JP2000211563A - 宇宙探査用走行車 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ロケットによる打ち上げ時の省スペース化を
図って、スペース効率および運搬性を良くする。 【解決手段】 四つの車輪４を支持しているサスペンシ
ョンアーム１６を略くの字状に中折れ可能な構成とす
る。ロケットによる打ち上げ時には、サスペンションア
ーム１６を中折れさせ、かつ操舵ユニット１８の自由度
を使って各車輪４を円筒状の車体２の外周面に沿わせる
ことにより、展開時に比べて平面的な形状を縮小化す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、月や惑星の探査活
動に用いられる宇宙探査用走行車に関する。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】月面ロー
バー車に代表されるような宇宙探査用走行車にあって
は、斜面や荒地等の不整地での障害走破性を有している
こともさることながら、地球からはロケットに搭載され
て打ち上げられるために、その運搬性すなわちロケット
搭載時のペイロードとしての省スペース化も十二分に考
慮されていなければならない。

【０００３】そして、例えば特開平８−３１０４３５号
公報や特開平９−２７２４７３号公報等に見られるよう
に、従来から種々の形式の宇宙探査用走行車が提案され
ているが、これら従来の多くの宇宙探査用走行車は走破
性向上のために車輪の大径化やその数の増加のみに主眼
がおかれており、ロケット搭載時の省スペース化の面で
はなおも改善の余地を残している。

【０００４】本発明はこのような課題に着目してなされ
たもので、とりわけ４輪タイプの宇宙探査用走行車につ
いて、その障害走破性を保ちながら運搬時の省スペース
化を図った構造を提供しようとするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、車体の左右または前後の両側面にほぼ水平なサスペ
ンションアームが互いに平行となるように配置されてい
るとともに、これら一対のサスペンションアームの長手
方向両端に、該サスペンションアームに対して垂直な軸
を回転中心とする車輪支持アームが旋回可能に支持され
ていて、各車輪支持アームの水平な車軸部にそれぞれに
車輪が回転可能に支持された４輪タイプの宇宙探査用走
行車であって、前記サスペンションアームが水平面内に
おいてその長手方向中央部から略くの字状に中折れ可能
に構成されていることにより、各車輪が正規位置よりも
車体寄りの格納位置に格納可能となっていることを特徴
としている。

【０００６】この請求項１に記載の発明では、前輪駆動
方式および四輪駆動方式のうちのいずれの方式であって
もよく、また前輪のみを操舵輪とすることもできるほ
か、前後輪の４輪全部を操舵輪とすることもできる。

【０００７】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載の発明における車体がその平面視において円形も
しくは正多角形のものとして形成されていることを特徴
としている。

【０００８】さらに、請求項３に記載の発明は、請求項
２に記載の発明におけるところの車輪格納状態では各車
輪の内側面が車体側面に近接していて、格納状態からの
展開時には各車輪を垂直な軸まわりに車輪支持アームご
と旋回させて車体を押圧することにより、各車輪がサス
ペンションアームとともに自律的に展開するように構成
されていることを特徴としている。

【０００９】したがって、請求項１に記載の発明では、
正規状態たる展開状態においては各サスペンションアー
ムが真直状態で互いに平行な関係にあるために、操舵し
ないかぎりは前輪同士、後輪同士はもちろんのこと、そ
の前輪と後輪は互いに平行状態にあり、宇宙探査用走行
車としての本来の走行が可能となる。その一方、上記宇
宙探査用走行車をロケットに搭載して打ち上げる際に
は、各車輪を支持しているサスペンションアームをそれ
ぞれ車体側に中折れさせれば、各車輪が車体側に近付い
て格納状態となる。この状態では、展開時と比べて車両
の高さ方向での変化はないものの、車両平面視では各車
輪が車体寄りの位置に格納されている分だけ展開時と比
べて省スペース化が図られている。

【００１０】この場合、請求項２に記載の発明のように
車体の平面視形状を円形もしくは正多角形のものとする
一方、軸距と輪距とを互いに等しくなるように設定する
と、走行車そのものの平面形状が略正方形形状のものと
なり、サスペンションアームを中折れさせて各車輪を格
納したときの平面視における占有面積の減少度合いが一
段と顕著となる。

【００１１】そして、請求項３に記載の発明では、格納
状態からの展開時に、垂直軸まわりにおける車輪支持ア
ームの旋回自由度を使ってあたかも操舵時のごとく各車
輪を車体そのものに押し付けるように駆動させると、そ
の反力で各車輪が車輪支持アームとともに自律的に展開
する。

