JPS6323032B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6323032B2 JPS6323032B2 JP14762782A JP14762782A JPS6323032B2 JP S6323032 B2 JPS6323032 B2 JP S6323032B2 JP 14762782 A JP14762782 A JP 14762782A JP 14762782 A JP14762782 A JP 14762782A JP S6323032 B2 JPS6323032 B2 JP S6323032B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- arm
- rotation angle
- vehicle body
- rotating shaft
- gear
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims 1
- 230000009194 climbing Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D55/00—Endless track vehicles
- B62D55/06—Endless track vehicles with tracks without ground wheels
- B62D55/075—Tracked vehicles for ascending or descending stairs, steep slopes or vertical surfaces
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62B—HAND-PROPELLED VEHICLES, e.g. HAND CARTS OR PERAMBULATORS; SLEDGES
- B62B5/00—Accessories or details specially adapted for hand carts
- B62B5/02—Accessories or details specially adapted for hand carts providing for travelling up or down a flight of stairs
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62B—HAND-PROPELLED VEHICLES, e.g. HAND CARTS OR PERAMBULATORS; SLEDGES
- B62B2301/00—Wheel arrangements; Steering; Stability; Wheel suspension
- B62B2301/25—Wheel arrangements; Steering; Stability; Wheel suspension characterised by the ground engaging elements, e.g. wheel type
- B62B2301/256—Wheel arrangements; Steering; Stability; Wheel suspension characterised by the ground engaging elements, e.g. wheel type by using endless belts
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manipulator (AREA)
- Non-Deflectable Wheels, Steering Of Trailers, Or Other Steering (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は無限軌道履帯を備えた走行車に係り、
特に段階や不整地の走行に好適な走行車に関す
る。
特に段階や不整地の走行に好適な走行車に関す
る。
不整地等の屋内外の走行路を踏破する走行車と
しては、種々の形式のものが提案されているが、
その移動機構は車輪式、脚式、無限軌道履帯式に
大別することができる。これらの各方式はそれぞ
れ特徴を有しているが、車輪式の場合は車輪半径
より大きい段差を乗り越えることができない。ま
た脚式の場合は速い移動速度が要求されるものに
は不向きである。これに対して戦車やブルドーザ
のような無限軌道履帯式のものは不整地での走行
が可能で制御も比較的簡単であり、しかも高速度
が得られるため、上述の用途に適している。この
無限軌道履帯を複数基備え、転倒することなく段
階や高い段差を乗り越えるような走行車が、例え
ば特開昭56−138071号公報に記載されている。
しては、種々の形式のものが提案されているが、
その移動機構は車輪式、脚式、無限軌道履帯式に
大別することができる。これらの各方式はそれぞ
れ特徴を有しているが、車輪式の場合は車輪半径
より大きい段差を乗り越えることができない。ま
