CN116194358A - 履带式行走体及行走装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及提高行走装置行走时的稳定性的履带式行走体及行走装置。履带式行走体(10)具有履带(11)、对履带(11)施加驱动力的驱动轮(13)、配置在驱动轮(13)的下方的至少两个转轮(15a、15b)，以及设置在两个转轮(15a、15b)之间、且两个惰轮(18a、18b)(辅助轮的一例)被设置为能够摆动的辅助机构(8)，惰轮(18a)(一方的辅助轮的一例)被沿垂直方向上推时的惰轮(18a)的上推量y₀比惰轮(18b)(另一方的辅助轮的一例)的下压量y₁大。

Description

履带式行走体及行走装置

技术领域

本公开内容涉及履带式行走体及行走装置。

背景技术

近年来，在各种使用环境和用途中，运用了移动型的机器人(行走装置)用来进行以往由人工进行的作业的支援以及人不能应对的环境下的作业。在这种行走装置中，为了能够应对在恶劣的路面环境或有限的空间下的行走，还要求行走机构具有较高的机动性和可靠性。

另外，为了提高行走时的稳定性，已知有具备履带式(Crawler)的行走体的行走装置。例如，在专利文献1中公开的内容是，为了以稳定的姿势来行走，使用了通过内置有轮毂电动机的启动轮和两个转轮形成的三角形的履带式行走单元。更进一步地，在专利文献2中公开的构成是，在装备于拖拉机的履带行走装置中，在三角配置的驱动轮和两个从动轮的底边上配置有多个惰轮。

引文列表

专利文献

【专利文献1】日本特开2017-218105号公报

【专利文献2】日本特开2015-155302号公报

发明内容

技术问题

但是，在现有的方法中，对于履带式的行走体来说，能够配置如惰轮那样的辅助机构的范围受到限制，存在着需要兼顾提高行走性能和在有限的尺寸中配置辅助机构的课题。

解决问题的方案

为了解决上述课题，技术方案1的发明涉及一种履带式行走体，其包括履带、向所述履带提供驱动力的驱动轮，以及配置在所述驱动轮的下方的至少两个转轮，并在所述驱动轮与所述转轮之间挂绕所述履带，其特征在于：具有设置在所述两个转轮之间，且两个辅助轮被设为能够摆动的辅助机构，一个辅助轮在垂直方向上被上推时的该一个辅助轮的上推量大于另一个辅助轮的下压量。

本发明的效果

根据本发明获得的效果是能够提供提高行走装置行走时的稳定性的履带式行走体。

附图说明

图1的(A)～(C)所示是行走装置的外观的一个例示图。

图2所示是行走装置的行走状态的一个例示图。

图3所示是行走装置的硬件构成的一个例示图。

图4所示是行走装置的构成的一个例示图。

图5所示是行走装置的构成的一个例示图。

图6的(A)、(B)所示是履带式行走体所具有的张紧器的构成的一个例示图。

图7所示是张紧器的详细构成例的立体图。

图8所示是用于张紧器的状态变化的说明图。

图9的(A)、(B)所示是履带式行走体所具有的侧板的构成的一个例示图。

图10所示是履带式行走体所具备的侧板的特征的说明图。

图11所示是履带式行走体所具备的侧板的特征的说明图。

图12的(A)～(C)所示是履带式行走体所具有的驱动轮的构成的一个例示图。

图13的(A)～(C)所示是履带式行走体所具有的转轮的构成的一个例示图。

图14所示是转轮的轴部的内部构造的一个例示图。

图15所示是辅助机构的构成的一个例示图。

图16所示是连杆的内部构造的一个例示图。

图17的(A)～(C)所示是惰轮的构成的一个例示图。

图18所示是用于说明辅助机构的详细构成的一例的图。

图19所示是用于说明辅助机构的详细构成的一例的图。

图20所示是辅助机构中的上推量和下压量的关系的一个例示图。

图21所示是辅助机构中的上推量和下压量的关系的一个例示图。

图22的(A)、(B)所示是辅助机构中的上推量和下压量的关系的一个例示图。

图23所示是辅助机构中的上推量和下压量的关系的一个例示图。

具体实施方式

以下，参照附图来说明用于实施发明的方式。另外，在附图的说明中，对同一要素赋予相同的附图标记并省略重复的说明。

●实施方式●

●行走装置

图1的(A)所示是行走装置的外观立体图。行走装置1由履带式行走体10a、10b以及主体50构成。

履带式行走体10a、10b是作为行走装置1的移动机构的单元。另外，履带式行走体10a、10b是使用了金属或橡胶制的带的履带(crawler)式的行走体。履带式的行走体与在汽车那样的以轮胎来行走的行走体相比接地面积大，例如在路况不好的环境下，也能够进行稳定的行走。另外，相对于以轮胎来行走的行走体在进行转动动作时需要回旋空间，由于具有履带式的行走体的行走装置能够进行所谓的原地回旋，所以即使是有限的空间也能够顺利地进行转动动作。关于履带式行走体10a、10b的详细构成将在后面叙述。

主体50是以能够行走的状态来支撑履带式行走体10a、10b的支撑体，同时还是进行控制来用于驱动行走装置1的控制装置。另外，主体50还搭载有后述的电池530来提供用于驱动履带式行走体10a、10b的电力。

图1的(B)所示是行走装置的前视图(P向视图)。行走装置1的主体50设有紧急停止按钮31、状态显示灯33以及盖部件35。紧急停止按钮31是在行走装置1周围的人使行走中的行走装置1停止时所按下的操作机构。

状态显示灯33是用于通知行走装置1的状态的通知机构。状态显示灯33例如在电池余量下降等的行走装置1的状态发生变化时，为了将行走装置1的状态变化通知给周围的人而点亮的。另外，状态显示灯33例如在检测到有妨碍行走装置1的行走的障碍物存在等的，有可能发生异常的情况下点亮。还有，图1所示是在行走装置1中设有两个状态显示灯33的例子，但状态显示灯33的数量既可以是一个，也可以是三个以上。另外，通知机构不仅是状态显示灯33，也可以是通过扬声器发出的警告音等来通知行走装置1的状态的构成。

