記載的前后方向延長的大致長方體狀。一對支承部21以能夠使主體部10繞位于圖2的紙面左右方向中央的支承軸C21 (圖2所示)相對地旋轉(zhuǎn)的方式支承主體部10。
[0032]第一車輪22和第二車輪23分別被支承部21的兩端(圖2的紙面左右方向兩端)以能夠繞車軸22a、23a (圖2所示)自轉(zhuǎn)的方式支承。支承部21相對于第一車輪22和第二車輪23的旋轉(zhuǎn)方向與主體部10相對于支承部21的旋轉(zhuǎn)方向為同一方向。即，第一車輪22的車軸22a和第二車輪23的車軸23a意味著與支承軸C21平行。即，在使支承部21相對于主體部10，繞支承軸C21旋轉(zhuǎn)的情況下，第一車輪22和第二車輪23相對于支承軸C21，變成相對地公轉(zhuǎn)。
[0033]如圖1~圖3所示，裝載部30由框架構(gòu)件等形成為筐形狀，并具備:支架31，其相對于主體部10，以能夠繞裝載部軸C30 (圖2所示)旋轉(zhuǎn)的方式被支承；大致球狀的蓋32，其以覆蓋支架31的周圍的方式而形成，并被固定于支架31 ;以及矩形狀的托盤33等，托盤33被固定于蓋32的上部，以使得能夠裝載物體。
[0034]在主體部10內(nèi) 的左右兩側(cè)，配置有一對第一旋轉(zhuǎn)致動器40，它們使行駛部20的第一車輪22和第二車輪23與支承部21繞各車軸22a、23a相對地旋轉(zhuǎn)。第一旋轉(zhuǎn)致動器40具有:第一電動機41、第一減速器42以及齒輪傳動鏈43 (參照圖4)等。
[0035]如圖4所示，齒輪傳動鏈43具有橫向并列嚙合的5個正齒輪43a，并在支承部21內(nèi)以能夠旋轉(zhuǎn)的方式被支承。配置于主體部10的第一電動機41的電動機軸41a與配置于主體部10的第一減速器42連結(jié)。第一減速器42的輸出軸42a被貫裝在一體突出設(shè)置于支承部21的中央部分的中空軸21a內(nèi)。配置于齒輪傳動鏈43的中央的正齒輪43a與第一減速器42的輸出軸42a嵌合。
[0036]配置于齒輪傳動鏈43的兩端的正齒輪43a分別與第一車輪22的車軸22a和第二車輪23的車軸23a嵌合。支承部21的中空軸21a經(jīng)由圖略的軸承，被貫裝于主體部10的下部，以使得主體部10與支承部21能夠相對旋轉(zhuǎn)。
[0037]如圖1、圖2以及圖4所示，在主體部10內(nèi)的左右兩側(cè)，配置有一對第二旋轉(zhuǎn)致動器50，它們使主體部10相對于支承部21，繞支承軸C21旋轉(zhuǎn)。第二旋轉(zhuǎn)致動器50具備--第二電動機51、第二減速器52以及傳送帶機構(gòu)53等。傳送帶機構(gòu)53具備:傳送帶53a和2個帶輪53b、53c。
[0038]配置于主體部10的第二電動機51的電動機軸51a與配置于主體部10的第二減速器52連結(jié)。在第二減速器52的輸出軸52a上，嵌合有帶輪53b。此外，在支承部21的中空軸21a上，嵌合有帶輪53c。而且，在帶輪53b與帶輪53c之間，架設(shè)有傳送帶53a。
[0039]此外，如圖1~圖3、圖5所示，在主體部10內(nèi)，配置有第三旋轉(zhuǎn)致動器60，其使裝載部3能夠相對于主體部10繞裝載部軸C30旋轉(zhuǎn)。第三旋轉(zhuǎn)致動器60具備:第三電動機61、第三減速器62以及制動器63等。第三電動機61和第三減速器62被配置于主體部10內(nèi)的左右的一方側(cè)，制動器63被配置于主體部10內(nèi)的左右的另一方側(cè)。
[0040]如圖1和圖5所不,配置于主體部10的第三電動機61的電動機軸61a與配置于主體部10的第三減速器62連結(jié)，第三減速器62的輸出軸62a與安裝在支架31的左右的一方側(cè)的軸承64a嵌合。制動器63的制動器軸63a與安裝在支架31的左右的另一方側(cè)的軸承64b嵌合。制動器63是為了即便在第三電動機61停止后，也可以維持托盤33的水平狀態(tài)而設(shè)置的。
