JP2003205480A - 脚車輪型移動ロボット - Google Patents
脚車輪型移動ロボットInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 走行性能が良好で、しかも階段等を簡単に昇
降できる脚車輪型移動ロボットを提供する。 【解決手段】 本体１０の中央に伸縮自在に中央脚１１
を設けると共に、その中央脚１１の下端に中央駆動輪２
２を設け、本体１０の左右両側に、本体１０に対して回
動自在に、かつ伸縮自在に側脚１３を設け、その側脚１
３に側部駆動輪３４を設けたものである。
降できる脚車輪型移動ロボットを提供する。 【解決手段】 本体１０の中央に伸縮自在に中央脚１１
を設けると共に、その中央脚１１の下端に中央駆動輪２
２を設け、本体１０の左右両側に、本体１０に対して回
動自在に、かつ伸縮自在に側脚１３を設け、その側脚１
３に側部駆動輪３４を設けたものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、段差を乗り越えて
移動できる車輪型移動ロボットに係り、特に、脚を備
え、階段などの段差を簡単に移動できる脚車輪型移動ロ
ボットに関するものである。
移動できる車輪型移動ロボットに係り、特に、脚を備
え、階段などの段差を簡単に移動できる脚車輪型移動ロ
ボットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】人が立ち寄れない危険な場所、ホームオ
ートメーション、オフィスの物運びや警備、工場巡回な
どに種々の無人移動ロボットが提案されている。
ートメーション、オフィスの物運びや警備、工場巡回な
どに種々の無人移動ロボットが提案されている。
【０００３】ロボットの移動方法として、車輪の高速移
動性能と脚の段差乗り越え性能をもつ脚車輪型がある。
例えば特開昭５９−１５２０８０号公報には、蜘蛛足型
の移動ロボットが提案され、各足に設けた車輪で走行
し、階段などの段差は、足を適宜上げ下げして、昇降移
動するようにしている。
動性能と脚の段差乗り越え性能をもつ脚車輪型がある。
例えば特開昭５９−１５２０８０号公報には、蜘蛛足型
の移動ロボットが提案され、各足に設けた車輪で走行
し、階段などの段差は、足を適宜上げ下げして、昇降移
動するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、足が４
脚以上あると、段差を昇降する際には、それぞれの脚に
自由度があるため、各脚の上げ下げのための機構や制御
が複雑になってしまう問題がある。
脚以上あると、段差を昇降する際には、それぞれの脚に
自由度があるため、各脚の上げ下げのための機構や制御
が複雑になってしまう問題がある。
【０００５】また、人間と同様に２脚とすると、自由度
は少なくなり、機構は比較的簡単になるが、ロボット本
体の重心を取ることが難しくなり、制御が複雑になると
共に平坦面での走行性に安定感がない問題がある。
は少なくなり、機構は比較的簡単になるが、ロボット本
体の重心を取ることが難しくなり、制御が複雑になると
共に平坦面での走行性に安定感がない問題がある。
【０００６】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、走行性能が良好で、しかも階段等を簡単に昇降でき
る脚車輪型移動ロボットを提供することにある。
し、走行性能が良好で、しかも階段等を簡単に昇降でき
る脚車輪型移動ロボットを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、本体の中央に伸縮自在な中央脚
を設けると共に、その中央脚の下端に中央駆動輪を設
け、本体の左右両側に本体に対して回動自在に、かつ伸
縮自在に側脚を設け、その側脚に側部駆動輪を設けた脚
車輪型移動ロボットである。
に、請求項１の発明は、本体の中央に伸縮自在な中央脚
を設けると共に、その中央脚の下端に中央駆動輪を設
け、本体の左右両側に本体に対して回動自在に、かつ伸
縮自在に側脚を設け、その側脚に側部駆動輪を設けた脚
車輪型移動ロボットである。
【０００８】請求項２の発明は、中央脚に対して側脚を
３０〜９０度回動した位置に保持し、中央脚の中央走行
輪と側脚の側部駆動輪で平坦面を走行する請求項１記載
の脚車輪型移動ロボットである。
３０〜９０度回動した位置に保持し、中央脚の中央走行
輪と側脚の側部駆動輪で平坦面を走行する請求項１記載
