JP5684493B2 - 走行装置およびロボット - Google Patents
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Description
特許文献2、3に開示されている海底走行用ロボットは、クローラーの代わりに、前後に配置された車輪を備え、軽量化を図っている。
・走行装置が砂地等の軟弱な地面を走行する際に、車輪がカバーベルトで覆われているので地面を掘ることがなく、安定して走行することができる。
・海底探査等に用いる場合には、車輪が砂や堆積物をまき上げることがない。
・カバーベルトが軽量であるから、駆動源にかかる負荷はクローラー駆動より小さく、車輪駆動と同等とすることができる。
・硬い地面を走行するのに適した汎用性のある車輪付きの走行装置を基本構造として用いることができ、製造コストを低減できる。
・カバーベルトの収縮力により安定した装着状態が得られる。
・収縮力によるカバーベルトと車輪の摩擦により、カバーベルトを車輪の回転に良好に追随させることができ、駆動輪が前か後かの一方の場合には、従動輪に確実に回転を伝えることができる。
・カバーベルトを車輪に対して容易に装着したり外したりすることができ、カバーベルトに張力をかける装置を必要としない。
・万が一カバーベルトが破断した場合でも、走行不可能となるゴムクローラー等と異なり、タイヤ走行できるのでロボットの回収が容易である。
好ましくは、上記カバーベルトの自然長は、上記タイヤに外接する長円の長さの70〜90%である。
この構成によれば、カバーベルトが横ずれして車輪から外れるのを防止することができる。
上記ベルト部材は、細長いシート形状をなし、その幅が上記接地ラグの幅より大きく、上記接地ラグへの装着状態において断面U字形をなし、
上記ベルト部材の中央部が上記主部として提供され、上記ベルト部材の両側縁部と上記紐部材が上記係止部として提供され、
上記ベルト部材の両側縁部には多数の通し穴が周方向に間隔をおいて形成され、
上記紐部材が上記ベルト部材の通し穴を周方向に沿って順次通ることにより、上記ベルト部材に取り付けられ、上記紐部材において上記ベルト部材の側縁部の内側に位置する部位が、上記接地ラグの側面に当たることにより、上記ベルト部材の側縁部と上記接地ラグの側面との間に間隙が形成される。
この構成によれば、紐部材によりカバーベルトをしっかりと車輪に装着することができる。
係止部の幅を広く確保でき、カバーベルトをより一層しっかりと車輪に装着することができる。
簡単な構成でありながら、紐部材を接着等の手段を用いなくてもベルト部材に取り付けることができる。
好ましくは、上記カバーベルトが、伸縮可能な無端状のベルト部材と、このベルト部材の両側縁部に設けられた伸縮可能な無端状の紐部材を有し、上記ベルト部材の少なくとも中央部が上記主部として提供され、上記紐部材が上記係止部の少なくとも一部として提供され、上記ベルト部材の自然長は、上記接地ラグの先端に外接する長円の長さの70〜90%であり、上記紐部材は、伸ばされた状態で上記接地ラグに装着され、その自然長は上記ベルト部材より短い。
この構成によれば、上記接地ラグ間の空間から上記排出穴を介して砂出しや泥出しを良好に行うことができる。
最初にロボットの基本構成を図1〜図3を参照しながら説明する。図1には理解を容易にするために、前後左右を矢印で示す。このロボットは、前後方向に細長いボデイ1と、このボデイ1の左右に設けられた一対の走行装置2とを備えている。
なお、このボデイ1には、ロボットの求められる役割に応じて、ロボットアーム等の種々の付属器具やセンサーを搭載してもよい。
第1接地ラグ16aは厚肉でカバーベルト周方向の曲げ剛性が高く、幅方向に真直ぐ延びている。第2接地ラグ16bは薄肉でカバーベルト周方向の曲げ剛性が低く、く字形に折れ曲がった平面形状を有している。
走行する際、タイヤ12の接地ラグ16が地面に接地する。地面が整地、不整地のいずれであっても高い接地ラグ16のグリップ作用により良好に走行を行うことができる。
また、海底探査等を行う場合には、たとえ砂地からなる海底を走行可能であったとしても、走行の際に接地ラグ16付きの各車輪10が細かい砂や堆積物を掻いてまき上げてしまい、視界不良をきたす。
なお、上記カバーベルト20の主部25の内周は、補助車輪30の外周にも接する。
なお、上記カバーベルト20の係止部26は補助車輪30の両側面にも当たる。
上述したように、一対の係止部26が接地ラグ16の両側面に当たっているので、カバーベルト20を車輪10に対して安定して掛け渡すことができ、例えば超信地旋回(その場旋回)時のようにカバーベルト20にねじれ力が付与されても、カバーベルト20が横ずれして車輪10から外れるのを防止できる。
なお、上記ロボットを、カバーベルト20装着状態のまま軟弱地面走行のためだけに用いてもよい。この場合、汎用の車輪付きロボットの基本構造をそのまま利用できるので、生産コストを低減することができる。
図9、図10に示す第2実施形態では、車輪10Aのタイヤ12Aが第1実施形態のような接地ラグを有さず、滑らかな外周面に溝(トレッド)19を形成してなる。本実施形態ではこの溝19はタイヤ12Aの幅方向に延びており、直線状をなすとともにその溝幅も比較的広いが、通常の車両用タイヤと同様に、この溝の延び方向、形状、溝幅は種々採用可能である。