た脚式の場合は速い移動速度が要求されるものに
は不向きである。これに対して戦車やブルドーザ
のような無限軌道履帯式のものは不整地での走行
が可能で制御も比較的簡単であり、しかも高速度
が得られるため、上述の用途に適している。この
無限軌道履帯を複数基備え、転倒することなく段
階や高い段差を乗り越えるような走行車が、例え
ば特開昭56−138071号公報に記載されている。
前述した従来の走行車においては、４基の無限
軌道履帯ユニツトを車体に対して揺動可能に設置
して路面に対する適応能力を向上させたものであ
るが、前述したように４基の無限軌道履帯ユニツ
トを備えるために、走行車が重くなり、大きくな
りやすい。また、不整地走行時における履帯の緩
みを十分配慮する必要がある。
軌道履帯ユニツトを車体に対して揺動可能に設置
して路面に対する適応能力を向上させたものであ
るが、前述したように４基の無限軌道履帯ユニツ
トを備えるために、走行車が重くなり、大きくな
りやすい。また、不整地走行時における履帯の緩
みを十分配慮する必要がある。
本発明は履帯の緩み外れが無く、高い走行踏破
機能を有する走行車を提供することを目的とす
る。
機能を有する走行車を提供することを目的とす
る。
本発明の上記の目的は、車体の両側に無限軌道
履帯を備えた走行車において、前記無限軌道履帯
を、車体に設けた２個の主車輪と車体に対して移
動可能に設けた１個の補助車輪とに巻き掛け、前
記補助車輪を、その中心位置が前記２個の車輪の
中心位置を焦点とする楕円上に常に移動保持する
支持装置で支持することにより達成されている。
履帯を備えた走行車において、前記無限軌道履帯
を、車体に設けた２個の主車輪と車体に対して移
動可能に設けた１個の補助車輪とに巻き掛け、前
記補助車輪を、その中心位置が前記２個の車輪の
中心位置を焦点とする楕円上に常に移動保持する
支持装置で支持することにより達成されている。
履帯の形状を変化させるために、補助車輪の位
置を移動させた場合、補助車輪は履帯に一定の張
力を加えるように移動する。その結果、履帯が緩
まないようにその形状を変化させることができ
る。
置を移動させた場合、補助車輪は履帯に一定の張
力を加えるように移動する。その結果、履帯が緩
まないようにその形状を変化させることができ
る。
以下本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。
る。
第１図〜第３図は本発明の走行車の一実施例を
示すもので、この実施例における走行車は建屋内
の移動点検を可能としたものであるため、その車
体１にマニピユレータＭおよびテレビカメラＴを
搭載している。この走行車は車体１の両側にそれ
ぞれ２個の主車輪２と移動可能な補助車輪３と、
これらの車輪２，３に巻き掛けられた無限軌道履
帯４とを備えている。補助車輪３はその中心位置
が２個の主車輪２の中心位置を焦点とする楕円上
を移動させる支持装置５によつて支持されてい
る。この支持装置４は第１のアーム５Ａと第２の
アーム５Ｂとを備えている。第１のアーム５Ａは
主車輪２，２の中心を結ぶ中点の位置に回転中心
が来るように、車体１に回転可能に設けられてい
る。その先端には第２アーム５Ｂが回転自在に取
付けられている。さらに第２のアーム５先端には
補助車輪３が回転自在に取付けられている。各部
の寸法関係は次のように設定されている。すなわ
ち、第１のアーム５Ａの長さをＲ、第２のアーム
５Ｂの長さをｒとすると、主車輪２の中心位置が
楕円の焦点F1及びF2に来る式は、楕円の中心か
ら焦点までの拒離をＦとすれば、次のように表わ
される。
示すもので、この実施例における走行車は建屋内
の移動点検を可能としたものであるため、その車
体１にマニピユレータＭおよびテレビカメラＴを
搭載している。この走行車は車体１の両側にそれ
ぞれ２個の主車輪２と移動可能な補助車輪３と、
これらの車輪２，３に巻き掛けられた無限軌道履
帯４とを備えている。補助車輪３はその中心位置
が２個の主車輪２の中心位置を焦点とする楕円上
を移動させる支持装置５によつて支持されてい
る。この支持装置４は第１のアーム５Ａと第２の
アーム５Ｂとを備えている。第１のアーム５Ａは
主車輪２，２の中心を結ぶ中点の位置に回転中心
が来るように、車体１に回転可能に設けられてい
る。その先端には第２アーム５Ｂが回転自在に取
付けられている。さらに第２のアーム５先端には
補助車輪３が回転自在に取付けられている。各部
の寸法関係は次のように設定されている。すなわ
ち、第１のアーム５Ａの長さをＲ、第２のアーム
５Ｂの長さをｒとすると、主車輪２の中心位置が
楕円の焦点F1及びF2に来る式は、楕円の中心か
ら焦点までの拒離をＦとすれば、次のように表わ
される。
Ｆ＝√（＋）2−（−）2 ………(1)
＝２√ ………(2)
そして、この式(2)を満すように第１のアーム５
Ａと第２のアーム５Ｂの長さが設定される。ま
た、主車輪２と補助車輪３の径は等しく設定され
ている。
Ａと第２のアーム５Ｂの長さが設定される。ま
た、主車輪２と補助車輪３の径は等しく設定され
ている。
