自主行驶车辆的制作方法

本发明涉及一种自主行驶车辆(autonomouslynavigatingvehicle)，更详细而言，涉及一种具有用于安装底盘和罩(cover)的悬架机构(suspensionmechanism)的自主行驶车辆。

背景技术

这种自主行驶车辆具有将罩以可位移的方式安装于底盘的悬架机构，本申请人此前在专利文献1中也提出了这种自主行驶车辆。

专利文献1所记载的技术构成为，悬架机构具有至少1根安装轴，该安装轴在底盘与罩之间在重力轴方向上一端被安装于罩的卡止部，并且另一端被安装于所述底盘。

更具体而言，专利文献1所记载的技术构成为，除了安装轴之外还具有转换件，该转换件被安装于安装轴，将作用于安装轴的力转换为向与重力轴方向正交的水平方向的移动。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际申请pct/jp2015/85956号

技术实现要素：

发明所要解决的技术问题

专利文献1所记载的技术如上述那样构成为，在自主行驶车辆中通过悬架机构来安装底盘和罩。

与专利文献1所记载的技术同出一辙，本发明的技术问题也在于提供一种通过悬架机构来安装底盘和罩的自主行驶车辆。

用于解决技术问题的技术方案

为了解决上述技术问题，本发明是一种自主行驶车辆，其具有底盘、罩和悬架机构，且通过被安装于所述底盘的驱动轮来进行行驶，其中，所述悬架机构具有至少1根安装轴，该安装轴在所述底盘与罩之间一端通过卡止部而被安装于所述罩，并且另一端被安装于所述底盘，

所述悬架机构构成为：具有筒体、第1安装轴保持部、侧视观察时呈大致滑面形状的轴下端部、第2安装轴保持部和施力部件，其中，所述筒体以可移动的方式被安装于所述安装轴，并且具有大致半球面形状的外周面；所述第1安装轴保持部被设置于所述底盘，并且具有大致半球面形状的内表面，且使所述筒体的外周面抵接于所述内表面来将所述安装轴以可摆动的方式进行保持；所述侧视观察时呈大致滑面形状的轴下端部被设置于所述安装轴的最下部；所述第2安装轴保持部在所述第1安装轴保持部的下方被设置于所述底盘，并且具有由大致圆锥形状的顶点相当部和与所述顶点相当部连续的斜面相当部构成的内表面，且使所述轴下端部抵接于所述顶点相当部和斜面相当部中的任一方来保持所述安装轴；所述施力部件被弹性安装于所述筒体与所述轴下端部之间，且对所述筒体和所述轴下端部以使其彼此分离的方式施力。

发明效果

在本发明所涉及的自主行驶车辆中，悬架机构构成为具有筒体、第1安装轴保持部、滑面形状的轴下端部、第2安装轴保持部和施力部件，其中，所述筒体以可移动的方式被安装于安装轴；所述第1安装轴保持部使筒体的半球面形状的外周面抵接于内表面来将安装轴以可摆动的方式进行保持；所述滑面形状的轴下端部被设置于安装轴的下端；所述第2安装轴保持部使轴下端部抵接于顶点相当部和斜面相当部中的任一方来保持安装轴；所述施力部件被弹性安装于筒体与轴下端部之间且以使两者彼此分离的方式来施力，因此能够通过悬架机构可靠地安装底盘和罩，并且能够提高安装轴的保持力。

另外，构成为通过施力部件使滑面形状的轴下端部抵接于顶点相当部与斜面相当部中的任一方，本来是使其抵接于顶点相当部，由此来保持安装轴，因此能够有效地抑制罩的振动，从而能够减小行驶声音，其中所述施力部件被弹性安装于筒体与轴下端部之间且以使两者彼此分离的方式来施力。

另外，当罩发生位移时，轴下端部沿斜面相当部向斜上方移动而压缩施力部件，据此提高碰撞时的缓冲性，并且在位移复原时一边使用重力和施力部件的反作用力一边使轴下端部沿斜面向斜下方移动，据此能获得迅速的复原力。