各走行装置2Aの基本構造は、第1実施形態の走行装置2と同様である。なお、本実施形態では、各走行装置2Aは左右の側板6A間にホイール10を挟んで支持するようになっており、ホイール10は側板6Aにより側面からは見えない。
なお、第4実施形態に係わるロボットの走行装置として、図9〜図11に示す第2、第3実施形態の走行装置を用いてもよい。
図14に示すカバーベルト20Bは、第1実施形態と同様の形状をなすベルト部材21Bと、その両側縁部の内周に接着されたチューブ(紐部材)22とを有している。
ベルト部材20Bの幅は第1実施形態のベルト部材20より小さく、チューブ22だけで係止部26が構成されている。
なお、図14のカバーベルト20Bを第2、第3実施形態の車輪10A,10Bに装着してもよい。この場合、チューブ22がタイヤ12A,12Bの側面に接する。
また、上記カバーベルト20Eを第1実施形態の車輪10又は第2実施形態の車輪10Aに用いれば、このカバーベルト20Eの突起25zが接地ラグ16又は溝19に引っ掛かることにより、カバーベルト20Eと車輪10との相対すべりを防ぎ、駆動力損失を低減するようにしている。
図18の変形例において、繊維29を編むことによりベルト部材を周方向に弾性的に伸縮可能に構成してもよい。
上記繊維29と紐部材を、ともに樹脂等の非弾性材料で形成してもよい。この場合、紐部材は装着前は無端状ではなく、両端を有している。そして、周方向に弾性的に伸縮可能なベルト部材21Fを被せた後に、紐部材の両端を結ぶ。
主部と係止部を有する断面U字形のカバーベルトを一体成形してもよい。例えば、ベルト部材と紐部材を一体成形していてもよい。
紐部材は中実であってもよい。
紐部材は、車輪装着状態において自然状態とほぼ同じ長さであってもよい。
2,2A 走行装置
10,10A、10B 車輪
11 車輪本体
12,12A、12B タイヤ
16,16a,16b 接地ラグ
20,20B,20C,20D,20E,20F カバーベルト
21,21B,21F ベルト部材
21a 通し穴
21b 排出穴
22 チューブ(紐部材)
25 主部
26 係止部
Claims (8)
- 前後に離間した第1、第2の車輪を備え、各車輪が、剛性の車輪本体と、その外周に装着された弾性材料からなるタイヤを有する走行装置において、
上記第1、第2の車輪に、伸縮可能な無端状のカバーベルトが、自然長より伸びた状態で着脱可能に掛け渡され、
上記車輪のタイヤは、タイヤ本体と、このタイヤ本体の外周に突出形成された多数の接地ラグとを有し、上記カバーベルトはこれら接地ラグの先端縁に接するようにして架け渡され、
上記カバーベルトは、障害物に当たった時にタイヤに向かって変形し障害物を上記接地ラグの間に入り込ませるのに十分な伸縮性および柔軟性を有することを特徴とする走行装置。 - 上記カバーベルトの自然長は、上記タイヤに外接する長円の長さの70〜90%であることを特徴とする請求項1に記載の走行装置。
- 上記接地ラグは、上記タイヤ本体の幅方向に延びるとともに周方向に間隔をおいて配され、
上記カバーベルトは、主部と、この主部の幅方向両側縁部から内周側に突出するようにして全周にわたって設けられた一対の係止部とを有し、上記主部が上記接地ラグの先端に接するようにして掛け渡され、上記係止部が上記接地ラグの側面に当たることを特徴とする請求項1または2に記載の走行装置。 - 上記カバーベルトが、伸縮可能な無端状のベルト部材と、このベルト部材の両側縁部に設けられた無端状の紐部材を有し、
上記ベルト部材は、細長いシート形状をなし、その幅が上記接地ラグの幅より大きく、上記接地ラグへの装着状態において断面U字形をなし、
上記ベルト部材の中央部が上記主部として提供され、上記ベルト部材の両側縁部と上記紐部材が上記係止部として提供され、
上記ベルト部材の両側縁部には多数の通し穴が周方向に間隔をおいて形成され、
上記紐部材が上記ベルト部材の通し穴を周方向に沿って順次通ることにより、上記ベルト部材に取り付けられ、上記紐部材において上記ベルト部材の側縁部の内側に位置する部位が、上記接地ラグの側面に当たることにより、上記ベルト部材の側縁部と上記接地ラグの側面との間に間隙が形成されることを特徴とする請求項3に記載の走行装置。 - 上記カバーベルトの係止部の上記主部からの高さが、上記接地ラグの上記タイヤ本体の外周からの高さより小さく、上記係止部と上記タイヤ本体の外周との間に間隙が形成されていることを特徴とする請求項3に記載の走行装置。
- 上記カバーベルトが、伸縮可能な無端状のベルト部材と、このベルト部材の両側縁部に設けられた伸縮可能な無端状の紐部材を有し、
上記ベルト部材の少なくとも中央部が上記主部として提供され、上記紐部材が上記係止部の少なくとも一部として提供され、
上記ベルト部材の自然長は、上記接地ラグの先端に外接する長円の長さの70〜90%であり、
上記紐部材は、伸ばされた状態で上記接地ラグに装着され、その自然長は上記ベルト部材より短いことを特徴とする請求項3に記載の走行装置。 - 上記カバーベルトに多数の排出穴が形成され、これら排出穴を介して上記接地ラグ間の空間が外部に連なることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の走行装置。
- ボデイと、このボデイの左右に設けられた請求項1〜7のいずれかに記載の走行装置とを備えたロボット。
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