盖部件35被设置在主体50的上表面，并对主体50的内部进行覆盖。另外，盖部件35具有用于进行主体50的内部的通气的通气口的通气部35a。

另外，两个履带式行走体10a、10b夹着主体50，后述的履带11a和履带11b呈大致平行，即行走装置1是以能够行走的状态来设置的。还有，履带式行走体的数量并不限定于两个，也可以为三个以上。例如，行走装置1也可以将三个履带式行走体平行地排成三列等，行走装置1以能够行走的状态来设置。另外，例如，行走装置1也可以将四个履带式行走体如汽车的轮胎那样地后左右地配置排列。

图1的(C)所示是行走装置的侧视图(Q向视图)。履带式行走体10a具有通过后述的驱动轮13和两个转轮15a、15b形成的三角形的形状。三角形状的履带式行走体10a例如在行走体的前后的尺寸存在制约的情况下，能够在前后有限的尺寸中增大接地面积，所以能够提高行走时的稳定性。另一方面，上侧(驱动轮一侧)比下侧(转轮一侧)长，即所谓的坦克型的履带存在前后尺寸的制约时，整体的接地面积变小而变得不稳定。如此，履带式行走体10a在提高较小型的行走装置1的行走性的情况下是有效的。

这里，使用图2来概要地说明行走装置1行走的情况。图2所示是行走装置的行走状态的一个例示图。行走装置1通过具备如图1所示的履带式行走体10a、10b，即使在如图2所示的不平地面J中也能够稳定地行走。

履带式的行走体由于不平地面J的行走路面的凹凸导致履带的一部分不能接地而浮起。因此，一直以来存在有设置独立型的悬架等，使各车轮分别独立地以沿着行走路面的方式为可动的行走体。但是，这种现有的方法针对的是比较大型的尺寸的行走体，对于小型的行走体，在设置尺寸和部件成本方面难以采用。

于是，行走装置1使用设置有后述的辅助机构8的履带式行走体10a、10b，通过使得各车轮能够以沿着行走路面的方式来独立地移动，就能够提高接地性及行走稳定性。

○硬件构成○

接着，使用图3对实施方式所涉及的行走装置的硬件构成进行说明。还有，图3所示的硬件构成也可以根据需要追加或删除构成要素。

图3所示是行走装置的硬件构成的一个例示图。如图1所示，行走装置1具有对行走装置1的处理或动作进行控制的主体50。主体50具有无线电控制接收部件501、CPU(中央处理单元)502、存储器503、通信I/F(Interface)506、电池530、行走控制用电动机驱动器540、姿势控制用电动机驱动器550以及姿势控制用电动机555a、555b。另外，无线电控制接收部件501、CPU502、存储器503、通信I/F506、电池530、行走控制用电动机驱动器540以及姿势控制用电动机驱动器550通过系统总线510连接。系统总线510是用于将上述各构成要素电连接的地址总线或数据总线等，传送地址信号、数据信号以及各种控制信号等。

无线电控制接收部件501接收从行走装置1的操作者使用的PC等发送器发送来的动作指示信号。CPU502进行行走装置1整体的控制。CPU502是通过读出存储在存储器503中的程序P1或使得行走装置1动作所需要的各种数据并执行处理，来实现行走装置1的各功能的计算装置。

存储器503存储有以CPU502所执行的程序P1为首的，使行走装置1动作所需的各种数据。程序P1被预装到存储器503中来提供。

另外，程序P1的构成也可以是以可安装或可执行的形式的文件记录到CD-ROM、软磁盘(FD)、CD-R、或DVD(Digital Versatile Disc)等的可以由CPU502(计算机)读取的记录介质中来提供。更进一步地，程序P1的构成也可以是存储到连接在互联网等通信网络的计算机上，并经由通信网络通过下载到行走装置1来提供。另外，程序P1的构成也可以是经由互联网等的通信网络来提供或分发。当程序P1是从外部来提供时，CPU502就通过通信I/F506来读入程序P1。

另外，行走装置1也可以通过组装具有与程序P1的执行为相同的计算功能及控制功能的专用的ASIC(Application Specific Integrated Circuit:专用集成电路)来硬件地动作，从而代替使CPU502按照程序P1来动作。

通信I/F506是经由通信网络与其他设备或装置进行通信(连接)的通信接口。通信I/F506例如是有线或无线LAN(Local Area Network)等的通信接口。另外，通信I/F506也可以具备3G(3rd Generation)、LTE(Long Term Evolution:长期演进技术)、4G(4thGeneration)、5G(5th Generation)、Wi-Fi(Wireless Fidelity:无线保真)(注册商标)、WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access:全球互通微波存取)、Zigbee(注册商标)或毫米波无线通信等的通信接口。另外，行走装置1也可以具备用于进行NFC(NearField communication:近场通信)或蓝牙(注册商标)等近距离无线通信的通信接口。

电池530是对行走装置1的处理或动作提供所需电力的电力供给单元。电池530例如对轮毂电动机14a、14b及姿势控制用电动机555a、555b供给电力。

行走控制用电动机驱动器540通过向轮毂电动机14a、14b分别供给电动机驱动信号，来驱动轮毂电动机14a、14b。

轮毂电动机14a、14b分别设置在履带式行走体10a的驱动轮13a和履带式行走体10b的驱动轮13b的内部，向驱动轮13a、13b传递转动力。轮毂电动机14a、14b对驱动轮13a、13b施加使行走装置1前进的正方向的转动、或使行走装置1后退的负方向的转动。更进一步地，轮毂电动机14a、14b通过仅使一方的驱动轮13a(或13b)向正方向或负方向转动，使另一方的驱动轮13b(或13a)停止，来使得行走装置1进行枢轴回旋。另外，轮毂电动机14a、14b通过使一方的驱动轮13a(或13b)向正方向转动，使另一方的驱动轮13b(或13a)向负方向转动，来使得行走装置1进行原地回旋。

姿势控制用电动机550通过对姿势控制用电动机555a、555b分别供给电动机驱动信号，来驱动姿势控制用电动机555a、555b。姿势控制用电动机555a、555b例如根据来自姿势控制用电动机驱动器550的控制信号，通过将后述的连杆19的高度上下变更，来调整惰轮18a、18b的高度。另外，姿势控制用电动机555a、555b例如通过控制主体50的姿势，来防止行走装置1的翻倒。