【００１２】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、車輪を
支持している一対のサスペンションアームが中折れ式の
ものとなっているため、そのサスペンションアームを中
折れさせて各車輪を実質的に格納した時には、展開時に
比べて車両平面視での占有スペースを縮小化でき、結果
としてロケット搭載時の省スペース化によりその運搬性
を改善できる効果がある。

【００１３】特に、請求項２に記載の発明のように、車
体そのものを平面視において円形もしくは正多角形のも
のとすることにより、展開時と格納時とにおける車両の
平面視形状の変化の度合いが大きく、格納時におけるよ
り一層の省スペース化が可能となる利点がある。

【００１４】また、請求項３に記載の発明によれば、格
納状態からの展開時には、サスペンションアームに対す
る車輪支持アームの旋回自由度を使って車輪を車体に押
し付けることによりそのサスペンションアームや各車輪
が自律的に展開するかたちとなるため、展開動作のため
の特別な機構が不要であり、これによってもまた宇宙探
査用走行車の小型軽量化に寄与できる効果がある。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１〜３は本発明に係る宇宙探査
用走行車の好ましい実施の形態を示す図で、図１は平面
図を、図２は後述するセンサポール６を伸展したときの
側面図をそれぞれ示している。

【００１６】図１，２に示すように、宇宙探査用走行車
１は、大別して、偏平円筒形状をなす車体２と、この車
体２の上に搭載された傘状の太陽電池パネル３と、車体
２の下部に付随する四つの車輪４，４…とから構成され
ている。なお、上記の太陽電池パネル３は、略正三角形
の６枚のパネルエレメント３ａ，３ａ…と中央部のカバ
ープレート３ｂとを組み合わせることにより正六角形の
ものとして形成されている。

【００１７】車体２には、車輪４，４…の駆動制御のた
めの制御機器や各種の通信機器あるいは計測機器等の電
子機器が内蔵されているほか、車体２の前部にはサンプ
ル採取や近接計測のための多関節型のマニピュレータ５
が装着されていて、さらに、車体２の上面には格納式の
センサポール６が配設されている。

【００１８】このセンサポール６は、チルトアクチュエ
ータ７によって回転駆動されるロアリンク８と、このロ
アリンク８にヒンジピン結合されたアッパーリンク９
と、これらロアリンク８とアッパーリンク９とで四節リ
ンク機構を形成しつつチルトアクチュエータ１０によっ
て回転駆動されるサポートリンク１１とから構成されて
いて、アッパーリンク９の上端にはチルトアクチュエー
タ１２を介して視覚センサ１３が装着されている。そし
て、ロアリンク８とアッパーリンク９とを真直状態とな
るように展開した時には視覚センサ１３が本来のセンシ
ング機能を発揮する一方、これらロアリンク８とアッパ
ーリンク９とを折り畳んだ時には該ロアリンク８やアッ
パーリンク９およびサポートリンク１１とともに視覚セ
ンサ１３が太陽電池パネル３の下部に格納されるように
なっている。

【００１９】ここで、上記太陽電池パネル３を形成して
いる複数枚のパネルエレメント３ａ，３ａ…のうち特定
二枚のパネルエレメント３ａ，３ａ同士の間には上記セ
ンサポール６を通過し得るスリット１４が形成されてい
て、このスリット１４を覆い得るスリットカバー１５が
アッパーリンク９に付帯しているとともに、同じくカバ
ープレート３ｂが視覚センサ１３に付帯している。した
がって、図２に実線で示したようにセンサポール６を真
直状態となるように展開したときには、アッパーリンク
９や視覚センサ１３とともにカバープレート３ｂおよび
スリットカバー１５が上方に持ち上げられることになる
ものの、センサポール６を折り畳んで太陽電池パネル３
内に格納した時には、カバープレート３ｂが太陽電池パ
ネル３の中央部の空間を、スリットカバー１５がスリッ
ト１４をそれぞれ覆ってこれらを閉塞するようになって
いる。

【００２０】車体２の左右の側面には、前後方向に伸び
るサスペンションアーム１６が互いに平行に配設されて
いて、各サスペンションアーム１６は軸受ユニット１７
を介して車体２に揺動可能に軸受支持されている。軸受
ユニット１７は、サスペンションアーム１６を揺動可能
に支持する機能のみならず、各サスペンションアーム１
６をその長手方向中央部から中折れさせる関節としての
機能を併せ持っていて、上記の関節としての機能を利用
することにより、図１に示すように水平面内において各
サスペンションアーム１６を車体２側に向けて略くの字
状に中折れさせれば、このサスペンションアーム１６を
後述する車輪４とともに車体２寄りの格納位置Ｐに格納
することができるようになっている。