附图说明

图1是整体表示本发明实施方式所涉及的自主行驶车辆的概念图。

图2是图1的自主行驶车辆的俯视图。

图3是图1的自主行驶车辆的作业区域等的说明图。

图4是图1的自主行驶车辆的用于安装罩和底盘的悬架机构的示意性的侧面剖视图。

图5是表示图4的悬架机构的动作的侧面剖视图。

图6同样是表示图4的悬架机构的动作的侧面剖视图。

图7同样是表示图4的悬架机构的动作的侧面剖视图。

具体实施方式

图1等中，标记10表示自主行驶车辆(以下称为“车辆”)。具体而言，车辆10由割草机构成。车辆10的车体12由底盘(车体框架)12a和以可位移的方式被安装于底盘12a的罩12b构成。

车辆10在前后方向上在底盘12a前侧具有通过支柱(stay)12c固定的直径比较小的左右2个前轮14，并且在后侧具有被直接安装于底盘12a的直径比较大的左、右后轮16。

在车辆10的底盘12a的中央位置附近安装有割草作业用的刀片(blade)(作业机，具体而言为旋转刀片)20，并且在其上部配置有电动机(原动机。以下称为“作业电机”)22。刀片20与作业电机22连接，被作业电机22驱动而旋转。

在刀片20连结有用户自如手动操作的刀片高度调节机构24。刀片高度调节机构24构成为，具有用户可操作的把手，用户能够通过用手转动该把手来调节刀片20距接地面gr的在上下方向上的高度。

在车辆10的底盘12a上，在刀片20的后端侧安装有2个电动机(原动机。以下称为“牵引电机”)26l、26r。牵引电机26l、26r连接于左、右后轮16，以前轮14为从动轮，以后轮16为驱动轮使其左右单独地正转(向前进方向旋转)或倒转(向后退方向旋转)。刀片20、作业电机22和牵引电机26等被罩12b覆盖。

在该实施方式中，车辆10具有用户可搬运的重量和尺寸，例如具有全长(前后方向的长度)为71cm左右，全宽为55cm左右，高度为30cm左右的尺寸。

在车辆10的后部收装有搭载充电单元30和连接于搭载充电单元30的搭载电池(蓄电池)32，并且在底盘12a上以向前端位置的前方突出的方式安装有一对电池充电端子34。电池充电端子34连接于搭载充电单元30。作业电机22和牵引电机26也连接于搭载电池32，由搭载电池32进行通电。

在车辆10上，在车体12的前侧配置有左右2个磁传感器36l、36r，并且在后侧配置有1个磁传感器36c，分别输出表示磁场的大小(磁场强度)的信号。

另外，在车体12上安装有接触传感器(第1检测部)40，该接触传感器40检测由于车辆10与障碍物或异物接触而造成的底盘12a与罩12b之间的位移。在后面对接触传感器40的细节进行叙述。

在底盘12a的中央位置附近设有收装箱体，并且在收容于其内部的电路基板42上搭载有电子控制单元(electroniccontrolunit。控制装置。以下称为“ecu”)44，该电子控制单元44由具有cpu、i/o、存储器(rom、eeprom、ram)等的微型计算机构成。

另外，在电路基板42上设有：角速度传感器46，其靠近ecu44且产生表示车辆10的重心位置绕z轴(重力轴)的角速度(偏航角速率)的输出；加速度传感器50，其产生表示作用于车辆10的x、y、z轴的正交3轴方向上的加速度的输出；方位传感器52，其产生表示与地磁对应的绝对方位的输出；gps传感器54，其接收来自gps卫星的电波而产生表示车辆10的当前位置的输出。

另外，在车辆10的左、右后轮16附近配置有车轮速度传感器56，其中该车轮速度传感器56产生表示左、右后轮16的车轮速度的输出，并且在底盘12a与罩12b之间配置有升起传感器(第2检测部)60，其中该升起传感器(liftsensor：升力传感器)60检测由用户等在重力轴方向上将罩12b从底盘12a向上方升起(抬起)的情况。在后面对升起传感器60的细节进行叙述。

在车辆10中，在搭载电池32上配置有电流传感器62，该电流传感器62产生表示搭载电池32的消耗电流的输出。

另外，在车辆10上，以用户自如操作的方式设置有指示作业的动作开始等的主开关64和指示紧急停止的紧急停止开关66。并且，罩12b在上表面形成有较大的缺口，在该缺口设置有用于输入用户的指令等的键盘或触摸屏等输入设备68，并且与其相邻设置有显示器70。输入设备68和显示器70连接于ecu44，在显示器70上按照ecu44的指令而显示作业模式等各种信息。