还有，行走装置1并不限于根据由无线电控制接收部件501接收到的动作指示来行走的构成，也可以是使用自主行走或线追踪等技术行走的构成。另外，行走装置1也可以是通过通信I/F506接收经由通信网络发送的动作指示信号，来由远处的用户通过远程操作进行行走的构成。

●履带式行走体

接着，通过图4至图23，对构成行走装置1的履带式行走体10a、10b进行说明。首先，通过图4及图5，对履带式行走体10a、10b的整体构成进行说明。还有，行走装置1如图1所示地具有两个履带式行走体10a、10b，但在以下的说明中，由于这些构成相同，因此作为履带式行走体10的构成来说明。图4及图5所示是行走装置的构成的一个例示图。图4及图5是从与图1的(C)同样的方向看到的履带式行走体10的侧视图。

如图4所示地，履带式行走体10具有履带11、驱动轮13、转轮15a、15b、辅助机构8、侧板20a以及张紧器25。其中，辅助机构8包括惰轮18a、18b以及连杆19。另外，图5所示是从图4所示的履带式行走体10卸除侧板20a后的状态图。图5所示的履带式行走体10还具有轮毂电动机14、电动机轴141、侧板20b、侧板支撑体27a、27b、27c、27d、转轮轴61a、161b以及辅助机构8所包含惰轮轴181a、181b以及连杆轴191。

履带11也被称为履带(crawler)，由金属或橡胶形成。履带11挂绕在驱动轮13和转轮15a、15b上。履带11通过一边按照驱动轮13的转动方向移动一边使转轮15a、15b从动，来使得履带式行走体10转动。另外，履带11在表面具有多个突起部111a、111b。履带11的外侧的突起部111a是为了稳定地越过例如路面上的石头等小的障碍物来行走而设置的。另外，内侧的突起部111b例如是为了防止从驱动轮13或转轮15a、15b的脱轮而设置的。

驱动轮13向履带11传递用于使履带式行走体10转动的驱动力。履带式行走体10将轮毂电动机14传递到驱动轮13的驱动力(转动力)经由履带11传递给转轮15a、15b。

轮毂电动机14内置于驱动轮13的内部，将转动力传递至驱动轮13。轮毂电动机14以成为驱动轴的电动机轴141为中心转动驱动。轮毂电动机14的转动轴(电动机轴141)成为驱动轮13的转动轴(驱动轴)，驱动轮13通过轮毂电动机14的转动力来转动。然后，轮毂电动机14的转动力作为驱动力被传递给履带11。具体来说就是，轮内电动机14对驱动轮13施加使行走装置1前进的正方向的转动、或使行走装置1后退的负方向的转动。

另外，轮毂电动机14通过内置于驱动轮13能够简化构成，例如通过不使用驱动链或齿轮等的零件，能够降低因这些零件引起的故障等的危险。更进一步地，轮毂电动机14通过内置于驱动轮13中，因为能够在履带式行走体10的外周附近产生驱动力，所以就能够增大转矩。

转轮15a、15b在履带式行走体10上被安装为转动自如。转轮15a、15b通过经由履带11从驱动轮13传递来的驱动力(转动力)，以转轮轴161a、161b为转动轴而进行转动。

这里，驱动轮13、转轮15a和转轮15b在侧视中形成为三角形。履带11挂绕在驱动轮13、转轮15a和转轮15b上，转轮15a和转轮15b之间的范围接地。即，内置有轮毂电动机14的驱动轮13不与路面接地。由此，履带式行走体10例如即使在水洼处行走时，由于轮毂电动机14不会浸水，所以就不需要为轮毂电动机14设置特别的防水机构。

另外，如图5所示，驱动轮13和转轮15a、15b的直径是不同的。行走体需要根据所要求的尺寸的限制和行走性等因素来进行布局设计。一般地，电动机的直径越小，电动机的厚度(宽度)上的每单位宽度的转矩具有下降的倾向。因此，内置有轮毂电动机的驱动轮需要具有电动机直径以上的直径以能够对应所要求的转矩特性。因此，履带式行走体10作为在满足行走装置1或履带式行走体10的尺寸限制的同时还满足所要求的行走性能的布局，是将设置在上方的驱动轮13的直径设计成大于转轮15a、15b的直径的。另外，行走体在尺寸被限制的情况下还增大转轮的直径时，接地面积就会变小而损害行走稳定性。因此，考虑到驱动轮13的直径，履带式行走体10采用较小直径的转轮15a、15b的优点也是有的。

辅助机构8将从动于履带11而旋转的辅助轮(惰轮18a、18b)设置为能够绕摆动轴(连杆轴191)摆动(惰轮18a、18b)。辅助机构8例如也称为摆动机构、天秤型辅助机构、天秤型摆动机构、天秤型摆动轮或天秤型摆动转轮。另外，在侧视中，辅助机构8设置在由驱动轮13和转轮15a、15b形成的三角形形状的底边上。

辅助机构8包括惰轮18a、18b以及连杆19。惰轮18a、18b被设置在两个转轮15a、15b之间，是从动于履带11来转动的辅助轮。惰轮18a、18b以惰轮轴181a、181b为转动轴各自转动。另外，连杆19是支承惰轮18a及惰轮18b的支承体。

侧板20a、20b在履带式行走体10中支承驱动轮13、转轮15a、15b、以及辅助机构8。履带式行走体10是使用两个侧板20a、20b来支承驱动轮13、转轮15a、15b以及辅助机构8的双臂支撑构造。两个侧板20a、20b由多个侧板支撑体27a、27b、27c、27d支撑。侧板20a、20b使用电动机轴141来支承驱动轮13。另外，侧板20a、20b使用转轮轴161a、161b分别支承转轮15a、15b。更进一步地，侧板20a、20b借助于支承惰轮18a、18b的连杆19的连杆轴191来支承辅助机构8。

张紧器25由弹簧等弹性部件形成，并与作为轮毂电动机14及驱动轮13的转动轴的电动机轴141连接。张紧器25被设置成将驱动轮13抵靠到履带11的内侧，来对履带11施加张力。张紧器25的作用是调整行走时从驱动轮13施加到履带11上的张力。张紧器25的作用例如是以履带式行走体10在静止时的张力为基准，在行走时将作为基准的张力保持为大致恒定。另外，履带式行走体10通过由张紧器25调整履带11的松弛，来维持履带11的正常的驱动力的传递。另外，履带式行走体10通过由张紧器25对履带11来施加张力，能够防止履带11的脱轨。