の脚車輪型移動ロボットである。
【０００９】請求項３の発明は、階段の昇降時、中央脚
と側脚を適宜伸縮させると共に側脚を正逆方向に回動さ
せて、中央脚と側脚を交互に前方に繰り出しながら階段
を昇降動する請求項１記載の脚車輪型移動ロボットであ
る。
と側脚を適宜伸縮させると共に側脚を正逆方向に回動さ
せて、中央脚と側脚を交互に前方に繰り出しながら階段
を昇降動する請求項１記載の脚車輪型移動ロボットであ
る。
【００１０】請求項４の発明は、中央脚又は側脚の側板
下部に車輪ケースを設け、その車輪ケースに回転可能に
支持プレートを設け、その支持プレートの前後に駆動輪
を設け、その支持プレートの回転中心に、車輪ケースに
設けた駆動モータで駆動される駆動プーリを設けると共
に上記駆動輪に従動プーリを設け、かつこれらプーリに
駆動ベルトを掛け渡した請求項１〜３いずれかに記載の
脚車輪型移動ロボットである。
下部に車輪ケースを設け、その車輪ケースに回転可能に
支持プレートを設け、その支持プレートの前後に駆動輪
を設け、その支持プレートの回転中心に、車輪ケースに
設けた駆動モータで駆動される駆動プーリを設けると共
に上記駆動輪に従動プーリを設け、かつこれらプーリに
駆動ベルトを掛け渡した請求項１〜３いずれかに記載の
脚車輪型移動ロボットである。
【００１１】請求項５の発明は、駆動プーリに一体に従
動傘歯車を設け、この従動傘歯車を駆動モータに設けた
駆動傘歯車と噛合させて、駆動プーリを回転させる請求
項４記載の脚車輪型移動ロボットである。
動傘歯車を設け、この従動傘歯車を駆動モータに設けた
駆動傘歯車と噛合させて、駆動プーリを回転させる請求
項４記載の脚車輪型移動ロボットである。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適実施の形態を
添付図面に基づいて詳述する。
添付図面に基づいて詳述する。
【００１３】図１は、本発明の脚車輪型移動ロボットを
示し、図１（ａ）は正面図、図１（ｂ）は左側面図を示
す。
示し、図１（ａ）は正面図、図１（ｂ）は左側面図を示
す。
【００１４】図１において、１０は、移動ロボット本体
で、中央には移動ロボット本体１０内から下方に伸びる
中央脚１１が設けられ、左右両側には、ハーモニックギ
ア等の減速機１２にて回動自在な一対の側脚１３，１３
が設けられる。
で、中央には移動ロボット本体１０内から下方に伸びる
中央脚１１が設けられ、左右両側には、ハーモニックギ
ア等の減速機１２にて回動自在な一対の側脚１３，１３
が設けられる。
【００１５】中央脚１１は、移動ロボット本体１０内の
略中央から下方に延びて設けられた固定脚１４と、その
固定脚１４内に上下摺動自在に設けられた中央伸縮脚１
５とからなる。固定脚１４には、中央伸縮脚１５の上下
移動を許容しつつ、中央伸縮脚１５内に位置して固定ナ
ット１６が設けられ、その固定ナット１６に螺合するボ
ールネジ１７が中央伸縮脚１５内に回転自在に設けられ
る。このボールネジ１７は、その上下が中央伸縮脚１５
に設けた軸受１８，１９で回転自在に支持され、そのボ
ールネジ１８の上部に伸縮駆動モータ２０が連結される
と共にその伸縮駆動モータ２０が中央伸縮脚１５の上部
に固定して設けられて中央伸縮脚１５と一体に上下動す
るようにされる。
略中央から下方に延びて設けられた固定脚１４と、その
固定脚１４内に上下摺動自在に設けられた中央伸縮脚１
５とからなる。固定脚１４には、中央伸縮脚１５の上下
移動を許容しつつ、中央伸縮脚１５内に位置して固定ナ
ット１６が設けられ、その固定ナット１６に螺合するボ
ールネジ１７が中央伸縮脚１５内に回転自在に設けられ
る。このボールネジ１７は、その上下が中央伸縮脚１５
に設けた軸受１８，１９で回転自在に支持され、そのボ
ールネジ１８の上部に伸縮駆動モータ２０が連結される
と共にその伸縮駆動モータ２０が中央伸縮脚１５の上部
に固定して設けられて中央伸縮脚１５と一体に上下動す
るようにされる。
【００１６】このボールネジ１８には中央脚１１の伸縮
長さを検出する中央脚伸縮検出センサＳ４が連結され
る。
長さを検出する中央脚伸縮検出センサＳ４が連結され
る。
【００１７】中央伸縮脚１５の下端には、車輪ケーシン
グ２１が設けられ、その車輪ケーシング２１の両側に一
対の中央駆動輪２２，２２が設けられ、中央伸縮脚１５
の両側に設けた中央走行駆動モータ２３より、傘歯車装
置２４を介して中央駆動輪２２，２２が正逆回転駆動さ
れるようになっている。