磁传感器36、接触传感器40、角速度传感器46等传感器类的输出和主开关64等开关类的输出被发送给ecu44。ecu44根据这些输出从搭载电池32向牵引电机26通电，并且输出控制值来控制牵引电机26的动作，据此控制车辆10的行驶。

另外，ecu44根据磁传感器36的输出来检测(识别)作业区域(作业范围)ar，据此向作业电机22通电来在作业区域ar进行作业。

如图3所示，作业区域ar由被配置于其周缘的区域导线(电线)(areawire)72来进行划分。在作业区域ar配置有用于向车辆10的搭载电池32充电的充电站74(图3中，夸张地表示车辆10等的大小)。

本发明的特征在于，在具有上述结构的车辆10中安装底盘12a和罩12b的悬架机构，因此，下面参照图4以后的附图对其进行说明。

图4是悬架机构的示意性的侧面剖视图，图5至图7是表示悬架机构的动作的与图4同样的侧面剖视图。

悬架机构(下面用标记80表示)具有至少一根安装轴82，该安装轴82在底盘12a与罩12b之间，在重力轴方向上如图4所示的那样一端被安装于罩12b的卡止部12b1，并且另一端被安装于底盘12a。

虽然省略了图示，但悬架机构80在车辆10的前轮14的上方设有1个，在后轮16的上方的左右位置设有2个，合计共3个。

另外，在本说明书中，如图1所示，“重力轴方向”是指车辆10被置于接地面gr上时的直角坐标系中的重力轴方向(铅垂轴方向。z轴方向)。

如图所示，悬架机构80具有筒体84、第1安装轴保持部12a1、轴下端部821、第2安装轴保持部12a2和施力部件86。

下面，详细地进行说明，筒体84构成为，以可移动的方式被安装于安装轴82，并且具有侧视观察时呈大致半球面形状的外周面841。即，在筒体84的中央穿设有通孔842，该通孔842用于将筒体84以可移动的方式安装于安装轴82，更详细而言用于使筒体84贯插安装轴82。另外，筒体84的下部被缩径，且在筒体84的下部形成有边缘部843，该边缘部843向与重力轴方向正交的水平方向突出。

第1安装轴保持部12a1构成为，被设置于底盘12a，并且具有侧视观察时呈大致半球面形状的内表面12a11，且使筒体84的侧视观察时呈大致半球面形状的外周面841抵接于内表面12a11来将安装轴82以可摆动的方式进行保持。第1安装轴保持部12a1的内表面12a11具有与筒体84的侧视观察时呈大致半球面形状的外周面841对应的形状(换言之，互补的形状)。

这样，第1安装轴保持部12a1以球窝接头结构(balljointstructure)与筒体84连接，并且如图6和图7所示，在底盘12a与罩之间(更详细而言，罩12b的卡止部12b1与被配置于其下方的底盘12a之间)将安装轴82以自如摆动(且自如移动)的方式进行保持。

轴下端部821构成为，在重力轴方向上被设置于安装轴82的最下部，并且侧视观察时呈大致滑面形状。更具体而言，轴下端部821的滑面形状构成为在侧视观察时呈大致半球面形状。

轴下端部821的上部被扩径，在轴下端部821的上部形成有向与重力轴方向正交的水平方向突出的边缘部8211，且该边缘部8211以在重力轴方向上与筒体84的边缘部843相面对的方式形成。轴下端部821可以与安装轴82一体设置，或者也可以与其分体设置。

第2安装轴保持部12a2构成为，在重力轴方向上在第1安装轴保持部12a1的下方被设置在底盘12a上，并且具有由侧视观察时呈大致圆锥形状的顶点相当部12a21和与顶点相当部12a21连续的斜面相当部12a22构成的内表面，且使侧视观察时呈大致滑面形状的轴下端部821抵接于顶点相当部12a21和斜面相当部12a22中的任一方来保持安装轴82。

第2安装轴保持部12a2的内表面具有由斜面相当部12a22和顶点相当部12a21构成的内表面，其中，所述斜面相当部12a22具有侧视观察时呈大致滑面的形状，更具体而言具有与半球面形状的轴下端部821对应的形状，更具体而言，轴下端部821可在所述斜面相当部12a22平滑地移动；轴下端部821可停止在所述顶点相当部12a21。