在此，如图4及图5所示，履带式行走体10具有以驱动轮13为中心、在行走方向的前后大致对称的结构。更为详细的是，履带式行走体10在从图4及图5所示的X轴方向所看到的侧视中，对于从轮毂电动机14的电动机轴141开始的相对于连结两个转轮15a、15b的转轮轴的直线的垂线是大致呈线对称的构造。

例如，在狭小空间中行走的行走装置需要频繁地进行前进后退或原地转向。在这种情况下，如果履带的形状、驱动轮、转轮或张紧器等的配置在前后为不对称，行走装置有时就会因前进后退导致驱动特性发生变化，或者原地转向时无法进行中心转动。于是，履带式行走体10通过使布局(结构)在前后为大致对称，就能够实现行走装置1行走时的稳定性的提高和控制的简化。另外，由于履带式行走体10能够不在意行走装置1的左右地来安装，因此能够实现零件数量的削减等。

○张紧器的构成○

接着，通过图6至图8，对履带式行走体10所具备的张紧器25的详细构成进行说明。图6的(A)所示是安装在履带式行走体上的张紧器的一个构成例的侧视图。张紧器25与轮毂电动机14的电动机轴141连接。张紧器25通过将驱动轮13推压到履带11上，来对履带11施加张力。图6的(A)所示是安装在侧板20上的张紧器25被外装部件259覆盖的状态。张紧器25与内置在驱动轮13内的轮毂电动机14的电动机轴141连接。

图6的(B)所示是AA′剖面中的张紧器的剖面图(Q向视图)。另外，图7所示是的张紧器的一个详细构成例的立体图。张紧器25包括固定部件251、轴部件253a、253b、弹性体255a、255b以及块状部件257。

固定部件251是用于固定作为驱动轮13及轮毂电动机14的转动轴的电动机轴141的部件。张紧器25通过使用固定部件251固定块体257和电动机轴141，来防止电动机轴141的转动。

轴构件253a、253b分别是成为弹性体255a、255b的弹性变形的引导件的部件。弹性体255a、255b是分别沿弹性体253a、253b设置的弹簧等弹性部件。弹性体255a、255b以轴构件253a、253b为引导件，在上下方向上弹性变形。

块体257的作用是使得电动机轴141贯通，将张紧器25连接到电动机轴141上。另外，块体257使得轴构件253a、253b贯通后，沿着轴构件253a、253b在轴向上滑动移动。由此，张紧器25就能够与弹性体255a、255b的变形联动地，在以电动机轴141为中心的上下方向上使驱动轮13动作。由此，履带式行走体10通过弹性体255a、255b的变形来上推电动机轴141，将驱动轮13自身作为张紧器推压到履带11上，对履带11施加张力。另外，除弹性体255a、255b以外，张紧器25的构成也可以是设置能够沿上下方向伸缩的部件或机构，来使得驱动轮13在上下方向上动作。

图8所示是用于张紧器的状态变化的说明图。如图8所示，弹性体255a、255b通过从上方对驱动轮13施加的压力来变形伸缩。图8的左图(与图6的(B)相同)所示的张紧器25是弹性体255a、255b伸长的状态，是对履带11施加张力的状态。另一方面，图8的右图所示的是弹性体255a、255b因从上方施加的压力而收缩时的张紧器25的状态。例如，行走中履带11被按压到路面的障碍物等上时，履带式行走体10通过弹性体255a、255b收缩来降低施加到履带11上的张力，就能够降低对履带11的损伤。

这里，在将内置有轮毂电动机的驱动轮配置在上方的三角形状的履带式的行走体中，为了提高电动机的转矩，需要增大轮毂电动机的电动机直径。增大电动机直径时，一般地由于重量大的电动机的重量会进一步增大，在上方配置了驱动轮的行走体的重心就会变高，行走稳定性就会降低。另外，现有的三角形状的履带式行走体，为了防止车轮的脱轮而另行设置有张紧器。为了吸收张力的变动，需要将张紧器置于履带能够和张紧器一起自由地移动的位置。因此，三角形状的履带式行走体是将张紧器置于上部的。由此，为了确保设置张紧器的空间，驱动轮的位置就会变高。

于是，履带式行走体10通过将张紧器25与驱动轮13的转动轴(电动机轴141)连接，来使得驱动轮13自身起到张紧器的作用。由此，由于履带式行走体10通过去除张紧器的设置空间，能够将驱动轮13布局在低的位置里，因此就能够提高行走稳定性。

○侧板的构成○

接着，通过图9至图11，对履带式行走体10所具备的侧板20a、20b的详细构成进行说明。图9所示是履带式行走体所具有的侧板的构成的一个例示图。其中，图9的(A)所示是从履带式行走体10卸除履带11后的状态的外观立体图。图9的(B)所示是从履带式行走体10卸除履带11后的状态的侧视图(P向视图)。驱动轮13、转轮15a、15b以及连接惰轮18a和惰轮18b的连杆19通过两个侧板20a、20b来连接。另外，两个侧板20a、20b通过多个侧板支撑体27a、27b、27c、27d(27c、27d未图示)来连接。驱动轮13、转轮15a、15b以及连接惰轮18a和惰轮18b的连杆19分别通过两个侧板20a、20b以双臂支撑结构来得到支撑。另外，侧板支撑体的数量并不限于此。

如此，履带式行走体10通过两个侧板20a、20b的双臂支撑结构来支承驱动轮13及转轮15a、15b的各自的车轴(电机轴141、转轮轴161a、161b)。内置于驱动轮13的轮毂电机14因为在大型且具有重量的同时还在电机轴141上连接有张紧器25，因此，在以悬臂来支承驱动轮和转轮的构成中，需要另外具有大型的臂(支承体)。对此，履带式行走体10通过侧板20a、20b形成的双臂支撑结构来支承驱动轮13及转轮15a、15b，就能够以紧凑的结构来稳定地对履带11施加张力了。另外，履带式行走体10通过将包括惰轮18a、18b在内的所有的车轮都以侧板20a、20b来双臂支撑，就能够使得布置(结构)简单且牢固。更进一步地，履带式行走体10通过侧板20a、20b以双臂支撑来支撑各车轮的车轮轴，从而能够得到高刚性。