さらに、補助車輪３の楕円移動を可能にする原
理を第４図および第５図によつて説明する。
理を第４図および第５図によつて説明する。
第４図に示すように、楕円の焦点F1とF2およ
び楕円上の任意の点Ｐを結ぶ三角形において、各
辺の長さの合計Ｓが一定となることはよく知られ
ている。これら３つの点に同一直径ｄの円を描
き、隣接する円を第２図のように直線で結んだと
き、この円と直線から成る図形の外周の長さＬは Ｌ＝πd＋Ｓ ………(3) となり一定である。したがつて、焦点F1，F2に
ある小円を主車輪２とし、楕円上の点Ｐにある小
円を補助車輪３とし、これらの車輪２，２，３の
外側に履帯４を巻きつけたものとすれば、全車輪
２，２，３が同一径である限り、点Ｐの位置が楕
円上のどこにあつても履帯４は緩まず一定の張力
で張られていることになる。
び楕円上の任意の点Ｐを結ぶ三角形において、各
辺の長さの合計Ｓが一定となることはよく知られ
ている。これら３つの点に同一直径ｄの円を描
き、隣接する円を第２図のように直線で結んだと
き、この円と直線から成る図形の外周の長さＬは Ｌ＝πd＋Ｓ ………(3) となり一定である。したがつて、焦点F1，F2に
ある小円を主車輪２とし、楕円上の点Ｐにある小
円を補助車輪３とし、これらの車輪２，２，３の
外側に履帯４を巻きつけたものとすれば、全車輪
２，２，３が同一径である限り、点Ｐの位置が楕
円上のどこにあつても履帯４は緩まず一定の張力
で張られていることになる。
ところで、第５図に示すように、点Ｏを中心と
して回転する長さＲの半径イと、その先端Ｖを中
心として回転する長さｒの半径ロおよび点Ｏを通
る直線ABを考える。今、点Ｏを通る直線ABの
垂線と半径イのなす角をαとし、半径イと半径ロ
とのなす角が常に2αとなるようにした場合、半
径ロの先端Ｐは１つの楕円上にあることを示す。
点Ｐの座標を第５図のように（ｘ、ｙ）とする
と、 ｘ＝Rsinα＋ｒ sinα ………(4) ｙ＝Rcosα−ｒ cosα ………(5) となる。三角形の性質として、 sin2α＋cos2α＝１ ………(6) であるから、(6)式に(4)、(5)式を代入すると、 ｘ／Ｒ＋ｒ2＋ｙ／Ｒ−ｒ2＝１ ………(7) となる。この(7)式は長半径をＲ＋ｒ、短半径をＲ
−ｒとする楕円の式である。すなわち、点Ｐは角
度αによらず１つの楕円上にある。したがつて、
半径イを第１のアーム５Ａ、半径ロを第２のアー
ム５Ｂとし、点Ｐに補助車輪３を取付け、第１の
アーム５Ａと第２のアーム５Ｂのなす角を常に第
１のアーム５Ａの回転角αの２倍になるようにす
れば、補助車輪３を常に楕円上に保持することが
できる。
して回転する長さＲの半径イと、その先端Ｖを中
心として回転する長さｒの半径ロおよび点Ｏを通
る直線ABを考える。今、点Ｏを通る直線ABの
垂線と半径イのなす角をαとし、半径イと半径ロ
とのなす角が常に2αとなるようにした場合、半
径ロの先端Ｐは１つの楕円上にあることを示す。
点Ｐの座標を第５図のように（ｘ、ｙ）とする
と、 ｘ＝Rsinα＋ｒ sinα ………(4) ｙ＝Rcosα−ｒ cosα ………(5) となる。三角形の性質として、 sin2α＋cos2α＝１ ………(6) であるから、(6)式に(4)、(5)式を代入すると、 ｘ／Ｒ＋ｒ2＋ｙ／Ｒ−ｒ2＝１ ………(7) となる。この(7)式は長半径をＲ＋ｒ、短半径をＲ
−ｒとする楕円の式である。すなわち、点Ｐは角
度αによらず１つの楕円上にある。したがつて、
半径イを第１のアーム５Ａ、半径ロを第２のアー
ム５Ｂとし、点Ｐに補助車輪３を取付け、第１の
アーム５Ａと第２のアーム５Ｂのなす角を常に第
１のアーム５Ａの回転角αの２倍になるようにす
れば、補助車輪３を常に楕円上に保持することが
できる。
これを実現するための回転角度伝達手段の構成
を第６図および第７図によつて説明する。
を第６図および第７図によつて説明する。
第１のアーム５Ａの基部は中空軸６に取付けら
れている。この中空軸６は車体１の軸受により支
持されている。この中空軸６内には回転軸８が組
み込まれている。第２のアーム５Ｂの軸９は第１
のアーム５Ａの先端に回転可能に支えられてい
る。回転軸８と第２アーム５Ｂの軸９とはそれぞ
れ同径のスプロケツト１０，１１とチエーン１２
により連結されている。車体１内では第１アーム
５Ａの中空軸６に取付けられた歯車１３と第１の
アイドラ１４とがかみ合い、この第１のアイドラ
１４と第２のアイドラ１５がかみ合つている。第
２のアイドラ１５は回転軸８に取付けられた歯車
１６にかみ合つている。第１のアイドラ１４と第
２のアイドラ１５は歯数が等しく、また、歯車１
３と歯車１６も歯数が等しい。したがつて、第１
アーム５Ａの回転は中空軸６、歯車１３、アイド
ラ１４、アイドラ１５、歯車１６、回転軸８、ス
プロケツト１０、チエーン１２、スプロケツト１
１と伝わり、第２アーム５Ｂに伝達される。しか
も、第２アーム５Ｂの回転角は第１アーム５Ａの
回転角と大きさが等しく、方向が逆になる。第１
アーム５Ａの歯数１３には第７図に示すようにモ
ータ軸に取付けられた歯車１７がかみ合つてい