[0041]另外，如圖1?圖3所示，在主體部10內(nèi)固定配置有控制第一、第二、第三旋轉(zhuǎn)致動器40、50、60等的動作的控制裝置70和向第一、第二、第三旋轉(zhuǎn)致動器40、50、60等提供電力的驅(qū)動用電池80，以及圖略的伺服放大器、繼電器等電子部件。另外，在樓梯升降機I中，沒有裝載能夠直接檢測裝載部30的姿勢的傳感器。例如，沒有檢測裝載部30的絕對傾斜角度、主體部10的絕對傾斜角度、支承部21的絕對傾斜角度等的傳感器。
[0042]此外，在裝載部30的蓋32與托盤33之間，在托盤33的四個角落配置有檢測托盤33上所載置的物體的重量的4個重量檢測傳感器92。在蓋32與支架31之間為了抑制托盤33的振動并防止物體的下落，配置有由緩沖材料等形成的圖略的減振器。
[0043]接著，參照圖6對控制裝置70的結(jié)構(gòu)進行說明。如圖6所示，控制裝置70具有切換部71、行駛控制部72、起立控制部73以及臺階面控制部74。切換部71根據(jù)樓梯升降機I的狀態(tài)，來切換行駛控制部72的控制、起立控制部73的控制、以及臺階面控制部74的控制。關(guān)于切換部71的處理，之后再詳細敘述。
[0044]這里對行駛控制部72、起立控制部73以及臺階面控制部74簡單地進行說明，但是之后，與樓梯升降機I的動作說明一起進行詳細地說明。
[0045]行駛控制部72在第一車輪22和第二車輪23在行駛面著地的狀態(tài)下，控制樓梯升降機I的行駛，并且，以支承部21相對于行駛面不旋轉(zhuǎn)的方式控制裝載部30的姿勢。起立控制部73在前輪的起立狀態(tài)下，進行樓梯升降控制，并且在前輪被定位的情況下，控制裝載部30的姿勢。即，起立控制部73控制第一車輪22和第二車輪23的一方相對于另一方的車軸成為公轉(zhuǎn)輪的狀態(tài)。
[0046]臺階面控制部74是當在第一車輪22和第二車輪23在不同的臺階面著地的狀態(tài)中，上段(upper)的車輪22、23與樓梯的壁面間隔有距離的情況下，控制樓梯升降機I。臺階面控制部74通過使上段的車輪22、23相對于臺階面旋轉(zhuǎn)，并且使支承部21相對于臺階面旋轉(zhuǎn)，來使上段的車輪22、23移動到碰到樓梯的壁面為止。另外，臺階面控制部74根據(jù)從上段的車輪22、23到樓梯的壁面的距離以及第一、第二旋轉(zhuǎn)致動器40、50的旋轉(zhuǎn)角度，控制裝載部30的姿勢。
[0047]接著，參照圖7以及圖8A?圖8L，對控制裝置70的切換部71的處理和樓梯升降機I的樓梯的升降動作進行說明。這里，對位于樓梯的水平的行駛臺階面Sd (相當于“行駛面”)上的樓梯升降機I利用控制裝置70的控制，升到第一段的臺階面Sul、以及第二段的臺階面Su2上的動作進行說明。另外，在圖8A?圖8L中，用簡單的模型表示樓梯升降機I的主體部10、行駛部20以及裝載部30。
[0048]首先，如圖8A所示，樓梯升降機I的行駛部20的支承部21處于水平狀態(tài)，樓梯升降機I以樓梯升降機I與裝載物的合成重心G位于支承軸C21的鉛垂線上的行駛姿勢，從圖中的左側(cè)向右側(cè)行駛。在該狀態(tài)下，切換部71選擇了控制裝置70的行駛控制部72的控制。
[0049]行駛控制部72為了使樓梯升降機I行駛，在支承部21相對于行駛面Sd不旋轉(zhuǎn)的情況下，控制第一電動機41，由此使第一車輪22和第二車輪23向前進方向(圖8A的順時針旋轉(zhuǎn))旋轉(zhuǎn)。這樣，第一車輪22和第二車輪23成為相對于行駛面Sd向前進方向旋轉(zhuǎn)，樓梯升降機I前進。
[0050]另外，行駛控制部72控制主體部10和裝載部30的姿勢。這里，合成重心G是對預(yù)先把握的樓梯升降機I本身的重心與裝載物的重心進行合成而得到的。能夠根據(jù)重量檢測傳感器92的檢測值計算裝載物的重心。即，行駛控制部72根據(jù)重量檢測傳感器92的檢測值，計算合成重心G。另外，行駛控制部72對第二、第三電動機51、61進行控制，以便使合成重心G位于支承軸C21的鉛垂線上，并且使裝載部30成為水平。另外，在圖8A中，當主體部10和裝載部30成為垂直狀態(tài)時，合成重心G位于支承軸C21的鉛垂線上。