接着，通过图10及图11，对履带式行走体10所具备的侧板20a、20b的特征进行说明。另外，由于图10所示的侧板20a、20b分别为相同的结构，因此图10及图11对侧板20a的特征进行说明。如图10所示，侧板20a的履带11接地面一侧(底面侧)的区域具有被切除的切除部201a、203a。履带式行走体10如上所述地，由于是通过两个侧板20a、20b的双臂支撑结构，因此在车轮和侧板之间卷入树枝或石头等异物的可能性变高，车轮有可能被锁住。对此，履带式行走体10通过在侧板20a上设置切除部201a、203a，并使得惰轮18a、18b不被侧板20a覆盖，就能够防止侧板20a和惰轮18a、18b之间的异物进入。另外，切除部201a、203a的形状及数量并不限于此，例如也可以是使得转轮15a、15b的一部分不被侧板20a覆盖的方式来设置切口的构成。

另外，如图11所示，侧板20a具有多个侧板孔205a，以使得进入各车轮和侧板20a之间的异物被顺利地排出。由此，履带式行走体10就能够防止进入各车轮和侧板20a之间的异物引起的不良情况。另外，侧板20a通过设置侧板孔205a，在能够实现履带式行走体10的轻量化的同时，还能够通过目视来确认履带式行走体10的内部的状态。更进一步地，侧板20a通过设置侧板孔205a，例如能够通过侧板孔205a来进行行走装置1中的各种布线。另外，侧板孔205a的数量或形状不限于图11所示的例子。

○驱动轮及转轮的构成○

接着，通过图12至图14，对履带式行走体10所具备的驱动轮13及转轮15的详细构成进行说明。首先，使用图12对驱动轮13的构成进行说明。图12的(A)所示是驱动轮的外观立体图，图12的(B)所示是相对于驱动轮的行进方向的前视图(P向视图)。

驱动轮13由链轮131构成，该链轮131具有用于将轮毂电动机14的转动传递到履带11上的功能。另外，驱动轮13具备固定在内部的轮毂电机14。作为驱动轮13的链轮131将电动机轴141作为转动轴(驱动轴)，随着轮毂电动机14的转动而转动。另外，链轮131是通过连结部件136连接车轮132和车轮134来形成的。连结部件136在车轮132与车轮134之间的外周周边以等间隔来设置。设置在履带11内侧的突起部111b一边进入链轮131的相邻的连结部件136的之间，一边转动。因此，履带式行走体10在履带11和驱动轮13之间能够产生更可靠的驱动传递效果。更进一步地，驱动轮13具有将轮毂电动机14支撑在链轮131上的多个支撑部件138。驱动轮13通过改变支撑部件138的长度，能够内置不同宽度的轮毂电动机14。

更进一步地，驱动轮13还包括用于连接轮毂电动机14的电动机轴141和主体50的主体线缆143。轮毂电动机14的电动机轴141为圆筒，主体线缆143通过电动机轴141连接轮毂电动机14和主体50。驱动轮13经由主体线缆143从设置在主体50里的电池530接受电力供给。

图12的(C)所示是相对于驱动轮的行进方向的侧视图(Q向视图)。当泥、砂土或垃圾等异物进入履带式的行走体和履带之间时，有可能驱动轮的转动被锁住，或履带脱轮。因此，驱动轮13的车轮132为了防止异物的进入而具有多个的车轮孔133。由此，驱动轮13成为与履带11之间或进入链轮131的异物被顺畅地排出的构成。还有，车轮孔133的数量或形状并不限于图12的(C)所示的例子。另外，车轮134具有与车轮132相同的构成。

接着，使用图13及图14对转轮15a、15b的构成进行说明。另外，由于转轮15a、15b的构成相同，所以在图13及图14中，说明转轮15a的构成。图13的(A)是转轮的外观立体图，图13的(B)是相对于转轮的行进方向的前视图(P向视图)。

转轮15a是借助于轴部151a来连接车轮152a和车轮154a而形成的。另外，转轮15a在车轮152a与车轮154a之间的外周周边以等间隔来设置连结部件156a。连结部件156a在车轮152a与车轮154a之间的外周周边以等间隔来设置。设置在履带11内侧的突起部111b一边进入邻接的连结部件156a的之间，一边转动。因此，履带式行走体10能够防止履带11和转轮15a相对于履带11的脱轨。

图13的(C)所示是相对于转轮的行进方向的侧视图(Q向视图)。转轮15a的车轮152与上述驱动轮13的情况同样地，为了防止异物的进入而具有多个的车轮孔153a。由此，转轮15a成为进入其与履带11之间的异物被顺畅地排出的构成。还有，车轮孔153a的数量或形状并不限于图13的(C)所示的例子。另外，车轮154a具有与车轮152a相同的构成。

接着，使用图14，来说明相对于转轮15a的行进方向(P方向)的轴部151a的剖面构造。图14所示是转轮的轴部的内部构造的一个例示图。转轮15a在图13所示的构成之上，作为轴部151a具有成为转轮的旋转轴的转轮轴161a、轴承163a、定位环165a1、165a2以及油封件167a1、167a2。

转轮15a在轴部151a中，在转轮轴161a的中央部具有一个轴承163a。由此，履带式行走体10通过成为仅配置一个轴承163a的构成，在减少零件数量的同时，还能够降低成本。

另外，转轮15a在轴部151a中，以夹着被配置在转轮轴161a的中央部的轴承163a的方式，具有成为轴承163a的按压件的两个定位环165a1、165a2。由此，履带式行走体10能够使车轮152a、154a相对于转轮轴161a容易地偏移。

更进一步地，转轮15a在车轮152a、154a的内侧分别具有油封件167a1、167a2。由此，履带式行走体10能够保护轴部151a的轴承163a不受外部侵入的水或尘埃等异物的影响。