这样，第2安装轴保持部12a2也构成为，使轴下端部821抵接于顶点相当部12a21和斜面相当部12a22中的任一方，即，以使轴下端部821停止在顶点相当部12a21或者在斜面相当部12a22上移动的方式来保持安装轴82。

另外，轴下端部821的形状并不限定于在侧视观察时呈大致半球形状，也可以是任何形状，只要能够在第2安装轴保持部12a2的斜面相当部12a22上平滑地移动即可。

具体而言，施力部件86由压缩螺旋弹簧构成，被弹性安装于筒体84与轴下端部821之间，更详细而言，被弹性安装于筒体84的边缘部843与轴下端部821的边缘部8211之间，对筒体84和下端部821向使其彼此分离的方向施力、换言之在重力轴方向上向上、下方向施力。另外，在筒体84的边缘部843的下方设置有使施力部件86排列在图示的上下位置的裙部844。

如图4所示，第1安装轴保持部12a1和第2安装轴保持部12a2通过螺钉等接合部件90接合。为了简化图示，在图4中只示出一处接合部件90。

另外，接合部件90是能够将第1安装轴保持部12a1和第2安装轴保持部12a2接合的部件即可，也可以是焊接部件、铆接部件等。

并且，悬架机构80具有轴上端部822和第3安装轴保持部12b11。

轴上端部822构成为，在重力轴方向上设置于安装轴82的最上部且在侧视观察时呈大致球面形状，具体而言，构成为由球状体构成。轴上端部822也可以与安装轴82一体设置，也可以与其分体设置。

第3安装轴保持部12b11被设置于罩12b的卡止部12b1，更具体而言以内置于卡止部12b1的方式来设置，并且具有侧视观察时呈大致球面形状的内表面12b111，且使侧视观察时呈大致球面形状的轴上端部822抵接于内表面12b111来将安装轴82以自如摆动的方式进行保持。

更具体而言，在卡止部12b1穿设有空洞部，在空洞部收装轴上端部822，并且在空洞部形成与侧视观察时呈大致球面形状的轴上端部822对应(换言之，具有互补的形状)的侧视观察时呈大致球面形状的内表面12b111。

这样，第3安装轴保持部12b11以球窝接头结构与轴上端部822连接，并且如图6和图7所示，在底盘12a与罩12b(更详细而言，罩12b的卡止部12b1)之间将安装轴82以自如摆动的方式进行保持。

另外，如图4清晰地表示的那样，构成为：在安装轴82的位于轴上端部822和筒体84的安装位置之间的部位、与所述底盘12a之间架设(桥接)有由橡胶等具有防水性的材料构成的保护罩(boots)92，因此，第3安装轴保持部12b11与底盘12a之间被保护罩92覆盖。

即，安装轴82在设有第3安装轴保持部12b11的位置的下方设有上下2个向与重力轴方向正交的水平方向突出的凸缘823、824，形成于这些凸缘823、824之间的凹部、与底盘12a的接合第1安装轴保持部12a1、第2安装轴保持部12a2的位置附近的外壁之间用保护罩92来连接。据此，第3安装轴保持部12b11与底盘12a之间被防水性的保护罩92覆盖，阻止水分等浸入。

另外，在安装轴82的轴下端部821附近配置有由永久磁铁等构成的强磁性的磁性体94，并且在底盘12a的重力轴方向的底部配置有由磁传感器构成的接触传感器(第1检测部)40。另外，悬架机构80由树脂材料构成，并且罩12b和底盘12a也由树脂材料构成。

接触传感器40的输出被发送给ecu44，然后与合适的阈值进行比较来检测安装轴82的向与重力轴方向正交的水平方向上的移动，据此检测罩12b与底盘12a之间的位移来检测车辆10与障碍物的接触。