[0051]這里，參照圖7對切換部71的處理的一部分進行說明。切換處理判定行駛控制部72是否在控制中(SI)。當行駛控制部72在控制中的情況下(S1:是)，判定前輪是否與樓梯的壁面Swl抵接(S2)。然后，若沒有與壁面Swl抵接(S2:否)，則繼續(xù)行駛控制部的控制(S3)。即，繼續(xù)圖8A的狀態(tài)。另一方面，在與壁面Swl抵接了的情況下(S2:是)，切換為起立控制部73的控制(S4)。
[0052]當使樓梯升降機I從圖8A所示的行駛狀態(tài)前進后，如圖SB所示，第一車輪22與樓梯的壁面Swl抵接。如圖7的S2、S4所示，切換部71切換為起立控制部73。
[0053]通過例如第一車輪22的車軸22a所具備的壓力傳感器或主體部10所具備的紅外線等的臺階檢測傳感器等，能夠檢測第一車輪22與樓梯的壁面Swl抵接的情況。此外，也能夠通過車速傳感器進行檢測，還能夠根據(jù)給第一電動機41的指令值與第一電動機41的旋轉(zhuǎn)角度之間的差異進行檢測。
[0054]參照圖8C?圖8G對起立控制部73的控制進行說明。起立控制部73在作為前輪的第一車輪22的起立狀態(tài)下，進行樓梯升降控制，并且，在通過行駛面Sd和壁面Swl定位第一車輪22并使其不旋轉(zhuǎn)的情況下，控制主體部10和裝載部30的姿勢。
[0055]如圖8C所示，起立控制部73控制第二電動機51，使主體部10向前方傾斜，并且，控制第三電動機61使得裝載部30維持水平。即，第二電動機51使主體部10相對于支承部21繞順時針旋轉(zhuǎn)，第三電動機61使裝載部30相對于主體部10繞逆時針旋轉(zhuǎn)。這時，起立控制部73根據(jù)第二、第三電動機51、61的旋轉(zhuǎn)角度，控制第二、第三電動機51、61。
[0056]接著，如圖8D所示，當主體部10達到規(guī)定的傾斜角度時，停止主體部10相對于支承部21的旋轉(zhuǎn)。這里，在圖8D中，在旋轉(zhuǎn)停止的瞬間，包括裝載物的樓梯升降機I整體的合成重心G位于通過第一車輪22的車軸22a的鉛垂線上。此外，合成重心G也可以相比于該鉛垂線上，位于行進方向后方。
[0057]這樣，由于停止主體部10相對于支承部21的旋轉(zhuǎn)，因此產(chǎn)生繞支承軸C21的慣性力F (圖8D所示)。該慣性力F也可以通過降低主體部10相對于支承部21的旋轉(zhuǎn)速度而產(chǎn)生，但是通過停止產(chǎn)生為最大的慣性力。
[0058]這樣，如圖SE所示，通過該慣性力F，成為使支承部21繞位于前方的第一車輪22的車軸22a旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)。即，轉(zhuǎn)移到位于后方的第二車輪23從行駛面Sd升起的狀態(tài)(起立狀態(tài))。然后，第二車輪23以第一車輪22的車軸22a為中心進行公轉(zhuǎn)。
[0059]這時，起立控制部73在前輪(圖8E中的第一車輪22)被定位的情況下，控制第一、第二、第三電動機41、51、61。具體而言，使第一電動機41繞順時針旋轉(zhuǎn)以使支承部21相對于第一車輪22繞順時針旋轉(zhuǎn)。根據(jù)第一電動機41的旋轉(zhuǎn)角度,控制第二、第三電動機51、61，以使得合成重心G位于第一車輪22的車軸22a的鉛垂線上，并且使裝載部30維持為水平。即，使第二電動機51繞逆時針旋轉(zhuǎn)，使第三電動機61繞順時針旋轉(zhuǎn)。
[0060]接著，若繼續(xù)起立控制部73的控制，則如圖8F所示，成為作為公轉(zhuǎn)輪的第二車輪23位于上死點的狀態(tài)。若進一步繼續(xù)控制，則如圖SG所示，作為公轉(zhuǎn)輪的第二車輪23在第一段的臺階面Sul上著地。這里，如上述那樣，能夠通過與檢測到前輪的第一車輪22與樓梯的壁面Swl抵接時相同的方法，來檢測作為公轉(zhuǎn)輪的第二車輪23在第一段的臺階面Sul上著地的情況。