○辅助机构的构成○

接着，通过图15至图17，对履带式行走体10所具备的辅助机构8的构成进行说明。图15所示是辅助机构的构成的一个例示图。如图15所示，辅助机构8具有连杆19和通过连杆19连接的两个惰轮18a、18b。连杆19是支承多个惰轮18的支承体。惰轮18a、18b通过两个连杆板19a、19b来连接。另外，两个连杆板19a、19b通过连杆轴191来连接。连杆19通过两个连杆板19a、19b以双臂支撑结构来支撑惰轮18a、18b。另外，如图4等所示，辅助机构8通过连杆19的两个连杆板192a、192b及连杆轴191来由侧板20a、20b支撑。惰轮18a、18b是辅助轮的一例。另外，连杆19是连接部的一例。更进一步地，连杆轴191是摆动轴的一例。另外，连杆板192a、192b是摆动部的一例。

接着，使用图16说明相对于辅助机构8的行进方向(P方向)的连杆19的剖面构造。图16所示是连杆的内部构造的一个例示图。除了图15所示的构成之外，连杆19还具有定位环193a、193b以及推压部件195a、195b。

连杆19在连杆板192a、192b的内侧分别具有作为连杆板192a、192b的按压件的定位环193a、193b。由此，履带式行走体10通过用定位环193a、193b分别固定连杆板192a、192b，能够相对于连杆轴191容易地偏移。

更进一步地，连杆19在连杆轴191与连杆板192a、192b的接合部分别具有推压螺母等的推压部件195a、195b。由此，履带式行走体10能够使连杆板192a、192b相对于连杆轴191顺畅地摆动旋转。

图17的(A)～图17的(C)所示是惰轮的构成的一个例示图。另外，由于图15所示的惰轮18a、18b的构成是相同的，因此在图17中，代表性地说明惰轮18a的构成。图17的(A)所示是惰轮的外观立体图。图17的(B)所示是相对于惰轮的行进方向的前视图(P向视图)。如图17的(A)及17(B)所示，惰轮18a是借助于轴部181a来连接车轮182a和车轮184a而形成的。

图17的(C)所示是相对于惰轮的行进方向的侧视图(Q向视图)。如图17的(C)所示，惰轮18a的车轮182a与上述转轮15a的情况相同，为了防止异物的进入，具有多个车轮孔183a。由此，惰轮18a成为进入其与履带11之间的异物被顺畅地排出的构成。还有，车轮孔183a的数量或形状并不限于图17的(C)所示的例子。另外，车轮184a具有与车轮182a相同的构成。

另外，惰轮18a具有与图14所示的转轮15a相同的截面构造。惰轮18a例如在图17所示的构成之上，作为轴部181a具有成为惰轮18a的旋转轴的车轮轴171a、轴承173a、定位环175a1、175a2以及油封件177a1、177a2。车轮轴171a、轴承173a、定位环175a1、175a2以及油封件177a1、177a2分别与图14所示的转轮15a中的转轮轴161a、轴承163a、定位环165a1、165a2以及油封件167a1、167a2的结构相同，因此省略说明。

这里，为了顺利地进行各种异物的排出，分别设置在惰轮18、驱动轮13及转轮15a、15b上的车轮孔的直径例如优选为φ15以上。对于设置在侧板20a、20b上的侧板孔205a、205b也是同样的。

这里，履带式行走体10通过内置了轮毂电动机14的驱动轮13的转动来使得履带11从动。然后，转轮15a、15b通过履带11传递来的转动力分别转动。另外，设置在履带11内侧的突起部111b成为引导件，转轮15a、15b随着履带11的移动而转动。此时，当转轮15a和转轮15b之间的宽度较大时，履带11有可能从转轮15a或转轮15b脱轮。于是，履带式行走体10通过在转轮15a及转轮15b之间设有与履带11接触的辅助机构8，就能够防止履带11的脱轮。另外，履带式行走体10通过在接地面上设置转轮15a、15b以外的惰轮18a、18b，因为能够进行负荷分散，所以就能够降低故障等发生的危险。

另外，履带式行走体10在增大接地面积时，由于能够增大路面阻力，所以能够提高行走稳定性。另一方面，履带式行走体10在减小接地面积时，因为路面阻力变小的同时能够提高行走时的回旋性，因此，尤其是变得容易进行行走装置1的原地回旋的动作。为了利用这样的特征，履带式行走体10根据使用用途或使用环境，通过调整辅助机构8的高度，就能够上下调整惰轮18a、18b与履带11的接触位置的高度。

具体来说就是，履带式行走体10例如在行走装置1停止时，通过操作者改变被静态固定的连杆19的高度，来进行提高或降低惰轮18a、18b的高度的调节。另外，履带式行走体10例如也可以是根据姿势控制用电动机驱动器550的控制信号，动态地改变连杆19的高度的构成。这时，行走装置1通过基于姿势控制用电动机驱动器550发送来的控制信号来驱动姿势控制电动机555a、555b，分别调整两个履带式行走体10a、10b的连杆19的高度。行走装置1例如根据路面的状态或行走速度等，来进行连杆19的高度调整的控制。

○辅助机构的详细构成

接着，通过图18至图23，对辅助机构8的详细的构成进行说明。图18及图19所示是用于说明辅助机构的详细构成的一例的图。图18所示是相对于辅助机构8的行进方向的侧视图(Q向视图)。辅助机构8通过连杆板192a将两个惰轮18a、18b与连杆19连接。另外，辅助机构8以连杆19所包含的连杆轴191为中心可摆动地连接惰轮18a、18b。进一步地，辅助机构8具有以连杆轴191为中心相对于前后方向为对称的形状。

这里，履带式行走体10需要在有限的空间中设置各部件。因此，辅助机构8的可配置范围和可摆动范围受到与其他部件的位置关系的限制。具体而言，由于在辅助机构8的上部配置有驱动轮13，因此辅助机构8的可配置范围受到履带式行走体10的尺寸中的驱动轮13的设置位置及大小的制约。另外，由于在辅助机构8的前后配置有转轮15a、15b，因此辅助机构8的可摆动范围受到履带式行走体10的尺寸中的滚轮15a、15b的设置位置及大小的制约。