グ２１が設けられ、その車輪ケーシング２１の両側に一
対の中央駆動輪２２，２２が設けられ、中央伸縮脚１５
の両側に設けた中央走行駆動モータ２３より、傘歯車装
置２４を介して中央駆動輪２２，２２が正逆回転駆動さ
れるようになっている。
【００１８】この車輪ケーシング２１には、中央駆動輪
２２，２２の回転を検出する中央駆動輪回転検出センサ
Ｓ１，Ｓ１が設けられる。
２２，２２の回転を検出する中央駆動輪回転検出センサ
Ｓ１，Ｓ１が設けられる。
【００１９】左右両側の側脚１３，１３は、移動ロボッ
ト本体１０の側部に設けた減速機１２，１２で、前後に
回動自在にされ、その減速機１２，１２が、移動ロボッ
ト本体１０内に、それぞれ設けた側脚回動モータ２５，
２５に連結されて、それぞれ同期して、或いはそれぞれ
独立して回動できるようになっている。
ト本体１０の側部に設けた減速機１２，１２で、前後に
回動自在にされ、その減速機１２，１２が、移動ロボッ
ト本体１０内に、それぞれ設けた側脚回動モータ２５，
２５に連結されて、それぞれ同期して、或いはそれぞれ
独立して回動できるようになっている。
【００２０】この側脚回動モータ２５，２５には、各側
脚１３，１３の回動角を検出する側脚回動角度検出セン
サＳ３が設けられる。
脚１３，１３の回動角を検出する側脚回動角度検出セン
サＳ３が設けられる。
【００２１】側脚１３は、減速機１２に対して上下スラ
イド自在な側脚板２７が取り付けられると共に、側脚板
２７の上下に軸受２８，２９にて回転自在に設けたボー
ルネジ３０が、減速機１２に取り付けた固定ナット部３
１に螺合し、そのボールネジ３０に、側脚板２７に取り
付けた側脚スライド用駆動モータ３２が連結され、その
側脚スライド用駆動モータ３２の回転で、側脚板２７が
減速機１２に対して上下スライド移動できるようになっ
ており、そのスライド移動をボールネジ３０の上部に連
結した側脚伸縮検出センサＳ５にて検出できるようにな
っている。
イド自在な側脚板２７が取り付けられると共に、側脚板
２７の上下に軸受２８，２９にて回転自在に設けたボー
ルネジ３０が、減速機１２に取り付けた固定ナット部３
１に螺合し、そのボールネジ３０に、側脚板２７に取り
付けた側脚スライド用駆動モータ３２が連結され、その
側脚スライド用駆動モータ３２の回転で、側脚板２７が
減速機１２に対して上下スライド移動できるようになっ
ており、そのスライド移動をボールネジ３０の上部に連
結した側脚伸縮検出センサＳ５にて検出できるようにな
っている。
【００２２】側脚板２７の下部のブラケット３３に、側
部駆動輪３４が回転自在に設けられると共にブラケット
３３に設けた側部走行駆動モータ３５により、傘歯車装
置３６を介して側部車輪３４が正逆転駆動されるように
なっており、この側部駆動輪３４の回転をブラケット３
３に取り付けた側部駆動輪回転検出センサＳ２で検出さ
れるようになっている。
部駆動輪３４が回転自在に設けられると共にブラケット
３３に設けた側部走行駆動モータ３５により、傘歯車装
置３６を介して側部車輪３４が正逆転駆動されるように
なっており、この側部駆動輪３４の回転をブラケット３
３に取り付けた側部駆動輪回転検出センサＳ２で検出さ
れるようになっている。
【００２３】移動ロボット本体１０の内部には、図示し
ていないが、各検出センサＳ１〜Ｓ５の検出信号が入力
される制御装置を備え、これら検出センサＳ１〜Ｓ５に
基づいて、制御装置が、中央駆動輪２２を正逆回転する
中央走行駆動モータ２３，２３と、側部駆動輪３４，３
４を正逆回転する側部走行駆動モータ３５，３５と、側
脚１３，１３をそれぞれ回動する側脚回動モータ２５，
２５と、中央伸縮脚１５を伸縮させる伸縮駆動モータ２
０と、側脚１３，１３を上下動させる側脚スライド用駆
動モータ３２，３２を、それぞれ制御すると共に、その
制御信号の送信と走行指令を受信するための通信制御装
置とを備えている。
ていないが、各検出センサＳ１〜Ｓ５の検出信号が入力
される制御装置を備え、これら検出センサＳ１〜Ｓ５に
基づいて、制御装置が、中央駆動輪２２を正逆回転する
中央走行駆動モータ２３，２３と、側部駆動輪３４，３
４を正逆回転する側部走行駆動モータ３５，３５と、側
脚１３，１３をそれぞれ回動する側脚回動モータ２５，
２５と、中央伸縮脚１５を伸縮させる伸縮駆動モータ２
０と、側脚１３，１３を上下動させる側脚スライド用駆
動モータ３２，３２を、それぞれ制御すると共に、その
制御信号の送信と走行指令を受信するための通信制御装
置とを備えている。