る。このため、第１アーム５Ａをモータにより駆
動すれば、第２アーム５Ｂも自動的に駆動され
る。
れている。この中空軸６は車体１の軸受により支
持されている。この中空軸６内には回転軸８が組
み込まれている。第２のアーム５Ｂの軸９は第１
のアーム５Ａの先端に回転可能に支えられてい
る。回転軸８と第２アーム５Ｂの軸９とはそれぞ
れ同径のスプロケツト１０，１１とチエーン１２
により連結されている。車体１内では第１アーム
５Ａの中空軸６に取付けられた歯車１３と第１の
アイドラ１４とがかみ合い、この第１のアイドラ
１４と第２のアイドラ１５がかみ合つている。第
２のアイドラ１５は回転軸８に取付けられた歯車
１６にかみ合つている。第１のアイドラ１４と第
２のアイドラ１５は歯数が等しく、また、歯車１
３と歯車１６も歯数が等しい。したがつて、第１
アーム５Ａの回転は中空軸６、歯車１３、アイド
ラ１４、アイドラ１５、歯車１６、回転軸８、ス
プロケツト１０、チエーン１２、スプロケツト１
１と伝わり、第２アーム５Ｂに伝達される。しか
も、第２アーム５Ｂの回転角は第１アーム５Ａの
回転角と大きさが等しく、方向が逆になる。第１
アーム５Ａの歯数１３には第７図に示すようにモ
ータ軸に取付けられた歯車１７がかみ合つてい
る。このため、第１アーム５Ａをモータにより駆
動すれば、第２アーム５Ｂも自動的に駆動され
る。
前述した第１のアーム５Ａ、第２のアーム５Ｂ
は第１図〜第３図に示すように、履帯４より外側
に配置されているので、第１のアーム５Ａ、第２
のアーム５Ｂは全周回転が可能である。
は第１図〜第３図に示すように、履帯４より外側
に配置されているので、第１のアーム５Ａ、第２
のアーム５Ｂは全周回転が可能である。
次に上述した本発明の走行車の動作を説明す
る。
る。
第１のアーム５Ａ、第２のアーム５Ｂの揺動に
より、補助車輪３を主車輪２に対して移動させれ
ば、無限軌道履帯４の形状を任意に変えることが
できるが、このとき、補助車輪３は２個の主車輪
２の中心位置を焦点とする楕円上に位置し、履帯
４に一定の張力を与えることができる。その結
果、例えば階段昇降や障害物乗越えに際して、主
車輪２、補助車輪３からの履帯４の外れを生じる
ことなく、これらを踏破することができる。
より、補助車輪３を主車輪２に対して移動させれ
ば、無限軌道履帯４の形状を任意に変えることが
できるが、このとき、補助車輪３は２個の主車輪
２の中心位置を焦点とする楕円上に位置し、履帯
４に一定の張力を与えることができる。その結
果、例えば階段昇降や障害物乗越えに際して、主
車輪２、補助車輪３からの履帯４の外れを生じる
ことなく、これらを踏破することができる。
上述した実施例によれば、階段や障害物に対す
る踏破能力を高めることができると共に、簡単な
歯車機構で構成し得るので、小形、軽量化を実現
することができる。
る踏破能力を高めることができると共に、簡単な
歯車機構で構成し得るので、小形、軽量化を実現
することができる。
なお、上述の実施例においては、第１のアーム
５Ａ、第２のアーム５Ｂを履帯の外側に配置した
ものについて適用したが、これらのアーム５Ａ，
５Ｂが履帯の内側に配置された場合にも適用する
ことができる。
５Ａ、第２のアーム５Ｂを履帯の外側に配置した
ものについて適用したが、これらのアーム５Ａ，
５Ｂが履帯の内側に配置された場合にも適用する
ことができる。
以上詳述したように、本発明によれば、補助車
輪は主車輪の位置を焦点とする楕円軌跡上に位置
するので、履帯が緩み外れることがなく、任意の
姿勢制御能力を有し、高い走行踏破機能を有する
ものである。
輪は主車輪の位置を焦点とする楕円軌跡上に位置
するので、履帯が緩み外れることがなく、任意の
姿勢制御能力を有し、高い走行踏破機能を有する
ものである。
第１図は本発明の走行車の一実施例を一部断面
にて示す正面図、第２図は第１図の側面図、第３
図は本発明の走行車の一実施例を示す斜視図、第
４図および第５図は本発明の原理説明図、第６図
は本発明の走行車を構成する支持装置を一部断面
にて示す正面図、第７図は第６図の側面図であ
る。 １……車体、２……主車輪、３……補助車輪、
４……無限軌道履帯、５……支持装置、５Ａ……
第１のアーム、５Ｂ……第２のアーム。
にて示す正面図、第２図は第１図の側面図、第３
図は本発明の走行車の一実施例を示す斜視図、第
４図および第５図は本発明の原理説明図、第６図
は本発明の走行車を構成する支持装置を一部断面
にて示す正面図、第７図は第６図の側面図であ
る。 １……車体、２……主車輪、３……補助車輪、
４……無限軌道履帯、５……支持装置、５Ａ……
第１のアーム、５Ｂ……第２のアーム。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 車体の両側に無限軌道履帯を備えた走行車に
おいて、前記無限軌道履体を、車体に設けた２個
の主車輪と車体に対して移動可能に設けた１個の
補助車輪とに巻き掛け、前記補助車輪はその中心
位置が前記２個の主車輪の中心位置を焦点とする
楕円上に常に移動保持する支持装置で支持された