因此，履带式行走体10例如在为了提高不平地面行走时的接地性而将辅助机构8设置在被限定的空间的范围里时，需要将图18所示那样的连杆长度、车轮间距离及连杆角设计为最佳。图19所示是图18所示侧视图的概要示图。如图19所示，连杆长度L是连结连杆轴191(轴中心O)和惰轮18a、18b各自的车轮轴171a、171b(轴中心w0、w1)的线段(边)的长度。另外，车轮间距离W是连结车轮轴171a(轴中心w0)和车轮轴171b(轴中心w1)的线段(边)的长度。进一步地，连杆角θ是作为连杆长度L的两个线段(边)所成的角度。这里，连结惰轮18a的车轮轴171a(轴中心w0)和连杆轴191(轴中心O)的线段(边)是第1边的一例。另外，连结惰轮18b的车轮轴171b(轴中心w1)和连杆轴191(轴中心O)的线段(边)是第2边的一例。

履带式行走体例如由于不平地面等的行走路面的凹凸，有时履带的一部分会不接地而浮起。于是，履带式行走体10优选的是惰轮18a、18b分别独立地移动，以追随行走路面。于是，履带式行走体10具有的构成是利用辅助机构8的摆动动作，在一侧的惰轮18(惰轮18a)被上推时，另一侧的惰轮(例如，惰轮18b)被向下推。

这里，如图19所示，将辅助机构8的上下方向设为y轴，将辅助机构8为水平状态时的车轮轴171a、171b(轴中心w0、w1)的位置设为y＝0。另外，将惰轮18a在垂直方向上压的上压量设为y₀，将惰轮18b在垂直方向下压的下压量设为y₁。

辅助机构8通过使各个惰轮独立地动作，即使惰轮18a被上推，也尽量减小另一侧的惰轮18b的下压量，就能够使履带式行走体10稳定地行走。即，辅助机构8具有一侧的惰轮18a向垂直方向的上推量y₀比另一侧的惰轮18b向垂直方向的下压量y₁大的构成。通过形成这样的构成，履带式行走体10能够在有限的尺寸中设置提高接地性的辅助机构8。

○辅助机构的设计形状

接着，对辅助机构8的最佳设计形状进行说明。辅助机构8的连杆长度L及连杆角θ通过图18所示的可配置范围、可摆动范围、车轮间距离W及惰轮18a、18b的车轮直径来决定。于是，首先，使用图20和图21来说明固定连杆长度L和连杆角θ中的任意一方的值并使另一方的值变化的情况下的上推量y₀和下压量y₁的关系。

图20所示是将连杆长度L固定为80mm(L＝80)、将连杆角θ分别设定为90°、120°、150°、180°时的上推量y₀与下压量y₁的关系。如图20所示，连杆角θ越小，下压量y₁对上推量y₀的影响越小。

图21所示是将连杆角θ固定为120°(θ＝120°)、将连杆长度L分别设定为60mm、80mm、100mm、120mm时的上推量y₀与下压量y₁的关系。如图21所示，连杆长度L越短，下压量y₁对上推量y₀的影响越小。因此，在辅助机构8中，连杆角θ和连杆长度L越小，下压量y₁对上推量y₀的影响越小。

接着，使用图22，对固定车轮间距离W的值、并使连杆长度L和连杆角θ的值变化时的上推量y₀和下压量y₁的关系进行说明。连杆长度L、车轮间距离W以及连杆角θ中的任意两个值被确定时，余下的一个值就被唯一地确定。即，如果车轮间距离W为一定，则连杆长度L和连杆角θ的值就成为如果一方确定时则另一方也确定的关系。

图22的(A)所示是将车轮间距离W固定为100mm(W＝100)、将连杆角θ分别设定为90°、120°、150°、180°时的上推量y₀与下压量y₁的关系。在图22的(A)的情况下，设定θ＝90°、120°、150°、180°时的连杆长度L分别为70.7mm、57.7mm、51.8mm、50mm。另一方面，图22的(B)所示是将车轮间距离W固定为120mm(W＝120)、将连杆角θ分别设定为90°、120°、150°、180°时的上推量y₀与下压量y₁的关系。在图22的(B)的情况下，设定θ＝90°、120°、150°、180°时的连杆长度L分别为84.9mm、69.3mm、62.1mm、60mm。

如图22的(A)和22(B)所示地，与连杆长度L较短的情况相比，下压量y₁对上推量y₀的影响在连杆角度θ小的情况下变少。因此，辅助机构8根据履带式行走体10的尺寸的制约，通过减小连杆角θ的方式来设计，相对于一个惰轮18的上推(突出)，就能够减少另一个惰轮18的压下(沉入)的影响。

这里，在一方的惰轮18a的上推量y₀为车轮间距离W的长度的1/2的情况下，将另一方的惰轮18b的下压量y₁成为车轮间距离W的长度的1/4以下的情况作为用于提高履带式行走体10的接地性的上推量y₀与下压量y₁的适当的关系的一例。即，在下压量y₁为上推量y₀的一半以下的情况下，能够进一步提高履带式行走体10使用了辅助机构8的接地性。

在使用图19所示的定义，计算满足y₁≤y₀/2的条件的连杆角θ和连杆长度L的边界值的情况下，边界值不依存于连杆长度L，连杆角为θ≤105°。另外，在θ<90°的情况下，当一方的惰轮18a被上推W/2时，另一方的惰轮18b有时会超过连杆轴191。因此，辅助机构8通过将连杆角θ设置在大于90°且为105°以下的角度的范围(90°<θ≤105°)，能够进一步提高履带式行走体10的接地性。

接着，使用图23表示满足y₁≤W/4的辅助机构8的配置的一例。图23所示是将车轮间距离W设定为100mm(W＝100)、将连杆长度L设定为65mm(L＝65)、将连杆角θ设定为100°(θ＝100°)时的上推量y₀与下压量y₁的关系。如图23所示，辅助机构8通过设定为这样的车轮间距离W、连杆角θ以及连杆长度L，能够使下压量y₁为W/4以下。

另外，在上述中，以下压量对上推量的影响的观点进行了说明，但以另一方的惰轮18b的上推量y₀对一方的惰轮18a被向下推时的下压量y₁的影响的观点，同样的说明也成立。

●行走装置的应用例

具有上述履带式行走体10的行走装置1，通过将为了实现对应于使用用途的功能的装置或部件安装到主体50上，就能够在各种利用场景下使用。行走装置1例如利用回旋性的高度，在通道狭窄的工厂或仓库等据点，作为进行物品搬运等轻作业的作业用机器人来使用。在这种作业用机器人的情况下，在行走装置1中例如安装有搬运用的装载台或轻作业用的可动臂。