【００２４】本発明の脚車輪型移動ロボットの移動を説
明する。
明する。
【００２５】先ず、平面を走行する場合には、図２
（Ａ），図２（ｂ）に示すように、側脚１３，１３を、
中央脚１１に対して後方に３０〜６０度回動した姿勢に
保ち、その状態で、中央走行駆動モータ２３，２３と側
脚回動モータ２５，２５とを駆動することで、中央駆動
輪２２と側部駆動輪３４，３４が回転して走行する。ま
た、この際、側脚回動モータ２５，２５に回転差を持た
せることで左右方向へのステアリングが可能となり、さ
らに側脚１３，１３の回動角度差を持たせることで、所
望の回転半径の左右円運動が可能となる。
（Ａ），図２（ｂ）に示すように、側脚１３，１３を、
中央脚１１に対して後方に３０〜６０度回動した姿勢に
保ち、その状態で、中央走行駆動モータ２３，２３と側
脚回動モータ２５，２５とを駆動することで、中央駆動
輪２２と側部駆動輪３４，３４が回転して走行する。ま
た、この際、側脚回動モータ２５，２５に回転差を持た
せることで左右方向へのステアリングが可能となり、さ
らに側脚１３，１３の回動角度差を持たせることで、所
望の回転半径の左右円運動が可能となる。
【００２６】次に、階段Ｒを昇降する場合を図２（ｃ）
により説明する。
により説明する。
【００２７】図２（ｃ）は、階段Ｒを２ステップ昇る状
態１〜８を示しており、この場合の各駆動部の動きを表
１に示した。
態１〜８を示しており、この場合の各駆動部の動きを表
１に示した。
【００２８】
【表１】
【００２９】表１において、説明を簡便にするために、
中央走行駆動モータ２３，２３の駆動を中央走行と
し、側部走行駆動モータ３５，３５の駆動を側脚走行
とし、側脚１３，１３をそれぞれ回動する側脚回動モー
タ２５，２５の駆動を側脚回動とし、中央伸縮脚１５
を伸縮させる伸縮駆動モータ２０の駆動を中央脚伸縮
とし、側脚１３，１３を上下動させる側脚スライド用駆
動モータ３２，３２の駆動を側脚伸縮とし、図２
（ｃ）には、これら走行，と、回動と、伸縮，
を丸数字で表すと共に、走行，は、前進方向を＋
に、後進方向を−に、回動は、側脚１３の前方への回
動を＋に、後方への回動を−に、伸縮，は、伸張方
向を＋に、縮退方向を−で示した。
中央走行駆動モータ２３，２３の駆動を中央走行と
し、側部走行駆動モータ３５，３５の駆動を側脚走行
とし、側脚１３，１３をそれぞれ回動する側脚回動モー
タ２５，２５の駆動を側脚回動とし、中央伸縮脚１５
を伸縮させる伸縮駆動モータ２０の駆動を中央脚伸縮
とし、側脚１３，１３を上下動させる側脚スライド用駆
動モータ３２，３２の駆動を側脚伸縮とし、図２
（ｃ）には、これら走行，と、回動と、伸縮，
を丸数字で表すと共に、走行，は、前進方向を＋
に、後進方向を−に、回動は、側脚１３の前方への回
動を＋に、後方への回動を−に、伸縮，は、伸張方
向を＋に、縮退方向を−で示した。
【００３０】図２（ｃ）に示すように、脚車輪型移動ロ
ボットが階段Ｒまで状態１のように走行したならば、中
央走行を停止し、側脚走行を＋方向（前進）とし、
側脚回動を＋方向（側脚１３を前方に回動）とし、中
央脚伸縮と側脚伸縮を＋方向（伸張）にすること
で、状態２に示すように本体１０を一段目の踏み面１ｓ
ｔより高くして歩行開始状態とする。
ボットが階段Ｒまで状態１のように走行したならば、中
央走行を停止し、側脚走行を＋方向（前進）とし、
側脚回動を＋方向（側脚１３を前方に回動）とし、中
央脚伸縮と側脚伸縮を＋方向（伸張）にすること
で、状態２に示すように本体１０を一段目の踏み面１ｓ
ｔより高くして歩行開始状態とする。
【００３１】次に状態２より、状態３に変移させるに
は、側脚走行を停止、側脚回動を＋方向（側脚１３
を前方に回動）とし、中央脚伸縮を＋方向（伸張方
向）に保ったまま、側脚伸縮を−方向（縮退方向）に
することで、中央脚１１で立った状態３となり、この状
態３で、中央走行を前後進させて倒立制御を行って本
体１０のバランスを制御する。これにより、側脚１３
は、一段目の踏み面ｓ１上に位置し、その状態より、側
脚伸縮を＋方向（伸張方向）とすると、状態４に示す
ように、側脚１３が一段目の踏み面１ｓｔに着地する。
は、側脚走行を停止、側脚回動を＋方向（側脚１３
を前方に回動）とし、中央脚伸縮を＋方向（伸張方
向）に保ったまま、側脚伸縮を−方向（縮退方向）に
することで、中央脚１１で立った状態３となり、この状
態３で、中央走行を前後進させて倒立制御を行って本
体１０のバランスを制御する。これにより、側脚１３