ことを特徴とする走行車。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の走行車におい
て、前記補助車輪は前記２個の主車輪の直径と等
しい直径を有していることを特徴とする走行車。 ３ 特許請求の範囲第２項記載の走行車におい
て、前記支持装置は、２つの主車輪軸の中心との
間の中間点に相当する車体上の位置に回転軸を持
つ第１のアームと、この第１のアームの先端に回
転可能に支持され、その先端に前記補助車輪の回
転軸を保持する第２のアームとを備え、車体に対
する第１アームの回転角と第２アームの回転角と
の大きさが等しく方向が逆になるように、前記回
転角度を規則する回転角度伝達手段を備えたこと
を特徴とする走行車。 ４ 特許請求の範囲第３項記載の走行車におい
て、前記回転角度伝達手段は、第１のアームの回
転軸に備えられた第１の歯車にかみ合う第１のア
イドルギヤと、この第１のアイドルギヤにかみ合
う第２のアイドルギヤと、この第２のアイドルギ
ヤにかみ合う第２の歯車と、第１のアームの回転
軸を中空軸とし、その内に回転可能に支持され第
２の歯車に一端が固着された回転シヤフトと、こ
の回転シヤフトの他端に固着された第１のスプロ
ケツトと、第２アームの回転軸に固着された第２
のスプロケツトと、前記２つのスプロケツトに巻
掛けられるチエーンとからなり、車体に対する第
１アームの回転角と、第２アームの回転角とが大
きさが等しく方向が反対になるように歯車やスプ
ロケツトの歯数を選んだことを特徴とする走行
車。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14762782A JPS5938177A (ja) | 1982-08-27 | 1982-08-27 | 走行車 |
| US06/476,271 US4483407A (en) | 1982-03-26 | 1983-03-17 | Variable configuration track laying vehicle |
| FR8304686A FR2523914B1 (fr) | 1982-03-26 | 1983-03-22 | Vehicule a chenilles a configuration variable |
| DE19833310790 DE3310790A1 (de) | 1982-03-26 | 1983-03-24 | Veraenderliches gleiskettenfahrzeug |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14762782A JPS5938177A (ja) | 1982-08-27 | 1982-08-27 | 走行車 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19372185A Division JPS61105276A (ja) | 1985-09-04 | 1985-09-04 | 走行車 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5938177A JPS5938177A (ja) | 1984-03-01 |
| JPS6323032B2 true JPS6323032B2 (ja) | 1988-05-14 |
Family
ID=15434598
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14762782A Granted JPS5938177A (ja) | 1982-03-26 | 1982-08-27 | 走行車 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5938177A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61100806A (ja) * | 1984-09-28 | 1986-05-19 | Kikai Syst Shinko Kyokai | 保全ロボツト |
| JPS61105276A (ja) * | 1985-09-04 | 1986-05-23 | Hitachi Ltd | 走行車 |
| US6263989B1 (en) * | 1998-03-27 | 2001-07-24 | Irobot Corporation | Robotic platform |
| CN108974165B (zh) * | 2018-06-26 | 2020-09-08 | 坎德拉（深圳）软件科技有限公司 | 履带球形机器人 |
-
1982
- 1982-08-27 JP JP14762782A patent/JPS5938177A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5938177A (ja) | 1984-03-01 |
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