[0061]這里，再次參照圖7對切換部71的處理的一部分進行說明。切換部71在起立控制部73的控制中，如以下那樣進行處理。如圖7所示，當行駛控制部不在控制中的情況下(S1:否)以及在S3、S4的處理之后，判定起立控制部73是否在控制中(S11)。當起立控制部73在控制中的情況下(Sll:是)，如圖8C?圖8G所示，判定公轉(zhuǎn)輪是否已在下一個(next)臺階面Sul上著地(S12)。
[0062]當公轉(zhuǎn)輪還沒有在下一個臺階面Sul上著地的情況下(S12:否)，繼續(xù)起立控制部73的控制(S13)。另一方面，當公轉(zhuǎn)輪已在下一個臺階面Sul上著地的情況下(S12:是)，判定樓梯是否在升降途中(S14)。在升降途中的情況下(S14:是)，判定從已在下一個的臺階面Sul上著地的前輪到樓梯的壁面Sw2為止是否有距離(S15)。在沒有距離的情況下(S15)，即在前輪與壁面Sw2抵接的情況下，繼續(xù)起立控制部73的控制。
[0063]在從前輪到壁面Sw2為止有距離的情況下(S15:是)，切換為臺階面控制部74的控制(S16)。此外，在S14中，若結(jié)束了樓梯的升降(S14:否)，切換為行駛控制部72的控制(S17)。
[0064]S卩，如圖8G所示，當?shù)谝卉囕?2和第二車輪23在不同的臺階面ScUSul上著地的狀態(tài)下，當作為第一段的車輪的第二車輪23與下一個樓梯的壁面Sw2隔有距離時，切換部71從起立控制部73的控制切換為臺階面控制部74的控制。
[0065]參照圖8H?圖8K對臺階面控制部74的控制進行說明。臺階面控制部74使第一段的第二車輪23相對于臺階面Sul旋轉(zhuǎn)，并且使支承部21相對于臺階面Sul旋轉(zhuǎn)，由此使第一段的第二車輪23移動到碰到樓梯的壁面Sw2為止。同時，臺階面控制部74根據(jù)從第一段的第二車輪23到樓梯的壁面Sw2的距離和第一、第二、第三電動機41、51、61的旋轉(zhuǎn)角度，控制主體部10和裝載部30的姿勢。
[0066]如圖8H所示，臺階面控制部74控制第二電動機51，使主體部10向前方傾斜，并且，控制第三電動機61使得裝載部30維持水平。即，第二電動機51使主體部10相對于支承部21繞順時針旋轉(zhuǎn)，第三電動機61使裝載部30相對于主體部10繞逆時針旋轉(zhuǎn)。這時，臺階面控制部74根據(jù)第二、第三電動機51、61的旋轉(zhuǎn)角度，控制第二、第三電動機51、61。
[0067]接著，如圖81所示，當主體部10達到規(guī)定的傾斜角度時，停止主體部10相對于支承部21的旋轉(zhuǎn)。這里，在圖81中，在旋轉(zhuǎn)停止的瞬間，包括裝載物的樓梯升降機I整體的合成重心G位于通過第一段的第二車輪23的車軸23a的鉛垂線上。此外，合成重心G也可以相比于該鉛垂線，位于行進方向后方。
[0068]這樣，由于停止主體部10相對于支承部21的旋轉(zhuǎn)，因此產(chǎn)生繞支承軸C21的慣性力F (圖81所示)。該慣性力F也可以通過降低主體部10相對于支承部21的旋轉(zhuǎn)速度而產(chǎn)生，但是通過停止產(chǎn)生最大的慣性力。
[0069]這里，第一段的第二車輪23沒有被定位。因此，通過該慣性力F，第一段的第二車輪23繼續(xù)旋轉(zhuǎn)前進。但是，行駛面的第一車輪22由于與壁面Swl抵接而無法前進。但是，慣性力F作為使支承部21繞位于第一段的第二車輪23的車軸23a旋轉(zhuǎn)的力而發(fā)揮作用。即，轉(zhuǎn)移到位于行駛面的第一車輪22從行駛面Sd升起的狀態(tài)。通過這樣，如圖8J所示，第一段的第二車輪23旋轉(zhuǎn)而前進，并且行駛面的第一車輪22沿著壁面Swl上升。