【００２１】各サスペンションアーム１６の両端には操
舵ユニット１８を介して垂直軸を回転中心とする車輪支
持アーム２０がそれぞれに旋回可能に軸受支持されてい
て、この各車輪支持アーム２０の水平な車軸２１に車輪
４が個別に支持されている。各車輪４は図示しない駆動
モータによって個別に回転駆動されるようになっている
とともに、各車輪４ごとに個別に操舵されるようになっ
ていて、全体として４輪駆動でかつ４輪操舵タイプの宇
宙探査用走行車１となっている。

【００２２】したがって、このように構成された宇宙探
査用走行車１にあっては、ロケットにペイロードとして
搭載して宇宙空間に打ち上げる際には、先ず図２に仮想
線で示すようにセンサポール６を折り畳んで太陽電池パ
ネル３の下側に完全に格納する一方、マニピュレータ５
もその自由度を使って折り畳む。同時に、図１，３に示
すように、各サスペンションアーム１６を軸受ユニット
１７の関節機能を使って車体２側に近付けるように略く
の字状に折り曲げる一方、各操舵ユニット１７の自由度
を使って車輪４を車輪支持アーム２０ごと首振り旋回さ
せて、各車輪４の内側面を車体２の外周に沿わせつつこ
れに近付けるようにして、これらサスペンションアーム
１６および各車輪支持アーム２０の姿勢を自己保持させ
て格納位置Ｐに格納した状態とする。

【００２３】こうすることにより、図１に実線で示す展
開状態と比べ、宇宙探査用走行車１の平面的な大きさが
大幅に縮小化されることから、その省スペース化により
スペース効率が向上し、その運搬性が改善される。

【００２４】一方、宇宙探査用走行車１を月面あるいは
惑星等にて車両として実際に運用する際には、図３の状
態から操舵ユニット１８の駆動自由度を使って各車輪４
を車輪支持アーム２０ごと図３の矢印ａ方向に首振り旋
回駆動させ、各車輪４にて積極的に車体２を押圧する。
これにより、各車輪４は車体２からの反力を受けてサス
ペンションアーム１６を徐々に外側に展開させ、サスペ
ンションアーム１６および各車輪４は最終的に図１に示
す状態になり、各サスペンションアーム１６が完全に展
開して真直状態になると軸受ユニット１７に内蔵されて
いる図示外のロック機構が作動し、その状態を自己保持
することができる。

【００２５】こうして、各車輪４およびその操舵系等が
駆動可能な状態となったならば、引き続きマニピュレー
タ５を伸展させるとともに、図２に示したようにセンサ
ポール６を展開することで、宇宙探査用走行車１として
の実際の運用が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す宇宙探査用走行車の
平面説明図。

【図２】図１に示す宇宙探査用走行車の側面説明図。

【図３】図１の状態から車輪およびサスペンションアー
ムを格納したときの平面説明図。

【符号の説明】

１…宇宙探査用走行車 ２…車体 ３…太陽電池パネル ４…車輪 ５…マニピュレータ ６…センサポール １６…サスペンションアーム １７…軸受ユニット １８…操舵ユニット ２０…車輪支持アーム ２１…車軸 Ｐ…格納位置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車体の左右または前後の両側面にほぼ水
   平なサスペンションアームが互いに平行となるように配
   置されているとともに、これら一対のサスペンションア
   ームの長手方向両端に、該サスペンションアームに対し
   て垂直な軸を回転中心とする車輪支持アームが旋回可能
   に支持されていて、各車輪支持アームの水平な車軸部に
   それぞれに車輪が回転可能に支持された４輪タイプの宇
   宙探査用走行車であって、 前記サスペンションアームが水平面内においてその長手
   方向中央部から略くの字状に中折れ可能に構成されてい
   ることにより、各車輪が正規位置よりも車体寄りの格納
   位置に格納可能となっていることを特徴とする宇宙探査
   用走行車。
2. 【請求項２】 車体がその平面視において円形もしくは
   正多角形のものとして形成されていることを特徴とする
   請求項１に記載の宇宙探査用走行車。
3. 【請求項３】 車輪格納状態では各車輪の内側面が車体
   側面に近接していて、格納状態からの展開時には各車輪
   を垂直な軸まわりに車輪支持アームごと旋回させて車体
   を押圧することにより、各車輪がサスペンションアーム
   とともに自律的に展開するように構成されていることを
   特徴とする請求項２に記載の宇宙探査用走行車。