另外，在安装轴82的轴上端部822附近还配置有由永久磁铁等构成的磁性体96，并且在卡止部12b1上配置有由磁传感器构成的升起传感器(第2检测部)60。

升起传感器60的输出也被发送给ecu44，然后与合适的阈值进行比较来检测安装轴82的向重力轴方向的移动，据此检测罩12b被用户等向重力轴方向上的上方升起的情况。

在此，参照图5至图7对本实施方式所涉及的悬架机构80的动作(作用)进行说明。

在相对于底盘12a而言没有外力作用于罩12b时，筒体84和轴下端部821被施力部件86向彼此分离的方向施力，因此，如图5所示，安装轴82以保持在与重力轴方向平行的初始状态的方式进行动作。

即，滑面形状的轴下端部821以被第2安装轴保持部12a2的顶点相当部12a21卡止而停止在顶点相当部12a21，将安装轴82保持在顶点相当部12a21的方式进行动作。

另一方面，当车辆10与障碍物接触等而相对于底盘12a而言有水平方向的外力作用于罩12b时，如图6所示，安装轴82以以下方式进行动作：通过第1安装轴保持部12a1使安装轴82的上端摆动，并且，滑面形状的轴下端部821脱离第2安装轴保持部12a2的顶点相当部12a21而一边在斜面相当部12a22上移动一边保持安装轴82。

另外，当由用户等而作用使罩12b相对于底盘12a在重力轴方向上向上方移动的外力时，如图7所示，安装轴82以以下方式进行动作：筒体84沿安装轴82向下方移动，安装轴82沿重力轴方向上升到与第1安装轴保持部12a1抵接的极限位置。

该安装轴82的上升极限根据安装轴82与筒体84的轴向上的长度来确定。另外，安装轴82在第2安装轴保持部12a2的摆动角度θ(图6)是筒体84与第1安装轴保持部12a1抵接的角度达到极限的角度，因此，能够通过适当地确定它们的形状来获得所期望的摆动角度。

如上所述，本实施方式为一种自主行驶车辆10，该自主行驶车辆10具有底盘12a、罩12b和悬架机构80，且通过被安装于所述底盘12a的驱动轮(由牵引电机26驱动的后轮16)进行行驶(自主行驶)，其中，所述悬架机构80具有至少1根安装轴82，该安装轴82在所述底盘12a与罩12b之间(更具体而言，在重力轴方向上)一端通过卡止部12b1而被安装于所述罩12b，并且另一端被安装于所述底盘12a，所述悬架机构80构成为具有筒体84、第1安装轴保持部12a1、大致滑面形状(更具体而言，侧视观察时呈大致滑面形状)的轴下端部821、第2安装轴保持部12a2和施力部件86，其中，所述筒体84以可移动的方式被安装于所述安装轴82，并且具有大致半球面形状(更具体而言，侧视观察时呈大致半球面形状)的外周面841；所述第1安装轴保持部12a1被设置于所述底盘12a，并且具有侧视观察时呈大致半球面形状的内表面12a11，且使所述筒体84的外周面841抵接于所述内表面12a11来将所述安装轴82以可摆动的方式进行保持；所述大致滑面形状的轴下端部821在所述重力轴方向上被设置于所述安装轴82的最下部(更具体而言，在所述重力轴方向上所述安装轴82的最下部)；所述第2安装轴保持部12a2在所述第1安装轴保持部12a1的下方(更具体而言，在所述重力轴方向上所述第1安装轴保持部12a1的下方)被设置于所述底盘12a，并且具有由大致圆锥形状(更具体而言，侧视观察时呈大致圆锥形状)的顶点相当部12a21和与所述顶点相当部连续的斜面相当部12a22构成的内表面，且使所述轴下端部821抵接于所述顶点相当部12a21和斜面相当部12a22中的任一方来保持所述安装轴82；所述施力部件86被弹性安装于所述筒体84与所述轴下端部821之间，且对所述筒体84和所述轴下端部821以使其彼此分离的方式施力，因此，能够通过悬架机构80可靠地安装底盘12a和罩12b，并且能够提高安装轴82的保持力。

另外，构成为通过施力部件86使滑面形状的轴下端部821抵接于顶点相当部12a21与斜面相当部12a22中的任一方，本来是使其抵接于顶点相当部12a21，由此来保持安装轴82，因此能够有效地抑制罩12b的振动，从而能够减小行驶声音，其中所述施力部件86被弹性安装于筒体84与轴下端部821之间且以使两者彼此分离的方式来施力。