另外，行走装置1例如也可用于灾害现场的救援用途或重建支援用途、农业用途、建设现场、或者室外的工厂、成套设备或其他设施等中也使用。在这样的用途中，例如在碎石或垃圾散乱，路面粗糙的环境下，行走装置1利用履带式行走体10的行走稳定性等特性，能够降低行走中的不良情况的发生危险。

更进一步地，行走装置1通过具有摄影装置或显示装置，还作为实现行走装置1的据点内的用户和处于远距离位置的用户之间的双向交流(远程通信)的远距临场机器人来使用。通过使用远距临场机器人，能够远程地进行据点内的装置的管理或维修作业等、或者位于据点内的人的位置或动作路线的确认等。更进一步地，行走装置1也可以是根据位于远距离位置的用户的远程操作来行走的构成。

●实施方式的效果

如以上说明，行走装置1通过包括具有能够摆动地设置了两个惰轮18a、18b的辅助机构8的履带式行走体10，在提高行走装置1的接地性的同时，能够实现防止翻倒的稳定的行走。另外，行驶装置1通过设置具有考虑了履带式行走体10的尺寸和连杆长度L来决定的连杆角θ的连杆19的辅助机构8，能够提高履带式行走体10的接地性和行走稳定性。

●总结●

如上说明地，本发明的一个实施方式涉及的履带式行走体是包括履带11、对履带11施加驱动力的驱动轮13、被配置在驱动轮13的下方的至少两个转轮15a、15b，并在驱动轮13和转轮15a、15b之间挂绕了履带11的履带式行走体10。另外，履带式行走体10具有设置在两个转轮15a、15b之间、且两个惰轮18a、18b(辅助轮的一例)被设置为能够摆动的辅助机构8，惰轮18a(一方的辅助轮的一例)被沿垂直方向上推时的惰轮18a的上推量y₀比惰轮18b(另一方的辅助轮的一例)的下压量y₁大。由此，履带式行走体10能够提高行走时的稳定性。

另外，在本发明的一个实施方式所涉及的履带式行走体中，辅助机构8具有将两个惰轮18a、18b(辅助轮的一例)可摆动地连接的连杆19(连接部的一例)，辅助机构8经由连杆19与履带式行走体10连接。由此，履带式行走体10设置两个惰轮18a、18b独立地动作的辅助机构8，即使惰轮18a被上推，通过尽量减小另一方的惰轮18b的下压量，就能够稳定地行走。

进一步地，在本发明的一个实施方式所涉及的履带式行走体中，连结惰轮18a(一方的辅助轮的一例)的车轮轴171a及辅助机构8的连杆轴191(摆动轴的一例)的第1边与连结惰轮18b(另一方的辅助轮的一例)的车轮轴171b及连杆轴191的第2边所成的角度θ的范围为90°<θ≤105°。由此，履带式行走体10通过以下压量y₁为上推量y₀的一半以下的方式来设置辅助机构8，能够进一步提高使用了辅助机构8的接地性，并能够提高行走时的稳定性。

另外，本发明的一个实施方式所涉及的行走装置1具有履带式行走体10以及以至少两个履带式行走体10(10a、10b)能够行走的状态来支撑的主体50。由此，行走装置1能够谋求包括主体50在内的行走装置1的稳定性的提高。

●补充说明●

到此为止对本发明的一个实施方式所涉及的履带式行走体及行走装置进行了说明，本发明不局限于上述的实施方式，对于其他的实施方式的追加、变更或删除等，在本领域技术人员所能想到的范围内可以进行变更，无论是怎样的方式，只要起到本发明的作用和效果，都在本发明的范围内。

附图标记列表

1 行走装置

8 辅助机构

10(10a、10b)履带式行走体

11 履带

13 驱动轮

14 轮毂电机

15a、15b转轮

18a、18b惰轮(辅助轮的一例)

19连杆(连接部的一例)

20a、20b侧板

25 张紧器

141 电机轴

161a、161b转轮轴

163a轴承

165a1、165a2定位环

167a1、167a2油封件

171a 车轮轴

173a 轴承

175a1、175a2定位环

177a1、177a2油封件

191连杆轴(摆动轴的一例)

192a、192b连杆板(摆动部的一例)

193a、193b定位环

195a、195b推压部件

Claims (9)

1.一种履带式行走体，其包括履带、向所述履带提供驱动力的驱动轮、以及配置在所述驱动轮的下方的至少两个转轮，在所述驱动轮与所述转轮之间挂绕所述履带，其特征在于：

具有设置在所述两个转轮之间、且两个辅助轮设为能够摆动的辅助机构，

一个辅助轮在垂直方向被上推时的该一个辅助轮的上推量大于另一个辅助轮的下压量。

2.根据权利要求1所述的履带式行走体，其特征在于：

所述辅助机构还具有将所述两个辅助轮能够摆动地连接的连接部，

所述辅助机构经由所述连接部与该履带式行走体连接。

3.根据权利要求2所述的履带式行走体，其特征在于：

连结所述一个辅助轮的车轮轴和所述辅助机构的摆动轴的第1边与连结所述另一个辅助轮的车轮轴和所述摆动轴的第2边所成的角度θ的范围是90°＜θ≤105°。

4.根据权利要求3所述的履带式行走体，其特征在于：

所述连接部具有以双臂支撑结构支撑所述辅助轮的摆动部和所述摆动轴，

所述轴部通过定位环固定。

5.根据权利要求4所述的履带式行走体，其特征在于：

所述连接部在所述摆动部与所述摆动轴的接合部具有推压部件。

6.根据权利要求4或5所述的履带式行走体，其特征在于：

所述辅助轮在所述双臂支撑结构的内侧具有油封件。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的履带式行走体，其特征在于：

所述辅助轮在车轴的中央部具有轴承。

8.根据权利要求7所述的履带式行走体，其特征在于：

所述辅助轮在所述轴承的两侧具有定位环。

9.一种行走装置，其特征在于，包括：

权利要求1至8中任一项所述的履带式行走体，以及

以能够行走的状态支撑至少两个所述履带式行走体的主体。

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