[0070]進而接著，如圖8K所示，作為前輪的第二車輪23與樓梯的壁面Sw2抵接。這里，在從圖8H所示的狀態(tài)至圖8K所示的狀態(tài)之間，位于第一段的第二車輪23前進，并且，支承部21相對于臺階面Sul進行旋轉(zhuǎn)。因此，難于把握位于第一段的第二車輪23與支承部21相對于臺階面Sul為怎樣的狀態(tài)。
[0071]因此，在圖8H所示的狀態(tài)下，樓梯升降機I要把握從第一段的第二車輪23至壁面Sw2的距離。例如，可以使用距離傳感器，來計測該距離，也可以通過預(yù)先將樓梯的進深尺寸進行存儲，來計算該距離。在將樓梯升降機I僅用于規(guī)定的樓梯的升降的情況下，能夠如后者那樣進行。
[0072]然后，除該距離之外，還能夠通過把握第一、第二、第三電動機41、51、61的旋轉(zhuǎn)角度，來預(yù)測主體部10和裝載部30為怎樣的姿勢。因此，臺階面控制部74根據(jù)該距離和各電動機41、51、61的旋轉(zhuǎn)角度，來控制主體部10和裝載部30的姿勢。
[0073]然后，在圖8K的狀態(tài)之后，通過起立控制部73的控制，成為圖8L所示的狀態(tài)。即，第一車輪22在第二段的臺階面Su2上著地。進而接著，結(jié)束樓梯的上升動作。
[0074]這里，再次參照圖7對切換部71的處理的一部分進行說明。切換部71在臺階面控制部74的控制中，如以下那樣進行處理。如圖7所示，在Sll中，當起立控制部73不在控制中的情況下(Sll:否)以及在S13、S16、S17的處理之后，判定臺階面控制部74是否在控制中(S21)。當臺階面控制部74在控制中的情況下(S21:是)，如圖8K所示，判定作為前輪的第一段的第二車輪23是否與壁面Sw2抵接(S22)。
[0075]在作為前輪的第一段的第二車輪23還沒有與壁面Sw2抵接的情況下(S22:否)，繼續(xù)臺階面控制部74的控制(S23)。另一方面，在作為前輪的第一段的第二車輪23已與壁面Sw2抵接的情況下(S22:是)，從臺階面控制部74的控制切換為起立控制部73的控制(S24)。
[0076]按照以上，即便不使用陀螺儀傳感器等來檢測主體部10和裝載部30的絕對傾斜角度，在起立控制部73的控制和臺階面控制部74的控制下，也能夠控制主體部10和裝載部30的姿勢。因此，由于能夠減少傳感器數(shù)量，因此能夠?qū)崿F(xiàn)低成本化。
[0077]另外，當從圖8B所示的兩車輪著地狀態(tài)向起立狀態(tài)轉(zhuǎn)移時，使用繞支承軸C21的慣性力F，該慣性力F是通過停止主體部10相對于支承部21的旋轉(zhuǎn)(包括降低旋轉(zhuǎn)速度)而產(chǎn)生的。通過該慣性力F，使行進方向后方的第二車輪23升起。而且，由于使用慣性力F，即便減少樓梯升降機I整體的合成重心G的移動量，也能夠充分地發(fā)揮升起行進方向后方的第二車輪23的力。其結(jié)果是，在樓梯升降時，能夠較小地抑制由主體部10的旋轉(zhuǎn)引起的、相對于樓梯的臺階面ScUSul的傾斜角度。
[0078]尤其是，使用通過停止主體部10相對于支承部21的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的慣性力F，由此能夠得到較大的慣性力。因此，能夠更加減少樓梯升降機I整體的合成重心G的移動量。另夕卜，由于在使慣性力F產(chǎn)生時，包括裝載物的樓梯升降機I整體的合成重心G位于通過行進方向前方的第一車輪22的車軸22a的鉛垂線上，或者相比鉛垂線位于行進方向后方，因此能夠成為穩(wěn)定了起立狀態(tài)的狀態(tài)。
[0079]在上述實施方式中，未使用陀螺儀傳感器等傾斜角度傳感器就進行了姿勢控制。但是，即便在使用傾斜角度傳感器的樓梯升降機中，也適用當從兩輪著地狀態(tài)向起立狀態(tài)轉(zhuǎn)移時，使用慣性力F將后輪從臺階面升起的情況。