は、一段目の踏み面ｓ１上に位置し、その状態より、側
脚伸縮を＋方向（伸張方向）とすると、状態４に示す
ように、側脚１３が一段目の踏み面１ｓｔに着地する。
【００３２】この状態４のとき、中央脚１１と側脚１３
の伸縮長さにより、本体１０のバランスを保つように側
脚回動を＋−方向に適宜制御する。
の伸縮長さにより、本体１０のバランスを保つように側
脚回動を＋−方向に適宜制御する。
【００３３】この状態４より、状態５に変移させて踏み
面１ｓｔ上に体重移動させるには、中央走行と側脚走
行を停止したまま、側脚回動を＋−方向に適宜制御
しながら、中央脚伸縮を＋方向（伸張方向）にし、側
脚伸縮を−方向（縮退方向）にすることで、本体１０
が踏み面１ｓｔ上に体重移動する。
面１ｓｔ上に体重移動させるには、中央走行と側脚走
行を停止したまま、側脚回動を＋−方向に適宜制御
しながら、中央脚伸縮を＋方向（伸張方向）にし、側
脚伸縮を−方向（縮退方向）にすることで、本体１０
が踏み面１ｓｔ上に体重移動する。
【００３４】この状態５より、側脚走行を後進させて
倒立制御を行って本体１０のバランスを制御しつつ、側
脚回動を−方向（側脚１３を後方に回動）とし、中央
脚伸縮を−方向（縮退方向）とし、側脚伸縮を＋方
向（伸張方向）とすることで、状態６となる。
倒立制御を行って本体１０のバランスを制御しつつ、側
脚回動を−方向（側脚１３を後方に回動）とし、中央
脚伸縮を−方向（縮退方向）とし、側脚伸縮を＋方
向（伸張方向）とすることで、状態６となる。
【００３５】この状態６より、側脚走行を後進させて
倒立制御を行いながら、側脚回動を−方向（側脚１３
を後方に回動）とし、中央脚伸縮を＋方向（伸張方
向）とし、側脚伸縮を−方向（縮退方向）にすること
で、中央脚１１が二段目の踏み面２ｎｄ上に着地し、状
態７となる。
倒立制御を行いながら、側脚回動を−方向（側脚１３
を後方に回動）とし、中央脚伸縮を＋方向（伸張方
向）とし、側脚伸縮を−方向（縮退方向）にすること
で、中央脚１１が二段目の踏み面２ｎｄ上に着地し、状
態７となる。
【００３６】この状態７で、中央脚伸縮を−方向（縮
退方向）にし、側脚伸縮を＋方向（伸張方向）とし、
かつ側脚回動を＋−方向に適宜制御することで、本体
１０のバランスを保ちながら体重移動し、状態８とな
る。
退方向）にし、側脚伸縮を＋方向（伸張方向）とし、
かつ側脚回動を＋−方向に適宜制御することで、本体
１０のバランスを保ちながら体重移動し、状態８とな
る。
【００３７】この状態８は、中央脚１１と側脚１３との
相違はあるが、状態５の状態と基本的に同じであり、状
態５〜８の変移を繰り返せば、適宜階段Ｒを昇ることが
可能となる。
相違はあるが、状態５の状態と基本的に同じであり、状
態５〜８の変移を繰り返せば、適宜階段Ｒを昇ることが
可能となる。
【００３８】また、階段Ｒを降りる際には、昇降と逆に
状態８から状態１になるように制御すればよい。
状態８から状態１になるように制御すればよい。
【００３９】この階段Ｒの昇降は、中央脚１１の伸縮と
側脚１３の回動と伸縮であり、中央脚１１と側脚１３と
を交互に前方に繰り出しながら昇降動する、いわゆる２
足歩行による昇降動のため、昇降速度をあげることがで
きる。
側脚１３の回動と伸縮であり、中央脚１１と側脚１３と
を交互に前方に繰り出しながら昇降動する、いわゆる２
足歩行による昇降動のため、昇降速度をあげることがで
きる。
【００４０】また、側脚１３は、左右が独立して回動で
きるため、左右の回動を制御することで、螺旋階段のよ
うに回りながら昇降動することも可能となる。
きるため、左右の回動を制御することで、螺旋階段のよ
うに回りながら昇降動することも可能となる。
【００４１】次に、図３は、本発明の他の実施の形態を
示したものである。
示したものである。
【００４２】図１の実施の形態では、中央脚１１と側脚
１３には、前後で１輪の駆動輪２２，３４の例を示した
が、本形態では、前後に２輪の駆動輪４０，４０とし、
その駆動輪４０，４０を共通の駆動モータ４１で駆動で
きるようにしたものである。
１３には、前後で１輪の駆動輪２２，３４の例を示した
が、本形態では、前後に２輪の駆動輪４０，４０とし、
その駆動輪４０，４０を共通の駆動モータ４１で駆動で
きるようにしたものである。
【００４３】また、図３では、脚部の構造のみを示した
が、全体構成は、脚下部を除いて図１と同じであるた
め、説明は省略する。
が、全体構成は、脚下部を除いて図１と同じであるた