另外，当罩12b发生位移时，轴下端部821沿斜面相当部12a22向斜上方移动而压缩施力部件86，据此提高碰撞时的缓冲性，并且位移复原时一边使用重力和施力部件86的反作用力一边使轴下端部821沿斜面向斜下方移动，据此能获得迅速的复原力。

另外，构成为具有大致球面形状(更具体而言，侧视观察时呈大致球面形状)的轴上端部822和第3安装轴保持部12b11，其中，所述轴上端部822被设置于所述安装轴82的最上部(更具体而言，在所述重力轴方向上所述安装轴82的最上部)；所述第3安装轴保持部12b11被设置于所述罩12b的卡止部12b1，并且具有大致球面形状(更具体而言，侧视观察时呈大致球面形状)的内表面12b111，且使所述轴上端部822抵接于所述内表面12b111来将所述安装轴82以自如摆动的方式进行保持，因此，能够进一步提高安装轴82的保持力，能够进一步抑制罩12b的振动来进一步减小行驶声音。

另外，构成为通过大致球面形状构成的球窝接头结构将安装轴82以在底盘12a与罩12b之间自如摆动的方式进行保持，因此，不管罩12b沿水平方向以怎样的角度发生位移，也能够恢复到初始状态。

另外，所述轴下端部821构成为呈大致半球面形状(更具体而言在侧视观察时呈大致半球面形状)，因此，除了上述效果之外，还能够使轴下端部821在第2安装轴保持部12a2的斜面相当部12a22上平滑地移动。

另外，所述第1安装轴保持部12a1和所述第2安装轴保持部12a2构成为通过接合部件90来接合，因此，除了上述效果之外，还能够分别制作且使其接合，因此能够易于制作。

另外，构成为在所述安装轴82的位于轴上端部822和所述筒体84的安装位置之间的部位、与所述底盘12a之间架设有防水性的保护罩92，因此，除了上述效果之外，还能够防止水分等浸入第3安装轴保持部12b11与底盘12a之间。

另外，构成为具有第1检测部94，该第1检测部94被配置在所述安装轴82附近，根据所述安装轴82向与重力轴方向正交的水平方向的移动来检测所述罩12b与所述底盘12a之间的位移而检测与障碍物的接触，因此，除了上述效果之外，还能够检测与障碍物等的接触。

另外，构成为具有第2检测部96，该第2检测部96被配置在所述安装轴82附近，根据所述安装轴82向重力轴方向的移动来检测所述罩12b的在所述重力轴方向上的向上方的升起，因此，除了上述效果之外，还能够检测罩12b被升起的情况。

另外，在上述中，作为车辆10示例出一边检测被配置在作业区域ar周缘的区域导线72的磁场一边自主行驶的自主行驶车辆，但车辆10并不限定于这种自主行驶车辆。

另外，将车辆10适用于割草车辆，但本发明并不限定于此，还能够适用于其他可自主行驶的自主行驶车辆。

另外，作为第1检测部40、第2检测部60而公开了磁传感器，但并不限定于此，也可以是任何检测部，只要能够检测安装轴82的物理位移即可。

【工业上的可利用性】

本发明所涉及的自主行驶车辆还能够适用于无人驾驶型的自主行驶车辆。

附图标记说明

10：自主行驶车辆(车辆)；12：车体；12a：底盘；12a1：第1安装轴保持部；12a11：内表面；12a2：第2安装轴保持部；12a21：顶点相当部；12a22：斜面相当部；12b：罩；12b1：卡止部；12b11：第3安装轴保持部；12b111：内表面；14：前轮；16：后轮；20：刀片；22：电动机(作业电机)；24：刀片高度调节机构；26：电动机(牵引电机)；30：搭载充电单元；32：搭载电池；34：电池充电端子；36：磁传感器；40：接触传感器(第1检测部)；44：电子控制单元(ecu)；46：角速度传感器；50：加速度传感器；52：方位传感器；54：gps传感器；56：车轮速度传感器；60：升起传感器(第2检测部)；62：电流传感器；68：输入设备；70：显示器；72：区域导线；74：充电站；80：悬架机构；82：安装轴；821：轴下端部；8211：边缘部；822：轴上端部；823、824：凸缘；84：筒体；841：外周面；843：边缘部；90：接合部件；92：保护罩；94、96：磁性体；ar：作业区域。