[0080]在上述實施方式中，樓梯升降機I具有作為第一車輪22和第二車輪23的兩個軸的車輪。此外，樓梯升降機I也可以構(gòu)成為，具有能夠相對地公轉(zhuǎn)的3個軸以上的車輪。在這種情況下，所謂上述的兩車輪著地狀態(tài)，意味著3個軸以上的車輪中的兩個軸的車輪在行駛面上著地的狀態(tài)，所謂起立狀態(tài)，意味著3個軸以上的車輪中的一個軸的車輪的起立狀態(tài)。
[0081]即便在具有3個軸以上的車輪的樓梯升降機中，也本質(zhì)上與上述相同，通過從兩個軸車輪著地狀態(tài)向起立狀態(tài)轉(zhuǎn)移，接著從起立狀態(tài)向兩個軸車輪著地狀態(tài)轉(zhuǎn)移，3個軸以上的車輪在樓梯的臺階面上依次著地，由此在樓梯上進行升降。另外，關(guān)于具有3個軸以上的車輪的結(jié)構(gòu)，當然能夠應(yīng)用于樓梯升降機(stair climbing vehicle)以外的移動車輛(material handling vehicle)。
【權(quán)利要求】
1.一種可在樓梯上升降的移動車輛，其特征在于，可在樓梯上升降的移動車輛具備: 主體部； 支承部，其被配置于所述主體部的下部，并以能夠使所述主體部繞所述支承軸旋轉(zhuǎn)的方式支承所述主體部； 兩個軸以上的車輪，它們分別被所述支承部以能夠繞平行于所述支承軸的車軸自轉(zhuǎn)的方式支承，并被配置為通過使所述支承部相對于所述主體部旋轉(zhuǎn)而能夠在相對于所述支承軸分別不同的位置相對地公轉(zhuǎn)；第一旋轉(zhuǎn)致動器，其使所述兩個軸以上的車輪與所述支承部繞各車軸相對地旋轉(zhuǎn)；第二旋轉(zhuǎn)致動器，其使所述主體部相對于所述支承部繞所述支承軸旋轉(zhuǎn)；以及控制裝置，其驅(qū)動所述第一旋轉(zhuǎn)致動器和第二旋轉(zhuǎn)致動器，使所述兩個軸以上的車輪中的至少兩個軸的車輪從在行駛面上著地的狀態(tài)向任意一個軸的車輪著地的起立狀態(tài)轉(zhuǎn)移，并從所述起立狀態(tài)向兩個軸車輪著地狀態(tài)轉(zhuǎn)移，由此使所述主體部相對于行駛面行進，所述控制裝置在從所述兩個軸車輪著地狀態(tài)向所述起立狀態(tài)轉(zhuǎn)移時， 在所述兩個軸車輪著地狀態(tài)下，使所述主體部相對于所述支承部繞所述支承軸旋轉(zhuǎn)，接著，通過使所述主體部相對于所述支承部的旋轉(zhuǎn)速度降低，來產(chǎn)生繞所述支承軸的慣性力， 接著，通過該慣性力，使所述支承部繞在所述行駛面上著地的兩個軸的車輪中的一個軸的車輪的車軸旋轉(zhuǎn)，由此轉(zhuǎn)移到該一個軸的車輪著地的起立狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可在樓梯上升降的移動車輛，其特征在于，所述慣性力是通過使所述主體部相對于所述支承部的旋轉(zhuǎn)停止而產(chǎn)生的。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可在樓梯上升降的移動車輛，其特征在于， 在為了使所述慣性力產(chǎn)生而停止所述主體部相對于所述支承部的旋轉(zhuǎn)的瞬間， 所述可在樓梯上升降的移動車輛整體的合成重心位于鉛垂線上或者相比于該鉛垂線，位于行進方向后方，該鉛垂線通過在所述行駛面上著地的兩個軸的車輪中的位于行進方向前方的一個軸的車輪的車軸。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的可在樓梯上升降的移動車輛，其特征在于， 所述可在樓梯上升降的移動車輛整體的所述合成重心是包括裝載物的所述可在樓梯上升降的移動車輛的合成重心。
【文檔編號】B62B3/00GK103786759SQ201310498721
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2013年10月22日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月31日
【發(fā)明者】上田武史, 村田元氣 申請人:株式會社捷太格特