め、説明は省略する。
【００４４】さて、図３（ａ），図３（ｂ）において、
中央脚１１または側脚１３の脚板４２の下部には車輪ケ
ース４３が設けられ、その車輪ケース４３上に駆動モー
タ４１が設けられると共にその駆動モータ４１に駆動傘
歯車４６が設けられる。
中央脚１１または側脚１３の脚板４２の下部には車輪ケ
ース４３が設けられ、その車輪ケース４３上に駆動モー
タ４１が設けられると共にその駆動モータ４１に駆動傘
歯車４６が設けられる。
【００４５】車輪ケース４３には、軸受フランジ筒４
４，４４が対向して形成され、その軸受フランジ筒４
４，４４内に軸受４５にて、駆動傘歯車４６に噛合する
従動傘歯車４７の軸４８が支承される。
４，４４が対向して形成され、その軸受フランジ筒４
４，４４内に軸受４５にて、駆動傘歯車４６に噛合する
従動傘歯車４７の軸４８が支承される。
【００４６】軸受フランジ筒４４，４４の外周には、リ
ング状の軸受４９，４９を介して台形状の車輪支持プレ
ート５０，５０がそれぞれ回転可能に設けられると共
に、車輪支持プレート５０，５０間がスペーサ５１で連
結される。
ング状の軸受４９，４９を介して台形状の車輪支持プレ
ート５０，５０がそれぞれ回転可能に設けられると共
に、車輪支持プレート５０，５０間がスペーサ５１で連
結される。
【００４７】この車輪支持プレート５０，５０間には、
その前後に一対の駆動輪４０，４０が設けられる。
その前後に一対の駆動輪４０，４０が設けられる。
【００４８】従動傘歯車４７には、一体に駆動プーリ５
３が取り付けられ、また駆動輪４０，４０には、一体に
従動プーリ５４，５４が取り付けられ、さらに、図３
（ｃ）に示すように車輪支持プレート５０，５０間にア
イドルプーリ５５が回転自在に設けられ、これらプーリ
５３，５４，５５に駆動ベルト５６が掛け渡される。
３が取り付けられ、また駆動輪４０，４０には、一体に
従動プーリ５４，５４が取り付けられ、さらに、図３
（ｃ）に示すように車輪支持プレート５０，５０間にア
イドルプーリ５５が回転自在に設けられ、これらプーリ
５３，５４，５５に駆動ベルト５６が掛け渡される。
【００４９】また、従動傘歯車４７の軸４８には、その
回転を検出するセンサＳ１又はＳ２が連結されると共
に、そのセンサＳ１又はＳ２が車輪ケース４３に保持さ
れる。
回転を検出するセンサＳ１又はＳ２が連結されると共
に、そのセンサＳ１又はＳ２が車輪ケース４３に保持さ
れる。
【００５０】駆動輪４０，４０は、駆動モータ４１にて
駆動傘歯車４６を回転し、その駆動傘歯車４６に噛合す
る従動傘歯車４７が回転され、次いでこれと一体に駆動
プーリ５３が回転し、その駆動プーリ５３に巻き掛けた
駆動ベルト５６にて従動プーリ５４，５４が回転される
ことで、駆動される。
駆動傘歯車４６を回転し、その駆動傘歯車４６に噛合す
る従動傘歯車４７が回転され、次いでこれと一体に駆動
プーリ５３が回転し、その駆動プーリ５３に巻き掛けた
駆動ベルト５６にて従動プーリ５４，５４が回転される
ことで、駆動される。
【００５１】また、車輪支持プレート５０，５０は、脚
板４２の車輪ケース４３に対して従動傘歯車４７の軸４
８を中心に回転可能であるため、階段の昇降の際に、脚
板４２が傾斜していても、前後の駆動輪４０，４０は、
踏み面に確実に接地することができるこの図３の実施の
形態においては、駆動輪４０，４０が前後に多輪（実施
の形態では前後１対）となっているため、前後の接地幅
が広くなり、図２（ｃ）の状態３，６で説明したよう
に、中央脚１１又は側脚１３の１本で本体１０を起立さ
せているときの安定性が格段に向上する。
板４２の車輪ケース４３に対して従動傘歯車４７の軸４
８を中心に回転可能であるため、階段の昇降の際に、脚
板４２が傾斜していても、前後の駆動輪４０，４０は、
踏み面に確実に接地することができるこの図３の実施の
形態においては、駆動輪４０，４０が前後に多輪（実施
の形態では前後１対）となっているため、前後の接地幅
が広くなり、図２（ｃ）の状態３，６で説明したよう
に、中央脚１１又は側脚１３の１本で本体１０を起立さ
せているときの安定性が格段に向上する。
【００５２】また、駆動輪５２，５２は、プーリ５３，
５４，５５と駆動ベルト５６にて駆動するため、一台の
駆動モータ４１で駆動することができると共に足首にあ
たる支持プレート５０も同時に動かすことが可能とな
る。
５４，５５と駆動ベルト５６にて駆動するため、一台の
駆動モータ４１で駆動することができると共に足首にあ
たる支持プレート５０も同時に動かすことが可能とな
る。
【００５３】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次のよう
な優れた効果を発揮する。
な優れた効果を発揮する。
【００５４】（１）中央脚と左右の側脚の３本にするこ
とにより、接地点に本体の重心が入り、２脚で走行する
よりも、車輪で走行する際に静的に安定した走行が可能
となる。
とにより、接地点に本体の重心が入り、２脚で走行する
よりも、車輪で走行する際に静的に安定した走行が可能
となる。
【００５５】（２）歩行時には左右の側脚を同時に動か
すことにより、擬似的に２脚と見なせるため、階段を２
足歩行で高速に昇降が可能である。
すことにより、擬似的に２脚と見なせるため、階段を２
足歩行で高速に昇降が可能である。
【００５６】（３）４脚以上の多足脚車輪に比べて、自
由度が少なくてすむため、軽量かつ低コストとなる。
由度が少なくてすむため、軽量かつ低コストとなる。
【００５７】（４）脚に設ける駆動輪を前後に多輪とす
ることで、接地幅が広がり、歩行時の安定性が増すと共
にその前後の駆動輪を脚に対して回転自在な支持プレー
トに設けることで、足首と同様の動きができ、階段昇降
がより容易できる。
ることで、接地幅が広がり、歩行時の安定性が増すと共
にその前後の駆動輪を脚に対して回転自在な支持プレー
トに設けることで、足首と同様の動きができ、階段昇降
がより容易できる。
【図１】本発明の一実施の形態を示す図である。
【図２】図１の脚車輪型移動ロボットで、階段を昇降す
る際の状態を示す図である。
る際の状態を示す図である。
【図３】本発明の脚車輪型移動ロボットにおいて、脚部
の他の実施形態を示す図である。
の他の実施形態を示す図である。
１０ 本体
１１ 中央脚
１３ 側脚
２２ 中央駆動輪
３４ 側部駆動輪
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 小林 研吾
東京都江東区豊洲三丁目１番15号 石川島
播磨重工業株式会社東京エンジニアリング
センター内
(72)発明者 田中 宏一
東京都江東区豊洲三丁目１番15号 石川島
播磨重工業株式会社東京エンジニアリング
センター内
(72)発明者 三浦 雄一
東京都江東区豊洲三丁目１番15号 石川島
播磨重工業株式会社東京エンジニアリング
センター内
(72)発明者 藤原 達男
東京都江東区豊洲三丁目１番15号 石川島
播磨重工業株式会社東京エンジニアリング
センター内
Ｆターム(参考） 3C007 CS08 HS27 HT02 HT24 WA12
WA22 WB02 WB04 WC23
Claims (5)
- 【請求項１】 本体の中央に伸縮自在な中央脚を設ける
と共に、その中央脚の下端に中央駆動輪を設け、本体の
左右両側に本体に対して回動自在に、かつ伸縮自在に側
脚を設け、その側脚に側部駆動輪を設けたことを特徴と
する脚車輪型移動ロボット。 - 【請求項２】 中央脚に対して側脚を３０〜９０度回動
した位置に保持し、中央脚の中央走行輪と側脚の側部駆
動輪で平坦面を走行する請求項１記載の脚車輪型移動ロ
ボット。 - 【請求項３】 階段の昇降時、中央脚と側脚を適宜伸縮
させると共に側脚を正逆方向に回動させて、中央脚と側
脚を交互に前方に繰り出しながら階段を昇降動する請求
項１記載の脚車輪型移動ロボット。 - 【請求項４】 中央脚又は側脚の側板下部に車輪ケース
を設け、その車輪ケースに回転可能に支持プレートを設
け、その支持プレートの前後に駆動輪を設け、その支持
プレートの回転中心に、車輪ケースに設けた駆動モータ
で駆動される駆動プーリを設けると共に上記駆動輪に従
動プーリを設け、かつこれらプーリに駆動ベルトを掛け
渡した請求項１〜３いずれかに記載の脚車輪型移動ロボ
ット。 - 【請求項５】 駆動プーリに一体に従動傘歯車を設け、
この従動傘歯車を駆動モータに設けた駆動傘歯車と噛合
させて、駆動プーリを回転させる請求項４記載の脚車輪
型移動ロボット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002004843A JP3705207B2 (ja) | 2002-01-11 | 2002-01-11 | 脚車輪型移動ロボット |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002004843A JP3705207B2 (ja) | 2002-01-11 | 2002-01-11 | 脚車輪型移動ロボット |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003205480A true JP2003205480A (ja) | 2003-07-22 |
| JP3705207B2 JP3705207B2 (ja) | 2005-10-12 |
Family
ID=27644057
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002004843A Expired - Fee Related JP3705207B2 (ja) | 2002-01-11 | 2002-01-11 | 脚車輪型移動ロボット |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3705207B2 (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006247802A (ja) * | 2005-03-14 | 2006-09-21 | Hitachi Ltd | 移動ロボット |
| JP2007130725A (ja) * | 2005-11-10 | 2007-05-31 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 脚車輪型移動ロボット及びその動作方法 |
| JP2007130701A (ja) * | 2005-11-09 | 2007-05-31 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 脚車輪型移動ロボットとその階段歩行方法 |
| JP2007301654A (ja) * | 2006-05-09 | 2007-11-22 | Fujitsu Ltd | 複数の車軸を有する移動ロボット |
| JP2009090404A (ja) * | 2007-10-05 | 2009-04-30 | Ihi Corp | 移動ロボットの姿勢制御装置及び方法 |
| KR100994123B1 (ko) | 2008-06-23 | 2010-11-12 | 에스티엑스조선해양 주식회사 | 선체블록 맨홀에서의 중량물 이송장치 및 이송방법 |
| WO2014002275A1 (ja) | 2012-06-29 | 2014-01-03 | 株式会社安川電機 | 移動体および移動体システム |
| CN105697929A (zh) * | 2016-04-15 | 2016-06-22 | 合肥工业大学 | 一种轮距可调的管道探测机器人 |
| JP7295323B1 (ja) * | 2022-11-14 | 2023-06-20 | 千央 江口 | 直動伸縮機構並びに該直動伸縮機構を有するアジャスタ及び階段昇降ロボット |
| EP4614269A4 (en) * | 2023-04-25 | 2026-04-22 | Tencent Tech Shenzhen Co Ltd | METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING A MOBILE ROBOT, MOBILE ROBOT, AND STORAGE SUPPORT |
-
2002
- 2002-01-11 JP JP2002004843A patent/JP3705207B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2014002275A1 (ja) | 2012-06-29 | 2014-01-03 | 株式会社安川電機 | 移動体および移動体システム |
| CN104412191A (zh) * | 2012-06-29 | 2015-03-11 | 株式会社安川电机 | 移动体以及移动体系统 |
| JPWO2014002275A1 (ja) * | 2012-06-29 | 2016-05-30 | 株式会社安川電機 | 移動体および移動体システム |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3705207B2 (ja) | 2005-10-12 |
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